CN114829205A - 车载中继装置 - Google Patents

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CN114829205A
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安则裕通
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Sumitomo Wiring Systems Ltd
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Abstract

车载中继装置设置于车辆的车顶，其中，具备：第一连接器，与设置于车辆的任一支柱的电力线及通信线连接；第二连接器，与设置于与任一支柱不同的支柱的电力线及通信线连接；支线连接器，与从设置于车顶的多个车载设备延伸设置的电力线及通信线连接；分支部，将连接于第一连接器及第二连接器的各电力线构成为一个系统的单一电线系统分支成连接于支线连接器的各电力线；及中继部，对在连接于第一连接器及第二连接器的各通信线与连接于支线连接器的各通信线之间流动的数据进行中继。

Description

车载中继装置
技术领域
本公开涉及车载中继装置。
本申请主张基于2019年12月24日申请的日本申请第2019-233527号的优先权，援引所述日本申请所记载的全部记载内容。
背景技术
在车辆搭载电源装置及通信装置等各种车载设备。包括用于各车载设备间的通信的通信线和用向各车载设备的电力供给的电力线的线束设置于车辆内。设置于车辆内的任一线束沿着支柱配设，连接于配置于车辆的顶棚的顶棚侧控制装置(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2018-24395公报
发明内容
本公开的一方案的车载中继装置设置于车辆的车顶，其中，具备：第一连接器，与设置于所述车辆的任一支柱的电力线及通信线连接；第二连接器，与设置于与所述任一支柱不同的支柱的电力线及通信线连接；支线连接器，与从设置于所述车顶的多个车载设备延伸设置的电力线及通信线连接；分支部，将连接于所述第一连接器及所述第二连接器的各电力线构成为一个系统的单一电线系统分支成连接于所述支线连接器的各电力线；及中继部，对在连接于所述第一连接器及所述第二连接器的各通信线与连接于所述支线连接器的各通信线之间流动的数据进行中继。
附图说明
图1是平面观察了搭载实施方式1(左右支柱)的车载中继装置的车辆的结构时的示意图。
图2是示出车载中继系统的结构的框图。
图3是示出车载中继装置的结构的框图。
图4是示出实施方式2(继电器元件)的车载中继装置的结构的框图。
图5是例示车载中继装置的控制部(开闭控制部)的处理的流程图。
图6是平面观察了搭载实施方式3(前后支柱)的车载中继装置的车辆的结构时的示意图。
图7是示出实施方式4(CAN网关)的车载中继装置的结构的框图。
具体实施方式
[本公开所要解决的课题]
在专利文献1所记载的顶棚侧控制装置中，未考虑与经由沿着支柱配设的线束而连接的其他的装置的冗长性相关的点。
本公开鉴于这样的情形而完成，提供设置于车辆的车顶且能够在与设置于车顶以外的车载装置的连接中具有冗长性的车载中继装置。
[本公开的效果]
根据本公开的一方案，能够提供设置于车辆的车顶且在与设置于车顶以外的车载装置的连接中具有冗长性的车载中继装置。
[本公开的实施方式的说明]
首先列举本公开的实施方案来说明。另外，也可以将以下记载的实施方式的至少一部分任意组合。
(1)本公开的一方案的车载中继装置设置于车辆的车顶，其中，具备：第一连接器，与设置于所述车辆的任一支柱的电力线及通信线连接；第二连接器，与设置于与所述任一支柱不同的支柱的电力线及通信线连接；支线连接器，与从设置于所述车顶的多个车载设备延伸设置的电力线及通信线连接；分支部，将连接于所述第一连接器及所述第二连接器的各电力线构成为一个系统的单一电线系统分支成连接于所述支线连接器的各电力线；及中继部，对在连接于所述第一连接器及所述第二连接器的各通信线与连接于所述支线连接器的各通信线之间流动的数据进行中继。
在本方案中，设置于车辆的车顶的车载中继装置具备第一连接器及第二连接器，连接于第一连接器及第二连接器的电力线及通信线设置于不同的支柱。车载中继装置通过配设于不同的支柱的各电力线及通信线而与设置于车顶以外的车载装置连接。因此，即使在设置于不同的支柱的各电力线及通信线中任一电力线及通信线发生了断线的情况下，也能够经由设置于另一方的支柱的电力线及通信线来对连接于支线连接器的车载设备继续电力及在通信线流动的数据的中继。即，通过经由车载中继装置，能够确保设置于车顶的车载设备与设置于车顶以外的电源装置、其他的中继器等车载装置之间的电力及数据的中继中的冗长性。
(2)在本公开的一方案的车载中继装置中，在所述第一连接器及所述第二连接器与所述单一电线系统之间分别设置有将从所述第一连接器及所述第二连接器去往所述单一电线系统的方向设为正向的整流元件。
在本方案中，在第一连接器及第二连接器与单一电线系统之间分别存在例如二极管等整流元件，整流元件以从第一连接器及第二连接器向单一电线系统的方向成为正向(使二极管的阴极成为单一电线系统侧)的方式设置。因此，即使在向连接于第一连接器及第二连接器的各电力线施加的电压产生了差异的情况下，也能够抑制电流逆流。
(3)在本公开的一方案的车载中继装置中，在所述第一连接器及所述第二连接器与所述单一电线系统之间分别设置有继电器元件。
在本方案中，由于在第一连接器及第二连接器与单一电线系统之间分别设置有继电器元件，所以通过将各该继电器元件开闭，能够进行经由连接于第一连接器及第二连接器的各电力线而供给的电力的供给切断。
(4)在本公开的一方案的车载中继装置中，具备：检测部，检测经由连接于所述第一连接器及所述第二连接器的电力线而被施加的电压；及开闭控制部，基于从所述检测部输出的检测值来控制各所述继电器元件的开闭。
在本方案中，基于从检测经由连接于第一连接器及第二连接器的电力线而被施加的电压的检测部输出的检测值，开闭控制部控制各继电器元件的开闭，因此能够根据施加的各电压而高效地进行各继电器元件的开闭。
(5)在本公开的一方案的车载中继装置中，所述检测值包括与经由连接于所述第一连接器的电力线而被施加的电压及经由连接于所述第二连接器的电力线而被施加的电压的各电压值相关的信息，所述开闭控制部在任一电压值比规定的阈值低的情况下，进行将连接于被施加该任一电压值的电压的电力线的继电器元件断开的控制，所述开闭控制部在任一电压值为规定的阈值以上的情况下，进行将连接于被施加该任一电压值的电压的电力线的继电器元件闭合的控制。
在本方案中，开闭控制部在经由连接于第一连接器及第二连接器的各电力线而施加的各电压中任一电压的电压值比规定的阈值低的情况下，将被施加有该电压的一侧的继电器元件断开(切断)，在任一电压的电压值为规定的阈值以上的情况下，将该继电器元件闭合(接通)。因此，能够基于该阈值来判定经由连接于第一连接器及第二连接器的各电力线而被施加的电压是否正常，控制各继电器元件的开闭。
(6)在本公开的一方案的车载中继装置中，在所述车辆搭载有2个电源装置，经由连接于所述第一连接器的电力线而施加电压的电源装置和经由连接于所述第二连接器的电力线而施加电压的电源装置不同。
在本方案中，由于经由连接于第一连接器的电力线而施加电压的电源装置和经由连接于第二连接器的电力线而施加电压的电源装置设为了不同的电源装置，所以例如即使在任一电力线发生了断线的情况下，也能够将经由另一方的电力线而供给的电力向连接于支线连接器的车载设备分配、供给。
(7)在本公开的一方案的车载中继装置中，所述任一支柱及与所述任一支柱不同的支柱是在所述车辆中位于左右的支柱。
在本方案中，任一支柱及与任一支柱不同的支柱即供连接于第一连接器的电力线及通信线设置的支柱及供连接于第二连接器的电力线及通信线设置的支柱是在车辆中位于左右的支柱。因此，例如，即使在车辆接受了来自左右任一方的侧方碰撞的情况下，车载中继装置也能够经由设置于未被碰撞侧的支柱的电力线及通信线而继续设置于车顶的车载设备与设置于车顶以外的车载设备之间的电力及数据的中继。
(8)在本公开的一方案的车载中继装置中，所述任一支柱及与所述任一支柱不同的支柱是在所述车辆中位于前后的支柱。
在本方案中，任一支柱及与任一支柱不同的支柱即供连接于第一连接器的电力线及通信线设置的支柱及供连接于第二连接器的电力线及通信线设置的支柱是在车辆中位于前后的支柱。因此，例如，即使在车辆接受了来自前方或后方的碰撞的情况下，车载中继装置也能够经由设置于未被碰撞侧的支柱的电力线及通信线而继续设置于车顶的车载设备与设置于车顶以外的车载设备之间的电力及数据的中继。
(9)在本公开的一方案的车载中继装置中，所述中继部包括以太网开关，在所述第一连接器及所述第二连接器与所述以太网开关之间存在以太网PHY部。
在本方案中，由于中继部包括以太网开关，所以车载中继装置对在通信线流动的IP包作为例如Layer2开关或Layer3开关等以太网开关发挥功能。因此，能够谋求设置于车顶的车载设备与设置于车顶以外的车载设备之间的IP包的中继中的冗长化。
(10)在本公开的一方案的车载中继装置中，所述中继部包括CAN网关，在所述第一连接器及所述第二连接器与所述CAN网关之间存在CAN收发器。
在本方案中，由于中继部包括CAN网关，所以车载中继装置对在通信线流动的CAN消息作为CAN控制器及CAN网关发挥功能。因此，能够谋求设置于车顶的车载设备与设置于车顶以外的车载设备之间的CAN消息的中继中的冗长化。
[本公开的实施方式的详情]
将本公开基于示出其实施方式的附图来具体地说明。以下，一边参照附图一边说明本公开的实施方式的车载系统S。需要说明的是，本公开不限定于这些例示，由权利要求书表示，意在包括与权利要求书均等的含义及范围内的所有变更。
(实施方式1)
图1是平面观察了搭载实施方式1(左右支柱P)的车载中继装置1的车辆C的结构时的示意图。图2是示出车载中继系统S的结构的框图。车载中继系统S搭载于车辆C，包括设置于车辆C的车顶R的车载中继装置1、经由设置于不同的支柱P的通信线21而以多个通信路径连接于该车载中继装置1的中继器2及车载ECU3(自动驾驶ECU)等多个车载装置及经由设置于不同的支柱P的电力线51而连接于该车载中继装置1的多个电源装置5。
在车辆C搭载有设置于该车辆C的车顶R(顶棚)R的车载中继装置1和多个车载设备4以及设置于车顶R以外的其他的中继器2(中央G/W)、车载ECU3(自动驾驶ECU)及电源装置5等车载装置。车载中继装置1通过设置于左右的各支柱P的各电力线51及通信线21而与设置于车顶R以外的中继器2(中央G/W)、车载ECU3(自动驾驶ECU)及2个电源装置5连接。
与车载中继装置1直接连接的中继器2例如是中央G/W(Gate/Way)等中继装置，具有作为以太网开关或CAN网关的功能。或者，中继器2也可以构成为控制车辆C整体的车身ECU的一功能部。
与车载中继装置1直接连接的车载ECU3例如是进行与用于进行自动驾驶的认知或判断相关的处理的自动驾驶ECU，与中继器2同样地具有以太网开关等的功能。
电源装置5是车辆C的蓄电池，由铅蓄电池或锂离子电池等2次电池构成，例如将12V的电压经由沿着各支柱P配设的电力线51而向车载中继装置1施加，供给电力。
由电力线51及通信线21构成的各线束沿着左右的各支柱P而配设于车顶R与地板F等之间。在图示的例示中，车载中继装置1通过沿着左前的支柱P配设的电力线51而与位于车辆C前部左侧的电源装置5连接，通过沿着左前的支柱P配设的通信线21而与位于车辆C后部左侧的车载ECU3(自动驾驶ECU)连接。而且，车载中继装置1通过沿着右前的支柱P配设的电力线51而与位于车辆C后部右侧的电源装置5连接，通过沿着右前的支柱P配设的通信线21而与位于车辆C前部右侧的中继器2连接。
对于车载中继装置1，从不同的各电源装置5以基于配设于不同的支柱P的各电力线51的2系统供给从这些各电源装置5输出的电力。因此，对于车载中继装置1，由2个不同的系统供给电力，通过车载中继装置1和2个电源装置5而设置有电力供给中的冗长化结构。
车载中继装置1通过配设于不同的支柱P的各通信线21而直接连接于中继器2及车载ECU3(自动驾驶ECU)。在中继器2及车载ECU3(自动驾驶ECU)的各自连接有2条通信线21，一方的通信线21如上所述经由支柱P而连接于车载中继装置1，另一方的通信线21连接中继器2和车载ECU3(自动驾驶ECU)。
虽然详情后述，但中继器2及车载ECU3(自动驾驶ECU)是与车载中继装置1同样地具有作为以太网开关或CAN网关等中继装置的功能的车载装置，在这些中继器2及车载ECU3(自动驾驶ECU)进一步连接有其他的车载ECU3(参照图6)。因此，车载中继装置1和通过配设于不同的支柱P的各通信线21而以能够通信的方式连接的中继器2及车载ECU3(自动驾驶ECU)形成了成为环状的网络拓扑的车内LAN30。
车载中继装置1通过2个不同的路径而与中继器2及车载ECU3(自动驾驶ECU)以能够通信的方式连接。因此，通过车载中继装置1和中继器2及车载ECU3(自动驾驶ECU)而设置有设置于车顶R的车载设备4与设置于车顶R以外的车载ECU3等车载装置之间的通信中的冗长化结构。
设置于车顶R的多个车载设备4分别与车载中继装置1通过车顶内电线6、车顶内通信线7或包括车顶内电线6及车顶内通信线7双方的线束而连接。对于这多个车载设备4的各自，由车载中继装置1中继电力及数据(通信数据)。
设置于车顶R的多个车载设备4例如包括车车间通信装置、路车间通信装置或车外通信装置40等无线装置、显示装置、拍摄装置、红外线传感器或Lidar等传感器装置及地图灯或车顶R开闭装置等车载负载41(致动器)。
无线装置可以包括进行模拟通信的模拟通信装置及进行使用了Wi-Fi、LTE(LongTerm Evolution/注册商标)、4G或5G等移动体通信的协议的数字通信的数字通信装置。车外通信装置40可以使用这些协议，经由互联网等外部网络而与云服务器等车外服务器以能够通信的方式连接。
拍摄装置可以包括车内相机、驾驶员监视器相机及用于进行与车外的物标的距离测定的立体相机。设置于车顶R的车载设备4可以包括GPS、广播接收机及电视接收机。设置于车顶R的车载设备4可以是用于控制使设置于车顶R的外表面的相机的拍摄方向转动的致动器等的车载ECU3。
车载中继装置1经由车顶内电线6而将从2个电源装置5供给的电力向设置于车顶R的各车载设备4分配、供给。车载中继装置1经由车顶内通信线7而将从中继器2或车载ECU3(自动驾驶ECU)发送出的数据向设置于车顶R的各车载设备4中继。另外，车载中继装置1经由车顶内通信线7而将从设置于车顶R的各车载设备4发送出的数据向中继器2或车载ECU3(自动驾驶ECU)中继。这样构成的车载中继装置1被称作具有电分配箱及网关等双方的功能的PLB(Power Lan Box)或ACU(Area Control Unit)。
车载中继装置1例如具有矩形的壳体，在该壳体的一面设置有第一连接器11及第二连接器12。在第一连接器11连接沿着一方的支柱P配设的电力线51及通信线21，在第二连接器12连接沿着另一方的支柱P配设的电力线51及通信线21。
在车载中继装置1的壳体的一面设置有一个以上的支线连接器13(在图示上是2个)。设置支线连接器13的面可以是与设置第一连接器11及第二连接器12的面相同的面，或者也可以是不同的面。在各支线连接器13通过车顶内电线6、车顶内通信线7或车顶内电线6及车顶内通信线7双方的线而连接有设置于车顶R的多个车载机。
设置于车顶R以外的场所的蓄电装置或中继器2等车载装置和设置于车顶R的车外通信装置40、传感器等车载设备4经由车载中继装置1而连接。因此，能够无需将设置于车顶R的车载设备4和蓄电装置或中继器2等设置于车顶R以外的场所的车载装置直接连接，因此抑制在成为将车顶R和地板等车顶R以外的场所连通的路径的支柱P配设的电力线51及通信线21的数量增加。并且，通过将配设于不同的支柱P的各电力线51及通信线21经由第一连接器11及第二连接器12而连接，能够设置冗长化结构。
在本实施方式中，配设各电力线51及通信线21的支柱P设为车辆C中的前后的支柱P。因此，即使万一车辆C从左右的任一方受到侧方碰撞而配设于左右任一支柱P的电力线51及通信线21发生了断线的情况下，也能够利用配设于另一方的支柱P的电力线51及通信线21来继续向设置于车顶R的多个车载机的电力的供给及通信数据的中继。
图3是示出车载中继装置1的结构的框图。车载中继装置1具备控制部101、存储部102及中继部103。控制部101、存储部102及中继部103由内部总线105以能够通信的方式连接。车载中继装置1例如作为遵循了以太网(注册商标)的通信系统而具备经由内部总线105而连接于中继部103的多个以太网PHY部104。车载中继装置1作为电源系统而具备连接于经由第一连接器11而连接的电力线51的第一电线111、连接于经由第二连接器12而连接的电力线51的第二电线121、第一电线111及第二电线121被统合而构成为单一系统的单一电线系统123、将单一电线系统123分支成多个分支电线131的分支部130。
控制部101由CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)或MPU(MicroProcessing Unit：微处理单元)等构成，通过将预先存储于存储部102的控制程序及数据读出并执行来进行各种控制处理及运算处理等。控制部101也可以通过执行控制程序等而作为Layer3开关发挥功能，进行与中继相关的控制。另外，控制部101也可以由基于FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)或ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit：专用集成电路)等的IC芯片构成，基于FPGA等的电路结构(中继电路)来进行与中继相关的控制。或者，控制部101及存储部102也可以是它们成为一体而由封装化的微型计算机构成。控制部101也可以进行以太网及CAN等不同的协议间的变换处理(协议变换)。
存储部102由RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)等易失性的存储器元件或ROM(Read Only Memory：只读存储器)、EEPROM(Electrically ErasableProgrammable ROM：电可擦可编程ROM)或快闪存储器等非易失性的存储器元件构成，预先存储有控制程序及在处理时参照的数据。存储于存储部102的控制程序也可以存储有从控制部101能够读取的记录介质(未图示)读出的控制程序。另外，也可以从连接于未图示的通信网的未图示的外部计算机下载控制程序，并向存储部102存储。而且，在存储部102中，在进行中继控制时，存储与基于通信协议而规定的路径信息(路由表)相关的信息。
中继部103例如是由FPGA或ASIC构成的运算电路，是进行经由以太网PHY部104而输入的IP包的中继处理的Layer2开关。或者，中继部103也可以与控制部101同样地包括CPU等，执行中继控制程序，作为Layer2开关及Layer3开关发挥功能。
以太网PHY部104包括第一连接器11及第二连接器12侧的以太网PHY部104(PHY)和支线连接器13侧的以太网PHY部104。这些以太网PHY部104相当于车载中继装置1中的通信部。以太网PHY部104是基于以太网的通信协议而决定的物理层I/F(接口)。
第一连接器11及第二连接器12侧的以太网PHY部104连接于与第一连接器11及第二连接器12连接的通信线21(以太网电缆)即与设置于车顶R外的中继器2或车载ECU3(自动驾驶ECU)连接的通信线21(以太网电缆)。支线连接器13侧的以太网PHY部104连接于与支线连接器13连接的车顶内通信线7(以太网电缆)即与设置于车顶R的车外通信装置40等车载设备4连接的车顶内通信线7(以太网电缆)。
作为以太网开关发挥功能的中继部103和各以太网PHY部104由内部总线105以星状的拓扑连接，中继部103参照经由各以太网PHY部104而输入的IP包中包含的MAC地址来进行开关等中继控制。中继部103例如通过取得经由各以太网PHY部104而连接的通信线21的载波侦听来检知该通信线21的断线的有无。中继部103通过使连接于因断线等而不通的通信线21的以太网PHY部104无效，仅使用另一方的以太网PHY部104即连接于正常的通信线21的以太网PHY部104，能够谋求通信的冗长化。
在车载中继装置1的电源系统中，由第一电线111及第二电线121形成成为2系统的并联电路。在本实施方式的情况下，对第一电线111施加来自经由第一连接器11而连接的蓄电装置的电压，对第二电线121施加来自经由第二连接器12而连接的蓄电装置的电压。
在第一电线111及第二电线121分别设置有二极管等整流元件122。整流元件122设置于成为第一连接器11与单一电线系统123之间的第一电线111及成为第二连接器12与单一电线系统123之间的第二电线121。
二极管的整流元件122使阴极成为单一电线系统123侧，使阳极成为第一连接器11及第二连接器12侧，设置于第一电线111及第二电线121的各自。即，二极管的整流元件122使从第一连接器11及第二连接器12去往单一电线系统123的方向成为正向，设置于第一连接器11及第二连接器12与单一电线系统123之间。因此，即使在连接于第一连接器11(第一电线111)的电源装置5的电压与连接于第二连接器12(第二电线121)的电源装置5的电压之间产生了差异(电位差)的情况下，也能够防止电流向低电压的电源装置5侧逆流。
通过第一电线111及第二电线121被统合而被单一系统化，形成单一电线系统123。单一电线系统123例如可以由母线、引线或电路基板上的焊盘构成。对于控制部101，由从该单一电线系统123分支出的电线供给电力。
单一电线系统123由分支部130分支成多个分支电线131。通过利用分支部130分支成多个的分支电线131而形成并联电路。各分支电线131连接于支线连接器13，连接于支线连接器13中包含的各电力端子。也可以在与这些分支电线131连接的电力端子以成为一对的方式设置接地端子。
在各分支电线131根据经由支线连接器13而连接的车载负载41等车载设备4而设置有熔丝133或负载用继电器132。熔丝133也可以是使用了FET等的半导体熔丝133。负载用继电器132可以是机械式继电器或使用了FET等的半导体继电器。
经由支线连接器13而连接于设置有负载用继电器132的分支电线131的车载设备4例如是地图灯或车室灯等车载负载41，这些灯通过该负载用继电器132的开闭(接通、切断)而点亮或熄灭。控制部101和这些负载用继电器132由信号线连接。控制部101可以基于经由中继部103而从设置于车顶R以外的车载ECU3(车身ECU)等车载装置接收到的通信数据，将负载用继电器132接通或切断，控制连接于该负载用继电器132的车载负载41等致动器的驱动。
根据本实施方式，即使在设置于不同的支柱P的任一电力线51及通信线21发生了断线的情况下，也能够经由设置于另一方的支柱P的电力线51及通信线21而对连接于支线连接器13的车载设备4继续电力及在通信线21流动的数据的中继。因此，能够确保设置于车顶R的车载设备4与设置于车顶R以外的车载装置之间的电力及数据的中继中的冗长性。
根据本实施方式，使例如二极管等整流元件122存在于第一连接器11(第一电线111)及第二连接器12(第二电线121)与单一电线系统123之间。因此，即使在将向车载中继装置1供给电力的电力系统双重化且在该双重化的电力系统间产生了电位差的情况下，也能够防止在第一电线111或第二电线121中电流逆流。
在本实施方式中，在各支柱P配设电力线51及通信线21，但不限定于此，例如也可以使用利用PoE(Power of Ethernet/Power over Ethernet：以太网供电)或PLC(PowerLine Communication：电力线通信)统合了电力线51及通信线21的电缆。在该情况下，第一连接器11及第二连接器12可以包括例如将电流(电力用的电流)和通信数据分离的滤波电路，使分离后的电流向第一电线111及第二电线121流动，将通信数据向各以太网PHY部104输出。
图4是示出实施方式2(继电器元件124)的车载中继装置1的结构的框图。实施方式2的车载中继装置1在第一电线111及第二电线121的各自设置有继电器元件124这一点上与实施方式1不同。
实施方式2的车载中继装置1具备设置于第一电线111及第二电线121的各自的继电器元件124和检测该继电器元件124与第一连接器11之间的第一电线111的电压及该继电器元件124与第二连接器12之间的第二电线121的电压的各电压值的检测部125。
设置于第一电线111及第二电线121的各自的继电器元件124可以是机械式继电器或使用了FET等的半导体继电器。各继电器元件124通过信号线而连接于控制部101，基于从控制部101输出的信号而被断开(切断)、闭合(接通)。即，控制部101通过执行控制程序而作为开闭控制部发挥功能。
检测部125例如由霍尔元件或分流电阻等构成，检测继电器元件124与第一连接器11之间的第一电线111的电压及该继电器元件124与第二连接器12之间的第二电线121的电压的各电压值。检测部125将检测到的各电压值向控制部101输出，控制部101(开闭控制部)基于该电压值而将各继电器元件124断开(切断)或闭合(接通)，从而抑制电流的逆流或被施加比规定的阈值低的异常电压。
在本实施方式中，取代二极管等整流元件122而设置继电器元件124，但不限定于此。也可以与实施方式1同样地在第一电线111及第二电线121的各自设置二极管等整流元件122，而且与各整流元件122串联地设置继电器元件124。即，也可以在各二极管(整流元件122)的阳极侧设置继电器元件124。通过形成基于继电器元件124及二极管(整流元件122)的串联电路，能够更高效地防止电流的逆流发生。
图5是例示车载中继装置1的控制部101(开闭控制部)的处理的流程图。车载中继装置1的控制部101(开闭控制部)例如在车辆C是起动状态(点火开关接通)或停止状态(点火开关切断)时稳定地进行以下的处理。
车载中继装置1的控制部101取得连接于第一连接器11及第二连接器12的各电力线51的各电压值(S101)。在连接于第一连接器11及第二连接器12的各电力线51连接有不同的电源装置5。控制部101取得从这些不同的电源装置5经由连接于第一连接器11及第二连接器12的各电力线51而输出(施加)的电压的各电压值。
车载中继装置1的控制部101判定各电力线51的各电压值是否为规定的阈值以上(S102)。规定的阈值例如是作为额定输出电压而预先决定的12V。控制部101从检测部125取得连接于第一连接器11的第一电线111的电压及连接于第二连接器12的第二电线121的电压的各电压值，将取得的各电压值与预先存储于存储部102的规定的阈值(额定输出电压值)进行比较，判定各电压值是否为规定的阈值以上。
在所有电力线51的电压值都为规定的阈值以上的情况下(S102：是)，车载中继装置1的控制部101将连接于第一连接器11及第二连接器12的各继电器元件124闭合(接通)(S103)。在所有电力线51的电压值(双方的电压值)都为规定的阈值以上的情况下，从连接于这些电力线51的各蓄电装置输出(施加)的电压是正常电压，因此控制部101将连接于第一连接器11及第二连接器12的各继电器元件124闭合(接通)。从各蓄电装置供给的电力经由单一电线系统123及各分支电线131而向连接于该各分支电线131的车载设备4(设置于车顶R的车载设备4)供给。
在任一电力线51的电压值小于规定的阈值的情况下(S102：否)，车载中继装置1的控制部101确定电压值小于规定的阈值的电力线51(S1021)。在任一电力线51的电压值小于规定的阈值的情况下，控制部101确定电压值小于规定的阈值的电力线51即连接于与成为了异常的电源装置5连接的连接器(第一连接器11或第二连接器12)的电线(第一电线111或第二电线121)。
车载中继装置1的控制部101将连接于确定出的电力线51的继电器元件124断开(切断)，将连接于另一方的连接器的继电器元件124闭合(接通)(S1022)。例如，在连接于第二连接器12的电力线51的电压存在异常的情况下，控制部101将连接于确定出的电力线51即与该电力线51经由第二连接器12而连接的第二电线121的继电器元件124断开(切断)。控制部101将连接于未确定的电力线51即被施加有规定的阈值以上的电压即正常的电压的电力线51即与该电力线51经由第一连接器11而连接的第一电线111的继电器元件124闭合(接通)。
根据本实施方式，通过将被施加有小于规定的阈值的电压(异常电压)的电力线51侧的继电器元件124断开(切断)，将被施加有规定的阈值以上的电压(正常电压)的电力线51侧的继电器元件124闭合(接通)，从而防止电流逆流。而且，能够将设置于车顶R的车载设备4相对于该异常电压高效地保护。
图6是平面观察了搭载实施方式3(前后支柱P)的车载中继装置1的车辆C的结构时的示意图。实施方式3的车载中继装置1通过设置于车辆C中的前后的各支柱P的各电力线51及通信线21而与设置于车顶R以外的中继器2(中央G/W)、车载ECU3(自动驾驶ECU)及2个电源装置5连接。
由电力线51及通信线21构成的各线束沿着前后的各支柱P而配设于车顶R与地板等之间。在图示的例示中，车载中继装置1通过沿着左前的支柱P配设的电力线51而与位于车辆C前部的电源装置5连接，通过沿着左前的支柱P配设的通信线21而与位于车辆C中部的中继器2连接。而且，车载中继装置1通过沿着左后的支柱P配设的电力线51而与位于车辆C后部的电源装置5连接，通过沿着左前的支柱P配设的通信线21而与位于车辆C后部的车载ECU3(自动驾驶ECU)连接。
对于车载中继装置1，从不同的各电源装置5以基于拍摄于不同的支柱P的各电力线51的2系统供给从这些电源装置5分别输出的电力。车载中继装置1通过配设于不同的支柱P的各通信线21而直接连接于中继器2及车载ECU3(自动驾驶ECU)。与实施方式1同样，车载中继装置1和通过配设于不同的支柱P的各通信线21而以能够通信的方式连接的中继器2及车载ECU3(自动驾驶ECU)形成了成为环状的网络拓扑的车内LAN30。
根据本实施方式，各电力线51及通信线21是在车辆C中分别位于前后的不同的支柱P。因此，即使在车辆C接受了来自前方或后方的碰撞的情况下，也能够经由设置于未被碰撞侧的支柱P的电力线51及通信线21而对设置于车顶R的车载设备4继续电力及数据的中继。
图7是示出实施方式4(CAN网关)的车载中继装置1的结构的框图。实施方式4的车载中继装置1例如具有遵循了CAN的通信系统，具备CAN收发器106作为通信部。
车载中继装置1的控制部101成为了包括作为CAN网关发挥功能的中继部103的结构。作为CAN网关发挥功能的控制部101(中继部103)和各CAN收发器106由内部总线105以能够通信的方式连接。
CAN收发器106包括第一连接器11及第二连接器12侧的CAN收发器106和支线连接器13侧的CAN收发器106。CAN收发器106是基于CAN的通信协议而决定的物理层I/F(接口)。
第一连接器11及第二连接器12侧的CAN收发器106连接于与第一连接器11及第二连接器12连接的通信线21即与设置于车顶R外的中继器2或车载ECU3(自动驾驶ECU)连接的通信线21。支线连接器13侧的CAN收发器106连接于与支线连接器13连接的车顶内通信线7(CAN总线)即与设置于车顶R的车外通信装置40等车载设备4连接的车顶内通信线7(CAN总线)。
作为CAN网关发挥功能的控制部101(中继部103)也包括CAN控制器的功能，基于CAN消息中包含的CAN-ID等来进行调停处理及中继处理等中继控制。中继部103例如通过取得经由各CAN收发器106而连接的通信线21(CAN总线)的差动电压来检知该通信线21的断线的有无。中继部103通过使连接于因断线等而不通的通信线21的CAN收发器106部无效，仅使用另一方的CAN收发器106即连接于正常的通信线21(CAN总线)的CAN收发器106，能够谋求通信的冗长化。
在本实施方式中，作为车载中继装置1中的通信部，取代以太网PHY部104而设为了CAN收发器106，但不限定于此。车载中继装置1也可以包括以太网PHY部104及CAN收发器106双方作为通信部。例如，车载中继装置1也可以与设置于车顶R以外的车载装置即中继器2(中央G/W)及车载ECU3(自动驾驶ECU)进行经由以太网PHY部104的基于TCP/IP的通信，与设置于车顶R的车载负载41等车载设备4进行经由CAN收发器106的基于CAN的通信。在该情况下，控制部101也可以具备基于TCP/IP的IP包与基于CAN的CAN消息之间的协议变换。
根据本实施方式，由于控制部101包括中继部103(CAN网关)，所以车载中继装置1对在通信线21流动的CAN消息作为CAN控制器及CAN网关发挥功能。因此，能够谋求设置于车顶R的车载设备4与设置于车顶R以外的车载设备4之间的CAN消息的中继中的冗长化。
应该认为：本次公开的实施方式在所有方面都是例示而非限制性的内容。本发明的范围不是由上述的含义表示，而是由权利要求书表示，意在包括与权利要求书均等的含义及范围内的所有变更。
附图标记说明
C 车辆
R 车顶
F 地板
P 支柱
S 车载中继系统
1 车载中继装置(PLB)
101 控制部(开闭控制部、CAN网关)
102 存储部
103 中继部(以太网开关)
104 以太网PHY部(通信部)
105 内部总线
106 CAN收发器(通信部)
11 第一连接器
12 第二连接器
13 支线连接器
111 第一电线
121 第二电线
122 整流元件(二极管)
123 单一电线系统
130 分支部
131 分支电线
132 负载用继电器
133 熔丝
124 继电器元件
125 检测部
2 中继器(中央G/W)
21 通信线
3 车载ECU(自动驾驶ECU)
30 车内LAN
4 车载设备
40 车外通信装置
41 车载负载
5 电源装置
51 电力线
6 车顶内电线
7 车顶内通信线。

Claims (10)

1.一种车载中继装置，设置于车辆的车顶，其中，具备：
第一连接器，与设置于所述车辆的任一支柱的电力线及通信线连接；
第二连接器，与设置于与所述任一支柱不同的支柱的电力线及通信线连接；
支线连接器，与从设置于所述车顶的多个车载设备延伸设置的电力线及通信线连接；
分支部，将连接于所述第一连接器及所述第二连接器的各电力线构成为一个系统的单一电线系统分支成连接于所述支线连接器的各电力线；及
中继部，对在连接于所述第一连接器及所述第二连接器的各通信线与连接于所述支线连接器的各通信线之间流动的数据进行中继。
2.根据权利要求1所述的车载中继装置，
在所述第一连接器及所述第二连接器与所述单一电线系统之间分别设置有将从所述第一连接器及所述第二连接器去往所述单一电线系统的方向设为正向的整流元件。
3.根据权利要求1或2所述的车载中继装置，
在所述第一连接器及所述第二连接器与所述单一电线系统之间分别设置有继电器元件。
4.根据权利要求3所述的车载中继装置，具备：
检测部，检测经由连接于所述第一连接器及所述第二连接器的电力线而被施加的电压；及
开闭控制部，基于从所述检测部输出的检测值来控制各所述继电器元件的开闭。
5.根据权利要求4所述的车载中继装置，
所述检测值包括与经由连接于所述第一连接器的电力线而被施加的电压及经由连接于所述第二连接器的电力线而被施加的电压的各电压值相关的信息，
所述开闭控制部在任一电压值比规定的阈值低的情况下，进行将连接于被施加该任一电压值的电压的电力线的继电器元件断开的控制，
所述开闭控制部在任一电压值为规定的阈值以上的情况下，进行将连接于被施加该任一电压值的电压的电力线的继电器元件闭合的控制。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的车载中继装置，
在所述车辆搭载有2个电源装置，
经由连接于所述第一连接器的电力线而施加电压的电源装置和经由连接于所述第二连接器的电力线而施加电压的电源装置不同。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的车载中继装置，
所述任一支柱及与所述任一支柱不同的支柱是在所述车辆中位于左右的支柱。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的车载中继装置，
所述任一支柱及与所述任一支柱不同的支柱是在所述车辆中位于前后的支柱。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的车载中继装置，
所述中继部包括以太网开关，
在所述第一连接器及所述第二连接器与所述以太网开关之间存在以太网PHY部。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的车载中继装置，
所述中继部包括CAN网关，
在所述第一连接器及所述第二连接器与所述CAN网关之间存在CAN收发器。
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