技術 電源多重通信システム

0001

本発明は、車両のボディ系における電源線を利用して電源多重通信を行う電源多重通信システムに関し、特にボディ系が制御系、情報系に影響を与えることのない構成とした電源多重通信システムに関する。

0002

従来、車両多重伝送装置においては、バスに複数の電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと略称する。）が接続され、車両運転情報をシリアルで多重伝送している。例えば、前記バスにはエンジン系ユニット、ボディ系ユニット、メータ系ユニットなどが接続され、自己のＥＣＵは、バスを介して他のＥＣＵとの間でデータを送受信している。

0003

この場合、前記バスとしては、車両のボディ系ネットワークに接続されているＥＣＵの制御線を利用し、この制御線を介してＥＣＵ相互間で多重通信を行っていた。

0004

しかしながら、車両内部には複数種類の電装機器が設けられており、これらの電装機器を動作させるために複数の制御線や複数の電源線が車両内部には配設されているため、ワイヤーハーネスが複雑化していた。そこで、ワイヤーハーネスを省線化して軽量化することが望まれていた。

0005

また、前述した制御線の代わりに、電源線を利用して多重信号を伝送することも考えられるが、単に電源線に多重信号を重畳して伝送したのでは、他のノード、例えば制御系や情報系のノードにノイズ等の影響を与えるおそれがある。

0006

本発明は、ワイヤーハーネスを省線化して軽量化するとともに、制御系や情報系等のノードにノイズ等の影響を与えることなく、信頼性を向上することができる電源多重通信システムを提供することにある。

0007

本発明の電源多重通信システムは、複数のノードの各ノード相互間で多重通信を行う電源多重通信システムであって、前記複数のノードに対応して設けられ且つ前記複数のノードに接続される複数の電源線と、車両のボディ系の電源を前記複数の電源線に分配する電源分配手段とを備えており、前記各ノードは、他のノードに送信すべき多重信号を自己のノードに接続される前記電源線に重畳し且つ前記他のノードから受信した多重信号を前記自己のノードに接続される前記電源線の電源電圧から抽出する電源多重回路を有し、前記電源線及び前記電源分配手段を介して前記多重信号を送受信することを特徴とする。

0008

請求項１の発明によれば、車両のボディ系の電源を電源分配手段で複数の電源線に分配し、複数の電源線の電源で複数のノードが動作するとともに、電源多重回路が、電源線を用いて多重信号を他のノードに送信し、且つ電源線を用いて他のノードからの多重信号を受信するので、データ送受信のために、電源線とは別に制御線を設ける必要がなくなり、ワイヤーハーネスを省線化して軽量化することができる。

0009

請求項２の発明は、請求項１記載の電源多重通信システムにおいて、前記電源分配手段は、前記ボディ系の電源に一端が接続されたコイルと、このコイルの他端に接続され且つ前記ボディ系の電源を前記複数の電源線に供給する複数の電源供給素子又はヒューズとを有していることを特徴とする。

0010

請求項２の発明によれば、ボディ系の電源と電源供給素子との間にコイルを挿入したので、このコイルのインピーダンスが信号やノイズ等に対して大きな抵抗値となり、ボディ系と、制御系又は情報系とを電気的に絶縁させることになる。このため、ボディ系が制御系や情報系等のノードにノイズ等の影響を与えることなく、信頼性を向上することができる。

0011

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２記載の電源多重通信システムにおいて、前記各ノードは、前記電源多重回路と、前記多重信号の送受信を制御する制御ユニットとからなり、前記電源多重回路は、前記制御ユニットに着脱自在に構成されたコネクタに設けられてなることを特徴とする。

0012

請求項３の発明によれば、制御ユニットに着脱自在に構成されたコネクタに電源多重回路が設けられているので、制御ユニットを変更することなく、コネクタを制御ユニットに装着するのみで、電源線を用いた多重通信を行える。

0013

以下、本発明の電源多重通信システムの実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は実施の形態の電源多重通信システムの構成ブロック図である。図２は実施の形態の電源多重通信システムの車両における配線図である。

0014

電源多重通信システムは、車両１２に設けられており、ボディ系ノードからの電源線を利用して各ノード相互間で多重通信を行うものである。この電源多重通信システムは、車両前部１３に配置されたボディ系ノード１、電源線２、電源を分配する電源分配装置３ａ〜３ｃ、フロント側で右側に配置されたＦＲドア６、複数のスイッチ（ＳＷ）からなるＳＷモジュール７、オールタネータ（以下、Ａ／Ｃと略称する。）８、車両後部１４に配置されたバックドア９、フロント側で左側に配置されたＦＬドア１０を有して構成されている。

0015

ボディ系ノード１は、所定の電圧（＋Ｂ）が印加された電源線２を有し、この電源線２は、電源分配装置３ａに接続される。電源分配装置３ａは、電源線２からの電源を３分配するもので、電源線２に一端が接続された誘導性素子からなるコイルＬと、このコイルＬの他端に接続され且つ電源を供給するための３分岐された電源供給素子（インテリジェントパワーサプライ、以下、ＩＰＳと略称する。）３０ａ〜３０ｃとを有している。

0016

ＩＰＳ３０ａは、電流がａＡで且つ電圧が１２Ｖである電源を電源線４ａを介して電源分配装置３ｂに出力する。ＩＰＳ３０ｂは、電流がｂＡで且つ電圧が１２Ｖである電源を電源線４ｂを介してＡ／Ｃ８の電源多重回路１１ｃに出力する。ＩＰＳ３０ｃは、電流がｃＡで且つ電圧が１２Ｖである電源を電源線４ｃを介して電源分配装置３ｃに出力する。

0017

電源分配装置３ｂは、電源線４ａからの電圧及び電流を受けて、電源を２分配するもので、電源を電源線５ａを介してＦＲドア６の電源多重回路１１ａに供給するＩＰＳ３０ｄ、電源を電源線５ｂを介してＳＷモジュール７の電源多重回路１１ｂに供給するＩＰＳ３０ｅを有して構成されている。

0018

電源分配装置３ｃは、電源線４ｃからの電圧及び電流を受けて、電源を２分配するもので、電源を電源線５ｃを介してバックドア９の電源多重回路１１ｄに供給するＩＰＳ３０ｆ、電源を電源線５ｄを介してＦＬドア１０の電源多重回路１１ｅに供給するＩＰＳ３０ｇを有して構成されている。

0019

なお、これらのＩＰＳ３０ａ〜３０ｇに代えて、例えば、ヒューズを用いても良い。

0020

ＦＲドア６は、図２に示すように、電源多重回路１１ａ、ドアＥＣＵ１６、ドアロックを指示するためのドアロックスイッチ（以下、ドアロックＳＷと略称する。）２２、ウィンドウ２３を有している。この電源多重回路１１ａ及びドアＥＣＵ１６は、本発明のノードに対応している。

0021

ドアＥＣＵ１６は、制御信号（本発明の多重信号に対応）の送受信を制御する送受信制御部４１、処理を実行する中央処理装置（以下、ＣＰＵと略称する。）４２、各種のデータを記憶するメモリ４３を有して構成されている。

0022

電源多重回路１１ａは、電源線５ａに接続される電源電圧部３１、この電源電圧部３１の電圧を平滑して平滑された電圧をドアＥＣＵ１６内の各部に供給する平滑回路３２、送受信制御部４１からの制御信号を他のノードに送信すべく電源電圧部３１の電源電圧に重畳する信号重畳部３３、電源電圧部３１の電源電圧から他のノードから受信した制御信号（本発明の多重信号に対応）を分離抽出して送受信制御部４１に出力する信号分離部３４を有して構成されている。

0023

信号重畳部３３は、例えば、トランジスタと抵抗とコンデンサとを含むトランジスタ回路からなり、制御信号の変化に応じてトランジスタをオン／オフ動作させて電源電圧部３１の電源電圧に制御信号の変化を重畳させるものてある。また、信号分離部３４は、例えば、トランジスタと抵抗とコンデンサとを含むトランジスタ回路からなり、電源電圧部３１の電源電圧に重畳された制御信号の変化をトランジスタをオン／オフ動作させて取り出して送受信制御部４１に出力するものである。

0024

なお、ＳＷモジュール７は、電源多重回路１１ｂ、スイッチＥＣＵ（以下、ＳＷＥＣＵと略称する。）１７を有し、Ａ／Ｃ８は、電源多重回路１１ｃ、オルタネータＥＣＵ（Ａ／ＣＥＣＵと略称する。）１８を有している。バックドア９は、電源多重回路１１ｄ、ドアＥＣＵ１９を有し、ＦＬドア１０は、電源多重回路１１ｅ、ドアＥＣＵ２０を有している。これらの各々も、ＦＲドア６の構成と同様に構成されているので、ここでは、その詳細な説明は省略するものとする。

0025

図４はノード間でデータ通信を行うためのデータフォーマットを示す図である。図４に示すように、データフォーマットは、データを送信すべき側のアドレスを表す送信元アドレスとデータを受信すべき側のアドレスを表す送信先アドレスと送信すべきデータとから構成されている。

0026

次にこのように構成された電源多重通信システムにおける各ノード間の通信処理を説明する。ここでは、ＦＲドア６とバックドア９及びＦＬドア１０との相互間の通信処理を例示して説明するものとする。

0027

最初に、図５のフローチャートを参照してＦＲドア６の通信処理を説明する。まず、ドアＥＣＵ１６は、ドアロックＳＷ２２がオンされたかどうかを判定し（ステップＳ１１）、ドアロックＳＷ２２がオンされた場合には、ドアロックＳＷ２２からドアロック信号を入力する（ステップＳ１３）。

0028

次に、送信元アドレスと送信先アドレスを生成する（ステップＳ）。ここで、送信元アドレスは、自己であるＦＲドア６のドアＥＣＵ１６に割り当てられたアドレスである。送信先アドレスは、バックドア９のドアＥＣＵ１９に割り当てられたアドレスと、ＦＬドア１０のドアＥＣＵ２０に割り当てられたアドレスとである。

0029

さらに、生成された送信元アドレス及び送信先アドレスとドアロック信号とを、図４に示すようなフォーマットで送信データとして生成する（ステップＳ１７）。そして、信号重畳部３３は、生成された送信データを電源電圧部３１の電源電圧に重畳させる（ステップＳ１９）。

0030

このため、電源線５ａに送信データが重畳され、その送信データは電源線５ａ、電源分配装置３ｂ内のＩＰＳ３０ｄ、電源分配装置３ａ内のＩＰＳ３０ａ，ＩＰＳ３０ｃ、電源分配装置３ｃ内のＩＰＳ３０ｆ，ＩＰＳ３０ｇを介して、バックドア９，ＦＬドア１０に送信される（ステップＳ２１）。

0031

次に、図６のフローチャートを参照してバックドア９及びＦＬドア１０の各ドアの通信処理を説明する。まず、バックドア９内の電源多重回路１１ｄは、電源線５ｃを介して送信データを重畳した電源電圧を受信する（ステップＳ３１）。なお、ＦＬドア１０内の電源多重回路１１ｅは、電源線５ｄを介して送信データを重畳した電源電圧を受信する。

0032

そして、電源多重回路１１ｄ，１１ｅにおいて、信号分離部３４は、電源電圧部３１における電源電圧から送信データ（制御信号に相当）を分離して送信データをドアＥＣＵ１９，２０に出力する（ステップＳ３３）。

0033

次に、ドアＥＣＵ１９，２０では、送信データの中から送信先アドレスを抽出し（ステップＳ３５）、抽出された送信先アドレスが自己のアドレスに一致するかどうかを判定する（ステップＳ３７）。

0034

送信先アドレスが自己のアドレスに一致した場合には、送信データの中からドアロック信号を抽出し（ステップＳ３９）、抽出されたドアロック信号によりバックドア９及びＦＬドア１０のドアロックを行う（ステップＳ４１）。なお、ＦＲドア６においても、ドアロック信号により、ドアロックを行う。

0035

このように実施の形態の電源多重通信システムによれば、車両のボディ系の電源を電源分配装置３ａ〜３ｃで複数の電源線に分配し、複数の電源線からの電源により、複数のノードが動作するとともに、電源多重回路１１ａ〜１１ｅが、電源線４ａ〜４ｃ，５ａ〜５ｄを用いて多重信号を他のノードに送信し、且つ電源線４ａ〜４ｃ，５ａ〜５ｄを用いて他のノードからの多重信号を受信するので、データ送受信のために、電源線４ａ〜４ｃ，５ａ〜５ｄとは別に制御線を設ける必要がなくなり、ワイヤーハーネスを省線化して軽量化することができる。

0036

また、ボディ系の電源＋ＢとＩＰＳ３０ａ〜３０ｃとの間にコイルＬを挿入したので、このコイルＬのインピーダンスが信号やノイズ等に対して大きな抵抗値となり、ボディ系と、制御系又は情報系とを電気的に絶縁させることになる。このため、ボディ系が制御系や情報系等のノードにノイズ等の影響を与えることがなくなるので、信頼性を向上することができる。

0037

また、各ノードは、コネクタ２１に電源多重回路１１を組み込んであるので、ＥＣＵを変更することなく、コネクタ２１をＥＣＵに装着するのみで、電源線を用いた多重通信を行える。

0038

請求項１の発明によれば、車両のボディ系の電源を電源分配手段で複数の電源線に分配し、複数の電源線の電源で複数のノードが動作するとともに、電源多重回路が、電源線を用いて多重信号を他のノードに送信し、且つ電源線を用いて他のノードからの多重信号を受信するので、データ送受信のために、電源線とは別に制御線を設ける必要がなくなり、ワイヤーハーネスを省線化して軽量化することができる。

0039

請求項２の発明によれば、ボディ系の電源と電源供給素子との間にコイルを挿入したので、このコイルのインピーダンスが信号やノイズ等に対して大きな抵抗値となり、ボディ系と、制御系又は情報系とを電気的に絶縁させることになる。このため、ボディ系が制御系や情報系等のノードにノイズ等の影響を与えることなく、信頼性を向上することができる。

0040

請求項３の発明によれば、制御ユニットに着脱自在に構成されたコネクタに電源多重回路が設けられているので、制御ユニットを変更することなく、コネクタを制御ユニットに装着するのみで、電源線を用いた多重通信を行える。

0041

図１実施の形態の電源多重通信システムの構成ブロック図である。
図２実施の形態の電源多重通信システムの車両における配線図である。
図３ＦＲドアの詳細な構成ブロック図である。
図４ノード間でデータ通信を行うためのデータフォーマットを示す図である。
図５ＦＲドアの通信処理を示すフローチャートである。
図６ＦＬドア及びバックドアの各ドアの通信処理を示すフローチャートである。

0042

１ ボディ系ノード
２，４a〜４ｃ，５ａ〜５ｄ電源線
３ａ〜３ｃ電源分配装置
６ ＦＲドア
７ＳＷモジュール
８ Ａ／Ｃ
９バックドア
１０ＦＬドア
１１ａ〜１１ｅ電源多重回路
１２ 車両
１３ 車両前部
１４ 車両後部
１５，１９，２０ ドアＥＣＵ
１７ ＳＷＥＣＵ
１８ Ａ／ＣＥＣＵ
２１コネクタ
２２ドアロックＳＷ
２３ウィンドウ
３０a〜３０ｇ ＩＰＳ（インテリジェントパワーサプライ）
３１電源電圧部
３２平滑回路
３３信号分離部
３４信号重畳部
４１送受信制御部
４２ ＣＰＵ
４３メモリ
Ｌ コイル