JP5180259B2

JP5180259B2 - 車両用電力線通信システム

Info

Publication number: JP5180259B2
Application number: JP2010133864A
Authority: JP
Inventors: 泰司安部; 勇次杉本; 輝 ▲高▼橋
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 2010-06-11
Filing date: 2010-06-11
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2030-06-11
Also published as: JP2011259352A; CN102381261A; US20110307123A1

Description

本発明は、複数の通信機器間が電力線を用いて通信を行う車両用電力線通信システムに関する。

車両においては、各部に配置されているＥＣＵ（Electronic Control Unit）等の機器間で通信を行うため、車載バッテリに接続されている電力線に高周波信号を重畳させて通信を行う電力線通信（ＰＬＣ：Power Line Communication）システムが検討されている。例えば特許文献１には、斯様な電力線通信システムの一例が開示されている。

特開２００８−２４４７０１号公報

ところで、特許文献１には開示がないが、上述のような通信システムでは、各通信機器が車両の状態（例えばエンジンがかかっているかなど）を判別した上で、どのように動作するかを決定することも考えられる。特許文献１では通信線として、バッテリの正側端子，負側端子にそれぞれ接続されている電力線を用いている。したがって、車両の状態を判別するための構成を想定すると、例えばキースイッチの状態を検知し、その検知結果を送信する回路と、各通信機器毎に前記送信された信号を受信して復調する回路とを付加することが必要となり、構成が冗長になってしまう。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、より簡単な構成で、各通信機器が車両の状態を判定できる車両用電力線通信システムを提供することにある。

請求項１記載の車両用電力線通信システムによれば、通信線の少なくとも一方を、車両のキーシリンダのポジションに連動してオンオフされるスイッチ（キースイッチ）の状態に応じて直流電力の供給が断続される直流電力線とする。そして、各通信機器は、前記直流電力線の電位変化又は当該直流電力線と他方の直流電力線との電位差を検出することで車両の動作状態を判定し、その判定結果に応じて通信を行う。したがって、各通信機器は、特段に外部構成を付加することなくキースイッチの状態，すなわち車両の動作状態を判定することが可能となる。またこの場合、各通信機器は自身のグランドをボデーアースに接続することで、電気的に平衡な状態で通信を行うことができる。

請求項２記載の車両用電力線通信システムによれば、通信線としての一対の直流電力線を＋Ｂ線とＩＧ線とする。すなわち、ＩＧ（イグニッション）線は、車両の乗員がエンジンを始動した以降キーポジションが「ＯＮ」となった場合に直流電力が供給されて電位が上昇するので、その電位変化を検出することで車両の動作状態を判定できる。

請求項３記載の車両用電力線通信システムによれば、一対の直流電力線を＋Ｂ線とＡＣＣ線とする。すなわち、ＡＣＣ（アクセサリ）線は、キーポジションが「ＡＣＣ」となった場合の他、ＩＧ線と同様に車両の乗員がエンジンを始動した後キーポジションが「ＯＮ」となった場合にも直流電力が供給されて電位が上昇するので、その電位変化を検出することで車両の動作状態を判定できる。

請求項４記載の車両用電力線通信システムによれば、一対の直流電力線をＩＧ線とＡＣＣ線とする。この場合、通信機器が、キーポジションが「ＡＣＣ」となった状態から動作を開始することを前提とすれば、請求項２又は３と同様の効果が得られる。若しくは、通信機器が、ＩＧ線又はＡＣＣ線を介して電力が供給されている間に自身の動作用電源を充電する手段を備えていれば、その電源が保持されている間は請求項２又は３の場合とまったく同様に動作することができる。

第１実施例であり、車両に搭載される電力線通信システムの構成を示す図電力線通信システムをスマートエントリシステムに適用した場合の構成を示す機能ブロック図制御内容を示すフローチャート第２実施例を示す図１相当図第３実施例を示す図１相当図制御内容を示すフローチャート

（第１実施例）
以下、第１実施例について図１ないし図３を参照して説明する。図１（ａ）は、例えば車両に搭載される電力線通信システムの構成を概略的に示すものである。バッテリ（電源）１の正側端子（電圧１２Ｖ）には電力線である＋Ｂ線２が接続されており、また、キーシリンダ３（図１（ｂ）参照）のポジションに応じてオンオフされるＩＧリレー４やＡＣＣリレー５（何れもキースイッチ）を介して、ＩＧ線６やＡＣＣ線７などに接続されている。バッテリ１の負側端子は、車両のボデーアースに接続されている。

そして、車載機器である通信機器８，９（図示の都合上２つのみ示す）は、＋Ｂ線２，ＩＧ線６に接続されており、これら一対の電力線を通信線として利用することで電力線通信を行う。尚、通信機器８，９のグランドはボデーアースに接続されている。通信機器８は、通信やその他の機能を制御する制御回路８ａ，信号を送信するドライバ８ｂ，信号を受信するレシーバ８ｃを内蔵している。これらは何れも＋Ｂ線２，ＩＧ線６に接続されているが、ドライバ８ｂ，レシーバ８ｃについては、直流カット用のコンデンサ８ｄ，８ｅを介して接続されている。

制御回路８ａは、マイクロコンピュータにより構成され、＋Ｂ線２より供給される直流電源を降圧した電源により動作する。そして、制御回路８ａは、例えば内蔵しているＡ／Ｄ変換器によりＩＧ線６の電圧レベルを読み込むことで、その電圧レベルが０Ｖ（ＩＧリレー４オフ），１２Ｖ（ＩＧリレー４オン，キーポジションは「ＯＮ」又は「ＳＴＡＲＴ」）の何れになっているかを判断する。また、制御回路８ａは、ドライバ１１に送信データを与えて通信バスである＋Ｂ線２，ＩＧ線６上に通信信号を出力させる。また、制御回路８ａには、レシーバ８ｃが受信して復調したデータが入力される。そして、通信機器９は、上記に対応する構成９ａ〜９ｅを備えている。この場合、通信機器８，９がボデーアースをグランドとすることで、＋Ｂ線２，ＩＧ線６を用いて電気的に平衡な状態での通信が可能となっている。

図２は、図１のような電力線通信システムを、スマートエントリシステムに適用した場合の構成を示す機能ブロック図である。メインボデーＥＣＵ（制御用ＥＣＵ）２１，照合ＥＣＵ（制御用ＥＣＵ）２２，コンビネーションメータＡＳＳＹ（制御用ＥＣＵ）２３は、図１の通信機器８，９に対応しており、それぞれ＋Ｂ線２，ＩＧ線６に接続されている。照合ＥＣＵ（運転者検出手段）２２は、車室外，車室内に設定される検知エリア内に電子キー２４が位置しているか否かを判定するため、車室外用アンテナ２５，車室内用アンテナ（運転者検出手段）２６を介して間欠的にリクエスト信号を送信する。また、照合ＥＣＵ２２は、電子キー２４が送信したＩＤコードをドアコントローラレシーバ２７が受信・復調すると、その復調データが入力されてＩＤコードの照合を行う。尚、電子キー２４は操作スイッチ（図示せず）を備えており、その操作スイッチがユーザによりオン操作された場合もＩＤコードを送信するようになっている。

ドアロックＡＳＳＹ２８はメインボデーＥＣＵ２１により制御され、ドアロックアクチュエータを駆動して車両のドアのロック，アンロックを行い、またその状態をメインボデーＥＣＵ２１に出力する。コンビネーションメータＡＳＳＹ２３は、照合ＥＣＵ２２より与えられる指令に従い警報の表示をコンビネーションメータのパネル上に行う。また、車速信号をメインボデーＥＣＵ２１に出力する。尚、ドアロックＡＳＳＹ２８については、同様の機能を成すものをドアＥＣＵとして構成し、メインボデーＥＣＵ２１と同様に電力線通信を行うようにしても良い。

次に、本実施例の作用について図３も参照して説明する。図３は、スマートエントリシステムの照合ＥＣＵ２２等によって行われる制御内容を要旨に係る部分について示すフローチャートである。照合ＥＣＵ２２は、車室内用アンテナ２６及びドアコントローラレシーバ２７を介して、電子キー２４が車室内に位置しているか否かを判断する（ステップＳ１）。電子キー２４は、通常は運転者が携帯するものであるため、その有無によって運転者（ユーザ）が車室内にいるか否かを判断する。

運転者が車室内にいる場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、照合ＥＣＵ２２は、ＩＧ線６の電圧レベルを参照することで、キーシリンダのポジションが「ＯＮ」，すなわち「イグニッションＯＮ」となっているか否かを判断する（ステップＳ２）。ここで、ＩＧ線６の電圧レベルが０Ｖであれば、キーシリンダのポジションは「ＯＦＦ」又は「ＡＣＣ」になっている（ＮＯ）。この場合、照合ＥＣＵ２２は、電子キー２４の操作に応じてＩＤコードが送信されると、メインボデーＥＣＵ２２を介してドアロックＡＳＳＹ２８に指示を与え、その時点のドアのアンロック／ロックの状態に応じてドアをロック／アンロックさせる（ステップＳ４）。

一方、ステップＳ２において「イグニッションＯＮ」になっていれば（ＹＥＳ）、既にエンジンが始動されている状態にあるので、電子キー２４よりＩＤコードが送信されてもそれを受け付けず、メインボデーＥＣＵ２２にドアをロック／アンロックさせる指示は出力しない（ステップＳ３）。
また、ステップＳ１において、運転者が車室内にいないと判断すると（ＮＯ：すなわち、車室外に存在）、ステップＳ２と同様に「イグニッションＯＮ」となっているか否かを判断する（ステップＳ５）。そして、「イグニッションＯＮ」でなければ（ＮＯ）ステップＳ４に移行し、電子キー２４の操作に応じて送信されるＩＤコードを受け付ける。

ステップＳ５で「イグニッションＯＮ」が判断された場合は（ＹＥＳ）、運転者が車室外に存在するにもかかわらず「イグニッションＯＮ」になるのは異常な状態と判断し、ステップＳ３と同様に電子キー２４より送信されるＩＤコードを受け付けないようにする（ステップＳ６）。更に、照合ＥＣＵ２２は、コンビネーションメータＡＳＳＹ２３に指令を送信して、エラー出力を行わせる（ステップＳ７）。例えば、車室内に電子キー２４がないことを警告報知する表示を、コンビネーションメータが配置されているパネル上で行うようにする。

以上のように本実施例によれば、通信線の少なくとも一方を、キーシリンダ３のポジションに連動してオンオフされるキースイッチの状態に応じて直流電力の供給が断続される直流電力線とする。具体的には、＋Ｂ線２とＩＧ線６とを通信線として利用する。そして、通信機器８，９は、キーポジションが「ＯＮ」となった場合に直流電力が供給されて電位が上昇するＩＧ線６の電位変化を検出することで車両の動作状態を判定し、その判定結果に応じて通信を行う。したがって、通信機器８，９は、特段に外部構成を付加することなくキースイッチ；ＩＧリレー４の状態，すなわち車両の動作状態を判定することが可能となる。

また、電力線通信システムを、スマートエントリシステムを構成するメインボデーＥＣＵ２１，照合ＥＣＵ２２，コンビネーションメータＡＳＳＹ２３に適用し、照合ＥＣＵ２２は、電子キー２４；運転者が車室内に存在するか否かと、「イグニッションＯＦＦ」の状態にあるか否かに応じて、電子キー２４より送信されるＩＤコードに基づく車両のドアのロック／アンロック制御を行うか否かを決定するようにした。したがって、ＩＧリレー４の状態に応じて適切な制御を行うことができる。

（第２実施例）
図４は第２実施例を示すものであり、第１実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。図４は図１相当図であり、通信機器８，９に替わる通信機器１０，１１は、通信線の一方を、ＩＧ線６に替えてＡＣＣ線７を利用して通信を行う。すなわち、ＡＣＣ線７の電位は、キーポジションが「ＡＣＣ」，「ＯＮ」，「ＳＴＡＲＴ」の何れかの場合に１２Ｖなるので、通信機器１０，１１の制御回路１０ａ,１１ａは、ＡＣＣ線７の電位が１２Ｖであればキーポジションは上記の何れかと、前記電位が０Ｖであればキーポジションは「ＯＦＦ」と判断できる。したがって、斯様に構成される第２実施例による場合も、第１実施例と同様の効果が得られる。

（第３実施例）
図５及び図６は第３実施例を示すものであり、第２実施例と異なる部分について説明する。通信機器８，９に替わる通信機器１２，１３は、通信線の一方を＋Ｂ線２からＩＧ線６に替えて、ＩＧ線６及びＡＣＣ線７を利用して通信を行う。したがってこの場合、通信機器１２，１３は、ＩＧリレー４，ＡＣＣリレー５の何れかがＯＮした場合に電源が供給されて動作を開始する。

図６は、例えば通信機器１２の制御回路１２ａによる処理を示すフローチャートである。上述のようにＩＧリレー４，ＡＣＣリレー５の何れかがＯＮすると「ＳＴＡＲＴ」、制御回路１２ａは、ＡＣＣ線７，ＩＧ線６それぞれの電圧が１２Ｖか０Ｖかを判断する（ステップＳ１１，Ｓ１２）。ＡＣＣ線７，ＩＧ線６の電圧が何れも１２Ｖであれば（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、キーポジションは「ＯＮ」又は「ＳＴＡＲＴ」であると判断し（ステップＳ１３）、ＡＣＣ線７の電圧が１２Ｖ，ＩＧ線６の電圧が０Ｖであれば（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、キーポジションは「ＡＣＣ」であると判断する（ステップＳ１４）。

また、例えば通信機器１２，１３がコンデンサや二次電池などの電源バックアップ手段，若しくは充電手段を備えていることで、ＡＣＣ線７，ＩＧ線６が何れも０Ｖである場合でも動作可能であるとすれば、キーポジションが「ＯＦＦ」であると判断することもできる（ステップＳ１５）。

以上のように第３実施例によれば、通信機器１２，１３は、ＩＧ線６及びＡＣＣ線７を通信線として利用することで電力線通信を行うようにしたので、キーポジションが「ＡＣＣ」，「ＯＮ」，「ＳＴＡＲＴ」の何れかである場合に動作することを前提とする場合には、第１，第２実施例と同様の効果が得られる。また、通信機器１２，１３が上述した電源バックアップ手段を備える場合には、その電源により動作可能な期間については第１，第２実施例と同様の動作が可能となる。

本発明は上記し、又は図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変形又は拡張が可能である。
例えば第１実施例において、＋Ｂ線２とＩＧ線６との電位差を検出しても良い。
また、電圧変化を検出するのにコンパレータや差動増幅器を用いて、その出力信号のレベルにより制御回路が判定を行うようにしても良い。
運転者検出手段は、その他、赤外線センサ等の人感センサや、シートに配置した圧力センサ等を用いても良い。
第２，第３実施例の構成を、第１実施例と同様にスマートエントリシステムに適用しても良い。
スマートエントリシステムに限ることなく、その他の車載システムに適用しても良い。

図面中、１はバッテリ、２は＋Ｂ線（直流電力線，通信線）、３はキーシリンダ、４はＩＧリレー（キースイッチ）、５はＡＣＣリレー（キースイッチ）、６はＩＧ線（直流電力線，通信線）、７はＡＣＣ線（直流電力線，通信線）、８〜１２は通信機器、２１はメインボデーＥＣＵ（制御用ＥＣＵ）、２２は照合ＥＣＵ（制御用ＥＣＵ，運転者検出手段）、２３はコンビネーションメータＡＳＳＹ（制御用ＥＣＵ）、２４は電子キー、２６は車室内用アンテナ（運転者検出手段）を示す。

Claims

複数の通信機器が、それらの間を接続している電気的に平衡な一対の直流電力線を通信線として使用し、前記通信線に高周波信号を重畳して平衡通信を行う車両用電力線通信システムであって、
前記通信線の少なくとも一方が、車両のキーシリンダのポジションに連動してオンオフされるスイッチの状態に応じて直流電力の供給が断続される直流電力線であり、
各通信機器は、前記直流電力線の電位変化又は当該直流電力線と他方の直流電力線との電位差を検出することで前記車両の動作状態を判定し、その判定結果に応じて通信を行うことを特徴とする車両用電力線通信システム。
前記一対の直流電力線は、＋Ｂ線とＩＧ線であることを特徴とする請求項１記載の車両用電力線通信システム。
前記一対の直流電力線は、＋Ｂ線とＡＣＣ線であることを特徴とする請求項１記載の車両用電力線通信システム。
前記一対の直流電力線は、ＩＧ線とＡＣＣ線であることを特徴とする請求項１記載の車両用電力線通信システム。