JP5785803B2 - ワイヤハーネス構造体及び電子制御ユニット - Google Patents

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と、前記標準電子機器に対する制御信号の受信に応じて前記標準電子機器に電源供給して駆動する標準用ドライバと、が内蔵され、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ワイヤハーネス構造体に存する。

請求項２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２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。

また、請求項１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。

参考例における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。 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。

参考例
以下、参考例における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、参考例における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。

次に、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、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。参考例と本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。参考例においては、オプション用ドライバ４９は、Ｊ／Ｃ３４内に内蔵していたが、本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。

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）

Claims (2)

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と、前記標準電子機器に対する制御信号の受信に応じて前記標準電子機器に電源供給して駆動する標準用ドライバと、が内蔵され、
   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
   ことを特徴とするワイヤハーネス構造体。
2. 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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