(57)【要約】【課題】エンジンルーム内における共振により特定の周波数帯の電磁ノイズが強く誘導する事態の発生を抑制することが可能なエンジンルームのボンディング構造を提供すること。【解決手段】車両前部に配置されるエンジンを収容するエンジンルームのボンディング構造であって、所定のインピーダンス要素を介して、前記エンジンのシリンダブロックをエンジンルーム内の金属製の車体部品又は前記車体部品に導電可能に取り付けられる金属製の取付部品に接続する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両前部に配置されるエンジンを収容するエンジンルームのボンディング構造であって、
所定のインピーダンス要素を介して、前記エンジンのシリンダブロックをエンジンルーム内の金属製の車体部品又は前記車体部品に導電可能に取り付けられる金属製の取付部品に接続する、
エンジンルームのボンディング構造。
【請求項２】
前記インピーダンス要素は、
所定値以下の抵抗値を有する抵抗であることを特徴とする、
請求項１に記載のエンジンルームのボンディング構造。
【請求項３】
前記インピーダンス要素は、
エンジンルーム内における車体内面のインダクタンス及び前記シリンダブロック表面のインダクタンスの和をＬｔ、前記車体内面のインダクタンスのうち前記車体部品又は前記取付部品における接続部よりボンネット側及び車体下部側のインダクタンスをそれぞれＬ１、Ｌ２、前記シリンダブロック表面のインダクタンスのうち接続部より車体下部側のインダクタンスをＬ４、エンジンルーム内で共振が発生する所定の周波数をωｒとして、下式で表される静電容量Ｃを有することを特徴とする、
請求項１に記載のエンジンルームのボンディング構造。
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【請求項４】
前記インピーダンス要素を介して、前記シリンダブロックを前記車体部品としてのボンネットに接続することを特徴とする、
請求項１に記載のエンジンルームのボンディング構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンを車体又は車体に固定される導電性部品に接地（ボンディング）するエンジンルームのボンディング構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両前部に配置されるエンジン（シリンダブロック、シリンダヘッド等）を車体に接地するエンジンのアースシステムが知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００４／００７９５２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、車両は、多数の電子制御ユニット（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）を搭載し、かかる電子制御ユニットによる各種制御処理によって、運転者の運転操作に応じた適切な走行等を行うことができる。そのため、車両外部から印加される電波（電磁ノイズ）によって、ＥＣＵが誤作動等を起こさないようなＥＭＳ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｓｕｓｃｅｐｔｉｂｉｌｉｔｙ）対策が講じられることが重要である。
【０００５】
ここで、エンジンルーム内の共振によって、外部から印加される電磁ノイズのうち、特定の周波数帯（エンジンや車体部品等を含む構造物が共振する数１０ＭＨｚ帯）の電磁ノイズが強く誘導されると、車両のＥＭＳ性能に影響を与えるおそれがある。
【０００６】
しかしながら、特許文献１等に開示されるアースシステムは、かかるＥＭＳ性能への影響を考慮したものではないため、かかる特定の周波数帯の電磁のノイズが強く誘導されて、ＥＣＵ等の動作に影響を与えてしまうおそれがある。
【０００７】
そこで、上記課題に鑑み、エンジンルーム内における共振により特定の周波数帯の電磁ノイズが強く誘導する事態の発生を抑制することが可能なエンジンルームのボンディング構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、一実施形態において、エンジンルームのボンディング構造は、
車両前部に配置されるエンジンを収容するエンジンルームのボンディング構造であって、
所定のインピーダンス要素を介して、前記エンジンのシリンダブロックをエンジンルーム内の金属製の車体部品又は前記車体部品に導電可能に取り付けられる金属製の取付部品に接続する。
【発明の効果】
【０００９】
本実施の形態によれば、エンジンルーム内における共振により特定の周波数帯の電磁ノイズが強く誘導する事態の発生を抑制することが可能なエンジンルームのボンディング構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係るエンジンルームのボンディング構造の一例を示す図である。
【図２】車両外部から垂直電界が印加される場合のコンピュータシミュレーションの結果を表す図である。
【図３】エンジンルーム内の等価回路を示す図である。
【図４】本実施形態に係るボンディング構造に対応するエンジンルーム内の等価回路の一例を示す図である。
【図５】本実施形態に係るボンディング構造に対応するエンジンルーム内の等価回路の他の例を示す図である。
【図６】車両外部から垂直電界を印加する実車を用いた実験結果を表す図である。
【図７】本実施形態の変形例に係るボンディング構造に対応するエンジンルーム内の等価回路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。
【００１２】
図１は、本実施形態に係るエンジンルーム１のボンディング構造の一例を示す図である。
【００１３】
図１に示すように、車両前部に搭載されるエンジン１０を収容するエンジンルーム１内において、エンジン１０のエンジンブロック（シリンダブロック及びクランクケースを含む）を車体２０にボンディング線３０で接続する。
【００１４】
なお、本実施形態において、車体２０は、ボディフレーム、ボディパネル、サスペンションタワー等の車体部品のみならず、エンジンルーム１内でかかる車体部品に導電可能に取り付けられる取付部品も含む意味で用いる。また、かかる取付部品は、例えば、エンジンルーム１の前端部に取り付けられるラジエータ、かかるラジエータを車体に固定するラジエータステー、ハイブリッド車に搭載されるインバータを水冷するインバータクーラントのリザーバタンクを保持する保持部品等を含む。また、車体部品や取付部品は、鉄やアルミニウム等、導電性を有する金属により構成される。
【００１５】
ボンディング線３０は、所定のインピーダンス要素を有する。以下、ボンディング線３０のかかるインピーダンス要素について、詳細に説明する。
【００１６】
まず、前提として、車両外部から電磁ノイズを受ける場合におけるエンジンルーム１内の共振について、図２を参照しつつ、説明する。
【００１７】
図２は、車両外部から電磁ノイズとして２０〜８０ＭＨｚ帯の垂直電界が印加される場合のコンピュータシミュレーション結果を示す図である。具体的には、平面視で見る車両における磁界強度の分布（図２（ａ））と、側面視で見る車両における電界強度の分布を示す。
【００１８】
なお、かかるコンピュータシミュレーションにおける車両は、エンジンルーム１の前後方向の内寸が７０ｃｍ、左右方向の内寸が約１５０ｃｍであり、ボンネットの高さが約７０ｃｍである。
【００１９】
図２（ａ）に示すように、かかる周波数帯域では、エンジンルーム１内の前側（両隅部分）に磁界が集中していることが分かる。また、図２（ｂ）に示すように、かかる周波数帯域では、エンジン１０（エンジンブロック）の上面とボンネットの間の空間に電界が集中していることが分かる。
【００２０】
かかるコンピュータシミュレーション結果から、磁界集中箇所をインダクタ７０、８０、電界集中箇所をコンデンサ９０で表現し、エンジンルーム１内の等価回路を記述すると、図３のようになる。即ち、外部から作用する垂直電界６０によって、ボンネット４０と車体下部５０との間で並列接続される、インダクタ７０（車体２０内面に対応）と、インダクタ８０（エンジンブロックの前側面に対応）及びコンデンサ９０の直列接続体とに交流電圧が印加される。よって、車体２０内面のインダクタ７０、エンジンブロック前側面のインダクタ８０、及びエンジンブロック上面のコンデンサ９０による共振が発生すると、エンジンルーム１内の電磁ノイズ（電界）が強くなる。
【００２１】
次に、ボンディング線３０が有するインピーダンス要素を適宜設定することにより、エンジンルーム１内の共振による特定周波数帯の電磁ノイズが強く誘導される事態を抑制する手法について説明する。
【００２２】
図４は、本実施形態に係るボンディング構造に対応するエンジンルーム１内の等価回路を示す図である。
【００２３】
上述の如く、本実施形態に係るボンディング構造では、エンジン１０（エンジンブロック）と、エンジン１０の前方に位置する車体２０内面とを、所定のインピーダンス要素を有するボンディング線３０で接続する。即ち、図４に示すように、インピーダンス要素を有するボンディング線３０は、図３に示した等価回路において、車体２０内面のインダクタ７０の中間点と、エンジンブロック前側面のインダクタ８０の中間点とを接続する。
【００２４】
なお、図中、インダクタ７０は、ボンディング線３０が接続される中間点を境界とするインダクタ７１、７２の直列接続体として表現される。また、インダクタ８０は、ボンディング線３０が接続される中間点を境界とするインダクタ８１、８２の直列接続体として表現される。
【００２５】
このように、エンジンブロック前側面とエンジン１０前方に位置する車体２０内面をボンディング線３０で接続することで、インダクタ７１、７２、８１、８２が並列接続されるため、エンジンルーム１内の共振条件を大きく変更することができる。即ち、ボンディング線３０のインピーダンス要素を適宜設定することによって、特定周波数における共振が発生する事態を抑制することができる。以下、具体的な実施例について説明する。
【００２６】
［第１の実施例］
まず、第１の実施例について説明する。
【００２７】
エンジンルーム１内では、エンジン１０のエンジンブロックが導電体として大きな体積を占有するため、ＥＣＵ等の車両に搭載される電子機器に影響を与える電磁ノイズの発生は、エンジンブロックへの励振が主要因となる場合が多い。よって、エンジンブロックを励振するノイズ電流となるエンジンブロック上面のコンデンサ９０の電流ｉＣを解析することで、特定周波数での共振を抑制するためのインピーダンス要素の条件を決定することができる。
【００２８】
図５の等価回路において、コンデンサ９０に流れる電流ｉＣは、以下の式（１）で表される。
【００２９】
【数１】
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なお、ボンディング線３０におけるインピーダンス要素のインピーダンスをＺとする。また、外部からの電磁ノイズ（電界）により印加される電圧をＥとする。インダクタ７１、７２、８１、８２のインダクタンスを、それぞれ、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４とする。また、コンデンサ９０の静電容量をＣとする。また、Ｌｔは、Ｌ１〜Ｌ４の総和（Ｌｔ＝Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ４）とする。
【００３０】
実際の車両（乗用車）におけるエンジンルーム内部形状から静電容量Ｃ、インダクタンスＬｔの値を推定すると、一例として、Ｃ＝４６ｐＦ、Ｌｔ＝０．３８ｕＨという非常に小さい値が算出される。つまり、エンジンルーム１内の構造物が共振する数１０ＭＨｚ帯において、式（１）における分母の第２項ｊω３ＣＬｔＬ４２は、十分に小さい値とみなすことが可能である。そのため、式（１）における分母の第１項の因数（１−ω２ＣＬｔ）が０になるとき、エンジンルーム１内が共振状態になるとみなすことができる。
【００３１】
ここで、かかる共振を低減するためには、式（１）における分子の因数（ＺＬｔ＋ｊωＬ１（Ｌ２＋Ｌ４））が十分に小さい値（≒０）になるようにするとよいので、特定周波数（共振周波数ωｒ）におけるインピーダンスＺが以下の式（２）を満たすようにすればよい。
【００３２】
【数２】
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即ち、ボンディング線３０には、インピーダンス要素として、以下の式（３）に示す静電容量Ｃを有するコンデンサを挿入すればよい。
【００３３】
【数３】
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具体的には、例えば、実験やシミュレーション等により、電磁ノイズを低減すべき特定周波数を設定し、かかる特定周波数を式（３）における共振周波数ωｒとして、コンデンサの静電容量を決定するとよい。これにより、エンジンルーム１内の共振により、特定周波数における電磁ノイズが強く誘導されるような事態を抑制することができる。
［第２の実施例］
次に、第２の実施例について説明する。
【００３４】
エンジンルーム１内の共振には、車両のエンジンルーム以外の部分、即ち、車室部分の共振が影響する。
【００３５】
車室部分は、数１０ＭＨｚの周波数帯において、車体と地面との間の静電容量、車体及びハーネス（電気配線）のインダクタンス等によって、伝送線路要素を含む分布定数回路として機能する。よって、車室部分の共振の影響を加味するエンジンルーム内１の等価回路は、図４に示す等価回路におけるインダクタ７０、８０の車体下部５０側にかかる分布定数回路１００を直列接続することにより、図５のようになる。
【００３６】
車室部分（分布定数回路１００）における共振を抑制するには、エンジンルーム１内のインピーダンスに損失分を持たせて、エンジンルーム１と車室部分（分布定数回路１００）のインピーダンスが整合する状態に近づけることが有効である。即ち、ボンディング線３０のインピーダンス要素として、損失分に相当する抵抗を挿入することにより、かかる整合を図ることができる。
【００３７】
ここで、具体的な抵抗の仕様（抵抗値）を決定するため、ボンディング線３０のインピーダンス要素として、複数の異なる仕様の抵抗を挿入した実車による実験結果を図６に示す。
【００３８】
図６は、車両外部から垂直電界を印加する実際の車両を用いた実験結果を表す図である。具体的には、ボンディング線３０に関する複数の異なる仕様（ボンディング線３０なし、ショート（０Ω）、８Ω、２４Ω、４７Ωの５つの仕様）に対応する周波数スペクトルであり、縦軸に電界強度［ｄＢＶ／ｍ］、横軸に周波数［ＭＨｚ］を示す。
【００３９】
なお、図中、実線は、ボンディング線３０なしの場合における周波数スペクトルを示す。また、点線は、ボンディング線３０によりエンジンブロック前側面と車体２０内面間をショートさせる場合（以下、単に「ショートの場合」と称する）における周波数スペクトルを示す。また、破線は、ボンディング線３０のインピーダンス要素として、８Ωの抵抗を挿入する場合（以下、単に「８Ωの場合」と称する）における周波数スペクトルを示す。また、一点鎖線は、ボンディング線３０のインピーダンス要素として、２４Ωの抵抗を挿入する場合（以下、単に「２４Ωの場合」と称する）における周波数スペクトルを示す。また、二点鎖線は、ボンディング線３０に４７Ωの抵抗を挿入する場合（以下、単に「４７Ωの場合」と称する）における周波数スペクトルを示す。
【００４０】
図６を参照するに、ボンディング線３０なしの場合、周波数スペクトルには、２５ＭＨｚ近辺に位置するピークＰ１、３５ＭＨｚ近辺に位置するピークＰ２、５０ＭＨｚ近辺に位置するピークＰ３が存在する。即ち、ピークＰ１〜Ｐ３に対応する周波数では、電磁ノイズが強く誘導される。
【００４１】
これに対して、ボンディング線３０を設けると、ピークＰ１〜Ｐ３に対応する各周波数における電界強度が低減されていることが分かる。
【００４２】
具体的に各ピークＰ１〜Ｐ３について見てみると、ピークＰ１に対応する周波数における電界強度については、８Ωの場合が最も低減効果があり、ショートの場合、２４Ωの場合、４７Ωの場合の順で低減効果が小さくなる。
【００４３】
ピークＰ２に対応する周波数における電界強度については、８Ωの場合と２４Ωの場合が同程度で最も低減効果があり、ショートの場合、４７Ωの場合の順で低減効果が小さくなる。
【００４４】
ピークＰ３に対応する周波数における電界強度については、８Ωの場合と２４Ωの場合が同程度で最も低減効果があり、ショートの場合と４７Ωの場合は、若干、低減効果が小さくなる。
【００４５】
一方、ボンディング線３０を設けると、ボンディング線３０なしの場合はピークが生じていない６２ＭＨｚ近辺の周波数帯において、新たなピークＰ４が生じている。ピークＰ４に対応する周波数での電界強度は、４７Ωの場合、２４Ωの場合、８Ωの場合、ショートの場合の順で大きくなっている。
【００４６】
このように、ボンディング線３０のインピーダンス要素として、５０Ωより小さい抵抗を挿入することにより、数１０ＭＨｚの周波数帯における電磁ノイズのピークを低減することができる。即ち、エンジンルーム１内の共振により、特定周波数における電磁ノイズが強く誘導されるような事態を抑制することができる。より具体的には、各仕様の中では、８Ωの場合が各ピークＰ１〜Ｐ３において、効率的に電磁ノイズの抑制を行うことができる。
【００４７】
また、ボンディング線３０のインピーダンス要素として、５０Ωより小さい範囲で、より大きい抵抗値を有する抵抗を挿入することにより、新たなピークＰ４における悪化分の抑制することができる。
【００４８】
例えば、ピークＰ１〜Ｐ３に対応する周波数における電磁ノイズ低減と、新たなピークＰ４に対応する周波数における電磁ノイズ低減とを両立する場合は、中間的な抵抗値（各仕様の中では、２４Ω）の抵抗が挿入されてもよい。
【００４９】
［変形例］
次に、本実施形態に係るボンディング構造の変形例について説明する。
【００５０】
本実施形態では、エンジンブロック前側面と、エンジン１０の前方に位置する車体２０をボンディング線３０で接続して、エンジンルーム１内の共振条件を変更するが、エンジンブロック上面とボンネット４０をボンディング線３０で接続してもよい。かかる場合に対応するエンジンルーム１の等価回路を図７に示す。
【００５１】
図７に示すように、ボンディング線３０と、エンジンブロック上部のコンデンサ９０は並列接続されるため、ボンディング線３０のインピーダンスをコンデンサ９０より小さくなるようにすることで、共振周波数をずらしたり、共振ピークを低減したりことができる。即ち、エンジンルーム１内の共振により、特定周波数における電磁ノイズが強く誘導されるような事態を抑制することができる。
【００５２】
以上、本発明を実施するための形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１  エンジンルーム
１０  エンジン
２０  車体
３０  ボンディング線
４０  ボンネット
５０  車体下部
６０  垂直電界
７０、７１、７２  インダクタ
８０、８１、８２  インダクタ
９０  コンデンサ
１００  分布定数回路
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図２】
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