JP5763368B2 - 中継コネクタ、ワイヤハーネス構造体、及び、識別情報設定治具 - Google Patents

中継コネクタ、ワイヤハーネス構造体、及び、識別情報設定治具 Download PDF

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Description

本発明は、中継コネクタ、ワイヤハーネス構造体、及び、識別情報設定治具に係り、特に、車両に搭載された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装置とを通信可能に接続するための中継コネクタ、当該中継コネクタを備えたワイヤハーネス構造体、及び、当該中継コネクタに識別情報を設定するための識別情報設定治具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)と電気的に接続されており、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、上述した電子機器を制御する電子制御システムとして、例えば、図1に示すようなものが提案されている(例えば特許文献1)。同図に示すように、電子制御システム1は、一つの第2ワイヤハーネス32に共通接続された一つのECU20及び複数の中継コネクタ33と、各中継コネクタ33にそれぞれ接続された複数の電子機器10と、を備えている。
上記第2ワイヤハーネス32は、電源線L1、グランド線L2及び信号線L3の3本の電線から構成されている。上記複数の中継コネクタ33及びECU20は、これら1本の電源線L1、グランド線L2及び信号線L3にそれぞれ共通接続されている。
上記中継コネクタ33は、信号線L3を介してECU20との信号授受を行い、この信号授受に応じて当該中継コネクタ33に接続されている電子機器10の動作を制御する。なお、中継コネクタ33には各々、中継コネクタ33全体の制御を司る図示しないCPUが内蔵されている。
このように、一つの信号線L3にECU20と複数の中継コネクタ33とを接続して信号授受を実現するために各中継コネクタ33には、識別情報としてのIDが設定されている。そして、中継コネクタ33は各々、信号に送信先のIDと自己のIDとを添付して信号の送信を行うと共に、自己のIDが添付された信号の受信を行っている。
上記IDの設定がないと一つの信号線L3に接続されたECU20と複数の中継コネクタ33との信号の授受ができなくなるため、IDの設定は必要不可欠なものである。従来、上記IDの設定としては、例えば中継コネクタ33のハウジング内に複数のID設定スイッチ群を内蔵したり、中継コネクタ33内に設けられた図示しない不揮発性メモリなどに、製造時に個別に記憶するなどして行われる。
しかしながら、上述したIDの設定方法では、ID毎に製品管理が必要となる。また、外観が同じものだと中継コネクタ33同士区別できないため誤接続され、正規の制御ができなくなり、製品不良になる危険性もある。そこで、例えば、中継コネクタ33に通信や電源供給用の端子金具とは別に複数のID設定用端子金具を設け、この中継コネクタ33に接続される相手側のコネクタに複数のID設定用端子金具のうちIDに応じた一つと接続するセレクタ端子を設けることも考えられる(特許文献2)。しかしこの場合、上述したように通信や電源供給用の端子金具とは別に、ID設定用端子金具を複数設ける必要があり、中継コネクタ33のサイズが大きくなったり、形状が複雑になる、という問題がある。
特開2008−225673号公報 特開平10−6748号公報
そこで、本発明は、ID毎に製品管理が必要なく、しかも、小型化を図った中継コネクタ、当該中継コネクタを備えたワイヤハーネス構造体、及び、当該中継コネクタに識別情報を設定するための識別情報設定治具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、車両に搭載された電子機器に接続された第1ワイヤハーネスが接続される複数の第1端子金具と、前記電子機器を制御する電子制御装置に接続された第2ワイヤハーネスが接続される第2端子金具と、前記第1端子金具を介して前記電子機器から受信した信号に自己の識別情報を付加して前記第2端子金具を介して前記電子制御装置に送信する、又は、前記第2端子金具を介して前記電子制御装置から受信した信号に自己の識別情報が付加されていれば当該受信した信号に応じて前記第1端子金具を介して前記電子機器に制御する通信動作を行う通信制御手段と、を備えた中継コネクタにおいて、前記第1端子金具とは別に設けられ、前記識別情報を設定する旨の設定信号が入力される設定用端子金具と、前記設定用端子金具に前記設定信号が入力されたときに、前記電子制御装置に制御される電子機器に接続された第1ワイヤハーネスが接続される前記複数の第1端子金具から入力された信号に応じた前記識別情報を設定する識別情報設定手段と、を備え、前記通信制御手段は、前記設定用端子金具に前記設定信号が入力されたときに、前記通信動作を停止することを特徴とする中継コネクタに存する。
請求項2記載の発明は、車両に搭載された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装置とを通信可能に接続するためのワイヤハーネス構造体であって、請求項1に記載の複数の中継コネクタと、前記複数の中継コネクタの前記第1端子金具と前記電子機器とを接続する複数の第1ワイヤハーネスと、前記複数の中継コネクタの前記第2端子金具と前記電子制御装置とを接続する第2ワイヤハーネスと、を備えた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3記載の発明は、請求項1に記載された中継コネクタに前記識別情報を設定する識別情報設定治具であって、前記中継コネクタの前記設定用端子金具に接続される第1設定用端子金具と、前記中継コネクタの前記複数の第1端子金具に接続される第2設定用端子金具と、前記第1設定用端子金具に設定信号を送信させると共に前記第2設定用端子金具に識別情報を送信させる制御手段と、を備えたことを特徴とする識別情報設定治具に存する。
以上説明したように請求項1及び2記載の発明によれば、設定用端子金具に設定信号が入力されたときに、通信制御手段が通信動作を停止し、識別情報設定手段が、複数の第1端子金具から入力された信号に応じた識別情報を設定するので、ワイヤハーネスに組み付ける前は全ての中継コネクタが同一のものであるため、識別情報毎に中継コネクタを製品管理する必要がない。また、設定用端子金具によって第1端子金具を切り換えて識別情報を設定しているため、中継コネクタの小型化を図ることができる。
請求項3記載の発明によれば、制御手段が、第1設定用端子金具に設定信号を送信させると共に第2設定用端子金具に識別情報を送信させるので、中継コネクタにコネクタ接続するだけで簡単に識別情報を設定することができる。
本発明の中継コネクタ及びワイヤハーネス構造体を組み込んだ電子制御システムの一実施形態を示す構成図である。 図1に示す中継コネクタを構成するチップの詳細を示すブロック図である。 図1に示す各中継コネクタにID設定治具を取り付けた状態を示す構成図である。 図1に示す第1ワイヤハーネスに検査治具を取り付けた状態を示す構成図である。 図3に示すID設定治具の処理手順を説明するためのフローチャートである。 図4に示す検査治具の処理手順を説明するためのフローチャートである。
以下、本発明の中継コネクタ、ワイヤハーネス構造体及び識別情報設定治具を図面に基づいて説明する。図1は、本発明の中継コネクタ及びワイヤハーネス構造体を組み込んだ電子制御システムの一実施形態を示す構成図である。図2は、図1に示す中継コネクタを構成するチップの詳細を示すブロック図である。図3は、図1に示す各中継コネクタにID設定治具を取り付けた状態を示す構成図である。図4は、図1に示すワイヤハーネス構造体に検査治具を取り付けた状態を示す構成図である。
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、例えば、エアコン、ワイパー、パワーウインドウやドアスイッチなどの各種スイッチが挙げられる。上記ECU20には、車載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は、後述する中継コネクタ33からスイッチのオン情報が入力されると、その操作スイッチに対応する電子機器10のID及びその電子機器10が接続される中継コネクタ33のID(識別情報)を宛先情報として付加した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、後述する複数の中継コネクタ33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、複数の第1ワイヤハーネス31と、第2ワイヤハーネス32と、複数の中継コネクタ33と、を備えている。
上記複数の第1ワイヤハーネス31は各々、各電子機器10と中継コネクタ33とを接続する複数の電線から構成されている。この第1ワイヤハーネス31を構成する電線としては、各電子機器10宛の制御信号が伝送される信号線に加えて、各電子機器10に電源電圧VBを供給するための電源線、グランド線があるが、図1及び図2においては電源線及びグランド線やこれら電源線及びグランド線に接続される後述する中継コネクタ33の端子金具については省略してある。
上記第2ワイヤハーネス32は、上記外部コネクタ22の電源端子に接続される電源線L1、グランド端子に接続されるグランド線L2、及び、信号端子に接続され各中継コネクタ33宛の制御信号が多重(シリアル)伝送される信号線L3の3本の電線からなる。
この第2ワイヤハーネス32の一端には、接続コネクタ32aが設けられていて、この接続コネクタ32a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L1に接続され、グランド端子がグランド線L2に接続され、信号端子が信号線L3に接続される。また、第2ワイヤハーネス32には、後述する複数の中継コネクタ33が取り付けられている。
上記中継コネクタ33は、図1に示すように、上記第1ワイヤハーネス31と第2ワイヤハーネス32とを接続するコネクタである。この中継コネクタ33は、図1中点線で示すアウタハウジング34と、このアウタハウジング34内に収容されている制御回路パッケージ35と、で構成されている。アウタハウジング34は、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34aと、このフード部34aに連なった制御回路パッケージ収容室34bと、を一体に備えている。
上記制御回路パッケージ35は、第1ワイヤハーネス31を構成する信号線の端末にそれぞれ接続される例えば8つの第1端子金具T1と、第2ワイヤハーネス32を構成する電源線L1、グランド線L2、信号線L3に各々接続される電源用端子金具T2、グランド用端子金具T3、信号線用端子金具T4(=第2端子金具)と、IDを設定する旨の設定信号が入力される設定用端子金具T5と、封止体36と、を備えている。
上記第1端子金具T1及び設定用端子金具T5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36内に挿入され、他端が封止体36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。またこれら記第1端子金具T1及び設定用端子金具T5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34内のフード部34a内に収容されている。
これら第1端子金具T1に形成された雄タブ端子は、第1ワイヤハーネス31の端末に取り付けられた図示しないコネクタが嵌合されると、コネクタ内の雌型端子金具と電気的に接続される。これにより、第1端子金具T1の各々に第1ワイヤハーネス31を介して各電子機器10が接続される。一方、設定用端子金具T5は、第1ワイヤハーネス31に接続されておらず、オープン状態となる。
上記電源用端子金具T2、グランド用端子金具T3、信号線用端子金具T4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36内に挿入され、他端が封止体36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。またこれら電源用端子金具T2、グランド用端子金具T3及び信号線用端子金具T4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、その圧接端子にそれぞれ電源線L1、グランド線L2、信号線L3が圧接されている。
上記封止体36は、制御回路が内蔵されたチップ37と、これら端子金具T1〜T5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36内のチップ37は、図2に示すように、通信インタフェース37aと、入出力ポート37bと、メモリ37cと、通信制御手段、識別情報設定手段としてのCPU37dと、を備えている。
上記通信インタフェース37aは、上述したECU20と多重通信を行うための所定プロトコルに対応したインタフェースである。上記入出力ポート37bには、上述した複数の第1端子金具T1各々に接続された電子機器10のIDが各第1端子金具T1に割り振られたアドレスとして格納されている。上記メモリ37cは、不揮発性のメモリであり、この中継コネクタ33のIDが記憶される。上記CPU37dは、この中継コネクタ33全体の制御を司る中央演算処理装置である。
上記CPU37dは、図2に示すように、通信制御部37d−1と、入出力制御部37d−2と、ID制御部37d−3と、を備えている。上記通信制御部37d−1は、信号線用端子金具T4を介して上記ECU20から送信された制御信号を受信し、受信した制御信号に含まれる中継コネクタ33のIDが自己のIDでないときはその制御信号を破棄し、受信した制御信号に含まれる中継コネクタ33のIDが自己のIDであるときはその制御信号を後述する入出力制御部37d−2に出力する。また、上記入出力制御部37d−2は、通信制御部37d−1から制御信号を受信するとその制御信号に付加された電子機器10のIDに接続された第1端子金具T1から上記制御信号を送信する。
また、上記入出力制御部37d−2は、第1端子金具T1を介して電子機器10からの制御信号を受信すると、その第1端子金具T1に割り振られた電子機器10のIDを送り元情報として付加して、通信制御部37d−1に供給する。通信制御部37d−1は、入出力制御部37d−2から制御信号を受信すると、さらに自己の中継コネクタ33のIDを送り元情報として付加して信号線用端子金具T4を介してECU20宛に送信する。
上記ID制御部37d−3は、設定用端子金具T5にHレベルの設定信号が入力されたときに、複数の第1端子金具T1から入力された信号に応じたIDを読み取り、その読み取ったIDを中継コネクタ33のIDとして設定し、メモリ37c内に格納する。詳しくは、上記ID制御部37d−3は、ID読取部37d−31と、セレクタ37d−32と、ID読取イネーブル37d−33と、を備えている。
ID読取部37d−31は、第1端子金具T1から入力された信号に応じたIDを中継コネクタ33のIDとしてメモリ37c内に挿入する。即ち、第1端子金具T1が8端子あったとすると、“00000000”のときはIDを「0」とし、“00000001”のときはIDを「1」とし、“00000010”のときはIDを「2」とする。
上記セレクタ37d−32は、第1端子金具T1からの入力を入出力制御部37d−2とID読取部37d−31との間で切り換える。ID読取イネーブル37d−33は、設定用端子金具T5に対する設定信号の入力を検出し、検出したときID読取部37d−31の機能を有効にすると共にセレクタ37d−32によって第1端子金具T1からの入力をID読取部37d−31側に切り換える。この切り替えにより入出力制御部37d−2及び通信制御部37d−1によるECU20−電子機器10間の通信動作が停止し、ID読取部37d−31によるIDの設定が行われる。
一方、ID読取イネーブル37d−33は、設定信号の入力が検出されなかったとき、ID読取部37d−31の機能を無効にすると共にセレクタ37d−32によって第1端子金具T1からの入力を入出力制御部37d−2側に切り換える。この切り替えにより、ID読取部37d−31によるIDの設定動作が行われることなく、入出力制御部37d−2及び通信制御部37d−1によるECU20−電子機器10間の通信動作が行われる。
次に、上述した構成のワイヤハーネス構造体30を構成する各中継コネクタ33にIDを設定するための識別情報設定治具としてのID設定治具40について図3を参照して以下説明する。図3に示すように、ID設定治具40は、第1ワイヤハーネス31の端末に設けられた図示しないコネクタの代わりに各中継コネクタ33にコネクタ接続されるコネクタであり、中継コネクタ33の数だけ設けられている。各ID設定治具40は、コネクタ接続される中継コネクタ33に対応したIDが図示しないメモリ内に格納されている。
また、ID設定治具40は、中継コネクタ33の設定用端子金具T5に嵌合して接続される雌型の第1設定用端子金具T6と、中継コネクタ33の複数の第1端子金具T1に嵌合して接続される雌型の第2設定用端子金具T7と、これら第1設定用端子金具T6及び第2設定用端子金具T7に接続された制御手段としてのCPU41と、これらを収容するコネクタハウジング42と、を備えている。
上記CPU41は、ID設定治具40全体の制御を司る中央演算処理装置であり、第1設定用端子金具T6にHレベルの設定信号を送信させると共に第2設定用端子金具T7にメモリ内に格納されたIDを送信させる。コネクタハウジング42は、絶縁性の合成樹脂などから構成されていて、中継コネクタ33のフード部34aに嵌合するフード部42aが設けられ、このフード部42aにこれら第1設定用端子金具T6及び第2設定用端子金具T7が収容されている。ID設定治具40のフード部42aに中継コネクタ33のフード部34aを嵌合させると、設定用端子金具T5に第1設定用端子金具T6が接続され、第1端子金具T1に第2設定用端子金具T7が接続される。
次に、上述した構成のワイヤハーネス構造体30を構成する各中継コネクタ33にIDが正しく設定され正規の通信を行うことができるか否か検査する検査治具50について図4を参照して以下説明する。検査治具50は、接続コネクタ32aにコネクタ接続される外部コネクタ51と、接続コネクタ32aを介して接続された検査治具50全体の検査制御を司るCPU52と、を備えている。
上述した構成のID設定治具40及び検査治具50を用いたIDの設定手順、検査手順について図5及び図6を参照して以下説明する。図5は、図3に示すID設定治具の処理手順を説明するためのフローチャートである。図6は、図4に示す検査治具の処理手順を説明するためのフローチャートである。まず、第2ワイヤハーネス32に中継コネクタ33の電源用端子金具T2、グランド用端子金具T3、信号線用端子金具T4をそれぞれ圧接して取り付ける。次に、図3に示すように第2ワイヤハーネス32に取り付けた中継コネクタ33各々にID設定治具40を取り付ける。その後、ID設定治具40の電源をオンすると共に接続コネクタ32aを介して各中継コネクタ33に電源電圧VBを供給する。
ID設定治具40内のCPU41は、電源がオンされると、第1設定用端子金具T6を介して中継コネクタ33の設定用端子金具T5に対してHレベルの設定信号を出力すると共に第2設定用端子金具T7を介して中継コネクタ33の第1端子金具T1に対してメモリに格納されたIDを出力する。
一方、電源が供給されると中継コネクタ33内のCPUは、図5に示すように、動作を開始して、まず設定用端子金具T5の状態を検出し、設定信号が入力されているか否かを検出する(ステップS11)。設定信号が入力されていれば(ステップS11でY)、CPU37dは、第1端子金具T1に入力されたIDを読み取り(ステップS12)、読み取ったIDを自己のIDとしてメモリ37c内に格納した後(ステップS13)、処理を終了する。一方、設定信号が入力されていなければ(ステップS11でN)、CPUは通常の通信動作処理を開始させた後(ステップS14)、処理を終了する。以上の動作により、中継コネクタ33にID設定治具40を接続すると、中継コネクタ33のIDが設定される。
次に、図4に示すように、中継コネクタ33からID設定治具40を外し、接続コネクタ32aにECU20の代わりに、検査治具50を接続する。これにより、検査治具50に電源が投入されると共に中継コネクタ33にも電源が投入される。電源が投入されると、検査治具50のCPU52は、図6に示すように、信号線L3を介して全ての中継コネクタ33に対してそのIDを添付したコマンドを順次送信する(ステップS21)。
図4に示すように、ID設定治具40が取り外されている状態で中継コネクタ33に電源が供給されると、図5のステップS11でNとなり、通常動作処理が開始される。よって、各中継コネクタ33内のCPU37dは、検査治具50からのコマンドを受信すると、自己のIDを送り元情報として添付したレスポンスを送信する。
次に、検査治具50内のCPU52は、コマンド送信に対して各中継コネクタ33からのレスポンスがあるか否かを判定し(ステップS22)、全ての中継コネクタ33からレスポンスがあれば(ステップS22でY)、正常の旨を報知して(ステップS23)、処理を終了する。これに対して、全ての中継コネクタ33からレスポンスがなければ(ステップS22でN)、検査NGでありレスポンスのない中継コネクタ33を報知して(ステップS24)、処理を終了する。
その後、検査で正常と判断された中継コネクタ33に第1ワイヤハーネス31を取り付けてワイヤハーネス構造体30を完成させる。
上述した中継コネクタ33によれば、設定用端子金具T5に設定信号が入力されたときに、CPU37dが通信動作を停止し、複数の第1端子金具T1から入力された信号に応じたIDを設定するので、ワイヤハーネス31、32に組み付ける前は全ての中継コネクタ33が同一のものであるため、ID毎に中継コネクタ33を製品管理する必要がない。また、設定用端子金具T5によって第1端子金具T1を切り換えてIDを設定しているため、中継コネクタ33の小型化を図ることができる。
また、上述した実施形態によれば、ID固定治具40内のCPU41が、第1設定用端子金具T6に設定信号を送信させると共に第2設定用端子金具T7にIDを送信させるので、中継コネクタ33にコネクタ接続するだけで簡単にIDを設定することができる。
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。
10 電子機器
20 ECU(電子制御装置)
30 ワイヤハーネス構造体
31 第1ワイヤハーネス
32 第2ワイヤハーネス
33 中継コネクタ
37d CPU(通信制御手段、識別情報設定手段)
40 ID設定治具(識別情報設定治具)
41 CPU(制御手段)
T1 第1端子金具
T4 信号線用端子金具(第2端子金具)
T5 設定用端子金具
T6 第1設定用端子金具
T7 第2設定用端子金具

Claims (3)

  1. 車両に搭載された電子機器に接続された第1ワイヤハーネスが接続される複数の第1端子金具と、前記電子機器を制御する電子制御装置に接続された第2ワイヤハーネスが接続される第2端子金具と、前記第1端子金具を介して前記電子機器から受信した信号に自己の識別情報を付加して前記第2端子金具を介して前記電子制御装置に送信する、又は、前記第2端子金具を介して前記電子制御装置から受信した信号に自己の識別情報が付加されていれば当該受信した信号に応じて前記第1端子金具を介して前記電子機器に制御する通信動作を行う通信制御手段と、を備えた中継コネクタにおいて、
    前記第1端子金具とは別に設けられ、前記識別情報を設定する旨の設定信号が入力される設定用端子金具と、
    前記設定用端子金具に前記設定信号が入力されたときに、前記電子制御装置に制御される電子機器に接続された第1ワイヤハーネスが接続される前記複数の第1端子金具から入力された信号に応じた前記識別情報を設定する識別情報設定手段と、を備え、
    前記通信制御手段は、前記設定用端子金具に前記設定信号が入力されたときに、前記通信動作を停止する
    ことを特徴とする中継コネクタ。
  2. 車両に搭載された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装置とを通信可能に接続するためのワイヤハーネス構造体であって、
    請求項1に記載の複数の中継コネクタと、
    前記複数の中継コネクタの前記第1端子金具と前記電子機器とを接続する複数の第1ワイヤハーネスと、
    前記複数の中継コネクタの前記第2端子金具と前記電子制御装置とを接続する第2ワイヤハーネスと、
    を備えたことを特徴とするワイヤハーネス構造体。
  3. 請求項1に記載された中継コネクタに前記識別情報を設定する識別情報設定治具であって、
    前記中継コネクタの前記設定用端子金具に接続される第1設定用端子金具と、
    前記中継コネクタの前記複数の第1端子金具に接続される第2設定用端子金具と、
    前記第1設定用端子金具に設定信号を送信させると共に前記第2設定用端子金具に識別情報を送信させる制御手段と、
    を備えたことを特徴とする識別情報設定治具。
JP2011044774A 2011-03-02 2011-03-02 中継コネクタ、ワイヤハーネス構造体、及び、識別情報設定治具 Expired - Fee Related JP5763368B2 (ja)

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