JP2017019329A

JP2017019329A - 通信システム

Info

Publication number: JP2017019329A
Application number: JP2015136901A
Authority: JP
Inventors: 秀昭菊地; Hideaki Kikuchi
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2015-07-08
Filing date: 2015-07-08
Publication date: 2017-01-26
Also published as: US20170008464A1; DE102016212368A1

Abstract

【課題】プロトコルが異なる機器を搭載していたとしても通信を行うことができ、電線の長さの短縮化を図ることが可能な通信システムを提供する。【解決手段】通信システム１は、車両内におけるプロトコルが異なる複数の機器Ｄ間で通信を行うためのものであって、車両のそれぞれの区画Ａ１，Ａ２に１つずつ配置され、プロトコルが異なる複数の機器Ｄと通信可能な複数のＧＷ部１１ａ，１１ｂと、各区画Ａ１，Ａ２の間を接続する幹線ＴＬと、を備え、各ＧＷ部１１ａ，１１ｂは、同一区画Ａ１，Ａ２内のプロトコルが異なる２以上の機器Ｄに接続され、接続される機器Ｄから信号を入力した場合、入力した信号に応じた情報の送信先となる機器Ｄ又は他のゲートウェイ部１１ａ，１１ｂを判断して情報送信する送信判断部と、他のゲートウェイ部１１ａ，１１ｂの送信判断部により送信された情報を入力し、入力情報の送信先の機器Ｄを判断して送信する送信機能部とを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、通信システムに関する。

従来、車両内における各種の通信機器は電線等を通じて信号を送受信することにより通信を行っている（特許文献１参照）。

特開２０１２−１６８９２２号公報

近年、車両内機器の多様化に伴って、車両内にはプロトコルが異なる複数の通信機器が搭載される傾向にあり、これに伴いゲートウェイも車両内に搭載されるようになっている。しかし、プロトコルが異なる機器間で通信を行うためには、必ずゲートウェイを経由する必要があることから、各機器をゲートウェイに接続する必要があり、車両前後に亘って設けられる複数の通信機器とゲートウェイとを接続すると、接続に要する電線の長さが問題となってしまう。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、プロトコルが異なる機器を搭載していたとしても通信を行うことができ、且つ、電線の長さの短縮化を図ることが可能な通信システムを提供することにある。

本発明に係る通信システムは、車両内におけるプロトコルが異なる複数の機器間で通信を行うための通信システムであって、車両を複数の区画に区切ったそれぞれの区画に１つずつ配置され、プロトコルが異なる複数の機器と通信可能な複数のゲートウェイ部と、各区画のゲートウェイ部間を接続する幹線と、を備え、各ゲートウェイ部は、同一区画内のプロトコルが異なる２以上の機器に接続され、接続される機器から信号を入力した場合、入力した信号に応じた情報の送信先となる機器又は他のゲートウェイ部を判断して情報送信する送信判断部と、他のゲートウェイ部の送信判断部により送信された情報を入力し、入力情報の送信先の機器を判断して送信する送信機能部と、を有することを特徴とする。

本発明に係る通信システムによれば、車両を複数の区画に区切ったそれぞれの区画に１つずつ配置される複数のゲートウェイ部を備え、各ゲートウェイ部は、同一区画内の２以上の機器に接続されるため、ゲートウェイ部とそれぞれの機器とを接続する電線の長さを短くすることができる。また、複数のゲートウェイ部間を接続する幹線を備えるため、ゲートウェイ部間において情報が送受信されることから、或る機器からの信号が特定のゲートウェイ部に入力された場合、送信判断部よる判断の結果、特定のゲートウェイ部に接続される他の機器に情報送信されたり、他のゲートウェイ部に情報送信されたりする。他のゲートウェイ部に送信された情報は、他のゲートウェイ部の送信機能部によって適切な機器に送信される。以上より、プロトコルが異なる機器を搭載していたとしても通信を行うことができ、且つ、電線の長さの短縮化を図ることができる。

また、本発明に係る通信システムにおいて、前記複数のゲートウェイ部それぞれは、車両バッテリ側から電力を受電し、電力の供給を要する要電力機器に対して、受電した電力を分配供給する電源制御ボックス内に設けられていることが好ましい。

この通信システムによれば、複数のゲートウェイ部それぞれは、電力の供給を要する要電力機器に対して電力を分配供給する電源制御ボックス内に設けられているため、電源制御ボックスを、電力分配と通信との共通の中央ユニットとして機能させることができる。

また、本発明に係る通信システムにおいて、前記複数のゲートウェイ部それぞれは、自己が搭載される前記電源制御ボックス内のＤＣ／ＤＣコンバータによって、車両バッテリ側から受電した電圧が降圧されて供給されていることが好ましい。

この通信システムによれば、複数のゲートウェイ部それぞれは、自己が搭載される電源制御ボックス内のＤＣ／ＤＣコンバータによって、車両バッテリ側から受電した電圧が降圧されて供給されているため、ゲートウェイ部の動作電源についても電源制御ボックス内のＤＣ／ＤＣコンバータによって確保することができる。

本発明によれば、プロトコルが異なる機器を搭載していたとしても通信を行うことができ、且つ、電線の長さの短縮化を図ることが可能な通信システムを提供することができる。

本実施形態に係る通信システムの概略構成図である。図１に示した各ゲートウェイ部の詳細を示す機能構成図である。

以下、本発明を好適な実施形態に沿って説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す実施形態においては、一部構成の図示や説明を省略している箇所があるが、省略された技術の詳細については、以下に説明する内容と矛盾点が発生しない範囲内において、適宜公知又は周知の技術が適用されていることはいうまでもない。

図１は、本実施形態に係る通信システム１の概略構成図である。図１に示すように、本実施形態に係る通信システム１は、車両内に設けられるものであって、車両内におけるプロトコルが異なる複数の機器Ｄ間で通信を行うためのものである。本実施形態において複数の機器Ｄは、いずれも通信可能なものであって、ボディ系機器群Ｄ１、安全系機器群Ｄ２、パワトレ系機器群Ｄ３、及びエンターテイメント系機器群Ｄ４に分けられて構成されている。また、図１に示すように、車両を上面視で矩形の２つ（複数）の区画Ａ１，Ａ２に区切っており、それぞれの区画Ａ１，Ａ２に複数の機器Ｄが分散的に配置されている。なお、本実施形態において区画は第１区画Ａ１と第２区画Ａ２との２つであるが、特にこれに限らず、区画は３つ以上であってもよい。また、以下において複数の機器の全部、又は、どの群Ｄ１〜Ｄ４に属するかを問わない複数の機器のうちの一部については、符号Ｄを付与して説明するものとする。

ボディ系機器群Ｄ１は、例えば車両前方及び中央側の第１区画Ａ１に配置される第１〜第６ボディ系機器Ｄ１１〜Ｄ１６と、車両後方側の第２区画Ａ２に配置される第７〜第９ボディ系機器Ｄ１７〜Ｄ１９とからなる。このようなボディ系機器Ｄ１１〜Ｄ１９には、例えばパワースイングドア、メモリーシート、エアコン、メータ、シフトバイワイヤ、灯具、リアコントローラ、パワートランクなどが含まれる。なお、ボディ系機器群Ｄ１の通信プロトコルは、例えばＣＡＮ（２５０ｋｂｐｓ〜５００ｋｂｐｓ）である。

安全系機器群Ｄ２は、第１区画Ａ１に配置される第１〜第３安全系機器Ｄ２１〜Ｄ２３と、第２区画Ａ２に配置される第４，第５安全系機器Ｄ２４，Ｄ２５とからなる。このような安全系機器Ｄ２１〜Ｄ２５には、ヨーレイトセンサ、エアバッグ、車輪側センサ、自動運転ＥＣＵなどが含まれる。なお、安全系機器群Ｄ２の通信プロトコルは、例えばＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）（１００Ｍｂｐｓ〜）である。

パワトレ系機器群Ｄ３は、第１区画Ａ１に配置される第１〜第５パワトレ系機器Ｄ３１〜Ｄ３５からなる。なお、本実施形態においてパワトレ系機器Ｄ３１〜Ｄ３５は、第２区画Ａ２に設けられていないが、特にこれに限らず、設けられていてもよい。このようなパワトレ系機器Ｄ３１〜Ｄ３５には、ハイブリッド制御部、ステアリングセンサ、エンジン、サスペンション、ステアリングバイワイヤ、トランスミッション、バッテリセンサ、ブレーキバイワイヤなどが含まれる。なお、パワトレ系機器群Ｄ３の通信プロトコルについては、安全系機器群Ｄ２と同じであって、例えばＥｔｈｅｒｎｅｔ（１００Ｍｂｐｓ〜）である。

エンターテイメント系機器群Ｄ４は、第１区画Ａ１に配置される第１，第２エンターテイメント系機器Ｄ４１，Ｄ４２と、第２区画Ａ２に配置される第３，第４エンターテイメント系機器Ｄ４３，Ｄ４４とからなる。このようなエンターテイメント系機器Ｄ４１〜Ｄ４４には、ナビゲーション装置、ディスプレイ、ディスプレイ、アンプ、パプティック、外部通信ユニットなどが含まれる。なお、エンターテイメント系機器群Ｄ４の通信プロトコルについては、例えばＥｔｈｅｒｎｅｔ（１０Ｇｂｐｓ）である。

本実施形態に係る通信システム１は、このような複数の機器Ｄ間の通信を行うために車両内に設けられており、複数のゲートウェイ部（以下ＧＷ部と称する）１１ａ，１１ｂと、幹線ＴＬと、接続線ＣＷとを備えている。

複数のＧＷ部１１ａ，１１ｂは、それぞれの区画Ａ１，Ａ２に１つずつ配置され、プロトコルが異なる複数の機器Ｄと通信可能な機能部である。具体的に本実施形態では第１ＧＷ部１１ａが第１区画Ａ１に配置され、第２ＧＷ部１１ｂが第２区画Ａ２に配置されている。幹線ＴＬは、各区画Ａ１，Ａ２のＧＷ部１１ａ，１１ｂ間を接続する通信線である。接続線ＣＷは、各ＧＷ部１１ａ，１１ｂと複数の機器Ｄとを接続する通信線である。本実施形態において各ＧＷ部１１ａ，１１ｂは、図１からも明らかなように、接続線ＣＷを通じてプロトコルが異なる２以上の機器Ｄに接続されている。

図２は、図１に示した各ＧＷ部１１ａ，１１ｂの詳細を示す機能構成図である。図２に示すように、各ＧＷ部１１ａ，１１ｂは、送信判断部１１ａ１，１１ｂ１と、送信機能部１１ａ２，１１ｂ２とを備えている。

送信判断部１１ａ１，１１ｂ１は、接続される機器Ｄから信号を入力した場合、入力した信号に応じた情報の送信先となる機器Ｄ又は他のＧＷ部１１ａ，１１ｂを判断して情報送信する。送信機能部１１ａ２，１１ｂ２は、他のＧＷ部１１ａ，１１ｂの送信判断部１１ａ１，１１ｂ１により送信された情報を入力し、入力情報の送信先の機器Ｄを判断して送信する。

一例を挙げて説明する。例えば第１ＧＷ部１１ａが第１ボディ系機器Ｄ１１から信号を入力したとする。このとき、第１ＧＷ部１１ａの送信判断部１１ａ１は、入力した信号に応じた情報の送信先となる機器Ｄがあるかを判断する。送信先となる機器Ｄがあると判断した場合、第１ＧＷ部１１ａの送信判断部１１ａ１は、入力した信号に応じた情報を送信先となる機器Ｄに送信する。このとき、安全系機器群Ｄ２、パワトレ系機器群Ｄ３、及びエンターテイメント系機器群Ｄ４のいずれかに属する機器Ｄに情報送信する場合、第１ＧＷ部１１ａは、プロトコルを変換して情報送信する。

さらに、第１ＧＷ部１１ａの送信判断部１１ａ１は、入力した信号に応じた情報の送信先となる他のＧＷ部があるか判断する。本実施形態ではＧＷ部１１ａ，１１ｂが２つであるため、第１ＧＷ部１１ａの送信判断部１１ａ１は、入力した信号に応じた情報を第２ＧＷ部１１ｂに送信すべきかを判断する。この際、第１ＧＷ部１１ａの送信判断部１１ａ１は、第２ＧＷ部１１ｂ接続される機器Ｄ（すなわち第７〜第９ボディ系機器Ｄ１７〜Ｄ１９、第４，第５安全系機器Ｄ２４，Ｄ２５、及び第３，第４エンターテイメント系機器Ｄ４３，Ｄ４４）の情報に基づいて送信すべきか判断する。すなわち、第１ＧＷ部１１ａは、自己に接続される機器Ｄの情報、及び、他のＧＷ部１１ｂに接続される機器の情報を記憶していることとなる。

そして、第１ＧＷ部１１ａの送信判断部１１ａ１は、入力した信号に応じた情報を第２ＧＷ部１１ｂに送信すべきと判断した場合に、入力した信号に応じた情報を第２ＧＷ部１１ｂに送信する。

また、第２ＧＷ部１１ｂが第１ＧＷ部１１ａの送信判断部１１ａ１から上記情報を入力した場合、第２ＧＷ部１１ｂの送信機能部１１ｂ２は、入力情報の送信先となる機器Ｄを判断する。そして、第２ＧＷ部１１ｂの送信機能部１１ｂ２は送信先となる機器Ｄに情報送信する。このとき、安全系機器群Ｄ２、パワトレ系機器群Ｄ３、及びエンターテイメント系機器群Ｄ４のいずれかに属する機器Ｄに情報送信する場合、第２ＧＷ部１１ｂは、プロトコルを変換して情報送信する。なお、第２ＧＷ部１１ｂには、第１ＧＷ部１１ａにてプロトコル変換済みの情報が入力されてもよい。

ここで、上記では、第１ＧＷ部１１ａが接続される機器Ｄから信号入力した場合を例に説明したが、第２ＧＷ部１１ｂが接続される機器Ｄから信号入力した場合も上記と同様である。

再度、図１を参照する。上記のような通信システム１において複数のＧＷ部１１ａ，１１ｂそれぞれは、電源制御ボックス１０内に設けられている。電源制御ボックス１０は、車両バッテリＢから電力を受電し、電力の供給を要する要電力機器（図示を省略する）に対して、受電した電力を分配供給するものである。

図１に示すように、車両内には、３つ（複数）の電源制御ボックス１０が設けられている。このうち、第１及び第３電源制御ボックス１０ａ，１０ｃは第１区画Ａ１内に配置され、第２電源制御ボックス１０ｂは第２区画Ａ２内に配置されている。また、第３電源制御ボックス１０ｃは、エンジンルーム側に設けられており、同じくエンジンルーム側に設けられる車両バッテリＢと電源線ＰＷを通じて接続されている。さらに、第３電源制御ボックス１０ｃと第１電源制御ボックス１０ａとの間、及び、第１電源制御ボックス１０ａと第２電源制御ボックス１０ｂとの間についても電源線ＰＷが配索されており、これらを接続している。よって、３つの電源制御ボックス１０は、電源線ＰＷを通じて車両バッテリＢからの電力を受電することとなる。なお、以下の説明において複数の電源制御ボックスの全部又はいずれか１つを特定しない場合には、単に電源制御ボックス１０と符号を付すものとする。

さらに、各電源制御ボックス１０は、同じ区画Ａ１，Ａ２内の要電力機器に電力を分配供給する。ここで、上記複数の機器Ｄのうち一部は要電力機器に該当する。例えば上記の灯具、エアコン、アンプ、及びディスプレイ等は要電力機器に該当する。また、上記複数の機器Ｄ以外のパワーウィンドモータ等についても要電力機器に該当する。

上記した第１及び第２ＧＷ部１１ａ，１１ｂは、上記の電源制御ボックス１０内に設けられている。具体的に第１ＧＷ部１１ａは第１電源制御ボックス１０ａ内に設けられており、第２ＧＷ部１１ｂは第２電源制御ボックス１０ｂ内に設けられている。

加えて、第１電源制御ボックス１０ａ及び第２電源制御ボックス１０ｂは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２ａ，１２ｂを備え、複数のＧＷ部１１ａ，１１ｂのそれぞれは、自己が搭載される電源制御ボックス１０ａ，１０ｂ内のＤＣ／ＤＣコンバータ１２ａ，１２ｂによって、車両バッテリＢから受電した電圧が降圧されて供給されている。ここで、ＧＷ部１１ａ，１１ｂは、例えばＣＰＵの１機能として構成され、その動作電圧は例えば５Ｖである。一方、車両バッテリＢの電圧は１２Ｖ又はそれ以上が想定されており、ＧＷ部１１ａ，１１ｂの動作にあたっては車両バッテリＢからの電圧を降圧する必要がある。よって、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１２ａは、電源線ＰＷを通じて第１電源制御ボックス１０ａに供給される電力を受電すると共に降圧して第１ＧＷ部１１ａに供給する。同様に、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ１２ｂについても、電源線ＰＷを通じて第２電源制御ボックス１０ｂに供給される電力を受電すると共に降圧して第２ＧＷ部１１ｂに供給する。

このようにして、本実施形態に係る通信システム１によれば、車両を２つの区画Ａ１，Ａ２に区切ったそれぞれの区画Ａ１，Ａ２に１つずつ配置される２つのＧＷ部１１ａ，１１ｂを備え、各ＧＷ部１１ａ，１１ｂは、同一区画Ａ１，Ａ２内の２以上の機器Ｄに接続されるため、ＧＷ部１１ａ，１１ｂとそれぞれの機器Ｄとを接続する接続線ＣＷの長さを短くすることができる。また、複数のＧＷ部１１ａ，１１ｂ間を接続する幹線ＴＬを備えるため、ＧＷ部１１ａ，１１ｂ間において情報が送受信されることから、例えば或る機器Ｄからの信号が第１ＧＷ部１１ａに入力された場合、送信判断部１１ａ１よる判断の結果、第１ＧＷ部１１ａに接続される他の機器Ｄに情報送信されたり、第２ＧＷ部１１ｂに情報送信されたりする。第２ＧＷ部１１ｂに送信された情報は、第２ＧＷ部１１ｂの送信機能部１１ｂ２によって適切な機器Ｄに送信される。以上より、プロトコルが異なる機器Ｄを搭載していたとしても通信を行うことができ、且つ、接続線ＣＷの長さの短縮化を図ることができる。

また、複数のＧＷ部１１ａ，１１ｂそれぞれは、電力の供給を要する要電力機器に対して電力を分配供給する電源制御ボックス１０内に設けられているため、電源制御ボックス１０を、電力分配と通信との共通の中央ユニットとして機能させることができる。

また、複数のＧＷ部１１ａ，１１ｂそれぞれは、自己が搭載される電源制御ボックス１０内のＤＣ／ＤＣコンバータ１２ａ，１２ｂによって、車両バッテリＢ側から受電した電圧が降圧されて供給されているため、ＧＷ部１１ａ，１１ｂの動作電源についても電源制御ボックス１０内のＤＣ／ＤＣコンバータ１２ａ，１２ｂによって確保することができる。

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよいし、可能な範囲で適宜他の技術を組み合わせてもよい。

例えば、本実施形態においては電源制御ボックス１０を３つ備え、ＧＷ部１１ａ，１１ｂはこのうちの２つに設けられているが、これに限らず、全ての電源制御ボックス１０内にそれぞれ１つずつＧＷ部１１ａ，１１ｂが設けられていてもよい。

また、ＧＷ部１１ａ，１１ｂは、電源制御ボックス１０内に設けられる場合に限らず、電源制御ボックス１０外に設けられていてもよいし、車両バッテリＢからＤＣ／ＤＣコンバータ１２ａ，１２ｂを通じて供給される電力によって動作する場合に限らず、専用の電池等によって動作してもよい。

１：通信システム
１０：電源制御ボックス
１１ａ，１１ｂ：ゲートウェイ部
１１ａ１，１１ｂ１：送信判断部
１１ａ２，１１ｂ２：送信機能部
１２ａ，１２ｂ：ＤＣ／ＤＣコンバータ
Ａ１，Ａ２：区画
Ｂ：車両バッテリ
ＣＷ：接続線
Ｄ：機器
Ｄ１：ボディ系機器群
Ｄ１１〜Ｄ１９：ボディ系機器
Ｄ２：安全系機器群
Ｄ２１〜Ｄ２５：安全系機器
Ｄ３：パワトレ系機器群
Ｄ３１〜Ｄ３５：パワトレ系機器
Ｄ４：エンターテイメント系機器群
Ｄ４１〜Ｄ４４：エンターテイメント系機器
ＰＷ：電源線
ＴＬ：幹線

Claims

車両内におけるプロトコルが異なる複数の機器間で通信を行うための通信システムであって、
車両を複数の区画に区切ったそれぞれの区画に１つずつ配置され、プロトコルが異なる複数の機器と通信可能な複数のゲートウェイ部と、
各区画のゲートウェイ部間を接続する幹線と、を備え、
各ゲートウェイ部は、
同一区画内のプロトコルが異なる２以上の機器に接続され、
接続される機器から信号を入力した場合、入力した信号に応じた情報の送信先となる機器又は他のゲートウェイ部を判断して情報送信する送信判断部と、
他のゲートウェイ部の送信判断部により送信された情報を入力し、入力情報の送信先の機器を判断して送信する送信機能部と、を有する
ことを特徴とする通信システム。
前記複数のゲートウェイ部それぞれは、車両バッテリ側から電力を受電し、電力の供給を要する要電力機器に対して、受電した電力を分配供給する電源制御ボックス内に設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
前記複数のゲートウェイ部それぞれは、自己が搭載される前記電源制御ボックス内のＤＣ／ＤＣコンバータによって、車両バッテリ側から受電した電圧が降圧されて供給されている
ことを特徴とする請求項２に記載の通信システム。