JP4601337B2 - 車載通信システム及び通信制御機能付きコネクタ装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の電装ユニット間で通信を行う車載通信システム及び通信制御機能付きコネクタ装置に関するものである。

近年の電子通信技術の発展に伴い、自動車の電装ユニットは増加の一途をたどっており、配線数の増大を抑制するために、自動車内のネットワーク化により多重通信が実施されつつある。これに伴い、車載ネットワークに接続される電装ユニットがモジュール化されている。

例えば、図５の如く、自動車の電装ユニットとしては、エンジンモジュール１、バッテリモジュール３、フロント（Ｆｒ）サスペンションモジュール５、フロント（Ｆｒ）エンドモジュール７、バンパーモジュール９、リアジャンクションボックス（Ｊ／Ｂ）モジュール１１、リアシートモジュール１３、リアバンパーモジュール１５、ドアモジュール１７ａ〜１７ｄ、ステアリングモジュール１９、メータモジュール２１、運転席（Ｄ席）シートモジュール２３、インストルメントパネル（インパネ）モジュール２５、コンソールモジュール２７、エアーコンディショナー（エアコン）モジュール２９、助手席（Ｐ席）シートモジュール３１、ルーフモジュール３３及びジャンクションボックス（Ｊ／Ｂ）モジュール３５ａ，３５ｂが搭載される。そして、これらの各電装ユニット１，３，５，７，１１，１３，１５，１７ａ〜１７ｄ，１９，２１，２３，２５，２７，２９，３１，３３，３５ａ，３５ｂは、例えば光ケーブル等の各種通信経路、即ち、幹線３７ａ〜３７ｃ、制御系通信線３９ａ〜３９ｆ及び車体系通信線４１ａ〜４１ｆ等によって接続されて、車載ネットワークが構築される。

このように、自動車内の電装ユニットをモジュール化して車載ネットワークを構築する場合、例えば図６の如く、電装ユニット４３は、当該電装ユニット４３側のコネクタ４５に対して、光ケーブル４７ａ，４７ｂ、給電線４９及びグランド線５１が接続されたコネクタ５３を光学的及び電気的に接続し、光ケーブル４７ａ，４７ｂに対しては所定の光部品５５で入出力を行い、この光部品５５で入出力される信号がＣＰＵ５７で処理されて、様々な負荷５９の駆動が行われようになっている。尚、図６中の符号６１は電源回路を示している。

ところで、自動車においては、一般にエンジンがオフの状態での消費電流（暗電流）が避けられないが、この状態での消費電力を少なくするために、各電装ユニット１，３，５，７，１１，１３，１５，１７ａ〜１７ｄ，１９，２１，２３，２５，２７，２９，３１，３３，３５ａ，３５ｂ，４３において、必要に応じて、不必要な電力の供給をストップさせる機能（スリープ機能）が搭載されており、必要に応じてウェイクアップ信号を送信してスリープ状態を解除（ウェイクアップ）することが行われる。

例えば、図７の如く、車載ＬＡＮ等の通信経路６０に接続された単一の親機６０Ａから、当該通信経路６０に接続された全ての電装ユニット６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄに対してウェイクアップ信号ＷＵを送信し、これらの電装ユニット６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄをスリープモードから通常の電源オン状態に復帰させることが行われる。

この場合のウェイクアップ信号は、電装ユニット６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄ間等で双方向に送信されるものではなく、親機６０Ａから各電装ユニット６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄへの片方向通信で送信されるものである。したがって、各電装ユニット６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄにおいては、通信経路６０からウェイクアップ信号が入力されたときに、スリープモードから電源オンの状態に復帰するが、各電装ユニット６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄから通信経路６０側にウェイクアップ信号が送出されることはなかった。

しかしながら、自動車における便利度を考えると、あるいは、電装ユニット６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄに連動して他の電装ユニット６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄを起動したい等の要請がある。

例えば、キーレスエントリシステムを用いて自動車の外部からドアのロックを解除する場合に、外部からの無線信号を電装ユニットのひとつである受信機６０Ｂで受信して自律的な起動を行い、その受信機６０Ｂが、スリープ状態となっている他の電装ユニットとしてのドアロック制御装置６０Ｃにウェイクアップ信号を送信して、これによって当該ドアロック制御装置６０Ｃが起動し、当該ドアロック制御装置６０Ｃがドアの解錠を行うことを考えると、図７に示した従来の構成では、受信機６０Ｂからドアロック制御装置６０Ｃに対してウェイクアップ信号を送信することができなかった。

そこで、本発明の課題は、電装ユニット同士でウェイクアップ信号を双方向に伝送することができる車載通信システム及び通信制御機能付きコネクタ装置を提供することにある。

上記課題を解決すべく、請求項１に記載の発明は、自動車内の複数の電装ユニットの間で所定の車載ネットワークを通じて通信を行う車載通信システムであって、複数の前記電装ユニットと、前記各電装ユニットにそれぞれ着脱自在に接続されるとともに前記車載ネットワークに接続され、前記車載ネットワークを通じてウェイクアップ信号を受信したときに前記電装ユニットに起動を要求する信号を出力して当該電装ユニットのスリープモードを解除する機能と、前記電装ユニットから所定の信号が与えられたときに前記車載ネットワークにウェイクアップ信号を送出する機能とを有する複数の通信制御機能付きコネクタ装置とを備え、前記各通信制御機能付きコネクタ装置が、電源回路と、ウェイクアップ信号を制御するためのウェイクアップ信号制御部とを備え、前記ウェイクアップ信号制御部が、前記車載ネットワークからウェイクアップ信号が与えられた場合に前記電源回路を起動するとともに前記電装ユニットのスリープモードを解除するよう制御する機能と、前記電装ユニットからの信号に応じて前記電源回路を起動するとともに前記車載ネットワークにウェイクアップ信号を送出する機能とを有するものである。

請求項２に記載の発明は、自動車内の電装ユニットを所定の車載ネットワークに着脱自在に接続する通信制御機能付きコネクタ装置であって、前記車載ネットワークを通じてウェイクアップ信号を受信したときに前記電装ユニットに起動を要求する信号を出力して当該電装ユニットのスリープモードを解除する機能と、前記電装ユニットから所定の信号が与えられたときに前記車載ネットワークにウェイクアップ信号を出力する機能とを有し、電源回路と、ウェイクアップ信号を制御するためのウェイクアップ信号制御部とを備え、前記ウェイクアップ信号制御部が、前記車載ネットワークからウェイクアップ信号が与えられた場合に前記電源回路を起動するとともに前記電装ユニットのスリープモードを解除するよう制御する機能と、前記電装ユニットからの信号に応じて前記電源回路を起動するとともに前記車載ネットワークにウェイクアップ信号を送出する機能とを有するものである。

請求項１、２に記載の発明によれば、この通信制御機能付きコネクタ装置を各電装ユニットに着脱自在に接続するだけで、各電装ユニット間で相互にウェイクアップ信号の送受信を行って任意の電装ユニットから他の電装ユニットを起動することができる。

したがって、例えば、キーレスエントリシステムを用いて自動車の外部からドアのロックを解除する場合に、外部からの無線信号を電装ユニットのひとつである受信機で受信して自律的な起動を行い、その受信機が、スリープ状態となっている他の電装ユニットとしてのドアロック制御装置にウェイクアップ信号を送信して、これによって当該ドアロック制御装置が起動し、当該ドアロック制御装置がドアの解錠を行なうことができ便利であるし、その他にも様々な態様で電装ユニット相互間でウェイクアップ信号の送信を相互に行うことができ、車載ネットワークに接続された電装ユニットの有機的結合によりスリープモードの解除に係る電源起動の制御を容易に行うことが可能となる。

＜構成＞
図１は本発明の一の実施形態に係る車載通信システムを示すブロック図、図２はこの車載通信システムの一部を示すブロック図である。

この車載通信システムは、図１の如く、自動車内の複数の電装ユニット６３，６５，６７の間で所定の車載ネットワーク７１を通じて通信を行うよう構成されたものであり、複数の電装ユニット６３，６５，６７と、この各電装ユニット６３，６５，６７にそれぞれ接続される通信制御機能付きコネクタ装置６９とを備える。

各電装ユニット６３，６５，６７は、図１の如く、例えば、ラジエータモジュール６３、エンジンモジュール６５及びフロントリレーモジュール６７等であり、図２の如く、所定の接続コネクタ７５により通信制御機能付きコネクタ装置６９に着脱自在に接続される構成となっており、それぞれ所定の負荷を駆動するとともに、通信制御機能付きコネクタ装置６９及び車載ネットワーク７１を通じて他の電装ユニット６３，６５，６７と通信を行うようになっている。

各電装ユニット６３，６５，６７には、制御機能部品としてのＣＰＵ７７と通信制御機能付きコネクタ装置６９を通じた通信を行うための通信部７８とが内蔵されており、通信部７８により他の電装ユニット６３，６５，６７と通信を行いながら、かかる通信により受信された制御指令信号等に基づいてＣＰＵ７７が負荷を駆動制御するなどの所定の制御が行われる。

尚、各電装ユニット６３，６５，６７の接続コネクタ７５と通信制御機能付きコネクタ装置６９との間では、電気的信号の授受と給電とが行われるようになっている。図２中の符号７９ａ，７９ｂは制御系の電気的信号経路を、符号８１は給電線を、符号８３はグランド線をそれぞれ示している。

通信制御機能付きコネクタ装置６９は、各電装ユニット６３，６５，６７に対して着脱自在に接続可能とされ、当該電装ユニット６３，６５，６７との間で例えば汎用的な高速シリアル通信を行う機能が付与されており、図２の如く、電装ユニット６３，６５，６７との信号の授受を行う通信部８９と、光部品９５及び車載ネットワーク７１を通じて他の電装ユニット６３，６５，６７と通信を行うＣＰＵ９１と、電源回路９３と、光通信インターフェースを成す光部品９５と、ウェイクアップ信号を制御するためのウェイクアップ信号制御部９７とを備える。

通信部８９は、データ通信プロトコルの物理層の調整を司りながら、電装ユニット６３，６５，６７との間でやりとりされる信号の電圧やデータのビット幅等の調整を行うもので、電装ユニット６３，６５，６７の通信部７８に電気的信号経路７９ａ，７９ｂ及び接続コネクタ７５を通じて接続可能とされている。この通信部８９は、電装ユニット６３，６５，６７とＣＰＵ９１との間に介在してデータの受け渡しを行う機能と、電装ユニット６３，６５，６７がスリープモードの状態である場合にウェイクアップ信号制御部９７からの信号に基づいて電装ユニット６３，６５，６７の通信部７８に起動を要求する信号（第１の起動要求信号）を出力する機能と、電装ユニット６３，６５，６７側の通信部７８から所定の電圧の信号が入力されたときにウェイクアップ信号制御部９７に対して起動要求があった旨を示す信号（第２の起動要求信号）を出力する機能とを有する。

ＣＰＵ９１は、図示しない所定の不揮発性記憶装置内に予め格納された制御プログラムに規定された手順で動作するようになっており、通信プロトコルのデータリンク層以上の定義を行いながら、光部品９５及び車載ネットワーク７１を通じて他の電装ユニット６３，６５，６７と通信を行う機能を有する。

電源回路９３は、給電線１０１ａ及びグランド線１０１ｂに接続されて、ウェイクアップ信号制御部９７から与えられた電源制御信号に基づいて、電源回路９３が搭載された通信制御機能付きコネクタ装置６９自身の電源オンオフ制御を行う。

光部品９５は、発光素子及び受光素子を備えた光学結合装置であり、ＣＰＵ９１との間の電気的信号と、車載ネットワーク７１の光ケーブル９９ａ，９９ｂとの間の光学的信号とを変換する光インターフェース部品である。

ウェイクアップ信号制御部９７は、通信部８９及び電源回路９３に接続されるとともに、車載ネットワーク７１のウェイクアップ信号伝送用電線１０１ｃに接続されており、このウェイクアップ信号伝送用電線１０１ｃからウェイクアップ信号が与えられた場合に電源回路９３に電源制御信号を送信するとともに通信部８９に所定の信号を出力する機能と、通信部８９から上記の第２の起動要求信号が入力された場合に電源回路９３に電源制御信号を送信するとともにウェイクアップ信号伝送用電線１０１ｃにウェイクアップ信号を送出する機能とを有する。

尚、図１中の符号１０３はエンジンルーム内で車載ネットワーク７１の中継接続を行うジャンクションボックスを示している。

＜ウェイクアップ信号を受けて電装ユニットが起動する場合の動作＞
上記構成の車載通信システムにおいて、車載ネットワーク７１からウェイクアップ信号を受けて一の電装ユニット６３が起動する場合の動作を図３を用いて説明する。

まず車載ネットワーク７１側からウェイクアップ信号伝送用電線１０１ｃを介してウェイクアップ信号１１１が与えられると、通信制御機能付きコネクタ装置６９のウェイクアップ信号制御部９７が起動する。

そして、ウェイクアップ信号制御部９７は、電源回路９３に電源制御信号１１３を送信し、これにより電源回路９３が当該通信制御機能付きコネクタ装置６９の電源をオンにする。

また、ウェイクアップ信号制御部９７は、通信部８９に対して信号１１５を送信する。通信部８９は、ウェイクアップ信号制御部９７から与えられた信号１１５に基づいて起動し、電装ユニット６３に対して電気的信号経路７９ａ，７９ｂを介し第１の起動要求信号１１７を出力し、これに基づいて電装ユニット６３の起動が行われる。

＜車載ネットワークにウェイクアップ信号を送出する場合の動作＞
次に、電装ユニット６３から車載ネットワーク７１を通じて他の電装ユニットにウェイクアップ信号を送信する場合の動作を図４を用いて説明する。

まず、電装ユニット６３側から所定の電圧の信号１２１が電気的信号経路７９ａ，７９ｂを介し通信制御機能付きコネクタ装置６９の通信部８９に与えられ、これに応じて通信制御機能付きコネクタ装置６９の通信部８９が起動する。

そして、通信部８９は、ウェイクアップ信号制御部９７に対して第２の起動要求信号１２３を出力する。

そうすると、通信部８９は、当該通信制御機能付きコネクタ装置６９の電源回路９３に電源制御信号１２５を送信し、これにより電源回路９３が当該通信制御機能付きコネクタ装置６９の電源をオンにする。

そして、ウェイクアップ信号制御部９７は、電源回路９３からの供給される電源電圧を利用して、車載ネットワーク７１のウェイクアップ信号伝送用電線１０１ｃに対してウェイクアップ信号１２７を送出する。このウェイクアップ信号１２７により、他の電装ユニットの起動が行われる。

ここで、ウェイクアップ信号制御部９７は、電源回路９３がオフの状態でも、車載ネットワーク７１からのウェイクアップ信号を受信したり、通信部８９からの起動要求信号を受信することが可能に構成される必要がある。このため、例えば、ウェイクアップ信号制御部９７は、ウェイクアップ信号または起動要求信号として一定以上の電力を有する信号を受信したときに、その信号の電力を利用して起動する。

あるいは、ウェイクアップ信号制御部９７が、内蔵されまたは接続されたタイマーでの計時に基づいて所定の一定期間だけ繰り返し動作し、その一定期間内にウェイクアップ信号や起動要求信号を受信しないとスリープモードに移行して、所定の時間スリープモードが経過した時点で、再び自律的に起動するような構成とされても差し支えない。

以上のように、この通信制御機能付きコネクタ装置６９を各電装ユニット６３，６５，６７に接続するだけで、各電装ユニット６３，６５，６７間で相互にウェイクアップ信号の送受信を行って任意の電装ユニット６３，６５，６７から他の電装ユニット６３，６５，６７を起動することができる。

したがって、例えば、キーレスエントリシステムを用いて自動車の外部からドアのロックを解除する場合に、外部からの無線信号を電装ユニットのひとつである受信機６３で受信して自律的な起動を行い、その受信機６３が、スリープ状態となっている他の電装ユニットとしてのドアロック制御装置６５にウェイクアップ信号を送信して、これによって当該ドアロック制御装置６５が起動し、当該ドアロック制御装置６５がドアの解錠を行なうことができ便利であるし、その他にも様々な態様で電装ユニット６３，６５，６７相互間でウェイクアップ信号の送信を相互に行うことができ、車載ネットワーク７１に接続された電装ユニット６３の有機的結合により電源起動の制御を容易に行うことが可能となる。

尚、通信部８９とウェイクアップ信号制御部９７と電源回路９３とは、別々のブロックとして記載しているが、通信部８９とウェイクアップ信号制御部９７、あるいは、電源回路９３とウェイクアップ信号制御部９７、あるいは、これらの組合せにおいて、単一の集積回路で構成されても差し支えないことは勿論である。

また、上記実施形態において、車載ネットワーク７１に光ケーブル９９ａ，９９ｂを使用する例について説明したが、電気信号を伝送する電線等が使用されても差し支えない。

本発明の一の実施形態に係る車載通信システムを示すブロック図である。 本発明の一の実施形態に係る車載通信システムの一部を示すブロック図である。 本発明の一の実施形態に係る車載通信システムの一の動作例を示すブロック図である。 本発明の一の実施形態に係る車載通信システムの他の動作例を示すブロック図である。 一般的な車載通信システムを示すブロック図である。 従来の車載通信システムの一部を示すブロック図である。 従来の車載通信システムを示すブロック図である。

符号の説明

６３，６５，６７ 電装ユニット
６９ 通信制御機能付きコネクタ装置
７１ 車載ネットワーク
７５ 接続コネクタ
７７ ＣＰＵ
８９ 通信部
９１ ＣＰＵ
９３ 電源回路
９５ 光部品
９７ ウェイクアップ信号制御部
１０１ａ 給電線
１０１ｂ グランド線
１０１ｃ ウェイクアップ信号伝送用電線

Claims (2)

1. 自動車内の複数の電装ユニットの間で所定の車載ネットワークを通じて通信を行う車載通信システムであって、
   複数の前記電装ユニットと、
   前記各電装ユニットにそれぞれ着脱自在に接続されるとともに前記車載ネットワークに接続され、前記車載ネットワークを通じてウェイクアップ信号を受信したときに前記電装ユニットに起動を要求する信号を出力して当該電装ユニットのスリープモードを解除する機能と、前記電装ユニットから所定の信号が与えられたときに前記車載ネットワークにウェイクアップ信号を送出する機能とを有する複数の通信制御機能付きコネクタ装置と
   を備え、
   前記各通信制御機能付きコネクタ装置が、
   電源回路と、
   ウェイクアップ信号を制御するためのウェイクアップ信号制御部と
   を備え、
   前記ウェイクアップ信号制御部が、
   前記車載ネットワークからウェイクアップ信号が与えられた場合に前記電源回路を起動するとともに前記電装ユニットのスリープモードを解除するよう制御する機能と、
   前記電装ユニットからの信号に応じて前記電源回路を起動するとともに前記車載ネットワークにウェイクアップ信号を送出する機能と
   を有する車載通信システム。
2. 自動車内の電装ユニットを所定の車載ネットワークに着脱自在に接続する通信制御機能付きコネクタ装置であって、
   前記車載ネットワークを通じてウェイクアップ信号を受信したときに前記電装ユニットに起動を要求する信号を出力して当該電装ユニットのスリープモードを解除する機能と、
   前記電装ユニットから所定の信号が与えられたときに前記車載ネットワークにウェイクアップ信号を出力する機能と
   を有し、
   電源回路と、
   ウェイクアップ信号を制御するためのウェイクアップ信号制御部と
   を備え、
   前記ウェイクアップ信号制御部が、
   前記車載ネットワークからウェイクアップ信号が与えられた場合に前記電源回路を起動するとともに前記電装ユニットのスリープモードを解除するよう制御する機能と、
   前記電装ユニットからの信号に応じて前記電源回路を起動するとともに前記車載ネットワークにウェイクアップ信号を送出する機能と
   を有する通信制御機能付きコネクタ装置。

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