JP7364622B2

JP7364622B2 - 制御装置の製造方法

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Publication number: JP7364622B2
Application number: JP2021098244A
Authority: JP
Inventors: 隼人山口; 定治奥田
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2021-06-11
Filing date: 2021-06-11
Publication date: 2023-10-18
Anticipated expiration: 2041-06-11
Also published as: EP4101703B1; EP4101703A1; JP2022189585A; US20220400558A1; CN115469568A

Description

本発明は、制御装置及び制御装置の製造方法に関する。

近年、セントラルＥＣＵと、車両の各エリアに配置されたゾーンＥＣＵと、の通信によって、ゾーンＥＣＵがセントラルＥＣＵの指示に従ってエリア内の電装機器を制御することが検討されている。

ところで、車両には様々な仕様がある。例えば、ローグレード仕様の車両には、標準電装機器のみ搭載される。ハイグレード仕様の車両には、標準電装機器に加えて拡張電装機器が搭載される。このため、従来の通信システムでは、車両の仕様毎にゾーンＥＣＵを設計し、用意する必要があり、コスト的に問題があった。

そこで、特許文献１、２の技術を上記ゾーンＥＣＵに適用することが考えられる。特許文献１には、標準電装機器を制御する標準制御回路及び拡張電装機器を制御する拡張制御回路を有するジャンクションボックスに、標準電装機器に接続された標準ハーネスの一端を接続するための標準コネクタ部と、拡張電装機器に接続された拡張ハーネスの一端を接続するための拡張コネクタ部と、を設けることが記載されている。特許文献１の技術では、標準ハーネスを仕様に関係なく共通化して、コストダウンを図っている。

また、特許文献２には、ローグレード車用の電子制御ユニットに、サブハーネスを接続して、サブハーネスを、多重通信可能な機能内蔵コネクタにコネクタ接続することも考えられている。特許文献２の技術では、電子制御ユニットと標準電装機器とを接続するベースハーネスを仕様に関係なく共通化して、コストダウンを図っている。

また、近年、ＣＡＳＥ(Connected,Autonomous,Shared&Services,Electric)やＭａａｓ(Mobility as a Service)の対応のため、車両に搭載される電装機器の種類の増大に伴い車両に搭載されるバッテリの種類も増大している。一例を挙げて説明すると、４８Ｖバッテリと１２Ｖバッテリ両方搭載されている車両もあれば、１２Ｖバッテリのみ搭載される車両もある。よって、ゾーンＥＣＵに設けられた電源回路も仕様によって様々な種類があり、ハーネスを共通化するだけでは十分にコストダウンを図れない、という問題があった。

特開２０１６－１５８０９号公報特開２０１１－７６９７２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、基板を共通化することができ、コストダウンを図ることができる制御装置の製造方法を提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明に係る制御装置及び制御装置の製造方法は、下記［１］を特徴としている。
［１］
電装機器を制御する制御装置の製造方法であって、
標準電装機器用の入力回路及び出力回路の少なくとも１つである第１入力／出力回路と、前記第１入力／出力回路を制御する制御回路と、が搭載された標準基板と、
電源を供給するための電源線が接続される接続部と、前記電源線から供給される電源から前記標準基板を動作させるための電源を生成する電源回路と、が搭載された電源基板と、を用意すると共に、
前記電源回路が異なる前記電源基板を複数種類用意し、
前記標準電装機器及び前記電源線から供給される電源に応じて、複数種類の前記電源基板の１つを選択し、選択した前記電源基板と前記標準基板とを接続する、
制御装置の製造方法であること。

上記［１］の構成の制御装置の製造方法によれば、車両の仕様に合わせた電源基板を標準基板に接続することができる。これにより、複数の仕様で電源基板又は標準基板を共通化することができるため、コストダウンを図ることができる。

本発明によれば、複数の仕様で基板を共通化することができ、コストダウンを図ることができる制御装置の製造方法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、本発明の制御装置としてのゾーンＥＣＵを組み込んだ通信システムを示すブロック図である。図２は、ハイグレード車両用の図１に示すゾーンＥＣＵを示す構成図である。図３は、ローグレード車両用の図１に示すゾーンＥＣＵを示す構成図である。図４は、図２に示すゾーンＥＣＵの詳細な構成図である。

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、本発明の制御装置としてのゾーンＥＣＵ３を組み込んだ通信システム１を示すブロック図である。本実施形態の通信システム１は、車両に搭載されている。通信システム１は、セントラルＥＣＵ（上位制御装置）２と、ゾーンＥＣＵ（制御装置）３と、を備えている。

セントラルＥＣＵ２は、ＣＰＵを有するマイクロコンピュータから構成され、例えば車両のインストルメントパネルに設けられている。セントラルＥＣＵ２は、通信システム１全体を制御する。

ゾーンＥＣＵ３は、左右ドアなど車両の各エリアに設けられている。ゾーンＥＣＵ３は、セントラルＥＣＵ２と通信を行い、セントラルＥＣＵ２の指示に従ってエリア内に配置された標準電装機器４、拡張電装機器５を制御する。標準電装機器４とは、ハイグレード車両、ローグレード車両に共通して取り付けられる電装機器（例えばエアコン・ユニットやパワーウインドウ・ユニットなど）である。なお、標準電装機器４は、取付対象車両の仕様毎に異なっていてもよい。拡張電装機器５とは、取付対象車両の仕様に応じて選択的に取り付けられる電装機器である。拡張電装機器５は、車両の出荷時に取り付けられてもよいし、出荷後に後付けされてもよい。

次に、ゾーンＥＣＵ３の構成について図２及び図３を参照して説明する。図２は、拡張電装機器５が搭載されたハイグレード車両用のゾーンＥＣＵ３を示す。図３は、拡張電装機器５が搭載されていないローグレード車両用のゾーンＥＣＵ３を示す。ハイグレード車両用のゾーンＥＣＵ３は、図２に示すように、幹線用基板６（電源基板）と、標準電装機器４を動作させるためのベース基板７（標準基板）と、拡張電装機器５を動作させるための拡張基板８と、幹線用基板６及びベース基板７を接続する接続部９と、ベース基板７及び拡張基板８を接続する接続部１０と、を備えている。上述した幹線用基板６、ベース基板７及び拡張基板８は、それぞれ別体の基板から構成されている。ローグレード車両用のゾーンＥＣＵ３は、図３に示すように、幹線用基板６と、ベース基板７と、を備え、拡張基板８は備えていない。

まず、幹線用基板６について説明する。幹線用基板６には、図４に示すように、セントラルＥＣＵ２に接続された幹線Ｌに接続するためのコネクタ６１（接続部）と、電源回路６２と、が搭載されている。幹線Ｌは、セントラルＥＣＵ２と、ゾーンＥＣＵ３と、の間に接続される。幹線Ｌは、セントラルＥＣＵ２との通信を行う通信線Ｌ１と、電源を供給するための正極線Ｌ２＋、負極線Ｌ２－（電源線）と、を有する。正極線Ｌ２＋からは、電源の正極側電位が供給され、負極線からＬ２－は、電源の負極電位（グランド）が供給される。

電源回路６２は、正極線Ｌ２＋、Ｌ２－から供給される電源から後述するベース基板７や拡張基板８を動作させるための電源を生成する回路である。車両の仕様によっては、車両に４８Ｖバッテリが搭載され、正極線Ｌ２＋、負極線Ｌ２－から４８Ｖが供給されたり、１２Ｖバッテリが搭載され、正極線Ｌ２＋、負極線Ｌ２－から１２Ｖが供給されたり、する場合がある。また、電装機器４、５としても、その必要電圧が４８Ｖのものもあれば、１２Ｖのものもある。本実施形態の幹線用基板６は、このような車両の仕様に合わせて電源回路６２が異なる複数種類が用意されている。以下、本実施形態では、幹線用基板６は、電源回路６２の異なる２種類が用意されている場合について説明するが、幹線用基板６としては、３種類以上用意されていてもよい。

本実施形態では、電源回路６２としては、定電圧回路のみから構成されるものと、定電圧回路及びＤＣ／ＤＣコンバータから構成されるものと、の２種類が用意されている。定電圧回路は、例えばツェナーダイオードから構成される周知の定電圧回路であり、正極線Ｌ２＋、負極線Ｌ２－から供給される電圧から後述する制御回路７３に供給する５Ｖを生成することができる。ＤＣ／ＤＣコンバータは、正極線Ｌ２＋、負極線Ｌ２－から供給される４８Ｖを１２Ｖに降圧する。

４８Ｖバッテリが搭載され、ゾーンＥＣＵ３に接続される電装機器４、５の必要電圧が１２Ｖであった場合、定電圧回路及びＤＣ／ＤＣコンバータが設けられた電源回路６２を有する幹線用基板６が選択され、後述するベース基板７に接続される。一方、ゾーンＥＣＵ３に接続される電装機器４、５の必要電圧が正極線Ｌ２＋、負極線Ｌ２－から供給される電源電圧と同じであった場合、定電圧回路のみが設けられた幹線用基板６が選択され、後述するベース基板７に接続される。

次いで、ベース基板７について説明する。ベース基板７は、標準電装機器４用の出力回路７１及び入力回路７２（第１入力／出力回路）と、セントラルＥＣＵ２との通信に応じて出力回路７１及び入力回路７２を制御する制御回路７３と、標準電装機器４、拡張電装機器５に接続するためのコネクタ７４と、が搭載されている。出力回路７１は、モータやランプなど制御回路７３からの出力により動作する標準電装機器４に対して設けられる。出力回路７１には、正極線Ｌ２＋、負極線Ｌ２－から供給される電源、電源回路６２に設けられたＤＣ／ＤＣコンバータが生成した電源の何れかが供給され、出力回路７１は、制御回路７３の制御に従って供給された電源を標準電装機器４に供給する。

入力回路７２は、検出スイッチなど制御回路７３にオンオフ情報などを入力する標準電装機器４に対して設けられ、幹線用基板６から供給される電源からオンオフ情報などを生成して制御回路７３に入力する。図４に示す例では、ベース基板７には、出力回路７１及び入力回路７２の双方が搭載されているが、ゾーンＥＣＵ３に接続される標準電装機器４によっては出力回路７１及び入力回路７２の少なくとも一方が搭載されていればよい。

制御回路７３は、ＣＰＵを有するマイクロコンピュータから構成され、幹線用基板６を介して通信線Ｌ１に接続され、セントラルＥＣＵ２と通信可能に設けられている。また、制御回路７３には、電源回路６２が生成された５Ｖ電源が供給され、この５Ｖ電源により動作する。

コネクタ７４は、標準電装機器４から引き出された電線の端末に接続される。このコネクタ７４を介してベース基板７の出力回路７１及び入力回路７２と、標準電装機器４と、が接続される。

本実施形態のベース基板７は、車両の仕様に合わせて複数種類用意されている。例えば、出力回路７１のみが搭載されベース基板７、入力回路７２のみが搭載されたベース基板７、出力回路７１や入力回路７２に加え、標準電装機器４と通信を行うための通信回路が搭載されたベース基板７などの複数種類が考えられる。

次いで、拡張基板８について説明する。拡張基板８は、拡張電装機器５用の出力回路８１及び入力回路８２（第２入力／出力回路）が搭載されている。出力回路８１は、出力回路７１と同様に、モータやランプなど制御回路７３からの出力により動作する標準電装機器４に対して設けられる。出力回路８１には、正極線Ｌ２＋、負極線Ｌ２－から供給される電源、電源回路６２に設けられたＤＣ／ＤＣコンバータが生成した電源の何れかがベース基板７を介して供給され、出力回路８１は、制御回路７３の制御に従って供給された電源を拡張電装機器５に供給する。

入力回路８２は、入力回路７２と同様に、検出スイッチなど制御回路７３にオンオフ情報などを入力する拡張電装機器５に対して設けられ、幹線用基板６から供給される電源からオンオフ情報などを生成して制御回路７３に入力する。図４に示す例では、拡張基板８には、出力回路８１及び入力回路８２の双方が搭載されているが、ゾーンＥＣＵ３に接続される拡張電装機器５によっては出力回路８１及び入力回路８２の少なくとも一方が搭載されていればよい。

上述した出力回路８１、入力回路８２は、後述する接続部１０、ベース基板７に搭載されたコネクタ７４を介して拡張電装機器５に接続されている。

本実施形態の拡張基板８は、車両の仕様に合わせて複数種類用意されている。例えば、出力回路８１のみが搭載され拡張基板８、入力回路８２のみが搭載された拡張基板８、出力回路８１や入力回路８２に加え、拡張電装機器５と通信を行うための通信回路が搭載された拡張基板８などの複数種類が考えられる。

接続部９は、幹線用基板６及びベース基板７を接続する。接続部１０は、ベース基板７及び拡張基板８を接続する。これら接続部９、１０としては、ピンヘッダを用いてもよいし、コネクタを用いてもよい。

次に、上述したゾーンＥＣＵ３の組付け方法について説明する。上述したように幹線用基板６、ベース基板７、拡張基板８を複数種類用意する。まず、ゾーンＥＣＵ３に標準電装機器４のみが接続されている場合について説明する。標準電装機器４の必要電圧、正極線Ｌ２＋、負極線Ｌ２－により供給される電源電圧に応じて、複数種類の幹線用基板６の一つを選択する。また、ゾーンＥＣＵ３に接続される標準電装機器４に応じて、複数のベース基板７の一つを選択する。そして、選択した幹線用基板６と、ベース基板７と、を接続して、ゾーンＥＣＵ３を完成する。

次に、ゾーンＥＣＵ３に標準電装機器４及び拡張電装機器５が接続されている場合について説明する。標準電装機器４の必要電圧、正極線Ｌ２＋、負極線Ｌ２－により供給される電源電圧に応じて、２種類の幹線用基板６の一つを選択する。また、ゾーンＥＣＵ３に接続される標準電装機器４に応じて、複数のベース基板７の一つを選択する。さらに、ゾーンＥＣＵ３に接続される拡張電装機器５に応じて、複数の拡張基板８の一つを選択する。そして、選択した幹線用基板６と、ベース基板７と、拡張基板８と、を接続して、ゾーンＥＣＵ３を完成する。

上述した実施形態によれば、車両の仕様に合わせた幹線用基板６、ベース基板７、拡張基板８を選択して接続することができる。これにより、複数の仕様で幹線用基板６、ベース基板７、拡張基板８を共通化することができるため、コストダウンを図ることができる。

具体的な例を挙げて説明する。今、幹線用基板６Ａ，６Ｂの２種類用意され、ベース基板７Ａ，７Ｂの２種類が用意され、拡張基板８Ａ，８Ｂの２種類が用意されている場合、下記に示すように最大仕様Ｓ１～Ｓ１２に合わせたゾーンＥＣＵ３を基板６～８により構成することができる。
仕様Ｓ１：幹線用基板６Ａ＋ベース基板７Ａ
仕様Ｓ２：幹線用基板６Ａ＋ベース基板７Ｂ
仕様Ｓ３：幹線用基板６Ｂ＋ベース基板７Ａ
仕様Ｓ４：幹線用基板６Ｂ＋ベース基板７Ｂ
仕様Ｓ５～Ｓ８：仕様Ｓ１～Ｓ４の幹線用基板６＋ベース基板７＋拡張基板８Ａ
仕様Ｓ９～Ｓ１２：仕様Ｓ１～Ｓ４の幹線用基板６＋ベース基板７＋拡張基板８Ｂ

この場合、仕様Ｓ１、Ｓ２などで幹線用基板６Ａを共通化することができ、仕様Ｓ３、Ｓ４などで幹線用基板６Ｂを共通化することができる。仕様Ｓ１、Ｓ３などでベース基板７Ａを共通化することができ、仕様Ｓ２、Ｓ４などでベース基板７Ｂを共通化することができる。また、仕様Ｓ５～Ｓ８で拡張基板８Ａを共通化することができ、仕様Ｓ９～Ｓ１２で拡張基板８Ｂを共通化することができる。

このように基板６～８を複数の仕様で共通化することにより、マスボリュームによるゾーンＥＣＵ３の低コスト化を図ることができる。また、ゾーンＥＣＵ３を構成する部品（基板６～８含む）の品番数を削減することができ、管理費を削減することができる。また、ゾーンＥＣＵ３の回路変更にも基板６～８を選択するだけで対応できる場合もあり、開発工数の削減できる。

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、ベース基板７も拡張基板８を複数種類用意していたが、これに限ったものではない。ベース基板７、拡張基板８については１種類だけ用意するようにしてもよい。

上述した実施形態によれば、制御回路７３は、セントラルＥＣＵ２との通信に応じて電装機器４、５を制御していたが、これに限ったものではない。制御回路７３が単独で、電装機器４、５を制御するシステムにも適用することができる。

上述した実施形態によれば、ベース基板７に搭載されたコネクタ７４に拡張電装機器５を接続していたが、これに限ったものではない。拡張基板８に搭載されたコネクタに拡張電装機器５を接続するようにしてもよい。

ここで、上述した本発明に係る制御装置及び制御装置の製造方法の実施形態の特徴をそれぞれ以下［１］～［４］に簡潔に纏めて列記する。
［１］
電装機器（４、５）を制御する制御装置（３）であって、
標準電装機器（４）用の入力回路（７２）及び出力回路（７１）の少なくとも１つである第１入力／出力回路（７１、７２）と、前記第１入力／出力回路（７１、７２）を制御する制御回路（７３）と、が搭載された標準基板（７）と、
電源を供給するための電源線（Ｌ２＋、Ｌ２－）が接続される接続部（６１）と、前記電源線（Ｌ２＋、Ｌ２－）から供給される電源から前記標準基板（７）を動作させるための電源を生成する電源回路（６２）と、が搭載された電源基板（６）と、を備えた
制御装置（３）。
［２］
［１］に記載の制御装置（３）において、
前記接続部（６１）には、上位制御装置（２）との通信線（Ｌ１）が接続され、
前記制御回路（７３）は、前記電源基板（６）を介して前記上位制御装置（２）と通信可能に接続され、前記上位制御装置（２）との通信に応じて前記第１入力／出力回路（７１、７２）を制御する、
制御装置（３）。
［３］
［１］又は［２］に記載の制御装置（３）において、
拡張電装機器（５）用の入力回路（８２）及び出力回路（８１）の少なくとも１つである第２入力／出力回路（８１、８２）が搭載された拡張基板（８）をさらに備え、
前記制御回路（７３）は、前記第２入力／出力回路（８１、８２）を制御し、
前記拡張基板（８）は、前記標準基板（７）を介して前記電源回路（６２）から電源供給される、
制御装置（３）。
［４］
電装機器（４、５）を制御する制御装置（３）の製造方法であって、
標準電装機器（４）用の入力回路（７２）及び出力回路（７１）の少なくとも１つである第１入力／出力回路（７１、７２）と、前記第１入力／出力回路（７１、７２）を制御する制御回路（７３）と、が搭載された標準基板（７）と、
電源を供給するための電源線（Ｌ２＋、Ｌ２－）が接続される接続部（６１）と、前記電源線（Ｌ２＋、Ｌ２－）から供給される電源から前記標準基板（７）を動作させるための電源を生成する電源回路（６２）と、が搭載された電源基板（６）と、を用意すると共に、
前記電源回路（６２）が異なる前記電源基板（６）を複数種類用意し、
前記標準電装機器（４）及び前記電源線（Ｌ２＋、Ｌ２－）から供給される電源に応じて、複数種類の前記電源基板（６）の１つを選択し、選択した前記電源基板（６）と前記標準基板（７）とを接続する、
制御装置（３）の製造方法。

２セントラルＥＣＵ（上位制御装置）
３ゾーンＥＣＵ（制御装置）
４標準電装機器（電装機器）
５拡張電装機器（電装機器）
６幹線用基板（電源基板）
７ベース基板（標準基板）
６１コネクタ（接続部）
６２電源回路
７１出力回路（第１入力／出力回路）
７２入力回路（第１入力／出力回路）
８１出力回路（第２入力／出力回路）
８２入力回路（第２入力／出力回路）
７３制御回路
Ｌ１通信線
Ｌ２＋正極線（電源線）
Ｌ２－負極線（電源線）

Claims

電装機器を制御する制御装置の製造方法であって、
標準電装機器用の入力回路及び出力回路の少なくとも１つである第１入力／出力回路と、前記第１入力／出力回路を制御する制御回路と、が搭載された標準基板と、
電源を供給するための電源線が接続される接続部と、前記電源線から供給される電源から前記標準基板を動作させるための電源を生成する電源回路と、が搭載された電源基板と、を用意すると共に、
前記電源回路が異なる前記電源基板を複数種類用意し、
前記標準電装機器及び前記電源線から供給される電源に応じて、複数種類の前記電源基板の１つを選択し、選択した前記電源基板と前記標準基板とを接続する、
制御装置の製造方法。