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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches System, das eine Vielzahl von Modulen über einen Kabelbaum miteinander verbindet.
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Hintergrund
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In einem Fahrzeug sind verschiedene elektrische Vorrichtungen in einem verteilten Zustand an verschiedenen Stellen an einer Fahrzeugkarosserie angeordnet. Beispielsweise an jedem der Orte, wie beispielsweise einer Lenksäule, einem Handschuhfach, einem Mittelcluster oder einer Mittelkonsole, ist ein elektrisches System zum Fahren des Fahrzeugs, ein elektrisches System für Audio oder ein elektrisches System in Bezug auf die Funktionsweise des Fahrzeugkörpers angeordnet. Jedes der elektrischen Geräte weist im Allgemeinen verschiedene Schalter, verschiedene Sensoren, verschiedenen Lasten und ein daran angebrachtes Steuerrelais auf.
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Es ist notwendig, Energie von einer Energiequelle (einer Bordbatterie oder eine Lichtmaschine) auf der Fahrzeugseite an die verschiedenen elektrischen Geräte zu liefern. Darüber hinaus ist es auch erforderlich, ein Signal von dem Schalter bzw. dem Sensor, vorgesehen innerhalb jedes der elektrischen Geräte, an eine andere elektrische Vorrichtung oder verschiedene elektronische Steuereinheiten (ECU), die in dem Fahrzeug vorgesehen sind, zu übertragen.
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Daher sind im Stand der Technik die Energiequelle auf der Fahrzeugseite, verschiedene elektrische Geräte und verschiedene elektronische Steuereinheiten miteinander über den Kabelbaum verbunden. In der Regel wird der Kabelbaum durch Zusammenbinden mehrerer Drähte in einem Bündel gebildet. Darüber hinaus, um es zu ermöglichen, Instrumente, die an jedem Teil angeordnet sind, zuverlässig miteinander zu verbinden, ist die Länge eines jeden Drahtes eingestellt, und die Form des Kabelbaums ist entsprechend einer Positionsbeziehung eines jeden Instruments bestimmt. Zusätzlich wird die Dicke der elektrischen Energieversorgungsleitung, die den Kabelbaum bildet, bestimmt entsprechend der Energiemenge, die durch die Lasten des jeweiligen elektrischen Geräts verbraucht wird. Darüber hinaus, um es einfach zu machen, elektrische Verbindung zwischen dem Kabelbaum und jedes Instrument zu befestigen und zu lösen, ist ein Stecker an einem Endbereich jedes Drahtbündels, das den Kabelbaum bildet, angeschlossen.
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In dem in 1 von PTL 1 offenbarten elektrischen System wird Energie bereit gestellt durch miteinander Verbinden einer Energiequellesteuerzelle und verschiedenen Modulen über die Drahtbündel, die voneinander unabhängig sind. Der gesamte Kabelbaum wird durch weiteres Zusammenbinden der Vielzahl von Drahtbündeln zu einem Bündel gebildet.
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Zusätzlich wird in PTL 2 eine Technik offenbart zur Vereinfachung der Verdrahtung, Verringerung des Gewichts der Verdrahtung, und die es einfacher macht, Verdrahtungsarbeit durchzuführen. Insbesondere wird eine Vielzahl von Teilmodulen, die durch Verbinden einer Vielzahl von Instrumententafel-elektrischen Bauteilen mit einer gemeinsamen Steuereinheit gemacht werden, konfiguriert, die Steuereinheit jedes Moduls ist mit einem gemeinsamen Kabelbaum verbunden, und Multiplex-Kommunikation wird zwischen den mehreren Steuereinheiten durchgeführt.
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Zusätzlich wird in PTL 3, eine Technik offenbar zum Reduzieren der Anzahl von Komponenten und zur leichten Durchführung der Montage und Ablösung offenbart. Insbesondere wird eine Instrumententafel geformt, indem sie in eine obere Platte und eine untere Platte geteilt wird, ein konkaver Abschnitt, in den eine Anzeige und ein Zähler eingebaut sind, ist auf der unteren Platte ausgebildet, und ein Paar von Führungselementen und Standby-Anschlüssen 23 und 27 des Kabelbaums sind in dem konkaven Abschnitt ausgebildet.
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Literaturliste
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Patentliteratur
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- [PTL 1] JP-A-2012-56505
- [PTL 2] JP-A-2000 bis 38094
- [PTL 3] JP-A-2004-189131
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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In dem oben beschriebenen elektrischen System eines Fahrzeugs ist es erforderlich, dass das Volumen des Raumes, der durch den Kabelbaum im Inneren des Fahrzeugkörpers eingenommen wird, verringert wird oder das Gewicht des Kabelbaums reduziert wird. Jedoch, wie in PTL 1 offenbart ist, da die Energie bereit gestellt wird durch miteinander Verbinden der Energiequellesteuerzelle und verschiedenen Modulen durch Drahtbündel, die voneinander unabhängig sind, ist für den Fall, dass die Anzahl der anzubringenden Module des Fahrzeuges sich erhöht und entsprechend sich die Anzahl der Drahtbündel, die den gesamten Kabelbaum bilden, erhöht es unvermeidlich, dass auch die Dicke der äußeren Form des Kabelbaumes zunimmt.
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Insbesondere in Bezug auf die Energieversorgungsleitung ist es erforderlich, ausreichend dicken Draht zu verwenden, um nicht einen Spannungsabfall und Wärmeerzeugung zu verursachen, selbst dann, wenn Strom, der dem Maximalwert der vom Modul verbrauchten Last entspricht, fließt. Zusätzlich ist, wenn ein Abstand von der Energiequelle zu dem Modul groß ist, es notwendig, einen viel dickeren Draht über die große Distanz bereit zu stellen, da eine Erhöhung des Spannungsabfalls zu erwarten ist.
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Wenn zusätzlich eine Situation zu erwarten ist, dass ein Ort, wo jedes Modul angeordnet ist, in Übereinstimmung mit einer Änderung in der Spezifikation oder dergleichen geändert wird, ist es notwendig, Platz für die Länge eines jeden Drahtes, die den Kabelbaum bilden, zu haben, so dass die Verdrahtung zuverlässig verbunden werden kann, selbst wenn die Positionen der einzelnen Module geändert werden. Wenn jedoch Platz für die Längen der Drähte als groß festgelegt ist, werden Ineffizienz und das Gewicht des Kabelbaums erhöht. Unterdessen wird, wenn Platz für Länge des Drahts klein ist, es eine Situation geben, dass die Verdrahtung in einem Fall wo die Positionen jedes Moduls geändert werden, nicht verbunden werden kann und ein Freiheitsgrad einer Layoutänderung sich verschlechtert.
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Unter Berücksichtigung der oben beschriebenen Situation ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrisches System bereits zu stellen, das eine ausreichende Energiemenge für jedes Modul liefern kann und einen Anstieg in der Größe der Außenform oder des Gewichts eines Kabelbaumes, der bei der Verdrahtung verwendet wird, reduzieren kann, auch für den Fall, dass die Anzahl der Module, die solche Lasten mit einer großen Energieaufnahme umfasst, zunimmt.
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Lösung für das Problem
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Um die oben beschriebene Aufgabe zu lösen, hat das elektrische System gemäß der vorliegenden Erfindung die folgenden Eigenschaften (1) bis (3).
- (1) Ein elektrisches System umfassend: ein Modul, das mindestens einen Schalter, einen Sensor, eine Last und ein Relais darin eingebettet hat;
einen Energiequelle-Zellenabschnitt, der das Modul mit Energie versorgt; und
einen Kabelbaum, der die Vielzahl von Modulen und die Energiequelle-Zellenabschnitt miteinander verbindet, wobei
der Energiequelle-Zellenabschnitt ein elektronisches Steuerteil umfasst, das mit dem Modul kommuniziert, und das Modul steuert,
das Modul einen Kommunikationsabschnitt umfasst, der mit dem elektronischen Steuerteil kommuniziert,
der Kabelbaum gebildet ist durch Zusammenbinden mehrerer Drähte zu einem Bündel, einschließlich einer Energieversorgungsleitung, die die Energie bereit stellt und einer Kommunikationsleitung, die ein Signal überträgt, und
Verbindungsabschnitte in dem Kabelbaum, die gebildet sind, indem jeder der mehreren Drähte des Kabelbaums verzweigt ist, und ausgebildet, um mit dem Modul verbunden zu werden, sind an einer Vielzahl von Stellen auf dem Kabelbaum in im wesentlichen konstanten Abstand ausgebildet.
- (2) Das elektrische System konfiguriert wie unter (1) oben beschrieben, umfassend:
einem ersten Energiequelle-Zellenabschnitt und einem zweiten Energiequelle-Zellenabschnitt als Teile des Energiequelle-Zellenabschnitts,
wobei ein Ende des Kabelbaums mit dem ersten Energiequelle-Zellenabschnitt verbunden ist, und das andere Ende des Kabelbaums mit dem zweiten Energiequelle-Zellenabschnitt verbunden ist.
- (3) Das elektrische System konfiguriert wie unter (2) oben beschrieben, wobei
jeder der Verbindungsabschnitte gemacht wird indem jeder der mehreren Drähte des Kabelbaums verzweigt und verlängert ist, sowie einen Verbinder, der damit verbunden ist, der den Kommunikationsabschnitt auf den verlängerten Leitungen umfasst, und
der Kommunikationsabschnitt mit dem elektronischen Steuerteil kommuniziert, wenn das Verbindungsstück in dem Modul verbunden ist.
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Entsprechend dem elektrischen System konfiguriert wie unter (1) oben beschrieben, kann die Vielzahl von Modulen für die Übertragung der Energie und des Signals jeden der mehreren Drähte verwenden, die den Kabelbaum gemeinsam bilden. Daher ist es nicht notwendig, selbst wenn die mehreren Module verbunden sind, die Anzahl von Drähten, die den Kabelbaum bilden, zu erhöhen, und es ist möglich, dass die äußere Form des gesamten Kabelbaums einen dünnen Durchmesser aufweist. Zusätzlich, da es möglich ist zu vermeiden, dass alle der Lasten der mehreren Module gleichzeitig die maximale Energie verbrauchen, selbst wenn die Energie an mehrere Module über einen Draht bereit gestellt, ist es möglich, einen Anstieg der Durchmesser der einzelnen Drähte in dem Kabelbaum zu vermeiden. Ferner sind die Verbindungsabschnitte an der Vielzahl von Stellen in einem im Wesentlichen konstanten Abstand ausgebildet, und somit ist es möglich, den Verbindungsabschnitt, der die einzelnen Module verbindet, nach Bedarf auszuwählen. Beispielsweise, wenn die Positionen der einzelnen Module in Übereinstimmung mit der Änderung in der Spezifikation von Layout verändert werden, ist es möglich, eine Verbindungsstelle zu einem Verbindungsabschnitt zu wechseln, der am nächsten an der Position nach der Änderung liegt. Aus diesem Grund wird selbst dann, wenn Raum für die Länge des Kabelbaums an einer Position, wo der Verbindungsabschnitt und jedes Modul miteinander verbunden sind, klein ist, es möglich, die Verbindung zuverlässig durchzuführen, wenn ein Verbindungsabschnitt mit dem kürzesten Abstand gewählt wird. Nach dem elektrischen System konfiguriert entsprechend (2) wie oben beschrieben, wird durch Ausbilden des Verbindungsabschnitts durch den Verbinder es möglich, Arbeit zum Verbinden des Moduls mit dem Kabelbaum in einfacher Weise durchzuführen. Nach dem elektrischen System konfiguriert entsprechend (3) wie oben beschrieben ist es möglich, eine Energieversorgungsfunktion oder eine Steuerfunktion an die Vielzahl von Energiequelle-Zellenabschnitten in einem verteilten Zustand zuzuweisen. Daher ist es auch möglich, selektiv die Energie aus einem Energiequelle-Zellenabschnitt zu liefern, der nahe zu einem Modul liegt, das die Energie aus der Mehrzahl von Energiequelle-Zellenabschnitten verbraucht, und einen Energieübertragungspfad zu verkürzen. Dementsprechend ist es möglich, dass der Draht, der den Kabelbaum bildet, einen dünnen Durchmesser hat.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Entsprechend dem elektrischen System der vorliegenden Erfindung ist es möglich, selbst wenn die Anzahl der Module, die die Last, die eine große Menge an Energie verbraucht, zunimmt, ausreichend Energie für jedes Modul zu liefern, und eine Erhöhung der Größe der äußeren Form oder des Gewichts des Kabelbaums, der in der Verkabelung verwendet wird, zu vermeiden.
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Oben ist die vorliegende Erfindung kurz beschrieben. Ferner werden durch Lesen von einer Ausführungsform zur Durchführung der Erfindung, die nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben wird (im Folgenden einfach als ”Ausführungsform” bezeichnet), detaillierte Inhalte der vorliegenden Erfindung noch offensichtlicher.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist ein elektrisches Schaltungsdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines elektrischen Schaltkreises eines Hauptteils eines elektrischen Systems illustriert.
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2 ist eine Draufsicht, die ein Beispiel einer Verbindung zwischen einer Energiequellesteuerzelle und einem Kabelbaum-Hauptkörper illustriert.
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3 ist eine Draufsicht, die ein spezifisches Beispiel der Verbindung und die Anordnung des elektrischen Systems illustriert.
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4 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Vielzahl von Modulen und ein Beispiel für Verbindung mit der Energiequellesteuerzelle illustriert.
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5 ist eine perspektivische Ansicht, die ein konkretes Beispiel für eine äußere Form der Energiequellesteuerzelle illustriert.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Eine besondere Ausführungsform bezüglich eines elektrischen Systems der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf jede Zeichnung beschrieben.
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<Überblick Elektrisches System>
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Ein Aufbau aus einer Vielzahl von Modulen und ein Beispiel einer Verbindung mit einer Energiequellesteuerzelle in dem elektrischen System des Ausführungsbeispiels sind in 4 dargestellt.
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In dem Ausführungsbeispiel wird das elektrische System, das verwendet wird, an einem Fahrzeug befestigt angenommen. So wird in einem Beispiel des in 4 illustrierten elektrischen Systems ein elektrisches System konfiguriert, bei dem Energie aus einer Energiequelle von einer Fahrzeugseite an jedes der Mehrzahl von Modulen 50A bis 50D, die in der Nähe eines Armaturenbretts des Fahrzeugs angeordnet sind, bereit gestellt wird, und welche eine Funktion zum Steuern von EIN und AUS von Lasten in jedem Modul hat.
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Zusätzlich ist in dem Beispiel des in 4 gezeigten elektrischen Systems das Modul 50A in einer Lenkersäule an dem Fahrzeug installiert, das Modul 50B wird in einem Handschuhfach installiert, das Modul 50C ist in einem Mittelcluster installiert und das Modul 50D ist in einer Mittelkonsole installiert.
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Mit anderen Worten ist das Modul 50A als ein integriertes Modul aufgebaut, ausgestaltet mit einem Schalter 502, einem Sensor 503, einer Last 504 und einem Relais 505, die in der Nähe des Lenkersäule angeordnet sind. Der Schalter 502, der Sensor 503, die Last 504 und das Relais 505 sind mit einem E-Verbinderabschnitt 501 in dem Modul 50A verbunden, wie in 4 dargestellt.
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Der E-Verbinderabschnitt 501 ist mit einem Verbindergehäuse zum gegenseitigen Verbinden des Moduls 50A und einem Kabelbaum 15, und mit einer ECU, die in dem Verbindergehäuse gelagert und gehalten. Weil das Verbindergehäuse des E-Verbinderabschnitts 501 in einem Verbindungsabschnitt eingesetzt ist, der ein passendes Gegenstück in dem Modul 50A darstellt, ist die ECU des E-Verbinderabschnitts 501 mit dem Modul 50A verbunden. Die ECU in dem E-Verbinderabschnitt 501 umfasst eine Funktion zum Steuern des Schalters 502, des Sensors 503, die Last (eine Lampe, einen Motor, eine Heizung oder dergleichen) 504 und des Relais 505 und eine Funktion zum Kommunizieren mit dem anderen Steuerabschnitt über den Kabelbaum 15. Mit anderen Worten, die ECU in dem E-Verbinderabschnitt 501 steuert EIN und AUS der Last 504 und des Relais 505 in Übereinstimmung mit einem Steuersignal, das von einer externen Steuereinrichtung durch die Kommunikation empfangen wird. Zusätzlich sendet die ECU durch die Kommunikation ein Signal an die externe Steuereinrichtung, das einen Zustand des Schalters 502 oder des Sensors 503 anzeigt. Die ECU in dem E-Verbinderabschnitt 501 kann als ein Mikrocomputer ausgebildet sein, zum Beispiel. Auf diese Weise werden die Anschlüsse, die eine Funktion zum Steuern des Schalters 502, des Sensors 503, der Last (eine Lampe, einen Motor, eine Heizung oder dergleichen) 504 haben, und des Relais 505 und eine Funktion zum Kommunizieren mit dem anderen Steuerabschnitt über den Kabelbaum 15, in der Regel als ein E-Verbinderabschnitt bezeichnet.
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Ähnlich wie bei dem oben beschriebenen Modul 50A gilt für jedes der anderen Module 50B bis 50D, dass wenn der E-Verbinderabschnitt 501 verbunden ist, die ECU des E-Verbinderabschnitt 501 den Schalter 502, der Sensor 503, die Last 504, und das Relais 505 steuert.
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In dem in 4 dargestellten elektrischen Systems, ist jedes der vier Module 50A bis 50D mit den Energiequellesteuerzellen (21, 22) über den E-Verbinderabschnitt 501 und den Kabelbaum 15 verbunden. Die Energiequellesteuerzelle umfasst eine elektronische Steuereinheit (ECU), die darin eingebettet eine Funktion hat zum Zuführen der Energie der Energiequelle zu jedem der Vielzahl von Modulen und eine Funktion zum Steuern von jedem der Vielzahl von Modulen.
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In dem in 4 dargestellten Beispiel, sind in den Energiequellesteuerzellen (21, 22) eine elektronische Steuereinheit (ECU-A), die Module eines Fahrsystems und ein Audiosystem des Fahrzeugs steuert, und eine elektronische Steuereinheit (ECU-B), die ein Modul eines Karosseriesystems steuert, bereit gestellt. Die elektronischen Steuergeräte (ECU-A, -B ECU) führen die Kommunikation mit dem E-Verbinderabschnitt 501 jedes Moduls über den Kabelbaum 15 aus, schalten die Energie jeder Last (504) EIN und AUS, und empfangen das Signal von dem Schalter (502) oder dem Sensor (503).
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<Beschreibung Kabelbaum-Hauptkörper>
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Ein Beispiel für die Verbindung zwischen der Energiequellesteuerzelle und dem Kabelbaum ist in 2 dargestellt. In dem Beispiel des in 2 gezeigten elektrischen Systems, sind ein Ende und das andere Ende eines Kabelbaum-Hauptkörpers 10, der ein Teil des Kabelbaums 15 ist, jeweils mit den Energiequellesteuerzellen 21 und 22 verbunden.
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Wie in 2 dargestellt wird der Kabelbaum-Hauptkörper 10 durch Zusammenbinden von vier Drähten 11a, 11b, 11c und 11d, die elektrisch voneinander isoliert sind, zu einem Bündel geformt. Der Draht 11a wird als eine Energieversorgungsleitung zum Zuführen von Gleichstrom (beispielsweise +12 V) verwendet, der Draht 11b wird als Masseleitung zur Masseverbindung verwendet, und die Drähte 11c und 11d werden als Kommunikationsleitungen verwendet. Die Drähte 11a und 11b haben eine Kernleitung, die aus einem Halbleiter mit einem ausreichend dicken Durchmesser in dem Maße geformt sind, dass eine große Menge an Strom fließen kann. Die Drähte 11c und 11d sind Drähte mit einem geringen Durchmesser, da es nicht notwendig, dass darin eine große Menge an Strom fließt.
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Wie in 2 dargestellt, sind in dem Kabelbaum-Hauptkörpers 10 eine Vielzahl von Verbindungsabschnitten 12A bis 12H ausgebildet in einem im Wesentlichen konstanten Abstand (L) von einem Ende zum anderen Ende in einer Längsrichtung. Es wird angenommen, dass der Abstand (L) zu 20 cm bestimmt wird als ein spezifisches Beispiel.
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Jeder der Verbindungsabschnitte 12A bis 12H kann zum Verbinden jedes Moduls (51 bis 58 in 3) verwendet werden, weil jeder der vier Drähte 11a, 11b, 11c, 11d, die den Kabelbaum-Hauptkörpers 10 bilden, verzweigt ist und verlängert ist. Mit anderen Worten, wie in 1 dargestellt, in jedem der Verbindungsabschnitte 12A bis 12H, sind Verzweigungspunkte ausgebildet, an denen jeder der Drähte 11a bis 11d des Kabelbaum-Hauptkörpers 10 verzweigt ist. An vier Verzweigungspunkte, wo jeder der Drähte 11a bis 11d in den Verbindungsabschnitten 12A bis 12H verzweigt, verlängern sich die verzweigten Leitungen. Ferner sind Anschlüsse (13A bis 13H), die vier Verbindungsanschlüsse umfassen, die mit jedem der verlängerten Drähte verbunden sind, mit den Drähten verbunden. Die vier verzweigten und verlängerten Drähte entsprechen den Modul-Verbindungs-Kabelbäumen 61 bis 68, die in 3 gezeigt sind. Darüber hinaus korrespondiert jeder der Anschlüsse 13A bis 13H dem der E-Verbinderabschnitt 501 wie mit Bezug auf 4 beschrieben. Auf diese Weise wird jeder der Verbindungsabschnitte 12A bis 12H aus vier verzweigten und verlängerten Drähten und Anschlüssen gebildet.
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Jedes der Vielzahl von Verbindungsabschnitten 12A bis 12H hat eine Funktion, die allen gemeinsam ist, außer dass deren Positionen jeweils voneinander verschieden sind. Mit anderen Worten, jeder Verbinder (13A bis 13H) hat dieselbe Form, und jeder Verbinder (13A bis 13H) hat vier Verbindungsanschlüsse, die elektrisch mit jedem der Drähte 11a bis 11d verbunden sind.
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<Spezifisches Beispiel für Anschluss und Anordnung des elektrischen Systems>
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Ein spezifisches Beispiel der Verbindung und der Anordnung des elektrischen Systems ist in 3 dargestellt. In dem Beispiel des in 3 dargestellten elektrischen Systems sind verschiedene Instrumente in der Nähe des Armaturenbretts des Fahrzeugs angeordnet, die jeweils an einer Vielzahl von Stellen des Kabelbaum-Hauptkörpers 10 verbunden sind als die mehreren Module, die voneinander unabhängig sind.
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In dem Beispiel, das in 3 gezeigt ist, sind acht Module 51 bis 58 in einem voneinander verteilten Zustand an verschiedenen Orten in der Nähe der Instrumententafel angeordnet. Ähnlich zu jedem Modul (50A bis 50D) in 4 ist jedes der Module 51 bis 58 mit dem E-Verbinderabschnitt 501 (der den Anschlüssen 13A bis 13H entspricht) verbunden, und die ECU im E-Verbinderabschnitt 501 steuert den Schalter 502, den Sensor 503, die Last (eine Lampe, ein Motor, eine Heizung oder dergleichen) 504 und das Relais 505.
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Das Modul 51 weist verschiedene Schalter auf, die von einem Bediener oder dergleichen betrieben werden können. Das Modul 52 weist verschiedene Konfigurationselemente auf (einen Schalter, einen Sensor, eine Lampe, einen Motor und ein Relais), die in der Nähe einer Innenabdeckung angeordnet sind. Das Modul 53 weist verschiedene Konfigurationselemente auf (einen Schalter, einen Sensor, einen Motor und ein Relais für einen Fahrtrichtungsanzeiger oder eine Wischeinrichtung), die in der Nähe einer Lenksäule angeordnet sind. Das Modul 54 weist ein Konfigurationselement zum Anzeigen verschiedener Zählertypen, wie beispielsweise ein Tachometer oder ein Drehzahlmesser, auf.
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Zusätzlich weist das Modul 55 verschiedene Konfigurationselemente auf (einen Schalter, einen Sensor, eine Lampe, einen Motor und ein Relais), die in der Nähe einer unteren Abdeckung angeordnet sind. Das Modul 56 weist verschiedene Konfigurationselemente auf (einen Schalter, einen Sensor, eine Lampe, einen Motor und ein Relais), die in der Nähe einer Mittelkonsole angeordnet sind. Das Modul 57 weist verschiedene Konfigurationselemente auf (ein Audiogerät und ein Navigationsgerät), die in der Nähe eines Mittelcluster angeordnet sind. Das Modul 58 weist verschiedene Konfigurationselemente auf (einen Schalter, einen Sensor, eine Lampe, einen Motor und ein Relais), die in der Nähe eines Handschuhfachs angeordnet sind.
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In der Nähe der Instrumententafel und einer Mittelkonsole der Fahrzeugkarosserie ist, wie in 3 dargestellt, eine Verstärkung 70 installiert, die ein Versteifungselement ist. Der Kabelbaum-Hauptkörpers 10 ist in einer geraden Linie von einer rechten Stirnseite zu einer linken Stirnseite des Fahrzeugkörpers entlang der Verstärkung 70 angeordnet. Außerdem ist das rechte Ende des Kabelbaum-Hauptkörpers 10 mit der Energiequellesteuerzelle 21 verbunden, die auf der rechten Stirnseite des Fahrzeugs installiert ist, und das linke Ende des Kabelbaums Hauptkörper 10 ist mit der Energiequellesteuerzelle 22 verbunden, die auf der linken Stirnseite der Fahrzeugkarosserie installiert ist.
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In dem Beispiel, das in 3 gezeigt ist, ist das Modul 51 mit dem Verbindungsabschnitt 12a verbunden. Insbesondere ist das Modul 51 mit dem Verbinder 13A, der an einem vorderen Ende des Modul-Verbindungsstranges 61, der von dem Kabelbaum-Hauptkörper 10 verzweigt und verlängert ist. Das Modul 51 ist mit dem Verbindungsabschnitt 12a, der an der nächsten Position unter der Vielzahl von Verbindungsabschnitten (12A bis 12H) vorhanden ist, verbunden.
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In ähnlicher Weise ist das Modul 52 mit dem Verbindungsabschnitt 12B, der sich an der nächstliegenden Position via den Modulverbindungs-Kabelbaum 62 befindet, verbunden. Zusätzlich ist das Modul 53 mit dem Verbindungsabschnitt 12C, der sich an der nächstliegenden Position via den Modulverbindungs-Kabelbaum 63 befindet, verbunden. Das Modul 54 ist mit dem Verbindungsabschnitt 12D, der sich an der nächstliegenden Position via den Modulverbindungs-Kabelbaum 64 befindet, verbunden, und das Modul 55 ist mit dem Verbindungsabschnitt 12E, der sich an der nächstliegenden Position via den Modulverbindungs-Kabelbaum 65, verbunden. Ferner ist das Modul 56 mit dem Verbindungsabschnitt 12F, der sich an der nächstliegenden Position via den Modulverbindungs-Kabelbaum 66 befindet, verbunden, der Modul 57 ist mit dem Verbindungsabschnitt 12G, der sich an der nächstliegenden Position via den Modulverbindungs-Kabelbaum 67 befindet, verbunden, und das Modul 58 ist mit dem Verbindungsabschnitt 12H, der sich an der nächstliegenden Position via den Modulverbindungs-Kabelbaum 68 befindet, verbunden.
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Mit anderen Worten, da sämtliche der Formen und der Funktionen der Vielzahl von Verbindungsabschnitten 12A bis 12H auf dem Kabelbaum-Hauptkörpers 10 gleich sind, wenn jeweils jedes Modul (51 bis 58) mit dem Kabelbaum-Hauptkörper 10 verbunden ist, ist es möglich, das Verbindungsteil auszuwählen und zu verbinden, das an der nächstliegenden Position bezogen auf Abstand zwischen den Verbindungsabschnitten sich befindet.
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Daher kann, da es möglich ist, jeden der Modulverbindungs-Kabelbäume 61 bis 68 in der kürzesten Distanz zu verbinden, die Länge minimiert werden. Zusätzlich kann, da die Vielzahl von Verbindungsabschnitten 12A bis 12H in einem konstanten Abstand (L) installiert sind, zum Beispiel selbst dann, wenn die Positionen, an denen jedes der Module (51 bis 58) angeordnet ist, in Übereinstimmung mit einer Änderung in der Spezifikation in einer horizontalen Richtung bezogen auf die Fahrzeugkarosserie geändert werden (horizontale Richtung in 3), die Verbindung durch den kürzesten Abstand durchgeführt werden, wenn die Verbindungsabschnitte (12A bis 12H) des Verbindungspunktes verändert werden. Daher, selbst wenn es keinen vorgesehenen Raum für Länge jedes der Modulverbindungskabelbäume 61 bis 68 gibt, ist es möglich, die Verbindung mit einer ausreichenden Länge der Verdrahtung zuverlässig durchzuführen.
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<Konfigurationsbeispiel eines elektrischen Schaltkreises>
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Ein Konfigurationsbeispiel eines elektrischen Schaltkreises eines Hauptteils des elektrischen Systems ist in 1 dargestellt. In dem elektrischen System der 1, ähnlich wie bei dem Beispiel von 2, ist ein Ende des Kabelbaums-Hauptkörpers 10 mit der Energiequellesteuerzelle 21 und das andere Ende des Kabelbaum-Hauptkörpers 10 mit der Energiequellesteuerzelle 22 verbunden Mit anderen Worten sind die vier Drähte 11a, 11b, 11c und 11d des Kabelbaum-Hauptkörpers 10 jeweils mit den Energiequellesteuerzellen 21 und 22 verbunden.
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Zusätzlich sind in dem Verbindungsabschnitt 12A die Drähte, die von jedem der vier Drähte 11a bis 11d verzweigt sind, mit den vier Verbindungsanschlüssen des Verbinders 13A verbunden. In gleicher Weise sind in den Verbindungsabschnitten 12B, 12C, 12D, 12E, 12F, 12G und 12H, die Drähte, die von jedem der vier Drähte 11a bis 11d verzweigt sind, jeweils mit den vier Anschlussklemmen der Verbinder 13B, 13C, 13D, 13E, 13F, 13G und 13H verbunden.
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Die Energiequellesteuerzelle 21 in 1 hat eine elektronische Steuereinheit (ECU) 21a, die die Funktion der Steuerung des Moduls des Körpersystems darin eingebettet hat. Darüber hinaus hat das Energiequellesteuerzelle 22 in 1 eine elektronische Steuereinheit (ECU) 22a, die eine Funktion zum Steuern des Moduls des Fahrsystems und des Audiosystems des Fahrzeugs eingebettet hat. Jede der elektronischen Steuereinheiten 21a und 22a ist aus einem Mikrocomputer mit Kommunikationsfunktion konfiguriert.
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Darüber hinaus umfasst die Energiequellesteuerzelle 21 einen Energiequellenanschluss 21b, einen Masseanschluss 21c und einen Kommunikationsterminal 21d und die Energiequellesteuerzelle 22 enthält einen Energiequellenanschluss 22b, einen Erdungsanschluss 22c und ein Kommunikationsendgerät 22d. Der Energiequellenanschluss 21b und der Erdungsanschluss 21c der Energiequellesteuerzelle 21 sind mit einer Hauptenergiequelle 30 auf der Fahrzeugseite verbunden, und das Kommunikationsterminal 21d der Energiequellesteuerzelle 21 ist mit einer Host-ECU 40 auf der Fahrzeugseite verbunden. Eine Verbindung wird auch in ähnlicher Weise in der Energiequellesteuerzelle 22 ausgeführt. Die Hauptenergiequelle 30 ist konfiguriert entsprechend einer Energiequellenschaltung, wie beispielsweise einer Lichtmaschine (Generator) oder einer Hauptbatterie, die an dem Fahrzeug angebracht ist. Die Host-ECU 40 ist eine elektronische Steuereinheit (ECU), die einen Motor oder dergleichen an der Fahrzeugseite steuert.
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Daher können die Energiequellesteuerzellen 21 und 22 die von der Hauptenergiequelle 30 zugeführten Energie zu jedem der Module 51 bis 58 von jedem der Verbindungsabschnitte (12A bis 12H) über den Kabelbaum-Hauptkörpers 10 liefern. Zusätzlich kann die elektronische Steuereinheit 21a in der Energiequellesteuerzelle 21 das Modul des Körpersystems unter allen der Module 51 bis 58, das mit jedem der Verbindungsbereiche verbunden ist (12A bis 12H), steuern. Darüber hinaus kann die elektronische Steuereinheit 22a in der Energiequellesteuerzelle 22 das Modul des Laufsystem und des Audiosystems des Fahrzeugs unter allen der Module 51 bis 58, das mit jedem der Verbindungsbereiche verbunden ist, steuern (12A bis 12H).
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Darüber hinaus kann der Kabelbaum-Hauptteil 10, der in den 1 und 2 gezeigt ist, durch Zusammenbinden der vier Drähte 11a bis 11d zu einem Bündel gestaltet werden, aber die Anzahl der Drähte kann weiter reduziert werden. Beispielsweise ist es auch möglich, den Energieübertragungsdraht 11a für die Kommunikation zu benutzen, und wenn der Draht 11a zur zweiseitigen Kommunikation verwendet wird, sind die Drähte 11c und 11d nicht erforderlich.
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<Aussehen der Energiequellesteuerzelle>
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Ein spezifisches Beispiel des Aussehens der Energiequellesteuerzelle ist in 5 dargestellt. Eine Energiequellesteuerzelle 90, wie in 5 dargestellt, weist einen elektronischen Steuerabschnitt 91 auf, der die Funktion der Steuerung des Moduls des Körpersystems hat, und einen elektronischen Steuerabschnitt 92, der das Modul des Fahrsystem und des Audiosystem des Fahrzeugs, die darin eingebettet sind, steuert. Darüber hinaus enthält die Energiequellesteuerzelle 90 einen Ausgangsseite-Verbindungsabschnitt 93, der an einem Ende des Kabelbaum-Hauptkörpers 10 verbunden werden kann, und einen Eingangsseite-Verbindungsabschnitt 94, der weiter mit der Hauptenergiequelle 30 und der Host-ECU 40 verbunden werden kann.
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Die Energiequellesteuerzelle 90 in 5 kann als die Energiequellesteuerzellen 21 und 22, die in 1 dargestellt sind, verwendet werden. 1. Die Vielzahl von elektronischen Steuerabschnitten 91 und 92 können in einer Energiequellesteuerzelle 90, wie in 5 dargestellt, eingebettet sein, und jede der elektronischen Steuereinheiten (21a, 22a) kann in der Mehrzahl von Energiequellesteuerzellen 21 und 22, wie in 1 dargestellt, eingebettet sein.
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<Vorteile des oben beschrieben elektrischen Systems>
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Zum Beispiel, in dem elektrischen System, das in 3 gezeigt ist, kann jedes der mehreren Module 51 bis 58 gemeinsam eine Gruppe von Drähten (11a bis 11d) in dem Kabelbaum-Hauptkörper 10 für die Energieversorgung und Kommunikation verwenden. Daher ist es, selbst wenn die Anzahl der angeschlossenen Module zunimmt, nicht notwendig, die Anzahl der Drähte (11a bis 11d), die den Kabelbaum-Hauptkörper 10 bilden, zu erhöhen. Aus diesem Grund ist es möglich zu vermeiden, dass die Dicke der äußeren Form des Kabelbaum-Hauptkörpers 10 ansteigt und ebenso, das Gewicht davon zu reduzieren.
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Darüber hinaus ist die Mehrzahl von Verbindungsabschnitten (12A bis 12H) in einem konstanten Abstand (L) an dem Kabelbaum-Hauptkörpers 10 ausgebildet, wie in 2 dargestellt ist, die Anschlüsse (13A bis 13H) und der Verbindungsterminal, welche die gemeinsame Form und Funktion haben, sind in den Verbindungsabschnitten gebildet ist. Daher wird, wenn jedes der mehreren Module 51 bis 58 mit dem Kabelbaum-Hauptkörper 10 verbunden sind, wie in 3 dargestellt, es möglich, jedes der Module durch den kürzesten Abstand über die Modulverbindungs-Kabelbäume (61 bis 68) zu verbinden.
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Außerdem, selbst wenn die Positionen, an denen jedes der Module 51 bis 58 angeordnet ist, in Übereinstimmung mit der Änderung in der Spezifikation oder dergleichen geändert wird, ist es möglich den Verbindungsabschnitt auszuwählen und zu verbinden, der am nächsten gelegen ist zu einer Position eines Änderungspunktes unter der Mehrzahl von Verbindungsabschnitten (12A bis 12H). Aus diesem Grund wird, selbst wenn nicht genug Platz für die Länge der Modulanschlusskabelbäume (61 bis 68) vorhanden ist, es möglich, die Verbindung zuverlässig durchzuführen. Aus diesem Grund wird ein Freiheitsgrad in Bezug auf die Positionen, an denen jedes Modul angeordnet ist, erhöht.
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Darüber hinaus, wie in den 2 und 3 dargestellt, ist es wünschenswert, dass die Vielzahl von Energiequellesteuerzellen 21 und 22 bereit gestellt sind, ein Ende des Kabelbaumhauptkörpers 10 mit der Energiequellesteuerzelle 21 verbunden ist, und das andere Ende des Kabelbaum-Hauptkörper 10 mit der Energiequellesteuerzelle 22 verbunden ist. Dementsprechend ist es möglich, den Abstand von jeder der Energiequellesteuerzellen 21 und 22 zu den Lasten in jedem der Module (51 bis 58) zu verkürzen, und den Spannungsabfall in den Energieversorgungsleitungen (11a, 11b) zu reduzieren. Aus diesem Grund ist es möglich, den Durchmesser des Drahtes und des Kabelbaum-Hauptkörpers 10 dünn zu machen.
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Hier werden Merkmale der Ausführungsform der oben beschriebenen elektrischen Systems gemäß der vorliegenden Erfindung kurz zusammengefasst und in jeder der folgenden [1] bis [3] aufgelistet.
- [1] Das elektrische System umfasst: die Module (50A bis 50D), die mindestens ein Element aus dem Schalter (502), dem Sensor (503), der Last (504) und dem Relais (505) aufweisen, das darin eingebettet ist; die Energiequelle-Zellenabschnitte (Energiequellesteuerzellen 21 und 22), welche die Energie zu den Modulen liefern; und den Kabelbaum (15), welcher die Vielzahl von Modulen und den Energiequelle-Zellenabschnitt miteinander verbindet, wobei der Energiequelle-Zellenabschnitt die elektronische Steuerabschnitte (ECU-A, ECU-B) umfasst, die mit dem Modul kommuniziert und das Modul steuer, wobei das Modul einen Kommunikationsabschnitt (ECU in dem E-Verbinderabschnitt 501) umfasst, der mit dem elektronischen Steuerteil kommuniziert, wobei der Kabelbaum durch Zusammenbinden mehreren Drähte zu einem Bündel gebildet wird, einschließlich der Energieversorgungsleitung, die die Energie überträgt, und der Kommunikationsleitung, die das Signal überträgt, in einem Bündel, und wobei Verbindungsabschnitte (12A, 12B, 12C, 12D, 12E, 12F, 12G, 12H), die gebildet werden, wenn jeder der mehreren Drähte des Kabelbaumes sich verzweigt, mit dem Modul verbunden werden können, an einer Vielzahl von Stellen des Kabelbaums in einem im wesentlichen konstanten Abstand auf dem Kabelbaum ausgebildet sind.
- [2] Das in [1] beschriebene elektrische System, weiterhin umfassend: einen ersten Energiequelle-Zellenabschnitt (Energiequellesteuerzelle 21) und einen zweiten Energiequelle-Zellenabschnitt (Energiequellesteuerzelle 22) als Teile des Energiequelle-Zellenabschnitts, wobei ein Ende des Kabelbaums mit dem ersten Energiequelle-Zellenabschnitt verbunden ist, und das andere Ende des Kabelbaums mit dem zweiten Energiequelle-Zellenabschnitt verbunden ist.
- [3] Das elektrische System wie in [2] beschrieben, wobei jeder der Verbindungsabschnitte gemacht wird, wenn jeder der mehreren Drähte des Kabelbaums sich verzweigt und verlängert, und ist verbunden mit Anschlüssen (13A, 13B, 13C, 13D, 13E, 13F, 13G, 13H), die das Verbindungsteil auf den verlängerten Leitungen umfassen, und bei dem der Verbindungsabschnitt mit dem elektronischen Steuerteil kommuniziert, wenn das Verbindungsstück in dem Modul verbunden ist.
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Die vorliegende Erfindung wird anhand der detaillierten oder speziellen Ausführungsform beschrieben, aber es ist für einen Fachmann auf dem Gebiet eindeutig, dass verschiedene Änderungen oder Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von dem Geist und dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Die vorliegende Anmeldung basiert auf der
japanischen Patentanmeldung No. 2013-055420 am 18. März 2013 eingereicht wurde und deren Inhalt hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Entsprechend einem elektrischen System der vorliegenden Erfindung ist es möglich, selbst wenn die Anzahl der Module, die Lasten umfassen, die eine große Menge an Energie verbrauchen, zunimmt, eine ausreichende Energiemenge für jedes Modul zu liefern, und eine Erhöhung in der Größe oder des Gewicht der äußeren Form des Kabelbaums, der in der Verdrahtung verwendet wird, zu vermeiden. Nachdem die vorliegende Erfindung hat derartige Effekte und ist effizient hinsichtlich des elektrischen Systems, in dem die Mehrzahl von Modulen miteinander über den Kabelbaum in ähnlicher Weise denen eines Bordnetzes angeschlossen sind.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- KABELBAUM-HAUPTKÖRPER
- 11A, 11B, 11C, 11D
- DRAHT
- 12A, 12B, 12C, 12D, 12E, 12F, 12G, 12H
- VERBINDUNGSABSCHNITT
- 13A, 13B, 13C, 13D, 13E, 13F, 13G, 13H
- VERBINDER
- 15
- KABELBAUM
- 21, 22
- ENERGIEQUELLENSTEUERUNG
- 21A, 22A
- ELEKTRONISCHE STEUEREINHEIT
- 30
- HAUPT-ENERGIEQUELLE
- 40
- HOST ECU
- 51–58
- MODULE
- 61 BIS 68
- -MODULANSCHLUSSKABELBAUM
- 70
- VERSTARKER
- 50A, 50B, 50C, 50D
- MODULE
- 501
- E-VERBINDERABSCHNITT
- 502
- SCHALTER
- 503
- SENSOR
- 504
- LAST
- 505
- RELAIS
