JP2013015987A - ワイヤハーネス構造体及び電子制御ユニット - Google Patents

ワイヤハーネス構造体及び電子制御ユニット Download PDF

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Abstract

【課題】電子制御ユニットが標準化できるとともに、車両に搭載される複数の電子機器の組み合わせが変更された場合においても電線数を変更することなく共通に用いることができるワイヤハーネス構造体、及び、前記ワイヤハーネスを有する電子機器制御システムを提供する。
【解決手段】ワイヤハーネス構造体30が、ECU20に接続された第1ワイヤハーネス31と、標準電子機器11に接続された標準ワイヤハーネス32と、オプション電子機器12に接続されたオプションワイヤハーネス33と、第1ワイヤハーネス31と標準ワイヤハーネス32及びオプションワイヤハーネス33の両ハーネスとを接続するJ/C34と、を備えている。J/C34内には、第1ワイヤハーネス31を介してECU20から多重送信された電子機器10毎の制御信号に従って各電子機器10を制御するCPUが内蔵されている。
【選択図】図1

Description

本発明は、ワイヤハーネス構造体及び電子制御ユニットに係り、特に、車両に搭載される複数の電子機器と、これら電子機器を制御する電子制御ユニットと、を通信可能に接続するためのワイヤハーネス構造体及び当該ワイヤハーネス構造体を備えた電子制御ユニットに関するものである。
乗用車、貨物車等の車両には、エアコンやワイパー、パワーウインドウなどを構成する多種多様な電子機器が搭載されている。これらの電子機器は、コンピュータなどで構成された電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)とワイヤハーネスで電気的に接続されており、このワイヤハーネスを介して、これら電子機器とECUとの間で電力や制御信号などが伝えられる。
従来、ECUは、それに接続される電子機器毎に入出力部を備えており、電子機器毎に専用の電線を必要としていた。このため、ECUによって制御される電子機器が増えるに従い、ECUの入出力部、ECUと電子機器とを接続するワイヤハーネスの電線数が増加してしまい、ワイヤハーネスのコストアップや配索性低下、重量増加などの問題が生じていた。
このような問題を解決する技術が、本出願人によって特許文献1に提案されている。特許文献1に示される電子機器制御システムが備えるワイヤハーネスには、複数の電子機器とECUとの通信を中継する、通信制御機能を備えたジョイントコネクタ(以下J/C)が設けられている。このJ/Cは、ECUから多重化してシリアルに送信された各電子機器の制御信号を、その制御信号の宛先である電子機器に対してパラレルに送信する。
このようにワイヤハーネスに通信制御機能を有するJ/Cを設けて、このJ/Cを介して、ECUと複数の電子機器とを接続しているので、ECUとJ/Cとの通信が多重化され、そのため、ECU−J/C間の信号線を共通化することができ、ワイヤハーネスの電線数を削減することができた。
ところで、車両には、標準的に搭載される電子機器(即ち、車両への搭載が必須の電子機器、以下、標準電子機器という)の他に、オプション装備として搭載される電子機器(即ち、車両への搭載が任意の電子機器、以下、オプション電子機器という)が存在する。従来は、図5に示すように、ECU20と標準電子機器11とを接続するワイヤハーネス101と、ECU20とオプション電子機器12とを接続するワイヤハーネス102と、をそれぞれ別々に設け、各ワイヤハーネス101、102にJ/C103を設けることが考えられていた。このため、ECU20の入出力部として標準用とオプション用が必要になり、これら電子機器11、12の組み合わせに対応した入出力部を備えたECU20を用意する必要があり、ECU20の標準化が困難であるため、ECU20の種類が増加してコストが上昇してしまうという問題があった。
特開2008−225673号公報
そこで、本発明は、上記か課題に係る問題を解決することを目的としている。即ち、本発明は、電子制御ユニットが標準化できるとともに、車両に搭載される複数の電子機器の組み合わせが変更された場合においても電線数を変更することなく共通に用いることができるワイヤハーネス構造体、及び、前記ワイヤハーネスを有する電子機器制御システムを提供することを課題とする。
上述した課題を解決するための請求項1記載の発明は、車両に搭載される複数の電子機器と、これら電子機器を制御する電子制御ユニットと、を通信可能に接続するためのワイヤハーネス構造体において、前記電子制御ユニットに接続された第1ワイヤハーネスと、前記複数の電子機器のうち前記車両への搭載が必須な標準電子機器に接続された標準ワイヤハーネスと、前記複数の電子機器のうち前記車両への搭載が任意のオプション電子機器に接続されたオプションワイヤハーネスと、前記第1ワイヤハーネスと、前記標準ワイヤハーネス及び前記オプションワイヤハーネスの両ハーネスと、を接続するジョイントコネクタと、を備え、前記ジョイントコネクタ内には、前記第1ワイヤハーネスを介して前記電子制御ユニットから多重送信された前記電子機器毎の制御信号に従って前記標準ワイヤハーネス及び前記オプションワイヤハーネスを介して接続された前記各電子機器を制御する制御手段が内蔵されていることを特徴とするワイヤハーネス構造体に存する。
請求項2記載の発明は、前記コネクタ内には、前記制御手段により制御される前記オプション電子機器に電源供給して駆動するオプション用ドライバが内蔵されていることを特徴とする請求項1に記載のワイヤハーネス構造体に存する。
請求項3記載の発明は、前記オプションワイヤハーネス上に前記オプション電子機器に対する制御信号の受信に応じて前記オプション電子機器に電源供給して駆動するオプション用ドライバが設けられていることを特徴とする請求項1に記載のワイヤハーネス構造体に存する。
請求項4記載の発明は、車両に搭載される複数の電子機器と、前記複数の電子機器を制御する電子制御ユニットと、請求項1〜3何れか1項に記載のワイヤハーネス構造体と、を備えたことを特徴とする電子制御ユニットに存する。
以上説明したように請求項1及び4記載の発明によれば、ジョイントコネクタに標準ワイヤハーネス及びオプションワイヤハーネスの両者を接続し、ジョイントコネクタに内蔵された制御手段によって第1ワイヤハーネスを介して電子制御ユニットからシリアル(多重)に送信された制御信号に従って標準電子機器及びオプション電子機器をそれぞれ制御する。これにより、電子制御ユニットの入出力部をオプション電子機器の有無に関わらず共通にすることができる。また、電子制御ユニットとジョイントコネクタとの間の第1ワイヤハーネスもジョイントコネクタに接続されるオプション電子機器が変更されても共通にすることができる。さらに、ジョイントコネクタと標準電子機器との間の標準ワイヤハーネスもジョイントコネクタに接続されるオプション電子機器が変更されても共通化することができる。このため、電子制御ユニットが標準化できるとともに、車両に搭載される複数の電子機器の組み合わせが変更された場合においても電線数を変更することなく共通に用いることができる。
請求項2記載の発明によれば、簡単にオプション用ドライバを設けることができる。また、オプション用ドライバをオプションワイヤハーネス上に設けたり、オプション電子機器12内に設けると、オプション用ドライバを制御する信号を伝送する信号線がオプションワイヤハーネスに必要となるが、ジョイントコネクタにオプション用ドライバを内蔵することにより、オプションワイヤハーネスに信号線を設ける必要がなく、オプションワイヤハーネスを構成する電線数を少なくすることができる。
請求項3記載の発明によれば、ジョイントコネクタにオプション用ドライバを内蔵させる必要がなく、ジョイントコネクタの小型化を図ることができる。
第1実施形態における本発明のワイヤハーネス構造体を組み込んだ電子制御システムを示す図である。 図1に示す中継コネクタの詳細な斜視図を示す。 図2に示す封止体内に封止された制御回路の回路図を示す。 第2実施形態における本発明のワイヤハーネス構造体を組み込んだ電子制御システムを示す図である。 従来の電子制御システムの一例を示す図である。
第1実施形態
以下、第1実施形態における本発明のワイヤハーネス構造体及び電子制御システムを、図1〜図3に基づいて説明する。図1は、第1実施形態における本発明のワイヤハーネス構造体を組み込んだ電子制御システムを示す図である。図2は、図1に示す中継コネクタの詳細な斜視図を示す。図3は、図2に示す封止体内に封止された制御回路の回路図を示す。
図1に示す電子制御システム1は、図示しない車両に搭載されている。この電子機器制御システム1は、複数の電子機器10と、これら電子機器10を制御する電子制御ユニット(以下ECU)20と、複数の電子機器10及びECU20を通信可能に接続するためのワイヤハーネス構造体30と、を備えている。
上記電子機器10は、ECU20によって制御される各種装置であり、車両への搭載が必須の標準電子機器11と、車両への搭載が任意のオプション電子機器12と、に分類される。上記標準電子機器11としては、例えば、ドアキーコントロールユニットやパワーウインドウなどが上げられる。オプション電子機器12としては、ドアミラー開閉装置、ドアミラー調整装置、ドアミラーくもり止め装置などが上げられる。これらは車両のドア付近に配設される電子機器10を例として列挙したものであるが、勿論、これら以外にも多種多様な電子機器10が車両に搭載されている。
上記ECU20には、バッテリからの電源電圧VBが供給されている。上記ECU20は、電子制御システム1全体の制御を司るマイクロプロセッサ(MPU)21と、後述するワイヤハーネス構造体30などに接続される外部コネクタ22などから構成されている。
上記MPU21には、図示しない各電子機器10に対応する操作スイッチが接続されていて、操作スイッチの入力に応じてその操作スイッチに対応する電子機器10宛に制御信号を出力する。
上記外部コネクタ22は、MPU21に接続されている。上記外部コネクタ22は、上記複数の電子機器10と多重通信を行うための所定の通信プロトコル(例えば、LIN(Local Interconnect Network))などに対応した通信インタフェースを内蔵している。また、外部コネクタ22には、電源電圧VBの+側が出力される電源端子、電源電圧VBの−側が出力されるグランド端子及び上記通信インタフェースに接続された制御信号が出力される信号端子(何れも図示せず)が設けられている。
上記ワイヤハーネス構造体30は、第1ワイヤハーネス31と、複数の標準ワイヤハーネス32と、複数のオプションワイヤハーネス33と、ジョイントコネクタ(以下J/C)34と、を備えている。上記第1ワイヤハーネス31は、上記外部コネクタ22の電源端子に接続される電源線、グランド端子に接続されるグランド線、及び、信号端子に接続され各電子機器10宛の制御信号が多重(シリアル)伝送される信号線(何れも図示せず)、からなる。
この第1ワイヤハーネス31の一端には、接続コネクタ31aが設けられていて、この接続コネクタ31aを外部コネクタ22に接続すると、外部コネクタ22の電源端子が電源線に接続され、グランド端子がグランド線に接続され、信号端子が信号線に接続される。また、第1ワイヤハーネス31の他端には、後述するJ/C34が取り付けられている。
上記標準ワイヤハーネス32各々は、標準電子機器11に接続された標準用電源線L11及び標準用グランド線L12(図2)からなる。上記オプションハーネス33各々は、オプション電子機器12に接続されたオプション用電源線L21及びオプション用グランド線L22(図2)からなる。
上記J/C34は、図1に示すように、上記第1ワイヤハーネス31と、上記標準ワイヤハーネス32及びオプションワイヤハーネス33の両ハーネスと、を接続するコネクタである。このJ/C34は、上記標準ワイヤハーネス32及びオプションワイヤハーネス33の両ハーネスの端末に取り付けられてた中継コネクタ35と、第1ワイヤハーネス31の端末に取り付けられたコネクタ36と、を備えていている。上記中継コネクタ35及びコネクタ36は互いにコネクタ接続される。
上記中継コネクタ35は、図2に示すように、アウタハウジング37と、該アウタハウジング37内に収容される制御回路パッケージ38と、で構成されている。アウタハウジング37は、図2に示すように、絶縁性の合成樹脂を用いて扁平な箱状に形成されており、筒状のフード部37aと、該フード部37aに連なった制御回路パッケージ収容室37bと、を一体に備えている。
上記制御回路パッケージ38は、図2に示すように、第1ワイヤハーネス31を構成する図示しない電源線、グランド線、信号線に各々接続される電源用端子金具39、グランド用端子金具40及び信号用端子金具41と、標準ワイヤハーネス32を構成する標準用電源線L11、標準用グランド線L12にそれぞれ接続される標準電源用端子金具42及び標準グランド用端子金具43と、オプションワイヤハーネス33を構成するオプション用電源線L21、オプション用グランド線L22にそれぞれ接続されるオプション電源用端子金具44及びオプショングランド用端子金具45と、封止体46と、を備えている。
上記電源用端子金具39、グランド用端子金具40及び信号用端子金具41は、導電性の金属から構成されていて、一端が後述する封止体46内に挿入され、他端が封止体46の互いに対向する一対の面の一方からそれぞれ突出している。またこれら端子金具39〜41の外部に突出された他端には、雄タブ端子が形成されていて、上記アウタハウジング37のフード部37a内に収容されている。
これら端子金具39〜41に形成された雄タブ端子は、上記第1ワイヤハーネス31の端末に取り付けられたコネクタ36が嵌合されると、コネクタ36内の雌型端子金具(図示せず)と電気的に接続される。これにより、電源用端子金具39、グランド用端子金具40及び信号用端子金具41の各々に第1ワイヤハーネス31を構成する図示しない電源線、グランド線、信号線が接続される。
上記標準電源用端子金具42、標準グランド用端子金具43、オプション電源用端子金具44及びオプショングランド用端子金具45は、導電性の金属から構成されていて、一端が後述する封止体46内に挿入され、他端が封止体46の互いに対向する一対の面の他方からそれぞれ突出している。またこれら標準電源用端子金具42及び標準グランド用端子金具43の外部に突出された他端には、圧接端子が形成されていて、その圧接端子に標準ワイヤハーネス32の標準用電源線L11及び標準用グランド線L12が圧接されている。さらに、オプション電源用端子金具44及びオプショングランド用端子金具45の外部に突出された他端にも圧接端子が形成されていて、その圧接端子にオプションワイヤハーネス33のオプション用電源線L21及びオプション用グランド線L22が圧接されている。
上記封止体46は、図3に示すような制御回路が内蔵された図示しないチップと、これら端子金具39〜45の一端と、をワイヤボンディングして接続された状態で、樹脂封止している。上記封止体46内のチップは、図3に示すように、標準用ドライバ48と、オプション用ドライバ49と、制御手段としてのCPU50と、電源IC51と、を備えている。
上記標準用ドライバ48は、例えば電源用端子金具39と標準電源用端子金具42とを接続する接続ライン及びグランド用端子金具40と標準グランド用端子金具43とを接続する接続ライン上にそれぞれ設けられたCPU50によりオンオフ制御される図示しないスイッチ素子などにより構成されている。
上記標準用ドライバ48は、CPU50からの制御に応じて標準電源用端子金具42及び標準グランド用端子金具43間に駆動電圧を印加して、標準電子機器11に駆動電圧を供給して標準電子機器11を駆動したり、標準電源用端子金具42及び標準グランド用端子金具43間に印加される駆動電圧を遮断して、標準電子機器11に供給される駆動電圧を遮断して標準電子機器11の駆動を停止したりする。
上記オプション用ドライバ49は、例えば電源用端子金具39とオプション電源用端子金具44とを接続する接続ライン及びグランド用端子金具40とオプショングランド用端子金具45とを接続する接続ライン上にそれぞれ設けられたCPU50によりオンオフ制御される図示しないスイッチ素子などにより構成されている。
上記オプション用ドライバ49は、CPU50からの制御に応じてオプション電源用端子金具44及びオプショングランド用端子金具45間に駆動電圧を印加して、オプション電子機器12に駆動電圧を供給してオプション電子機器12を駆動したり、オプション電源用端子金具44及びオプショングランド用端子金具45間に印加される駆動電圧を遮断して、オプション電子機器12に供給される駆動電圧を遮断してオプション電子機器12の駆動を停止したりする。上記駆動電圧としては、上記電源電圧VBそのものでもよいし、電源電圧VBを昇圧したり降圧した電圧であってもよい。
上記CPU50は、後述する電源IC51からの電源供給を受けて動作する。また、上記CPU50は、上述した各標準用ドライバ48及びオプション用ドライバ39に接続されていて、信号用端子金具41を介して供給された制御信号に示された操作スイッチに対応するドライバ48及び49の駆動を制御する。
上記電源IC51は、電源用端子金具39及びグランド用端子金具40に接続されていて、これら電源用端子金具39及びグランド用端子金具40間に印加される電源電圧VBからCPU50用の電源を生成してCPU50に対して供給する。
次に、上述した構成の電子制御システム1の動作について説明する。例えばイグニッションスイッチのオンに応じてバッテリからの電源電圧VBがECU20に供給されると、ECU20が起動して動作を開始する。また、バッテリからの電源電圧VBは、第1ワイヤハーネス31を介して中継コネクタ36内のCPU50にも供給され、CPU50も起動して動作を開始する。
上記ECU20内のMPU21は、図示しない各電子機器10に対応する操作スイッチの操作を検出すると、操作された操作スイッチを示す制御信号を第1ワイヤハーネス31の信号線を介して中継コネクタ36内のCPU50に送信する。上記ECU20内のMPU21と、中継コネクタ36内のCPU50と、は1本の信号線で接続されていて、MPU21は、各電子機器10に対応する操作スイッチを示す制御信号をその1本の信号線を介して多重(シリアル)に送信する。上記CPU50は、MPU21から制御信号を受信すると、制御信号が示す操作スイッチに対応するドライバ48及び49を制御して操作スイッチに対応する電子機器10の駆動を制御する。
上述した電子制御ユニット1によれば、ワイヤハーネス構造体30が、ECU20に接続された第1ワイヤハーネス31と、標準電子機器11に接続された標準ワイヤハーネス32と、オプション電子機器12に接続されたオプションワイヤハーネス33と、第1ワイヤハーネス31と、標準ワイヤハーネス32及びオプションワイヤハーネス31の両ハーネスと、を接続するJ/C34と、を備え、J/C34内には、第1ワイヤハーネス31を介してECU20から多重送信された電子機器10毎の制御信号に従って標準ワイヤハーネス32及びオプションワイヤハーネス33を介して接続された各電子機器10を制御するCPU50が内蔵されている。
これにより、ECU20の入出力部である外部コネクタ22をオプション電子機器12の数が変更されても共通にすることができる。また、ECU20とJ/C34との間の第1ワイヤハーネス31もJ/C34に接続されるオプション電子機器12が変更されても共通にすることができる。さらに、J/C34と標準電子機器11との間の標準ワイヤハーネス32もJ/C34に接続されるオプション電子機器12が変更されても共通化することができる。このため、ECU20が標準化できるとともに、車両に搭載される複数の電子機器10の組み合わせが変更された場合においても電線数を変更することなく共通に用いることができる。
また、上述した電子制御システム1によれば、J/C34内にはオプション用ドライバ49が内蔵されている。これにより、簡単にオプション用ドライバ49を設けることができる。また、オプション用ドライバ49をオプションワイヤハーネス33上に設けたり、オプション電子機器12内に設けると、オプション用電源線L21及びオプション用グランド線L22に加えてオプション用ドライバ49を制御する信号を伝送する信号線がオプションワイヤハーネス33に必要となるが、J/C34にオプション用ドライバ49を内蔵することにより、オプションワイヤハーネス33に信号線を設ける必要がなく、オプションワイヤハーネス33を構成する電線数を少なくすることができる。
第2実施形態
次に、第2実施形態における本発明のワイヤハーネス構造体及び電子制御システムを、図4に基づいて説明する。図4は、第2実施形態における本発明のワイヤハーネス構造体を組み込んだ電子制御システムを示す図である。図4において、図1〜図3について上述した第1実施形態で既に説明した電子制御ユニット1と同等の部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。第1実施形態と第2実施形態とで異なる点は、オプション用ドライバ49の位置である。第1実施形態においては、オプション用ドライバ49は、J/C34内に内蔵していたが、第2実施形態においては、オプションワイヤハーネス33上に設けている。
この場合、J/C34からオプション用ドライバ49の間のオプションワイヤハーネス33にはオプション用電源線L21、オプション用グランド線L22に加えてオプション用ドライバ49を制御するための信号線が必要となる。上述した第2実施形態におけるワイヤハーネス構造体30及び電子制御システム1によれば、J/C34にオプション用ドライバ49を内蔵させる必要がなく、J/C34の小型化を図ることができる。また、オプション用ドライバ49としては、オプション電子機器12に内蔵させてもよい。
なお、上述した第1実施形態及び第2実施形態によれば、標準用ドライバ48もJ/C34に内蔵していたが、本発明はこれに限ったものではない。標準用ドライバ48としては、例えば、標準ワイヤハーネス32上に設けても良いし、標準用電子機器11内に設けても良い。
また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
1 電子制御システム
10 電子機器
11 標準電子機器
12 オプション電子機器
20 ECU(電子制御ユニット)
30 ワイヤハーネス構造体
31 第1ワイヤハーネス
32 標準ワイヤハーネス
33 オプションワイヤハーネス
34 J/C(ジョイントコネクタ)
請求項2記載の発明は、前記ジョイントコネクタ内には、前記制御手段により制御される前記オプション電子機器に電源供給して駆動するオプション用ドライバが内蔵されていることを特徴とする請求項1に記載のワイヤハーネス構造体に存する。

Claims (4)

  1. 車両に搭載される複数の電子機器と、これら電子機器を制御する電子制御ユニットと、を通信可能に接続するためのワイヤハーネス構造体において、
    前記電子制御ユニットに接続された第1ワイヤハーネスと、
    前記複数の電子機器のうち前記車両への搭載が必須な標準電子機器に接続された標準ワイヤハーネスと、
    前記複数の電子機器のうち前記車両への搭載が任意のオプション電子機器に接続されたオプションワイヤハーネスと、
    前記第1ワイヤハーネスと、前記標準ワイヤハーネス及び前記オプションワイヤハーネスの両ハーネスと、を接続するジョイントコネクタと、を備え、
    前記ジョイントコネクタ内には、前記第1ワイヤハーネスを介して前記電子制御ユニットから多重送信された前記電子機器毎の制御信号に従って前記標準ワイヤハーネス及び前記オプションワイヤハーネスを介して接続された前記各電子機器を制御する制御手段が内蔵されている
    ことを特徴とするワイヤハーネス構造体。
  2. 前記コネクタ内には、前記制御手段により制御される前記オプション電子機器に電源供給して駆動するオプション用ドライバが内蔵されている
    ことを特徴とする請求項1に記載のワイヤハーネス構造体。
  3. 前記オプションワイヤハーネス上に前記オプション電子機器に対する制御信号の受信に応じて前記オプション電子機器に電源供給して駆動するオプション用ドライバが設けられている
    ことを特徴とする請求項1に記載のワイヤハーネス構造体。
  4. 車両に搭載される複数の電子機器と、
    前記複数の電子機器を制御する電子制御ユニットと、
    請求項1〜3何れか1項に記載のワイヤハーネス構造体と、
    を備えたことを特徴とする電子制御ユニット。
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