JP2010226409A - 車両用通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】車両に装着された電子制御機器が増加してもワイヤーハーネスを構成する電線の本数を減らし、ワイヤーハーネスの長さを短くすると共に軽量化を図ることのできる車両用通信システムを提供する。
【解決手段】自動車内の電子制御機器間で信号の送受信を行う車両用通信システムであって、車両室内の左右両側にそれぞれ取り付けられＧａｔｅＷａｙ機能を備えた通信制御部１１，１２を有し、両側の通信制御部間は一対の高速通信バスライン１０で接続されることで、車両に装着された電子制御機器が増加してもワイヤーハーネスを構成する電線の本数を減らし、ワイヤーハーネスの長さを短くすると共に軽量化を図ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に装着された電子制御機器間で信号の送受信を行う車両用通信システムに関する。

従来から、車両に装着された電子制御機器間で信号の送受信を行う車両用通信システムが知られている（例えば特許文献１参照）。このような車両用通信システムの一例を図１０に示す。図１０から分かるように、従来の車両に装着された電子制御機器間の車両用通信システムは、例えば車両の左右のドアに装着されたドアロック用ＥＣＵとパワーウインドウ用ＥＣＵ、運転席パワーシート用ＥＣＵ、助手席パワーシート用ＥＣＵ、電源マネージメント用ＥＣＵ、ステアリングセンサ用ＥＣＵ、フロントミリ波レーダー制御用ＥＣＵ、リアミリ波レーダー制御用ＥＣＵ等をワイヤーハーネスによってメインボディＥＣＵに全て接続してこれらの電子制御機器をこのメインボディＥＣＵの１箇所でコントロールしていた。

特開２００８−８７５３４号公報

上述の従来型の車両用通信システムによると、一対の通信バスラインで各ＥＣＵ（以下、「ユニット」とする）間を往復しながら配索するため、車両に搭載される隅々へのユニットに接続する場合や接続するユニット数により通信線長が非常に長いものになり、これに伴い電線重量が増加し、ワイヤーハーネスの配索作業が大変になると共に車両軽量化の要請に反していた。

また、インパネ内にユニットが集中する場合には、往復する回路が増加するため、ワイヤーハーネスの電線径が太い径になってスペース的に制約条件の厳しいインパネ内のワイヤーハーネスの配索作業が困難になっていた。

また、分岐内蔵コネクタ部の圧接を介して一対の通信バスラインを各ユニットに配索するため、通信バスラインの故障時には各ユニットへの通信不具合の影響が大きくなっていた。

また、車両のグレード差に応じて、通信バスライン長を増加する必要があるため、ハーネス品番が増え、在庫管理上の問題が生じていた。また、通信バスラインを増やす場合には電線本数が増加するので、これに伴い電線重量が増加し、ワイヤーハーネスの配索作業が大変になると共に車両軽量化の要請に反していた。

本発明の目的は、車両に装着された電子制御機器が増加してもワイヤーハーネスを構成する電線の本数を減らし、ワイヤーハーネスの長さを短くすると共に軽量化を図ることのできる車両用通信システムを提供することにある。

上述の課題を解決するために、本発明の請求項１に係る車両用通信システムは、
自動車内の電子制御機器間で信号の送受信を行う車両用通信システムであって、車両室内の左右両側にそれぞれ取り付けられＧａｔｅＷａｙ機能を備えた通信制御部を有し、前記両側の通信制御部間は一対の高速通信バスラインで接続されることを特徴としている。

本発明によると、それぞれがＧａｔｅＷｅｙ機能を備えた左右両側の通信制御部間を一対の高速通信バスラインで接続することで、この部分の通信バスラインが簡素化され、電線径や電線本数が削減されて電線重量が軽量化できる。これによって、ワイヤーハーネスの重量が軽くなると共にワイヤーハーネス径も小さくなり、ワイヤーハーネスの長さも短くなって車両への配索作業が容易になる。また、車両の軽量化にも貢献する。

また、本発明の請求項２に係る車両用通信システムは、
自動車内の電子制御機器間で信号の送受信を行う車両用通信システムであって、車両室内の前後両側にそれぞれ取り付けられＧａｔｅＷａｙ機能を備えた通信制御部を有し、前記前後両側の通信制御部間は一対の高速通信バスラインで接続されることを特徴としている。

請求項２に記載の発明によると、それぞれがＧａｔｅＷｅｙ機能を備えた前後両側の通信制御部間を一対の高速通信バスラインで接続することでこの部分の通信バスラインが簡素化されるので、電線径や電線本数が削減され電線重量が軽量化できる。これによって、ワイヤーハーネスの重量が軽くなると共にワイヤーハーネス径も小さくなり、ワイヤーハーネスの長さも短くなって車両への配索作業が容易になる。また、車両の軽量化にも貢献する。

また、本発明の請求項３に係る車両用通信システムは、請求項１に記載の車両用通信システムにおいて、
前記両側の通信制御部は、高速通信バスラインの他に中低速通信バスラインを有し、それぞれ車両前後方向に装着された電子制御機器に接続可能なことを特徴としている。

請求項３に記載の発明によると、車両室内の左右両側の通信制御部から車両前後方向に位置する電子制御機器を通信バスラインで接続することで、電子制御機器同士をより近傍で接続することが可能となり、通信バスラインを短縮することができ電線重量が軽量化できる。これによって、ワイヤーハーネスの重量が軽くなると共にワイヤーハーネス径も小さくなり、ワイヤーハーネスの長さも短くなって車両への配索作業が容易になる。また、車両の軽量化にも貢献する。

また、本発明の請求項４に係る車両用通信システムは、請求項１乃至請求項３の何れかに記載の車両用通信システムにおいて、
前記中低速通信バスラインは、幹線ラインから複数の支線ラインに分岐接続する集中分岐型の分岐コネクタに接続され、前記分岐コネクタは、中速通信バスラインと低速通信バスラインを同一の分岐コネクタに接続するハイブリッド型分岐コネクタからなることを特徴としている。

請求項４に記載の発明によると、異なる通信バスラインを同一の分岐コネクタに接続するため、分岐コネクタの使用数の削減、コストダウンを実現できる。

また、高速通信バスラインは、十分な通信容量を備えていることから、車両グレードによりＥＣＵ数が増加した場合にバスラインを追加する必要がなく、ＥＣＵの増減に対して柔軟な拡張性を有し、電線本数の削減に効果がある。

また、本発明の請求項５に係る車両用通信システムは、請求項１乃至請求項４の何れかに記載の車両用通信システムにおいて、
前記通信制御部間を接続する高速通信バスラインは、高速用ＦｌｅｘＲａｙ通信ラインからなり、車両のインパネ内に配索され、前記中速通信バスラインは低速用ＦｌｅｘＲａｙ通信ラインからなり、前記低速通信バスラインはＣＡＮ通信ラインからなり、前記中速通信バスライン及び低速通信バスラインは、それぞれ車両前後方向に装着された電子制御機器に接続されることを特徴としている。

請求項５に記載の発明によると、車両に装着された電子制御機器が増加してもワイヤーハーネスを構成する電線の本数を減らし、ワイヤーハーネスの長さを短くすると共に軽量化を図ることができる。その結果、配索スペースの限られる車両のインパネ内へのワイヤーハーネスの配索作業の作業性を向上させると共に、インパネ自体の軽量化及びコスト低減に貢献する。

また、本発明の請求項６に係る車両用通信システムは、請求項１乃至請求項５の何れかに記載の車両用通信システムにおいて、
前記ハイブリッド型分岐コネクタは、通信線路内に発生する反射波の周波数帯域の信号成分を減衰させるフィルタ回路を中速通信バスライン側に有することを特徴としている。

請求項６に記載の発明によると、ハイブリッド型分岐コネクタに設けたフィルタ回路により、中速通信バスラインに発生するバス信号のリンギングを素早く減衰する効果がある。

本発明によると、車両に装着された電子制御機器が増加してもワイヤーハーネスを構成する電線の本数を減らし、ワイヤーハーネスの長さを短くすると共に軽量化を図ることのできる車両用通信システムを提供することができる。

本発明の一実施形態に係る車両用通信システムによる配索方法を示す説明図である。 図１に示した車両用通信システムにおいて、一対の高速通信バスラインで接続され車両室内の左右両側に搭載された通信制御部と、左側の通信制御部に接続したハイブリッド型分岐コネクタを示す説明図である。 図２に示したハイブリッド型分岐コネクタの内部回路構成を示す説明図である。 本発明のハイブリッド型分岐コネクタに使用される積層ジョイントコネクタの分解斜視図である。 図４に示した積層ジョイントコネクタの回路基板の雄端子立設側と反対側面を示す平面図である。 図５に示した回路基板に実装された歪抑制回路及びランドを示す拡大平面図である。 図５に示した回路基板の雄端子立設側（表側）の平面図である。 図５及び図７に示した回路基板の側面図である。 本発明の一実施形態の変形例に係る車両用通信システムによる配索方法を示す説明図である。 従来の車両用通信システムによる配索方法を示す説明図である。

以下、本発明の一実施形態に係る車両用通信システムについて図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る車両用通信システムによる配索方法を示す説明図である。また、図２は、図１に示した車両用通信システムにおいて、一対の高速通信バスラインで接続され車両室内の左右両側に装着された通信制御部と、左側の通信制御部に接続したハイブリッド型分岐コネクタ及びこの分岐コネクタ接続される中速通信ＥＣＵと低速通信ＥＣＵを示す説明図である。また、図３は、図２に示したハイブリッド型分岐コネクタの内部回路構成を示す説明図である。

なお、以下の説明において、車両室内の左右両側の例としては、ダッシュボードの左右端などが挙げられ、車両室内の前後両側の例としては、ダッシュボードの中央とトランクルーム、若しくはエンジンルーム（室内側）とトランクルームなどが挙げられる。しかしながら、これはあくまで一例を示したもので、車両室内の左右両側や前後両側は、これら特定の場所に限定されるものではない。

本発明の一実施形態に係る車両用通信システムは、自動車内の電子制御機器間で信号の送受信を行う車両用通信システムであって、車両室内の左右両側にそれぞれ取り付けられＧａｔｅＷａｙ機能を備えた通信制御部１１，１２を有し、左右両側の通信制御部間は一対の高速通信バスライン１０で接続されている。また、左右両側の通信制御部１１，１２は、高速通信バスライン１０の他に中低速通信バスライン３０（３１，３２），４０（４１，４２，４３，４４）を有し、それぞれ車両前後方向に装着された電子制御機器に接続している。

そして、中低速通信バスライン３０，４０は、図２に示すように、幹線ラインから複数の支線ラインに分岐接続する集中分岐型の分岐コネクタに接続されている。分岐コネクタは、中速通信バスラインと低速通信バスラインを同一の分岐コネクタに接続するハイブリッド型分岐コネクタ５０からなる。

通信制御部１１，１２を構成するＧａｔｅＷａｙ機能を有するＥＣＵは、通信プロトコルの異なる通信回路をそれぞれ内蔵している。この異なる通信回路は、ＦｌｅｘＲａｙ（高速５Ｍｂｐｓ〜）、ＦｌｅｘＲａｙ（低速〜２．５Ｍｂｐｓ）、ＣＡＮ（〜１Ｍｂｐｓ）からなる。

そして、ＧａｔｅＷａｙ内蔵ＣＰＵが各通信ラインから受信したデータのうち、異なるバスへ送信する必要があるデータを受信すると、各通信プロトコルに合ったデータに変換して送信する。

また、車両左右で独立した通信ネットワークを構成し、通信ネットワークの一方側の通信データをもう一方側の通信ネットワークに送信する場合には、ＧａｔｅＷａｙ間に接続する高速通信バスライン１０を介して左右ＧａｔｅＷａｙ間で通信データを授受し、もう一方側の通信ネットワークに通信データが送られるようになっている。

ここでＧａｔｅＷａｙ機能とは、それぞれの通信ネットワークからの情報データを状況に応じて相互通信処理を行い、データの交換、照合、優先順位の決定といった通信データの管理をする機能のことをいう。

通信制御部間を接続する高速通信バスライン１０は、高速用ＦｌｅｘＲａｙ通信からなり、中速通信バスライン３０は低速用ＦｌｅｘＲａｙ通信からなる。また、低速通信バスライン４０はＣＡＮ通信からなる。そして、中速通信バスライン３０及び低速通信バスライン４０はそれぞれ車両前後方向に装着された電子制御機器に接続されている。ここで、ＦｌｅｘＲａｙとは、次世代の自動車としてより安全性や快適性を要求されていることに伴う車両の制御システムのデータ量の増加や複雑化に対応する高速でかつ信頼性の高いネットワークを構築するための通信プロトコルである。また、ＣＡＮとは、従来から車両の制御システムに用いられてきた通信プロトコルである。

ハイブリッド型分岐コネクタ５０は、図２に示すように、通信線路内に発生する反射波の周波数帯域の信号成分を減衰させるフィルタ回路５０ａ，５０ｂを中速通信バスライン側に有している。

以下、これらの各構成要素を詳細に説明する。高速通信バスラインで接続され車両室内の左右両側に搭載された一対の通信制御部１１，１２は、上述したようにＧａｔｅＷａｙ機能を有するＥＣＵからなり、図１に示すように、通信速度５Ｍｂｐｓの高速用ＦｌｅｘＲａｙ通信回路、通信速度２．５Ｍｂｐｓの中速用ＦｌｅｘＲａｙ通信回路、通信速度５００ｋｂｐｓ又は２５０ｋｂｐｓの低速用ＣＡＮ通信回路と、これらの通信回路間のデータを受信／変換／転送する受信／変換／転送ＣＰＵ１１ｄ，１２ｄを有している。

なお、この受信／変換／転送ＣＰＵ１１ｄ，１２ｄは、通信プロトコルであるＦｌｅｘＲａｙ及びＣＡＮ、並びに高速通信バスラインに利用されるＧａｔｅＷａｙ間の調整を図る機能を有している。

高速用ＦｌｅｘＲａｙ通信回路１１ａ，１２ａは、車両室内の左右両側に搭載された通信制御部間を接続するのに利用され、この高速用ＦｌｅｘＲａｙ通信回路間は通信速度５Ｍｂｐｓの高速通信バスライン１０で接続されている。

高速用ＦｌｅｘＲａｙ通信回路１１ａ，１２ａを接続する高速通信バスライン１０には拠り線（ツイスト線）が利用されているが、この代わりに光ファイバを利用しても良い。なお、高速通信バスライン１０は、本実施形態の場合、詳細には図示しない車両のインパネ（インストルメントパネル）内に配索されている。しかしながら、この代わりにボディのレインフォース内に配索して高速通信バスライン１０の保護を図ようにしても良い。

車両左側の通信制御部の中速用ＦｌｅｘＲａｙ通信回路１１ｂは、図２に示すように、ハイブリッド型分岐コネクタ５０と幹線ライン又は支線ラインを介して車両左側に搭載された複数の中速通信ＥＣＵに接続されている。また、車両右側の通信制御部１２の中速用ＦｌｅｘＲａｙ通信回路１２ｂは、図２では図示しないが、ハイブリッド型分岐コネクタと幹線ライン又は支線ラインを介して車両右側に搭載された複数の中速通信ＥＣＵに接続されている。ここで、幹線ラインとは、終端回路と終端回路間を結ぶバスラインと定義する。

車両左側に搭載された複数の中速通信ＥＣＵの具体例としては、図１に示すように、トランスミッションＥＣＵ、エンジンＥＣＵ、ドライビングサポートＥＣＵ、インテリジェントパーキングアシストＥＣＵ、シートベルトＥＣＵ、フロントミリ波ＥＣＵなど高速の応答性が必要とされるＥＣＵが挙げられる。また、車両右側に搭載された複数の中速通信ＥＣＵの具体例としては、図１に示すように、スキッドコントロールＥＣＵ、サスペンションＥＣＵ、ヨーレートＥＣＵ、ステアリングセンサＥＣＵ、リアミリ波ＥＣＵなど高速の応答性が必要とされるＥＣＵが挙げられる。

車両左側の通信制御部１１の低速用ＣＡＮ通信回路１１ｃは、ハイブリッド型分岐コネクタと幹線ライン又は支線ラインを介して車両左側に搭載された複数の低速通信ＥＣＵに接続されている。また、車両右側の通信制御部１２の低速用ＣＡＮ通信回路１２ｃは、図２では図示しないが、ハイブリッド型分岐コネクタと幹線ライン又は支線ラインを介して車両右側に搭載された複数の低速通信ＥＣＵに接続されている。

ここで、車両左側に搭載された複数の低速通信ＥＣＵのうち通信速度５００ｋｂｐｓの具体例としては、図１に示すように、Ａ／Ｂ用ＥＣＵ、Ａ／Ｃ用ＥＣＵ、マルチディスプレイＥＣＵなど高速の応答性がさほど必要とされないＥＣＵが挙げられる。また、車両右側に搭載された複数の低速通信ＥＣＵの具体例としては、図１に示すように、ドライバーモニタＥＣＵ、アクティブヘッドレストＥＣＵ、オブジェクトレコグニッションＥＣＵ、メインボディーＥＣＵなど高速の応答性がさほど必要とされないＥＣＵが挙げられる。

また、車両左側に搭載された複数の低速通信ＥＣＵのうち通信速度２５０ｋｂｐｓの具体例としては、図１に示すように、バスバッファＥＣＵ、リモートセキュリティＥＣＵ、照合ＥＣＵ、助手席ドアＥＣＵ、助手席パワーシートＥＣＵ、後席左ドアＥＣＵ、リア席パワーシートＥＣＵ、ラゲージクローザーＥＣＵなど高速の応答性が特に必要とされないＥＣＵが挙げられる。また、車両右側に搭載された複数の低速通信ＥＣＵの具体例としては、図１に示すように、フロントコントローラＥＣＵ、スパイラルケーブルＥＣＵ、インテグレーションスイッチＥＣＵ、コンビスイッチＥＣＵ、運転席ドアＥＣＵ、後席右ドアＥＣＵ、運転席パワーシートＥＣＵ、チルテレＥＣＵなど高速の応答性が特に必要とされないＥＣＵが挙げられる。

なお、複数の中速通信ＥＣＵのうち、何れか２つのＥＣＵに終端回路３５，３６が備わっている。また、複数の低速通信ＥＣＵのうち、何れか２つのＥＣＵに終端回路４５，４６が備わっている。この終端回路３５，３６，４５，４６は、中速通信ＥＣＵ及び低速通信ＥＣＵの双方とも幹線ライン又は支線ラインに接続されている。なお、これらの終端回路３５，３６，４５，４６は、中速通信ＥＣＵの場合も低速通信ＥＣＵの場合もそれぞれ他の支線回路から２ｍ以内に配置されることを条件として接続されている。

ハイブリッド型分岐コネクタ５０には、通信線路内に発生する反射波の周波数帯域の信号成分を減衰させるフィルタ回路５０ａ，５０ｂが備わっている。フィルタ回路５０ａ，５０ｂを備える理由については、以下の通りである。

車両用通信システムの通信線路内においては、一般に伝送速度が上がるほど信号波形が乱れる傾向がある。この波形乱れの主な原因はインピーダンス不整合に起因する信号の反射にあり、信号線の分岐点ではインピーダンス不整合が発生する。そのため、中速通信ラインはパッシブバストポロジにおける分岐部の反射を抑えるために、高周波に対するインピーダンスを高くするフィルタ回路を分岐コネクタに有する。

フィルタ回路５０ａ，５０ｂは、抵抗とコイルの並列接続回路であり、高い周波数帯域に生じる反射波をフィルタ回路によって効率的に減衰させることができる。

続いて、係るフィルタ回路５０ａ，５０ｂを備えたハイブリッド型分岐コネクタ５０の一例をなす具体例を以下に説明する。本実施形態では、ハイブリッド型分岐コネクタに積層ジョイントコネクタ１０１を用いている。

以下に積層ジョイントコネクタ１０１について図面に基づいて説明する。図４は本実施形態に用いられる積層ジョイントコネクタ１０１の分解斜視図である。本発明の一実施形態に係る積層ジョイントコネクタ１０１は、同図から明らかなように、互いに積層されるハウジング１２５と、ハウジング１２５の上部に被せられるカバー１２２と、積層されたハウジング１２５とこの上部に被せられたカバー１２２を収容する四角筒状のアッパーケース１３０と、アッパーケース１３０の一方の開口部１３１から積層されたハウジング１２５に雄端子１１１を挿入する回路基板アッシー１１０と、アッパーケース１３０と協働して回路基板２００を挟み込むロアケース１４０を備えている。

ハウジング１２５は、例えば成型性に優れたＰＰ（ポリプロピレン）でできており、信号線の端部に備わった雌端子（ハーネス側端子）を並列に収容する端子収容部を備えると共に、隣接するハウジング１２５に収容された雌端子に係合する片持ち梁状のランスを備えている。また、ハウジング１２５の各側部には隣接するハウジング１２５やカバー１２２と係合する係合凸部及び係合凹部が備わっている。また、ハウジング１２５の底面には隣接するハウジング１２５の窓部を介してハウジング内に入り込んで隣接するハウジング１２５に収容された図示しない雌端子（ハーネス側端子）の抜けを防止する係止突起が幅方向所定間隔を隔てて形成されている。そして、ハウジング１２５を積層させて更にその上面にカバー１２２を係合させることでハウジングアッシー１２０が構成されるようになっている。

アッパーケース１３０は、例えば成型性に優れたＰＰ（ポリプロピレン）でできており、上述したように四角筒型形状を有し、ハウジングアッシー１２０を一方の開口部１３１から挿入した際にハウジングアッシー１２０がアッパーケース１３０の他方の開口部１３２に向かって摺動するように対向する内壁面にガイド溝１３３が備わっている。

回路基板アッシー１１０は矩形状の回路基板２００と、回路基板２００と一方の面（表側面）に平面視マトリックス状に立設した雄端子１１１等から構成されている。なお、回路基板２００の詳細な構造については、本発明の要旨に関わるので後に詳細に説明する。

ロアケース１４０は、例えば成型性に優れたＰＰ（ポリプロピレン）でできており、アッパーケース１３０に収容されたハウジングアッシー内の雌端子に回路基板から立設した雄端子１１１が十分嵌合するように回路基板２００をアッパーケース１３０に押し付けると共に、この押し付け後にアッパーケース１３０と係合して回路基板２００をケース内に確実に収容するようになっている。

図５は、図４に示した積層ジョイントコネクタ１０１の回路基板２００の雄端子立設側と反対側（裏側）の平面図である。また、図６は、図５に示した回路基板２００に実装されたフィルタ回路（歪抑制回路）２３０及びランド２５０を示す拡大平面図である。また、図７は、図５に示した回路基板２００の雄端子立設側（表側）の平面図である。また、図８は、図５及び図７に示した回路基板２００の側面図である。

そして、本実施形態に用いられる積層ジョイントコネクタ１０１は、車搭用通信プロトコルの一つであるＦｌｅｘＲａｙと呼ばれる車両内での通信を行うための通信線の終端接続回路においても使用できるようになっている。

なお、本実施形態においては、冗長性を持たせてフォルトトレラント（耐故障性）を向上させるために、信号線をデュアルチャンネルとし、このデュアルチャンネルの信号線の終端部が一つの積層ジョイントコネクタ１０１に接続されるようになっている。

回路基板２００には上述したように表側面に雄端子１１１が多数立設すると共に、裏側面にこれら雄端子１１１とそれぞれを電気的に接続した基端部２１１が多数備わっている。複数の雄端子１１１は、車両用通信プロトコルとしてのＦｌｅｘＲａｙに対応する通信線のハーネス側端子と接続されるようになっており、フォルトトレラント（耐故障性）を実効あらしめるために、第１の端子群（チャンネル１）及び第２の端子群（チャンネル２）からなっている。従って、図５に示す各雄端子の基端部も基板上に並列に隣接するチャンネル１（２１０Ａ）とチャンネル２（２１０Ｂ）の２つのグループのチャンネル群として配置されている。

なお、以下の説明では一方のチャンネル（チャンネル１）の回路配置構成について述べるが、他方のチャンネル（チャンネル２）の回路配置構成についても同様である。

チャンネル１（２１０Ａ）において回路基板２００の裏側面には雄端子１１１の基端部２１１、終端接続回路２２０、フィルタ回路２３０、グランドパターン（アースパターン）２６０が形成されている。これらの構成要素の接続関係は以下の通りとなっている。

雄端子１１１の基端部２１１は、チャンネル１においては図５に示すように、それぞれ７個からなる第１の基端部列及び第２の基端部列から構成されている。そして、各基端部２１１は、図中左側を底辺とし右側を幅狭の対向辺とした異型の台形形状を有したランド２５０の中心部に位置している（図６参照）。

即ち、雄端子１１１と電気的に接続するランド２５０が、雄端子１１１と隣接しかつランド２５０と直接電気的に接続していないフィルタ回路２３０との干渉を防止する形状を有している。

フィルタ回路２３０は、各雄端子１１１にそれぞれ１つずつ対応して実装された抵抗（Ｒ）２３１とインダクタンス（Ｌ）２３２からなり、それぞれの一端が各雄端子１１１の基端部２１１の周囲のランド２５０と電気的に接続している。即ち、本実施形態の場合、図５に示すように１列目の７つの雄端子１１１にそれぞれ１つの抵抗２３１と１つのインダクタンス２３２が対応して実装され、２列目の７つの雄端子１１１にもそれぞれ１つの抵抗２３１と１つのインダクタンス２３２が対応して実装されている。

また、抵抗２３１とインダクタンス２３２のそれぞれの他端は共通バス２３５に接続されている。即ち、フィルタ回路２３０は、一端が雄端子１１１のランドと一体化したランド２５０に接続され、他端が共通バス２３５に接続された並列回路を形成している。

終端接続回路２２０は２組実装され、それぞれ２つの抵抗（Ｒ）２２１，２２２と１つのコンデンサ（Ｃ）２２３とからなり、各抵抗２２１，２２２の一端がそれぞれ共通バス２３５に接続され、他端がコンデンサ２２３に接続されている。コンデンサ２２３の他端は、回路基板２００の裏面に幅広の略Ｌ字状をなしてパターニングされたグランドパターン（アースパターン）２６０に接続している。

グランドパターン２６０が図５に示すように配置されることによって、回路基板裏側面において雄端子１１１の基端部２１１とグランドパターン２６０とが少なくとも一部のフィルタ回路２３０を挟んだ（囲んだ）状態で配置されている。

一方、回路基板２００の雄端子立設面、即ち表側面にも、グランドパターンが形成されている。このグランドパターン２７０は、図７に示すように、平面視略Ｌ字状をなし、この回路基板の表面側に設けられたグランドパターン２７０と上述した裏側面に設けられたグランドパターン２６０とは回路基板２００を挟んで互いに対向する位置関係となっている。また、ここでは詳細断面を図示しないが、基板表面側のグランドパターン２７０と裏側面のグランドパターン２６０とはスルーホール２８０を介して電気的に接続されている。

なお、図５中のグランドパターン２６０の横方向延在部の幅Ｗａよりも図７中のグランドパターン２７０の横方向延在部Ｗｂの方が広くなっている。これは、グランドパターン２７０の図中横方向延在部が、回路基板２００の表側面であって終端接続回路２２０の形成位置と対向する位置に設けられているからである。

なお、チャンネル２における雄端子の基端部がほぼ中央に備わったランド、このランドに一端が接続された抵抗とインダクタンスからなるフィルタ回路、フィルタ回路の他端に共通バスを介して接続された抵抗とコンデンサからなる終端接続回路、終端接続回路の他端に接続されたグランドパターンの構成及び位置関係についても同様である。

続いて、上述した構成を有する積層ジョイントコネクタ１０１の作用について説明する。このような積層ジョイントコネクタ１０１を信号線の終端接続部として利用することで、信号線に重畳したノイズが終端接続回路２２０と雄端子１１１の双方に電気的に接続されるフィルタ回路２３０によって取り除かれる。積層ジョイントコネクタ１０１は多数の信号線の終端部をまとめて接続する機能を有しているので、多数の信号線のノイズ除去をこの積層ジョイントコネクタ１０１においてまとめて行なうことが可能となる。

また、雄端子１１１と電気的に接続される基端部２１１が回路基板２００の裏側面に備わり、回路基板裏側面において雄端子１１１の基端部２１１とグランドパターン２６０とが複数実装されたフィルタ回路２３０の一部を挟んだ状態で配置されているので、フィルタ回路２３０によるノイズ除去の効果をより高める。

また、回路基板２００の裏側面に設けられ、雄端子１１１に電気的に接続するランド２５０が、図６に示すようにフィルタ回路２３０の一方の側の端部のランドを兼ねている。この結果、雄端子１１１とフィルタ回路２３０の一方の端部のランドを一体化するので、フィルタ回路２３０と雄端子１１１との距離が短くなり、フィルタ回路２３０によるノイズ除去の効果が高まる。また、ランド２５０の面積が小さくなることで、回路基板全体の小型化を図ることも可能となる。

また、雄端子１１１と電気的に接続するランド２５０が、雄端子１１１と隣接するがランド２５０と電気的に直接接続していないフィルタ回路２３０との干渉を防止する形状を有しているので、雄端子１１１がこの隣接するフィルタ回路２３０にノイズの影響を与えることを防止すると共に、回路基板全体の小型化を図ることができる。

また、回路基板２００の表側面でグランドパターン２６０の対向する面に更なるグランドパターン２７０を形成したので、グランドパターン２６０，２７０が回路基板２００の表裏に備わっていることになる。その結果、グランドパターン全体の面積を大きく確保し、ノイズ低減の効果を高めている。

なお、これに加えて回路基板２００の表面で回路基板裏面の終端接続回路２２０に対向する位置にもグランドパターン２７０が形成されているので、ノイズ除去の効果を高めている。

また、回路基板２００の裏側面に形成されたグランドパターン２６０と、回路基板２００の表側面に形成されたグランドパターン２７０がスルーホール２８０を介して電気的に接続されているので、ノイズ低減の効果を高めている。

また、本発明に係る積層ジョイントコネク１０１を、車両の通信規格プロトコルであるＦｌｅｘＲａｙにおける信号線の終端接続部として用いているので、車両の電子機器や電気機器間及び制御コントローラとの通信の信頼性を高めている。

続いて、本発明の一実施形態に係る車両用通信システムの変形例について説明する。なお、上述の実施形態と同等の構成については対応する符号を付して詳細な説明を省略する。図９は、本発明の一実施形態の変形例に係る車両用通信システムによる配索方法を示す説明図である。図９から明らかなように、本変形例は、自動車内の電子制御機器間で信号の送受信を行う車両用通信システムであって、車両室内の前後両側に取り付けられる通信制御部１１’，１２’を有し、前後両側の通信制御部間は一対の高速通信バスライン１０’で接続されている。また、前後両側の通信制御部１１’，１２’は、高速通信バスライン１０’の他に中低速通信バスラインを有し、それぞれ車両左右方向に装着された電子制御機器に接続している。

そして、中低速通信バスライン３０’，４０’は、幹線ラインから複数の支線ラインに分岐接続する集中分岐型の分岐コネクタに接続されている。分岐コネクタは、中速通信バスライン３０’と低速通信バスライン４０’を同一の分岐コネクタに接続するハイブリッド型分岐コネクタからなる。

通信制御部間を接続する高速通信バスライン１０’は、高速用ＦｌｅｘＲａｙ通信ラインからなり、中速通信バスライン３０’は低速用ＦｌｅｘＲａｙ通信ラインからなる。また、低速通信バスライン４０’はＣＡＮ通信ラインからなる。そして、中速通信バスライン３０’及び低速通信バスライン４０’はそれぞれ車両前後方向に装着された電子制御機器に接続されている。

即ち、本変形例においては、ＧａｔｅＷａｙ機能を有するＥＣＵからなる通信制御部１１’，１２’が車両室内の前側と後側にそれぞれ配置され、両通信制御部間を上述の実施形態と同等の通信速度５ＭｂｐｓのＦｌｅｘＲａｙからなる高速通信バスライン１０’で接続している。また、図９に示す一方の（車両左側の）ハイブリッド型分岐コネクタ５０’から明らかなように、車両前側の通信制御部１１’，１２’にハイブリッド型分岐コネクタ５０’を介して接続される複数の中速通信ＥＣＵ及び低速通信ＥＣＵが接続されている。

図９に示すように、車両前側の通信制御部には、複数の中速通信ＥＣＵが、上述の実施形態と同様に幹線ライン及び支線ラインを介して通信速度２．５ＭｂｐｓからなるＦｌｅｘＲａｙを介して接続されている。同様に、車両前側の通信制御部１１’には、複数の低速通信ＥＣＵが幹線ライン及び支線ラインで繋がれ、その機能に応じて通信速度５００ＫｂｐｓのＣＡＮ又は２５０ＫｂｐｓのＣＡＮで通信が行われている。なお、複数の中速通信ＥＣＵのうち２つのＥＣＵには、上述の実施形態と同様に終端回路３５’，３６’が備わり、幹線ラインを介してハイブリッド型分岐コネクタと接続されている。また、複数の低速通信ＥＣＵのうち２つのＥＣＵには、上述の実施形態と同様に終端回路４５’，４６’が備わり、幹線ラインを介してハイブリッド型分岐コネクタ５０’と接続されている。なお、この終端回路は幹線ラインに接続するのに限定されず、支線ラインに接続しても良い。

なお、ハイブリッド型分岐コネクタ５０’には、上述の実施形態と同様の積層ジョイントコネクタ１０１が利用され、この積層ジョイントコネクタには通信線路内に発生する反射波の周波数帯域の信号成分を減衰させるフィルタ回路が上述の通り備わっている。

本発明の有効性を立証するために以下の評価を行ったので、その内容を説明する。

この評価において、本実施例としては図１に示す本発明において提案した車両用通信システムの配索方法を用いた場合の電線重量、電線本数、総電線長について測定した。一方比較例としては、図１０に示した従来の車両通信システムの配索方法を用いた場合の電線重量、電線本数、総電線長を測定した。

その結果、図１０に示した従来タイプの比較例の場合、電線重量が８９０ｇ、電線本数が２０４本、総電線長が２２４ｍであったのに対し、本実施例の場合、電線重量が６００ｇ、電線本数が１５４本、総電線長が１５１ｍとなった。即ち、本実施例においては比較例に対して、電線重量の点で２９０ｇの軽量化が測られ、電線本数は５０本削減でき、総電線長は７３ｍ短くなった。このうち、電線重量削減の要因としては、基幹バス（バックボーン）による配線統合効果によって電線重量が１７０ｇ軽量化され、車両左右で近傍ＥＣＵを接続したことによる線長短縮効果によって電線重量が１２０ｇ軽量化したことが分かった。これによって従来例の車両用通信システムに比べた本発明の車両用通信システムの有用性を確認できた。

以上説明したように、本発明に係る車両用通信システムによると、それぞれがＧａｔｅＷｅｙ機能を備えた車両の左右両側又は前後両側の通信制御部間を一対の高速通信バスラインで接続することでこの部分の通信バスラインが簡素化されるので、電線径や電線本数が削減されて電線重量が軽量化できる。これによって、ワイヤーハーネスの重量が軽くなると共にワイヤーハーネス径も小さくなり、ワイヤーハーネスの長さも短くなって車両への配索作業が容易になる。また、車両の軽量化にも貢献する。

好ましくは、前者の両側の通信制御部は、高速通信バスラインの他に中低速通信バスラインを有し、それぞれ車両前後方向に装着された電子制御機器に接続可能であるのが良い。

左右両側の通信制御部から車両前後方向に位置する電子制御機器を通信バスラインで接続することで、電子制御機器同士をより近傍で接続することが可能となり、通信バスラインの短縮が可能となり電線重量が軽量化できる。これによって、ワイヤーハーネスの重量が軽くなると共にワイヤーハーネス径も小さくなり、ワイヤーハーネスの長さも短くなって車両への配索作業が容易になる。また、車両の軽量化にも貢献する。

また、中低速通信バスラインは、幹線ラインから複数の支線ラインに分岐接続する集中分岐型の分岐コネクタに接続され、分岐コネクタは、中速通信バスラインと低速通信バスラインを同一の分岐コネクタに接続するハイブリッド型分岐コネクタからなるのが良い。

異なる通信バスラインを同一の分岐コネクタに接続するため、分岐コネクタの使用数の削減、コストダウンを実現できる。

また、高速通信バスラインは、十分な通信容量を備えていることから、車両グレードによりＥＣＵ数が増加した場合にバスラインを追加する必要がなく、ＥＣＵ増減に対して柔軟な拡張性を有し、電線本数の削減に効果がある。

また、好ましくは、通信制御部間を接続する高速通信バスラインは、高速用ＦｌｅｘＲａｙ通信からなり、車両のインパネ内に配索され、中速通信バスラインは低速用ＦｌｅｘＲａｙ通信からなり、低速通信バスラインはＣＡＮ通信からなり、中速通信バスライン及び低速通信バスラインは、それぞれ車両前後方向に装着された電子制御機器に接続されるのが良い。

車両に装着された電子制御機器が増加してもインパネ内のワイヤーハーネスを構成する電線の本数を減らし、インパネ内のワイヤーハーネスの長さを短くすると共に軽量化を図ることができる。

また、好ましくは、ハイブリッド型分岐コネクタは、通信線路内に発生する反射波の周波数帯域の信号成分を減衰させるフィルタ回路を中速通信バスライン側に有するのが良い。

ハイブリッド型分岐コネクタに設けたフィルタ回路により、高速通信にラインに発生するバス信号のリンギングを素早く減衰する効果がある。

１０，１０’ 高速通信バスライン
１１，１１’ 通信制御部
１２，１２’ 通信制御部
１１ａ，１２ａ 高速用ＦｌｅｘＲａｙ通信回路
１１ｂ，１２ｂ 中速用ＦｌｅｘＲａｙ通信回路
１１ｃ，１２ｃ 低速用ＣＡＮ通信回路
１１ｄ，１２ｄ 受信／変換／転送ＣＰＵ
３０（３１，３２） 中速通信バスライン
３０’ 中速通信バスライン
３５，３６ 終端回路
３５’，３６’ 終端回路
４０（４１，４２，４３，４４） 低速通信バスライン
４０’ 低速通信バスライン
４５，４６ 終端回路
４５’，４６’ 終端回路
５０，５０’ ハイブリッド型分岐コネクタ
５０ａ，５０ｂ フィルタ回路
１０１ 積層ジョイントコネクタ
１１０ 回路基板アッシー
１１１ 雄端子
１２０ ハウジングアッシー
１２２ カバー
１２５ ハウジング
１３０ アッパーケース
１３１，１３２ 開口部
１３３ ガイド溝
１４０ ロアケース
２００ 回路基板
２１０Ａ 第１の端子群（チャンネル１）
２１０Ｂ 第２の端子群（チャンネル２）
２１１ 基端部
２２０ 終端接続回路
２２１，２２２ 抵抗
２２３ コンデンサ（Ｃ）
２３０ フィルタ回路（歪抑制回路）
２３１ 抵抗（Ｒ）
２３２ インダクタンス（Ｌ）
２３５ 共通バス
２５０ ランド
２６０ グランドパターン（アースパターン）
２７０ グランドパターン
２８０ スルーホール
Ｗａ 幅
Ｗｂ 横方向延在部

Claims (6)

1. 自動車内の電子制御機器間で信号の送受信を行う車両用通信システムであって、車両室内の左右両側にそれぞれ取り付けられＧａｔｅＷａｙ機能を備えた通信制御部を有し、前記両側の通信制御部間は一対の高速通信バスラインで接続されることを特徴とする車両用通信システム。
2. 自動車内の電子制御機器間で信号の送受信を行う車両用通信システムであって、車両室内の前後両側にそれぞれ取り付けられＧａｔｅＷａｙ機能を備えた通信制御部を有し、前記前後両側の通信制御部間は一対の高速通信バスラインで接続されることを特徴とする車両用通信システム。
3. 前記両側の通信制御部は、高速通信バスラインの他に中低速通信バスラインを有し、それぞれ車両前後方向に装着された電子制御機器に接続可能なことを特徴とする、請求項１に記載の車両用通信システム。
4. 前記中低速通信バスラインは、幹線ラインから複数の支線ラインに分岐接続する集中分岐型の分岐コネクタに接続され、前記分岐コネクタは、中速通信バスラインと低速通信バスラインを同一の分岐コネクタに接続するハイブリッド型分岐コネクタからなることを特徴とする、請求項１乃至請求項３の何れかに記載の車両用通信システム。
5. 前記通信制御部間を接続する高速通信バスラインは、高速用ＦｌｅｘＲａｙ通信からなり、車両のインパネ内に配索され、前記中速通信バスラインは低速用ＦｌｅｘＲａｙ通信からなり、前記低速通信バスラインはＣＡＮ通信からなり、前記中速通信バスライン及び低速通信バスラインは、それぞれ車両前後方向に装着された電子制御機器に接続されることを特徴とする、請求項１乃至請求項４の何れかに記載の車両用通信システム。
6. 前記ハイブリッド型分岐コネクタは、通信線路内に発生する反射波の周波数帯域の信号成分を減衰させるフィルタ回路を中速通信バスライン側に有することを特徴とする、請求項１乃至請求項５の何れかに記載の車両用通信システム。
   
   

Images