CN108602477B - 车辆用电路 - Google Patents

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Abstract

根据本发明,分开地制造:附加部件电路体(230),其结构根据车型或选项而变化;以及第一基电路体(210),其结构是固定的,并且整个电路通过组合所述电路体而构成。附加部件电路体(230)具有:主干结构(231),其被配置为使得各种分支线(232‑235)能够装接到该主干结构/从该主干结构拆卸;以及分支线。主线和分支线包括电源线和通信线。附加部件电路体(230)具有上级控制单元和下级控制单元,其控制供应至与各个分支线连接的电气部件的电力。本发明具有用于切换各个端子的连接状态的切换电路。通过切换供电的端子数来控制供电。

Description

车辆用电路
技术领域
本发明涉及一种布设在车辆上的车辆用电路。
背景技术
在车辆上,需要将电源电力从例如作为主电源的交流发电机(发电机)或电池适当地供应到大量的各种电气部件中的各个电气部件。而且,在用于像这样的电源电力的供应的系统中,还需要设置以下功能:根据需要在电力供应的通断之间切换的功能;以及当过电流流经电气部件时切断各个路径的电路的功能。
在一般车辆上,作为多个电线的集合体的线束布设在车辆上,并且通过该线束,主电源与各个部分的电气部件互相连接以供电。而且,通常使用接线盒将电源电力分配到多个路径,使用继电器盒控制对各个路径的电力供应的通断,并且使用熔断器盒保护线束的电线和负载。
专利文献1中所示的线束设置有网络传输路径、电源和GND以及用于供应其它信号的电路。而且,该线束设置有线束干线、子线束、可选子线束和网络集线器设备。
文献列表
专利文献
专利文献1:JP-A-2005-78962
发明内容
技术问题
近年来,具有布设在车体上的上述线束的结构随着安装在车辆上的电气部件的数量的增加而复杂化的趋势。因此,通过如专利文献1中那样组合线束干线、子线束和可选线束,配置了整体具有复杂形状的线束以能够与车体上的各个位置处设置的各种电气部件连接。
而且,已经具有如下趋势:由于随着安装在车体上的电气部件的数量增加,构成线束的电线的直径增大并且电线数量增加,所以线束的整体尺寸和重量增大。而且,由于随着安装有线束的车辆类型的差异并且随着安装在车辆的上的可选电气部件的种类的增加,要制造的线束的种类和产品编号数量增加,因此难以使构成线束的部件通用化,从而导致部件成本或制造成本的增加。而且,如果线束的整体结构是复杂的,则存在线束的制造困难并且将线束组装至车体的操作困难这样的情况。
已经鉴于上述情况做出本发明,并且本发明的目的是提供一种车辆用电路,其能够通过简化各种电气部件与车辆上的电源之间的以及电气部件之间的电连接的结构,而有助于制造并且减小尺寸和重量。
问题解决方案
为了实现上述目的,根据本发明的车辆用电路特征在于以下(1)至(6):
(1)一种布设在车辆上的车辆用电路,包括:
第一电路,该第一电路具有干线和能够可拆卸地装接至所述干线的分支线;以及
第二电路,该第二电路具有多条电线,
其中,所述干线和所述分支线分别包括电源线和通信线。
(2)根据以上(1)的车辆用电路,
其中,所述第一电路具有
分支部,该分支部用于将所述分支线连接至所述干线,所述分支部包括下级控制部;以及
上级控制部,该上级控制部连接至所述干线,该上级控制部基于与所述下级控制部的通信控制向所述分支线供应的电力的分配,并且控制所述下级控制部。
(3)根据以上(2)的车辆用电路,
其中,多个所述分支线能够并联连接至所述分支部,并且
所述下级控制部具有切换电路,该切换电路根据要供应到与被连接的所述分支线相连接的配件的电力,在所述干线和所述分支线的所述电源线与所述通信线之间切换连接。
(4)根据以上(3)的车辆用电路,
其中,所述切换电路具有:一个以上的选择开关装置,所述选择开关装置选择性地将能够供电的电源端子、能够连接至接地线的接地端子以及能够连接至通信线的通信端子中的任意一者与所述干线的一个共用端子互相连接;以及可编程控制装置,该可编程控制装置至少控制所述通信端子的连接状态。
(5)根据以上(4)的车辆用电路,
其中,所述切换电路包括开关元件,所述开关元件控制向所述电源端子的电力供应,并且
所述控制装置根据要供应至与各个所述分支线连接的配件的电力而控制所述开关元件。
(6)根据以上(1)至(5)的任意一项的车辆用电路,
其中,所述第一电路是根据多个车型、级别或选项(options)而选择的可选电路,并且
所述第二电路是对多个车型、级别或选项通用的标准电路。
根据以上(1)的结构的车辆用电路,由于第一电路与第二电路能够作为互相独立的构成部分而分开制造,所以能够简化结构,并且还能够有助于制造。而且,由于第一电路由干线和能够可拆离地装接的分支线形成,所以干线与分支线也能够作为互相独立的构成部分而分开制造。而且,即使当干线的形状和结构简单时,也能够通过将分支线结合至干线而实现整体复杂的布设配置。而且,通过使用干线作为共用电路元件并且将组合于干线的分支线的种类和数量与车型的不同、可选电气部件的存在或不存在等相关联,能够使车辆的种类和产品编号最小化。而且,如果将第二电路限定为仅是不取决于车型的通用电路元件,则能够将第二电路处的分支等最小化,这有助于结构简化、尺寸减小、重量降低等。
根据以上(2)的结构的车辆用电路,通过使用上级控制部与下级控制部之间的通信,能够适当地控制从干线向分支线供应的电力的分配。因此,即使当不同种类的各种配件(电气部件)通过分支线连接至干线时,也不需要形成为各个配件特殊设计的电路。为此,具有简化的结构的干线能够用作不取决于车型等的通用构成部分。
根据以上(3)的结构的车辆用电路,由于多个分支线能够连接到各个分支部,所以抑制了分支部的总数的增加,这有助于结构简化。而且,通过切换电路的操作,能够容易地改变连接位置。
根据以上(4)的结构的车辆用电路,通过切换选择开关装置的选择状态,干线的一个共用端子能够连接至电源端子、接地端子和通信端子中的任意端子。而且,通过控制装置的操作,能够适当控制通信端子的连接状态。因此,即使当连接干线与分支线的端子的位置移动时,也能够切换电路,使得连接的端子的种类互相匹配。因此,提高了连接的自由度,并且能够使端子形状等共通化。
根据以上(5)的结构的车辆用电路,通过控制开关元件,能够适当地控制从干线经由分支线供应至配件的电力。例如,当干线的多个端子通过开关元件连接至分支线时,通过增加或减少接通的开关元件的数量,能够增加或减少供应的电力。
根据以上(6)的结构的车辆用电路,由于电路被配置为分为通用于多种车型、级别或选项的标准电路和根据多个车型、级别或选项而变化的可选电路,所以即使车型、级别或选项的数量增加,也仅有布线根据多个车型、级别或选项变化的部分需要被配备为可选电路,从而实现有助于制造和降低成本。
发明的有益效果
根据本发明的车辆用电路,能够简化各种电气部件与车辆上的电源之间以及电气部件之间的电连接的结构,能够有助于制造,并且能够减小尺寸且降低重量。
附图说明
图1(A)、图1(B)、图1(C)和图1(D)是示出与本发明的实施例中的车辆用电路的主要组成部分或其集合体的结构实例相关的总体外形的平面图。
图2是示出通过使用一般方法配置的线束的总体外形的平面图。
图3是示出在图1(C)所示的附加部件电路布设在车体上的情况下各个部分的布局和连接情况的概况的立体图。
图4是示出包括图3所示的附加部件电路的系统的主要部分的结构实例的方框图。
图5是示出在与图4所示的系统的一部分相关的车厢中的具体布局和连接情况的立体图。
图6(A)是从图5中的III-III线观看的截面的结构实例的截面图,并且图6(B)是示出图6(A)的同一部分的变型的截面图。
图7是示出将主干结构与多个配件互相连接的结构实例的方框图。
图8(A)和图8(B)是示出图7所示的结构的更具体的连接实例的方框图。
图9是示出熔断器汇流条的端子的布置情况以及其与所连接的配线的连接器的位置关系的实例的立体图。
图10是示出在主干结构中设置的切换电路的结构实例的方框图。
参考标记列表
10 智能电源盒
11,12,13 电子控制单元
14 DC/DC转换器
20 第一主干结构
20a,20b,20c,20d,20e 布设导电部件
21,22,23,46 分支连接盒
30 第二主干结构
30a,30b,30c,30d,30e 布设导电部件
40 第三主干结构
40a,40b,40c,40d,40e 布设导电部件
41 熔断器汇流条
42,45 端子
43 连接部
44 切换电路
48,51,52,53,54,55,65,66,67 区域驱动器
51a,52a,53a,54a 下游侧连接部
52b,53b,54b 备用电池
51c,52c,53c 从属控制部
61 交流发电机
62 启动器
63 第一电池
64 第二电池
71,72,73,74,76,77,78 配件
71a,72a,73a 负载
71b,72b,73b 开关
71c,72c,73c 传感器
75 配线
78a,78b,78c,78d,78e,78f,78g,78h 端子
81,82,83 子线束
90,90B 强化部
91 FPGA装置
92,94 选择开关装置
93,95 晶体管
97 电源线
98 接地线
210 第一基电路
211,212,213,221 电线
214,215,216,217,222,223 端子部
220 第二基电路
230 附加部件电路
231 主干结构
232,233,234,235 分支线
236,237,238,239 端子部
250,260 车辆用电路
具体实施方式
下面将参考附图描述本发明的具体实施例。
首先,将描述车辆用电路的基本结构。
在图1(A)、图1(B)和图1(C)中示出本发明的实施例中的车辆用电路的主要构成部分的总体外形。而且,在图1(D)中示出配置为这些构成部分的集合体的车辆用电路的外形。而且,为了有助于对图1(D)中所示的车辆用电路与一般电路的差异的理解,在图2中示出了通过使用一般方法构成的线束的外形的实例。
虽然本发明的车辆用电路实现了与车辆上安装的一般线束的部分或整体相应的功能,但是形状和结构与一般线束的形状和结构大不相同。具体地,为了简化结构,使用具有简单形状的主干结构用于布设。并且分支线连接至主干结构的干线,使得各种配件(电气部件)能够通过分支线连接。
在本实施例中,例如,图1(A)所示的第一基电路210、图1(B)所示的第二基电路220和图1(C)所示的附加部件电路230分别被制造为处于彼此独立的状态的主要部分,并且其后,作为将它们组合的集合体,制造图1(D)所示的车辆用电路250。
图1(A)所示的第一基电路210是用于实现通用地安装在所有车辆上的电气部件的基础电路连接(特别地,电源的配线)的部分,而与车辆类型的差异及可选电气部件的存在或不存在无关,并且该结构是通用于所有车辆的。而且,图1(B)所示的第二基电路220是例如用于实现通用于所有为寒冷地区设计的车辆的基础电路连接(特别地,电源的配线)的部分,并且该结构也通用于所有为寒冷地区设计的车辆。
另一方面,图1(C)所示的附加部件电路230是用于实现一种电路连接(电源、通信及其它配线)的部分,该电路连接的结构能够根据安装有该附加部件电路的车辆的类型的差异以及各种可选电气部件的存在与否以及种类而改变。
通过将图1(A)所示的第一基电路(标准电路)210、图1(B)所示的第二基电路220(半标准电路)以及图1(C)所示的附加部件电路(可选电路)230组合而制造图1(D)所示的车辆用电路250。在车辆不是为寒冷地区设计的情况下,从车辆用电路250的结构中去除第二基电路220。而且,包括在车辆用电路250中的附加部件电路230的结构根据安装有该附加部件电路的车辆的类型的差异以及各种可选电气部件的存在或不存在以及种类而变化。
另一方面,图2所示的车辆用电路260被配置为多条电线的集合体,使得能够实现与图1(D)所示的车辆用电路250相似的电路连接。然而,从图1(D)与图2的对比明显可知,车辆用电路250的结构与车辆用电路260的结构相比是非常简单的。即,虽然车辆用电路260具有多个分支点,但是车辆用电路250具有少量的分支点并且这有助于制造。而且,在车辆用电路260的情况下,由于整体结构根据安装有该车辆用电路260的车辆的类型的不同以及各种可选电气部件的存在或不存在以及种类而变化,所以产品和部件的种类以及产品编号的数量增加。相反,对于车辆用电路250,仅改变附加部件电路230的结构。而且,由于附加部件电路230结构简单并且能够如下所述使用通用部件,所以能够减少制造成本。
图1(A)所示的第一基电路210具有电线211、212和213以及端子部214、215、216和217。端子部214、215、216和217分别连接至车辆上的预定电气部件。而且,图1(B)所示的第二基电路220具有电线221以及端子部222和223。端子部222和223分别连接至车辆上的预定电气部件。
另一方面,图1(C)所示的附加部件电路230由主干结构231和连接至主干结构的一部分的分支线232、233、234和235形成。用于连接至电气部件的端子部(连接器等)236、237、238和239分别设置在分支线232、233、234和235的端部处。主干结构231设置有:干线,各种分支线能够连接至该干线;以及分支线,该分支线根据需要连接至该干线上的期望位置。
连接至主干结构231的分支线的数量和种类根据车辆用电路250所安装的车辆的类型的变化、各种可选电气部件的存在或不存在以及种类的不同而变化。主干结构231作为通用部件用于所有车辆。分支线232、233、234和235被配置成通过连接器等可拆离地装接至主干结构231。
因此,仅通过将各种类型的分支线与主干结构231组合,就能够容易地制造与各种类型的车辆和各种可选电气部件兼容的车辆用电路250。由于第一基电路210、第二基电路220和主干结构231对所有车辆通用,所以能够将构成车辆用电路250的很多部件通用化,使得能够减少部件的种类和产品编号的数量。
接着,将描述构成车辆用电路的附加部件电路230的结构实例。
在图3中示出在图1(C)所示的附加部件电路230布设在车体上的情况下的各个部分的布局和连接情况的总体概况。而且,在图4中示出包括图3所示的附加部件电路230的系统的主要部分的结构实例。
包括图3和图4中所示的车辆用电路的系统设置有以下部分作为基础构成部分:智能电源盒10;第一主干结构20,其用于仪表面板部的布设;第二主干结构30,其用于发动机舱部的布设;以及第三主干结构40,其用于地板部的布设。
接着,将描述用于仪表面板部的布设的第一主干结构20。
第一主干结构20是沿着车辆的仪表面板在左右方向布设的结构,并且设置有多个布设导电部件20a、20b、20c、20d和20e,如图4所示。这些布设导电部件20a、20b、20c、20d和20e是诸如汇流条这样的部件,该汇流条例如由电线或导电性良好的金属材料形成,并且被一体化为一个结构体。
在图4所示的实例中,布设导电部件20a是用于传送+5[V]的直流电源电力的电源线,布设导电部件20b是用于传送+12[V]的直流电源电力的电源线,布设导电部件20c是用于与地(即大地)连接的接地线,并且布设导电部件20d和20e是用于传输通信用的数字信号及各种模拟信号的信号线。可以省略各个主干结构的接地线。例如,当车体为金属时,可以通过将车体连接至附近的车体而采用车体接地。
接着将描述用于发动机舱部的布设的第二主干结构30。
第二主干结构30是布设在车辆的发动机舱,即发动机室中的结构,并且设置有多个布设导电部件30a、30b、30c、30d和30e。这些布设导电部件30a、30b、30c、30d和30e是诸如汇流条这样的部件,该汇流条例如由电线或导电性良好的金属材料形成,并且这些布设导电部件30a、30b、30c、30d和30e被一体化为一个结构体。
实际上,由于需要通过电线和接地线传递大的电流,所以布设导电部件30a、30b和30c由截面积足够大的汇流条形成。而且,通过使用平板状汇流条,有助于在厚度方向上的弯曲,从而有助于加工为符合预定布设路径的形状。而且,通过形成两条电线绞合这样的双绞线的两条通信线,能够降低外部噪声的影响。
在图4所示的实例中,布设导电部件30a是用于传送+12[V]的直流电源电力的电源线,布设导电部件30b是连接于地的接地线,布设导电部件30c是用于传送+48[V]的直流电源电力的电源线,并且布设导电部件30d和30e是通信线。第二主干结构30的布设导电部件30a和30b的端部连接至交流发电机(发电机)61和启动器62,如图4所示。
接着,将描述用于地板部的布设的第三主干结构40。
第三主干结构40是沿着车辆的车厢中的地板部布设到图3所示的前后方向的后侧的结构,并且设置有多个布设导电部件40a、40b、40c、40d和40e。这些布设导电部件40a、40b、40c、40d和40e是诸如汇流条这样的部件,该汇流条例如由电线或导电性良好的金属材料形成,并且被一体化为一个结构体。
实际上,由于需要通过电源线和接地线传递大的电流,所以布设导电部件40a、40b和40c由截面积足够大的汇流条形成。而且,通过使用平板状汇流条,有助于在厚度方向上的弯曲,从而有助于加工为符合预定布设路径的形状。而且,通过形成两条电线绞合这样的双绞线的两条通信线,能够降低外部噪声的影响。
在图4所示的实例中,布设导电部件40a是用于传送+12[V]的直流电源电力的电源线,布设导电部件40b是连接于地的接地线,布设导电部件40c是用于传送+48[V]的直流电源电力的电源线,并且布设导电部件40d和40e是通信线。
第三主干结构40的布设导电部件40a的端部连接至第一电池63的正极,布设导电部件40b的端部连接至第一电池63和第二电池64的负极,并且布设导电部件40c的端部连接至第二电池64的正极。
第一电池63和第二电池64设置在诸如车辆后部的行李箱下方这样的位置。第一电池63是能够充放+12[V]的直流电的蓄电池,并且第二电池64是能够充放+48[V]的直流电的蓄电池。
接着,将描述智能电源盒10。
如图3和图4所示,智能电源盒10连接至第一主干结构20、第二主干结构30和第三主干结构40,并且能够控制整个系统。
第二主干结构30的布设导电部件30a、30b、30c、30d和30e连接于智能电源盒10的内部,从而分别连接至第三主干结构40的布设导电部件40a、40b、40c、40d和40e。
而且,设置在智能电源盒10内部的DC/DC转换器14能够基于通过布设导电部件40a提供的+12[V]电力或者通过布设导电部件40c提供的+48[V]电力,而产生+5[V]和+12[V]的直流电,并且将+5[V]和+12[V]的直流电供应至第一主干结构20。
智能电源盒10设置有能够单独可拆卸地装接的多个电子控制单元(ECU)11、12和13。例如,通过针对各个车型替换装接至智能电源盒10的电子控制单元,能够进行功能的添加和改变。
通过这些电子控制单元的操作,智能电源盒10能够执行各种控制。例如,智能电源盒10自动识别连接到第一主干结构20、第二主干结构30和第三主干结构40所控制下的各位置的对象,并且执行适当控制。这些控制包括与连接位置的差异一致的电路切换、供给电力的切换、过电流控制、发生异常情况时的电力备用控制以及通信网关控制。而且,还在智能电源盒10中设置用于车辆上的设备之间的无线通信的近场通信功能。
接着将描述区域驱动器和配件。
在图4所示的系统中,区域驱动器51、52等连接至第一主干结构20,使得能够在第一主干结构20的控制下容易地连接各种配件(电气部件)。而且,区域驱动器53连接至第二主干结构30,并且区域驱动器54连接至第三主干结构40。
例如,区域驱动器51设置有下游侧连接部51a和从属控制部51c。下游侧连接部51a形成为例如USB(通用串行总线)标准的多个连接器,并且设置有串行通信功能和电力供给功能。
在图1所示的实例中,包括负载71a、开关71b和传感器71c的配件71通过子线束81连接至区域驱动器51的下游侧连接部51a。可以为负载71a、开关71b和传感器71c分别单独配备子线束81,或者考虑将这些线束设置为整体。
从属控制部51c具有如下功能:利用智能电源盒10和第一主干结构20接收来自上级的电子控制单元(ECU)的指令,根据接收的内容控制负载71a,并且将表示开关71b的状态的信息和表示传感器71c的检测状态的信息传输至上级的电子控制单元。而且,从属控制部51c还具有将配件71要求的电源电力的信息传输至智能电源盒10的功能。
在图4所示的实例中,区域驱动器52包含备用电池52b。设置该备用电池52b,从而当系统中的任意供电路径上产生某种问题或产生停止供电的位置时,备用电源电力供应至相关位置。区域驱动器52中的从属控制部52c设置有近场通信功能。当利用近场通信基于来自智能电源盒10中的电子控制单元的信息而检测到发生异常情况时,从属控制部52c将备用电池52b的电源电力输出至第一主干结构20的供电路径。
因此,在诸如当在第一主干结构20上发生断开使得停止向区域驱动器51供电这样的情况下,备用电池52b的电力能够供应至在区域驱动器51的控制下的配件71。由于在该情况下使用近场通信,所以即使当在第一主干结构20上切断通信线时也能够供应备用电。
通过将备用电池52b内置于区域驱动器52,能够确保当异常情况发生时的可靠性,而无需为各个配件单独设置备用电源。通过将备用电源置于区域驱动器52侧上,整个系统的备用电源的总数能够减少,这有助于尺寸减小和重量降低。
在图4所示的实例中,备用电池53b还设置在连接至第二主干结构30的区域驱动器53中,并且备用电池54b设置在连接至第三主干结构40的区域驱动器54中。因此,能够根据断开等发生的位置选择备用电池52b、53b和54b中的任意电池,或者将备用电池组合以将适当的备用电供应至系统上需要的位置。
在图4所示的实例中,包括负载72a、开关72b和传感器72c的配件72通过子线束82连接至区域驱动器53的下游侧连接部53a。区域驱动器53中的从属控制部53c具有如下功能:利用智能电源盒10和第二主干结构30接收来自上级的电子控制单元(ECU)的指令,根据接收的内容控制负载72a,并且将表示开关72b的状态的信息和表示传感器72c的检测状态的信息传输至上级的电子控制单元。而且,从属控制部53c还具有将配件72要求的电源电力的信息传输至智能电源盒10的功能。
与以上相似,包括负载73a、开关73b和传感器73c的配件73通过子线束83连接至区域驱动器54的下游侧连接部54a。区域驱动器54中的从属控制部具有如下功能:利用智能电源盒10和第三主干结构40接收来自上级的电子控制单元(ECU)的指令,根据接收的内容控制负载73a,并且将表示开关73b的状态的信息和表示传感器73c的检测状态的信息传输至上级的电子控制单元。而且,该从属控制部还具有将配件73要求的电源电力的信息传输至智能电源盒10的功能。
接着,将描述具体布局和连接情况的实例。
在图5中示出与图4所示的系统的一部分相关的在车厢内的具体布局和连接情况。而且,在图6(A)中示出从图5的III-III线观看的截面的结构实例,并且在图6(B)中示出图6(A)的同一部分的变型。
在图5所示的车辆中,作为车身框架的一部分的强化部90在左右方向上设置在驾驶员座椅前方的仪表面板(未示出)下方的位置处。图4所示的第一主干结构20沿着该强化部90设置,或者与强化部成为一体的结构体。
例如,在图6(A)所示的结构实例中,具有圆形截面的强化部90的上侧的部分被加工为形成平面,并且具有薄板状截面的第一主干结构20沿着该平面固定。在图6(B)所示的结构实例中,强化部90B形成为具有中空结构,并且在强化部90B内部的空间中容纳具有薄板状截面的第一主干结构20从而一体化。
图4所示的系统中包括的智能电源盒10在图5所示的实例中被置于驾驶员座椅前方的右侧。第一主干结构20的右端连接至智能电源盒10。而且,第三主干结构40的端部连接至智能电源盒10的下端。
如图5所示,第一主干结构20和第三主干结构40均为薄板状,并且具有简单形状。而且,第一主干结构20和第三主干结构40根据它们所放置的部位的形状而局部弯曲。由于第一主干结构20和第三主干结构40为薄板状的,所以在厚度方向上的弯曲相对容易。
在图5所示的结构中,分支连接盒21、22和23置于第一主干结构20上的中间部中。第一区域驱动器51通过分支连接盒21连接至第一主干结构20,第二区域驱动器52通过分支连接盒22连接至第一主干结构20,并且第三区域驱动器55通过分支连接盒23连接至第一主干结构20。
分支连接盒21、22和23具有分支线21A、22A和23A,该分支线21A、22A和23A用于将第一主干结构20上的布设导电部件20a、20b、20c、20d和20e分支,以将它们连接至区域驱动器51、52和55。
在图5所示的结构中,例如,由于多个子线束81连接至区域驱动器52的下游侧连接部52a,所以各种类型的配件都能够连接至子线束81。配件可以连接至下游侧连接部52a的连接器,而不利用子线束81。
关于第一主干结构20中的布设导电部件20a至20e,它们可以设置成布置在如图6(A)所示的主干结构的宽度方向上,或者可以在厚度方向上层叠。然而,需要将诸如树脂这样的电绝缘材料夹置在布设导电部件20a至20e之间或者覆盖在外部,以使布设导电部件20a至20e彼此电绝缘。这同样适用于第二主干结构30和第三主干结构40。
区域驱动器51、52和55分别设置有有线的或无线的通信模块、USB标准的连接口以及设置有开关、熔断器等功能的半导体(或其复合体)。而且,区域驱动器51、52和55中的至少一者安装有备用电池52b,如图4所示。
而且,如图3所示,在第三主干结构40上,分支连接盒46(1)、46(2)和46(3)分别置于不同位置。区域驱动器48(1)连接至第一分支连接盒46(1),两个区域驱动器48(2)和48(3)并联连接至第二分支连接盒46(2),并且两个区域驱动器48(4)和48(5)并联连接至第三分支连接盒46(3)。因此,在地板附近,各种配件能够通过区域驱动器48(1)至48(5)中的任意区域驱动器连接至第三主干结构40。
而且,如图3所示,区域驱动器53、65、66和67连接在第二主干结构30上。因此,发动机室中的配件能够通过区域驱动器53、65、66和67中的任意区域驱动器连接至第二主干结构30。
接着,将描述主干结构与配件之间的连接情况。
在图7中示出用于使主干结构与多个配件互相连接的结构实例。在图8(A)和图8(B)中示出了图7所示的结构的更具体的连接实例。
在图4所示的结构的系统中,如图7所示,各种类型的多个配件74(1)至74(8)连接至诸如第二主干结构30和第三主干结构40这样的部分。在图7中,为容易理解省略了区域驱动器的描述。
在如图7这样的结构中,电路通过熔断器连接在电源侧上,从而能够与过电流的流动情况对应地切断电路的电流。此处,由于配件74(1)至74(8)各自消耗的电源电流不同,所以除非为各个连接的配件单独配备适当电流值的熔断器,否则不能进行适当的切断控制。然而,当为各个连接的配件使用不同种类的熔断器时,由于连接位置之间的结构和规格不同,所以无法避免结构的复杂性,并且不得不对连接的位置预先限制。
接着,将描述配备多个类型的熔断器的情况下的结构。
在图7所示的结构中,多个端子42设置成以规定的间隔布置在熔断器汇流条41上,该熔断器汇流条41设置在第二主干结构30或第三主干结构40的电源线(布设导电部件40a)上。图7中的端子42的显示粗细的不同表示了熔断器容量的不同。即,示出为粗线的端子42的切断电流值高,并且示出为细线的端子42B、42C和42D的切断电流值低。
在图7所示的结构中,由于配件74(1)和74(2)的消耗电流最高,所以它们分别通过配线75(1)和75(2)以及连接部43连接至具有最高电流值的左侧端子42。而且,由于配件74(3)和74(4)的消耗电流第二大,所以它们分别通过配线75(3)和75(4)以及连接部43连接至具有第二高的电流值的端子42B。而且,由于配件74(5)至74(8)消耗电流最小,所以它们分别通过配线75(5)至75(8)和连接部43连接至具有最低电流值的端子42D。
接着,将描述使用共用熔断器的情况下的结构。
在图8(A)所示的结构和图8(B)所示的结构中,连接至熔断器汇流条41的多个端子42全都通过具有标准化的恒定电流值(在该实例中为5[A])的熔断器连接。
而且,在图8(A)所示的结构中,假设连接的四个配件76(1)、76(2)、76(3)和76(4)的过电流的值分别为5[A]、10[A]、15[A]和20[A]的情况。
在该情况下,由于在5[A]的电源电流的情况下仅必须切断第一配件76(1),所以如图8(A)所示,配件76(1)的电源线通过配线75仅连接至多个端子42中的一个端子。
另一方面,由于在10[A]的电源电流的情况下仅必须切断第二配件76(2),所以仅使用一个端子42导致电流不足。因此,如图8(A)所示,在与配件76(2)的电源线连接的配线75的端部处的端子45共同地连接至多个端子42中的相邻的两个端子。由于该连接,直到10[A]的电流流经配件76(2)的电源线才切断熔断器。
而且,由于在15[A]的电源电流的情况下必须切断第三配件76(3),所以如图8(A)所示,在与配件76(3)的电源线连接的配线75的端部处的端子45共同地连接至多个端子42中的相邻的三个端子。由于该连接,直到15[A]的电流流经配件76(3)的电源线才切断熔断器。
同样的,由于在20[A]的电源电流的情况下必须切断第四配件76(4),所以如图8(A)所示,在与配件76(4)的电源线连接的配线75的端部处的端子45共同地连接至多个端子42中的相邻的四个端子。由于该连接,直到20[A]的电流流经配件76(4)的电源线才切断熔断器。
例如,在10[A]的电源电流的情况下必须切断的配件76(2)的端子45可以共同地连接至多个端子42中的相邻的三个以上的端子。在该情况下,通过使用切换电路44切断一部分的端子的通电,能够将实际通电的端子的数量限制为两个,并且能够在10[A]的电源电流的情况下进行切断。在该情况下,考虑当发生故障时,在备用等时,切换未通电的端子以供使用。之后将描述切换电路44。
另一方面,在图8(B)所示的结构中,一个配件77(1)具有四个独立的电源线77a、77b、77c和77d,并且另一配件77(2)具有四个独立的电源线77e、77f、77g和77h。而且,电源线77a、77b、77c、77d、77g和77h的过电流值均为5[A],并且电源线77e和77f的过电流值均为10[A]。
因此,如图8(B)所示,配件77(1)的电源线77a、77b、77c和77d分别连接至一个端子42。而且,配件77(2)的电源线77e和77f分别共同连接至两个端子42,并且剩余的电源线77g和77h分别连接至一个端子42。
接着将描述端子与连接器之间的位置关系的具体实例。
在图9中示出熔断器汇流条的端子的布置情况及其与所连接的配线的连接器之间的位置关系。
当做出如图8(A)和图8(B)中的连接时,能够使得多个端子42的形状、尺寸、切断电流值和其他规格都通用化。因此,能够使诸如熔断器汇流条41这样的部件的结构标准化,并且为各种类型的车辆使用通用的部件。此外,能够自由地改变要连接的端子的位置。
例如,能够进行相同的操作,而与图9所示的配线75的连接器CN1至CN5中包括的各个端子所连接到的端子42的位置无关,当连接器CN1至CN5分别连接至熔断器汇流条41时,可以根据需要自由选择连接位置。为此,能够减少部件的种类和产品编号。而且,例如,当加装新部件时,由于能够自由选择装接位置,所以装接是容易的。
接着将描述切换电路44。
在图10中示出主干结构中设置的切换电路44的结构实例。该切换电路44分别设置在第一主干结构20、第二主干结构30和第三主干结构40中。并且该切换电路44具有切换例如图7所示的熔断器汇流条41的端子42、接地线47(对应于布设导电部件20c、30b和40b)和诸如通信线这样的信号线(对应于布设导电部件40d、40e等)与各个配件74的配线75之间的连接状态的功能。
图10所示的切换电路44设置有FPGA(场可编程门阵列)装置91、作为用于切换两个配件78(1)和78(2)的连接状态所需的构成部件的八个选择开关装置92(1)、92(2)、92(3)、92(4)、94(1)、94(2)、94(3)和94(4)。此外,为了实现电力供给控制,设置了用于切换的八个晶体管93(1)、93(2)、93(3)、93(4)、95(1)、95(2)、95(3)和95(4)。
在图10所示的实例中,为了容易理解,假设了配件78(1)具有四个端子78a至78d并且配件78(2)具有四个端子78e至78h的情况。即,端子78a是用于电源电力输入的正极端子,端子78b是用于电源电力输入的负极端子(接地),并且端子78c和78d用于传递通信用的信号。而且,端子78e是用于电源电力输入的正极端子,端子78f是用于电源电力输入的负极端子(接地),并且端子78g和78h用于传递通信用的信号。
然而,由于具有各个配件78的端子的实际数量根据需要增加或减少的可能性,所以需要与实际端子数量一致地改变切换电路44内部的构成部件的数量。即,独立的选择开关装置92和晶体管93连接至各个配件78的端子。
或者,当熔断器汇流条41的多个端子42共同(并联地)连接至配件78的一个端子时,如图8(A)和图8(B)所示,存在为了能够对各个端子42单独地进行电路切换而为各个端子42配备了独立的晶体管93和95的情况。
选择开关装置92(1)至92(4)和94(1)至94(4)各自具有三个切换端子和连接至三个切换端子中的任意切换端子的一个共用端子。
在图10所示的结构中,配件78(1)的四个端子78a、78b、78c和78d分别连接至第一选择开关装置92(1)的共用端子、第二选择开关装置92(2)的共用端子、第三选择开关装置92(3)的共用端子和第四选择开关装置92(4)的共用端子。
而且,第一选择开关装置92(1)的上切换端子连接至第一晶体管93(1)的发射极端子。同样的,第二选择开关装置92(2)的上切换端子、第三选择开关装置92(3)的上切换端子、第四选择开关装置92(4)的上切换端子分别连接至第二晶体管93(2)的发射极端子、第三晶体管93(3)的发射极端子和第四晶体管93(4)的发射极端子。
而且,第一选择开关装置92(1)的中间切换端子连接至FPGA装置91的输入输出口91b。同样地,第二选择开关装置92(2)的中间切换端子、第三选择开关装置92(3)的中间切换端子和第四选择开关装置92(4)的中间切换端子分别连接至FPGA装置91的输入输出口91d、91f和91h。
而且,选择开关装置92(1)的下切换端子、选择开关装置92(2)的下切换端子、选择开关装置92(3)的下切换端子和选择开关装置92(4)的下切换端子全都共同地连接至相同的接地线98并且接地。
第一晶体管93(1)的集电极端子连接至电源线97,并且其基极端子连接至FPGA装置91的输出口91a。第二晶体管93(2)的集电极端子连接至电源线97,并且其基极端子连接至FPGA装置91的输出口91c。第三晶体管93(3)的集电极端子连接至电源线97,并且其基极端子连接至FPGA装置91的输出口91e。第四晶体管93(4)的集电极端子连接至电源线97,并且其基极端子连接至FPGA装置91的输出口91g。
而且,配件78(2)的四个端子78e、78f、78g和78h分别连接至第一选择开关装置94(1)的共用端子、第二选择开关装置94(2)的共用端子、第三选择开关装置94(3)的共用端子和第四选择开关装置94(4)的共用端子。
而且,第一选择开关装置94(1)的上切换端子连接至第一晶体管95(1)的发射极端子。同样的,第二选择开关装置94(2)的上切换端子、第三选择开关装置94(3)的上切换端子、第四选择开关装置94(4)的上切换端子分别连接至第二晶体管95(2)的发射极端子、第三晶体管95(3)的发射极端子和第四晶体管95(4)的发射极端子。
而且,第一选择开关装置94(1)的中间切换端子连接至FPGA装置91的输入输出口91j。同样地,第二选择开关装置94(2)的中间切换端子、第三选择开关装置94(3)的中间切换端子和第四选择开关装置94(4)的中间切换端子分别连接至FPGA装置91的输入输出口91I、91n和91p。
而且,选择开关装置94(1)的下切换端子、选择开关装置94(2)的下切换端子、选择开关装置94(3)的下切换端子和选择开关装置94(4)的下切换端子全都共同地连接至相同的接地线98并且接地。
第一晶体管95(1)的集电极端子连接至电源线97,并且其基极端子连接至FPGA装置91的输出口91i。第二晶体管93(2)的集电极端子连接至电源线97,并且其基极端子连接至FPGA装置91的输出口91k。第三晶体管93(3)的集电极端子连接至电源线97,并且其基极端子连接至FPGA装置91的输出口91m。第四晶体管93(4)的集电极端子连接至电源线97,并且其基极端子连接至FPGA装置91的输出口91o。
接着,将描述切换电路44的操作。
当如图10所示第一选择开关装置92(1)选择上切换端子时,端子78a能够通过选择开关装置92(1)和晶体管93(1)连接至电源线97。即,电源电力能够从电源线97供应至端子78a。而且,由于晶体管93(1)根据FPGA装置91的输出口91a的信号电平(H/L)而接通/断开,所以FPGA装置91还能够切换电源电力的供应的存在/不存在。
而且,如果配件78(1)的端子78a进行信号输入和输出,则通过进行切换以使得第一选择开关装置92(1)选择中间切换端子,能够使端子78a通过选择开关装置92(1)而连接至FPGA装置91的输入输出口91b。
而且,如果配件78(1)的端子78a是接地端子,则通过进行切换以使得第一选择开关装置92(1)选择下切换端子,能够使得端子78a通过选择开关装置92(1)而连接至接地线98并且接地。
而且,当如图10所示第二选择开关装置92(2)选择下切换端子时,由于配件78(1)的端子78b通过选择开关装置92(2)连接至接地线98,所以端子78b能够接地。
而且,如果配件78(1)的端子78b是电源电力输入端子,则通过进行切换使得第二选择开关装置92(2)选择上切换端子,端子78b能够通过选择开关装置92(2)和晶体管93(2)连接至电源线97。即,电源电力能够从电源线97供应至端子78b。而且,由于晶体管93(2)根据FPGA装置91的输出口91c的信号电平(H/L)而接通/断开,所以FPGA装置91还能够切换电源电力的供应的存在/不存在。
而且,如果配件78(1)的端子78b进行信号输入和输出,则通过进行切换以使得第二选择开关装置92(2)选择中间切换端子,能够使端子78b通过选择开关装置92(2)而连接至FPGA装置91的输入输出口91d。
而且,当如图10所示第三选择开关装置92(3)选择中间切换端子时,由于配件78(1)的端子78c通过选择开关装置92(3)连接至FPGA装置91的输入输出口91f,所以能够在端子78c与输入输出口91f之间确保用于信号传输的路径。
而且,如果配件78(1)的端子78b是电源电力输入端子,则通过进行切换使得第三选择开关装置92(3)选择上切换端子,端子78c能够通过选择开关装置92(3)和晶体管93(3)连接至电源线97。即,电源电力能够从电源线97供应至端子78c。而且,由于晶体管93(3)根据FPGA装置91的输出口91e的信号电平(H/L)而接通/断开,所以FPGA装置91还能够切换电源电力的供应的存在/不存在。
而且,如果配件78(1)的端子78b是接地端子,则通过进行切换以使得第三选择开关装置92(3)选择下切换端子,能够使得端子78c通过选择开关装置92(3)连接至接地线98并且接地。
而且,当如图10所示第四选择开关装置92(3)选择中间切换端子时,由于配件78(1)的端子78d通过选择开关装置92(4)连接至FPGA装置91的输入输出口91h,所以能够在端子78c与输入输出口91f之间确保用于信号传输的路径。
而且,如果配件78(1)的端子78d是电源电力输入端子,则通过进行切换使得第四选择开关装置92(4)选择上切换端子,端子78d能够通过选择开关装置92(4)和晶体管93(4)连接至电源线97。即,电源电力能够从电源线97供应至端子78d。而且,由于晶体管93(4)根据FPGA装置91的输出口91g的信号电平(H/L)而接通/断开,所以FPGA装置91还能够切换电源电力的供应的存在/不存在。
而且,如果配件78(1)的端子78d是接地端子,则通过进行切换以使得第四选择开关装置92(3)选择下切换端子,能够使得端子78d通过选择开关装置92(4)连接至接地线98并且接地。
即,配件78(1)的端子78a是电源端子、接地端子或通信端子,通过切换选择开关装置92(1)的选择状态,能够将电路的结构切换成与端子的功能匹配的状态。同样地,关于配件78(1)的各个端子78b、78c和78d,通过切换选择开关装置92(2)、92(3)和92(4)的选择状态,能够将电路的结构切换成与端子的功能相匹配的状态。
对其他配件78(2)的端子78e、78f、78g和78h的连接状态进行切换的选择开关装置94(1)、94(2)、94(3)和94(4)的操作与以上描述的选择开关装置92(1)至92(4)的操作相似。即,关于配件78(2)的端子78e、78f、78g和78h的连接状态,也能够通过切换选择开关装置94(1)、94(2)、94(3)和94(4)的选择状态,将电路的结构切换为与各个端子的功能相匹配的状态。
由于FPGA装置91的内部结构为可编程的并且能够根据需要自由变化,所以还能够确保通信所需的路径。例如,当如图10所示配件78(1)的端子78c和78d是通信端子并且配件78(2)的端子78g和78h是通信端子时,通过使FPGA装置91内部的输入输出口91f与输入输出口91m互相连接并且使FPGA装置91内部的输入输出口91h与输入输出口91p互相连接,配件78(1)的端子78c与配件78(2)的端子78g互相连接,并且进一步地,配件78(1)的端子78d与配件78(2)的端子78h互相连接,使得能够确保两个配件78(1)与78(2)之间的通信路径。
关于如这样的控制,例如,当选择开关装置92(1)至92(4)和94(1)至94(4)由诸如继电器这样的外部可控制开关形成时,能够根据来自智能电源盒10中的电子控制单元11至13的指令通过重写第一主干结构20、第二主干结构30和第三主干结构40上的切换电路44的FPGA装置91的程序来执行该控制。从而,即使当配件侧上的电源输入端子、接地端子和通信端子等与第一至第三主干结构20、30和40的端子之间的连接的位置移位时,也能够自动地切换至适当的连接状态。
当使用图10所示的选择开关装置92(1)至92(4)时,虽然晶体管93(1)至93(4)不是必不可少的,但是晶体管93(1)至93(4)能够有效地用于电源控制等。
例如,图10所示的配件78(1)的端子78a和78b是通用电源输入端子,通过进行切换以使得选择开关装置92(1)和92(2)分别选择上切换端子并且将晶体管93(1)的电源线97和晶体管93(2)的电源线97连接至不同的相邻端子42,能够通过多个路径同时向配件78(1)的端子78a和78b供应电源电力。
即,如图8(A)或图8(B)所示,配件侧上的一个端子能够同时并联连接到熔断器汇流条41侧上的多个端子42。例如,即使当每个端子42的电流固定为5[A]时,也能够通过同时连接至两个端子42而流通总共10[A]的电流。
而且,通过控制用于连接的电路的晶体管93(1)至93(4)的通断,能够限定多个连接的端子42中的用于实际通电的端子的数量。从而,能够控制从主干结构供应到配件的电力。例如,虽然当三个端子42通过三个晶体管93物理连接至一个配件的一个电源输入端子时能够流通15[A]的电流,但是通过断开连接的三个晶体管93中的一个晶体管,能够将实际供应的电流限定为10[A]。
由于能够通过组合各自具有简单结构的第一基电路210、第二基电路220、附加部件电路230等来构成上述车辆用电路,例如,如图1(D)所示,所以还能够简化整体结构,使得有助于制造。
而且,虽然附加部件电路230的结构和规格根据车辆类型和可选电气部件的不同而改变,但是通过将期望的分支线232至235连接至具有通用结构的主干结构231的干线,图1(C)所示,能够进行制造以满足要求的结构和规格。
而且,由于即使当简化了主干结构231的结构并且统一化了诸如端子42这样的部分的连接规格,如图8(A)和8(B)所示,也能够适当控制供应至所连接的配件的电源电力,所以能够减少使用的部件的种类和产品编号,从而实现部件成本和制造成本的降低。
现在以下[1]至[6]中简要总结并列出根据本发明的车辆用电路的上述实施例的特征:
[1]一种布设在车辆上的车辆用电路(250),包括:
第一电路(附加部件电路230),该第一电路具有干线(主干结构231)和能够可拆卸地装接至所述干线的分支线(232-235);以及
第二电路(第一基电路210),该第二电路具有多条电线,
其中,所述干线和所述分支线分别包括电源线(布设导电部件20a、20b、30a、30c、40a、40c)和通信线(布设导电部件20d、20e、30d、30e、40d、40e)。
[2]根据以上[1]的车辆用电路,
其中,所述第一电路具有
分支部(分支连接盒21、22、23、46),该分支部用于将所述分支线连接至所述干线,所述分支部包括下级控制部(从属控制部51c、52c、53c);以及
上级控制部(电子控制单元11、12、13),该上级控制部连接至所述干线,该上级控制部基于与所述下级控制部的通信控制向所述分支线供应的电力的分配,并且控制所述下级控制部。
[3]根据以上[2]的车辆用电路,
其中,多个所述分支线能够并联连接至所述分支部,并且
所述下级控制部具有切换电路(44),该切换电路根据要供应到与被连接的所述分支线相连接的配件的电力,在所述干线和所述分支线的所述电源线与所述通信线之间切换连接。
[4]根据以上[3]的车辆用电路,
其中,所述切换电路具有:一个以上的选择开关装置(92、94),所述选择开关装置选择性地将能够供电的电源端子、能够连接至接地线的接地端子以及能够连接至通信线的通信端子中的任意一者与所述干线的一个共用端子互相连接;以及可编程控制装置(FPGA装置91),该可编程控制装置至少控制所述通信端子的连接状态。
[5]根据以上[4]的车辆用电路,
其中,所述切换电路包括开关元件(晶体管93和95),所述开关元件控制向所述电源端子的电力供应,并且
所述控制装置根据要供应至与各个所述分支线连接的配件的电力而控制所述开关元件。
[6]根据以上[1]至[5]的任意一项的车辆用电路,
其中,所述第一电路是根据多个车型、级别或选项选择的可选电路(附加部件电路230),并且
所述第二电路是对多个车型、级别或选项通用的标准电路(第一基电路210)。
虽然已经参考具体实施例详细描述了本发明,但是对本领域普通技术人员明显的是,能够在不脱离本发明的精神和范围的情况下添加各种修改和变型。
本申请基于2016年2月2日提交的日本专利申请(专利申请No.2016-018403),其内容通过引用并入本文。
工业实用性
根据本发明,产生以下优点:能够提供一种车辆用电路,其中,简化了各种电气部件与车辆上的电源之间的以及电气部件之间的电连接的结构,从而有助于制造并且能够降低尺寸和重量。产生该优点的本发明有益于布设在车辆上的车辆用电路。

Claims (5)

1.一种布设在车辆上的车辆用电路,包括:
第一电路,该第一电路具有干线和分支线,该分支线能够可拆卸地装接至所述干线;以及
第二电路,该第二电路具有多条电线,
其中,所述干线和所述分支线分别包括电源线和通信线,并且
所述第一电路具有:
分支部,该分支部用于将所述分支线连接至所述干线,所述分支部包括下级控制部;以及
上级控制部,该上级控制部连接至所述干线,基于与所述下级控制部的通信,控制向所述分支线供应的电力的分配,并且控制所述下级控制部。
2.根据权利要求1所述的车辆用电路,
其中,多个所述分支线能够并联连接至所述分支部,并且
所述下级控制部具有切换电路,该切换电路根据供应到与所连接的所述分支线相连的配件的电力,在所述干线和所述分支线的所述电源线与所述通信线之间切换连接。
3.根据权利要求2所述的车辆用电路,
其中,所述切换电路具有:一个以上的选择开关装置,所述选择开关装置选择性地将能够供电的电源端子、能够连接至接地线的接地端子以及能够连接至通信线的通信端子中的任意一者与所述干线的一个共用端子互相连接;以及可编程的控制装置,该可编程的控制装置至少控制所述通信端子的连接状态。
4.根据权利要求3所述的车辆用电路,
其中,所述切换电路包括开关元件,所述开关元件控制向所述电源端子的电力供应,并且
所述控制装置根据供应至与各个所述分支线相连的配件的电力而控制所述开关元件。
5.根据权利要求1至4的任意一项所述的车辆用电路,
其中,所述第一电路是根据多个车型、级别或选项而选择的可选电路,并且
所述第二电路是对多个车型、级别或选项通用的标准电路。
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