WO2015041278A1 - 車載システム及びワイヤハーネス構造体 - Google Patents

Abstract

　シート制御システム（１）は、車両に搭載されたモータユニット（２）、スイッチユニット（３）と、これらユニット（２）、（３）を制御する制御ＥＣＵと、ユニット（２）、（３）に電源を供給する電源ボックス（４）と、ユニット（２）、（３）及び制御ＥＣＵ間に接続され、電源ボックス（４）からの電源を供給するための主電源線（Ｌ１１）と、ユニット（２）、（３）及び制御ＥＣＵ間に接続された信号線（Ｌ２）と、を備えている。さらに、シート制御システム（１）は、ユニット（２）、（３）に電源を供給する電源ボックス４とは別の電源ボックス（５）と、電源ボックス（５）及びユニット（２）、（３）間に接続され、電源ボックス（５）からの電源を供給するための冗長電源線（Ｌ１２）と、を備え、冗長電源線（Ｌ１２）は、制御ＥＣＵには接続されていない。

Description

車載システム及びワイヤハーネス構造体

　本発明は、車載システム及びワイヤハーネス構造体に係り、特に、車両に設置された電子機器を制御する車載システム及び当該車載システムに用いられるワイヤハーネス構造体に関するものである。

　車両には、沢山の電子機器が搭載されている。これら電子機器と、その制御を行う制御ＥＣＵと、をそれぞれ接続すると、ワイヤハーネスの重量増大が問題となる。そこで、複数の電子機器を複数の電子ユニットに分け、制御ＥＣＵから引き出した１本の電源線、信号線を複数の電子ユニットに分岐して接続し、この電源線及び信号線の電子ユニットとの接続コネクタに制御ＥＣＵとの通信機能を持たせた車載システムが提案されている。

　しかしながら、上述した車載システムでは、電源線に異常が生じると、全ての電子機器が駆動できない、という問題が生じている。

　そこで、本発明は、電源線に異常が生じても電子機器を駆動することができる車載システム及び当該車載システムに用いられるワイヤハーネス構造体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１以上の電子機器から成る電子ユニットと、前記電子機器を制御する制御手段と、前記電子機器に電源を供給する第１電源と、前記電子ユニット及び前記制御手段間に接続され、前記第１電源を供給するための第１電源線と、前記電子ユニット及び前記制御手段間に接続された信号線と、を備えた車載システムにおいて、前記電子機器に電源を供給する第１電源とは別の第２電源と、前記第２電源及び前記電子ユニット間に接続され、前記第２電源を供給するための第２電源線と、を備え、前記第２電源線は、前記制御手段には接続されていないことを特徴とする車載システムに存する。

　請求項２記載の発明は、前記第１電源線及び前記第２電源線は、それぞれ個別にダイオードと接続され、各ダイオードの他方端子同士が接続された上で、前記電子ユニットに接続されていることを特徴とする請求項１に記載の車載システムに存する。

　請求項３記載の発明は、前記第１電源線、信号線及び前記第２電源線に取り付けられ、前記第１電源線、信号線及び前記第２電源線を前記電子ユニットに接続するための接続コネクタを備え、前記接続コネクタに前記ダイオードが内蔵されていることを特徴とする請求項２に記載の車載システムに存する。

　請求項４記載の発明は、車両に設置される１以上の電子機器から成る電子ユニット及び前記電子機器を制御する制御手段間に接続され、第１電源からの電源を供給するための第１電源線と、前記電子ユニット及び前記制御手段間に接続された信号線と、を備えたワイヤハーネス構造体において、前記第１電源とは別の第２電源及び前記電子ユニット間に接続され、前記第２電源を供給するための第２電源線と、を備え、前記第２電源線は、前記制御手段には接続されていないことを特徴とするワイヤハーネス構造体に存する。

　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、第１電源線に異常が生じて、第１電源線を介した電源供給ができなくなっても第２電源線を介して電子ユニットに電源を供給することができるので、第１電源線に異常が生じても電子機器を駆動することができる。

　請求項２記載の発明によれば、ダイオードにより第１電源線及び第２電源線への電源の逆流を防止することができる。

　請求項３記載の発明によれば、接続コネクタにダイオードを内蔵することにより、簡単にダイオードを接続することができる。

本発明の車載システムとしてのシート制御システムの一実施形態を示す回路図である。 図１に示す駆動コネクタ、信号コネクタの斜視図である。 （Ａ）は図１に示す駆動コネクタの電気構成図であり、（Ｂ）は図１に示す信号コネクタの電気構成図である。

　以下、本発明のワイヤハーネス構造体を組み込んだ車載システムとしてのシート制御システムについて図１～図３を参照して以下説明する。同図に示すように、シート制御システム１は、車両の前方右側（ＦＲ）席、前方左側（ＦＬ）席、後方右側（ＲＲ）席、後方左側（ＲＬ）席にそれぞれ設置される複数のモータユニット２（＝電子ユニット）と、モータユニット２の操作手段であるスイッチユニット３（＝電子ユニット）と、第１電源としての電源ボックス４及び第２電源としての電源ボックス５と、これら複数のモータユニット２及びスイッチユニット３と電源ボックス４及び５とを接続するためのワイヤハーネス構造体６と、を備えている。

　モータユニット２はそれぞれ、ＦＲ席、ＦＬ席、ＲＲ席、ＲＬ席のシートの前後方向の位置や背もたれの傾きなどを調整するための電子機器としての複数のモータ２１（＝電子機器）から成り、ＦＲ席、ＦＬ席、ＲＲ席、ＲＬ席のシートに取り付けられている。モータ２１はそれぞれ、各シートを駆動するモータ本体Ｍと、このモータ本体Ｍの駆動によるシートの変位量に応じたセンサ信号を出力するセンサＳと、から構成されている。

　スイッチユニット３はそれぞれ、ＦＲ席、ＦＬ席、ＲＲ席、ＲＬ席に設置されている。これらスイッチユニット３は、ＦＲ席、ＦＬ席、ＲＲ席、ＲＬ席に着座した各ユーザがシートの前後方向の位置や背もたれの傾きなどを調整する際に操作する複数のスイッチ（＝電子機器）から構成されている。

　上記電源ボックス４は、車載バッテリ（図示せず）が接続され、車載バッテリからの電源を分配する分配回路と、上記モータユニット２の制御を行うための制御手段としての制御ＥＣＵと、が設けられている（何れも図示せず）。制御ＥＣＵは、シート制御システム１全体の制御を司るマイクロコンピュータから構成され、分配回路から分配された電源の供給を受けて動作する。この制御ＥＣＵは、後述するワイヤハーネス構造体６に接続される外部コネクタ（図示せず）が設けられている。

　上記電源ボックス５は、電源ボックス４に供給される車載バッテリとは別電源が供給されている。この電源ボックス５から供給される電源は、複数のモータユニット２の１つだけ駆動できるような低電源であり、電源ボックス４から供給される電源よりも低い。上記ワイヤハーネス構造体６は、ワイヤハーネスＷと、これらワイヤハーネスＷの端末に取り付けられた駆動コネクタＣ１１及び信号コネクタＣ１２（＝接続コネクタ）と、から構成されている。

　ワイヤハーネスＷは、制御ＥＣＵ及び複数のユニット２、３間に接続され、電源ボックス４からの電源を供給するための第１電源線としての主電源線Ｌ１１と、制御ＥＣＵ及びユニット２、３間に接続された信号線Ｌ２と、電源ボックス５及び複数のユニット２、３間に接続され、電源ボックス５からの電源を供給するための第２電源線としての冗長電源線Ｌ１２と、から構成されている。

　上記主電源線Ｌ１１及び信号線Ｌ２は、電源ボックス４（制御ＥＣＵ）から引き出され、それが各ユニット２、３に向けて分岐している。冗長電源線Ｌ１２は、電源ボックス５から引き出され、それが各ユニット２、３に向けて分岐している。各ユニット２、３に向けて分岐された主電源線Ｌ１１、信号線Ｌ２及び冗長電源線Ｌ１２の端末には、駆動コネクタＣ１１及び信号コネクタＣ１２が取り付けられている。駆動コネクタＣ１１は、モータユニット２に接続されたユニット側コネクタＣ２に接続されるコネクタである。信号コネクタＣ１２は、スイッチユニット３に接続されるコネクタである。

　上述した構成のワイヤハーネス構造体６によれば、ユニット２、３に対する電源供給ラインは、主電源線Ｌ１１と冗長電源線Ｌ１２の２系統である。なお、冗長電源線Ｌ１２は、制御ＥＣＵには接続されておらず、制御ＥＣＵに電源供給は行っていない。また、信号線Ｌ２を介して制御ＥＣＵと駆動コネクタＣ１１及び信号コネクタＣ１２とが通信可能となる。

　次に、上記駆動コネクタＣ１１及び信号コネクタＣ１２の構成について図２を参照して説明する。コネクタＣ１１及びＣ１２は、同図に示すように、点線で示すアウタハウジング７と、ワイヤハーネスＷに接続される主電源端子金具Ｔ１１、冗長電源端子金具Ｔ１２及び信号端子金具Ｔ２（図３）と、ユニット２、３に接続される端子金具Ｔ４と、アウタハウジング７内に収容されている電子回路基板８と、から構成されている。

　アウタハウジング７は、絶縁性の合成樹脂を用いて扁平な筒状に形成されており、フード部７Ａと、このフード部７Ａに連なった電子回路基板８が収容される基板収容室７Ｂと、を一体に備えている。上記主電源端子金具Ｔ１１、冗長電源端子金具Ｔ１２、信号端子金具Ｔ２は、周知の圧接端子などから構成され、ワイヤハーネスＷを構成する主電源線Ｌ１１、冗長電源線Ｌ１２、信号線Ｌ２にそれぞれ電気的に接続されている。また、端子金具Ｔ１１、Ｔ１２及びＴ２は、電子回路基板８に接続される。

　端子金具Ｔ４は、一端が電子回路基板８に接続され、他端がフード部７Ａ内に収容される。上記コネクタＣ１１、Ｃ１２がユニット２、３にコネクタ接続されると、この端子金具Ｔ４を介して各ユニット２、３に電源が供給されると共に各種信号が入出力される。

　上記駆動コネクタＣ１１の電子回路基板８上にはそれぞれ、図３（Ａ）に示すように、主電源端子金具Ｔ１１を介して主電源線Ｌ１１に接続されるダイオードＤ１と、冗長電源端子金具Ｔ１２を介して冗長電源線Ｌ１２に接続されるダイオードＤ２と、マイクロコンピュータ（以下マイコン）９と、モータ本体Ｍを駆動するための駆動回路１０と、センサＳからのセンサ信号を受信して、シートの変位量を求めるセンサ回路１１と、が搭載されている。

　ダイオードＤ１及びＤ２は、他方端子同士が接続された上でマイコン９に接続され、マイコン９に電源が供給される。また、図示していないが、ダイオードＤ１及びＤ２は、他端同士が接続された上で、駆動回路１０に電源を供給し、この駆動回路１０を介してモータユニット２に電源が供給される。

　マイコン９は、上記信号端子金具Ｔ２に電気的に接続されていて、電源ボックス４内の制御ＥＣＵと信号線Ｌ２を介して通信可能に接続される。マイコン９は、駆動回路１０に接続されていて、制御ＥＣＵから送信された制御信号に従って駆動回路１０を制御して、モータ本体Ｍを駆動させる。また、マイコン９は、センサ回路１１に接続されていて、センサ回路１１により求められたシートの変位量を制御ＥＣＵに送信する。

　上記信号コネクタＣ１２の電子回路基板８上にはそれぞれ、図３（Ｂ）に示すように、主電源端子金具Ｔ１１を介して主電源線Ｌ１１に接続されるダイオードＤ１と、冗長電源端子金具Ｔ１２を介して冗長電源線Ｌ１２に接続されるダイオードＤ２と、マイコン１２と、が搭載されている。

　ダイオードＤ１及びＤ２は、他方端子同士が接続された上でマイコン１２に接続され、マイコン１２に電源が供給される。また、図示していないが、ダイオードＤ１及びＤ２は、他端同士が接続された上で、端子金具Ｔ４を介してスイッチユニット３に接続され、電源を供給している。

　マイコン１２は、上記信号端子金具Ｔ２に電気的に接続されていて、電源ボックス４内の制御ＥＣＵと信号線Ｌ２を介して通信可能に接続される。また、マイコン１２は、端子金具Ｔ４に接続されていてスイッチユニット３のスイッチに接続され、スイッチの状態を検出することができる。マイコン１２は、検出したスイッチの状態を示す操作信号を制御ＥＣＵに対して出力する。

　さらに、本実施形態においては、電源ボックス４内には、主電源線Ｌ１１への電源の供給をオンオフする主電源スイッチと、主電源線Ｌ１１の異常を検出するための異常検出部と、が設けられている（何れも図示せず）。上記主電源スイッチのオンオフは制御ＥＣＵによって制御される。また、異常検出部は、例えば主電源線Ｌ１１に流れる電流を検出する電流センサから構成され、制御ＥＣＵはこの電流センサにより検出された電流に基づいて異常を検出する。また、電源ボックス５内には、冗長電源線Ｌ１２への電源の供給をオンオフする冗長スイッチが設けられている。この冗長スイッチのオンオフは電源ボックス４内に設けられた制御ＥＣＵによって制御されている。

　次に、上述した構成のシート制御システム１の動作について説明する。まず、イグニッションスイッチに応じて制御ＥＣＵは、主電源スイッチをオン、冗長スイッチをオフして、主電源線Ｌ１１のみからコネクタＣ１１、Ｃ１２、ユニット２、３に電源を供給する。その後、制御ＥＣＵは、ユーザによってスイッチユニット３を構成するスイッチが操作されると、操作されたスイッチに接続された信号コネクタＣ１２のマイコン１２がこれを検出して、操作されたスイッチのＩＤを付した操作信号を制御ＥＣＵ宛に送信する。

　制御ＥＣＵは、操作信号に付されたＩＤからどのシートのどのスイッチが操作されたかを把握することができ、そのスイッチに対応するシートのモータユニット２宛に駆動命令を出力する。駆動コネクタＣ１１は、自身に接続されているモータユニット２宛の駆動命令を受信すると、駆動回路１０を制御して、宛先になっているモータユニット２を駆動する。また、このとき駆動コネクタＣ１１は、センサ回路１１により求められたシートの変位量を制御ＥＣＵに送信し、制御ＥＣＵは、シートの変位量から予め定めたシート位置になるように駆動命令を送信するようにしてもよい。

　また、制御ＥＣＵは、駆動命令を送信した後、異常検出部により検出された主電源線Ｌ１１に流れる電流に基づいて主電源線Ｌ１１に異常が生じているか否かを判定する。制御ＥＣＵは、駆動命令に応じた駆動電流が主電源線Ｌ１１に流れていなければ、主電源線Ｌ１１に断線などの異常が生じていることを検出し、主電源スイッチをオフし、冗長スイッチをオンして、主電源線Ｌ１１からの電源供給を遮断し、冗長電源線Ｌ１２からコネクタＣ１１、Ｃ１２やユニット２、３への電源供給を有効にする。

　冗長電源線Ｌ１２からの電源供給は複数のモータユニット２の１つだけしか駆動することができないため、電源供給を主電源線Ｌ１１から冗長電源線Ｌ１２に切り換えた後、制御ＥＣＵは、複数のシートにそれぞれ設置されたモータユニット２が同時に駆動されないように駆動コネクタＣ１１を制御する。

　具体的には、ＦＲ席、ＲＬ席、ＲＲ席、ＲＬ席に優先度を予め設定しておく。制御ＥＣＵは、信号コネクタＣ１２からの操作信号に基づいて、ＦＲ席、ＲＬ席、ＲＲ席、ＲＬ席にそれぞれ設置されたスイッチユニット３が同時に操作されたことを判定すると、操作信号を送信した信号コネクタＣ１２のうち優先度の高い席に対してのみ駆動命令を送信する。

　これにより、優先度の高い席に着座したユーザは、スイッチユニット３の操作によってシートの駆動が行われるが、優先度の低い席に着座したユーザは、スイッチユニット３を操作してもシートが駆動されなくなる。そこで、警報音やメータ、ナビなどの情報端末を用いて、シート駆動が制限されたことを報知するようにしてもよい。また、運転席に設けたスイッチユニット（図示せず）の操作により、全てのシートに対応して設置されたモータユニット２を集中制御するようにしても良い。

　上述した実施形態によれば、冗長電源線Ｌ１２を設けることにより、主電源線Ｌ１１に異常が生じて、主電源線Ｌ１１を介した電源供給ができなくなっても冗長電源線Ｌ１２を介してユニット２、３に電源を供給することができるので、主電源線Ｌ１１に異常が生じてもモータ２１やスイッチなどを駆動することができる。

　また、上述した実施形態によれば、主電源線Ｌ１１及び冗長電源線Ｌ１２は、それぞれ個別にダイオードＤ１、Ｄ２に接続され、各ダイオードＤ１、Ｄ２の他方端子同士が接続された上で、ユニット２、３に接続されている。このダイオードＤ１、Ｄ２により主電源線Ｌ１１及び冗長電源線Ｌ１２への電源の逆流を防止することができる。

　また、上述した実施形態によれば、主電源線L１１、信号線Ｌ２及び冗長電源線Ｌ１２に取り付けられ、主電源線Ｌ１１、信号線Ｌ２及び冗長電源線Ｌ１２をユニット２、３に接続するためのコネクタＣ１１、Ｃ１２にダイオードＤ１、Ｄ２が内蔵されているので、簡単にダイオードＤ１、Ｄ２を接続することができる。

　なお、上述した実施形態によれば、冗長電源線Ｌ１２で供給できる電源を主電源線Ｌ１１で供給できる電源よりも低くしていたが、これに限ったものではなく、同じ程度の電源が供給できるようにしてもよい。例えば、主電源線Ｌ１１も１シート分しか供給できないような電源を用いて、主電源線Ｌ１１で電源を供給しているときも冗長電源線Ｌ１２で電源を供給しているときも、制御ＥＣＵは、複数のシートにそれぞれ設置されたモータユニット２が同時に駆動されないように駆動コネクタＣ１１を制御するようにしてもよい。

　また、上述した実施形態によれば、２以上のシートで、同時にスイッチユニット３が操作されたとき、優先度が高いシートのモータユニット２のみを駆動させていたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、各シートのスイッチユニット３のうち先の操作されたものを優先するようにしてもよい。

　また、上述した実施形態によれば、本発明のシート制御システム１は、各シートそれぞれに駆動コネクタＣ１１、信号コネクタＣ１２を設けた例について説明していたが、これに限ったものではない。１つのシートだけ駆動コネクタＣ１１、信号コネクタＣ１２に設けた構成としてもよい。

　また、上述した実施形態によれば、駆動コネクタＣ１１、信号コネクタＣ１２を別部材で設けていたが、これに限ったものではない。駆動コネクタＣ１１にスイッチユニット３を接続して、信号コネクタとして機能させてもよい。

　また、上述した実施形態は、電子機器としてモータ２１やスイッチを用いていたが、これに限ったものではない。電子機器としては、各シートに設置されるヒータや照明装置であってもよい。

　また、上述した実施形態では、ユニット２、３は複数の電子機器（モータ２１やスイッチ）から成るが、これに限ったものではない。ユニット２、３は、１つ以上の電子機器から成っていればよい。

　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　シート制御システム（車載システム）
　２　モータユニット（電子ユニット）
　３　スイッチユニット（電子ユニット）
　４　電源ボックス（第１電源）
　５　電源ボックス（第２電源）
　６　ワイヤハーネス構造体
　２１　モータ（電子機器）
　Ｃ１１　駆動コネクタ（接続コネクタ）
　Ｃ１２　信号コネクタ（接続コネクタ）
　Ｌ１１　主電源線（第１電源線）
　Ｌ１２　冗長電源線（第２電源線）
　Ｌ２　信号線

Claims (4)

1. 　車両に搭載された１以上の電子機器から成る電子ユニットと、前記電子機器を制御する制御手段と、前記電子機器に電源を供給する第１電源と、前記電子ユニット及び前記制御手段間に接続され、前記第１電源を供給するための第１電源線と、前記電子ユニット及び前記制御手段間に接続された信号線と、を備えた車載システムにおいて、
   　前記電子機器に電源を供給する第１電源とは別の第２電源と、
   　前記第２電源及び前記電子ユニット間に接続され、前記第２電源を供給するための第２電源線と、を備え、
   　前記第２電源線は、前記制御手段には接続されていない
   　ことを特徴とする車載システム。
2. 　前記第１電源線及び前記第２電源線は、それぞれ個別にダイオードと接続され、各ダイオードの他方端子同士が接続された上で、前記電子ユニットに接続されている
   　ことを特徴とする請求項１に記載の車載システム。
3. 　前記第１電源線、信号線及び前記第２電源線に取り付けられ、前記第１電源線、信号線及び前記第２電源線を前記電子ユニットに接続するための接続コネクタを備え、
   　前記接続コネクタに前記ダイオードが内蔵されている
   　ことを特徴とする請求項２に記載の車載システム。
4. 　車両に設置される１以上の電子機器から成る電子ユニット及び前記電子機器を制御する制御手段間に接続され、第１電源からの電源を供給するための第１電源線と、前記電子ユニット及び前記制御手段間に接続された信号線と、を備えたワイヤハーネス構造体において、
   　前記第１電源とは別の第２電源及び前記電子ユニット間に接続され、前記第２電源を供給するための第２電源線と、を備え、
   　前記第２電源線は、前記制御手段には接続されていない
   　ことを特徴とするワイヤハーネス構造体。

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