JP5736194B2 - 車両の電装系ユニット配置構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両の電装系ユニット配置構造に関し、特に、車体構成部材に設けられた凹部に、電装系ユニットが配置される車両の電装系ユニット配置構造に関する。

従来、ハイブリッド自動車の電装系ユニットを、吊り下げフレームを介してリヤサイドフレームに吊り下げ支持し、ラゲッジスペース下方のスペアタイヤを収納するタイヤパンを利用して収納すると共に、冷却ファンにより後部座席近傍に設けた吸気口から車室内の空気を冷却風として取り込み、電装系ユニットに供給して冷却するようにしたものが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１０‐１２０３９７号公報

ハイブリッド自動車において、バッテリー、インバータ及びＤＣ／ＤＣコンバータ等の電装部品を含む電装系ユニットは、樹脂製ケース内に収容されるとともに、樹脂製ケース外側に設けられたタイヤパンと金属製の蓋部材によって覆われている。これらの電装部品には、電磁ノイズの発生源となる部品を含んでおり、この電装部品から放射される電磁ノイズは、一般的に、樹脂製ケースの外側の金属製の蓋部材で遮断することにより、外部機器などに及ぼす影響を抑制している。しかしながら、電磁ノイズの発生量が多いと蓋部材に電荷が溜まり、蓋部材から電磁ノイズが放射される可能性がある。一方、車両後部には、ブレーキランプ、バックモニター、各種アンテナなどの多くの信号線が配索されており、電磁ノイズが放射されると、これらに影響を及ぼす虞があった。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、電装系ユニットから発生する電磁ノイズを効果的に逃がすことができる車両の電装系ユニット配置構造を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、
車体構成部材（例えば、後述の実施形態におけるフロアパネル２０）に設けられた凹部（例えば、後述の実施形態における凹部１８）に配置される車両用の電装系ユニット（例えば、後述の実施形態における電装系ユニット１１）と、
前記電装系ユニットを吊り下げ支持し、前記凹部の周辺で前記車体構成部材に締結される複数のフレーム（例えば、後述の実施形態における吊り下げフレーム１２）と、
前記電装系ユニットの上面側に配置され、前記複数のフレームと電気的に接続する金属製のノイズ受信部（例えば、後述の実施形態における蓋部材１３）と、
を備える車両の電装系ユニット配置構造であって、
前記ノイズ受信部と前記車体構成部材とは、前記複数のフレームのうち少なくとも一つのフレームおよび導電性ケーブル（例えば、後述の実施形態における導電性ケーブル１４）によって電気的に接続されることで、前記ノイズ受信部で受信する電磁ノイズを低減する経路を複数備えており、
前記導電性ケーブルは、所定の周波数帯の電界強度を低減するとともに前記複数のフレームの各締結ポイント（例えば、後述の実施形態における締結ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）の距離（例えば、後述の実施形態における距離Ｌ１，Ｌ２）が離間しているほうの領域で前記車体構成部材に接続されることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１の構成に加えて、
前記電装系ユニットに隣接配置されて前記電装系ユニットに冷却媒体を供給する冷却用ダクト（例えば、後述の実施形態における吸気ダクト３１、排気ダクト３２）を更に備え、
前記ノイズ受信部は、前記電装系ユニットの上面側、及び前記冷却用ダクトの前記電装系ユニットに対して反対側の側面を覆うように形成され、
前記導電性ケーブルの一端は前記ノイズ受信部に接続され、前記導電性ケーブルの他端は前記電装系ユニットに対して前記冷却用ダクトと反対側の前記領域で前記車体構成部材に接続されることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１または２の構成に加えて、
前記電装系ユニットを収容する前記凹部が車両後部に配置されると共に、前記電装系ユニットより車両後方側には信号線（例えば、後述の実施形態における信号線４２）が配置されており、
前記複数のフレームはそれぞれ、車幅方向に延設して、前記凹部に対して前記車幅方向両側で前記車体構成部材に締結され、
前記導電性ケーブルは、前記電装系ユニットの前方の前記領域で前記車体構成部材に接続されることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれかの構成に加えて、
前記複数のフレームそれぞれは、前記車体構成部材に設けられた前記凹部の上方を横切って車幅方向に延設され、
前記各フレームの両端部が前記車体構成部材に締結されると共に、前記各フレームの中間部が前記電装系ユニットに固定されることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、フレームから電磁ノイズを逃した車体構成部材の領域から離れた領域に、導電性ケーブルを介して電磁ノイズを逃がすので、ノイズ受信部から電磁ノイズを効果的に逃がすことができる。

請求項２の発明によれば、電装系ユニットの後方に放射される電磁ノイズもノイズ受信部で効果的に受信し、フレーム及び導電性ケーブルによって車体構成部材に効果的に逃がすことができる。

請求項３の発明によれば、フレーム及び導電性ケーブルによって、信号線が配置される車両後方側と異なる領域に電磁ノイズを逃がして、電磁ノイズが信号線に及ぼす影響を最小限に抑制することができる。

請求項４の発明によれば、電装系ユニットから発生する電磁ノイズの一部を、フレームを介して車体構成部材に効果的に逃がすことができる。また、別途設けた導電性ケーブルによって電磁ノイズの一部を逃がすので、フレームの断面積を小さくすることができる。

本発明の一実施形態の電装系ユニットが収容された車両後部を示す斜視図である。 図１において、信号線及び電装系ユニットの断面が見えるように、内装カバーを外して前後方向に沿って切断した車両後部の断面図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って切断した断面図である。 図２の円ＩＶで囲む部分の拡大図である。

以下、本発明の一実施形態に係る車両の電装系ユニット配置構造について、添付図面に基づいて説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。

図１及び図２に示すように、本実施形態の車両の電装系ユニット配置構造では、ハイブリッド車両１０のモータジェネレータ（図示せず）を作動させる、バッテリーモジュール２４を備えた電装系ユニット１１が、後部座席シート１６後方のラゲッジスペース１７の床下に設けられた凹部１８に収納されている。凹部１８は、車体構成部材の一部である金属製のフロアパネル２０を、下方に凹む容器状に形成することで、ラゲッジスペース１７の床下に設けられている。

フロアパネル２０は、その左右側方で車体構成部材の一部をなす左右のリヤサイドフレーム２１に接続されている。本実施形態のフロアパネル２０は、リヤサイドフレーム２１の上部を構成するリヤサイドフレーム一体型パネルであるが、リヤサイドフレーム２１は、フロアパネル２０と別体として、フロアパネル２０をリヤサイドフレーム２１と結合するようにしてもよい。また、車両前後方向における後部座席シート１６と電装系ユニット１１との間で、フロアパネル２０の上部には、車幅方向に延びてフロアパネル２０の捻じれを防ぐセンターブラケット１５がボルト締結されている。また、図４中、符号２３は、左右のリヤサイドフレーム２１を車幅方向で接続するクロスメンバである。

そして、電装系ユニット１１は、車幅方向に延設される前後一対の吊り下げフレーム１２によって吊り下げられて、フロアパネル２０に支持されている。具体的に、吊り下げフレーム１２の車幅方向両端部は、下方に左右のリヤサイドフレーム２１が位置するフロアパネル２０の上面にボルト１９によって固定され、電装系ユニット１１は、一対の吊り下げフレーム１２の車幅方向中間部に固定されている。なお、フロアパネル２０とリヤサイドフレーム２１とが別体で構成される場合、吊り下げフレーム１２は、リヤサイドフレーム２１に固定されてもよい。

図２及び図３も参照して、電装系ユニット１１は、上面に開口を有する有底箱状で樹脂製の収容ケース２２内に、バッテリーモジュール２４、インバータ２７、及びＤＣ／ＤＣコンバータなどを含むパワーコントロールユニット２８、３相電源ケーブル２９などを含む電装部品を収容する。インバータ２７及びパワーコントロールユニット２８は、バッテリーモジュール２４を収容するバッテリーケース２５の上方に設けられており、バッテリーケース２５をＰＣＵケース２６を介して吊り下げフレーム１２に固定することで、バッテリーモジュール２４を含むこれら電装部品が、吊り下げフレーム１２に固定されている。

また、収容ケース２２の後部には、車室内の空気を取り込んで収容ケース２２内に冷却風として供給する吸気ダクト３１と、冷却を終えた冷却風を収容ケース２２内から排出する排気ダクト３２とが接続されている。吸気ダクト３１は、収容ケース２２の右側後部から略水平に右側方へ延設された後、側壁に沿って垂直に立ち上って形成されており、上流端には、車室内に開口する開口部（図示せず）を有する。

排気ダクト３２は、収容ケース２２の左側後部から不図示の左側ホイールハウスの後方に延びている。排気ダクト３２の前端には、不図示の電動式のファンが設けられており、このファンが発生する負圧により吸気ダクト３１内に取り込まれた車室内の空気は、冷却風として収容ケース２２に供給されてバッテリーモジュール２４を含む電装部品を冷却した後、排気ダクト３２から排気される。

また、電装系ユニット１１の各電装部品の上面側には、鋼板などの金属製の蓋部材１３が配置されている。蓋部材１３は、収容ケース２２の上面開口部を図示しないクリップによって閉塞すると共に、４本のボルト３０によって、吊り下げフレーム１２の車幅方向中間部に上方から固定されている。また、蓋部材１３は、電装系ユニット１１の上面側に位置する上部１３ａと、吸排気ダクト３１、３２の電装系ユニット１１に対して反対側の側面を覆う後部１３ｂとが折り曲げ形成されている。これにより、蓋部材１３は、電装系ユニット１１から放射される電磁ノイズを効果的に遮断するノイズ受信部として機能する。

また、蓋部材１３とフロアパネル２０とは、複数の導電性ケーブル１４によって電気的に接続されている。一対の導電性ケーブル１４の一端に固着された接続端子３４ａは、ボルト３０によって車両前方側に配置された吊り下げフレーム１２に、蓋部材１３と共に固定されている。また、一対の導電性ケーブル１４の他端に固着された接続端子３４ｂは、センターブラケット１５の下方を通過して、ボルト３５よって電装系ユニット１１より前方のフロアパネル２０に固定されている。これにより、蓋部材１３とフロアパネル２０とは、導電性ケーブル１４によっても電気的に接続される。

図２に示すように、ハイブリッド車両１０の電装系ユニット１１より後方には、ハイマウントストップランプ３６、ＶＩＣＳアンテナ３７、リアカメラ３８、ライセンス灯３９、車外用スマートアンテナ４０、テールゲートロック４１などに接続される複数の信号線４２が配索されている。また、センターブラケット１５の車幅方向中央には、電装系ユニット１１から発生する電磁ノイズと周波数帯の異なる周波数帯で使用される室内用スマートアンテナ４３が配置されている。

上記のように構成された電装系ユニット配置構造において、電装系ユニット１１のパワーコントロールユニット２８や３相電源ケーブル２９などの電源用電装部品から放射される電磁ノイズのうち、前方及び側方に放射される電磁ノイズは、凹部１８を形成するフロアパネル２０で受信される一方、上方及び後方に放射される電磁ノイズは、蓋部材１３で受信されて遮断される。

蓋部材１３で受信された電磁ノイズの一部は、一対の吊り下げフレーム１２の締結ポイントＰ１〜Ｐ４のうち、締結ポイントＰ１〜Ｐ４が接近しているほうの距離Ｌ１を有するフロアパネル２０の左右側方付近に、一対の吊り下げフレーム１２を介して逃がされる。また、蓋部材１３で受信された電磁ノイズの一部は、該締結ポイントＰ１〜Ｐ４のうち、締結ポイントＰ１〜Ｐ４が離間しているほうの距離Ｌ２を有する、電装系ユニット１１より前方のフロアパネル２０の前方付近に、一対の導電性ケーブル１４を介して逃がされる。これにより、蓋部材１３で受信された電磁ノイズを効果的良く分散してフロアパネル２０に逃がすことができる。特に、導電性ケーブル１４は、電装系ユニット１１から放射される全周波数帯のうち、所定の周波数帯の電界強度を低減する効果を有する。

また、電装系ユニット１１から後方に放射される電磁ノイズは、蓋部材１３によって受信されて遮断され、また、蓋部材１３で受信された電磁ノイズは、吊り下げフレーム１２を介して車幅方向に、一対の導電性ケーブル１４を介して前方に逃がされるので、車両１０の後方に配置されている各種信号線４２に与える影響を最小限に抑制することができる。

なお、電装系ユニット１１とモータジェネレータとは、三相線電線ケーブル２９やフロアパネル２０を介して閉回路を構成しており、モータジェネレータから発生するノイズ（コモンモード電流）がフロアパネル２０を辿って電装系ユニット１１に入ってくるが、吊り下げフレーム１２とともに、この導電性ケーブル１４を利用することで、コモンモード電流を分散させることができ、コモンモードノイズによる電装系ユニット１１への影響も抑制することができる。

以上説明したように、本実施形態に係る車両の電装系ユニット配置構造によれば、電装系ユニット１１は、リヤサイドフレーム２１に締結される複数の吊り下げフレーム１２により吊り下げ支持されて、フロアパネル２０に設けられた凹部１８に配置されている。電装系ユニット１１の上面側に配置され、吊り下げフレーム１２と接続する金属製からなる蓋部材１３は、導電性ケーブル１４によって、吊り下げフレーム１２の各締結ポイントＰ１〜Ｐ４間の距離Ｌ２が離間している領域でフロアパネル２０に接続されているので、吊り下げフレーム１２を介して電磁ノイズを逃したフロアパネル２０の領域から離れた領域に、導電性ケーブル１４を介して電磁ノイズを逃がすので、蓋部材１３から電磁ノイズを効果的に逃がすことができる。

また、電装系ユニット１１に隣接配置された吸排気ダクト３１、３２を更に備え、蓋部材１３は、電装系ユニット１１の上面側及び吸排気ダクト３１、３２の電装系ユニット１１に対して反対側の側面を覆うように形成されている。導電性ケーブル１４は、蓋部材１３と、電装系ユニット１１に対して吸排気ダクト３１、３２と反対側の領域に位置するフロアパネル２０と、を接続しているので、電装系ユニット１１の後方に放射される電磁ノイズも蓋部材１３で効果的に受信してフロアパネル２０に逃がすことができ、電磁ノイズが外部機器に与える影響を効果的に抑制することができる。

更に、吸排気ダクト３１、３２が電装系ユニット１１より車両後方に隣接して配置されると共に、信号線４２が電装系ユニット１１より車両後方側に配置されている。また、複数の吊り下げフレーム１２は、車幅方向に延設して、凹部１８の車幅方向両側でフロアパネル２０に締結され、導電性ケーブル１４は、電装系ユニット１１の前方の領域でフロアパネル２０に接続されているので、吊り下げフレーム１２及び導電性ケーブル１４によって、信号線４２が配置される車両後方側と異なる領域に電磁ノイズを逃がして、電磁ノイズが信号線４２に及ぼす影響を最小限に抑制することができる。

また、複数の吊り下げフレーム１２は、凹部１８の上方を横切って車幅方向に延設され、両端部がリヤサイドフレーム２１に締結されると共に、各吊り下げフレーム１２の中間部が電装系ユニット１１に固定されているので、電装系ユニット１１から発生する電磁ノイズの一部を、吊り下げフレーム１２を介してリヤサイドフレーム２１に効果的に逃がすことができる。また、別途設けた導電性ケーブル１４によって電磁ノイズの一部を逃がすので、吊り下げフレーム１２の断面積を小さくすることができる。

尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
本実施形態では、蓋部材１３及び導電性ケーブル１４が、吊り下げフレーム１２に共締めされているが、導電性ケーブル１４は、単独で蓋部材１３に接続されるようにしてもよい。また、導電性ケーブル１４の本数は、本実施形態のように複数本であってもいし、１本であってもよい。
また、電装系ユニット１１の後方が凹部１８を構成するフロアパネル２０によって覆われている場合には、蓋部材１３は、電装系ユニット１１の上面側を覆う上部のみを有する構成であってもよい。

さらに、本実施形態では、適用車両としてハイブリッド自動車について説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、例えば、モータのみを駆動源とする電気自動車であってもよい。

１１ 電装系ユニット
１２ 吊り下げフレーム（フレーム）
１３ 蓋部材（ノイズ受信部）
１４ 導電性ケーブル
１８ 凹部
２０ フロアパネル（車体構成部材の一部）
２１ リヤサイドフレーム（車体構成部材の一部）
３１ 吸気ダクト（冷却用ダクト）
３２ 排気ダクト（冷却用ダクト）
４２ 信号線
Ｌ１，Ｌ２ 締結ポイントの距離
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４ 締結ポイント

Claims (4)

1. 車体構成部材に設けられた凹部に配置される車両用の電装系ユニットと、
   前記電装系ユニットを吊り下げ支持し、前記凹部の周辺で前記車体構成部材に締結される複数のフレームと、
   前記電装系ユニットの上面側に配置され、前記複数のフレームと電気的に接続する金属製のノイズ受信部と、
   を備える車両の電装系ユニット配置構造であって、
   前記ノイズ受信部と前記車体構成部材とは、前記複数のフレームのうち少なくとも一つのフレームおよび導電性ケーブルによって電気的に接続されることで、前記ノイズ受信部で受信する電磁ノイズを低減する経路を複数備えており、
   前記導電性ケーブルは、所定の周波数帯の電界強度を低減するとともに前記複数のフレームの各締結ポイントの距離が離間しているほうの領域で前記車体構成部材に接続されることを特徴とする車両の電装系ユニット配置構造。
2. 前記電装系ユニットに隣接配置されて前記電装系ユニットに冷却媒体を供給する冷却用ダクトを更に備え、
   前記ノイズ受信部は、前記電装系ユニットの上面側、及び前記冷却用ダクトの前記電装系ユニットに対して反対側の側面を覆うように形成され、
   前記導電性ケーブルの一端は前記ノイズ受信部に接続され、前記導電性ケーブルの他端は前記電装系ユニットに対して前記冷却用ダクトと反対側の前記領域で前記車体構成部材に接続されることを特徴とする請求項１に記載の車両の電装系ユニット配置構造。
3. 前記電装系ユニットを収容する前記凹部が車両後部に配置されると共に、前記電装系ユニットより車両後方側には信号線が配置されており、
   前記複数のフレームはそれぞれ、車幅方向に延設して、前記凹部に対して前記車幅方向両側で前記車体構成部材に締結され、
   前記導電性ケーブルは、前記電装系ユニットの前方の前記領域で前記車体構成部材に接続されることを特徴とする請求項１または２に記載の車両の電装系ユニット配置構造。
4. 前記複数のフレームそれぞれは、前記車体構成部材に設けられた前記凹部の上方を横切って車幅方向に延設され、
   前記各フレームの両端部が前記車体構成部材に締結されると共に、前記各フレームの中間部が前記電装系ユニットに固定されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両の電装系ユニット配置構造。

Images