JP2017124700A - 車両システム及び車両モジュール - Google Patents

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、且つ、車両モジュールを効率的に組み合わせて車両を完成させることができる車両システムを提供する。【解決手段】車両システム１は、車両の組立構造に応じてモジュール化され、車両内におけるプロトコルが異なる複数の機器Ｄと通信可能に接続されるゲートウェイ部２０をそれぞれ有する複数の車両モジュールＭと、車両モジュールＭそれぞれのゲートウェイ部２０間を接続する幹線ＴＬと、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、車両システム及び車両モジュールに関する。

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

ところで、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、上述のような通信機器が搭載された車両モジュールを効率的に組み合わせて車両を完成させる点において、さらなる改善の余地がある。

そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、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、車両モジュールを効率的に組み合わせて車両を完成させることができる車両システムを提供することにある。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る車両システムは、車両の組立構造に応じてモジュール化され、前記車両内におけるプロトコルが異なる複数の機器と通信可能に接続されるゲートウェイ部をそれぞれ有する複数の車両モジュールと、前記車両モジュールそれぞれの前記ゲートウェイ部間を接続する幹線と、を備えたことを特徴とする。

また、上記車両システムにおいて、前記複数の車両モジュールそれぞれは、前記車両のボディに設けられる位置に応じてモジュール化されることが好ましい。

また、上記車両システムにおいて、前記ゲートウェイ部は、同一車両モジュール内のプロトコルが異なる２以上の機器に通信可能に接続され、通信可能に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、前記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、を有することが好ましい。

また、上記車両システムにおいて、前記ゲートウェイ部は、前記ゲートウェイ部と少なくとも前記同一車両モジュール内の機器とを有線により通信可能に接続する有線通信部、を有することが好ましい。

また、上記車両システムにおいて、前記ゲートウェイ部は、前記ゲートウェイ部と少なくとも前記同一車両モジュール内の機器とを無線により通信可能に接続する無線通信部、を有することが好ましい。

また、上記車両システムにおいて、前記複数の車両モジュールの少なくとも１つは、車両バッテリ側から電力を受電し、前記同一車両モジュール内で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力制御部と、前記車両内の幹線を接続する幹線接続部と、を更に備え、前記ゲートウェイ部、前記電力制御部、及び、前記幹線接続部は、車両モジュール制御装置を構成することが好ましい。

また、上記車両システムにおいて、前記幹線は、前記車両モジュールそれぞれの前記ゲートウェイ部間で情報を伝達するモジュール間通信線と、前記車両モジュールそれぞれの前記電力制御部間で電力を搬送するモジュール間電力線と、を含むことが好ましい。

また、上記車両システムにおいて、前記ゲートウェイ部は、前記車両外の通信機器と通信可能な車載ルータと、前記幹線を介して接続されることが好ましい。

また、上記車両システムにおいて、前記複数の車両モジュールは、前記車両のボディの前部に設けられるフロントモジュールと、前記車両のボディの前記前部と隣接して車室内に配置されたインストルメントパネル内に設けられるインパネモジュールと、前記車両のボディの後部に設けられるリアモジュールと、前記車両のボディの前記前部と前記後部との間に位置するフロアに沿って設けられる第１フロアモジュールと、前記車両のボディの前記フロアに沿って前記第１フロアモジュールと並行して設けられる第２フロアモジュールと、前記車両のボディの前記フロアと高さ方向に対向して配置されたルーフに設けられるルーフモジュールと、を含むことが好ましい。

また、本発明に係る車両モジュールは、車両内におけるプロトコルが異なる複数の機器と通信可能に接続されるゲートウェイ部と、前記車両内の幹線を接続する幹線接続部と、を備えたことを特徴とする。

本発明に係る車両システムによれば、車両の組立構造に応じてモジュール化され、車両内におけるプロトコルが異なる複数の機器と通信可能に接続されるゲートウェイ部をそれぞれ有する複数の車両モジュールと、車両モジュールそれぞれのゲートウェイ部間を接続する幹線と、を備えるので、通信機器を含む複数の車両モジュールを組み立てた後に、各車両モジュールに幹線を接続することで車両を完成させるモノづくりを実現することができる。この結果、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、車両モジュールを効率的に組み合わせて車両を完成させることができる車両システムを提供することができる。

図１は、本実施形態に係る車両システムの概略構成図である。 図２は、本実施形態に係る車両システムの概略を示す機能構成図である。 図３は、本実施形態に係る車両システムの詳細を示す機能構成図である。 図４は、本実施形態に係る車両モジュール制御装置の詳細を示す機能構成図である。 図５は、本実施形態に係る車両モジュールの一形態を示す概略図である。 図６は、本実施形態に係る車両モジュールの別の形態を示す概略図である。 図７は、本実施形態に係る複数の車両モジュールを示す説明図である。 図８は、本実施形態に係る複数の車両モジュールを示す説明図である。 図９は、本実施形態に係る複数の車両モジュールを示す説明図である。 図１０は、本実施形態に係る複数の車両モジュールの組み立て後に幹線を接続する車両生産フローの一例を示す説明図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。更に、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

［実施形態］
実施形態に係る車両システムについて説明する。図１は、本実施形態に係る車両システムの概略構成図である。図２は、本実施形態に係る車両システムの概略を示す機能構成図である。図３は、本実施形態に係る車両システムの詳細を示す機能構成図である。図４は、本実施形態に係る車両モジュール制御装置の詳細を示す機能構成図である。図５は、本実施形態に係る車両モジュールの一形態を示す概略図である。図６は、本実施形態に係る車両モジュールの別の形態を示す概略図である。図７乃至図９は、本実施形態に係る複数の車両モジュールを示す説明図である。図１０は、本実施形態に係る複数の車両モジュールの組み立て後に幹線を接続する車両生産フローの一例を示す説明図である。

図１に示すように、本実施形態に係る車両システム１は、車両の組立構造に応じてモジュール化された複数の車両モジュールＭ１〜Ｍ６から構成されるものである。また、図２乃至図４に示すように、本実施形態に係る車両システム１は、車両内におけるプロトコルが異なる複数の機器Ｄ間で通信を行う通信制御システム及びそれら機器Ｄの電力制御システムとしても機能するものである。

本実施形態に係る複数の車両モジュールＭ１〜Ｍ６それぞれは、図１に示すように、車両の組立構造に応じてモジュール化された構造的なモジュールであり、且つ、図２乃至図４に示すように、それら構造的なモジュールにそれぞれ対応する通信・電力制御モジュールでもある。複数の車両モジュールＭ１〜Ｍ６それぞれは、図１に示すように、車両のボディＢＤに設けられる位置に応じてモジュール化されるものとする。なお、本実施形態においては、車両モジュールＭ１〜Ｍ６を一例として説明するが、車両モジュールＭは、車両の組立構造に応じてモジュール化されたものであればよく、車両モジュールＭの数や構成や位置などはこれらに限定されない。また、車両モジュールＭの数は１０個以下であることが好ましい。

図１に示すように、複数の車両モジュールＭ１〜Ｍ６は、フロントモジュールＭ１と、インパネモジュールＭ２と、リアモジュールＭ３と、第１フロアモジュールＭ４と、第２フロアモジュールＭ５と、ルーフモジュールＭ６と、を含む。なお、説明の便宜上、以下の図１及び図２の説明において、複数の車両モジュールＭ１〜Ｍ６をそれぞれ、フロントモジュールＭ１と、インパネモジュールＭ２と、リアモジュールＭ３と、第１フロアモジュールＭ４と、第２フロアモジュールＭ５と、ルーフモジュールＭ６と呼ぶが、図３以降の説明では、これらを区別せず車両モジュールＭ１〜Ｍ６と呼ぶことにする。

フロントモジュールＭ１は、図１に示すように、車両のボディＢＤの前部に設けられた車両モジュールである。フロントモジュールＭ１は、図２に示すように、エンジンモジュールＭ１１と、ヘッドランプモジュールＭ１２，Ｍ１３と、フロントエンドモジュールＭ１４とを更に含む。エンジンモジュールＭ１１は、エンジン及びエンジン周辺の各種機器やエンジン制御に関わる各種機器などが通信可能に接続されるサブモジュールである。ヘッドランプモジュールＭ１２，Ｍ１３は、それぞれヘッドランプ及びヘッドランプ制御に関わるセンサやモータ等の各種機器などが通信可能に接続されるサブモジュールである。フロントエンドモジュールＭ１４は、車両の進行方向の状況を検出するための各種センサ等やセンサ制御に関わる各種機器などが通信可能に接続されるサブモジュールである。なお、以下の説明において、エンジンモジュールＭ１１と、ヘッドランプモジュールＭ１２，Ｍ１３と、フロントエンドモジュールＭ１４を、簡略的にサブモジュールＭ１１〜Ｍ１４と呼ぶことがある。エンジンモジュールＭ１１と、ヘッドランプモジュールＭ１２，Ｍ１３と、フロントエンドモジュールＭ１４それぞれにおいて、フロントモジュールＭ１に設けられた車両モジュール制御装置１０ａと各サブモジュールＭ１１〜１４内の機器Ｄとは接続線ＣＷを介して接続される。各サブモジュールＭ１１〜Ｍ１４内の機器Ｄの通信及び電力は、車両モジュール制御装置１０ａにより制御される。

インパネモジュールＭ２は、図１に示すように、車両のボディＢＤの前部と隣接して車室内に配置されたインストルメントパネル内に設けられた車両モジュールである。インパネモジュールＭ２は、図２に示すように、インパネアッパーサブモジュールＭ２１と、インパネサブモジュールＭ２２，Ｍ２３を更に含む。インパネアッパーサブモジュールＭ２１は、インストルメントパネル内に設けられたメータやヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）や持込機器やディスプレイ等の各種機器などが通信可能に接続されるサブモジュールである。インパネサブモジュールＭ２２，Ｍ２３は、方向指示器やサイドミラー調整等の制御に関わるスイッチやモータ等の各種機器などが通信可能に接続されるサブモジュールである。なお、以下の説明において、インパネアッパーサブモジュールＭ２１と、インパネサブモジュールＭ２２，Ｍ２３を、簡略的にサブモジュールＭ２１〜Ｍ２３と呼ぶことがある。インパネアッパーサブモジュールＭ２１と、インパネサブモジュールＭ２２，Ｍ２３それぞれにおいて、インパネモジュールＭ２に設けられた車両モジュール制御装置１０ｂと各サブモジュールＭ２１〜２３内の機器Ｄとは接続線ＣＷを介して接続される。各サブモジュールＭ２１〜Ｍ２３内の機器Ｄの通信及び電力は、車両モジュール制御装置１０ｂにより制御される。

リアモジュールＭ３は、図１に示すように、車両のボディＢＤの後部に設けられた車両モジュールである。リアモジュールＭ３は、図２に示すように、リアシートモジュールＭ３１と、バックランプモジュールＭ３２，Ｍ３３と、リアエンドモジュールＭ３４を更に含む。リアシートモジュールＭ３１は、シート調整等の制御に関わるスイッチやモータ等の各種機器などが通信可能に接続されるサブモジュールである。バックランプモジュールＭ３２，Ｍ３３は、それぞれバックランプ及びヘッドランプ制御に関わるセンサ等の各種機器などが通信可能に接続されるサブモジュールである。リアエンドモジュールＭ３４は、車両の進行方向とは反対方向の状況を検出するための各種センサ等やセンサ制御に関わる各種機器などが通信可能に接続されるサブモジュールである。なお、以下の説明において、リアシートモジュールＭ３１と、バックランプモジュールＭ３２，Ｍ３３と、リアエンドモジュールＭ３４を、簡略的にサブモジュールＭ３１〜Ｍ３４と呼ぶことがある。リアシートモジュールＭ３１と、バックランプモジュールＭ３２，Ｍ３３と、リアエンドモジュールＭ３４それぞれにおいて、リアモジュールＭ３に設けられた車両モジュール制御装置１０ｃと各サブモジュールＭ３１〜３４内の機器Ｄとは接続線ＣＷを介して接続される。各サブモジュールＭ３１〜Ｍ３４内の機器Ｄの通信及び電力は、車両モジュール制御装置１０ｃにより制御される。

第１フロアモジュールＭ４は、図１に示すように、車両のボディＢＤの前部と後部との間に位置するフロアに沿って設けられた車両モジュールである。第１フロアモジュールＭ４は、図２に示すように、フロントシートモジュールＭ４１と、フロントドアモジュールＭ４２と、リアドアモジュールＭ４３を更に含む。本実施形態においては、第１フロアモジュールＭ４は、車両の右側のフロアに沿って設けられる。フロントシートモジュールＭ４１は、シート調整やシートベルト着用有無の警告等の制御に関わるスイッチやモータやセンサ等の各種機器などが通信可能に接続されるサブモジュールである。フロントドアモジュールＭ４２は、車両右側の状況を検出するためのセンサ、ウィンドウ開閉等の制御に関わるスイッチやモータ等の各種機器などが通信可能に接続されるサブモジュールである。リアドアモジュールＭ４３は、車両右側の状況を検出するためのセンサ、ウィンドウ開閉やスライドドア開閉や昇降補助ステップ等の制御に関わるスイッチやモータ等の各種機器などが通信可能に接続されるサブモジュールである。なお、以下の説明において、フロントシートモジュールＭ４１と、フロントドアモジュールＭ４２と、リアドアモジュールＭ４３を、簡略的にサブモジュールＭ４１〜Ｍ４３と呼ぶことがある。フロントシートモジュールＭ４１と、フロントドアモジュールＭ４２と、リアドアモジュールＭ４３それぞれにおいて、第１フロアモジュールＭ４に設けられた車両モジュール制御装置１０ｄと各サブモジュールＭ４１〜Ｍ４３内の機器Ｄとは接続線ＣＷを介して接続される。各サブモジュールＭ４１〜Ｍ４３内の機器Ｄの通信及び電力は、車両モジュール制御装置１０ｄにより制御される。

第２フロアモジュールＭ５は、図１に示すように、車両のボディＢＤのフロアに沿って第１フロアモジュールＭ４と並行して設けられた車両モジュールである。第２フロアモジュールＭ５は、図２に示すように、フロントシートモジュールＭ５１と、フロントドアモジュールＭ５２と、リアドアモジュールＭ５３を更に含む。本実施形態においては、第２フロアモジュールＭ５は、車両の左側のフロアに沿って設けられる。フロントシートモジュールＭ５１は、シート調整やシートベルト着用有無の警告等の制御に関わるスイッチやモータやセンサ等の各種機器などが通信可能に接続されるサブモジュールである。フロントドアモジュールＭ５２は、車両左側の状況を検出するためのセンサ、ウィンドウ開閉等の制御に関わるスイッチやモータ等の各種機器などが通信可能に接続されるサブモジュールである。リアドアモジュールＭ５３は、車両左側の状況を検出するためのセンサ、ウィンドウ開閉やスライドドア開閉や昇降補助ステップ等の制御に関わるスイッチやモータ等の各種機器などが通信可能に接続されるサブモジュールである。なお、以下の説明において、フロントシートモジュールＭ５１と、フロントドアモジュールＭ５２と、リアドアモジュールＭ５３を、簡略的にサブモジュールＭ５１〜Ｍ５３と呼ぶことがある。フロントシートモジュールＭ５１と、フロントドアモジュールＭ５２と、リアドアモジュールＭ５３それぞれにおいて、第２フロアモジュールＭ５に設けられた車両モジュール制御装置１０ｅと各サブモジュールＭ５１〜Ｍ５３内の機器Ｄとは接続線ＣＷを介して接続される。各サブモジュールＭ５１〜Ｍ５３内の機器Ｄの通信及び電力は、車両モジュール制御装置１０ｅにより制御される。

ルーフモジュールＭ６は、図１に示すように、車両のボディＢＤのフロアと高さ方向に対向して配置されたルーフに設けられた車両モジュールである。ルーフモジュールＭ６は、車室内ランプやランプ制御に関わるスイッチ等の各種機器、サンルーフ開閉やサンシェード開閉等の制御に関わるスイッチやモータ等の各種機器などが通信可能に接続される。ルーフモジュールＭ６内の機器Ｄの通信及び電力は、車両モジュール制御装置１０ｆにより制御される。また、本実施形態において、ルーフモジュールＭ６は、図２に示すように、車両外の通信機器と通信可能な車載ルータＲ等を少なくとも含む。車載ルータＲは、車両内のフロントモジュールＭ１、インパネモジュールＭ２と、リアモジュールＭ３と、第１フロアモジュールＭ４と、第２フロアモジュールＭ５と、ルーフモジュールＭ６にそれぞれ設けられた車両モジュール制御装置１０ａ〜１０ｆと幹線ＴＬを介して接続される。車載ルータＲは、広域無線及び狭域無線により車両外の通信機器と通信する。なお、広域無線の方式は、例えばラジオ（ＡＭ，ＦＭ）、ＴＶ（ＵＨＦ，４Ｋ，８Ｋ）、ＴＥＬ、ＧＰＳ、ＷｉＭＡＸ（登録商標）、車車間通信等である。また、狭域無線の方式は、例えばＥＴＣ／ＤＳＲＣ、ＶＩＣＳ（登録商標）、無線ＬＡＮ、ミリ波通信等である。

図３に示すように、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、マルチメディア系機器群Ｄ４、電源系機器群Ｄ５、ダイアグ系機器群Ｄ６、及び、充電系機器群Ｄ７に分けられて構成されている。また、以下において複数の機器の全部、又は、どの機器群Ｄ１〜Ｄ７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、符号Ｄを付与して説明するものとする。また、図３においては、説明を簡単にするため、どの車両モジュールＭ１〜Ｍ６にどの機器群Ｄ１〜Ｄ７の機器Ｄが配置されるかについては、各機器群Ｄ１〜Ｄ７に各３つ以上の機器Ｄが配置される例として図示しているものの、この機器Ｄの数や配置については、各車両の構成に従って決定されるものであり、これらに限定されない。以下、一例として、各機器群Ｄ１〜Ｄ７に含まれる機器Ｄの例を挙げるが、これらに限定されない。

ボディ系機器群Ｄ１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、ＣＡＮ−ＦＤ、ＬＩＮ、ＣＸＰＩ、狭域無線、微弱電波、ＮＦＣ、Ｇｉｇａ−ＩＲ、ＵＷＢ等である。

安全系機器群Ｄ２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）、ＤＳＩ、無線伝送等である。

パワトレ系機器群Ｄ３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、例えばＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）等である。

マルチメディア系機器群Ｄ４には、ナビゲーション装置、ディスプレイ、アンプ、外部通信ユニットなどが含まれる。なお、マルチメディア系機器群Ｄ４の通信プロトコルについては、例えばＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、ＵＳＢ３．１、無線ＬＡＮ＆Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｊｅｔ、ＮＦＣ、Ｇｉｇａ−ＩＲ、サブミリ波等である。

電源系機器群Ｄ５には、電源エリアマスタ、電源エリアスレーブ、低圧・高圧バッテリパックなどが含まれる。なお、電源系機器群Ｄ５の通信プロトコルについては、例えばＣＡＮ、電源系バックアップ通信等である。

ダイアグ系機器群Ｄ６には、ダイアグツール（スキャンツール）などが含まれる。なお、ダイアグ系機器群Ｄ６の通信プロトコルについては、例えばＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、ＣＡＮ−ＦＤ、無線ＬＡＮ等である。

充電系機器群Ｄ７には、充電器などが含まれる。なお、充電系機器群Ｄ７の通信プロトコルについては、例えばＨｏｍｅＰｌｕｇ−ＧｒｅｅｎＰＨＹ等である。

本実施形態に係る車両システム１は、このような車両内の通信プロトコルが異なる複数の機器Ｄ間の通信を行うために車両内に設けられており、車両モジュール制御装置１０（１０ａ〜１０ｆ）をそれぞれ有する複数の車両モジュールＭ１〜Ｍ６と、幹線ＴＬと、接続線ＣＷとを備えている。幹線ＴＬは、各車両モジュールＭ１〜Ｍ６の各車両モジュール制御装置１０間を接続するものである。接続線ＣＷは、各車両モジュール制御装置１０と複数の機器Ｄとを接続するものである。図３に示すように、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４に示すように、車両モジュール制御装置１０は、複数の機器Ｄに対する通信制御ＥＣＵ及び電力制御ＥＣＵとしての機能を有するものであり、ゲートウェイ部２０と、電力制御部３０と、幹線接続部４０とを備えて構成される。これらゲートウェイ部２０と、電力制御部３０と、幹線接続部４０とは、通信可能且つ電力搬送可能に互いが接続されている。

図４において、ゲートウェイ部２０は、それぞれの車両モジュールＭ１〜Ｍ６に１つずつ配置され、車両内における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。ゲートウェイ部２０は、送信判断部２１と、送信機能部２２と、有線通信部２３と、無線通信部２４とを備えている。

送信判断部２１は、通信可能に接続される機器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２０を判断して情報送信する。送信機能部２２は、他のゲートウェイ部２０の送信判断部２１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。有線通信部２３は、ゲートウェイ部２０と少なくとも同一車両モジュールＭ内の機器Ｄとを有線により通信可能に接続する。図４に示すように、接続線ＣＷは、同一車両モジュールＭ内の機器Ｄとゲートウェイ部２０との間で情報を伝達するモジュール内通信線ＣＷ１と、同一車両モジュールＭ内の機器Ｄと電力制御部３０との間で電力を搬送するモジュール内電力線ＣＷ２と、を含んで構成される。例えば図４において、有線通信部２３は、モジュール内通信線ＣＷ１を介して機器Ｄａと通信可能に接続されている。無線通信部２４は、ゲートウェイ部２０と少なくとも同一車両モジュールＭ内の機器Ｄとを無線により通信可能に接続する。無線通信部２４は、例えば、無線ＬＡＮ、Ｗｉｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＮＦＣ等の近距離無線通信により、ゲートウェイ部２０と機器Ｄとを通信可能に接続する。例えば図４において、無線通信部２４は、無線通信により機器Ｄｂと通信可能に接続されている。なお、無線通信部２４による無線通信の範囲は、同一車両モジュールＭ内の機器Ｄに限定されない。

ここで、一例を挙げて説明する。図３及び図４に示すように、例えば車両モジュールＭ１の第１のゲートウェイ部２０が、車両モジュールＭ１の第１のボディ系機器群Ｄ１の機器Ｄから信号を入力したとする。このとき、第１のゲートウェイ部２０の送信判断部２１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１のゲートウェイ部２０の送信判断部２１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、マルチメディア系機器群Ｄ４、電源系機器群Ｄ５、ダイアグ系機器群Ｄ６、及び充電系機器群Ｄ７のいずれかに属する機器Ｄに情報送信する場合、第１のゲートウェイ部２０は、プロトコルを変換して情報送信する。

更に、第１のゲートウェイ部２０の送信判断部２１は、入力した信号に応じた情報の送信先となる他のゲートウェイ部２０があるか判断する。本実施形態では、車両モジュールＭ１〜Ｍ６にそれぞれ１つずつ設けられたゲートウェイ部２０が６つであるため、第１のゲートウェイ部２０の送信判断部２１は、入力した信号に応じた情報を、車両モジュールＭ２〜Ｍ６それぞれの第２〜第６のゲートウェイ部２０のいずれかに送信すべきかを判断する。この際、第１のゲートウェイ部２０の送信判断部２１は、第２〜第６のゲートウェイ部２０に接続される機器Ｄ（すなわち第２〜第６のボディ系機器群Ｄ１、安全系機器群Ｄ２、パワトレ系機器群Ｄ３、マルチメディア系機器群Ｄ４、電源系機器群Ｄ５、ダイアグ系機器群Ｄ６、及び充電系機器群Ｄ７のいずれかに属する機器Ｄ）の情報に基づいて送信すべきか判断する。すなわち、第１のゲートウェイ部２０は、自己に接続される機器Ｄの情報、及び、他のゲートウェイ部２０に接続される機器Ｄの情報を記憶していることとなる。

そして、第１のゲートウェイ部２０の送信判断部２１は、例えば、入力した信号に応じた情報を車両モジュールＭ２の第２のゲートウェイ部２０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２のゲートウェイ部２０に送信する。

また、第２のゲートウェイ部２０が第１のゲートウェイ部２０の送信判断部２１から上記情報を入力した場合、第２のゲートウェイ部２０の送信機能部２２は、入力情報の送信先となる機器Ｄを判断する。そして、第２のゲートウェイ部２０の送信機能部２２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、マルチメディア系機器群Ｄ４、電源系機器群Ｄ５、ダイアグ系機器群Ｄ６、及び充電系機器群Ｄ７のいずれかに属する機器Ｄに情報送信する場合、第２のゲートウェイ部２０は、プロトコルを変換して情報送信する。なお、第２のゲートウェイ部２０には、第１のゲートウェイ部２０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１のゲートウェイ部２０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２のゲートウェイ部２０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。また、車両モジュールＭ１における第１のゲートウェイ部２０と、車両モジュールＭ２における第２のゲートウェイ部２０以外の、車両モジュールＭ３〜Ｍ６それぞれにおける第３〜第６のゲートウェイ部２０との間で通信を行う場合も同様である。

図４において、電力制御部３０は、電力源、例えば車両バッテリＢ側から電力を受電し、同一車両モジュールＭ内で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機能部である。一例として、上記の灯具、エアコン、アンプ、ディスプレイ、パワーウィンドモータ等の機器Ｄは要電力機器に該当するが、これらに限定されない。なお、電力源は、車両バッテリＢでなくてもよく、オルタネータ、電動発電機（ＭＧ）等の他の電力源であってもよい。また、車両バッテリＢは、図３に示すように、車両モジュールＭ１内に設けられ、車両モジュール制御装置１０ａと電源線ＰＷを通じて接続されている例を示しているが、車両バッテリＢの配置や個数についてはこれに限定されない。

加えて、車両モジュール制御装置１０は、図示しないが、ＤＣ／ＤＣコンバータを備えているものとする。複数の車両モジュール制御装置１０のそれぞれは、ＤＣ／ＤＣコンバータによって、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、ゲートウェイ部２０や電力制御部３０は、例えばＣＰＵの一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、ゲートウェイ部２０や電力制御部３０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、例えば、車両モジュールＭ１の第１のＤＣ／ＤＣコンバータは、電源線ＰＷを通じて第１の車両モジュール制御装置１０に供給される電力を受電すると共に降圧して第１のゲートウェイ部２０や第１の電力制御部３０に供給する。同様に、車両モジュールＭ２の第２のＤＣ／ＤＣコンバータについても、幹線ＴＬを通じて第２の車両モジュール制御装置１０に供給される電力を受電すると共に降圧して第２のゲートウェイ部２０や第２の電力制御部３０に供給する。

図４において、電力制御部３０は、車両全体の電力使用状況やバッテリ残量等をモニタしながら、電力を必要としている負荷や機器等に対して、必要な時に必要な電力を供給又は制限するものである。電力制御部３０は、接触給電部３１と、非接触給電部３２とを備えている。接触給電部３１は、電力制御部３０と同一車両モジュールＭ内の機器Ｄとを有線により電力搬送可能に接続する。例えば図４において、接触給電部３１は、モジュール内電力線ＣＷ２を介して機器Ｄａ，Ｄｂと電力搬送可能に接続されている。非接触給電部３２は、電力制御部３０と同一車両モジュールＭ内の機器Ｄとを非接触給電により電力搬送可能に接続する。非接触給電部３２は、電磁誘導方式、電波受信方式、共鳴方式等の非接触給電方式により、電力制御部３０と機器Ｄとを電力搬送可能に接続する。例えば図４において、非接触給電部３２は、非接触給電により機器Ｄｃと電力搬送可能に接続されている。なお、図示しないが、機器Ｄｃは、有線又は無線によりゲートウェイ部２０と通信可能に接続されているものとする。

図４において、幹線接続部４０は、車両内の幹線ＴＬを接続するコネクタである。図４に示すように、幹線ＴＬは、車両モジュールＭそれぞれのゲートウェイ部２０間で情報を伝達するモジュール間通信線ＴＬ１と、車両モジュールＭそれぞれの電力制御部３０間で電力を搬送するモジュール間電力線ＴＬ２と、を含んで構成される。図４において、幹線接続部４０は、他の車両モジュールＭに設けられた他の車両モジュール制御装置１０’と幹線ＴＬを介して通信可能且つ電力搬送可能に接続されている。なお、モジュール間通信線ＴＬ１の通信プロトコルは、例えばＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）等である。幹線接続部４０は、情報伝達部４１と、電力搬送部４２とを備えている。なお、幹線接続部４０は、情報伝達部４１及び電力搬送部４２を含む一体型のコネクタであってもよいし、情報伝達部４１及び電力搬送部４２は、それぞれが別体のコネクタであってもよい。

情報伝達部４１は、他の車両モジュール制御装置１０’や車載ルータＲ間をモジュール間通信線ＴＬ１を介して通信可能に接続し、且つ、ゲートウェイ部２０を介して同一車両モジュールＭ内の複数の機器Ｄ間を通信可能に接続する。このようにして、幹線ＴＬは、車両モジュールＭそれぞれのゲートウェイ部２０間を接続する。電力搬送部４２は、他の車両モジュール制御装置１０’や車載ルータＲ間をモジュール間電力線ＴＬ２を介して電力搬送可能に接続し、且つ、電力制御部３０を介して同一車両モジュールＭ内の複数の機器Ｄ間を電力搬送可能に接続する。このようにして、幹線ＴＬは、車両モジュールＭそれぞれの電力制御部３０間を接続する。

本実施形態において、車両モジュールＭは、図５に示すように、同一車両モジュールＭ内の複数の機器Ｄａ〜Ｄｃが接続されていない状態を一単位として括ってもよいし、図６に示すように、同一車両モジュールＭ内の複数の機器Ｄａ〜Ｄｃが接続されている状態を一単位として括ってもよい。つまり、図５に示すように、車両モジュールＭに機器Ｄを含んでいなくてもよいし、図６に示すように、車両モジュールＭに機器Ｄを含んでいてもよい。図５及び図６において、車両モジュール制御装置１０の有線通信部２３ａ，２３ｂは、それぞれが接続線ＣＷａ，ＣＷｂの端部に、機器Ｄａ，Ｄｂを接続するためのコネクタＣＴａ，ＣＴｂを有している。車両モジュール制御装置１０の無線通信部２４は、機器Ｄｃと通信可能に接続される。車両モジュール制御装置１０の幹線接続部４０は、幹線ＴＬを介して他の車両モジュールと接続されている。

このように、本実施形態に係る車両システム１によれば、車両の組立構造に応じてモジュール化された複数の車両モジュールＭに１つずつ配置されるゲートウェイ部２０間を接続する幹線ＴＬを備えるため、ゲートウェイ部２０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１のゲートウェイ部２０に入力された場合、送信判断部２１による判断の結果、第１のゲートウェイ部２０に接続される他の機器Ｄに情報送信されたり、第２のゲートウェイ部２０等の他のゲートウェイ部２０に情報送信されたりする。例えば、第１のゲートウェイ部２０から第２のゲートウェイ部２０等の他のゲートウェイ部２０に送信された情報は、第２のゲートウェイ部２０等の他のゲートウェイ部２０の送信機能部２２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る。また、複数の車両モジュールＭ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力制御部３０も備えるため、車両モジュールＭの車両モジュール制御装置１０を、各車両モジュールＭにおける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。

更に、本実施形態に係る車両システム１によれば、図７乃至図９に示すように、通信機器を含む複数の車両モジュールＭ１〜Ｍ６を組み立てた後に、各車両モジュールＭ１〜Ｍ６に幹線ＴＬを接続することで車両を完成させるモノづくりを実現することができる。例えば、図７に示すように、まず、車両のボディＢＤに設けられる位置に応じてモジュール化された６つの車両モジュールＭ１〜Ｍ６について、それぞれ、各車両モジュールＭ１〜Ｍ６内の機器Ｄと、各車両モジュール制御装置１０ａ〜１０ｆとを有線又は無線によって通信可能、且つ、接触または非接触給電により電力供給可能に接続する。次に、このようにして準備された各車両モジュールＭ１〜Ｍ６を、図８に示すように、車両のボディＢＤ上の適切な位置に配置する。そして、図９に示すように、各車両モジュールＭ１〜Ｍ６における車両モジュール制御装置１０ａ〜１０ｆにそれぞれ備えられた幹線接続部４０に、幹線ＴＬａ〜ＴＬｅを接続する。図９においては、車両モジュールＭ５と車両モジュールＭ１とを幹線ＴＬａを介して接続する。車両モジュールＭ５と車両モジュールＭ２とを幹線ＴＬｂを介して接続する。車両モジュールＭ５と車両モジュールＭ３とを幹線ＴＬｃを介して接続する。車両モジュールＭ５と車両モジュールＭ４とを幹線ＴＬｄを介して接続する。車両モジュールＭ５と車両モジュールＭ６とを幹線ＴＬｅを介して接続する。この他、図７乃至図９に示した手順以外にも、例えば、各車両モジュールＭ１〜Ｍ６を準備後に、予めボディＢＤ上に幹線ＴＬを設置してから、各車両モジュールＭ１〜Ｍ６を配置し、そして設置された幹線ＴＬと接続する手順により車両を完成させてもよい。

このようにして、本実施形態に係る車両システム１によれば、図１０に示すように、通信機器を含む複数の車両モジュールＭ１〜Ｍ６を組み立てた後に、各車両モジュールＭ１〜Ｍ６に幹線ＴＬを接続することで車両を完成させるモノづくりを実現することができる。この結果、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、車両モジュールＭを効率的に組み合わせて車両を完成させることができる車両システムを提供することができる。

この他、本実施形態に係る車両システム１において、複数の車両モジュールＭのうちいくつかを異なる車種間で共有することもできる。更に、車両モジュールＭを多種類設計することで、異なるパターンの車両モジュールＭの組み合わせから、多種多様な車両システム１を簡易に構築することもできる。また、本実施形態の車両システム１において、車両の修理時には車両システム１を構築する一部の修理対象となる車両モジュールＭを簡易に取り換えることもできる。また、本実施形態の車両システム１において、車両のバージョンアップ時においても、車両システム１を構築する一部の更新対象となる車両モジュールＭを簡易に変更することもできる。

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、複数の車両モジュールＭ１〜Ｍ６として、車両のボディＤＢに設けられる位置に応じてモジュール化された６つの車両モジュールを例に説明したが、これに限定されない。車両モジュールＭは、車両の組立構造に応じてモジュール化されるものであり、例えば、車両を構成する構造的なモジュールを重ねて組み立てる構造の場合には、車両モジュールＭは、このような構造的なモジュールに対応するように、積層可能な形状をした通信・電力制御モジュールとして設計されていてもよい。同様に、例えば、車両を構成する構造的なモジュールを並べて組み立てる構造の場合には、車両モジュールＭは、このような構造的なモジュールに対応するように、並列可能な形状をした通信・電力制御モジュールとして設計されていてもよい。

また、本実施形態においては、各車両モジュールＭ１〜Ｍ６にそれぞれ、電力制御部３０を設ける例について説明したが、これに限定されない。電力制御部３０は、車両モジュールＭ１〜Ｍ６のうち、複数個の車両モジュールＭに設けられていればよい。

また、本実施形態においては、車両内にゲートウェイ部２０を少なくとも備えた６つの車両モジュールＭ１〜Ｍ６が設けられる車両システム１について説明したが、これら６つの車両モジュールＭの他に、ゲートウェイ部２０を備えていないその他のモジュールが車両システム１内に設けられていてもよい。

また、本実施形態においては、車両モジュールＭ５における車両モジュール制御装置１０ｅに、その他の車両モジュールＭ１〜Ｍ４，Ｍ６それぞれにおける車両モジュール制御装置１０ａ〜１０ｄ，１０ｆが、幹線ＴＬを介して接続される例について説明したがこれに限定されない。複数の車両モジュールＭ１〜Ｍ６のうち、いずれの車両モジュールＭにおける車両モジュール制御装置１０であっても、本実施形態の車両モジュール制御装置１０ｅのように統括制御機能を有する車両モジュール制御装置１０としてもよい。更に、複数の車両モジュールＭ１〜Ｍ４，Ｍ６は、車両モジュールＭ５に幹線ＴＬを介して間接的に接続されてなくてもよく、車両モジュールＭ１〜Ｍ６が互いに幹線ＴＬを介して直接的に接続されていてもよい。

また、本実施形態においては、車載ルータＲは、車両モジュールＭ５における車両モジュール制御装置１０ｅに幹線ＴＬを介して接続される例を説明したが、これに限定されない。車載ルータＲは、車両モジュールＭ６内の車両モジュール制御装置１０ｆから幹線ＴＬを介して接続されていてもよい。更に、車載ルータＲは、車両モジュールＭ５に幹線ＴＬを介して直接接続されるだけでなく、その他の車両モジュールＭ１〜Ｍ４，Ｍ６に幹線ＴＬを介して直接接続されていてもよい。

また、本実施形態においては、幹線ＴＬは、各車両モジュールＭ１〜Ｍ６の各車両モジュール制御装置１０間を接続するモジュール間通信線ＴＬ１及びモジュール間電力線ＴＬ２から構成される例を説明したが、これに限定されない。各車両モジュールＭ１〜Ｍ６の各車両モジュール制御装置１０間は、有線だけでなく無線によって通信可能に構成されてもよく、更に、接触給電だけでなく非接触給電により電力供給可能に接続される構成であってもよい。

１ 車両システム
１０，１０ａ〜１０ｆ 車両モジュール制御装置（ＥＣＵ）
２０ ゲートウェイ部
２１ 送信判断部
２２ 送信機能部
２３ 有線通信部
２４ 無線通信部
３０ 電力制御部
３１ 接触給電部
３２ 非接触給電部
４０ 幹線接続部
４１ 情報伝達部
４２ 電力搬送部
Ｂ 車両バッテリ
ＢＤ ボディ
ＣＴａ，ＣＴｂ コネクタ
ＣＷ，ＣＷａ，ＣＷｂ 接続線
ＣＷ１ モジュール内通信線
ＣＷ２ モジュール内電力線
Ｄ，Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃ 機器
Ｄ１ ボディ系機器群
Ｄ２ 安全系機器群
Ｄ３ パワトレ系機器群
Ｄ４ マルチメディア系機器群
Ｄ５ 電源系機器群
Ｄ６ ダイアグ系機器群
Ｄ７ 充電系機器群
Ｍ，Ｍ１〜Ｍ６ 車両モジュール
Ｍ１ フロントモジュール（車両モジュール）
Ｍ１１ エンジンモジュール
Ｍ１２，Ｍ１３ ヘッドランプモジュール
Ｍ１４ フロントエンドモジュール
Ｍ２ インパネモジュール（車両モジュール）
Ｍ２１ インパネアッパーサブモジュール
Ｍ２２，Ｍ２３ インパネサブモジュール
Ｍ３ リアモジュール（車両モジュール）
Ｍ３１ リアシートモジュール
Ｍ３２，Ｍ３３ バックランプモジュール
Ｍ３４ リアエンドモジュール
Ｍ４ 第１フロアモジュール（車両モジュール）
Ｍ４１ フロントシートモジュール
Ｍ４２ フロントドアモジュール
Ｍ４３ リアドアモジュール
Ｍ５ 第２フロアモジュール（車両モジュール）
Ｍ５１ フロントシートモジュール
Ｍ５２ フロントドアモジュール
Ｍ５３ リアドアモジュール
Ｍ６ ルーフモジュール（車両モジュール）
ＰＷ 電源線
Ｒ 車載ルータ
ＴＬ，ＴＬａ〜ＴＬｅ 幹線
ＴＬ１ モジュール間通信線
ＴＬ２ モジュール間電力線

Claims (10)

1. 車両の組立構造に応じてモジュール化され、前記車両内におけるプロトコルが異なる複数の機器と通信可能に接続されるゲートウェイ部をそれぞれ有する複数の車両モジュールと、
   前記車両モジュールそれぞれの前記ゲートウェイ部間を接続する幹線と、
   を備えたことを特徴とする車両システム。
2. 前記複数の車両モジュールそれぞれは、前記車両のボディに設けられる位置に応じてモジュール化される請求項１に記載の車両システム。
3. 前記ゲートウェイ部は、
   同一車両モジュール内のプロトコルが異なる２以上の機器に通信可能に接続され、
   通信可能に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、
   前記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
   請求項１又は２に記載の車両システム。
4. 前記ゲートウェイ部は、
   前記ゲートウェイ部と少なくとも前記同一車両モジュール内の機器とを有線により通信可能に接続する有線通信部、を有する
   請求項３に記載の車両システム。
5. 前記ゲートウェイ部は、
   前記ゲートウェイ部と少なくとも前記同一車両モジュール内の機器とを無線により通信可能に接続する無線通信部、を有する
   請求項３又は４に記載の車両システム。
6. 前記複数の車両モジュールの少なくとも１つは、
   車両バッテリ側から電力を受電し、前記同一車両モジュール内で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力制御部と、
   前記車両内の幹線を接続する幹線接続部と、を更に備え、
   前記ゲートウェイ部、前記電力制御部、及び、前記幹線接続部は、車両モジュール制御装置を構成する
   請求項３乃至５のいずれか一項に記載の車両システム。
7. 前記幹線は、
   前記車両モジュールそれぞれの前記ゲートウェイ部間で情報を伝達するモジュール間通信線と、
   前記車両モジュールそれぞれの前記電力制御部間で電力を搬送するモジュール間電力線と、を含む
   請求項６に記載の車両システム。
8. 前記ゲートウェイ部は、前記車両外の通信機器と通信可能な車載ルータと、前記幹線を介して接続される
   請求項１乃至７のいずれか一項に記載の車両システム。
9. 前記複数の車両モジュールは、
   前記車両のボディの前部に設けられるフロントモジュールと、
   前記車両のボディの前記前部と隣接して車室内に配置されたインストルメントパネル内に設けられるインパネモジュールと、
   前記車両のボディの後部に設けられるリアモジュールと、
   前記車両のボディの前記前部と前記後部との間に位置するフロアに沿って設けられる第１フロアモジュールと、
   前記車両のボディの前記フロアに沿って前記第１フロアモジュールと並行して設けられる第２フロアモジュールと、
   前記車両のボディの前記フロアと高さ方向に対向して配置されたルーフに設けられるルーフモジュールと、
   を含む請求項１乃至８のいずれか一項に記載の車両システム。
10. 車両内におけるプロトコルが異なる複数の機器と通信可能に接続されるゲートウェイ部と、
    前記車両内の幹線を接続する幹線接続部と、
    を備えたことを特徴とする車両モジュール。

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