CN111448623B - 布线系统 - Google Patents

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Abstract

以提供如下布线系统为目的：即使信号线的至少一部分使用铝电线或铝合金电线，也能够抑制尺寸增大，并且能够抑制组装时的作业性降低。布线系统包括数字信号用电线。布线系统包括作为数字信号用电线的铝电线或铝合金电线。

Description

布线系统
技术领域
本发明涉及搭载于车辆等的布线系统。
背景技术
专利文献1公开了一种线束，该线束将来自电池的电力向各种设备供给，并且在所述各种设备彼此间传递信号。该线束具备：两个接线箱，其分开地设置在车辆左右；两个控制设备，其设置于所述两个接线箱的内部或者外部，用于进行多路通信；第1电源线，其从所述电池向所述两个接线箱供给电力；第2电源线，其用于从所述两个接线箱向所述各种设备供给电力；信号线，其用于在所述两个控制设备与所述各种设备之间进行信号传递；以及干线，其设置于所述两个控制设备之间，是利用这两个控制设备进行多路通信的电线，所述第1电源线、所述第2电源线、所述信号线以及所述干线的至少一部分由含铝的导体构成。作为线束的一个方式专利文献1公开了如下例子：构成由所述第1电源线及所述第2电源线构成的电源线组的电线利用不含铝的导体构成，构成由所述信号线及所述干线构成的信号线组的电线利用含铝的导体构成。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-110811号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，在车辆中，为了各部的电动化、自动驾驶等，估计传感器、ECU(电子控制单元)等设备类会增加。另外，预想到如下：为了将增加的设备类彼此连接而在车辆中构建多个网络，伴随于此，将各网络间连接的多个网关被分散地配置。
如此，由于设备类的增加及多个网关的分散配置，有在网关相互间连接的电线、在各网关和各设备之间连接的电线、在设备之间连接的电线等增加的倾向。当电线条数增加时，车辆重量变重，关系到汽车燃油经济性的恶化。
通过将电线置换为铝电线或铝合金电线，能够实现整体的布线用电线的轻量化。作为其解决策略，在专利文献1中公开了将含铝的导体使用于信号线。
但是，信号线大致分为模拟电路和数字电路，当模拟电路使用含铝的导体时，在导体电阻匹配的关系上，含铝的导体与铜相比导体电阻高，所以会使尺寸增大。于是，有轻量化效果弱、欠缺汽车燃油经济性的改善效果的问题。另外，因为一般有铝与铜相比弯曲特性变差的倾向，所以在一条线束中占据的铝导体变多的结果是有如下问题：导致线束整体的弯曲特性降低，组装时、加工时的处理变得困难，作业性变差。
因此，本发明以提供如下布线系统为目的：即使信号线的至少一部分使用铝电线或铝合金电线，也能够抑制尺寸增大(大型化)，并且能够抑制组装时的作业性降低。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题，第1方式是包括数字信号用电线的布线系统，所述数字信号用电线包括铝电线或铝合金电线。
第2方式是在第1方式的布线系统中，所述数字信号用电线包括每单位长度的电阻为210mΩ/m以下的铝电线或铝合金电线。
第3方式是在第1或第2方式的布线系统中，所述数字信号用电线包括每单位长度的电阻为110mΩ/m以上的铝电线或铝合金电线。
第4方式是在第1至第3中的任一个方式的布线系统中，包括多条所述数字信号用电线，多条所述数字信号用电线全部是铝电线或铝合金电线。
第5方式是在第4方式的布线系统中，多条所述数字信号用电线全部是每单位长度的电阻为210mΩ/m以下的铝电线或铝合金电线。
第6方式是在第4或第5方式的布线系统中，多条所述数字信号用电线全部是每单位长度的电阻为110mΩ/m以上的铝电线或铝合金电线。
第7方式是在第1至第6中的任一个方式的布线系统中，所述铝电线或所述铝合金电线是导体截面积为0.35mm2的电线。
第8方式是在第1至第7中的任一个方式的布线系统中，包括模拟信号用电线，所述模拟信号用电线包括铜电线或铜合金电线。
发明效果
关于数字信号，能够在用户侧适当设定工作或者判别的阈值电压，所以不必进行如模拟信号那样的导体电阻匹配。因此，在如第1方式那样，将所述数字信号用电线设为包括铝电线或铝合金电线的构成的情况下，不必为了进行导体电阻匹配而较大地增大尺寸从而与铜电线或铜合金电线的导体电阻匹配。结果是，例如能够使用与铜电线或铜合金电线相同直径的铝电线或铝合金电线。因此，即使信号用电线的至少一部分使用铝电线或铝合金电线，也能够抑制尺寸增大，并且能够抑制组装时的作业性降低。
根据第2方式，因为数字信号用电线包括每单位长度的电阻为210mΩ/m以下的铝电线或铝合金电线，所以能够担保适于数字信号传送的电阻。
根据第3方式，因为数字信号用电线包括每单位长度的电阻超过110mΩ/m的铝电线或铝合金电线，所以能够进一步抑制尺寸增大，并且能够抑制弯曲性降低。
根据第4方式，即使信号用电线的至少一部分使用铝电线或铝合金电线，也能够更有效地抑制尺寸增大，并且能够抑制组装时的作业性降低。
根据第5方式，能够更有效地担保适于数字信号传送的电阻。
根据第6方式，能够进一步抑制尺寸增大，并且能够抑制弯曲性降低。
根据第7方式，能够使用导体截面积为0.35mm2的电线来抑制尺寸增大，并且能够抑制弯曲性降低。
在模拟信号中，从导体电阻匹配的必要性来看，当使用铝电线或铝合金电线时，不但尺寸增大，而且弯曲特性也会降低。因此，通过如第8方式那样，将模拟信号用电线设为包括铜电线或铜合金电线的构成，从而对模拟信号用电线也能够抑制尺寸增大，并且能够抑制组装时的作业性降低。在该情况下，能够与将数字信号用电线设为包括铝电线或铝合金电线的构成相应地在布线系统整体上抑制尺寸增大，并且能够抑制组装时的作业性降低。
附图说明
图1是实施方式的布线系统的示意图。
图2是电线的剖视图。
图3是示出导体截面积和导体电阻的关系的图。
图4是示出变形例的布线系统的示意图。
具体实施方式
以下对第1实施方式的布线系统进行说明。图1是示出组装于车辆10的布线系统20的示意图。
在车辆10搭载有电气设备。作为电气设备的例子，可考虑是网关(Gate way)GW1～GW4、各种设备D1～D6等。
网关GW1～GW4是将多个网络彼此连接的通信中继装置。网关GW1～GW4也可以在车辆10中分散地配置。
也可以在网关GW1～GW4中的一个或多个装入或者连接有ECU(电子控制单元)。ECU通过接收来自各种设备D1～D6中的任一个的信号、或者向各种设备D1～D6中的任一个发送控制信号，从而对车辆10的各设备进行控制。
各种设备D1～D6是对车辆10的各部进行驱动的电动机、信号灯等、对车辆10的各部的状态进行检测的传感器等。
布线系统20对搭载于车辆10等的网关GW1～GW4、各种设备D1～D6等电气设备彼此进行电连接。布线系统20包括对网关GW1～GW4彼此进行连接的电线W、及对网关GW1～GW4和各种设备D1～D6进行连接的电线W。
如图2所示，电线W包括芯线Wa和将芯线Wa的周围覆盖的包覆层Wb。
芯线Wa是铝、以铝为主要成分的铝合金、铜或以铜为主要成分的铜合金制的线状构件。将芯线Wa为铝的电线W称为铝电线，将芯线Wa为铝合金的芯线Wa称为铝合金电线。将芯线Wa为铜的电线W称为铜电线，将芯线Wa为铜合金的芯线Wa称为铜合金电线。芯线Wa既可以是多根线材绞合而成的绞合线，也可以由单一的线材构成。在芯线Wa是绞合线的情况下，多根线材既可以被压缩，也可以不被压缩。在图2中，示出芯线Wa是多根线材绞合并被压缩的压缩绞合线的情况。
包覆层Wb通过将加热软化的树脂挤压包覆到芯线Wa的周围等而形成。
布线系统20也可以利用如下线束构成：该线束通过多条电线W借助连接器连接，维持成多条电线W彼此被捆扎带、胶带等扎在一起的状态等，从而在物理上集中为一个的形态。布线系统20既可以利用一个线束构成，也可以利用多个线束构成。
也可以沿着布线系统20配设有供给电力用的电源线。电源线既可以与上述电线W扎在一起，也可以与电线W分体。
布线系统20包括数字信号用电线WD。数字信号用电线WD是在网关GW1～GW4之间、或者网关GW1～GW4中的任一个与各种设备D1～D6的任一个之间传送数字信号的传送介质。关于数字信号的规格不作特别限定，可举出CAN(Controller Area Network：控制器局域网)、因特网(注册商标)、LIN(Local Interconnect Network：局部互联网)、CXPI(ClockExtension Peripheral Interface：时钟扩展外设接口)等。
布线系统20根据网关GW1～GW4、各种设备D1～D6的数量等，包括一条或者多条数字信号用电线WD。在此，布线系统20包括多条数字信号用电线WD。
数字信号用电线WD包括铝电线或铝合金电线。在设置多条数字信号用电线WD的情况下，多条数字信号用电线WD中的一部分或者全部是铝电线或铝合金电线。
通过将数字信号用电线WD设为包括铝电线或铝合金电线的构成，能够得到下面优点。
即，关于数字信号，能够在用户侧适当设定工作电压或者判别信号的阈值电压。因此，即使将以往使用铜电线或铜合金电线的布线置换成铝电线或铝合金电线，也不必为了与以往使用的铜电线或铜合金电线匹配而进行导体电阻匹配。因此，不必为了导体电阻匹配而使铝电线或铝合金电线较大地增大尺寸(导体截面积)从而与铜电线或铜合金电线的导体电阻匹配。结果是，例如能够使用与以往使用的铜电线或铜合金电线相同尺寸或者比其稍大的程度的尺寸的铝电线或铝合金电线。因此，即使信号用电线的至少一部分使用铝电线或铝合金电线，也能够抑制尺寸增大，并且能够抑制组装时的作业性降低。另外，通过使用铝电线或铝合金电线作为数字信号用电线WD，也有助于轻量化。当布线系统20轻量化时，也关系到汽车燃油经济性的提高。
即使在将多条数字信号用电线WD中的一部分设为铝电线或铝合金电线的情况下也能够某种程度地得到上述优点。通过将多条数字信号用电线WD全部设为铝电线或铝合金电线，能够较大程度地得到上述优点。
另外，布线系统20包括一条或者多条模拟信号用电线WA。在此，布线系统20包括多条模拟信号用电线WA。
模拟信号用电线WA也可以包括铜电线或铜合金电线。
即，关于模拟信号，当传送路的电阻变动时，输出电压也会变动。为了能够在输出侧检测与输入侧的电压相应的电压，以传送路具有预定电阻的方式设定有布线系统。因此，在将以往使用铜电线或铜合金电线的布线置换成铝电线或铝合金电线的情况下，需要进行铝电线或铝合金电线的导体电阻匹配，从而与以往使用的铜电线或铜合金电线匹配。当对相同尺寸的铜电线或铜合金电线和铝电线或铝合金电线进行比较时，后者的电阻比前者的电阻大。因此，当进行电阻匹配时，与以往使用的铜电线或铜合金电线比较，需要使铝电线或铝合金电线较大地增大尺寸。另外，尺寸增大的结果是，有可能弯曲性降低、且组装时的作业性降低。因此，与将数字信号用电线WD置换成铝电线或铝合金电线的情况比较，将模拟信号用电线WA置换成铝电线或铝合金电线的优点少。
因此，模拟信号用电线WA也可以包括铜电线或铜合金电线。在设置多条模拟信号用电线WA的情况下也可以为它们的一部分是铜电线或铜合金电线，剩余是铝电线或铝合金电线。另外，多条模拟信号用电线WA也可以全部是铜电线或铜合金线。
反倒是通过将模拟信号用电线WA设为包括铜电线或铜合金电线的构成，从而关于模拟信号用电线也能够抑制尺寸增大，并且能够抑制组装时的作业性降低。
即使是该情况，也能够与将数字信号用电线WD如上所述地设为包括铝电线或铝合金电线的构成相应地在布线系统20整体上抑制尺寸增大，并且能够抑制组装时的作业性降低。
在图3中，对铝电线或铝合金电线及铜电线或铜合金电线分别示出导体截面积和导体电阻的关系。在图3中，铝电线或铝合金电线的上述关系被表示为Al系的曲线，铜电线或铜合金电线的上述关系被表示为Cu系的曲线。
作为上述数字信号用电线WD所使用的铝电线或铝合金电线的每单位长度的电阻也可以设为210mΩ/m以下。
当铝电线或铝合金电线的每单位长度的电阻为210mΩ/m以下时，能够担保适于数字信号传送的电阻。
另外，作为数字信号用电线WD所使用的铝电线或铝合金电线的每单位长度的电阻也可以设为110mΩ/m以上。
铝电线或铝合金电线的每单位长度的电阻为110mΩ/m以上表示铝电线或铝合金电线的尺寸为预定大小以下。因此，能够进一步抑制尺寸增大，并且能够抑制弯曲性降低。
当将这些在与铜电线或铜合金电线比较时进行说明的情况下，技术上的意义将变得更明确。
即，在日本汽车技术会制定的JASO D611中规定铜电线或铜合金电线的汽车用电线，作为导体截面积，从小的导体截面积开始按顺序规定为0.13mm2、0.22mm2、0.35mm2、0.5mm2……。可认为这也适用于铝电线或铝合金电线。从与铜或铜合金和铝或铝合金的比电阻的关系进行研究的话，导体截面积为0.13mm2的铝电线或铝合金电线的每单位长度的电阻为300mΩ/m程度，导体截面积为0.22mm2的铝电线或铝合金电线的每单位长度的电阻为176mΩ/m，导体截面积0.35mm2的铝电线或铝合金电线的每单位长度的电阻为113mΩ/m程度，导体截面积0.5mm2的铝电线或铝合金电线的每单位长度的电阻为77mΩ/m程度。
从该研究结果进一步研究的话，可认为在导体截面积为0.13mm2的铝电线或铝合金电线中导体电阻过大，即使将其使用于数字信号用电线WD，电压下降也变得过大，并可认为难以得到传送数字信号所需的性能。在此，作为数字信号用电线WD，有使用导体截面积为0.13mm2的铜合金电线的实际成果。导体截面积为0.13mm2的铜合金电线的导体电阻为210mΩ/m(参照图3的点P)。因此，若是每单位长度的电阻为210mΩ/m以下的铝电线或铝合金电线时，能够抑制较大的电压下降，能够担保适于数字信号传送的电阻。
另外，关于导体截面积为0.5mm2的铝电线或铝合金电线，轻量化效果弱，另外，不但较大地增大尺寸，而且弯曲性降低，组装作业性也降低。因为导体截面积为0.5mm2的铝电线或铝合金电线的导体电阻为77mΩ/m，所以当使用导体电阻超过77mΩ/m的铝电线或铝合金电线时，能够抑制尺寸增大，并且能够抑制组装时的作业性降低。
在此，在作为比导体截面积为0.5mm2小一级的尺寸的导体截面积为0.35mm2的铝电线或铝合金电线的导体电阻为113mΩ/m的情况下(参照图3的点Q)，实际上可以使用每单位长度的电阻为110mΩ/m以上的铝电线或铝合金电线。
总结这些的话，作为数字信号用电线WD，也可以使用具有在图3中用范围R表示的每单位长度的电阻为110mΩ/m以上且为210mΩ/m以下的导体电阻的铝电线或铝合金电线。另外，作为数字信号用电线WD，也可以使用导体截面积为0.35mm2的铝电线或铝合金电线。另外，作为导体截面积为0.35mm2的铝电线或铝合金电线，包括从导体截面积为0.35mm2算起在制造误差范围内的铝电线或铝合金电线。
根据如上构成的布线系统20，因为数字信号用电线WD包括铝电线或铝合金电线，所以即使信号用电线的至少一部分使用铝电线或铝合金电线，也能够抑制尺寸增大，并且能够抑制组装时的作业性降低。
另外，数字信号用电线WD通过包括每单位长度的电阻为210mΩ/m以下的铝电线或铝合金电线，从而能够担保适于数字信号传送的电阻。
另外，数字信号用电线WD通过包括每单位长度的电阻为110mΩ/m以上的铝电线或铝合金电线，从而能够进一步抑制尺寸增大，并且能够抑制弯曲性降低。
另外，当多条数字信号用电线WD全部是铝电线或铝合金电线时，即使信号用电线的至少一部分使用铝电线或铝合金电线，也能够更有效地抑制尺寸增大，并且能够抑制组装时的作业性降低。
另外，当多条数字信号用电线WD全部是每单位长度的电阻为210mΩ/m以下的铝电线或铝合金电线时，能够更有效地担保适于数字信号传送的电阻。
另外，当多条数字信号用电线WD全部是每单位长度的电阻为110mΩ/m以上的铝电线或铝合金电线时，能够进一步抑制尺寸增大，并且能够抑制弯曲性的降低。
另外，当铝电线或铝合金电线是导体截面积为0.35mm2的电线时，使用作为铜电线或铜合金电线所使用的尺寸即导体截面积为0.35mm2的铝电线或铝合金电线能够抑制尺寸增大，并且能够抑制弯曲性降低。
另外，在布线系统20包括模拟信号用电线WA的情况下，当模拟信号用电线WA包括铜电线或铜合金电线时，关于模拟信号用电线WA也能够抑制尺寸增大，并且能够抑制组装时的作业性降低。在该情况下，能够与将数字信号用电线WD设为包括铝电线或铝合金电线的构成相应地在布线系统20整体上抑制尺寸增大，并且能够抑制组装时的作业性降低。
在图4中，示出布线系统120利用单一的线束WH构成的例子的变形例。如该图所示，一个电气设备E1利用单一的线束WH连接到其他的电气设备E2、E3。电气设备E1和电气设备E2由电线W连接，电气设备E1和电气设备E3由电线W连接。将电气设备E1和电气设备E2连接的电线W是数字信号用电线WD，将电气设备E1和电气设备E3连接的电线W是模拟信号用电线WA。数字信号用电线WD和模拟信号用电线WA插入连接到电气设备E1侧的连接器C1，通过该连接器C1集中为一个线束的形态。
作为上述数字信号用电线WD，使用铝电线或铝合金电线。
作为模拟信号用电线WA，也可以使用铜电线或铜合金电线。
由此，作为数字信号用电线WD，能够与使用铝电线或铝合金电线相应地抑制尺寸增大，并且能够抑制组装时的作业性降低。
{变形例}
另外，在上述实施方式及各变形例中说明的各构成只要不相互矛盾，就能够适当组合。
如上详细说明了本发明，但是上述的说明在所有的方面是例示，本发明并不限定于此。应理解为包括在不脱离本发明的范围的情况下能够想到的没有例示的无数的变形例。
附图标记说明
20、120 布线系统
D1～D6 设备
E1～E3 电气设备
GW1～GW4 网关
W 电线
WA 模拟信号用电线
WD 数字信号用电线
WH 线束

Claims (11)

1.一种布线系统，包括数字信号用电线和模拟信号用电线，
所述数字信号用电线包括铝电线或铝合金电线，所述模拟信号用电线包括铜电线或铜合金电线。
2.根据权利要求1所述的布线系统，其中，
所述数字信号用电线包括每单位长度的电阻为210mΩ/m以下的铝电线或铝合金电线。
3.根据权利要求1所述的布线系统，其中，
所述数字信号用电线包括每单位长度的电阻为110mΩ/m以上的铝电线或铝合金电线。
4.根据权利要求2所述的布线系统，其中，
所述数字信号用电线包括每单位长度的电阻为110mΩ/m以上的铝电线或铝合金电线。
5.根据权利要求1至权利要求4中的任一项所述的布线系统，其中，
所述布线系统包括多条所述数字信号用电线，
多条所述数字信号用电线全部是铝电线或铝合金电线。
6.根据权利要求5所述的布线系统，其中，
多条所述数字信号用电线全部是每单位长度的电阻为210mΩ/m以下的铝电线或铝合金电线。
7.根据权利要求5所述的布线系统，其中，
多条所述数字信号用电线全部是每单位长度的电阻为110mΩ/m以上的铝电线或铝合金电线。
8.根据权利要求6所述的布线系统，其中，
多条所述数字信号用电线全部是每单位长度的电阻为110mΩ/m以上的铝电线或铝合金电线。
9.根据权利要求1至权利要求4中的任一项所述的布线系统，其中，
所述铝电线或所述铝合金电线是导体截面积为0.35mm2的电线。
10.根据权利要求5所述的布线系统，其中，
所述铝电线或所述铝合金电线是导体截面积为0.35mm2的电线。
11.根据权利要求6至权利要求8中的任一项所述的布线系统，其中，
所述铝电线或所述铝合金电线是导体截面积为0.35mm2的电线。
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