WO2021131699A1 - 車載中継装置 - Google Patents

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WO2021131699A1
WO2021131699A1 PCT/JP2020/045836 JP2020045836W WO2021131699A1 WO 2021131699 A1 WO2021131699 A1 WO 2021131699A1 JP 2020045836 W JP2020045836 W JP 2020045836W WO 2021131699 A1 WO2021131699 A1 WO 2021131699A1
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WO
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vehicle
connector
relay
power
relay device
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PCT/JP2020/045836
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English (en)
French (fr)
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裕通 安則
充 中條
Original Assignee
株式会社オートネットワーク技術研究所
住友電装株式会社
住友電気工業株式会社
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Publication date
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Priority to CN202080086404.0A priority patent/CN114829205A/zh
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    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/0207—Wire harnesses
    • B60R16/0215—Protecting, fastening and routing means therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/023—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for transmission of signals between vehicle parts or subsystems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00—Wireless channel access, e.g. scheduled or random access
    • H04W74/04—Scheduled or contention-free access
    • H—ELECTRICITY
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    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/02—Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/10—Small scale networks; Flat hierarchical networks
    • H04W84/12—WLAN [Wireless Local Area Networks]

Definitions

  • the present disclosure relates to an in-vehicle relay device.
  • This application claims priority based on Japanese Application No. 2019-233527 filed on December 24, 2019, and incorporates all the contents described in the Japanese application.
  • the vehicle is equipped with various in-vehicle devices such as a power supply device and a communication device.
  • a wire harness including a communication line for communication between the in-vehicle devices and a power line for supplying electric power to each in-vehicle device is provided in the vehicle.
  • One of the wire harnesses provided in the vehicle is arranged along the pillars and connected to a ceiling-side control device arranged on the ceiling of the vehicle (see, for example, Patent Document 1).
  • the in-vehicle relay device is an in-vehicle relay device provided on the roof of a vehicle, and includes a first connector to which a power line and a communication line provided in any of the pillars of the vehicle are connected, and any of the above.
  • a second connector to which a power line and a communication line provided in a pillar different from the pillar are connected, and a branch line connector to which a power line and a communication line extending from a plurality of in-vehicle devices provided on the roof are connected.
  • a branch portion in which a single electric wire system in which each of the power lines connected to the first connector and the second connector is made into one system is branched into each power line connected to the branch line connector, and the first connector and Each communication line connected to the second connector and a relay unit for relaying data flowing between each communication line connected to the branch line connector are provided.
  • FIG. 5 is a schematic view of a plan view of the configuration of a vehicle on which the in-vehicle relay device according to the first embodiment (left and right pillars) is mounted. It is a block diagram which shows the structure of an in-vehicle relay system. It is a block diagram which shows the structure of an in-vehicle relay device. It is a block diagram which shows the structure of the vehicle-mounted relay device of Embodiment 2 (relay element). It is a flowchart which illustrates the process of the control part (open / close control part) of an in-vehicle relay device.
  • FIG. 1 is a schematic view of a plan view of the configuration of a vehicle on which the in-vehicle relay device according to the first embodiment (left and right pillars) is mounted. It is a block diagram which shows the structure of an in-vehicle relay system. It is a block diagram which shows the structure of an in-vehicle relay device. It is a block diagram which shows the structure of
  • FIG. 5 is a schematic view of a plan view of the configuration of a vehicle on which the in-vehicle relay device according to the third embodiment (front and rear pillars) is mounted. It is a block diagram which shows the structure of the vehicle-mounted relay device of Embodiment 4 (CAN gateway).
  • the ceiling-side control device described in Patent Document 1 does not take into consideration the point of redundancy with other devices connected via wire harnesses arranged along the pillars.
  • the present disclosure has been made in view of such circumstances, and provides an in-vehicle relay device provided on the roof of a vehicle and capable of having redundancy in connection with an in-vehicle device provided in addition to the roof.
  • the in-vehicle relay device is an in-vehicle relay device provided on the roof of a vehicle, and is a first connector to which a power line and a communication line provided in any of the pillars of the vehicle are connected.
  • a second connector to which a power line and a communication line provided in a pillar different from any of the above pillars are connected, and a branch line to which a power line and a communication line extending from a plurality of in-vehicle devices provided on the roof are connected.
  • a branch portion in which a connector and a single electric wire system in which each of the power lines connected to the first connector and the second connector is made into one system is branched into each power line connected to the branch line connector, and the first.
  • Each of the communication lines connected to the one connector and the second connector and a relay unit for relaying data flowing between the communication lines connected to the branch line connector are provided.
  • the vehicle-mounted relay device provided on the roof of the vehicle includes a first connector and a second connector, and the power lines and communication lines connected to the first connector and the second connector are provided on different pillars. ..
  • the in-vehicle relay device is connected to the in-vehicle device provided in addition to the roof by power lines and communication lines arranged in different pillars. Therefore, in each of the power lines and communication lines provided in different pillars, even if one of the power lines and communication lines is disconnected, a branch line is provided via the power line and communication line provided in the other pillar. It is possible to continue relaying power and data flowing through the communication line to the in-vehicle device connected to the connector.
  • the redundancy in relaying power and data between the in-vehicle device provided on the roof and the in-vehicle device such as a power supply device and other repeaters provided in other than the roof is ensured through the in-vehicle repeater. Can be done.
  • the vehicle-mounted relay device includes the first connector and the second connector, and the first connector and the second connector, respectively, between the first connector and the second connector and the single electric wire system.
  • a rectifying element having a forward direction toward the single electric wire system is provided.
  • a rectifying element such as a diode is interposed between the first connector and the second connector and the single electric wire system, and the rectifying element is connected to the first connector and the second connector.
  • the direction to the single wire system is provided as the forward direction (the cathode of the diode is on the side of the single wire system). Therefore, even if there is a difference in the voltage applied to each of the power lines connected to the first connector and the second connector, it is possible to suppress the backflow of the current.
  • a relay element is provided between the first connector and the second connector and the single electric wire system, respectively.
  • the first is performed by opening and closing each of the relay elements.
  • the power supplied via the connector and the power line connected to the second connector can be supplied or disconnected.
  • the vehicle-mounted relay device includes a detection unit that detects a voltage applied via a power line connected to the first connector and the second connector, and an output from the detection unit.
  • An opening / closing control unit that controls opening / closing of each of the relay elements based on the detected value is provided.
  • the open / close control unit controls the opening / closing of each relay element based on the detection value output from the detection unit that detects the voltage applied via the power lines connected to the first connector and the second connector. Therefore, the relay elements can be efficiently opened and closed according to the applied voltage.
  • the detected value is obtained via a voltage applied via a power line connected to the first connector and a power line connected to the second connector.
  • the opening / closing control unit includes information on each voltage value of the applied voltage, and when any of the voltage values is lower than a predetermined threshold, the switching control unit connects to a power line to which the voltage of the one of the voltage values is applied.
  • the switching control unit controls to open the relay element to be operated, and when any of the voltage values is equal to or higher than a predetermined threshold value, the relay connected to the power line to which the voltage of the one of the voltage values is applied. Controls to close the element.
  • the open / close control unit when the voltage value of any of the voltages is lower than a predetermined threshold value in each of the voltages applied via the power lines connected to the first connector and the second connector, the open / close control unit is concerned.
  • the relay element on the side to which the voltage is applied is opened (off), and when the voltage is equal to or higher than a predetermined threshold value, the relay element is closed (on). Therefore, based on the threshold value, it is possible to determine whether or not the voltage applied via the power lines connected to the first connector and the second connector is normal, and control the opening and closing of each relay element.
  • the vehicle-mounted relay device includes a power supply device in which two power supply devices are mounted on the vehicle and a voltage is applied via a power line connected to the first connector. It is different from a power supply device that applies a voltage via a power line connected to the second connector.
  • the power supply device that applies the voltage via the power line connected to the first connector and the power supply device that applies the voltage via the power line connected to the second connector are different power supply devices. For example, even if one of the power lines is disconnected, the power supplied via the other power line can be distributed and supplied to the in-vehicle device connected to the branch line connector.
  • one of the pillars and a pillar different from the one of the pillars are pillars located on the left and right sides of the vehicle.
  • one of the pillars and a pillar different from one of the pillars that is, a pillar provided with a power line and a communication line connected to the first connector, and a power line and a communication line connected to the second connector are provided.
  • the pillars to be mounted are the pillars located on the left and right sides of the vehicle. Therefore, for example, even if the vehicle has a side collision from either the left or right side, the in-vehicle relay device can be mounted on the roof via the power line and the communication line provided in the pillar on the side where the collision has not occurred. It is possible to continue relaying power and data between the in-vehicle device provided and the in-vehicle device provided other than the roof.
  • one of the pillars and a pillar different from the one of the pillars is a pillar located in the front-rear direction in the vehicle.
  • one of the pillars and a pillar different from one of the pillars that is, a pillar provided with a power line and a communication line connected to the first connector, and a power line and a communication line connected to the second connector are provided.
  • the pillars to be mounted are pillars located in the front and rear of the vehicle. Therefore, for example, even when the vehicle is collided from the front or the rear, the vehicle-mounted relay device is installed on the roof via the power line and the communication line provided on the pillar on the side where the vehicle is not collided. It is possible to continue relaying power and data between the device and the in-vehicle device provided other than the roof.
  • the relay unit includes an ether switch, and an Ethernet PHY unit is interposed between the first connector and the second connector and the ether switch. It is done.
  • the in-vehicle relay device since the relay unit includes the ether switch, the in-vehicle relay device functions as an ether switch such as a layer 2 switch or a layer 3 switch for the IP packet flowing through the communication line. Therefore, it is possible to make the relay of IP packets between the in-vehicle device provided on the roof and the in-vehicle device other than the roof redundant.
  • the relay unit includes a CAN gateway, and a CAN transceiver is interposed between the first connector and the second connector and the CAN gateway. There is.
  • the relay unit since the relay unit includes the CAN gateway, the in-vehicle relay device functions as a CAN controller and a CAN gateway for the CAN message flowing through the communication line. Therefore, it is possible to make the CAN message relay redundant between the in-vehicle device provided on the roof and the in-vehicle device provided other than the roof.
  • FIG. 1 is a schematic view of a plan view of the configuration of a vehicle C on which the vehicle-mounted relay device 1 according to the first embodiment (left and right pillars P) is mounted.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the in-vehicle relay system S.
  • the vehicle-mounted relay system S is mounted on the vehicle C and is connected to the vehicle-mounted relay device 1 provided on the roof R of the vehicle C via a communication line 21 provided on a different pillar P by a plurality of communication paths.
  • It includes a plurality of in-vehicle devices such as the repeater 2 and the in-vehicle ECU 3 (automatic operation ECU), and a plurality of power supply devices 5 connected to the in-vehicle repeater 1 via power lines 51 provided in different pillars P.
  • in-vehicle devices such as the repeater 2 and the in-vehicle ECU 3 (automatic operation ECU)
  • power supply devices 5 connected to the in-vehicle repeater 1 via power lines 51 provided in different pillars P.
  • the vehicle C includes an in-vehicle repeater 1 provided on the roof R (ceiling) R of the vehicle C, a plurality of in-vehicle devices 4, other repeaters 2 (central G / W) provided in addition to the roof R, and an in-vehicle ECU 3.
  • An in-vehicle device such as (automatic operation ECU) and a power supply device 5 is mounted.
  • the in-vehicle repeater 1 includes a repeater 2 (central G / W), an in-vehicle ECU 3 (automatic operation ECU), and two, which are provided in addition to the roof R by power lines 51 and communication lines 21 provided in the left and right pillars P, respectively. It is connected to the power supply device 5.
  • the repeater 2 directly connected to the in-vehicle relay device 1 is, for example, a relay device such as a central G / W (Gate / Way), and has a function as an ether switch or a CAN gateway.
  • the repeater 2 may be configured as a functional unit of the body ECU that controls the entire vehicle C.
  • the in-vehicle ECU 3 directly connected to the in-vehicle relay device 1 is, for example, an automatic operation ECU that performs processing related to recognition or judgment for performing automatic operation, and has a function such as an ether switch like the repeater 2.
  • the power supply device 5 is a battery of the vehicle C, and is composed of a lead storage battery or a secondary battery such as a lithium ion battery. For example, a voltage of 12 V is relayed in a vehicle via a power line 51 arranged along each pillar P. It is applied to the device 1 to supply electric power.
  • wire harnesses including power lines 51 and communication lines 21 are arranged between the roof R and the floor (floor F).
  • the vehicle-mounted relay device 1 is connected to the power supply device 5 located on the left side of the front part of the vehicle C by a power line 51 arranged along the left front pillar P, and is connected along the left front pillar P.
  • the communication line 21 is connected to the vehicle-mounted ECU 3 (automatic driving ECU) located on the left side of the rear part of the vehicle C.
  • the in-vehicle repeater 1 is connected to the power supply device 5 located on the right side of the rear part of the vehicle C by a power line 51 arranged along the pillar P in front of the right, and is arranged along the pillar P in front of the right.
  • the communication line 21 is connected to the repeater 2 located on the right side of the front portion of the vehicle C.
  • the in-vehicle relay device 1 is supplied with power output from each of the five different power supply devices by two systems consisting of 51 power lines arranged in different pillars P. Therefore, power is supplied to the vehicle-mounted relay device 1 by two different systems, and the vehicle-mounted relay device 1 and the two power supply devices 5 provide a redundant configuration in power supply.
  • the in-vehicle repeater 1 is directly connected to the repeater 2 and the in-vehicle ECU 3 (automatic driving ECU) by communication lines 21 arranged in different pillars P.
  • Two communication lines 21 are connected to each of the repeater 2 and the vehicle-mounted ECU 3 (automatic driving ECU), and one communication line 21 is connected to the vehicle-mounted relay device 1 via the pillar P as described above.
  • the other communication line 21 connects the repeater 2 and the vehicle-mounted ECU 3 (automatic driving ECU).
  • the repeater 2 and the in-vehicle ECU 3 are in-vehicle devices having a function as a relay device such as an ether switch or a CAN gateway like the in-vehicle repeater 1, and these repeaters 2 and the in-vehicle ECU 3
  • Another vehicle-mounted ECU 3 (see FIG. 6) is connected to the vehicle-mounted ECU 3 (automatic driving ECU). Therefore, the in-vehicle repeater 1 and the repeater 2 and the in-vehicle ECU 3 (automatic driving ECU) that are communicably connected by the communication lines 21 arranged in different pillars P have a loop-shaped network topology in the vehicle. It forms a LAN 30.
  • the vehicle-mounted relay device 1 is communicably connected to the repeater 2 and the vehicle-mounted ECU 3 (automatic driving ECU) by two different routes. Therefore, the vehicle-mounted relay device 1, the repeater 2, and the vehicle-mounted ECU 3 (automatic driving ECU) are used between the vehicle-mounted device 4 provided on the roof R and the vehicle-mounted device such as the vehicle-mounted ECU 3 provided other than the roof R. A redundant configuration for communication is provided.
  • Each of the plurality of in-vehicle devices 4 provided on the roof R is connected by an in-vehicle relay device 1 and a wire harness including both the in-roof electric wire 6 and the in-roof communication line 7 or the in-roof electric wire 6 and the in-roof communication line 7. Has been done. Electric power and data (communication data) are relayed to each of the plurality of vehicle-mounted devices 4 by the vehicle-mounted relay device 1.
  • the plurality of in-vehicle devices 4 provided on the roof R include, for example, a radio device such as an inter-vehicle communication device, a road-to-vehicle communication device or an out-of-vehicle communication device 40, a display device, an image pickup device, a sensor device such as an infrared sensor or a lidar, and a map.
  • a radio device such as an inter-vehicle communication device, a road-to-vehicle communication device or an out-of-vehicle communication device 40
  • a display device such as an image pickup device, a sensor device such as an infrared sensor or a lidar, and a map.
  • In-vehicle load 41 (actuator) such as a lamp or a roof R opening / closing device is included.
  • the wireless device includes an analog communication device that performs analog communication and a digital communication device that performs digital communication using a mobile communication protocol such as Wi-Fi, LTE (Long Term Evolution / registered trademark), 4G, or 5G. It may be a thing.
  • the out-of-vehicle communication device 40 may be connected to an out-of-vehicle server such as a cloud server in a communicable manner via an external network such as the Internet using these protocols.
  • the imaging device may include an in-vehicle camera, a driver monitor camera, and a stereo camera for measuring the distance to an object outside the vehicle.
  • the in-vehicle device 4 provided on the roof R may include a GPS, a radio receiver, and a television receiver.
  • the in-vehicle device 4 provided on the roof R may be an in-vehicle ECU 3 for controlling an actuator or the like that rotates the imaging direction of the camera provided on the outer surface of the roof R.
  • the in-vehicle relay device 1 distributes and supplies the electric power supplied from the two power supply devices 5 to each of the in-vehicle devices 4 provided in the roof R via the electric wire 6 in the roof.
  • the vehicle-mounted relay device 1 relays data transmitted from the repeater 2 or the vehicle-mounted ECU 3 (automatic driving ECU) to the vehicle-mounted devices 4 provided on the roof R via the in-roof communication line 7. Further, the vehicle-mounted relay device 1 relays data transmitted from each of the vehicle-mounted devices 4 provided on the roof R to the repeater 2 or the vehicle-mounted ECU 3 (automatic driving ECU) via the communication line 7 in the roof.
  • the in-vehicle relay device 1 configured in this way is referred to as a PLB (Power Lan Box) or an ACU (Area Control Unit) having both functions such as an electric distribution box and a gateway.
  • the in-vehicle relay device 1 has, for example, a rectangular housing, and a first connector 11 and a second connector 12 are provided on one surface of the housing.
  • a power line 51 and a communication line 21 arranged along one pillar P are connected to the first connector 11, and a power line 51 and a communication line arranged along the other pillar P are connected to the second connector 12.
  • the wire 21 is connected.
  • branch line connectors 13 are provided on one surface of the housing of the vehicle-mounted relay device 1.
  • the surface on which the branch line connector 13 is provided may be the same surface as the surface on which the first connector 11 and the second connector 12 are provided, or may be a different surface.
  • a plurality of on-board units provided on the roof R are connected to each of the branch line connectors 13 by both the in-roof electric wire 6 and the in-roof communication line 7 or the in-roof electric wire 6 and the in-roof communication line 7. .
  • An in-vehicle device such as a power storage device or a repeater 2 provided in a place other than the roof R and an in-vehicle device 4 such as an external communication device 40 and a sensor provided in the roof R are connected via the in-vehicle relay device 1.
  • Ru Therefore, it is not necessary to directly connect the in-vehicle device 4 provided on the roof R and the in-vehicle device provided in a place other than the roof R such as the power storage device or the repeater 2, and thus the roof. It is possible to suppress an increase in the number of power lines 51 and communication lines 21 arranged on the pillar P which is a route connecting R and a place other than the roof R such as a floor. Then, by connecting the power lines 51 and the communication lines 21 that are arranged in different pillars P via the first connector 11 and the second connector 12, a redundant configuration can be provided.
  • the pillars P to which the power line 51 and the communication line 21 are arranged are the front and rear pillars P in the vehicle C. Therefore, even if the vehicle C collides laterally from either the left or right side and the power line 51 and the communication line 21 arranged in either the left or right pillar P are disconnected, the vehicle C is arranged in the other pillar P.
  • the power line 51 and the communication line 21 can continue to supply power to a plurality of in-vehicle devices provided on the roof R and relay communication data.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the in-vehicle relay device 1.
  • the in-vehicle relay device 1 includes a control unit 101, a storage unit 102, and a relay unit 103.
  • the control unit 101, the storage unit 102, and the relay unit 103 are communicably connected by an internal bus 105.
  • the in-vehicle relay device 1 includes, for example, a plurality of Ethernet PHY units 104 connected to the relay unit 103 via the internal bus 105 as a communication system compliant with Ethernet (registered trademark).
  • the vehicle-mounted relay device 1 has a first electric wire 111 connected to the power line 51 connected via the first connector 11 and a second electric wire connected to the power line 51 connected via the second connector 12.
  • the control unit 101 is composed of a CPU (Central Processing Unit), an MPU (Micro Processing Unit), or the like, and various control processes and various control processes can be performed by reading and executing a control program and data stored in advance in the storage unit 102. It is designed to perform arithmetic processing and the like.
  • the control unit 101 may function as a layer 3 switch by executing a control program or the like, and may control relay.
  • the control unit 101 is composed of an IC chip such as FPGA (Field Programmable Gate Array) or ASIC (Application Specific Integrated Circuit), and controls relay based on the circuit configuration (relay circuit) of FPGA or the like. May be good.
  • the control unit 101 and the storage unit 102 may be configured by a microcomputer in which they are packaged together.
  • the control unit 101 may perform conversion processing (protocol conversion) between different protocols such as Ethernet and CAN.
  • the storage unit 102 is composed of a volatile memory element such as a RAM (RandomAccessMemory) or a non-volatile memory element such as a ROM (ReadOnlyMemory), an EEPROM (Electrically ErasableProgrammableROM) or a flash memory.
  • the control program and the data to be referred to at the time of processing are stored in advance.
  • the control program stored in the storage unit 102 may be one that stores the control program read from a recording medium (not shown) that can be read by the control unit 101. Further, the control program may be downloaded from an external computer (not shown) connected to a communication network (not shown) and stored in the storage unit 102. Further, the storage unit 102 stores information regarding route information (routing table) defined based on the communication protocol when performing relay control.
  • the relay unit 103 is an arithmetic circuit composed of, for example, an FPGA or an ASIC, and is a layer 2 switch that relays an IP packet input via the Ethernet PHY unit 104.
  • the relay unit 103 may include a CPU and the like like the control unit 101 to execute the relay control program, and may function as a layer 2 switch and a layer 3 switch.
  • the Ethernet PHY unit 104 includes an Ethernet PHY unit 104 (PHY) on the side of the first connector 11 and the second connector 12, and an Ethernet PHY unit 104 on the branch line connector 13 side. These Ethernet PHY units 104 correspond to communication units in the vehicle-mounted relay device 1.
  • the Ethernet PHY unit 104 is a physical layer I / F (interface) determined based on the Ethernet communication protocol.
  • the Ethernet PHY portion 104 on the side of the first connector 11 and the second connector 12 is a communication line 21 (Ethernet cable) connected to the first connector 11 and the second connector 12, that is, a repeater 2 provided outside the roof R. Alternatively, it is connected to a communication line 21 (Ethernet cable) connected to the in-vehicle ECU 3 (automatic operation ECU).
  • the Ethernet PHY portion 104 on the side of the branch line connector 13 is connected to the in-roof communication line 7 (Ethernet cable) connected to the branch line connector 13, that is, the in-vehicle device 4 such as the out-of-vehicle communication device 40 provided on the roof R. It is connected to the communication line 7 (Ethernet cable) in the roof.
  • the relay unit 103 that functions as an ether switch and the Ethernet PHY unit 104 are each connected in a star-shaped topology by an internal bus 105, and the relay unit 103 is used for an IP packet input via the Ethernet PHY unit 104.
  • Relay control such as switching is performed with reference to the included MAC address.
  • the relay unit 103 detects the presence or absence of disconnection of the communication line 21 by acquiring the carrier sense of the communication line 21 connected via each of the Ethernet PHY units 104, for example.
  • the relay unit 103 invalidates the Ethernet PHY unit 104 connected to the communication line 21 that has been interrupted due to disconnection or the like, and disables only the other Ethernet PHY unit 104, that is, the Ethernet PHY unit 104 connected to the normal communication line 21. By using it, communication redundancy can be achieved.
  • a parallel circuit having two systems is formed by the first electric wire 111 and the second electric wire 121.
  • the voltage from the power storage device connected via the first connector 11 is applied to the first electric wire 111
  • the voltage from the power storage device connected via the second connector 12 is applied to the second electric wire 121. Voltage is applied.
  • a rectifying element 122 such as a diode is provided on each of the first electric wire 111 and the second electric wire 121.
  • the rectifying element 122 is provided by a first electric wire 111 between the first connector 11 and the single electric wire system 123 and a second electric wire 121 between the second connector 12 and the single electric wire system 123. ..
  • the rectifying element 122 which is a diode, is provided on each of the first electric wire 111 and the second electric wire 121, with the cathode on the side of the single electric wire system 123 and the anode on the side of the first connector 11 and the second connector 12.
  • the rectifying element 122 which is a diode, includes the first connector 11, the second connector 12, and the single electric wire system 123 with the direction from the first connector 11 and the second connector 12 toward the single electric wire system 123 as the forward direction. It is provided between the two.
  • the first electric wire 111 and the second electric wire 121 are integrated and systematized to form a single electric wire system 123.
  • the single wire system 123 may be composed of, for example, a bus bar, a lead wire, or a land on a circuit board. Electric power is supplied to the control unit 101 by an electric wire branched from the single electric wire system 123.
  • the single electric wire system 123 is branched into a plurality of branched electric wires 131 by the branch portion 130.
  • a parallel circuit is formed by the branch electric wires 131 branched in a plurality by the branch portion 130.
  • Each of the branch electric wires 131 is connected to the branch line connector 13, and is connected to each of the power terminals included in the branch line connector 13.
  • a pair of power terminals to which the branch electric wires 131 are connected may be provided with ground terminals.
  • Each branch electric wire 131 is provided with a fuse 133 or a load relay 132 according to an in-vehicle device 4 such as an in-vehicle load 41 connected via a branch line connector 13.
  • the fuse 133 may be a semiconductor fuse 133 using an FET or the like.
  • the load relay 132 may be a mechanical relay or a semiconductor relay using an FET or the like.
  • the in-vehicle device 4 connected to the branch electric wire 131 provided with the load relay 132 via the branch line connector 13 is, for example, an in-vehicle load 41 such as a map lamp or a room lamp, and these lamps are for the load. It turns on or off by opening and closing (on, off) the relay 132.
  • the control unit 101 and these load relays 132 are connected by a signal line.
  • the control unit 101 turns on or off the load relay 132 based on communication data received from an in-vehicle device such as an in-vehicle ECU 3 (body ECU) provided in addition to the roof R via the relay unit 103, and turns on or off the load relay 132 for the load. It may control the drive of an actuator such as an in-vehicle load 41 connected to the relay 132.
  • the power line 51 and the communication line 21 provided in the different pillars P are used. Therefore, it is possible to continue relaying power and data flowing through the communication line 21 to the in-vehicle device 4 connected to the branch line connector 13. Therefore, it is possible to ensure redundancy in relaying power and data between the in-vehicle device 4 provided on the roof R and the in-vehicle device provided other than the roof R.
  • a rectifying element 122 such as a diode is provided between the first connector 11 (first electric wire 111) and the second connector 12 (second electric wire 121) and the single electric wire system 123, respectively. It is intervened. Therefore, even if the power system that supplies power to the in-vehicle relay device 1 is duplicated and a potential difference occurs between the duplicated power systems, the current flows back in the first electric wire 111 or the second electric wire 121. Can be prevented.
  • a power line 51 and a communication line 21 are arranged for each pillar P, but the present invention is not limited to this, for example, PoE (Power of Ethernet / Power over Ethernet) or PLC (Power Line Communication). ) May be used to use a cable in which the power line 51 and the communication line 21 are integrated.
  • the first connector 11 and the second connector 12 include, for example, a filter circuit that separates a current (current for electric power) and communication data, and the separated current is passed through the first electric wire 111 and the second electric wire 121.
  • the communication data may be output to each Ethernet PHY unit 104.
  • FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the vehicle-mounted relay device 1 of the second embodiment (relay element 124).
  • the vehicle-mounted relay device 1 of the second embodiment is different from the first embodiment in that a relay element 124 is provided in each of the first electric wire 111 and the second electric wire 121.
  • the relay element 124 provided in each of the first electric wire 111 and the second electric wire 121, the voltage of the first electric wire 111 between the relay element 124 and the first connector 11, and the voltage of the first electric wire 111, and the voltage of the first electric wire 111 between the relay element 124 and the first connector 11.
  • a detection unit 125 for detecting each voltage value of the voltage of the second electric wire 121 between the relay element 124 and the second connector 12 is provided.
  • the relay element 124 provided in each of the first electric wire 111 and the second electric wire 121 may be a mechanical relay or a semiconductor relay using an FET or the like.
  • Each of the relay elements 124 is connected to the control unit 101 by a signal line, and is opened (off) and closed (on) based on the signal output from the control unit 101. That is, the control unit 101 functions as an open / close control unit by executing the control program.
  • the detection unit 125 is composed of, for example, a Hall element, a shunt resistor, or the like, and is between the voltage of the first electric wire 111 between the relay element 124 and the first connector 11 and the voltage between the relay element 124 and the second connector 12. Each voltage value of the voltage of the second electric wire 121 is detected.
  • the detection unit 125 outputs each detected voltage value to the control unit 101, and the control unit 101 (open / close control unit) opens (off) or closes (on) each relay element 124 based on the voltage value. By doing so, it is possible to prevent the backflow of current or the application of an abnormal voltage lower than a predetermined threshold value.
  • the relay element 124 is provided instead of the rectifying element 122 such as a diode, but the present invention is not limited to this. Similar to the first embodiment, a rectifying element 122 such as a diode may be provided in each of the first electric wire 111 and the second electric wire 121, and a relay element 124 may be provided in series with each of the rectifying elements 122. That is, the relay element 124 may be provided on the anode side of each diode (rectifying element 122). By forming a series circuit of the relay element 124 and the diode (rectifying element 122), it is possible to more efficiently prevent the backflow of current from occurring.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating the processing of the control unit 101 (open / close control unit) of the in-vehicle relay device 1.
  • the control unit 101 (open / close control unit) of the vehicle-mounted relay device 1 constantly performs the following processing, for example, when the vehicle C is in the activated state (ignition switch is on) or stopped (ignition switch is off).
  • the control unit 101 of the vehicle-mounted relay device 1 acquires the voltage values of the power lines 51 connected to the first connector 11 and the second connector 12 (S101).
  • a different power supply device 5 is connected to each of the power lines 51 connected to the first connector 11 and the second connector 12.
  • the control unit 101 acquires the voltage values of the voltages output (applied) from the different power supply devices 5 via the power lines 51 connected to the first connector 11 and the second connector 12.
  • the control unit 101 of the vehicle-mounted relay device 1 determines whether or not the voltage values of the power lines 51 are equal to or higher than a predetermined threshold value (S102).
  • the predetermined threshold value is, for example, 12V, which is predetermined as the rated output voltage.
  • the control unit 101 acquires and acquires the respective voltage values of the voltage of the first electric wire 111 connected to the first connector 11 and the voltage of the second electric wire 121 connected to the second connector 12 from the detection unit 125.
  • Each of the voltage values is compared with a predetermined threshold value (rated output voltage value) stored in advance in the storage unit 102, and it is determined whether or not each of the voltage values is equal to or higher than the predetermined threshold value.
  • the control unit 101 of the vehicle-mounted relay device 1 When the voltage values in any of the power lines 51 are both equal to or higher than a predetermined threshold value (S102: YES), the control unit 101 of the vehicle-mounted relay device 1 is connected to each of the relay elements 124 connected to the first connector 11 and the second connector 12. Is closed (on) (S103).
  • the voltage output (applied) from each of the power storage devices connected to these power lines 51 is a normal voltage, so that the control unit 101 closes (on) each relay element 124 connected to the first connector 11 and the second connector 12.
  • the electric power supplied from each of the power storage devices is supplied to the in-vehicle device 4 (in-vehicle device 4 provided on the roof R) connected to each of the branch electric wires 131 via the single electric wire system 123 and each of the branch electric wires 131.
  • the control unit 101 of the vehicle-mounted relay device 1 identifies the power line 51 whose voltage value is less than the predetermined threshold value (S1021).
  • the control unit 101 connects the power line 51 whose voltage value is less than the predetermined threshold value, that is, the connector (first connector) to which the abnormal power supply device 5 is connected.
  • the electric wire (first electric wire 111 or second electric wire 121) connected to 11 or the second connector 12) is specified.
  • the control unit 101 of the vehicle-mounted relay device 1 opens (off) the relay element 124 connected to the specified power line 51, and closes (on) the relay element 124 connected to the other connector (S1022). For example, when there is an abnormality in the voltage of the power line 51 connected to the second connector 12, the control unit 101 connects to the specified power line 51, that is, the second electric wire 121 connected to the power line 51 via the second connector 12. The connected relay element 124 is opened (off).
  • the control unit 101 is a power line 51 that has not been specified, that is, a power line 51 to which a normal voltage that is a voltage equal to or higher than a predetermined threshold value is applied, and is connected to the power line 51 via the first connector 11.
  • the relay element 124 connected to the electric wire 111 is closed (on).
  • the relay element 124 on the side of the power line 51 to which a voltage below a predetermined threshold (abnormal voltage) is applied is opened (off), and a voltage above a predetermined threshold (normal voltage) is applied.
  • a voltage below a predetermined threshold abnormal voltage
  • normal voltage normal voltage
  • FIG. 6 is a schematic view of the configuration of the vehicle C on which the in-vehicle relay device 1 according to the third embodiment (front and rear pillars P) is mounted.
  • the vehicle-mounted relay device 1 of the third embodiment includes a repeater 2 (central G / W) and a vehicle-mounted ECU 3 (central G / W) provided in addition to the roof R by power lines 51 and communication lines 21 provided on the front and rear pillars P in the vehicle C, respectively. It is connected to an automatic operation ECU) and two power supply devices 5.
  • wire harnesses including power lines 51 and communication lines 21 are arranged between the roof R and the floor.
  • the vehicle-mounted repeater 1 is connected to the power supply device 5 located at the front of the vehicle C by a power line 51 arranged along the left front pillar P, and is connected along the left front pillar P.
  • the arranged communication line 21 is connected to the repeater 2 located in the central part of the vehicle C.
  • the vehicle-mounted relay device 1 is connected to the power supply device 5 located at the rear of the vehicle C by a power line 51 arranged along the left rear pillar P, and is arranged along the left front pillar P.
  • the communication line 21 is connected to the vehicle-mounted ECU 3 (automatic driving ECU) located at the rear of the vehicle C.
  • the in-vehicle relay device 1 is supplied with power output from each of the five different power supply devices by two systems consisting of 51 power lines arranged in different pillars P.
  • the in-vehicle repeater 1 is directly connected to the repeater 2 and the in-vehicle ECU 3 (automatic driving ECU) by communication lines 21 arranged in different pillars P.
  • the vehicle-mounted repeater 1 and the repeater 2 and the vehicle-mounted ECU 3 (automatic driving ECU) that are communicably connected by the communication lines 21 arranged in different pillars P are in a loop shape. It forms an in-vehicle LAN 30 that serves as a network topology.
  • the power line 51 and the communication line 21 are different pillars P located in the front and rear of the vehicle C, respectively. Therefore, even if the vehicle C collides from the front or the rear, the in-vehicle device 4 provided on the roof R via the power line 51 and the communication line 21 provided on the pillar P on the side not collided. However, the relay of power and data can be continued.
  • FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the in-vehicle relay device 1 of the fourth embodiment (CAN gateway).
  • the vehicle-mounted relay device 1 of the fourth embodiment has, for example, a CAN-compliant communication system, and includes a CAN transceiver 106 as a communication unit.
  • the control unit 101 of the vehicle-mounted relay device 1 includes a relay unit 103 that functions as a CAN gateway.
  • the control unit 101 (relay unit 103) that functions as a CAN gateway and each of the CAN transceivers 106 are communicably connected by an internal bus 105.
  • the CAN transceiver 106 includes a CAN transceiver 106 on the side of the first connector 11 and the second connector 12, and a CAN transceiver 106 on the branch line connector 13 side.
  • the CAN transceiver 106 is a physical layer I / F (interface) determined based on the CAN communication protocol.
  • the CAN transceiver 106 on the side of the first connector 11 and the second connector 12 is a communication line 21 connected to the first connector 11 and the second connector 12, that is, a repeater 2 or an in-vehicle ECU 3 (automatic) provided outside the roof R. It is connected to the communication line 21 connected to the operation ECU).
  • the CAN transceiver 106 on the side of the branch line connector 13 is connected to an in-roof communication line 7 (CAN bus) connected to the branch line connector 13, that is, an in-vehicle device 4 such as an external communication device 40 provided on the roof R. It is connected to the communication line 7 (CAN bus) in the roof.
  • the control unit 101 that functions as a CAN gateway includes the function of the CAN controller and performs relay control such as arbitration processing and relay processing based on the CAN-ID and the like included in the CAN message.
  • the relay unit 103 detects the presence or absence of disconnection of the communication line 21 by acquiring the differential voltage of the communication line 21 (CAN bus) connected via each of the CAN transceivers 106, for example.
  • the relay unit 103 invalidates the CAN transceiver 106 unit connected to the communication line 21 that has been interrupted due to disconnection or the like, and the other CAN transceiver 106, that is, the CAN transceiver 106 connected to the normal communication line 21 (CAN bus). Communication can be made redundant by using only.
  • the CAN transceiver 106 is used instead of the Ethernet PHY unit 104 as the communication unit in the vehicle-mounted relay device 1, but the present invention is not limited to this.
  • the in-vehicle relay device 1 may include both the Ethernet PHY unit 104 and the CAN transceiver 106 as the communication unit.
  • the vehicle-mounted relay device 1 communicates with the repeater 2 (central G / W) and the vehicle-mounted ECU 3 (automatic driving ECU), which are vehicle-mounted devices provided in addition to the roof R, by TCP / IP via the Ethernet PHY unit 104.
  • the vehicle-mounted device 4 such as the vehicle-mounted load 41 provided on the roof R may communicate with the vehicle-mounted device 4 via the CAN transceiver 106.
  • the control unit 101 may perform protocol conversion between the IP packet by TCP / IP and the CAN message by CAN.
  • the control unit 101 since the control unit 101 includes the relay unit 103 (CAN gateway), the in-vehicle relay device 1 functions as a CAN controller and a CAN gateway for the CAN message flowing through the communication line 21. Therefore, it is possible to increase the redundancy in relaying the CAN message between the vehicle-mounted device 4 provided on the roof R and the vehicle-mounted device 4 provided on the roof R other than the roof R.
  • the relay unit 103 CAN gateway

Abstract

車載中継装置は、車両のルーフに設けられる車載中継装置であって、車両のいずれかのピラーに設けられる電力線及び通信線が接続される第１コネクタと、いずれかのピラーとは異なるピラーに設けられる電力線及び通信線が接続される第２コネクタと、ルーフに設けられる複数の車載機器から延設される電力線及び通信線が接続される枝線コネクタと、第１コネクタ及び第２コネクタに接続される電力線夫々が一つの系統にされた単一電線系統を、枝線コネクタに接続される電力線夫々に分岐する分岐部と、第１コネクタ及び第２コネクタに接続される通信線夫々と、枝線コネクタに接続される通信線夫々との間にて流れるデータを中継する中継部とを備える。

Description

車載中継装置
　本開示は、車載中継装置に関する。
　本出願は、２０１９年１２月２４日出願の日本出願第２０１９－２３３５２７号に基づく優先権を主張し、前記日本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。
　車両には、電源装置、及び通信装置等の種々の車載機器が搭載される。各車載機器間における通信のための通信線と、各車載機器への電力供給のための電力線とを含むワイヤーハーネスが、車両内に設けられている。車両内に設けられるいずれかのワイヤーハーネスは、ピラーに沿って配策され、車両の天井に配置された天井側制御装置に接続されている（例えば特許文献１参照）。
特開２０１８－２４３９５公報
　本開示の一態様に係る車載中継装置は、車両のルーフに設けられる車載中継装置であって、前記車両のいずれかのピラーに設けられる電力線及び通信線が接続される第１コネクタと、前記いずれかのピラーとは異なるピラーに設けられる電力線及び通信線が接続される第２コネクタと、前記ルーフに設けられる複数の車載機器から延設される電力線及び通信線が接続される枝線コネクタと、前記第１コネクタ及び前記第２コネクタに接続される電力線夫々が一つの系統にされた単一電線系統を、前記枝線コネクタに接続される電力線夫々に分岐する分岐部と、前記第１コネクタ及び前記第２コネクタに接続される通信線夫々と、前記枝線コネクタに接続される通信線夫々との間にて流れるデータを中継する中継部とを備える。
実施形態１（左右ピラー）に係る車載中継装置が搭載される車両の構成を平面視した模式図である。 車載中継システムの構成を示すブロック図である。 車載中継装置の構成を示すブロック図である。 実施形態２（リレー素子）の車載中継装置の構成を示すブロック図である。 車載中継装置の制御部（開閉制御部）の処理を例示するフローチャートである。 実施形態３（前後ピラー）に係る車載中継装置が搭載される車両の構成を平面視した模式図である。 実施形態４（ＣＡＮゲートウェイ）の車載中継装置の構成を示すブロック図である。
［本開示が解決しようとする課題］
　特許文献１に記載の天井側制御装置は、ピラーに沿って配策されたワイヤーハーネスを介して接続される他の装置との冗長性に関する点が、考慮されていない。
　本開示は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、車両のルーフに設けられ、ルーフ以外に設けられる車載装置との接続において冗長性を有することができる車載中継装置を提供する。
［本開示の効果］
　本開示の一態様によれば、車両のルーフに設けられ、ルーフ以外に設けられる車載装置との接続において冗長性を有する車載中継装置を提供することができる。
［本開示の実施形態の説明］
　最初に本開示の実施態様を列挙して説明する。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。
（１）本開示の一態様に係る車載中継装置は、車両のルーフに設けられる車載中継装置であって、前記車両のいずれかのピラーに設けられる電力線及び通信線が接続される第１コネクタと、前記いずれかのピラーとは異なるピラーに設けられる電力線及び通信線が接続される第２コネクタと、前記ルーフに設けられる複数の車載機器から延設される電力線及び通信線が接続される枝線コネクタと、前記第１コネクタ及び前記第２コネクタに接続される電力線夫々が一つの系統にされた単一電線系統を、前記枝線コネクタに接続される電力線夫々に分岐する分岐部と、前記第１コネクタ及び前記第２コネクタに接続される通信線夫々と、前記枝線コネクタに接続される通信線夫々との間にて流れるデータを中継する中継部とを備える。
　本態様にあたっては、車両のルーフに設けられる車載中継装置は、第１コネクタ及び第２コネクタを備え、第１コネクタ及び第２コネクタに接続される電力線及び通信線は、異なるピラーに設けられている。車載中継装置は、異なるピラーに配策された電力線及び通信線夫々によって、ルーフ以外に設けられた車載装置と接続されている。従って、異なるピラーに設けられている電力線及び通信線夫々において、いずれかの電力線及び通信線が断線した場合であっても、他方のピラーに設けられている電力線及び通信線を介して、枝線コネクタに接続されている車載機器に対し、電力及び、通信線に流れるデータの中継を継続することができる。すなわち、車載中継装置を介することによって、ルーフに設けられる車載機器と、ルーフ以外に設けられる電源装置、他の中継器等の車載装置との間における電力及びデータの中継における冗長性を確保することができる。
（２）本開示の一態様に係る車載中継装置は、前記第１コネクタ及び前記第２コネクタと、前記単一電線系統との間の夫々には、前記第１コネクタ及び前記第２コネクタから、前記単一電線系統へ向かう方向を順方向とする整流素子が介在して設けられている。
　本態様にあたっては、第１コネクタ及び第２コネクタと、単一電線系統との間の夫々には、例えばダイオード等の整流素子が介在しており、整流素子は、第１コネクタ及び第２コネクタから、単一電線系統への方向が順方向（ダイオードのカソードを単一電線系統の側）として設けられている。従って、第１コネクタ及び第２コネクタに接続される電力線夫々に印加される電圧に差異が発生した場合であっても、電流が逆流することを抑制することができる。
（３）本開示の一態様に係る車載中継装置は、前記第１コネクタ及び前記第２コネクタと、前記単一電線系統との間の夫々には、リレー素子が介在して設けられている。
　本態様にあたっては、第１コネクタ及び第２コネクタと、単一電線系統との間の夫々には、リレー素子が介在して設けられているため、当該リレー素子夫々を開閉することにより、第１コネクタ及び第２コネクタに接続される電力線夫々を介して供給される電力の給断を行うことができる。
（４）本開示の一態様に係る車載中継装置は、前記第１コネクタ及び前記第２コネクタに接続される電力線を介して印加される電圧を検出する検出部と、前記検出部から出力される検出値に基づき、前記リレー素子夫々の開閉を制御する開閉制御部とを備える。
　本態様にあたっては、第１コネクタ及び第２コネクタに接続される電力線を介して印加される電圧を検出する検出部から出力される検出値に基づき、開閉制御部は、リレー素子夫々の開閉を制御するため、印加される電圧夫々に応じて、リレー素子夫々の開閉を効率的に行うことができる。
（５）本開示の一態様に係る車載中継装置は、前記検出値は、前記第１コネクタに接続される電力線を介して印加される電圧及び、前記第２コネクタに接続される電力線を介して印加される電圧の夫々の電圧値に関する情報を含み、前記開閉制御部は、いずれかの電圧値が、所定の閾値よりも低い場合、該いずれかの電圧値の電圧が印加される電力線に接続されるリレー素子を開にする制御を行い、前記開閉制御部は、いずれかの電圧値が、所定の閾値以上の場合、該いずれかの電圧値の電圧が印加される電力線に接続されるリレー素子を閉にする制御を行う。
　本態様にあたっては、開閉制御部は、第１コネクタ及び第２コネクタに接続される電力線夫々を介して印加される電圧夫々において、いずれかの電圧の電圧値が所定の閾値よりも低い場合、当該電圧が印加されている側のリレー素子を開（オフ）にし、所定の閾値以上の場合、当該リレー素子を閉（オン）とする。従って、当該閾値に基づき、第１コネクタ及び第２コネクタに接続される電力線夫々を介して印加される電圧が正常か否かを判定して、リレー素子夫々の開閉を制御することができる。
（６）本開示の一態様に係る車載中継装置は、前記車両には、２つの電源装置が搭載されており、前記第１コネクタに接続される電力線を介して電圧を印加する電源装置と、前記第２コネクタに接続される電力線を介して電圧を印加する電源装置とは、異なる。
　本態様にあたっては、第１コネクタに接続される電力線を介して電圧を印加する電源装置と、第２コネクタに接続される電力線を介して電圧を印加する電源装置とは、異なる電源装置としているため、例えば、いずれかの電力線が断線した場合であっても、他方の電力線を介して供給される電力を、枝線コネクタに接続される車載機器に、分配して供給することができる。
（７）本開示の一態様に係る車載中継装置は、前記いずれかのピラー及び、前記いずれかのピラーとは異なるピラーは、前記車両において左右に位置するピラーである。
　本態様にあたっては、いずれかのピラー及びいずれかのピラーとは異なるピラー、すなわち第１コネクタに接続される電力線及び通信線が設けられるピラー及び、第２コネクタに接続される電力線及び通信線が設けられるピラーは、車両において左右に位置するピラーである。従って、例えば、車両が、左右いずれかのからの側方衝突をされた場合であっても、衝突されなかった側のピラーに設けられる電力線及び通信線を介して、車載中継装置は、ルーフに設けられる車載機器と、ルーフ以外に設けられる車載機器との間における電力及びデータの中継を継続することができる。
（８）本開示の一態様に係る車載中継装置は、前記いずれかのピラー及び、前記いずれかのピラーとは異なるピラーは、前記車両において前後に位置するピラーである。
　本態様にあたっては、いずれかのピラー及びいずれかのピラーとは異なるピラー、すなわち第１コネクタに接続される電力線及び通信線が設けられるピラー及び、第２コネクタに接続される電力線及び通信線が設けられるピラーは、車両において前後に位置するピラーである。従って、例えば、車両が、前方又は後方からの衝突をされた場合であっても、衝突されなかった側のピラーに設けられる電力線及び通信線を介して、車載中継装置は、ルーフに設けられる車載機器と、ルーフ以外に設けられる車載機器との間における電力及びデータの中継を継続することができる。
（９）本開示の一態様に係る車載中継装置は、前記中継部は、イーサスイッチを含み、前記第１コネクタ及び前記第２コネクタと、前記イーサスイッチとの間には、イーサネットＰＨＹ部が介在してある。
　本態様にあたっては、中継部は、イーサスイッチを含むため、車載中継装置は、通信線に流れるＩＰパケットに対し例えばレイヤー２スイッチ又はレイヤー３スイッチ等のイーサスイッチとして機能する。従って、ルーフに設けられる車載機器と、ルーフ以外に設けられる車載機器との間におけるＩＰパケットの中継における冗長化を図ることができる。
（１０）本開示の一態様に係る車載中継装置は、前記中継部は、ＣＡＮゲートウェイを含み、前記第１コネクタ及び前記第２コネクタと、前記ＣＡＮゲートウェイとの間には、ＣＡＮトランシーバが介在してある。
　本態様にあたっては、中継部は、ＣＡＮゲートウェイを含むため、車載中継装置は、通信線に流れるＣＡＮメッセージに対し、ＣＡＮコントローラ及びＣＡＮゲートウェイとして機能する。従って、ルーフに設けられる車載機器と、ルーフ以外に設けられる車載機器との間におけるＣＡＮメッセージの中継における冗長化を図ることができる。
[本開示の実施形態の詳細]
　本開示をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。本開示の実施形態に係る車載システムＳ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。
（実施形態１）
　図１は、実施形態１（左右ピラーＰ）に係る車載中継装置１が搭載される車両Ｃの構成を平面視した模式図である。図２は、車載中継システムＳの構成を示すブロック図である。車載中継システムＳは、車両Ｃに搭載され、車両ＣのルーフＲに設けられる車載中継装置１と、異なるピラーＰに設けられる通信線２１を介して当該車載中継装置１に複数の通信経路で接続される中継器２及び車載ＥＣＵ３（自動運転ＥＣＵ）等の複数の車載装置と、異なるピラーＰに設けられる電力線５１を介して当該車載中継装置１に接続される複数の電源装置５を含む。
　車両Ｃには、当該車両ＣのルーフＲ（天井）Ｒに設けられる車載中継装置１と複数の車載機器４及び、ルーフＲ以外に設けられる他の中継器２（セントラルＧ／Ｗ）、車載ＥＣＵ３（自動運転ＥＣＵ）及び電源装置５等の車載装置が搭載されている。車載中継装置１は、左右のピラーＰ夫々に設けられた電力線５１及び通信線２１夫々によって、ルーフＲ以外に設けられる中継器２（セントラルＧ／Ｗ）、車載ＥＣＵ３（自動運転ＥＣＵ）及び２つの電源装置５と接続されている。
　車載中継装置１に直接、接続される中継器２は、例えば、セントラルＧ／Ｗ（Gate/Way）等の中継装置であり、イーサスイッチ又はＣＡＮゲートウェイとしての機能を有する。又は、中継器２は、車両Ｃ全体をコントロールするボディＥＣＵの一機能部として構成されるものであってもよい。
　車載中継装置１に直接、接続される車載ＥＣＵ３は、例えば、自動運転を行うための認知又は判断に関する処理を行う自動運転ＥＣＵであり、中継器２と同様にイーサスイッチ等の機能を有する。
　電源装置５は、車両Ｃのバッテリであり、鉛蓄電池、又はリチウムイオン電池等の２次電池により構成され、例えば１２Ｖの電圧をピラーＰ夫々に沿って配策された電力線５１を介して車載中継装置１に印加して、電力を供給する。
　左右のピラーＰ夫々に沿って、電力線５１及び通信線２１からなるワイヤーハーネス夫々が、ルーフＲ及びフロア（床Ｆ）等の間に配策されている。図示による例示においては、車載中継装置１は、左前のピラーＰに沿って配策された電力線５１によって、車両Ｃ前部左側に位置する電源装置５と接続されており、左前のピラーＰに沿って配策された通信線２１によって、車両Ｃ後部左側に位置する車載ＥＣＵ３（自動運転ＥＣＵ）と接続されている。更に、車載中継装置１は、右前のピラーＰに沿って配策された電力線５１によって、車両Ｃ後部右側に位置する電源装置５と接続されており、右前のピラーＰに沿って配策された通信線２１によって、車両Ｃ前部右側に位置する中継器２と接続されている。
　車載中継装置１には、異なる電源装置５夫々から、異なるピラーＰに配策された電力線５１夫々による２系統にて、これら電源装置５夫々から出力される電力が供給される。従って、車載中継装置１には、２つの異なる系統により電力が供給されるものであり、車載中継装置１と、２つの電源装置５によって、電力供給における冗長化構成が設けられている。
　車載中継装置１は、異なるピラーＰに配策された通信線２１夫々によって、中継器２及び車載ＥＣＵ３（自動運転ＥＣＵ）に直接、接続されている。中継器２及び車載ＥＣＵ３（自動運転ＥＣＵ）の夫々には、２本の通信線２１が接続されており、一方の通信線２１は、上述のとおりピラーＰを介して車載中継装置１に接続されており、他方の通信線２１は、中継器２と車載ＥＣＵ３（自動運転ＥＣＵ）とを接続している。
　詳細は後述するが、中継器２及び車載ＥＣＵ３（自動運転ＥＣＵ）は、車載中継装置１と同様にイーサスイッチ又はＣＡＮゲートウェイ等の中継装置としての機能を有する車載装置であり、これら中継器２及び車載ＥＣＵ３（自動運転ＥＣＵ）には、更に他の車載ＥＣＵ３（図６参照）が接続されている。従って、車載中継装置１と、異なるピラーＰに配策された通信線２１夫々にて通信可能に接続される中継器２及び車載ＥＣＵ３（自動運転ＥＣＵ）とは、ループ状のネットワークトポロジーとなる車内ＬＡＮ３０を形成している。
　車載中継装置１には、２つの異なる経路により中継器２及び車載ＥＣＵ３（自動運転ＥＣＵ）と通信可能に接続されている。従って、車載中継装置１と、中継器２及び車載ＥＣＵ３（自動運転ＥＣＵ）によって、ルーフＲに設けられた車載機器４と、ルーフＲ以外に設けられた車載ＥＣＵ３等との車載装置との間の通信における冗長化構成が設けられている。
　ルーフＲに設けられる複数の車載機器４夫々は、車載中継装置１と、ルーフ内電線６、ルーフ内通信線７又は、ルーフ内電線６及びルーフ内通信線７の双方を含むワイヤーハーネによって、接続されている。これら複数の車載機器４夫々には、車載中継装置１によって電力及びデータ（通信データ）が中継される。
　ルーフＲに設けられる複数の車載機器４は、例えば、車車間通信装置、路車間通信装置又は車外通信装置４０等の無線装置、表示装置、撮像装置、赤外線センサ又はＬｉｄａｒ等のセンサ装置、及びマップランプ又はルーフＲ開閉装置等の車載負荷４１（アクチュエータ）を含む。
　無線装置は、アナログ通信を行うアナログ通信装置及び、Ｗｉ－Ｆｉ、ＬＴＥ（Long Term Evolution／登録商標），４Ｇ、又は５Ｇ等の移動体通信のプロトコルを用いたデジタル通信を行うデジタル通信装置を含むものであってもよい。車外通信装置４０は、これらプロトコルを用いてインターネット等の外部ネットワークを介して、クラウドサーバ等の車外サーバと通信可能に接続するものであってもよい。
　撮像装置は、車内カメラ、ドライバーモニターカメラ及び、車外における物標との距離測定を行うためのステレオカメラを含むものであってもよい。ルーフＲに設けられる車載機器４は、ＧＰＳ、ラジオ受信機及びテレビ受信機を含むものであってもよい。ルーフＲに設けられる車載機器４は、ルーフＲの外面に設けられるカメラの撮像方向を回動させるアクチュエータ等を制御するための車載ＥＣＵ３であってもよい。
　車載中継装置１は、ルーフ内電線６を介して、２つの電源装置５から供給された電力を、ルーフＲに設けられる車載機器４夫々に分配して、供給する。車載中継装置１は、ルーフ内通信線７を介して、中継器２又は車載ＥＣＵ３（自動運転ＥＣＵ）から送信されたデータを、ルーフＲに設けられる車載機器４夫々に中継する。又、車載中継装置１は、ルーフ内通信線７を介して、ルーフＲに設けられる車載機器４夫々から送信されたデータを、中継器２又は車載ＥＣＵ３（自動運転ＥＣＵ）に中継する。このように構成された車載中継装置１は、電気分配箱及びゲートウェイ等の双方の機能を有するＰＬＢ（Power Lan Box）又はＡＣＵ（Area Control Unit）と称される。
　車載中継装置１は、例えば、矩形の筐体を有し、当該筐体の一面には、第１コネクタ１１及び第２コネクタ１２が設けられている。第１コネクタ１１には、一方のピラーＰに沿って配策された電力線５１及び通信線２１が接続され、第２コネクタ１２には、他方のピラーＰに沿って配策された電力線５１及び通信線２１が接続される。
　車載中継装置１の筐体の一面には、一つ以上の枝線コネクタ１３（図示上は、２つ）が設けられている。枝線コネクタ１３が設けられる面は、第１コネクタ１１及び第２コネクタ１２が設けられる面と同一の面であってもよく、又は異なる面であってもよい。枝線コネクタ１３夫々には、ルーフ内電線６、ルーフ内通信線７又は、ルーフ内電線６及びルーフ内通信線７の双方の線によって、ルーフＲに設けられる複数の車載機が接続されている。
　ルーフＲ以外の場所に設けられた蓄電装置又は中継器２等の車載装置と、ルーフＲに設けられた車外通信装置４０、センサ等の車載機器４とは、車載中継装置１を介して接続される。従って、ルーフＲに設けられた車載機器４と、蓄電装置又は中継器２等のルーフＲ以外の場所に設けられた車載装置とを、直接、接続することを不要とすることができるため、ルーフＲと、フロア等のルーフＲ以外の場所とを連通する経路となるピラーＰに配策する電力線５１及び通信線２１の数量が増加することを抑制する。その上で、異なるピラーＰに配策する電力線５１及び通信線２１夫々を、第１コネクタ１１及び第２コネクタ１２を介して接続することにより、冗長化構成を設けることができる。
　本実施形態においては、電力線５１及び通信線２１夫々が配策されるピラーＰは、車両Ｃにおける前後のピラーＰとしている。従って万が一、車両Ｃが左右のいずれかより側方衝突され、左右いずれかのピラーＰに配策された電力線５１及び通信線２１が断線した場合であっても、他方のピラーＰに配策された電力線５１及び通信線２１によって、ルーフＲに設けられる複数の車載機への電力の供給及び、通信データの中継を継続することができる。
　図３は、車載中継装置１の構成を示すブロック図である。車載中継装置１は、制御部１０１、記憶部１０２及び中継部１０３を備える。制御部１０１、記憶部１０２及び中継部１０３は、内部バス１０５により通信可能に接続されている。車載中継装置１は、例えばイーサネット（登録商標）に準拠した通信系統として、中継部１０３に内部バス１０５を介して接続される複数のイーサネットＰＨＹ部１０４を備える。車載中継装置１は、電源系統として、第１コネクタ１１を介して接続される電力線５１に接続される第１電線１１１、第２コネクタ１２を介して接続される電力線５１に接続される第２電線１２１、第１電線１１１及び第２電線１２１が統合されて単一の系統にされた単一電線系統１２３、単一電線系統１２３を複数の分岐電線１３１に分岐する分岐部１３０を備える。
　制御部１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＭＰＵ（Micro Processing Unit）等により構成してあり、記憶部１０２に予め記憶された制御プログラム及びデータを読み出して実行することにより、種々の制御処理及び演算処理等を行うようにしてある。制御部１０１は、制御プログラム等を実行することにより、レイヤー３スイッチとして機能し、中継に関する制御を行うものであってもよい。又、制御部１０１は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）又はＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等によるＩＣチップにより構成され、ＦＰＧＡ等の回路構成（中継回路）に基づき中継に関する制御を行うものであってもよい。又は、制御部１０１及び記憶部１０２は、これらが一体となってパッケージ化されたマイクロコンピュータによって構成されるものであってもよい。制御部１０１は、イーサネット及びＣＡＮ等の異なるプロトコル間の変換処理（プロトコル変換）を行うものであってもよい。
　記憶部１０２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性のメモリ素子又は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）若しくはフラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ素子により構成してあり、制御プログラム及び処理時に参照するデータが予め記憶してある。記憶部１０２に記憶された制御プログラムは、制御部１０１が読み取り可能な記録媒体（図示せず）から読み出された制御プログラムを記憶したものであってもよい。また、図示しない通信網に接続されている図示しない外部コンピュータから制御プログラムをダウンロードし、記憶部１０２に記憶させたものであってもよい。更に、記憶部１０２には、中継制御を行うにあたり、通信プロトコルに基づき規定される経路情報（ルーティングテーブル）に関する情報が、記憶される。
　中継部１０３は、例えばＦＰＧＡ又はＡＳＩＣで構成される演算回路であって、イーサネットＰＨＹ部１０４を経て入力されるＩＰパケットの中継処理を行うレイヤー２スイッチである。又は、中継部１０３は、制御部１０１と同様にＣＰＵ等を含み、中継制御プログラムが実行されるものであり、レイヤー２スイッチ及びレイヤー３スイッチとして機能するものであってもよい。
　イーサネットＰＨＹ部１０４は、第１コネクタ１１及び第２コネクタ１２の側のイーサネットＰＨＹ部１０４（ＰＨＹ）と、枝線コネクタ１３側のイーサネットＰＨＹ部１０４とを含む。これらイーサネットＰＨＹ部１０４は、車載中継装置１における通信部に相当する。イーサネットＰＨＹ部１０４は、イーサネットの通信プロトコルに基づき決定される物理層Ｉ／Ｆ（インターフェイス）である。
　第１コネクタ１１及び第２コネクタ１２の側のイーサネットＰＨＹ部１０４は、第１コネクタ１１及び第２コネクタ１２に接続される通信線２１（イーサネットケーブル）、すなわちルーフＲ外に設けられた中継器２又は車載ＥＣＵ３（自動運転ＥＣＵ）に接続される通信線２１（イーサネットケーブル）に、接続されている。枝線コネクタ１３の側のイーサネットＰＨＹ部１０４は、枝線コネクタ１３に接続されるルーフ内通信線７（イーサネットケーブル）、すなわちルーフＲに設けられた車外通信装置４０等の車載機器４に接続されるルーフ内通信線７（イーサネットケーブル）に、接続されている。
　イーサスイッチとして機能する中継部１０３と、イーサネットＰＨＹ部１０４夫々とは、内部バス１０５によりスター状のトポロジーで接続されており、中継部１０３は、イーサネットＰＨＹ部１０４夫々を経て入力されたＩＰパケットに含まれるＭＡＣアドレスを参照して、スイッチング等の中継制御を行う。中継部１０３は、例えば、イーサネットＰＨＹ部１０４夫々を介して接続される通信線２１のキャリアセンスを取得することにより、当該通信線２１の断線の有無を検知する。中継部１０３は、断線等により不通となった通信線２１に接続されるイーサネットＰＨＹ部１０４を無効にし、他方のイーサネットＰＨＹ部１０４、すなわち正常な通信線２１に接続されるイーサネットＰＨＹ部１０４のみを用いることにより、通信の冗長化を図ることができる。
　車載中継装置１の電源系統において、第１電線１１１及び第２電線１２１により２系統となる並列回路が形成される。本実施形態の場合、第１電線１１１には第１コネクタ１１を介して接続される蓄電装置からの電圧が印加され、第２電線１２１には第２コネクタ１２を介して接続される蓄電装置からの電圧が印加される。
　第１電線１１１及び第２電線１２１夫々には、ダイオード等の整流素子１２２が設けられている。整流素子１２２は、第１コネクタ１１と単一電線系統１２３の間となる第１電線１１１及び、第２コネクタ１２と単一電線系統１２３の間となる第２電線１２１にて、設けられている。
　ダイオードである整流素子１２２は、カソードを単一電線系統１２３の側とし、アノードを第１コネクタ１１及び第２コネクタ１２の側にして、第１電線１１１及び第２電線１２１の夫々に設けられている。すなわち、ダイオードである整流素子１２２は、第１コネクタ１１及び第２コネクタ１２から単一電線系統１２３へ向かう方向を順方向として、第１コネクタ１１及び第２コネクタ１２と、単一電線系統１２３との間に介在して設けられている。従って、第１コネクタ１１（第１電線１１１）に接続される電源装置５の電圧と、第２コネクタ１２（第２電線１２１）に接続される電源装置５の電圧との間において、差異（電位差）が発生した場合であっても、低い電圧の電源装置５の側に、電流が逆流することを防止することができる。
　第１電線１１１及び第２電線１２１が統合され、単一の系統化されることにより、単一電線系統１２３が形成される。単一電線系統１２３は、例えばバスバ、リード線又は回路基板上のランドにより構成されるものであってもよい。制御部１０１には、当該単一電線系統１２３から分岐された電線により電力が供給される。
　単一電線系統１２３は、分岐部１３０によって、複数の分岐電線１３１に分岐される。分岐部１３０によって複数に分岐された分岐電線１３１によって、並列回路が形成される。分岐電線１３１夫々は、枝線コネクタ１３に接続され、枝線コネクタ１３に含まれる電力端子夫々に接続される。これら分岐電線１３１が接続される電力端子に一対となって、グランド端子が設けられるものであってもよい。
　分岐電線１３１夫々には、枝線コネクタ１３を介して接続される車載負荷４１等の車載機器４に応じて、ヒューズ１３３又は負荷用リレー１３２が設けられている。ヒューズ１３３は、ＦＥＴ等を用いた半導体ヒューズ１３３であってもよい。負荷用リレー１３２は、機械式リレー又はＦＥＴ等を用いた半導体リレーであってもよい。
　負荷用リレー１３２が設けられた分岐電線１３１に、枝線コネクタ１３を介して接続される車載機器４は、例えば、マップランプ又はルームランプ等の車載負荷４１であり、これらランプは、当該負荷用リレー１３２の開閉（オン、オフ）により点灯又は消灯する。制御部１０１と、これら負荷用リレー１３２とは信号線で接続されている。制御部１０１は、中継部１０３を介して、ルーフＲ以外に設けられた車載ＥＣＵ３（ボディＥＣＵ）等の車載装置から受信した通信データに基づき、負荷用リレー１３２をオン又はオフにし、当該負荷用リレー１３２に接続されている車載負荷４１等のアクチュエータの駆動を制御するものであってもよい。
　本実施形態によれば、異なるピラーＰに設けられているいずれかの電力線５１及び通信線２１が断線した場合であっても、他方のピラーＰに設けられている電力線５１及び通信線２１を介して、枝線コネクタ１３に接続されている車載機器４に対し、電力及び、通信線２１に流れるデータの中継を継続することができる。従って、ルーフＲに設けられる車載機器４と、ルーフＲ以外に設けられる車載装置との間における電力及びデータの中継における冗長性を確保することができる。
　本実施形態によれば、第１コネクタ１１（第１電線１１１）及び第２コネクタ１２（第２電線１２１）と、単一電線系統１２３との間の夫々に、例えばダイオード等の整流素子１２２を介在させてある。従って、車載中継装置１に電力を供給する電力系統を二重化し、当該二重化した電力系統間にて電位差が発生した場合であっても、第１電線１１１又は第２電線１２１において電流が逆流することを防止することができる。
　本実施形態において、夫々のピラーＰには、電力線５１及び通信線２１が配策されるとしたが、これに限定されず、例えばＰｏＥ（Power of Ethernet／Power over Ethernet）又はＰＬＣ (Power Line Communication)を用いて、電力線５１及び通信線２１が統合されたケーブルを用いるものであってもよい。この場合、第１コネクタ１１及び第２コネクタ１２は、例えば電流（電力用の電流）と通信データとを分離するフィルタ回路を含み、分離した電流を第１電線１１１及び第２電線１２１に流し、通信データを夫々のイーサネットＰＨＹ部１０４に出力するものであってもよい。
　図４は、実施形態２（リレー素子１２４）の車載中継装置１の構成を示すブロック図である。実施形態２の車載中継装置１は、第１電線１１１及び第２電線１２１の夫々において、リレー素子１２４が設けられている点で、実施形態１と異なる。
　実施形態２の車載中継装置１は、第１電線１１１及び第２電線１２１の夫々に設けられるリレー素子１２４と、当該リレー素子１２４と第１コネクタ１１との間の第１電線１１１の電圧、及び当該リレー素子１２４と第２コネクタ１２との間の第２電線１２１の電圧の夫々の電圧値を検出する検出部１２５を備える。
　第１電線１１１及び第２電線１２１の夫々に設けられるリレー素子１２４は、機械式リレー又はＦＥＴ等を用いた半導体リレーであってもよい。リレー素子１２４夫々は、信号線によって制御部１０１に接続されており、制御部１０１から出力される信号に基づき、開（オフ）、閉（オン）にされる。すなわち、制御部１０１は、制御プログラムを実行することにより、開閉制御部として機能する。
　検出部１２５は、例えば、ホール素子又はシャント抵抗等により構成され、リレー素子１２４と第１コネクタ１１との間の第１電線１１１の電圧、及び当該リレー素子１２４と第２コネクタ１２との間の第２電線１２１の電圧の夫々の電圧値を検出する。検出部１２５は、検出した夫々の電圧値を制御部１０１に出力し、制御部１０１（開閉制御部）は、当該電圧値に基づき、夫々のリレー素子１２４を開（オフ）又は閉（オン）とすることにより、電流の逆流又は、所定の閾値よりも低い異常電圧が印加されることを抑制する。
　本実施形態において、ダイオード等の整流素子１２２に替えて、リレー素子１２４を設けるとしたが、これに限定されない。実施形態１と同様に第１電線１１１及び第２電線１２１の夫々においてダイオード等の整流素子１２２を設け、更に整流素子１２２夫々に直列にリレー素子１２４を設けるものであってもよい。すなわち、ダイオード（整流素子１２２）夫々のアノード側にリレー素子１２４を設けるものであってもよい。リレー素子１２４及びダイオード（整流素子１２２）による直列回路を形成することにより、電流の逆流が発生することを更に効率的に防止することができる。
　図５は、車載中継装置１の制御部１０１（開閉制御部）の処理を例示するフローチャートである。車載中継装置１の制御部１０１（開閉制御部）は、例えば車両Ｃが起動状態（イグニッションスイッチがオン）又は停止状態（イグニッションスイッチがオフ）において、定常的に以下の処理を行う。
　車載中継装置１の制御部１０１は、第１コネクタ１１及び第２コネクタ１２に接続される電力線５１夫々における電圧値夫々を取得する（Ｓ１０１）。第１コネクタ１１及び第２コネクタ１２に接続される電力線５１夫々には、異なる電源装置５が接続されている。制御部１０１は、これら異なる電源装置５から、第１コネクタ１１及び第２コネクタ１２に接続される電力線５１夫々を介して出力（印加）される電圧の電圧値夫々を取得する。
　車載中継装置１の制御部１０１は、電力線５１夫々における電圧値夫々は、所定の閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ１０２）。所定の閾値とは、例えば、定格出力電圧として予め決定されている１２Ｖである。制御部１０１は、第１コネクタ１１に接続される第１電線１１１における電圧、及び第２コネクタ１２に接続される第２電線１２１における電圧の夫々の電圧値を、検出部１２５から取得し、取得した電圧値夫々と、記憶部１０２に予め記憶されている所定の閾値（定格出力電圧値）とを比較し、電圧値夫々は、所定の閾値以上であるか否かを判定する。
　いずれの電力線５１における電圧値が共に所定の閾値以上である場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、車載中継装置１の制御部１０１は、第１コネクタ１１及び第２コネクタ１２に接続される夫々のリレー素子１２４を閉（オン）にする（Ｓ１０３）。いずれの電力線５１における電圧値（双方の電圧値）が共に所定の閾値以上である場合、これら電力線５１に接続される蓄電装置夫々から出力（印加）される電圧は正常電圧であるため、制御部１０１は、第１コネクタ１１及び第２コネクタ１２に接続される夫々のリレー素子１２４を閉（オン）にする。蓄電装置夫々から供給される電力は、単一電線系統１２３及び分岐電線１３１夫々を介して、当該分岐電線１３１夫々に接続される車載機器４（ルーフＲに設けられた車載機器４）に供給される。
　いずれかの電力線５１における電圧値が所定の閾値未満である場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、車載中継装置１の制御部１０１は、電圧値が所定の閾値未満の電力線５１を特定する（Ｓ１０２１）。いずれかの電力線５１における電圧値が所定の閾値未満である場合、制御部１０１は、電圧値が所定の閾値未満の電力線５１、すなわち異常となった電源装置５が接続されるコネクタ（第１コネクタ１１又は第２コネクタ１２）に接続される電線（第１電線１１１又は第２電線１２１）を特定する。
　車載中継装置１の制御部１０１は、特定した電力線５１に接続されたリレー素子１２４を開（オフ）にし、他方のコネクタに接続されたリレー素子１２４を閉（オン）にする（Ｓ１０２２）。例えば、第２コネクタ１２に接続される電力線５１の電圧に異常がある場合、制御部１０１は、特定した電力線５１、すなわち当該電力線５１と第２コネクタ１２を介して接続される第２電線１２１に接続されたリレー素子１２４を開（オフ）にする。制御部１０１は、特定しなかった電力線５１、すなわち所定の閾値以上の電圧である正常な電圧が印加されている電力線５１であり、当該電力線５１と第１コネクタ１１を介して接続される第１電線１１１に接続されたリレー素子１２４を閉（オン）にする。
　本実施形態によれば、所定の閾値未満の電圧（異常電圧）が印加されている電力線５１の側のリレー素子１２４を開（オフ）にし、所定の閾値以上の電圧（正常電圧）が印加されている電力線５１の側のリレー素子１２４を閉（オン）とすることにより、電流が逆流することを防止する。更に、当該異常電圧からルーフＲに設けられている車載機器４を効率的に保護することができる。
　図６は、実施形態３（前後ピラーＰ）に係る車載中継装置１が搭載される車両Ｃの構成を平面視した模式図である。実施形態３の車載中継装置１は、車両Ｃにおける前後のピラーＰ夫々に設けられた電力線５１及び通信線２１夫々によって、ルーフＲ以外に設けられる中継器２（セントラルＧ／Ｗ）、車載ＥＣＵ３（自動運転ＥＣＵ）及び２つの電源装置５と接続されている。
　前後のピラーＰ夫々に沿って、電力線５１及び通信線２１からなるワイヤーハーネス夫々が、ルーフＲ及びフロア等の間に配策されている。図示による例示においては、車載中継装置１は、左前のピラーＰに沿って配策された電力線５１によって、車両Ｃ前部に位置する電源装置５と接続されており、左前のピラーＰに沿って配策された通信線２１によって、車両Ｃ中部に位置する中継器２と接続されている。更に、車載中継装置１は、左後のピラーＰに沿って配策された電力線５１によって、車両Ｃ後部に位置する電源装置５と接続されており、左前のピラーＰに沿って配策された通信線２１によって、車両Ｃ後部に位置する車載ＥＣＵ３（自動運転ＥＣＵ）と接続されている。
　車載中継装置１には、異なる電源装置５夫々から、異なるピラーＰに配策された電力線５１夫々による２系統にて、これら電源装置５夫々から出力される電力が供給される。車載中継装置１は、異なるピラーＰに配策された通信線２１夫々によって、中継器２及び車載ＥＣＵ３（自動運転ＥＣＵ）に直接、接続されている。実施形態１と同様に、車載中継装置１と、異なるピラーＰに配策された通信線２１夫々にて通信可能に接続される中継器２及び車載ＥＣＵ３（自動運転ＥＣＵ）とは、ループ状のネットワークトポロジーとなる車内ＬＡＮ３０を形成している。
　本実施形態によれば、電力線５１及び通信線２１夫々は、車両Ｃにおいて前後夫々に位置する異なるピラーＰである。従って、車両Ｃが、前方又は後方からの衝突をされた場合であっても、衝突されなかった側のピラーＰに設けられる電力線５１及び通信線２１を介して、ルーフＲに設けられる車載機器４に対し、電力及びデータの中継を継続することができる。
　図７は、実施形態４（ＣＡＮゲートウェイ）の車載中継装置１の構成を示すブロック図である。実施形態４の車載中継装置１は、例えばＣＡＮに準拠した通信系統を有し、通信部としてＣＡＮトランシーバ１０６を備える。
　車載中継装置１の制御部１０１は、ＣＡＮゲートウェイとして機能する中継部１０３を含む構成となっている。ＣＡＮゲートウェイとして機能する制御部１０１（中継部１０３）と、ＣＡＮトランシーバ１０６夫々とは、内部バス１０５で通信可能に接続されている。
　ＣＡＮトランシーバ１０６は、第１コネクタ１１及び第２コネクタ１２の側のＣＡＮトランシーバ１０６と、枝線コネクタ１３側のＣＡＮトランシーバ１０６とを含む。ＣＡＮトランシーバ１０６は、ＣＡＮの通信プロトコルに基づき決定される物理層Ｉ／Ｆ（インターフェイス）である。
　第１コネクタ１１及び第２コネクタ１２の側のＣＡＮトランシーバ１０６は、第１コネクタ１１及び第２コネクタ１２に接続される通信線２１、すなわちルーフＲ外に設けられた中継器２又は車載ＥＣＵ３（自動運転ＥＣＵ）に接続される通信線２１に、接続されている。枝線コネクタ１３の側のＣＡＮトランシーバ１０６は、枝線コネクタ１３に接続されるルーフ内通信線７（ＣＡＮバス）、すなわちルーフＲに設けられた車外通信装置４０等の車載機器４に接続されるルーフ内通信線７（ＣＡＮバス）に、接続されている。
　ＣＡＮゲートウェイとして機能する制御部１０１（中継部１０３）は、ＣＡＮコントローラの機能も含み、ＣＡＮメッセージに含まれるＣＡＮ－ＩＤ等に基づき、調停処理及び中継処理等の中継制御を行う。中継部１０３は、例えば、ＣＡＮトランシーバ１０６夫々を介して接続される通信線２１（ＣＡＮバス）の差動電圧を取得することにより、当該通信線２１の断線の有無を検知する。中継部１０３は、断線等により不通となった通信線２１に接続されるＣＡＮトランシーバ１０６部を無効にし、他方のＣＡＮトランシーバ１０６、すなわち正常な通信線２１（ＣＡＮバス）に接続されるＣＡＮトランシーバ１０６のみを用いることにより、通信の冗長化を図ることができる。
　本実施形態において、車載中継装置１における通信部として、イーサネットＰＨＹ部１０４に替えてＣＡＮトランシーバ１０６としたが、これに限定されない。車載中継装置１は、通信部としてイーサネットＰＨＹ部１０４及びＣＡＮトランシーバ１０６の双方を含むものであってもよい。例えば、車載中継装置１は、ルーフＲ以外に設けられる車載装置である中継器２（セントラルＧ／Ｗ）及び車載ＥＣＵ３（自動運転ＥＣＵ）とは、イーサネットＰＨＹ部１０４を介したＴＣＰ／ＩＰによる通信を行い、ルーフＲに設けられる車載負荷４１等の車載機器４とはＣＡＮトランシーバ１０６介したＣＡＮによる通信を行うものであってもよい。この場合、制御部１０１は、ＴＣＰ／ＩＰによるＩＰパケットと、ＣＡＮによるＣＡＮメッセージとの間におけるプロトコル変換を行うものであってもよい。
　本実施形態によれば、制御部１０１は、中継部１０３（ＣＡＮゲートウェイ）を含むため、車載中継装置１は、通信線２１に流れるＣＡＮメッセージに対し、ＣＡＮコントローラ及びＣＡＮゲートウェイとして機能する。従って、ルーフＲに設けられる車載機器４と、ルーフＲ以外に設けられる車載機器４との間におけるＣＡＮメッセージの中継における冗長化を図ることができる。
　今回開示された実施形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、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。
　Ｃ　車両
　Ｒ　ルーフ
　Ｆ　床（フロア）
　Ｐ　ピラー
　Ｓ　車載中継システム
　１　車載中継装置（ＰＬＢ）
　１０１　制御部（開閉制御部、ＣＡＮゲートウェイ）
　１０２　記憶部
　１０３　中継部（イーサスイッチ）
　１０４　イーサネットＰＨＹ部（通信部）
　１０５　内部バス
　１０６　ＣＡＮトランシーバ（通信部）
　１１　第１コネクタ
　１２　第２コネクタ
　１３　枝線コネクタ
　１１１　第１電線
　１２１　第２電線
　１２２　整流素子（ダイオード）
　１２３　単一電線系統
　１３０　分岐部
　１３１　分岐電線
　１３２　負荷用リレー
　１３３　ヒューズ
　１２４　リレー素子
　１２５　検出部
　２　中継器（セントラルＧ／Ｗ）
　２１　通信線
　３　車載ＥＣＵ（自動運転ＥＣＵ）
　３０　車内ＬＡＮ
　４　車載機器
　４０　車外通信装置
　４１　車載負荷
　５　電源装置
　５１　電力線
　６　ルーフ内電線
　７　ルーフ内通信線
 

Claims (10)

  1. 　車両のルーフに設けられる車載中継装置であって、
    　前記車両のいずれかのピラーに設けられる電力線及び通信線が接続される第１コネクタと、
    　前記いずれかのピラーとは異なるピラーに設けられる電力線及び通信線が接続される第２コネクタと、
    　前記ルーフに設けられる複数の車載機器から延設される電力線及び通信線が接続される枝線コネクタと、
    　前記第１コネクタ及び前記第２コネクタに接続される電力線夫々が一つの系統にされた単一電線系統を、前記枝線コネクタに接続される電力線夫々に分岐する分岐部と、
    　前記第１コネクタ及び前記第２コネクタに接続される通信線夫々と、前記枝線コネクタに接続される通信線夫々との間にて流れるデータを中継する中継部とを備える
    　車載中継装置。
  2. 　前記第１コネクタ及び前記第２コネクタと、前記単一電線系統との間の夫々には、前記第１コネクタ及び前記第２コネクタから、前記単一電線系統へ向かう方向を順方向とする整流素子が介在して設けられている
    　請求項１に記載の車載中継装置。
  3. 　前記第１コネクタ及び前記第２コネクタと、前記単一電線系統との間の夫々には、リレー素子が介在して設けられている
    　請求項１又は請求項２に記載の車載中継装置。
  4. 　前記第１コネクタ及び前記第２コネクタに接続される電力線を介して印加される電圧を検出する検出部と、
    　前記検出部から出力される検出値に基づき、前記リレー素子夫々の開閉を制御する開閉制御部とを備える
    　請求項３に記載の車載中継装置。
  5. 　前記検出値は、前記第１コネクタに接続される電力線を介して印加される電圧及び、前記第２コネクタに接続される電力線を介して印加される電圧の夫々の電圧値に関する情報を含み、
    　前記開閉制御部は、いずれかの電圧値が、所定の閾値よりも低い場合、該いずれかの電圧値の電圧が印加される電力線に接続されるリレー素子を開にする制御を行い、
    　前記開閉制御部は、いずれかの電圧値が、所定の閾値以上の場合、該いずれかの電圧値の電圧が印加される電力線に接続されるリレー素子を閉にする制御を行う
    　請求項４に記載の車載中継装置。
  6. 　前記車両には、２つの電源装置が搭載されており、
    　前記第１コネクタに接続される電力線を介して電圧を印加する電源装置と、
    　前記第２コネクタに接続される電力線を介して電圧を印加する電源装置とは、異なる
    　請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の車載中継装置。
  7. 　前記いずれかのピラー及び、前記いずれかのピラーとは異なるピラーは、前記車両において左右に位置するピラーである
    　請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の車載中継装置。
  8. 　前記いずれかのピラー及び、前記いずれかのピラーとは異なるピラーは、前記車両において前後に位置するピラーである
    　請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の車載中継装置。
  9. 　前記中継部は、イーサスイッチを含み、
    　前記第１コネクタ及び前記第２コネクタと、前記イーサスイッチとの間には、イーサネットＰＨＹ部が介在してある
    　請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の車載中継装置。
  10. 　前記中継部は、ＣＡＮゲートウェイを含み、
    　前記第１コネクタ及び前記第２コネクタと、前記ＣＡＮゲートウェイとの間には、ＣＡＮトランシーバが介在してある
    　請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の車載中継装置。
     
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