(57)【要約】      （修正有）【課題】自動車用コンパスとして使用される磁気センサが、車体配線の発生する磁場により狂うことを防止する。【解決手段】車両装備品、電源、および車両用コンパスを含む車両用配線システム。この車両装備品は、実質的に平行で、互いに近接した電線により電源と接続される。この平行な電線を配線することにより、車両用コンパスとの磁気干渉量を低減する電流ループが形成される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用コンパスモジュールとの磁気干渉を低減する配線システムであって、
少なくとも１つの電動式車両装備品及び前記車両用コンパスモジュールと、
前記少なくとも１つの車両装備品に電流を供給する電源と、
前記電源と前記少なくとも１つの車両装備品との間に電流ループを形成する少なくとも一対の実質的に平行な電線とを備える配線システム。
【請求項２】
前記コンパスモジュールは、車両のクロスカービーム近傍に搭載される請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記少なくとも１つの電動式車両装備品と前記車両用コンパスモジュールとは、計器盤上に設置される請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記一対の電線は、ワイヤハーネス内に収納される請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記一対の電線は、所定の間隔で一緒に束ねられる請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記実質的に平行な電線は、ツイストペアを構成する請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記コンパスは、磁気センサを含む請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記車両装備品は、冷暖房空調装置の送風機モータである請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記車両装備品は、デフロスタである請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
車両用コンパスモジュールとの磁気干渉を低減するワイヤハーネスであって、
コンパスモジュールの近傍に配線されるように構成された少なくとも一対の実質的に平行な電線を含み、前記少なくとも一対の実質的に平行な電線は電流ループを形成するように構成され、前記一対のうちの第１の電線がある電流量を一方向に流し、前記一対のうちの第２の電線が実質的に等しい電流量を逆方向に流すワイヤハーネス。
【請求項１１】
前記少なくとも一対の実質的に平行な電線は、計器盤のいたるところに配線される請求項１０に記載のワイヤハーネス。
【請求項１２】
前記の対は所定の間隔で束ねられる請求項１０に記載のワイヤハーネス。
【請求項１３】
前記少なくとも一対の実質的に平行な電線は、ツイストペアの形態で配線される請求項１０に記載のワイヤハーネス。
【請求項１４】
車両用コンパスとの磁気干渉を低減する方法であって、
少なくとも１つの電動式車両装備品と車両用コンパスとを設けるステップと、
前記電源と前記少なくとも１つの車両装備品との間に、少なくとも一対の実質的に平行で近接した電線で電流ループを形成するステップと、
前記電流ループに電流フローを発生させるステップとからなる方法。
【請求項１５】
少なくとも１つの電動式車両装備品と車両用コンパスとを計器盤に設置するステップをさらに含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記コンパスモジュールを車両のクロスカービーム近傍に搭載するステップをさらに含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記電源と前記少なくとも１つの車両装備品との間に電流ループを形成するステップは、前記少なくとも一対の実質的に平行な電線をハーネス内に配線することをさらに含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記電源と前記少なくとも１つの車両装備品との間に、少なくとも一対の実質的に平行な電線で電流ループを形成するステップは、前記一対の実質的に平行な電線を、所定の間隔で一緒に束ねることをさらに含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記電源と前記少なくとも１つの車両装備品との間に電流ループを形成するステップは、前記少なくとも一対の実質的に平行な電線を、ツイストペアの形態で配線することをさらに含む請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にはコンパスシステムに関し、より詳細には車両に用いるコンパスシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用コンパスシステムは、広く利用されている。このようなシステムは、車両の方向や進行に関する情報を車両の乗員に提供する。標準的なシステムには、磁気センサ、マイクロプロセッサ、および表示装置が含まれる。この磁気センサは、地球の磁場を検知し、また、マイクロプロセッサは、磁気センサで発生した信号を処理し、それに対応する車両の方向を表示装置に出力する。しかし、コンパスシステムの正確さは、磁気センサが物理的に車両のどの位置に設置されているかにより、低下する可能性がある。例えば、磁気センサが車両の部品、装備品、あるいは通電中の導線の近傍に配置された場合、そのような影響があることが知られている。
【０００３】
通電中の導線からは磁場が発生する。この磁場の強さは、導線内を流れる電流量の関数である。従って、冷暖房空調装置（ＨＶＡＣ）の送風機モータやウインドウデフロスタ装置等の装備品は、高電流を引き込み、それに相応して高磁場を発生させる。このような磁場は、地球の磁場を検知する磁気センサの性能を妨げ、その結果、コンパスシステムにかなりの量の誤差を生ずる。設計者は、それに対応し、磁気干渉の影響を改善する各種システムや方法を開発してきた。磁気干渉の影響を低減させる１つの方法は、磁気センサに最も近い装備品によって発生する電流量を監視し、マイクロプロセッサが、より正確な車両の方向信号を出せるような「補正」信号を発生させることである。２番目のより一般的な方法は、磁気センサとプロセッサとを通電中の導線や装備品から十分離して配置し、発生したいかなる磁場も、磁気センサに相当の影響を及ぼす前に消滅するようにすることである。このような方法では、車両のバックミラーや天井等の離れた位置に磁気センサを搭載する必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述の方法により、より正確なコンパスシステムが可能となるが、追加のハードウェア、ソフトウェア、およびパッケージングに関する検討事項を必要とし、システムがより複雑となる。従って、前述したシステムの複雑性を緩和し、かつ干渉する磁場に影響を受けることなく、正確な車両方向の検出と車両の計器盤近傍への磁気センサの配置とを同時に可能とするコンパスシステムの実現が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、通電中の導線により発生する磁場干渉を最小化する自動車用配線システムを提供することにより、従来技術による方法の欠点を克服するものである。従って、本発明は、車両方向の正確な検出と、車両上のコンパスの柔軟な配置とを可能にしつつも、最小限のハードウェアとソフトウェアしか必要とはしない。配線システムには、少なくとも１つの電動式車両装備品と車両用コンパスとを備える計器盤が含まれる。電源が、この車両装備品に電流を供給する。車両装備品は、電源と車両装備品との間に電流ループを形成し、かつ互いに近傍にある一対の実質的に平行な電線により電源に接続される。この狭い間隔の実質的に平行な一対の電線で配線することにより、車両装備品から発生した磁場の干渉を相殺することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図面を参照すると、図１に、従来技術の配線システムを有す車両計器盤１０を示す。この計器盤１０には、電動式車両装備品２４と装備品コントローラ２６とが含まれる。また、計器盤１０は、車両の床板（図示せず）からフロントガラスにまで及ぶ場合もある。
【０００７】
図に示すように、車両装備品２４は、冷暖房空調装置の送風機モータであるが、代わりに、ラジエータ・ファンのモータ、あるいはデフロスタ装置等の他の電動部品であってもよい。コントローラ２６により、車両の乗員は車両装備品２４の電力設定を調整することができる。しかし、当然ながら、別の実施形態では、車両の乗員が調整できる装備品コントローラ２６は含まれない場合もある。
【０００８】
クロスカービーム３０は、車両および計器盤１０を構造的に支持する。このクロスカービーム３０は、鉄、スチール、あるいはアルミニウムなどの金属材料で構成される。クロスカービーム３０は、その導電性のため、車両における電気装備品のアース点として広く用いられる。バッテリなどの電源１６が、車両内の装備品に電力を供給する。車両装備品２４は、正極電源線１８を介して電源１６に接続される。電流ｉのフローを図１の矢印で示す。車両装備品２４のアース点はクロスカービーム３０である。参照番号３１で示すように、負極用の短い帰線３３はクロスカービーム３０で終端しており、もはや「実質的に並行」でもなく、正極電源線１８近傍にもない。結果として、正極電源線１８は、計器盤１０の領域全体に伝播する干渉磁場を発生させる。その磁場は、コンパスモジュール１２と干渉する可能性がある。このコンパスモジュール１２には、一般的に、マイクロプロセッサ（図示せず）と磁気センサ１３とが含まれる。このマイクロプロセッサは（図示せず）は、磁気センサ１３と通信を行う。また、この磁気センサ１３は、地球の磁場に基づいて車両の進行方向を測定し、それに応じて、車両の進行方向を示す信号をマイクロプロセッサに対し発生させる。図１に示すように、干渉磁場の影響を低減するために、コンパス１２はバックミラー、あるいは車両の天井に搭載される。マイクロプロセッサは、コンパス１２から受信した信号を処理し、車両の進行方向を表示装置（図示せず）に出力する。本出願において「実質的に平行」という語句は、その語句を電流ループの電線を説明するのに用いる場合は、電流ループを形成する少なくとも一対の電線が、図２に示すように、その電流ループの全ての該当部分のいたるところでほぼ平行であり、かつこの平行な電線は、互いに逆向きで実質的に等しい電流量を流すことを意味する。
【０００９】
図２には、本発明の配線システムの実施形態を示す。図２のシステムは、図１に示すものと類似の部品を含む。従って、図１と類似の図２の部品は、同じ参照番号で引用する。
【００１０】
図２には、車両装備品２４、装備品コントローラ２６、および電源１６が含まれる。この車両装備品２４は、正極電源線１８と延長アース線２１とを介して、電源１６に接続される。図に示すように、正極電源線１８と延長アース線２１とは、実質的に並行であり、かつ互いに近傍にある。より具体的には、装備品２４、装備品コントローラ２６（もしあれば）、および電源１６の間で形成される電流ループ上の実質的にあらゆる位置において、逆向きの電流が流れる２本の電線があり、例えば、それは正極電源線１８と延長アース線２１である。実質的に並行であり、互いに近傍にある電線を通して逆向きに実質的に等しい電流量を流せば、結果として、それぞれの電流が発生する逆向きの磁場は相殺される。
【００１１】
図１では、参照番号３１で示す部分の正極電源線１８は、非補償型である。本出願において、「非補償型」という語句は、正極電源線１８近傍に、実質的に平行なアース帰線がないことを意味する。非補償型電線を用いると、その中の電流はコンパスの正確さを損なう可能性がある不要な磁場を発生させる。従って、車両方向を正確に検出するには、コンパスを非補償型電線からかなり離れたところに搭載するか、もしくは、システムの複雑さを増加させる誤差を相殺する補正信号を発生させるかのいずれか一方を行う必要がある。
【００１２】
図２に示す実施形態は、不要な磁場を相殺する補償アース線を用いることにより、従来技術による方法の欠点を克服するものである。最も近い車体のアース点（クロスカービーム３０）に接地された車両装備品２４の代わりに、延長アース線２１で電源１６の負極端子に車両装備品２４を接続する。当然ながら、図２は、延長アース線２１を電源１６で終端した典型的な実施形態を示したものにすぎない。別の実施形態では、電源１６近傍のアース点で終端した場合を含んでもよい。例えば、電源１６が車両のエンジンルーム内に格納される場合は、延長アース線２１は、その中で終端してもよい。あるいは、電源１６が車両のトランク内に格納される場合は、延長アース線２１は、トランク内で終端するように配線してもよい。延長アース線２１は、適切な位置、特にコンパス内やその周辺で、電線が実質的に並行で、かつ互いに近傍にあれば、車両内のどの位置で終端してもよい。
【００１３】
延長アース線２１は、車両装備品の電流に対して耐性があるいかなる導電体でもよい。例えば、典型的な冷却システムの送風機モータは、平均２７アンペアの電流で作動可能である。従って、延長アース線２１は、通常（必須ではないが）２７アンペアの平均電流で役目を果たすことができることになる。図に示すように、正極電源線１８と延長アース線２１とは、実質的に並行で、かつワイヤハーネス２２内に収納される。ワイヤハーネス２２は、１．５インチ（３．８１ｃｍ）よりも小さな直径となる場合がある。従って、コンパスモジュール１２は、図１に示す従来技術によるシステムよりもさらに計器盤１０の近傍に搭載することができる。図２に示すように、コンパスモジュール１２は、ワイヤハーネス２２から所定の距離Ｄだけ離して搭載される。いくつかの実施形態では、この所定の距離Dは、ワイヤハーネス２２の直径が１．５インチ（３．８１ｃｍ）よりも小さな場合、約１１．５インチ（２９．２１ｃｍ）である。
【００１４】
図３は、最悪の場合の電源線とアース帰線との間隔に対するコンパスの配置を示すグラフである。ここで留意すべきことは、電源線とアース帰線とが一緒に束ねられていない場合は、この最悪の場合の間隔は、ワイヤハーネスの直径と等しくなるということである。このグラフにより、種々の直径を有すワイヤハーネスが用いられた場合の、好適なコンパス位置に関する一般的な指標を与えることができる。さらに、図３でプロットしたデータは、２０ｍＧａｕｓｓの最大干渉磁場を仮定したものである。従って、図３に示すように、この方法で間隔をあけて、かつ直径約１．０５インチ（２．６６７ｃｍ）のワイヤハーネス内に含まれる正極電源線とアース線とを備える車両は、ある実施形態では、ワイヤハーネスから少なくとも１０インチ（２５．４ｃｍ）離してコンパスモジュールを搭載する必要がある。
【００１５】
図４に、互いに近接して平行に配線された正極電源線１８と延長アース線２１とを有し、さらに車両装備品２４と装備品コントローラ２６とで電流ループを形成する車両配線システムの別の実施形態を示す。この実施形態では、正極電源線１８と延長アース線２１とは、間隔をあけて束ねることも可能である。所定の間隔Ｉで電線を束ねることにより、確実に電線間が最小間隔となり、その結果、干渉磁場が低減する。例えば、一実施形態では、この所定の間隔Ｉは、長さ０．５インチ（１．２７ｃｍ）と等しくなる。図４に示すように、この電線は、接着テープ３２で束ねてもよいし、また、当該技術で既知のあらゆる他の方法で束ねてもよい。
【００１６】
図５に、互いに近接して平行に配線された正極電源線１８と延長アース線２１とを有し、さらに車両装備品２４と装備品コントローラ２６とで電流ループを形成する車両配線システムの別の実施形態を示す。この実施形態では、正極電源線１８と延長アース線２１とは、ツイストペアの形態で配線することも可能である。このツイストペアは、正極電源線１８と延長アース線２１とを、物理的に一緒に、かつ、らせん状により合わせることで構成する。電線をより合わせることにより、確実に電線間が最小間隔となり、その結果、干渉磁場が低減される。
【００１７】
本発明のコンパスおよび配線システムは、計器盤上ではなく、天井等の他の位置で利用することも可能であり、そこでは、コンパスは、車両装備品やその電源供給線の近傍に搭載される。当業者には、本発明に関する他の多様な修正形態が生じる可能性がある。本明細書には明示的に言及していない他の修正形態も可能であり、それは本発明の範囲内である。本発明の範囲を規定するのは、あらゆる等価な実施形態を含む以下の請求項である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】従来技術の配線システムを有すシステムの配線図である。
【図２】本発明の実施形態による計器盤の配線図である。
【図３】本発明の実施形態による、ワイヤハーネスにおける最悪の場合の装備品電源線とアース線との間隔に対するコンパスの推奨空間距離を示すグラフである。このシナリオでは、最悪の場合のワイヤハーネス間隔は、電源線とアース線とを含むワイヤハーネスの直径に等しい。
【図４】本発明の別の実施形態による計器盤の配線図である。
【図５】本発明のさらに別の実施形態による計器盤の配線図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【外国語明細書】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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