WO2016136440A1 - 自動車用電源供給装置 - Google Patents

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井本　政善
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株式会社オートネットワーク技術研究所
住友電装株式会社
住友電気工業株式会社
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    • H02G3/38—Installations of cables or lines in walls, floors or ceilings the cables or lines being installed in preestablished conduits or ducts

Definitions

  • the present invention relates to an automobile power supply device.
  • a wire harness that is a bundle of a large number of power supply lines and signal lines is routed in the passenger compartment.
  • Wire harnesses as described above are mainly routed along the periphery of the floor in the passenger compartment. For this reason, a wire harness may be damaged by a vehicle body deformation at the time of a vehicle collision, a power supply line or a signal line may be disconnected, and power supply to an electric device may be cut off or communication between electric devices may be cut off. .
  • Patent Document 1 discloses a configuration in which a supply path is switched when an abnormality occurs in a power main line that supplies power to an electric connection box arranged in each part of a vehicle.
  • the power trunk line is disposed on the outer periphery of the vehicle body, if the wire harness is disconnected in the event of a vehicle collision, the power supply interruption or the communication interruption is inevitable.
  • Patent Document 2 discloses a configuration in which a wire harness in an instrument panel is built in an instrument panel reinforcement.
  • the wire harness is disposed on the outer periphery of the vehicle body in the vehicle interior, if the wire harness is disconnected at the time of a vehicle collision, it is inevitable that the power supply is cut off or the communication is cut off.
  • An object of the present invention is to provide an automotive power supply device that can stably supply power to an automotive electrical device.
  • An automotive power supply apparatus includes a trunk harness structure that is disposed on a floor surface in a center portion in a width direction of a vehicle body and includes a battery and a power supply wiring. The body is configured to supply power from the power supply wiring to a load mounted on the vehicle body.
  • the trunk harness structure is preferably located between the front axle and the rear axle.
  • the trunk harness structure further includes a signal wiring disposed in parallel with the power supply wiring.
  • the trunk harness structure preferably further includes a terminal connection portion for connecting a load to the power supply wiring and the signal wiring.
  • the power supply wiring is preferably a plate-shaped metal wiring, and the terminal connection portion is preferably connected to the metal wiring.
  • the mains harness structure may further include a power controller configured to control charging of the battery.
  • the power supply control unit can be protected from vehicle body deformation at the time of a collision.
  • the trunk harness structure includes a shape-retaining or self-supporting case, and the battery and the power supply wiring are disposed in the case.
  • This configuration can protect the battery and power supply wiring from deformation of the vehicle body at the time of collision.
  • a main harness structure 2 is disposed at the center of a vehicle body 1.
  • the trunk harness structure 2 can include an electrically insulating case 3 disposed along the front-rear direction at the center of the floor surface of the vehicle body 1.
  • the case 3 has a long shape, for example, a long box shape.
  • the front end and the rear end of the case 3 are located between the front axle 4 and the rear axle 5.
  • Case 3 may be made of, for example, a synthetic resin. Case 3 may be shape retaining or self-supporting.
  • a battery 6, a power control unit 7, a metal wiring 8 connected to the battery 6, and a signal wiring 9 are disposed in the case 3.
  • An alternator (ALT) 10 disposed in the engine room is connected to the battery 6.
  • the alternator 10 When the alternator 10 is activated, the battery 6 is charged by the generated power of the alternator 10 based on the control of the power supply control unit 7.
  • the metal wiring 8 is formed in a plate shape and connected to the positive terminal of the battery 6, and is arranged in a loop along the inner peripheral surface of the case 3. Based on the control of the power supply control unit 7, positive power is supplied from the battery 6 to the metal wiring 8.
  • the signal wiring 9 can include a large number of looped signal lines parallel to the metal wiring 8.
  • the negative power source is body ground, but in vehicles that cannot adopt a body ground structure such as a vehicle whose body is made of carbon fiber, the negative side metal wiring is arranged in parallel with the metal wiring 8. May be.
  • Terminal connections 11a and 11b are connected to the metal wiring 8 and signal wiring 9 at a plurality of locations, and the terminal connections 11a and 11b are connected to the ECUs 12a and 12b, respectively.
  • the ECUs 12 a and 12 b operate based on electric power supplied from the metal wiring 8 and can communicate with other ECUs via the signal wiring 9.
  • One or a plurality of loads 13 are connected to each ECU 12a, 12b.
  • the ECUs 12a and 12b control the operation of the corresponding load 13.
  • the load 13 is not particularly limited, but may include a load disposed near the inner surface of the outer panel of the vehicle body 1, for example, a headlamp, a brake lamp, a door lock motor, a power window motor, a sensor, and the like.
  • the illustrated ECUs 12a and 12b themselves are also included in the load.
  • a large number of loads 13 are connected to the main harness structure 2 with or without the ECUs 12a and 12b.
  • Each load 13 is supplied with power from the metal wiring 8 and is controlled by the ECUs 12a, 12b or other control devices.
  • Power is supplied to the power control unit 7 and the ECUs 12a and 12b from the battery 6 disposed inside the main harness structure 2.
  • Each ECU 12a, 12b controls the operation of the corresponding load 13 based on the supply of power.
  • the charging / discharging operation of the battery 6 is controlled by the power control unit 7.
  • the main harness structure 2 is disposed at the center in the left-right direction of the vehicle body 1 and between the front axle 4 and the rear axle 5, and inside the main harness structure 2, there is a battery 6, a power control section 7, and metal wiring. 8 and signal wiring 9 are provided.
  • the main harness structure 2 is not easily damaged. Therefore, the battery 6, the power control unit 7, Normal operation of the metal wiring 8 and the signal wiring 9 is ensured.
  • the following effects can be obtained. (1) Even when the automobile collides, power can be stably supplied to the ECUs 12a and 12b and the load 13. (2) The battery 6 and the metal wiring 8 for supplying power from the battery 6 to the ECUs 12 a and 12 b and the load 13 can be protected by the main harness structure 2 disposed in the center of the vehicle body 1. (3) Since the main line harness structure 2 is disposed between the front axle 4 and the rear axle 5, the main line harness structure 2 can be made difficult to be damaged at the time of a collision from the front or rear of the automobile.
  • the main line harness structure 2 Since the main line harness structure 2 is disposed in the central portion in the left-right direction of the vehicle body 1, the main line harness structure 2 can be made difficult to be damaged during a side collision of the automobile. (5) Since power can be supplied from the metal wiring 8 to the load 13 and the ECUs 12a and 12b, it is not necessary to route a power harness composed of a large number of power wires in the main harness structure 2.
  • the terminal connection part of a trunk line harness structure can be comprised so that a load may be directly connected to the said trunk line harness structure, for example, the fitting of a press fit terminal and a pin hole can be utilized.
  • a load may be directly connected to the said trunk line harness structure, for example, the fitting of a press fit terminal and a pin hole can be utilized.
  • FIG. 3 shows connection lines for connecting the ECU 24 and the corresponding load 13.
  • -A metal wiring is good also as a structure which opened a part of loop other than making it loop shape.
  • the metal wiring that supplies the positive power the metal wiring that connects to the ignition load that supplies power when the ignition switch is turned on and the metal wiring that supplies power to other accessory loads are separated It may be arranged.
  • a switch for opening and closing the connection between the metal wiring and the battery may be provided.
  • the metal wiring for supplying the minus-side power supply is disposed on the main line harness structure, a part of the loop may be opened in addition to the loop shape, similarly to the plus-side metal wiring.
  • SYMBOLS 1 Vehicle body, 2 ... Trunk harness structure, 4 ... Front axle, 5 ... Rear axle, 6 ... Battery, 7 ... Power supply control part, 8 ... Power supply wiring (metal wiring), 9 ... Signal wiring, 11a, 11b ... Terminal Connection part, 12a, 12b ... load (ECU), 13 ... load.

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Abstract

自動車用電源供給装置は、車体１の幅方向中央部の床面上に配設される幹線ハーネス構造体２を備える。当該幹線ハーネス構造体２は、バッテリー６と、車体１に搭載された負荷１３に電源を供給するための電源配線とを備える。

Description

自動車用電源供給装置
　本発明は、自動車用電源供給装置に関するものである。
　自動車に搭載される多数の電気機器は、エンジンルーム内に配設されているバッテリーからそれぞれ電源供給線を介して電源が供給されている。また、電気機器は、信号線を介して所要の通信信号を送受信するようになっている。
　そして、多数本の電源供給線及び信号線の束であるワイヤーハーネスが車室内に配索されている。
特開平９－２７５６３２号公報 特開平９－６６７７８号公報
　上記のようなワイヤーハーネスは、主に車室内のフロア周辺部に沿って配索される。このため、車両衝突時の車体変形によってワイヤーハーネスが損傷し、電源供給線あるいは信号線が断線し、電気機器への電源供給が遮断されるかあるいは電気機器間の通信が遮断されることがある。
　特許文献１には、車両各部に配置された電気接続箱に電力を供給する電力幹線に異常が発生した場合に、供給経路を切り替える構成が開示されている。しかし、電力幹線が車体の外周部に配設されているため、車両衝突時にワイヤーハーネスで断線が発生すると、電力供給の遮断あるいは通信の遮断は免れない。
　特許文献２には、インパネ内のワイヤーハーネスをインパネリインフォースメントに内蔵する構成が開示されている。しかし、車室内ではワイヤーハーネスが車体の外周部に配設されているため、車両衝突時にワイヤーハーネスで断線が発生すると、電力供給の遮断あるいは通信の遮断は免れない。
　この発明の目的は自動車電気機器に電源を安定して供給し得る自動車用電源供給装置を提供することにある。
　本発明の一側面に係る自動車用電源供給装置は、車体の幅方向中央部の床面上に配設されるとともに、バッテリーと電源配線とを備えた幹線ハーネス構造体を備え、当該幹線ハーネス構造体は前記電源配線から前記車体に搭載された負荷に電源を供給するように構成されている。
　この構成により、バッテリーと電源配線が幹線ハーネス構造体で保護されて、負荷に電源を安定して供給可能となる。
　前記幹線ハーネス構造体は前車軸と後車軸の間に位置することが好ましい。
　この構成により、車両が前方及び後方のいずれに衝突したときであっても、幹線ハーネス構造体の損傷が防止される。
　前記幹線ハーネス構造体は、前記電源配線と並行に配設された信号配線を更に備えることが好ましい。
　この構成により、信号配線が幹線ハーネス構造体で保護される。
　前記幹線ハーネス構造体は、負荷を前記電源配線及び信号配線に接続するための端末接続部を更に備えることが好ましい。
　この構成により、負荷に電源が安定して供給され、負荷間の安定した通信が確保される。
　前記電源配線は、板状の金属配線であり、前記端末接続部は前記金属配線に接続されていることが好ましい。
　この構成により、金属配線から各負荷に電源が供給される。
　いくつかの実装例では、前記幹線ハーネス構造体は、前記バッテリーの充電を制御するように構成された電源制御部を更に備えることができる。
　この構成により、衝突時の車体変形から電源制御部を保護することができる。
　いくつかの実装例では、前記幹線ハーネス構造体は、保形性または自立性のケースを含み、当該ケース内に前記バッテリー及び前記電源配線が配設されている。
　この構成により、衝突時の車体変形からバッテリー及び電源配線を保護することができる。
　本発明のいくつかの側面によれば、自動車電気機器に電源を安定して供給できる自動車用電源供給装置を提供することができる。本発明の他の側面及び利点は本発明の技術的思想の例を示す図面と共に以下の記載から明らかとなる。
自動車用電源供給装置を示す概要図である。 幹線ハーネス構造体を示す説明図である。 端末接続部の斜視図である。
　以下、自動車用電源供給装置の一実施形態を図面に従って説明する。図１に示す自動車用電源供給装置は、車体１の中央部に幹線ハーネス構造体２が配設されている。
　詳述すると、幹線ハーネス構造体２は、車体１の床面中央部に前後方向に沿って配設された、電気絶縁性のケース３を備えることができる。ケース３は長尺状であり、例えば長箱状である。ケース３の前端及び後端は前車軸４と後車軸５の間に位置する。ケース３は、例えば合成樹脂製であってよい。ケース３は、保形性または自立性であってよい。
　図２に示すように、ケース３内にはバッテリー６、電源制御部７、バッテリー６に接続される金属配線８、信号配線９が配設されている。バッテリー６にはエンジンルーム内に配設されるオルタネータ（ＡＬＴ）１０が接続されている。そして、オルタネータ１０の作動時には、電源制御部７の制御に基づいて、オルタネータ１０の発電電力によりバッテリー６が充電される。
　金属配線８は、板状に形成されてバッテリー６のプラス側端子に接続されるとともに、ケース３の内周面に沿ってループ状に配設されている。そして、電源制御部７の制御に基づいてバッテリー６から金属配線８にプラス側電源が供給される。信号配線９は、金属配線８と並行なループ状の多数本の信号線を含むことができる。
　この実施形態では、マイナス側電源はボディアースであるが、車体がカーボンファイバーで形成された車両等、ボディアース構造を採用できない車では、金属配線８と並行にマイナス側の金属配線を配設してもよい。
　金属配線８及び信号配線９には、複数個所で端末接続部１１ａ，１１ｂが接続され、端末接続部１１ａ，１１ｂがＥＣＵ１２ａ，１２ｂにそれぞれ接続されている。そして、各ＥＣＵ１２ａ，１２ｂは金属配線８から供給される電力に基づいて動作するとともに、信号配線９を介して他のＥＣＵと通信可能となっている。
　各ＥＣＵ１２ａ，１２ｂには一つまたは複数の負荷１３が接続されている。ＥＣＵ１２ａ，１２ｂは、対応する負荷１３の動作を制御する。負荷１３は、特に限定されないが、車体１の外側パネルの内面付近に配置される負荷、例えば、前照灯、ブレーキランプ、ドアロックモータ、パワーウィンドウモータ、センサ等を含むことができる。例示したＥＣＵ１２ａ，１２ｂ自体も負荷に含まれる。
　また、図１に示すように、幹線ハーネス構造体２には、ＥＣＵ１２ａ，１２ｂを介してまたは介さずに、多数の負荷１３が接続されている。各負荷１３は金属配線８から電源が供給されるとともに、ＥＣＵ１２ａ，１２ｂあるいはその他の制御装置により制御される。
　次に、上記のように構成された自動車用電源供給装置の作用を説明する。
　電源制御部７及びＥＣＵ１２ａ，１２ｂには幹線ハーネス構造体２の内部に配設されるバッテリー６から電源が供給される。各ＥＣＵ１２ａ，１２ｂは電源の供給に基づいて対応する負荷１３の動作を制御する。バッテリー６の充放電動作は、電源制御部７により制御される。
　幹線ハーネス構造体２は、車体１の左右方向中央部でかつ前車軸４と後車軸５との間に配設され、その幹線ハーネス構造体２の内部にバッテリー６、電源制御部７、金属配線８及び信号配線９が配設されている。
　従って、この自動車が前部あるいは後部が衝突により破損した場合、あるいは左あるいは右から側突されて破損した場合にも、幹線ハーネス構造体２は破損し難いので、バッテリー６、電源制御部７、金属配線８、信号配線９の正常な動作が確保される。
　上記のような自動車用電源供給装置では、次に示す効果を得ることができる。
（１）自動車が衝突した場合にも、ＥＣＵ１２ａ，１２ｂ及び負荷１３に電源を安定して供給することができる。
（２）バッテリー６と、バッテリー６からＥＣＵ１２ａ，１２ｂ及び負荷１３に電源を供給するための金属配線８とを、車体１の中央部に配設した幹線ハーネス構造体２で保護することができる。
（３）幹線ハーネス構造体２を、前車軸４と後車軸５との間に配設したので自動車の前方あるいは後方からの衝突時に、幹線ハーネス構造体２を破損し難くすることができる。
（４）幹線ハーネス構造体２を、車体１の左右方向中央部に配設したので、自動車の側突時に、幹線ハーネス構造体２を破損し難くすることができる。
（５）負荷１３及びＥＣＵ１２ａ，１２ｂに金属配線８から電源を供給可能であるので、幹線ハーネス構造体２内で多数本の電源配線からなる電源ハーネスを配索する必要がない。
　なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・幹線ハーネス構造体の端末接続部は、当該幹線ハーネス構造体に負荷を直接接続するように構成することができ、例えばプレスフィット端子とピン孔との嵌合を利用することができる。例えば、図３に示すように、幹線ハーネス構造体の内部で、電源配線２１及び信号配線２２をあらかじめレイアウトした基板２３と、ＥＣＵ２４の端子２５とが嵌合することによって、ＥＣＵ２４と電源配線２１及び信号配線２２とを電気的に接続してもよい。図３には、このＥＣＵ２４と、対応する負荷１３とを接続するための接続線が示されている。
・金属配線は、ループ状とする以外に、ループの一部を開放した構成としてもよい。
・プラス側電源を供給する金属配線は、イグニッションスイッチがオンされたときに電源を供給するイグニッション系負荷に接続する金属配線と、その他のアクセサリー系負荷へ電源を供給する金属配線とをそれぞれ別個に配設してもよい。この場合には、金属配線とバッテリーとの接続を開閉するスイッチを設けるとよい。
・幹線ハーネス構造体にマイナス側電源を供給する金属配線を配設する場合にも、プラス側の金属配線と同様に、ループ状とする以外に、ループの一部を開放した構成としてもよい。また、中央の幹線から両側に枝状の支線が延びる構成としてもよい。
・プラス側電源及びマイナス側電源を金属配線以外の電源配線で供給するようにしてもよい。
　本発明は、例示したものに限定されるものではない。例えば、例示した特徴が本発明にとって必須であると解釈されるべきでなく、本発明の主題は、開示した特定の実施形態の全ての特徴より少ない特徴に存在することがある。したがって、本発明の範囲は、例示された実施形態の参照によって決定されるのではなく、均等物の全ての範囲とともに請求の範囲の参照により決定されるべきである。
　１…車体、２…幹線ハーネス構造体、４…前車軸、５…後車軸、６…バッテリー、７…電源制御部、８…電源配線（金属配線）、９…信号配線、１１ａ，１１ｂ…端末接続部、１２ａ，１２ｂ…負荷（ＥＣＵ）、１３…負荷。

Claims (7)

  1. 　車体の幅方向中央部の床面上に配設されるとともに、バッテリーと電源配線とを備えた幹線ハーネス構造体を備え、当該幹線ハーネス構造体は前記電源配線から前記車体に搭載された負荷に電源を供給するように構成されていることを特徴とする自動車用電源供給装置。
  2. 　請求項１に記載の自動車用電源供給装置において、
    　前記幹線ハーネス構造体は前車軸と後車軸の間に位置することを特徴とする自動車用電源供給装置。
  3. 　請求項１又は２に記載の自動車用電源供給装置において、
    　前記幹線ハーネス構造体は、前記電源配線と並行に配設された信号配線を更に備えることを特徴とする自動車用電源供給装置。
  4. 　請求項３に記載の自動車用電源供給装置において、
    　前記幹線ハーネス構造体は、負荷を前記電源配線及び信号配線に接続するための端末接続部を更に備えることを特徴とする自動車用電源供給装置。
  5. 　請求項４に記載の自動車用電源供給装置において、
    　前記電源配線は板状の金属配線であり、前記端末接続部は前記金属配線に接続されていることを特徴とする自動車用電源供給装置。
  6. 　請求項１～５のいずれか一項に記載の自動車用電源供給装置において、
    　前記幹線ハーネス構造体は、前記バッテリーの充電を制御するように構成された電源制御部を更に備えることを特徴とする自動車用電源供給装置。
  7. 　請求項１～６のいずれか一項に記載の自動車用電源供給装置において、
    　前記幹線ハーネス構造体は、保形性または自立性のケースを含み、当該ケース内に前記バッテリー及び前記電源配線が配設されていることを特徴とする自動車用電源供給装置。
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