(57)【要約】【課題】通信する情報量が少ない小規模ＥＣＵの電源重畳多重化を低コストで行なうこと。【解決手段】シリアル信号の変復調を行なう電源重畳多重インタフェース部１２１と、シリアル信号をパラレル信号に変換する通信制御部１２２と、がＥＣＵの通信インタフェース部１２に設けられており、情報量小のＥＣＵのＣＰＵ１１と通信制御部１２２とをパラレル方式で接続する。これにより、電源線１００上をシリアル伝送されてきた制御信号が電源重畳多重インタフェース部１２１で復調され、この復調シリアル信号を通信制御部１２２でパラレル信号とし、このパラレル信号を入力ポートＰからＣＰＵ１１内に入力する。それ故、当該ＣＰＵ１１として、通信コントローラを内蔵していない安価なものを使用でき、ＥＣＵを低価格とすることができる。従って、小規模ＥＣＵの電源重畳多重化を低コストで行なうことができる。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電子制御ユニット間の通信を電源線を用いた電源重畳多重通信で行なう電源重畳多重通信システムであって、
前記電子制御ユニットに搭載されるＣＰＵと前記電源線とをインタフェースする通信インタフェース部を備え、当該通信インタフェース部が、
シリアル信号を変調して前記電源線に送出する変調部と、
前記電源線から受信されるシリアル信号を復調してシリアル復調信号にする復調部と、
前記復調部から出力されたシリアル復調信号をパラレル復調信号に変換するシリアルパラレル変換部と、
を具備し、
前記ＣＰＵが、前記変調部および前記復調部を介して前記電源線に接続されるか或いは、前記シリアルパラレル変換部および前記復調部を介して前記電源線に接続されることを特徴とする電源重畳多重通信システム。
【請求項２】
複数の電子制御ユニット間の通信を電源線を用いた電源重畳多重通信で行なう電源重畳多重通信システムであって、
前記電子制御ユニットに搭載されるＣＰＵと前記電源線とをインタフェースする通信インタフェース部を備え、当該通信インタフェース部が、
前記電源線から受信されるシリアル信号を復調してシリアル復調信号にする復調部と、
前記復調部から出力されたシリアル復調信号をパラレル復調信号に変換するシリアルパラレル変換部と、
を具備し、
前記ＣＰＵが、前記シリアルパラレル変換部および前記復調部を介して前記電源線に接続されることを特徴とする電源重畳多重通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の電装品に電源供給（即ち、電力を供給）するために配線されている電源線を利用して電子制御ユニット（即ち、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ（以後、『電子制御ユニット』または略称として『ＥＣＵ』と記述する。））間の通信を行なう電源重畳多重通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、自動車等の車両では複数の電装品が装備されるため、これら電装品に電力を供給する電源線およびこれら電装品間の制御信号の送受に使用される通信線が必要である。一般に電装品間の制御信号の送受は車両のボディ系ネットワークに接続されている電子制御ユニットの制御線（通信線）を利用し、これにより電装品間での通信が行なわれている。
【０００３】
図４は、上述した従来の通信方式を採るＥＣＵの構成例を示すシステムブロック図である。ＥＣＵ２１は、電源線１００から供給される電力を定電圧電力に変換する定電圧電源部３１と、この定電圧電源部３１から供給される定電圧電力で動作し、各種制御を行なうＣＰＵ（即ち、Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）３２と、制御信号の送受を行なう通信コントローラ３４と、通信線２００とＣＰＵ３２内の通信コントローラ３４とをインタフェースする（即ち、接続する）通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）部３３と、を備えている。
【０００４】
しかしながら、上記のように電源線１００と通信線２００が別々であると、近年のように車両に装備される電装品の数が多くなってきた場合、電源線１００や通信線２００を車両内に何系統も実装することになり、ワイヤーハーネス（Ｗ／Ｈ）の数が多くなる。これでは、低燃費ならびに低排出の車両を実現するための車両の軽量化に逆行するため、ワイヤーハーネスの数を削減することが望まれている。
【０００５】
そこで、電源線と通信線とを兼用にし（換言すれば、電源線を通信線として用い）、当該電源線に重畳したキャリアを送受することにより通信を行なう電源重畳多重通信システム（例えば、特許文献１参照）を車両の通信に採用すれば、ワイヤーハーネスの数を削減することに貢献できる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−１４４６５９号公報  （第３頁、第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように電源線を通信線として用い、当該電源線に重畳したキャリアを送受することにより通信を行なう電源重畳多重通信を車両のＥＣＵ間の通信に適用すれば、ワイヤーハーネスの数を削減できるが、電源重畳多重通信を実現するには、各ＥＣＵが必要とする情報量の大小に拘らず、全ＥＣＵ共通に通信インタフェース部および通信コントローラを追加しなければならない。
【０００８】
特に、通信する情報量が少ない小規模ＥＣＵの場合、搭載されるべきＣＰＵは低機能且つ低価格のもので良く、通常は通信コントローラを内蔵していないが、電源多重通信化のため通信コントローラ内蔵のＣＰＵにグレードアップする必要が生じ、電源多重通信化するために小規模ＥＣＵに掛かるコストが大幅にアップしてしまうという問題があった。
【０００９】
本発明は、上述の如き従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、通信する情報量が少ない小規模ＥＣＵの電源重畳多重化を低コストで行なうことができる電源重畳多重通信システムを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明に係る第１の電源重畳多重通信システムは、請求項１に記載したように、
複数の電子制御ユニット間の通信を電源線を用いた電源重畳多重通信で行なう電源重畳多重通信システムであって、
前記電子制御ユニットに搭載されるＣＰＵと前記電源線とをインタフェースする通信インタフェース部を備え、当該通信インタフェース部が、
シリアル信号を変調して前記電源線に送出する変調部と、
前記電源線から受信されるシリアル信号を復調してシリアル復調信号にする復調部と、
前記復調部から出力されたシリアル復調信号をパラレル復調信号に変換するシリアルパラレル変換部と、
を具備し、
前記ＣＰＵが、前記変調部および前記復調部を介して前記電源線に接続されるか或いは、前記シリアルパラレル変換部および前記復調部を介して前記電源線に接続されることを特徴としている。
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、電源重畳多重通信システムが、電子制御ユニットに搭載されるＣＰＵと電源線とをインタフェースする通信インタフェース部を備えており、当該通信インタフェース部が、シリアル信号を変調して電源線に送出する変調部と、電源線から受信されるシリアル信号を復調してシリアル復調信号にする復調部と、当該復調部から出力されたシリアル復調信号をパラレル復調信号に変換するシリアルパラレル変換部と、を具備するので、通信する情報量が少ない小規模ＥＣＵの電源重畳多重化を低コストで行なうことができると共に、情報量大のＥＣＵが混在する場合であっても、情報量大のＥＣＵを容易に接続することができ、小規模ＥＣＵから大規模ＥＣＵの電源重畳多重化に柔軟に対応することができる。
【００１２】
尚、ＣＰＵに通信コントローラが内蔵されている場合は、このＣＰＵの送信端子を変調部に接続し、受信端子を復調部に接続する。これにより、ＣＰＵの通信コントローラでシリアル化された制御信号が変調部で変調されて電源線に送出され、電源線上のシリアル制御信号は復調部で復調された後、ＣＰＵに入力される。この復調シリアル制御信号は通信コントローラでパラレル化されて処理される。一方、ＣＰＵに通信コントローラが内蔵されていない場合は、このＣＰＵの入力ポートをシリアルパラレル変換部に接続する。これにより、電源線上のシリアル制御信号は復調部により復調された後、シリアルパラレル変換部によりパラレル復調信号となり、このパラレル復調信号が入力ポートからＣＰＵに入力されて処理される。
【００１３】
また、前述した目的を達成するために、本発明に係る第２の電源重畳多重通信システムは、請求項２に記載したように、
複数の電子制御ユニット間の通信を電源線を用いた電源重畳多重通信で行なう電源重畳多重通信システムであって、
前記電子制御ユニットに搭載されるＣＰＵと前記電源線とをインタフェースする通信インタフェース部を備え、当該通信インタフェース部が、
前記電源線から受信されるシリアル信号を復調してシリアル復調信号にする復調部と、
前記復調部から出力されたシリアル復調信号をパラレル復調信号に変換するシリアルパラレル変換部と、
を具備し、
前記ＣＰＵが、前記シリアルパラレル変換部および前記復調部を介して前記電源線に接続されることを特徴としている。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、電源重畳多重通信システムが、電子制御ユニットに搭載されるＣＰＵと電源線とをインタフェースする通信インタフェース部を備えており、当該通信インタフェース部が、電源線から受信されるシリアル信号を復調してシリアル復調信号にする復調部と、当該復調部から出力されたシリアル復調信号をパラレル復調信号に変換するシリアルパラレル変換部と、を具備するので、この構成によっても、通信する情報量が少ない小規模ＥＣＵの電源重畳多重化を低コストで行なうことができる。
【００１５】
尚、請求項２に記載の発明においては、通信コントローラを内蔵していないＣＰＵの入力ポートがシリアルパラレル変換部に接続される。これにより、電源線上のシリアル制御信号は復調部により復調された後、シリアルパラレル変換部によりパラレル復調信号となり、このパラレル復調信号が入力ポートからＣＰＵに入力されて処理される。
【００１６】
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明の実施の形態を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る好適な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態である電源重畳多重通信システムの構成を示すシステムブロック図である。電源重畳多重通信システム１は、ＥＣＵ１−１、ＥＣＵ１−２、ＥＣＵ１−３、・・・といった複数のＥＣＵが電源線（換言すれば、電源重畳多重バス）１００に接続されて構成されている。
【００１８】
ここで、例えばＥＣＵ１−１は、前記電源線１００を用いた通信制御を行なったり或いはこのＥＣＵ１−１が装備されている電装品（不図示）等の制御を行なうＣＰＵ１１と、電源線１００とＣＰＵ１１を接続する通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）部１２と、ＣＰＵ１１に定電圧電力を供給する定電圧電源部１３と、を備えている。このＥＣＵ１−１の構成と他のＥＣＵ１−２、ＥＣＵ１−３、・・・の構成は同様であるが、各ＥＣＵ１−１、ＥＣＵ１−２、ＥＣＵ１−３、・・・には固有のアドレスが振り分けられており、このアドレスを宛先として上記電源線１００を用いたＥＣＵ間の通信が行なわれる。
【００１９】
ＥＣＵ１−１のＣＰＵ１１は、イグニッション（ＩＧ）スイッチ（ＳＷ）１４に接続し、またこの電源重畳多重通信システム１ではマスターＥＣＵとして機能する。一方、ＥＣＵ１−２およびＥＣＵ１−３はスレーブＥＣＵとして機能する。ＥＣＵ１−１とＥＣＵ１−２は情報量大のＥＣＵであって、その通信機能としては制御信号を送受信する機能を有し、そしてＥＣＵ１−３は情報量小のＥＣＵであって、その通信機能としては制御信号を受信するのみの機能を有する。尚、図１ではＥＣＵ１−１〜ＥＣＵ１−３といった３個のＥＣＵを例示したが、ＥＣＵはこれ以外に複数個設けてもよく、複数個設ける場合、そのほとんどを情報量小のＥＣＵとすることもできる。
【００２０】
図２はＥＣＵ１−２の通信インタフェース部１２の詳細な構成例を示すシステムブロック図である。通信インタフェース部１２は、電源重畳多重インタフェース部１２１および通信制御部（即ち、シリアルパラレル変換部）１２２を有している。電源重畳多重インタフェース部１２１は、送信信号を変調する変調部１２１１および受信信号を復調する復調部１２１２を有している。
【００２１】
ここで、電源重畳多重インタフェース部１２１の変調部１２１１の出力側と復調部１２１２の入力側はバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１５および直流カット用のコンデンサＣ１を介して電源線１００に接続されている。変調部１２１１の入力側はＣＰＵ１１のクロック端子ＣＬＫと送信端子Ｔｘに接続され、そして復調部１２１２の出力側はＣＰＵ１１の受信端子Ｒｘに接続されている。
【００２２】
また、定電圧電源部１３の入力側は逆流防止用のダイオードＤを介して電源線１００に接続され、出力側はＣＰＵ１１の電源端子Ｖｃｃに接続されている。尚、電源線１００と接地（ＧＮＤ）間にはノイズ除去用のコンデンサＣ２およびＣ３が挿入（接続）されている。
【００２３】
図３はＥＣＵ１−３の通信インタフェース部１２の詳細な構成例を示すシステムブロック図である。本例の構成は図２で示したＥＣＵ１−２の通信インタフェース部１２の構成と略同一であるが、その接続が一部異なっており、通信制御部１２２の出力側がＣＰＵ１１の入力ポートＰに接続され、電源重畳多重インタフェース部１２１とＣＰＵ１１とは接続されていない。
【００２４】
尚、図２ならびに図３に示したように本実施形態で使用する通信インタフェース部１２は定電圧電源部１３とワンチップ化（即ち、一体に）されていてもよいが、別々のチップ構成としても構わない。
【００２５】
次に、本実施形態の動作について説明する。
図１において、例えばマスターＥＣＵ１−１のＣＰＵ１１は、これに接続されているイグニッションスイッチ１４のオン／オフ状態を知らせるシリアルのイグニッションスイッチ状態検出信号を通信インタフェース部１２から宛先を例えばＥＣＵ１−２およびＥＣＵ１−３として電源線１００上に送出し、ＥＣＵ１−２からこれに対する応答信号を受信する。ＥＣＵ１−３はイグニッションスイッチ状態検出信号を受信するだけで、応答信号を出力しないものとする。
【００２６】
電源線１００上をシリアル伝送されてきた上記イグニッションスイッチ状態検出信号は図２に示したＥＣＵ１−２のコンデンサＣ１ならびにＢＰＦ１５を通って復調部１２１２に入力されて復調され、シリアルの復調イグニッションスイッチ状態検出信号となって、受信端子ＲｘからＣＰＵ１１に入力される。ＣＰＵ１１に入力されたシリアルのイグニッションスイッチ状態検出信号は内蔵の通信コントローラ（不図示）によりパラレル信号化されて処理される。ここで、ＢＰＦ１５は変調信号或いは復調信号に含まれる不要な周波数領域をカットする。
【００２７】
一方、電源線１００を流れる１２Ｖの直流電流は逆流防止用のダイオードＤを介して定電圧電源部１３に入力され、ここで、５Ｖの定電圧電流となって、ＣＰＵ１１の電源端子Ｖｃｃに供給され、この定電圧電力によりＣＰＵ１１が動作する。
【００２８】
ＣＰＵ１１は上記のようにイグニッションスイッチ状態検出信号が入力されると、例えばドアロックスイッチの状態を検出し、その状態検出信号（ドアロックスイッチがオンかオフか）を例えば宛先ＥＣＵ１−１で前述した内蔵通信コントローラによりシリアル信号化し、このシリアルのドアロックスイッチ検出状態信号を送信端子Ｔｘから変調部１２１１に出力する。ドアロックスイッチ検出状態信号は変調部１２１１により変調され、この変調信号がＢＰＦ１５およびコンデンサＣ１を通って電源線１００上に送出される。
【００２９】
ＥＣＵ１−２は、取り扱う情報量が大きく、例えば３０項目ぐらいの信号を送受信する場合でも、内蔵の通信コントローラにより信号をシリアル方式で送受信できるため、通信インタフェース部１２の通信線は少量（通信線２本と、クロック線１本）で済み、大きな情報を電源線１００を用いた多重伝送で送受信することができる。
【００３０】
上記ＥＣＵ１−２の動作と同時に、電源線１００上をシリアル伝送されてきた上記イグニッションスイッチ状態検出信号は図３に示したＥＣＵ１−３のコンデンサＣ１ならびにＢＰＦ１５を通って復調部１２１２に入力されて復調され、復調イグニッションスイッチ状態検出信号となって通信制御部１２２に入力される。この通信制御部１２２は入力されたシリアルのイグニッションスイッチ状態検出信号をパラレル信号に変換するため、パラレルのイグニッションスイッチ状態検出信号がＣＰＵ１１に入力される。ＣＰＵ１１はこのイグニッションスイッチ状態検出信号に基づいて例えば室内灯のオンを継続するかオフする制御を行なうが、イグニッションスイッチ状態検出信号を受信するだけで応答信号等は出さないものとする。
【００３１】
ＥＣＵ１−３は、取り扱う情報量が小さく、例えば１から１０項目ぐらいの信号を受信するだけでよい場合、電源線１００上から受信したシリアル信号をパラレル信号に変換してＣＰＵ１１の入力ポートＰに入力するため、ＣＰＵ１１は通信コントローラを内蔵しなくて済み、しかも、前述のように情報量が小さいため、通信インタフェース部１２とＣＰＵ１１間の通信線数も１０本程度で済む。
【００３２】
尚、マスターＥＣＵ１−１も情報量大のＥＣＵであり、制御信号を送受する。また、マスターＥＣＵ１−１の通信インタフェース部１２の構成および接続関係は図２に示したＥＣＵ１−２と同様であり、また同様の動作を行なう。
【００３３】
本実施形態によれば、車両内のＥＣＵ間の通信を電源重畳多重通信する際、電源線１００とＥＣＵ１−１〜ＥＣＵ１−３、・・・間を接続するための通信インタフェース部１２に、各ＥＣＵに搭載されているＣＰＵ１１との制御信号の送受をシリアル方式で行なうための電源重畳多重インタフェース部１２１と、各ＥＣＵに搭載されているＣＰＵ１１への制御信号の送信をパラレル方式で行なうための通信制御部１２２と、を備えている。それ故、本実施形態によれば、情報量が小さく且つ制御信号を受信するだけの例えばＥＣＵ１−３に対しては、そのＣＰＵ１１と通信制御部１２２とをパラレル信号線で接続することにより、電源線１００をシリアル伝送されてきた制御信号をＣＰＵ１１が受信できるようにするため、ＣＰＵ１１は通信コントローラを内蔵する必要がない。しかも、受信する情報量が小さいことから、当該ＣＰＵ１１として、通信コントローラを内蔵しない、そして入力ポートＰの数が少ない低価格のものを用いることができる。このように、ＥＣＵ１−３の価格を抑えることができる。
【００３４】
従って、情報量が少ない小規模のＥＣＵの電源重畳多重通信化を低コストで行なうことができ、これにより、ワイヤーハーネスの省線化を促進して車両の軽量化等を図ることができる。
【００３５】
また、本実施形態のように情報量が大きいＥＣＵ１−１およびＥＣＵ１−２をシステムが含む場合でも、これらＥＣＵが搭載するＣＰＵ１１との制御信号の送受を電源重畳多重インタフェース部１２１によりシリアル信号方式で行なうことができるので、これらＥＣＵを電源線１００に接続するための通信線を３本程度として電源重畳多重通信を行なうことができる。よって、システムに容易に情報量大のＥＣＵを接続することができる。従って、本実施形態の通信インタフェース部１２は、ＥＣＵが搭載するＣＰＵ１１との信号接続がパラレル方式であってもシリアル方式であっても柔軟に対応することができ、情報量大と情報量小のＥＣＵが混在する場合でも、電源重畳多重通信システムを容易に構築することができる。
【００３６】
更に、上記実施形態では、定電圧電源部１３と通信インタフェース部１２とをワンチップ化しているため、通信インタフェース部１２の製造コストを低減して、ＥＣＵ１−１、ＥＣＵ１−２、ＥＣＵ１−３、・・・のコストを更に下げることができ、電源重畳多重通信システムをより一層安価且つ容易に構築することができる。
【００３７】
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形，改良，等が可能である。その他、前述した実施形態における各構成要素の形態，数，配置個所，等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。例えば、上記実施形態の通信インタフェース部１２は情報量大のＥＣＵをも接続できるように変調部１２１１を備えているが、情報量小のＥＣＵのみで電源重畳多重通信システムを構成する場合は変調部１２１１を省略して、復調部１２１２と通信制御部１２２のみで通信インタフェース部１２を構成することにより、通信インタフェース部１２のコストを更に低価格にすることができ、これにより、電源重畳多重化のために掛かる小規模ＥＣＵのコストを更に低減することができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明に係る第１の電源重畳多重通信システムによれば、電子制御ユニットに搭載されるＣＰＵと電源線とをインタフェースする通信インタフェース部を備えており、当該通信インタフェース部が、シリアル信号を変調して電源線に送出する変調部と、電源線から受信されるシリアル信号を復調してシリアル復調信号にする復調部と、当該復調部から出力されたシリアル復調信号をパラレル復調信号に変換するシリアルパラレル変換部と、を具備するので、通信する情報量が少ない小規模ＥＣＵの電源重畳多重化を低コストで行なうことができると共に、情報量大のＥＣＵが混在する場合であっても、情報量大のＥＣＵを容易に接続することができ、小規模ＥＣＵから大規模ＥＣＵの電源重畳多重化に柔軟に対応することができる。
【００３９】
また、本発明に係る第２の電源重畳多重通信システムによれば、電子制御ユニットに搭載されるＣＰＵと電源線とをインタフェースする通信インタフェース部を備えており、当該通信インタフェース部が、電源線から受信されるシリアル信号を復調してシリアル復調信号にする復調部と、当該復調部から出力されたシリアル復調信号をパラレル復調信号に変換するシリアルパラレル変換部と、を具備するので、この構成によっても、通信する情報量が少ない小規模ＥＣＵの電源重畳多重化を低コストで行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施形態である電源重畳多重通信システムの構成例を示すシステムブロック図である。
【図２】図１に示したＥＣＵ１−２の通信インタフェース部の詳細構成例を示すシステムブロック図である。
【図３】図１に示したＥＣＵ１−３の通信インタフェース部の詳細構成例を示すシステムブロック図である。
【図４】従来のＥＣＵの構成例を示すシステムブロック図である。
【符号の説明】
１−１、１−２、１−３：ＥＣＵ
１１：ＣＰＵ
１２：通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）部
１３：定電圧電源部
１４：イグニッションスイッチ
１５：バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
１００：電源線（電源重畳多重バス）
１２１：電源重畳多重インタフェース部
１２２：通信制御部（シリアルパラレル変換部）
１２１１：変調部
１２１２：復調部
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３：コンデンサ
ＣＬＫ：クロック端子
Ｄ：ダイオード
Ｐ：入力ポート
Ｒｘ：受信端子
Ｔｘ：送信端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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