技術 車両の電源幹線配索構造

0001

本発明は、車両に設けられる電源幹線の配索構造に関する。

0002

車両においては、オルタネーター（発電機）やバッテリーなどの電源部から数多くの車載機器に対して電源を適切に供給する必要がある。一般的には、膨大な数の電線の集合体であるワイヤハーネス（Ｗ／Ｈ）を用いて、電源部と各車載機器とを接続して電源の供給を行っている。しかし近年、車載機器の数が増加する傾向にあり、車両における電源線や通信線の配索構造の複雑化が問題となってきている。

0003

そこで、車両における電源線や通信線の配索構造を簡素化するための幹線構造及び分岐構造が、特許文献１に提案されている。この特許文献１では、車両の中央部分に１本の電源幹線を通して、この電源幹線から複数の支線を分岐することで、電子制御装置（ＥＣＵ）やアクチュエーター（ＡＣＴ）などの車載機器に電源を供給する配索構造を採用している。

0004

特開２０１７−１８５９９６号公報

0005

上述した配索構造のように、車両の中央部分に電源幹線を通すためには、作業者が車両内に乗り込んで電源幹線を含むワイヤハーネスを組み付けなければならず、車両製造時におけるワイヤハーネスの組み付け性がよいとは言えない。また、車両の中央部分に通された電源幹線を点検や交換するような場合も上記と同様の作業が必要となるため、サービス性もよいとは言えない。

0006

また、車両の中央部分に１本の電源幹線を通す配索構造では、この電源幹線で失陥が発生した場合、電力供給源となる電源機器から見て失陥の発生地点よりも下流の位置で電源幹線に接続されている車載機器へ電力を供給することができない。よって、電力が供給されない車載機器の機能が停止してしまうという問題がある。

0007

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、電源幹線を含むワイヤハーネスの組み付け性及びサービス性を向上させた車両の電源幹線配索構造を提供することを目的とする。また、本発明は、電源幹線における任意の位置で失陥が発生した場合でも、この失陥発生位置よりも下流に接続された車載機器へ継続して電力を供給することが可能な車両の電源幹線配索構造を提供することを目的とする。

0008

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、車両幅方向の右側部に沿って車両前後方向に延設される第１の電源幹線と、車両幅方向の左側部に沿って車両前後方向に延設される第２の電源幹線と、所定の電源機器に接続されており、第１の電源幹線と第２の電源幹線とを車両前方で接続する第３の電源幹線とを備える、車両の電源幹線配索構造である。

0009

上記本発明の電源幹線配索構造は、車両の右側部に第１の電源幹線を車両の左側部に第２の電源幹線をそれぞれ配設した構造である。従って、電源幹線を含むワイヤハーネスを車両の外側から簡単に着脱することができる。これにより、ワイヤハーネスの組み付けや点検、交換のために車両内に乗り込む必要もないため、ワイヤハーネスの組み付け性及びサービス性を向上させることができる。また、上記本発明の電源幹線配索構造は、第１の電源幹線と第２の電源幹線とによって、電源経路を物理的に冗長化させている。これにより、いずれか一方の電源幹線で失陥が発生した場合でも、失陥が発生した位置よりも下流に接続された車載機器へは残る他方の電源幹線から継続して電力を供給することが可能となる。

0010

本実施形態に係る電源幹線配索構造を備えた車両の平面図
本実施形態に係る電源幹線配索構造の効果を説明する図
本実施形態の変形例１に係る電源幹線配索構造を備えた車両の平面図
本実施形態の変形例１に係る電源幹線配索構造の効果を説明する図
本実施形態の変形例２に係る電源幹線配索構造を備えた車両の平面図
車両における車載機器の搭載箇所の一例を示す図

0011

＜実施形態＞
本発明の電源幹線配索構造は、車両幅方向の右側と左側に電源幹線をそれぞれ配設して電源経路を物理的に冗長化させている。これにより、電源幹線を含むワイヤハーネスを車両内に乗り込まずに車両の外側から簡単に着脱することができるので、ワイヤハーネスの組み付け性及び点検や交換のサービス性を向上させることができる。また、いずれか一方の電源幹線で失陥が発生した場合でも、失陥が発生した位置よりも下流に接続された車載機器へは残る他方の電源幹線から継続して電力を供給することが可能となる。

0012

以下、本発明の実施形態に係る電源幹線配索構造を備えた車両を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図面において、矢印の「前」は車両前後方向の前側を示しており、矢印の「後」は車両前後方向の後側を示しており、矢印の「右」は車両幅方向の右側を示しており、矢印の「左」は車両幅方向の左側を示している。

0013

［構造］
図１は、本発明の一実施形態に係る電源幹線配索構造１００を備えた車両を、車両上部からルーフなどの車体の一部を透過して見下ろした平面図である。図１に示す本実施形態に係る電源幹線配索構造１００は、複数の電源分岐部１１、１２Ｒ、１２Ｌ、１３Ｒ、及び１３Ｌと、複数の電源幹線２１Ｒ、２１Ｌ、２２Ｒ、２２Ｌ、２３Ｒ、及び２３Ｌと、を備えている。なお、図１の例では、車両に５つの電源分岐部を備えた構成を示しているが、電源分岐部の数はこれに限られない。

0014

上位電源分岐部１１は、エンジンが搭載されている車両前部の車体空間であるエンジンコンパートメント（エンジンルーム）内に設置された電源を分岐するためのボックスである。この上位電源分岐部１１は、電源幹線２１Ｒ及び電源幹線２１Ｌに接続されており、電源幹線２１Ｒ及び／又は電源幹線２１Ｌを介してオルタネーター（発電機）や低圧バッテリーなどの電力供給が可能な電源機器（図示せず）から電力の供給を受けて、電装品などの電気負荷となる車載機器（図示せず）に電力を分岐して供給することができる。上位電源分岐部１１は、低圧バッテリーや上位電源分岐部１１から電力供給を受ける車載機器に近い場所に設けるのが好ましく、例えば低圧バッテリーが配置されており、かつその多くの車載機器が集中するエンジンルーム内に設置することが適している（図６を参照）。上位電源分岐部１１には、電源幹線２１Ｒ及び電源幹線２１Ｌを接続するコネクタや、幹線を１つ以上の支線に分岐する分岐端子ボックスなど、が含まれている。また、上位電源分岐部１１は、支線によって接続される車載機器に応じたリレーやヒューズなどの保護器を含んでいてもよい。上位電源分岐部１１は、電源幹線２１Ｒ及び電源幹線２１Ｒに繋がる電源幹線２２Ｒを介して第１の電源分岐部１２Ｒと電気的に接続されており、また電源幹線２１Ｌ及び電源幹線２１Ｌに繋がる電源幹線２２Ｌを介して上位電源分岐部１２Ｌと電気的に接続されている。

0015

上位電源分岐部１１の下流となる第１の電源分岐部１２Ｒは、メーターや警告灯などが配置されたインストルメントパネル内に設置された電源を分岐するためのボックスである。この第１の電源分岐部１２Ｒは、車両の中心を通って車両前後方向に延びる中心線Ａよりも車両幅方向の右側部における車両の前方側（車両右前方）に配置される。第１の電源分岐部１２Ｒは、電源幹線２１Ｒ及び２２Ｒを介して上位電源分岐部１１と電気的に接続されており、電源幹線２１Ｒ及び２２Ｒを介して上述した電源機器（図示せず）から供給される電力を、電装品などの電気負荷となる車載機器（図示せず）に分岐して供給することができる。第１の電源分岐部１２Ｒは、第１の電源分岐部１２Ｒを介して電力供給を受ける車載機器に近い場所に設けるのが好ましく、例えばその多くの車載機器が集中する車両の右カウルサイド近傍に設置されることが望ましい（図６を参照）。また、第１の電源分岐部１２Ｒは、電源幹線２３Ｒを介して第２の電源分岐部１３Ｒと電気的に接続されており、上述した電源機器から受ける電力を電源幹線２３Ｒを介して第２の電源分岐部１３Ｒに供給する。この第１の電源分岐部１２Ｒには、電源幹線２２Ｒ及び電源幹線２３Ｒを接続するコネクタや、幹線を１つ以上の支線に分岐する分岐端子ボックスなど、が含まれている。また、第１の電源分岐部１２Ｒは、支線によって接続される車載機器に応じたリレーやヒューズなどの保護器を含んでいてもよい。

0016

第１の電源分岐部１１の下流となる第２の電源分岐部１３Ｒは、主に荷物を積むために車両後部に形成された空間であるラゲージルーム（トランクルーム）内に設置された電源を分岐するためのボックスである。この第２の電源分岐部１３Ｒは、車両の中心を通って車両前後方向に延びる中心線Ａよりも車両幅方向の右側部における車両の後方側（車両右後方）に配置される。第２の電源分岐部１３Ｒは、電源幹線２３Ｒを介して第１の電源分岐部１２Ｒと電気的に接続されており、第１の電源分岐部１２Ｒ及び電源幹線２３Ｒを介して上述した電源機器（図示せず）から供給される電力を、電装品などの電気負荷となる車載機器（図示せず）に分岐して供給することができる。第２の電源分岐部１３Ｒは、第２の電源分岐部を介して電力供給を受ける車載機器に近い場所に設けるのが好ましく、例えばその多くの車載機器が集中する車両の右リアホイールハウスの上部に設置されることが望ましい（図６を参照）。

0017

上位電源分岐部１１の下流となる第３の電源分岐部１２Ｌは、メーターや警告灯などが配置されたインストルメントパネル内に設置された電源を分岐するためのボックスである。この第３の電源分岐部１２Ｌは、車両の中心を通って車両前後方向に延びる中心線Ａよりも車両幅方向の左側部における車両の前方側（車両左前方）に配置される。第３の電源分岐部１２Ｌは、電源幹線２１Ｌ及び２２Ｌを介して上位電源分岐部１１と電気的に接続されており、電源幹線２１Ｌ及び２２Ｌを介して上述した電源機器（図示せず）から供給される電力を、電装品などの電気負荷となる車載機器（図示せず）に分岐して供給することができる。第３の電源分岐部１２Ｌは、第３の電源分岐部１２Ｌを介して電力供給を受ける車載機器に近い場所に設けるのが好ましく、例えばその多くの車載機器が集中する車両の左カウルサイド近傍に設置されることが望ましい（図６を参照）。また、第３の電源分岐部１２Ｌは、電源幹線２３Ｌを介して第４の電源分岐部１３Ｌと電気的に接続されており、上述した電源機器から受ける電力を電源幹線２３Ｌを介して第４の電源分岐部１３Ｌに供給する。この第３の電源分岐部１２Ｌには、電源幹線２２Ｌ及び電源幹線２３Ｌを接続するコネクタや、幹線を１つ以上の支線に分岐する分岐端子ボックスなど、が含まれている。また、第３の電源分岐部１２Ｌは、支線によって接続される車載機器に応じたリレーやヒューズなどの保護器を含んでいてもよい。

0018

第３の電源分岐部１１の下流となる第４の電源分岐部１３Ｌは、主に荷物を積むために車両後部に形成された空間であるラゲージルーム（トランクルーム）内に設置された電源を分岐するためのボックスである。この第４の電源分岐部１３Ｌは、車両の中心を通って車両前後方向に延びる中心線Ａよりも車両幅方向の左側部における車両の後方側（車両左後方）に配置される。第４の電源分岐部１３Ｌは、電源幹線２３Ｌを介して第３の電源分岐部１２Ｌと電気的に接続されており、第３の電源分岐部及び電源幹線２３Ｌを介して上述した電源機器（図示せず）から供給される電力を、電装品などの電気負荷となる車載機器（図示せず）に分岐して供給することができる。第４の電源分岐部１３Ｌは、第４の電源分岐部１３Ｌを介して電力供給を受ける車載機器に近い場所に設けるのが好ましく、例えばその多くの車載機器が集中する車両の左リアホイールハウスの上部に設置されることが望ましい（図６を参照）。

0019

なお、第１乃至第４の電源分岐部のそれぞれのサイズや形状は、同じであっても異なっていてもよい。各電源分岐部のサイズや形状は、電源分岐部に接続されている車載機器の数や各車載機器による消費電力の和などに基づいて適宜変更することができる。

0020

電源幹線２１Ｒ、２１Ｌ、２２Ｒ、２２Ｌ、２３Ｒ、及び２３Ｌは、電源機器から車両に搭載された各種の車載機器（電子制御装置やアクチュエーターなど）へ電力を供給するために、各電源分岐部の間を接続する電源線である。車両の前方で幅方向に延びる電源幹線２１Ｒと車両右側部で前後方向に延びる電源幹線２２Ｒとは、繋がっており、上位電源分岐部１１と第１の電源分岐部１２Ｒとを接続する。車両の前方で幅方向に延びる電源幹線２１Ｌと車両左側部で前後方向に延びる電源幹線２２Ｌとは、繋がっており、上位電源分岐部１１と第３の電源分岐部１２Ｌとを接続する。電源幹線２１Ｒと電源幹線２１Ｌとは、上位電源分岐部１１において接続されている。車両右側部で前後方向に延びる電源幹線２３Ｒは、第１の電源分岐部１２Ｒと第２の電源分岐部１３Ｒとを接続する。車両左側部で前後方向に延びる電源幹線２３Ｌは、第３の電源分岐部１２Ｌと第４の電源分岐部１３Ｌとを接続する。よって、本実施形態の電源幹線配索構造１００は、電源幹線２１Ｒ及び電源幹線２１Ｌが、車両幅方向の右側部に沿って車両前後方向に延設された電源幹線２２Ｒ及び２３Ｒと、車両幅方向の左側部に沿って車両前後方向に延設された電源幹線２２Ｌ及び２３Ｌとを、車両前方で接続する構造となっている。電源幹線２１Ｒ及び電源幹線２１Ｌの一方又は両方には、電源機器が接続されている。

0021

この電源幹線２１Ｒ、２１Ｌ、２２Ｒ、２２Ｌ、２３Ｒ、及び２３Ｌは、複数の電線を撚って束ねた撚り線で形成されてもよいし、鉄や銅やアルミニウムなどの導電性を有する剛材を用いた平板帯状の平型配索材で形成されてもよいし、撚り線と平型配索材とを組み合わせて形成されてもよい。撚り線で電源幹線を形成すれば、電源幹線をフレキシブルに配索することができるので設計の自由度が高くなるという利点がある。平型配索材で電源幹線を形成すれば、電線を複数用いる必要がなくなり配線コストを軽減することができ、また形状を固定しやすいので車両への組み付け性がよくなるという利点がある。また、撚り線と平型配索材とを組み合わせて電源幹線を形成する場合には、各電源分岐部との接続が必要な電源幹線の両端部を撚り線で形成し、その撚り線の間を平型配索材で形成すれば、上述した双方の利点を効果的に享受することができる。より具体的には、車体の形状に沿った折りや曲げが必要な箇所、例えばカウルサイドやリアホイールハウスの近傍に電源幹線を這わせて車体に取り付ける場合には、可撓性を有する電線（撚り線）を用いることによってカウルサイドやリアホイールハウスの形状に合わせた配索が可能である。また、車体の形状に沿った折りや曲げが特に必要のない箇所、例えば直線経路で配線が可能な箇所では、組み付け性がよい直線状に延びる平型配索材を用いることができる。

0022

また、電源幹線２１Ｒ、２１Ｌ、２２Ｒ、２２Ｌ、２３Ｒ、及び２３Ｌは、それぞれ単独で車両に配索されてもよいし、通信線などと共に車両に配索されてもよい。電源幹線２２Ｒ及び２３Ｒは、車体右側部に車両の前後方向に延設されている車体の骨格を形成する右ロッカー（図示せず）に沿って配索することができ、電源幹線２２Ｌ及び２３Ｌは、車体左側部に車両の前後方向に延設されている車体の骨格を形成する左ロッカー（図示せず）に沿って配索することができる。このように、左右のロッカーに沿って２系統の電源幹線を配索した構造とした場合、一方の電源幹線（例えば、上位電源分岐部１１→電源幹線２１Ｌ及び２２Ｌ→第３の電源分岐部１２Ｌ→電源幹線２３Ｌ→第４の電源分岐部１３Ｌ）をメイン電源幹線とし、他方の電源幹線（例えば、上位電源分岐部１１→電源幹線２１Ｒ及び２２Ｒ→第１の電源分岐部１２Ｒ→電源幹線２３Ｒ→第２の電源分岐部１３Ｒ）をサブ電源幹線とした、冗長電源構成を形成することができる。よって、車両後方に電源を冗長とすることが望ましい車載機器（自動運転システムなど）が搭載されているような場合には、この車載機器に対して、第２の電源分岐部１３Ｌからも第４の電源分岐部１３Ｒからも電力を供給することができる。

0023

上述の電源冗長構造によって、例えば図２に示すように、車両の側面に他車両が衝突するいわゆる側突などが原因でメイン電源幹線の電源幹線２３Ｌに断線や短絡などの異常が生じて第３の電源分岐部１２Ｌから第４の電源分岐部１３Ｌへの電源経路が途切れたとしても（電源失陥）、サブ電源幹線の第２の電源分岐部１３Ｒから車載機器３０に電力を供給することができる。これにより、電源幹線の異常発生によって、ラゲージルームに配置された車載機器３０が停止して機能が失陥してしまう事態を回避することができる。

0024

なお、電源幹線２１Ｒ、２１Ｌ、２２Ｒ、２２Ｌ、２３Ｒ、及び２３Ｌは、それぞれの長さや線径（断面積）などが同じであっても異なっていてもよい。各電源幹線の長さや線径（断面積）などは、電源幹線の下流に接続されている車載機器による消費電力の和などに基づいて適宜変更することができる。

0025

［作用・効果］
以上のように、本実施形態に係る電源幹線配索構造１００によれば、電源幹線を車両幅方向の右側部と左側部にそれぞれ車両前後方向に配設して、車両の右側に配置された複数の電源分岐部を車両右側部に延設された電源幹線で接続し、車両の左側に配置された複数の電源分岐部を車両左側部に延設された電源幹線で接続している。この電源幹線の配索構造によって、電源幹線を含むワイヤハーネスを車両の外側から簡単に着脱することができる。これにより、ワイヤハーネスの組み付けや点検、交換のために車両内に乗り込む必要もないため、ワイヤハーネスの組み付け性及びサービス性を向上させることができる。

0026

また、本実施形態に係る電源幹線配索構造１００によれば、車両幅方向の右側部に延設された電源幹線と車両幅方向の左側部に延設された電源幹線とによって、電源経路を物理的に冗長化させている。これにより、ラゲージルームなどに設置された車載機器に対して冗長電源を構成することができる。従って、左右いずれか一方の電源幹線において失陥が生じて車載機器へ電力供給が停止しても、他方の電源幹線を経由して車載機器に電力を供給し続けることができるので、車載機器の機能が停止してしまうことを防止できる。

0027

また、本実施形態に係る電源幹線配索構造１００によれば、各電源幹線に平型配索材を用いることで、これまで電源と車載機器とを撚り線などで個別に引き回して接続していた電源線を１つに統合することができる。これにより、ワイヤハーネス（Ｗ／Ｈ）の重量を低減させることができる。

0028

また、本実施形態に係る電源幹線配索構造１００によれば、電力を供給する多くの車載機器が集中するエリアに近い場所に、各電源分岐部を配置している。これにより、各電源分岐部において電源幹線から各車載機器へ分岐する支線の長さを短くすることができるので、ワイヤハーネス（Ｗ／Ｈ）の重量を低減させることができる。

0029

＜変形例１＞
図３は、本発明の一実施形態の変形例１に係る電源幹線配索構造２００を備えた車両を、車両上部からルーフなどの車体の一部を透過して見下ろした平面図である。図３に示す変形例１に係る電源幹線配索構造２００は、図１に示した電源幹線配索構造１００に、第２の電源分岐部１３Ｒと第３の電源分岐部１３Ｌとを接続する電源幹線２４をさらに備えた構造である。

0030

電源幹線２４は、電源幹線２１Ｒ、２１Ｌ、２２Ｒ、２２Ｌ、２３Ｒ、及び２３Ｌと同様に、複数の電線を撚って束ねた撚り線で形成されてもよいし、鉄や銅やアルミニウムなどの導電性を有する剛材を用いた平板帯状の平型配索材で形成されてもよし、撚り線と平型配索材とを組み合わせて形成されてもよい。また、電源幹線２４は、単独で車両に配索されてもよいし、通信線などと共に車両に配索されてもよい。

0031

この変形例１による配索構造によって、例えば図４に示すように、メイン電源幹線の電源幹線２３Ｌに断線や短絡などの異常が生じて第３の電源分岐部１２Ｌから第４の電源分岐部１３Ｌへの電源経路が途切れた場合でも、上位電源分岐部１１→電源幹線２１Ｒ及び２２Ｒ→第１の電源分岐部１２Ｒ→電源幹線２３Ｒ→第２の電源分岐部１３Ｒ→電源幹線２４→第４の電源分岐部１３Ｌの電源経路によって、第４の電源分岐部１３Ｌに接続された車載機器に電力を供給することができる。これにより、電源幹線の異常発生によって、第４の電源分岐部１３Ｌに接続された車載機器が停止して機能が失陥してしまう事態を回避することができる。

0032

＜変形例２＞
図５は、本発明の一実施形態の変形例２に係る電源幹線配索構造３００を備えた車両を、車両上部からルーフなどの車体の一部を透過して見下ろした平面図である。図５に示す変形例１に係る電源幹線配索構造３００は、図１に示した電源幹線配索構造１００から、電源幹線２３Ｒ及び第２の電源分岐部１３Ｒを無くした構造である。

0033

この変形例２は、車両後部に配置された車載機器の数が少なかったり、その車載機器による消費電力の和が少なかったりなどの理由で、第２の電源分岐部１３Ｒが設けられていない例である。この変形例２では、第１の電源分岐部１２Ｒから車両後部に配置された車載機器までの物理的な電源経路が設けられていないため、車両後部に電源冗長を必要とする車載機器が配置されていない車両などに適している。もちろん、第１の電源分岐部１２Ｒと第３の電源分岐部１２Ｌとの間に電源冗長を必要とする車載機器が配置されていれば、この車載機器に対して冗長電源を構成することができる。

0034

このように、車両幅方向の右側部と左側部にそれぞれ車両前後方向に延びる電源幹線を配設しつつ、車両に搭載される車載機器の数や場所、消費電力などに応じて、電源幹線の配索構造を自由に設計することができる。

0035

＜参考例＞
上記実施形態では、車両の各所に設けられた車載機器に低電圧を供給する低圧バッテリーがエンジンコンパートメント内に搭載されていることを前提として、上位電源分岐部１１をエンジンが搭載されている車両前部のエンジンコンパートメント内に設置した電源幹線配索構造を例示した。しかしながら、例えば上述の低圧バッテリーが車両後部に搭載されているような車両においては、上位電源分岐部１１を車両後部に配置してもよい。この場合、車両幅方向の右側部と左側部にそれぞれ延設した電源幹線２２Ｒ、２３Ｒ、２２Ｌ、及び２３Ｌを車両後方で接続すればよい。また、本電源幹線配索構造は、エンジンが車両後部に搭載されている車両や、エンジンではなくモーターが搭載された車両にも適用することが可能である。

0036

なお、本発明は、電源幹線の配索構造として捉えるだけでなく、電源幹線の配索構造を搭載した車両として捉えることも可能である。

0037

本発明の電源幹線配索構造は、自動車などの車両に利用可能であり、ワイヤハーネスの組み付け性及びサービス性を向上させたい場合などに有用である。

0038

１１、１２Ｒ、１２Ｌ、１３Ｒ、１３Ｌ電源分岐部
２１Ｒ、２１Ｌ、２２Ｒ、２２Ｌ、２３Ｒ、２３Ｌ、２４電源幹線
１００、２００、３００ 電源幹線配索構造