CN109311437B - 车辆电路体 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车辆电路体，主要包括设置在车室(13)中的骨干干线部(21‑23)以及多个骨干控制盒(31‑33)。利用通过将支线子线束连接到骨干控制盒而简化为像脊柱一样的结构实现电连接路径。通过将连接于骨干控制盒(31)的主电源电缆(41)和支线子线束(42‑44)的一部分布置为贯通前围板(16)而进行发动机室(11)与车室(13)之间的电连接。从而，能够容易地布置车辆电路体，而不降低贯通前围板(16)的部分的密封性能。

Description

车辆电路体
技术领域
本发明涉及一种布设在车辆中的车辆电路体。
背景技术
在车辆中，例如，需要将电源电力从作为主电源的交流发电机(发电机)或者电池适当地供给至大量的各种电气部件。还要求用于供给这样的电源电力的系统具有根据需要在电力的供给的接通与断开之间切换的功能，或者在过电流流经电气部件的情况下切断各个系统的电流的功能。
在普通的车辆中，作为多条电线的集合体的线束布设在车辆上，并且主电源经由线束连接到各个部位处的电气部件，从而向其供给电力。通常地，接线块用于将电源电力分配到多个系统，继电器盒用于控制对各个系统的电力的供给的接通与断开，或者熔断器盒用于保护线束的各条电线或者负载。
例如，专利文献1中公开的线束包括网络传输路径以及用于提供电力、GND和其它信号的电路。此外，线束包括线束干线、子线束、可选子线束以及网络集线器设备。
引用列表
专利文献
[专利文献1]：JP-A-2005-78962
发明内容
技术问题
近年来，随着安装在车身上的电气部件的数量增加，布设在车身上的线束的结构趋于复杂化。因此，例如，像在专利文献1中公开的一样，将线束干线、子线束和可选子线束组合，以形成整体具有复杂形状的线束，并且线束可以与设置在车身上的各种部位处的各种电气部件连接。
因为形成线束的各条电线的直径或者电线的数量由于安装在车辆上的电气部件的数量的增加而增大，所以存在整个线束的尺寸增大或者重量增大的趋势。由于安装有线束的车型之间的差异或者安装在车辆上的可选电气部件的类型的增加，导致要制造的线束的类型和部件编号增多，因此难以共享形成线束的部件，并且部件成本或制造成本增加。
在制造线束的操作过程中，为了实现预定布设形状的线束，将形成线束的多条电线的捆束沿着预先指定的路径长距离地拖拽，因此需要大量的操作时间。由于几乎所有的电线都集中在线束的干线部，所以被捆束电线的数量增多，从而其重量增大。
例如，在初始设计中未预期的新的电气部件安装在车辆上的情况下，为了确保在该电气部件与另一电气部件之间传输特定信号的路径，或者为了向其供给电源电力，需要将新的电线添加到线束。然而，线束具有复杂的结构或形状，并且将来非常难以将其它电线添加到现有的线束。因此，需要设计具有不同类型或者部件编号的新的线束，以制造为独立的产品。
因此，作为现有技术的线束的替代品，例如可以想到使用具有诸如脊柱(骨干)这样的特殊形状的结构的形成干线。然后，连接从该干线分支的大量的支线，并且配件，即各种电气部件，连接到各条支线。结果，能够简化基础构造，并且能够容易地添加和改变电路。
然而，脊柱状的结构的干线需要使得能够流通非常大的电源电流。此外，干线中需要包括主电源线、备用电源线、地线、通信线等。因此，能够想到通过在厚度方向上堆叠例如带状的金属板等而形成干线。由于具有这样的构造的干线难以在特定方向上弯曲，所以在根据车辆的部位而进行布设时存在可操作性的问题。
例如，由于作为车辆的主电源的主电池和交流发电机位于发动机室内，并且大多数配件位于车室(乘客舱)的内部，用于连接主电源与各个配件的干线需要被布设为在发动机室的内部与车室的内部之间延伸。由于存在前围板作为发动机室的内部与车室的内部之间的分隔壁，所以干线需要被设置为贯通前围板。
然而，难以将具有大的截面面积而且还对弯曲方向具有限制的干线设置为贯通前围板。为了维持车室中的舒适性，前围板需要具有隔绝发动机室的振动、降低来自悬挂的振动和噪声、阻隔高热、噪声、气味等的功能。因此，需要完全密封干线贯通前围板的部位的周边。在具有大的截面面积和对弯曲方向的限制的干线的情况下，难以将干线设置为以完全密封状态贯通前围板。
已经鉴于以上情况而做出本发明，并且本发明的目的是提供一种车辆电路体，其中，用于各种电气部件与车辆上的电源之间的电连接以及电气部件之间的电连接的结构，特别是干线部的构造被简化，并且可以容易地添加新的电线。
解决问题的方案
为了实现以上目的，根据本发明的车辆电路体的特征在于以下(1)至(5)。
(1)一种设置在车辆中的车辆电路体，包括：
多个控制单元，该多个控制单元设置在第一区域中；
干线，该干线设置在所述第一区域中，并且将所述多个控制单元互相连接；以及
第一支线，该第一支线将所述多个控制单元中的一个控制单元连接到设置在所述第一区域中或者与所述第一区域不同的第二区域中的配件，
其中，所述干线包括具有预定电流容量的电源线和具有预定通信容量的通信线，
电力从电源供给到所述电源线，并且
所述控制单元将供给到所述电源线的电力分配到所述第一支线。
(2)在根据以上(1)所述的车辆电路体中，
所述第一支线具有通信线，并且从所述第一区域延伸到所述第二区域。
(3)在根据以上(1)或(2)所述的车辆电路体中，所述车辆电路体还包括第二支线，该第二支线能够连接到所述控制单元，其中
所述第二支线至少具有电源线，并且从所述第一区域延伸到所述第二区域，
所述控制单元包括继电器电路，该继电器电路进行所述干线的电源线与所述第二支线的电源线之间的中继，并且
所述第二支线的截面面积比所述干线的截面面积小。
(4)在根据以上(3)所述的车辆电路体中，
所述继电器电路具有针对在所述干线与所述第二支线之间流通的电流的异常的中断功能。
(5)在根据以上(1)至(4)的任意一项所述的车辆电路体中，
所述第一区域是所述车辆的车室，并且
所述第二区域是所述车辆的发动机室或者构成车身的一部分的可移动体。
根据具有以上构造(1)的车辆电路体，能够通过使用干线和第一支线形成具有像脊柱一样的形状的相对简单结构的布设路径。由于干线设置在第一区域中，并且跨越彼此不同的第一区域与第二区域而延伸的部分可以经由第一支线而连接，所以即使在干线是粗的并且不太可能弯曲的情况下，也能使布设操作变得容易。例如，即使在前围板存在于第一区域与第二区域之间的边界处的情况下，由于贯通前围板的部位可以通过使用第一支线而连接，所以易于以第一区域和第二区域密封的状态而设置该部位。
根据具有以上构造(2)的车辆电路体，可以在连接跨越第一区域与第二区域而延伸的部位的情况下使用包括通信线的第一支线。由于第一支线包括通信线，所以进行在存在于第一区域中的控制单元与存在于第二单元中的配件等之间的通信，并且能够控制配件。
根据具有以上构造(3)的车辆电路体，由于继电器电路包括在控制单元中，所以能够将具有彼此不同的形状的干线与第二支线互相连接。因此，即使在不太可能以完全密封状态布设的部位中，例如像贯通前围板的部位，也能够通过使用具有比干线的截面积小的截面积的第二支线而确保密封性能。
根据具有以上构造(4)的车辆电路体，在异常电流流通的情况下，干线与第二支线之间的连接被切断，并且能够预先防止过热等的发生。由于该切断功能安装在控制单元的内部，所以易于使切断控制数字化。
根据具有以上构造(5)的车辆电路体，即使在干线和控制单元设置在车室中并且配件设置在除了车室之外的诸如发动机室和门这样的区域中的情况下，也能够通过使用支线而连接控制单元与配件。
发明的有益效果
根据本发明的车辆电路体，能够简化各种电气部件与车辆上的电源之间的电连接以及电气部件之间的电连接的结构，特别是干线部的构造，并且能够容易地添加新的电线。另外，由于干线并非跨越区域设置，所以能够容易地设置电连接部。
如上所述，已经简要描述了本发明。此外，通过参考附图阅读下文描述的用于实施本发明的实施方式(后文中，称为“实施例”)，本发明的细节将更加清晰。
附图说明
图1是图示出包括根据本发明的实施例的车辆电路体的车载装置的主要部分的构造实例的立体图。
图2是图示出图1所示的一个骨干控制盒31附近的构造的立体图。
图3是图示出包括图1所示的车辆电路体的车载装置的主要部分的构造实例的平面图。
参考标记列表
10：车辆
11：发动机室
12：仪表板部
13：车室
14：行李室
16：前围板
16a：贯通孔
17：主电池
18：交流发电机
19：启动器
20、20B：电气部件
21、22、23：骨干干线部
21a：电源线
21b：地线
21c：通信线
26：副电池
28：门
31、32、33、34、35、36：骨干控制盒
31a：主电源连接部
31b：干线连接部
31c：支线连接部
31d：继电器电路
41：主电源电缆
41a：电源线
41b：地线
42、43、44、45：支线子线束
51、52、53：电子控制单元
具体实施方式
下文中，将参考附图描述本发明的具体实施例。
首先，将描述主要部分的构造实例。图1图示出包括根据本发明的实施例的车辆电路体的车载装置的主要部分的构造实例。图1所示的一个骨干控制盒31附近的部件被提取并图示在图2中。
图1所示的车辆电路体将诸如车载电池这样的主电源的电力供给到车身的各种部分的配件，即，各种电气部件，并且该车辆电路体用作中电气部件之间交换信号所需的传输线。即，虽然车辆电路体与普通线束的功能相似，但是其结构与普通线束差异很大。
图1所示的车载装置代表将车身的发动机室11与车室(乘客舱)13分隔的前围板16附近的车室侧的构造。如图1所示，作为强化材料的精益管(未示出)设置在前围板16的稍后方的仪表板部(仪表板的部分)上，从而在车身的左右方向上延伸。在精益管的附近，设置有车辆电路体的主要部件。
图1所示的车辆电路体包括多个骨干干线部21、22和23以及多个骨干控制盒31、32和33。各个骨干干线部21、22和23包括诸如电源线、地线、通信线等这样的线路。通过采用具有扁平截面的带状金属材料(例如，铜或铝)并且在彼此电绝缘的状态下在厚度方向上堆叠这些金属材料而构成各个骨干干线部中的电源线和地线。结果，能够使得大电流流通，并且相对于厚度方向的弯曲处理变得相对容易。
骨干干线部21和22在左右方向上直线状地设置，从而在沿着前围板16的表面的部位处，在精益管上方的位置处与精益管基本平行。骨干干线部23设置在车身的左右方向上的基本中央处，并且在沿着前围板16的表面的部分处在上下方向上直线状地延伸。骨干干线部23在前围板16与车室的地板之间的边界附近以大约90度在厚度方向上弯曲，并且该骨干干线部23设置为在车室中沿着地板在车身的前后方向上延伸。
骨干控制盒32设置在车身的左右方向上的基本中央处，骨干控制盒31设置在左右方向上的左端附近，并且骨干控制盒33设置在左右方向上的右端附近。
骨干干线部21的左端连接到骨干控制盒31的右端，并且骨干干线部21的右端连接到骨干控制盒32的左端。骨干干线部22的左端连接到骨干控制盒32的右端，并且骨干干线部22的右端连接到骨干控制盒33的左端。骨干干线部23的前端连接到骨干控制盒32的下端。
即，骨干干线部21至23和骨干控制盒31至33被构造为像T形一样的形状，如图1所示。骨干干线部21至23的内部电路处于经由骨干控制盒32互相电连接的状态。
设置在车身的左侧的骨干控制盒31设置有主电源连接部31a、干线连接部31b和支线连接部31c。如图2所示，主电源电缆41连接到骨干控制盒31的主电源连接部31a，骨干干线部21的左端连接到干线连接部31b，并且多个支线子线束42(1)、42(2)和42(3)分别连接到支线连接部31c。在图1中，由于作为第一支线的支线子线束被图示为能够从骨干控制盒脱离，所以支线子线束42被图示为处于从骨干控制盒31分离的状态。
如图2所示，骨干干线部21包括电源线21a、地线21b和通信线21c。主电源电缆41包括电源线41a和地线41b。
在骨干控制盒31内部包括继电器电路31d，其用于连接主电源电缆41、骨干干线部21和支线子线束42之间的各电路的电源系统、地系统和通信系统。继电器电路31d包括具有熔丝和继电器的功能的半导体开关。熔丝在过电源电流流动的情况下关断电流。继电器具有根据需要对各系统接通/切断通电的功能。继电器电路31d由形成在骨干控制盒31中的印刷电路板上的电路和汇流条形成。
如图2所示，骨干干线部21和主电源电缆41的形状和结构差异很大，然而通过介入骨干控制盒31的继电器电路31d，能够容易地将骨干干线部21的电路与主电源电缆41的电路连接。
主电源电缆41将连接到电源线41a和地线41b的各末端的端子与主电源连接部31a的端子连接，并且通过使用螺栓和螺母而固定，从而这些电路可以连接。骨干干线部21的电源线21a和地线21b分别连接到骨干控制盒31中的印刷电路板上的电路，并且通过使用螺栓和螺母而固定。通信线21c通过使用连接器而连接到骨干控制盒31中的印刷电路板上的电路。
设置在支线子线束42(1)至42(3)的各末端处的连接器相对于支线连接部31c可拆离，并且可以根据需要连接电路。各支线子线束42(1)至42(3)被构造为包括所有的电源线、地线和通信线或者包括其中一部分。
如图1所示，通过将骨干干线部21至23与骨干控制盒31至33组合，并且将各种支线子线束42至44连接到骨干控制盒31至33，能够以与脊柱(骨干)类似的简单结构布置各种传输线。
例如，由于能够通过添加或改变要连接到任意骨干控制盒31至33的支线子线束42至44来处理作为要添加的选项或者新电气部件而安装在车辆中的各种电气部件，所以不需要改变车辆电路体的干线的结构。在本实施例中，假定支线子线束42至44连接到骨干控制盒31至33，然而例如，其它支线子线束(未图示)可以连接到骨干干线部21至23上的适当的中继点。
在实际的车载装置中，例如，如图1所示，设置在车辆中的电子控制单元(ECU)51可以经由支线子线束42连接到骨干控制盒31和其它电气部件。电子控制单元51、52和53以及其它电气部件可以经由支线子线束43连接到骨干控制盒32。此外，各种电气部件可以经由支线子线束44连接到骨干控制盒33。各个电子控制单元51、52和53可以经由支线子线束42、43和44、骨干控制盒31至33等的通信线而控制车辆上的其它电气部件。
另一方面，要求图1所示的车辆电路体不仅在车室13中的电气部件之间进行电连接，而且在发动机室11中的主电源与电气部件之间进行电连接。前围板16设置在发动机室11与车室13之间的边界处，并且要求电连接部件贯通前围板16的部位被完美地密封。换言之，要求前围板具有隔绝来自发动机室的振动、降低来自悬挂的振动或噪声并且阻隔热、噪声、气味等的功能，以维持车室舒适。
然而，例如，如果具有大的截面面积并且难以在除了特定方向之外的方向上弯曲的部件，例如，骨干干线部21至23被构造为贯通前围板16，则非常难以密封贯通部位，因此还难以进行车辆电路体的布设操作。
在图1所示的车辆电路体中，作为主要部件的骨干干线部21至23和骨干控制盒31至33均设置在车室13侧的空间中，因此可以容易地解决前围板16中的贯通部位的问题。
实际上，如图1所示，连接到骨干控制盒31的左端的主电源电缆41被布设为穿过前围板16的贯通孔16a，并且发动机室11中的主电源的电路经由主电源电缆41连接到骨干控制盒31的电源电路。从而，主电源的电力可以供给到骨干控制盒31。由于主电源电缆41可以采用能够容易弯曲的材料，可以使该材料的截面形状为圆形形状并且可以该材料的截面面积比骨干干线部21至23的截面面积小，因此能够容易地密封贯通孔16a，因此还能够防止在进行布设操作时的可操作性下降。在现有技术中使用的索环可以用作贯通孔16a。
在发动机室11中的各种电气部件连接到车室13的车辆电路体的情况下，例如，连接到骨干控制盒31的支线子线束42的一部分设置为穿过前围板16，或者连接到骨干控制盒33的支线子线束44的一部分设置为穿过前围板16，因此可以实现期望的电连接路径。在该情况下，由于支线子线束42和44具有小的截面面积并且容易弯曲，所以可以容易地密封支线子线束穿过前围板16的部位。
由于在发动机室11侧有主电源，所以对于设置在贯通前围板16的部位处的支线子线束，还能够省略电源线和地线，并且将支线子线束仅限定为通信线。
接着，将描述整个车载装置的构造实例。图3图示了包括图1所示的车辆电路体的车载装置的主要部分的构造的实例。如图3所示，该车辆的车身10由发动机室11、车室13和行李室14这三个部分形成。车室13形成本发明的第一区域，并且是至少包括仪表板部12和车室中的地板的区域。在本实施例中，发动机室11形成本发明的第二区域。上述前围板16安装在发动机室11与车室13之间的边界处。第二区域可以是诸如门28这样的形成车身10的一部分的可移动体。
发动机室11配备有发动机E/G、主电池17、交流发电机18、启动器(ST)19、电气部件20和20B等。主电池17、交流发电机18等对应于该车辆的主电源。作为主电源的备用，副电池26设置在车室13中。
而且在图3所示的构造中，互相电连接的上述骨干控制盒31、32和33与骨干干线部21、22和23安装在车室13中的仪表板部12中。此外，骨干干线部23的后端延伸到行李室14，并且连接到骨干控制盒35。骨干控制盒34安装在骨干干线部23的中间部中，并且骨干控制盒36和副电池26连接到从骨干控制盒34分支的干线。行李室14中的各种电气部件经由支线子线束45连接到骨干控制盒35。
由于假定副电池26存在于图3所示的构造中，所以各个骨干干线部21、22和23包括主电源系统和副(备用)电源系统作为电源线。
而且，在图3所示的构造中，车室13中的骨干控制盒31与作为发动机室11中的主电源的主电池17、交流发电机18经由主电源电缆41而连接。因此，主电源电缆41被布设为贯通前围板16。
与设置在车室13中的骨干控制盒31连接的支线子线束42的一部分贯通前围板16并且连接到电气部件20。与设置在车室13中的骨干控制盒33连接的支线子线束44的一部分贯通前围板16并且连接到电气部件20B(负载)。
<车辆电路体的优势效果>
如图1和3所示，作为车辆电路体的主要部件的骨干干线部21至23和骨干控制盒31至33设置在车室13内的区域中。通过将主电源电缆41、支线子线束42至44等连接到骨干控制盒31至33而实现贯通前围板16的电连接部件，其中主电源电缆41、支线子线束42至44等与具有尺寸大的结构并且难以弯曲的骨干不同。因此，在将车辆电路体设置在车身上的操作中，能够实现期望的电连接，而不使贯通前围板16的部位的密封性能劣化，并且不使可操作性劣化。此外，通过使用具有像脊柱一样简化的结构的车辆电路体，可以降低装置的制造成本和布设操作的成本。另外，由于不需要针对可选电气部件的存在与否以及针对要添加的新电气部件而改变基本构造，所以易于共享部件和构造。
此处，将分别在以下[1]至[5]中简要总结根据上述本发明的车辆电路体的实施例的特征。
[1]一种设置在车辆中的车辆电路体，包括：
多个控制单元(骨干控制盒31至33)，该多个控制单元设置在第一区域(车室13)中；
干线(骨干干线部21至23)，该干线设置在所述第一区域中，并且将所述多个控制单元互相连接；以及
第一支线(支线子线束42和44)，该第一支线将所述多个控制单元中的一个控制单元连接到配件(电气部件20和20B)，该配件设置在所述第一区域或者与所述第一区域不同的第二区域(发动机室11和门28)中，其中
所述干线包括具有预定电流容量的电源线(21a)和具有预定通信容量的通信线(21c)，
电力从电源(主电池17和交流发电机18)供给到所述电源线，并且
所述控制单元将供给到所述电源线的电力分配到所述第一支线。
[2]在根据以上[1]所述的车辆电路体中，
所述第一支线具有通信线，并且从所述第一区域延伸到所述第二区域。
[3]在根据以上[1]或[2]所述的车辆电路体中，所述车辆电路体还包括第二支线(主电源电缆41)，该第二支线能够连接到所述控制单元，其中
所述第二支线至少具有电源线(41a)，并且从所述第一区域延伸到所述第二区域，
所述控制单元包括继电器电路(31d)，该继电器电路进行所述干线的电源线与所述第二支线的电源线之间的中继，并且
所述第二支线的截面面积比所述干线的截面面积小。
[4]在根据以上[3]所述的车辆电路体中，
所述继电器电路具有针对在所述干线与所述第二支线之间流通的电流的异常的中断功能。
[5]在根据以上[1]至[4]的任意一项所述的车辆电路体中，
所述第一区域是所述车辆的车室，并且
所述第二区域是所述车辆的发动机室或者构成车身的一部分的可移动体。
虽然通过参考具体实施例而详细描述了本发明，但是本领域的普通技术人员应当理解为可以在不背离本发明的精神和范围的情况下进行各种改变或修改。
本申请基于2016年6月24日提交的日本专利申请(日本专利申请No.2016-125287)，该专利申请的内容通过引用并入本文。
工业实用性
根据本发明，能够提供一种车辆电路体，其可以简化干线部的构造，并且可以容易地添加新的电线。发挥该效果的本发明适用于布设在车辆中的车辆电路体。

Claims (4)

1.一种设置在车辆中的车辆电路体，所述车辆包括发动机室、车室、将所述发动机室与所述车室分隔的前围板以及沿着所述车室延伸的地板，所述车辆电路体包括：
多个控制单元，该多个控制单元设置在所述车室中；
干线，该干线设置在所述车室中，并且将所述多个控制单元互相连接；以及
第一支线，该第一支线将所述多个控制单元中的一个控制单元连接到设置在所述发动机室中的配件，
其中，所述干线包括具有预定电流容量的电源线和具有预定通信容量的通信线，
其中，电力从电源供给到所述电源线，
其中，所述控制单元将供给到所述电源线的电力分配到所述第一支线，
其中，所述多个控制单元安装在所述车室中的仪表板部上，
其中，所述干线包括第一干线部和第二干线部，所述第一干线部沿着所述前围板在左右方向上直线状地延伸，所述第二干线部在所述车辆的左右方向上的中央部分处沿着所述前围板和所述地板延伸，
其中，所述多个控制单元包括第一控制单元、第二控制单元和第三控制单元，所述第一控制单元、所述第二控制单元和所述第三控制单元在所述仪表板部上并且远离所述地板，
其中，所述干线还包括第三干线部，所述第三干线部沿着所述前围板在左右方向上直线状地延伸，
其中，所述第一干线部从所述第一控制单元延伸至所述第二控制单元，
其中，所述第二干线部从所述第二控制单元延伸，并且
其中，所述第三干线部从所述第二控制单元延伸至所述第三控制单元。
2.根据权利要求1所述的车辆电路体，
其中，所述第一支线具有通信线，并且从所述车室延伸到所述发动机室。
3.根据权利要求1或2所述的车辆电路体，还包括：
第二支线，该第二支线能够连接到所述控制单元，
其中，所述第二支线至少具有电源线，并且从所述车室延伸到所述发动机室或构成车身的一部分的可移动体，
其中，所述控制单元包括继电器电路，该继电器电路进行所述干线的电源线与所述第二支线的电源线之间的中继，并且
其中，所述第二支线的截面面积比所述干线的截面面积小。
4.根据权利要求3所述的车辆电路体，
其中，所述继电器电路具有针对在所述干线与所述第二支线之间流通的电流的异常的中断功能。
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