JP7393990B2 - 電源システム - Google Patents

Description

本発明は、電源システムに関する。

車両の電装品に電力を供給するための発明として、例えば特許文献１に開示された車両用回路体がある。この車両用回路体は、電力を供給する幹線と、幹線に接続された制御ボックスとを備えており、制御ボックスには複数の電装品が枝線で接続されている。幹線は、複数のリッツ線からなる電源ラインと複数のリッツ線からなるアースラインとがツイストされた状態で絶縁被覆により覆われている配索材を有する。配索材から供給された電力は、制御ボックスで分岐されて枝線を介して電装品に供給される。配索材においては、リッツ線同士が密着するため、効率よくノイズが抑制される。

国際公開第２０１７／２２２０６７号

制御ボックスに接続される電装品については、安全に関する電装品も多いため、配索材の他にも、ノイズによる誤動作を防ぐための技術が求められている。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ノイズの影響を受けることが好ましくない電装品に対して、ノイズによる誤動作を抑える技術を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る電源システムは、電源から供給される電力を車両が有する複数の電装品においてノイズを放出する第１電装品へ供給する第１配線経路と、電源から供給される電力を前記複数の電装品において少なくとも車両の安全性に係る第２電装品へ電力を供給する第２配線経路と、を備える。

本発明の一態様に係る電源システムは、前記第１配線経路には、前記ノイズに対してノイズ耐性を有する第３電装品が接続されることを特徴とする。

本発明の一態様に係る電源システムは、前記第１配線経路に設けられた電気接続箱を介して前記第１電装品へ電力が供給され、前記電気接続箱は、前記第１配線経路の入口及び出口にノイズを低減するノイズ低減部を備えることを特徴とする。

本発明の一態様に係る電源システムは、前記ノイズ低減部を備える前記電気接続箱の数は１つであることを特徴とする。

本発明の一態様に係る電源システムは、前記第１配線経路は、金属製のシールドを有することを特徴とする。

本発明によれば、ノイズの影響を受けることが好ましくない電装品に対して、ノイズによる誤動作を抑えるという効果を奏する。

図１は、第１実施形態に係る電源システムの配索を示す図である。 図２は、第１実施形態に係る電源システムの配索を模式的に示す平面図である。 図３は、第２実施形態に係る電源システムの配索を模式的に示す平面図である。

以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態により本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一または対応する要素については適宜同一の符号を付している。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る電源システム１Ａの車両２における配索の一例を示す図である。図２は、電源システム１Ａの車両２における配索を模式的に示す平面図である。以下の説明においては、車両２の前進方向を前側、車両２の後進方向を後側、運転席から前方を見て右方を右側、運転席から前方を見て左方を左側と称する。

電源システム１Ａは、車両２が有する二次電池ＢＡＴから供給される電力を車両２が有する複数の電装品へ供給するシステムである。電源システム１Ａは、分配部ＦＭ、複数の電気接続箱、及び複数のケーブルを有する。二次電池ＢＡＴは、繰り返し充電及び放電が可能な二次電池である。二次電池ＢＡＴの電圧は、例えば１２Ｖであり、車両２が有する図示省略したオルタネータにより充電され、複数の電装品へ電力を供給する。なお、二次電池ＢＡＴの位置は、図示した位置に限定されるものではなく、車両２内の他の位置に配置されていてもよい。

電源システム１Ａにより電力が供給される電装品は、例えば、ヘッドランプ、テールランプ、ストップランプ、ターンランプなどの灯火系の機器や、ディスプレイ装置、カーオーディオ、計器パネルなどの運転席周辺の機器、パワーウインドウ、ワイパー、シートヒーター、ドアロック、電動ミラー、リアデフロスター、リアワイパーなどの機器、アクチュエータ、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）、各種センサーなどである。なお、図面が煩雑になるのを防ぐため、図１においては複数の電装品の図示を省略している。また、車両２においては、ＥＣＵが各種電装品と通信を行うための通信ケーブルが配索されているが、図面が煩雑になるのを防ぐため、図示を省略している。

電源システム１Ａは、複数のケーブルとして、ケーブルＢＷ、ケーブルＲＷ、ケーブルＬＷ、ケーブルＲＷ１、ケーブルＬＷ１、ケーブルＲＷ１１及びケーブルＬＷ１１を有する。これらのケーブルは、車両２内に配置された各電装品へ電力を供給するための太径のケーブルである。これらのケーブルは、例えば、撚り線の形態の扁平電線、平型電線、丸電線、又はこれらの電線の組み合わせとしてもよい。

分配部ＦＭは、ケーブルＢＷを介して二次電池ＢＡＴに接続されている。また、分配部ＦＭには、ケーブルＲＷとケーブルＬＷが接続されている。ケーブルＲＷは、車両２の右側に配置される電気接続箱へ電力を供給するためのケーブルであり、ケーブルＬＷは、車両２の左側に配置される電気接続箱へ電力を供給するためのケーブルである。分配部ＦＭ内においては、ケーブルＲＷとケーブルＢＷとが電気的に接続されており、ケーブルＬＷとケーブルＢＷとが電気的に接続されている。分配部ＦＭは、二次電池ＢＡＴに近い位置に配置されるのが好ましい。

電源システム１Ａは、複数の電気接続箱として、電気接続箱ＦＲ、電気接続箱ＦＬ、電気接続箱ＭＲ、電気接続箱ＭＬ、電気接続箱ＲＲ及び電気接続箱ＲＬを有する。これらの電気接続箱は、電力を供給するための前述のケーブルが接続される端子、電装品と電気接続箱を接続して電装品へ電力を供給するケーブルが接続される端子、電装品への電力供給を制御する制御部、リレー回路、ヒューズ、スイッチング回路、平滑回路などを有する。これらの電気接続箱は、接続されるケーブル同士を電気的に接続又は非接続とするスイッチ機能を有していてもよい。

電気接続箱ＦＲは、車両２の前部右側に配置されており、ケーブルＲＷが接続されている。電気接続箱ＦＲは、例えば車両２の前部に配置されたｋ個（ｋは２以上の整数）の電装品６０_１～電装品６０_ｋへケーブルＥＷ６で電気的に接続されており、ケーブルＲＷから供給される電力を接続されている電装品６０_１～電装品６０_ｋへ供給する。また、電気接続箱ＦＲには、車両２の右側に配置されたケーブルＲＷ１が接続されている。電気接続箱ＦＲ内においては、ケーブルＲＷとケーブルＲＷ１が電気的に接続されている。

電気接続箱ＦＬは、車両２の前部左側に配置されており、ケーブルＬＷが接続されている。電気接続箱ＦＬは、例えば車両２の前部に配置されたｚ個（ｚは２以上の整数）の電装品９０_１～電装品９０_ｚへ電気的に接続されており、ケーブルＬＷから供給される電力を接続されている電装品９０_１～電装品９０_ｚへ供給する。また、電気接続箱ＦＬには、車両２の左側に配置されたケーブルＬＷ１が接続されている。電気接続箱ＦＬ内においては、ケーブルＬＷとケーブルＬＷ１が電気的に接続されている。

電気接続箱ＭＲは、車両２の右側でカウルの近傍に配置されており、ケーブルＲＷ１と車両２の右側に配置されたケーブルＲＷ１１が接続されている。電気接続箱ＭＲ内においては、ケーブルＲＷ１とケーブルＲＷ１１とが電気的に接続されている。電気接続箱ＭＲは、例えば車両２のカウルの近傍や前部と後部との間に配置されているｎ個（ｎは２以上の整数）の電装品５０_１～電装品５０_ｎへケーブルＥＷ２で電気的に接続されており、ケーブルＲＷ１から供給される電力を接続されている電装品５０_１～電装品５０_ｎへ供給する。

電気接続箱ＭＬは、車両２の左側でカウルの近傍に配置されており、ケーブルＬＷ１と車両２の左側に配置されたケーブルＬＷ１１が接続されている。電気接続箱ＭＬ内においては、ケーブルＬＷ１とケーブルＬＷ１１が電気的に接続されている。電気接続箱ＭＬは、例えば車両２のカウルの近傍や前部と後部との間に配置されているｙ個（ｙは２以上の整数）の電装品８０_１～電装品８０_ｙへケーブルＥＷ１で電気的に接続されており、ケーブルＬＷ１から供給される電力を接続されている電装品８０_１～電装品８０_ｙへ供給する。

電気接続箱ＲＲは、車両２の後部右側に配置されており、ケーブルＲＷ１１が接続されている。電気接続箱ＲＲは、例えば車両２の後部に配置されたｍ個（ｍは２以上の整数）の電装品４０_１～電装品４０_ｍへケーブルＥＷ４で電気的に接続されており、ケーブルＲＷ１１から供給される電力を接続されている電装品４０_１～電装品４０_ｍへ供給する。

電気接続箱ＲＬは、車両２の後部左側に配置されており、ケーブルＬＷ１１が接続されている。電気接続箱ＲＬは、例えば車両２の後部に配置されたｘ個（ｘは２以上の整数）の電装品７０_１～電装品７０_ｘへケーブルＥＷ３で電気的に接続されており、ケーブルＬＷ１１から供給される電力を接続されている電装品７０_１～電装品７０_ｘへ供給する。

電装品４０_１～電装品４０_ｍ、電装品５０_１～電装品５０_ｎ及び電装品６０_１～電装品６０_ｋは、第１電装品の一例であり、ノイズを放出する電装品やノイズを受けても動作に影響がない電装品である。ノイズを放出する電装品とは、例えばＰＷＭ制御されるモータを備える電装品である。ノイズを受けても動作に影響がない電装品とは、例えば、ＰＷＭ制御に起因するノイズを受けても動作に影響がない電装品であり、一例としてはオーディオ機器がある。オーディオ機器で再生するオーディオ信号の周波数は２０ｋＨｚ以下であるため、ＰＷＭ制御に起因するＭＨｚ以上の高周波ノイズを受けても再生への影響がない。ノイズを受けても動作に影響がない電装品とは、ノイズ耐性がある第３電装品の一例である。なお、図２は、配索を模式的に示す図であるため、電装品４０_１～電装品４０_ｍ、電装品５０_１～電装品５０_ｎ及び電装品６０_１～電装品６０_ｋの実際の配置位置は、図２に示す位置とは異なることに留意されたい。

電装品７０_１～電装品７０_ｘ、電装品８０_１～電装品８０_ｙ及び電装品９０_１～電装品９０_ｚは、第２電装品の一例であり、例えば、第１電装品が発するノイズを受けるのが好ましくない電装品である。具体的には、第２電装品とは、自動運転や安全運転支援、安全装備等の車両２の安全性に係る電装品であり、電動パーキングブレーキ、カメラ、センサー、自動運転用のＥＣＵ等である。なお、図２は、配索を模式的に示す図であるため、電装品７０_１～電装品７０_ｘ、電装品８０_１～電装品８０_ｙ及び電装品９０_１～電装品９０_ｚの実際の配置位置は、図２に示す位置とは異なることに留意されたい。

電源システム１Ａは、第１電装品に対しては、二次電池ＢＡＴからケーブルＢＷと分配箱ＦＭを介し、さらに車両２おいて右側に配置されているケーブルＲＷ、電気接続箱ＦＲ、ケーブルＲＷ１、電気接続箱ＭＲ、ケーブルＲＷ１１及び電気接続箱ＲＲを介して電力を供給する。ケーブルＲＷ、電気接続箱ＦＲ、ケーブルＲＷ１、電気接続箱ＭＲ、ケーブルＲＷ１１及び電気接続箱ＲＲは、第１電装品へ電力を供給する第１配線経路の一例である。

また、電源システム１Ａは、第２電装品に対しては、二次電池ＢＡＴからケーブルＢＷと分配箱ＦＭを介し、さらに車両２おいて左側に配置されているケーブルＬＷ、電気接続箱ＦＬ、ケーブルＬＷ１、電気接続箱ＭＬ、ケーブルＬＷ１１及び電気接続箱ＲＬを介して電力を供給する。ケーブルＬＷ、電気接続箱ＦＬ、ケーブルＬＷ１、電気接続箱ＭＬ、ケーブルＬＷ１１及び電気接続箱ＲＬは、第２電装品へ電力を供給する第２配線経路の一例である。

例えば、一つの配線経路で第１電装品と第２電装品の両方へ電力を供給する構成の場合、第１電装品が駆動してノイズが発生すると、発生したノイズが配線経路を介して第２電装品へ伝わり、第２電装品において誤動作が発生する虞がある。

これに対し、電源システム１Ａにおいては、第１電装品へ電力を供給する第１配線経路と、第２電装品へ電力を供給する第２配線経路とが分けられている。このため、第１電装品が駆動したことにより第１配線経路で電力を供給される第１電装品がノイズを発しても、第１配線経路とは別である第２配線経路へのノイズの伝搬が抑えられ、第２電装品を安定して動作させ、第２電装品について誤動作の発生を抑えることができる。

また、電源システム１Ａにおいては、第１電装品と第２電装品へ同じ配線経路で電力を供給する構成と比較すると、第１電装品から第２電装品へのノイズの伝搬が抑えられるため、第２電装品へ電力を供給する第２配線経路において、ＥＭＣ（Electromagnetic Compatibility）対策を軽減することができる。

なお、電源システム１Ａにおいては、車両２の左側にある電気接続箱から第１電装品へ電力を供給し、車両２の右側にある電気接続箱から第２電装品へ電力を供給する構成としてもよい。例えば、ケーブルＥＷ１に電装品５０_１～電装品５０_ｎを接続し、ケーブルＥＷ３に電装品４０_１～電装品４０_ｍを接続し、ケーブルＥＷ５に電装品６０_１～電装品６０_ｋを接続する。また、ケーブルＥＷ２に電装品８０_１～電装品８０_ｙを接続し、ケーブルＥＷ４に電装品７０_１～電装品７０_ｘを接続し、ケーブルＥＷ６に電装品９０_１～電装品９０_ｚを接続する。

この構成においては、ケーブルＲＷ、電気接続箱ＦＲ、ケーブルＲＷ１、電気接続箱ＭＲ、ケーブルＲＷ１１及び電気接続箱ＲＲを介して第２電装品へ電力が供給され、ケーブルＲＷ、電気接続箱ＦＲ、ケーブルＲＷ１、電気接続箱ＭＲ、ケーブルＲＷ１１及び電気接続箱ＲＲが第２配線経路となる。

また、この構成においては、ケーブルＬＷ、電気接続箱ＦＬ、ケーブルＬＷ１、電気接続箱ＭＬ、ケーブルＬＷ１１及び電気接続箱ＭＬを介して第１電装品へ電力が供給され、ケーブルＬＷ、電気接続箱ＦＬ、ケーブルＬＷ１、電気接続箱ＭＬ、ケーブルＬＷ１１及び電気接続箱ＲＬが第１配線経路となる。

この構成においても、第１電装品へ電力を供給する経路と、第２電装品へ電力を供給する経路とが分けられているため、第１電装品が駆動したことにより第１配線経路で電力を供給される第１電装品がノイズを発しても、第１配線経路とは別である第２配線経路へのノイズの伝搬が抑えられ、第２電装品へ安定して動作させ、第２電装品について誤動作の発生を抑えることができる。

［第２実施形態］
次に本発明の第２実施形態について説明する。図３は、第２実施形態に係る電源システム１Ｂの車両２における配索を模式的に示す平面図である。第２実施形態は、第１電装品へ電力を供給するための配索と第２電装品へ電力を供給するための配索が第１実施形態と異なる。このため、以下の説明においては、第２実施形態において第１実施形態と同じ構成については同じ符号を付して説明を省略し、第１実施形態との相違点について説明する。なお、図３は、配索を模式的に示す図であるため、電装品４０_１～電装品４０_ｍ、電装品５０_１～電装品５０_ｎ、電装品６０_１～電装品６０_ｋ、電装品７０_１～電装品７０_ｘ、電装品８０_１～電装品８０_ｙ及び電装品９０_１～電装品９０_ｚの実際の配置位置は、図３に示す位置とは異なることに留意されたい。

電源システム１Ｂは、ケーブルＷ１と電気接続箱ＣＥを有する。ケーブルＷ１は、分配部ＦＭ内においてケーブルＢＷへ電気的に接続されている。電気接続箱ＣＥは、第１電装品へ電力を供給するケーブルであり、ケーブルＷ１が接続されている。電気接続箱ＣＥは、電装品４０_１～電装品４０_ｍ、電装品５０_１～電装品５０_ｎ及び電装品６０_１～電装品６０_ｋへケーブルＥＷ７を介して電力を供給する。電気接続箱ＣＥは、電気接続箱ＦＬ、電気接続箱ＦＲ、電気接続箱ＭＬ、電気接続箱ＭＲ、電気接続箱ＲＬ及び電気接続箱ＲＲのそれぞれとの距離ができるだけ長くなるように配置するのが好ましい。

電気接続箱ＦＬは、車両２の前部左側に配置された第２電装品である電装品９０_１や電装品９０_２などへケーブルＥＷ５で電気的に接続されており、ケーブルＬＷから供給される電力を接続されている第２電装品へ供給する。

電気接続箱ＦＲは、車両２の前部右側に配置された第２電装品である電装品９０_ｚ－１や電装品９０_ｚなどへケーブルＥＷ６で電気的に接続されており、ケーブルＲＷから供給される電力を接続されている第２電装品へ供給する。

電気接続箱ＭＬは、車両２の左側に配置された第２電装品である電装品８０_１や電装品８０_２などへケーブルＥＷ１で電気的に接続されており、ケーブルＬＷ１から供給される電力を接続されている第２電装品へ供給する。

電気接続箱ＭＲは、車両２の右側に配置された第２電装品である電装品８０_ｙ－１や電装品８０_ｙなどへケーブルＥＷ２で電気的に接続されており、ケーブルＲＷ１から供給される電力を接続されている第２電装品へ供給する。

電気接続箱ＲＬは、車両２の後部左側に配置された第２電装品である電装品７０_１や電装品７０_２などへケーブルＥＷ３で電気的に接続されており、ケーブルＬＷ１１から供給される電力を接続されている第２電装品へ供給する。

電気接続箱ＲＲは、車両２の後部右側に配置された第２電装品である電装品７０_ｘ－１や電装品７０_ｘなどへケーブルＥＷ４で電気的に接続されており、ケーブルＲＷ１１から供給される電力を接続されている第２電装品へ供給する。

電源システム１Ｂは、第１電装品に対しては、二次電池ＢＡＴからケーブルＢＷと分配箱ＦＭを介し、さらにケーブルＷ１及び電気接続箱ＣＥを介して電力を供給する。ケーブルＷ１及び電気接続箱ＣＥは、第１電装品へ電力を供給する第１配線経路の一例である。

また、電源システム１Ａは、二次電池ＢＡＴからケーブルＢＷと分配箱ＦＭを介し、さらに車両２において左側に配置されているケーブルＬＷ、電気接続箱ＦＬ、ケーブルＬＷ１、電気接続箱ＭＬ、ケーブルＬＷ１１及び電気接続箱ＲＬを介して第２電装品へ電力を供給する。ケーブルＬＷ、電気接続箱ＦＬ、ケーブルＬＷ１、電気接続箱ＭＬ、ケーブルＬＷ１１及び電気接続箱ＲＬは、第２電装品へ電力を供給する第２配線経路の一例である。

また、電源システム１Ａは、二次電池ＢＡＴからケーブルＢＷと分配箱ＦＭを介し、さらに車両２において右側に配置されているケーブルＲＷ、電気接続箱ＦＲ、ケーブルＲＷ１、電気接続箱ＭＲ、ケーブルＲＷ１１及び電気接続箱ＲＲを介して第２電装品へ電力を供給する。ケーブルＲＷ、電気接続箱ＦＲ、ケーブルＲＷ１、電気接続箱ＭＲ、ケーブルＲＷ１１及び電気接続箱ＲＲも、第２電装品へ電力を供給する第２配線経路の一例である。

電源システム１Ｂにおいても、第１電装品へ電力を供給する第１配線経路と、第２電装品へ電力を供給する第２配線経路とが分けられている。このため、第１電装品が駆動したことにより第１配線経路で電力を供給される第１電装品がノイズを発しても、第１配線経路とは別である第２配線経路へのノイズの伝搬が抑えられ、第２電装品を安定して動作させ、第２電装品について誤動作の発生を抑えることができる。

また、電源システム１Ｂにおいても、第１電装品と第２電装品へ同じ配線経路で電力を供給する構成と比較すると、第１電装品から第２電装品へのノイズの伝搬が抑えられるため、第２電装品へ電力を供給する第２配線経路において、ＥＭＣ対策を軽減することができる。

［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。例えば上述の実施形態を以下のように変形して本発明を実施してもよい。なお、上述した実施形態及び以下の変形例は、各々を組み合わせてもよい。上述した各実施形態及び各変形例の構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態や変形例に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

上述した各実施形態においては、第１電装品へ電力を供給する電気接続箱において、例えば、ノイズ低減部としてフェライトビーズを電力供給の入口及び出口に設けてノイズ対策を行うようにしてもよい。また、第１電装品へ電力を供給する電気接続箱については、筐体を金属製とし、ノイズの放出を防ぐようにしてもよい。

上述した各実施形態においては、第１配線経路を構成するケーブルについて、銅テープ、銅線網組又はアルミテープなどで静電遮蔽を行う構成としてもよい。また、第１配線経路に加えて第２配線経路についても、第１配線経路を構成するケーブルについて、銅テープ、銅線網組又はアルミテープなどで静電遮蔽を行う構成としてもよい。第１配線経路や第２配線経路を静電遮蔽する場合、電気接続箱と静電遮蔽されたケーブルとの間の隙間が狭いほど好ましい。

上述した各実施形態においては、第１電装品においてＰＷＭ制御が行われる電装品が複数ある場合、ＰＷＭ制御のタイミングが重ならないようにしてもよい。

二次電池ＢＡＴの電圧は、１２Ｖに限定されるものではなく、例えば４８Ｖであってもよい。二次電池ＢＡＴの電圧を４８Ｖとした場合、二次電池ＢＡＴの電圧が１２Ｖである場合と比較して、電力を供給する各ケーブルの径を細くすることができる。

１Ａ、１Ｂ 電源システム
２ 車両
４０_１～４０_ｍ 電装品
５０_１～５０_ｎ 電装品
６０_１～６０_ｋ 電装品
７０_１～７０_ｘ 電装品
８０_１～８０_ｙ 電装品
９０_１～９０_ｚ 電装品
ＢＡＴ 二次電池
ＦＭ 分配部
ＦＲ、ＦＬ、ＭＲ、ＭＬ、ＲＬ、ＲＲ 電気接続箱
ＢＷ、ＲＷ、ＬＷ ケーブル
ＲＷ１、ＲＷ１１ ケーブル
ＬＷ１、ＬＷ１１ ケーブル
ＥＷ１～ＥＷ７ ケーブル
Ｗ１ ケーブル

Claims (4)

1. 電源から供給される電力を車両が有する複数の電装品においてノイズを放出する第１電装品へ供給する第１配線経路と、
   電源から供給される電力を前記複数の電装品において少なくとも車両の安全性に係る第２電装品へ電力を供給する第２配線経路と、
   を備え、
   前記第１配線経路には、前記ノイズに対してノイズ耐性を有する第３電装品が接続される電源システム。
2. 前記第１配線経路に設けられた電気接続箱を介して前記第１電装品へ電力が供給され、
   前記電気接続箱は、前記第１配線経路の入口及び出口にノイズを低減するノイズ低減部を備える
   請求項１に記載の電源システム。
3. 前記ノイズ低減部を備える前記電気接続箱の数は１つである
   請求項２に記載の電源システム。
4. 前記第１配線経路は、金属製のシールドを有する
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電源システム。

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