(57)【要約】【課題】車室内への雨水の侵入を防止し得る自動車用配電装置を提供する。【解決手段】エンジンルームと車室との間の隔壁１７のエンジンルーム側に設けられ、エンジンルーム内に配設されたバッテリー１２から電力が供給される第一の無線装置１４と、隔壁の車室側に設けられた第二の無線装置１８と、第一及び第二の無線装置にそれぞれ設けられ、第一の無線装置から第二の無線装置に無線給電する無線給電部２３と、第二の無線装置に供給された電力を車室内の電気機器に供給する電力分配装置と、駐車時に無線給電部２３，２７の動作を停止させる電源制御部２１，２５と、車室内に設けられ、常に電力の供給を必要とする常時動作電気機器３３，３４と、車室内に設けられ、無線給電部の停止時に常時動作電気機器に電力を供給するバックアップ電源３５を備えた。【選択図】図２
2016196273.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンルームと車室との間の隔壁のエンジンルーム側に設けられ、前記エンジンルーム内に配設されたバッテリーから電力が供給される第一の無線装置と、
前記隔壁の車室側に設けられた第二の無線装置と、
前記第一及び第二の無線装置にそれぞれ設けられ、前記第一の無線装置から前記第二の無線装置に無線給電する無線給電部と、
前記第二の無線装置に供給された電力を車室内の電気機器に供給する電力分配装置と、
駐車時に前記無線給電部の動作を停止させる電源制御部と、
前記車室内に設けられ、常に電力の供給を必要とする常時動作電気機器と、
前記車室内に設けられ、前記無線給電部の停止時に前記常時動作電気機器に電力を供給するバックアップ電源と
を備えたことを特徴とする自動車用配電装置。
【請求項２】
請求項１に記載の自動車用配電装置において、
前記常時動作電気機器と前記バックアップ電源との間に、前記無線給電部の停止時に前記電源制御部により導通状態に制御されるスイッチ回路を備えたことを特徴とする自動車用配電装置。
【請求項３】
請求項２に記載の自動車用配電装置において、
前記バックアップ電源と前記車室内に設けられた無線給電部との間に、前記バックアップ電源から前記無線給電部に向かって流れる電流を阻止する電流方向制限素子を備えたことを特徴とする自動車用配電装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の自動車用配電装置において、
前記第一の無線装置と前記第二の無線装置を、前記隔壁を挟んで相対向する位置に設置し、前記第一の無線装置と前記第二の無線装置で挟まれる隔壁を非金属部としたことを特徴とする自動車用配電装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の自動車用配電装置において、
前記第一の無線装置と前記第二の無線装置には、前記エンジンルーム内の電気機器と前記車室内の電気機器との間の通信信号を無線で送受信する無線通信部を備えたことを特徴とする自動車用配電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の車室とエンジンルーム間等、隔壁で隔てられた空間を電気的に接続するための配電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図５は、従来の自動車用配電装置の一例を示す。エンジンルーム１内に配設されたバッテリー２はリレーボックス３に接続され、リレーボックス３は多数本の電源供給線を纏めたワイヤーハーネス４を介して車室５内に配設される電気接続箱６に接続される。
【０００３】
電気接続箱６には、多数の電気機器が接続される。そして各電気機器には、バッテリー２からリレーボックス３、ワイヤーハーネス４、電気接続箱６を介して所要の電力が供給される。
【０００４】
また、リレーボックス３からエンジンルーム１内の電気機器にも所要の電力が供給される。
エンジンルーム１内にはＥＣＵ７が配設され、エンジンルーム１内に配設される電気機器の動作を制御する。また、ＥＣＵ７は車室５内に配設されるＥＣＵ８にワイヤーハーネス９を介して接続され、ＥＣＵ８との通信に基づいてエンジンルーム１内の電気機器が車室５内の電気機器と連携して動作するように制御する。
【０００５】
車室５内に配設されたＥＣＵ８は、ＥＣＵ７との通信に基づいて車室５内の電気機器をエンジンルーム１内の電気機器と連携するように制御する。
ワイヤーハーネス４，９は、エンジンルーム１と車室５間の隔壁１０に形成された貫通孔に挿通されている。そして、エンジンルーム１と車室５間の気密性及び水密性を確保するために、ワイヤーハーネス４，９を挿通したグロメット１０ａが貫通孔に嵌着されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−２７０６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のような配電装置では、ワイヤーハーネス４，９を挿通したグロメット１０ａを隔壁１０の貫通孔に取着するため、エンジンルーム１内の雨水がワイヤーハーネス４，９をつたって車室５内に侵入することがある。
【０００８】
また、近年の自動車では、電気的に制御する機器の増加にともなって、ワイヤーハーネスとして纏められる電線本数が増大している。このため、ワイヤーハーネスの直径が増大して、配索時の屈曲作業が困難となる等、配索作業が煩雑となる。
【０００９】
また、ワイヤーハーネスの直径の増大にともなって隔壁１０に形成する貫通孔の直径を大きくすることは好ましくないので、ワイヤーハーネスとして纏める電線の本数にも限りがある。
【００１０】
特許文献１には、防水機能を備えたグロメットが開示されている。しかし、防水機能が確実に作用しない場合がある。また、車種毎にワイヤーハーネスの直径が異なるため、その直径に応じたグロメットを設計し、且つ製造する必要があって、部品コストも上昇する。
【００１１】
この発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は車室内への雨水の侵入を防止するとともに、エンジンルーム内のバッテリーの容量増大を防止し得る自動車用配電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決する自動車用配電装置は、エンジンルームと車室との間の隔壁のエンジンルーム側に設けられ、前記エンジンルーム内に配設されたバッテリーから電力が供給される第一の無線装置と、前記隔壁の車室側に設けられた第二の無線装置と、前記第一及び第二の無線装置にそれぞれ設けられ、前記第一の無線装置から前記第二の無線装置に無線給電する無線給電部と、前記第二の無線装置に供給された電力を車室内の電気機器に供給する電力分配装置と、駐車時に前記無線給電部の動作を停止させる電源制御部と、前記車室内に設けられ、常に電力の供給を必要とする常時動作電気機器と、前記車室内に設けられ、前記無線給電部の停止時に前記常時動作電気機器に電力を供給するバックアップ電源とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
この構成により、隔壁にワイヤーハーネスを貫通することなく、バッテリーから車室内の電気機器に電力が供給可能となるとともに、駐車時には無線給電部の動作が停止され、バックアップ電源から常時動作電気機器に電力が供給される。
【００１４】
また、上記の自動車用配電装置において、前記常時動作電気機器と前記バックアップ電源との間に、前記無線給電部の停止時に前記電源制御部により導通状態に制御されるスイッチ回路を備えることが好ましい。
【００１５】
この構成により、無線給電部の停止時に、バックアップ電源からスイッチ回路を介して常時動作電気機器に電力が供給される。
また、上記の自動車用配電装置において、前記バックアップ電源と前記車室内に設けられた無線給電部との間に、前記バックアップ電源から前記無線給電部に向かって流れる電流を阻止する電流方向制限素子を備えることが好ましい。
【００１６】
この構成により、バックアップ電源から前記無線給電部に向かって流れる電流が阻止される。
また、上記の自動車用配電装置において、前記第一の無線装置と前記第二の無線装置を、前記隔壁を挟んで相対向する位置に設置し、前記第一の無線装置と前記第二の無線装置で挟まれる隔壁を非金属部とすることが好ましい。
【００１７】
この構成により、第一の無線装置と第二の無線装置との間の無線給電が安定する。
また、上記の自動車用配電装置において、前記第一の無線装置と前記第二の無線装置には、前記エンジンルーム内の電気機器と前記車室内の電気機器との間の通信信号を無線で送受信する無線通信部を備えることが好ましい。
【００１８】
この構成により、隔壁にワイヤーハーネスを貫通することなく、エンジン内の電気機器と車室内の電気機器との間での通信が可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の自動車用配電装置によれば、車室内への雨水の侵入を防止することができるとともに、エンジンルーム内のバッテリーの容量増大を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】一実施形態の自動車用配電装置を示す概要図である。
【図２】第一の無線装置と第二の無線装置を示すブロック図である。
【図３】第一の無線装置と第二の無線装置との間の隔壁を示す斜視図である。
【図４】第一の無線装置と第二の無線装置の動作を示す説明図である。
【図５】従来の自動車用配電装置を示す概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、自動車用配電装置の一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、エンジンルーム１１内に配設されたバッテリー１２はリレーボックス１３に接続され、リレーボックス１３から第一の無線装置１４にバッテリー１２の出力電力が供給される。また、リレーボックス１３からエンジンルーム１１内の電気機器にも所要の電力が供給される。
【００２２】
エンジンルーム１１内には第一のＥＣＵ１５が配設され、エンジンルーム１１内に配設される電気機器の動作を制御するとともに、第一の無線装置１４と通信信号の送受信動作を行う。
【００２３】
エンジンルーム１１内において、第一の無線装置１４はエンジンルーム１１と車室１６を隔てる隔壁１７に近接して配設されている。
車室１６内において、隔壁１７を隔てて第一の無線装置１４と相対向する位置には第二の無線装置１８が隔壁１７に近接して配設されている。そして、第一の無線装置１４はバッテリー１２から供給される電力を第二の無線装置１８に無線給電可能であるとともに、第二の無線装置１８との間で種々の通信信号を送受信可能となっている。
【００２４】
第二の無線装置１８には、車室１６内に配設される第二のＥＣＵ１９と、電気接続箱２０が接続されている。電気接続箱２０には、第二の無線装置１８に給電された電力が供給され、その電力を車室１６内に配設される多数の電気機器に供給するようになっている。
【００２５】
第二のＥＣＵ１９は、第一及び第二の無線装置１４，１８を介して第一のＥＣＵ１５と通信し、エンジンルーム１１内の電気機器及び車室１６内の電気機器を制御するようになっている。
【００２６】
図２は、第一及び第二の無線装置１４，１８の構成を示す。第一の無線装置１４には、バッテリー１２からリレーボックス１３を介して電源が供給される。第一の無線装置１４は、電源制御部２１と、通信制御部２２と、無線給電部２３と、無線通信部２４を備えている。第二の無線装置１８も同様に、電源制御部２５と、通信制御部２６と、無線給電部２７と、無線通信部２８を備えている。
【００２７】
第一の無線装置１４の電源制御部２１は、無線通信部２４から出力される制御信号に基づいてリレーボックス１３内のリレー２９を開閉制御する。
リレーボックス１３は、エンジンルーム１１内の電気機器にバッテリー１２から供給される電力を供給する。また、各リレー２９を介してイグニッションスイッチのオン動作時に電力を必要とするイグニッション機器と、イグニッションスイッチのオン動作時以外にも電力を供給するアクセサリー機器と、照明器や警音器、その他のエンジン関連機器に電力を供給する。
【００２８】
従って、電源制御部２１による各リレー２９の開閉制御により、各機器への電力の供給が開閉制御される。
第一の無線装置１４の通信制御部２２は、第一のＥＣＵ１５及びＣＡＮ通信を行う機器、ＬＩＮ通信を行う機器やその他の通信機器に接続され、これらの機器と無線通信部２４との間の緩衝器として動作する。
【００２９】
第一の無線装置１４の無線通信部２４は、第二の無線装置１８の無線通信部２８と例えばＮＦＣあるいはTransferjet等の無線通信方式により双方向に通信可能である。
第一の無線装置１４の無線給電部２３は、第二の無線装置１８の無線給電部２７に無線給電可能である。無線給電方式は、例えば電波誘導方式あるいは電界結合方式を採用している。
【００３０】
無線給電部２７に供給された電力は、ダイオード３７を介して車室１６内のスマートＥＣＵ３３及びセキュリティＥＣＵ３４に供給される。スマートＥＣＵ３３は、ドアロック装置を無線で開閉する電子キーを制御するＥＣＵであり、セキュリティＥＣＵ３４はドアロック装置以外の他のセキュリティ装置の動作を制御するＥＣＵである。
【００３１】
また、無線給電部２７に供給された電力は、各リレー３０を介してイグニッションスイッチのオン動作時に電力を必要とするイグニッション機器と、イグニッションスイッチのオン動作時以外にも電力を供給するアクセサリー機器と、シート調節装置等の他の機器に供給される。
【００３２】
第二の無線装置１８の電源制御部２５は、無線通信部２８から出力される制御信号に基づいてリレー３０を開閉制御する。従って、電源制御部２５による各リレー３０の開閉制御により、各機器への電力の供給が開閉制御される。
【００３３】
第二の無線装置１８の通信制御部２６は、第二のＥＣＵ１９及びＣＡＮ通信を行う機器、ＬＩＮ通信を行う機器やその他の通信機器に接続され、これらの機器と無線通信部２８との間の緩衝器として動作する。
【００３４】
第一の無線装置１４の電源制御部２１及び第二の無線装置１８の電源制御部２５には、駐車時等、イグニッションスイッチがオフされてエンジンが停止されるとき、ＣＡＮ通信によりエンジン制御ＥＣＵから出力されるエンジン停止信号が入力される。そして、エンジン停止信号が入力されると、電源制御部２１は無線給電部２３の動作を停止させ、電源制御部２５は無線給電部２７の動作を停止させる。
【００３５】
従って、イグニッションスイッチがオフされるときには、バッテリー１２から無線給電部２３，２７を介した車室１６内の電気機器への電力の供給が停止される。
第二の無線装置１８にはバックアップ電源３５が配設され、そのバックアップ電源３５からスイッチ回路３６を介してスマートＥＣＵ３３及びセキュリティＥＣＵ３４に電力を供給可能となっている。バックアップ電源３５は、例えばキャパシタで構成される。
【００３６】
スイッチ回路３６は、イグニッションスイッチがオフされるときに電源制御部２５から出力される制御信号に基づいて導通状態となる。従って、無線給電部２３，２７が停止されるとき、スマートＥＣＵ３３及びセキュリティＥＣＵ３４にはバックアップ電源３５から電力が供給される。
【００３７】
また、通常走行時あるいは回生動作時にオルタネータが駆動されるとき、スイッチ回路３６が導通されて、オルタネータの発電電力が無線給電部２３，２７、ダイオード３７及びスイッチ回路３６を介してバックアップ電源３５に供給され、バックアップ電源３５が充電される。
【００３８】
図３に示すように、第一の無線装置１４と第二の無線装置１８との間の隔壁１７には、合成樹脂板等の非金属部３１が設けられ、第一の無線装置１４と第二の無線装置１８との間の無線給電及び無線通信を阻害しないようにしている。
【００３９】
なお、無線給電部２３，２７及び無線通信部２４，２８との間の非金属部３１に透孔３２を設け、無線給電効率及び通信効率をさらに向上させるようにしてもよい。
次に、上記のように構成された自動車用配電装置の作用を説明する。
【００４０】
バッテリー１２から供給される電力は、電源制御部２１で制御されるリレーボックス１３を介してエンジンルーム１１内の各機器に供給される。
また、バッテリー１２から供給される電力は、リレーボックス１３を介して第一の無線装置１４に供給され、無線給電部２３から第二の無線装置の無線給電部２７に無線給電される。そして、無線給電部２７から車室１６内の各機器に電力が供給される。
【００４１】
エンジンルーム１１内の第一のＥＣＵ１５及び他の機器から出力される通信信号は、第一の無線装置１４の通信制御部２２から無線通信部２４に伝送される。そして、無線通信部２４から第二の無線装置１８の無線通信部２８に伝送され、通信制御部２６から第二のＥＣＵ１９及び他の機器に転送される。
【００４２】
同様に、車室１６内の第二のＥＣＵ１９及び他の機器から出力される通信信号は、第二の無線装置１８の通信制御部２６から無線通信部２８に伝送される。そして、無線通信部２８から第一の無線装置１４の無線通信部２４に伝送され、通信制御部２２から第一のＥＣＵ１５及び他の機器に転送される。
【００４３】
駐車時等、イグニッションスイッチがオフされてエンジンが停止されているときには、無線給電部２３，２７の動作が停止されるとともに、スイッチ回路３６が導通状態となる。
【００４４】
図４に示すように、イグニッションスイッチがオフされて駐車モードＭ１となると、無線給電部２３，２７の動作が停止されるとともに、スイッチ回路３６が導通状態となる。すると、イグニッションスイッチがオフされている状態でも小電力の電源を必要とするスマートＥＣＵ３３及びセキュリティＥＣＵ３４には、バックアップ電源３５から所要の電力の供給が開始される（第一の領域Ａ１）。
【００４５】
スマートＥＣＵ３３及びセキュリティＥＣＵ３４に小電力を供給するために、消費電力が比較的多い無線給電部２３，２７を作動させる必要がないので、バッテリー１２の電力消費を抑制することが可能となる。
【００４６】
第一の領域Ａ１で、バックアップ電源３５の放電が進んで、出力電圧Ｖｏが放電下限電圧Ｖ１まで低下すると、無線給電部２３，２７が再起動される。そして、バッテリー１２の電力が無線給電部２３，２７を介してスマートＥＣＵ３３及びセキュリティＥＣＵ３４に供給されるとともに、バックアップ電源３５が充電される（第二の領域Ａ２）。
【００４７】
第二の領域Ａ２で、バックアップ電源３５の充電が進み、出力電圧Ｖｏが充電上限電圧Ｖ２まで上昇すると、無線給電部２３，２７の動作が再度停止され、スマートＥＣＵ３３及びセキュリティＥＣＵ３４には、バックアップ電源３５から所要の電力の供給が開始される（第三の領域Ａ３）。
【００４８】
バックアップ電源３５からスマートＥＣＵ３３及びセキュリティＥＣＵ３４に電力が供給されている状態で、イグニッションスイッチがオンされて走行モードＭ２に移行すると、無線給電部２３，２７が再起動される。そして、バッテリー１２の電力が無線給電部２３，２７を介してスマートＥＣＵ３３及びセキュリティＥＣＵ３４に供給されるとともに、バックアップ電源３５が充電される（第四の領域Ａ４）。
【００４９】
この後、バックアップ電源３５の出力電圧Ｖｏが充電上限電圧Ｖ２まで上昇すると、スイッチ回路３６はオフされて、バックアップ電源３５の充放電動作が停止され、次の駐車モードＭ１への移行を待つ状態となる（第五の領域Ａ５）。
【００５０】
上記のような自動車用配電装置では、次に示す効果を得ることができる。
（１）エンジンルーム１１内のバッテリー１２から無線給電部２３，２７を介して車室１６内の電気機器に電源を供給することができる。
（２）エンジンルーム１１と車室１６を隔てる隔壁１７に、ワイヤーハーネスを貫通させるための貫通孔を形成する必要がない。従って、エンジンルーム１１から車室１６内への雨水の侵入を未然に防止することができる。
（３）貫通孔を形成する必要がないので、車種毎にグロメットを用意する必要がない。車種毎に異なる径の貫通孔を形成する必要もない。
（４）貫通孔にワイヤーハーネスを貫通しないので、貫通孔の付近でワイヤーハーネスを屈曲する必要もない。従って、隔壁１７近傍で第一の無線装置１４及び第二の無線装置１８から延びるワイヤーハーネスの配索作業を容易に行うことができる。
（５）エンジンルーム１１内の電気機器と車室１６内の電気機器との間の通信信号を、無線通信部２４，２８を介して伝送することができる。従って、隔壁１７に通信信号を伝送するためのワイヤーハーネスを貫通させる必要がない。
（６）第一の無線装置１４と第二の無線装置１８との間の隔壁１７を非金属部３１としたので、第一の無線装置１４と第二の無線装置１８との間の無線給電及び無線通信を安定させることができる。
（７）駐車時等、イグニッションスイッチがオフされる場合には、無線給電部２３，２７の作動を停止させて、無線給電部２３，２７の動作による電力消費を抑制することができるので、無線給電部２３，２７を作動させる時間を短くすることができる。従って、駐車時等のバッテリー１２の電力消費を抑えることができるので、バッテリー１２を小容量化することができる。
（８）駐車時等、イグニッションスイッチがオフされる場合には、スマートＥＣＵ３３やセキュリティＥＣＵ３４にはバックアップ電源３５から所要の電力を供給することができる。従って、イグニッションスイッチがオフされる場合にも動作状態を維持する必要がある電気機器も支障なく動作させることができる。
（９）バックアップ電源３５からスマートＥＣＵ３３やセキュリティＥＣＵ３４に電力を供給している状態で、バックアップ電源３５の出力電圧Ｖｏが放電下限値Ｖ１まで低下したときには、無線給電部２３，２７が起動して、バックアップ電源３５を充電することができる。また、スマートＥＣＵ３３及びセキュリティＥＣＵ３４には、バッテリー１２から所要の電力を供給することができる。
（１０）ダイオード３７により、無線給電部２７の停止時におけるバックアップ電源３５から無線給電部２７への電流の流入を阻止することができる。従って、バックアップ電源３５の無用な電力消費を抑制することができる。
（１１）バックアップ電源３５の充電量が低下した場合には、無線給電部２３，２７を起動して、バッテリー１２からスマートＥＣＵ３３やセキュリティＥＣＵ３４に電力を供給することができる。従って、スマートＥＣＵ３３やセキュリティＥＣＵ３４に常時電力を供給することができる。
【００５１】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・スイッチ回路３６を省略して、無線給電部２７の動作中はバックアップ電源３５を常時充電するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１１…エンジンルーム、１２…バッテリー、１４…第一の無線装置、１６…車室、１７…隔壁、１８…第二の無線装置、２０…電力分配装置（電気接続箱）、２２，２６…通信制御部、２３，２７…無線給電部、２４，２８…無線通信部、３１…非金属部、３３，３４…常時動作電気機器（スマートＥＣＵ、セキュリティＥＣＵ）、３５…バックアップ電源、３６…スイッチ回路、３７…電流方向制限素子（ダイオード）。
【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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