JP2014235601A - ワイヤハーネス評価装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＥＣＵの機能配置の適否を評価するＥＣＵ評価装置を提供する。
【解決手段】適用車両、適用車両に搭載する機能を表す搭載機能、評価の観点を選択し（Ｓ１１０〜Ｓ１３０）、選択結果に基づいて、各ＥＣＵへの機能配置を表す機能割当パタンを設定する（Ｓ１４０）。設定された機能割当パタンに従って、ワイヤハーネスの配索経路を設定し（Ｓ１５０）、設定された配索経路に従って部品を選定し（Ｓ１６０）、選定された各部品に関する情報に従ってワイヤハーネスの評価値（総コスト、総重量、総延長）を算出する（Ｓ１７０）。実施可能な全ての機能割当パタンについてＳ１５０〜Ｓ１７０の処理が終了すると、機能割当パタン毎に求められたワイヤハーネスの評価値に基づき、先に選択された観点に合致した機能割当パタンを決定し（Ｓ２００）、決定した機能割当パタンと、ワイヤハーネスの評価値を出力する（Ｓ２１０）。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両の設計に使用するワイヤハーネス評価装置に関する。

従来、車両の設計時に、コンピュータによって、車両内での電子制御装置（ＥＣＵ）の配置からワイヤハーネスの経路を決定し、配線経路の情報（温度、防水／非防水など）や接続対象となるＥＣＵの情報（定格電流など）からワイヤハーネス設計に必要な各種部品（電線、コネクタ、チューブなど）を選定し、コストや重量、配線長を評価する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−２１０７４号公報

しかし、従来技術では、ワイヤハーネスの設計にも大きな影響を与えるＥＣＵの機能配置は既知のものとして評価を行っているため、必ずしも最適な結果が得られるとは限らないという問題があった。

本発明は、上記問題点を解決するために、ＥＣＵの機能配置を含めたワイヤハーネスの評価を可能とするワイヤハーネス評価装置を提供することを目的とする。

本発明のワイヤハーネス評価装置は、機能割当手段と、配索経路設定手段と、部品選定手段と、評価値算出手段と、を備える。機能割当手段は、車両に搭載される複数のＥＣＵによって実現する機能を、ＥＣＵのそれぞれに割り当てる。配索経路設定手段は、機能割当手段による機能割当に従って、ワイヤハーネスの配策経路を設定する。部品選定手段は、配索経路設定手段によって設定された配索経路に従って、ワイヤハーネスを構成する部品を選定する。評価値算出手段は、部品選定手段によって選定された部品に関する情報から、ワイヤハーネスを構成する部品の総重量もしくは総コスト、またはワイヤハーネスを構成する電線の総延長のうち、少なくとも一についての評価値を求める。

このような構成によれば、任意の機能割当についてワイヤハーネスの評価値を求めることができ、その評価値に基づいて、ＥＣＵの機能配置を含めたワイヤハーネスの評価を実施することができる。

ワイヤハーネス評価装置の全体構成を示すブロック図である。 搭載スペースおよび配線スペースを例示する説明図である。 処理部が実行する評価処理のフローチャートである。 部品選択処理で選択される部品と、部品の選択に使用する各種情報との関係を示す説明図である。 第２実施形態における評価処理のフローチャートである。 再配置アルゴリズムの内容、およびその効果を示す説明図である。

以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
［第１実施形態］
＜全体構成＞
ワイヤハーネス評価装置１は、図１に示すように、入力部２と、表示部３と、記憶部４と、処理部５とを備えている。

入力部２は、キーボードやポインティングデバイスなどからなり、当該装置を操作するための各種指令や各種情報を入力するため使用される。また、入力部２は、他の機器（例えば、コンピュータや測定機器）と直接又はネットワークを介して通信するための通信インタフェースや、各種記憶媒体から情報を読み込むための読込装置などを備えることにより、これら通信インタフェースや読込装置を介して必要な情報を入力するように構成してもよい。

表示部３は、液晶ディスプレイなどからなり、入力部２を介して各種情報を入力するための情報入力用画面や、処理部５での処理結果などを提示するための結果提示用画面などを表示する。なお、入力部２と表示部３は、タッチパネル付ディスプレイなどを用いて一体に構成されていてもよい。

記憶部４は、ハードディスクやＵＳＢメモリなどの記憶媒体からなり、処理部５での処理に使用する各種情報（後述する）を記憶する。記憶部４に記憶される情報は、入力部２を介して外部から取り込んだり更新したりしてもよい。また、記憶部４が着脱自在な記憶媒体で構成されている場合は、この記憶媒体を交換することで情報を更新するようにしてもよい。

処理部５は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭを中心に構成された周知のコンピュータからなり、入力部２を介して入力される各種指令や各種情報、及び記憶部に記憶された各種情報に従って、ＥＣＵの機能配置を含めてワイヤハーネスを評価するワイヤハーネス評価処理を少なくとも実行する。

＜記憶部の情報＞
記憶部４には、機能情報４１、車両情報４２、ＡＣＴ情報４３、部品ライブラリ４４が少なくとも記憶されている。なお、以下では、ＥＣＵに割り当てることのできる個々の機能を単位機能と呼ぶものとする。

機能情報４１は、単位機能毎に用意され、単位機能の実装に必要なサイズ（基板上での実装面積）を特定するための各種情報（例えば、単位機能を実現するためのアクチュエータ、センサ、それらの駆動回路等の実装面積など）からなる。

車両情報４２は、車両の種類毎に用意される情報であり、具体的には、車両に搭載されるＥＣＵの数、ＥＣＵやＥＣＵの制御対象となるアクチュエータ（ＡＣＴ）のための搭載スペースに関する情報（位置、サイズ、防水の要否，雰囲気温度など）、ＥＣＵやＡＣＴ間を接続するワイヤハーネスのための配線スペースに関する情報（経路長、防水の要否，雰囲気温度，経路中に存在する貫通孔の位置やサイズなど）が含まれる。図２は、ＥＣＵやＡＣＴの搭載スペース（図中のハッチングで示した部位）や、配線スペース（図中の白抜き黒縁の線で示した部位）を例示したものである。

ＡＣＴ情報４３は、車両に搭載されるＡＣＴ毎に用意される情報であり、そのＡＣＴを利用するＥＣＵに要求されるインタフェース（Ｉ／Ｆ）や定格電流，定格電圧などといった電気的な仕様を規定する情報からなる。

部品ライブラリ４４は、ワイヤハーネスを構成する部品（電線、コネクタ、ＡＳＳＹ（集合部品）化のための部品）毎に用意される情報であり、部品のサイズ，重量，コスト，適用可能な環境（温度範囲，防水／非防水）などの情報が含まれる。

＜ワイヤハーネス評価処理＞
次に、処理部５が実行するワイヤハーネス評価処理を、図３に示すフローチャートに沿って説明する。処理部５が備えるＲＯＭには、ワイヤハーネス評価処理を実現するためのプログラムである評価処理プログラムが記憶されている。本処理は、入力部２を介して所定の起動指令が入力されると起動する。

処理部５は、まず、本処理を適用する車両の種類を表す適用車両を選択する（Ｓ１１０）。具体的には、車両選択用の画面を表示部３に表示し、入力部２を介して選択されたなされた選択結果を適用車両とする。

次に、適用車両に搭載する機能を表す搭載機能を選択する（Ｓ１２０）。具体的には、搭載機能選択用の画面を表示部３に表示し、入力部２を介してなされた選択結果を搭載機能とする。

次に、ワイヤハーネスをどのように評価するかを表す観点を選択する（Ｓ１３０）。具体的には、観点選択用の画面を表示部３に表示し、入力部２を介してなされた選択結果を観点とする。観点には、例えば「コスト優先」「重量優先」「本数優先」などがある。観点は、いずれか一つを選択するようにしてもよいし、優先度付きで複数の観点を選択するようにしてもよい。また、それぞれの項目について、充足すべき最低ラインを設定ようにしてもよい。

次に、Ｓ１１０で選択された適用車両、Ｓ１２０で選択された搭載機能に基づいて、各ＥＣＵへの機能配置を表す機能割当パタンを設定すると共に、設定された機能割当パタンに従って、ＥＣＵ毎に、ＥＣＵのサイズやＥＣＵに要求される電気的な仕様（インタフェース，定格電流，定角電圧など）を求める（Ｓ１４０）。即ち、機能割当パタンの設定は、適用車両に関する車両情報４２に示されたＥＣＵ数に合わせて、搭載機能として選択された単位機能を適宜振り分けることで行う。単位機能の振り分け方は、ランダムでもよいし、Ｓ１３０で選択された観点に従って制限を設けてもよい。

次に、Ｓ１４０で設定された機能割当パタン、および適用車両に関する車両情報４２に示された搭載スペースの情報や配線スペースの情報に従って、ワイヤハーネスの配索経路を設定する（Ｓ１５０）。

次に、Ｓ１５０で設定された配索経路に従って、ワイヤハーネスを構成する部品を選択する（Ｓ１６０）。部品は、部品ライブラリ４４に示されている部品の中から選択する。
ここで、Ｓ１６０で実行する処理の概要を、図４を参照して説明する。

処理部５は、まず、ワイヤハーネスを構成する部品のうち電線を選定する（Ｓ１６１）。電線の選定は、Ｓ１５０で設定された配索経路に関する配線スペースの情報（雰囲気温度）、および電線の接続先となるＥＣＵやＡＣＴの電気的な仕様（ＥＣＵについてはＳ１４０で求められ、ＡＣＴについてはＡＣＴ情報４３から得られる）に基づいて実施する。

次に、ワイヤハーネスを構成する部品のうちコネクタを選定する（Ｓ１６２）。コネクタの選定は、Ｓ１５０で設定された配索経路に関する配線スペースの情報（雰囲気温度，防水／非防水）、およびＳ１６１で選定された電線の情報（サイズ，本数）に基づいて実施する。

次に、ワイヤハーネスを構成する部品のうちＡｓｓｙ化部品を選定する（Ｓ１６３）。Ａｓｓｙ化部品の選定は、Ｓ１５０で設定された配索経路に関する配線スペースの情報（雰囲気温度，防水／非防水）、Ｓ１６１で選定された電線の情報（太さ、サイズ、長さ）、Ｓ１６２で選定されたコネクタの情報（ピン数）に基づいて実施する。この時、Ａｓｓｙ化する際の製造コストも算出する。

図３に戻り（図４も参照）、Ｓ１６０での処理が終了すると、Ｓ１５０（Ｓ１５１〜Ｓ１５５）で選定された各部品（電線、コネクタ、Ａｓｓｙ化部品）の情報から、ワイヤハーネスを評価するための評価値を算出する（Ｓ１７０）。評価値としては、Ｓ１６１で選定された電線の情報（部品コスト，重量，長さ）、Ｓ１６２で選定されたコネクタの情報（部品コスト，重量）、Ｓ１６３で選定されたＡｓｓｙ化部品の情報（部品コスト，重量，Ａｓｓｙ化コスト）に基づき、総コスト（＝部品の総コスト＋Ａｓｓｙ化コスト）、部品の総重量、電線の総延長を求める。

次に、実施可能な全ての機能割当パタンについて、Ｓ１５０〜Ｓ１７０の処理が実施されたか否かを判断する（Ｓ１８０）。未処理の機能割当パタンがあれば（Ｓ１８０−ＮＯ）、新たな機能割当パタンを設定して（Ｓ１９０）、Ｓ１５０に戻る。

実施可能な全ての機能割当パタンについて評価値の算出を終了すると（Ｓ１８０−ＹＥＳ）、機能割当パタン毎に求められたワイヤハーネスの評価値に基づき、Ｓ１３０で選択された観点に合致した最良の機能配置（機能割当パタン）を決定する（Ｓ２００）。例えば、機能割当パタン毎に、ワイヤハーネスに関する各評価値（総コスト，部品の総重量，電線の総延長）を、Ｓ１３０で選択した観点に応じて重み付け加算した統合評価値を算出して、その統合評価値が最小となる機能割当パタンを選択する。但し、配線経路中に貫通孔が存在し、その配線経路に、貫通孔に許容される上限本数以上の電線が割り当てられている場合など配線スペースからの制約によって実現不能な機能割当パタンについては、選択の対象から除外する。

最後に、決定した機能配置（機能割当パタン）と、その機能配置に対するワイヤハーネスの各評価値を出力（例えば、表示部３に表示）して（Ｓ２１０）、本処理を終了する。
ここでは、統合評価値が最小となる機能割当パタンのみを出力するように構成したが、一定の条件を満たす機能割当パタンを全て出力し、ユーザに最終決定を行わせるようにしてもよい。

＜効果＞
以上説明したように、ワイヤハーネス評価装置１によれば、ＥＣＵの機能配置を含めたワイヤハーネスの評価を行うこと、或いは、ワイヤハーネスの設計からみて良好なＥＣＵの機能配置を特定することができ、その結果、設計に要する手間を削減することができる。

また、ワイヤハーネス評価装置１によれば、実施可能な全ての機能割当パタンについて比較を行うため、ワイヤハーネスの評価値を最良にする機能割当パタンを見つけることができる。

［第２実施形態］
次に第２実施形態について説明する。
本実施形態では、処理部５が実行するワイヤハーネス評価処理の内容が一部異なるだけであるため、この相違点を中心に説明する。

＜ＥＣＵ評価処理＞
図５に示すように、Ｓ１１０〜Ｓ１７０は第１実施形態と同様の処理を実行する。
Ｓ１７０までの処理により、設定された機能割当パタンについてワイヤハーネスの評価値が算出されると、その評価値が予め設定された終了条件を充足しているか否かを判断する（Ｓ１８５）。終了条件は、Ｓ１３０にて選択した観点に応じて予め設定されたものを用いる。具体的には、例えば、先のＳ２００で説明したように観点に応じた重みを用いて統合評価値を算出し、統合評価値が予め設定された許容上限値以下である場合に、終了条件を充足すると判断する。但し、終了条件はこれに限るものではなく、例えば、評価値の全ての項目（総コスト，部品の総重量，電線の総延長）が、項目毎に予め設定された最低充足条件を満たしているか否かによって判断してもよい。

評価値が終了条件を充足すると判断した場合（Ｓ１８５−ＹＥＳ）、現在設定されている機能割当パタンを、ワイヤハーネスの評価値と共に出力して（Ｓ２１０）、本処理を終了する。

終了条件を充足しないと判断した場合（Ｓ１８５−ＮＯ）、機能割当パタンを手動変更するか否かを判断する（Ｓ２２０）。手動変更するか否かは、別途実施される初期設定などで設定してもよいし、表示部３に問い合わせ画面を表示し、その都度、使用者に選択させるようにしてもよい。

手動変更をする場合（Ｓ２２０−ＹＥＳ）、手動による機能再配置を実現する処理を実行して（Ｓ２３０）、Ｓ１５０に戻る。具体的には、機能配置変更用画面を表示部３に表示し、入力部２を介して新たな機能割当パタンを入力させる処理を実行する。

手動変更をしない場合（Ｓ２２０−ＮＯ）、自動で機能再配置を実現する処理を実行して（Ｓ２４０）、Ｓ１５０に戻る。具体的には、観点毎に予め用意された再配置アルゴリズムに従って機能割当パタン設定する。

再配置アルゴリズムとしては、例えば、信号のやりとりが必要な二つの機能（または機能とアクチュエータ）が離れて存在している場合に、線路長がより短くなるように機能を再配置したり（図６参照）、一つのＥＣＵに機能を統合したりすることが考えられる。線路長の短縮や電線数の削減を図ることができる。

図６の例では、最初の機能配置では、ドアＥＣＵに機能１（パワーウィンド制御装置）、ボディＥＣＵに機能２（ドアロック制御装置）が割り当てられているものとして、機能の再配置によって、機能２の配置が、ボディＥＣＵからドア３ＣＵに変更されることにより、ＥＣＵ−モータ間、ＥＣＵ−スイッチ間の電線の線路長が短縮されている。

＜効果＞
本実施形態によれば、第１実施形態の場合と同様に、ＥＣＵの機能配置を含めたワイヤハーネスの評価を行うこと、或いは、ワイヤハーネスの設計からみて良好なＥＣＵの機能配置を特定することができ、その結果、設計に要する手間を削減することができる。

また、本実施形態によれば、機能割当パタンを一つずつ評価し、終了条件を充足するものを見つけた時点で処理を終了するため、結果が得られるまでに要する時間を短縮することができる。

［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。例えば、１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。

なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

１…ワイヤハーネス評価装置 ２…入力部 ３…表示部 ４…記憶部 ５…処理部 ４１…機能情報 ４２…車両情報 ４３…ＡＣＴ情報 ４４…部品ライブラリ

Claims (3)

1. 車両に搭載される複数のＥＣＵによって実現する機能を、前記ＥＣＵのそれぞれに割り当てる機能割当手段（Ｓ１４０，Ｓ１８０，Ｓ１９０，Ｓ１８５，Ｓ２２０〜Ｓ２４０）と、
   前記機能割当手段による機能割当に従って、ワイヤハーネスの配索経路を設定する配索経路設定手段（Ｓ１５０）と、
   前記配索経路設定手段によって設定された経路に従って、ワイヤハーネスを構成する部品を選定する部品選定手段（Ｓ１６０）と、
   前記部品選定手段によって選定された部品に関する情報から、前記ワイヤハーネスを構成する部品の総重量もしくは総コスト、または前記ワイヤハーネスを構成する電線の総延長のうち、少なくとも一つについての評価値を求める評価値算出手段（Ｓ１７０）と、
   備えることを特徴とするワイヤハーネス評価装置。
2. 前記機能割当手段（Ｓ１８５，Ｓ２２０〜Ｓ２４０）は、前記評価値算出手段により算出された評価値が、予め設定された条件を充足しない場合に、機能の再割当を実行することを特徴とする請求項１に記載のワイヤハーネス評価装置。
3. 前記機能割当手段（Ｓ１８０，Ｓ１９０）は、複数種類の機能割当を設定し、
   前記評価値算出手段は、設定された全ての機能割当について前記評価値を求めることを特徴とする請求項１に記載のワイヤハーネス評価装置。

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