JP2007320467A - 車載用電力線通信システムおよびそれを備えた車両 - Google Patents
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Abstract
【課題】車両に設置された各電装機器30に供給される電力を搬送する電力線40,45を、通信機能を有する電装機器30,30間の通信に利用するようにした車載用電力線通信システムとして、後付け電装機器のみならず、既存の電装機器30についても通信線を省線化し、配線量を大幅に削減できるようにする。
【解決手段】各々、少なくとも1つの電装機器30に接続される複数のPLCユニット20,20,…を備え、それらPLCユニット20,20同士を電力線40,45により接続する。そして、各電装機器30に供給される電力を電力線40,45を経由して搬送する一方、同じPLCユニット20に接続される電装機器30,30同士の通信は該PLCユニット20を介して行い、相異なるPLCユニット20,20間における電装機器30,30同士の通信は電力線40,45を経由して行うようにする。
【選択図】図1
【解決手段】各々、少なくとも1つの電装機器30に接続される複数のPLCユニット20,20,…を備え、それらPLCユニット20,20同士を電力線40,45により接続する。そして、各電装機器30に供給される電力を電力線40,45を経由して搬送する一方、同じPLCユニット20に接続される電装機器30,30同士の通信は該PLCユニット20を介して行い、相異なるPLCユニット20,20間における電装機器30,30同士の通信は電力線40,45を経由して行うようにする。
【選択図】図1
Description
本発明は、通信機能を有する車載用電装機器間の通信を、該電装機器に供給される電力を搬送する電力線でもって媒介するようにした車載用電力線通信システムに関し、特に通信線の省線化を図る対策に関する。
一般に、電力を搬送する電力線を、通信回線として利用するようにした電力線搬送通信(PLC:Power Line Communication)は周知であり、近年では、このPLCを車両に適用する例がある。
例えば、特許文献1や特許文献2には、携帯情報端末やETC車載装置などの後付け電装機器を車両に設置する際に、シガーソケットに繋がる電力線を利用することで、新たな通信線を配索することなくカーナビゲーション装置などの車載情報通信機器との間における通信を行えるようにすることが記載されている。
特開2000−004305号公報(第4頁,図1)
特開2003−163618号公報(第4頁,図1)
しかしながら、上記従来の場合には、後付け電装機器については、その通信線が不要であるものの、標準装備の電装機器などのように既存の電装機器については、その通信線は省線化されないという問題がある。
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、車両に搭載された各電装機器に供給される電力を搬送する電力線を電装機器間の通信に利用するようにした車載用電力線通信システムとして、後付け電装機器のみならず、既存の電装機器についても通信線を省線化できるようにし、もって、配索量を大幅に削減できるようにすることにある。
上記の目的を達成すべく、本発明では、複数の電装機器をグループ化し、各グループ毎に配置したPLCユニット(電力線通信ユニット)を介して該グループ内における電装機器同士の通信を行う一方、相異なるグループ間における電装機器同士の通信は、PLCユニット同士を接続する電力線を経由して行うようにした。
具体的には、本発明は、複数の電装機器を備えた車両に搭載される車載用電力線通信システムを前提としている。
そして、各々、1つ以上の電装機器に通信可能に接続される複数のPLCユニットと、これら複数のPLCユニットにそれぞれ電力を搬送するとともに、該PLCユニット同士を通信可能に接続する電力線とを備えるようにし、その上で、上記各PLCユニットを介して、該PLCユニットに接続された電装機器に対する電力の供給と該電装機器同士の通信とを行う一方、上記電力線を経由して、相異なるPLCユニット間における電装機器同士の通信を行うように構成されているものとする。
尚、上記構成の車載用電力線通信システムを車両に搭載するに当り、車体が複数のブロックに区画される場合には、上記車載用電力線通信システム自体を、車体のブロックに応じて少なくとも1つのPLCユニット毎にブロック化するようにすることができる。
また、その場合に、少なくとも一部のブロックにおいて、各PLCユニットが該PLCユニットを電装機器に接続するために有する接続部の総数を、該ブロック内の電装機器(例えば、標準装備のみならず、メーカーオプションやディーラーオプションの電装機器)の総数よりも多くするようにしてもよい。
さらには、ブロック化の有無に拘わらず、接続部の総数を、電装機器の総数よりも多くするようにしておくこともできる。
本発明によれば、相異なるPLCユニット間での通信が電力線を経由して行われるので、相異なるPLCユニット間における電装機器同士の通信に使用される通信線は、電装機器と該電装機器に接続されるPLCユニットとの間だけで済み、既存電装機器の通信線の省線化を図ることができる結果、後付け電装機器の通信線だけが不要である従来の場合に比べて、配索量を大幅に削減することができる。
以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。
図1は、本実施形態に係る車両の全体構成を模式的に示す平面図であり、この車両は、スライド式リヤドアを備えた2ボックス形状の5ドア車である。尚、以下の説明では、車両前後方向における「前」および「後」を、それぞれ単に「前」(同図の「上」)および「後」(同図の「下」)といい、車幅方向における「左」および「右」を、それぞれ単に「左」(同図の「左」)および「右」(同図の「右」)という。
この車両の車体は、例えば特開昭62−214061号公報に記載されているように、複数に分割されてそれぞれ別体に形成されたモジュール10,10,…が互いに連結されてなっている。具体的には、エンジンルーム/コクピット(ENG ROOM/COCKPIT),ボディ(BODY),ルーフ(ROOF),フロント左側ドア(DOOR-FR-LH),フロント右側ドア(DOOR-FR-RH),リヤ左側ドア(DOOR-RR-LH),リヤ右側ドア(DOOR-RR-RH),それに、バックドア(DOOR-BACK) の8つのモジュール10,10,…である。また、各モジュール10は、車体を複数のブロック15,15,…に区画した場合のそれら複数のブロック15,15,…のうち、少なくとも1つのブロック15を有しており、各ブロック15には、少なくとも1つのPLCユニット20(図示する例では、1つのブロック15に1つのPLCユニット20)と、このPLCユニット20に接続された複数の電装機器30とが配置されている。つまり、本実施形態では、車体が複数のブロック15,15,…に区画されていることに伴い、車載用電力線通信システムは、少なくとも1つのPLCユニット20毎にブロック化されている。尚、図1中の破線は、複数のブロック15,15,…を有するモジュール10における各ブロック15を示している。
上記のエンジンルーム/コクピット・モジュール10は、エンジンルーム(ENG ROOM)と,車室前半部領域であるコクピット領域(COCKPIT) における運転席側,中央および助手席側の4つのブロック15,15,…に区画されている。エンジンルームブロック15にはエンジンPLCユニット20(ENG-PLC) が配置されており、このエンジンPLCユニット20には、エンジンコントロールユニットなど、複数の電装機器30,30,…が接続されている。運転席側ブロック15には運転席側PLCユニット20(DR-PLC)が配置されており、この運転席側PLCユニット20には、コンビネーションメータなど、複数の電装機器30,30,…が接続されている。中央ブロック15には中央PLCユニット20(CTR-PLC) が配置されており、この中央PLCユニット20には、ナビゲーション,エアコン,オーディオ,ETC機器,DSRC機器など、複数の電装機器30,30,…が接続されている。助手席側ブロック15には助手席側PLCユニット20(AS-PLC)が配置されており、この助手席側PLCユニット20には、ボディコントロールユニットなど、複数の電装機器30,30,…が接続されている。エンジンルーム/コクピット・モジュール10におけるこれら4つのPLCユニット20,20,…同士は、電力線としてのメインワイヤハーネス40により接続されている。また、メインワイヤハーネス40は、エンジンルームブロック15に設置されたバッテリー50に接続されている。
上記のボディ・モジュール10は、車室後半部領域であるボディ領域における右側ボディおよび左側ボディの2つのブロック15,15に区画されている。右側ボディブロック15には右側ボディPLCユニット20(BODY-PLC)が配置されており、この右側ボディPLCユニット20には、リヤ右側ドアのスライド移動をコントロールするスライドドアコントローラ,右側テールランプなど、複数の電装機器30,30,…が接続されている。一方、左側ボディブロック15には左側ボディPLCユニット20(BODY-PLC)が配置されており、この左側ボディPLCユニット20には、リヤ左側ドアのスライド移動をコントロールするスライドドアコントローラ,左側テールランプなど、複数の電装機器30,30,…が接続されている。また、各ボディPLCユニット20からは、それぞれ、上記のメインワイヤハーネス40に接続される電力線としてのサブワイヤハーネス45が延びている。
上記のルーフ・モジュール10は、ルーフブロック15のみからなっている。このルーフブロック15にはルーフPLCユニット20(ROOF-PLC)が配置されており、このルーフPLCユニット20には、サンルーフモータ,ルームランプなど、複数の電装機器30,30,…が接続されている。また、ルーフPLCユニット20からは、メインワイヤハーネス40に接続される電力線としてのサブワイヤハーネス45が延びている。
上記のフロント右側ドア・モジュール10は、フロント右側ドアブロック15のみからなっている。このフロント右側ドアブロック15にはフロント右側ドアPLCユニット20(DOOR-PLC)が配置されており、このフロント右側ドアPLCユニット20には、フロント右側ドアのパワーウィンドモータ,フロント右側ドアのドアミラー回路,フロント右側ドアのオーディオスピーカなど、複数の電装機器30,30,…が接続されている。また、フロント右側ドアPLCユニット20からは、メインワイヤハーネス40に接続される電力線としてのサブワイヤハーネス45が延びている。尚、フロント左側ドア・モジュール10の構成はフロント右側ドア・モジュール10の場合と同じであるので説明は省略する。
上記のリヤ右側ドア・モジュール10は、リヤ右側ドアブロック15のみからなっている。このリヤ右側ドアブロック15にはリヤ右側ドアPLCユニット20(DOOR-PLC)が配置されており、このリヤ右側ドアPLCユニット20には、リヤ右側ドアのパワーウィンドモータ,リヤ右側ドアのオーディオスピーカなど、複数の電装機器30,30,…が接続されている。また、リヤ右側ドアPLCユニット20からは、メインワイヤハーネス40に接続される電力線としてのサブワイヤハーネス45が延びている。尚、リヤ左側ドア・モジュール10の構成はリヤ右側ドア・モジュール10の場合と同じであるので説明は省略する。
上記のバックドア・モジュール10は、バックドアブロック15のみからなっている。このバックドアブロック15にはバックドアPLCユニット20(BACKDOOR-PLC)が配置されており、このバックドアPLCユニット20には、バックビューモニタ,リヤワイパモータなど、複数の電装機器30,30,…が接続されている。また、バックドアPLCユニット20からは、メインワイヤハーネス40に接続される電力線としてのサブワイヤハーネス45が延びている。
上記の各PLCユニット20は、各々、該PLCユニット20を複数の電装機器30,30,…に接続するための複数の接続部25,25,…を有しており、そのうちの一部の接続部25,25,…は、標準装備,メーカーオプション,ディーラーオプションなどの電装機器30のように、予め定められた電装機器30が接続されるようになっており、残りの接続部25,25,…は、後付用の電装機器30が接続される予備の接続部25となっている。尚、予備の接続部25に、任意の電装機器30を接続する場合には、当該PLCユニット20のソフトウェアを書き換えることで対応できるようになっている。また、電装機器30がPLC対応のものである場合や、通信機能を有さないものである場合には、PLCユニット20との接続は電力線のみで行われ、一方、電装機器30が、PLC非対応でかつ通信機能を有するものである場合には、電力線および通信線の両者でもってPLCユニット20に接続される。
ここで、上記のメインワイヤハーネス40およびサブワイヤハーネス45,45,…同士の接続について説明する。先ず、メインワイヤハーネス40は、コクピット領域の前縁部を車幅方向に延びるフロント部分と、このフロント部分の両端からそれぞれコクピット領域の左右両側縁部を後側に向かって延びるサイド部分と、上記フロント部分の助手席側端部近傍から前側に向かってエンジンルームブロック15に延びるエンジンルーム部分とからなっている。左右両側のサイド部分のうち、右サイド部分は、コクピット領域における前端部において、フロント右側ドア・モジュール10におけるフロント右側ドアPLCユニット20のサブワイヤハーネス45に、接続手段としての接続ケーブル65を介して接続している。さらに、その右サイド部分は、ボディ・モジュール10における前後方向中間位置まで延びており、その途中部位は、リヤ右側ドア・モジュール10におけるリヤドアPLCユニット20のサブワイヤハーネス45に、接続手段としての接続ケーブル65を介して接続している。また、後端部位は、右側ボディPLCユニット20から延びるサブワイヤハーネス45の端部に、接続手段としてのコネクタ60を介して接続している。
一方、上記メインワイヤハーネス40の左サイド部分は、コクピット領域における前端部において、フロント左側ドア・モジュール10におけるフロントドアPLCユニット20のサブワイヤハーネス45に、接続手段としての接続ケーブル65を介して接続しており、また、コクピット領域における後端部においては、ルーフ・モジュール10におけるルーフPLCユニット20のサブワイヤハーネス45に、接続手段としての接続ケーブル65を介して接続しいる。さらに、この左サイド部分は、ボディ・モジュール10における後縁部まで延びている。そして、そのボディ・モジュール10における前端部では、リヤ左側ドア・モジュール10におけるリヤ左側ドアPLCユニット20のサブワイヤハーネス45に、接続手段としての接続ケーブル65を介して接続しており、前後中間部位は、左側ボディPLCユニット20から延びるサブワイヤハーネス45の端部に、接続手段としてのコネクタ60を介して接続している。また、後端部位は、バックドア・モジュール10におけるバックドアPLCユニット20のサブワイヤハーネス45の端部に、接続手段としての接続ケーブル65を介して接続している。
次に、上記のメインワイヤハーネス40およびサブワイヤハーネス45,45,…に用いられるケーブルについて説明する。
本実施形態に係るケーブルは、導体81と、この導体81を被覆する電磁波遮蔽層82と、この電磁波遮蔽層82を被覆する絶縁層83と、この絶縁層83を被覆するシース84とからなる電磁波遮蔽ケーブルである。
上記ケーブル構造の一例としては、図3に示すように、導体81および電磁波遮蔽層82の組を2組とし、それらを一括して絶縁層83により被覆するようにしたビニル平形コード(VFF)構造のものや、図4に示すように、導体81,電磁波遮蔽層82,絶縁層83の組を2組とし、それらを一括してシース84により被覆し、全体として略楕円形の断面形状にしたビニルキャブタイヤ長円形コード(VCTFK)構造のもの、又は、図5に示すように、全体として略円形の断面形状にしたビニルキャブタイヤ丸形コード(VCTF)構造のものなどが挙げられる。
上記の導体81としては、一例として、錫めっき軟銅の撚線が挙げられるが、材料としては公知のものであってもよく、また、構造としても、単線やそれ以外のものであってもよい。
上記電磁波遮蔽層82の材料としては、電気絶縁性を有する樹脂中にフェライト粒子およびカーボン粒子が混入されてなる組成物が好ましい。この場合、樹脂成分としては、一例として、塩化ビニル樹脂,架橋塩化ビニル樹脂,ポリエチレン樹脂,架橋ポリエチレン樹脂,ポリプロピレン樹脂,ポリエステル樹脂,シリコーン系樹脂,フッ素系樹脂などの熱可塑性樹脂が挙げられる。また、フェライトとは、3価の鉄と2価の金属との複合酸化物であり、2価の金属としては、一例として、マンガン,鉄,コバルト,ニッケル,銅,亜鉛などが挙げられる。尚、フェライトの粒子径(1次粒径)としては、2〜5μm程度が好ましい。さらに、カーボンとしては、一例として、アセチレンブラック,ファーネスブラック,サーマルブラックなどのカーボンブラックやグラファイトなどが挙げられる。尚、カーボンの粒子径(1次粒径)としては、10〜50nm程度が好ましい。
そして、組成物としては、100重量部の樹脂成分に対し、フェライト粒子を100〜700重量部(より好ましくは、400〜500重量部)およびカーボン粒子を30〜70重量部(より好ましくは、40〜60重量部)とすることが好ましい。また、電磁波遮蔽層82の層厚としては、0.2〜0.8mm程度が好ましく、0.4〜0.6mm程度であれば、より好ましい。これにより、電磁波に対する良好な遮蔽能力と成形の容易性とを両立させることができ、しかも、引張強さや伸びなどの機械的強度の低下を抑制することができる。尚、カーボンを含有させるのは、所要の遮蔽効果を得るのに必要なフェライト粒子の含有量を少なく抑えるためであり、その結果、ケーブルの軽量化のみならず、加工性の向上を図ることができる。したがって、カーボン粒子を含有させない場合には、フェライト粒子を500〜600重量部とすることが好ましい。
上記の絶縁層83は、電気絶縁性を有する樹脂組成物からなっている。その樹脂成分の一例としては、塩化ビニル樹脂,架橋塩化ビニル樹脂,ポリエチレン樹脂,架橋ポリエチレン樹脂,ポリプロピレン樹脂,ポリエステル樹脂,シリコーン系樹脂,フッ素系樹脂など、電磁波遮蔽層82の場合と同じ種類の熱可塑性樹脂が挙げられる。また、絶縁層83の層厚としては、0.6〜0.8mm程度が好ましい。これにより、ケーブルの取扱いやすさを損なうことなく十分な絶縁性能を得ることができる。尚、シース84については、その材料に、老化防止剤,酸化防止剤,安定剤,難燃剤など、一般に用いられる配合剤が添加されていてもよい。
上記のように構成された電磁波遮蔽ケーブルでは、フェライトコアや金属編祖などを用いることなく電磁波を遮蔽することができるので、が不要であるので、そのようなフェライトコアや金属編祖を用いることに起因して機械的強度および外観を損ねたりコストがかさむという事態を招くことがない。
したがって、本実施形態では、複数の電装機器30,30,…を備えた車両に搭載される車載用電力線通信システムとして、各々、1つ以上の電装機器30に通信可能に接続された複数のPLCユニット20,20,…と、これらPLCユニット20,20,…に電力を搬送するとともに、PLCユニット20,20,…同士を通信可能に接続するメインワイヤハーネス40およびサブワイヤハーネス45,45,…とを備えるようにし、その上で、各PLCユニット20を介して、該各PLCユニット20に接続された電装機器30に対する電力の供給と電装機器30,30同士の通信とを行う一方、メインワイヤハーネス40およびサブワイヤハーネス45,45,…を経由して、相異なるPLCユニット20,20間における電装機器30,30同士の通信を行うようにしたので、相異なるPLCユニット20,20間における電装機器30,30同士の通信に使用される通信線は、その電装機器30と該電装機器30に接続されるPLCユニット20との間だけで済み、既存の電装機器30,30,…の通信線の省線化を図ることができる結果、後付け電装機器の通信線だけが不要である従来の場合に比べて、配索量を大幅に削減することができる。
また、車体が、複数のブロック15,15,…に区画されていることから、各ブロック15に少なくとも1つのPLCユニット20を配置し、各PLCユニット20毎に本車載用電力縁通信システムについてもブロック化し、各ブロック15内の電装機器30,30,…を同じブロック15内のPLCユニットと共にグループ化するようにしたので、各電装機器30から延びる配線が、該電装機器30と同じブロック15内のPLCユニット20までの比較的近距離の間だけで済むとともに、PLCユニット20,20同士を接続する配線が、ブロック15,15間に跨るメインワイヤハーネス40およびサブワイヤハーネス45,45,…だけで済み、よって、配線量をさらに削減することができる。
また、各PLCユニット20の接続部25の数を、該PLCユニット20と同じブロック15内の電装機器30,30,…の数よりも多くするようにしたので、後付けの電装機器をも容易に本電力線通信システムに組み込むことができる。
また、ブロック15を単位として電装機器30,30,…をグループ化するようにしたので、各ブロック15に電装機器30,30,…を組み付ける際に、PLCユニット20,20,…についても、それら電装機器30,30,…に接続された状態に組み付けることができる。
さらに、複数のモジュール10,10,…を互いに結合して車体を形成した後、モジュール10,10間における相対応するメインワイヤハーネス40とサブワイヤハーネス45との接続は、コネクタ60又は接続ケーブル65により行うことができるので、各モジュール10への組付時には、それらメインワイヤハーネス40とサブワイヤハーネス45をも組み付けておくことができる。
尚、上記の実施形態では、PLCユニット20を電装機器30とは別体の機器として取り扱っているが、任意の電装機器30とPLCユニット20とが共通のケース内に組み込まれていたり、一部の電子回路部品を互いに共有していてもよい。
また、上記の実施形態では、全てのブロック15にPLCユニット20を1個ずつ配置するようにしているが、例えば、そのブロックに電装機器30が設置されていない場合には、PLCユニット20は配置しておかなくてもよいし、又は後付け電装機器に備えて1以上の任意の個数ずつ配置するようにしてもよい。
また、上記の実施形態では、車体の全体を、特定の12のブロック15,15,…に区画するようにしているが、区画の仕方や区画数としては、搭載される電装機器30,30,…の配置などに応じて適宜設定することができる。
さらに、上記の実施形態では、車体が、それぞれ、別体に形成された特定の8つのモジュール10,10,…を互いに結合してなるものである場合について説明しているが、本発明は、車体が複数のモジュールの結合によりなるものには限定されないし、また、複数のモジュールを結合してなるものである場合でも、それらモジュールの分割の仕方や分割数については特に限定されるものではなく、車体の形式や構造などに応じて適宜設定することができる。
15 ブロック
20 PLCユニット
25 接続部
30 電装機器
40 メインワイヤハーネス(電力線)
45 サブワイヤハーネス(電力線)
20 PLCユニット
25 接続部
30 電装機器
40 メインワイヤハーネス(電力線)
45 サブワイヤハーネス(電力線)
Claims (5)
- 複数の電装機器を備えた車両に搭載される車載用電力線通信システムであって、
各々、1つ以上の電装機器に通信可能に接続される複数のPLCユニットと、
上記複数のPLCユニットにそれぞれ電力を搬送するとともに、該PLCユニット同士を通信可能に接続する電力線とを備え、
上記各PLCユニットを介して、該PLCユニットに接続された電装機器に対する電力の供給と該電装機器同士の通信とを行う一方、上記電力線を経由して、相異なるPLCユニット間における電装機器同士の通信を行うように構成されていることを特徴とする車載用電力線通信システム。 - 請求項1に記載の車載用電力線通信システムを備えていることを特徴とする車両。
- 請求項2に記載の車両において、
複数のブロックに区画された車体を備え、
上記車載用電力線通信システムは、上記車体のブロックに応じて少なくとも1つのPLCユニット毎にブロック化されていることを特徴とする車両。 - 請求項2に記載の車両において、
各PLCユニットは、該PLCユニットを電装機器に接続するための1つ以上の接続部を有し、
少なくとも、上記接続部の総数は、電装機器の総数よりも多いことを特徴とする車両。 - 請求項3に記載の車両において、
各PLCユニットは、該PLCユニットを電装機器に接続するための1つ以上の接続部を有し、
少なくとも一部のブロックにおける上記接続部の総数は、該ブロック内の電装機器の総数よりも多いことを特徴とする車両。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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