CN105050860A - 电气系统 - Google Patents

Abstract

接合部(12A至12H)以恒定间隔形成在线束主体(10)上。每个接合部具有共同的形状和功能，并且由电线和连接器(13A至13H)构成，电线分别从构成线束主体(10)的电线(11a至11d)分支，并且连接器具有连接到电线的连接端子。

Description

电气系统

技术领域

本发明涉及一种电气系统，其经由线束而使多个模块互相连接。

背景技术

在车辆中，各种电气装置以分散状态布置在车体上的各个位置处。例如，在每个位置处，诸如转向柱、杂物箱、中央仪表群或者中央控制台，配置涉及车辆的行驶的电气系统、涉及音频的电气系统或者涉及车体的功能的电气系统。每个电气装置通常具有其上安装的各种开关、各种传感器、各种负载以及控制继电器。

需要将电力从车辆侧上的电源(车载电池或者交流发电机)供应到各种电气装置。另外，还需要将设置在每个电气装置的内部的开关或者传感器的信号传送到另一个电气装置或者设置在车辆中的各种电子控制单元(ECU)。

因此，在现有技术中，车辆侧上的电源、各种电气装置以及各种电子控制单元经由线束而互相连接。通常地，线束通过将多股线束捆成一束而构成。另外，为了使得能够可靠地使配置在各个部分处的仪器互相连接，调整每条电线的长度，并且根据各个仪器的位置关系确定线束的形状。另外，根据由各个电气装置的负载消耗的电量，确定构成线束的供电线的厚度。此外，为了使得易于装接和脱离线束与每个仪器之间的电连接，连接器连接到构成线束的每个电线捆束的端部。

在专利文献1的图1中公开的电气系统中，通过将电源控制箱与各种模块利用彼此独立的线束而互相连接来供应电力。整个线束通过进一步将多条电线束捆成一束而构成。

另外，在专利文献2中，公开了简化布线、减轻布线的重量并且使得易于执行布线操作的技术。具体地，配置通过将多个仪表盘电气部件连接到共同的控制单元而制成的多个子模块，每个子模块的控制单元都连接到共同的线束，并且在多个控制单元之间执行多路通信。

另外，在专利文献3中，公开了减少部件的数量并且容易地执行组装和拆卸的技术。具体地，仪表盘通过被划分成上半部和下半部而形成，显示器和仪表组所装到的凹部形成在下半部上，并且一对引导部件和线束的备用连接器23和27设置在该凹部中。

引用列表

专利文献

[专利文献1]JP-A-2012-56505

[专利文献2]JP-A-2000-38094

[专利文献3]JP-A-2004-189131

发明内容

技术问题

在上述车辆的电气系统中，需要减少车体内部由线束占据的空间的体积，或者减轻线束的重量。然而，如专利文献1所公开，由于通过将电源控制箱与各种模块利用彼此独立的电线捆束互相连接来供应电力，因此，当安装在车辆上的模块数量增加时，构成整个线束的捆束的数量增加，并且线束的外部形状的厚度不可避免地增加。

特别地，关于供电线，需要使用充分粗的电线，从而即使当与由模块的负载消耗的电力的最大值相对应的电流流通时，也不产生电压下降和发热。另外，当从电源到模块的距离为长的时，由于认为电压下降增加，所以需要配置更粗的电线跨越长的距离。

另外，当期望根据规格等而改变配置各个模块的位置的可能性时，需要具有用于构成线束的各条电线的长度的空间，使得即使当各个模块的位置改变时也能够可靠地连接布线。然而，当确定用于电线的长度的空间为大的时，线束的低效性和重量增加。同时，当用于电线的空间为小的时，存在各个模块的位置改变的情况下不能够连接布线的可能性，并且布置更改的自由度劣化。

鉴于上述情况，本发明的目的是提供一种电气系统，即使当包括消耗大量电力的负载的模块数量增加，该电气系统也能够将充分的电量供应到各个模块，并且抑制布设中使用的线束的外部形状的尺寸增加或者重量的增加。

解决问题的方案

为了实现上述目的，根据本发明的电气系统具有以下特性(1)至(3)。

(1)一种电气系统，包括：模块，其具有内嵌其中的开关、传感器、负载和继电器中的至少一者；

电源箱部，其将电力供应到所述模块；以及

线束，其将所述多个模块与所述电源箱部互相连接，其中

所述电源箱部包括电子控制部，该电子控制部与所述模块通信并且控制所述模块，

所述模块包括通信部，该通信部与所述电子控制部通信，

所述线束通过将多条电线捆绑成一束而构成，所述多条电线包括传输电力的电源线和传输信号的通信线，并且

在所述线束中，接合部以大致恒定的间隔形成在所述线束上的多个位置处，所述接合部由于所述线束的所述多条电线的每条电线分支并且配置成连接到所述模块而形成。

(2)根据上述(1)配置的电气系统，包括：作为所述电源箱部的部分的第一电源箱部和第二电源箱部，

其中，所述线束的一端连接到所述第一电源箱部，并且所述线束的另一端连接到所述第二电源箱部。

(3)根据上述(2)配置的电气系统，其中

由于所述线束的所述多条电线的每条电线分支且延伸，产生所述接合部的每个接合部，并且包括在所述延伸电线上的所述通信部的连接器连接到每个所述接合部，并且

当所述连接器连接在所述模块中时，所述通信部与所述电子控制部通信。

根据上述(1)配置的电气系统，用于传输电力和信号的多个模块能够共同地使用构成线束的多条电线的每条电线。因此，即使当连接多个模块时，也不需要增加构成线束的电线的数量，并且能够使得整个线束的外部形状具有细的直径。另外，由于能够抑制多个模块的所有负载不同时消耗最大功率，所以即使当电力经由一条电线供应到多个模块时，也能够抑制线束中单独电线的直径增加。此外，接合部以几乎恒定的间隔形成在多个位置处，并且从而能够根据需要选择连接每个模块的接合部。例如，当每个模块的位置根据布置的规格的改变而改变时，能够将连接点切换到最靠近改变之后的位置的接合部。因此，即使当在接合部与每个模块互相连接的位置处用于线束的长度的空间是小的，如果选择具有最短距离的接合部，也能够可靠地执行连接。

根据上述(2)配置的电气系统，通过利用连接器形成接合部，能够仅执行用于将模块接合到线束的操作。

根据上述(3)配置的电气系统，能够将供电功能或者控制功能分配到处于分散状态的多个电源箱部。因此，能够选择性地从多个电源箱部中的靠近消耗电力的模块的电源箱部供应电力，并且能够缩短输电路径。因此，能够使得构成线束的电线具有细的直径。

发明的有益效果

根据本发明的电气系统，即使当包括消耗大量电力的负载的模块数量增加时，也能够将充足的电力供应到各个模块，并且能够抑制布线中使用的线束的外部形状的尺寸增加或者重量增加。

以上，简要描述了本发明。此外，通过通读将在后文中参考附图而描述的用于执行发明的实施方式(后文中，简称为“实施例”)，本发明的详细内容将变得更加清晰。

附图说明

图1是示出电气系统的主要部分的电路的配置实例的电路图。

图2是示出电源控制箱与线束主体之间的连接的实例的平面图。

图3是示出电气系统的连接和配置的具体实例的平面图。

图4是示出多个模块的配置以及与电源控制箱的连接的实例的块图。

图5是示出电源控制箱的外部形状的具体实例的透视图。

参考标记列表

10线束主体

11a、11b、11c、11d电线

12A、12B、12C、12D、12E、12F、12G、12H接合部

13A、13B、13C、13D、13E、13F、13G、13H连接器

15线束

21、22电源控制箱

21a、22a电子控制单元

30主电源

40主ECU

51至58模块

61至68模块连接线束

70加强部

50A、50B、50C、50D模块

501E连接器部

502开关

503传感器

504负载

505继电器

具体实施方式

后文将参考各个附图描述关于本发明的电气系统的具体实施例。

<电气系统的概略>

图4示出在实施例的电气系统中多个模块的配置以及与电源控制箱的连接的实例。

在实施例中，假定安装在车辆上使用的电气系统。例如，在图4所示的电气系统的实例中，构成如下电气系统：其中，电源的电力从车辆侧供应到多个模块50A至50D的每个模块，该多个模块配置在车辆的仪表盘附近，并且具有控制每个模块中的负载的接通和断开的功能。

另外，在图4所示的电气系统的实例中，模块50A安装在车辆上的手柄柱上，模块50B安装在杂物箱中，模块50C安装在中央仪表群上，并且模块50D安装在中央控制台上。

换句话说，模块50A构成为一体的模块，其由配置在手柄柱附近的开关502、传感器503、负载504和继电器505构成。开关502、传感器503、负载504和继电器505如图4所示连接到模块50A中的E连接器部501。

E连接器部501设置有：连接器壳体，其用于使模块50A与线束15互相连接；以及ECU，其存储并且保持在连接器壳体中。随着E连接器部501的连接器壳体嵌合到作为设置在模块50A中的嵌合配对部的连接部，E连接器部501的ECU连接到模块50A。E连接器部501中的ECU具有：控制开关502、传感器503、负载(灯、电动机、加热器等)504和继电器505的功能，以及经由线束15与另一个控制部通信的功能。换句话说，根据通过通信而从外部控制装置接收的控制信号，E连机器部501中的ECU控制负载504和继电器505的接通和断开。另外，ECU将示出开关502或传感器503的状态的信号通过通信发送到外部控制装置。例如，E连接器部501中的ECU能够由微型计算机构成。以这种方式，通常将如下连接器称为E连接器部：其具有控制开关502、传感器503、负载(灯、电动机、加热器等)504和继电器505的功能，以及经由线束15与另一个控制部通信的功能。

与上述模块50A相似，在其它模块50B至50D的每个模块中，当E连接器部501连接时，E连接器部501的ECU控制开关502、传感器503、负载504和继电器505。

在图4所示的电气系统中，四个模块50A至50D的每个模块都经由E连接器部501和线束15而连接到电源控制箱(21、22)。电源控制箱包括内嵌其中的电子控制单元(ECU)，该电子控制单元(ECU)具有将电源的电力供应到多个模块中的每个模块的功能，以及控制多个模块中的每个模块的功能。

在图4所示的实例中，控制车辆的行驶系统和音频系统的模块的电子控制单元(ECU-A)以及控制车身系统的模块的电子控制单元(ECU-B)设置在电源控制箱(21、22)中。电子控制单元(ECU-A、ECU-B)经由线束15而与各个模块的E连接器部501进行通信，切换各个负载(504)的电力的接通和断开，并且获得开关(502)或者传感器(503)的信号。

<线束主体的说明>

图2示出电源控制箱与线束之间的连接的实例。在图2所示的电气系统的实例中，作为线束15的一部分的线束主体10的一端和另一端分别连接到电源控制箱21和22。

如图2所示，通过将互相电绝缘成一束的四条电线11a、11b、11c和11d捆绑而构成线束主体10。电线11a用作用于供应直流电力(例如，+12V)的电源线，电线11b用作用于接地连接的地线，并且电线11c和11d用作通信线。电线11a和11b具有由半导体构成的芯线，该半导体具有充分粗到大电流量能够流过的程度的直径。由于不需要大电流量流经电线11c和11d，所以电线11c和11d是具有细的直径的电线。

如图2所示，在线束主体10中，多个接合部12A至12H以大致恒定的间隔(L)从长度方向上的一端到另一端形成。假定确定间隔(L)为20cm作为特定的实例。

由于构成线束主体10的四条电线11a、11b、11c和11d的每条电线分支和延伸，每个接合部12A至12H能够用于连接每个模块(图3中的51至58)。换句话说，如图1所示，在每个接合部12A至12H中，形成线束主体10的每个电线11a至11d在该处分支的分支点。在接合部12A至12H中各个电线11a至11d分支的四个分支点处，分支的电线延伸。此外，包括连接到各个延伸的电线的四个连接端子的连接器(13A至13H)连接到电线。四个分支且延伸的电线与图3所示的模块连接线束61至68相对应。另外，连接器13A至13H的每个连接器都与参考图4描述的E连接器部501相对应。以这种方式，接合部12A至12H的每个接合部由四条分支且延伸的电线和连接器构成。

多个接合部12A至12H的每个接合部都具有彼此相同的功能，除了它们的位置彼此不同。换句话说，每个连接器(13A至13H)都具有相同的形状，并且每个连接器(13A至13H)都具有电连接到电线11a至11d的每个电线的四个连接端子。

<电气系统的连接和布置的具体实例>

图3示出了电气系统的连接和配置的具体实例。在图3所示的电气系统的实例中，配置在车辆的仪表盘附近的各种仪表分别连接到作为互相独立的多个模块的线束主体10的多个位置。

在图3所示的实例中，八个模块51至58在互相分散的状态下配置在仪表盘附近的各种位置处。与图4所示的各个模块(50A至50D)相似，模块51至58的每个都连接到E连接器部501(对应于连接器13A至13H)，并且在E连接器部501中的ECU控制开关502、传感器503、负载(灯、电动机、加热器等)504和继电器505。

模块51具有能够由操作者等操作的各种开关。模块52具有配置在底盖附近的各种构成元件(开关、传感器、灯、电动机以及继电器)。模块53具有配置在转向柱附近的各种构成元件(用于方向指示器或者雨刷装置的开关、传感器、电动机和继电器)。模块54具有用于显示诸如速度计或者发动机转速计这样的各种类型的仪表的构成元件。

另外，模块55具有配置在下盖附近的各种构成元件(开关、传感器、灯、电动机和继电器)。模块56具有配置在中央控制台附近的各种构成元件(开关、传感器、灯、电动机和继电器)。模块57具有配置在中央仪表群附近的各种构成元件(音频装置和导航装置)。模块58具有配置在杂物箱附近的各种构成元件(开关、传感器、灯、电动机和继电器)。

在车体的仪表盘和中央控制台附近，如图3所示，安装了作为加强件的加强部70。线束主体10沿着加强部70从车体的右端侧到左端侧配置成直线。另外，线束主体10的右端连接到安装在车辆右端侧上的电源控制箱21，并且线束主体10的左端连接到安装在车体的左端侧上的电源控制箱22。

在图3所示的实例中，模块51连接到接合部12A。具体地，模块51连接到连接器13A，该连接器13A装接到从线束主体10分支并且延伸的模块连接线束61的末端。模块51连接到多个接合部(12A至12H)之中存在于最近位置处的接合部12A。

相似地，模块52经由模块连接线束62连接到处于最近位置处的接合部12B。另外，模块53经由模块连接线束63连接到处于最近位置处的接合部12C，模块54经由模块连接线束64而连接到处于最近位置处的接合部12D，并且模块55经由模块连接线束65而连接到处于最近位置处的接合部12E。此外，模块56经由模块连接部66而连接到处于最近位置处的接合部12F，模块57经由模块连接线束67而连接到处于最近位置处的接合部12G，并且模块58经由模块连接线束68而连接到处于最近位置处的接合部12H。

换句话说，由于在线束主体10上的多个接合部12A至12H的所有的形状和功能是相同的，所以当每个模块(51至58)都连接到线束主体10时，能够选择并且连接接合部之中在距离上处于最近位置处的接合部。

因此，由于能够以最短距离连接每个模块连接线束61至68，所以能够使长度最小化。另外，由于多个接合部12A至12H以恒定间隔(L)安装，所以例如，即使当每个模块(51至58)布置的位置根据要在车体的水平方向(图3的水平方向)上偏离的规格的改变而改变时，如果改变连接点的接合部(12A至12H)也能够以最短的距离执行连接。因此，即使当不存在用于每个模块连接线束61至68的长度的特别的空间时，也能够可靠地进行具有充分的布线长度的连接。

<电路的配置实例>

图1示出电气系统的主要部分的电路的配置实例。在图1的电气系统中，与图2的实例相似，线束主体10的一端连接到电源控制箱21，并且线束主体10的另一端连接到电源控制箱22。换句话说，线束主体10的四条电线11a、11b、11c和11d分别连接到电源控制箱21和22。

另外，在接合部12A中，从四条电线11a至11d的每条电线分支的电线连接到连接器13A的四个连接端子。相似地，在接合部12B、12C、12D、12E、12F、12G和12H中，从四条电线11a至11d的每条电线分支的电线分别连接到连接器13B、13C、13D、13E、13F、13G和13H的四个连接端子。

图1所示的电源控制箱21具有电子控制单元(ECU)21a，该电子控制单元(ECU)21a具有控制内嵌其中的车体系统的模块的功能。另外，图1所示的电源控制箱22具有电子控制单元(ECU)22a，该电子控制单元(ECU)22a具有控制内嵌其中的车辆的行驶系统和音频系统的模块的功能。每个电子控制单元21a和22a都由具有通信功能的微型计算机构成。

另外，电源控制箱21包括电源端子21b、接地端子21c和通信端子21d，并且电源控制箱22包括电源端子22b、接地端子22c和通信端子22d。电源控制箱21的电源端子21b和接地端子21c连接到车辆侧上的主电源30，并且电源控制箱21的通信端子21d连接到车辆侧上主ECU40。同样在电源控制箱22中类似地进行连接。主电源30配置成与诸如交流发电机(发电机)或者主电池这样的安装在车辆上的电源电路相对应。主ECU40是控制车辆侧上的发动机等的电子控制单元(ECU)。

因此，电源控制箱21和22能够将供应自主电源30的电力从各个接合部(12A至12H)经由线束主体10供应到各个模块51至58。另外，电源控制箱21中的电子控制单元21a能够控制在连接到各个接合部(12A至12H)的各个模块51至58中的车身系统的模块。另外，电源控制箱22中的电子控制单元22a能够控制连接到各个接合部(12A至12H)的各个模块51至58中车辆的行驶系统和音频系统的模块。

另外，图1和2示出的线束主体10通过将四条电线11a至11d捆绑成一束而配置，然而能够进一步减少电线的数量。例如，还能够使用用于通信的电力传输线11a，并且如果电线11a用于双向通信，则不需要电线11c和11d。

<电源控制箱的外观>

图5示出电源控制箱的外观的具体实例。图5示出的电源控制箱90具有：电子控制部91，其具有控制车身系统的模块的功能；以及电子控制部92，其控制内嵌其中的车辆的行驶系统和音频系统的模块。另外，电源控制箱90包括：输出侧连接器部93，其能够连接到线束主体10的一端；以及输入侧连接部94，其能够进一步连接到主电源30和主ECU40。

图5所示的电源控制箱90能够用作图1所示的电源控制箱21和22。多个电子控制部91和92可以内嵌于图5所示的一个电源控制箱90中，并且电子控制单元(21a、22a)中的每一个都可以内嵌于图1所示的多个电源控制箱21和22中。

<上述电气系统的优势>

例如，在图3所示的电气系统中，多个模块51至58中的每个模块能够共同地使用用于供电和通信的线束主体10中的一组电线(11a至11d)。因此，即使当连接的模块的数量增加时，也不需要增加构成线束主体10的电线(11a至11d)的数量。因此，能够防止线束主体10的外形的厚度增加，并且还能够减轻其重量。

另外，在图2所示的线束主体10上以恒定间隔(L)形成多个接合部(12A至12H)，具有相同的形状和功能的连接器(13A至13H)和连接端子形成在接合部中。因此，当多个模块51至58的每个模块连接到图3所示的线束主体10时，能够经由模块连接线束(61至68)以最短的距离连接每个模块。

此外，即使当每个模块51至58布置的位置根据规格等的改变而改变时，能够选择和连接多个接合点(12A至12H)中处于改变点的最近位置处的接合部。因此，即使当不存在用于模块连接线束(61至68)的长度的足够的空间时，也能够可靠地进行连接。因此，关于每个模块布置位置的自由度增加。

另外，如图2和3所示，期望设置多个电源控制箱21和22，线束主体10的一端连接到电源控制箱21，并且线束主体10的另一端连接到电源控制箱22。因此，能够缩短从每个电源控制箱21和22到每个模块(51至58)中的负载的距离，并且能够减小供电线(11a、11b)中的电压下降。因此，能够使得电线的直径和线束主体10细。

此处，在以下[1]至[3]中简要总结并且列出根据本发明的上述电气系统的实施例的特性。

[1]一种电气系统，包括：模块(50A至50D)，其具有内嵌其中的开关(502)、传感器(503)、负载(504)和继电器(505)中至少一者；电源箱部(电源控制箱21和22)，其将电力供应到所述模块；以及线束(15)，其将所述多个模块与所述电源箱部互相连接，其中，所述电源箱部包括电子控制部(ECU-A、ECU-B)，该电子控制部与所述模块通信并且控制所述模块，其中，所述模块包括通信部(E连接器部501中的ECU)，其与所述电子控制部通信，其中，所述线束通过将包括传输电力的电源线和传输信号的通信线的多条电线捆绑成一束而构成，并且其中，在所述线束中，由于所述线束的所述多条电线的每条电线分支并且能够连接到所述模块而形成的接合部(12A、12B、12C、12D、12E、12F、12G、12H)以大致恒定的间隔形成在所述线束上的多个位置处。

[2]在[1]中所述的电气系统，还包括：作为电源箱部的一部分的第一电源箱部(电源控制箱21)和第二电源箱部(电源控制箱22)，其中，所述线束的一端连接到所述第一电源箱部，并且所述线束的另一端连接到所述第二电源箱部。

[3]在[2]中所述的电气系统，其中，由于所述线束的所述多条电线的每条电线分支和延伸，产生所述接合部的每个接合部，并且所述接合部的每个接合部都与包括在所述延伸的电线上的所述通信线的连接器(13A、13B、13C、13D、13E、13F、13G、13H)连接，并且其中当所述连接器连接在所述模块中时，所述通信部与所述电子控制部通信。

参考详细或者具体的实施例描述了本发明，然而对本领域的技术人员明显的是，能够在不背离本发明的精神和范围的情况下增添各种改变或者修改。

本发明基于2013年3月18日提交的日本专利申请No.2013-055420，并且其内容通过引用并入本文。

工业实用性

根据本发明的电气系统，即使当包括消耗大量电力的负载的模块数量增加时，也能够将充足的电力供应到各个模块，并且能够抑制布线中使用的线束的外部形状的尺寸增加或者重量增加。具有这样的效果的本发明在关于其中多个模块经由与车载电气系统相似的线束而互相连接的电气系统是有效的。

Claims (3)

1.一种电气系统，包括：

模块，该模块包括内嵌其中的开关、传感器、负载和继电器中的至少一者；

电源箱部，该电源箱部将电力供应到所述模块；以及

线束，该线束将所述多个模块与所述电源箱部互相连接，其中

所述电源箱部包括电子控制部，该电子控制部与所述模块通信并且控制所述模块，

所述模块包括通信部，该通信部与所述电子控制部通信，

所述线束通过将多条电线捆绑成一束而构成，所述多条电线包括传输电力的电源线和传输信号的通信线，并且

在所述线束中，接合部以大致恒定的间隔形成在所述线束上的多个位置处，所述接合部由于所述线束的所述多条电线的每条电线分支并且配置成连接到所述模块而形成。

2.根据权利要求1所述的电气系统，包括：

作为所述电源箱部的部分的第一电源箱部和第二电源箱部，

其中，所述线束的一端连接到所述第一电源箱部，并且所述线束的另一端连接到所述第二电源箱部。

3.根据权利要求2所述的电气系统，其中

由于所述线束的所述多条电线的每条电线分支且延伸，产生所述接合部的每个接合部，并且包括在所述延伸电线上的所述通信部的连接器连接到每个所述接合部，并且

当所述连接器连接在所述模块中时，所述通信部与所述电子控制部通信。