JP2012056505A

JP2012056505A - 電装システム

Info

Publication number: JP2012056505A
Application number: JP2010203187A
Authority: JP
Inventors: Hideo Takahashi; 英生高橋
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2010-09-10
Filing date: 2010-09-10
Publication date: 2012-03-22
Anticipated expiration: 2030-09-10
Also published as: JP5692897B2

Abstract

【課題】車両に搭載される電源制御箱と電装品モジュールとの間を接続するワイヤハーネスの構成を標準化して、ワイヤハーネスの生産性、保守性を向上させると同時に、電送システムにおいて使用されるブラケットの数量を低減させて、コストや組立工程数を低減させることができる電装システムを提供すること。
【解決手段】対応する電装品モジュール３１ａ〜３１ｄの動作に必要な出力を行う定型の制御ユニット出力部３３１ａ〜３３１ｄを備えた複数のモジュール別制御ユニット３３ａ〜３３ｄは、電源制御箱３２内に集約して配置し、制御ユニット出力部３３１ａ〜３３１ｄに接続される定型の制御ユニット接続部４５を備えて制御ユニット接続部４５への入力を電装品に出力するモジュール別補助制御ユニット３４ａ〜３４ｄを対応する電装品モジュール３１ａ〜３１ｄに装備し、モジュール別制御ユニット３３ａ〜３３ｄとモジュール別補助制御ユニット３４ａ〜３４ｄとの間を単位ワイヤハーネス３５ａ〜３５ｄで接続する。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両に搭載される電源制御箱と電装品モジュールとの間をワイヤハーネスにより接続する電装システムに関する。

近年、車両に搭載される電装品の増加に伴い、車体上に配索されるワイヤハーネスの構造が複雑化したり、ワイヤハーネスの大型化という問題が生じている。また、それぞれの電装品には、動作制御に必要な制御信号や駆動電力を生成する制御ユニット（ＥＣＵ）が必要となる。

個々の電装品毎に、個別に制御ユニットを用意すると、制御ユニットの数量が非常に多数になり、組み付け部品の増加や、組立性の低下を招く。

そこで、下記特許文献１では、車体上の部位毎に、複数の電装品を１つにモジュール化し、モジュール単位に制御ユニットを集約する電装システムを提案している。

また、下記特許文献２では、複数の制御ユニットを１つの車体骨部材（リーンフォース）上に集中配置する電装システムを提案している。

特開２００１−３２８４９３号公報特開２００３−１５４８７４号公報

ところが、モジュール内の各電装品に電力又は制御信号を分配する制御ユニットは、通常、各電装品に分配する電力や制御信号を生成する制御回路部と、制御回路部の生成した電力や制御信号を各電装品に出力する出力回路部とを有しており、ある程度の大きさ、重量を持つ。そのため、制御ユニットを各モジュールに装備する構成では、制御ユニットを支持する十分な強度を持ったブラケットを、各モジュール内にそれぞれ設けなければならず、電送システムにおいて使用されるブラケットの数量が増大して、コストの増加や、組立工程数の増加を招くという問題が生じた。

また、通常、制御ユニットから、各電装品に接続される電線の数量は、電装品毎に相異する。そのため、制御ユニットがモジュールから離れた特定位置に集中配置される特許文献２の技術では、制御ユニットと各モジュールの電装品とを接続するワイヤハーネスが、接続先のモジュール毎に相異する多種のケーブルにより形成されることになり、ワイヤハーネス自体が多数の電線を有した複雑な構造になるという問題が生じた。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解消することに係り、車両に搭載される電源制御箱と電装品モジュールとの間を接続するワイヤハーネスの構成を標準化して、ワイヤハーネスの生産性、保守性を向上させると同時に、電送システムにおいて使用されるブラケットの数量を低減させて、コストや組立工程数を低減させることのできる電装システムを提供することにある。

本発明の前述した目的は、下記の構成により達成される。
（１）車載の電装品を部位別にモジュール化した複数の電装品モジュールと、
各電装品へ給電する電力の給電元となる電源制御箱と、
対応する電装品モジュールの動作に必要な出力を行う定型の出力部として、電力を出力する電源端子と、接地接続用のアース端子と、制御信号を入出力する通信端子と、を有した定型の制御ユニット出力部を備えて、それぞれの電装品モジュール別に用意される複数のモジュール別制御ユニットと、
前記制御ユニット出力部に対応する電源端子とアース端子と通信端子とを備えて対応する前記モジュール別制御ユニットの制御ユニット出力部に接続される定型の制御ユニット接続部と、対応する電装品モジュール内の電装品に接続される端末出力部と、を備え、端末出力部に接続されている電装品を前記制御ユニット接続部への入力に応じて動作させる複数のモジュール別補助制御ユニットと、
を備え、
複数の前記モジュール別制御ユニットを電源制御箱内に集約して配置すると共に、複数の前記モジュール別補助制御ユニットは、それぞれの対応する電装品モジュールに装備し、
互いに対を成すモジュール別制御ユニットと補助制御ユニットとの間を、所定の芯線数の単位ワイヤハーネスで接続することを特徴とする電装システム。

（２）前記単位ワイヤハーネスは、電源用の電線と接地用のアース線と通信用の信号線とを保護チューブ内に収容したチューブドワイヤと、該チューブドワイヤの端部に接続される定型コネクタとを備え、
前記定型コネクタは、前記制御ユニット出力部及び前記制御ユニット接続部と共通の端子配列を有していることを特徴とする上記（１）に記載の電装システム。

上記（１）の構成によれば、車両に搭載される電源制御箱と電装品モジュールとの間を接続するワイヤハーネスである単位ワイヤハーネスは、電装品モジュールの種類に拘わらず、一端が定型の制御ユニット出力部に接続され、他端が定型の制御ユニット接続部に接続される構成で、ワイヤハーネスを構成する電線の数量や種類が単一種類に統一される。

即ち、電源制御箱と電装品モジュールとの間を接続するワイヤハーネスは、単一の構成に統一することができ、接続する電装品モジュールの種類に拘わらず、ワイヤハーネスの構成の標準化により、ワイヤハーネスの生産性、保守性を向上させることができる。

また、複数の電装品モジュールに対応したモジュール別制御ユニットは、電源制御箱内に集約して配置され、電装品モジュールには配置されない。電装品モジュール内に装備されるモジュール別補助制御ユニットは、入力を同一モジュール内の複数の電装品に分配する単純な機能で、モジュール別制御ユニットと比較すると機能が単純な分、小型化することができ、特別なブラケットを使用せずとも、電装品モジュールに装備することができる。

そのため、電装品モジュールにおけるブラケットの装備を省いて、電送システムにおいて使用されるブラケットの数量を低減させて、コストや組立工程数を低減させることができる。

上記（２）の構成によれば、単位ワイヤハーネスにチューブドワイヤが使用されていて、電源用の電線、接地用のアース線、及び通信用の信号線が保護チューブ内に収容されている。そのため、電源用の電線、アース線、及び信号線が外部の構造物と直接接触することがなく、電線やアース線や信号線の耐久性を向上させることができる。

本発明による電装システムによれば、電源制御箱と電装品モジュールとの間を接続するワイヤハーネスは、単一の構成に統一することができ、接続する電装品モジュールの種類に拘わらず、ワイヤハーネスの構成の標準化により、ワイヤハーネスの生産性、保守性を向上させることができる。

また、電装品モジュール内に装備されるモジュール別補助制御ユニットは、入力を同一モジュール内の複数の電装品に分配する単純な機能で、電源制御箱に集中配置するモジュール別制御ユニットと比較すると機能が単純な分、小型化することができ、特別なブラケットを使用せずとも、電装品モジュールに装備することができる。

本発明に係る電装システムの一実施形態の概略構成図である。図１に示した要部の拡大図である。図２に示した電源制御箱内のモジュール別制御ユニットと、各電装品モジュールとの単位ワイヤハーネスによる接続構造を示すブロック図である。（ａ）は図１に示したステアリングモジュールにおけるモジュール別制御ユニットの配置の説明図、（ｂ）は図１に示したセンタクラスタモジュールにおけるモジュール別制御ユニットの配置の説明図、（ｃ）は図１に示したグローブボックスモジュールにおけるモジュール別制御ユニットの配置の説明図、（ｄ）は図１に示したコンソールモジュールにおけるモジュール別制御ユニットの配置の説明図である。図２に示した電源制御箱の斜視図である。（ａ）は図１に示した単位ワイヤハーネスの一部の斜視図、（ｂ）は（ａ）に示したチューブドワイヤの横断面図である。

以下、本発明に係る電装システムの好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１〜図３は本発明に係る電装システムの一実施形態を示したもので、図１は本発明に係る電装システムの一実施形態の概略構成図、図２は図１に示した要部の拡大図、図３は図２に示した電源制御箱内のモジュール別制御ユニットと各電装品モジュールとの単位ワイヤハーネスによる接続構造を示すブロック図である。

また、図４（ａ）は図１に示したステアリングモジュールにおけるモジュール別制御ユニットの配置の説明図、図４（ｂ）は図１に示したセンタクラスタモジュールにおけるモジュール別制御ユニットの配置の説明図、図４（ｃ）は図１に示したグローブボックスモジュールにおけるモジュール別制御ユニットの配置の説明図、図４（ｄ）は図１に示したコンソールモジュールにおけるモジュール別制御ユニットの配置の説明図である。

また、図５は図２に示した電源制御箱の斜視図、図６（ａ）は図１に示した単位ワイヤハーネスの一部の斜視図、図６（ｂ）は（ａ）に示したチューブドワイヤの横断面図である。

第１電送システム３は、図１及び図２に示すように、４つの電装品モジュール３１ａ〜３１ｄと、単一の電源制御箱３２と、４つのモジュール別制御ユニット３３ａ〜３３ｄと、４つのモジュール別補助制御ユニット３４ａ〜３４ｄと、４つの単位ワイヤハーネス３５ａ〜３５ｄとから構成されている。

第２電送システム５は、図１及び図３に示すように、４つの電装品モジュール５１ａ〜５１ｄと、単一の電源制御箱５２と、４つのモジュール別制御ユニット５３ａ〜５３ｄと、４つのモジュール別補助制御ユニット５４ａ〜５４ｄと、４つの単位ワイヤハーネス５５ａ〜５５ｄとから構成されている。

上記のシステム３における電装品モジュール３１ａ〜３１ｄ、及びシステム５における電装品モジュール５１ａ〜５１ｄは、いずれも、車載の電装品を部位別に、装備される電装品をモジュール化したものである。

本実施形態場合、電装品モジュール３１ａは、図１に示すようにメータモジュールで、車両のインストルメントパネルに配置されるコンビネーションメータユニットや、その周辺のメータ類や警告等類等の電装品を１つのモジュールにまとめたものである。

電装品モジュール３１ｂは、図１に示すようにスイッチモジュールで、例えば、パワーウインドや電動ミラー等の駆動スイッチ等の電装品を、１つのモジュールにまとめたものである。

電装品モジュール３１ｃは、図１に示すようにアンダーカバーモジュールで、インストルメントパネルの下方に配置されるアンダーカバー部に配置される各種の電装品を、１つのモジュールにまとめたものである。

電装品モジュール３１ｄは、図１に示すようにステアリングモジュールである。この電装品モジュール３１ｄは、図４（ａ）に示すように、ステアリング３１２が取り付けられるステアリングコラム３１１に組み込まれるワイパー駆動機構や方向指示器などの各種の電装品を、１つのモジュールとしてまとめたものである。

本実施形態場合、電装品モジュール５１ａは、図１に示すように、ロアーカバーモジュールで、車両のインストルメントパネルの下方に配置されるロアーカバー部に配置される各種の電装品を、１つのモジュールにまとめたものである。

電装品モジュール５１ｂは、図１に示すように、センタクラスタモジュールである。この電装品モジュール５１ｂは、車幅方向の略中央位置で、インストルメントパネルの下方に配置されるセンタクラスタ部に配置される各種電装品を１つのモジュールにまとめたものである。具体的には、図４（ｂ）に示すように、センタクラスタ部５１１に配置されるオーディオユニット５１１Ａや、オーディオユニット５１１Ｂなどの複数の電装品を、１つのモジュールとして取り扱う。

電装品モジュール５１ｃは、図１に示すように、グローブボックスモジュールである。この電装品モジュール５１ｃは、図４（ｃ）に示すように、ダッシュボード５１３の下方に装備されるグローブボックス部５１４に装備されるランプやスイッチ等の各種電装品と１つのモジュールとして取り扱う。

電装品モジュール５１ｄは、図１に示すように、コンソールモジュールである。この電装品モジュール５１ｄは、図４（ｄ）に示すように、車両の運転席と助手席との間に配置されるセンターコンソール５１５内に配置されるスイッチや、充電用のソケット等の電装品を１つのモジュールとして取り扱う。

電源制御箱３２及び電源制御箱５２は、車両のエンジンルーム等に配置されたバッテリから給電を受けて、各電装品へ給電する電力の給電元（分配元）となる。電源制御箱３２及び電源制御箱５２は、図５に示すように、ダッシュボードの下部に取り付けられる制御箱本体４１内に、電力を分配するジョイント端子や、回路を保護するヒューズ等を収容している。また、制御箱本体４１内には、前述のモジュール別制御ユニット３３ａ〜３３ｄや、モジュール別制御ユニット５３ａ〜５３ｄを集約して配置する制御回路体収容部４２，４３が装備される。

第１電送システム３における４つのモジュール別制御ユニット３３ａ〜３３ｄは、図３に示すように、制御対象の電装品モジュールと一対一に対応するように、それぞれの電装品モジュール３１ａ〜３１ｄ別に用意される。そして、これらの４つのモジュール別制御ユニット３３ａ〜３３ｄは、電源制御箱３２内の制御回路体収容部４２，４３（図５参照）に集約して配置される。

また、これらの４つのモジュール別制御ユニット３３ａ〜３３ｄは、対応する電装品モジュール３１ａ〜３１ｄの動作に必要な出力を行う定型の出力部として、図３に示すように、制御ユニット出力部３３１ａ〜３３１ｄを備えている。

制御ユニット出力部３３１ａ〜３３１ｄは、接続端子配列を標準化したコネクタ接続部で、図３に示すように、電力を出力する電源端子３３２と、接地接続用のアース端子３３３、制御信号を入出力する２つの通信端子３３４，３３５と、を有した構造になっている。

第２電送システム５における４つのモジュール別制御ユニット５３ａ〜５３ｄは、図３に示すように、制御対象の電装品モジュールと一対一に対応するように、それぞれの電装品モジュール５１ａ〜５１ｄ別に用意される。そして、これらの４つのモジュール別制御ユニット５３ａ〜５３ｄは、電源制御箱５２内の制御回路体収容部４２，４３（図５参照）に集約して配置される。

また、これらの４つのモジュール別制御ユニット５３ａ〜５３ｄは、対応する電装品モジュール５１ａ〜５１ｄの動作に必要な出力を行う定型の出力部として、図３に示すように、制御ユニット出力部５３１ａ〜５３１ｄを備えている。

制御ユニット出力部５３１ａ〜５３１ｄは、接続端子配列を標準化したコネクタ接続部で、図３に示すように、電力を出力する電源端子５３２と、接地接続用のアース端子５３３、制御信号を入出力する２つの通信端子５３４，５３５と、を有した構造になっている。

制御ユニット出力部３３１ａ〜３３１ｄと、制御ユニット出力部５３１ａ〜５３１ｄは、機構的には、同一であり、端子配列も同一である。

第１電送システム３における４つのモジュール別補助制御ユニット３４ａ〜３４ｄは、図２及び図３に示すように、それぞれの対応する電装品モジュール３１ａ〜３１ｄに装備されている。

第２電送システム５における４つのモジュール別補助制御ユニット５４ａ〜５４ｄは、図３に示すように、それぞれの対応する電装品モジュール５１ａ〜５１ｄに装備されている。

これらのモジュール別補助制御ユニット３４ａ〜３４ｄ，５４ａ〜５４ｄは、図３に示すように、定型の制御ユニット接続部４５と、端末出力部４６（図２及び図４参照）とを有している。

制御ユニット接続部４５は、制御ユニット出力部３３１ａ〜３３１ｄ，５３１ａ〜５３１ｄに対応する電源端子とアース端子と通信端子とを備えている。この制御ユニット接続部４５は、後述の単位ワイヤハーネスを介して、対応するモジュール別制御ユニットの制御ユニット出力部３３１ａ〜３３１ｄ，５３１ａ〜５３１ｄに接続される。

端末出力部４６は、図２及び図４に示すように、同一モジュール内の各電装品に分配接続される。

図２では、端末出力部４６が接続される電装品として、スイッチ、センサ、モータ、ランプを示しているが、これらは一例であり、モジュールに搭載される全ての電装品が端末出力部４６の接続対象となる。

モジュール別補助制御ユニット３４ａ〜３４ｄ，５４ａ〜５４ｄは、端末出力部４６に接続されている電装品を制御ユニット接続部４５への入力に応じて動作させる。

言い換えると、モジュール別補助制御ユニット３４ａ〜３４ｄ，５４ａ〜５４ｄは、装備されているモジュール内におけるスイッチ入力や負荷駆動等を行う。

単位ワイヤハーネス３５ａ〜３５ｄ，５５ａ〜５５ｄは、図３に示すように、互いに対を成すモジュール別制御ユニット３３ａ〜３３ｄ，５３ａ〜５３ｄと補助制御ユニット３４ａ〜３４ｄ，５４ａ〜５４ｄとの間を、接続する。

単位ワイヤハーネス３５ａ〜３５ｄ，５５ａ〜５５ｄは、いずれも、芯線数や両端に配置されるコネクタの構造などの長さ寸法以外の構成は、同一である。

本実施形態の場合、単位ワイヤハーネス３５ａ〜３５ｄ，５５ａ〜５５ｄは、図６に示すように、チューブドワイヤ６６と、該チューブドワイヤ６６の端部に接続される定型コネクタ６７と、を備えている。

チューブドワイヤ６６は、電源用の電線６１と接地用のアース線６２と通信用の信号線６３ａ，６３ｂとを、保護チューブ６５内に収容した構造である。シールド性能を高めるために、保護チューブ６５に導電性チューブを使うことも可能である。

定型コネクタ６７は、例えばＣＰＡ（コネクタ位置保証）コネクタであり、制御ユニット出力部３３１ａ〜３３１ｄ，５３１ａ〜５３１ｄや、制御ユニット接続部４５と共通の端子配列を有している。また、定型コネクタ６７とチューブドワイヤ６６との接続部には、図６に示すように、接続部を保護するブーツ６８が装着されている。

以上に説明した一実施形態の電装システム１では、車両に搭載される電源制御箱３２，５２と電装品モジュール３１ａ〜３１ｄ，５１ａ〜５１ｄとの間を接続するワイヤハーネスである単位ワイヤハーネス３５ａ〜３５ｄ，５５ａ〜５５ｄは、電装品モジュールの種類に拘わらず、一端が定型の制御ユニット出力部３３１ａ〜３３１ｄ，５３１ａ〜５３１ｄに接続され、他端が定型の制御ユニット接続部４５に接続される構成で、ワイヤハーネスを構成する電線の数量や種類が単一種類に統一される。

即ち、電源制御箱３２，５２と電装品モジュール３１ａ〜３１ｄ，５１ａ〜５１ｄとの間を接続するワイヤハーネスは、単一の構成に統一することができ、接続する電装品モジュール３１ａ〜３１ｄの種類に拘わらず、ワイヤハーネスの構成の標準化により、ワイヤハーネスの生産性、保守性を向上させることができる。

また、複数の電装品モジュール３１ａ〜３１ｄ，５１ａ〜５１ｄに対応したモジュール別制御ユニット３３ａ〜３３ｄ，５３ａ〜５３ｄは、電源制御箱３２内に集約して配置され、電装品モジュール３１ａ〜３１ｄには配置されない。

電装品モジュール３１ａ〜３１ｄ内に装備されるモジュール別補助制御ユニット３４ａ〜３４ｄ，５４ａ〜５４ｄは、入力を同一モジュール内の複数の電装品に分配する単純な機能で、モジュール別制御ユニット３３ａ〜３３ｄ，５３ａ〜５３ｄと比較すると機能が単純な分、小型化することができ、特別なブラケットを使用せずとも、電装品モジュール３１ａ〜３１ｄ，５１ａ〜５１ｄに装備することができる。

そのため、電装品モジュール３１ａ〜３１ｄ，５１ａ〜５１ｄにおけるブラケットの装備を省いて、電送システムにおいて使用されるブラケットの数量を低減させて、コストや組立工程数を低減させることができる。

また、以上に説明した一実施形態の電装システム１では、単位ワイヤハーネス３５ａ〜３５ｄ，５５ａ〜５５ｄにはチューブドワイヤ６６が使用されていて、電源用の電線６１やアース線６２や通信用の信号線６３ａ，６３ｂが保護チューブ６５内に収容されている。

そのため、電源用の電線６１やアース線６２や信号線６３ａ，６３ｂが外部の構造物と直接接触することがなく、電線６１やアース線６２や信号線６３ａ，６３ｂの耐久性を向上させることができる。

なお、本発明の電装システムは、前述した実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形、改良等が可能である。

例えば、前述した実施形態では、インストルメントパネル周辺に配置される８つの電装品モジュールは、２つの電源制御箱３２，５２に４つずつ、分担させている。しかし、単一の電源制御箱で８つの電装品モジュールの全てを制御させることも可能である。

また、電源制御箱３２，５２には、各モジュール別制御ユニット３３ａ〜３３ｄ，５３ａ〜５３ｄだけでなく、もともと設置されている制御ユニットを配置してもよい。

その他、前述した実施形態において例示したチューブドワイヤにおける保護チューブの材質，形状、保護チューブ内に収容する電線の数量等は、本発明の目的を達成できるものであれば、任意であり、前述した実施形態に限定されない。

１電装システム
３第１電送システム
５第２電送システム
３１ａ〜３１ｄ電装品モジュール
３２電源制御箱
３３ａ〜３３ｄモジュール別制御ユニット
３４ａ〜３４ｄモジュール別補助制御ユニット
３５ａ〜３５ｄ単位ワイヤハーネス
４５制御ユニット接続部
４６端末出力部
５１ａ〜５１ｄ電装品モジュール
５２電源制御箱
５３ａ〜５３ｄモジュール別制御ユニット
５４ａ〜５４ｄモジュール別補助制御ユニット
５５ａ〜５５ｄ単位ワイヤハーネス
３３１ａ〜３３１ｄ制御ユニット出力部
５３１ａ〜５３１ｄ制御ユニット出力部

Claims

車載の電装品を部位別にモジュール化した複数の電装品モジュールと、
各電装品へ給電する電力の給電元となる電源制御箱と、
対応する電装品モジュールの動作に必要な出力を行う定型の出力部として、電力を出力する電源端子と、接地接続用のアース端子と、制御信号を入出力する通信端子と、を有した定型の制御ユニット出力部を備えて、それぞれの電装品モジュール別に用意される複数のモジュール別制御ユニットと、
前記制御ユニット出力部に対応する電源端子とアース端子と通信端子とを備えて対応する前記モジュール別制御ユニットの制御ユニット出力部に接続される定型の制御ユニット接続部と、対応する電装品モジュール内の電装品に接続される端末出力部と、を備え、端末出力部に接続されている電装品を前記制御ユニット接続部への入力に応じて動作させる複数のモジュール別補助制御ユニットと、
を備え、
複数の前記モジュール別制御ユニットを電源制御箱内に集約して配置すると共に、複数の前記モジュール別補助制御ユニットは、それぞれの対応する電装品モジュールに装備し、
互いに対を成すモジュール別制御ユニットと補助制御ユニットとの間を、所定の芯線数の単位ワイヤハーネスで接続することを特徴とする電装システム。
前記単位ワイヤハーネスは、電源用の電線と接地用のアース線と通信用の信号線とを保護チューブ内に収容したチューブドワイヤと、該チューブドワイヤの端部に接続される定型コネクタとを備え、
前記定型コネクタは、前記制御ユニット出力部及び前記制御ユニット接続部と共通の端子配列を有していることを特徴とする請求項１に記載の電装システム。