JP6927412B2 - ワイヤハーネス、コネクタ及び通信中継方法 - Google Patents
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Description
本出願は、2018年12月11日出願のPCT国際出願PCT/JP2018/045387に基づく優先権を主張し、前記国際出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。また、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
通信の中継をワイヤハーネスに設けられた中継部が行うことにより、車載装置は中継に関する処理を行う必要がなくなり、処理負荷を低減できる。また通信の仕様変更等に対しては、ワイヤハーネスを変更することで対応できるため、車載装置の拡張性を向上できる。
本開示の実施形態に係るワイヤハーネス、コネクタ及び通信中継方法の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
図1は、本実施の形態に係る車載通信システムの概要を説明するための模式図である。本実施の形態に係る車載通信システムでは、車両1に搭載された高機能ECU2,3、車外通信装置4、複数のECU5、表示装置6、自動運転ECU7、カメラ8、複数のセンサ9及びアンテナ10等の種々の装置が通信線を介して適宜に接続されている。これら複数の装置が通信により情報を交換して協働することにより、車両1の自動運転等の種々の機能が実現される。
図5は、実施の形態1の変形例1に係る高機能ECU2の構成を示すブロック図である。変形例1に係るコネクタ22は、イーサネット中継部34を備え、CAN中継部35を備えない構成である。変形例1に係るコネクタ22は、含まれる通信線11,13,14,15,16が全てイーサネットの通信規格の通信に用いられる通信線であるワイヤハーネス51を接続するためのものである。変形例1に係るイーサネット中継部34は、5つの通信線11,13,14,15,16の間の通信の中継と、通信線11,13,14,15,16及び回路基板21の間の通信の中継とを行う。
図6は、実施の形態1の変形例2に係る高機能ECU2の構成を示すブロック図である。変形例2に係るコネクタ22は、CAN中継部35を備え、イーサネット中継部34を備えない構成である。変形例2に係るコネクタ22は、含まれる通信線11,13,14,15,16が全てCANの通信規格の通信に用いられる通信線であるワイヤハーネス51を接続するためのものである。変形例1に係るCAN中継部35は、5つの通信線11,13,14,15,16の間の通信の中継と、通信線11,13,14,15,16及び回路基板21の間の通信の中継とを行う。
図7は、実施の形態1の変形例3に係る高機能ECU2の構成を示すブロック図である。変形例3に係る高機能ECU2は、回路基板21に電源回路38を設けず、コネクタ22に電源回路38を設けた構成である。変形例3に係るコネクタ22が備える複数のハーネス側端子31には、車両1のバッテリ1aからの電力が供給される電力線が接続される端子を含む。コネクタ22の電源回路38は、バッテリ1aから供給される例えば12Vの電力を、3V又は5V等の電力に変換して出力する。電源回路38が出力する電力は、コネクタ22の通信用IC40へ供給されると共に、車載装置側端子36を介して回路基板21の制御回路37へ供給される。
図8は、実施の形態1の変形例4に係る高機能ECU2の構成を示すブロック図である。変形例4に係る高機能ECU2は、回路基板21に電源回路38が設けられるが、バッテリ1aからの電力線はコネクタ22に接続される構成である。変形例4に係るコネクタ22が備える複数のハーネス側端子31には、車両1のバッテリ1aからの電力線が接続される端子を含む。また変形例4に係るコネクタ22が備える複数の車載装置側端子36には、バッテリ1aからの電力を回路基板21の電源回路38へ供給するための端子と、電源回路38からの電力が供給されるための端子とを含む。
図9は、実施の形態1の変形例5に係る高機能ECU2の構成を示すブロック図である。なお図9においては、電源回路38及びこれに関連する構成については図示を省略している。変形例5に係る高機能ECU2は、CANトランシーバ33が回路基板21に設けられた構成である。コネクタ22に接続されるワイヤハーネス51には、イーサネットの通信プロトコルに従う通信に用いられる通信線11,13,15が含まれ、CANの通信プロトコルに従う通信に用いられる通信線15,16は含まれない。CANの通信プロトコルに従う通信に用いられる通信線15,16は、回路基板21に設けられた基板端子39に接続される。基板端子39にはCANトランシーバ33が電気的に接続されており、CANトランシーバ33は基板端子に接続された通信線15,16に対する信号の送受信を行う。
図10は、実施の形態1の変形例6に係る電力供給装置2Aの構成を示すブロック図である。変形例6は、高機能ECU2に代えて、車両1に搭載された種々の負荷1bに対する電力供給を行う電力供給装置2Aに上述の構成を適用した例である。変形例6に係る電力供給装置2Aは、図3に示したものと同様の構成のコネクタ22を回路基板21に搭載している。変形例6に係る電力供給装置2Aの回路基板21は、制御回路37及び電源回路38の他に、スイッチ回路42を備えている。また回路基板21が備える複数の基板端子39には、バッテリ1aからの電力線が接続される端子と、負荷1bへの電力を供給するための電力線が接続される端子とを含む。
図11は、実施の形態1の変形例7に係る電力供給装置2Aの構成を示すブロック図である。変形例7に係る電力供給装置2Aは、図10に示した変形例6に係る電力供給装置2Aに対し、図8に示した変形例4に係るコネクタ22の構成を適用したものに相当する。即ち、変形例7に係る電力供給装置2Aは、コネクタ22のハーネス側端子31に、通信線11,13,14,15,16が接続される端子と、車両1のバッテリ1aからの電力線が接続される端子とを含む。また変形例7に係るコネクタ22が備える複数の車載装置側端子36には、通信用IC40及び回路基板21の制御回路37の間で情報を授受するための端子と、バッテリ1aからの電力を回路基板21の電源回路38へ供給するための端子と、電源回路38からの電力が供給されるための端子とを含む。
図12は、実施の形態1の変形例8に係る電力供給装置2Aの構成を示すブロック図である。変形例8に係る電力供給装置2Aは、変形例7に係る電力供給装置2Aに対し、負荷1bへの電力を供給する電力線をコネクタ22に接続可能な構成としたものである。即ち、変形例8に係る電力供給装置2Aは、コネクタ22のハーネス側端子31に、通信線11,13,14,15,16が接続される端子と、車両1のバッテリ1aからの電力線が接続される端子と、車両1の負荷1bへの電力線が接続される端子を含む。また変形例8に係るコネクタ22の車載装置側端子36には、通信用IC40及び回路基板21の制御回路37の間で情報を授受するための端子と、バッテリ1aからの電力を回路基板21の電源回路38へ供給するための端子と、電源回路38からの電力が供給されるための端子と、回路基板21のスイッチ回路42からの電力が供給されるための端子とを含む。
図13は、実施の形態1の変形例9に係る高機能ECU2と通信線11,13,14,15,16との接続を説明するための模式図である。変形例9に係る高機能ECU2のコネクタ22には、複数の通信線11,13,14,15,16を束ねたワイヤハーネス51が接続されるのではなく、複数の通信線11,13,14,15,16が個別に接続される。各通信線11,13,14,15,16にはコネクタ52が個別に設けられている。高機能ECU2のコネクタ22は、これら複数の通信線11,13,14,15,16のコネクタ52が個別に着脱可能に接続される。
図14は、実施の形態1の変形例10に係る高機能ECU2の構成を示すブロック図である。変形例10に係る高機能ECU2は、回路基板21の制御回路37とコネクタ22のイーサネット中継部34との間で、SPIの通信プロトコルに従う通信ではなく、PoEの通信プロトコルに従う通信を行う。
図15は、実施の形態2に係る車載通信システムの構成を示すブロック図である。上述の実施の形態1に係る車載通信システムは、高機能ECU2のコネクタ22に通信の中継機能を備えている。これに対して実施の形態2に係る車載通信システムは、高機能ECU202のコネクタ222に通信の中継機能を備えず、ワイヤハーネス251のコネクタ252に通信の中継機能を備える。
図16は、実施の形態2の変形例1に係る車載通信システムの構成を示すブロック図である。実施の形態2の変形例1に係る車載通信システムは、高機能ECU202が電源回路38を備えず、ワイヤハーネス251がコネクタ252内に電源回路38を備える構成である。変形例1に係るワイヤハーネス251のコネクタ252には、車両1のバッテリ1aからの電力が供給される電力線が接続される。コネクタ252の電源回路38は、バッテリ1aから供給される例えば12Vの電力を、3V又は5V等の電力に変換して出力する。電源回路38が出力する電力は、コネクタ252の通信用IC40へ供給されると共に、コネクタ252の端子253及び高機能ECU202のコネクタ222のハーネス側端子231を介して回路基板21の制御回路37へ供給される。
図17は、実施の形態2の変形例2に係る車載通信システムの構成を示す模式図である。変形例2に係る車載通信システムのワイヤハーネス251は、コネクタ252が1つの統合コネクタ252Aと複数の個別コネクタ252B及び252Cとに分離可能な構成である。個別コネクタ252B及び252Cは、ワイヤハーネス251に含まれる通信線11,13,14,15,16毎に1つずつ設けられる。個別コネクタ252Bは、イーサネットの通信プロトコルに従う通信に用いられる通信線11,13,14の先端部に設けられる。個別コネクタ252Cは、CANの通信プロトコルに従う通信に用いられる通信線15,16の先端部に設けられる。
図19は、実施の形態2の変形例3に係る車載通信システムの構成を示す模式図である。変形例3に係る車載通信システムのワイヤハーネス251は、変形例2に係る車載通信システムと同様に、コネクタ252が1つの統合コネクタ252Aと、複数の個別コネクタ252B、252C及び252Dとに分離可能な構成である。
図20は、実施の形態2の変形例4に係る車載通信システムの構成を示すブロック図である。実施の形態2の変形例4に係る車載通信システムは、高機能ECU202に代えて、車両1に搭載された種々の負荷1bに対する電力供給を行う電力供給装置202Aに上述の構成を適用した例である。変形例4に係る電力供給装置202Aの回路基板21には、制御回路37及び電源回路38の他に、スイッチ回路42が設けられている。スイッチ回路42は、電源回路38から電圧値を変換した電力が供給され、この電力の負荷1bに対する供給/非供給の切り替えを制御回路37の制御に従って行う回路である。
図21は、実施の形態3に係る車載通信システムの構成を説明するための模式図である。実施の形態3に係る車載通信システムでは、複数の通信線を束ねたワイヤハーネス351の端部に回路基板352が設けられている。回路基板352は、長方形の板状であり、長手方向の一側から複数の通信線が延び出ており、他側の端部には端子353が設けられている。実施の形態3に係る車載通信システムの高機能ECU302は直方体状の筐体を備えており、筐体の一面には長方形状の開口が形成されている。この開口は、ワイヤハーネス351の回路基板352を挿入するためのものであり、回路基板352を高機能ECU302に対して着脱可能の装着する基板装着部322に通じている。
図23及び図24は、実施の形態3の変形例1に係る車載通信システムの構成を示すブロック図である。実施の形態3の変形例1に係る車載通信システムは、高機能ECU302が電源回路38を備えず、ワイヤハーネス351が回路基板352に電源回路38を備える構成である。変形例1に係るワイヤハーネス351の回路基板352には、車両1のバッテリ1aからの電力が供給される電力線357が接続される。回路基板352の電源回路38は、バッテリ1aから供給される例えば12Vの電力を、3V又は5V等の電力に変換して出力する。電源回路38が出力する電力は、回路基板352の通信用IC40へ供給されると共に、回路基板352の端子353及び高機能ECU302の基板装着部322の端子331を介して回路基板21の制御回路37へ供給される。
図25は、実施の形態4に係る高機能ECU402の構成を説明するための模式図である。実施の形態4に係る高機能ECU402は、例えば直方体状の筐体(図示は省略する)に回路基板421が収容され、この回路基板421にカードスロット460が搭載された構成である。カードスロット460は、通信機能が集約された通信カード470が着脱可能に装着される。図示の例では、カードスロット460の開口部から通信カード470が挿入され、カードスロット460の内部に設けられた保持機構(図示は省略する)が通信カード470を保持することによって、通信カード470がカードスロット460に装着される。
図27は、実施の形態4の変形例1に係る高機能ECU402の構成を示すブロック図である。実施の形態4の変形例1に係る高機能ECU402は、高機能ECU402の回路基板421に、イーサネットPHY32が設けられている。このため、実施の形態4の変形例1に係る通信カード470は、イーサネットPHY32を有していない。イーサネットPHY32は、コネクタ422に接続された通信線11,13,14に対する信号の送受信を行うと共に、カードスロット460に装着された通信カード470との間で通信に係る情報の授受を行う。即ち、カードスロット460に装着された通信カード470のイーサネット中継部34は、高機能ECU402の回路基板421に設けられたイーサネットPHY32を介して、高機能ECU402のコネクタ422に接続された通信線11,13,14に電気的に接続される。
図28は、実施の形態4の変形例2に係る通信カード470の構成を示すブロック図である。なお図28においては、高機能ECU402の構成の図示を省略すると共に、高機能ECU402から通信カード470への電力供給経路の図示を省略している。実施の形態4の変形例2に係る通信カード470は、イーサネットPHY32、CANトランシーバ33、イーサネット中継部34及びCAN中継部35を備えている。変形例2に係る通信カード470は、イーサネット中継部34によるイーサネットの通信の中継と、CAN中継部35によるCANの通信の中継とを行うことができる。また、イーサネット中継部34又はCAN中継部35は、イーサネットの通信プロトコルとCANの通信プロトコルとの変換を行う機能を有しており、イーサネット中継部34及びCAN中継部35の間でデータの授受を行うことにより、イーサネットの通信とCANの通信との間の中継を行うことができる。
図29は、実施の形態4の変形例3に係る電力供給装置402Aの構成を示すブロック図である。実施の形態4の変形例3は、実施の形態1の変形例6と同様に、高機能ECU402に代えて、車両1に搭載された種々の負荷1bに対する電力供給を行う電力供給装置402Aに上述の構成を適用した例である。実施の形態4の変形例3に係る電力供給装置402Aは、図26に示したものと同様の構成のカードスロット460を回路基板421に搭載している。また変形例3に係る通信カード470は、図26に示したものと同様の構成であり、図29においては詳細な内部構成の図示を省略している。
図30は、実施の形態4の変形例4に係る車載通信システムの構成を示すブロック図である。変形例4に係る車載通信システムでは、高機能ECU402は電源回路38を備えておらず、通信カード470が電源回路38を備えている。
図31は、実施の形態5に係る高機能ECU502の構成を示すブロック図である。実施の形態5に係る高機能ECU502は、図1〜図14に示した実施の形態1に係る高機能ECU2と同様に、中継機能を備えるコネクタ522が回路基板21に搭載される構成である。ただし実施の形態5に係る高機能ECU502では、回路基板21の制御回路37と、コネクタ522との間で、イーサネットの通信プロトコルに従う通信が行われる。なお図31においては、電源回路及び電力供給経路については図示を省略している。
図34は、実施の形態5の変形例1に係るコネクタ522のコネクタ基板541のIC配置例を示す模式図である。図32及び図33に示したコネクタ522はコネクタ基板541の表裏にICを搭載した構成であるが、図34に示す変形例1に係るコネクタ522は、コネクタ基板541の表面にICを搭載した構成である。
図35は、実施の形態5の変形例2に係るコネクタ522のコネクタ基板541のIC配置例を示す模式図である。変形例2に係るコネクタ522は、図34に示した変形例1に係るコネクタ522と同様に、コネクタ基板541の表面にICを搭載した構成である。また変形例2に係るコネクタ522のハーネス側端子31、イーサネットPHY32及び通信用IC40の配置については、変形例1に係るコネクタ522と同様である。
図36は、実施の形態5の変形例3に係る車載通信システムの構成を示すブロック図である。変形例3に係る車載通信システムは、図15〜図20に示した実施の形態2に係る車載通信システムと同様に、コネクタ222を備える高機能ECU502に対して、中継機能を有するコネクタ552を備えるワイヤハーネス551が着脱可能に接続される構成である。ただし実施の形態5の変形例3に係る車載通信システムでは、高機能ECU502の制御回路37と、ワイヤハーネス551のコネクタ552との間で、イーサネットの通信プロトコルに従う通信が行われる。なお図36においては、電源回路及び電力供給経路については図示を省略している。
図38は、実施の形態5の変形例4に係る車載通信システムの構成を示すブロック図である。変形例4に係る車載通信システムは、図21〜図24に示した実施の形態3に係る車載通信システムと同様に、基板装着部322を備える高機能ECU502に対して、中継機能を有する回路基板352を備えるワイヤハーネス551が着脱可能に装着される構成である。ただし実施の形態5の変形例4に係る車載通信システムでは、高機能ECU502の制御回路37と、ワイヤハーネス551の回路基板352との間で、イーサネットの通信プロトコルに従う通信が行われる。なお図38においては、電源回路及び電力供給経路については図示を省略している。
図40は、実施の形態6に係る高機能ECU602の構成を示すブロック図である。実施の形態6に係る高機能ECU602は、図3に示した実施の形態1に係る高機能ECU2に対して、通信線11,13〜16に係る異常を検出する機能を追加したものである。なお図40においては、電源回路及び電力供給経路については図示を省略している。
図41は、実施の形態6の変形例1に係る車載通信システムの構成を示すブロック図である。変形例1に係る車載通信システムは、図15〜図20に示した実施の形態2に係る車載通信システムに対して、通信線11,13〜16に係る異常を検出する機能を追加したものである。なお図41においては、電源回路及び電力供給経路については図示を省略している。
図42は、実施の形態6の変形例2に係る車載通信システムの構成を示すブロック図である。変形例2に係る車載通信システムは、図21〜図24に示した実施の形態3に係る車載通信システムに対して、通信線11,13〜16に係る異常を検出する機能を追加したものである。なお図42においては、電源回路及び電力供給経路については図示を省略している。
図43は、実施の形態6の変形例3に係る車載通信システムの構成を示すブロック図である。変形例3に係る車載通信システムは、図25〜図30に示した実施の形態4に係る車載通信システムに対して、通信線11,13,14に係る異常を検出する機能を追加したものである。なお図43においては、電源回路及び電力供給経路については図示を省略している。
1a バッテリ
1b 負荷
2 高機能ECU
2A 電力供給装置
3 高機能ECU
4 車外通信装置
5 ECU
6 表示装置
7 自動運転ECU
8 カメラ
9 センサ
10 アンテナ
11〜19 通信線
21 回路基板
22 コネクタ
31 ハーネス側端子
32 イーサネットPHY
33 CANトランシーバ
34 イーサネット中継部
35 CAN中継部
36 車載装置側端子
37 制御回路
38 電源回路
39 基板端子
40 通信用IC
41 コネクタ基板
42 スイッチ回路
43 分離部
51 ワイヤハーネス
52 コネクタ
202 高機能ECU
202A 電力供給装置
222 コネクタ
231 ハーネス側端子
251 ワイヤハーネス
252 コネクタ
252A 統合コネクタ
252B,252C 個別コネクタ
253〜256 端子
302 高機能ECU
322 基板装着部
331 端子
351 ワイヤハーネス
352 回路基板
353 端子
402 高機能ECU
402A 電力供給装置
421 回路基板
460 カードスロット
470 通信カード
470a ケーシング
502 高機能ECU
522 コネクタ
532 イーサネットPHY
541 コネクタ基板
551 ワイヤハーネス
552 コネクタ
602 高機能ECU
651 ワイヤハーネス
670 通信カード
681 異常検出部
682 センサ
Claims (7)
- 車載装置に対して着脱可能に接続されるコネクタと、
前記コネクタに接続される複数の通信線と、
前記コネクタ内に設けられ、前記複数の通信線の間の通信を中継し、且つ、前記通信線及び前記車載装置の間の通信を中継する中継部と
を備え、
前記コネクタは、
複数の通信線に対して個別に設けられた複数の個別コネクタと、
複数の前記個別コネクタが着脱可能に接続され、且つ、前記車載装置に対して着脱可能に接続される統合コネクタと
を含み、
前記個別コネクタは、前記通信線に対する通信用の信号の入出力を行うCANトランシーバ又はイーサネットPHYである入出力部を有し、
前記統合コネクタは、前記中継部を有し、
前記中継部及び前記入出力部の間で通信に係る情報の授受が行われる、
ワイヤハーネス。 - 前記複数の通信線には、第1通信プロトコルの通信に用いられる通信線と、第2通信プロトコルの通信に用いられる通信線とを含み、
前記中継部は、前記第1通信プロトコル及び前記第2通信プロトコルの間のプロトコル変換を行う、請求項1に記載のワイヤハーネス。 - 前記中継部は、
前記第1通信プロトコル又は前記第2通信プロトコルと、第3通信プロトコルとの間のプロトコル変換を行い、
前記車載装置との間で前記第3通信プロトコルを用いた通信を行う、請求項2に記載のワイヤハーネス。 - 前記車載装置は、車両に搭載されたバッテリから供給される電力の電圧変換回路を備え、
前記中継部は、前記車載装置の前記電圧変換回路が電圧値を変換した電力が供給される、請求項1から請求項3までのいずれか1つに記載のワイヤハーネス。 - 前記コネクタ内に設けられ、車両に搭載されたバッテリから供給される電力の電圧値を変換する電圧変換回路を備え、
前記中継部は、前記電圧変換回路からの電力が供給され、
前記電圧変換回路が電圧値を変換した電力を前記車載装置へ供給する、請求項1から請求項3までのいずれか1つに記載のワイヤハーネス。 - 複数の通信線に対して個別に設けられ、前記通信線が接続され、前記通信線に対する通信用の信号の入出力を行うCANトランシーバ又はイーサネットPHYである入出力部を有する複数の個別コネクタと、
複数の前記個別コネクタが着脱可能に接続され、且つ、車載装置に対して着脱可能に接続される統合コネクタと、
前記統合コネクタに設けられ、複数の前記個別コネクタに接続された複数の通信線の間の通信を中継し、且つ、前記通信線及び前記車載装置の間の通信を中継する中継部と
を備え、
前記中継部及び前記入出力部の間で通信に係る情報の授受を行う、コネクタ。 - 複数の通信線に対して個別に設けられ、前記通信線が接続され、前記通信線に対する通信用の信号の入出力を行うCANトランシーバ又はイーサネットPHYである入出力部を有する複数の個別コネクタと、複数の前記個別コネクタが着脱可能に接続され、且つ、車載装置に対して着脱可能に接続される統合コネクタとを含むコネクタを備え、複数の通信線が複数の前記個別コネクタに接続され、車載装置に対して着脱可能に接続されるワイヤハーネスを用い、
前記統合コネクタに設けられた中継部及び前記個別コネクタの入出力部の間で通信に係る情報の授受を行い、
前記中継部が、前記複数の通信線の間の通信を中継し、
前記中継部が、前記通信線及び前記車載装置の間の通信を中継する、
通信中継方法。
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