JP2009286288A - 自動車用配線構造 - Google Patents

Abstract

【課題】通信線の本数を削減し、ワイヤハーネスの重量化および肥大化を抑制できる自動車用配線構造を提供する。
【解決手段】自動車のインスツルメントパネルの左右両側に第１、第２ジャンクションボックスを配置し、これら両側の第１、第２ジャンクションボックスの間のインスツルメントパネルの中間部またはセンタークラスタの内部に多重通信ユニットを配置し、前記第１、第２ジャンクションボックス内にそれぞれ電子制御基板を収容し、これら第１、第２ジャンクションボックス内の電子制御基板と前記多重通信ユニットの信号回路を多重通信線を介して接続し、前記第１、第２ジャンクションボックス内にそれぞれ収容した電子制御基板で制御される負荷部品と前記多重通信ユニットとを非多重の通信線を介して接続している。
【選択図】図１

Description

本発明は自動車用配線構造に関し、特に、通信回路を構成するワイヤハーネスの電線本数を可能な限り削減して簡素化を図るものである。

近年、自動車に搭載される電装品の増加により、該電装品を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ）および該ＥＣＵと接続する通信回路が増加の一途をたどり、ワイヤハーネスの配索が複雑になると共に、ワイヤハーネスを構成する通信回路用の電線本数が増加している。かつ、電線同士の分岐接続を図るジョイントコネクタや電線同士を接続するコネクタ等の簡易電気接続部品点数が増加している。
このようにワイヤハーネスと接続する機器が増加すると共にワイヤハーネスの配線途中に接続する電気接続品の増加により、ワイヤハーネスの重量が増加すると共に、ワイヤハーネスの外径の肥大化を招いている。このワイヤハーネスの重量化は自動車全体の重量化を招き、燃費が悪くなるため環境対策上からも、ワイヤハーネスの軽量化が求められている。
また、前記のようにワイヤハーネスの形態が複雑化すると、車両へのワイヤハーネスの組付作業性の悪化およびワイヤハーネス製造作業時の作業性の悪化する問題がある。

特に、自動車のインスツルメントパネルの内部には多数のワイヤハーネスが配線されると共に、ワイヤハーネスに接続される機器が収容されるため、インスツルメントパネル内部には空きスペースが少なく、ワイヤハーネスが肥大化すると配線スペースが無くなる等の問題もある。

この問題に対して、例えば、特開２００４−２０３３８５号公報に開示された自動車配線装置が提供されている。該配線装置は、図５に示すように、エンジンルーム内に搭載した電気接続箱１００とインスツルメントパネルの左側に搭載する電気接続箱１０１とを電線および多重通信線を含めたワイヤハーネス１０２で接続している。電気接続箱１０１の内部に電源分配部、負荷や多重通信の制御をする制御部、負荷を駆動する負荷駆動部、入力インターフェイス部等を収容している。該電気接続箱１０１は左側に配索するフロアハーネスやドアハーネスと接続すると共に、インスツルメントパネルの右側に搭載する電気接続箱１０３とインスツルメントパネル内を通したワイヤハーネス１０４で接続し、該右側の電気接続箱１０３を右側に配索するフロアハーネスやドアハーネスと接続している。

前記のようにインスツルメントパネルの左右両側に電気接続箱を搭載し、左側に配線するワイヤハーネスは左側の電気接続箱と接続し、右側に配線するワイヤハーネスは右側の電気接続箱と接続すれば良いため、左右一方側（通常は右側）に１つの電気接続箱を搭載し、該電気接続箱から左右に配線するワイヤハーネスと接続する場合と比較して、ワイヤハーネスの配索構造をシンプルとすることができる。

しかしながら、インスツルメントパネルの左右に搭載する電気接続箱１０１と１０３はそれぞれ各電子制御ユニット１０６とを接続する必要があるため、図６に示す構成となり、それぞれ信号線、電源線、アース線を備えた多数のワイヤハーネス１０５が必要となる。かつ、ワイヤハーネス１０５の電線本数を低減するには、支線、枝線を複雑に分岐する必要があり、かつ、電線同士を分岐接続するジョイントコネクタや電線同士を接続するコネクタが多数取り付けられることとなる。

特開２００４−２０３３８５号公報

本発明は、自動車に配索されるワイヤハーネスのうち、特に、急増している通信線の本数の削減およびコネクタ等の簡易電気接続部品を削減して、通信線の接続形態をシンプルとし、ワイヤハーネスの軽量化を図ることを課題としている。

前記課題を解決するため、本発明は、自動車のインスツルメントパネルの左右両側に第１、第２ジャンクションボックスを配置し、これら両側の第１、第２ジャンクションボックスの間のインスツルメントパネルの中間部またはセンタークラスタの内部に多重通信ユニットを配置し、
前記第１、第２ジャンクションボックス内にそれぞれ電子制御基板を収容し、これら第１、第２ジャンクションボックス内の電子制御基板と前記多重通信ユニットの信号回路を多重通信線を介して接続し、前記第１、第２ジャンクションボックス内にそれぞれ収容した電子制御基板で制御される負荷部品と前記多重通信ユニットとを非多重の通信線を介して接続していることを特徴とする自動車用配線構造を提供している。

本発明では、まず、自動車の各所に搭載する負荷部品を制御する電子制御基板を、インスツルメントパネルの左右両側に搭載する第１、第２ジャンクションボックスの内部に収容している。なお、前記電子制御基板はケース内に収容した電子制御ユニットの形態でジャンクションボックス内に収容してもよい。
このように、電子制御ユニットをジャンクションボックス内に取り込んで統合することにより、各電子制御ユニットの信号回路、電源回路およびアース回路をジャンクションボックスに集中させることができ、ジャンクションボックス内で信号回路の多重化おおび最適な電源分配を行うことができる。その結果、ワイヤハーネスの電線に取り付ける簡易電気接続部品のジョイントコネクタや電線同士を接続するコネクタを大幅に削減できる。

また、第１、第２ジャンクションボックス内にそれぞれ収容した電子制御基板の信号回路に多重通信機能を付加して、第１、第２ジャンクションボックスの間に位置する多重通信ユニットの信号回路とそれぞれ多重通信線を介して接続している。
該多重通信ユニットを配置するインスツルメントパネルの中間部またはセンタークラスタには電子制御基板と接続される負荷部品、例えば、ナイビゲーションやセンタークラスタの周辺機器が集中するエリアである。よって、左右の第１、第２ジャンクションボックスの電子制御基板と各負荷部品とを直接に信号線を介して接続するよりも、前記多重通信ユニットと各負荷部品とを信号線を介して接続する通信線を短くできる。
かつ、第１、第２ジャンクションボックスの電子制御基板と多重通信ユニットの信号回路とを多重通信線を介して接続しているため、この間の通信線を削減できる。よって、第１、第２ジャンクションボックスの電子制御基板を各種機器と１対１で通信線を介して接続するよりも、多重通信ユニットでまとめて１対Ｎ個とすることにより、通信線を大幅に減少できる。
さらに、前記ジャンクションボックスと多重通信ユニットとの間に配線する電源線もまとめることができ、この間のワイヤハーネスの電線本数を大幅に削減できる。
さらに、１つの多重通信ユニットを多数の電子制御基板と接続するため、同系統のシステム制御プログラムの共通化や同系統の車両搭載負荷の統合が容易となり、車両システム設計の面での開発時間の短縮化が可能となる。

前記第１、第２ジャンクションボックス内に収容した電子制御基板の信号回路を多重通信線を介して接続していることが好ましい。
前記のように、第１、第２ジャンクション間を接続するワイヤハーネスの通信線を多重通信線とすることで、１本の通信線とすることが可能となり、インスツルメントパネル内に配線するワイヤハーネスの電線本数を大幅に削減できる。

前記のように、多重通信ユニットと接続する前記負荷部品は、インスツルメントパネルおよびセンタークラスタに取り付けられるものとしていることで、多重通信ユニットと各負荷部品とを１対Ｎ個で接続する通信線を短くすることができる。
一方、左右に配置する第１、第２ジャンクションボックス内に電子制御基板を収容しているため、乗員が着座姿勢で操作できるドア側に配置された負荷部品は、前記多重通信ユニットと負荷部品とを接続するより、前記第１ジャンクションボックスまたは第２ジャンクションボックスと通信線を介して直接接続する方が通信線の長さを短くできる。よって、これらの負荷部品は多重通信ユニットを介さずに直接に第１、第２ジャンクションボックスと通信線を介して接続している。
即ち、負荷部品と接続するための通信線の長さに応じて、ジャンクションボックスと負荷部品を通信線を介して接続するか、多重通信ユニットを介して負荷部品と通信線を介して接続するかを選択している。

前記第１、第２ジャンクションボックスと前記多重通信ユニットの多重通信回路を接続する前記多重通信線は１本の電線とすることができる。同様に、前記第１、第２ジャンクションボックス間を接続する前記多重通信線も１本の電線とすることができる。
このように、配線区間が比較的長くなる箇所で、信号線を１本の多重通信線とすると、従来ワイヤハーネスの電線群に占める通信線が非常に多いため、ワイヤハーネスの電線本数を大幅に減少でき、ワイヤハーネスの重量化および肥大化を抑制することができる。

前記第１、第２ジャンクションボックスと前記多重通信ユニットは、多重通信線で接続しているため、ジョイントコネクタを用いて分岐する必要はないと共に、電線同士をコネクタを介して接続する必要もないため、コネクタ接続部を介在させない連続した通信線とすることができる。

また、多重通信ユニットは前記各負荷部品とコネクタ接続部を介在させない連続した通信線で接続している。
即ち、多重通信ユニットは各負荷部品毎に通信線を介して接続した１対１の接続とし、支線や枝線を設けず、各通信線はコネクタを介設させない連続した１本の通信線としている。
これは、多重通信ユニット内で分岐接続しているため、電線経路中で分岐接続する必要はなく、かつ、該多重通信ユニットは各負荷部品と比較的近接した位置に配置していることにより、各負荷部品毎に連続した通信線を介して接続しても通信線の長さを短くできることによる。即ち、従来のワイヤハーネスの支線、枝線を廃止でき、ワイヤハーネスの形態をシンプルとすることができる。また、このように、支線、枝線を設けないことにより、ワイヤハーネスの製造の自動化を促進できる。

前記のように、第１、第２ジャンクションボックスと多重通信ユニットとの間の通信線、多重通信ユニットと各負荷部品との間の通信線に簡易電気接続部品のコネクタを介設しないことにより、ワイヤハーネスに付設される部品点数を大幅に削減でき、ワイヤハーネスの重量化および肥大化を軽減できる。

上述したように、本発明の自動車用配線構造では、従来、多数の箇所に分散配置されていた電子制御ユニットを、インスツルメントパネルの左右両側に配置する第１、第２ジャンクションボックス内に取り込んで統合し、かつ、該第１、第２ジャンクションボックス間の中間位置で且つ負荷部品が集中している位置に配置する多重通信ユニットと多重通信線を介して接続し、該多重通信ユニットから近接位置の各負荷部品とを接続している。
このように、ジャンクションボックスと各電子制御ユニットとをそれぞれ接続する配線構造とせず、電子制御ユニットの機能を左右のジャンクションボックス内に総合し、さらに多重通信線を介して多重通信ユニットで電子制御機能を統合している。よって、ジャンクションボックスと各電子制御ユニットとを直接接続する場合と比較して、通信線、電源線、アース線のいずれも削減でき、かつ、ワイヤハーネスに支線、枝線を設けると共にコネクタ類の簡易電気接続部品を取り付ける必要もなくなり、ワイヤハーネスを簡素化できる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１、図２に第１実施形態の模式図を示す。
図１に示すように、インスツルメントパネル５０の左側に第１ジャンクションボックス１（以下、第１ＪＢ１と称す）、右側に第２ジャンクションボックス２（以下、第２ＪＢ２と称す）を搭載している。第１ＪＢ１はエンジンルーム内に搭載するバッテリとヒューズボックス等を介して接続している。

前記第１ＪＢ１と第２ＪＢ２内には、それぞれ電子制御基板３、４を収容している。なお、電子制御基板をケース内に収容した電子制御ユニット（ＥＣＵ）の形態で収容してもよい。左側に配置する第１ＪＢ１内に収容する電子制御基板３は、自動車の左側に配置する負荷部品５を制御すると共に他の複数の負荷部品６、７、８の制御用としている。また、右側に配置する第２ＪＢ２内に収容する電子制御基板４には、自動車の右側に配置する負荷部品９を制御すると共に他の複数の負荷部品１０、１１の制御用としている。

前記負荷部品５は第１ＪＢ１に近接した位置に配置する電動パワーステアリングやステップイルミ等である。負荷部品６〜８はヨーレートセンサやステアリングセンサ等のセンサ類、車高調整スイッチやスタートスイッチのスイッチ類である。これらの負荷部品６、７、８はインスツルメントパネル５０の中央部に配置する機器およびセンタークラスタ５１の周縁機器である。
第２ＪＢ２に近接した位置に配置する負荷部品９はブロアモータ等である。前記負荷部品１０はパワーアウトレットやシガーライタ等、負荷部品１１はチルテレスコピックモータやスクイブである。これら負荷部品１０、１１は前記負荷部品６〜８と同様にインスツルメントパネル５０の中央部に配置する機器およびセンタークラスタ５１の周縁機器である。

前記第１ＪＢ１と第２ＪＢ２とは電源線１３と１本の多重通信線１４とを介して接続し、これらの電源線１３と多重通信線１４はそれぞれ連続した各１本の電線とし、支線および枝線を設けていないと共にコネクタ接続がないものとしている。

また、インスツルメントパネル内の左右方向の略中央部に多重通信ユニット１５を搭載している。該多重通信ユニット１５と第１ＪＢ１は１本の多重通信線１６を介して接続し、かつ、多重通信ユニット１５と第２ＪＢ２は１本の多重通信線１７を介して接続している。また、第１、第２ＪＢ１、２と多重通信ユニット１５とはそれぞれ各１本の電源線１８、１９を介して接続している。

前記のように、第１ＪＢ１と第２ＪＢ２とは電源線と多重通信線との２系統でワイヤハーネスＷ１で接続している。また、第１ＪＢ１と多重通信ユニット１５とは各１本の多重通信線と電源線とからなる合計２系統のワイヤハーネスＷ２で接続している。同様に、第１ＪＢ２と多重通信ユニット１５とは各１本の多重通信線と電源線からなる合計２本のワイヤハーネスＷ３で接続している。

前記多重通信ユニット１５は前記負荷部品６〜８、１０、１１の通信回路はそれぞれ１本の通信線２５（非多重通信線）を介して接続し、いわゆる１対Ｎ個で接続している。かつ、各１本の電源線２６と必要に応じてアース線を介して接続し、夫々ワイヤハーネスＷ４を介して多重通信ユニット１５と各負荷部品６〜８、１０、１１を接続している。

前記第１ＪＢ１に近接した位置の負荷部品６は、多重通信ユニット１５を介さずに、第１ＪＢ１とワイヤハーネスＷ５を介して直接に接続している。同様に、第２ＪＢ２に近接した位置の負荷部品９は、多重通信ユニット１５を介さずに、第２ＪＢ２とワイヤハーネスＷ６を介して直接に接続している。これらワイヤハーネスＷ５、Ｗ６はそれぞれ通信線と電源線とを含むワイヤハーネスからなる。

前記したワイヤハーネスＷ１〜Ｗ６を構成する前記各電線は分岐接続のない連続した１本線とし、ワイヤハーネスＷ１〜Ｗ６には支線および枝線を設けず、かつ、コネクタとの接続部も設けておらず、いわゆる簡易電気接続部品は取り付けていない。
また、これらワイヤハーネスＷ１〜Ｗ６の端末に接続するコネクタＷ１ｃ〜Ｗ６ｃを取り付けている。

前記のように、第１ＪＢ１は多重通信線１４を介して第２ＪＢ２と接続すると共に多重通信線１６を介して多重通信ユニット１５と接続しているため、図２に示すように、第１ＪＢ１内の電子制御基板３の信号回路には多重通信機能を有する出力ポート３ａ、３ｂを設けている。
同様に、第２ＪＢ２内の電子制御基板４の信号回路には多重通信機能を有する入力ポート４ａと出力ポート４ｂを設けている。
多重通信ユニット１５内に収容する電子制御基板２０の信号回路にも多重通信機能を有する入力ポート２０ａ、２０ｂを設けている。

第１ＪＢ１内に収容する電子制御基板３および第２ＪＢ２に収容する電子制御基板４は、夫々１枚でも良いし、複数枚でもよい。
これらの電気制御基板３、４は、同系統のシステムの制御プログラムの共通化を図ると共、電源回路およびアース回路もまとめている。
また、多重通信ユニット１５内に収容する電子制御基板２０も、第１、第２ＪＢ１、２の両方の電子制御基板３、４と接続しているため、同系統のシステムの制御プログラムの共通化を図ると共、電源回路およびアース回路もまとめている。

本発明の配線構造では、例えば、インスツルメントパネル５０の中央部に配置する負荷部品１０、１１の電子制御は、第２ＪＢ２内に搭載した電子制御基板４でなされ、その制御信号が多重通信線１７を介して多重通信ユニット１５に送信され、該多重通信ユニット１５より通信線２５を介して負荷部品１０、１１に送信され、負荷部品１０、１１は自動制御される。
また、運転席と近接した第２ＪＢ２に近接した位置の負荷部品９に対しては、第２ＪＢ２に搭載した電子制御基板４から負荷部品９に対して制御信号が送信され、負荷部品９は自動制御される。

前記構成からなる配線構造とすると、ワイヤハーネスの電線群中に占める割合が５０〜７０％に達する信号線の本数をワイヤハーネスＷ１〜Ｗ３で夫々１本多重線とすることができ、信号線の本数を極端に削減できる。かつ、多重通信ユニット１５は近接した位置の負荷部品６〜８、１０、１１と夫々通信線を介して接続し、１対Ｎ個の関係としても、電線長さが短いため、支線や枝線およびコネクタを介設しないシンプルな構成とすることができる。その結果、これらワイヤハーネスの自動組立が可能となり、かつ、ワイヤハーネスの重量を低減できる。

図３に本発明の第２実施形態を示す。
第２実施形態では、第１、第２ＪＢ１、２とを接続する通信線３０を、多重通信線ではない通信線３０を介して接続している点が、第１実施形態と相違する。
第１ＪＢ１、第２ＪＢ２にそれぞれ電子制御基板３、４を収容し、かつ、これら電子制御基板３、４は多重通信ユニット１５に接続しているため、多重通信ユニット１５を介さずに第１ＪＢ１と第２ＪＢとの間で送受信する必要がある信号は非常に少なくなる。例えば、多重通信ユニット１５と接続しない負荷部品５から負荷部品８に信号を送信する必要がある場合等に限られる。
よって、第１ＪＢ１と第２ＪＢ２とを多重通信線でない通信線を介して接続しても、該通信線の本数は少なくすることができる。
他の構成は第１実施形態と同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。

図４に本発明の第３実施形態を示す。
第３実施形態では、多重通信ユニット１５をインスツルメントパネル５０の中央部に搭載する代わりに、センタークラスタ５１に搭載している。
この場合は、第１ＪＢ１、第２ＪＢ２に接続する多重通信線１６、１７をインスツルメントパネル５０の内部よりセンタークラスタ５１へと引き出して多重通信ユニット１５と接続している。
他の構成は第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。

本発明の第１実施形態の配線構造を示す模式図である。 第１実施形態で用いる多重通信線と電子制御基板との接続関係を示す概略図である。 本発明の第２実施形態の配線構造を示す模式図である。 本発明の第３実施形態の配線構造を示す模式図である。 従来例を示す図面である。 図５の従来例の模式図である。

符号の説明

１ 第１ジャンクションボックス（第１ＪＢ）
２ 第２ジャンクションボックス（第２ＪＢ）
３、４、２０ 電子制御基板
６〜１１ 電子制御される負荷部品
１４、１６、１７ 多重通信線
１３、１８、１９、２６ 電源線
１５ 多重通信ユニット
２５ 通信線
５０ インスツルメントパネル
５１ センタークラスタ
Ｗ１〜Ｗ６ ワイヤハーネス

Claims (5)

1. 自動車のインスツルメントパネルの左右両側に第１、第２ジャンクションボックスを配置し、これら両側の第１、第２ジャンクションボックスの間のインスツルメントパネルの中間部またはセンタークラスタの内部に多重通信ユニットを配置し、
   前記第１、第２ジャンクションボックス内にそれぞれ電子制御基板を収容し、これら第１、第２ジャンクションボックス内の電子制御基板と前記多重通信ユニットの信号回路を多重通信線を介して接続し、前記第１、第２ジャンクションボックス内にそれぞれ収容した電子制御基板で制御される負荷部品と前記多重通信ユニットとを非多重の通信線を介して接続していることを特徴とする自動車用配線構造。
2. 前記第１、第２ジャンクションボックス内に収容した電子制御基板の信号回路を多重通信線を介して接続している請求項１に記載の自動車用配線構造。
3. 前記多重通信ユニットと接続する前記負荷部品は、前記インスツルメントパネルおよびセンタークラスタに取り付けられる一方、
   乗員が着座姿勢で操作できるドア側に配置された負荷部品は、前記第１ジャンクションボックスまたは第２ジャンクションボックスと通信線を介して直接接続している請求項１または請求項２に記載の自動車用配線構造。
4. 前記第１、第２ジャンクションボックスと前記多重通信ユニットの多重通信回路を接続する前記多重通信線は１本の電線からなる請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の自動車用配線構造。
5. 前記第１、第２ジャンクションボックスと前記多重通信ユニットは、コネクタ接続部を介在させない連続した前記多重通信線で接続し、
   該多重通信ユニットは前記各負荷部品とコネクタ接続部を介在させない連続した通信線で接続している請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の自動車用配線構造。

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