JP2005278087A - 車両情報通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】マスタの管理コストの増大を招くことなく、ＰＬＣネットワーク同士の混信を防止して車載機器を正常に制御できる車両情報通信システムを提供すること。
【解決手段】各ＰＬＣネットワーク２０のマスタ４０は、そのマスタ４０が接続されているコネクタ３０内の抵抗素子３２の抵抗値Ｒ１を取得し、その抵抗値Ｒ１に応じて通信タイミングを決定する。したがって各コネクタ３０内の抵抗素子３２の抵抗値Ｒ1を各々異ならせておくことにより、互いに隣接するＰＬＣネットワーク２０間の通信タイミングをずらして、ＰＬＣネットワーク２０同士の混信を防止することができる。コネクタ３０内の抵抗素子３２の抵抗値Ｒ1に応じて、そのコネクタ３０に接続されているマスタ４０が通信タイミングを決定するので、各ＰＬＣネットワーク２０のマスタ４０として汎用のマスタを使用することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、負荷に電力を供給するための電力線を利用して電力と共に制御信号を伝送する電力線通信（ＰＬＣ(Power Line Communication)）を用いた車載機器制御技術を含む車両情報通信技術に関する。

パワーウィンドウやワイパなど自動車に搭載されている各種電装機器を制御するための通信方式として電力線通信（以下、ＰＬＣと記す。）が用いられている。

図５は、車両情報通信システムの一例として、ＰＬＣを用いた車載機器制御システムの構成を例示する概念図である。図５に示すシステムは、図示しないバッテリからの電力を、主電力線７１に接続された中継コネクタ（Ｊ／Ｃ）７２を介して、電装機器を構成する複数の負荷７３とこれらを制御するマスタコントローラ（以下、単にマスタと記す。）７４およびスレーブコントローラ（以下、単にスレーブと記す。）７５に供給する。スレーブ７５は負荷７３ごとに設けられたコントローラであり、マスタ７４は各スレーブ７５を介して各負荷７３を制御するコントローラである。このシステムでは、マスタ７４は、通信対象のスレーブ７５に対し、中継コネクタ７２によって相互に接続されたＰＬＣネットワーク７６内の副電力線７７を介して通信信号Ｍを送信する。スレーブ７５は副電力線７７を介して通信信号Ｍを受信し、自スレーブ７５が制御する負荷７３の状態を示す通信信号Ｓを副電力線７７を介してマスタ７４に送信する。マスタ７４は、スレーブ７５から受信した通信信号Ｓに応じた通信信号Ｍを送信する。マスタ７４と各スレーブ７５は、このように副電力線７６を介して互いに通信を行いつつ、それぞれの負荷７２を制御する。（特許文献１参照）
特開２００３−１１８５０９号公報

ＰＬＣを用いた車載機器制御システムは、図５のようにＰＬＣネットワークが単独で存在している場合は、マスタと各スレーブ間の通信が安定に行われるため、正常な制御動作を行うことが可能である。しかし、図６に示すように、二つのＰＬＣネットワーク８０、９０が主電力線７１を介して互いに隣接している場合、ＰＬＣネットワーク８０、９０同士の混信により、制御動作が不正常になることがある。たとえば図５の場合、ＰＬＣネットワーク８０内のマスタ８３とスレーブ８４間で送受信されている通信信号SigＡが、主電力線７１を介してＰＬＣネットワーク８０と隣接するＰＬＣネットワーク９０内に侵入し、Ｃ９０内の通信を妨害してしまう。逆に、ＰＬＣネットワーク９０内の通信信号SigＢが主電力線７１を介してＰＬＣネットワーク８０内に侵入し、ＰＬＣネットワーク８０内の通信を妨害してしまう。

この種の問題を解決するための従来の方法として、通信タイミングが各々異なる制御用プログラムを各マスタに格納しておくことにより、隣接するＰＬＣネットワーク間で通信タイミングをずらすようにした方法がある。しかし、この方法では、マスタごとに異なる制御用プログラムが格納されているため、マスタを設置する位置が制御用プログラムによって決定されてしまいマスタに汎用性がない。このためマスタの型番数が増大し管理コストが増大するという問題がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、共通の主電力線に接続されたＰＬＣネットワーク同士の混信を、各ＰＬＣネットワークのマスタ毎に異なった制御プログラムを格納することなく、隣接するＰＬＣネットワーク間の通信タイミングまたは通信周波数等を異ならせて防止することができるＰＬＣを用いた車両情報通信システムを提供することにある。

前述した目的を達成するため、本発明に係る車両情報通信システムは、共通の主電力線に接続された複数のＰＬＣネットワークを有する車両情報通信システムであって、前記ＰＬＣネットワークは、そのネットワーク内におけるＰＬＣを制御するマスタと、そのマスタが接続されるコネクタと、そのコネクタと前記主電力線とを相互に接続するワイヤハーネスとを備え、前記コネクタは、各々異なる識別情報源を保持し、前記マスタは、電源が投入される度に前記コネクタから識別情報を取得し、その識別情報に応じた通信タイミングまたは通信周波数（キャリア周波数）等の変調方式でＰＬＣを行うことを特徴としている。

上記のように構成したことにより、各ＰＬＣネットワークのマスタは、電源が投入される度にそのマスタが接続されているコネクタから識別情報を取得し、その識別情報に応じたタイミングでＰＬＣを行う。したがって、この車両情報通信システムによれば、共通の主電力線に接続されたＰＬＣネットワーク同士の混信を、各ＰＬＣネットワークのマスタ毎に異なった制御プログラムを格納することなく、隣接するＰＬＣネットワーク間の通信タイミングまたは通信周波数を異ならせて防止することができる。

本発明の車両情報通信システムは、共通の主電力線に接続されたＰＬＣネットワーク同士の混信を、各ＰＬＣネットワークのマスタ毎に異なった制御プログラムを格納することなく、隣接するＰＬＣネットワーク間の通信タイミングまたは通信周波数等を異ならせて防止することができるので、各ＰＬＣネットワークのマスタとして汎用のマスタを使用することができる。したがって、マスタの管理コストの増大を招くことなく、ＰＬＣネットワーク同士の混信による誤動作のない正確な車載機器制御を行うことができるシステムを実現できる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための最良の形態を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。

図１（ａ）は本発明の車両情報通信システムの一例である車載機器制御システムの形態例を示す概念図である。この車載機器制御システム１０は、バッテリ１１に接続された主電力線１２と、主電力線１２に接続された複数のＰＬＣネットワーク２０（２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、・・・）とからなる。

各ＰＬＣネットワーク２０（２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、・・・）は、エンジン、ワイパ、パワーウィンドウといった各種車載機器を制御するものであり、バッテリ１１からの電力を主電力線１２に接続された中継コネクタ（Ｊ／Ｃ）（または接続ブロック（Ｊ／Ｂ））を介してマスタ、スレーブ、および負荷に供給するとともに、ＰＬＣによりマスタ−スレーブ間通信を行って負荷の制御を行う。

各ＰＬＣネットワーク２０（２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、・・・）の中継コネクタ（Ｊ／Ｃ）または接続ブロック（Ｊ／Ｂ）には、ワイヤハーネス１４が接続されている。ワイヤハーネス１４の末端にはコネクタ３０（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、・・・）が設けられており、そのコネクタ３０にマスタ４０が接続されている。

図１（ｂ）はコネクタ３０とマスタ４０の構成例を示している。コネクタ３０は３つの接続端子３１ａ、３１ｂ、３１ｃを備えている。マスタ４０も３つの接続端子４１ａ、４１ｂ、４１ｃを備えており、コネクタ３０とマスタ４０の相対応する接続端子３１ａと４１ａ、３１ｂと４１ｂ、３１ｃと４１ｃ同士が接続される構造になっている。

コネクタ３０の内部では、第１の接続端子３１ａはワイヤハーネス１４の電源線１５に接続されている。第３の接続端子３１ｃは接地線１６に接続されている。第２の端子３１ｂは、コネクタ３０内の抵抗素子３２を介して、接地線１６に接続されている。抵抗素子３２の抵抗値Ｒ１は、互いに隣接するＰＬＣネットワーク２０ごとに異なっており、この抵抗値Ｒ１がコネクタ３０の識別情報となる。

一方、マスタ４０の内部では、第１の接続端子４１ａは、定電圧線４２ａに接続されている。第３の接続端子４１ｃは、接地線４２ｃに接続されている。第２の接続端子４１ｂは、電圧検出線４２ｂを介してＣＰＵ（即ち、Central Processing Unit）４４の信号入力部に接続されている。定電圧線４２ａと電圧検出線４２ｂは、抵抗素子４５を介して互いに接続されている。ＣＰＵ４４は、マスタ４０内のＲＯＭ４６に書き込まれている制御プログラムに従って、ＰＬＣネットワーク２０内におけるマスタ−スレーブ間通信を制御する。

つぎに、この形態例の動作を図２に示す流れ図に従って説明する。図２は各ＰＬＣネットワーク２０のマスタ４０による処理の流れを示している。

各ＰＬＣネットワーク２０のマスタ４０は、電源が投入される度に、すなわちバッテリ１１から主電力線１２への電力供給が開始される度に、そのマスタ４０が接続されているコネクタ３０から識別情報を取得し（即ち、ステップＳ１）、その識別情報に応じて通信タイミングを決定した後（即ち、ステップＳ２）、マスタ−スレーブ間通信を開始する（即ち、ステップＳ３）。

この形態例では、マスタ４０は、識別情報としてコネクタ３０内の抵抗素子３２の抵抗値Ｒ１を取得し、その抵抗値Ｒ１に応じて通信タイミングを決定する。抵抗値Ｒ１は、マスタ４０内の定電圧線４２ａの電圧をＶ1、電圧検出線４２ｂの電圧をＶ2、抵抗素子４５の抵抗値をＲ2とすると、次の式（１）により求められる。
Ｒ1＝Ｒ2Ｖ2／（Ｖ1−Ｖ2） ・・・式（１）

この形態例の車載機器制御システムによれば、コネクタ３０内の抵抗素子３２の抵抗値Ｒ1を各々異ならせておくことにより、図３に示すように、互いに隣接するＰＬＣネットワーク２０間の通信タイミングをずらして、ＰＬＣネットワーク２０同士の混信を防止することができる。コネクタ３０内の抵抗素子３２の抵抗値Ｒ1に応じて、そのコネクタ３０に接続されているマスタ４０が通信タイミングを決定するようにしたことにより、各ＰＬＣネットワーク２０のマスタ４０として汎用のマスタを使用することができる。したがって、マスタ４０の管理コストの増大を招くことなく、ＰＬＣネットワーク２０同士の混信による誤動作のない正確な車載機器制御が可能なシステムを実現できる。

上記の形態例では、コネクタ３０内の識別情報源として抵抗素子３２を使用したが、その他の素子たとえば、インピーダンス素子や発信素子を識別情報源として使用することも可能である。また、各コネクタ３０内にＩＤ情報を記憶した記憶素子を設け、それぞれのＩＤ情報に応じてマスタ４０が通信タイミングを決定するようにしてもよい。

また、上記の形態例では、ＰＬＣネットワーク２０間で通信タイミングを異ならせることにより、ＰＬＣネットワーク２０同士の混信を防止しているが、ＰＬＣネットワーク２０間で通信周波数（キャリア周波数）を異ならせることによっても同様に混信を防止できる。この場合、各ＰＬＣネットワーク２０のマスタ４０は、図４に示すように、電源が投入される度に、そのマスタ４０が接続されているコネクタ３０から識別情報を取得し（即ち、ステップＳ１１）、識別情報に応じて通信周波数を決定した後（即ち、ステップＳ１２）、マスタ−スレーブ間通信を開始する（即ち、ステップＳ１３）。このように、本発明に係る車両情報通信システムにおけるマスタは、電源が投入される度に、そのマスタが接続されているコネクタから識別情報を取得し、その識別情報に応じた通信タイミング、通信周波数、等（スペクトラム拡散等といった方法も可能である。）の変調方式でＰＬＣを行う。

尚、本発明は、前述した形態例に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、前述した形態例における各構成要素の形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

（ａ）は本発明の車両情報通信システムの一例である車載機器制御システムの形態例を示す概念図、そして（ｂ）はコネクタとマスタの構成例を示す図である。 各ＰＬＣネットワークのマスタによる処理の流れを示す流れ図である。 互いに隣接するＰＬＣネットワーク間の通信タイミングを示すタイミング図である。 各ＰＬＣネットワークのマスタによる別形態の処理の流れを示す流れ図である。 ＰＬＣエリアが単独で存在している車載機器制御システムの概念図である。 隣接するＰＬＣエリア同士の混信が問題となる車載機器制御システムの概念図である。

符号の説明

１０ 車載機器制御システム（車両情報通信システム）
１２ 主電力線
１４ ワイヤハーネス
１５ 電源線
１６ 接地線
２０（２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、・・・） ＰＬＣネットワーク
３０（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、・・・） コネクタ
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ 接続端子
３２ 抵抗素子（識別情報源）
４０ マスタ
４１ａ、４１ｂ、４１ｃ 接続端子
４２ａ 定電圧線
４２ｂ 電圧検出線
４２ｃ 接地線
４４ ＣＰＵ
４５ 抵抗素子
Ｒ１ 抵抗値（識別情報）

Claims (1)

1. 共通の主電力線に接続された複数の電力線通信ネットワークを有する車両情報通信システムであって、
   前記電力線通信ネットワークは、そのネットワーク内における電力線通信を制御するマスタコントローラと、そのマスタコントローラが接続されるコネクタと、そのコネクタと前記主電力線とを相互に接続するワイヤハーネスとを備え、
   前記コネクタは、各々異なる識別情報源を保持し、
   前記マスタコントローラは、電源が投入される度に前記コネクタから識別情報を取得し、その識別情報に応じた通信タイミングまたは通信周波数等の変調方式で電力線通信を行うことを特徴とする車両情報通信システム。

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