JP7261208B6

JP7261208B6 - 接続方法及び電装ユニット

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Publication number: JP7261208B6
Application number: JP2020180587A
Authority: JP
Inventors: 瞭平松
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2020-10-28
Filing date: 2020-10-28
Publication date: 2023-05-10
Anticipated expiration: 2040-10-28
Also published as: JP2022071554A; US20220126767A1; DE102021127961A1; JP7261208B2

Description

本発明は、接続方法及び電装ユニットに関する。

従来、複数のスイッチ（電装機器）と、スイッチのオンオフ状態を判別するＥＣＵなどの電子ユニット（判別部）はワイヤハーネスを介して接続されている。この電子ユニット内には、スイッチの入力回路が内蔵されている。この入力回路を構成する入力拡張部品には１０ｃｈ、２２ｃｈ、３３ｃｈ等、複数種類がラインナップされているものもある。しかしながら、車両のグレードでのチャンネル数の違いやマイナーチェンジなどの変更に対応するよう設計すると最大数の入力ができる３３ｃｈの入力回路での設計となってしまいコストアップが発生してしまう。

また、電装機器などの機能を拡張に関する技術として特許文献１、２が知られている。

特開２００７－２２６６９６号公報特開２０１９－６３９４号公報

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、コストダウンを図った接続方法及び電装ユニットを提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明に係る接続方法及び電装ユニットは、下記［１］～［５］を特徴としている。
［１］
複数の電装機器と、前記複数の電装機器の状態を各々判別する判別部と、の間を接続する接続方法であって、
前記複数の電装機器に各々接続される入力端子を有し、前記複数の電装機器の状態信号をシリアル信号に変換して出力する入力回路が内蔵されているコネクタが取り付けられているワイヤハーネスを、前記入力端子の数が異なる複数種類用意し、
前記複数の電装機器の数に応じた前記入力端子の数の前記入力回路が前記コネクタに内蔵されている前記ワイヤハーネスを選んで、前記複数の電装機器－前記判別部間を接続し、
前記複数の電装機器の各々は、スイッチであり、
前記判別部は、前記コネクタとは別体の外部機器と通信を行い、前記外部機器の指示に従って前記スイッチのオンオフ状態を判別し、且つ、前記判別部と接続されている制御対象機器を制御する、
接続方法であること。
［２］
複数の電装機器の状態を各々判別する判別部と、
前記複数の電装機器－前記判別部間を接続するワイヤハーネスと、を備えた電装ユニットであって、
前記ワイヤハーネスの端末に取り付けられたコネクタに、前記複数の電装機器に各々接続される複数の入力端子を有し、前記複数の電装機器の状態信号をシリアル信号に変換して出力する入力回路が内蔵されており、
前記複数の電装機器の各々は、スイッチであり、
前記判別部は、前記コネクタとは別体の外部機器と通信を行い、前記外部機器の指示に従って前記スイッチのオンオフ状態を判別し、且つ、前記判別部と接続されている制御対象機器を制御する、
電装ユニットであること。
［３］
［２］に記載の電装ユニットにおいて、
前記判別部は、前記コネクタと接続するための端子を有し、複数種類の前記端子の仕様に応じた動作が行えるように設けられ、前記外部機器との通信によって、前記端子の仕様が設定されると共に、該端子の仕様設定時に前記外部機器と間で行われる通信によって前記入力回路の前記入力端子の数を識別する、
電装ユニットであること。
［４］
［２］に記載の電装ユニットにおいて、
前記判別部は、前記コネクタと接続するための端子と、前記端子の仕様、前記入力回路の前記入力端子の数が記憶されるメモリと、を有し、前記メモリに記憶された前記端子の仕様に応じた動作を行うと共に、前記メモリに記憶された前記入力端子の数を読み取って前記入力端子の数を識別する、
電装ユニットであること。
［５］
［２］に記載の電装ユニットにおいて、
前記コネクタには、前記入力端子の数を識別するための抵抗が内蔵され、
前記判別部は、前記抵抗の抵抗値を読み取って前記入力端子の数を識別する、
電装ユニットであること。

上記［１］及び［２］の構成の接続方法及び電装ユニットによれば、車両のグレードによって電装機器の数が異なっても、電装機器の数に応じたワイヤハーネスを選択して電装機器－判別部間を接続することができる。また、車両のマイナーチェンジなどによって電装機器の数が変更された場合でも、ワイヤハーネスを変更するだけで対応できる。これにより、判別部としては、電装機器の数に関係なく共通化することができ、入力端子をつけ捨てする必要もなく、コストダウンを図ることができる。

上記［３］の構成の電装ユニットによれば、端子の仕様設定時に行われる外部機器と判別部との通信によって容易に、判別部が入力端子の数を識別することができる。

上記［４］の構成の電装ユニットによれば、製造時に、メモリに端子の仕様、入力端子の数を書き込むだけで、判別部が端子の仕様、入力端子の数を識別することができる。

上記［５］の構成の電装ユニットによれば、判別部は、通信を行わなくても入力端子の数を識別することができる。

本発明によれば、コストダウンを図った接続方法及び電装ユニットを提供することができる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

図１は、本発明の電装ユニットの一実施形態を示す回路図である。図２は、図１に示すコネクタの分解斜視図である。図３は、本発明の電装ユニットの他の実施形態を示す回路図である。図４は、本発明の電装ユニットの他の実施形態を示す概略回路図である。

本発明に関する具体的な実施形態について、各図を参照しながら以下に説明する。

図１は、本発明の電装ユニットの一実施形態を示す回路図である。本実施形態の電装ユニット１は、車両に搭載されている。電装ユニット１は、複数のスイッチ２（電装機器）のオンオフ状態を判別する電子ユニット３と、複数のスイッチ２－電子ユニット３間を接続するワイヤハーネスＷ１と、を備えている。

電子ユニット３は、複数のコネクタＣ１１～Ｃ１３と、制御回路４（判別部）と、電源回路５と、通信回路６と、出力回路７と、これらコネクタＣ１１～Ｃ１３、制御回路４、電源回路５、通信回路６及び出力回路７が搭載された基板８と、を有する。

コネクタＣ１１は、ワイヤハーネスＷ１の端末に設けられたコネクタＣ２１にコネクタ接続される。ワイヤハーネスＷ１は、上記複数のスイッチ２に各々接続される。コネクタＣ１２は、ワイヤハーネスＷ２の端末に設けられたコネクタＣ２２にコネクタ接続される。ワイヤハーネスＷ２は、図示しないセントラルＥＣＵ（上位機器、外部機器）に接続される。コネクタＣ１３は、ワイヤハーネスＷ３の端末に設けられたコネクタＣ２３にコネクタ接続される。ワイヤハーネスＷ３は、図示しない標準電装機器に接続される。

制御回路４は、例えばＣＰＵを有するマイクロコンピュータから構成されている。制御回路４は、セントラルＥＣＵとの通信を行い、セントラルＥＣＵの指示に従ってスイッチ２のオンオフ状態を判別したり、標準電装機器を制御したりする。電源回路５は、コネクタＣ１２を介して供給された電源から制御回路４用の電源を生成する。通信回路６は、セントラルＥＣＵ－制御回路４間で授受される通信信号の変調、復調などを行う回路である。出力回路７は、モータやランプなどの標準電装機器に対して出力信号を出力する回路である。

スイッチ２に接続されるワイヤハーネスＷ１の電子ユニット３側の端末には、コネクタＣ２１が取り付けられている。コネクタＣ２１は、図１及び図２に示すように、入力回路１１と、入力回路１１が搭載される基板１２と、基板１２を収容するハウジング１３と、を備えている。入力回路１１は、ワイヤハーネスＷ１に接続される端子１１１（入力端子）と、入力拡張ＬＳＩ１１２と、電子ユニット３に接続される端子１１３と、を有している。これら端子１１１、入力拡張ＬＳＩ１１２、端子１１３は、図２に示すように、基板１２上に一直線上に並んで配置されている。

基板１２は、矩形状に設けられている。端子１１１は、基板１２から立設された圧接刃が設けられ、圧接刃にワイヤハーネスＷ１の端末が圧接される。本実施形態では、端子１１１は、１０チャンネル設けられ、これら１０チャンネルの端子１１１に、ワイヤハーネスＷ１を介してスイッチ２が接続される。入力拡張ＬＳＩ１１２については後述する。端子１１３は、一端が基板１２に接続され、他端が基板１２よりも並び方向の端子１１３側に突出して設けられている。ハウジング１３は、基板１２の厚さ方向に分割された上ケース１３１、下ケース１３２から構成されている。

次に、上述した制御回路４、入力拡張ＬＳＩ１１２の詳細について説明する。制御回路４は、図１に示すように、電源回路５が生成した電源が供給される電源端子VCCと、グランドが供給されるグランド端子GNDと、有している。また、入力拡張ＬＳＩ１１２は、シリアルクロック端子SCと、シリアル入力端子SIと、シリアル出力端子SOと、汎用入出力端子GPIOと、を有している。

入力拡張ＬＳＩ１１２は、電源端子VCCと、グランド端子GNDと、シリアルクロック端子SCと、シリアル入力端子SIと、シリアル出力端子SOと、チップセレクタ端子CSと、を有している。これら入力拡張ＬＳＩ１１２が有する電源端子VCC、グランド端子GND、シリアルクロック端子SC、シリアル入力端子SI、シリアル出力端子SO、チップセレクタ端子CSは、各々制御回路４のグランド端子GND、シリアルクロック端子SC、シリアル出力端子SO、シリアル入力端子SI、汎用入出力端子GPIOに接続されている。

制御回路４のシリアルクロック端子SCは、制御回路４から入力拡張ＬＳＩ１１２のシリアルクロック端子SCに対してクロック信号を出力するための端子である。制御回路４のシリアル入力端子SIは、入力拡張ＬＳＩ１１２のシリアル出力端子SOから出力されたシリアル信号を入力するための端子である。制御回路４のシリアル出力端子SOは、制御回路４から出力されたシリアル信号を入力拡張ＬＳＩ１１２のシリアル入力端子SIに対して出力するための端子である。汎用入出力端子GPIOは、入力拡張ＬＳＩ１１２のチップセレクタ端子CSに接続される。

入力拡張ＬＳＩ１１２のチップセレクタ端子CSは、本実施形態ではアクティブＬｏで機能する。制御回路４が、入力拡張ＬＳＩ１１２のチップセレクタ端子CSにＬｏを出力すると、入力拡張ＬＳＩ１１２は、複数のスイッチ２のオンオフに応じたオンオフ信号（状態信号）をシリアル信号に変換して、クロック信号に同期して制御回路４のシリアル入力端子SIに出力する。制御回路４は、該当ビット分のシリアル信号を受け取るとクロック信号の送信を終了し、入力拡張ＬＳＩのチップセレクタ端子CSの出力をＨｉに戻す。

制御回路４は、入力拡張ＬＳＩ１１２から受け取ったスイッチ２のオンオフ信号をセントラルＥＣＵに対して送信する。また、制御回路４は、セントラルＥＣＵとの通信に基づいて、出力回路７を制御して、標準電装機器を制御する。

次に、上記スイッチ２と、電子ユニット３と、を接続する本発明の接続方法について説明する。図１に示すワイヤハーネスＷ１の端末に取り付けられたコネクタＣ２１には、１０チャンネルの端子１１１を有する入力回路１１が内蔵されていた。本実施形態の接続方法では、ワイヤハーネスＷ１としては、端子１１１のチャンネル数が異なる複数種類用意する。例えば、１０チャンネル（図１）、２２チャンネル（図３）、３３チャンネル（図示せず）の端子１１１を有する入力回路１１がそれぞれ内蔵された３種類のワイヤハーネスＷ１を用意する。なお、３種類のワイヤハーネスＷ１は、端子１１１の数が異なるだけで、電子ユニット３と接続する端子１１３の数及び機能は共通である。

車両のグレードによってスイッチ２の数は異なる。また、車両のマイナーチェンジなどによりスイッチ２の数が変更になることがある。上述した３種類のワイヤハーネスＷ１のうち、スイッチの数に応じたチャンネル数の端子１１１を有する入力回路１１が内蔵されているワイヤハーネスＷ１を選んで、複数のスイッチ２-電子ユニット３間を接続する。

上述した接続方法によれば、車両のグレードによってスイッチ２の数が異なっても、スイッチ２の数に応じたワイヤハーネスＷ１を選択してスイッチ２－電子ユニット３間を接続することができる。また、車両のマイナーチェンジなどによってスイッチ２の数が変更された場合でも、ワイヤハーネスＷ１を変更するだけで対応できる。これにより、制御回路４としては、スイッチ２の数に関係なく共通化することができ、端子１１１をつけ捨てする必要もなく、コストダウンを図ることができる。

次に、上述した電子ユニット３に接続されたワイヤハーネスＷ１に内蔵された入力回路１１の端子１１１の数を識別させる方法について説明する。まず、その前にセントラルＥＣＵによる制御回路４の初期設定について説明する。初期設定時に、セントラルＥＣＵは、制御回路４と通信を行い、シリアル入力端子SI、シリアル出力端子SO、汎用入出力端子GPIO（端子）の設定を行う。

制御回路４は、入力回路１１の仕様（アクティブＨｉか、アクティブＬｏか、Ｈｉレベル／Ｌｏレベルの閾値、スイッチ通電電流）に合わせてシリアル入力端子SIの入力仕様を選択できるようにソフトウェアが設定されている。

セントラルＥＣＵは、入力回路の仕様に応じて制御回路４のシリアル入力端子SI、シリアル出力端子SOに関するソフトウェア設定を行う。具体的には、セントラルＥＣＵは、汎用入出力端子GPIOに入力回路１１が接続されている場合、その汎用入出力端子GPIOをアクティブＬｏにしたときのシリアル入力端子SIの入力仕様を、入力回路１１の仕様に対応したものに設定するように制御回路４に指示する。

セントラルＥＣＵは、このシリアル入力端子SI、シリアル出力端子SOのソフトウェア設定時に、入力回路１１の端子数を制御回路４に送信して、制御回路４が入力回路１１の数を識別できるようにする。

上述した端子数の識別方法によれば、セントラルＥＣＵと、制御回路４と、の通信により、シリアル入力端子SI、シリアル出力端子SOのソフトウェア設定時に制御回路４が入力回路１１のチャンネル数を識別することができる。

なお、本発明は、上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。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

上述した実施形態によれば、セントラルＥＣＵと、制御回路４と、の通信により、制御回路４が、端子SI、SO、GPIOの仕様設定、入力回路１１の端子１１１のチャンネル数を識別していた。しかしながら、セントラルＥＣＵとは別の設定端末（外部機器）を電子ユニット３に接続して、設定端末と、制御回路４と、の通信により、制御回路４が、端子SI、SO、GPIOの仕様設定、入力回路１１の端子１１１のチャンネル数を識別するようにしてもよい。

また、製造時に端子SI、SO、GPIOの仕様設定、入力回路１１の端子１１１のチャンネル数を制御回路４のメモリへ書き込んでもよい。制御回路４は、メモリに書き込まれた仕様に応じて動作を行い、端子１１１のチャンネル数を読み取って、チャンネル数の識別を行う。

また、上述した実施形態によれば、セントラルＥＣＵと、制御回路４と、の通信により、制御回路４が入力回路１１のチャンネル数を識別していた。しかしながら、図４に示すように、識別用抵抗Ｒｉを基板１２上に設けて、制御回路４が抵抗Ｒｉの抵抗値を読み取って、入力回路１１のチャンネル数を識別できるようにしてもよい。

抵抗Ｒｉは、チャンネル数毎に異なる抵抗値に変更する。電子ユニット３側の基板８上には、固定抵抗Ｒ１が設けられている。固定抵抗Ｒ１の一端は、電源に接続され、他端は制御回路４のＡＤ入力に接続されている。ワイヤハーネスＷ１のコネクタＣ２１を電子ユニット３のコネクタＣ１１に接続すると、識別用抵抗Ｒｉと固定抵抗Ｒとが直列接続され、識別用抵抗Ｒｉと固定抵抗Ｒ１との間の電圧がＡＤ入力に供給される。制御回路４は、このＡＤ入力に入力された電圧値を読み取ることにより、識別用抵抗Ｒｉの抵抗値を読み取ることができる。これにより、制御回路４が抵抗Ｒｉの抵抗値を読み取って、入力回路１１のチャンネル数を識別することができる。

上述した端子数の識別方法によれば、制御回路４は、セントラルＥＣＵとの通信を行わなくてもチャンネル数を識別することができる。

また、上述した実施形態によれば、電装機器としてスイッチ２を用いていたが、これに限ったものではない。スイッチ２以外の電装機器であってもよい。

ここで、上述した本発明に係る接続方法及び電装ユニットの実施形態の特徴をそれぞれ以下［１］～［５］に簡潔に纏めて列記する。
［１］
複数の電装機器（２）と、前記複数の電装機器（２）の状態を各々判別する判別部（４）と、の間を接続する接続方法であって、
前記複数の電装機器（２）に各々接続される入力端子（１１１）を有し、前記複数の電装機器（２）の状態信号をシリアル信号に変換して出力する入力回路（１１）が内蔵されているコネクタ（Ｃ２１）が取り付けられているワイヤハーネス（Ｗ１）を、前記入力端子（１１１）の数が異なる複数種類用意し、
前記複数の電装機器（２）の数に応じた前記入力端子（１１１）の数の前記入力回路（１１）が前記コネクタ（Ｃ２１）に内蔵されている前記ワイヤハーネス（Ｗ１）を選んで、前記複数の電装機器（２）－前記判別部（４）間を接続する、
接続方法。
［２］
複数の電装機器（２）の状態を各々判別する判別部（４）と、
前記複数の電装機器（２）－前記判別部（４）間を接続するワイヤハーネス（Ｗ１）と、を備えた電装ユニット（１）であって、
前記ワイヤハーネス（Ｗ１）の端末に取り付けられたコネクタ（Ｃ２１）に、前記複数の電装機器（２）に各々接続される複数の入力端子（１１１）を有し、前記複数の電装機器（２）の状態信号をシリアル信号に変換して出力する入力回路（１１）が内蔵されている、
電装ユニット（１）。
［３］
［２］に記載の電装ユニット（１）において、
前記判別部（４）は、前記コネクタ（Ｃ２１）と接続するための端子（SI、SO、GPIO）を有し、複数種類の前記端子（SI、SO、GPIO）の仕様に応じた動作が行えるように設けられ、外部機器との通信によって、前記端子（SI、SO、GPIO）の仕様が設定されると共に、該端子（SI、SO、GPIO）の仕様設定時に前記外部機器と間で行われる通信によって前記入力回路（１１）の前記入力端子（１１１）の数を識別する、
電装ユニット（１）。
［４］
［２］に記載の電装ユニット（１）において、
前記判別部（４）は、前記コネクタ（Ｃ２１）と接続するための端子（SI、SO、GPIO）と、前記端子（SI、SO、GPIO）の仕様、前記入力回路（１１）の前記入力端子（１１１）の数が記憶されるメモリと、を有し、前記メモリに記憶された前記端子の仕様（SI、SO、GPIO）に応じた動作を行うと共に、前記メモリに記憶された前記入力端子（１１１）の数を読み取って前記入力端子（１１１）の数を識別する、
電装ユニット（１）。
［５］
［２］に記載の電装ユニット（１）において、
前記コネクタ（Ｃ２１）には、前記入力端子（１１１）の数を識別するための抵抗（Ｒｉ）が内蔵され、
前記判別部（４）は、前記抵抗（Ｒｉ）の抵抗値を読み取って前記入力端子（１１１）の数を識別する、
電装ユニット（１）。

１電装ユニット
２スイッチ（電装機器）
４制御回路（判別部）
１１入力回路
１１１端子（入力端子）
Ｃ２１コネクタ
Ｗ１ワイヤハーネス
Ｒｉ識別用抵抗（抵抗）
SI シリアル入力端子（端子）
SO シリアル出力端子（端子）
GPIO 汎用入出力端子（端子）

Claims

複数の電装機器と、前記複数の電装機器の状態を各々判別する判別部と、の間を接続する接続方法であって、
前記複数の電装機器に各々接続される入力端子を有し、前記複数の電装機器の状態信号をシリアル信号に変換して出力する入力回路が内蔵されているコネクタが取り付けられているワイヤハーネスを、前記入力端子の数が異なる複数種類用意し、
前記複数の電装機器の数に応じた前記入力端子の数の前記入力回路が前記コネクタに内蔵されている前記ワイヤハーネスを選んで、前記複数の電装機器－前記判別部間を接続し、
前記複数の電装機器の各々は、スイッチであり、
前記判別部は、前記コネクタとは別体の外部機器と通信を行い、前記外部機器の指示に従って前記スイッチのオンオフ状態を判別し、且つ、前記判別部と接続されている制御対象機器を制御する、
接続方法。
複数の電装機器の状態を各々判別する判別部と、
前記複数の電装機器－前記判別部間を接続するワイヤハーネスと、を備えた電装ユニットであって、
前記ワイヤハーネスの端末に取り付けられたコネクタに、前記複数の電装機器に各々接続される複数の入力端子を有し、前記複数の電装機器の状態信号をシリアル信号に変換して出力する入力回路が内蔵されており、
前記複数の電装機器の各々は、スイッチであり、
前記判別部は、前記コネクタとは別体の外部機器と通信を行い、前記外部機器の指示に従って前記スイッチのオンオフ状態を判別し、且つ、前記判別部と接続されている制御対象機器を制御する、
電装ユニット。
請求項２に記載の電装ユニットにおいて、
前記判別部は、前記コネクタと接続するための端子を有し、複数種類の前記端子の仕様に応じた動作が行えるように設けられ、前記外部機器との通信によって、前記端子の仕様が設定されると共に、該端子の仕様設定時に前記外部機器と間で行われる通信によって前記入力回路の前記入力端子の数を識別する、
電装ユニット。
請求項２に記載の電装ユニットにおいて、
前記判別部は、前記コネクタと接続するための端子と、前記端子の仕様、前記入力回路の前記入力端子の数が記憶されるメモリと、を有し、前記メモリに記憶された前記端子の仕様に応じた動作を行うと共に、前記メモリに記憶された前記入力端子の数を読み取って前記入力端子の数を識別する、
電装ユニット。
請求項２に記載の電装ユニットにおいて、
前記コネクタには、前記入力端子の数を識別するための抵抗が内蔵され、
前記判別部は、前記抵抗の抵抗値を読み取って前記入力端子の数を識別する、
電装ユニット。