JP6429472B2

JP6429472B2 - 車載機器制御システム

Info

Publication number: JP6429472B2
Application number: JP2014056955A
Authority: JP
Inventors: 公一成井; 浩一横山; 竹三杉村
Original assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.; Furukawa Automotive Systems Inc
Current assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.; Furukawa Automotive Systems Inc
Priority date: 2014-03-19
Filing date: 2014-03-19
Publication date: 2018-11-28
Anticipated expiration: 2034-03-19
Also published as: JP2015178331A

Description

本発明は、制御装置に接続された幹線路に複数の車載機器がそれぞれの支線路で接続されたローカルネットワーク型の車載機器制御システムに関するものである。

複数のコンピュータを接続するシステム構成として、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）が知られているが、車両に搭載された複数の機器をＬＡＮと類似の構成で接続するようにしたシステム構成が特許文献１に開示されている。特許文献１では、複数の車載機器が機器ローカルネットワークに接続されており、この機器ローカルネットワークが車載ローカルネットワークを介して制御装置に接続されている。

機器ローカルネットワークを構成するワイヤハーネスは、制御信号を伝送する制御線と、各車載機器に電源を供給するための電源線を備えて構成されている。特許文献１では、制御装置と車載機器とが、通信装置を介して車載ローカルネットワークと機器ローカルネットワークで接続されており、通信装置にてプロトコル変換することが記載されている。

特開２００８−２９４５０３号公報

しかしながら、特許文献１では、機器ローカルネットワークのワイヤハーネスを経由して各車載機器に電源を供給するようにしているが、このような構成では車載機器のいずれかが例えば動作を開始したときに、他の車載機器の入力電圧が降下するといった影響を受ける問題が生じる。特に、車載機器がランプ類のときは、他の機器が動作する毎に電圧降下の変動により明るさが変化することになり、ユーザ等に不快感を与えてしまうおそれがある。このような電圧降下の変動を抑制するように回路を追加すると、部品点数が増加して高コストになってしまう。

本発明はこれらの問題を解決するためになされたものであり、部品点数を増加させることなく、ローカルネットワーク構成の給電線路に接続された複数の車載機器が相互に影響してそれぞれの入力電圧が変動するのを抑制した車載機器制御システムを提供することを目的とする。

本発明の車載機器制御システムの第１の態様は、制御装置に接続された幹線路に２以上の車載機器が各々の支線路で接続されて構成されたローカルネットワーク型の給電線路を備えた車載機器制御システムであって、前記幹線路及び前記支線路は、少なくとも電源線とグランド線を有し、前記車載機器はランプであり、前記幹線路の電源線及びグランド線の抵抗値を前記支線路の電源線及びグランド線の抵抗値より小さくするとともに、前記幹線路の電源線及びグランド線の抵抗値は、第１の前記車載機器の作動状態の変化による、第２の前記車載機器に接続される前記支線路との接続点における前記幹線路の電圧降下量の変動分が、０．５Ｖ以下となるように設定され、前記支線路の電源線及びグランド線の抵抗値は、前記車載機器のそれぞれの入力電圧がバッテリ電圧に対して１Ｖ以上２Ｖ以下の電圧降下となるように設定されていることを特徴とする。

本発明の車載機器制御システムの他の態様は、前記ローカルネットワーク型の給電線路の一部である前記支線路の電源線及びグランド線にそれぞれ可変抵抗体が接続されていることを特徴とする。

本発明の車載機器制御システムの他の態様は、前記支線路の電源線及びグランド線の抵抗値は、前記支線路の長さ、支線路の線径、支線路の材質のいずれかによって調整されていることを特徴とする。

本発明によれば、部品点数を増加させることなく、ローカルネットワーク構成の給電線路に接続された複数の車載機器が相互に影響してそれぞれの入力電圧が変動するのを抑制した車載機器制御システムを提供することが可能となる。

本発明の第１実施形態の車載機器制御システムの構成を示すブロック図である。テールランプの入力電圧の時間的変化を示すグラフである。一般的なランプの入力電圧に対する光束の変化を示すグラフである。本発明の別の実施形態の車載機器制御システムの構成を示すブロック図である。本発明のさらに別の実施形態の車載機器制御システムの構成を示すブロック図である。

本発明の好ましい実施の形態における車載機器制御システムについて、図面を参照して詳細に説明する。なお、同一機能を有する各構成部については、図示及び説明簡略化のため、同一符号を付して示す。

（第１実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る車載機器制御システムを、図１を用いて説明する。図１は、本実施形態の車載機器制御システム１００の構成を示すブロック図である。車載機器制御システム１００は、車両に搭載されている制御装置１１０と、該制御装置１１０によって制御される複数の車載機器１２１〜１２４とを備えて構成されている。ここでは、車載機器を１２１〜１２４の４つとしているが、これに限定されるものではなく、２以上の複数の車載機器を備える車載機器制御システムに適用されるものである。

本実施形態の車載機器制御システム１００は、制御装置１１０と車載機器１２１〜１２４とを接続する線路が、制御装置１１０に接続される幹線路１０と、幹線路１０と各車載機器１２１〜１２４とを接続する支線路２１〜２４とで構成されたローカルネットワーク型の車載機器制御システムとなっている。

幹線路１０は、幹線用電源線１０ａ、幹線用グランド線１０ｂ、及び幹線用制御線１０ｃで構成されている。また、支線路２１〜２４はそれぞれ、支線用電源線２１ａ〜２４ａと支線用グランド線２１ｂ〜２４ｂと支線用制御線２１ｃ〜２４ｃのそれぞれで構成されている。支線用電源線２１ａ〜２４ａは、それぞれ接続点３１〜３４で幹線用電源線１０ａに接続され、支線用グランド線２１ｂ〜２４ｂは、それぞれ接続点３１〜３４で幹線用グランド線１０ｂに接続されている。また、支線用制御線２１ｃ〜２４ｃも同様に、それぞれ接続点３１〜３４で幹線用制御線１０ｃに接続されている。

上記のように、線路がローカルネットワーク型に形成された車載機器制御システム１００では、制御装置１１０から幹線路１０に電力が供給され、車載機器１２１〜１２４はそれぞれ、必要に応じて支線路２１〜２４を介して幹線路１０から受電することができる。その結果、例えばそれまで停止していた車載機器１２１〜１２４のいずれかが作動を開始すると、幹線路１０を流れる電流の一部が当該車載機器側に供給されることになり、幹線路１０の各接続点３１〜３４における電圧降下量は、当該車載機器が作動する前より大きくなる（各接続点３１〜３４における電圧が低下する）ことになる。

これにより、車載機器１２１〜１２４のそれぞれの入力電圧が降下することになり、車載機器１２２〜１２４が例えばランプ類のときは、電圧降下によりランプの明るさが低下してユーザ等に不快感を与えてしまうおそれがある。このように、ローカルネットワーク型の構成で複数の車載機器に電力を供給する場合には、複数の車載機器間で相互に入力電圧に影響を与えてしまうといった問題があった。

一例として、車載機器１２１〜１２４にテールランプとハザードランプが含まれているときの電圧降下の影響を図２に示す。図２は、テールランプの入力電圧の時間的変化を示すグラフであり、横軸を時間とし、縦軸にテールランプの入力電圧を示している。図２において、時刻Ｔ１の時点でテールランプのスイッチをオンにしている。その後、時刻Ｔ２の時点でハザードランプのスイッチをオンにし、ハザードランプは時間Ｓ１のオン、時間Ｓ２のオフを繰り返す。

テールランプの入力電圧は、スイッチがオンにされた時刻Ｔ１からハザードランプがオンにされる時刻Ｔ２まではほぼ一定となっている。これに対し、ハザードランプがオンにされた時刻Ｔ２以降は、ハザードランプの点滅とともにテールランプの入力電圧が変動することが示されている。すなわち、ハザードランプが点灯する（時間Ｓ１）毎にテールランプの入力電圧が低下している。テールランプの明るさは通常一定に維持されているが、ハザードランプをオンにしたことによりテールランプの明るさが変動することになり、ユーザ等に不快感を与えてしまうおそれがある。

そこで、本実施形態の車載機器制御システム１００は、ローカルネットワークに接続された複数の車載機器１２１〜１２４が、相互に入力電圧に影響を与えるのをできるだけ低減するように構成されている。本実施形態ではまず、幹線路１０の幹線用電源線１０ａ及び幹線用グランド線１０ｂの抵抗値を小さくすることで、幹線路１０における電圧降下量を小さくしている。このようにすることで、幹線路１０における支線路２１〜２４との接続点３１〜３４の位置による電圧の変化を小さくすることができ、車載機器１２１〜１２４に供給できる電圧間のバラツキを小さくすることができる。

より詳細には、車載機器１２１〜１２４のいずれが作動状態を変化させた場合でも、車載機器１２１〜１２４との接続点３１〜３４における幹線路１０の電圧降下量の変動分が第１閾値以下となるように、幹線路１０の幹線用電源線１０ａ及び幹線用グランド線１０ｂの抵抗値を決定している。第１閾値の設定値については、車載機器１２１〜１２４がランプ類のときを例に後述する。

車載機器１２１〜１２４がランプ類のときは、その明るさが入力電圧により図３に示すように変化する。図３は、横軸を入力電圧、縦軸を光束（ランプに１２Ｖを印加したときの光束を１として規格化した値）としており、一般的なランプの光束が入力電圧に対してどのように変化するかを示している。同図に示すように、ランプ類は、入力電圧が低いときは入力電圧の変動による光束の変化が小さく、入力電圧が高くなるにつれて入力電圧の変動による光束の変化も大きくなる、といった特性を有している。

そこで、車載機器１２１〜１２４が図３に示すような特性を有するときは、それぞれの入力電圧をあらかじめ下げておくことで、車載機器１２１〜１２４のいずれかの作動状態が変化して他の車載機器１２１〜１２４の入力電圧が変動しても、それぞれの出力（ランプの明るさ等）への影響を軽減させることができる。なお、入力電圧の低下により車載機器１２１〜１２４の出力値（例えばランプの明るさ）が車両の保安基準で定められている基準値を下回らないようにする必要がある。

本実施形態では、車載機器１２１〜１２４の入力電圧が、たとえばバッテリ電圧より所定の電圧幅だけ低くなるようにしている。入力電圧を下げるために、本実施形態では支線路２１〜２４のそれぞれの支線用電源線２１ａ〜２４ａ及び支線用グランド線２１ｂ〜２４ｂの抵抗値を大きくしている。支線用電源線２１ａ〜２４ａ及び支線用グランド線２１ｂ〜２４ｂの抵抗値は、車載機器１２１〜１２４のそれぞれの入力電圧が所定のバッテリ電圧から第２閾値以上第３閾値以下だけ降下するように決定されている。

上記の第１閾値〜第３閾値の設定値は、例えば以下のように決定することができる。車載機器１２１〜１２４がランプ類のときは、図３に示したランプ類の非線形な出力特性を考慮して、幹線路１０における電圧降下と支線路２１〜２４における電圧降下とによってランプの明るさが人に不快感を与えることの無いように第１閾値及び第２閾値を決定するのがよい。このような設定値として、本実施形態では第１閾値を０．５Ｖ、第２閾値を１Ｖとしている。また第３閾値の設定値は、ランプへの入力電圧の保証範囲にマージンを持たせた値としており、ここでは２Ｖとしている。上記のように、幹線路１０の電源線１０ａ及びグランド線１０ｂの抵抗値を、支線路２１〜２４の電源線２１ａ〜２４ａ及びグランド線２１ｂ〜２４ｂの抵抗値より小さくするのがよい。

上記のように支線路２１〜２４の抵抗値を大きくして支線路２１〜２４における電圧降下量を大きくした場合には、車載機器１２１〜１２４の入力電圧の低下により、ランプの非線形な出力特性に従って、他車載機器が動作しても明るさへの影響が小さくなる。

上記説明のように、本実施形態の車載機器制御システム１００では、幹線路１０の抵抗を小さくして支線路２１〜２４の抵抗を大きくすることで、複数の車載機器１２１〜１２４が相互に入力電圧に影響を与えるのを軽減することができる。また、車載機器１２１〜１２４が図３に示すような特性を持つときは、支線路２１〜２４の抵抗を大きくして入力電圧を下げることで、車載機器１２１〜１２４のそれぞれの出力変動を低減させることができる。

（他の実施形態）
本発明の別の実施形態に係る車載機器制御システムを、図４を用いて説明する。図４は、別の実施形態の車載機器制御システム２００の構成を示すブロック図である。本実施形態の車載機器制御システム２００では、支線路２１〜２４の抵抗を大きくする手段として、支線路２１〜２４のそれぞれの支線用電源線２１ａ〜２４ａ及び支線用グランド線２１ｂ〜２４ｂに可変抵抗体４１〜４４が配置されている。

可変抵抗体４１〜４４は、車載機器１２１〜１２４のそれぞれの入力電圧が所定のバッテリ電圧から第２閾値以上第３閾値以下だけ降下するように調整するのに用いることができる。なお、図４においては、可変抵抗体４１〜４４を支線路２１〜２４の支線用電源線２１ａ〜２４ａ及び支線用グランド線２１ｂ〜２４ｂの両方に配置しているが、支線用電源線２１ａ〜２４ａと支線用グランド線２１ｂ〜２４ｂのどちらか一方のみに配置する形態とすることもできる。

本発明のさらに別の実施形態に係る車載機器制御システムを、図５を用いて説明する。図５は、さらに別の実施形態の車載機器制御システム３００の構成を示すブロック図である。本実施形態の車載機器制御システム３００では、支線路２１〜２４の抵抗を大きくする手段として、支線路２１〜２４のそれぞれのハーネスの長さを長くしている。ハーネスの長さを調整することで、車載機器１２１〜１２４のそれぞれの入力電圧を所定のバッテリ電圧から第２閾値以上第３閾値以下だけ降下させることができる。なお、図５においては、支線路２１〜２４の支線用電源線２１ａ〜２４ａ及び支線用グランド線２１ｂ〜２４ｂの両方のハーネスの長さを長くしているが、支線用電源線２１ａ〜２４ａと支線用グランド線２１ｂ〜２４ｂのどちらか一方のみのハーネスの長さを長くすることもできる。

上記実施形態では、支線路２１〜２４の電源線２１ａ〜２４ａ及びグランド線２１ｂ〜２４ｂの長さによって抵抗値を調整しているが、これに限定されず、支線路２１〜２４の線径、あるいは材質によっても抵抗値を調整することができる。

なお、本実施の形態における記述は、本発明に係る車載機器制御システムの一例を示すものであり、これに限定されるものではない。本実施の形態における車載機器制御システムの細部構成及び詳細な動作等に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

１０幹線路
１０ａ幹線用電源線
１０ｂ幹線用グランド線
１０ｃ幹線用制御線
２１〜２４支線路
２１ａ〜２４ａ支線用電源線
２１ｂ〜２４ｂ支線用グランド線
２１ｃ〜２４ｃ支線用制御線
３１〜３４接続点
４１〜４４可変抵抗体
１００、２００、３００車載機器制御システム
１１０制御装置
１２１〜１２４車載機器

Claims

制御装置に接続された幹線路に２以上の車載機器が各々の支線路で接続されて構成されたローカルネットワーク型の給電線路を備えた車載機器制御システムであって、
前記幹線路及び前記支線路は、少なくとも電源線とグランド線を有し、
前記車載機器はランプであり、
前記幹線路の電源線及びグランド線の抵抗値を前記支線路の電源線及びグランド線の抵抗値より小さくするとともに、
前記幹線路の電源線及びグランド線の抵抗値は、第１の前記車載機器の作動状態の変化による、第２の前記車載機器に接続される前記支線路との接続点における前記幹線路の電圧降下量の変動分が、０．５Ｖ以下となるように設定され、
前記支線路の電源線及びグランド線の抵抗値は、前記車載機器のそれぞれの入力電圧がバッテリ電圧に対して１Ｖ以上２Ｖ以下の電圧降下となるように設定されている
ことを特徴とする車載機器制御システム。
前記ローカルネットワーク型の給電線路の一部である前記支線路の電源線及びグランド線にそれぞれ可変抵抗体が接続されている
ことを特徴とする請求項１に記載の車載機器制御システム。
前記支線路の電源線及びグランド線の抵抗値は、前記支線路の長さ、支線路の線径、支線路の材質のいずれかによって調整されている
ことを特徴とする請求項１に記載の車載機器制御システム。