WO2020250680A1 - 車両用装置 - Google Patents
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- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/06—Receivers
- H04B1/08—Constructional details, e.g. cabinet
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/14—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
Definitions
- This disclosure relates to vehicle equipment.
- Patent Document 1 proposes to absorb vibration by using a movable connector.
- the movable connector is configured to be movable by contacting it with elastic contacts. Therefore, when vibration is expected to be constantly applied as in a vehicle device, the contact part may be displaced to generate electrical noise, or the contact itself may be worn out. It is considered to be a big problem.
- An object of the present disclosure is to provide a vehicle device capable of suppressing the influence of vibration when the module is three-dimensionally attached.
- the vehicle device is connected to the control unit, the main board on which the control unit is mounted, and the main board, and different functional units are mounted depending on the product model of the vehicle device.
- the module is electrically connected to the main board in a manner of rising from the main board, and is fixed to two different surfaces of a box-shaped housing.
- the module which is attached in a three-dimensional arrangement that stands up to the main board, to the housing at two places, and when vibration is applied to the vehicle device.
- the module is suppressed from vibrating with respect to the main board. Therefore, when the modules are arranged three-dimensionally, the influence of vibration can be suppressed.
- FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a module according to the first embodiment.
- FIG. 2 is a diagram showing an example of a frequency range and a step width according to a product model.
- FIG. 3 is a diagram schematically showing the configuration of the vehicle device.
- FIG. 4 is a diagram schematically showing an example of a display mode on a meter display.
- FIG. 5 is a diagram schematically showing an example of a display mode on the center display.
- FIG. 6 is a diagram schematically showing the software configuration of the control unit.
- FIG. 7 is a diagram showing a processing flow by the module side control unit.
- FIG. 8 is a diagram schematically showing the appearance of the vehicle device according to the second embodiment.
- FIG. 9 is a diagram schematically showing the inside of the vehicle device.
- FIG. 10 is a diagram schematically showing the appearance of the module.
- FIG. 11 is a diagram schematically showing a module-side substrate.
- FIG. 12 is a diagram schematically showing
- the vehicle device 1 includes a main board 2 and a module 3 connected to the main board 2. Although one module 3 is shown in FIG. 1, a plurality of modules 3 may be connected to the main board 2.
- the main board 2 includes a control unit 4, a storage unit 5, a voice processing unit 6, a power supply circuit 7, and the like, which are the main bodies for controlling the vehicle device 1.
- the control unit 4 is composed of a microcomputer provided with a CPU or the like (not shown), and controls the entire vehicle device 1 by executing a computer program stored in the storage unit 5.
- control unit 4 controls the module 3.
- the module 3 receives radio broadcasts having different frequencies depending on the country as described later, that is, receives radio broadcasts different depending on the product model of the vehicle device 1. This product model differs depending on the destination of the vehicle device 1 such as a country or a region.
- the control unit 4 is provided with a radio application 8 for controlling reception of radio broadcasting, frequency switching, and the like.
- This radio application 8 constitutes a Human Machine Interface when receiving a radio broadcast.
- the Human Machine Interface will be referred to as an HMI.
- the radio application 8 is provided as corresponding to all the assumed product models. That is, it is not necessary to change the radio application 8 depending on the product model, and the HMI corresponding to, for example, the HMI for each country or region stored in the storage unit 5 is selected according to the connected module 3.
- the storage unit 5 is composed of a non-volatile memory such as an embedded MultiMediaCard, and stores various data such as a computer program executed by the control unit 4.
- an embedded MultiMediaCard will be referred to as an eMMC.
- the audio processing unit 6 is composed of, for example, a digital signal processing processor or the like, and processes an audio signal transmitted from the module 3 side.
- a voice signal is transmitted from the module side in the form of I2S or SPI.
- the voice processing unit 6 processes the voice signal, it outputs the voice signal to the speaker 9, and the voice is output from the speaker 9.
- the control unit 4 has built-in hardware for digital signal processing, or when voice processing is performed by software executed by the control unit 4, the voice processing unit 6 is provided in the control unit 4. can do.
- the power supply circuit 7 is connected to the battery 10 mounted on the vehicle and supplies power to each device mounted on the main board 2.
- the power supply circuit 7 also supplies power to the module 3.
- the main board 2 is provided with a plurality of through holes 11 for electrically connecting to and from the module 3.
- the plurality of through holes 11 constitute a substrate-side connecting portion 12 for connecting the module 3.
- Each pin of the pin header 13 provided on the module 3 side is inserted and soldered into the board side connection portion 12. As a result, the main board 2 and the module 3 are electrically connected.
- the pin header 13 corresponds to a module-side connection portion.
- the module 3 is equipped with a module-side control unit 14, a module-side storage unit 15, a module-side power supply circuit 16 that supplies power to the module 3, a plurality of tuners 17A to 17C, and antenna connectors 18A to 18B. ..
- the tuner 17 may adopt a metal shield structure such as a so-called silicon tuner, but it may also be configured by a so-called discrete circuit by using a plurality of devices.
- the number of tuners 17 is an example and is not limited to this.
- the antenna connector 18 may be integrally formed with the tuner 17.
- the module side control unit 14 controls the tuner 17 mounted on the module 3.
- the module-side control unit 14 sets or changes the frequency of the tuner 17 based on the control command transmitted from the control unit 4. At this time, as the control command transmitted from the control unit 4, a common control command is used regardless of the type of the tuner 17. Further, the module-side control unit 14 notifies the control unit 4 of the type of tuner 17, which differs depending on the product model of the vehicle device 1.
- an audio signal is output in a predetermined signal format such as I2S or SPI. That is, between the control unit 4 and the module side control unit 14, the board side connection unit 12 and the pin header 13 are connected to each other regardless of the product model of the vehicle device 1 in the electrical connection mode such as control commands and voice signals. Even in the physical connection mode with, they are connected by a common interface. It should be noted that the configuration may be such that the audio signal is directly output from the tuner 17, or the audio signal may be output via the module side control unit 14.
- the module-side storage unit 15 is composed of a non-volatile memory such as an eMMC, and stores a computer program executed by the module-side control unit 14. Further, the module side storage unit 15 stores the settings of the tuner 17 made by the control unit 4 and the like.
- the module-side storage unit 15 stores, for example, Last Frequency, Last Preset Number, Present Channel, AM broadcast Station List, FM broadcast Station List, etc., if it is an analog system, although there are differences depending on the country or region. Further, if the module side storage unit 15 is an analog system, for example, a traffic information band, a traffic information frequency, or the like is stored.
- the tuner 17 is for receiving a radio broadcast.
- the tuner 17A receives an AM broadcast
- the tuner 17B receives an FM broadcast
- the tuner 17C receives a digital broadcast. Therefore, the tuner 17A and the tuner 17B are connected to a common antenna 19A for receiving an analog radio broadcast, and the tuner 17C is connected to an antenna 19C for receiving a digital radio broadcast.
- the tuner 17C is implemented is selected for each country or region where digital radio broadcasting is implemented, such as Japan or the United States of America.
- these tuners 17A to 17C receive radio broadcasts having different frequencies depending on the product model. Specifically, for Japan, which is shown as JP in FIG. 2, the frequency range of FM broadcasting to be received is F0 to F1 (MHz), the step width at the time of tuning is SF0 (kHz), and AM to be received. The frequency range of broadcasting is F2 to F3 (kHz), and the step width at the time of tuning is SA0 (kHz).
- the frequency range of FM broadcasting to be received is F10 to F11 (MHz)
- the step width at the time of tuning is SF10 (kHz)
- the frequency of AM broadcasting to be received is F12 to F13 (kHz)
- the step width at the time of tuning is SA10 (kHz).
- the frequency range of FM broadcasting to be received is F20 to F21 (MHz)
- the step width at the time of tuning is SF20 (kHz)
- the frequency of AM broadcasting to be received is F22 to F23 (kHz)
- the step width at the time of tuning is SA20 (kHz).
- the frequency range of FM broadcasting to be received is F30 to F31 (MHz)
- the step width at the time of tuning is SF30 (kHz)
- AM broadcasting to be received is F32 to F33 (kHz)
- SA30 kHz
- the main board 2 to which this module 3 is connected is connected to a display such as a meter display 20 or a center display 21. As will be described later, these indicators are provided to display information on the state of the vehicle, information necessary for traveling, or information such as the navigation screen 26 and the menu screen 27. Further, the vehicle device 1 is connected to a speaker 9 that outputs guidance voice during navigation, reproduces music, outputs radio broadcast voice, and the like.
- the vehicle device 1 constitutes a cockpit system that realizes so-called vehicle infotainment that presents various types of information to the user.
- the meter display 20 is composed of, for example, a liquid crystal display or an organic EL display, and is provided on a meter panel 22 located near the front of the driver as shown in FIG.
- the entire meter panel 22 is composed of a display to form a meter display 20, and a speedometer 23, a rotation speed meter 24, a plurality of warning lights 25, and the like are displayed in full graphic.
- a meter display 20 may be provided at the center of the meter panel 22, and a speedometer 23, a rotation speed meter 24, various warning lights 25, and the like may be separately provided.
- the meter display 20 mainly displays information on the state of the vehicle and information on the running or safety of the vehicle, such as speed, warnings, information stipulated by regulations, remaining amount of fuel, and whether or not a seatbelt is fastened. .. Hereinafter, this information will be referred to as control system information for convenience. Further, the meter display 20 also displays an activation message when the vehicle device 1 is activated and a stop message when the vehicle device 1 is stopped.
- the center display 21 is composed of, for example, a liquid crystal display or an organic EL display, and is provided near a so-called center console. As shown in FIG. 5, the center display 21 displays, for example, a navigation screen 26, a menu screen 27, and the like. In addition, the center display 21 can also display information such as TV broadcasting and music being played. That is, the center display 21 mainly displays so-called multimedia information such as the navigation screen 26 and the menu screen 27.
- the vehicle device 1 integrates a plurality of functional units including a functional unit for displaying information on the state of the vehicle and a functional unit for displaying multimedia information, and provides various information to the user. It is an integrated type that can be presented visually or audibly.
- the meter display 20 and the center display 21 can seamlessly display each other. Therefore, for example, the navigation screen 26 can be displayed on the meter display 20, and the speed can be displayed on the center display 21.
- the number, arrangement, or type of indicators connected to the vehicle device 1 is an example, and is not limited thereto.
- the control unit 4 is composed of a so-called microcomputer having a CPU or the like (not shown).
- the control unit 4 controls the entire vehicle device 1 by executing a program stored in a storage unit 5 composed of a non-volatile memory such as an eMMC. Further, the storage unit 5 stores a plurality of HMIs for receiving different radio broadcasts for each country or region.
- the control unit 4 is constructed with a virtual environment in which, for example, two operating systems 28 operate. That is, in the vehicle device 1, a plurality of systems are operating on one hardware.
- the operating system 28 will be referred to as an OS 28.
- OS28A and OS28B are operating on the hypervisor 29 that OS28A has as a function.
- the hypervisor 29 may be provided individually, and the OS 28A and OS 28B may be operated on the hypervisor 29.
- OS28A is a so-called real-time OS, and is provided with a functional unit that mainly executes processing that requires real-time performance as compared with OS28B, for example, processing related to vehicle running or safety.
- a real-time OS is less likely to cause a problem in the OS28A itself, and can be considered to have relatively higher stability than a general-purpose OS because it can predict or limit the execution time of an application. ..
- OS28B is a so-called general-purpose OS, and although its real-time performance is relatively low compared to OS28A, it has the advantage of being able to easily execute general-purpose processing such as multimedia functions. Then, the control unit 4 controls various functional units by executing various applications on each OS 28.
- the functional units included in the control unit 4 include, for example, a meter application 30 that displays control system information on the meter display 20, a radio application 8 that watches radio broadcasts, a navigation application 31 that displays a navigation screen 26 on the center display 21, and a menu. There is a menu application 32 that displays the screen 27, a communication application 33 that communicates with an external device, and the like.
- These functional units are realized by software by a program executed on the control unit 4.
- the number and types of functional units shown in FIG. 6 are examples, and are not limited thereto.
- the meter application 30 is provided on the more stable OS 28A. As shown in FIG. 3, the information drawn by the meter application 30 is transmitted to the meter display 20 as drawing data in, for example, LVDS format via the meter display circuit 34. Further, it can be said that the meter application 30 is a functional unit that needs to maintain its operation when the power supply voltage supplied from the battery 10 drops.
- the meter application 30 draws at least one of an activation message indicating the activation of the vehicle device 1 and an activation image. Further, when the vehicle device 1 is stopped, the meter application 30 draws at least one of a stop message indicating the stop of the vehicle device 1 and a stop image.
- the start message or start image, or the stop message or stop image is drawn by a still image, a moving image, an animation, or the like.
- viewing a radio broadcast or displaying a navigation screen 26 or a menu screen 27 does not require much real-time performance compared to control system information, and is also multimedia information such as images, videos, music, and guidance voice. is there. Therefore, the navigation application 31 and the menu application 32 are implemented on the OS 28B.
- the information displayed by the navigation application 31 and the menu application 32 is transmitted to the center display 21 as drawing data in, for example, LVDS format via the center display circuit 35. Further, the music and the guidance voice are output to the speaker 9 as a voice signal via the audio amplifier 36 and reproduced. Further, it can be said that the navigation application 31 and the menu application 32 are functional units whose operation is relatively low as compared with the meter application 30 described above when the power supply voltage supplied from the battery 10 drops. ..
- the communication application 33 since the communication application 33 that communicates with an external device is expected to be connected to various devices, it is implemented in the OS 28B in order to perform general-purpose processing.
- the communication application 33 communicates with an external device such as a mobile terminal or a storage device owned by the user by a communication method such as USB, Wi-Fi or Bluetooth (registered trademark).
- the devices for realizing the above communication method are modularized as a communication module 37 connected to the main board 2.
- the frequency band that can be used in Wi-Fi differs depending on the country or region, but by modularizing it, by replacing the communication module 37, it corresponds to the specifications that differ depending on the country or region as in the module 3. Will be possible.
- other communication methods may be adopted, or a plurality of communication methods may be adopted.
- Power is supplied to the vehicle device 1 from the battery 10. More specifically, as shown in FIG. 3, the vehicle device 1 has a path connected to the battery 10 via a fuse 38 and a path connected to the battery 10 via a switch 39 linked to the ignition. Power is supplied.
- the power supplied from the battery 10 via the fuse 38 is referred to as + B
- the power supplied via the switch 39 is referred to as IG.
- + B and IG are shown by relatively thick solid lines for explanation.
- the vehicle device 1 needs to maintain the operation and the functional part of the control system that wants to maintain the operation even when the voltage from the battery 10 temporarily drops due to cranking at the time of starting the engine.
- the multimedia function unit will be referred to as an MM function unit for convenience.
- the functional unit of the control system operates by using devices such as the control unit 4, the storage unit 5, and the meter display circuit 34.
- the device used by the functional unit of the control system will be referred to as a control system device 40 for convenience.
- the functional unit of the MM system operates by using a device such as the center display circuit 35 and the audio amplifier 36, or the communication module 37.
- the device used by the MM-based functional unit will be referred to as an MM-based device 41 for convenience.
- the first power supply circuit 7A has a low voltage compatible circuit configuration so that power can be supplied to the control system device 40 even when the power supply voltage supplied from the battery 10 drops. There is. More specifically, in the first power supply circuit 7A, the minimum operating voltage at which power can be supplied is set lower than the lower limit of the voltage assumed at the time of cranking.
- IG and + B are input to the first power supply circuit 7A by wired OR via a diode 42, respectively. Therefore, for example, even when the fuse 38 is removed in order to reduce the dark current during transportation of a vehicle, the first power supply circuit 7A can supply power to the control system device 40 by turning on the switch 39. Can be supplied. Therefore, it is possible to display on the meter display 20 and the like. Further, since the first power supply circuit 7A is compatible with a low voltage, it is possible to supply enough power for the control system device 40 to operate normally even when a voltage drop occurs during cranking.
- the MM system device 41 is supplied with power from the second power supply circuit 7B.
- the minimum operating voltage of the second power supply circuit 7B is set lower than the rated voltage of the battery 10, it does not have a circuit configuration corresponding to a low voltage like the first power supply circuit 7A. Therefore, when a large voltage drop occurs in the power supply voltage from the battery 10, the power supply to the MM device 41 may become unstable.
- + B is input to the second power supply circuit 7B.
- the first power supply circuit 7A and the second power supply circuit 7B are controlled by the power supply control unit 43.
- the power supply control unit 43 is always energized and is normally in a sleep state. Then, the power supply control unit 43 starts when an start signal for starting the vehicle device 1 is input from the external ECU 45 connected via the CAN line 44, and starts controlling each power supply circuit. .. In the present embodiment, a signal indicating that the vehicle door has been opened is adopted as the start signal.
- the power supply voltage detection result by the voltage detection circuit 46 is also input to the power supply control unit 43.
- the voltage detection circuit 46 is composed of, for example, a comparator with hysteresis, and compares a power supply voltage with a predetermined reference voltage. Then, the voltage detection circuit 46 outputs an L level signal as a detection result if the power supply voltage is lower than the reference voltage, and outputs an H level signal as a detection result if the power supply voltage is equal to or higher than the reference voltage.
- the power supply control unit 43 controls the first power supply circuit 7A and the second power supply circuit 7B based on the detection result of the voltage detection circuit 46.
- the power supply control unit 43 operates only the first power supply circuit 7A when the voltage from the battery 10 drops due to cranking, and the first power supply circuit 7A and the second power supply circuit 7A when the voltage of the battery 10 is a normal voltage. Control is performed such as operating both of the power supply circuits 7B.
- the main board 2 is provided with an external connector 47 composed of a plurality of or a plurality of types of connectors for connecting to an external device or the like.
- an external connector 47 composed of a plurality of or a plurality of types of connectors for connecting to an external device or the like.
- FIG. 3 for simplification of the description, a plurality of connectors are shown by one external connector 47 for convenience.
- radio broadcasts receive different frequency ranges and step widths from country to country or region.
- the hardware portion for receiving the radio broadcast is modularized, it is necessary to control the tuner 17 on the main board side.
- the merits of modularization can be effectively utilized as follows.
- the vehicle device 1 stores the HMI for each country or region in the storage unit 5.
- the module 3 is provided with a module-side control unit 14 for controlling those tuners 17. That is, the module 3 of the present embodiment enables the module 3 side to control the tuner 17 for receiving the radio broadcast.
- the module-side control unit 14 sets or changes the frequency of the tuner 17 based on the control command transmitted from the control unit 4. At this time, as the control command transmitted from the control unit 4, a common control command is used regardless of the type of the tuner 17.
- a common control command is used regardless of the type of the tuner 17.
- the reception result will be an audio signal regardless of the country or region.
- a common output called an audio signal is output from the module side.
- the audio signal can be output in a physically and electrically specified format such as I2S or SPI described above.
- the number and arrangement of signal pins for transmitting and receiving control commands can be fixed between the main board 2 side and the module 3 side. Further, since the audio signal can be output in a format in which the specifications are determined as described above, the number and arrangement of signal pins for transmitting and receiving the audio signal between the main board 2 side and the module 3 side can be determined. Can be fixed.
- the module 3 is provided with the module side control unit 14 so that the actual control of the tuner 17 can be performed in the module 3. That is, the functional unit that receives the radio broadcast is modularized together with the functional unit, that is, the control function of the tuner 17. As a result, the interface between the main board 2 and the module 3 can be shared in both the electrical connection mode and the physical connection mode. This makes it possible to support radio broadcasting specifications that differ from country to country or region by simply replacing module 3.
- the module-side control unit 14 notifies the control unit 4 of information indicating the product model. Specifically, the module-side control unit 14 executes the process shown in FIG. 7, and when the power is supplied and started, the module-side control unit 14 notifies the control unit 4 of the information in step S1.
- the information notified at this time may be any information that can identify the product model.
- the vehicle parameters corresponding to the country or region of the shipping destination are stored in the module side storage unit 15, and the vehicle parameters are stored at the time of startup. It can be read out and notified to the control unit 4.
- the module side control unit 14 determines in step S2 whether or not the control command has been received from the control unit 4, and if it determines that the control command has not been received, the result is NO in step S2. Wait for reception. On the other hand, when it is determined that the control command has been received, the module side control unit 14 is YES in step S2 when it is determined that the control command has not been received. Therefore, the module side control unit 14 corresponds to the control command received in step S3. Execute the processed processing.
- step S4 determines in step S4 whether or not any setting has been changed by executing the process, and if it determines that the setting has not been changed, the result is NO in step S4. Then, the process proceeds to step S1 and waits for a control command.
- step S4 when the module side control unit 14 determines that the setting has been changed, the result is YES in step S4, so that the changed setting is stored in the module side storage unit 15 in step S5.
- the broadcast that the channel was last watched can be displayed without requiring any user operation. You can combine them.
- the module 3 of the present embodiment is provided with the module side control unit 14, so that the tuner 17 can be actually controlled on the module 3 side, so that the main interface is electrically and physically common. It is connected to the substrate 2, controlled by a common control command, and outputs an audio signal in a common output mode.
- the module 3 is for a vehicle device 1 connected to a main board 2 on which a control unit 4 is mounted, and controls at least one or more tuners 17 for receiving radio broadcasts and the tuner 17.
- a pin header 13 is provided as a module-side connection unit that electrically connects between the module-side control unit 14 and the main board 2.
- the tuner 17 is mounted with different specifications depending on the product model of the vehicle device 1, and the pin header 13 is connected to the main board 2 with an electrically and physically common interface regardless of the specifications of the tuner 17.
- the module side control unit 14 controls the tuner 17 by receiving a common control command from the main board 2 side regardless of the specifications of the tuner 17.
- the tuner 17 can be substantially controlled from the main board 2 side by using the abstracted control command, and the software on the main board 2 side can be changed according to the tuner 17, or the pin assignment of the tuner 17 can be changed. It is not necessary to prepare different main boards 2 at the same time. Therefore, the merit of modularization can be effectively utilized.
- Module 3 outputs an audio signal to the main board 2 side in a common output mode regardless of the specifications of the tuner 17.
- the interface can be standardized not only for control commands but also for audio signals.
- the module 3 includes a non-volatile module-side storage unit 15, and the module-side control unit 14 stores the settings of the tuner 17 in the module-side storage unit 15.
- the module-side control unit 14 stores the settings of the tuner 17 in the module-side storage unit 15.
- the module side control unit 14 notifies the main board 2 side of the information indicating the product model.
- the control unit 4 on the main board 2 side can grasp the product model of the module 3 by connecting to the module 3 and turning on the power. Therefore, it is not necessary to change the software on the control unit 4 side for each module 3 to be connected, and the merit of modularization can be effectively utilized.
- the HMI corresponding to the product model in the storage unit 5 as in the embodiment, it is possible to automatically select an appropriate HMI, and the convenience can be further improved.
- the test as a single module 3 can be performed on the main board 2. You will be able to do it without implementing it. As a result, when the module 3 is outsourced, for example, the test can be performed without disclosing the specifications and software on the main board 2 side, and the intellectual property between the company and the subcontractor, including the software license, for example. You can properly classify your property.
- the vehicle device 1 includes a control unit 4 which is a main body for controlling the vehicle device 1, a main board 2 on which the control unit 4 is mounted, and a tuner as a functional unit whose specifications differ depending on the product model of the vehicle device 1. It includes a module 3 in which 17 is mounted.
- the module 3 is mounted with a module-side control unit 14 that controls a functional unit mounted on the module 3, and the main board 2 and the module 3 are connected by a common interface regardless of the specifications of the functional unit.
- the module-side control unit 14 operates the functional unit by receiving a common control command from the control unit 4 regardless of the specifications of the functional unit.
- the tuner 17 can be substantially controlled from the main board 2 side by using the abstracted control command, and the software on the main board 2 side can be changed according to the tuner 17, or the pin assignment of the tuner 17 can be changed. It is not necessary to prepare different main boards 2 at the same time. Therefore, the merit of modularization can be effectively utilized.
- At least one tuner 17 as a functional unit is mounted on the module 3. This makes it possible to modularize a plurality of functions such as analog radio broadcasting and digital radio broadcasting.
- the module 3 is provided with a non-volatile module-side storage unit 15 that stores the settings of the functional unit.
- a non-volatile module-side storage unit 15 that stores the settings of the functional unit.
- a plurality of modules 3 and communication modules 37 are connected to the main board 2. This makes it possible to flexibly support specifications that differ depending on the country or region, such as the frequency band of radio broadcasting and the frequency band that can be used in Wi-Fi.
- At least one tuner 17 for receiving a radio broadcast is mounted on the module 3 as a functional unit, and the specifications of the tuner 17 differ depending on the product model of the vehicle device 1. Things are implemented.
- the pin header 13 as the module-side connection unit is connected to the main board 2 by an electrically and physically common interface regardless of the specifications of the tuner 17, and the module-side control unit 14 is connected to the tuner 17. Regardless of the specifications, the tuner 17 is controlled by receiving an abstracted common control command from the main board side.
- the module 3 outputs audio in a common output mode regardless of the specifications of the tuner 17. That is, in the vehicle device 1, not only the control command but also the voice signal obtained from the tuner 17 is acquired by the common interface. As a result, the wiring pattern can be standardized, and the interface can be standardized.
- the module 3 is provided with a plurality of tuners 17 having different reception methods.
- a plurality of tuners 17 having different reception methods.
- FM broadcasting and AM broadcasting can be received, and further, a digital system radio broadcasting can be received, which makes it easier to deal with countries and regions.
- the vehicle device 1 has a low voltage compatible first power supply circuit 7A and a first power supply circuit 7A that are configured to be able to supply power even when a voltage drop occurs in the battery 10 mounted on the vehicle.
- the control unit 4 is supplied with power from the first power supply circuit 7A, and the module 3 is supplied with power from the second power supply circuit 7B, which includes a second power supply circuit 7B in which the minimum operating voltage is set higher than that of the first power supply circuit 7A.
- the control unit 4 that controls the functional unit of the control system can be operated even when the voltage drops.
- the operation of the module 3 can be stopped so that the power is not insufficient when the voltage drops. Therefore, even when the voltage drops, the display of the control system, that is, the warning light 25, which is assumed to be related to the running and safety of the vehicle, can be continued.
- the tuners 17A and 17B for receiving the analog radio broadcast and the tuner 17C for receiving the digital radio broadcast are both mounted on the module 3 in the module 3, but the analog receiving method is used. It can be configured to be modularized separately for the digital reception method and the digital reception method. As a result, the influence of mutual noise can be suppressed.
- the module 3 is not limited to the functional unit for receiving the radio broadcast, but the module 3 is provided with the functional unit for receiving the radio broadcast as in the embodiment, and the communication module 37 is provided with the functional unit for performing digital communication such as USB. It can also be modularized separately.
- the vehicle device 1 houses the main board 2, the module 3, and the communication module 37 in a substantially rectangular parallelepiped housing 50.
- the back plate 50A of the housing 50 includes a plurality of external connectors 47A to 47D constituting the external connector 47 of the main board 2, antenna connectors 18A to 18B of the module 3, and a communication connector 37A provided in the communication module 37. It is exposed. Further, a plurality of exhaust ports 51 are formed on the left side plate 50B, which is on the left side when the housing 50 is viewed from the front. The exhaust port 51 is an opening for exhausting air in the housing 50.
- This housing 50 is designed based on the so-called DIN standard, and has a certain width limitation. Therefore, as shown in FIG. 9, the main board 2, the module 3, and the communication module 37 are three-dimensionally arranged inside the housing 50. Specifically, the main board 2 is attached in a direction parallel to the bottom plate 50C of the housing 50. That is, the main board 2 is fixed to the bottom plate 50C.
- the module 3 is arranged so as to stand up from the main board 2 at the left end portion on the left side of the main board 2 in the drawing.
- the module 3 is connected so as to be substantially perpendicular to the main board 2, and is fixed to the housing 50 as described later.
- the communication module 37 is arranged on the upper side of the main board 2 in a state of being parallel to the main board 2.
- the communication module 37 is connected to the main board 2 in a state of being substantially parallel to the main board 2, and is fixed to the housing 50.
- a fan 52 is provided on the right side of the main board 2 in the drawing.
- the fan 52 is arranged so as to be perpendicular to the bottom plate 50C.
- openings and holes are formed in a range corresponding to approximately the diameter of the fan 52. Therefore, when the fan 52 is driven, air is sucked from the outside of the housing 50 toward the inside. Then, the air sucked into the housing 50 is discharged from the exhaust port 51. Therefore, the module 3 is formed to have a length that does not completely cover the exhaust port 51 in the front-rear direction of the housing 50.
- the vehicle device 1 is mounted on a vehicle, and its size is generally designed based on the so-called DIN standard. In that case, the vehicle device 1 may be limited in size, for example, width and height.
- the vehicle device 1 In the case of the vehicle device 1 in which a plurality of functional units are integrated, since the number of devices used in each functional unit is a certain number, it is required to effectively use the space in the housing 50. In addition, as the number of functional parts increases, the number of connectors for connecting to the outside also increases, so it is necessary to consider the arrangement of the connectors. Therefore, the vehicle device 1 arranges the module 3 three-dimensionally with respect to the main board 2 so that the space in the housing 50 can be effectively utilized.
- the module 3 and the communication module 37 are arranged three-dimensionally with respect to the main board 2, the following problems are concerned. That is, since the vehicle device 1 is mounted on the vehicle, it is constantly exposed to vibration. Therefore, when the module 3 is three-dimensionally arranged with respect to the main substrate 2, stress is concentrated at the connection portion, which may cause damage. Further, in the case of a configuration in which a plurality of tuners 17 can be mounted as in the module 3, it is assumed that the weight of the module 3 itself increases and the stress increases.
- the movable connector is configured to be movable by contacting with an elastic contact. Therefore, when it is assumed that vibration is constantly applied as in the vehicle device 1, there is a possibility that the contact portion may be displaced to generate electrical noise, or the contact itself may be worn out. is there.
- the module 3 has a module-side board 60 on which a module-side control unit 14 and a tuner 17 are mounted, a fixing member 61 on which the module-side board 60 is mounted, and the opposite of the fixing member 61.
- a cover member 62 that covers the module side substrate 60 is provided.
- the module 3 has a thin rectangular parallelepiped outer shape as a whole.
- the module side substrate 60 is formed in a substantially flat plate shape, but the right side in the drawing, which is the back plate 50A side of the vehicle device 1, has a shape in which the main substrate 2 side is cut off. ing.
- the antenna connector 18 is mounted on the upper end of the cut-out portion on the back plate 50A side in the drawing.
- the antenna connector 18 has a height protruding downward in the drawing from the surface of the module side substrate 60, and is covered with a metal shield cover 60A.
- the shield cover 60A is fixed to the fixing member 61 by screws 60C.
- the antenna connector 18 is provided so as to be located on the side opposite to the side connected to the main board 2. Therefore, when the module 3 is connected to the main board 2, the antenna connector 18 is located in a floating state from the main board 2, and an empty space is formed on the lower side of the antenna connector 18.
- the fixing member 61 is made of a metal material, can support the module side substrate 60 and the cover member 62, and has rigidity capable of withstanding vibration applied to the vehicle device 1. As shown in FIG. 10, the fixing member 61 includes a main body portion 61A arranged in parallel with the module side substrate 60.
- the main body 61A is formed in a size that substantially covers the module side substrate 60, and is affected by noise from the main substrate 2 side to the module side substrate 60 and noise from the module side substrate 60 to the main substrate 2 side. It functions as a shield member that suppresses the influence of. Further, the main body portion 61A is provided with a plurality of holes, so that the cooling efficiency of the module-side substrate 60 can be improved and the weight of the module 3 can be reduced.
- the main body 61A is provided with a fixing structure for fixing the module-side substrate 60. Further, in the main body portion 61A, a claw-shaped portion is formed by bending a part of the left end side side, the upper end side side, and the lower end side side in the drawing toward the cover member 62 side. Then, the cover member 62 is fixed to the main body portion 61A by engaging the claw-shaped portion with the plurality of openings 62A provided with the cover member 62. The openings 62A are arranged at a plurality of locations on the side of the module-side substrate 60.
- the main body portion 61A is formed in such a size that the pin header 13 protrudes on the main board 2 side, which is the lower side of the drawing. Further, the main body portion 61A is provided with a convex portion 61A1 soldered to the main substrate 2 at a position on the back plate 50A side of the pin header 13 and on an extension line in the longitudinal direction of the pin header 13. That is, the convex portion 61A1 is provided within the thickness range of the module 3, which has a thin rectangular parallelepiped outer shape as a whole. The convex portion 61A1 corresponds to an auxiliary fixing portion.
- the end of the main body 61A on the main board 2 side is bent from the main board 61A so as to be in contact with the surface of the main board 2, and is fastened together with the main board 2 and fixed to the bottom plate 50C of the housing 50.
- a flange 61A2 is provided for this purpose.
- the flange 61A2 is formed with an insertion port 61A3 for inserting a screw.
- the flange 61A2 corresponds to a second fixing portion.
- a notch 61A4 into which the main board 2 is inserted is provided on the opposite side of the convex portion 61A1 with the pin header 13 interposed therebetween, and is below the main board 2.
- a plate-shaped holding portion 61A5 is formed which is an extending portion and is substantially perpendicular to the main substrate 2. The holding portion 61A5 is formed by bending the end portion of the main body portion 61A.
- the tip end side of the wall portion 62B is an extension portion 62C that is bent so as not to come into contact with the antenna connector 18 and extends in parallel with the main body portion 61A.
- the side portion of the stretched portion 62C is bent toward the module side substrate 60 side, and the above-mentioned claw-shaped portion is provided.
- the tip of the extension portion 62C is bent so as to abut the back plate 50A to form the contact portion 61D.
- Screw holes 61E are formed on both ends of the contact portion 61D.
- the screw hole 61E is used when fixing the fixing member 61 to the back plate 50A.
- the contact portion 61D corresponds to the first fixing portion.
- the contact portion 61D is formed in a shape in which the central portion is convex on the side opposite to the back plate 50A, and a screw hole 61F for screwing the shield cover 60A is formed in the center thereof.
- the central portion of the contact portion 61D is formed in such a size that the screw does not protrude from the contact surface with the back plate 50A even when the shield cover 60A is screwed.
- the fixing member 61 has an integrated structure in which the main body portion 61A to the contact portion 61D, and the convex portion 61A1, the flange 61A2, or the holding portion 61A5 are all integrated.
- FIG. 12 shows a state in which the module 3 is simply connected to the main board 2.
- the module 3 is arranged so as to stand up substantially vertically from the main board 2. Since the module 3 is mounted with a plurality of tuners 17 and the fixing member 61 is made of a metal member having high rigidity, the module 3 has a structure that is vulnerable to vibration as it is.
- the module 3 is electrically connected to the main board 2 in a manner of rising from the main board 2, and is fixed to two different surfaces of the box-shaped housing 50. There is. In the case of the present embodiment, the module 3 is fixed to two surfaces of the back plate 50A of the housing 50 and the bottom plate 50C that is fastened together with the main board 2. Further, the module 3 is arranged closer to the end of the housing 50.
- the module 3 is fixed to the back plate 50A at a position on the upper end side of the module 3. More specifically, the module 3 is fixed to the back plate 50A at the position of the antenna connector 18 provided apart from the main board 2.
- the module 3 is fixed to the main board 2 by soldering the convex portion 61A1 to the main board 2 in the vicinity of the pin header 13 soldered to the main board 2. Further, the module 3 is fixed to the main board 2 by the flange 61A2 in the vicinity of the pin header 13. By fixing in the vicinity of the pin header 13 in this way, it is possible to prevent stress from concentrating on the soldered portion of the pin header 13 when the module 3 vibrates.
- each connector 47 of the main board 2 can be arranged in the empty space.
- each connector can be shifted in the vertical direction and arranged three-dimensionally, and the size is determined. It is possible to effectively utilize the surface space of the housing 50.
- the back plate 50A of the housing 50 is a portion originally used for arranging the external connector 47 of the main board 2, if the antenna connector 18 is arranged on the back plate 50A, the structure becomes complicated. It doesn't invite things. In other words, by arranging the antenna connector 18 on the same side as the external connector 47 of the main board 2, it is possible to prevent the assembly from becoming difficult. According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
- the vehicle device 1 includes a main board 2 on which the control unit 4 is mounted, and a module 3 which is connected to the main board 2 and has different functional units mounted depending on the product model of the vehicle device 1.
- the module 3 is electrically connected to the main board 2 so as to stand up from the main board 2, and is fixed to two different surfaces of the box-shaped housing 50.
- the module 3 has a module-side substrate 60 and a fixing member 61 for fixing the module-side substrate 60, and the fixing member 61 includes a contact portion 61D as a first fixing portion fixed to the housing 50. It has a flange 61A2 as a second fixing portion. The contact portion 61D and the flange 61A2 are provided integrally with the fixing member 61. As a result, the module 3 can be firmly fixed to the housing 50 by utilizing the rigidity of the fixing member 61.
- the fixing member 61 is made of a metal material and functions as a shield member that covers one surface side of the module side substrate 60. As a result, the influence of noise from the main board 2 side to the module side board 60 and the influence of noise from the module side board 60 to the main board 2 side can be suppressed.
- the fixing member 61 is provided with a convex portion 61A1 as an auxiliary fixing portion that assists in fixing the module side substrate 60 to the main substrate 2.
- a convex portion 61A1 as an auxiliary fixing portion that assists in fixing the module side substrate 60 to the main substrate 2.
- the convex portion 61A1 is provided at a pin header 13 which is a connection point where the module side substrate 60 and the main substrate 2 are connected, and is located outside the pin header 13 in the longitudinal direction.
- auxiliary fixing can be performed within the thickness range of the module 3, which has a thin rectangular parallelepiped outer shape as a whole, and it is possible to prevent the space of the main board 2 from being unnecessarily occupied. Can be done.
- Module 3 is equipped with at least one tuner 17 as a functional unit for receiving wireless broadcasting.
- the tuner 17, for example, having a metal shield structure has a certain weight. Therefore, when a plurality of tuners 17 are mounted, the weight of the module 3 increases, and the module 3 is easily affected by vibration. Even in such a case, by fixing to the housing 50 on two surfaces as described above, the influence of vibration such as stress concentration can be suppressed.
- the main board 2 is provided with an external connector 47 for external connection, and the module 3 is located above the external connector 47 on one surface of the back plate 50A of the housing 50 where the external connector 47 is arranged, for example. It is fixed to the housing 50 at a displaced position. As a result, the internal space and the surface space of the vehicle device 1 having a limited size can be effectively used.
- the module 3 is arranged closer to the end of the housing 50. Since the edges of the housing 50 are close to the corners of the two surfaces, it is considered that the rigidity is relatively high as compared with the vicinity of the center of the back plate 50A, for example. Therefore, by arranging the module 3 closer to the end of the housing 50, the fixing position to the back plate 50A becomes closer to the corner, and as a result, the module 3 can be fixed more firmly.
- the module 3 has been mainly described, but even for a module such as the communication module 37 which is arranged parallel to the main board 2, the stress can be concentrated by fixing the module 3 to the two surfaces of the housing 50. The influence of vibration can be suppressed.
- the controls and methods thereof described in the present disclosure are realized by a dedicated computer provided by configuring a processor and memory programmed to perform one or more functions embodied by a computer program. May be done.
- the controls and methods thereof described in the present disclosure may be implemented by a dedicated computer provided by configuring the processor with one or more dedicated hardware logic circuits.
- the control unit and method thereof described in the present disclosure may be a combination of a processor and memory programmed to perform one or more functions and a processor composed of one or more hardware logic circuits. It may be realized by one or more dedicated computers configured.
- the computer program may be stored in a computer-readable non-transitional tangible recording medium as an instruction executed by the computer.
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Abstract
実施形態の車両用装置1は、制御部4と、制御部4が実装されているメイン基板2と、メイン基板2に接続され、車両用装置1の製品モデルによって異なる機能部としての例えばチューナ17が実装されるモジュール3とを備え、モジュール3は、メイン基板2から立ち上がる態様で当該メイン基板2に電気的に接続されているとともに、箱状に形成されている筐体50の異なる2面に対して固定されている。
Description
本出願は、2019年6月14日に出願された日本出願番号2019-111189号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
本開示は、車両用装置に関する。
近年、車両用装置において、ラジオのチューナをメイン基板に対して垂直つまりは立体的に取り付けることがある。そして、例えば特許文献1には、可動コネクタを用いることにより、振動を吸収することが提案されている。
上記した手法を採用することにより、モジュールとメイン基板との接続箇所に応力が集中することを抑制できると考えられる。
しかしながら、可動コネクタは、弾性を有する接点と接触させることにより可動にする構成となっている。そのため、車両用装置のように常に振動が加わることが想定される場合には、接点部分にずれが生じて電気的なノイズが発生したり、接点そのものが消耗したりするなど、振動の影響が大きく問題になると考えられる。
本開示の目的は、モジュールを立体的に取り付ける場合において、振動の影響を抑制することができる車両用装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本開示では、車両用装置は、制御部と、制御部が実装されているメイン基板と、メイン基板に接続され、車両用装置の製品モデルによって異なる機能部が実装されるモジュールとを備え、モジュールは、メイン基板から立ち上がる態様で当該メイン基板に電気的に接続されているとともに、箱状に形成されている筐体の異なる2面に対して固定されている。
このような構成としたことにより、メイン基板に対して立ち上がる立体的な配置態様で取り付けられるモジュールを、筐体に対して2箇所で固定することが可能となり、車両用装置に振動が加わった際において、モジュールがメイン基板に対して振動することが抑制される。したがって、モジュールを立体的に配置する場合において、振動の影響を抑制することができる。
以下、複数の実施形態について説明する。
(第1実施形態)
以下、第1実施形態について説明する。第1実施形態では、モジュール化した構成とモジュール化の基本的な考え方について説明する。図1に示すように、車両用装置1は、メイン基板2と、そのメイン基板2に接続されるモジュール3とを備えている。なお、図1では1つのモジュール3を示しているが、メイン基板2に複数のモジュール3を接続する構成とすることもできる。
(第1実施形態)
以下、第1実施形態について説明する。第1実施形態では、モジュール化した構成とモジュール化の基本的な考え方について説明する。図1に示すように、車両用装置1は、メイン基板2と、そのメイン基板2に接続されるモジュール3とを備えている。なお、図1では1つのモジュール3を示しているが、メイン基板2に複数のモジュール3を接続する構成とすることもできる。
メイン基板2は、詳細は後述するが、車両用装置1を制御する主体となる制御部4、記憶部5、音声処理部6、および電源回路7などを備えている。制御部4は、図示しないCPU等を備えたマイクロコンピュータで構成されており、記憶部5に記憶されているコンピュータプログラムを実行することにより、車両用装置1の全体を制御する。
また、制御部4は、モジュール3を制御する。本実施形態の場合、モジュール3は、後述するように国ごとによって異なる周波数のラジオ放送を受信するもの、つまりは、車両用装置1の製品モデルによって異なる無線放送を受信するものである。この製品モデルは、例えば国や地域など、車両用装置1の仕向け先によって異なっている。
そのため、制御部4には、ラジオ放送の受信や周波数の切り替えなどを制御するためのラジオアプリ8が設けられている。このラジオアプリ8は、ラジオ放送を受信する際のHuman Machine Interfaceを構成する。以下、Human Machine InterfaceをHMIと称する。本実施形態の場合、ラジオアプリ8は、想定される製品モデルの全てに対応したものとして設けられている。つまり、製品モデルによってラジオアプリ8を変更する必要は無く、接続されたモジュール3に応じて例えば記憶部5に記憶されている国ごとあるいは地域ごとのHMIのうち、に応じたHMIを選択する。
記憶部5は、例えばembedded Multi Media Cardのような不揮発性のメモリによって構成されており、制御部4で実行されるコンピュータプログラムなどの各種のデータを記憶している。以下、embedded Multi Media CardをeMMCと称する。
音声処理部6は、例えばデジタル信号処理プロセッサなどで構成されており、モジュール3側から送信された音声信号を処理する。モジュール側からは、I2SやSPIの形式で音声信号が送信される。音声処理部6は、音声信号を処理すると、スピーカ9に対して出力し、スピーカ9から音声が出力される。なお、制御部4がデジタル信号処理用のハードウェアを内蔵している場合や、制御部4で実行するソフトウェアより音声処理を行う場合などには、音声処理部6を制御部4に設ける構成とすることができる。
電源回路7は、車両に搭載されているバッテリ10に接続されており、メイン基板2に実装されている各デバイスに電源を供給する。また、電源回路7は、モジュール3にも電源を供給する。
また、メイン基板2には、モジュール3との間を電気的に接続するために、複数のスルーホール11が設けられている。これら複数のスルーホール11により、モジュール3を接続するための基板側接続部12が構成されている。この基板側接続部12には、モジュール3側に設けられているピンヘッダ13の各ピンが挿入およびはんだ付けされる。これにより、メイン基板2とモジュール3とが電気的に接続される。このピンヘッダ13は、モジュール側接続部に相当する。
このモジュール3には、モジュール側制御部14、モジュール側記憶部15、モジュール3内に電源を供給するモジュール側電源回路16、複数のチューナ17A~17C、およびアンテナコネクタ18A~18Bが実装されている。チューナ17は、いわゆるシリコンチューナのような金属シールド構造のものを採用することもできるが、複数のデバイスを用いて、いわゆるディスクリート回路で構成することもできる。なお、チューナ17の数は一例であり、これに限定されない。また、アンテナコネクタ18は、チューナ17と一体に形成されているものであってもよい。
モジュール側制御部14は、モジュール3に実装されているチューナ17の制御を行う。このモジュール側制御部14は、制御部4から送信された制御コマンドに基づいて、チューナ17の周波数の設定や変更を行う。このとき、制御部4から送信される制御コマンドは、チューナ17の種類に関わらず、共通の制御コマンドが用いられている。また、モジュール側制御部14は、車両用装置1の製品モデルによって異なるチューナ17の種類を制御部4に通知する。
このモジュール3からは、I2SやSPIなどの所定の信号形式で、音声信号を出力する。つまり、制御部4とモジュール側制御部14との間は、車両用装置1の製品モデルに関わらず、制御コマンドや音声信号などの電気的な接続態様においても、基板側接続部12とピンヘッダ13との物理的な接続態様においても、共通するインターフェースで接続されている。なお、チューナ17から直接的に音声信号を出力する構成とすることもできるし、モジュール側制御部14を経由して音声信号を出力する構成とすることもできる。
モジュール側記憶部15は、eMMCなどの不揮発性のメモリで構成されており、モジュール側制御部14が実行するコンピュータプログラムを記憶している。また、モジュール側記憶部15は、制御部4から行われたチューナ17の設定などを記憶する。モジュール側記憶部15は、国や地域によって違いはあるものの、アナログ方式であれば、例えばLast Frequency、Last Preset Number、Present Channel、AM放送のStation List、FM放送のStation Listなどを記憶する。また、モジュール側記憶部15は、アナログ方式であれば、例えば交通情報バンドや交通情報周波数などを記憶する。
チューナ17は、ラジオ放送を受信するためのものである。本実施形態の場合、チューナ17AはAM放送を受信するものであり、チューナ17BはFM放送を受信するものであり、チューナ17Cはデジタル放送を受信するものを想定している。このため、チューナ17Aおよびチューナ17Bは、アナログ方式のラジオ放送を受信するための共通のアンテナ19Aに接続され、チューナ17Cはデジタル方式のラジオ放送を受信するためのアンテナ19Cに接続されている。ただし、チューナ17Cは、例えば日本やアメリカ合衆国などのデジタル方式のラジオ放送が実施されている国や地域ごとに実装されるか否かが選択される。
これらのチューナ17A~17Cは、図2に示すように、製品モデルによって周波数が異なるラジオ放送を受信する。具体的には、図2にJPとして示す日本向けであれば、受信すべきFM放送の周波数範囲がF0~F1(MHz)、チューニング時のステップ幅がSF0(kHz)であり、受信すべきAM放送の周波数範囲がF2~F3(kHz)、チューニング時のステップ幅がSA0(kHz)のようになっている。
また、図2にEPとして示す欧州向けであれば、受信すべきFM放送の周波数範囲がF10~F11(MHz)、チューニング時のステップ幅がSF10(kHz)であり、受信すべきAM放送の周波数範囲がF12~F13(kHz)、チューニング時のステップ幅がSA10(kHz)のようになっている。
また、図2にUSとして示すアメリカ合衆国向けであれば、受信すべきFM放送の周波数範囲がF20~F21(MHz)、チューニング時のステップ幅がSF20(kHz)であり、受信すべきAM放送の周波数範囲がF22~F23(kHz)、チューニング時のステップ幅がSA20(kHz)のようになっている。
また、図2にCNとして示す中華人民共和国向けであれば、受信すべきFM放送の周波数範囲がF30~F31(MHz)、チューニング時のステップ幅がSF30(kHz)であり、受信すべきAM放送の周波数範囲がF32~F33(kHz)、チューニング時のステップ幅がSA30(kHz)のようになっている。
このモジュール3が接続されるメイン基板2は、図3に示すように、例えばメータディスプレイ20やセンターディスプレイ21などの表示器に接続されている。これらの表示器には、後述するように、車両の状態に関する情報や走行に必要となる情報、あるいはナビゲーション画面26やメニュー画面27などの情報を表示するために設けられている。また、車両用装置1は、ナビゲーション時の案内音声の出力や音楽の再生あるいはラジオ放送の音声の出力などを行うスピーカ9に接続されている。この車両用装置1は、各種の情報をユーザに提示するいわゆる車両インフォテイメントを実現するコックピットシステムを構成している。
メータディスプレイ20は、例えば液晶ディスプレイや有機ELディスプレイで構成されており、図4に示すように、運転者の正面付近に位置するメータパネル22に設けられている。本実施形態の場合、メータパネル22全体が表示器で構成されてメータディスプレイ20となっており、速度計23や回転数計24あるいは複数の警告灯25などがフルグラフィック表示される構成となっている。なお、メータパネル22の例えば中央部分にメータディスプレイ20を設け、速度計23や回転数計24および各種の警告灯25などを別途設ける構成とすることもできる。
このメータディスプレイ20には、例えば速度や警告あるいは法規により定められている情報、燃料の残量やシートベルト装着の有無など、車両の状態に関する情報や車両の走行あるいは安全に関する情報が主として表示される。以下、これらの情報を便宜的に制御系の情報と称する。また、メータディスプレイ20には、車両用装置1を起動する際の起動メッセージ、および、車両用装置1を停止させる際の停止メッセージも表示される。
センターディスプレイ21は、例えば液晶ディスプレイや有機ELディスプレイで構成されており、いわゆるセンターコンソール付近に設けられている。このセンターディスプレイ21には、図5に示すように、例えばナビゲーション画面26やメニュー画面27などが表示される。また、センターディスプレイ21は、テレビ放送や再生している楽曲の情報などを表示することもできる。つまり、センターディスプレイ21には、主として、ナビゲーション画面26やメニュー画面27等、いわゆるマルチメディア系の情報が表示される。
このように、車両用装置1は、車両の状態に関する情報を表示する機能部とマルチメディア系の情報を表示する機能部とを含む複数の機能部が統合され、各種の情報をユーザに対して視覚的あるいは聴覚的に提示可能な統合型のものとなっている。
また、車両用装置1では、メータディスプレイ20およびセンターディスプレイ21は、互いにシームレスな表示が可能となっている。そのため、例えばナビゲーション画面26をメータディスプレイ20に表示したり、速度をセンターディスプレイ21に表示したりすることができる。ただし、車両用装置1に接続される表示器の数や配置あるいは種類は一例であり、これらに限定されない。
制御部4は、図示しないCPU等を有するいわゆるマイクロコンピュータで構成されている。この制御部4は、eMMCなどの不揮発性メモリなどで構成された記憶部5に記憶されているプログラムを実行することにより車両用装置1の全体を制御する。また、記憶部5には、国ごとあるいは地域ごとに異なるラジオ放送を受信するための複数のHMIが記憶されている。
本実施形態の場合、制御部4は、図6に示すように、例えば2つのオペレーティングシステム28が動作する仮想化環境が構築されている。つまり、車両用装置1では、1つのハードウェア上で複数のシステムが動作している。以下、オペレーティングシステム28をOS28と称する。本実施形態では、OS28AおよびOS28Bは、OS28Aが機能として備えるハイパーバイザ29上で動作している。ただし、ハイパーバイザ29を個別に設け、そのハイパーバイザ29上でOS28AおよびOS28Bを動作させる構成とすることもできる。
OS28Aは、いわゆるリアルタイムOSであり、OS28Bに比べてリアルタイム性が要求される処理、例えば、車両の走行あるいは安全に関係する処理などを主に実行する機能部が設けられている。このようなリアルタイムOSは、一般的に、OS28A自体に不具合が起きにくく、また、アプリケーションの実行時間などを予測あるいは制限できる等、汎用OSに比べて相対的に安定性が高いと考えることができる。
OS28Bは、いわゆる汎用OSであり、OS28Aに比べるとリアルタイム性能は相対的に低いものの、マルチメディア機能のような汎用的な処理を容易に実行できるというメリットがある。そして、制御部4は、それぞれのOS28上で各種のアプリケーションを実行することにより、各種の機能部を制御している。
制御部4が備える機能部としては、例えばメータディスプレイ20に制御系の情報を表示するメータアプリ30、ラジオ放送を視聴するラジオアプリ8、センターディスプレイ21にナビゲーション画面26を表示するナビアプリ31、メニュー画面27を表示するメニューアプリ32、および外部の装置と通信する通信アプリ33などがある。これらの機能部は、制御部4上で実行されるプログラムによってソフトウェアで実現されている。なお、図6に示す機能部の数や種類は一例であり、これらに限定されない。
メータディスプレイ20に表示される制御系の情報は、車両の走行や安全に関するものであることから、迅速な表示と、適切な更新とが求められる。そのため、メータアプリ30は、より安定性の高いOS28A上に設けられている。メータアプリ30が描画する情報は、図3に示すように、メータ表示回路34を経由して、例えばLVDS形式の描画データとしてメータディスプレイ20に送信される。また、メータアプリ30は、バッテリ10から供給される電源電圧が低下した場合に動作を維持する必要性がある機能部であると言える。
このメータアプリ30は、車両用装置1の起動時には、車両用装置1の起動を示す起動メッセージおよび起動画像の少なくとも一方を描画する。また、メータアプリ30は、車両用装置1の停止時には、車両用装置1の停止を示す停止メッセージおよび停止画像のうち少なくとも一方を描画する。なお、起動メッセージや起動画像、あるいは停止メッセージや停止画像は、静止画、動画あるいはアニメーションなどにより描画される。
一方、例えばラジオ放送の視聴やナビゲーション画面26あるいはメニュー画面27の表示は、制御系の情報に比べるとリアルタイム性をそれほど必要としないとともに、画像や映像あるいは楽曲や案内音声などマルチメディア系の情報である。そのため、ナビアプリ31およびメニューアプリ32は、OS28B上に実装されている。
これらナビアプリ31およびメニューアプリ32が表示する情報は、センター表示回路35を経由して例えばLVDS形式の描画データとしてセンターディスプレイ21に送信される。また、楽曲や案内音声は、オーディオアンプ36を経由して音声信号としてスピーカ9に出力されて再生される。また、ナビアプリ31およびメニューアプリ32は、バッテリ10から供給される電源電圧が低下した場合に動作を維持する必要性が、上記したメータアプリ30に比べると相対的に低い機能部であると言える。
また、外部の装置と通信する通信アプリ33は、様々な装置に接続されることが想定されることから、汎用的な処理を行うためにOS28Bに実装されている。この通信アプリ33は、例えばUSBやWi-FiあるいはBluetooth(登録商標)などの通信方式により、例えばユーザが所有する携帯端末や記憶装置などの外部の装置と通信する。
本実施形態では、上記の通信方式を実現するためのデバイス類は、メイン基板2に接続される通信モジュール37としてモジュール化されている。この場合、例えばWi-Fiで利用可能な周波数帯域は、国や地域によって異なるものの、モジュール化することにより、通信モジュール37を取り換えることにより、モジュール3と同様に国や地域によって異なる仕様に対応することが可能になる。なお、他の通信方式を採用したり、複数の通信方式を採用したりする構成とすることができる。
この車両用装置1は、バッテリ10から電源が供給される。より詳細には、車両用装置1には、図3に示すように、バッテリ10にヒューズ38を経由して接続される経路と、イグニッションに連動したスイッチ39を経由して接続される経路とから電源が供給される。以下、バッテリ10からヒューズ38を経由して供給される電源を+Bと称し、スイッチ39を経由して供給される電源をIGと称する。なお、図3では、説明のために+BおよびIGを相対的に太い実線にて示している。
さて、車両用装置1には、エンジン始動時のクランキングによってバッテリ10からの電圧が一時的に低下した場合であっても動作を維持したい制御系の機能部と、動作を維持する必要性が相対的に低いマルチメディア系の機能部とが混在している。以下、マルチメディア系の機能部を、便宜的にMM系の機能部と称する。
制御系の機能部は、制御部4、記憶部5、メータ表示回路34などのデバイスを利用して動作する。以下、制御系の機能部によって利用されるデバイスを、便宜的に制御系デバイス40と称する。一方、MM系の機能部は、センター表示回路35、オーディオアンプ36などのデバイスやあるいは通信モジュール37を利用して動作する。以下、MM系の機能部によって利用されるデバイスを、便宜的にMM系デバイス41と称する。
制御系デバイス40には、第1電源回路7Aから電源が供給される。この第1電源回路7Aは、バッテリ10から供給される電源電圧に電圧低下が起きた場合であっても制御系デバイス40に電源が供給可能となるように、低電圧対応の回路構成となっている。より詳細には、第1電源回路7Aは、電源の供給が可能になる最低動作電圧が、クランキング時に想定される電圧の下限値よりも低く設定されている。
この第1電源回路7Aには、IGおよび+Bが、それぞれダイオード42を介してワイヤードORで入力されている。そのため、例えば車両の輸送時などにおいて暗電流を低減するためにヒューズ38を外した場合であっても、スイッチ39をオン操作することにより、第1電源回路7Aから制御系デバイス40に対して電源の供給が可能になる。このため、メータディスプレイ20への表示などが可能になる。また、第1電源回路7A、低電圧に対応しているため、クランキング時に電圧低下が起きた場合であっても、制御系デバイス40が正常に動作できるだけの電源を供給することができる。
一方、MM系デバイス41は、第2電源回路7Bから電源が供給される。この第2電源回路7Bは、最低動作電圧がバッテリ10の定格電圧よりも低く設定されているものの、第1電源回路7Aのような低電圧に対応した回路構成にはなっていない。そのため、バッテリ10からの電源電圧に大きな電圧低下が生じた場合には、MM系デバイス41への電源の供給が不安定になる可能性がある。この第2電源回路7Bには、+Bが入力されている。
これら第1電源回路7Aおよび第2電源回路7Bは、電源制御部43によって制御されている。この電源制御部43は、常時通電されており、通常はスリープ状態となっている。そして、電源制御部43は、CAN回線44を介して接続されている外部のECU45から車両用装置1を起動するための起動信号が入力されると起動して、各電源回路の制御を開始する。本実施形態では、起動信号として、車両のドアが開放されたことを示す信号を採用している。
この電源制御部43には、電圧検知回路46による電源電圧の検知結果も入力されている。電圧検知回路46は、例えばヒステリシス付きのコンパレータで構成されており、電源電圧と所定の基準電圧とを比較する。そして、電圧検知回路46は、電源電圧が基準電圧を下回っていればLレベルの信号を検知結果として出力し、電源電圧が基準電圧以上であればHレベルの信号を検知結果として出力する。
そして、電源制御部43は、電圧検知回路46の検知結果に基づいて、第1電源回路7Aと第2電源回路7Bを制御する。例えば、電源制御部43は、クランキングによりバッテリ10からの電圧が低下した場合には第1電源回路7Aのみを動作させ、バッテリ10の電圧が通常電圧であれば第1電源回路7Aと第2電源回路7Bの双方を動作させるといった制御を行っている。
また、メイン基板2には、外部の装置などと接続するための複数個や複数種類のコネクタで構成される外部コネクタ47が設けられている。なお、図3には、説明の簡略化のために、複数のコネクタを便宜的に1つの外部コネクタ47で示している。
次に、上記した構成の作用について説明する。
ラジオ放送は、上記したように受信する周波数範囲やステップ幅が国ごとあるいは地域ごとに異なっている。ただし、ラジオ放送を受信するハードウェア部分をモジュール化した場合には、メインの基板側でチューナ17を制御する必要がある。
ラジオ放送は、上記したように受信する周波数範囲やステップ幅が国ごとあるいは地域ごとに異なっている。ただし、ラジオ放送を受信するハードウェア部分をモジュール化した場合には、メインの基板側でチューナ17を制御する必要がある。
その結果、せっかくモジュール化したにも関わらず、チューナ17に併せてメイン基板側のソフトウェアを変更したり、チューナ17のピンアサインに併せて異なるメインの基板を用意したりする必要があり、モジュール化したものを単に取り換えるだけでは仕様を変更することができず、モジュール化のメリットを有効に活用することができなかった。そこで、本実施形態では、以下のようにしてモジュール化のメリットを有効に活用できるようにしている。
まず、製品モデルによって仕様が異なるラジオ放送を受信する場合、それぞれの仕様に応じたHMIを用意する必要がある。そのため、車両用装置1は、記憶部5に、国ごとあるいは地域ごとのHMIを記憶している。
そして、モジュール3には、ラジオ放送を受信するためのデバイスとしてのチューナ17に加えて、それらのチューナ17を制御するモジュール側制御部14を設けている。つまり、本実施形態のモジュール3は、モジュール3側でラジオ放送を受信するためのチューナ17の制御を行えるようにしている。
このモジュール側制御部14は、制御部4から送信された制御コマンドに基づいて、チューナ17の周波数の設定や変更を行う。このとき、制御部4から送信される制御コマンドは、チューナ17の種類に関わらず、共通の制御コマンドが用いられている。これは、ラジオ放送を受信する場合には、例えば周波数を上げるチューンアップや周波数を下げるチューンダウンの操作など、国や地域によらず共通する態様で所望のラジオ放送を選択したりすることができるためである。
つまり、ラジオ放送を受信する場合には、例えばチューンアップするという制御コマンドを送信すれば、実際に使用されるチューナ17に関わらず、同じ動作をさせることができる。換言すると、ラジオ放送を受信する場合には、周波数の設定や変更を行うために実際に使用されるコマンドを、抽象化した制御コマンドに置き換えることが可能となり、国や地域によらず共通の制御コマンドを用いることができるようになる。なお、次のチャンネルへスキップしたり、お気に入りの放送を登録したりすることなどについても同様に、共通の操作態様で行うことができる。
また、ラジオ放送を受信する場合、受信結果としては、国や地域によらず、音声信号が得られることになる。換言すると、ラジオ放送を受信する機能をモジュール化した場合、モジュール側からは、音声信号という共通の出力が行われることになる。そして、音声信号は、上記したI2SやSPIなどの物理的および電気的に仕様が決まっている形式で出力することができる。
そして、制御コマンドが共通化できれば、メイン基板2側とモジュール3側との間で制御コマンドを送受信するための信号ピンの数や配置を固定することができる。また、音声信号は、上記したように仕様が決まっている形式で出力することができるため、メイン基板2側とモジュール3側との間で音声信号を送受信するための信号ピンの数や配置を固定することができる。
このように、モジュール3は、モジュール側制御部14が設けられ、チューナ17の実際の制御をモジュール3内で行うことができるようにしている。つまり、ラジオ放送を受信する機能部を、その機能部つまりはチューナ17の制御機能ごとモジュール化している。これにより、メイン基板2とモジュール3との間は、電気的な接続態様においても物理的な接続態様においてもインターフェースを共通化することができる。これにより、モジュール3を単に取り換えるだけ、国ごとあるいは地域ごとに異なるラジオ放送の仕様に対応することが可能になる。
ところで、モジュール3を取り換えた場合、メイン基板2側において何かしらの変更を加えなければならないと、モジュール化のメリットが薄れてしまう。そのため、モジュール側制御部14は、製品モデルを示す情報を制御部4に通知する。具体的には、モジュール側制御部14は、図7に示す処理を実行し、電源が供給されて起動すると、ステップS1において、制御部4に情報を通知する。
このとき通知される情報としては、製品モデルを特定可能な情報であればよく、例えば出荷先の国や地域に応じた車両パラメータをモジュール側記憶部15に記憶しておき、起動時に車両パラメータを読み出して制御部4に通知することができる。
そして、モジュール側制御部14は、ステップS2において、制御部4から制御コマンドを受信したかを判定し、受信していないと判定した場合には、ステップS2においてNOとなることから、制御コマンドの受信を待機する。一方、モジュール側制御部14は、制御コマンドを受信したと判定した場合には、受信していないと判定した場合には、ステップS2においてYESとなることから、ステップS3において受信した制御コマンドに対応した処理を実行する。
続いて、モジュール側制御部14は、ステップS4において、処理を実行したことによって何らかの設定を変更したかを判定し、設定を変更していないと判定した場合には、ステップS4においてNOとなることから、ステップS1に移行して制御コマンドを待機する。
これに対して、モジュール側制御部14は、設定を変更したと判定した場合には、ステップS4においてYESとなることから、ステップS5において、変更した設定をモジュール側記憶部15に記憶する。これにより、例えば周波数が変更された後に電源が切られた場合であっても、次回の動作時にその設定を読み出すことにより、ユーザの操作を必要とすることなく、チャンネルを最後に視聴した放送に併せることなどができる。
このように、本実施形態のモジュール3は、モジュール側制御部14を備えることにより、モジュール3側でチューナ17の実際の制御を可能とすることにより、電気的および物理的に共通のインターフェースでメイン基板2と接続され、共通の制御コマンドで制御されるとともに、音声信号を共通の出力態様で出力している。
以上説明した実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
モジュール3は、制御部4が実装されているメイン基板2に接続される車両用装置1用のものであって、ラジオ放送を受信するための少なくとも1つ以上のチューナ17と、チューナ17を制御するモジュール側制御部14と、メイン基板2との間を電気的に接続するモジュール側接続部としてのピンヘッダ13を備えている。
モジュール3は、制御部4が実装されているメイン基板2に接続される車両用装置1用のものであって、ラジオ放送を受信するための少なくとも1つ以上のチューナ17と、チューナ17を制御するモジュール側制御部14と、メイン基板2との間を電気的に接続するモジュール側接続部としてのピンヘッダ13を備えている。
そして、チューナ17は、車両用装置1の製品モデルによって仕様が異なるものが実装され、ピンヘッダ13は、チューナ17の仕様に関わらず、電気的および物理的に共通のインターフェースでメイン基板2との間を接続し、モジュール側制御部14は、チューナ17の仕様に関わらず共通の制御コマンドをメイン基板2側から受信することによってチューナ17を制御する。
これにより、ラジオ放送を受信するハードウェア部分であるチューナ17のみをモジュール化した場合とは異なり、チューナ17の制御をモジュール3側で行うことが可能になる。そのため、メイン基板2側からは、抽象化した制御コマンドを用いて実質的にチューナ17を制御することができ、チューナ17に併せてメイン基板2側のソフトウェアを変更したり、チューナ17のピンアサインに併せて異なるメイン基板2を用意したりする必要がなくなる。したがって、モジュール化のメリットを有効に活用することができる。
モジュール3は、チューナ17の仕様に関わらず共通の出力態様でメイン基板2側に音声信号を出力する。これにより、制御コマンドだけでなく、音声信号についてもインターフェースを共通化することができる。
モジュール3は、不揮発性のモジュール側記憶部15を備え、モジュール側制御部14は、チューナ17の設定をモジュール側記憶部15に記憶する。これにより、車両用装置1の電源が切られてモジュール3が動作を停止しても、次回の動作時にその設定を読み出すことができ、ユーザの操作を必要とすることなく例えば最後に視聴していたチャンネルを視聴することができるなど、利便性を向上させることができる。
モジュール側制御部14は、製品モデルを示す情報をメイン基板2側に通知する。これにより、モジュール3と接続して電源を入れることにより、メイン基板2側の制御部4は、モジュール3の製品モデルを把握することができる。したがって、接続されるモジュール3ごとに制御部4側のソフトウェアの変更をする必要がなく、モジュール化のメリットを有効に活用することができる。この場合、実施形態のように製品モデルに応じたHMIを記憶部5に記憶しておくことにより、自動的に適切なHMIが選択することが可能となり、利便性をさらに向上させることができる。
また、接続用のインターフェースを共通化するとともにモジュール側制御部14を設けたことにより、例えば試験装置に接続して制御コマンドを出力することなどにより、モジュール3単体としてのテストを、メイン基板2に実装しなくても行うことができるようになる。これにより、モジュール3を例えば外注する際、メイン基板2側の仕様やソフトウェアを公開しなくてもテストを行うことができるとともに、例えばソフトウェアのライセンスなどを含めて、自社と外注先との知的財産の区分けを適切に行うことができる。
車両用装置1は、車両用装置1を制御する主体となる制御部4と、制御部4が実装されているメイン基板2と、車両用装置1の製品モデルによって仕様が異なる機能部としてのチューナ17が実装されるモジュール3と、を備えている。そして、モジュール3は、当該モジュール3に実装される機能部を制御するモジュール側制御部14が実装されており、メイン基板2とモジュール3とは、機能部の仕様に関わらず共通のインターフェースで接続されており、モジュール側制御部14は、機能部の仕様に関わらず共通の制御コマンドを制御部4から受信することによって機能部を動作させる。
このような車両用装置1によっても、ラジオ放送を受信するハードウェア部分であるチューナ17をモジュール化した場合とは異なり、チューナ17の制御をモジュール3側で行うことが可能になる。そのため、メイン基板2側からは、抽象化した制御コマンドを用いて実質的にチューナ17を制御することができ、チューナ17に併せてメイン基板2側のソフトウェアを変更したり、チューナ17のピンアサインに併せて異なるメイン基板2を用意したりする必要がなくなる。したがって、モジュール化のメリットを有効に活用することができる。
車両用装置1は、モジュール3には、機能部としてのチューナ17が少なくとも1つ以上実装されている。これにより、例えばアナログ方式のラジオ放送やデジタル方式のラジオ放送などの複数の機能をモジュール化することができる。
車両用装置1は、モジュール3には、機能部の設定を記憶する不揮発性のモジュール側記憶部15が設けられている。これにより、車両用装置1の電源が切られてモジュール3が動作を停止しても、次回の動作時にその設定を読み出すことができ、ユーザの操作を必要とすることなく例えば最後に視聴していたチャンネルを視聴することができるなど、利便性を向上させることができる。
車両用装置1は、メイン基板2には、複数のモジュール3や通信モジュール37が接続される。これにより、例えばラジオ放送の周波数帯やWi-Fiで利用可能な周波数帯域などの国や地域によって異なる仕様に柔軟に対応することができる。
車両用装置1は、モジュール3には、機能部として、ラジオ放送を受信するための少なくとも1つ以上のチューナ17が実装されており、チューナ17は、車両用装置1の製品モデルによって仕様が異なるものが実装されている。そして、モジュール側接続部としてのピンヘッダ13は、チューナ17の仕様に関わらず、電気的および物理的に共通のインターフェースでメイン基板2との間を接続し、モジュール側制御部14は、チューナ17の仕様に関わらず、抽象化された共通の制御コマンドをメイン基板側から受信することによってチューナ17を制御する。
これにより、チューナ17に対して周波数の設定や変更を行うために実際に使用されるコマンドの代わりに、抽象化した制御コマンドに置き換えることが可能となり、国や地域によらず共通の制御コマンドを用いることができるようになる。すなわち、モジュール3を取り換えた場合であっても、制御部4側のソフトウェアの変更が不要となる。
車両用装置1では、モジュール3は、チューナ17の仕様に関わらず共通の出力態様で音声出力する。つまり、車両用装置1では、制御コマンドだけでなく、チューナ17から得られる音声信号についても、共通するインターフェースで取得する。これにより、配線パターンを共通化することが可能となり、インターフェースを共通化することができる。
車両用装置1は、モジュール3には、受信方式が異なる複数のチューナ17が設けられている。これにより、例えばアナログ方式であればFM放送とAM放送を受信でき、さらにはデジタル方式のラジオ放送を受信できるなど、国や地域への対応がより容易になる。
車両用装置1は、車両に搭載されているバッテリ10に電圧低下が生じた場合であっても電源供給が可能に構成されている低電圧対応の第1電源回路7Aと、第1電源回路7Aよりも最低動作電圧が高く設定されている第2電源回路7Bとを備え、制御部4は、第1電源回路7Aから電源が供給され、モジュール3は、第2電源回路7Bから電源が供給される。
これにより、制御系の機能部を制御する制御部4については電圧が低下したときにも動作させることができる。一方、モジュール3については電圧が低下した時に電力が不足しないように動作を停止させることができる。したがって、電圧が低下した場合であっても制御系つまりは車両の走行や安全に関わると想定される警告灯25などの表示を継続することができる。
実施形態では、モジュール3にはアナログ方式のラジオ放送を受信するチューナ17A、17Bとデジタル方式のラジオ放送を受信するチューナ17Cとをモジュール3にともに実装する例を示したが、アナログ方式の受信方式とデジタル方式の受信方式とで別々にモジュール化する構成とすることができる。これにより、互いのノイズの影響などを抑制することができる。なお、ラジオ放送を受信する機能部に限らず、実施形態のようにラジオ放送を受信する機能部を設けたモジュール3と、USBなどのデジタル通信を行う機能部を設けた通信モジュール37のように別々にモジュール化することもできる。
(第2実施形態)
以下、第2実施形態について説明する。第2実施形態では、車両用装置1において重要な要件であるメイン基板2とモジュール3との接続態様について説明する。なお、車両用装置1の構成については第1実施形態と共通する。
図8に示すように車両用装置1は、概ね直方体状の筐体50内に、メイン基板2、モジュール3および通信モジュール37を収容している。
以下、第2実施形態について説明する。第2実施形態では、車両用装置1において重要な要件であるメイン基板2とモジュール3との接続態様について説明する。なお、車両用装置1の構成については第1実施形態と共通する。
図8に示すように車両用装置1は、概ね直方体状の筐体50内に、メイン基板2、モジュール3および通信モジュール37を収容している。
筐体50の背板50Aには、メイン基板2の外部コネクタ47を構成する複数の外部コネクタ47A~47D、モジュール3のアンテナコネクタ18A~18B、および通信モジュール37に設けられている通信コネクタ37Aが露出している。また、筐体50を正面から見た場合の左方となる左側板50Bには、複数の排気口51が形成されている。この排気口51は、筐体50内の空気を排出するための開口である。
この筐体50は、いわゆるDIN規格に基づいて設計されており、横幅にある程度の制限がある。そのため、図9に示すように、筐体50の内部には、メイン基板2とモジュール3および通信モジュール37が立体的に配置されている。具体的には、メイン基板2は、筐体50の底板50Cに平行する向きに取り付けられている。つまり、メイン基板2は、底板50Cに固定されている。
モジュール3は、メイン基板2の図示左方側の左端部において、メイン基板2から立ち上がる状態で配置されている。このモジュール3は、メイン基板2に対して概ね垂直になる状態で接続されるとともに、後述するように筐体50に対して固定されている。また、通信モジュール37は、メイン基板2の上方側において、メイン基板2と平行となる状態で配置されている。この通信モジュール37は、メイン基板2に対して概ね平行となる状態で接続されるとともに、筐体50に固定されている。
筐体50の内部には、メイン基板2の図示右方側にファン52が設けられている。このファン52は、底板50Cに対して垂直となるように配置されている。筐体50の図示しない右側面には、ファン52の概ね直径に対応する範囲に図示しない開口や孔部が形成されている。そのため、ファン52が駆動されると、筐体50の外部から内部に向かって空気を吸入される。そして、筐体50内に吸入された空気は、排気口51から排出される。そのため、モジュール3は、筐体50の前後方向において、排気口51を完全には覆わない長さに形成されている。
ここで、車両用装置1のようにメイン基板2とは別体となるモジュール3を設ける際の課題について説明する。車両用装置1は、車両に搭載されるものであり、一般的に、いわゆるDIN規格に基づいてその大きさが設計されている。その場合、車両用装置1は、大きさ例えば横幅や縦幅の寸法が制限されることがある。
そして、複数の機能部を統合した車両用装置1の場合、各機能部で利用するデバイスがある程度の数になることから、筐体50内のスペースを有効に利用することが求められる。また、機能部が増えると外部との接続用コネクタの数も増えることから、コネクタの配置についても考慮する必要がある。そのため、車両用装置1は、モジュール3をメイン基板2に対して立体的に配置することにより、筐体50内のスペースを有効活用できるようにしている。
ただし、モジュール3や通信モジュール37をメイン基板2に対して立体的に配置する場合には、次のような問題が懸念される。すなわち、車両用装置1は、車両に搭載されることから、振動に常にさらされることになる。そのため、モジュール3をメイン基板2に対して立体的に配置する場合には、接続箇所に応力が集中し、損傷を招くおそれがある。また、モジュール3のように複数のチューナ17を実装可能な構成の場合、モジュール3自体の重量が増えて応力が大きくなることが想定される。
この場合、可動コネクタを用いてモジュール3とメイン基板2とが相対的に移動可能にすれば、応力が集中することによる損傷のおそれを低減することができると考えられる。しかし、可動コネクタは、弾性を有する接点と接触させることにより可動にする構成となっている。そのため、車両用装置1のように常に振動が加わることが想定される場合には、接点部分にずれが生じて電気的なノイズが発生したり、接点そのものの消耗が問題になったりするおそれがある。
そこで、車両用装置1では、以下のようにしてそれらの問題を解消している。モジュール3は、図10に示すように、モジュール側制御部14やチューナ17などが実装されているモジュール側基板60と、モジュール側基板60が取り付けられている固定部材61と、固定部材61と逆側においてモジュール側基板60覆うカバー部材62とを備えている。このモジュール3は、全体として、薄い直方体状の外形となっている。
モジュール側基板60は、図11に示すように、概ね平板状に形成されているものの、車両用装置1の背板50A側となる図示右方側は、メイン基板2側が切り取られた形状となっている。そして、この切り取られている部分の図示上方側部位であって、背板50A側の端部に、アンテナコネクタ18が実装されている。このアンテナコネクタ18は、モジュール側基板60の表面から図示下方に突出する高さを有しているとともに、金属製のシールドカバー60Aによって覆われている。このシールドカバー60Aは、ねじ60Cによって固定部材61に固定される。
また、アンテナコネクタ18は、メイン基板2に接続される側とは逆側に位置して設けられている。そのため、モジュール3をメイン基板2に接続した場合、アンテナコネクタ18は、メイン基板2から浮いた状態に位置することになり、アンテナコネクタ18の下方側に空きスペースが形成される。
固定部材61は、金属材料で形成されており、モジュール側基板60とカバー部材62を支えることができるとともに、車両用装置1に加わる振動に耐えうる剛性を有している。この固定部材61は、図10に示すように、モジュール側基板60と平行に配置される本体部61Aを備えている。
この本体部61Aは、概ねモジュール側基板60を覆う大きさに形成されており、メイン基板2側からモジュール側基板60へのノイズの影響、および、モジュール側基板60からメイン基板2側へのノイズの影響を抑えるシールド部材として機能する。また、本体部61Aは、複数の孔部が設けられており、モジュール側基板60の冷却効率の向上とモジュール3の軽量化とが図られている。
本体部61Aには、図示は省略するが、モジュール側基板60を固定するための固定構造が設けられている。また、本体部61Aは、図示左端側の辺と上端側の辺、および下端側の辺の一部がカバー部材62側に折り曲げられて爪状部が形成されている。そして、この爪状部と、カバー部材62の設けられている複数の開口部62Aとが係合することにより、本体部61Aにカバー部材62が固定される。この開口部62Aは、モジュール側基板60の側方において、複数箇所に配置されている。
この本体部61Aは、図示下方となるメイン基板2側において、ピンヘッダ13が突出する大きさに形成されている。また、本体部61Aには、ピンヘッダ13の背板50A側であって、ピンヘッダ13の長手方向の延長線上となる位置に、メイン基板2にはんだ付けされる凸部61A1が設けられている。つまり、凸部61A1は、全体として薄い直方体状の外形となっているモジュール3の厚みの範囲内に設けられている。この凸部61A1は、補助固定部に相当する。
また、本体部61Aのメイン基板2側の端部には、メイン基板2の表面に接触可能なように本体部61Aから折り曲げられ、メイン基板2と共締めされて筐体50の底板50Cに固定するためのフランジ61A2が設けられている。フランジ61A2には、ねじを挿入するための挿入口61A3が形成されている。このフランジ61A2は、第2の固定部に相当する。
また、本体部61Aのメイン基板2側の端部には、ピンヘッダ13を挟んで凸部61A1と反対側に、メイン基板2が挿入される切り欠き61A4を有し、メイン基板2よりも下方まで延びる部位であって、メイン基板2に対して概ね垂直になる板状の保持部61A5が形成されている。この保持部61A5は、本体部61Aの端部を折り曲げることにより形成されている。
本体部61Aの背板50A側の端部には、アンテナコネクタ18Aを避けて本体部61Aから立ち上がっている壁部62Bとなっている。この壁部62Bの先端側は、アンテナコネクタ18に接触しないように折り曲げられて本体部61Aと平行に延びる延伸部62Cとなっている。延伸部62Cの側部は、モジュール側基板60側に折り曲げられており、上記した爪状部が設けられている。
また、延伸部62Cの先端は、背板50Aと当接するように折り曲げられて当接部61Dとなっている。当接部61Dの両端側には、ねじ穴61Eが形成されている。このねじ穴61Eは、固定部材61を背板50Aに固定する際に利用される。この当接部61Dは、第1の固定部に相当する。また、当接部61Dは、中央部分が背板50Aとは逆側に凸となる形状に形成されており、その中心にシールドカバー60Aをねじ止めするためのねじ穴61Fが形成されている。この当接部61Dの中央部分は、シールドカバー60Aをねじ止めしてもねじが背板50Aとの接触面に突出しない大きさに形成されている。
このように、固定部材61は、本体部61Aから当接部61Dまで、ならびに、凸部61A1やフランジ61A2あるいは保持部61A5が全て一体となった一体構造となっている。ここで、参考例として、モジュール3を単純にメイン基板2に接続した状態を図12に示す。
この図12に示すように、モジュール3は、メイン基板2から概ね垂直に立ち上がって配置されることになる。そして、モジュール3は、複数のチューナ17が実装されること、また、固定部材61が剛性の高い金属部材で形成されていることから、そのままでは振動に対して弱い配置構造になっている。
そのため、振動耐性を高めるためには、モジュール3を筐体50に固定する必要があると考えられる。このとき、車両用装置1のような製品においては、組み立てが容易であるといった生産性も重要になる。
そこで、モジュール3は、図9に示したように、メイン基板2から立ち上がる態様でメイン基板2に電気的に接続されているとともに、箱状の筐体50の異なる2面に対して固定されている。本実施形態の場合、モジュール3は、筐体50の背板50Aと、メイン基板2と共締めされる底板50Cの2面に対して固定されている。また、モジュール3は、筐体50の端の方に寄せて配置されている。
このとき、モジュール3の振動を抑制するためには、メイン基板2と共締めされる位置からなるべく離れた位置でモジュール3を固定することが望ましいと考えられる。そのため、モジュール3は、モジュール3の上端側となる位置で背板50Aに固定されている。より詳細には、モジュール3は、メイン基板2から離間して設けられているアンテナコネクタ18の位置で背板50Aに固定されている。
さらに、モジュール3は、メイン基板2にはんだ付けされるピンヘッダ13の近傍において凸部61A1をメイン基板2にはんだ付けすることでメイン基板2に固定されている。また、モジュール3は、ピンヘッダ13の近傍においてフランジ61A2によってメイン基板2に固定されている。このように、ピンヘッダ13の近傍で固定することにより、モジュール3が振動した際に応力がピンヘッダ13のはんだ付け箇所に集中することが抑制される。
また、アンテナコネクタ18とメイン基板2との間には空きスペースが形成されるため、その空きスペースにメイン基板2の外部コネクタ47を配置することができる。これにより、複数の機能部を統合したことによって外部コネクタ47の数が増えがちな車両用装置1において、それぞれのコネクタを上下方向にずらして立体的に配置することが可能となり、大きさが決まっている筐体50の表面スペースを有効活用することができる。
また、筐体50の背板50Aは、メイン基板2の外部コネクタ47を配置するために元々利用される部位であるため、その背板50Aにアンテナコネクタ18を配置すれば、構造が複雑化することを招くことがない。換言すると、メイン基板2の外部コネクタ47と同じ側にアンテナコネクタ18を配置する構成としたことにより、組み立てが困難になってしまうことを防止できる。
以上説明した実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
以上説明した実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
車両用装置1は、制御部4が実装されているメイン基板2と、メイン基板2に接続され、車両用装置1の製品モデルによって異なる機能部が実装されるモジュール3と、を備えている。そして、モジュール3は、メイン基板2から立ち上がる態様で当該メイン基板2に電気的に接続されているとともに、箱状の筐体50の異なる2面に対して固定されている。
これにより、大きさが制限されることがある車両用装置1において、モジュール3を立体的に配置することが可能になる。また、モジュール3を2面に対して固定することにより、モジュール3とメイン基板2との接続箇所に応力が集中することを抑制できる。したがって、筐体50内のスペースを有効活用できるとともに、車両用装置1に想定される振動に対応することができる。
モジュール3は、モジュール側基板60と、モジュール側基板60を固定する固定部材61とを有し、固定部材61は、筐体50に固定される第1の固定部としての当接部61Dと、第2の固定部としてのフランジ61A2とを有している。そして、当接部61Dおよびフランジ61A2は、固定部材61に一体構造で設けられている。これにより、固定部材61の剛性を利用して、モジュール3を強固に筐体50に固定することができる。
固定部材61は、金属材料で形成されており、モジュール側基板60の一面側を覆うシールド部材として機能する。これにより、メイン基板2側からモジュール側基板60へのノイズの影響、および、モジュール側基板60からメイン基板2側へのノイズの影響を抑えることができる。
固定部材61には、モジュール側基板60のメイン基板2への固定を補助する補助固定部としての凸部61A1が設けられている。これにより、モジュール側基板60とメイン基板2との接続箇所を補強することができ、応力によって損傷するおそれを低減することができる。
凸部61A1は、モジュール側基板60とメイン基板2とが接続されている接続箇所となるピンヘッダ13において、ピンヘッダ13の長手方向における外側に位置して設けられている。これにより、全体として薄い直方体状の外形となっているモジュール3の厚みの範囲内で補助的な固定を行うことができ、メイン基板2のスペースを不必要に占有してしまうことを防止することができる。
モジュール3には、無線放送を受信する機能部としてのチューナ17が少なくとも1つ以上実装されている。チューナ17は、例えば金属シールド構造のものはある程度の重さがある。そのため、チューナ17が複数実装される場合には、モジュール3の重量が増加し、振動による影響を受けやすくなる。そのような場合であっても、上記したように2面で筐体50に固定することにより、応力の集中などの振動による影響を抑制することができる。
メイン基板2には、外部接続用の外部コネクタ47が設けられており、モジュール3は、外部コネクタ47が配置されている例えば筐体50の背板50Aの1面において、外部コネクタ47の上方にずれた位置で筐体50に固定されている。これにより、大きさに制限がある車両用装置1の内部スペースや表面スペースを有効に利用することができる。
また、モジュール3は、筐体50の端の方に寄せて配置されている。筐体50の端は、2面の角に近いことから、例えば背板50Aの中央付近に比べると相対的に剛性が高いと考えられる。そのため、モジュール3を筐体50の端の方に寄せて配置することにより、背板50Aへの固定位置が角に近くなり、その結果、モジュール3をより強固に固定することができる。
実施形態では主としてモジュール3について説明したが、通信モジュール37のようにメイン基板2に対して平行に配置されるものについても、筐体50の2面に対して固定することにより、応力の集中などの振動による影響を抑制することができる。
実施形態ではピンヘッダ13によりモジュール3とメイン基板2とを接続する例を示したが、カードエッジコネクタにより接続する構成とすることもできる。また、ピンヘッダ13を直接的にメイン基板2にはんだ付けするのではなく、メイン基板2側にソケットを設け、ピンヘッダ13をソケットに挿入する構成とすることもできる。このような構成によっても、上記したようにモジュール3への振動の影響を抑制することができる。
本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に含まれるものである。
本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。
Claims (7)
- 制御部(4)と、
前記制御部が実装されているメイン基板(2)と、
前記メイン基板に接続され、車両用装置の製品モデルによって異なる機能部が実装されるモジュール(3)と、を備え、
前記モジュールは、前記メイン基板から立ち上がる態様で当該メイン基板に電気的に接続されているとともに、箱状に形成されている筐体(50)の異なる2面に対して固定されている車両用装置。 - 前記モジュールは、モジュール側基板(60)と、前記モジュール側基板を固定する固定部材(61)とを有し、
前記固定部材は、前記筐体に固定される第1の固定部(61D)と第2の固定部(61A2)とを有し、
前記第1の固定部および第2の固定部は、前記固定部材に一体構造で設けられている請求項1記載の車両用装置。 - 前記固定部材は、金属材料で形成されており、前記モジュール側基板の一面側を覆うシールド部材として機能する請求項2記載の車両用装置。
- 前記固定部材には、前記モジュール側基板の前記メイン基板への固定を補助する補助固定部(61A1)が設けられている請求項1から3のいずれか一項記載の車両用装置。
- 前記補助固定部は、前記モジュール側基板と前記メイン基板とが接続されている接続箇所において、当該接続箇所の長手方向における外側に位置して設けられている請求項4記載の車両用装置。
- 前記モジュールには、無線放送を受信する前記機能部が少なくとも1つ以上実装されている請求項1から5のいずれか一項記載の車両用装置。
- 前記メイン基板には、外部接続用のコネクタ(47)が設けられており、
前記モジュールは、前記コネクタが配置されている筐体の1面において、当該コネクタから上方にずれた位置で前記筐体に固定されている請求項1から6のいずれか一項記載の車両用装置。
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007036760A (ja) * | 2005-07-28 | 2007-02-08 | Mitsumi Electric Co Ltd | 車載用チューナモジュールの実装構造 |
JP2008078889A (ja) * | 2006-09-20 | 2008-04-03 | Mitsumi Electric Co Ltd | チューナ装置 |
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---|---|---|---|---|
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007036760A (ja) * | 2005-07-28 | 2007-02-08 | Mitsumi Electric Co Ltd | 車載用チューナモジュールの実装構造 |
JP2008078889A (ja) * | 2006-09-20 | 2008-04-03 | Mitsumi Electric Co Ltd | チューナ装置 |
JP2009100151A (ja) * | 2007-10-16 | 2009-05-07 | Mitsumi Electric Co Ltd | チューナ取付け方法、チューナ装置、およびカーステレオ装置 |
Non-Patent Citations (1)
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ECLIPSE E5504CMT, INSTALLATION MANUAL, 2004, XP055771254, Retrieved from the Internet <URL:https://www.denso-ten.com/jp/eclipse/support/manual/pdf/getfile.php?fn=E5504CMT_I_0> * |
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