JP2019098782A - ワイヤハーネスの配策構造 - Google Patents

Abstract

【課題】断面積が大きい電線が車両内に長く配索されるのを抑制し、配索も容易となるワイヤハーネスの配策構造を提供する。【解決手段】車両に搭載された電源２及び負荷３０１〜３０７間を１または複数の分配器４Ａ，４Ｂ１〜４Ｂ５を介して接続するワイヤハーネスＷ／Ｈの配策構造であって、電源２から見て最初に接続される分配器４Ａが、車両のダッシュボード内またはその背後、あるいはセンターコンソールボックス前方の内部に配されていることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、ワイヤハーネスの配策構造に関する。

車両には、種々のランプ及びモータや、これらを操作するためのスイッチ装置、センサ類などの各種の負荷が、様々な箇所に分散した状態で多数搭載されている。そして、これら各種の負荷には、バッテリなどの電源から供給される電力を供給するためにワイヤハーネスが接続される（特許文献１）。

また、近年、ハイブリッド車や電気自動車においては、電源として、駆動モータ用の駆動電源と、該駆動電源からの出力を駆動モータ以外の各種負荷に対応する電圧の電源に変換するＤＣ／ＤＣコンバータとを備えるものが提案されている（特許文献２）。

電源及び負荷間は、１または複数の分配器を介して接続される。分配器は、灯火系、各種電装品系、電子制御装置系、電動機器系の各種負荷に、あるいは他の分配器に、その電源を分配する機能を有する電子機器であり、ジャンクションボックス（電気接続爆）内に内蔵されている。電源から見て最初に接続される分配器は、通常、エンジンルーム内やトランクルーム内に配されていた。

しかしながら、分配器から各種負荷までの間は長短様々であり、特に高圧電源が接続される多数の負荷に繋がるワイヤハーネスが、エンジンルーム内やトランクルーム内から負荷まで車両内を長く取回されると、電線の断面積が大きいことから車両重量の増加やコスト高に繋がってしまう。また、高圧電源が接続されるワイヤハーネスが長く取回されると、配線抵抗が高くなり、効率の低下を招く。

特開２００３−２３７４９９号公報

そこで、本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、断面積が大きい電線が車両内に長く配索されるのを抑制し、配索も容易となるワイヤハーネスの配策構造を提供することを目的としている。

本発明の態様であるワイヤハーネス構造体は、車両に搭載された電源及び負荷間を１または複数の分配器を介して接続するワイヤハーネスの配策構造であって、
前記電源から見て最初に接続される分配器が、前記車両のダッシュボード内またはその背後、あるいはセンターコンソールボックス前方の内部に配されていることを特徴とする。

前記電源からの出力が、高圧電源及び低圧電源の２つの電源を含んでいてもよい。

また、前記電源が、駆動電源と、該駆動電源からの出力を高圧電源及び低圧電源の２種類の電源に変換するＤＣ／ＤＣコンバータと、前記低圧電源側に並列に配される補助電源と、からなるものであってもよい。

さらに、少なくとも1の前記分配器からの低圧電源側が、定電圧装置を介して、または、介さずに、ＣＰＵに接続されていてもよい。

そして、前記少なくとも1の分配器からの高圧電源側が、その出力を低圧電源に変換する低圧ＤＣ／ＤＣコンバータを介して、前記ＣＰＵに接続されていてもよい。

以上説明した態様によれば、断面積が大きい電線の配索が長くなるのを抑制し、配索も容易となる。

第１実施形態における本発明のワイヤハーネスの配策構造を示す車両の上方から見た概略図である。 図１に示すワイヤハーネスの配策構造のうち、１の負荷までの構造を模式的に表す概略構成図である。 図１に示すワイヤハーネスの配策構造におけるワイヤハーネスの接続状態を説明するための説明図である。 ジャンクションボックス（分配器）をセンターコンソールボックス前方に配した場合の変形例の一例として、車両８における位置関係を示す概略横断面図である。

以下、本発明の実施形態を、図１〜図３に基づいて説明する。これらの図に示されるワイヤハーネスＷ／Ｈ（図中、各要素間を結ぶ実線（一部破線）で示すもの。）は、車両８に配策されるものであり、電源２と各々の負荷の動作をコントロールする負荷ドライバ３０１〜３１７（以下、単に「負荷ドライバ３」と記載することがある。）との間を、分配器を内蔵する複数のジャンクションボックス４Ａ，４Ｂ１〜４Ｂ５を介して接続し、負荷ドライバ３に対して電源２からの電源を供給する。

なお、本実施形態において、「ジャンクションボックスが分配」と云った場合には、ジャンクションボックスに内蔵された分配器による分配を指すものとする。ジャンクションボックスには、通常、ヒューズや必要に応じてＣＰＵ等の各種電子部品乃至電子機器が、分配器と共に内蔵されている。

電源２は、駆動用バッテリ（駆動電源）２１とマルチＤＣ／ＤＣコンバータ２２とからなる。なお、当該電源２と後述するサブバッテリ（補助電源）２３とで、バッテリユニット２Ａが構成されている。

駆動用バッテリ２１は、ハイブリッドカーの駆動用の動力源であるモータ５１，５２を駆動させることを主目的とするメインバッテリであり、インバータ回路６１，６２を介してモータ５１，５２に接続されている（不図示）。当該駆動用バッテリ２１は、マルチＤＣ／ＤＣコンバータに接続され、その出力を高圧電源（本例では４８Ｖ）及び低圧電源（本例では１２Ｖ）の２つの電源に変換され、ジャンクションボックス（分配器）４Ａにそれぞれ電源として出力される。

車両には、動力を得るための負荷のように高圧電源が適した負荷や、制御手段や照明のように低圧電源が適した負荷が混在するため、少なくとも高低２種類の電圧の電源を確保することが望まれている。そのため、本実施形態によれば、１つの駆動用バッテリで、車両に存在する様々な負荷に適切に対応することができる。

ジャンクションボックス４Ａは、電源２から見て最初に接続される分配器であり、電源２からの高圧電源及び低圧電源を、複数の負荷ドライバ３１４〜３１７や、分配器を含む他のジャンクションボックス４Ｂ１，４Ｂ２，４Ｂ５に分配している。また、ジャンクションボックス４Ａから電源の分配を受けたジャンクションボックス４Ｂ１とジャンクションボックス４Ｂ２とジャンクションボックス４Ｂ５は、それぞれ、負荷ドライバ３０１〜３０３及びジャンクションボックス４Ｂ３と、負荷ドライバ３０５〜３０７及びジャンクションボックス４Ｂ４と、負荷ドライバ３１０〜３１３に、電源を分配している。そして、ジャンクションボックス４Ｂ１，４Ｂ２から電源の分配を受けたジャンクションボックス４Ｂ１及びジャンクションボックス４Ｂ２は、ぞれぞれ、負荷ドライバ３０４及び負荷ドライバ３０８，３０９に電源を分配している。

本例において、ジャンクションボックス４Ａは、車両のインストルメントパネル内に配されている。車両において、インストルメントパネル周辺は、各種負荷、特に高圧電源を必要とする負荷や、精密機器である負荷が集中しており、そのような負荷が数多く存在する近傍にジャンクションボックス４Ａを配することで、断面積が大きい電線が車両内に長く配索されるのを抑制することができる。断面積が大きい電線が短くなることで、車両重量の増加やコスト高を抑制することができるとともに、配線抵抗も抑えられ、効率の低下を抑制することができる。さらに、断面積が大きい電線は勿論、それ以外の電線も含めて、多くの電線を短くすることができるため、配策の作業が容易となる。

なお、ジャンクションボックス４Ａを配すべき位置としては、インストルメントパネルを含むダッシュボード内や、その背後、あるいはセンターコンソールボックス前方の内部であっても、各種負荷からの距離が短いため、本願発明の効果が存分に奏される。

ここで、「センターコンソールボックス前方」とは、フロアシフト車の場合には、センターコンソールボックスにおけるシフトレバーの前方部分、コラムシフト車等コンソールボックスにシフトレバーが無い場合には、シフトレバーがあるとした時の存在位置を含むその前方部分を指す。

図４に、ジャンクションボックス（分配器）４Ａをセンターコンソールボックス前方に配した場合の変形例の一例として、車両８における位置関係を示す概略横断面図を示す。図４に示される変形例では、車両８の車室のセンターコンソール（不図示）内部に、前方から順にサブバッテリ２３及び駆動用バッテリ２１が配されている。そのサブバッテリ２３の上方にジャンクションボックス４Ａは配されている。当該箇所も各種負荷、特に高圧電源を必要とする負荷や、精密機器である負荷が集中するダッシュボード（特にインストルメントパネル）」との距離は極めて近く、当該箇所にジャンクションボックス４Ａが配された本変形例によれば、断面積が大きい電線が車両８内に長く配索されるのを抑制することができる。

なお、ジャンクションボックス全体ではなく、分配器の機能がこれらの箇所に配されさえすれば、本発明の効果は問題なく奏される。

負荷ドライバ３０１〜３１７でコントロールされる負荷は、灯火系、照明系、表示系、各種電装品系、電子制御装置系、電動機器系等の各種電装装置が挙げられる。本例では、例えば、負荷ドライバ３０２，３０３，３０６，３０７がパワーウインドの昇降装置、負荷ドライバ３１０，３１３が方向指示器、負荷ドライバ３１２が前照灯、負荷ドライバ３１４〜３１７が座席ごとのシートヒータ、のそれぞれの動作をコントロールしている。なお、図１において、駆動用バッテリ２１の中に負荷ドライバ３１４〜３１７が含まれるように見えるが、実際には、駆動用バッテリ２１は座席下乃至床下に配され、シートヒータである負荷ドライバ３１４〜３１７は車室内に配されるため、物理的に上下離れた位置にあるものである。

各ジャンクションボックス４Ａ，４Ｂ１〜４Ｂ５（以下、これらのものから1つを代表して、単に「ジャンクションボックス４」と記載することがある。図２は、その代表となるジャンクションボックス４が記されている。）には、その下流となる分配先の負荷に応じたＣＰＵユニット７が内蔵されている（図２においては、機能の異なるジャンクションボックス４とＣＰＵユニット７とを別体として描いているが、本例において、実際には、ジャンクションボックス４の筐体内にＣＰＵユニット７が内蔵されている。）。

ＣＰＵユニット７には、電源２からの低圧電源１２Ｖがジャンクションボックス４を介して供給される。一方、本例において、バッテリユニット２Ａには、低圧電源１２Ｖの出力に対して並列に配されたサブバッテリ（補助電源）２３が備えられている。このサブバッテリ２３を備えることにより、ワイヤハーネスＷ／Ｈの断線や、マルチＤＣ／ＤＣコンバータ２２、ジャンクションボックス４の損壊等により、電源２からの低圧電源１２Ｖの供給ができなくなったとしても、サブバッテリ２３から低圧電源１２Ｖが供給可能なようになっている。これにより、低圧電源１２Ｖの供給について、冗長性が確保されている。

低圧電源１２Ｖの供給を受ける負荷には、車両の安全性（例えばＥＣＵやステアリング装置等）や緊急対応性（例えば通信装置等）に寄与する負荷が多く、低圧電源１２Ｖの供給についての冗長性の確保は、車両の安全・安心の走行のため望まれるものである。本実施形態のワイヤハーネスの配策構造によれば、万一の場合にもサブバッテリ２３からの低圧電源１２Ｖの供給が受けられるため、冗長性が確保されている。

ＣＰＵユニット７において、供給された低圧電源１２Ｖは、定電圧装置７２で所望の定電圧に調整されてＣＰＵ７３に供給される。定電圧装置７２を介することにより、所望の電圧値とし、かつ安定性を担保することができる。なお、供給された低圧電源１２Ｖの電圧値がそのままで問題なく、安定性が十分であれば、定電圧装置７２を介さずにＣＰＵ７３に供給されるようにしても構わない。

一方、電源２からの高圧電源４８Ｖもジャンクションボックス４を介して供給される。ＣＰＵユニット７には、低圧ＤＣ／ＤＣコンバータ７１が備えられており、供給された高圧電源４８Ｖは、低圧ＤＣ／ＤＣコンバータ７１によって低圧電源１２Ｖに変換された上で、定電圧装置７２の入力端子に接続されている。よって、ジャンクションボックス４から出力される低圧電源１２Ｖのルートとは別に、ジャンクションボックス４から出力される高圧電源４８Ｖのルートからも低圧電源１２Ｖの供給を受けることができる。これにより、ジャンクションボックス４から出力される低圧電源１２Ｖのルートにおいて、万一のトラブルが生じた場合にも、ジャンクションボックス４から出力される高圧電源４８Ｖのルートから低圧電源１２Ｖの供給が受けられるため、より高い冗長性が確保されている。

図３は、本実施形態のワイヤハーネスの配策構造におけるワイヤハーネスの接続状態を説明するための説明図である。図３において、マルチＤＣ／ＤＣコンバータ２２より下流のワイヤハーネスＷ／Ｈは、その線幅が実際の電線の断面積の相違を示すように模式的に描かれている。

マルチＤＣ／ＤＣコンバータ２２で変換された電源（高圧電源及び低圧電源の双方とも。本項において同様。）は、ジャンクションボックス４Ａに供給される。車両に積まれている全ての負荷に対応するため、ジャンクションボックス４Ａまでの間のワイヤハーネスＷ／Ｈには、大電流が流れており、図３に示されるように断面積の大きな電線が用いられている。

次に、ジャンクションボックス４Ａで複数に分配され、不図示の負荷やジャンクションボックス４Ｂ１，４Ｂ２，４Ｂ５にそれぞれ供給される。ジャンクションボックス４Ｂ１，４Ｂ２，４Ｂ５にそれぞれ供給されると、分かれた分だけ電流値が小さくなるが、まだ比較的大きな電流が流れており、各ジャンクションボックス４Ｂ１，４Ｂ２，４Ｂ５までの間のワイヤハーネスＷ／Ｈは、図３に示されるように、まだ比較的断面積の大きな電線が用いられている。本実施形態では、既述の通り、ジャンクションボックス４Ａの位置を最適にしたことで、この部位の比較的断面積の大きな電線の取回しを短く抑えることができている。

さらに、ジャンクションボックス４Ｂ１，４Ｂ２，４Ｂ５でそれぞれ複数に分配され、各負荷ドライバ３０１〜３０３，３０５〜３０７，３１０〜３１３やジャンクションボックス４Ｂ３，４Ｂ４にそれぞれ供給される。次いで、ジャンクションボックス４Ｂ３，４Ｂ４でそれぞれ複数に分配され、各負荷ドライバ３０４，３０８，３０９にそれぞれ供給される。

ジャンクションボックス４Ｂ１，４Ｂ２とジャンクションボックス４Ｂ３，４Ｂ４との間のワイヤハーネスＷ／Ｈは、その先の負荷の数も少なくなってきているため、図３に示されるように、用いられる電線の断面積が、かなり小さくなってくる。そして、これらジャンクションボックス４Ｂ１〜４Ｂ５と各末端の負荷ドライバ３０１〜３１３との間のワイヤハーネスＷ／Ｈは、それぞれの負荷に必要な電流が供給できればよいため、用いられる電線の断面積が、非常に小さくなってくる。

このように、電源２（マルチＤＣ／ＤＣコンバータ２２）から下流に進むに従って、ワイヤハーネスＷ／Ｈにおける電線の断面積は、順次小さくなるようになっている。即ち、本実施形態のワイヤハーネスの配策構造によれば、電源から見て最初に接続されるジャンクションボックス４Ａが適切な位置にあることから、断面積の大きな電線からなるワイヤハーネスＷ／Ｈが、上流で短くて済む効果と共に、電源から遠ざかるに連れて枝分かれすることによって、るワイヤハーネスＷ／Ｈの電線の断面積を下流では順次小さくすることができ、車両重量の増加やコスト高を抑制することができるとともに、配線抵抗も抑えられ、効率及び電圧の低下を抑制することができる。

以上、本発明のワイヤハーネスの配策構造について、好ましい実施形態を挙げて説明したが、本発明のワイヤハーネスの配策構造は上記実施形態の構成に限定されるものではない。例えば、上記の実施形態では、ジャンクションボックス（分配器）を５個、負荷を１７個の例を挙げて説明したが、これらの数は特に制限は無く、数は何ら特定されない。特に負荷については、本実施形態では寧ろ数を絞っている。実際には、その他、灯火系、照明系、表示系の負荷は無数にわたり、電装品系においてもドアミラーや電動シート、オートロック機構など枚挙に暇がなく、これらが全て本発明にいう負荷になり得る。

その他、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明のワイヤハーネスの配策構造を適宜改変することができる。かかる改変によってもなお本発明のワイヤハーネスの配策構造の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。

Ｗ／Ｈ ワイヤハーネス
２ 電源
２Ａ バッテリユニット
２１ 駆動用バッテリ（駆動電源）
２２ マルチＤＣ／ＤＣコンバータ
２３ サブバッテリ（補助電源）
３，３０１〜３１７ 負荷ドライバ
４ ジャンクションボックス（分配器）
４Ａ，４Ｂ１〜４Ｂ５ ジャンクションボックス（分配器）
５１，５２ モータ（動力源）
６１，６２ インバータ回路
７ ＣＰＵユニット
７１ 低圧ＤＣ／ＤＣコンバータ
７２ 定電圧装置
７３ ＣＰＵ
８ 車両

Claims (5)

1. 車両に搭載された電源及び負荷間を１または複数の分配器を介して接続するワイヤハーネスの配策構造であって、
   前記電源から見て最初に接続される分配器が、前記車両のダッシュボード内またはその背後、あるいはセンターコンソールボックス前方の内部に配されていることを特徴とするワイヤハーネスの配策構造。
2. 前記電源からの出力が、高圧電源及び低圧電源の２つの電源を含むことを特徴とする請求項１に記載のワイヤハーネスの配策構造。
3. 前記電源が、駆動電源と、該駆動電源からの出力を高圧電源及び低圧電源の２種類の電源に変換するＤＣ／ＤＣコンバータと、前記低圧電源側に並列に配される補助電源と、からなることを特徴とする請求項２に記載のワイヤハーネスの配策構造。
4. 少なくとも1の前記分配器からの低圧電源側が、定電圧装置を介して、または、介さずに、ＣＰＵに接続されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のワイヤハーネスの配策構造。
5. 前記少なくとも1の分配器からの高圧電源側が、その出力を低圧電源に変換する低圧ＤＣ／ＤＣコンバータを介して、前記ＣＰＵに接続されていることを特徴とする請求項４に記載のワイヤハーネスの配策構造。

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