CN114051465A - 车载网络系统 - Google Patents

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Abstract

电子设备(D)包括能够始终接受供电的第一电子设备和能够通过乘员的操作接受供电的第二电子设备。各电源集线器(10)分别布置在第一电子设备附近，且分别通过一条主供电线(MPC)与电池(B)或其他电源集线器(10)相连，第一电子设备与位于第一电子设备附近的电源集线器(10)相连，第二电子设备与位于第二电子设备附近的电源集线器(10)相连，为了将通过各主供电线(MPC)供给到各电源集线器(10)的电力分配给第一电子设备和第二电子设备，各区域ECU(20)向各供电IC(50)输出控制信号。

Description

车载网络系统
技术领域
此处公开的技术属于与车载网络系统相关的技术领域。
背景技术
近年来，车载设备的电动化显著发展，很多电子设备布置到车辆上。随着这一发展，人们对向各电子设备供电的构成进行了研究。
例如，专利文献1公开了一种车载通信系统，设有对不同网络的ECU之间的通信进行中继的网关ECU，在所有网络成为休眠状态后，仅唤醒最初开始发送的发送对象ECU所在的网络。
专利文献1：日本公开专利公报特开2016－201740号公报
发明内容
－发明要解决的技术问题－
如果电子设备增大，则来自电池的供电线数也会随之增加。如果供电线数增加，不仅电源系统的构成会变得复杂，而且受供电线阻力等影响，功耗本身也有可能增加。在专利文献1中，针对各个网络划分了通信线，但并没有对来自电源的供电线加以考虑。
此外，在专利文献1中，因为在包括发送对象ECU的网络内，不使用的ECU也会被唤醒，所以可能会消耗多余的电力。因此，从减少功耗的观点出发，也有改善的余地。
此处公开的技术正是为解决上述技术问题而完成的，其目的在于：简化车辆的电源系统的构成，并抑制功耗增加。
－用以解决技术问题的技术方案－
为解决上述问题，此处公开的技术以一种车载网络系统为对象，安装有所述车载网络系统的车辆具有利用电池供给的电力工作的多个电子设备，所述车载网络系统采用以下构成：所述车载网络系统包括多个电源集线器、多个供电IC以及多个电源控制部，多个所述电源集线器布置在所述电池与各所述电子设备之间的电源路径的中途，且通过供电线分别与各所述电子设备的一部分相连，多个所述供电IC分别设在各所述电源集线器中，且用于对相连的各所述电子设备供电或切断对相连的各所述电子设备的供电，多个所述电源控制部向各所述供电IC输出控制信号，所述控制信号是与对各所述电子设备供电或切断对各所述电子设备的供电相关的信号，各所述电子设备包括能够始终接受所述电池供电的第一电子设备、和能够通过所述车辆的乘员的操作接受所述电池供电的第二电子设备，各所述电源集线器分别通过一条主供电线与所述电池或其他电源集线器相连，所述第一电子设备与位于所述第一电子设备附近的所述电源集线器相连，所述第二电子设备与位于所述第二电子设备附近的所述电源集线器相连，为了将通过各所述主供电线供给到各所述电源集线器的电力分配给所述第一电子设备和所述第二电子设备，各所述电源控制装置向各所述供电IC输出控制信号。
根据该构成方式，电源集线器通过一条主供电线与电池或其他电源集线器相连。并且，第一电子设备与位于第一电子设备附近的电源集线器相连，第二电子设备与位于第二电子设备附近的电源集线器相连。这样一来，就不必从电池延伸出用于连接第二电子设备的供电线，也不必设置用于第二电子设备的继电器。此外，能够尽可能缩短从第一电子设备和第二电子设备延伸至电源集线器的供电线的长度。其结果是，能够简化电源系统的构成。而且，通过缩短供电线，能够尽可能地减小供电线的电阻所引起的功耗。
此外，能够利用电源控制部针对各个电源集线器，切换对第一电子设备和第二电子设备供电或切断对第一电子设备和第二电子设备的供电。即，因为各电源集线器本身与电池或其他电源集线器相连，所以能够设为能够始终对第一电子设备供电的状态。另一方面，能够通过电源控制部和电源集线器以软件方式切换对第二电子设备供电或切断对第二电子设备的供电。这样一来，能够仅向第一电子设备和第二电子设备中需要接受供电的电子设备供电。其结果是，还能够减少功耗。
因此，能够简化车辆的电源系统的构成，并抑制功耗增加。
可以是以下构成，在所述车载网络系统中，还包括中央运算装置，所述中央运算装置按照所述车辆的场景设定需要工作的所述电子设备，各所述电源控制部分别内置于各所述电源集线器内，且接收来自所述中央运算装置的信号，并生成向对应的所述供电IC输出的所述控制信号。
根据该构成方式，因为各电源控制部内置于各电源集线器内，所以能够进一步简化电源系统的构成。
可以是以下构成，在所述车载网络系统中，分别位于各所述电源集线器附近且各所述第二电子设备中不使用的场景相同的第二电子设备，统一通过单条供电线与所述电源集线器相连。
根据该构成方式，由于不使用的场景相同的电子设备通过单条供电线与电源集线器相连，所以能够使供电线更少。此外，因为上述电子设备不使用的场景相同，所以如果能够同时切断供电，就能够简化控制。
可以是以下构成，在所述车载网络系统中，各所述第一电子设备通过各自独立的单独供电线，分别与对应的所述电源集线器相连。
即，始终接受供电而工作的第一电子设备包括以下两种，一种是像无钥匙装置那样始终工作的电子设备，另一种是像用于防盗监控的监控摄像头那样在乘坐有乘员的状态下不需要工作的电子设备。因此，由于各第一电子设备分别通过单独供电线与电源集线器相连，所以能够看情况切断对不需要始终工作的电子设备的供电。这样一来，能够更有效地抑制功耗增加。
－发明的效果－
正如以上说明的那样，根据此处公开的技术，电源集线器布置在第一电子设备附近，且与电池或其他电源集线器相连。并且，第一电子设备与位于第一电子设备附近的电源集线器相连，第二电子设备与位于第二电子设备附近的电源集线器相连。这样一来，能够尽可能地减少从电池延伸出的供电线的数量。
此外，能够利用电源控制部以软件方式切换对第一电子设备和第二电子设备供电或切断对第一电子设备和第二电子设备的供电。这样一来，能够减少功耗。
因此，能够简化车辆的电源系统的构成，并抑制功耗增加。
附图说明
图1是示出安装有第一实施方式所涉及的车载网络的车辆的电源系统的构成图；
图2是示出左前侧的侧门附近的区域的电源拓扑之一例的方框图；
图3是示出在各个场景中不使用的电子设备之一例的表格；
图4是示出安装有第二实施方式所涉及的车载网络的车辆的车辆左前方的区域的电源拓扑之一例的方框图。
具体实施方式
下面参照附图对示例性的实施方式进行详细说明。
(第一实施方式)
图1示出安装有第一实施方式所涉及的车载网络的车辆1的电源系统。该车辆1是包括四个侧门和一个后门的五门车。
车辆1具有利用电池B供给的电力工作的多个电子设备D。各电子设备D包括能够始终接受电池供电的电子设备(第一电子设备)和能够通过车辆1的乘员的操作接受电池B供电的电子设备(第二电子设备)。在下述说明中，将能够始终接受电池供电的电子设备称为不间断电源电子设备D1。此外，将通过车辆1的乘员的操作接受电池B供电的电子设备且功耗相对较小的电子设备称为附件电子设备D2。此外，将能够通过车辆1的乘员的操作接受电池B供电的电子设备且功耗相对较大的电子设备称为点火电子设备D3。
需要说明的是，有时用电子设备D1n(n为1、2……)表示属于不间断电源电子设备D1的电子设备，用D2n(n为1、2……)表示属于附件电子设备D2的电子设备，用D3n(n为1、2……)表示属于点火电子设备D3的电子设备。此外，无需区分各电子设备D1～D3时，将它们简称为电子设备D。
不间断电源电子设备D1例如是无钥匙装置D11、用于防盗监控的监控摄像头装置D12、防盗报警装置D13、刹车灯D14等。附件电子设备D2是预期在车辆1的发动机启动和停止的情况下都会使用的电子设备，例如，前照灯D21、电子后视镜D22、音响设备D23等。点火电子设备D3在车辆1的发动机停止的状态下也能够使用，但基本上是预期在所述发动机启动时使用的电子设备，例如，空调装置D31、电动助力转向装置D32、电动车窗D33等。需要说明的是，电子设备D的概念包括用于使各所述装置工作的传感器、执行装置、控制该执行装置的ECU等。
在本第一实施方式的电源系统中，将车辆1划分为多个(在本第一实施方式中为六个)区域，且构成为能够针对每个区域控制对电子设备D供电或切断对电子设备D的供电。
在各区域，分别设有电源集线器10。此处所说的电源集线器10具有下述功能：将电池B供给的电力在离各电子设备D较近的位置按照各电源系统(不间断电源、附件电源以及点火电源)分开，并向各电子设备配电。在下述说明中，有时将布置在左前侧的电源集线器10称为第一电源集线器11，将布置在左前侧的侧门区域附近的电源集线器10称为第二电源集线器12，将布置在左后侧的电源集线器10称为第三电源集线器13，将布置在右前侧的电源集线器10称为第四电源集线器14，将布置在右前侧的侧门附近的电源集线器10称为第五电源集线器15，将布置在右后侧的电源集线器10称为第六电源集线器16。无需区分各电源集线器11～16时，将它们简称为电源集线器10。需要说明的是，使区域的数量增加或减少时，电源集线器10的个数也会随之增加或减少。
各电源集线器10布置在电池B与各电子设备D之间的电源路径的中途。各电源集线器10分别通过单独的主供电线MPC与电池B或附近的电源集线器10相连。具体而言，第一电源集线器11和第四电源集线器14通过主供电线MPC与电池B相连。第二电源集线器12通过主供电线MPC与第一电源集线器11相连。第三电源集线器13通过主供电线MPC与第二电源集线器12相连。第五电源集线器15通过主供电线MPC与第四电源集线器14相连。第六电源集线器16通过主供电线MPC与第五电源集线器15相连。此外，第三电源集线器13和第六电源集线器16通过主供电线MPC彼此相连。这样一来，由电池B和各电源集线器11～16形成环状电源路径。
各电源集线器11～16基本上通过电源路径较短的路径接受电池B供给的电力，但当主供电线MPC的一部分断线等时，会通过其他电源路径接受供给的电力。例如，第二电源集线器12基本上经由第一电源集线器11接受电池B供给的电力。然而，当第一电源集线器11与第二电源集线器12之间的主供电线MPC断线时，第二电源集线器12经由第四电源集线器14、第五电源集线器15、第六电源集线器16以及第三电源集线器13接受电池B供给的电力。
各电源集线器10分别布置在车辆1上的不间断电源电子设备D1附近。各电源集线器10分别通过供电线SPC1～3与位于附近的不间断电源电子设备D1、附件电子设备D2以及点火电子设备D3相连。
各主供电线MPC和各供电线SPC只要是能够供电的电线即可，例如由金属线束构成。
各电源集线器10分别具有多个供电IC50(参照图2)，多个供电IC50用于对相连的各电子设备D供电或切断对相连的各电子设备D的供电，详情后述。
各电源集线器10分别与区域ECU20相连。各区域ECU20构成为分别供来自中央运算装置30的控制信号输入，中央运算装置30主管车辆1的整体控制。中央运算装置30通过通信布线分别与各区域ECU20相连。
中央运算装置30按照车辆1的场景设定需要工作的电子设备D。各区域ECU20接收来自中央运算装置30的控制信号，并向各电源集线器10(严格来讲，是后述的供电IC)分别输出与对各电子设备D供电或切断对个电子设备D的供电相关的控制信号。此外，各区域ECU20具有管理和控制各电子设备D的功能。例如，区域ECU20接收来自各种传感器(车速传感器、车室内温度传感器等)的检测结果，并将该结果用于本机内的处理或向中央运算装置30发送信息。
图2示出左前侧的侧门附近的区域即布置有第二电源集线器12的区域的电源拓扑之一例。在本第一实施方式中，第二电源集线器12分别与无钥匙装置D11的左前侧的侧门的锁止机构、无钥匙装置D11的左后侧的侧门的锁止机构、左侧的电子后视镜D22、室内用摄像头D24、空调装置D31、左前侧的侧门的电动车窗D33、左后侧的侧门的电动车窗D33、作为驾驶席座椅的电动座椅D34、作为副驾驶席座椅的电动座椅D34相连。需要说明的是，此处所示的电子设备D仅为一例，并不排除上述以外的电子设备D与第二电源集线器12相连的情况。
如图2所示，在第二电源集线器12内，内置有供电IC50。供电IC50通过主供电线MPC与电池B电气连接。供电IC50通过供电线SPC1～3与各电子设备D电气连接，各电子设备与第二电源集线器12相连。供电IC50通过主布线MPC接受电池B供给的电力。来自电池B的电力先直接供给到第二电源集线器12。然后，来自电池B的电力通过第二电源集线器12的供电IC50，分配给不间断电源电子设备D1(此处为两个无钥匙装置D11)、附件电子设备D2(此处为电子后视镜D22、室内用摄像头D24)以及点火电子设备D3(此处为空调装置D31、两个电动车窗D33、电动座椅D34)。
具体而言，供电IC50具有分别使电池B与各电子设备D之间的电力传递路径连接(导通)或断开(截止)的多个开关电路和调节电池B的电压的多个DC/DC转换器。当供电IC50从区域ECU20接收到使开关电路导通的控制信号(以下称为导通信号)时，使与该导通信号对应的开关电路导通。例如，当供电IC50从区域ECU20接收到针对电子后视镜D22的导通信号时，供电IC50使与电子后视镜D22对应的开关电路导通，从而对电子后视镜D22供电。
关于附件电子设备D2，当满足两个条件时，中央运算装置30向区域ECU20输出控制信号，并使该区域ECU20向供电IC50输出导通信号。两个条件中的一个条件例如是，车辆1的驾驶员将插入锁芯的钥匙转到附件通电(ACC)、全车通电(ON)或车辆启动(START)位置。两个条件中的另一个条件是，在满足所述一个条件的状态下，例如，附件电子设备D2的操作开关被按下。
关于点火电子设备D3，当满足两个条件时，中央运算装置30向区域ECU20输出控制信号，并使该区域ECU20向供电IC50输出导通信号。两个条件中的一个条件例如是，车辆1的驾驶员将插入锁芯的钥匙转到全车通电(ON)或车辆启动(START)位置。两个条件中的另一个条件是，在满足所述一个条件的状态下，例如，点火电子设备D3的操作开关被按下。
此处，如图2所示，在本第一实施方式中，各不间断电源电子设备D1通过各单独供电线SPC1与第二电源集线器12相连。另一方面，点火电子设备D3的一部分统一通过单条供电线SPC3与第二电源集线器12相连。具体而言，点火电子设备D3中不使用的场景相同的点火电子设备D3统一通过单条供电线SPC3与第二电源集线器12相连。此外，附件电子设备D2中不使用的场景相同的附件电子设备D2统一通过单条供电线SPC2与第二电源集线器12相连。点火电子设备D3中不使用的场景相同的例如有前侧和后侧的电动车窗D33、驾驶席和副驾驶席的电动座椅D34等。
图3示出不使用的场景相同的电子设备D之例。该图3不仅记载了与第二电源集线器12相连的电子设备D，还记载了与其他电源集线器10相连的电子设备。
例如，图3的G1组示出车辆1在“向前方行驶”的状态下不使用的电子设备组。该G1组中例如包括用于确认后方的摄像头、雷达、驾驶席和副驾驶席的电动座椅D34。G2组示出车辆1在“停车”状态且“正在使用空调”的状态下不使用的电子设备组。该G2组中包括电动车窗D33。G3组示出车辆1在“驾驶员的操作开关关闭”的状态且车外“明亮”(如白天)的情况下不使用的电子设备组。该G3组中例如包括前照灯D21、示宽灯。
车辆1的场景例如能够根据从下述装置等得到的信息进行判断，该装置如下：(1)多个车外摄像头，设在车辆1的车身等上且拍摄车外环境；(2)多个雷达，设在车辆1的车身等上且检测车外的人与物等；(3)位置传感器(省略图示)，利用全球定位系统(GlobalPositioning System：GPS)检测车辆的位置(车辆位置信息)；(4)车辆状态传感器(省略图示)，由车速传感器、加速度传感器、横摆角速度传感器等检测车辆举动的传感器类的输出构成，且获取车辆1的状态；(5)乘员状态传感器，由室内用摄像头D24等构成，且获取车辆1的乘员的状态。场景的判断主要由中央运算装置30执行，但部分场景可以由各区域ECU20独自判断。
在本第一实施方式中，不使用的场景相同的电子设备D基本上与相同的电源集线器10相连。例如，如图1所示，车辆左后侧的侧门的电动车窗D33相比于第二电源集线器12更靠近第三电源集线器13。然而，在本第一实施方式中，车辆左后侧的侧门的电动车窗D33与第二电源集线器12相连。此外，刹车灯D14也一样，车辆右侧的刹车灯D14离第六电源集线器16较近。然而，在本第一实施方式中，车辆右侧的刹车灯D14也与车辆左侧的刹车灯D14一样，与第三电源集线器13相连。这样一来，能够简化供电控制。
另一方面，如上所述，不间断电源电子设备D1通过各单独供电线PC1与第二电源集线器12相连。这样一来，能够按照车辆1的场景，看情况切断对不间断电源电子设备D1的供电。例如，虽然用于防盗监控的监控摄像头装置D12和防盗报警装置D13是不间断电源电子设备D1，但在车辆1处于停车状态且乘坐有乘员的场景下，不必使用于防盗监控的监控摄像头装置D12和防盗报警装置D13工作。因此，在该场景下，切断对用于防盗监控的监控摄像头装置D12和防盗报警装置D13的供电。这样一来，能够抑制功耗。
此处，像本第一实施方式那样在车辆1上安装有多个电子设备D的情况下，现有技术是通过多条布线和继电器将电池B与各电子设备D连接起来。因此，现有技术中，随着电子设备D的数量增加，车辆的电源系统就会变得复杂。
相对于此，根据本第一实施方式，将多个电源集线器10布置在不间断电源电子设备D1附近，通过一条主供电线MPD将各电源集线器10与电池B或其他电源集线器10连接起来。并且，附件电子设备D2与位于附件电子设备D2附近的电源集线器10相连，点火电子设备D3与位于点火电子设备D3附近的电源集线器10相连。这样一来，就不必从电池B延伸出用于连接附件电子设备D2、点火电子设备D3的供电线，也不必设置继电器。此外，能够尽可能缩短从各电子设备D延伸至各电源集线器10的供电线的长度。其结果是，能够简化电源系统的构成。而且，通过缩短供电线，能够尽可能地减小供电线的电阻所引起的功耗。
此外，因为各电源集线器10本身与电池B或其他电源集线器10相连，所以能够设为能够始终对不间断电源电子设备D1供电的状态。另一方面，能够通过区域ECU20和电源集线器10以软件方式切换对附件电子设备D2、点火电子设备D3供电或切断对附件电子设备D2、点火电子设备D3的供电。这样一来，能够仅对不间断电源电子设备D1、附件电子设备D2以及点火电子设备D3中需要接受供电的电子设备D供电。其结果是，还能够减少功耗。
此外，在本第一实施方式中，分别位于各电源集线器10附近且附件电子设备D2和点火电子设备D3中不使用的场景相同的电子设备D2、D3统一通过单条供电线SPC2、3与电源集线器10相连。这样一来，能够使供电线SPC2、3更少。此外，因为电子设备D2、D3不使用的场景相同，所以如果能够同时切断供电，就能够简化控制。
而且，在本第一实施方式中，不间断电源电子设备D1通过各自独立的单独供电线SPC1，分别与对应的电源集线器10相连。即，不间断电源电子设备D1包括以下两种，一种是像无钥匙装置D11那样始终工作的电子设备，另一种是像用于防盗监控的监控摄像头装置D12那样在乘坐有乘员的状态下不需要工作的电子设备。因此，由于不间断电源电子设备D1分别通过单独供电线SPC1与电源集线器10相连，所以能够看情况切断对不需要始终工作的不间断电源电子设备D1的供电。这样一来，能够更有效地抑制功耗增加。需要说明的是，可以仅将能够切断供电的不间断电源电子设备D1通过单独供电线SPC1与电源集线器10连接起来，且将其他不间断电源电子设备D1统一通过一条供电线与电源集线器10连接起来。
(第二实施方式)
下面参照附图对第二实施方式进行详细说明。需要说明的是，在下述说明中，用相同的符号表示与所述第一实施方式相同的部分，并省略其详细说明。
在本第二本实施方式所涉及的车载网络中，电源集线器210的构成与所述第一实施方式中的电源集线器210不同。具体而言，如图4所示，本第二本实施方式所涉及的车载网络与所述第一实施方式的不同点在于，区域ECU20内置于电源集线器210(图4中示出第二电源集线器212)内。像这样，如果将区域ECU20内置在电源集线器210内，则能够尽可能缩短区域ECU20与供电IC50之间的通信布线，因此能够进一步简化电源系统的构成。
此外，在本第二本实施方式中也一样，能够通过区域ECU20和电源集线器10以软件方式切换对附件电子设备D2、点火电子设备D3供电或切断对附件电子设备D2、点火电子设备D3的供电。这样一来，能够仅对不间断电源电子设备D1、附件电子设备D2以及点火电子设备D3中需要接受供电的电子设备D供电，还能够减少功耗。
(其他实施方式)
此处公开的技术并不限于所述实施方式，在不脱离权利要求范围主旨的范围内可进行替换。
例如，在所述实施方式中，附件电子设备D2、点火电子设备D3中不使用的场景相同的电子设备D2、D3统一通过单条供电线SPC2、33与电源集线器10相连。不限于此，附件电子设备D2和点火电子设备D3也可以分别通过单独的供电线SPC2、3与电源集线器10相连。在此情况下，例如，将图3所示的表格预存到区域ECU20的存储部(省略图示)中，使该区域ECU20参照该表格，生成导通信号。这样一来，能够统一控制不使用的附件电子设备D2和点火电子设备D3。
所述实施方式仅为示例，不得对本公开的范围做限定性解释。本公开的范围由权利要求的范围定义，属于权利要求的等同范围的任何变形、变更都包括在本公开的范围内。
－产业实用性－
此处公开的技术作为车辆的车载网络系统很有用，该车辆具有利用电池供给的电力工作的多个电子设备。
－符号说明－
1 车辆
10 电源集线器
20 区域ECU(电源控制装置)
30 中央运算装置
50 供电IC
D 电子设备
D1 不间断电源电子设备(第一电子设备)
D2 附件电子设备(第二电子设备)
D3 点火电子设备(第二电子设备)
MPC 主供电线
SPC1 供电线
SPC2 供电线
SPC3 供电线

Claims (4)

1.一种车载网络系统，安装有所述车载网络系统的车辆具有利用电池供给的电力工作的多个电子设备，其特征在于：
所述车载网络系统包括多个电源集线器、多个供电集成电路以及多个电源控制部，
多个所述电源集线器布置在所述电池与各所述电子设备之间的电源路径的中途，且通过供电线分别与各所述电子设备的一部分相连，
多个所述供电集成电路分别设在各所述电源集线器中，且用于对相连的各所述电子设备供电或切断对相连的各所述电子设备的供电，
多个所述电源控制部向各所述供电集成电路输出控制信号，所述控制信号是与对各所述电子设备供电或切断对各所述电子设备的供电相关的信号，
各所述电子设备包括能够始终接受所述电池供电的第一电子设备、和能够通过所述车辆的乘员的操作接受所述电池供电的第二电子设备，
各所述电源集线器分别通过一条主供电线与所述电池或其他电源集线器相连，
所述第一电子设备与位于所述第一电子设备附近的所述电源集线器相连，所述第二电子设备与位于所述第二电子设备附近的所述电源集线器相连，
为了将通过各所述主供电线供给到各所述电源集线器的电力分配给所述第一电子设备和所述第二电子设备，各所述电源控制装置向各所述供电集成电路输出控制信号。
2.根据权利要求1所述的车载网络系统，其特征在于：
所述车载网络系统还包括中央运算装置，所述中央运算装置按照所述车辆的场景设定需要工作的所述电子设备，
各所述电源控制部分别内置于各所述电源集线器内，且接收来自所述中央运算装置的信号，并生成向对应的所述供电集成电路输出的所述控制信号。
3.根据权利要求1或2所述的车载网络系统，其特征在于：
分别位于各所述电源集线器附近且各所述第二电子设备中不使用的场景相同的第二电子设备，统一通过单条供电线与所述电源集线器相连。
4.根据权利要求1到3中任一项权利要求所述的车载网络系统，其特征在于：
各所述第一电子设备通过各自独立的单独供电线，分别与对应的所述电源集线器相连。
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