JP2007320467A - 車載用電力線通信システムおよびそれを備えた車両 - Google Patents

Abstract

【課題】車両に設置された各電装機器３０に供給される電力を搬送する電力線４０，４５を、通信機能を有する電装機器３０，３０間の通信に利用するようにした車載用電力線通信システムとして、後付け電装機器のみならず、既存の電装機器３０についても通信線を省線化し、配線量を大幅に削減できるようにする。
【解決手段】各々、少なくとも１つの電装機器３０に接続される複数のＰＬＣユニット２０，２０，…を備え、それらＰＬＣユニット２０，２０同士を電力線４０，４５により接続する。そして、各電装機器３０に供給される電力を電力線４０，４５を経由して搬送する一方、同じＰＬＣユニット２０に接続される電装機器３０，３０同士の通信は該ＰＬＣユニット２０を介して行い、相異なるＰＬＣユニット２０，２０間における電装機器３０，３０同士の通信は電力線４０，４５を経由して行うようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、通信機能を有する車載用電装機器間の通信を、該電装機器に供給される電力を搬送する電力線でもって媒介するようにした車載用電力線通信システムに関し、特に通信線の省線化を図る対策に関する。

一般に、電力を搬送する電力線を、通信回線として利用するようにした電力線搬送通信（ＰＬＣ：Power Line Communication）は周知であり、近年では、このＰＬＣを車両に適用する例がある。

例えば、特許文献１や特許文献２には、携帯情報端末やＥＴＣ車載装置などの後付け電装機器を車両に設置する際に、シガーソケットに繋がる電力線を利用することで、新たな通信線を配索することなくカーナビゲーション装置などの車載情報通信機器との間における通信を行えるようにすることが記載されている。
特開２０００−００４３０５号公報（第４頁，図１） 特開２００３−１６３６１８号公報（第４頁，図１）

しかしながら、上記従来の場合には、後付け電装機器については、その通信線が不要であるものの、標準装備の電装機器などのように既存の電装機器については、その通信線は省線化されないという問題がある。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、車両に搭載された各電装機器に供給される電力を搬送する電力線を電装機器間の通信に利用するようにした車載用電力線通信システムとして、後付け電装機器のみならず、既存の電装機器についても通信線を省線化できるようにし、もって、配索量を大幅に削減できるようにすることにある。

上記の目的を達成すべく、本発明では、複数の電装機器をグループ化し、各グループ毎に配置したＰＬＣユニット（電力線通信ユニット）を介して該グループ内における電装機器同士の通信を行う一方、相異なるグループ間における電装機器同士の通信は、ＰＬＣユニット同士を接続する電力線を経由して行うようにした。

具体的には、本発明は、複数の電装機器を備えた車両に搭載される車載用電力線通信システムを前提としている。

そして、各々、１つ以上の電装機器に通信可能に接続される複数のＰＬＣユニットと、これら複数のＰＬＣユニットにそれぞれ電力を搬送するとともに、該ＰＬＣユニット同士を通信可能に接続する電力線とを備えるようにし、その上で、上記各ＰＬＣユニットを介して、該ＰＬＣユニットに接続された電装機器に対する電力の供給と該電装機器同士の通信とを行う一方、上記電力線を経由して、相異なるＰＬＣユニット間における電装機器同士の通信を行うように構成されているものとする。

尚、上記構成の車載用電力線通信システムを車両に搭載するに当り、車体が複数のブロックに区画される場合には、上記車載用電力線通信システム自体を、車体のブロックに応じて少なくとも１つのＰＬＣユニット毎にブロック化するようにすることができる。

また、その場合に、少なくとも一部のブロックにおいて、各ＰＬＣユニットが該ＰＬＣユニットを電装機器に接続するために有する接続部の総数を、該ブロック内の電装機器（例えば、標準装備のみならず、メーカーオプションやディーラーオプションの電装機器）の総数よりも多くするようにしてもよい。

さらには、ブロック化の有無に拘わらず、接続部の総数を、電装機器の総数よりも多くするようにしておくこともできる。

本発明によれば、相異なるＰＬＣユニット間での通信が電力線を経由して行われるので、相異なるＰＬＣユニット間における電装機器同士の通信に使用される通信線は、電装機器と該電装機器に接続されるＰＬＣユニットとの間だけで済み、既存電装機器の通信線の省線化を図ることができる結果、後付け電装機器の通信線だけが不要である従来の場合に比べて、配索量を大幅に削減することができる。

以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。

図１は、本実施形態に係る車両の全体構成を模式的に示す平面図であり、この車両は、スライド式リヤドアを備えた２ボックス形状の５ドア車である。尚、以下の説明では、車両前後方向における「前」および「後」を、それぞれ単に「前」（同図の「上」）および「後」（同図の「下」）といい、車幅方向における「左」および「右」を、それぞれ単に「左」（同図の「左」）および「右」（同図の「右」）という。

この車両の車体は、例えば特開昭６２−２１４０６１号公報に記載されているように、複数に分割されてそれぞれ別体に形成されたモジュール１０，１０，…が互いに連結されてなっている。具体的には、エンジンルーム／コクピット（ENG ROOM/COCKPIT），ボディ（BODY），ルーフ（ROOF），フロント左側ドア（DOOR-FR-LH），フロント右側ドア（DOOR-FR-RH），リヤ左側ドア（DOOR-RR-LH），リヤ右側ドア（DOOR-RR-RH），それに、バックドア（DOOR-BACK） の８つのモジュール１０，１０，…である。また、各モジュール１０は、車体を複数のブロック１５，１５，…に区画した場合のそれら複数のブロック１５，１５，…のうち、少なくとも１つのブロック１５を有しており、各ブロック１５には、少なくとも１つのＰＬＣユニット２０（図示する例では、１つのブロック１５に１つのＰＬＣユニット２０）と、このＰＬＣユニット２０に接続された複数の電装機器３０とが配置されている。つまり、本実施形態では、車体が複数のブロック１５，１５，…に区画されていることに伴い、車載用電力線通信システムは、少なくとも１つのＰＬＣユニット２０毎にブロック化されている。尚、図１中の破線は、複数のブロック１５，１５，…を有するモジュール１０における各ブロック１５を示している。

上記のエンジンルーム／コクピット・モジュール１０は、エンジンルーム（ENG ROOM）と，車室前半部領域であるコクピット領域（COCKPIT） における運転席側，中央および助手席側の４つのブロック１５，１５，…に区画されている。エンジンルームブロック１５にはエンジンＰＬＣユニット２０（ENG-PLC） が配置されており、このエンジンＰＬＣユニット２０には、エンジンコントロールユニットなど、複数の電装機器３０，３０，…が接続されている。運転席側ブロック１５には運転席側ＰＬＣユニット２０（DR-PLC）が配置されており、この運転席側ＰＬＣユニット２０には、コンビネーションメータなど、複数の電装機器３０，３０，…が接続されている。中央ブロック１５には中央ＰＬＣユニット２０（CTR-PLC） が配置されており、この中央ＰＬＣユニット２０には、ナビゲーション，エアコン，オーディオ，ＥＴＣ機器，ＤＳＲＣ機器など、複数の電装機器３０，３０，…が接続されている。助手席側ブロック１５には助手席側ＰＬＣユニット２０（AS-PLC）が配置されており、この助手席側ＰＬＣユニット２０には、ボディコントロールユニットなど、複数の電装機器３０，３０，…が接続されている。エンジンルーム／コクピット・モジュール１０におけるこれら４つのＰＬＣユニット２０，２０，…同士は、電力線としてのメインワイヤハーネス４０により接続されている。また、メインワイヤハーネス４０は、エンジンルームブロック１５に設置されたバッテリー５０に接続されている。

上記のボディ・モジュール１０は、車室後半部領域であるボディ領域における右側ボディおよび左側ボディの２つのブロック１５，１５に区画されている。右側ボディブロック１５には右側ボディＰＬＣユニット２０（BODY-PLC）が配置されており、この右側ボディＰＬＣユニット２０には、リヤ右側ドアのスライド移動をコントロールするスライドドアコントローラ，右側テールランプなど、複数の電装機器３０，３０，…が接続されている。一方、左側ボディブロック１５には左側ボディＰＬＣユニット２０（BODY-PLC）が配置されており、この左側ボディＰＬＣユニット２０には、リヤ左側ドアのスライド移動をコントロールするスライドドアコントローラ，左側テールランプなど、複数の電装機器３０，３０，…が接続されている。また、各ボディＰＬＣユニット２０からは、それぞれ、上記のメインワイヤハーネス４０に接続される電力線としてのサブワイヤハーネス４５が延びている。

上記のルーフ・モジュール１０は、ルーフブロック１５のみからなっている。このルーフブロック１５にはルーフＰＬＣユニット２０（ROOF-PLC）が配置されており、このルーフＰＬＣユニット２０には、サンルーフモータ，ルームランプなど、複数の電装機器３０，３０，…が接続されている。また、ルーフＰＬＣユニット２０からは、メインワイヤハーネス４０に接続される電力線としてのサブワイヤハーネス４５が延びている。

上記のフロント右側ドア・モジュール１０は、フロント右側ドアブロック１５のみからなっている。このフロント右側ドアブロック１５にはフロント右側ドアＰＬＣユニット２０（DOOR-PLC）が配置されており、このフロント右側ドアＰＬＣユニット２０には、フロント右側ドアのパワーウィンドモータ，フロント右側ドアのドアミラー回路，フロント右側ドアのオーディオスピーカなど、複数の電装機器３０，３０，…が接続されている。また、フロント右側ドアＰＬＣユニット２０からは、メインワイヤハーネス４０に接続される電力線としてのサブワイヤハーネス４５が延びている。尚、フロント左側ドア・モジュール１０の構成はフロント右側ドア・モジュール１０の場合と同じであるので説明は省略する。

上記のリヤ右側ドア・モジュール１０は、リヤ右側ドアブロック１５のみからなっている。このリヤ右側ドアブロック１５にはリヤ右側ドアＰＬＣユニット２０（DOOR-PLC）が配置されており、このリヤ右側ドアＰＬＣユニット２０には、リヤ右側ドアのパワーウィンドモータ，リヤ右側ドアのオーディオスピーカなど、複数の電装機器３０，３０，…が接続されている。また、リヤ右側ドアＰＬＣユニット２０からは、メインワイヤハーネス４０に接続される電力線としてのサブワイヤハーネス４５が延びている。尚、リヤ左側ドア・モジュール１０の構成はリヤ右側ドア・モジュール１０の場合と同じであるので説明は省略する。

上記のバックドア・モジュール１０は、バックドアブロック１５のみからなっている。このバックドアブロック１５にはバックドアＰＬＣユニット２０（BACKDOOR-PLC）が配置されており、このバックドアＰＬＣユニット２０には、バックビューモニタ，リヤワイパモータなど、複数の電装機器３０，３０，…が接続されている。また、バックドアＰＬＣユニット２０からは、メインワイヤハーネス４０に接続される電力線としてのサブワイヤハーネス４５が延びている。

上記の各ＰＬＣユニット２０は、各々、該ＰＬＣユニット２０を複数の電装機器３０，３０，…に接続するための複数の接続部２５，２５，…を有しており、そのうちの一部の接続部２５，２５，…は、標準装備，メーカーオプション，ディーラーオプションなどの電装機器３０のように、予め定められた電装機器３０が接続されるようになっており、残りの接続部２５，２５，…は、後付用の電装機器３０が接続される予備の接続部２５となっている。尚、予備の接続部２５に、任意の電装機器３０を接続する場合には、当該ＰＬＣユニット２０のソフトウェアを書き換えることで対応できるようになっている。また、電装機器３０がＰＬＣ対応のものである場合や、通信機能を有さないものである場合には、ＰＬＣユニット２０との接続は電力線のみで行われ、一方、電装機器３０が、ＰＬＣ非対応でかつ通信機能を有するものである場合には、電力線および通信線の両者でもってＰＬＣユニット２０に接続される。

ここで、上記のメインワイヤハーネス４０およびサブワイヤハーネス４５，４５，…同士の接続について説明する。先ず、メインワイヤハーネス４０は、コクピット領域の前縁部を車幅方向に延びるフロント部分と、このフロント部分の両端からそれぞれコクピット領域の左右両側縁部を後側に向かって延びるサイド部分と、上記フロント部分の助手席側端部近傍から前側に向かってエンジンルームブロック１５に延びるエンジンルーム部分とからなっている。左右両側のサイド部分のうち、右サイド部分は、コクピット領域における前端部において、フロント右側ドア・モジュール１０におけるフロント右側ドアＰＬＣユニット２０のサブワイヤハーネス４５に、接続手段としての接続ケーブル６５を介して接続している。さらに、その右サイド部分は、ボディ・モジュール１０における前後方向中間位置まで延びており、その途中部位は、リヤ右側ドア・モジュール１０におけるリヤドアＰＬＣユニット２０のサブワイヤハーネス４５に、接続手段としての接続ケーブル６５を介して接続している。また、後端部位は、右側ボディＰＬＣユニット２０から延びるサブワイヤハーネス４５の端部に、接続手段としてのコネクタ６０を介して接続している。

一方、上記メインワイヤハーネス４０の左サイド部分は、コクピット領域における前端部において、フロント左側ドア・モジュール１０におけるフロントドアＰＬＣユニット２０のサブワイヤハーネス４５に、接続手段としての接続ケーブル６５を介して接続しており、また、コクピット領域における後端部においては、ルーフ・モジュール１０におけるルーフＰＬＣユニット２０のサブワイヤハーネス４５に、接続手段としての接続ケーブル６５を介して接続しいる。さらに、この左サイド部分は、ボディ・モジュール１０における後縁部まで延びている。そして、そのボディ・モジュール１０における前端部では、リヤ左側ドア・モジュール１０におけるリヤ左側ドアＰＬＣユニット２０のサブワイヤハーネス４５に、接続手段としての接続ケーブル６５を介して接続しており、前後中間部位は、左側ボディＰＬＣユニット２０から延びるサブワイヤハーネス４５の端部に、接続手段としてのコネクタ６０を介して接続している。また、後端部位は、バックドア・モジュール１０におけるバックドアＰＬＣユニット２０のサブワイヤハーネス４５の端部に、接続手段としての接続ケーブル６５を介して接続している。

次に、上記のメインワイヤハーネス４０およびサブワイヤハーネス４５，４５，…に用いられるケーブルについて説明する。

本実施形態に係るケーブルは、導体８１と、この導体８１を被覆する電磁波遮蔽層８２と、この電磁波遮蔽層８２を被覆する絶縁層８３と、この絶縁層８３を被覆するシース８４とからなる電磁波遮蔽ケーブルである。

上記ケーブル構造の一例としては、図３に示すように、導体８１および電磁波遮蔽層８２の組を２組とし、それらを一括して絶縁層８３により被覆するようにしたビニル平形コード（ＶＦＦ）構造のものや、図４に示すように、導体８１，電磁波遮蔽層８２，絶縁層８３の組を２組とし、それらを一括してシース８４により被覆し、全体として略楕円形の断面形状にしたビニルキャブタイヤ長円形コード（ＶＣＴＦＫ）構造のもの、又は、図５に示すように、全体として略円形の断面形状にしたビニルキャブタイヤ丸形コード（ＶＣＴＦ）構造のものなどが挙げられる。

上記の導体８１としては、一例として、錫めっき軟銅の撚線が挙げられるが、材料としては公知のものであってもよく、また、構造としても、単線やそれ以外のものであってもよい。

上記電磁波遮蔽層８２の材料としては、電気絶縁性を有する樹脂中にフェライト粒子およびカーボン粒子が混入されてなる組成物が好ましい。この場合、樹脂成分としては、一例として、塩化ビニル樹脂，架橋塩化ビニル樹脂，ポリエチレン樹脂，架橋ポリエチレン樹脂，ポリプロピレン樹脂，ポリエステル樹脂，シリコーン系樹脂，フッ素系樹脂などの熱可塑性樹脂が挙げられる。また、フェライトとは、３価の鉄と２価の金属との複合酸化物であり、２価の金属としては、一例として、マンガン，鉄，コバルト，ニッケル，銅，亜鉛などが挙げられる。尚、フェライトの粒子径（１次粒径）としては、２〜５μｍ程度が好ましい。さらに、カーボンとしては、一例として、アセチレンブラック，ファーネスブラック，サーマルブラックなどのカーボンブラックやグラファイトなどが挙げられる。尚、カーボンの粒子径（１次粒径）としては、１０〜５０ｎｍ程度が好ましい。

そして、組成物としては、１００重量部の樹脂成分に対し、フェライト粒子を１００〜７００重量部（より好ましくは、４００〜５００重量部）およびカーボン粒子を３０〜７０重量部（より好ましくは、４０〜６０重量部）とすることが好ましい。また、電磁波遮蔽層８２の層厚としては、０．２〜０．８ｍｍ程度が好ましく、０．４〜０．６ｍｍ程度であれば、より好ましい。これにより、電磁波に対する良好な遮蔽能力と成形の容易性とを両立させることができ、しかも、引張強さや伸びなどの機械的強度の低下を抑制することができる。尚、カーボンを含有させるのは、所要の遮蔽効果を得るのに必要なフェライト粒子の含有量を少なく抑えるためであり、その結果、ケーブルの軽量化のみならず、加工性の向上を図ることができる。したがって、カーボン粒子を含有させない場合には、フェライト粒子を５００〜６００重量部とすることが好ましい。

上記の絶縁層８３は、電気絶縁性を有する樹脂組成物からなっている。その樹脂成分の一例としては、塩化ビニル樹脂，架橋塩化ビニル樹脂，ポリエチレン樹脂，架橋ポリエチレン樹脂，ポリプロピレン樹脂，ポリエステル樹脂，シリコーン系樹脂，フッ素系樹脂など、電磁波遮蔽層８２の場合と同じ種類の熱可塑性樹脂が挙げられる。また、絶縁層８３の層厚としては、０．６〜０．８ｍｍ程度が好ましい。これにより、ケーブルの取扱いやすさを損なうことなく十分な絶縁性能を得ることができる。尚、シース８４については、その材料に、老化防止剤，酸化防止剤，安定剤，難燃剤など、一般に用いられる配合剤が添加されていてもよい。

上記のように構成された電磁波遮蔽ケーブルでは、フェライトコアや金属編祖などを用いることなく電磁波を遮蔽することができるので、が不要であるので、そのようなフェライトコアや金属編祖を用いることに起因して機械的強度および外観を損ねたりコストがかさむという事態を招くことがない。

したがって、本実施形態では、複数の電装機器３０，３０，…を備えた車両に搭載される車載用電力線通信システムとして、各々、１つ以上の電装機器３０に通信可能に接続された複数のＰＬＣユニット２０，２０，…と、これらＰＬＣユニット２０，２０，…に電力を搬送するとともに、ＰＬＣユニット２０，２０，…同士を通信可能に接続するメインワイヤハーネス４０およびサブワイヤハーネス４５，４５，…とを備えるようにし、その上で、各ＰＬＣユニット２０を介して、該各ＰＬＣユニット２０に接続された電装機器３０に対する電力の供給と電装機器３０，３０同士の通信とを行う一方、メインワイヤハーネス４０およびサブワイヤハーネス４５，４５，…を経由して、相異なるＰＬＣユニット２０，２０間における電装機器３０，３０同士の通信を行うようにしたので、相異なるＰＬＣユニット２０，２０間における電装機器３０，３０同士の通信に使用される通信線は、その電装機器３０と該電装機器３０に接続されるＰＬＣユニット２０との間だけで済み、既存の電装機器３０，３０，…の通信線の省線化を図ることができる結果、後付け電装機器の通信線だけが不要である従来の場合に比べて、配索量を大幅に削減することができる。

また、車体が、複数のブロック１５，１５，…に区画されていることから、各ブロック１５に少なくとも１つのＰＬＣユニット２０を配置し、各ＰＬＣユニット２０毎に本車載用電力縁通信システムについてもブロック化し、各ブロック１５内の電装機器３０，３０，…を同じブロック１５内のＰＬＣユニットと共にグループ化するようにしたので、各電装機器３０から延びる配線が、該電装機器３０と同じブロック１５内のＰＬＣユニット２０までの比較的近距離の間だけで済むとともに、ＰＬＣユニット２０，２０同士を接続する配線が、ブロック１５，１５間に跨るメインワイヤハーネス４０およびサブワイヤハーネス４５，４５，…だけで済み、よって、配線量をさらに削減することができる。

また、各ＰＬＣユニット２０の接続部２５の数を、該ＰＬＣユニット２０と同じブロック１５内の電装機器３０，３０，…の数よりも多くするようにしたので、後付けの電装機器をも容易に本電力線通信システムに組み込むことができる。

また、ブロック１５を単位として電装機器３０，３０，…をグループ化するようにしたので、各ブロック１５に電装機器３０，３０，…を組み付ける際に、ＰＬＣユニット２０，２０，…についても、それら電装機器３０，３０，…に接続された状態に組み付けることができる。

さらに、複数のモジュール１０，１０，…を互いに結合して車体を形成した後、モジュール１０，１０間における相対応するメインワイヤハーネス４０とサブワイヤハーネス４５との接続は、コネクタ６０又は接続ケーブル６５により行うことができるので、各モジュール１０への組付時には、それらメインワイヤハーネス４０とサブワイヤハーネス４５をも組み付けておくことができる。

尚、上記の実施形態では、ＰＬＣユニット２０を電装機器３０とは別体の機器として取り扱っているが、任意の電装機器３０とＰＬＣユニット２０とが共通のケース内に組み込まれていたり、一部の電子回路部品を互いに共有していてもよい。

また、上記の実施形態では、全てのブロック１５にＰＬＣユニット２０を１個ずつ配置するようにしているが、例えば、そのブロックに電装機器３０が設置されていない場合には、ＰＬＣユニット２０は配置しておかなくてもよいし、又は後付け電装機器に備えて１以上の任意の個数ずつ配置するようにしてもよい。

また、上記の実施形態では、車体の全体を、特定の１２のブロック１５，１５，…に区画するようにしているが、区画の仕方や区画数としては、搭載される電装機器３０，３０，…の配置などに応じて適宜設定することができる。

さらに、上記の実施形態では、車体が、それぞれ、別体に形成された特定の８つのモジュール１０，１０，…を互いに結合してなるものである場合について説明しているが、本発明は、車体が複数のモジュールの結合によりなるものには限定されないし、また、複数のモジュールを結合してなるものである場合でも、それらモジュールの分割の仕方や分割数については特に限定されるものではなく、車体の形式や構造などに応じて適宜設定することができる。

本発明の実施形態に係る車両の全体構成を模式的に示す平面図である。 車載用電力線通信システムの電力線として用いた電磁波遮蔽ケーブルの構成を示す断面図である。 図２のIII−III線断面図である。 電磁波遮蔽ケーブルの他の構成を示す図２相当図である。 電磁波遮蔽ケーブルのその他の構成を示す図２相当図である。

符号の説明

１５ ブロック
２０ ＰＬＣユニット
２５ 接続部
３０ 電装機器
４０ メインワイヤハーネス（電力線）
４５ サブワイヤハーネス（電力線）

Claims (5)

1. 複数の電装機器を備えた車両に搭載される車載用電力線通信システムであって、
   各々、１つ以上の電装機器に通信可能に接続される複数のＰＬＣユニットと、
   上記複数のＰＬＣユニットにそれぞれ電力を搬送するとともに、該ＰＬＣユニット同士を通信可能に接続する電力線とを備え、
   上記各ＰＬＣユニットを介して、該ＰＬＣユニットに接続された電装機器に対する電力の供給と該電装機器同士の通信とを行う一方、上記電力線を経由して、相異なるＰＬＣユニット間における電装機器同士の通信を行うように構成されていることを特徴とする車載用電力線通信システム。
2. 請求項１に記載の車載用電力線通信システムを備えていることを特徴とする車両。
3. 請求項２に記載の車両において、
   複数のブロックに区画された車体を備え、
   上記車載用電力線通信システムは、上記車体のブロックに応じて少なくとも１つのＰＬＣユニット毎にブロック化されていることを特徴とする車両。
4. 請求項２に記載の車両において、
   各ＰＬＣユニットは、該ＰＬＣユニットを電装機器に接続するための１つ以上の接続部を有し、
   少なくとも、上記接続部の総数は、電装機器の総数よりも多いことを特徴とする車両。
5. 請求項３に記載の車両において、
   各ＰＬＣユニットは、該ＰＬＣユニットを電装機器に接続するための１つ以上の接続部を有し、
   少なくとも一部のブロックにおける上記接続部の総数は、該ブロック内の電装機器の総数よりも多いことを特徴とする車両。
   

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