JP2009126286A - 車載用のジャンクションボックス - Google Patents

Abstract

【課題】ジャンクションボックスの内部回路とＣＡＮ通信線と接続された複数の電子制御ユニットのうち、異常が発生している電子制御ユニットを簡単に特定できるようにする。
【解決手段】ケース内に分岐接続用の内部回路を収容している車載用のジャンクションボックスであって、前記内部回路として、ＣＡＮ通信線を介してＣＡＮ通信のノードとなる複数の電子制御ユニットと分岐接続するための回路を設けたプリント基板を収容し、前記プリント基板の各分岐回路中に、前記接続された前記電子制御ユニットの異常チェック時に回路の接続／切断の切り替えを行えるチェック用スイッチを設けている。
【選択図】図２

Description

本発明は車載用のジャンクションボックスに関し、詳しくは、ジャンクションボックスにＣＡＮ通信線を介して接続している複数の電子制御ユニットのうち、異常が発生している電子制御ユニットを特定できるようにするものである。

自動車では、車室内に搭載される電装品への分岐接続を集中的に行うジャンクションボックスを搭載し、該ジャンクションボックスの内部で電源回路、アース回路、信号回路を分岐接続し、これらの回路と電装品とをワイヤハーネスを介して接続している。
また、近時、自動車内には多数の電子制御ユニット（ＥＣＵ）を搭載し、これらの電子制御ユニットをＣＡＮ通信回路を介して電装品と接続し自動制御している。前記多数の電子制御ユニットは分岐接続用部品であるジョイントコネクタを介して前記ジャンクションボックスと接続している場合が多いが、ジャンクションボックスの内部にＣＡＮ通信のノードとなる電子制御ユニットと分岐接続用回路を取り込んでいる場合もある。

前記ジョイントコネクタを用いたものとして、例えば、特開２００６−１２５９２号公報（特許文献１）において、集中分岐型ネットワークシステムが提供されている。この集中分岐型ネットワークシステムは、図６に示すように、ジョイントコネクタ１から複数に分岐した分岐路にそれぞれノード２を接続し、各ノード２を伝送路３を介してデータの送受信を行うことにより車両に搭載している電装機器の制御を行っている。

前記ジョイントコネクタのジョイント部で、自動車に配索される多数のＣＡＮ通信のノードとなる電子制御ユニットおよび、これら各ノードに接続されるＣＡＮ通信回路に、異常が発生しているか否かをチェックする場合、全てのノードに繋がったままの状態では、どのＣＡＮ通信回路に異常が発生しているかを特定することができない。
よって、前記特許文献１の集中分岐型ネットワークシステムでは、異常が発生しているノード２を特定するため、ノード２に接続している伝送路３の接続端子を１つずつジョイントコネクタ１から切り離して検査しなければならず、作業手数がかかる問題がある。
異常が発生しているノードを特定できるように、各ノード毎に個別のコネクを取り付けて、１つのノード毎にコネクタを抜き差しを可能としてジョイント部を切り離しできるようにすることも提案されているが、コストがかかると共にジョイントコネクタが大型化する問題がある。

さらに、前記ジャンクションボックスからジョイントコネクタへ、該ジョイントコネクタから各ノード２へ信号線と共に電源線、アース線を集束して配索する必要がある。
よって、信号線を電源線およびアース線と分離して、信号線のみからなるジョイントコネクタを設ける必要があり、配線が複雑となる問題もある。

特開２００６−１２５９２号公報

本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであり、ＣＡＮ通信回路を介して接続した電子制御ユニットのうち、異常が発生している電子制御ユニットの特定が、コストがかからず簡単に行え、かつ、配索構成も簡単にできる車載用のジャンクションボックスを提供することを課題としている。

前記課題を解決するために、本発明は、ケース内に分岐接続用の内部回路を収容している車載用のジャンクションボックスであって、
前記内部回路として、ＣＡＮ通信線を介してＣＡＮ通信のノードとなる複数の電子制御ユニットと分岐接続するための回路を設けたプリント基板を収容し、
前記プリント基板の各分岐回路中に、前記接続された前記電子制御ユニットの異常チェック時に回路の接続／切断の切り替えを行えるチェック用スイッチを設けていることを特徴とする車載用のジャンクションボックスを提供している。

前記のように、本発明では、ＣＡＮ通信線を介してＣＡＮ通信のノードとなる複数の電子制御ユニットと分岐接続するための回路をジャンクションボックス内のプリント基板に、設け、かつ、各ノードに接続される電源線およびアース線と集束して配線している。即ち、ジャンクションボックスと各ノードとの間に介設するジョイントコネクタを無くしている。
前記ジャンクションボックス内のプリント基板の各分岐回路中に、前記接続された前記電子制御ユニットの異常チェック時に回路の接続／切断の切り替えを行えるチェック用スイッチを設けているため、前記接続された前記電子制御ユニットの異常チェック時に回路の接続／切断の切り替えを行うことで、異常が発生している電子制御ユニットを特定することができる。
具体的には、例えば、ＥＣＵに異常が発生して警報表示された際、チェック用スイッチをオフにして回路を切断した時に警告表示が消えると、該オフとした電子制御ユニットに異常が発生していることとなる。一方、警報表示がなされたままであると、オフとした電子制御ユニットに異常が発生していないと判断できる。
このように、各ＣＡＮ通信線を介して電子制御ユニットを接続した分岐回路のチェック用スイッチを順にオフにしていくだけで、異常が発生している電子制御ユニットを特定することができる。

また、各電子制御ユニットとＣＡＮ通信を介して接続するための分岐回路をジャンクションボックス内に収容したプリント基板に形成しているため、ＣＡＮ通信回路を分岐接続するジョイントコネクタが不要となると共に、電源線とＣＡＮ通信線とを分岐して配線する必要がなく、配線経路を統一することができ、配索する電線量を減らすことができると共にワイヤハーネスの構成を簡単にできる。従って、自動車全体を軽量化することができると共に、コストを低減することができる。

前記チェック用スイッチは、前記ケース外面に露出させて設け、外部からチェック用スイッチを抜き差しして、前記分岐回路の接続と切断を行えるものとしていることが好ましい。
前記したように、電子制御ユニットの異常チェックする際に、ジャンクションボックスを設置位置から取り外すことなく、ケースの外部からプリント基板の分岐回路に介設したチェック用スイッチを抜き差しすることで、電子制御ユニットとＣＡＮ通信線を介して接続する分岐回路の接続および切断を行って、異常が発生している電子制御ユニットを特定することができる。

前記チェック用スイッチは、前記各分岐回路に形成するコイルと抵抗とを並列接続したフィルタ回路に設け、前記コイルと抵抗とを並列接続している電気部品を外部から抜き差して前記各分岐回路と接続・切断自在としているのが好ましい。

ＣＡＮ通信回路を分岐させると、インピーダンスの不整合により通信波形が歪むため電線配索に制限が必要である。前記チェック用スイッチにフィルタ回路を設けることで、ＣＡＮ通信回路上に別にフィルタ回路を設ける必要がなく、インピーダンスの不整合による信号の反射を減衰することができる。
なお、通信回路の分岐部における幹線と支線のインピーダンスは、使用する通信回路のバスインピーダンスの６〜５０％、好ましくは１０〜２２％とすることが好ましい。
前記インピーダンスが６％以上であれば、通信回路の分岐部における信号の反射を減衰することができる一方、５０％を超えると受信側の電圧低下を招き通信エラーが発生する恐れがある。

前記チェック用スイッチをすべて１ヶ所に集中配置したＥＣＵ異常チェック部を前記ケース外面に設け、前記チェック用スイッチを外部から切替操作可能としているのが好ましい。
前記ジャンクションボックスに設けるチェック用スイッチは、ジャンクションボックス内のプリント基板の分岐回路で分岐し、夫々ＣＡＮ通信線を介して分岐接続する電子制御ユニットの個数と対応し、例えば２０個程度設けおり、これら多数個のチェック用スイッチを一箇所に集中配置している。
このように、前記チェック用スイッチを１ヶ所に集中配置することで、異常の電子制御ユニットのチェックの際に、全ての電子制御ユニットのチェック作業を１ヶ所で行うことができるため、作業効率を向上させることができる。

前記ＥＣＵ異常チェック部は前記ケースの外面に設けたヒューズ収容部と隣接配置して、ヒューズ交換用のメンテナンス開口を通して切り替えを操作可能としていることが好ましい。
ヒューズ収容部は、メンテナンス時に外部から作業することができる位置に配置されているため、チェック用スイッチ取付部をヒューズ収容部と近接した位置に配置すれば、メンテナンス時と同様に外部から目視しながら作業を行うことができる。
通常、ジャンクションボックスは自動車のインストルメントパネルの運転席側前方下部のトリム内に配置されており、該ジャンクションボックスに装着したヒューズの交換はトリムに形成されたメンテナンス用開口のカバーを開いてヒューズの交換が行われている。よって、該メンテナンス用開口と対応する位置に前記ＥＣＵ異常チェック部を配置しておくと、メンテナンス用開口を通して異常の電子制御ユニットを特定することができる。

また、プリント基板で分岐した分岐回路の途中にチエック用スイッチを設ける代わりに、各電子制御ユニットに接続する電源分岐回路にヒューズを設け、該ヒューズをチェック用スイッチとしてもよい。即ち、
ジャンクションボックスの内部回路として、ＣＡＮ通信線を介してＣＡＮ通信のノードとなる複数の電子制御ユニットと分岐接続するための回路を設けたプリント基板と、バスバーを収容し、
前記複数の電子制御ユニットへ個別に電力を供給する電源分岐回路を前記プリント基板または前記バスバーに設け、前記電子制御ユニットの異常チェック時に、前記電源分岐回路上に存在するヒューズをチェック用スイッチとして用いて抜き差し、回路の接続／切断の切り替えを構成としている。

上記のように、分岐した各電源回路に介設しているヒューズを抜くことで、電子制御ユニットに接続している電源回路を切断して、各電子制御ユニットに異常が発生しているか否かを検出して、異常が発生している電子制御ユニットを特定することができる。

前記ＣＡＮ通信線は、前記内部回路材と接続するインストルメントパネルハーネス、エンジンルームハーネス、フロアハーネス、ドアハーネス、および／またはルーフハーネスの電線群中に集束して車両内に配索している。

本発明では、ジャンクションボックスから電源線およびアース線と共にＣＡＮ通信線を集束したワイヤハーネスとして形成して、各電子制御ユニットと接続することができる。ＣＡＮ通信線のみ電源線やアース線と分離して自動車に配索する必要がなく、ワイヤハーネスの配索を簡単とすることができる。

前述したように、本発明によれば、自動車に搭載するジャンクションボックスの内部回路として、ＣＡＮ通信線を介してＣＡＮ通信のノードとなる複数の電子制御ユニットと分岐接続するための回路を設けたプリント基板を収容し、プリント基板の各分岐回路中に、前記接続された前記電子制御ユニットの異常チェック時に回路の接続／切断の切り替えを行えるチェック用スイッチを設けているため、各電子制御ユニットに夫々接続されたチェック用スイッチを操作して回路の切断を行うだけで、異常が発生しているノードを特定することができる。
よって、ジャンクションボックスと電子制御ユニットとを接続するＣＡＮ通信線にジョントコネクタを設ける必要はなく、ＣＡＮ通信線を電源線とアース線とを１つのワイヤハーネスとして集束して自動車内に配索することができる。その結果、自動車全体に配索するワイヤハーネスの個数を低減できると共に部品点数の削減も図ることができ、軽量化およびコストを低減することができる。

また、プリント基板のＣＡＮ通信用の分岐回路に介在するチェック用スイッチに、フィルタ回路を設けると、ＣＡＮ通信回路上に別にフィルタ回路を設ける必要がなく、インピーダンスの不整合による信号の反射を減衰することができる。

さらに、前記各分岐回路に介設するチェック用スイッチを１カ所に集中配置し、かつ、ヒューズ収容部に隣接させてケースの外面に露出させて配置すると、メンテナンス用開口を通して外部からチェック用スイッチを操作して、簡単にノードの異常チェックを行うことができる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図４に本発明の第一実施形態を示す。
本実施形態のジャンクションボックス１０は、図１に示すように、自動車の運転席下の下部前方のトリム５０の内側に配置している。該ジャンクションボックス１０はエンジンルームに搭載したバッテリから電源が供給され、該ジャンクションボックスに収容した回路で車室内に搭載した電装品に接続する電源回路、アース回路、信号回路を集中的に分岐接続している。
該ジャンクションボックス内で分岐された回路は、インストルメントパネルハーネス６１、フロアハーネス６２、エンコパハーネス６３、さらに、図示していないがルームハーネス、ドアハーネスを構成する電線群と接続している。

前記ジャンクションボックス１０は、図２に示すように、アッパーケース１１とロアケース１２とで構成するケース内部に、前記内部回路としてバスバー１３ａと絶縁板１３ｂとを積層した積層体１３を収容すると共に、該積層体１３の下部にプリント基板１４を配置し、該プリント基板１４の上面側と積層体１３の下面との間にスペーサー１５を配置している。
前記アッパーケース１１の一側面には、ヒューズ収容部１６と対向すると共にＥＣＵ異常チェック部１７と対向する開口１１ａを設け、該開口１１ａを図１（Ｂ）に示すように、トリム５０に設けたメンテナンス用開口５０ａに向けて配置している。該メンテナンス用開口５０ａはカバー５０ｂで開閉している。

前記ジャンクションボックス１０のケース内部に収容するプリント基板１４の導体に、図３に示すように、複数の電子制御ユニット７０（以下、ＥＣＵ７０と称す）と接続する分岐回路３０を設けている。各ＥＣＵ７０と接続する分岐回路３０は夫々ＣＡＮ通信線２１を介して接続するＣＡＮ通信分岐回路３１と、電源線２２を介して接続する電源分岐回路３２と、アース線２３を介して接続するアース分岐回路３３を備えた構成としている。前記ＣＡＮ通信分岐回路３１はツイストペア電線からなるＣＡＮ通信線と接続するため、一対のＣＡＮ通信分岐回路となる。
なお、ＣＡＮ通信分岐回路３１のみプリント基板１４に設け、ＥＣＵ７０と接続する電源分岐回路とアース分岐回路とは前記バスバーで形成してもよい。

一つのＥＣＵ７０へ接続するＣＡＮ通信分岐回路３１、電源分岐回路３２、アース分岐回路３３の導体と半田接続した各端子１８ａは、プリント基板１４に実装した一の端子保持台１８に設けた貫通穴に通して突出させている。

前記プリント基板１４の一側辺に、チェック用スイッチ４０を備える前記ＥＣＵ異常チェック部１７を取り付けている。該ＥＣＵ異常チェック部１７は、ジャンクションボックス１０を組み付けた状態でヒューズ収容部１６の下部に位置させ、前記開口１１ａに露出させ、前記したように、トリム５０のメンテナンス用開口５０ａのカバー５０ｂで閉鎖し、カバー５０ｂを開くと外部から操作できるようにしている。

前記チェック用スイッチ４０は、前記プリント基板１４に設けたＣＡＮ通信分岐回路３１において、前記分岐点から前記負荷側端末に接続したコネクタ接続用の端子との接続端との間の途中に介設している。

図３に示すように、前記ＥＣＵ異常チェック部１７は、プリント基板１４の一側辺にハウジング１７ａを実装し、該ハウジング１７ａに複数のスイッチ収容室１７ｂを並設し、該スイッチ収容室１７ｂに全てのチェック用スイッチ４０を抜き差し自在に装着している。これらチェック用スイッチ４０はプリント基板１４の側方から抜き差しする構成としている。
前記各ＥＣＵ（電子制御ユニット）７０に接続するＣＡＮ通信線２１はツイストペア電線からなるため、各ツイストペア電線と接続する一対のＣＡＮ通信分岐回路を接続、切り離しができるようにしている。

前記各スイッチ収容室１７ｂには、前記各ＣＡＮ通信分岐回路３１をプリント基板１４の前記側端で分断し、分断した位置に半田接続した音叉端子１９ａ、１９ｂを突出させている。
一方、前記チェック用スイッチ４０は、図４に示すように、前記音叉状端子１９ａ、１９ｂと嵌合接続する端子部４１ａ、４１ｂを両端に設けた端子金具４１を設け、前記端子部４１ａ、４１ｂの間にコイル４１ｃと抵抗４１ｄを並列してフィルタ回路を介設して接続している。前記チェック用スイッチ４０を差し込んで取り付けると、分断したＣＡＮ通信分岐回路３１は接続して導通し、チェック用スイッチ４０を抜き取るとＣＡＮ通信回路を切断する構成としている。

ロアケース１２の底壁１２ａには、前記各ハーネス６１〜６３のコネクタ６４〜６６を嵌合する複数のコネクタ収容部１２ｂを設けている。これらのコネクタ収容部１２ｂには前記プリント基板１４の端子保持台１８で保持して突設したＥＣＵ接続用の端子１８ａを突出させると共に、前記バスバー１３から突設した端子も突出させている。
各コネクタ収容部１２ｂとコネクタ６４〜６６を嵌合する前記ワイヤハーネス６１〜６３はＣＡＮ通信線２１、電源線２２、アース線２３を集束して形成している。

次に、ＥＣＵの異常チェック方法について説明する。
いずれかのＥＣＵ７０に不具合が生じ、警告ランプが点灯すると、車両のトリム５０のカバー５０ｂを開き、メンテナンス開口５０ａから手を入れて、まず、インストルメントパネルハーネス２１に接続しているチェック用スイッチ４０をスイッチ収容室１７ｂから抜く。
前記チェック用スイッチ４０を抜くと、ＥＣＵ７０への通信回路が切断されるため、該ＥＣＵ７０に異常がある場合には、警告ランプが消える。一方、他のＥＣＵ７０に異常がある場合には、異常が発生しているＥＣＵ７０への通信回路はまだ接続された状態となっているため、警告ランプは点灯したままとなる。このように、チェック用スイッチ４０を抜き差しすることで、ＣＡＮ通信分岐回路３１の接続と切断を行い、どのＥＣＵ７０に異常が発生しているのかを特定することができる。

前記のように、本発明では、各ＥＣＵ７０にそれぞれ接続している各ＣＡＮ通信分岐回路３１に介在したチェック用スイッチ４０を順にスイッチ収容室１７ｂから抜き、ＣＡＮ通信分岐回路を切断することで、どのＣＡＮ通信回路に接続しているＥＣＵ７０が異常であるのかを簡単に特定することができる。

また、本発明では、ＣＡＮ通信分岐回路３１をジャンクションボックス１０内のプリント基板に形成しているため、ＣＡＮ通信線にジョイントコネクタを設ける必要がなく、ＣＡＮ通信線２１を電源線２２およびアース線２３と集束して電子制御ユニット７０に接続でき、１つのワイヤハーネスとして配線することができる。

さらに、ジャンクションボックスに設けるＥＣＵ異常チェック部１７をトリムカバー５０のメンテナンス用開口５０ａに対向して配置して、チェック用スイッチ４０を１ヶ所に集中配置しているため、目視してチェック用スイッチ４０の切り替え作業を行うことができると共に、全てのＥＣＵ７０のチェック作業を１ヶ所で行うことができるため、作業効率を向上させることができる。
さらにまた、異常ＥＣＵ検出用のチェック用スイッチ４０にフィルタ回路４１を設けることで、ＣＡＮ通信回路上に別にフィルタ回路を設ける必要がなく、通信回路の分岐部における信号の反射を減衰することができる。

前記第一実施形態では、チェック用スイッチ４０にフィルタ回路を設けているが、フィルタ回路は、チェック用スイッチとは別にプリント基板上のＣＡＮ通信分岐回路に設けてもよい。その場合、チェック用スイッチ４０は、分断したＣＡＮ通信分岐回路に着脱自在に接続する端子金具を備えたスイッチとすればよい。

図５に第二実施形態の概略図を示す。
第二実施形態では、各ＥＣＵ７０と電源線を介して接続する電源分岐回路３２をバスバー１３ａに設け、各バスバーの電源分岐回路３２の途中に夫々ヒューズ８０を介設し、該ヒューズ８０を前記ヒューズ収容部１６に配置している。
前記ヒューズ８０を介設した電源分岐回路３２の負荷側端末に設けた端子１３ｂを第一実施形態と同様に、コネクタ収容部１２ｂに突出させ、各ＥＣＵ７０に接続する電源線とコネクタ６８と嵌合している。

前記のように、各ＥＣＵ７０にそれぞれ接続する電源分岐回路にヒューズ８０を介設し、該ヒューズ８０を抜くとＥＣＵ７０に電源が供給されないため、当該ＥＣＵに異常が発生している場合、異常の警報表示が消えて、該ＥＣＵが異常なＥＣＵであると特定することができる。

第一実施形態を示し、（Ａ）はジャンクションボックスの配置を示す透視図、（Ｂ）はメンテナンス用開口とジャンクションボックスの位置関係を示す断面図である。 ジャンクションボックスの分解斜視図である。 （Ａ）はプリント基板を示す斜視図、（Ｂ）はＡ−Ａ線断面図である。 チェック用スイッチを示す正面図である。 第二実施形態の概略図である。 従来例を示す図である。

符号の説明

１０ ジャンクションボックス
１４ プリント基板
１６ ヒューズ収容部
１７ ＥＣＵ異常チェック部
２１ ＣＡＮ通信線
３０ 分岐回路
４０ チェック用スイッチ
５０ トリム
５０ａ メンテナンス用開口
６１ インストルメントパネルハーネス
６２ フロアハーネス
６３ エンコパハーネス
７０ ＥＣＵ

Claims (7)

1. ケース内に分岐接続用の内部回路を収容している車載用のジャンクションボックスであって、
   前記内部回路として、ＣＡＮ通信線を介してＣＡＮ通信のノードとなる複数の電子制御ユニットと分岐接続するための回路を設けたプリント基板を収容し、
   前記プリント基板の各分岐回路中に、前記接続された前記電子制御ユニットの異常チェック時に回路の接続／切断の切り替えを行えるチェック用スイッチを設けていることを特徴とする車載用のジャンクションボックス。
2. 前記チェック用スイッチは、前記ケース外面に露出させて設け、外部から抜き差しして、前記分岐回路の接続と切断を行えるものとしている請求項１に記載の車載用のジャンクションボックス。
3. 前記チェック用スイッチは、前記各分岐回路に形成するコイルと抵抗とを並列接続したフィルタ回路に設け、前記コイルと抵抗とを並列接続している電気部品を外部から抜き差して前記各分岐回路と接続・切断自在としている請求項１または請求項２に記載の車載用のジャンクションボックス。
4. 前記チェック用スイッチの全てを１ヶ所に集中配置したＥＣＵ異常チェック部を前記ケース外面に設けている請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の車載用のジャンクションボックス。
5. 前記ＥＣＵ異常チェック部は前記ケースの外面に設けたヒューズ収容部と隣接配置して、ヒューズ交換用のメンテナンス開口を通して切り替えを操作可能としている請求項４に記載の車載用のジャンクションボックス。
6. ケース内に分岐接続用の内部回路を収容している車載用のジャンクションボックスであって、
   前記内部回路として、ＣＡＮ通信線を介してＣＡＮ通信のノードとなる複数の電子制御ユニットと分岐接続するための回路を設けたプリント基板と、バスバーを収容し、
   前記複数の電子制御ユニットへ個別に電力を供給する電源分岐回路を前記プリント基板または前記バスバーに設け、前記電子制御ユニットの異常チェック時に、前記電源分岐回路上に存在するヒューズをチェック用スイッチとして用いて抜き差し、回路の接続／切断の切り替えを構成としていることを特徴とする車載用のジャンクションボックス。
7. 前記ＣＡＮ通信線は、前記内部回路と接続するインストルメントパネルハーネス、エンジンルームハーネス、フロアハーネス、ドアハーネスおよび／またはルーフハーネスの電線群中に集束して車両内に配索している請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の車載用ジャンクションボックス。

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