JP7413855B2

JP7413855B2 - 車載機器

Info

Publication number: JP7413855B2
Application number: JP2020043141A
Authority: JP
Inventors: 慎吾河原
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2020-03-12
Filing date: 2020-03-12
Publication date: 2024-01-16
Anticipated expiration: 2040-03-12
Also published as: JP2021145244A; JP2023181174A

Description

本発明は、車両に搭載される車載機器に関する。

車載機器の中には、親機と複数の子機とを有し、親機と各子機とが無線通信を行うものがある。そして、このような車載機器を示す文献としては、次の特許文献１がある。

特許第６０９３４４８号公報

このような車載機器においては、親機と子機との間で無線通信を行うことにより、それらの間での有線通信を無くしている。それにより、構造がシンプルになると共に、親機と各子機との配置の自由度が向上している。しかし、このような車載機器の中には、親機が子機に加えて、子機とは別の別機とも通信を行うものがある。このような場合において、親機がその別機と有線通信を行う構成にした場合には、親機と子機との間を無線通信にしてそれらの間での有線通信を無くした意義が薄れてしまう。他方、親機が子機に加えて別機とも無線通信を行う構成にした場合には、親機と子機との無線通信及び親機と別機との無線通信の２つの無線通信が互いに干渉するおそれがある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、車載機器において、親機が子機及び別機の両方と無線通信を行うようにしつつも、親機と子機との無線通信及び親機と別機との無線通信の２つの無線通信を互いに干渉し難くすることを、主たる目的とする。

本発明の車載機器は、車両に搭載されている親機と、前記車両に搭載されている複数の子機と、前記車両に搭載されており且つ前記子機とは別の別機とを有する。前記親機は、所定の第１無線通信により前記子機と無線通信を行うと共に、所定の第２無線通信により前記別機と無線通信を行うように構成されている。前記第１無線通信と前記第２無線通信とは、互いに通信態様が異なることにより、同じである場合よりも互いに干渉し難くなっている。

本発明によれば、親機が、第１無線通信により子機と無線通信を行うと共に、第２無線通信により別機と無線通信を行う。そして、第１無線通信と第２無線通信とは、互いに通信態様が異なることにより、同じである場合よりも互いに干渉し難くなっている。そのため、車載機器において、親機が子機及び別機の両方と無線通信を行うようにしつつも、親機と子機との第１無線通信及び親機と別機との第２無線通信の２つの無線通信を、互いに干渉し難くすることができる。

第１実施形態の車載機器を示す概略図第２実施形態の車載機器を示す概略図第３実施形態の車載機器を示す概略図第１実施形態の変更例の車載機器を示す概略図第１実施形態の更なる変更例の車載機器を示す概略図

次に本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。ただし、本発明は実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実施できる。

［第１実施形態］
まず、第１実施形態の概要について説明する。図１に示すように、車載機器９１は、複数のセル電池４５を有する組電池４０を監視する電池監視システムである。車載機器９１は、複数の親機１０とそれよりも多い複数の子機２０とを有する。なお、図１では、親機１０は２つであるが、３つ以上であってもよい。

子機２０は、複数のセル電池４５を複数の群に分けたセル電池群４４毎に設置されている。各子機２０は、自身に対応するセル電池群４４から、セル電池４５に関する情報である電池情報を取得する。親機１０は、複数の子機２０を複数の群に分けた子機群Ｂ１，Ｂ２毎に設置されており、自身に対応する子機群Ｂに属する各子機２０を担当する。

車載機器９１は、子機群Ｂ１，Ｂ２毎に金属製の筐体５０を有する。各親機１０は、所定の第１無線通信Ｃ１を行うための第１アンテナ１１と、所定の第２無線通信Ｃ２を行うための第２アンテナ１２とを有する。各筐体５０の内側には、当該筐体５０に対応する子機群Ｂに属する各子機２０が設置されると共に、当該各子機２０を担当する親機１０の第１アンテナ１１が設置されており、当該筐体５０の外側には、当該親機１０の第２アンテナ１２が設置されている。

各親機１０は、自身が担当する各子機２０を制御する監視ＥＣＵ１０ａであって、自身が担当する各子機２０から第１無線通信Ｃ１により電池情報を取得する。また、各親機１０は、第２無線通信Ｃ２により他の親機１０（本発明でいう「別機」）と無線通信を行う。

第１無線通信Ｃ１と第２無線通信Ｃ２とは、互いに通信規格が異なることにより、同じである場合よりも互いに干渉し難くなっている。具体的には、第１無線通信Ｃ１の通信規格では２．４ＧＨｚ帯域の電波を使用し、第２無線通信Ｃ２の通信規格では５ＧＨｚ帯域の電波を使用する。

次に、以上に示した本実施形態の概要を補足する形で、本実施形態の詳細について説明する。

図１は、本実施形態の車載機器９１を示す概略図である。車載機器９１を構成する各部は、車両に搭載されている。各筐体５０内では、複数のセル電池群４４が電気的に直列に接続されている。そして、各セル電池群４４を構成する複数のセル電池４５も、電気的に直列に接続されている。各セル電池４５は、リチウム電池等である。各筐体５０内の組電池４０どうしは、例えば電気的に直列に接続されていてもよいし、並列に接続されていてもよい。

各子機２０は、複数の検出線２５を有し、その複数の検出線２５により、自身に対応するセル電池群４４における各セル電池４５の電圧を検出可能になっている。詳しくは、検出線２５は、セル電池群４４の両端及び、そのセル電池群４４を構成するセル電池４５どうしの各間に電気的に接続されている。

各子機２０は、親機１０と第１無線通信Ｃ１をするための子機アンテナ２１を有する。各子機２０が第１無線通信Ｃ１により親機１０に送信する電池情報は、例えば、各セル電池４５の電圧に関する情報や、温度に関する情報等を含む。また、各子機２０は、検出線２５を介して、他のセル電池４５よりも充電量の多いセル電池４５を放電させることにより、各セル電池４５の充電量を均等化する均等化処理を実行可能に構成されている。

親機１０は、自身が担当する各子機２０から第１無線通信Ｃ１により送信される電池情報に基づいて、各セル電池４５の充電量のバラツキ等を認識する。そして、親機１０は、自身が担当する各子機２０に対して、第１無線通信Ｃ１により指令を送信することにより、それら各子機２０を制御する。その指令には、子機２０に上記の均等化処理を実行させるための均等化指令等も含まれる。

また、各親機１０は、第２無線通信Ｃ２により他の親機１０と無線通信を行うことにより、他の親機１０と情報を交換したり、他の親機１０と制御の足並みを揃えたりすることができる。

筐体５０は、金属製であるため電波を遮蔽する。ただし、筐体５０には、隙間等があるため、若干は、第１無線通信Ｃ１の電波が筐体５０の外側に漏れたり、第２無線通信Ｃ２の電波が筐体５０の内側に漏れたりする。そして、本実施形態では、第１無線通信Ｃ１と第２無線通信Ｃ２とを同じタイミングで行うこともある。そのため、本実施形態では、上記のとおり、第１無線通信Ｃ１と第２無線通信Ｃ２とが、互いに異なる通信規格になっている。

本実施形態によれば、次の効果が得られる。親機１０は、第１無線通信Ｃ１により子機２０と無線通信を行うと共に、第２無線通信Ｃ２により他の親機１０と無線通信を行う。そして、第１無線通信Ｃ１と第２無線通信Ｃ２とは、互いに通信態様が異なることにより、互いに干渉し難くなっている。そのため、親機１０が子機２０及び他の親機１０の両方と無線通信Ｃ１，Ｃ２を行うようにしつつも、親機１０と子機２０との第１無線通信Ｃ１及び親機１０どうしの第２無線通信Ｃ２の２つの無線通信Ｃ１，Ｃ２を、互いに干渉し難くすることができる。

具体的には、第１無線通信Ｃ１の通信規格では２．４ＧＨｚ帯域の電波を使用し、第２無線通信Ｃ２の通信規格では５ＧＨｚ帯域の電波を使用する。そのため、第１無線通信Ｃ１の通信規格と第２無線通信Ｃ２の通信規格とでは、互いに使用する電波の周波数が異なる。そのため、第１無線通信Ｃ１と第２無線通信Ｃ２とを同じタイミングで行っても、それら第１無線通信Ｃ１と第２無線通信Ｃ２とは互いに干渉し難い。

また、金属製の各筐体５０の内側には、当該筐体５０に対応する子機群Ｂに属する各子機２０が設置されると共に、当該各子機２０を担当する親機１０の第１アンテナ１１が設置されている。そのため、各子機群Ｂに対する第１無線通信Ｃ１を、他の子機群Ｂに対する第１無線通信Ｃ１から、ある程度遮蔽することができる。そのため、各子機群Ｂでの第１無線通信Ｃ１どうしが同じ通信規格等であっても、各子機群Ｂ１，Ｂ２での第１無線通信Ｃ１どうしは、互いに干渉し難い。そのため、各子機群Ｂ１，Ｂ２どうしの間隔を小さくすることができる。

そして、この金属製の筐体５０の外側に、親機１０の第２アンテナ１２が設置されている。そのため、第１無線通信Ｃ１と第２無線通信Ｃ２との干渉をより強固に回避することができる。また、このように金属製の筐体５０の外側に、親機１０の第２アンテナ１２が設置されているので、この金属製の筐体５０により第２無線通信Ｃ２の電波が第２アンテナ１２に届き難くなったり、第２アンテナ１２からの電波が相手方に届き難くなったりするのを、回避できる。

また、親機１０は、子機群Ｂ１，Ｂ２毎に設置されており、各親機１０は、自身が担当する各子機２０と第１無線通信Ｃ１を行う。そのため、子機２０の数が多い場合や、各子機２０の配置が互いに離れている場合等、一の親機１０で全ての子機２０と無線通信を行うことが難しい場合にも対応できる。

さらに、これら監視ＥＣＵ１０ａである親機１０どうしは、第２無線通信Ｃ２により通信を行うので、このように、監視ＥＣＵ１０ａが複数に分離されている場合にも、各監視ＥＣＵ１０ａは、足並みを揃えて各子機２０を制御することができる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。以下の実施形態については、それ以前の実施形態のものと同一の又は対応する部材については同一の符号を付する。ただし、車載機器自体については、実施形態毎に異なる符号を付する。本実施形態については、第１実施形態をベースにこれと異なる点を中心に説明する。

図２は、本実施形態の車載機器９２を示す概略図である。本実施形態では、親機１０の１つが、全ての各子機２０を制御する監視ＥＣＵ１０ａであり、当該監視ＥＣＵ１０ａ以外の親機１０は、中継機１０ｂである。なお、図２では、中継機１０ｂである親機１０は１つであるが、２つ以上であってもよい。

中継機１０ｂである親機１０は、自身が担当する各子機２０と監視ＥＣＵ１０ａである親機１０との無線通信を中継する。具体的には、中継機１０ｂである親機１０は、自身が担当する各子機２０から取得した電池情報又はそれに基づく情報を、第２無線通信Ｃ２により、監視ＥＣＵ１０ａである親機１０に送信する。そして、監視ＥＣＵ１０ａである親機１０は、中継機１０ｂである親機１０が担当する子機２０に対して指令を送信する場合、当該指令を当該中継機１０ｂである親機１０に対して第２無線通信Ｃ２により送信する。当該中継機１０ｂである親機１０は、当該指令を受信すると、当該指令を第１無線通信Ｃ１により、当該子機２０に送信する。

本実施形態によれば、中継機１０ｂである親機１０は、自身が担当する各子機２０と監視ＥＣＵ１０ａである親機１０との無線通信を中継する。そのため、監視ＥＣＵ１０ａである１つの親機１０で、全ての子機２０を制御することができる。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明する。本実施形態については、第１実施形態をベースにこれと異なる点を中心に説明する。

図３は、本実施形態の車載機器９３を示す概略図である。全ての各親機１０は、監視ＥＣＵではなく、中継機１０ｂである。図２では、親機１０は、２つであるが、３つ以上であってもよい。そして、車載機器９３は、親機１０とは別に、各子機２０を制御する監視ＥＣＵ６０を有する。本実施形態では、この「監視ＥＣＵ６０」が、本発明でいう「別機」に相当する。監視ＥＣＵ６０は、第２無線通信Ｃ２を行うためのアンテナ６２を有する。

各親機１０は、自身が担当する各子機２０と監視ＥＣＵ６０との無線通信を中継する。具体的には、各親機１０は、自身が担当する各子機２０から第１無線通信Ｃ１により取得した電池情報又はそれに基づく情報を、第２無線通信Ｃ２により監視ＥＣＵ６０に送信する。そして、監視ＥＣＵ６０は、いずれかの子機２０に対して指令を送信する場合、当該子機２０を担当する親機１０に対して、当該指令を第２無線通信Ｃ２により送信する。当該親機１０は、当該指令を受信すると、当該指令を第１無線通信Ｃ１により当該子機２０に送信する。

本実施形態によれば、各親機１０は、自身が担当する各子機２０と監視ＥＣＵ６０との無線通信を中継する。そのため、各親機１０とは別の１つの監視ＥＣＵ６０で全ての子機２０を制御することができる。さらに、すべての親機１０が中継機１０ｂなので、親機１０の規格を１つに統一することができる。

［他の実施形態］
以上に示した実施形態は、次のように変更して実施できる。例えば、各実施形態の図では、各子機群Ｂに属する子機２０は３つであるが、２つであっても、４つ以上であってもよい。また、各実施形態では、各筐体５０内において、各セル電池群４４が電気的に直列に接続されているが、並列に接続されていてもよい。

また例えば、第１実施形態において、図４に示すように、車載機器９１は、さらに、監視ＥＣＵ１０ａである各親機１０を制御する上位ＥＣＵ７０を有していてもよい。そして、上位ＥＣＵ７０は、第２無線通信Ｃ２を行うためのアンテナ７２を有し、各親機１０が、他の親機１０に加えて上位ＥＣＵ７０とも、第２無線通信Ｃ２により通信を行うように構成されていてもよい。この場合、「他の親機１０」に加えてこの「上位ＥＣＵ７０」も、本発明でいう「別機」に相当する。

さらにこの場合において、図５に示すように、親機１０は１つのみであり、当該親機１０は、上位ＥＣＵ７０に対してのみ第２無線通信Ｃ２により通信を行うように構成されていてもよい。この場合、「上位ＥＣＵ７０」のみが、本発明でいう「別機」に相当する。

また例えば、各実施形態において、各子機群Ｂ１，Ｂ２が互いに十分に離れている場合等には、各子機群Ｂ１，Ｂ２毎に金属製の筐体５０が設置されていなくてもよい。また、例えば、第１無線通信Ｃ１において２．４ＧＨｚ帯域以外の周波数の電波を使用したり、第２無線通信Ｃ２において５ＧＨｚ帯域以外の周波数の電波を使用したりしてもよい。

また例えば、各実施形態において、第１無線通信Ｃ１と第２無線通信Ｃ２とは通信規格が異なるが、第１無線通信Ｃ１の通信規格で使用する周波数と、第２無線通信Ｃ２の通信規格で使用する周波数とは、同じであるか一部重複していてもよい。この場合でも、通信規格自体が同じである場合よりは、第１無線通信Ｃ１と第２無線通信Ｃ２とを互いに干渉し難くすることができる。

また例えば、各実施形態において、第１無線通信Ｃ１と第２無線通信Ｃ２との通信規格を互いに異ならせるのに代えて又は加えて、例えば次のようにしてもよい。すなわち、第１無線通信Ｃ１と第２無線通信Ｃ２とは、同一のタイマを用いて制御される。第１無線通信Ｃ１は、第２無線通信Ｃ２が行われないタイミングで実行される通信態様であり、第２無線通信Ｃ２は、第１無線通信Ｃ１が行われないタイミングで実行される通信態様である。

具体的には、例えば、所定の第１期間と所定の第２期間とが交互に設定されており、第１期間には、第２無線通信Ｃ２が実行されることなく第１無線通信Ｃ１のみが実行され、第２期間には、第１無線通信Ｃ１が実行されることなく、第２無線通信Ｃ２のみが実行される。このようにすれば、互いに異なるタイミングで第１無線通信Ｃ１と第２無線通信Ｃ２とが実行されるので、第１無線通信Ｃ１と第２無線通信Ｃ２とが同じ通信規格であっても、それら第１無線通信Ｃ１と第２無線通信Ｃ２とが互いに干渉するのが防止される。

また例えば、各実施形態では、車載機器９１～９３は、電池監視システムであるが、その他の電気機器であってもよい。具体的には、例えば、車載機器９１～９３は、タイヤ圧監視システム（ＴＰＭＳ）であってもよい。この場合、子機は、タイヤ毎に設置されると共に、自身に対応するタイヤからそのタイヤ圧に関する情報であるタイヤ圧情報を取得する。そして、親機は、例えば、車両の前部と後部とに設置される。前側の親機は、前側の左右のタイヤに設置されている２つの各子機を担当し、それらの各子機から第１無線通信によりタイヤ圧情報を取得する。後側の親機は、後側の左右のタイヤに設置されている２つの各子機を担当し、それらの各子機から第１無線通信によりタイヤ圧情報を取得する。そして、前後の親機どうしは、第２無線通信により情報交換等を行う。

１０…親機、２０…子機、６０…監視ＥＣＵ、７０…上位ＥＣＵ、９１～９３…車載機器、Ｃ１…第１無線通信、Ｃ２…第２無線通信。

Claims

車両に搭載されている親機（１０）と、前記車両に搭載されている複数の子機（２０）と、前記車両に搭載されており且つ前記子機とは別の別機（１０、６０、７０）とを有し、
前記親機は、所定の第１無線通信（Ｃ１）により前記子機と無線通信を行うと共に、所定の第２無線通信（Ｃ２）により前記別機と無線通信を行うように構成されており、
前記第１無線通信と前記第２無線通信とは、互いに通信態様が異なることにより、同じである場合よりも互いに干渉し難くなっており、
前記親機は、複数の前記子機を複数の群に分けた子機群（Ｂ１，Ｂ２）毎に設置されており、各前記親機は、自身に対応する前記子機群に属する各前記子機を担当し、各前記親機は、前記第１無線通信を行うための第１アンテナ（１１）と、前記第２無線通信を行うための第２アンテナ（１２）とを有し、
前記子機群毎に金属製の筐体（５０）が設置されており、各前記筐体の内側には、当該筐体に対応する子機群に属する各前記子機が設置されると共に、当該各子機を担当する前記親機の前記第１アンテナが設置されており、当該筐体の外側には、当該親機の前記第２アンテナが設置されている、車載機器（９１～９３）。
前記第１無線通信の通信態様と前記第２無線通信の通信態様とでは、互いに通信規格が異なる請求項１に記載の車載機器。
前記第１無線通信の通信規格と前記第２無線通信の通信規格とでは、互いに使用する電波の周波数が異なる請求項２に記載の車載機器。
前記第１無線通信の通信規格では２．４ＧＨｚ帯域の電波を使用し、前記第２無線通信の通信規格では５ＧＨｚ帯域の電波を使用する、請求項３に記載の車載機器。
前記第１無線通信と前記第２無線通信とは、同一のタイマを用いて制御され、前記第１無線通信は、前記第２無線通信が行われないタイミングで実行される通信態様であり、前記第２無線通信は、前記第１無線通信が行われないタイミングで実行される通信態様である、請求項１に記載の車載機器。
前記車載機器は、複数のセル電池（４５）を監視する電池監視システムであって、
前記子機は、前記セル電池に関する情報である電池情報を取得し、
前記親機は、複数の前記子機を複数の群に分けた子機群（Ｂ１，Ｂ２）毎に設置されており、各前記親機は、自身に対応する前記子機群に属する各前記子機を担当し、自身が担当する各前記子機から前記第１無線通信により前記電池情報を取得する、請求項１～５のいずれか１項に記載の車載機器。
各前記親機及び当該親機に対応する各前記子機群は、各前記筐体に共に収納されている、請求項６に記載の車載機器。
各前記親機は、自身が担当する各前記子機を制御する監視ＥＣＵ（１０ａ）であって、
各前記親機にとっての前記別機は、自身とは別の前記親機である、請求項６又は７に記載の車載機器（９１）。
前記親機の１つは、各前記子機を制御する監視ＥＣＵ（１０ａ）であって、
前記監視ＥＣＵ以外の前記親機は、自身が担当する各前記子機と前記監視ＥＣＵである前記親機との無線通信を中継するための中継機（１０ｂ）であって、
前記監視ＥＣＵである前記親機にとっての前記別機は、前記中継機である前記親機であり、前記中継機である前記親機にとっての前記別機は、前記監視ＥＣＵである前記親機であり、
前記中継機である前記親機は、前記第１無線通信により取得した前記電池情報又はそれに基づく情報を、前記第２無線通信により前記監視ＥＣＵである前記親機に送信する、請求項６又は７に記載の車載機器（９２）。
前記別機は、各前記親機とは別に設けられており且つ各前記子機を制御する監視ＥＣＵ（６０）であって、
各前記親機は、自身が担当する各前記子機と前記監視ＥＣＵとの無線通信を中継するための中継機（１０ｂ）であって、
各前記親機は、前記第１無線通信により取得した前記電池情報又はそれに基づく情報を、前記第２無線通信により前記監視ＥＣＵに送信する、請求項６又は７に記載の車載機器（９３）。
各前記子機は、他の前記セル電池よりも充電量の多い前記セル電池を放電させることにより、各前記セル電池の充電量を均等化する均等化処理を実行可能に構成されている、請求項８～１０のいずれか１項に記載の車載機器。
前記監視ＥＣＵは、自身が担当する各前記子機から送信される電池情報に基づいて、各前記セル電池の充電量のバラツキを認識し、自身が担当する各前記子機に対して、前記均等化処理を実行させるための均等化指令を送信する、請求項１１に記載の車載機器。
前記監視ＥＣＵは、前記筐体の外側に設置されており、
各前記子機は、前記筐体の内側に設置されている、請求項１０に記載の車載機器。