(57)【要約】  車両に設置される車両用回路体は、少なくとも車両の前後方向に延伸する幹線（バックボーン幹線部２１，２２，２３）と、幹線に設置される複数の制御ボックス（バックボーン制御ボックス３１，３２，３３）と、を備え、制御ボックスは、補機と直接的又は間接的に接続される枝線と接続可能であり、幹線は、電源ライン（Ｌ１，Ｌ２）と、通信ライン（Ｌ４，Ｌ５）とを有する。
2017222074.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に設置される車両用回路体であって、
少なくとも車両の前後方向に延伸する幹線と、
前記幹線に設置される複数の制御ボックスと、
を備え、
前記制御ボックスは、補機と直接的又は間接的に接続される枝線と接続可能であり、
前記幹線は、所定の電流容量を有する電源ラインと、所定の通信容量を有する通信ラインとを有する、
車両用回路体。
【請求項２】
前記幹線は、２系統の電源ラインを有する、
請求項１に記載の車両用回路体。
【請求項３】
前記枝線は、電源ラインおよび通信ラインを有し、
前記制御ボックスは、前記枝線が接続される枝線用接続部と、制御プログラムにしたがって前記枝線用接続部を制御することにより前記幹線から前記枝線へ電力を分配する枝線用制御部と、を有し、
前記制御プログラムは、前記枝線に接続される補機に応じて外部から変更可能である、
請求項１に記載の車両用回路体。
【請求項４】
前記幹線の通信ラインは、前記複数の制御ボックスをリング状に接続するように配索される、
請求項１に記載の車両用回路体。
【請求項５】
前記枝線は、電源ラインおよび通信ラインを有し、
前記制御ボックスは、前記枝線の通信ラインが着脱可能な複数の枝線接続部を有し、
複数の前記枝線接続部には、前記枝線が接続されていない場合に物理的又は電気的にロック状態となるロック機能部が設置される、
請求項１に記載の車両用回路体。
【請求項６】
前記枝線は、電源ラインと、通信ラインとを有し、
前記車両は、複数の領域に区画され、
少なくとも２以上の前記制御ボックスは、互いに異なる前記領域に配置され、前記枝線の通信ラインと前記幹線の通信ラインとの通信方式を変換するゲートウェイを有し、
複数の前記ゲートウェイは、前記幹線の通信ラインを介して互いに通信可能である、
請求項１に記載の車両用回路体。
【請求項７】
前記枝線は、電源ラインおよび通信ラインのうち少なくともいずれか一方を有し、
前記幹線の通信ラインは、光信号用の伝送路を有し、
前記枝線の通信ラインは、電気信号用の伝送路を有する、
請求項１に記載の車両用回路体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に配索される車両用回路体に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両上においては、例えば主電源であるオルタネータ（発電機）やバッテリーから膨大な数の様々な電装品のそれぞれに対して電源電力を適切に供給する必要がある。また、このような電源電力の供給に用いるシステムにおいては、必要に応じて電力供給のオンオフを切り替える機能や、電装品に過大な電流が流れた場合に系統毎に電流を遮断するための機能も搭載する必要がある。【０００３】
一般的な車両においては、多数の電線の集合体であるワイヤハーネスを車両上に配索し、このワイヤハーネスを介して、主電源と各部の電装品との間を接続し電力の供給を行っている。また、電源電力を複数系統に分配するためにジャンクションブロックを用いたり、電力供給のオンオフを系統毎に制御するためにリレーボックスを用いたり、ワイヤハーネスの各電線や負荷を保護するためにヒューズボックスを用いることが一般的である。【０００４】
また、車両には、これらの電装品を制御するための制御部も複数備えており、制御部と電装品とはワイヤハーネスにより接続され、互いに通信可能となっている。
特許文献１に示されているワイヤハーネスは、ネットワーク伝送路と、電源やＧＮＤ、その他の信号を供給するための回路とを備えている。また、このワイヤハーネスは、ワイヤハーネス幹線と、サブワイヤハーネスと、オプションサブワイヤハーネスと、ネットワークハブ装置とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】日本国特開２００５−７８９６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、このような電源系や通信系を含む車両システムは、搭載される電装品の増加や制御の複雑化などにより高度化が進んでいる。また、自動運転技術も急速に進化しており、この自動運転に対応するために各種機能に対する安全要求も高まっている。
これに伴い、車体上に配索されるワイヤハーネスの構造が複雑化する傾向にある。したがって、例えば特許文献１のようにワイヤハーネス幹線と、サブワイヤハーネスと、オプションサブワイヤハーネスとを組み合わせ、全体として複雑な形状のワイヤハーネスを構成し、車体上の様々な箇所に配置される様々な電装品との接続を可能にしている。【０００７】
また、車両に搭載される電装品の増加に伴い、ワイヤハーネスを構成する各電線の径が太くなったり、電線本数が増えることになるため、ワイヤハーネス全体が大型化したり、重量が増大する傾向にある。また、ワイヤハーネスを搭載する車種の違いや車両に搭載するオプション電装品の種類の増加に伴って、製造すべきワイヤハーネスの種類および品番が増えるため、ワイヤハーネスを構成する部品の共通化が難しく、部品コストや製造コストが増大してしまう。【０００８】
また、ワイヤハーネスを制作する作業工程においては、所定の配索形状に仕上げるために、ワイヤハーネスを構成する多数の電線の束を事前に指定された経路に沿うように長い距離に亘り引き回すことになり、作業時間が長くかかる。また、ワイヤハーネスの幹線部分では、ほぼすべての電線が集まるため、束ねられる電線本数が多くなり、重くなる。【０００９】
また、例えば当初の設計時に想定していなかった新たな電装品を車両に搭載する場合には、当該電装品と他の電装品との間で特別な信号を伝送する経路を確保したり、電源電力を供給するために、新たな電線をワイヤハーネスに追加しなければならない。しかし、ワイヤハーネスは構造や形状が複雑であり、既存のワイヤハーネスに対して後から別の電線を追加することは非常に難しい。したがって、種類や品番が異なる新たなワイヤハーネスを設計し、別の製品として作り直す必要がある。【００１０】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、様々な電装品と車両上の電源との間および電装品同士の電気接続のための構造、特に幹線部分の構成を簡素化し、新たな電線の追加も容易にできる車両用回路体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述した目的を達成するために、本発明に係る車両用回路体は、下記（１）〜（７）を特徴としている。
（１）  車両に設置される車両用回路体であって、
少なくとも車両の前後方向に延伸する幹線と、
前記幹線に設置される複数の制御ボックスと、
を備え、
前記制御ボックスは、補機と直接的又は間接的に接続される枝線と接続可能であり、
前記幹線は、所定の電流容量を有する電源ラインと、所定の通信容量を有する通信ラインとを有する、
車両用回路体。【００１２】
（２）  前記幹線は、２系統の電源ラインを有する、
上記（１）に記載の車両用回路体。【００１３】
（３）  前記枝線は、電源ラインおよび通信ラインを有し、
前記制御ボックスは、前記枝線が接続される枝線用接続部と、制御プログラムにしたがって前記枝線用接続部を制御することにより前記幹線から前記枝線へ電力を分配する枝線用制御部と、を有し、
前記制御プログラムは、前記枝線に接続される補機に応じて外部から変更可能である、
上記（１）に記載の車両用回路体。【００１４】
（４）  前記幹線の通信ラインは、前記複数の制御ボックスをリング状に接続するように配索される、
上記（１）に記載の車両用回路体。【００１５】
（５）  前記枝線は、電源ラインおよび通信ラインを有し、
前記制御ボックスは、前記枝線の通信ラインが着脱可能な複数の枝線接続部を有し、
複数の前記枝線接続部には、前記枝線が接続されていない場合に物理的又は電気的にロック状態となるロック機能部が設置される、
上記（１）に記載の車両用回路体。【００１６】
（６）  前記枝線は、電源ラインと、通信ラインとを有し、
前記車両は、複数の領域に区画され、
少なくとも２以上の前記制御ボックスは、互いに異なる前記領域に配置され、前記枝線の通信ラインと前記幹線の通信ラインとの通信方式を変換するゲートウェイを有し、
複数の前記ゲートウェイは、前記幹線の通信ラインを介して互いに通信可能である、
上記（１）に記載の車両用回路体。【００１７】
（７）  前記枝線は、電源ラインおよび通信ラインのうち少なくともいずれか一方を有し、
前記幹線の通信ラインは、光信号用の伝送路を有し、
前記枝線の通信ラインは、電気信号用の伝送路を有する、
上記（１）に記載の車両用回路体。【００１８】
上記（１）の構成により、幹線部分の構成を簡素化し、新たな電線の追加も容易にすることが可能な車両用回路体を提供できる。【００１９】
上記（２）の構成により、制御ボックス間に２系統の電源ラインが形成されるので、一方の電源ラインをバックアップ用として使用することにより電力供給が途絶える可能性を低減したり、必要に応じて一方の系統の電圧を高めることにより安定した電力を供給することができる。【００２０】
上記（３）の構成により、枝線に接続されている補機の種類にかかわらず、制御プログラムを変更することにより幹線から枝線を介して補機に適切な電力を供給することができる。【００２１】
上記（４）の構成により、複数の制御ボックス間を接続するいずれかの通信ラインに障害が発生したとしても、障害が発生した箇所と反対方向のルートを用いて通信を継続することができる。したがって、車両用回路体の幹線上における通信の信頼性を向上することができる。【００２２】
上記（５）の構成により、将来的に枝線が追加的に接続されることを可能とするよう、現時点で接続される枝線の数よりも多い枝線接続部を制御ボックスに設置したとしても、何も接続されていない枝線接続部に接続されるべきではない枝線が接続されることを防止できる。したがって、例えば制御ボックスの制御部のプログラムを悪意で書き換えることを目的として、何も接続されていない枝線接続部にプログラムの書き換え装置が接続されることを防止できる。【００２３】
上記（６）の構成により、幹線の通信ラインとの枝線の通信ラインとの通信方式を変換するゲートウェイが車両の各領域に設置されるので、それぞれの領域に設置された補機をそれらの領域に設置された制御ボックスに枝線を介して接続することにより、これらの補機と幹線との間で信号の送受信が可能となる。【００２４】
上記（７）の構成により、制御ボックス間を接続する幹線が光信号用の伝送路を有しているので、制御ボックス間の伝送容量を増大させることが可能になる。また、光信号を利用するため、幹線内の電源ラインや外部の機器類から発生する電磁ノイズの影響を受けにくくなり、通信の信頼性を高めることができる。
【発明の効果】
【００２５】
幹線部分の構成を簡素化し、新たな電線の追加も容易にできる車両用回路体を提供することができる。【００２６】
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を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）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。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本発明の実施形態における車両用回路体を含む車載装置の主要部位の構成例を示す斜視図である。
【図２】図２は、車載システムの構成例を示すブロック図である。
【図３】図３（ａ）および図３（ｂ）は、バックボーン幹線の構成例を示す電気回路図である。
【図４】図４は、制御ボックス内部の電気回路の構成例を示すブロック図である。
【図５】図５は、制御ボックスが備える機能の構成例を示すブロック図である。
【図６】図６は、車載システムの通信系の構成例を示すブロック図である。
【図７】図７は、ゲートウェイを備えた車載システムの通信系の構成例を示すブロック図である。
【図８】図８（ａ）、図８（ｂ）、および図８（ｃ）は、制御ボックスの接続部における未使用のコネクタを物理的に保護するための構成例をそれぞれ示す斜視図である。
【図９】図９は、未使用のコネクタを制御により保護するための処理の例を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、制御ボックスの内部における通信系統の構成例を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、制御ボックスの内部において各通信系統に電力を供給するための回路構成の例を示す電気回路図である。
【図１２】図１２は、プリント基板と電線を組み合わせたワイヤハーネスの構成例を示す分解図である。
【図１３】図１３は、ＵＳＢポートを備えた制御ボックスの外観の例を示す斜視図である。
【図１４】図１４（ａ）、図１４（ｂ）、および図１４（ｃ）は、制御ボックス等に内蔵する回路基板の３種類の構成例を示す平面図である。
【図１５】図１５は、幹線を構成する配索部材の接続箇所の構成例を示す斜視図である。
【図１６】図１６は、幹線上の制御ボックスと枝線サブハーネスとの接続例を示す平面図である。
【図１７】図１７は、幹線上の制御ボックスと枝線サブハーネスとの接続例を示す平面図である。
【図１８】図１８（ａ）および図１８（ｂ）は、幹線と枝線サブハーネスとの接続例を示す平面図である。
【図１９】図１９は、幹線上の制御ボックスと枝線サブハーネスとの接続例を示す斜視図である。
【図２０】図２０は、車体上に配索した幹線および複数の枝線サブハーネスの配置例を示す斜視図である。
【図２１】図２１（ａ）および図２１（ｂ）は、複数の制御ボックスおよびこれらの間を接続する通信用の幹線を示すブロック図である。
【図２２】図２２は、リカバリー機能を備えた制御ボックスの構成例を示す電気回路図である。
【図２３】図２３（ａ）および図２３（ｂ）は、ワイヤハーネスと負荷との接続例を示すブロック図である。
【図２４】図２４は、車体上の各種構成要素の配置および接続の具体例を示す斜視図である。
【図２５】図２５（ａ）、図２５（ｂ）、および図２５（ｃ）は、幹線、制御ボックス、バッテリー等の接続状態の具体例を示すブロック図である。
【図２６】図２６（ａ）、図２６（ｂ）、図２６（ｃ）、図２６（ｄ）、および図２６（ｅ）は、幹線および１つ以上のバッテリーの接続状態の具体例を示すブロック図である。
【図２７】図２７は、幹線および複数のバッテリーの接続状態の具体例を示すブロック図である。
【図２８】図２８は、車載システムの電源系統の構成例を示す電気回路図である。
【図２９】図２９（ａ）は、車載システムの構成例を示すブロック図、図２９（ｂ）は同じ車載システムの外観の例を示す斜視図である。
【図３０】図３０（ａ）および図３０（ｂ）は、それぞれ異なるバックボーン幹線の構成例を示す縦断面図である。
【図３１】図３１は、特別な電源制御を実施する場合の電源電流と電圧との対応関係の例を示すタイムチャートである。
【図３２】図３２（ａ）、図３２（ｂ）、および図３２（ｃ）は、それぞれ異なるバックボーン幹線の構成例を示す縦断面図である。
【図３３】図３３は、車載システムの電源系統の構成例を示す電気回路図である。
【図３４】図３４は、通信ケーブルの構成例を示す縦断面図である。
【図３５】図３５は、車載システムの通信系統の構成例を示すブロック図である。
【図３６】図３６は、通信系統をリング型に接続した車載システムの通信系統の構成例を示すブロック図である。
【図３７】図３７は、通信系統をスター型に接続した車載システムの通信系統の構成例を示すブロック図である。
【図３８】図３８（ａ）、図３８（ｂ）、および図３８（ｃ）は、それぞれ異なる状況における機器間の通信接続状態を示し、図３８（ａ）は斜視図、図３８（ｂ）および図３８（ｃ）はブロック図である。
【図３９】図３９は、車載システムの電源系統の構成例を示す電気回路図である。
【図４０】図４０は、車載システムの電源系統の構成例を示す電気回路図である。
【図４１】図４１は、バックアップ電源回路の構成例を示す電気回路図である。
【図４２】図４２は、パワー負荷用電源回路の構成例を示す電気回路図である。
【図４３】図４３は、車載システムの構成例を示すブロック図である。
【図４４】図４４は、複数の通信プロトコルを切り替え可能な制御ボックスの構成例を示すブロック図である。
【図４５】図４５は、制御ボックスの構成例を示すブロック図である。
【図４６】図４６（ａ）および図４６（ｂ）は、車載システムの構成例を示すブロック図である。
【図４７】図４７は、運転席ドアパネルに設置される回路モジュールの構成例を示すブロック図である。
【図４８】図４８は、助手席ドアパネルに設置される回路モジュールの構成例を示すブロック図である。
【図４９】図４９は、リア席ドアパネルに設置される回路モジュールの構成例を示すブロック図である。
【図５０】図５０は、車両のルーフに設置される回路モジュールの構成例を示すブロック図である。
【図５１】図５１は、スマート接続コネクタの構成例を示すブロック図である。
【図５２】図５２（ａ）および図５２（ｂ）は、それぞれ異なる車載システムの通信系の構成例を示すブロック図である。
【図５３】図５３は、車載システムの通信系の構成例を示すブロック図である。
【図５４】図５４は、車載システムの通信系の構成例を示すブロック図である。
【図５５】図５５は、通信用幹線ＢＢ＿ＬＣの構成例を示す縦断面図である。
【図５６】図５６は、波長多重および時分割多重を行う光信号の構成例を示すタイムチャートである。
【図５７】図５７は、光多重通信を行う車載システムの通信系の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明に関する具体的な実施形態について、各図を参照しながら以下に説明する。
【００２９】
＜本発明および潜在クレームの記載＞
［電源−１］
車両においては、例えば自動運転技術に対応する必要などにより、ワイヤハーネスの電源系統における信頼性を向上することが求められている。例えば、交通事故などに伴う車両の衝突の際であっても、重要な車載機器に対する電力供給が途絶えることがなく、車両だけで問題を回避できることが望ましい。また、ワイヤハーネスのような車両用回路体は、様々な種類の車両に対して部品を共通化したり、構成を単純化して、部品コストや製造コストを低減したり、部品の品番数を減らすことが求められている。そこで、以下の（１）〜（７）に示すように構成する。
【００３０】
（１）  車両に設置される車両用回路体であって、
少なくとも車両の前後方向に延伸する幹線と、
前記幹線に設置される複数の制御ボックスと、
を備え、
前記幹線は、２系統の電源ラインと、通信ラインとを有する
ことを特徴とする車両用回路体。
【００３１】
この構成により、制御ボックス間に２系統の電源ラインが形成されるので、一方の電源ラインをバックアップ用として使用することにより電力供給が途絶える可能性を低減したり、必要に応じて一方の系統の電圧を高めることにより安定した電力を供給することができる。
【００３２】
（２）  前記２系統の電源ラインは、互いに同じ電圧の電力を伝送する
ことを特徴とする上記（１）に記載の車両用回路体。
【００３３】
この構成により、２系統の電源ラインを状況に応じて併用したり、一方をバックアップ用として使用することができる。
【００３４】
（３）  前記２系統の電源ラインは、互いに異なる電圧の電力を伝送する
ことを特徴とする上記（１）に記載の車両用回路体。
【００３５】
この構成により、電力消費が大きい負荷が接続された場合には、大きな電源電流が流れて供給線路における電圧降下が増大するので、高い電源電圧を選択することで、電力損失の増大を抑制できる。
【００３６】
（４）  前記複数の制御ボックスは、
第１制御ボックスと、電源に対し前記第１制御ボックスよりも下流側の第２制御ボックスと、を有し、
前記第１制御ボックスは、前記第２制御ボックスに対し前記２系統の電源ラインのうちいずれか１系統のみの電源ラインを用いて電力を伝送する
ことを特徴とする上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の車両用回路体。
【００３７】
この構成により、２系統の電源ラインのうちの１系統を予備用として確保しておき、使用中の電源ラインに異常が発生した場合に、当該予備用の電源系統に切り替えることが可能となる。
【００３８】
（５）  前記車両に設置された補機に接続される枝線をさらに備える
ことを特徴とする上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の車両用回路体。
【００３９】
この構成により、電源から幹線に一括して電力を供給し、この幹線の電力を各補機に分配することが可能となる。
【００４０】
（６）  前記枝線の一端は、前記制御ボックスに接続される
ことを特徴とする上記（５）に記載の車両用回路体。
【００４１】
この構成により、補機に供給すべき電力を制御ボックスから分配することができる。
【００４２】
（７）  前記２系統の電源ラインは、並走するように設置される
ことを特徴とする上記（１）乃至（６）のいずれかに記載の車両用回路体。
【００４３】
この構成により、制御ボックス間を１つの幹線で接続することにより２系統の電源ラインを同時に配設することができる。
【００４４】
［電源−２］
車両においては、車種の違い、グレードの違い、仕向地の違い、オプション機器の違い等により、車両毎に異なる数、あるいは異なる種類の電装品（補機）が接続される。また、電装品の数や種類が変わると、ワイヤハーネスの構成が変化する可能性がある。また、車両の設計時に想定していなかった新たな種類の電装品を後で車両に追加する可能性もある。このような場合に、追加する電装品は、車両に既に搭載されている既存のワイヤハーネス等に接続するだけで使えることが望ましい。また、必要に応じて、各電装品を接続する位置を変更できることが望ましい。また、車両の種類や接続する電装品の数や種類が変化しても、共通の部品を用いてワイヤハーネス等を構成できることが望ましい。
そこで、以下の（１）および（２）に示すように構成する。
【００４５】
（１）  車両に設置される車両用回路体であって、
少なくとも車両の前後方向に延伸する幹線と、
前記幹線に設置される複数の制御ボックスと、
前記制御ボックスと補機とを接続する枝線と、
を備え、
前記幹線および前記枝線は、それぞれ電源ラインおよび通信ラインを有し、
前記制御ボックスは、前記枝線が接続される枝線用接続部と、制御プログラムにしたがって前記枝線用接続部を制御することにより前記幹線から前記枝線へ電力を分配する枝線用制御部と、を有し、
前記制御プログラムは、前記枝線に接続される補機に応じて外部から変更可能である
ことを特徴とする車両用回路体。
【００４６】
この構成により、枝線に接続されている補機の種類にかかわらず、制御プログラムを変更することにより幹線から枝線を介して補機に適切な電力を供給することができる。
【００４７】
（２）  前記枝線用接続部は、前記枝線の端部が接続されるコネクタを複数有し、
複数の前記コネクタは、同一形状である
ことを特徴とする上記（１）に記載の車両用回路体。
【００４８】
この構成により、枝線を接続すべきコネクタを補機により異ならせる必要がなくなり、補機の増加や交換を容易に行うことができる。
【００４９】
［通信−１］
車両においては、例えば自動運転技術に対応する必要があるため、例えばワイヤハーネスの通信系統における信頼性を向上することが求められている。例えば、交通事故などに伴う車両の衝突の際であっても、重要な車載機器の制御に用いる通信系統が通信可能な状態を維持でき、車両の制御状態に異常が生じないことが望ましい。また、通信経路として用いるワイヤハーネスのような車両用回路体は、様々な種類の車両に対して部品を共通化したり、構成を単純化して、部品コストや製造コストを低減したり、部品の品番数を減らすことが求められている。
そこで、以下の（１）に示すように構成する。
【００５０】
（１）  車両に設置される車両用回路体であって、
少なくとも車両の前後方向に延伸する幹線と、
前記幹線に設置される複数の制御ボックスと、
を備え、
前記幹線は、電源ラインと、通信ラインとを有し、
前記通信ラインは、前記複数の制御ボックスをリング状に接続するように配索される
ことを特徴とする車両用回路体。
【００５１】
この構成により、複数の制御ボックス間を接続するいずれかの通信ラインに障害が発生したとしても、障害が発生した箇所と反対方向のルートを用いて通信を継続することができる。したがって、車両用回路体の幹線上における通信の信頼性を向上することができる。
【００５２】
［通信−２］
車両のワイヤハーネス等には様々な電装品を接続する可能性がある。また、使用する部品を共通化したり、電装品のコネクタ等の接続位置を自由に変更できることが望ましい。そのため、一般的に用いられる通信規格を採用したり、一般的な形状の多数のコネクタ等を車両のワイヤハーネス上に用意しておくことも想定される。しかし、例えばセキュリティの観点から、特別に許可した場合を除き、一部のコネクタについては車両のユーザや第三者が自由に利用できないようにすることが求められる場合がある。しかし、標準規格の通信方式を採用したり、標準規格のコネクタを採用している場合には、空き状態のコネクタをユーザ等が勝手に使用する可能性があり、セキュリティ等の問題が発生する。
そこで、以下の（１）〜（５）に示すように構成する。
【００５３】
（１）  車両に設置される車両用回路体であって、
複数の制御ボックスと、
複数の前記制御ボックスを互いに接続する幹線と、
前記制御ボックスと補機とを直接的又は間接的に接続する枝線と、
を備え、
前記幹線および前記枝線は、それぞれ電源ラインおよび通信ラインを有し、
前記制御ボックスは、前記枝線の通信ラインが着脱可能な複数の枝線接続部を有し、
複数の前記枝線接続部には、前記枝線が接続されていない場合に物理的又は電気的にロック状態となるロック機能部が設置される、
ことを特徴とする車両用回路体。
【００５４】
この構成により、将来的に枝線が追加的に接続されることを可能とするよう、現時点で接続される枝線の数よりも多い枝線接続部を制御ボックスに設置したとしても、何も接続されていない枝線接続部に接続されるべきではない枝線が接続されることを防止できる。したがって、例えば制御ボックスの制御部のプログラムを悪意で書き換えることを目的として、何も接続されていない枝線接続部にプログラムの書き換え装置が接続されることを防止できる。
【００５５】
（２）  複数の前記枝線接続部それぞれは、前記通信ラインの端部を着脱可能とするコネクタを有し、
前記ロック機能部は、複数の前記コネクタの開口を一括して覆うカバー部材と、ロック状態において前記カバー部材が前記コネクタから離脱することを防止する鍵部と、を有する
ことを特徴とする上記（１）に記載の車両用回路体。
【００５６】
この構成により、現時点でいずれの枝線接続部にも枝線を接続する必要がない場合には、すべての枝線接続部のコネクタをカバー部材で一括して覆い、鍵部によりカバー部材を取り外し不可能とすることができるので、間違ってあるいは悪意を持って枝線がコネクタに接続されることを防止できる。
【００５７】
（３）  複数の前記枝線接続部それぞれは、前記通信ラインの端部を着脱可能とするコネクタを有し、
前記ロック機能部は、いずれか１つの前記コネクタの開口の少なくとも一部を覆うカバー部材と、ロック状態において前記カバー部材が前記コネクタから離脱することを防止する鍵部と、を有する
ことを特徴とする上記（１）に記載の車両用回路体。
【００５８】
この構成により、複数のコネクタのうち必要な箇所にのみカバー部材を取り付けて取り外し不可能とすることができる。したがって、複数のコネクタのうち一部のコネクタのみ枝線が接続されていない場合、当該コネクタにカバー部材を取り付け、間違ってあるいは悪意を持って枝線が当該コネクタに接続されることを防止できる。
【００５９】
（４）  複数の前記枝線接続部それぞれは、前記通信ラインの端部を着脱可能とするコネクタを有し、
前記ロック機能部は、少なくとも１つの前記コネクタの開口を覆うシール部材であり、
前記シール部材は、開封の有無を判別可能な開封表示手段を有する、
ことを特徴とする上記（１）に記載の車両用回路体。
【００６０】
この構成により、シール部材が開封表示手段を有しているので、悪意を持ってコネクタに枝線を接続しようとする人物に対する抑止力として機能する。また、コネクタに不正に枝線が接続された場合に、ディーラーなどにおいてその事実を発見しやすくなる。
【００６１】
（５）  複数の前記枝線接続部それぞれは、接続された対象物に対し信号を送信し、前記信号に対する前記対象物からの応答に応じて前記対象物との信号の送受信を許可するか否か決定する、
ことを特徴とする上記（１）に記載の車両用回路体。
【００６２】
この構成により、枝線接続部に接続されるべきではない枝線が接続されたとしても、枝線に接続されている対象物との通信を不可能とするため、不正な通信が行われ、制御ボックスや枝線に接続されている各補機の機能に悪影響が与えられることを防止することができる。
【００６３】
［通信−３］
車両上の通信に関しては、例えばＣＡＮ、ＣＸＰＩ、イーサネット（登録商標）などの複数の標準規格のインタフェースが用いられる可能性がある。また、車両の種類毎、車両のグレード毎、あるいは車体上のエリア毎に、接続する電装品が採用している通信規格が異なる場合が考えられる。また、規格が異なる通信機器同士を相互に接続するためには、特別な通信ケーブル、コネクタ、通信インタフェースなどの機器を個別に用意しなければならないので、ワイヤハーネスの構成が複雑化したり、接続作業が繁雑になることが想定される。
そこで、以下の（１）および（２）に示すように構成する。
【００６４】
（１）  車両に設置される車両用回路体であって、
少なくとも車両の前後方向に延伸する幹線と、
前記幹線に設置される複数の制御ボックスと、
前記制御ボックスと補機とを直接的又は間接的に接続する枝線と、
を備え、
前記幹線及び前記枝線は、それぞれ電源ラインと、通信ラインとを有し、
前記車両は、複数の領域に区画され、
少なくとも２以上の前記制御ボックスは、互いに異なる前記領域に配置され、前記枝線の通信ラインと前記幹線の通信ラインとの通信方式を変換するゲートウェイを有し、
複数の前記ゲートウェイは、前記幹線の通信ラインを介して互いに通信可能である、
ことを特徴とする車両用回路体。
【００６５】
この構成により、幹線の通信ラインとの枝線の通信ラインとの通信方式を変換するゲートウェイが車両の各領域に設置されるので、それぞれの領域に設置された補機をそれらの領域に設置された制御ボックスに枝線を介して接続することにより、これらの補機と幹線との間で信号の送受信が可能となる。
【００６６】
（２）  前記ゲートウェイは、前記枝線を介して接続された前記補機が使用する通信方式に対応するよう通信方式を変更する、
ことを特徴とする上記（１）に記載の車両用回路体。
【００６７】
この構成により、通信方式にかかわらず様々な種類の補機をその補機が設置されている領域と同じ領域に設置されている制御ボックスに接続することが可能となる。
【００６８】
［通信−４］
車両上においては、例えば各種のカメラが撮影した映像信号のように大容量のデータを伝送する機器同士を多数接続できることが望まれている。このような環境においては、高速で大容量の通信ができるように、光通信を採用することが想定される。しかし、車載システム全体を光通信網で接続すると、非常に高価なシステムになるのは避けられない。
そこで、以下の（１）および（２）に示すように構成する。
【００６９】
（１）  車両に設置される車両用回路体であって、
少なくとも車両の前後方向に延伸する幹線と、
前記幹線に設置される複数の制御ボックスと、
前記制御ボックスと補機とを直接的又は間接的に接続する枝線と、
を備え、
前記幹線は、電源ラインおよび通信ラインを有し、
前記枝線は、電源ラインおよび通信ラインのうち少なくともいずれか一方を有し、
前記幹線の通信ラインは、光信号用の伝送路を有し、
前記枝線の通信ラインは、電気信号用の伝送路を有する、
ことを特徴とする車両用回路体。
【００７０】
この構成により、制御ボックス間を接続する幹線が光信号用の伝送路を有しているので、制御ボックス間の伝送容量を増大させることが可能になる。また、光信号を利用するため、幹線内の電源ラインや外部の機器類から発生する電磁ノイズの影響を受けにくくなり、通信の信頼性を高めることができる。
【００７１】
（２）  前記幹線の通信ラインの少なくとも１とは、複数の前記制御ボックスのうちの２つを直接接続する、
ことを特徴とする上記（１）に記載の車両用回路体。
【００７２】
この構成により、２つの制御ボックスが光信号用の伝送路で直接接続されるため、信号の送受信を高速で行うことができる。
【００７３】
＜実施例の記載＞
本発明の車両用回路体に関する具体的な実施の形態について、各図を参照しながら以下に説明する。
【００７４】
＜主要部位の構成例＞
本発明の実施形態における車両用回路体を含む車載装置の主要部位の構成例を図１に示す。
【００７５】
図１に示した車両用回路体は、車載バッテリーなどの主電源の電力を車体各部の補機、すなわち様々な電装品に対してそれぞれ供給したり、電装品同士の間で信号のやり取りを行うために必要な伝送線路として利用されるものである。つまり、機能的には一般的なワイヤハーネスと同様であるが、構造が一般的なワイヤハーネスとは大きく異なる。
【００７６】
図１に示した車載装置は、車体のエンジンルーム１１と車室（乗員室）１３とを区画するダッシュパネル１６の近傍における車室内側の構成を表している。図１に示すように、ダッシュパネル１６の少し後方にあるインパネ部（インストルメントパネルの部位）には、補強材であるリーンホース（不図示）が車体の左右方向に向かって延びるように設置されている。そして、このリーンホースの近傍に、車両用回路体の主要な構成要素が配置されている。なお、この車体の左右方向に延伸する箇所の車両用回路体は、リーンホースに固定されていても、ダッシュパネル１６に固定されていても、あるいは専用の固定具に固定されていてもよい。
【００７７】
図１に示した車両用回路体には、複数のバックボーン幹線部２１、２２、２３と、複数のバックボーン制御ボックス３１、３２、３３とが含まれている。バックボーン幹線部２１、２２、２３の各々は、電源ライン、アースライン、通信ライン等の線路を含んでいる。また、各バックボーン幹線部内の電源ラインおよびアースラインについては、断面形状が扁平な帯状の金属材料（例えば銅やアルミニウム）を採用し、これらの金属材料を互いに電気的に絶縁した状態で厚み方向に積層して構成してある。これにより、大電流の通過を許容可能になり、且つ厚み方向に対する曲げ加工が比較的容易になる。
【００７８】
バックボーン幹線部２１および２２は、ダッシュパネル１６の面に沿った箇所で、リーンホースの上方の位置にリーンホースとほぼ平行になるように左右方向に向かって直線的に配置されている。また、バックボーン幹線部２３は、車体の左右方向のほぼ中央部に配置されており、ダッシュパネル１６の面に沿った箇所では上下方向に直線的に延びている。また、バックボーン幹線部２３はダッシュパネル１６と車室内フロアとの境界近傍でほぼ９０度厚み方向に曲げられて、車室内フロアに沿って車体の前後方向に延びるように配置されている。
【００７９】
バックボーン制御ボックス３２は車体の左右方向のほぼ中央部に配置され、バックボーン制御ボックス３１は左右方向の左端近傍に配置され、バックボーン制御ボックス３３は左右方向の右端近傍に配置されている。
【００８０】
そして、バックボーン幹線部２１の左端はバックボーン制御ボックス３１の右端と連結され、バックボーン幹線部２１の右端はバックボーン制御ボックス３２の左端と連結されている。また、バックボーン幹線部２２の左端はバックボーン制御ボックス３２の右端と連結され、バックボーン幹線部２２の右端はバックボーン制御ボックス３３の左端と連結されている。また、バックボーン幹線部２３の前方の先端はバックボーン制御ボックス３２の下端と連結されている。
【００８１】
つまり、バックボーン幹線部２１〜２３と、バックボーン制御ボックス３１〜３３とで図１に示すようにＴ字に似た形状に構成されている。また、バックボーン幹線部２１〜２３の内部回路は、バックボーン制御ボックス３２を経由して互いに電気的に接続可能な状態になっている。
【００８２】
＜バックボーン制御ボックスの詳細＞
車体の左側に配置されているバックボーン制御ボックス３１には、主電源接続部３１ａ、幹線接続部３１ｂ、および枝線接続部３１ｃが備わっている。図１に示すように、バックボーン制御ボックス３１の主電源接続部３１ａには主電源ケーブル４１が接続され、幹線接続部３１ｂにはバックボーン幹線部２１の左端が接続され、枝線接続部３１ｃには複数の枝線サブハーネス４２がそれぞれ接続される。
【００８３】
また、図１は示されていないが、バックボーン幹線部２１の内部には２系統の電源ライン、アースライン、および通信ラインが含まれている。また、主電源ケーブル４１の電源ラインおよびアースラインと接続するために、主電源接続部３１ａには２つの接続端子が設けてある。
【００８４】
例えば、バックボーン幹線部２１に含まれる２系統の電源ラインのうち、一方の電源ラインは主電源からの電力を供給する経路として利用される。また、もう一方の電源ラインは、例えば異常発生時にバックアップ用の電源電力を供給するための経路として利用される。
【００８５】
また、バックボーン制御ボックス３１の内部には、主電源ケーブル４１、バックボーン幹線部２１、枝線サブハーネス４２の間で各回路の電源系統、アース系統、通信系統を相互に接続するための回路基板が含まれている。
【００８６】
主電源ケーブル４１については、電源ラインおよびアースラインの各々の先端に接続した端子を主電源接続部３１ａの端子と接続し、ボルトとナットを用いて固定することにより、これらの回路を接続することができる。
【００８７】
枝線サブハーネス４２については、各々の先端に設けたコネクタが枝線接続部３１ｃに対して着脱自在であり、必要に応じて回路を接続することができる。枝線サブハーネス４２の各々は、電源ライン、アースライン、通信ラインの全て、またはそれらの一部分を含むように構成される。なお、図１に示したバックボーン制御ボックス３１においては、枝線接続部３１ｃに６個のコネクタが備わっているので、最大で６個の枝線サブハーネス４２を接続可能である。
【００８８】
図１に示すように、バックボーン幹線部２１〜２３とバックボーン制御ボックス３１〜３３とを組み合わせ、更にバックボーン制御ボックス３１〜３３に様々な枝線サブハーネス４２〜４４を接続することにより、背骨（バックボーン）と似た単純な構造で、様々な伝送線路の配索を行うことが可能になる。
【００８９】
例えば、オプションや追加で車両に搭載される様々な電装品に対しても、バックボーン制御ボックス３１〜３３のいずれかに接続する枝線サブハーネス４２〜４４の追加や変更だけで対応できるので、車両用回路体の幹線の構造に変更を加える必要がない。なお、本実施形態では枝線サブハーネス４２〜４４をバックボーン制御ボックス３１〜３３に接続する場合を想定しているが、例えばバックボーン幹線部２１〜２３上の適当な中継点の箇所に別の枝線サブハーネス（図示せず）を接続してもよい。
【００９０】
実際の車載装置においては、例えば図１に示すように、枝線サブハーネス４２を経由して車両に備わった電子制御ユニット（ＥＣＵ）５１をバックボーン制御ボックス３１やその他の電装品に接続することができる。また、枝線サブハーネス４３を経由して、バックボーン制御ボックス３２に電子制御ユニット５１、５２、５３やその他の電装品を接続することができる。更に、枝線サブハーネス４４を経由してバックボーン制御ボックス３３に様々な電装品を接続することができる。そして、各電子制御ユニット５１、５２、５３は、枝線サブハーネス４２、４３、４４の通信ライン、およびバックボーン制御ボックス３１〜３３等を経由して車両上の様々な電装品を制御することができる。
【００９１】
一方、図１に示した車両用回路体は、車室１３内部の電装品だけでなく、エンジンルーム１１内の主電源や電装品との間の電気接続も行う必要がある。そして、エンジンルーム１１と車室１３との境界にはダッシュパネル１６があり、電気接続部材がダッシュパネル１６を貫通する箇所については完全にシールすることが求められる。すなわち、ダッシュパネルは、車室内の快適性を保つために、エンジンルームからの振動の絶縁、サスペンションからの振動や騒音の低減、高熱、騒音、臭い等の遮断の機能を備える必要があり、この機能を損なわないように、電気接続部材の貫通箇所にも十分な配慮が求められる。
【００９２】
しかし、例えばバックボーン幹線部２１〜２３のように断面積が大きくしかも特定の方向以外には曲げにくいような部品がダッシュパネル１６を貫通するように構成すると、貫通箇所のシールが非常に難しくなり、車両用回路体の配索作業も困難になる。
【００９３】
図１に示した車両用回路体においては、その主要な構成要素であるバックボーン幹線部２１〜２３、およびバックボーン制御ボックス３１〜３３の全てが車室１３側の空間に配置されているので、ダッシュパネル１６を貫通する箇所の問題を容易に解決できる。
【００９４】
実際には、図１に示すように、バックボーン制御ボックス３１の左端に接続した主電源ケーブル４１がダッシュパネル１６の貫通孔１６ａを通過するように配索し、エンジンルーム１１内の主電源の回路とバックボーン制御ボックス３１の電源回路との間を主電源ケーブル４１を経由して接続する。これにより、主電源の電力をバックボーン制御ボックス３１に供給することができる。また、主電源ケーブル４１については曲げやすい材料を用いたり、断面形状を円形にしたり、断面積が比較的小さくなるように構成することが可能であるので、貫通孔１６ａにおけるシールを容易に行うことができ、配索作業を実施する際の作業性の悪化も回避できる。
【００９５】
また、車室１３内の車両用回路体にエンジンルーム１１内の様々な電装品を接続する場合には、例えばバックボーン制御ボックス３１に接続した枝線サブハーネス４２の一部分がダッシュパネル１６を貫通するように設置したり、バックボーン制御ボックス３３に接続した枝線サブハーネス４４の一部分がダッシュパネル１６を貫通するように設置することで、所望の電気接続経路を実現できる。この場合、枝線サブハーネス４２、４４等は断面積が小さく、曲げることも容易であるため、ダッシュパネル１６を貫通する箇所をシールすることは容易である。
【００９６】
なお、エンジンルーム１１側には主電源が存在するので、ダッシュパネル１６を貫通する箇所に設置する枝線サブハーネスについては、電源ラインやアースラインを省略し、通信ラインだけに限定することもできる。また、このような特別な枝線サブハーネスについては、バックボーンの幹線から分岐した枝線サブハーネス４２〜４４とは別の、通信用の幹線として特別に構成しても良い。
【００９７】
本実施形態の車載装置は、上述の図１に示したような構成を基本としているが、更なる改良のために以下に説明するように、構成や動作について様々な変更や追加を行うことができる。
【００９８】
＜電力供給に関する特徴的な技術＞
＜システムの構成例＞
図２に示したシステムは、電力供給および通信のための主要な経路を確保するためにバックボーン幹線ＢＢ＿ＬＭを備えている。また、バックボーン幹線ＢＢ＿ＬＭの途中には複数の制御ボックスＣＢ（１）、ＣＢ（２）が接続されている。バックボーン幹線ＢＢ＿ＬＭの上流側には、車両側の主電源であるメインバッテリーＭＢおよびオルタネータＡＬＴが接続されている。
【００９９】
各制御ボックスＣＢ（１）、ＣＢ（２）には様々な補機ＡＥを接続するための接続部Ｃｎｘが設けてある。各補機ＡＥは、車両上に搭載される様々な負荷、電子制御ユニット（ＥＣＵ）等の電装品に相当する。
【０１００】
図２に示した構成においては、補機ＡＥ（１）が枝線サブハーネスＬＳ（１）を介して制御ボックスＣＢ（１）の接続部Ｃｎｘにある１つのコネクタと接続されている。また、補機ＡＥ（２）が枝線サブハーネスＬＳ（２）を介して制御ボックスＣＢ（１）の接続部Ｃｎｘにある１つのコネクタと接続されている。同様に、補機ＡＥ（３）およびＡＥ（４）は、それぞれ枝線サブハーネスＬＳ（３）およびＬＳ（４）を介して制御ボックスＣＢ（２）の接続部Ｃｎｘにある１つのコネクタと接続されている。
【０１０１】
また、各制御ボックスＣＢの接続部Ｃｎｘには図２には示されていない複数のコネクタが装備されているが、これら複数のコネクタは全て共通の形状、大きさ、および構成になっている。したがって、各枝線サブハーネスＬＳを接続部Ｃｎｘのコネクタと接続する場合には、複数のコネクタのいずれを選択しても良い。
【０１０２】
したがって、主電源等からバックボーン幹線ＢＢ＿ＬＭに供給される電源電力は、制御ボックスＣＢ（１）またはＣＢ（２）の箇所で分岐され、分岐した箇所に接続した枝線サブハーネスＬＳを経由して各補機ＡＥに供給される。
【０１０３】
＜幹線の構成例＞
バックボーン幹線ＢＢ＿ＬＭの構成例を図３（ａ）および図３（ｂ）に示す。図３（ａ）に示した例では、バックボーン幹線ＢＢ＿ＬＭは独立した２系統の電源ラインＬ１、Ｌ２と、アースラインＬ３と、２本の電線で構成される通信ラインＬ４、Ｌ５とを備えている。これらの電源ラインＬ１、Ｌ２、アースラインＬ３、通信ラインＬ４、およびＬ５は、互いに並走するように、すなわち互いに平行な線路として配置されている。なお、各補機ＡＥが車体アースなど、他の経路で電源のアースと接続できる環境であれば、アースラインＬ３をバックボーン幹線ＢＢ＿ＬＭの構成要素から除外することもできる。
【０１０４】
また、図３（ａ）に示した例では、２系統の電源ラインＬ１およびＬ２は、いずれも共通の１２［Ｖ］の直流電源電圧を扱うように、構成されている。また、制御ボックスＣＢは、２系統の電源ラインＬ１およびＬ２のいずれか一方のみを選択して下流側に供給する機能を備えている。したがって、例えばバックボーン幹線ＢＢ＿ＬＭの途中で電源ラインＬ１、Ｌ２のいずれか一方のみが断線したような場合には、残りの正常な経路を用いて、各制御ボックスＣＢは電力供給を継続することができる。
【０１０５】
図３（ｂ）に示した例では、バックボーン幹線ＢＢ＿ＬＭは、独立した２系統の電源ラインＬ１、Ｌ２Ｂと、アースラインＬ３と、２本の電線で構成される通信ラインＬ４、Ｌ５とを備えている。２系統の電源ラインＬ１、Ｌ２Ｂのうち、一方の電源ラインＬ１は１２［Ｖ］の直流電源電圧を扱うように構成されている。また、他方の電源ラインＬ２Ｂは４８［Ｖ］の直流電源電圧を扱うように構成されている。
【０１０６】
したがって、図３（ｂ）に示した構成においては、制御ボックスＣＢが２種類の電源電圧のいずれかを選択して配下の補機ＡＥに供給することができる。そのため、例えば負荷の特性や状況に応じて適切な電源電圧を自動的に選択することもできる。例えば、電力消費が大きい負荷の場合には、大きな電源電流が流れて供給線路における電圧降下が増大するので、高い電源電圧を選択することで、電力損失の増大を抑制できる。また、図３（ｂ）に示した例と同様に、電源ラインＬ１、Ｌ２Ｂのいずれか一方のみが断線したような場合には、残りの正常な経路を用いて、各制御ボックスＣＢは電力供給を継続することができる。
【０１０７】
なお、２種類の電源電圧を使用する場合には、主電源側で、電圧を１２［Ｖ］から４８［Ｖ］に昇圧してバックボーン幹線ＢＢ＿ＬＭに供給することもできるし、いずれかの制御ボックスＣＢの内部で、バックボーン幹線ＢＢ＿ＬＭから供給された電圧が１２［Ｖ］の電力を昇圧して４８［Ｖ］の電力を生成することもできる。
【０１０８】
＜電源系統の回路構成例＞
制御ボックスＣＢ内部の電源系統に関する具体的な構成例を図４に示す。この構成においては、制御ボックスＣＢの内部に、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）ＣＢａ、スイッチ回路ＣＢｂ、およびブリッジ回路ＣＢｃが備わっている。
【０１０９】
また、マイクロコンピュータＣＢａはＦＰＧＡ（field-programmable gate array）で構成されているため、外部からのプログラムの書き換え指示（リプログラム）により構成および動作を再構成できる。なお、本明細書におけるＦＰＧＡの構成は一例である。
【０１１０】
また、マイクロコンピュータＣＢａには通信ラインＬｘを経由して所定の診断ツールＤＴが接続される。実際には、車両の工場で調整を行ったりメンテナンスを行う際にのみ、診断ツールＤＴを接続する場合もあるし、常時診断を行って自動的に問題を回避できるように、診断ツールＤＴを標準的に車両に搭載しておく場合もある。
【０１１１】
なお、通信ラインＬｘについては、バックボーン幹線ＢＢ＿ＬＭ内の通信ラインＬ４、Ｌ５をそのまま利用することもできるし、専用の通信線として別途用意することもできる。所定の管理者が、診断ツールＤＴを用いて指示を与えることにより、あるいは所定の修復プログラムの実行により、診断ツールＤＴがマイクロコンピュータＣＢａの構成および動作に関するプログラムの書き換えを行うことができる。
【０１１２】
スイッチ回路ＣＢｂは、バックボーン幹線ＢＢ＿ＬＭの電源ラインＬ１又はＬ２から供給される直流電源電圧（＋Ｂ）の電力を、複数の出力系統に分岐すると共に、出力系統毎に通電のオンオフを切り替える複数個のスイッチング素子を備えている。図４の例では、６個のパワーＦＥＴ（電界効果トランジスタ）をスイッチング素子として採用している。これらのスイッチング素子の各々は、マイクロコンピュータＣＢａの出力によりオンオフできるように構成されている。また、これらのスイッチング素子の動作に関しては、単純なオンオフの他に、例えばオンオフのパルス幅制御（ＰＷＭ）を行うことにより、出力電力調整機能を持たせることも可能である。
【０１１３】
ブリッジ回路ＣＢｃは、スイッチ回路ＣＢｂの出力側にある複数の出力系統の間をブリッジとして相互に接続するための複数個のスイッチング素子を備えている。これらのスイッチング素子も、マイクロコンピュータＣＢａの出力によりオンオフできるように構成されている。
【０１１４】
＜電力制御機能の構成例＞
制御ボックスＣＢが備える電力制御機能ＣＢｘの具体例を図５に示す。この例では、代表的な電力制御機能として図５に示した６種類の機能ＣＢｘ０、ＣＢｘ１、ＣＢｘ２、ＣＢｘ３、ＣＢｘ４、およびＣＢｘ５が制御ボックスＣＢに備わっている。これらの機能はマイクロコンピュータＣＢａが実行する処理により実現する。
【０１１５】
機能ＣＢｘ０：マイクロコンピュータＣＢａが様々な状況を検出し、検出した状況に応じて、バックボーン幹線ＢＢ＿ＬＭから供給される複数系統の電力の全てまたはいずれか一方のみの電力を選択的に下流、すなわち補機ＡＥ側に供給する。例えば、バックボーン幹線ＢＢ＿ＬＭが図３（ａ）に示した構成の場合に、電源ラインＬ１、Ｌ２のいずれか一方の断線を検知すると、電源ラインＬ１、Ｌ２のうち正常な経路から供給される電力のみを出力経路に供給する。また、例えば、バックボーン幹線ＢＢ＿ＬＭが図３（ｂ）に示した構成の場合に、仕様として、または実際の負荷電流が大きい補機ＡＥが接続されている出力系統に対しては、電源ラインＬ２Ｂから供給される電圧が高い（４８［Ｖ］）電力を優先的に選択して出力に供給する。
【０１１６】
機能ＣＢｘ１：マイクロコンピュータＣＢａが枝線毎に、供給すべき電力の種類を識別する。具体的な電力の種類としては、常時電力が供給される「＋Ｂ」と、アクセサリスイッチのオンオフに連動して電力供給の有無が制御される「ＡＣＣ」と、イグニッションスイッチのオンオフに連動して電力供給の有無が制御される「ＩＧ」などがある。マイクロコンピュータＣＢａは、その配下に接続されている補機ＡＥの種類を識別することにより、「＋Ｂ，ＡＣＣ，ＩＧ」の中でより適切な種類の電力を選択的に該当する枝線に供給する。なお、プログラムの定数データにより事前に決定された種類の電力を各枝線に供給してもよいし、実際に接続されている補機ＡＥからＩＤなどの情報を取得して電力の種類を識別してもよい。
【０１１７】
機能ＣＢｘ２：マイクロコンピュータＣＢａは、車両側に備わっているアクセサリスイッチおよびイグニッションスイッチのオンオフ状態を監視して、種類毎に各出力系統の電力のオンオフを制御する。すなわち、電力の種類として「ＡＣＣ：アクセサリ」が割り当てられた出力系統の枝線に対しては、アクセサリスイッチがオンの時のみスイッチ回路ＣＢｂを導通にして電力を供給し、アクセサリスイッチがオフの時は電力を遮断する。また、電力の種類として「ＩＧ：イグニッション」が割り当てられた出力系統の枝線に対しては、イグニッションスイッチがオンの時のみスイッチ回路ＣＢｂを導通にして電力を供給し、イグニッションスイッチがオフの時は電力を遮断する。
【０１１８】
機能ＣＢｘ３：マイクロコンピュータＣＢａは、診断ツールＤＴの指示に従い、各枝線へ供給する電源電力の種類「＋Ｂ，ＡＣＣ，ＩＧ」を変更（リプログラム）する。例えば、スイッチ回路ＣＢｂ中の素子「ＦＥＴ４」が出力する電力の種類を標準状態では「ＩＧ」に割り当てておく。そして、変更すべき何らかの必要性が生じた時に、マイクロコンピュータＣＢａのリプログラムを実行し、素子「ＦＥＴ４」が出力する電力の種類を「ＡＣＣ」に変更する。このような変更は、マイクロコンピュータＣＢａが素子「ＦＥＴ４」に与える制御信号の制御条件に影響を及ぼす。つまり、電力の種類として「ＩＧ」が割り当てられている場合には、イグニッションスイッチの状態に応じて素子「ＦＥＴ４」への制御信号が変化し、電力の種類として「ＡＣＣ」が割り当てられている場合には、アクセサリスイッチの状態に応じて素子「ＦＥＴ４」への制御信号が変化する。
【０１１９】
機能ＣＢｘ４：マイクロコンピュータＣＢａは、出力側に接続される枝線毎に、該当する電線を保護する。具体的には、出力系統毎に実際の通電電流を計測し、この通電電流から熱量を算出して、所定以上の温度上昇が生じる前に、スイッチ回路ＣＢｂの該当する系統を遮断する。
【０１２０】
機能ＣＢｘ５：マイクロコンピュータＣＢａは、スイッチ回路ＣＢｂの素子毎に、故障の有無を検出し、故障発生を検知した場合はそれを自動的に回避して機能を維持する。具体的には、ブリッジ回路ＣＢｃを用いて隣接する出力系統間を互いに接続し、故障が発生した素子を通らない経路を一時的に利用して出力側への電力供給を継続する。
【０１２１】
なお、上記の「＋Ｂ，ＡＣＣ，ＩＧ」の代わりに、電力の種類の新しい区分として、「＋ＢＡ」、「ＩＧＰ」、「ＩＧＲ」を採用することもできる。「＋ＢＡ」は、ユーザが車両に近づいた時にオンになる系統の電力を表す。「ＩＧＰ」は、イグニッションがオンになり、エンジンがフルの状態でオンになる系統の電力を表す。「ＩＧＲ」は、タイヤが回っているときにオンになる系統の電力を表す。このような新区分の電力種類を採用する場合であっても、制御に必要な情報を取得することにより、図５に示した各機能ＣＢｘ１およびＣＢｘ２を同様に実現できる。
【０１２２】
＜通信に関する特徴的な技術＞
＜切れない通信のための技術＞
車両上に搭載される通信システムの構成例を図６に示す。図６に示した構成では、リング状に形成された通信用幹線ＢＢ＿ＬＣを採用している。なお、図６には示してないが、この通信用幹線ＢＢ＿ＬＣは、電力供給用のワイヤハーネスあるいは、特別に用意された電源ラインを含むバックボーン幹線と一体的に構成される。
【０１２３】
図６に示した構成では、通信用幹線ＢＢ＿ＬＣの途中に分散した状態で複数の制御ボックスＣＢ（１）〜ＣＢ（４）が接続されている。また、制御ボックスＣＢ（１）〜ＣＢ（４）の配下には、それぞれ枝線サブハーネスＬＳ（１）〜ＬＳ（４）を介して補機ＡＥ（１）〜ＡＥ（４）が接続されている。これらの補機ＡＥは、車両上に配置される様々な負荷や、電子制御ユニット（ＥＣＵ）のような電装品に相当する。
【０１２４】
複数の制御ボックスＣＢ（１）〜ＣＢ（４）の各々は、幹線から分岐した電力を枝線サブハーネスＬＳを経由して補機ＡＥに供給したり、通信用幹線ＢＢ＿ＬＣを経由する通信経路の分岐を行うための機能を備えている。各枝線サブハーネスＬＳは、電源ラインおよび通信ラインを備えている。また、枝線サブハーネスＬＳがアースラインを含む場合もある。
【０１２５】
図６に示した構成のシステムにおいて、補機ＡＥ（１）と補機ＡＥ（２）との間で通信を行う場合を想定する。この場合、リング状の通信用幹線ＢＢ＿ＬＣのうち、制御ボックスＣＢ（１）と制御ボックスＣＢ（２）との間の経路を利用することにより、最短距離の経路で通信できる。
【０１２６】
但し、通信用幹線ＢＢ＿ＬＣの一部分で断線が発生する場合がある。しかし、仮に制御ボックスＣＢ（１）と制御ボックスＣＢ（２）との間の経路で通信用幹線ＢＢ＿ＬＣが断線したとしても、この経路全体がリング形状であるため、別の経路を利用することができる。すなわち、制御ボックスＣＢ（１）から制御ボックスＣＢ（４）およびＣＢ（３）を順次に経由して制御ボックスＣＢ（２）に至る通信経路を利用できるので、補機ＡＥ（１）と補機ＡＥ（２）との間の通信経路が途切れることはない。
【０１２７】
なお、図２に示したバックボーン幹線ＢＢ＿ＬＭのように直線的な経路の通信システムであっても、図６に示したリング形状の通信用幹線ＢＢ＿ＬＣをそのまま適用することが可能である。例えば、直線的なバックボーン幹線ＢＢ＿ＬＭ上に、往路の通信用幹線ＢＢ＿ＬＣと、復路の通信用幹線ＢＢ＿ＬＣとの２つを１組として平行に配置し、往路と復路の通信用幹線ＢＢ＿ＬＣを端部でそれぞれ接続することにより、リング形状の、すなわち閉ループの通信経路を構成できる。
【０１２８】
＜接続部のセキュリティ技術＞
＜物理的手段を用いた保護＞
各制御ボックスＣＢの接続部Ｃｎｘを物理的に保護するための技術の具体例を図８（ａ）、図８（ｂ）、および図８（ｃ）にそれぞれ示す。図８（ａ）、図８（ｂ）、および図８（ｃ）に示した回路基板ＣＢｄは、各制御ボックスＣＢの内部に装備されている。
【０１２９】
制御ボックスＣＢ（１）〜ＣＢ（４）の各々は、枝線サブハーネスＬＳ等を介して様々な補機ＡＥを配下に接続できるように、複数のコネクタを有する接続部Ｃｎｘを備えている。これらのコネクタは、例えばＵＳＢ（Universal Serial Bus）のような所定の規格に適合するように構成され、同時に複数の機器を接続できるように複数のコネクタを並べた状態で配置してある。
【０１３０】
しかし、車両の車種の違い、グレードの違い、仕向地の違い、車両を購入したユーザのオプション選択の違いなどにより、特定の制御ボックスＣＢについては、接続部Ｃｎｘのコネクタの全てが使用されない状態になったり、接続部Ｃｎｘのコネクタの一部が使用されない状態になる可能性がある。また、車両の車種の違い、グレードの違い、仕向地の違い等を反映するように各制御ボックスＣＢの構成を変更すると、これらの構成を共通化できないため、制御ボックスＣＢの品番数が増え、製造コストも増大する。
【０１３１】
一方、車両出荷時の規定の状態で枝線サブハーネスＬＳ等が何も接続されない空き状態のコネクタが接続部Ｃｎｘに存在する場合には、空き状態のコネクタに対してユーザまたは第三者が勝手に何らかの機器を不正に接続する可能性がある。このような不正を防止するために、図８（ａ）、図８（ｂ）、および図８（ｃ）に示した物理的な構成を用いる。
【０１３２】
図８（ａ）に示した構成においては、接続部Ｃｎｘの６個全てのコネクタが使用されない場合を想定している。したがって、接続部Ｃｎｘのコネクタ全てが勝手に使用されないように、物理的な鍵付きカバーＫｃ１を用いて、全コネクタの開口部等を閉塞する。
【０１３３】
鍵付きカバーＫｃ１は、接続部Ｃｎｘの外側を覆うカバーであり、接続部Ｃｎｘにしっかりと固定することができる。また、鍵付きカバーＫｃ１は鍵機構を内蔵しており、事前に用意した特定の物理的な解除キーＫｋを用いて操作しない限り、鍵付きカバーＫｃ１の固定を解除することはできない構造になっている。したがって、解除キーＫｋを所持しない人がこの接続部Ｃｎｘのコネクタに何らかの機器を不正に接続することはできない。
【０１３４】
図８（ｂ）に示した構成においては、接続部Ｃｎｘの一部のコネクタには所定の枝線サブハーネスＬＳ等が接続され、残りのいくつかのコネクタが空き状態になる場合を想定している。したがって、接続部Ｃｎｘのうち、空き状態のコネクタに対しては、勝手に使用されないように、物理的な鍵付きカバーＫｃ２を用いて、コネクタの開口部等を個別に閉塞する。
【０１３５】
鍵付きカバーＫｃ２は、接続部Ｃｎｘにある形状および大きさが同じ６個のコネクタのいずれか１つに装着することにより、該当する１つの開口部を閉塞した状態でコネクタに固定できる構造になっている。また、鍵付きカバーＫｃ１と同様に、鍵機構を内蔵しており、事前に用意した特定の物理的な解除キーＫｋを用いて操作しない限り、鍵付きカバーＫｃ２の固定を解除することはできない構造になっている。
【０１３６】
図８（ｃ）に示した構成においては、接続部Ｃｎｘの一部のコネクタには所定の枝線サブハーネスＬＳ等が接続され、残りのいくつかのコネクタが空き状態になる場合を想定している。したがって、接続部Ｃｎｘのうち、空き状態のコネクタに対しては、勝手に使用されないように、物理的な封印用シールＫｓを用いて、コネクタの開口部等を個別に閉塞する。なお、複数のコネクタの開口部を１つの封印用シールＫｓで一括して覆うように構成してもよい。
【０１３７】
封印用シールＫｓは、例えば細長く薄いテープ状に形成され、樹脂などで形成されている。また、一般的に市販されている他のシールと明確に区別できるように、例えば表面等に特殊な模様などが印刷等により形成されている。また、封印用シールＫｓは、その長手方向の両端部が、接着等により接続部Ｃｎｘに固定される。
【０１３８】
封印用シールＫｓにより使用できないように開口部が覆われた特定のコネクタをユーザ等が不正に使用する場合には、封印用シールＫｓを破ったり、接着箇所をはがすことになるため、封印を解除した形跡を物理的に残すことができる。つまり、コネクタの不正な使用に関する確認を、所定の管理者等が事後に容易に行うことができる。
【０１３９】
＜制御による保護＞
各制御ボックスＣＢの接続部Ｃｎｘを電気的な制御により保護するための技術の具体例を図９に示す。すなわち、回路基板ＣＢｄ上に設けられた図示しないマイクロコンピュータが、図９の制御を実行し、接続部Ｃｎｘにおける未使用のコネクタを不正使用から保護する。
【０１４０】
回路基板ＣＢｄ上のマイクロコンピュータは、診断ツールなどを利用して事前に書き込まれたプログラムおよび定数データに基づき、マイクロコンピュータが管理している接続部Ｃｎｘにおけるコネクタ毎の使用有無を把握している。また、このマイクロコンピュータは、各々のコネクタに設けられた複数の端子の電圧を監視することにより、各々のコネクタに何らかの機器が接続されたか否かを実際に検知できる。
【０１４１】
このマイクロコンピュータは、ステップＳ１１で、各通信ポート用コネクタの接続の有無を、コネクタ毎に監視する。そして、各コネクタに対する新たな接続を検知すると、ステップＳ１２からステップＳ１３に進む。そして、新たな接続を検知したコネクタが、未使用のコネクタとして登録されている場合には、次のステップＳ１４に進み、不正接続の検知処理を実行する。
【０１４２】
ステップＳ１４の処理により、例えば、不正使用されたことを表すデータを不揮発性メモリに保存したり、不正使用に関する異常表示を、メータユニットなどのディスプレイを用いて実行する。更に、該当するコネクタの通信を自動的に遮断して、機器の不正使用を防止することもできる。
【０１４３】
＜様々な仕様の通信網および通信機器を相互接続するための技術＞
車両に搭載される通信システムの構成例を図７に示す。図７に示した通信システムは、通信用幹線ＢＢ＿ＬＣを備えている。なお、図７には示してないが、この通信用幹線ＢＢ＿ＬＣは、電力供給用のワイヤハーネスあるいは、特別に用意された電源ラインを含むバックボーン幹線と一体的に構成される。また、このバックボーン幹線には、アースラインが必要に応じて装備される。
【０１４４】
図７に示した構成においては、共通の通信用幹線ＢＢ＿ＬＣ上に複数の制御ボックスＣＢ（１）、ＣＢ（２）、ＣＢ（３）が複数のエリアＡＲ１、ＡＲ２、ＡＲ３に分散した状態で接続してある。エリアＡＲ１、ＡＲ２、ＡＲ３等の具体例としては、エンジンルーム、インパネ領域、フロア領域、ラゲッジルームなどが想定される。
【０１４５】
制御ボックスＣＢ（１）〜ＣＢ（３）の各々は、幹線上に供給される電力を分岐して補機ＡＥに供給する機能や、通信線の経路を分岐して接続経路を確保するための機能を有している。更に、図７に示した構成では、複数の制御ボックスＣＢ（１）、ＣＢ（２）、ＣＢ（３）の各々は、ゲートウェイＧＷを備えている。
【０１４６】
図７に示した複数のゲートウェイＧＷ（１）〜ＧＷ（３）の各々は、基本的には通信プロトコル等の仕様が異なるネットワーク同士または機器同士を接続するための機能を提供する。
【０１４７】
例えば、車両上のシステムにおいては、ＣＡＮ（Controller Area Network）、ＣＡＮ＿ＦＤ（CAN with Flexible Data Rate）、ＣＸＰＩ（Clock Extension Peripheral Interface）、イーサネット（登録商標）、光通信網などのように互いに仕様が異なる様々な規格の通信機器やネットワークが、例えばエリア毎、車種毎等で採用される可能性がある。これらの仕様の違いをゲートウェイＧＷで吸収することにより、仕様が異なる機器同士を相互に接続し通信することが可能になる。
【０１４８】
図７に示した構成においては、エリア毎にそれぞれゲートウェイＧＷが制御ボックスＣＢに備わっているので、エリア毎に通信仕様が異なる場合であっても、ゲートウェイＧＷを使用して相互に通信回線を接続することができる。
【０１４９】
＜高速通信を可能にするための技術およびゲートウェイの技術＞
光通信機能およびゲートウェイ機能を備えた制御ボックスＣＢおよびバックボーン幹線ＢＢ＿ＬＭの通信系の構成例を図１０に示す。また、通信系統に電源電力を供給するための構成例を図１１に示す。
【０１５０】
図１０に示したシステムにおいても、バックボーン幹線ＢＢ＿ＬＭに制御ボックスＣＢが接続されている。また、図１０に示したバックボーン幹線ＢＢ＿ＬＭは、電源ラインＬ１、Ｌ２、アースラインＬ３、通信ラインＬ４Ｂ、Ｌ５Ｂを備えている。なお、ＧＮＤはグランド、すなわちアースを意味している。
【０１５１】
図１０の例では電源ラインＬ１は車両のメインバッテリー（ＢＡＴＴ）と接続され、電源ラインＬ２はサブバッテリーと接続される。また、通信ラインＬ４ＢおよびＬ５Ｂは、光通信に対応するためにそれぞれ光ファイバで構成されている。幹線で光通信を採用することにより、車両上の様々な箇所で高速通信の実施が可能になる。また、ノイズの影響を受けにくくなる。
【０１５２】
また、図１０に示した制御ボックスＣＢは、光通信の他に、イーサネット（登録商標）、ＣＡＮ＿ＦＤ、ＣＸＰＩの各通信機能に対応している。具体的には、８組の通信ポートコネクタＣＰ１〜ＣＰ８が制御ボックスＣＢに備わっている。通信ポートコネクタＣＰ１、ＣＰ２はイーサネット（登録商標）専用の通信ポートであり、通信ポートコネクタＣＰ３〜ＣＰ８の各々は、ＣＡＮ＿ＦＤおよびＣＸＰＩのいずれかの仕様を選択可能な通信ポートである。また、８組の通信ポートコネクタＣＰ１〜ＣＰ８の各々は、金属（メタル）の通信線に対応した仕様になっている。分岐線をメタル仕様にすることで、分岐線の部品コストを低減できる。
【０１５３】
図１０に示したように、この制御ボックスＣＢは、電源回路ＣＢ０１、ゲートウェイ用制御回路ＣＢ０２、ＰＨＹ回路ＣＢ０３、ＣＢ０４、ＣＢ０５、ＣＢ０６、ネットワークスイッチＣＢ０７、ＣＢ０８、トランシーバＣＢ０９、ＣＢ１０、および切替回路ＣＢ１１を備えている。
【０１５４】
電源回路ＣＢ０１は、電源ラインＬ１、Ｌ２およびアースラインＬ３と接続されており、バックボーン幹線ＢＢ＿ＬＭから供給される電源電力に基づいて、ゲートウェイ用制御回路ＣＢ０２等の各回路が必要とする電源電圧、例えば「＋５［Ｖ］」を生成する。
【０１５５】
ゲートウェイ用制御回路ＣＢ０２は、マイクロコンピュータ（略してマイコン）により構成されており、ゲートウェイ（ＧＷ）の機能を実現する。すなわち、規格が異なる通信間のプロトコル変換や、信号切替の制御を実施する。切替回路ＣＢ１１を切り替えるための制御信号も生成する。
【０１５６】
ＰＨＹ回路ＣＢ０３、ＣＢ０４、ＣＢ０５、ＣＢ０６は、イーサネット（登録商標）における物理層（PHYsical Layer）のインタフェース機能を提供する。また、ＰＨＹ回路ＣＢ０３およびＣＢ０４の各々は、光信号の２波長に対応し、光信号と電気信号との相互変換を行ったり、デジタル信号とアナログ信号との相互変換を行う機能を有している。また、ＰＨＹ回路ＣＢ０５、ＣＢ０６は、イーサネット（登録商標）のメタル規格の信号に対応し、デジタル信号とアナログ信号との相互変換を行う機能を有している。
【０１５７】
ネットワークスイッチＣＢ０７、ＣＢ０８は、イーサネット（登録商標）の規格に対応したスイッチ回路であり、受信したデータの宛先を見て、接続された各機器への転送の可否を判断する機能を有している。
【０１５８】
図１０に示した構成においては、ネットワークスイッチＣＢ０７は、車両システム上のシャシー系、およびパワートレイン系の制御機能を割り当ててある。また、ネットワークスイッチＣＢ０８は、車両システム上のボディ系、エンターテインメント系、運転支援系、および高度運転支援系の制御機能を割り当ててある。ネットワークスイッチＣＢ０７は、ＰＨＹ回路ＣＢ０３およびＣＢ０４と、ゲートウェイ用制御回路ＣＢ０２との間に接続してある。また、ネットワークスイッチＣＢ０８は、ＰＨＹ回路ＣＢ０３〜ＣＢ０６と、ゲートウェイ用制御回路ＣＢ０２との間に接続してある。
【０１５９】
トランシーバＣＢ０９およびＣＢ１０は、ゲートウェイ用制御回路ＣＢ０２と切替回路ＣＢ１１との間に接続してある。トランシーバＣＢ０９はＣＡＮ＿ＦＤの規格に対応した信号の送受信を行う機能を有している。また、トランシーバＣＢ１０はＣＸＰＩの規格に対応した信号の送受信を行う機能を有している。
【０１６０】
切替回路ＣＢ１１は、２本の通信線を使用するＣＡＮ＿ＦＤと、１本の通信線のみを使用するＣＸＰＩとを共通の通信ポートコネクタＣＰ３〜ＣＰ８で使用可能にするための切り替え機能を有している。具体的には、通信ポートコネクタＣＰ３〜ＣＰ８の各々に接続する信号を切り替えるために１２個のスイッチング素子を備えている。これらのスイッチング素子のオンオフをゲートウェイ用制御回路ＣＢ０２が出力する各制御信号で制御することにより、ＣＡＮ＿ＦＤと、ＣＸＰＩのいずれか一方の仕様に合わせた信号を通信ポートコネクタＣＰ３〜ＣＰ８で使用できる。
【０１６１】
なお、例えばカメラや各種センサの信号のように比較的高い通信速度が必要とされる補機ＡＥを制御ボックスＣＢの配下に接続する場合には、例えば通信ポートコネクタＣＰ１又はＣＰ２を用いることにより、高速通信の要求仕様を満たすことが可能になる。また、比較的低速の通信を行う補機ＡＥを接続する場合には、通信ポートコネクタＣＰ３〜ＣＰ８を使用することにより、必要最小限の通信機能を確保できる。
【０１６２】
通信ポートコネクタＣＰ１〜ＣＰ８の各々に電源電力を供給するための回路構成例を図１１に示す。図１１の構成においては、制御ボックスＣＢに設けた端子ＣＢｚ１、ＣＢｚ２が主電源と接続されている。具体的には、メインバッテリーＭＢに内蔵されたヒュージブルリンクＦＬを経由して、端子ＣＢｚ１がメインバッテリーＭＢの正極と接続されている。制御ボックスＣＢの端子ＣＢｚ２はメインバッテリーＭＢの負極と接続されている。また、端子ＣＢｚ１およびＣＢｚ２は、それぞれバックボーン幹線ＢＢ＿ＬＭの電源ラインＬ１およびアースラインＬ３と接続されている。なお、バックボーン幹線ＢＢ＿ＬＭの電源ラインＬ２は、例えば図示しないサブバッテリーの正極と接続される。
【０１６３】
そして、８系統の通信ポートコネクタＣＰ１〜ＣＰ８の各々に電源電力を供給するための電源回路ＣＢ０１ａが制御ボックスＣＢに内蔵されている。この電源回路ＣＢ０１ａは、通信ポートコネクタの系統毎に、スイッチ回路ＳＷ０１、ＳＷ０２、ダイオードＤ１およびＤ２をそれぞれ備えている。
【０１６４】
スイッチ回路ＳＷ０１およびＳＷ０２の各々は、制御ボックスＣＢ内の制御回路がオンオフ制御可能なスイッチング素子と、ヒューズとの直列回路として構成されている。ダイオードＤ１およびＤ２は逆流防止の機能を有する。
【０１６５】
したがって、スイッチ回路ＳＷ０１、ＳＷ０２のうち、ＳＷ０１のみをオンにすることで、主電源からの電力を、通信ポートコネクタＣＰ１〜ＣＰ８の各々に供給することができる。また、スイッチ回路ＳＷ０１、ＳＷ０２のうち、ＳＷ０２のみをオンにすることで、サブ電源からの電力を、通信ポートコネクタＣＰ１〜ＣＰ８の各々に供給することができる。
【０１６６】
＜特別な光通信技術＞
＜複数種類の通信経路の組み合わせ＞
車載システムの通信系の構成例を図５４に示す。図５４に示した車載システムは、５つの制御ボックスＣＢ（１）〜ＣＢ（５）を備えている。また、３つの制御ボックスＣＢ（１）、ＣＢ（２）、ＣＢ（３）の間はリング形状に構成された通信用幹線ＢＢ＿ＬＣで接続されている。更に、制御ボックスＣＢ（１）と制御ボックスＣＢ（４）の間がＰ２Ｐ（Peer to Peer）の通信線路ＬＰＰ１で接続され、制御ボックスＣＢ（１）と制御ボックスＣＢ（５）の間がＰ２Ｐの通信線路ＬＰＰ２で接続されている。そして、通信用幹線ＢＢ＿ＬＣ、通信線路ＬＰＰ１、およびＬＰＰ２のいずれについても、光通信を採用している。
【０１６７】
光通信を採用する場合、制御ボックスＣＢに相当する通信経路上の各中継ノードは、受信した光信号を電気信号に変換し、この電気信号を再び光信号に変換してから送信経路に送り出すように処理する。したがって、中継ノード毎に光信号の遅延が発生する。また、システム全体の通信経路をリング形状に構成する場合には、接続した中継ノードの数が増えるに従い、光信号の遅延が増大する。
【０１６８】
一方、図５４に示した車載システムにおいては、リング形状の通信用幹線ＢＢ＿ＬＣと、Ｐ２Ｐの通信線路ＬＰＰ１、ＬＰＰ２とを組み合わせてあるので、信号の遅延を抑制し、高速通信を行うことができる。すなわち、リング形状の通信用幹線ＢＢ＿ＬＣ上のノード数が３であるため、このリング上で発生する遅延を最小限に抑制できる。
【０１６９】
したがって、例えば制御ボックスＣＢ（３）と制御ボックスＣＢ（４）との間で光通信を行う場合に、通信経路全体がリング形状である場合と比べて、信号遅延が少なくなり、高速通信が可能になる。
【０１７０】
また、リング形状の通信用幹線ＢＢ＿ＬＣを備えているので、通信経路に冗長性があり、通信の信頼性が向上する。すなわち、通信用幹線ＢＢ＿ＬＣ上の１箇所で断線等が発生した場合には、断線していない別の経路を利用して通信を継続できる。なお、幹線を光通信用の伝送路で形成し、枝線を電気信号用の伝送路で形成し、これらを組み合わせてもよい。
【０１７１】
＜複数波長の光信号の同時利用＞
図５４に示した車載システムにおける通信用幹線ＢＢ＿ＬＣの断面の構成例を図５５に示す。すなわち、図５４に示した通信用幹線ＢＢ＿ＬＣは、図５５に示すように、往路を構成する光ファイバケーブルＦＢＣ１と、復路を構成する光ファイバケーブルＦＢＣ２とを備えている。また、光ファイバケーブルＦＢＣ１、ＦＢＣ２の各々は、２本の光ファイバＦＢ１１、ＦＢ１２を内蔵している。
【０１７２】
本実施形態では、扱う光信号として特定の波長λ１と、λ１とは波長の異なる波長λ２を同時に利用している。そして、図５５に示すように一方の光ファイバケーブルＦＢＣ１は波長λ１の光信号を伝送し、もう一方の光ファイバケーブルＦＢＣ２は波長λ２の光信号を伝送するように構成されている。
【０１７３】
したがって、通信用幹線ＢＢ＿ＬＣ上では２波長の光信号により２つの通信経路を同時に確保することができ、冗長性を持たせることができる。これにより、通信の信頼性を向上できる。
【０１７４】
具体例として、重要度または優先度に応じて２種類の波長の光信号を使い分ける。例えば、車両上で重要な負荷の制御に利用する信号は波長λ１の光信号に割り当て、重要度が低い負荷の制御に利用する信号は波長λ２の光信号に割り当てる。そして、重要度の高い波長λ１の光信号の通信が途絶えた場合には、送信すべき情報を、自動的に波長λ２の光信号に切り替える。これにより、通信を継続するための経路を確保できる。このような制御は、各制御ボックスＣＢ上でマイクロコンピュータ等を利用して行うことができる。
【０１７５】
＜波長多重化／時分割多重（ＴＤＭ）の利用＞
波長多重および時分割多重を行う光信号の構成例を図５６に示す。また、光波長多重通信を行う車載システムの通信系の構成例を図５７に示す。
【０１７６】
例えば、波長λ１の光信号と波長λ２の光信号とを同時に利用する場合には、２つの光信号の波長が異なるため、これらを図５６に示すように波長多重化して１本の光ファイバで伝送することができる。
【０１７７】
したがって、例えば図５５に示した２本の光ファイバＦＢ１１、ＦＢ１２のいずれか一方を削減することができる。また、波長λ１の光信号に高い優先度を割り当て、波長λ２の光信号に低い優先度を割り当てることもできる。更に、光信号を時分割多重化することにより、１つの通信回線で図５６に示すように複数チャネルの光信号ｃｈ１、ｃｈ２、ｃｈ３を順次に伝送することができる。
【０１７８】
図５７に示した車載システムは、３つの制御ボックスＣＢ（１）、ＣＢ（２）、およびＣＢ（３）を通信用幹線ＢＢ＿ＬＣを介して互いに接続してある。図５７に示した通信用幹線ＢＢ＿ＬＣは、往路と復路の各１本の光ファイバで構成してあり、全体としてリング形状に構成されている。
【０１７９】
通信用幹線ＢＢ＿ＬＣの１本の光ファイバ上に、図５６に示したように波長多重化および時分割多重化した光信号を送り込み、制御ボックスＣＢ（１）〜ＣＢ（３）の間で光通信を行うことができる。
【０１８０】
図５７に示した制御ボックスＣＢ（１）〜ＣＢ（３）の各々は、受信側の回路と送信側の回路とを備えている。受信側の回路には、スプリッタ５７−１、光／電気変換部（Ｏ／Ｅ）５７−２、５７−３、分岐部（ＤＲＯＰ）５７−４、５７−５、および時分割分離部５７−６が備わっている。また、送信側の回路には時分割多重化部５７−７、挿入部（ＡＤＤ）５７−８、５７−９、電気／光変換部（Ｅ／Ｏ）５７−１０、および５７−１１が備わっている。
【０１８１】
すなわち、制御ボックスＣＢ（１）〜ＣＢ（３）においては、通信用幹線ＢＢ＿ＬＣ内の１本の光ファイバから受信側の回路に光信号が入射する。この光信号は、スプリッタ５７−１において、２つの波長λ１、λ２に分離される。分離された波長λ１の光信号は、光／電気変換部５７−２で電気信号に変換され、分岐部５７−４で２系統に分岐される。分岐された一方の電気信号は時分割分離部５７−６に入力され、他方の電気信号は送信側の回路に入力される。
【０１８２】
同様に、分離された波長λ２の光信号は、光／電気変換部５７−３で電気信号に変換され、分岐部５７−５で２系統に分岐される。分岐された一方の電気信号は時分割分離部５７−６に入力され、他方の電気信号は送信側の回路に入力される。時分割分離部５７−６は、分岐部５７−４、５７−５の出力から入力される電気信号を時間毎に区分して、複数チャネル（ｃｈ１、ｃｈ２、ｃｈ３）の信号にそれぞれ分離される。
【０１８３】
例えば、制御ボックスＣＢ（１）は、時分割分離部５７−６が出力する１番目のチャネルの受信信号を補機ＡＥ１１（ＡＤＡＳＥＣＵ）に与える。また、制御ボックスＣＢ（２）は、時分割分離部５７−６が出力する２番目のチャネルの受信信号を利用できる。また、制御ボックスＣＢ（３）は、時分割分離部５７−６が出力する３番目のチャネルの受信信号を補機ＡＥ３１（リアモニタ）に与える。
【０１８４】
制御ボックスＣＢ（１）の送信側の回路においては、この制御ボックスＣＢに割り当てられたチャネル（ｃｈ１）を利用し、補機ＡＥ１２（ridar）の信号を優先度の高い信号として、補機ＡＥ１３（ＤＶＤプレーヤ）の信号を優先度の低い信号として、それぞれ時分割多重化部５７−７に入力する。時分割多重化部５７−７は、入力された２系統の信号のそれぞれを、該当するチャネルのタイミングに割り当てて、時分割多重化した電気信号を生成する。優先度の高い信号および優先度の低い信号は、時分割多重化部５７−７の出力から、それぞれ挿入部５７−８および５７−９に入力される。
【０１８５】
挿入部５７−８は、優先度の高い信号について、受信信号と、時分割多重化部５７−７の出力とをチャネル毎に合成した信号を生成する。挿入部５７−９は、優先度の低い信号について、受信信号と、時分割多重化部５７−７の出力とをチャネル毎に合成した信号を生成する。
【０１８６】
挿入部５７−８の出力信号は、電気／光変換部５７−１０で波長がλ１の光信号に変換される。また、挿入部５７−９の出力信号は、電気／光変換部５７−１１で波長がλ２の光信号に変換される。また、電気／光変換部５７−１０から出力される波長がλ１の光信号と、電気／光変換部５７−１１から出力される波長がλ２の光信号とが、通信用幹線ＢＢ＿ＬＣ内の共通の１本の光ファイバに同時に供給され、波長多重化された光信号として送信される。
【０１８７】
同様に、制御ボックスＣＢ（２）の送信側の回路においては、この制御ボックスＣＢに割り当てられたチャネル（ｃｈ２）を利用し、補機ＡＥ２１（カメラ）の信号を優先度の高い信号として、補機ＡＥ２２（カメラ）の信号を優先度の低い信号として、それぞれ時分割多重化部５７−７に入力する。また、制御ボックスＣＢ（３）の送信側の回路においては、この制御ボックスＣＢに割り当てられたチャネル（ｃｈ３）を利用し、補機ＡＥ３２（カメラ）の信号を優先度の高い信号として、時分割多重化部５７−７に入力する。
【０１８８】
いずれにしても、図５７に示した車載システムの通信系統においては、図５６に示したように波長多重および時分割多重された光信号を、通信用幹線ＢＢ＿ＬＣ上の１本の光ファイバを利用して伝送できる。
【０１８９】
図５７に示した車載システムにおいては、２種類の波長λ１、λ２を同時に利用し、波長毎に個別に信号処理している。また、波長の違いを優先度の違いに対応付けてある。したがって、例えば２種類の波長λ１、λ２のいずれか一方の通信に障害が発生したような場合には、正常な通信回線を優先度の高い信号の伝送に利用できるように切替制御を行うことも可能である。しかも、１本の光ファイバだけで通信経路を確保できる。
【０１９０】
＜その他の特徴的な技術＞
＜ワイヤハーネスの品番数を削減する技術＞
図１２は、プリント基板と電線を組み合わせたワイヤハーネスの構成例を示す分解図である。
【０１９１】
ワイヤハーネスの構造は、車種、グレード、仕向地、オプションなどの違いに応じて様々に変化する可能性がある。そして、構成が変化すると、構成毎に各部品に個別に品番を付ける必要がある。構成の種類が増えると、品番数が増えるため製造コストが上昇する。
【０１９２】
そこで、ワイヤハーネスの構成要素を、構成の変化が生じないベースと、構成が変化するアディションとに区分する。そして、図１２に示したバックボーン部材１２−１のように、プリント基板（ＰＣＢ）上に構成された回路をワイヤハーネスのアディション要素として利用し、電線で構成されたサブハーネス１２−２をワイヤハーネスのベース要素として利用し、これらのアディション要素およびベース要素を組み合わせて全体のワイヤハーネスを構成する。
【０１９３】
ここで、プリント基板上に構成された回路は、電子化することが容易であり、例えばＦＰＧＡ（field-programmable gate array）デバイスを内蔵してプログラムを書き換えることにより、回路構成を容易に変更できる。そのため、バックボーン部材１２−１については全て共通のハードウェアを採用でき、品番の増加を防ぐことができる。
【０１９４】
＜後付け機器や持ち込み機器の接続に対応するための技術＞
図１３は、ＵＳＢポートを備えた制御ボックスの外観の例を示す斜視図である。
【０１９５】
図１３に示した制御ボックス１３−１は、バックボーン幹線１２−０と接続されており、所定の枝線ハーネスと接続するために複数の標準規格通信ポート１３−２を備えている。具体的には、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）規格の通信機能を備えた複数のコネクタが標準規格通信ポート１３−２に設けてある。したがって、標準規格の通信ポートを備えた機器であれば、様々な機器を制御ボックス１３−１を経由してバックボーン幹線１２−０と接続することができる。つまり、様々な機器を車両に後付けしたり、ユーザが車両に持ち込んだ機器を接続することが容易になる。
【０１９６】
＜制御ボックス等の機能を多様化するための技術＞
図１４（ａ）、図１４（ｂ）、および図１４（ｃ）は、制御ボックス等に内蔵する回路基板の３種類の構成例を示す平面図である。
【０１９７】
車両のワイヤハーネス等においては、車種、グレード、仕向地、オプションなどの種類に応じて、対応すべき機能が大きく変化する。例えば、バックボーン幹線上の各制御ボックスが対応すべき回路数、電流容量、処理速度、処理数などは、車両のグレード等に応じて変化する。もしも、全ての要求を満たす機能を全てのグレードの制御ボックスに搭載すると、最低コストが上昇するため、低コストの車両を提供できない。しかし、車種、グレード、仕向地、オプションなどの様々な組み合わせのそれぞれについて最適な構成の制御ボックスを用意すると、部品の品番数が大幅に増大するためコストが上昇する。
【０１９８】
そこで、図１４（ａ）、図１４（ｂ）、および図１４（ｃ）に示したように、使用する部品を共通化することにより、品番数の増大を抑制する。具体的には、標準化した３種類の回路基板１４−１Ａ、１４−１Ｂ、１４−１Ｃと、ＦＰＧＡで構成したマイクロコンピュータ１４−２とを組み合わせて必要とされる回路機能を実現する。
【０１９９】
回路基板１４−１Ａは、３種類のうち最もグレードが高いグレードＡ用の回路基板である。回路基板１４−１Ｂは、３種類のうち２番目にグレードが高いグレードＢ用の回路基板である。また、回路基板１４−１Ｃは、３種類のうち最もグレードが低いグレードＣ用の回路基板である。３種類の回路基板１４−１Ａ、１４−１Ｂ、１４−１Ｃは互いに基板のサイズ（大、中、小）が異なるため、基板の選択により回路数の変化に対応できる。また、回路数の変化に対応するために、使用するマイクロコンピュータ１４−２の数を変更する。
【０２００】
すなわち、グレードの低い車両の場合には対応すべき回路数が少ないので、図１４（ｃ）に示すように小型の回路基板１４−１Ｃと、１個のマイクロコンピュータ１４−２との組み合わせで必要な機能を実現する。また、グレードが中くらいの車両の場合には対応すべき回路数が中間的なので、図１４（ｂ）に示すように中型の回路基板１４−１Ｂと、２個のマイクロコンピュータ１４−２との組み合わせで必要な機能を実現する。また、グレードが大の車両の場合には対応すべき回路数が非常に多いので、図１４（ａ）に示すように大型の回路基板１４−１Ａと、３個のマイクロコンピュータ１４−２との組み合わせで必要な機能を実現する。
【０２０１】
また、各マイクロコンピュータ１４−２はＦＰＧＡであり、プログラムの書き換えが容易である。したがって、車両のグレード等の様々な仕様の違いに対応するために、各マイクロコンピュータ１４−２のプログラムを書き換えて対応する。
【０２０２】
したがって、図１４（ａ）、図１４（ｂ）、および図１４（ｃ）に示した構成を採用する場合には、３種類の回路基板１４−１Ａ、１４−１Ｂ、１４−１Ｃのいずれかと、１種類のマイクロコンピュータ１４−２のハードウェアとを用意するだけでよく、部品の種類および品番数の増大を抑制できる。
【０２０３】
＜幹線等の部品の品番数を削減するための技術＞
図１５は、幹線を構成する配索部材の接続箇所の構成例を示す斜視図である。
【０２０４】
例えば、図１に示したバックボーン幹線部２１、２２、２３のような比較的大型の配索部材を形成する場合に、構成や形状などの仕様の違いによる部材の種類の増加や品番の増加を抑制するために、共通化した複数の部品を合体して１つの配索部材を構成することが考えられる。
【０２０５】
図１５に示した構成例では、薄板状の２つの配索部材１５−１、１５−２を対向面同士で突き合わせて連結することでこれらを一体化できるように構成してある。具体的には、図１５に示すように、配索部材１５−１の右側端面には突起部１５−１ａが形成され、配索部材１５−２の左側端面には突起部１５−１ａと相補形状をなす凹部１５−２ａが形成されている。
【０２０６】
また、電源ライン（＋１２Ｖ）、アース（ＧＮＤ）、および所定の信号線とそれぞれ接続された複数の電極１５−３が、配索部材１５−１の右側端面に露出するように配置されている。図示しないが、同様に、配索部材１５−２の左側端面にも、電極１５−３の各々と接触可能な電極が配置されている。
【０２０７】
このように、連結箇所の形状、電極仕様などを事前に標準化した複数の配索部材１５−１、１５−２等の種類を選択し、選択した部材同士を組み合わせることにより、様々な仕様に対応する配索部材を構成することが可能である。この場合、標準化した配索部材の種類を減らすことが可能であり、品番数も削減できる。
【０２０８】
＜接続仕様の変化に対応するための技術＞
図１６は、幹線上の制御ボックスと枝線サブハーネスとの接続例を示す平面図である。
【０２０９】
図１６に示した制御ボックス１６−１は、例えば、図１に示したバックボーン幹線部２１、２２、２３と接続される。また、車両を注文したユーザのオーダに応じて、ワイヤハーネス全体の機能や仕様が決定され、制御ボックス１６−１の各接続部に所定の枝線サブハーネス１６−２Ａ、１６−２Ｂ、１６−２Ｃ、１６−２Ｄが接続される。
【０２１０】
制御ボックス１６−１上には、プログラムの書き換えが容易なマイクロコンピュータが搭載されている。このようなワイヤハーネスを製造する際に、導通チェッカー１６−３を用意して、実際に接続し枝線サブハーネス１６−２Ａ、１６−２Ｂ、１６−２Ｃ、１６−２Ｄの各端子と、制御ボックス１６−１上の各端子との間の導通の有無を、検査する。そして、制御ボックス１６−１上のマイクロコンピュータのプログラムを所定のツールで書き換える際に、導通チェッカー１６−３と連動し、実際の導通状態を反映するようにプログラムの内容を書き換える。
【０２１１】
したがって、実際に作業者が制御ボックス１６−１に組み付けた枝線サブハーネス１６−２Ａ、１６−２Ｂ、１６−２Ｃ、１６−２Ｄの種類や、接続位置の違いなどを反映して、プログラムを適切に書き換え、実際の制御ボックス１６−１内の回路接続状態を自動的に切り替えることができる。そのため、ワイヤハーネスの生産性が向上する。
【０２１２】
＜接続仕様の変化に対応するための技術＞
図１７は、幹線上の制御ボックスと枝線サブハーネスとの接続例を示す平面図である。
【０２１３】
図１７に示した制御ボックス１７−１は、例えば、図１に示したバックボーン幹線部２１、２２、２３と接続される。また、車両を注文したユーザのオーダに応じて、ワイヤハーネス全体の機能や仕様が決定され、制御ボックス１７−１の各接続部に所定の枝線サブハーネス１７−２Ａ、１７−２Ｂ、１７−２Ｃ、１７−２Ｄが接続される。
【０２１４】
ここで、枝線サブハーネス１７−２Ａ、１７−２Ｂ、１７−２Ｃ、１７−２Ｄの各々は通信機能を内蔵しており、それ自身に事前に割り当てられた固有の識別情報（ＩＤ）を接続先の制御ボックス１７−１内のマイクロコンピュータに送信する。このマイクロコンピュータは、実際に接続された枝線サブハーネス１７−２Ａ、１７−２Ｂ、１７−２Ｃ、１７−２Ｄの各々が送信したＩＤの組み合わせが、例えば「ＡＢＣＤ」、「ＡＢＤＣ」、「ＡＣＤＢ」等のいずれに該当するのかを識別することにより、各枝線の接続先に適用すべきソフトウェアのパターンを自動的に選択する。
【０２１５】
したがって、様々な枝線サブハーネス１７−２Ａ、１７−２Ｂ、１７−２Ｃ、１７−２Ｄの各々の接続位置を、作業者が自由に選択できるので生産性が向上する。また、何らかの補機を後付けする場合にも、マイクロコンピュータが事前に把握している補機であれば、自動的に対応できる。
【０２１６】
＜接続仕様の変化に対応するための技術＞
図１８（ａ）および図１８（ｂ）は、幹線と枝線サブハーネスとの接続例を示す平面図である。
【０２１７】
図１８（ａ）に示すように、幹線１８−１と複数の制御ボックス１８−２、１８−３とで構成されるバックボーンに様々な枝線サブハーネス１８−４、１８−５を介して様々な補機を接続する場合に、各枝線サブハーネス１８−４、１８−５を接続するコネクタの位置が変化したり、各コネクタ内のピン配置が変化する可能性がある。
【０２１８】
例えば、図１８（ｂ）に示した例では、制御ボックス１８−２のコネクタ１８−２ｂに対して、補機であるオートエアコン１８−６Ａと、マニュアルエアコン１８−６Ｂとのいずれかを仕様の変化に応じて選択的に接続する場合を想定している。この場合、オートエアコン１８−６Ａにおけるコネクタのピン配置と、マニュアルエアコン１８−６Ｂにおけるコネクタのピン配置とはそれぞれ異なる。
【０２１９】
このような変化に対応するために、制御ボックス１８−２上にＦＰＧＡで構成されるマイクロコンピュータ１８−２ａを搭載し、制御ボックス１８−３上にもＦＰＧＡで構成されるマイクロコンピュータ１８−３ａを搭載する。また、図１８（ｂ）に示したオートエアコン１８−６Ａ、およびマニュアルエアコン１８−６Ｂの本体またはコネクタ内にＦＰＧＡで構成されるマイクロコンピュータ１８−２ａを搭載する。
【０２２０】
そして、接続された枝線サブハーネス１８−４、１８−５の回路１本１本に対して、各々の接続先を、マイクロコンピュータ１８−２ａ、１８−３ａが仕様に合わせたプログラムの書き換えにより適切に選択する。また、図１８（ｂ）に示したように、補機側の枝線サブハーネスまたはそのコネクタに配置したマイクロコンピュータが、コネクタピン配置の違い等の仕様差を吸収するように制御する。これにより、制御ボックス１８−２、１８−３に各補機を接続する場合の接続仕様を補機側で吸収し、バックボーン側の仕様を共通化することが可能になる。
【０２２１】
＜接続仕様の変化に対応するための技術＞
図１９は、幹線上の制御ボックスと枝線サブハーネスとの接続例を示す斜視図である。
【０２２２】
図１９に示した制御ボックス１９−１上には、様々な枝線および補機を接続するために、サイズや形状が共通の複数のコネクタ１９−１ａ、１９−１ｂ、１９−１ｃ、１９−１ｄ、１９−１ｅ、１９−１ｆが並んで配置されている。そして、補機を制御ボックス１９−１に接続する場合には、複数のコネクタ１９−１ａ〜１９−１ｆのいずれかを選択して、枝線サブハーネス１９−２Ａ、１９−２Ｂ、１９−２Ｃをそれぞれ接続することになる。
【０２２３】
ここで、枝線サブハーネス１９−２Ａ、１９−２Ｂ、１９−２Ｃの各々の接続先のコネクタの位置は、必要に応じて作業者が車両の製造時に自由に選択できる。枝線サブハーネス１９−２Ａ、１９−２Ｂ、１９−２Ｃの接続先コネクタの位置の変化に対しては、制御ボックス１９−１に内蔵したＦＰＧＡで構成されるマイクロコンピュータがプログラムの書き換えにより、制御ボックス１９−１内の回路接続状態を自動的に変更することにより対応する。
【０２２４】
したがって、作業者は枝線サブハーネス１９−２Ａ、１９−２Ｂ、１９−２Ｃの各々の接続先のコネクタの位置を自由に選択でき、生産性が向上する。また、機能の共通化により部品の品番数を削減できる。
【０２２５】
＜交流電力を使う技術＞
図２０は、車体上に配索した幹線および複数の枝線サブハーネスの配置例を示す斜視図である。
【０２２６】
図２０に示した車載システムは、車体の前後方向に向けて直線的に配索したバックボーン幹線２０−１と、これの各部に接続される複数の枝線サブハーネス２０−２Ａ、２０−２Ｂ、２０−２Ｃとを含んでいる。各枝線サブハーネス２０−２Ａ、２０−２Ｂ、２０−２Ｃは、バックボーン幹線２０−１上に設けた制御ボックスに接続される。
【０２２７】
また、特徴的な事項として、バックボーン幹線２０−１には交流電力を供給する。具体的には、ＡＣ２００［Ｖ］程度の電圧を用いる。そして、各制御ボックスに変圧器および交流／直流変換器を装備し、制御ボックスの内部で交流電力を変圧すると共に所定の直流電圧に変換してから各枝線サブハーネス２０−２Ａ、２０−２Ｂ、２０−２Ｃに供給する。図２０に示した例では、各枝線サブハーネス２０−２Ａ、２０−２Ｂ、２０−２Ｃに、それぞれＤＣ５［Ｖ］、ＤＣ４８［Ｖ］、ＤＣ１２［Ｖ］の直流電源電圧を供給している。
【０２２８】
このように、バックボーン幹線２０−１上に交流電力を流すことで、直流の場合と比べて幹線における電力の損失を低減することが可能である。また、構成がシンプルで安価な変圧器を用いて電圧の変換ができるので、システムのコストを低減できる。電力の損失を低減することにより、車両の燃費が向上する。
【０２２９】
＜多重通信を使う技術＞
図２１（ａ）および図２１（ｂ）は、複数の制御ボックスおよびこれらの間を接続する通信用の幹線を示すブロック図である。
【０２３０】
図２１（ａ）に示した構成では、２つの制御ボックス２１−１、２１−２の間を接続するバックボーン幹線の通信線２１−３が、多数の電線の集合として構成されている。すなわち、伝送する信号の数だけ、個別の通信線を用意して各々の通信経路を確保する必要があるので、信号の数が増えると通信線の数も増える。
【０２３１】
一方、図２１（ｂ）に示した構成では、２つの制御ボックス２１−１Ｂ、２１−２Ｂの間を接続するバックボーン幹線の通信線２１−３Ｂが、１本または２本程度の通信線のみで構成されている。
【０２３２】
すなわち、図２１（ｂ）に示した構成では、時分割多重（ＴＤＭ）等の技術を採用することにより、複数系統の信号を１本の通信線上に重畳しているので、伝送する信号の数が増えた場合に、通信線の数を大幅に減らすことができる。なお、時分割多重（ＴＤＭ）の代わりに周波数多重（ＦＤＭ）の技術を採用してもよい。
【０２３３】
また、図２１（ａ）のように通信線の数が多い場合には、幹線の線路の中間部で通信線を分割する必要が生じる場合があるが、通信線の数を減らすことにより、通信線の分割が不要になり、構成を簡略化できる。したがって、回路数および部品数が削減される。
【０２３４】
＜異常発生時のリカバリーのための技術＞
図２２は、リカバリー機能を備えた制御ボックスの構成例を示す電気回路図である。
バックボーン幹線や制御ボックスの内部等で、回路の断線などの異常が発生する場合がある。このような異常が生じると、枝線サブハーネスや負荷側に所定の電源電力が供給できなくなるので、様々な負荷を含む補機の動作が停止してしまう。これを防止するために、リカバリー機能を設ける。
【０２３５】
図２２に示した構成においては、車両の主電源２２−２から供給される電源電力を、制御ボックス２２−１を経由して２つの負荷２２−３、２２−４にそれぞれ供給する場合を想定している。スイッチ２２−１ａを閉じることにより、負荷２２−３に電力を供給することができる。また、スイッチ２２−１ｂを閉じることにより、負荷２２−４に電力を供給することができる。
【０２３６】
但し、スイッチ２２−１ｂと接続されている線路上で断線等の故障が生じると、スイッチ２２−１ｂを閉じても負荷２２−４に電力が供給されなくない異常な状態になる。そこで、負荷２２−４が非常に重要度の高い負荷である場合を想定し、図２２に示した構成では、スイッチ２２−１ｂの経路と並列な状態で、バックアップ経路２２−１ｃが接続されている。また、このバックアップ経路２２−１ｃにはマイクロコンピュータ２２−１ｅによりオンオフ制御可能なリレー２２−１ｄが接続されている。
【０２３７】
マイクロコンピュータ２２−１ｅは、スイッチ２２−１ｂの通電経路に異常が発生したことを検知すると、リレー２２−１ｄを自動的にオンに切り替えて、バックアップ経路２２−１ｃを経由して負荷２２−４に電源電力が供給されるようにリカバリー制御を実施する。また、車両のメータユニットに備わっているウォーニング表示部に、故障の発生を表示するように、マイクロコンピュータ２２−１ｅが制御する。このリカバリー機能により、ワイヤハーネスおよび各種補機の動作に関する信頼性が向上する。
【０２３８】
＜車両上の近接無線通信技術＞
図２３（ａ）および図２３（ｂ）は、ワイヤハーネスと負荷との接続例を示すブロック図である。図２４は、車体上の各種構成要素の配置および接続の具体例を示す斜視図である。
【０２３９】
図２３（ａ）に示すように、車両のドア２３−３内に配置された各種補機をワイヤハーネスを介して車室内側のワイヤハーネス２３−１と接続する場合には、ドアの開閉に伴って屈曲するワイヤハーネスの屈曲部位の電線束を、グロメット２３−２の内部に通し、電線の保護、防水、防塵、防音などの機能を持たせるのが一般的である。しかし、グロメットを採用する場合には、ワイヤハーネスの配索作業が困難になるし、部品コストも増大する。
【０２４０】
そこで、図２３（ｂ）に示した構成においては、車室内側のバックボーンにある制御ボックス２３−４と、車両のドア２３−７内に配置された各種補機とを接続するために、近接無線通信ユニット２３−５、２３−６を用いている。また、これらの近接無線通信ユニット２３−５、２３−６は、通信だけでなく、電源電力の給電も無線で行う機能を備えている。したがって、図２３（ｂ）に示した構成を採用する場合には、グロメットは不要であり、補機の接続のための配索作業も非常に簡単になる。
【０２４１】
より現実的な車両上の構成例について説明する。図２４に示した構成においては、バックボーンメインライン２４−１、インパネ部バックボーン２４−２、エンコパ部バックボーン２４−３等が幹線として車体上の各部に配索されている。また、これら幹線の各部に、制御ボックス（制御ボックス）２４−４１、２４−４２、２４−４３、２４−４４、２４−４５が配置されている。
【０２４２】
また、図２４に示した構成においては、ステアリングモジュール２４−５と、制御ボックス２４−４１との間が、近接無線通信により無線接続されている。また、各制御ボックスとドア内の補機との間も近接無線通信により無線接続されている。また、ラゲージ空間に配置されているセンサ２４−７、アンテナ２４−８等の補機と、制御ボックス２４−４５との間も近接無線通信により無線接続されている。
【０２４３】
＜ノイズ対策の技術＞
図２５（ａ）、図２５（ｂ）、および図２５（ｃ）は、幹線、制御ボックス、バッテリー等の接続状態の具体例を示すブロック図である。
【０２４４】
図２５（ａ）に示した構成例では、一般的な車両と同様に１個のメインバッテリー２５−１およびオルタネータ２５−２がワイヤハーネス２５−３の端部近傍に接続されている。また、ワイヤハーネス２５−３の様々な部位には、電子制御ユニット（ＥＣＵ）２５−４、２５−５、電気モータ２５−６などの補機が接続されている。
【０２４５】
図２５（ａ）のような構成において、オルタネータ２５−２や電気モータ２５−６などの機器がノイズ源となり、これらが発生する電磁ノイズがその近傍にある電子制御ユニット２５−４、２５−５等に悪影響を及ぼす可能性がある。
【０２４６】
そこで、ノイズの影響を減らすために次のように対策を施す。すなわち、複数のバッテリーを用意して、バックボーン内で複数のバッテリーを分散配置すると共に、ノイズ源に近い位置にバッテリーを配置する。これにより、発生したノイズをバッテリーで吸収しやすくする。また、各電子制御ユニットへのノイズの回り込みを抑制できる。また、各ノイズ源やノイズの影響を受けやすい機器がバックボー上のどの位置に接続されても、ノイズの問題を解消できる。
【０２４７】
図２５（ｂ）に示した構成例では、メインバッテリー２５−１の他に、２個のサブバッテリー２５−１Ｂ、および２５−１Ｃを分散した状態でワイヤハーネス２５−３のバックボーン上に接続してある。したがって、ノイズ源である電気モータ２５−６が発生したノイズは、その近傍に接続されているサブバッテリー２５−１Ｂ、および２５−１Ｃが吸収する。
【０２４８】
また、ノイズの影響を受けやすい電子制御ユニット２５−４、および２５−５は、ノイズ源に対して、サブバッテリー２５−１Ｂ、および２５−１Ｃよりも遠い位置に配置されているので、ノイズの影響を受けにくくなる。
【０２４９】
図２５（ｃ）に示した構成例では、メインバッテリー２５−１の他に、６個のサブバッテリー２５−１Ｂ、２５−１Ｃ、２５−１Ｄ、２５−１Ｅ、２５−１Ｆ、２５−１Ｇを分散した状態でワイヤハーネス２５−３のバックボーン上に接続してある。また、サブバッテリー２５−１Ｂは、メインバッテリー２５−１と制御ボックス２５−７Ａとの間の幹線２５−３Ａと接続してある。サブバッテリー２５−１Ｃは、制御ボックス２５−７Ａの内部回路と接続してある。
【０２５０】
サブバッテリー２５−１Ｄは、２つの制御ボックス２５−７Ａ、２５−７Ｂの間の幹線２５−３Ｂと接続してある。サブバッテリー２５−１Ｅは、制御ボックス２５−７Ｂの内部回路と接続してある。サブバッテリー２５−１Ｆは、２つの制御ボックス２５−７Ｂ、２５−７Ｃの間の幹線２５−３Ｃと接続してある。サブバッテリー２５−１Ｇは、制御ボックス２５−７Ｃの内部回路と接続してある。
【０２５１】
図２５（ｃ）に示した構成のように、多数のサブバッテリーを接続する場合には、各々のサブバッテリーはどの場所に接続してもよい。各サブバッテリーがノイズフィルタとして機能するので、多数のサブバッテリーを接続することにより、電源供給ラインにおいてノイズを吸収する性能が向上する。
【０２５２】
＜ノイズ対策の技術＞
図２６（ａ）、図２６（ｂ）、図２６（ｃ）、図２６（ｄ）、および図２６（ｅ）は、幹線および１つ以上のバッテリーの接続状態の具体例を示すブロック図である。
【０２５３】
この技術では、以下の（１）、（２）、（３）の対策を施す。
（１）ノイズを吸収する特性を有するバッテリーを、バックボーン幹線のどの位置にでも接続できるように構成する。（２）電圧変動やノイズを影響をなくすため、バックボーン幹線の配索材料については、低インピーダンスのものを採用する。（３）バックボーン幹線の構成を共通化すると共に、車両毎の条件に応じて、バッテリーの取り付け位置を変更できるように構成する。
【０２５４】
図２６（ａ）に示した構成においては、バックボーン幹線２６−３の４箇所の端部のそれぞれに制御ボックス２６−４Ａ、２６−４Ｂ、２６−４Ｃ、２６−４Ｄが接続してある。そして、メインバッテリー２６−１は制御ボックス２６−４Ａの位置でバックボーン幹線２６−３と接続し、サブバッテリー２６−２は制御ボックス２６−４Ｄの位置でバックボーン幹線２６−３と接続してある。なお、メインバッテリー２６−１およびサブバッテリー２６−２を、制御ボックス２６−４Ａ、２６−４Ｂ、２６−４Ｃ、２６−４Ｄのいずれの位置でバックボーン幹線２６−３と接続する場合であっても、構成が共通のバックボーン幹線２６−３を利用できる。
【０２５５】
図２６（ｂ）に示した構成においては、メインバッテリー２６−１のみが、車両の前側にあるバックボーン幹線２６−３の先端部と、制御ボックス２６−４Ａを経由して接続されている。
【０２５６】
図２６（ｃ）に示した構成においては、サブバッテリー２６−２のみが、車両の後ろ側にあるバックボーン幹線２６−３の後端部と、制御ボックス２６−４Ｄを経由して接続されている。
【０２５７】
図２６（ｄ）に示した構成においては、メインバッテリー２６−１が、車両の前側にあるバックボーン幹線２６−３の先端部と、制御ボックス２６−４Ａを経由して接続され、サブバッテリー２６−２が、車両の後ろ側にあるバックボーン幹線２６−３の後端部と、制御ボックス２６−４Ｄを経由して接続されている。
【０２５８】
図２６（ｅ）に示した構成においては、サブバッテリー２６−２が車両の中央付近に配置され、バックボーン幹線２６−３の中央部に、サブバッテリー２６−２が直接接続されている。
【０２５９】
＜ノイズ対策の技術＞
図２７は、幹線および複数のバッテリーの接続状態の具体例を示すブロック図である。
【０２６０】
図２７に示した構成においては、バックボーン幹線２７−１の４箇所の端部に、それぞれ制御ボックス２７−２、２７−３、２７−４、２７−５が接続されている。そして、複数の制御ボックス２７−２、２７−３、２７−４、２７−５のそれぞれが小型のサブバッテリー（二次電池）を内蔵している。これらのサブバッテリーの各々は、バックボーン幹線２７−１の電源ラインと接続されている。また、図示しないメインバッテリー等の主電源もバックボーン幹線２７−１と接続されている。したがって、以下の（１）〜（４）に示す事項が実現する。
【０２６１】
（１）バックボーン幹線２７−１の各部に対して、複数のバッテリーを分散配置することができる。これにより、負荷の要求電圧が高い場合の電圧変動を、各バッテリーからの電流供給で抑制できる。
【０２６２】
（２）バックボーン幹線２７−１の各部には分散配置された複数のバッテリーを常時接続しておくことができる。これにより、回生の電気エネルギーがバックボーン幹線２７−１上に現れた場合に、このエネルギーを各部の複数のバッテリーで効率よく回収することができる。したがって、回生エネルギーの回収率が向上する。
【０２６３】
（３）複数のバッテリーを備えているので、メインバッテリー等の主電源に異常が発生したような場合には、バックアップ用の電力をサブの複数のバッテリーから供給することができる。このような電力のバックアップ制御は、制御ボックス２７−２、２７−３、２７−４、２７−５等に備えたマイクロコンピュータを用いて自動的に行うことができる。
【０２６４】
（４）車両上のエリア毎にそれぞれバッテリーを備えているので、車両の衝突などに伴ってバックボーン幹線２７−１の一部分に断線が生じたような場合であっても、各補機が配置されているエリアの近傍にあるバッテリーから電源電力を供給することができ、切れない安全な電源を実現できる。
【０２６５】
＜ノイズ対策の技術＞
図２８は、車載システムの電源系統の構成例を示す電気回路図である。
【０２６６】
図２８に示した装置は、オルタネータ２８−１、メインバッテリー２８−２、バックボーン幹線２８−３、ボデーアース２８−４、補機２８−５Ａ〜２８−５Ｄ、および枝線サブハーネス２８−６Ａ〜２８−６Ｄを備えている。また、バックボーン幹線２８−３は、電源ライン２８−３ａと、アース（ＧＮＤ）ライン２８−３ｂとを備えている。ボデーアース２８−４は、車両の車体を構成する金属を利用したアース経路である。
【０２６７】
図２８に示した構成においては、バックボーン幹線２８−３の上流側にオルタネータ２８−１、およびメインバッテリー２８−２が接続されている。また、バックボーン幹線２８−３の各部位に、枝線サブハーネス２８−６Ａ〜２８−６Ｄを介して、補機２８−５Ａ〜２８−５Ｄが接続されている。
【０２６８】
また、オルタネータ２８−１、およびメインバッテリー２８−２の負極側の端子は、バックボーン幹線２８−３のアースライン２８−３ｂおよびボデーアース２８−４の両方とそれぞれ接続されている。また、補機２８−５Ａおよび２８−５Ｂの電源のアース側端子は、それぞれ枝線サブハーネス２８−６Ａおよび２８−６Ｂを経由してバックボーン幹線２８−３のアースライン２８−３ｂのみと接続されている。また、補機２８−５Ｃおよび２８−５Ｄの電源のアース側端子は、それぞれボデーアース２８−４のみと、専用のアース線または筐体アースを介して接続されている。
【０２６９】
なお、ボデーアース２８−４を利用する場合の線路の抵抗値は、例えば０．７［ｍΩ］程度と非常に小さいが、バックボーン幹線２８−３のアースライン２８−３ｂを利用する場合には抵抗値が比較的大きくなる。
【０２７０】
バックボーン幹線２８−３のアースライン２８−３ｂは、抵抗値が比較的大きいので、大きな電流を流すと線路の抵抗により生じる電圧降下によりアース電位の変動をもたらす可能性がある。しかし、ボデーアース２８−４を利用すれば、抵抗値が小さいので、アース電位の変動はほとんど生じない。
【０２７１】
図２８に示した構成においては、補機２８−５Ａおよび２８−５Ｂは消費する電源電流が比較的小さい状況を想定しているので、これらのアース端子をバックボーン幹線２８−３のアースライン２８−３ｂと接続してある。また、補機２８−５Ｃおよび２８−５Ｄは消費する電源電流が比較的大きい状況を想定しているので、これらのアース端子はボデーアース２８−４と接続してある。このように接続することにより、アース電位の変動を抑制できる。
【０２７２】
また、オルタネータ２８−１はＤＣ／ＤＣコンバータなどのスイッチング回路を内蔵しているので、スイッチングに伴ってノイズを発生する可能性が高い。しかし、図２８に示したように、オルタネータ２８−１の負極側端子をボデーアース２８−４と接続することにより、線路の抵抗が小さいため、発生したノイズをメインバッテリー２８−２等を用いて吸収することができる。
【０２７３】
＜車両と車外とで通信するための技術＞
図２９（ａ）は、車載システムの構成例を示すブロック図、図２９（ｂ）は同じ車載システムの外観の例を示す斜視図である。
【０２７４】
図２９（ｂ）に示した車載システムは、複数個の制御ボックス２９−１と、これらの制御ボックスの間を接続するバックボーン幹線２９−４と、制御ボックスを介してバックボーン幹線２９−４に接続した複数の枝線サブハーネス２９−５とを備えている。
【０２７５】
また、図２９（ａ）に示したように、枝線サブハーネス２９−５の配下に、補機２９−３Ａ、２９−３Ｂ等が接続される。これらの補機２９−３Ａ、２９−３Ｂの具体例として、例えばオーディオ装置や、電子制御ユニット（ＥＣＵ）が接続される。また、図２９（ｂ）に示したように、この例では複数個の制御ボックス２９−１の１つの内部に、ＤＣＭ（Data Communication Module）２９−１ａが備わっている。
【０２７６】
一般的な車両においては、様々な種類の補機が車外との間で無線通信を行うために、各々の補機がＤＣＭと個別に接続されている。そのため、様々な回路の接続箇所がＤＣＭに集中している。多くの回路が集中すると、ワイヤハーネスにおいて電線の加工本数が増え、コネクタのサイズも大きくなり、ワイヤハーネスの生産性が悪化する。
【０２７７】
そこで、図２９（ａ）に示した構成のように、１つの制御ボックス２９−１にＤＣＭ２９−１ａを内蔵し、様々な補機２９−３Ａ、２９−３Ｂを共通の制御ボックス２９−１に接続する。
【０２７８】
図２９（ａ）に示した制御ボックス２９−１はバックボーン幹線２９−４と接続されているので、車両上の様々な位置に配置される様々な種類の補機を、バックボーン幹線２９−４と接続することで、この幹線を経由してＤＣＭ２９−１ａの無線通信機能を容易に利用できる。これにより、ワイヤハーネスの回路数を減らすことができ、ワイヤハーネスの部品コストおよび製造コストを低減できる。
【０２７９】
＜幹線の電圧および消費電流に関する技術＞
図３０（ａ）および図３０（ｂ）は、それぞれ異なるバックボーン幹線の構成例を示す縦断面図である。図３１は、特別な電源制御を実施する場合の電源電流と電圧との対応関係の例を示すタイムチャートである。
【０２８０】
車載システムにおいては、ワイヤハーネスに接続された補機の消費電流が大きくなると、アースラインの抵抗が大きい場合に、電圧降下が増大し、アース電位が変動しやすくなる。そして、補機のアース端子がアースラインから浮いたような状態になる場合がある。また、電源ラインにおける電圧降下により、補機に供給される電源電圧が低下する場合がある。
【０２８１】
そこで、本実施形態においては、共通のバックボーン幹線において、２種類の電源電圧、例えば＋１２［Ｖ］と＋４８［Ｖ］とを併用できるように構成し、状況に応じて２種類の電源電圧を使い分ける。
【０２８２】
図３０（ａ）および図３０（ｂ）に示したバックボーン幹線３０−１は、２本の電源ライン３０−１ａ、および３０−１ｂと、アースライン３０−１ｃと、通信線３０−１ｄとを備えている。そして、本実施形態では、電源ライン３０−１ａ、および３０−１ｂの少なくとも一方について、供給する電源電圧を切り替えることができる。すなわち、＋１２［Ｖ］の電源電圧を選択した場合には、図３０（ａ）に示したように電源ライン３０−１ａ、または３０−１ｂに＋１２［Ｖ］の電源電圧を供給し、＋４８［Ｖ］の電源電圧を選択した場合には、図３０（ｂ）に示したように電源ライン３０−１ａ、または３０−１ｂに＋４８［Ｖ］の電源電圧を供給する。
【０２８３】
例えば、メインバッテリー等の主電源から供給される直流電力を、バックボーン幹線３０−１上に配置した制御ボックス内で昇圧または降圧することにより、＋１２［Ｖ］と＋４８［Ｖ］の切替を行うことができる。
また、制御ボックス内にあるマイクロコンピュータで制御を実施することにより、＋１２［Ｖ］と＋４８［Ｖ］の切替を自動的に行うこともできる。例えば、マイクロコンピュータで負荷の要求電流または実際の消費電流を監視すれば、これらの電流の大小に応じて図３１に示した例のように、電圧を自動的に切り替えることができる。
【０２８４】
つまり、負荷の消費電流が大きい時には、制御ボックスが供給する電圧を＋１２［Ｖ］から＋４８［Ｖ］に切り替えることで、アース電位の変動や、負荷へ供給する電圧の低下の影響を抑制できる。
【０２８５】
＜幹線の構成に関する技術＞
図３２（ａ）、図３２（ｂ）、および図３２（ｃ）は、それぞれ異なるバックボーン幹線の構成例を示す縦断面図である。
【０２８６】
一般的な車両においては、電源電圧として＋１２［Ｖ］を利用している。しかし、負荷の消費電流が大きくなると、ワイヤハーネスにおける電圧降下の問題が発生する。また、電圧降下を減らすためにワイヤハーネスの電線径を大きくすると、ワイヤハーネスが肥大化し、重量も増える。
【０２８７】
そこで、ワイヤハーネスが扱う電源電圧として、＋１２［Ｖ］以外に、＋４８［Ｖ］も利用できるように構成する。
【０２８８】
図３２（ａ）に示した構成では、バックボーン幹線を４本の配索材料（電線、バスバーなど）で構成している。そして、４本の配索材料のうち２本を＋１２［Ｖ］の電源ラインおよびアース（ＧＮＤ）ラインとして利用し、残りの２本を＋４８［Ｖ］の電源ラインおよびアースラインとして利用する。
【０２８９】
図３２（ｂ）に示した構成では、バックボーン幹線を３本の配索材料で構成している。そして、３本の配索材料のうち１本を＋１２［Ｖ］の電源ラインとして利用し、もう１本をアース（ＧＮＤ）ラインとして利用し、残りの１本を＋４８［Ｖ］の電源ラインとして利用する。
【０２９０】
図３２（ｃ）に示した構成では、バックボーン幹線を２本の配索材料で構成している。そして、２本の配索材料のうち１本を＋１２［Ｖ］／＋４８［Ｖ］共用の電源ラインとして利用し、もう１本をアース（ＧＮＤ）ラインとして利用する。図３２（ｃ）の構成を利用する場合には、例えばバックボーン幹線上の制御ボックス内で、＋１２［Ｖ］／＋４８［Ｖ］の電圧切替を実施する。
【０２９１】
＜節電制御に関する技術＞
例えば、優先度の低い負荷に対する電力供給を減らしたり、優先度の低い負荷の通電を一時的に停止することにより、車両全体の電力消費を抑制することができ、電費の向上、バッテリーの小型化に繋がる。しかし、このような節電制御を常時実行すると、優先度の低い負荷をユーザが快適に利用できない場合がある。
【０２９２】
そこで、ある状況になったときにだけ、通常モードから節電モードに移行し、上記のような節電制御を実行することが想定される。ここで重要な事項は、通常モードから節電モードに移行するかどうかを決めるための判定条件をどのように定めるかである。
【０２９３】
本実施形態においては、通常モードから節電モードに移行するための判定の材料として、過去のデータＤＡと、これから一日の予想データＤＢとを用意する。そして、過去のデータＤＡと、予想データＤＢとを比較して、本日の電力使用予測をユーザへ提示しつつ、車両側の制御装置が自動的に節電モードを選択する。
【０２９４】
過去のデータＤＡの具体例としては、日別、シーズン別、天候・気温・湿度などの環境条件別などの条件パターンを考慮して、条件パターン毎の電力使用量を計測して記録しデータ化する。また、学習機能を用いてデータを最適化する。
【０２９５】
予想データＤＢの具体例としては、本日の天気予想に基づくカーエアコンの使用量予測データ、スマートホンなどに登録されているユーザのスケジュールデータ、カーナビゲーション装置に入力された目的地情報などがある。そして、これらに基づいて特定の条件パターンを抽出することにより適切な予想データＤＢが得られる。
【０２９６】
＜バッテリ上がりを防止するための技術＞
例えば、外部の電源と接続することなく車両を駐車しているような場合には、車両上の補機のほとんどは停止状態であり、バッテリーが蓄積している電力はほとんど消費されない。それでも、例えば盗難防止装置のような一部の負荷は駐車中でも電力消費を継続するため、長期間に亘って駐車状態を継続すると、バッテリー上がりが生じ、車両を始動できない状況に陥る。
【０２９７】
そこで、本実施形態においては、バッテリー上がりを未然に防止するために車両上の制御装置が特別な制御を実施する。すなわち、制御装置はメインバッテリー等の電源における電力の残容量を把握すると共に、バッテリーから流出する通電電流や暗電流を計測して把握し、これらの情報に基づいて、バッテリー上がりが生じるまでの残り日数を予測する。そして、残り日数が少なくなった場合には、自動的にバッテリーからの電力供給を停止する。なお、供給電力を段階的に削減するように制御してもよい。
【０２９８】
＜断線検知に関する技術＞
図３３は、車載システムの電源系統の構成例を示す電気回路図である。
【０２９９】
図３３に示した車載システムにおいては、バックボーン幹線３３−４の先端側に主電源であるオルタネータ３３−１およびメインバッテリー３３−２が接続してあり、バックボーン幹線３３−４の後端側に、スイッチ３３−５を経由してサブバッテリー３３−２Ｂが接続してある。
【０３００】
また、バックボーン幹線３３−４の中間部に、複数の制御ボックス３３−３Ａ、３３−３Ｂ、３３−３Ｃが互いに分散した状態で各位置に接続してある。また、バックボーン幹線３３−４の構成要素として、電源ラインおよびアースラインが含まれている。そして、バックボーン幹線３３−４の電源ラインは、電力の供給だけでなく、通信にも利用できるように構成してある。すなわち、既存の電力線通信（ＰＬＣ）技術を採用することにより、直流の電源電力と、通信用の交流信号とが電源ライン上で重畳した状態で伝送される。
【０３０１】
したがって、複数の制御ボックス３３−３Ａ、３３−３Ｂ、３３−３Ｃの各々は、ＰＬＣ通信用のインタフェースを内蔵しており、複数の制御ボックス３３−３Ａ、３３−３Ｂ、３３−３Ｃの間で相互にＰＬＣ通信を行うことができる。
【０３０２】
また、このような構成において、例えば２つの制御ボックス３３−３Ａ、３３−３Ｂの間でバックボーン幹線３３−４が断線すると、２つの制御ボックス３３−３Ａ、３３−３Ｂの間でＰＬＣ通信ができない状態になる。したがって、ＰＬＣ通信ができない状態になった場合には、制御ボックス３３−３Ａ、および３３−３Ｂはバックボーン幹線３３−４が断線したことを認識できる。また、断線が発生した位置を特定することも可能である。また、バックボーン幹線３３−４が断線した場合でも通信ができるように、複数の制御ボックス３３−３Ａ、３３−３Ｂ、３３−３Ｃの各々は、近距離無線通信機能も搭載している。
【０３０３】
上記のような断線が生じた場合には、これを検知した制御ボックス３３−３Ａ、３３−３Ｂ、３３−３Ｃのいずれかのフェイルセーフ機能により、電力のリカバリー制御を実施する。すなわち、スイッチ３３−５を閉じることにより、メインバッテリー３３−２、およびサブバッテリー３３−２Ｂの双方から、バックボーン幹線３３−４に対して電源電力を供給する。そして、スイッチ３３−５は閉じた状態を維持する。これにより、断線した位置よりも上流側では、各回路にメインバッテリー３３−２から電力が供給され、断線した位置よりも下流側では、各回路にサブバッテリー３３−２Ｂから電力が供給される。また、断線が発生した場合には、ＰＬＣ通信を中止して、機能を限定した無線通信により、制御ボックス３３−３Ａ、３３−３Ｂ、３３−３Ｃの間の通信経路を確保する。
【０３０４】
＜通信系統を共用するための技術＞
図３４は、通信ケーブルの構成例を示す縦断面図である。
【０３０５】
車両上の通信に関する標準規格としては、ＣＡＮやＣＸＰＩなど複数の規格が存在している。したがって、車両の仕様の違い、車両上のエリアの違い、グレードの違いなどのために、複数の規格の通信インタフェースが混在する可能性がある。そして、規格毎に構成が異なる通信ケーブルなどの部品を使用することになる。構成が異なるので、複数の規格の部品を共用することができない。
【０３０６】
図３４に示した通信ケーブル３４−１は、ＣＡＮ規格の通信、およびＣＸＰＩ規格の通信のどちらでも利用できるように構成してある。この通信ケーブル３４−１は、電源ライン３４−１ａ、アース（ＧＮＤ）ライン３４−１ｂ、Ｈｉ側通信ライン３４−１ｃ、およびＬｏ側通信ライン３４−１ｄの４本の電線で構成されている。
【０３０７】
そして、ＣＡＮ規格の通信を行う場合には、２つのＨｉ側通信ライン３４−１ｃおよびＬｏ側通信ライン３４−１ｄの両方を使用し、ＣＸＰＩ規格の通信を行う場合には、Ｈｉ側通信ライン３４−１ｃのみを使用する。これにより、ＣＡＮ、およびＣＸＰＩのいずれの規格の通信インタフェースと接続する場合であっても、構成が共通化された通信ケーブル３４−１を利用できる。このような共通化により、ワイヤハーネスの製造が容易になり、様々な補機の後付けも容易になる。
【０３０８】
なお、ＣＡＮ／ＣＸＰＩの２種類のインタフェース接続を切り替えるための切替回路ＣＢ１１の構成は、既に説明した図１０の中に示されている。
【０３０９】
＜構成の共通化のための技術＞
図３５は、車載システムの通信系統の構成例を示すブロック図である。
【０３１０】
例えば図１に示したような制御ボックス３１〜３３の配下に、枝線サブハーネスを経由して様々な補機を接続する場合に、大型の制御ボックスを採用することが難しく、枝線サブハーネスを接続するためのコネクタの数が制限されることもある。そのため、１つの制御ボックスに多数の補機を接続しようとする場合に、コネクタの口数が不足する可能性がある。すなわち、制御ボックスの間口が狭いので、多数のコネクタを制御ボックスに用意できない場合がある。
【０３１１】
そこで、本実施形態においては、図３５に示したモジュラー接続コネクタ（ＪＣ）３５−１を用意する。このモジュラー接続コネクタ３５−１は、テーブルタップに似た構成を有しており、上流側には１つの枝線サブハーネス３５−５が接続されており、下流側の接続部３５−１ａには複数の機器を接続可能な多数のコネクタが備わっている。
【０３１２】
モジュラー接続コネクタ３５−１の枝線サブハーネス３５−５は、例えば図３５に示すように、１つの制御ボックス３５−２Ｃのコネクタに枝線として接続される。図３５に示すように、モジュラー接続コネクタ３５−１の内部には、２つのＰＨＹ回路、ネットワークスイッチ（switch）、ゲートウェイ（ＧＷ）、処理部、ＣＡＮ−ＦＤ用インタフェース、ＣＸＰＩ用インタフェース、標準機能ドライバなどが備わっている。
【０３１３】
図３５に示した構成においては、モジュラー接続コネクタ３５−１の１つのＰＨＹ回路には、通信線３５−８を経由して、カメラ、センサ系の機器３５−７を接続してある。また、標準機能ドライバの配下には、２つの負荷を接続してある。
【０３１４】
モジュラー接続コネクタ３５−１の下流側の接続部３５−１ａには多数のコネクタが備わっているので、多数の補機を必要に応じて接続することができる。例えば、図３５に示すようにＤＣＭおよびアンテナを接続したり、電子制御ユニット（ＥＣＵ）を介して負荷６を接続することができる。また、ＥＣＵの代わりに簡易な通信機能や出力制御機能を内蔵したコネクタ（Ｅコネ）を介して負荷を接続することもできる。
【０３１５】
また、モジュラー接続コネクタ３５−１の下流側の接続部３５−１ａに、もう１個のモジュラー接続コネクタ３５−１を直列に接続することも可能であるので、接続可能な機器の数を必要に応じて増やすことができる。なお、図３５中に示したＥＣＵボックス３５−３等の構成要素については、後で詳細に説明する。
【０３１６】
＜バックボーン幹線に光通信経路を組み込む技術＞
前述の図１０に示してあるように、バックボーン幹線ＢＢ＿ＬＭの２本の通信ラインＬ４Ｂ、Ｌ５Ｂとして、光ファイバケーブルを採用し、光通信機能を制御ボックスＣＢに組み込む。これにより、幹線を利用して大容量または高速の通信が可能になるため、グレードの高い車両の通信にも利用できる。具体的には、１０［Ｇｂｐｓ］程度の最大通信速度を保障できるため、高解像度の映像のデータをタイムラグなく流すことが要求される用途にも適用できる。
【０３１７】
＜制御ボックス内で光信号を扱うための技術＞
光信号を扱うための機能を制御ボックスに搭載する。例えば、図１０に示した車載システムのように、制御ボックスＣＢの中に、ＰＨＹ回路ＣＢ０３、ＣＢ０４を組み込むことで、電気信号を光信号に変換して送信したり、受信した光信号を電気信号に変換して受信処理することが可能になる。
【０３１８】
より具体的には、図５７に示した制御ボックスＣＢ（１）のように、光／電気変換部５７−２、５７−３、および電気／光変換部５７−１０、５７−１１を組み込んで光信号および電気信号の相互変換を可能にする。
【０３１９】
＜通信系統幹線の接続形態に関する技術＞
図３６は、通信系統をリング型に接続した車載システムの通信系統の構成例を示すブロック図である。図３７は、通信系統をスター型に接続した車載システムの通信系統の構成例を示すブロック図である。
【０３２０】
図３６に示した車載システムにおいては、４個の制御ボックス３６−１、３６−２、３６−３、および３６−４をバックボーンの通信用幹線３６−５で互いに接続してあり、この接続形態がリング形状に構成されている。
【０３２１】
すなわち、制御ボックス３６−１が送出する信号は、通信用幹線３６−５を経由して次の制御ボックス３６−２に届き、制御ボックス３６−２の内部で中継された信号が、制御ボックス３６−２から通信用幹線３６−５に送出されて次の制御ボックス３６−３に届く。同様に、制御ボックス３６−３が受信し中継した信号が、通信用幹線３６−５に送出されて、次の制御ボックス３６−４に届く。更に、制御ボックス３６−４が受信し中継した信号が、通信用幹線３６−５に送出されて、次の制御ボックス３６−１に届く。このようにして、通信用幹線３６−５上の信号は、リング形状の経路を中継されながら順次に伝送される。
【０３２２】
したがって、図６に示した車載システムと同様の通信機能を果たす。また、通信用幹線３６−５の経路を二重化すれば、一方の通信経路に異常が発生した場合でも、残りの正常な経路を利用して通信経路を確保できるので、信頼性が高まる。また、２つの経路を同時に使用することにより通信速度を２倍にすることもできる。
【０３２３】
一方、図３７に示した車載システムにおいては、５個の制御ボックス３７−１、３７−２、３７−３、３７−４、および３７−５がバックボーンの通信用幹線３７−５ａ、３７−５ｂで互いに接続してあり、この接続形態がスター形状に構成されている。すなわち、１個の制御ボックス３７−１を中心とし、その周囲に他の４個の制御ボックス３７−２〜３７−５がそれぞれ独立した経路で接続されている。
【０３２４】
また、図３７に示した構成においては、それぞれの通信経路が二重化されている。例えば、制御ボックス３７−１と、制御ボックス３７−３との間は、互いに独立している２本の通信用幹線３７−５ａ、および３７−５ｂによりそれぞれ接続されている。
【０３２５】
二重化された通信経路のそれぞれについては、例えば通信の優先度、重要度、セキュリティレベルの違い等に応じて使い分けることができる。具体的には、車両の走行に関係する通信には優先度の高い通信経路を利用し、そのほかの一般的な通信には優先度の低い通信経路を利用する。また、通信障害が発生したような場合に、二重化された通信経路の一方をバックアップとして利用することも考えられる。セキュリティレベルについては、プライベート、パブリックのように分けることができる。
【０３２６】
スター形状の中心の制御ボックス３７−１は、次に送るパケットの送信先を、４つの制御ボックス３７−２〜３７−５の中から選択的に決定すると共に、２系統の通信経路のどちらに送るのかを決定する。
【０３２７】
車載システムの通信において、優先度を決定する場合には、一般的には部品毎に事前に決定されるので、例えばエンジン用ＥＣＵが扱う情報は常に優先度が高い情報として扱われる。しかし、実際には重要度の低い情報がエンジン用ＥＣＵで扱われる場合も多い。
【０３２８】
そこで、情報毎に重要性を表すＩＤを与え、このＩＤに基づいて伝送する情報の重要性を識別し、通信経路を自動的に選択する。すなわち、重要性の高い情報については、二重化されたバックボーンの通信用幹線３７−５の通信用幹線３７−５ａで伝送し、重要性の低い情報は通信用幹線３７−５ｂで伝送する。
【０３２９】
＜車両上のシステム内で無線通信を利用する技術＞
図３８（ａ）、図３８（ｂ）、および図３８（ｃ）は、それぞれ異なる状況における機器間の通信接続状態を示し、図３８（ａ）は斜視図、図３８（ｂ）および図３８（ｃ）はブロック図である。
【０３３０】
例えば、図３８（ａ）に示したバックボーン幹線３８−１上に通信線が含まれている場合には、バックボーン幹線３８−１上に接続した複数の制御ボックス３８−２、３８−３の間で有線の通信を行うことができる。しかし、車両の衝突などの際に、バックボーン幹線３８−１が被害を受けて通信線が断線する可能性がある。
【０３３１】
そこで、通信経路に冗長性を持たせるために、近距離の無線通信機能を各制御ボックス３８−２、３８−３に搭載する。これにより、図３８（ａ）に示す構成において、制御ボックス３８−２、３８−３の間で通信線が断線した場合であっても、無線通信回線を経由して、複数の制御ボックス３８−２、３８−３の間の通信経路を確保できる。また、断線が生じていない箇所では、バックボーン幹線３８−１上の通信線を経由して制御ボックス間の通信経路を確保する。
【０３３２】
また、図３８（ｂ）に示すように、制御ボックス３８−４、３８−５の間で通信線が断線し、同時に制御ボックス３８−５、３８−６の間でも通信線が断線した場合であっても、それぞれ無線通信により通信経路を確保できる。したがって、図３８（ｃ）に示すように、制御ボックス３８−４、３８−５の間、制御ボックス３８−５、３８−６の間、および制御ボックス３８−４、３８−６の間で通信できる。これにより、通信経路の信頼性を確保できる。
【０３３３】
＜バックボーン幹線の細径化に関する技術＞
図３９は、車載システムの電源系統の構成例を示す電気回路図である。
【０３３４】
図３９に示した車載システムにおいては、バックボーン幹線３９−３の一方の端部（例えば車体の前方側）にオルタネータ（発電機：ＡＬＴ）３９−１を接続してあり、バックボーン幹線３９−３の他方の端部（例えば車体の後部側）にメインバッテリー３９−２が接続してある。
【０３３５】
また、バックボーン幹線３９−３の中間部の各部に、負荷３９−４Ａ、３９−４Ｂ、および３９−４Ｃが所定の枝線サブハーネスを介して接続してある。また、図３９においては負荷３９−４Ａ、３９−４Ｂ、および３９−４Ｃのそれぞれを接続した箇所におけるバックボーン幹線３９−３の電圧を、それぞれＶ１、Ｖ２、およびＶ３で表してある。
【０３３６】
通常は、オルタネータ３９−１の直流出力電圧は、メインバッテリー３９−２の端子間電圧よりも高くなる。したがって、図３９に示したように、「Ｖ１＞Ｖ２＞Ｖ３」の関係になる。
【０３３７】
また、図３９に示した構成においては、負荷３９−４Ａ、３９−４Ｂ、および３９−４Ｃの各々に流れる電源電流については、オルタネータ３９−１からバックボーン幹線３９−３上を右側に向かって流すこともできるし、メインバッテリー３９−２からバックボーン幹線３９−３上を左側に向かって流すこともできる。
【０３３８】
したがって、大きな電流を必要とする負荷に対して、オルタネータ３９−１およびメインバッテリー３９−２の両方から同時に電力を供給する場合であっても、オルタネータ３９−１の電流と、メインバッテリー３９−２の電流とが互いに異なる箇所を通過することになり、バックボーン幹線３９−３上の同じ箇所に電流が集中するのを避けることができる。その結果、バックボーン幹線３９−３の各部を流れる電流の定格最大値が削減され、バックボーン幹線３９−３における電源ラインのバスバー等を細径化することが可能になる。
【０３３９】
＜複数の負荷の配置形態に関する技術＞
図４０は、車載システムの電源系統の構成例を示す電気回路図である。
【０３４０】
図４０に示した車載システムにおいては、車体のエンコパ（エンジンルーム）領域４０−２から車室内の領域４０−１にかけて直線状にバックボーン幹線４０−３が配索してある。そして、バックボーン幹線４０−３には主電源であるオルタネータ（ＡＬＴ）４０−４、およびメインバッテリー等で構成される電源４０−５が接続されている。
【０３４１】
また、バックボーン幹線４０−３の各部には、所定の枝線サブハーネスを介して、車両上に存在する様々な種類の負荷４０−６Ａ、４０−６Ｂ、４０−６Ｃ、４０−６Ｄが接続されている。
【０３４２】
また、この例では負荷４０−６Ａは大電力を消費する負荷である。また、負荷４０−６ＢはＥＣＵ、スイッチ、センサ、イルミネーションのように、消費する電力が小さい負荷である。負荷４０−６Ｃは、ランプやボデー系に備わった電気モータのように中程度の電力を消費する負荷である。また、負荷４０−６Ｄは、シャシー系に備わった電気モータのように大電力を消費する負荷である。
【０３４３】
図４０に示したように、この構成においては、小電力の負荷４０−６Ｂは、電源４０−５に近い位置に接続してあり、大電力の負荷４０−６Ｄは電源４０−５からの距離が遠い位置に接続してある。このような位置関係で各負荷を接続することにより、バックボーン幹線４０−３の末端における電圧降下を小さくすることができる。
【０３４４】
＜不正機器接続防止に関する技術＞
前述の制御ボックスＣＢなどに様々な機器を接続可能な汎用の接続ポート、例えばＵＳＢ規格の接続ポートが必要数以上に存在する場合には、この接続ポートのうち未使用状態の空きポートに、不正な機器が接続される可能性がある。例えば、車両のユーザが知らない間に、第三者が車両に侵入して、不正な機器を空きポートに接続する可能性も考えられる。
【０３４５】
そこで、侵入者が不正な機器を空きポートに接続するのを防止するための機能を提供する。具体的には、侵入センサを車両に搭載しておき、制御ボックスＣＢ内などに設けられたマイクロコンピュータの制御により、侵入検知時には、不正接続された機器が作動しないように対処する。すなわち、該当する空きポートの電源および通信ラインを自動的に遮断するようにマイクロコンピュータが制御する。
【０３４６】
マイクロコンピュータは、接続ポート毎に、例えば通電電流を監視することにより、当該ポートが使用中のポートか、空きポートかを識別することができる。また、車両のイグニッションスイッチがオンになる毎に、各接続ポートの接続認証を行い、当該ポートが使用中のポートか否かを識別できる。
【０３４７】
＜電源のバックアップおよびヒューズに関する技術＞
図４１は、バックアップ電源回路の構成例を示す電気回路図である。
【０３４８】
図４１に示したバックアップ電源回路４１−１は、各制御ボックスＣＢの内部に装備され、ほとんどの種類の補機に電力を供給するために利用できる。この回路には、図４１に示すように、メイン電源ライン４１−２、サブ電源ライン４１−３、２個のスイッチング素子４１−５、２個のダイオード４１−６、電源出力部４１−７、およびアースライン４１−９が備わっている。また、電源出力部４１−７は、所定の枝線サブハーネスを接続するために設けられた制御ボックスＣＢのコネクタ４１−８の一部分と接続されている。
【０３４９】
コネクタ４１−８上には、４個の端子４１−８ａ、４１−８ｂ、４１−８ｃ、４１−８ｄが備わっている。端子４１−８ａ、および４１−８ｄは、それぞれ電源出力部４１−７のアース（ＧＮＤ）ライン、および電源ラインと接続される。また、端子４１−８ｂ、および４１−８ｃは、２本の通信ラインと接続される。なお、端子４１−８ａ、４１−８ｂ、４１−８ｃ、および４１−８ｄの端子サイズは、それぞれ１．５、０．５、０．５、１．５とする。
【０３５０】
バックアップ電源回路４１−１のメイン電源ライン４１−２には、車両のメインバッテリー等からの直流電力が、バックボーン幹線を経由して供給される。また、サブ電源ライン４１−３には、所定のサブバッテリー等からの直流電力が、バックボーン幹線等を経由して供給される。なお、バックボーン幹線のサブ電源ライン及びメイン電源ラインの少なくともいずれか一方には、車両駆動等に用いられる高圧バッテリパックの電力をＤＣ／ＤＣで降圧し、サブ電源として供給してもよい。
【０３５１】
２個のスイッチング素子４１−５をオンオフ制御するための制御信号４１−４は、制御ボックスＣＢ内に設けられた図示しないマイクロコンピュータから供給される。このマイクロコンピュータが制御信号４１−４を適切に制御することで、次の（１）、（２）、および（３）に示すような機能を実現できる。
【０３５２】
（１）電子ヒューズ機能：
負荷電流の大きさを監視して、所定以上の過大電流の通電を検知した場合には、自動的に通電経路を遮断する。また、正常な状態に戻ったことを検知した場合には、通電経路を再接続する。
【０３５３】
（２）メイン／サブ電源の自動切替機能：
例えば、通常はメイン電源ライン４１−２側の電力のみを負荷側に供給し、メイン電源ライン４１−２の故障などを検知した場合には、サブ電源ライン４１−３側から負荷に電力を供給するように自動的に切り替える。つまり、サブ電源ライン４１−３をバックアップ用の電源供給経路として利用する。また、比較的消費電力の大きな負荷を接続する場合には、メイン電源ライン４１−２およびサブ電源ライン４１−３の両方から同じ負荷に対して同時に電力を供給する。これにより電源側の電力容量の不足を補うことができる。
【０３５４】
（３）電源種類（＋Ｂ，＋ＢＡ，ＩＧ等）の切替機能：
このバックアップ電源回路４１−１が電源出力部４１−７に供給する電力の種類をマイクロコンピュータが自動的に切り替える。電力の種類としては、「＋Ｂ」、「ＡＣＣ」、「ＩＧ」、「＋ＢＡ」、「ＩＧＰ」、「ＩＧＲ」などがある。
【０３５５】
「＋Ｂ」は、常時バッテリーから電力が供給される系統の電力を表す。「ＡＣＣ」は、車両のアクセサリー（ＡＣＣ）スイッチのオンオフに連動して電力が供給される系統の電力を表す。「ＩＧ」は、車両のイグニッション（ＩＧ）スイッチのオンオフに連動して電力が供給される系統の電力を表す。「＋ＢＡ」は、ユーザが近づいた時にオンになり電力が供給される系統の電力を表す。「ＩＧＰ」は、イグニッションがオンになり、エンジンがフルの状態で電力が供給される系統の電力を表す。「ＩＧＲ」は、緊急時に必要とされる電力を供給する系統を表し、実際にはタイヤが回っているときに電力が供給される。
【０３５６】
マイクロコンピュータが実行する処理により、２個のスイッチング素子４１−５の各々を状況に応じて適切にオンオフ制御することで、上記のような様々な種類の電力を負荷側に供給することができる。
【０３５７】
＜パワー負荷用電源回路に関する技術＞
図４２は、パワー負荷用電源回路の構成例を示す電気回路図である。
【０３５８】
図４２に示すパワー負荷用電源回路４２−１は、各制御ボックスＣＢの内部に装備され、例えば特別に大きな電源電力を必要とする負荷に電力を供給するために利用できる。この回路には、図４２に示すように、メイン電源ライン４２−２、スイッチング素子４２−５、電源出力部４２−６、およびアースライン４２−３が備わっている。また、電源出力部４２−６は、所定の枝線サブハーネスを接続するために設けられた制御ボックスＣＢのコネクタ４２−７と接続されている。
【０３５９】
コネクタ４２−７上には、２個の端子４２−７ａ、４２−７ｂが備わっている。端子４２−７ａ、および４２−７ｂは、それぞれ電源出力部４２−６のアース（ＧＮＤ）ライン、および電源ラインと接続される。なお、端子４２−７ａ、および４２−７ｂの端子サイズは、いずれも４．８とする。例えば、車両のブロアモータが所定のパワーケーブルを介して、コネクタ４２−７に接続される。
【０３６０】
パワー負荷用電源回路４２−１のメイン電源ライン４２−２には、車両のメインバッテリー等からの直流電力が、バックボーン幹線を経由して供給される。アースライン４２−３は、バックボーン幹線のアースライン、あるいは車両のボデーアースと接続される。
【０３６１】
スイッチング素子４２−５をオンオフ制御するための制御信号４２−４は、制御ボックスＣＢ内に設けられた図示しないマイクロコンピュータから供給される。このマイクロコンピュータが制御信号４２−４を適切に制御することで、上記の「電子ヒューズ」の機能を実現することができる。また、負荷に電力を供給するタイミングを適切に制御することができる。例えば、メインバッテリーの電力残容量を反映して制御タイミングを決定したり、節電のためのタイミング制御を行うことができる。
【０３６２】
＜複数の通信プロトコルに対応するための技術＞
図４４は、複数の通信プロトコルを切り替え可能な制御ボックスの構成例を示すブロック図である。
【０３６３】
車両上の通信システムにおいては、例えばＣＡＮ（Controller Area Network ）や、ＣＸＰＩ（Clock Extension Peripheral Interface）の標準規格に適合した複数種類の通信インタフェースが利用される可能性がある。そして、通信相手の通信インタフェースが採用している規格が違うと、通信仕様や通信プロトコルが異なるため、相互に通信することができない。したがって、同じ規格の通信インタフェース同士を接続するように、通信システムを構成する必要がある。
【０３６４】
そのため、通信インタフェースだけでなく、コネクタや接続ケーブルについても、通信規格毎に異なる部品を用意しなければならず、部品の品番数が増加したり、製造コストの上昇に繋がる。
【０３６５】
そこで、図４４に示した制御ボックス４４−１、４４−２は、ＣＡＮおよびＣＸＰＩの両方の規格のプロトコルに対応し、部品の共通化、およびプロトコルの自動切り替えを可能にしている。
【０３６６】
図４４に示した制御ボックス４４−１は、マイクロコンピュータによって制御される４つのＰＨＹ回路、２つのネットワークスイッチ（Switch）、ゲートウェイ（ＧＷ）の機能を内蔵している。このゲートウェイは、ＣＡＮ−ＦＤ規格、およびＣＸＰＩ規格の両方の通信プロトコルに対応している。
【０３６７】
また、制御ボックス４４−１の内部には、ＣＡＮ−ＦＤ規格の通信インタフェースと、ＣＸＰＩ規格の通信インタフェースとが内蔵され、制御ボックス４４−１の接続部４４−１ａには４個の独立したコネクタが備わっている。また、もう一方の制御ボックス４４−１は、無線ＰＨＹ回路を更に備えている。
【０３６８】
接続部４４−１ａの各コネクタは、切替回路４４−４を内蔵している。この切替回路４４−４のＣＡＮ接続部４４−４ａは、ＣＡＮ−ＦＤ規格の通信インタフェースと接続され、ＣＡＮ−ＦＤ規格の「＋側」および「−側」の１組の通信信号を扱うことができる。また、切替回路４４−４のＣＸＰＩ接続部４４−４ｂは、ＣＸＰＩ規格の通信インタフェースと接続され、ＣＸＰＩ規格の１つの通信信号を扱うことができる。切替回路４４−４のＣＡＮ接続部４４−４ａ、およびＣＸＰＩ接続部４４−４ｂの信号経路は、内部の制御可能なスイッチを経由して共通接続部４４−４ｃの２つの端子と接続されている。このスイッチは、内部のゲートウェイ（ＧＷ）により制御される。
【０３６９】
また、共通接続部４４−４ｃの２つの端子と、電源ライン、アースラインとの４つの端子を含む共通のコネクタが、各制御ボックス４４−１、４４−２に備わっている。
【０３７０】
図４４中に示したモジュラーケーブル４４−５は、ＣＡＮ規格の信号に対応するために、「ＧＮＤ」、「ＣＡＮＦＤ−」、「ＣＡＮ ＦＤ＋」、および「電源」の４つの端子および４本の電線を備えている。また、モジュラーケーブル４４−６は、ＣＸＰＩ規格の信号に対応するために、「ＧＮＤ」、「ＣＸＰＩ」、「ＧＮＤ」、および「電源」の４つの端子および４本の電線を備えている。つまり、２つのモジュラーケーブル４４−５、４４−６は同じ数の端子および電線を有しているので、共通の部品として使用できる。
【０３７１】
構成が共通のモジュラーケーブル４４−５、または４４−６を制御ボックス４４−１の共通のコネクタと接続することにより、ＣＡＮ−ＦＤ規格およびＣＸＰＩ規格のいずれの通信にも対応できる。
【０３７２】
実際には、制御ボックス４４−１内のマイクロコンピュータの制御により、初期状態ではＣＡＮ−ＦＤ規格の通信を選択し、ＣＸＰＩ規格の通信機器が相手側に接続された場合には自動的にＣＸＰＩ規格の通信に切り替える。具体的には、モジュラーケーブル４４−５、又は４４−６を経由して相手側の通信機器が接続されたときに、マイクロコンピュータが信号のスキャニングを行い、相手が何を要求しているのかを把握する。そして、ＣＡＮ規格のプロトコルにより通信を確立できない場合には、ＣＸＰＩ規格のプロトコルに切り替えて通信の確立を試みる。この時、マイクロコンピュータが切替回路４４−４のスイッチを切り替えることにより、切替回路４４−４内で信号経路を切り替えて、コネクタの各端子に流す信号の形式を、ＣＡＮ形式（２本の信号線）から、ＣＸＰＩ形式（１本の信号線）に変更できる。
【０３７３】
＜制御ボックスおよびＥＣＵの配置に関する技術＞
図４３は、車載システムの構成例を示すブロック図である。
【０３７４】
図４３に示した車載システムにおいては、２つの制御ボックス４３−１、４３−２の間がバックボーン幹線４３−４を介して接続されている。また、ＥＣＵボックス４３−３がバックボーン幹線４３−５を経由して制御ボックス４３−１と接続されている。
【０３７５】
ＥＣＵボックス４３−３の内部には、エアコン制御用のＥＣＵ（電子制御ユニット）と、その他の複数のＥＣＵが内蔵されている。制御ボックス４３−１は例えば車両のインパネ部に配置される。
【０３７６】
制御ボックス４３−２の配下には、枝線である２つのモジュラーケーブル４３−８を介して、ＥＣＵ４３−６およびコネクタ４３−７が接続されている。また、他の枝線を経由して、ＰＴＣヒータ４３−９も制御ボックス４３−２の配下に接続されている。ＥＣＵ４３−６の出力には、複数の負荷４３−１０が接続されている。また、コネクタ４３−７は電子回路を内蔵し、制御ボックス４３−２との間で通信する機能や負荷の通電を制御する機能を内蔵している。
【０３７７】
図４３に示した車載システムにおいては、制御ボックス４３−２の配下に負荷４３−１０としてエアコンが接続された場合に、制御ボックス４３−２内のマイクロコンピュータが、ＥＣＵボックス４３−３内のエアコン制御用のＥＣＵの代わりに、エアコンの制御を実施することもできる。その場合には、ＥＣＵボックス４３−３内のエアコン制御用のＥＣＵを削減することができる。
【０３７８】
一方、図３５に示した車載システムにおいては、制御ボックス３５−２Ａに、イーサネット（登録商標）規格の通信線３５−６を経由して、ＥＣＵボックス３５−３が接続されている。ＥＣＵボックス３５−３の内部には、例えば１０個程度の互いに独立したＥＣＵを内蔵することができる。したがって、多数のＥＣＵを一箇所に集中的に配置することができる。ＥＣＵボックス３５−３内の各ＥＣＵの配下には、様々な負荷を接続することができる。
【０３７９】
また、ＥＣＵボックス３５−３の内部にはＣＡＮ ＦＤ規格の通信インタフェース、ゲートウェイ（ＧＷ）、およびＰＨＹ回路が備わっている。したがって、ＥＣＵボックス３５−３内の各ＥＣＵは、制御ボックス３５−２Ａ〜３５−２Ｅを経由して、車両上の様々な機器との間で通信することができる。なお、ＥＣＵボックス３５−３に内蔵される各ＥＣＵは着脱自在であり、必要に応じて交換することができる。また、各ＥＣＵの装着位置を変更することもできる。
【０３８０】
＜通信系統の２重化に関する技術＞
図４６（ａ）および図４６（ｂ）は、車載システムの構成例を示すブロック図である。
故障が生じた場合や、車両の衝突に伴って通信線が断線したような場合には、機器間で通信できない状態になる。しかし、例えば車両に自動運転などの技術を搭載する場合には、通信システムにより高い信頼性が要求されるので、通信経路が途絶えないように配慮する必要がある。
【０３８１】
そこで、図４６（ａ）および図４６（ｂ）に示した車載システムにおいては、信頼性を高めるために、少なくとも重要度の高い箇所については、電源供給経路および通信経路を２重化するように構成してある。
【０３８２】
図４６（ａ）に示した構成においては、制御ボックス４６−１と、制御ボックス４６−２との間がバックボーン幹線４６−４を介して互いに接続され、制御ボックス４６−１と、制御ボックス４６−３との間がバックボーン幹線４６−５を介して互いに接続されている。また、図４６には示されていないが、バックボーン幹線４６−４、および４６−５の各々は、電源ライン、アースライン、および通信ラインを含み、電源ライン、および通信ラインはそれぞれ独立した２系統の線路を備えている。
【０３８３】
また、制御ボックス４６−２の配下には、枝線であるモジュールケーブル４６−７を経由して、制御ユニット４６−６が接続されている。また、制御ボックス４６−３の配下には、枝線であるモジュールケーブル４６−８を経由して、制御ユニット４６−６が接続されている。制御ユニット４６−６の配下には、枝線サブハーネス４６−１０を介して複数の負荷４６−９が接続されている。
【０３８４】
また、モジュールケーブル４６−７および４６−８の各々は、２系統の電源ラインと、アースラインと、２系統の通信ラインとを備えている。なお、アースラインを２系統にすることもできる。
【０３８５】
したがって、例えば制御ボックス４６−１から、バックボーン幹線４６−４、制御ボックス４６−２、およびモジュールケーブル４６−７を経由して制御ユニット４６−６に指示を与える場合の通信経路および電力供給経路は全て２重化されている。また、制御ボックス４６−１から、バックボーン幹線４６−５、制御ボックス４６−３、およびモジュールケーブル４６−８を経由して制御ユニット４６−６に指示を与える場合の通信経路および電力供給経路も全て２重化されている。
【０３８６】
そのため、例えばバックボーン幹線４６−４、４６−５、モジュールケーブル４６−７、４６−８のいずれかにおいて、１系統の通信ラインが断線した場合であっても、断線していないもう一方の系統の通信ラインを用いて通信経路を確保できる。
【０３８７】
また、例えばバックボーン幹線４６−４、またはモジュールケーブル４６−７において、２系統の通信ラインが同時に断線したような場合であっても、制御ボックス４６−１から、バックボーン幹線４６−５、制御ボックス４６−３、およびモジュールケーブル４６−８を経由する通信経路に切り替えることにより、制御ユニット４６−６の制御に必要な通信経路を確保できる。
【０３８８】
一方、図４６（ｂ）に示した車載システムにおいては、中央の制御ボックス４６−１２と、複数の制御ボックス４６−１１、４６−１３、４６−１４、４６−１５等が、それぞれ独立したバックボーン幹線４６−１７、４６−１６、４６−１８等を介して相互に接続されている。また、各制御ボックスの配下には、枝線を経由して制御ユニット又は負荷が接続されている。
【０３８９】
また、例えば制御ユニット４６−２１Ａは、枝線４６−２２を経由して中央の制御ボックス４６−１２と接続されており、更に、制御ユニット４６−２１Ａは、枝線４６−２３を経由して制御ボックス４６−１４と接続されている。
【０３９０】
したがって、制御ボックス４６−１２が制御ユニット４６−２１Ａに対して指示を与える場合には、枝線４６−２２を経由して通信する経路と、バックボーン幹線４６−１８、制御ボックス４６−１４、および枝線４６−２３を経由して通信する経路とのどちらでも使うことができる。つまり、複数の経路の一方で断線が生じた場合であっても、残りの正常な通信線を用いて必要な通信経路を確保できる。
【０３９１】
＜モジュール化した機器の接続形態に関する技術＞
図４７は、運転席ドアパネルに設置される回路モジュールの構成例を示すブロック図である。
【０３９２】
図４７に示した回路モジュール４７−４は、運転席ドアパネルに配置されており、車体側に設置されている制御ボックス４７−１と、枝線サブハーネス４７−２および４７−３を介して接続されている。枝線サブハーネス４７−２および４７−３は、車体と運転席ドアとを連結する箇所の隔壁を貫通するように配索される。
【０３９３】
枝線サブハーネス４７−２の通信線は、標準の通信インタフェース（ＣＸＰＩ等）に接続され、枝線サブハーネス４７−３の通信線は、イーサネット（登録商標）の通信インタフェースに接続されている。
【０３９４】
回路モジュール４７−４上には、モジュラー接続コネクタ４７−８の他に、標準インタフェースを備える補機として、複数の電子制御ユニット（ＥＣＵ）４７−１０、４７−１１、サイドテレビジョン４７−９等が備わっている。また、アンテナ４７−５、スピーカ４７−６、センサ４７−７、汎用通信コネクタ４７−１２等も備わっている。
【０３９５】
モジュラー接続コネクタ４７−８は、ＣＸＰＩ規格の３個の標準通信インタフェースと、標準（ＳＴＤ）駆動回路とを内蔵している。なお、モジュラー接続コネクタ４７−８内の各標準通信インタフェースは、単に受け取った信号をそのまま通過させて出力側に送り出す機能を有している。
【０３９６】
電子制御ユニット４７−１０、４７−１１、および汎用通信コネクタ４７−１２は、それぞれ、モジュラー接続コネクタ４７−８の標準通信インタフェースと接続されている。汎用通信コネクタ４７−１２は、電子回路を内蔵しており、この電子回路により通信、負荷の制御、および信号の入力を行うことができる。また、モジュラー接続コネクタ４７−８の標準駆動回路の出力に、ドアロックモータ４７−１７や、ドア内の各種イルミネーション機器４７−１８が接続されている。
【０３９７】
電子制御ユニット４７−１０は、パワーウインドウの制御に必要な処理を実行するマイクロコンピュータを内蔵しており、その出力には、パワーウインドウの電気モータ（Ｐ／ＷＭＴＲ）が接続されている。
また、電子制御ユニット４７−１１は、ドアに設置されたアウターミラーを制御する機能を有するマイクロコンピュータを内蔵している。電子制御ユニット４７−１１の出力にミラーの構成要素４７−１４、および４７−１５が接続されている。汎用通信コネクタ４７−１２の出力には、ミラーヒータ４７−１６、メモリスイッチ等４７−１９が接続されている。
【０３９８】
図４８は助手席ドアパネルに設置される回路モジュールの構成例を示すブロック図である。
図４８に示した回路モジュール４８−４は、助手席ドアパネルに配置されており、車体側に設置されている制御ボックス４８−１と、枝線サブハーネス４８−２および４８−３を介して接続されている。枝線サブハーネス４８−２および４８−３は、車体と助手席ドアとを連結する箇所の隔壁を貫通するように配索される。
【０３９９】
枝線サブハーネス４８−２の通信線は、標準の通信インタフェース（ＣＸＰＩ等）に接続され、枝線サブハーネス４８−３の通信線は、イーサネット（登録商標）の通信インタフェースに接続されている。
【０４００】
回路モジュール４８−４上には、モジュラー接続コネクタ４８−８の他に、標準インタフェースを備える補機として、複数の電子制御ユニット（ＥＣＵ）４８−１０、４８−１１、サイドテレビジョン４８−９等が備わっている。また、アンテナ４８−５、スピーカ４８−６、センサ４８−７、汎用通信コネクタ４８−１２等も備わっている。
【０４０１】
モジュラー接続コネクタ４８−８は、ＣＸＰＩ規格の３個の標準通信インタフェースと、標準（ＳＴＤ）駆動回路とを内蔵している。電子制御ユニット４８−１０、４８−１１、および汎用通信コネクタ４８−１２は、それぞれ、モジュラー接続コネクタ４８−８の標準通信インタフェースと接続されている。汎用通信コネクタ４８−１２は、電子回路を内蔵しており、この電子回路により通信、負荷の制御、および信号の入力を行うことができる。また、モジュラー接続コネクタ４８−８の標準駆動回路の出力に、ドアロックモータ４８−１７や、ドア内の各種イルミネーション機器４８−１８が接続されている。
【０４０２】
電子制御ユニット４８−１０は、パワーウインドウの制御に必要な処理を実行するマイクロコンピュータを内蔵しており、その出力には、パワーウインドウの電気モータ（Ｐ／ＷＭＴＲ）が接続されている。
また、電子制御ユニット４８−１１は、ドアに設置されたアウターミラーを制御する機能を有するマイクロコンピュータを内蔵している。電子制御ユニット４８−１１の出力にミラーの構成要素４８−１４、および４８−１５が接続されている。汎用通信コネクタ４８−１２の出力には、ミラーヒータ４８−１６、およびランプ４８−１９が接続されている。
【０４０３】
図４９は、リア席ドアパネルに設置される回路モジュールの構成例を示すブロック図である。なお、リア席ドアパネルについては左右で同一の構成である。
【０４０４】
図４９に示した回路モジュール４９−３は、リア席（左右の各々）ドアパネルに配置されており、車体側に設置されている制御ボックス４９−１と、枝線サブハーネス４９−２を介して接続されている。枝線サブハーネス４９−２は、車体とリア席ドアとを連結する箇所の隔壁を貫通するように配索される。枝線サブハーネス４９−２の通信線は、標準の通信インタフェース（ＣＸＰＩ等）に接続されている。
【０４０５】
回路モジュール４９−４上には、モジュラー接続コネクタ４９−４の他に、標準インタフェースを備える補機として、電子制御ユニット（ＥＣＵ）４９−５等が備わっている。モジュラー接続コネクタ４９−４は、ＣＸＰＩ規格の３個の標準通信インタフェースと、標準（ＳＴＤ）駆動回路とを内蔵している。電子制御ユニット４９−５は、モジュラー接続コネクタ４９−４の標準通信インタフェースと接続されている。
【０４０６】
また、モジュラー接続コネクタ４９−４の標準駆動回路の出力に、ドアロックモータ４９−７や、ドア内の各種イルミネーション機器４９−８、４９−９、４９−１０が接続されている。
【０４０７】
電子制御ユニット４９−５は、パワーウインドウの制御に必要な処理を実行するマイクロコンピュータを内蔵しており、その出力には、パワーウインドウの電気モータ（Ｐ／ＷＭＴＲ）４９−６が接続されている。
【０４０８】
図５０は、車両のルーフに設置される回路モジュールの構成例を示すブロック図である。
図５０に示した回路モジュール５０−３は、車体のルーフ部に配置されており、車室内側に設置されている制御ボックス５０−１と、枝線サブハーネス５０−２を介して接続されている。枝線サブハーネス５０−２は、車体とルーフを連結する箇所の隔壁を貫通するように配索される。枝線サブハーネス５０−２の通信線は、標準の通信インタフェース（ＣＸＰＩ等）に接続されている。
【０４０９】
回路モジュール５０−３上には、モジュラー接続コネクタ５０−４の他に、標準インタフェースを備える補機として、電子制御ユニット（ＥＣＵ）５０−６、レインセンサ５０−１４等が備わっている。また、マイク５０−５、汎用通信コネクタ５０−７等も備わっている。
【０４１０】
モジュラー接続コネクタ５０−４は、ＣＸＰＩ規格の３個の標準通信インタフェースと、標準（ＳＴＤ）駆動回路とを内蔵している。なお、モジュラー接続コネクタ５０−４内の各標準通信インタフェースは、単に受け取った信号をそのまま通過させて出力側に送り出す機能を有している。
【０４１１】
電子制御ユニット５０−６、レインセンサ５０−１４、および汎用通信コネクタ５０−７は、それぞれ、モジュラー接続コネクタ５０−４の標準通信インタフェースと接続されている。汎用通信コネクタ５０−７は、電子回路を内蔵しており、この電子回路により通信、負荷の制御、および信号の入力を行うことができる。また、モジュラー接続コネクタ５０−４の標準駆動回路の出力に、各種のランプ負荷５０−１２、５０−１３が接続されている。
【０４１２】
電子制御ユニット５０−６は、スライディングルーフの開閉等の駆動制御に必要な処理を実行するマイクロコンピュータを内蔵しており、その出力には、スライディングルーフスイッチ５０−８、および駆動用の電気モータ５０−９が接続されている。汎用通信コネクタ５０−７の出力には、メーデースイッチ５０−１０、およびインナーリアビューミラー５０−１１が接続されている。
【０４１３】
図５１は、スマート接続コネクタの構成例を示すブロック図である。
図５１に示したスマート接続コネクタ５１−３は、車両上の様々な箇所で汎用的に使えるジョイント機能を提供する要素であり、枝線サブハーネス５１−２、および標準インタフェース５１−１を介して、所望の制御ボックスと接続することができる。
【０４１４】
また、スマート接続コネクタ５１−３の出力側コネクタ５１−７に、例えば図５１に示すように、ドアロックモータスイッチ５１−８、各種イルミネーション機器５１−９、５１−１０、５１−１１、ドアロックモータ５１−１２等を接続することができる。
【０４１５】
また、スマート接続コネクタ５１−３の内部には、制御回路５１−４が設けてある。制御回路５１−４は、標準通信インタフェース５１−４ａ、電源回路５１−４ｂ、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）５１−４ｃ、信号処理回路（ＳＴＲＢ）５１−４ｄ、入力回路５１−４ｅ、ＩＰＤ (Intelligent Power Device)５１−４ｆ、およびモータドライバ５１−４ｇを備えている。
【０４１６】
スマート接続コネクタ５１−３の出力側コネクタ５１−７には、各種の電源電力を出力する端子と、通信用の端子と、入力回路５１−４ｅに入力する信号のための端子と、ＩＰＤ５１−４ｆで駆動する負荷を接続するための端子と、電気モータを接続するための端子とが備わっている。
【０４１７】
出力側コネクタ５１−７に出力する電源電力については、マイクロコンピュータ５１−４ｃの処理によって電子ヒューズを作動させたり、電力の種類（＋Ｂ、＋ＢＡ、ＩＧ等）を切り替えることができる。この制御を行うために、出力側コネクタ５１−７の各端子と、入力側電源ラインとの間にスイッチング素子が接続されている。このスイッチング素子のオンオフをマイクロコンピュータ５１−４ｃが制御する。
【０４１８】
＜新たなユニットを追加して機能を追加するための技術＞
本実施形態では、車載システムの共通インタフェースに対して、新規のユニットを接続し、機能追加を行う場合のシステム側の制御を想定している。例えば、図２に示したシステムにおいて、各制御ボックスＣＢの接続部Ｃｎｘのコネクタに、枝線サブハーネスＬＳを介して新規の補機ＡＥを接続する場合が想定される。但し、新たに接続する新規のユニットが必ずしも正規のユニットであるとは限らないので、システム全体のセキュリティを確保するために特別な制御を実施する必要がある。
【０４１９】
図示しないが、この場合に実行する手順の具体例は次の通りである。
ステップＳ５０：車両のディーラー等において、作業者等が該当する新規のユニット（補機）を枝線サブハーネスＬＳを介して制御ボックスＣＢの接続部Ｃｎｘに接続する。
【０４２０】
ステップＳ５１：車両のディーラー等において、車両メーカ等が提供する車両専用の診断ツール（例えば「タスキャン」）を作業者等が車両上のシステムに接続し、接続したユニットを診断のためにスキャンするための命令を実行する。
【０４２１】
ステップＳ５２：前記診断ツールからの命令に従い、制御ボックスＣＢ内のマイクロコンピュータがスキャン処理を開始する。そして、まず最初に接続部Ｃｎｘに繋がる１つめの標準インタフェースに電源を投入し、この標準インタフェースを利用する通信について、ＣＡＮ通信の通信可否をマイクロコンピュータが自動的に識別する。
【０４２２】
ステップＳ５３：ステップＳ５２でＣＡＮ通信が成立しない場合には、マイクロコンピュータが通信仕様をＣＡＮからＣＸＰＩに切り替えて、ＣＸＰＩ通信で通信可否を識別する。
【０４２３】
ステップＳ５４：ステップＳ５２，Ｓ５３において、ＣＡＮ通信、ＣＸＰＩ通信のいずれも成立しない場合には、マイクロコンピュータが、該当する標準インタフェースの電源を遮断する。
【０４２４】
ステップＳ５５：ステップＳ５２，Ｓ５３において、ＣＡＮまたはＣＸＰＩの通信が成立した場合には、前記診断ツールと、制御ボックスＣＢ内のマイクロコンピュータと、接続先の補機（新規のユニット等）との間で通信を行い、前記診断ツールが所定の処理を実行することにより、該当する補機についての認証処理を行う。認証処理の内容については、事前に規格化しておく。
【０４２５】
ステップＳ５６：ステップＳ５５で認証に成功した場合には、制御ボックスＣＢ内のマイクロコンピュータが、該当する標準インタフェースの補機について、電源電力の供給条件をマイクロコンピュータ自身の記憶装置内に登録する。例えば、認証により判明した補機の種類、あるいはＩＤ情報に基づき、供給すべき電力の種類が、「＋Ｂ，＋ＢＡ，ＩＧ，ＩＧＰ」等のいずれに該当するのかを自動的に識別し、その識別結果を登録する。
【０４２６】
ステップＳ５７：２つめ以降の各標準インタフェースについても、上記のステップＳ５２〜Ｓ５６の処理を順次に繰り返す。
【０４２７】
ステップＳ５８：全ての標準インタフェースについて上記のスキャン処理が終了した後で、前記診断ツールまたは制御ボックスＣＢ内のマイクロコンピュータは、新規に追加されたユニットについて、該当する機能を追加することについて、ユーザ（又は作業者）が確認できるようにメッセージ等を表示する。この表示は、例えば車両上のメータユニットの表示部などを用いて表示する。
【０４２８】
ステップＳ５９：ステップＳ５８でユーザが確認した機能について、該当する機能を実際に使用できる環境に移行するための情報を、制御ボックスＣＢ内のマイクロコンピュータがそれ自身の記憶装置上に記憶する。
【０４２９】
したがって、例えば車両メーカ等が許可していない不正な機器をユーザや第三者が車載システムに接続しようとしても、不正な機器は正規の車載システムとの間で通信を行うことができないし、通信用のコネクタを経由して電力供給を受けることもできないので、不正な機器は全く動作しない。
【０４３０】
＜車載システムの通信系の接続形態に関する技術＞
図５２（ａ）、図５２（ｂ）、および図５３は、それぞれ異なる車載システムの通信系の構成例を示すブロック図である。
【０４３１】
図５２（ａ）に示した車載システムは、３系統の通信網Ｖ２−ＣＡＮ、Ｖ１−ＣＡＮ、ＭＳ−ＣＡＮを備えており、これらの間はゲートウェイで相互に接続されている。また、通信網Ｖ２−ＣＡＮは、エンコパ（エンジンルーム）系の機器に割り当てられ、通信網Ｖ１−ＣＡＮは、エンジン系の機器（メータユニットを含む）に割り当てられ、通信網ＭＳ−ＣＡＮはボディ系の機器（ドア、パワーシート等）に割り当てられている。
【０４３２】
また、通信網ＭＳ−ＣＡＮはドメインとして車両全体に配置され、通信網Ｖ１−ＣＡＮおよびＶ２−ＣＡＮのそれぞれは、車体上のエリア毎に区分されている。各通信網ＭＳ−ＣＡＮ、Ｖ１−ＣＡＮ、Ｖ２−ＣＡＮの配下に様々な補機が接続される。
【０４３３】
図５２（ｂ）に示した車載システムは、運転支援系、パワートレイン系、シャーシ系、ボデー系、マルチメディア系の各々に割り当てられた複数のドメインのそれぞれを担当する複数の通信網が相互に接続されている。各通信網は、ＣＡＮ規格の通信インタフェースを採用している。これら複数組の通信網は、車内全体の領域で、互いに並走するように配索されている。
【０４３４】
図５３に示した車載システムは、「エリア１」、「エリア２」、「エリア３」、「エリア４」、「エリア５」のエリア毎に、ドメイン分けされており、エリア毎にそれぞれ通信網が形成されている。また、各エリア間を接続する幹線については、高速通信を可能にするために光通信網が用いられている。
【０４３５】
光通信網を用いることにより、例えば１［Ｇｂｐｓ］程度の高速通信がエリア間で可能になる。光通信網の通信容量は、各エリア内の通信網において複数系統に分配され、様々な補機の通信にそれぞれ割り当てられる。また、通信の優先度については、補機等の機器の各々に事前に割り当てられた固有のＩＤ情報に基づいて決定される。
【０４３６】
＜制御ボックス内部の構成に関する技術＞
図４５は、制御ボックスの構成例を示すブロック図である。
【０４３７】
図４５に示した車載システムは、バックボーン幹線４５−７、４５−８を介して互いに接続された５つの制御ボックス４５−１、４５−２、４５−３、４５−４、４５−５、およびＥＣＵボックス４５−６を備えている。
【０４３８】
図４５に示すように、バックボーン幹線４５−７は、２系統の電源ラインと、アースラインとを備えている。また、バックボーン幹線４５−８は、２系統の通信ラインを備えている。
【０４３９】
制御ボックス４５−１の内部には、２系統の電源部４５−１０、２組のネットワーク（イーサネット：登録商標）ハブ４５−１１、４５−１２、ゲートウェイ（ＧＷ）の通信制御部４５−１３、ＷｉＦｉ通信モジュール４５−１４、ネットワーク（イーサネット：登録商標）ハブ４５−１５、電力制御部４５−１６、スイッチング回路４５−１７Ａ、４５−１７Ｂ、４５−１７Ｃ、コネクタ４５−２１、４５−２２、４５−２３、および４５−２４が備わっている。
【０４４０】
バックボーン幹線４５−８に含まれる２系統の通信ラインのうち、一方の通信ラインがネットワークハブ４５−１１と接続され、もう一方の通信ラインがネットワークハブ４５−１２と接続されている。なお、ネットワークハブ４５−１１側の通信系統は、車両のパワートレイン系およびシャシー系用に割り当ててあり、ネットワークハブ４５−１２側の通信系統は、車両のボデー系およびマルチメディア系用に割り当ててある。
【０４４１】
ゲートウェイ（ＧＷ）の通信制御部４５−１３は、制御ボックス４５−１内に設けられたマイクロコンピュータ（図示せず）の制御により実現する機能であり、次に示す各機能を含んでいる。
【０４４２】
（１）プロトコル等の規格が異なる複数ネットワーク間の相互接続
（２）関係パケットの受信
（３）信号の送信
（４）制御系の通信、運転支援系通信の分類
（５）高ランク情報の迂回通信
【０４４３】
ＷｉＦｉ通信モジュール４５−１４は、制御ボックス４５−１を車上に搭載された他の機器やユーザが所持している機器との間で無線接続するために利用される。
【０４４４】
ネットワークハブ４５−１５は、通信制御部４５−１３の１つの通信経路を分岐して、コネクタ４５−２１、４５−２２、４５−２３のいずれかの通信経路と接続する機能を有している。
【０４４５】
電力制御部４５−１６は、制御ボックス４５−１内に設けられたマイクロコンピュータ（図示せず）の制御により実現する機能であり、次に示すような電源電力の制御機能を備えている。
【０４４６】
（１）過大な電流が流れたときに経路を遮断する電子ヒューズ機能。
（２）「＋Ｂ，＋ＢＡ，ＩＧＰ，ＩＧＲ」等の電力の種類を制御する機能。
（３）電源に異常が発生した時に、２系統の電源ラインを使い分けて重要な系統の電源をバックアップする機能。
（４）Ｓ＆Ｓ（ｓｔｏｐ＆ｓｔａｒｔ）切替機能。
【０４４７】
スイッチング回路４５−１７Ａ、４５−１７Ｂ、４５−１７Ｃは、２系統の電源ラインの各々をそれぞれコネクタ４５−２１、４５−２２、および４５−２３の電源ラインと接続するための制御可能な２個のスイッチング素子を備えている。これらのスイッチング素子は、電力制御部４５−１６の各機能を実現するマイクロコンピュータが出力する制御信号により個別にオンオフ制御される。
【０４４８】
コネクタ４５−２１、４５−２２、および４５−２３の各々は、電源ラインの端子、アースラインの端子、および２本の通信ラインの各端子の４つを備えている。これらのコネクタ４５−２１、４５−２２、および４５−２３の配下には、所定の枝線サブハーネスを経由して様々な種類の補機を接続可能である。
【０４４９】
以上のように、本発明に係る車両用回路体は、様々な電装品と車両上の電源との間および電装品同士の電気接続のための構造、特に幹線部分の構成を簡素化し、新たな電線の追加も容易にできる。
【０４５０】
ここで、上述した本発明の実施形態に係る車両用回路体の特徴をそれぞれ以下［１］〜［７］に簡潔に纏めて列記する。
[１]  車両に設置される車両用回路体であって、
少なくとも車両の前後方向に延伸する幹線（バックボーン幹線部２１、２２、２３）と、
前記幹線に設置される複数の制御ボックス（バックボーン制御ボックス３１、３２、３３）と、
を備え、
前記制御ボックスは、補機と直接的又は間接的に接続される枝線（枝線サブハーネスＬＳ）と接続可能であり、
前記幹線は、所定の電流容量を有する電源ライン（Ｌ１、Ｌ２）と、所定の通信容量を有する通信ライン（Ｌ４、Ｌ５）とを有する、
車両用回路体。
【０４５１】
［２］  前記幹線は、２系統の電源ライン（Ｌ１、Ｌ２）を有する、
上記［１］に記載の車両用回路体。
【０４５２】
［３］  前記枝線は、電源ラインおよび通信ラインを有し、
前記制御ボックスは、前記枝線が接続される枝線用接続部（スイッチ回路ＣＢｂ、ブリッジ回路ＣＢｃ、接続部Ｃｎｘ）と、制御プログラムにしたがって前記枝線用接続部を制御することにより前記幹線から前記枝線へ電力を分配する枝線用制御部（マイクロコンピュータＣＢａ）と、を有し、
前記制御プログラムは、前記枝線に接続される補機に応じて外部から変更可能である、
上記［１］に記載の車両用回路体。
【０４５３】
［４］  前記幹線（ＢＢ＿ＬＣ）の通信ラインは、前記複数の制御ボックスをリング状に接続するように配索される、
上記［１］に記載の車両用回路体。
【０４５４】
［５］  前記枝線は、電源ラインおよび通信ラインを有し、
前記制御ボックスは、前記枝線の通信ラインが着脱可能な複数の枝線接続部（Ｃｎｘ）を有し、
複数の前記枝線接続部には、前記枝線が接続されていない場合に物理的又は電気的にロック状態となるロック機能部（カバー部材（鍵付きカバーＫｃ１）および鍵部（Ｋｋ）、（鍵付きカバーＫｃ２）および鍵部（Ｋｋ）、（封印用シールＫｓ）、又はステップＳ１２〜Ｓ１４）が設置される、
上記［１］に記載の車両用回路体。
【０４５５】
［６］  前記枝線は、電源ラインと、通信ラインとを有し、
前記車両は、複数の領域（ＡＲ１、ＡＲ２、ＡＲ３）に区画され、
少なくとも２以上の前記制御ボックスは、互いに異なる前記領域に配置され、前記枝線の通信ラインと前記幹線の通信ラインとの通信方式を変換するゲートウェイ（ＧＷ）を有し、
複数の前記ゲートウェイは、前記幹線（ＢＢ＿ＬＣ）の通信ラインを介して互いに通信可能である、
上記［１］に記載の車両用回路体。
【０４５６】
［７］  前記枝線は、電源ラインおよび通信ラインのうち少なくともいずれか一方を有し、
前記幹線の通信ラインは、光信号用の伝送路（光ファイバ）を有し、
前記枝線の通信ラインは、電気信号用の伝送路（金属の通信線）を有する、
上記［１］に記載の車両用回路体。
【０４５７】
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
【０４５８】
本出願は、2016年6月24日出願の日本特許出願（特願2016−125287）、2016年6月24日出願の日本特許出願（特願2016−125896）、2016年6月30日出願の日本特許出願（特願2016−131165）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
【産業上の利用可能性】
【０４５９】
本発明によれば、様々な電装品と車両上の電源との間および電装品同士の電気接続のための構造、特に幹線部分の構成を簡素化し、新たな電線の追加も容易にできる車両用回路体を提供できるという効果を奏する。この効果を奏する本発明は、車両に配索される車両用回路体に関して有用である。
【符号の説明】
【０４６０】
２１，２２，２３  バックボーン幹線部
３１，３２，３３  バックボーン制御ボックス
ＡＥ  補機
ＡＬＴ  オルタネータ
ＭＢ  メインバッテリー
ＢＢ＿ＬＭ  バックボーン幹線
ＣＢ  制御ボックス
ＬＳ  枝線サブハーネス
Ｃｎｘ  接続部
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ２Ｂ  電源ライン
Ｌ３  アースライン
Ｌ４，Ｌ５，Ｌｘ  通信ライン
ＤＴ  診断ツール
ＣＢａ  マイクロコンピュータ
ＣＢｂ  スイッチ回路
ＣＢｃ  ブリッジ回路
ＢＢ＿ＬＣ  通信用幹線
ＡＲ１，ＡＲ２，ＡＲ３  エリア
ＣＢｄ  回路基板
Ｋｃ１，Ｋｃ２  鍵付きカバー
Ｋｋ  解除キー
Ｋｓ  封印用シール
ＧＷ  ゲートウェイ
ＣＢ０１  電源回路
ＣＢ０２  ゲートウェイ用制御回路
ＣＢ０３，ＣＢ０４，ＣＢ０５，ＣＢ０６  ＰＨＹ回路
ＣＢ０７，ＣＢ０８  ネットワークスイッチ
ＣＢ０９，ＣＢ１０  トランシーバ
ＣＢ１１  切替回路
ＣＰ１〜ＣＰ８  通信ポートコネクタ
ＬＰＰ１，ＬＰＰ２  通信線路
ＦＢＣ１，ＦＢＣ２  光ファイバケーブル
ＦＢ１１，ＦＢ１２  光ファイバ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
2017222074.tif 000053
【図５２】
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【図５３】
2017222074.tif 000055
【図５４】
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【図５５】
2017222074.tif 000057
【図５６】
2017222074.tif 000058
【図５７】
2017222074.tif 000059
【国際調査報告】
2017222074.tif 000060
2017222074.tif 000061
2017222074.tif 000062
2017222074.tif 000063