JP2022036973A - 電力の分配方法、プログラム、分配器 - Google Patents

Abstract

【課題】車内ネットワークを構成する部材を削減する電力の分配方法及び分配器を提供する。【解決手段】ＥＣＵである分配器４ａ～４ｃは、車両に敷設される電源配線６１、６２と、電源配線から電力が供給される車両用の負荷３と、負荷が稼働すべきか停止すべきかの基準となる稼働情報が伝達される稼働信号線６３とに接続され、車両の隅に配置される。分配器は、電源配線から負荷へ供給される電力を稼働情報に基づいて分配する。分配器は、分配制御部４６１と、分配制御部に接続された電源供給部４６２と、を備える。分配制御部によって電源配線からの電力を稼働情報に基づいて分配し、分配制御部による制御下で電源供給部によって電力を分配して負荷に供給する。【選択図】図３

Description

この発明は、車両において電力を分配する方法に関する。

特許文献１には、車両に設けられた複数の車内ネットワークの間での情報の送受信を中継するゲートウェイが開示されている。特許文献２には、床面中央部上に延設された金属配線を基幹電源線として、各負荷への電源供給をワイヤーハーネスを介して行なう自動車用電源供給装置が開示されている。非特許文献１には、情報の送受信における冗長構成を構築する技術が開示されている。

特開２０１４－１９３６５４号公報 特開２０１６－１２０９０１号公報

"ルーター開発の最前線第９回 LAN経路の冗長化を実現するリング・プロトコル［1］仕組みを独自開発し，高速処理のためにハード化 信頼性の高いネットワークを構築するために（その3）"、［ｏｎｌｉｎｅ］、２００９年１月１４日、日経ＮＥＴＷＯＲＫ、［平成２９年５月１日検索］、インターネット（URL:http://itpro.nikkeibp.co.jp/article/COLUMN/20090105/322216/）

特許文献１に記載のゲートウェイは、複数の車内ネットワークの間で情報を分配する分配器として機能している。しかし、このような分配器と、複数の車内ネットワークにおける各負荷に電力を分配する分配器とを、車内に別体に設ける場合、車内ネットワークを構成する部材（例えば、ワイヤーハーネス、通信線）が増加するという課題があった。

また、特許文献２に記載の自動車用電源供給装置のように、基幹電源線が床面中央部上に配索される構成では、基幹電源線と各負荷を接続する場合には中央部まで配索しなければならないという課題があった。特に、後付けで追加される負荷が車両の隅に配置される場合には、このような配索距離の増大が顕著になる。これは、車内ネットワークを構成する部材の増大を招来する。

そこで、本発明は、車内ネットワークを構成する部材を削減することが可能な技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、分配器は、車両に敷設される電源配線と、前記電源配線からの電力を供給する対象となる車両用の負荷と、前記負荷が稼働すべきか停止すべきかの基準となる稼働情報が伝達される稼働信号線とに接続され、前記電源配線から前記負荷へ供給する電力を前記稼働情報に基づいて分配する。

本発明では、分配器が、稼働信号線により稼働情報を通信する機能と、この稼働情報に基づいて車両用の負荷に電力を分配する機能とを有する。よって、これらの機能を別体に設ける態様に比べて、車内ネットワークを構成する部材を削減することが可能である。

また、本発明では、分配器が車両の隅に配置されている。よって、車両の隅に後付けで負荷を追加する場合であっても、分配器と負荷とを接続する部材の配索距離を抑えることが可能である。

車載システムの構成例を模式的に示す説明図である。 電源幹線の構成例を示す縦断面図である。 ＥＣＵの機能構成の一例を示す図である。 電源分配部の構成例を模式的に示す図である。 本実施形態の比較例に係る車載システムの構成例を模式的に示す図である。

｛実施形態｝
＜全体の構成＞
図１は、車載システム１の構成例を模式的に示す説明図である。車載システム１は、車両２に搭載されるシステムであり、電力供給の対象である車両用の複数の負荷３と、各負荷３の動作を制御する３つのＥＣＵ４と、電力の供給源であるバッテリー５とを有する。

ＥＣＵ４は、車両２の前方右側の隅に配されるライトＥＣＵ(Engine Control Unit)４１と、車両２の前方左側の隅に配されるレフトＥＣＵ４２と、車両２の後方中央側の隅に配されるリアＥＣＵ４３とを総称する概念である。このように、３つのＥＣＵ４はそれぞれ、車両２の前後方向又は車幅方向の隅に配されている。なお、車両２についての「隅」とは床面における隅のみならず、屋根における隅をも含む概念である。

３つのＥＣＵ４は、電源配線６１，６２によって電源供給可能に接続され、かつ３つの通信線６３によって情報通信可能に接続されている。より具体的には、電源配線６１，６２は３つのＥＣＵ４を相互に接続しており、各通信線６３は３つのＥＣＵ４のうちの各２つを相互に接続している。

電源配線６１は、車幅方向に伸びてライトＥＣＵ４１及びレフトＥＣＵ４２を繋ぐ部分と、車両２の前後方向に伸びて上記部分の中央位置とリアＥＣＵ４３とを繋ぐ部分とを有し、車両２に対して平面視でＴ字状に敷設される。電源配線６２は、電源配線６１と同様にＴ字状に敷設され、図１では平面視で電源配線６１と重なっている状況が示される。

通信線６３は、ライトＥＣＵ４１とレフトＥＣＵ４２とを接続する通信線６３１と、レフトＥＣＵ４２とリアＥＣＵ４３とを接続する通信線６３２と、リアＥＣＵ４３とライトＥＣＵ４１とを接続する通信線６３３とを総称する概念である。図１では、３つの通信線６３が、平面視で電源配線６１，６２と重なっている状況が示される。例えば、電源配線６１は車両２のボディ側に配置され、電源配線６２が通信線６３と電源配線６１とに挟まれる。

図２は、図１のII-II断面から視た電源配線６１，６２及び通信線６３の縦断面図である。なお、図２では、３つの通信線６３のうちの２つ（具体的には、通信線６３２，６３３）が図示されている。

図２に示すように、電源配線６１及び該電源配線６１の周囲に設けられた絶縁被覆６１ａと、電源配線６２及び該電源配線６２の周囲に設けられた絶縁被覆６２ａと、２つの通信線６３及び該２つの通信線６３の周囲に設けられた絶縁被覆６３ａとが積層されている。図１では図示の簡単のため、絶縁被覆６１ａ，６２ａ，６３ａを省略している。

電源配線６１は、その延在方向（図１における紙面前後方向）に垂直な断面において扁平な形状を有している。

電源配線６１は、導電性を有する材料によって形成される。例えば、銅、銅合金、アルミニウム又はアルミニウム合金などの金属を、電源配線６１の材料に採用することができる。絶縁被覆６１ａは、電源配線６１の延在方向に直交する断面において、電源配線６１の周囲（全周）を覆っている。電源配線６１は、例えば、その一端がバッテリー５に接続されて、プラスあるいはマイナスの電源幹線として利用される。

電源配線６２及び絶縁被覆６２ａも、電源配線６１及び絶縁被覆６１ａと同様に構成される。電源配線６２は、例えば、その一端が接地されてアース用の幹線として利用される。

電源配線６１，６２は、互いに平行に設けられる。より具体的には、絶縁被覆６１ａ，６２ａを介して電源配線６１の図中で上側となる面と電源配線６２の図中で下側となる面とが対向するように、電源配線６１，６２が積層される。

２つの通信線６３は、その断面が例えば円形状をなし、導電性を有する材料によって形成される。例えば、銅、銅合金、アルミニウム又はアルミニウム合金などの金属を、通信線６３の材料に採用することができる。当該断面は電源配線と類似してその延在方向に垂直な断面において扁平な形状を有していてもよい。

例えば２つの通信線６３は、電源配線６１，６２の幅方向（図２における左右方向）に沿って間隔をあけて互いに平行に設けられる。絶縁被覆６３ａは、２つの通信線６３の延在方向に直交する断面において、２つの通信線６３の周囲（全周）を覆っている。

２つの通信線６３は、電源配線６１，６２と平行に設けられる。より具体的には、絶縁被覆６２ａ，６３ａを介して電源配線６２の上面と２つの通信線６３の下面とが対向するように、電源配線６１，６２に通信線６３が積層される。

ここまで、電源配線６１，６２と通信線６３２，６３３との配置関係について説明したが、電源配線６１，６２と通信線６３１，６３２との配置関係、及び電源配線６１，６２と通信線６３３，６３１との配置関係も上記と同様である。このように、平面視でＴ字状に配された省スペースな電源配線６１，６２及び３つの通信線６３によって、３つのＥＣＵ４が電源供給及び情報通信可能に接続される。３つの通信線６３は、後述する稼働情報を伝達するための幹線として利用される。

３つの通信線６３の通信方式には、例えば、１Ｇイーサネット（1Giga_Ethernet）（以下「１Ｇイーサ」と称す）方式が利用される。よって、この通信方式では、後述するＣＡＮ（Controller Area Network）方式又はＣＡＮ ＦＤ（CAN with Flexible Data Rate）方式や１００Ｍイーサネット（100Mega_Ethernet）（以下「１００Ｍイーサ」と称す）方式よりも通信帯域が広く、安定して大容量の通信を行うことができる。なお、「イーサネット」及び「Ethernet」は登録商標である。

各ＥＣＵ４は、各枝線７ａを介して自身に接続された各負荷３に対して電源供給を行い、かつ各枝線７ｂを介して自身に接続された各負荷３に対して情報通信を行って、各負荷３を制御する制御部として機能する。本明細書において、幹線とは各ＥＣＵ４を相互に接続する電源配線又は通信線に用いる用語であり、枝線とは各ＥＣＵ４と各負荷３とを接続する電源配線又は通信線に用いる用語である。具体的には、枝線７ａとは、電源配線における枝線であり、後述する枝線７１４，７２４，７３４を総称する概念である。枝線７ｂとは、通信線における枝線であり、後述する枝線７１１～７１３，７２２～７２３，７３２～７３３を総称する概念である。

ライトＥＣＵ４１には、負荷３として、インターネット用のディスプレイ３１１と、ブルートゥース(Bluetooth)又はワイファイ(Wi-Fi)の無線通信（図中「近接無線」として示した）により外部の機器と接続するための機器接続部３１２と、ＬＴＥ(Long Term Evolution)方式又は５Ｇ(5th Generation)方式（図中「LTE/5G」として示した）により外部の機器と接続するためのＴＣＵ(Telematics Control Unit)３１３とが接続されている。ライトＥＣＵ４１とこれらの負荷３とを接続する枝線７１１の通信方式には、例えば、１Ｇイーサ方式が利用される。よって、この通信方式では、後述するＣＡＮ方式又はＣＡＮ ＦＤ方式や１００Ｍイーサ方式よりも通信帯域が広く、安定して大容量の通信を行うことができる。なお、「ブルートゥース」、「Bluetooth」、「ＬＴＥ」は登録商標である。

また、ライトＥＣＵ４１には、負荷３として、車両２の右前方に対して光を用いたリモートセンシングにより画像検出及び測距を行うＬＩＤＡＲ(Light Imaging Detection and Ranging)を採用するユニット（以下では単に「ＬＩＤＡＲ」と称する）３１４と、車両２の右側を撮像するカメラ３１５と、イーサネット方式の通信を経由して車両の診断を行うＤｏＩＰ(Diagnostics over Internet Protocol)を採用するユニット（以下及び図中では単に「ＤｏＩＰ」と称する）３１６とが接続されている。ライトＥＣＵ４１とこれらの負荷３とを接続する枝線７１２の通信方式には、例えば、１００Ｍイーサ方式が利用される。

また、ライトＥＣＵ４１には、負荷３として、各負荷の稼働情報を検出するＢＣＭ(Body Control Module)３１７と、種々の負荷３１８～３２０とが接続されている。ライトＥＣＵ４１とこれらの負荷３とを接続する枝線７１３の通信方式には、例えば、ＣＡＮ方式又はＣＡＮ ＦＤ方式が利用される。

また、ライトＥＣＵ４１には、負荷３として、負荷３２１が接続されている。ライトＥＣＵ４１と負荷３２１とを接続する枝線７１４は電力供給用の電源配線として機能する。なお、図１では図示を省略しているが、枝線７ａとして、ディスプレイ３１１、機器接続部３１２、ＴＣＵ３１３、ＬＩＤＡＲ３１４、カメラ３１５、ＤｏＩＰ３１６、ＢＣＭ３１７、及び負荷３１８～３２０のそれぞれとライトＥＣＵ４１とを接続する電源配線が設けられてもよい。

レフトＥＣＵ４２には、負荷３として、電子ミラー用のディスプレイ３２２と、ナビゲーション用のディスプレイ３２３と、車両２の中央前方に対して画像検出及び測距を行うＬＩＤＡＲ３２４と、車両２の前方側を撮像するカメラ３２５と、車両２の左前方に対して画像検出及び測距を行うＬＩＤＡＲ３２６と、車両２の左側を撮像するカメラ３２７と、負荷３２８とが接続されている。レフトＥＣＵ４２とこれらの負荷３とを接続する枝線７２２の通信方式には、例えば、１００Ｍイーサ方式が利用される。

また、レフトＥＣＵ４２には、負荷３として、種々の負荷３２９～３３１が接続されている。レフトＥＣＵ４２とこれらの負荷３とを接続する枝線７２３の通信方式には、例えば、ＣＡＮ方式又はＣＡＮ ＦＤ方式が利用される。

また、レフトＥＣＵ４２には、負荷３として、負荷３３２，３３３が接続されている。レフトＥＣＵ４２と負荷３３２，３３３とを接続する枝線７２４は電力供給用の電源配線として機能する。なお、図１では図示を省略しているが、枝線７ａとして、ディスプレイ３２２，３２３、ＬＩＤＡＲ３２４，３２６、カメラ３２５，３２７、及び負荷３２８～３３１のそれぞれとレフトＥＣＵ４２とを接続する電源配線が設けられてもよい。

リアＥＣＵ４３には、負荷３として、車両２の中央後方に対して画像検出及び測距を行うＬＩＤＡＲ３３４と、車両２の後方側を撮像するカメラ３３５と、車両２の位置情報を管理するロケータ３３６と、車両２の自動運転、例えば自動ブレーキを管理する自動運転部３３７とが接続されている。リアＥＣＵ４３とこれらの負荷３とを接続する枝線７３２の通信方式には、例えば、１００Ｍイーサ方式が利用される。

また、リアＥＣＵ４３には、負荷３として、種々の負荷３３８～３４０が接続されている。リアＥＣＵ４３とこれらの負荷３とを接続する枝線７３３の通信方式には、例えば、ＣＡＮ方式又はＣＡＮ ＦＤ方式が利用される。

また、リアＥＣＵ４３には、負荷３として、負荷３４１が接続されている。リアＥＣＵ４３と負荷３４１とを接続する枝線７３４は電力供給用の電源配線として機能する。なお、図１では図示を省略しているが、枝線７ａとして、ＬＩＤＡＲ３３４、カメラ３３５、ロケータ３３６、自動運転部３３７、及び負荷３３８～３４０のそれぞれとリアＥＣＵ４３とを接続する電源配線が設けられてもよい。

また、リアＥＣＵ４３には電源配線７３５を介してバッテリー５が接続され、バッテリー５には電源配線７３６を介して降圧用のＤＣ／ＤＣ降圧コンバーター５０が接続されている。

＜ＥＣＵの機能構成＞
次に、図３を参照して、ＥＣＵ４の機能構成を説明する。

図３は、ＥＣＵ４の機能構成の一例を示す図である。本実施形態では、ライトＥＣＵ４１、レフトＥＣＵ４２、及びリアＥＣＵ４３は同様の機能構成であるので、これらのいずれもが図３に示す第１ＥＣＵ４ａ、第２ＥＣＵ４ｂ、及び第３ＥＣＵ４ｃとして機能しうる。以下では、代表として第１ＥＣＵ４ａの機能構成について詳細に説明し、第２ＥＣＵ４ｂ、第３ＥＣＵ４ｃの機能構成について重複説明を省略する。各ＥＣＵ４において、例えば、通信制御部４５は各負荷３の稼働情報を通信するためのマイクロコンピュータを含んで構成され、電源分配部４６は各負荷３への電力を分配するための半導体リレーを含んで構成される。

第１ＥＣＵ４ａは、通信制御部４５と、電源分配部４６と、アドオン部４７と、セキュリティ部４８と、を有する。以下、各部の機能について詳述する。

通信制御部４５は、第１ＥＣＵ４ａによる通信を行うための機能部として、イーサ送受信部４５１と、イーサゲートウェイ４５２と、ＣＡＮ－イーサ変換部４５３と、ＣＡＮゲートウェイ４５４と、ＣＡＮ送受信部４５５とを有する。また、通信制御部４５は、第１ＥＣＵ４ａの通信経路が失陥した場合に通信経路を切替えるための機能部として、通信失陥検出部４５６と、経路切替部４５７とを有する。

イーサ送受信部４５１は、１Ｇイーサ方式又は１００Ｍイーサ方式によって外部と情報を送受信する機能部である。

第１ＥＣＵ４ａのイーサ送受信部４５１は、第２ＥＣＵ４ｂ及び第３ＥＣＵ４ｃのイーサ送受信部と、１Ｇイーサ方式によって通信される通信線６３で接続されている。また、第２ＥＣＵ４ｂのイーサ送受信部及び第３ＥＣＵ４ｃのイーサ送受信部も、通信線６３で相互に接続されている。

また、第１ＥＣＵ４ａのイーサ送受信部４５１は、複数の負荷３と、イーサ方式によって通信される複数の枝線７４で接続されている。第１ＥＣＵ４ａがライトＥＣＵ４１である場合、１００Ｍイーサ方式での通信が行われる構成として、図３で示された上記複数の負荷３は図１で示されたＬＩＤＡＲ３１４、カメラ３１５、及びＤｏＩＰ３１６を含み、図３で示された上記複数の枝線７４は図１で示された複数の枝線７１２を含む。また、１Ｇイーサ方式での通信が行われる構成として、図３で示された上記複数の負荷３がディスプレイ３１１、機器接続部３１２、及びＴＣＵ３１３を含み、図３で示された上記複数の枝線７４は、図１で示された複数の枝線７１１をさらに含む（図１も参照）。

第１ＥＣＵ４ａがレフトＥＣＵ４２である場合、図３で示された上記複数の負荷３は、図１で示されたディスプレイ３２２，３２３、ＬＩＤＡＲ３２４，３２６、カメラ３２５，３２７、及び負荷３２８に相当する。図３で示された上記複数の枝線７４は、図１で示された複数の枝線７２２に相当する。

第１ＥＣＵ４ａがリアＥＣＵ４３である場合、図３で示された上記複数の負荷３は、図１で示されたＬＩＤＡＲ３３４、カメラ３３５、ロケータ３３６、及び自動運転部３３７に相当する。図３で示された上記複数の枝線７４は、図１で示された複数の枝線７３２に相当する。

イーサゲートウェイ４５２は、第１ＥＣＵ４ａにおいて、情報の送受信を１Ｇイーサ方式又は１００Ｍイーサ方式によって中継する機能部である。イーサゲートウェイ４５２は、イーサ送受信部４５１から受信した情報をＣＡＮ－イーサ変換部４５３又は後述する電源供給部４６２に送信する。同様に、イーサゲートウェイ４５２は、ＣＡＮ－イーサ変換部４５３から受信した情報を電源供給部４６２又はイーサ送受信部４５１に送信する。

ＣＡＮ－イーサ変換部４５３は、通信プロトコルを変換する機能部である。ＣＡＮ－イーサ変換部４５３は、イーサゲートウェイ４５２から受信した情報の通信プロトコルを、１Ｇイーサ方式又は１００Ｍイーサ方式からＣＡＮ方式又はＣＡＮ ＦＤ方式に変換し、変換後の情報をＣＡＮゲートウェイ４５４に送信する。同様に、ＣＡＮ－イーサ変換部４５３は、ＣＡＮゲートウェイ４５４から受信した情報通信プロトコルを、ＣＡＮ方式又はＣＡＮ ＦＤ方式から１Ｇイーサ方式又は１００Ｍイーサ方式に変換し、変換後の情報をイーサゲートウェイ４５２に送信する。

ＣＡＮゲートウェイ４５４は、第１ＥＣＵ４ａにおいて、情報の送受信をＣＡＮ方式又はＣＡＮ ＦＤ方式によって中継する機能部である。ＣＡＮゲートウェイ４５４は、ＣＡＮ送受信部４５５から受信した情報をＣＡＮ－イーサ変換部４５３又は後述する電源供給部４６２に送信する。同様に、ＣＡＮゲートウェイ４５４は、ＣＡＮ－イーサ変換部４５３から受信した情報を電源供給部４６２又はＣＡＮ送受信部４５５に送信する。

ＣＡＮ送受信部４５５は、ＣＡＮ方式又はＣＡＮ ＦＤ方式によって外部と情報を送受信する機能部である。

第１ＥＣＵ４ａのＣＡＮ送受信部４５５は、複数の負荷３と、ＣＡＮ方式又はＣＡＮ ＦＤ方式によって通信される複数の枝線７５で接続されている。第１ＥＣＵ４ａがライトＥＣＵ４１である場合、図３で示された上記複数の負荷３は、図１で示されたＢＣＭ３１７及び負荷３１８～３２０に相当する。図３で示された上記複数の枝線７５は、図１で示された複数の枝線７１３に相当する。

第１ＥＣＵ４ａがレフトＥＣＵ４２である場合、図３で示された上記複数の負荷３は、図１で示された負荷３２９～３３１に相当する。図３で示された上記複数の枝線７５は、図１で示された複数の枝線７２３に相当する。

第１ＥＣＵ４ａがリアＥＣＵ４３である場合、図３で示された上記複数の負荷３は、図１で示された負荷３３８～３４０に相当する。図３で示された上記複数の枝線７５は、図１で示された複数の枝線７３３に相当する。

また、第１ＥＣＵ４ａのＣＡＮ送受信部４５５は、後述するコネクタ４７１とＣＡＮ方式又はＣＡＮ ＦＤ方式によって枝線７５で接続されている。

このように、イーサ送受信部４５１、イーサゲートウェイ４５２、ＣＡＮ－イーサ変換部４５３、ＣＡＮゲートウェイ４５４、及びＣＡＮ送受信部４５５は、１Ｇイーサ方式又は１００Ｍイーサ方式とＣＡＮ方式又はＣＡＮ ＦＤ方式との通信方式を変換可能に信号の入出力（送受信ともいう）を行う入出力部４５ａとして機能する。

通信失陥検出部４５６は、第１ＥＣＵ４ａに接続される２本の通信線６３の通信失陥を検出する機能部である。このような通信失陥が生じた事態としては、例えば、上記２本の通信線６３のうち１本の通信線６３が破断し、該１本の通信線６３による情報通信が不能となる事態が挙げられる。通信失陥検出部４５６は、上記のような通信失陥を検出すると、経路切替部４５７に対して切替信号を出力する。

経路切替部４５７は、通信失陥検出部４５６から切替信号が入力されることにより、３本の通信線６３による通信経路を切替える機能部である。

３本の通信線６３が正常に機能している場合には、図１を参照して、ライトＥＣＵ４１とレフトＥＣＵ４２とが通信線６３１を介して１Ｇイーサ方式で通信され、レフトＥＣＵ４２とリアＥＣＵ４３とが通信線６３２を介して１Ｇイーサ方式で通信され、リアＥＣＵ４３とライトＥＣＵ４１とが通信線６３３を介して１Ｇイーサ方式で通信される。

他方、通信線６３の１本（例えば、通信線６３１）による通信が失陥した場合には、通信失陥検出部４５６がイーサ送受信部４５１を介してその通信失陥を検出する。通信失陥検出部４５６は、その検出情報を含む切替信号を出力し、該切替信号を入力した経路切替部４５７が通信経路の切替を行う。その結果、ライトＥＣＵ４１とレフトＥＣＵ４２との通信経路が、通常の経路（通信線６３１のみの経路）から新たな経路（通信線６３２、リアＥＣＵ４３、及び通信線６３３を経由する経路）に切り替えられる。このように、３個のＥＣＵ４をリング状の通信経路で接続することにより、各ＥＣＵ４が他の２個のＥＣＵ４とそれぞれ１つずつの通信線６３によって接続される。このような冗長構成を構築する技術としては、例えば、非特許文献１に開示される技術を利用することができる。また、３個以上のＥＣＵ４を接続することにより、各ＥＣＵ４が他の２個以上のＥＣＵ４と接続される態様であってもよい。

図４は、電源分配部４６の構成例を模式的に示す図である。電源分配部４６は、電源配線６１から供給された電力を各負荷３に分配するための構成として、分配制御部４６１と、電源供給部４６２とを有する。

分配制御部４６１は、電源配線６１からの電力を稼働情報に基づいて分配するための制御を行う機能部である。ここで、稼働情報とは、各負荷３が稼働すべきか停止すべきかの基準となる情報である。例えば稼働情報は、車両２が常時電源（図３中「＋Ｂ」と表記）を使用すべき状態（以下「＋Ｂ状態」と称す）であるという情報、車両２がアクセサリ電源（図３中「ＡＣＣ」と表記）を使用すべき状態（以下「ＡＣＣ状態」と称す）であるという情報、及び、車両２がイグニッション電源（図３中「ＩＧ」と表記）を使用すべき状態（以下「ＩＧ状態」と称す）であるという情報を含む。稼働情報の取得については後述する。

分配制御部４６１は、リレー制御部４６１ａを含んで構成される。リレー制御部４６１ａは、通信線７８によってイーサゲートウェイ４５２と接続され、かつ通信線７９によってＣＡＮゲートウェイ４５４と接続される。通信線７８，７９の少なくとも一方を介して、リレー制御部４６１ａに稼働情報を含む信号が入力される。また、通信線７９を介してリレー制御部４６１ａに後述する種別信号が入力される。

電源供給部４６２は、分配制御部４６１に接続され、分配制御部４６１による制御下で電力を分配して各負荷３に供給する機能部である。例えば電源供給部４６２は、電源配線６１から供給される電力が分配される４つの電源配線６４ａ～６４ｄと、３つの電源配線６４ｂ～６４ｄにそれぞれ設けられる３つの半導体リレー４６２ｂ～４６２ｄとを有する。３つの半導体リレー４６２ｂ～４６２ｄは、それぞれ通信線７００ｂ～７００ｄを介してリレー制御部４６１ａに接続されている。

電源配線６４ａは、常時電源を負荷３ａに供給するための電源経路であり、＋Ｂ状態、ＡＣＣ状態、ＩＧ状態のいずれにおいても導通している。電源配線６４ｂは、アクセサリ電源を負荷３ｂに供給するための電源経路であり、半導体リレー４６２ｂによって、＋Ｂ状態においては非導通となり、ＡＣＣ状態、ＩＧ状態においては導通する。半導体リレー４６２ｂは、通信線７００ｂを介して取得した稼働情報を基に電源配線６４ｂの開閉制御（導通／非導通の制御）を行う。電源配線６４ｃは、イグニッション電源を負荷３ｃに供給するための電源経路であり、半導体リレー４６２ｃによって、＋Ｂ状態、ＡＣＣ状態においては非導通となり、ＩＧ状態において導通する。半導体リレー４６２ｃは、通信線７００ｃを介して取得した稼働情報を基に電源配線６４ｃの開閉制御（導通／非導通の制御）を行う。電源配線６４ｄは、常時電源、アクセサリ電源、又はイグニッション電源のいずれかを負荷３ｄに供給するための電源経路であり、半導体リレー４６２ｄによってその導通／非導通が制御（開閉制御）される。半導体リレー４６２ｄは、通信線７００ｄを介して取得した稼働情報及び後述する種別信号を基に電源配線６４ｄの開閉制御を行う。

図３に示す例では、電源供給部４６２から出力される電力が、負荷３ａ～３ｃ及びコネクタ４７１に供給される。負荷３ａは、例えばＢＣＭ３１７のように、車両２が＋Ｂ状態、ＡＣＣ状態、ＩＧ状態である際に電力が供給されて稼働する機器である。負荷３ｂは、例えばナビゲーション用のディスプレイ３２３のように、車両２がＡＣＣ状態、ＩＧ状態である際に電力が供給されて稼働する機器である。負荷３ｃは、例えば自動運転部３３７のように、車両２がＩＧ状態である際に電力が供給されて稼働する機器である。なお、電源供給部４６２と各負荷３ａ～３ｃの間には、それぞれヒューズ４６３ａ～４６３ｃが設けられる。より具体的には図４を参照して、負荷３ａはヒューズ４６３ａを介して電源配線６４ａと、負荷３ｂはヒューズ４６３ｂを介して電源配線６４ｂと、負荷３ｃはヒューズ４６３ｃを介して電源配線６４ｃと、それぞれ接続される。

アドオン部４７は、負荷３として負荷３ｄを第１ＥＣＵ４ａの外部から追加して接続するコネクタ４７１と、負荷３ｄを稼働プログラムによって稼働するＯＴＡ(Over The Air)部４７２と、を有する。コネクタ４７１及びＯＴＡ部４７２を用いて、第１ＥＣＵ４ａに機能を追加するアドオン処理については後述する。

セキュリティ部４８は、第１ＥＣＵ４ａの外部との通信の際に、外部に対する認証処理、及び外部から入力された情報が正規のものであるか否かを判定する処理を行う。図１を参照して、いずれも外部と無線通信を行う機器接続部３１２及びＴＣＵ３１３と枝線７１１を介して接続されるライトＥＣＵ４１では、レフトＥＣＵ４２又はリアＥＣＵ４３に比べて、セキュリティ部４８のセキュリティ基準が高く設定される。これにより、外部から車載システム１への不正アクセス、例えばハッキングの侵入を防止する機能が高められる。本実施形態のように車載システム１の外部と通信を行う機能が１つのＥＣＵ４（具体的には、ライトＥＣＵ４１）に集約されていれば、該１つのＥＣＵ４のみでセキュリティ基準を高く設定すればよく、簡易な構成で不正アクセスの侵入を防止することができる。

＜電源供給処理及び情報通信処理＞
次に、図１及び図３を参照しつつ、利用者が車両２を＋Ｂ状態からＡＣＣ状態に切り替えた際に車載システム１で行われる処理の一例について説明する。この例では、第１ＥＣＵ４ａがライトＥＣＵ４１に相当し、第２ＥＣＵ４ｂがレフトＥＣＵ４２に相当し、第３ＥＣＵ４ｃがリアＥＣＵ４３に相当するものとする。

利用者が車両２を駆動するための処理、例えばキーの挿入及び回動又はプッシュスタートボタンの操作により、車両２が＋Ｂ状態からＡＣＣ状態に切り替えられる。ＢＣＭ３１７はこの切替を検出し、車両２がＡＣＣ状態であるという稼働情報を含む信号を生成する。生成された信号は、ＢＣＭ３１７から出力されて、枝線７１３を経由して、ライトＥＣＵ４１のＣＡＮ送受信部４５５に入力される。ここでは、各通信線のうち稼働情報が伝達される線を特に「稼働信号線」と称する。このとき、枝線７１３は、稼働信号線のうち、特に稼働情報をライトＥＣＵ４１に入力する入力稼働信号線として機能する。

この信号は、ＣＡＮ送受信部４５５から出力されて、ＣＡＮゲートウェイ４５４に入力される。ＣＡＮゲートウェイ４５４では、入力された信号を基に、車両２がＡＣＣ状態であるという稼働情報を含む信号を生成する。

この信号は、ＣＡＮゲートウェイ４５４から出力されて分配制御部４６１に入力される。そして、電源供給部４６２は、上述した分配制御部４６１の制御下で分配された各電力を各負荷３に供給する。具体的には上記稼働情報は、車両２がＡＣＣ状態であるということを示しており、リレー制御部４６１ａは通信線７００ｂを介して半導体リレー４６２ｂを制御して電源配線６４ｂと電源配線６１とを導通させる。これにより、電源が負荷３ｂに供給される。但し、リレー制御部４６１ｂは、通信線７００ｃを介して半導体リレー４６２ｃを制御して電源配線６４ｃと電源配線６１とを遮断するので、電源は負荷３ｃには供給されない。

この信号は、ＣＡＮゲートウェイ４５４から出力されてＣＡＮ－イーサ変換部４５３にも入力される。ＣＡＮ－イーサ変換部４５３は、入力された上記信号の通信方式を、ＣＡＮ方式又はＣＡＮ ＦＤ方式から１Ｇイーサ方式に変換する。

変換後の信号は、ＣＡＮ－イーサ変換部４５３から出力されて、イーサゲートウェイ４５２に入力される。

この信号は、イーサゲートウェイ４５２から出力されて、イーサ送受信部４５１に入力される。イーサ送受信部４５１は、入力された信号を基に、車両２がＡＣＣ状態であるという稼働情報を含む信号を生成する。

この信号は、イーサ送受信部４５１から出力されて、通信線６３１を経由してレフトＥＣＵ４２に入力される。このとき、通信線６３１は、ライトＥＣＵ４１の観点では稼働信号線のうち特に稼働情報をライトＥＣＵ４１から出力する出力稼働信号線として機能し、レフトＥＣＵ４２の観点では稼働信号線のうち特に稼働情報をレフトＥＣＵ４２に入力する入力稼働信号線として機能する。

この信号は、レフトＥＣＵ４２におけるイーサ送受信部（図３で示される「イーサ送受信部４５１」に相当）及びイーサゲートウェイ（図３で示される「イーサゲートウェイ４５２」に相当）を経由して分配制御部（図３で示される「分配制御部４６１」に相当）に入力される。そして、レフトＥＣＵ４２では、入力された信号に含まれる稼働情報に基づいて分配制御部の制御下で分配された電力を、電源供給部（図３で示される「電源供給部４６２」に相当）が各負荷３に供給する。図３では、図示が煩雑になるのを防ぐ目的で、レフトＥＣＵ４２に相当する第２ＥＣＵ４ｂが枝線７６を介して１つの負荷３に接続される様子を示している。なお、第２ＥＣＵ４ｂが複数の枝線を介して複数の負荷に接続されていてもよい。

稼働情報を含んでイーサ送受信部４５１から出力された信号は、通信線６３３を経由してリアＥＣＵ４３にも入力される。このとき、通信線６３３は、ライトＥＣＵ４１の観点では稼働信号線のうち特に稼働情報をライトＥＣＵ４１から出力する出力稼働信号線として機能し、リアＥＣＵ４３の観点では稼働信号線のうち特に稼働情報をリアＥＣＵ４３に入力する入力稼働信号線として機能する。

この信号は、リアＥＣＵ４３におけるイーサ送受信部（図３で示される「イーサ送受信部４５１」に相当）及びイーサゲートウェイ（図３で示される「イーサゲートウェイ４５２」に相当）を経由して分配制御部（図３で示される「分配制御部４６１」に相当）に入力される。そして、リアＥＣＵ４３では、入力された信号に含まれる稼働情報に基づいて分配制御部の制御下で分配された電力を、電源供給部（図３で示される「電源供給部４６２」に相当）が各負荷３に供給する。図３では、図示が煩雑になるのを防ぐ目的で、リアＥＣＵ４３に相当する第３ＥＣＵ４ｃが枝線７７を介して１つの負荷３に接続される様子を示している。なお、第３ＥＣＵ４ｃが複数の枝線を介して複数の負荷に接続されていてもよい。

ここまで、稼働情報がＡＣＣ状態を示す態様について説明したが、稼働情報がＩＧ状態を示す態様であってもよい。この態様においても、上記と同様に、あるＥＣＵ４から他の２つのＥＣＵ４に稼働情報が伝達され、各ＥＣＵ４において稼働情報を基に各負荷３への電源供給が行われる。例えば図４に即してみれば、リレー制御部４６１ａは通信線７００ｂ，７００ｃを介して半導体リレー４６２ｂ，４６２ｃを制御して電源配線６４ｂ，６４ｃと電源配線６１とを導通させる。これにより、電源が負荷３ｂ，３ｃに供給される。

このように、稼働信号線は稼働情報を入力する入力稼働信号線と稼働情報を出力する出力稼働信号線とから構成される。ライトＥＣＵ４１の入出力部４５ａは、入力稼働信号線たる枝線７１３と出力稼働信号線たる通信線６３１，６３３とに接続されて、入力稼働信号線から入力された稼働情報を出力稼働信号線に出力する機能を有する。また、レフトＥＣＵ４２の入出力部（ライトＥＣＵ４１の入出力部４５ａに相当する機能部）は、入力稼働信号線たる通信線６３１に接続されて入力稼働信号線から稼働情報を得る機能を有する。また、リアＥＣＵ４３の入出力部（ライトＥＣＵ４１の入出力部４５ａに相当する機能部）は、入力稼働信号線たる通信線６３３に接続されて入力稼働信号線から稼働情報を得る機能を有する。

本実施形態では、各ＥＣＵ４が、複数の車内ネットワークの間で稼働情報を分配する通信分配の機能と、この稼働情報に基づいて各負荷３に電力を分配する電力分配の機能とを有する。よって、本実施形態の態様では、これらの機能を別個に設ける態様（例えば後述する図５の態様）に比べて、車内ネットワークを構成する部材を削減することが可能である。

図５は、本実施形態の比較例に係る車載システム１Ａを示す。この車載システム１Ａでは、車両２Ａの前方左側に配されるバッテリー５Ａから電源ボックス５１Ａ，５２Ａ及び各電源配線８０Ａ，８０Ｂを経由して、負荷３００～３０３に電力が分配される。なお、電源ボックス５１Ａから電力が分配される負荷の図示は省略している。

電源ボックス５２Ａは、＋Ｂ状態においても電源が供給されるべき負荷３００と、電源配線８０Ａによって接続される。電源ボックス５２Ａは、＋Ｂ状態においては電源が供給されず、ＡＣＣ状態又はＩＧ状態において電源が供給されるべき負荷３０１，３０２，３０３と、電源配線８０Ｂによって接続される。この比較例では上述の稼働情報の伝達及び稼働情報に基づいた電源の供給が行なわれない。この場合、＋Ｂ状態であるかＡＣＣ状態であるかに依存した電源の供給は、電源ボックス５２Ａからの電源配線８０Ａ，８０Ｂの実装によって実現される。よって、電源ボックス５２Ａからの距離が大きい負荷３に対して電力を供給する場合には、各電源配線８０Ａ，８０Ｂの配索距離の合計が長くなる。また、負荷３の個数が多い場合にはこの課題が顕著になる。

これに対して、本実施形態の車載システム１では、負荷３が集中しやすい箇所（具体的には、車両２の前方右側、前方左側、及び後方中央側）に分配器として３つのＥＣＵ４を配置する。また、各ＥＣＵ４は電源配線６１，６２によって電源供給可能に接続され、かつ３つの通信線６３によって情報通信可能に接続されている。さらに、各ＥＣＵ４は枝線７ａを介して各負荷３に電源供給可能に接続され、かつ枝線７ｂを介して各負荷３に情報通信可能に接続されている。よって、各負荷３にはこれと近接する各ＥＣＵ４から電源供給及び情報通信を行うことができ、車内ネットワークを構成する部材を削減することが可能である。特に、３つの通信線６３が稼働情報を伝達する稼働信号線として機能することで、電源分配のための配線の配索が容易になる。この効果は、負荷３の個数が多い場合であっても同様である。なお、ＥＣＵ４の個数は３個に限定されず、複数のＥＣＵ４が稼働信号線及び電源配線で接続される態様であれば、同様の効果が得られる。

＜アドオン処理＞
次に、図１及び図３を参照しつつ、アドオン部４７によって実行されるアドオン処理の一例について説明する。

コネクタ４７１に負荷３ｄが接続されると、負荷３ｄの稼働種別を情報として含む信号（以下「種別信号」と称する）が負荷３ｄから出力されて、コネクタ４７１及び枝線７５を経由して、ＣＡＮ送受信部４５５に入力される。種別信号は、ＣＡＮ送受信部４５５及びＣＡＮゲートウェイ４５４を経由して、ＣＡＮ－イーサ変換部４５３に入力される。そして、ＣＡＮ－イーサ変換部４５３は、種別信号の通信方式をＣＡＮ方式又はＣＡＮ ＦＤ方式から１Ｇイーサ方式又は１００Ｍイーサ方式に変換する。変換後の種別信号はＣＡＮ－イーサ変換部４５３から出力されて、イーサゲートウェイ４５２を経由してイーサ送受信部４５１に入力される。ここで、稼働種別とは、負荷３ｄの種別を示す情報であり、例えば、負荷３ｄが＋Ｂ状態、ＡＣＣ状態、及びＩＧ状態のいずれのタイミングで稼働するかを示す。

第１ＥＣＵ４ａがライトＥＣＵ４１である場合、種別信号はイーサ送受信部４５１から出力され、枝線７１１を経由して、１Ｇイーサ方式によって機器接続部３１２又はＴＣＵ３１３に入力される。そして、種別信号が入力された機器接続部３１２又はＴＣＵ３１３は、上記稼働プログラムを無線通信によってサーバー（図示省略）から受信して出力し、枝線７１１を経由してこの稼働プログラムを第１ＥＣＵ４ａに入力する。ＯＴＡ部４７２がこの稼働プログラムを実行することによって、第１ＥＣＵ４ａは、後から追加された負荷３ｄを稼働することが可能となる。

また、第１ＥＣＵ４ａがレフトＥＣＵ４２又はリアＥＣＵ４３である場合、種別信号はイーサ送受信部４５１から出力され、通信線６３１又は通信線６３３を経由して、１Ｇイーサ方式によってライトＥＣＵ４１に入力される。そして、ライトＥＣＵ４１は、上記のようにして稼働プログラムを取得する。この稼働プログラムは第１ＥＣＵ４ａから出力され、通信線６３１又は通信線６３３を経由して、１Ｇイーサ方式によってレフトＥＣＵ４２又はリアＥＣＵ４３に入力される。ＯＴＡ部４７２がこの稼働プログラムを実行することによって、レフトＥＣＵ４２又はリアＥＣＵ４３は、後から追加された負荷３ｄを稼働することが可能となる。

このように、第１ＥＣＵ４ａの入出力部４５ａは、コネクタ４７１に接続された負荷３ｄの稼働種別を負荷３ｄからコネクタ４７１を介して取得し、この稼働種別を示す情報（より具体的には例えば種別信号）を入出力する。

また、電源供給部４６２は、コネクタ４７１に接続された負荷３ｄに対して、コネクタ４７１を介して、上記稼働種別を示す情報及び上記稼働情報に基づいて電力を分配する。例えば、負荷３ｄがバックカメラの場合、負荷３ｄは車両２がＩＧ状態である際に電力が供給されて稼働する。よって図３及び図４を参照して、上記種別信号及び上記稼働情報を含む信号が通信線７００ｄを介して伝達されて、分配制御部４６１によって半導体リレー４６２ｄが開閉制御され、電源配線６４ｄ及びコネクタ４７１を介して電源供給部４６２が負荷３ｄに電力を供給する。また、負荷３ｄの電源供給においてコネクタ４７１は電源配線６２を介して接地される。

コネクタ４７１の接続方式としては、種々の方式を利用可能であるが、例えばＵＳＢ(Universal Serial Bus)方式が採用される。本実施形態では、アドオン部４７によるアドオン処理によって、車載システム１に対して容易に機能を追加することができる。

また、本実施形態の車載システム１では、各ＥＣＵ４が車両の隅に配置されているので、車両の隅に後付けで負荷３ｄを追加する場合であっても、負荷３ｄとＥＣＵ４とを接続する部材の配索距離を抑えることが可能である。

以上のように分配器及び車載システムは詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、分配器及び車載システムがそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、分配器及び車載システムの範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

１ 車載システム
４，４１～４３，４ａ～４ｃ 分配器（ＥＣＵ、ライトＥＣＵ、レフトＥＣＵ、リアＥＣＵ、第１ＥＣＵ～第３ＥＣＵ）
３，３ｄ 車両用の負荷
４５ａ 入出力部
６１，６２ 電源配線
４６１ 分配制御部
４６２ 電源供給部
４７１ コネクタ
６３，６３１，６３３ 稼働信号線（入力稼働信号線、出力稼働信号線、通信線）
７１３ 稼働信号線（入力稼働信号線、通信線）

上記課題を解決するため、電力の分配方法において分配器は、車両に敷設される電源配線と、前記電源配線からの電力を供給する対象となる車両用の負荷と、前記負荷が稼働すべきか停止すべきかの基準となる稼働情報が伝達される稼働信号線とに接続され、前記電源配線から前記負荷へ供給する電力を前記稼働情報に基づいて分配する。
車両に敷設される電源配線から電力が分配される車両用の負荷を稼働させるためのプログラムは、入力稼働信号線から入力され出力稼働信号線から出力される前記稼働情報に基づいて分配された電力を用いて前記負荷を稼働させる。前記稼働情報は前記負荷が稼働すべきか停止すべきかの基準となる。例えば当該プログラムは、前記負荷の種別を示す稼働種別に基づいて外部から入力される。例えば前記稼働種別は前記負荷が稼働するタイミングを示す。
車両に敷設される電源配線と、前記電源配線から電力が供給される車両用の負荷と、前記負荷が稼働すべきか停止すべきかの基準となる稼働情報が伝達される稼働信号線とに接続される分配器は、前記電源配線から前記負荷へ供給される電力を前記稼働情報に基づいて分配するための制御を行う。前記稼働信号線は前記稼働情報が入力される入力稼働信号線と、前記稼働情報を出力する出力稼働信号線とから構成される。前記分配器は、前記入力稼働信号線と前記出力稼働信号線とに接続され、前記入力稼働信号線から入力された前記稼働情報を前記出力稼働信号線に出力することで前記稼働情報を分配する。
例えば前記分配器は、前記入力稼働信号線から入力された前記稼働情報を、前記稼働情報の通信方式を変換して前記出力稼働信号線に出力する入出力部を備える。
例えば前記分配器は、前記車両の後方の隅に配置される。例えば前記分配器は、前記車両の車幅方向の左右いずれかの隅に配置される。例えば前記分配器は、前記車両の屋根の隅に配置される。

Claims (7)

1. 車両に敷設される電源配線と、前記電源配線から電力が供給される車両用の負荷と、前記負荷が稼働すべきか停止すべきかの基準となる稼働情報が伝達される稼働信号線とに接続され、前記車両の隅に配置される分配器によって、前記電源配線から前記負荷へ供給される電力を前記稼働情報に基づいて分配する、電力の分配方法。
2. 請求項１記載の電力の分配方法であって、
   前記分配器は、分配制御部と、前記分配制御部に接続された電源供給部とを備え、
   前記分配制御部によって前記電源配線からの電力を前記稼働情報に基づいて分配し、
   前記分配制御部による制御下で前記電源供給部によって電力を分配して前記負荷に供給する、電力の分配方法。
3. 請求項２に記載の電力の分配方法であって、
   前記稼働信号線は入力稼働信号線と、出力稼働信号線とから構成され、
   前記分配器は前記入力稼働信号線と前記出力稼働信号線とに接続される入出力部
   を更に備え、
   前記入力稼働信号線に前記稼働情報を入力し、
   前記出力稼働信号線から前記稼働情報を出力し、
   前記入出力部によって、前記入力稼働信号線から入力された前記稼働情報を前記出力稼働信号線に出力する、電力の分配方法。
4. 請求項３に記載の電力の分配方法であって、
   前記入出力部によって、前記入力稼働信号線から入力された前記稼働情報を通信方式を変換して前記出力稼働信号線に出力する、電力の分配方法。
5. 請求項２に記載の電力の分配方法であって、
   前記稼働信号線に前記稼働情報を入力する、電力の分配方法。
6. 請求項３から請求項５までのいずれか一項に記載の電力の分配方法であって、
   前記分配器は前記負荷を追加して接続するコネクタを更に備え、
   前記分配制御部によって、前記コネクタに接続された前記負荷の稼働種別を、追加された前記負荷から前記コネクタを介して取得し、
   前記電源供給部によって、前記コネクタに接続された前記負荷に対して、前記コネクタを介して、前記稼働種別を示す情報及び前記稼働情報に基づいて前記電力を分配する、電力の分配方法。
7. 請求項６に記載の電力の分配方法であって、
   前記稼働種別を示す情報を外部に出力し、
   前記稼働種別に基づいた稼働プログラムを外部から入力し、
   前記コネクタに接続された前記負荷を前記稼働プログラムによって稼働する、電力の分配方法。

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