(57)【要約】【課題】コントローラと電子制御ユニットとの間が通信線で接続されていなくても、コントローラから電子制御ユニットに情報を伝達できる、車両用の情報通信装置を提供する。【解決手段】車両１は、オルタネータ２が出力する電力でバッテリ３が充電される電源システム４を備えている。オルタネータ２からバッテリ３への電力の供給経路上には、バッテリ３に供給される電圧を調整するための電圧調整器５が設けられている。この電圧調整器５における電圧の調整により、電圧調整器５からバッテリ３に向けて出力される電圧は、通常、ほぼ一定で変動しない。オルタネータ２および電圧調整器５を制御するコントローラ６からその制御についての情報を電子制御ユニット８に伝達すべきときには、コントローラ６により、電圧調整器５が制御されて、電圧調整器５からバッテリ３に供給される電圧波形にその情報が重畳される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機と、電力を蓄える蓄電デバイスと、前記発電機から前記蓄電デバイスへの電力の供給経路上に設けられ、前記蓄電デバイスに供給される電圧を調整するための電圧調整器と、前記発電機および前記電圧調整器を制御するコントローラと、前記コントローラによる制御についての情報に基づく制御を実行する電子制御ユニットとを備える車両用の情報通信装置であって、
前記コントローラに設けられ、前記電圧調整器を制御して、前記蓄電デバイスに供給される電圧波形に前記情報を重畳させる情報重畳手段と、
前記電子制御ユニットに設けられ、前記電圧調整器から前記蓄電デバイスに供給される電圧をアナログ信号として、当該アナログ信号から前記情報を取得する情報取得手段とを含む、車両用の情報通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オルタネータなどの発電機が出力する電力でバッテリなどの蓄電デバイスが充電されるシステムを備える車両用の情報通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車には、たとえば、オルタネータおよびバッテリを含む電源システムが備えられている。オルタネータは、エンジンなどから動力（運動エネルギー）を受け、その動力から電力（電気エネルギー）を発電する。オルタネータで発電された電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータで適当な電圧に調整されて、バッテリに供給される。これにより、バッテリの充電が達成される。
【０００３】
このような電源システムには、ＤＣ／ＤＣコンバータなどを制御するコントローラが備えられている。たとえば、コントローラがＤＣ／ＤＣコンバータを制御することにより、バッテリへの電力の供給が制御される。
【０００４】
コントローラは、自動車に備えられているＥＣＵ（電子制御ユニット）と通信可能に接続されている。そして、オルタネータでの発電状態などの情報がコントローラからＥＣＵに入力され、ＥＣＵは、その入力される情報に基づいて、たとえば、エンジンにおける燃料噴射量や燃料噴射タイミングなどを制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１９４４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、コントローラとＥＣＵとを接続する通信線の切断などの不具合が生じると、コントローラからＥＣＵに情報が入力されないため、ＥＣＵによる制御が不安定または不能になるおそれがある。
【０００７】
本発明の目的は、コントローラと電子制御ユニットとの間が通信線で接続されていなくても、コントローラから電子制御ユニットに情報を伝達できる、車両用の情報通信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するため、本発明に係る情報通信装置が備えられる車両は、発電機と、電力を蓄える蓄電デバイスと、前記発電機から前記蓄電デバイスへの電力の供給経路上に設けられ、前記蓄電デバイスに供給される電圧を調整するための電圧調整器と、前記発電機および前記電圧調整器を制御するコントローラと、前記コントローラによる制御についての情報に基づく制御を実行する電子制御ユニットとを備える。そして、前記情報通信装置は、前記コントローラに設けられ、前記電圧調整器を制御して、前記蓄電デバイスに供給される電圧波形に前記情報を重畳させる情報重畳手段と、前記電子制御ユニットに設けられ、前記電圧調整器から前記蓄電デバイスに供給される電圧をアナログ信号として、当該アナログ信号から前記情報を取得する情報取得手段とを含む。
【０００９】
車両には、発電機が出力する電力で蓄電デバイスが充電されるシステムが備えられている。発電機から蓄電デバイスへの電力の供給経路上には、蓄電デバイスに供給される電圧を調整するための電圧調整器が設けられている。この電圧調整器における電圧の調整により、電圧調整器から蓄電デバイスに向けて出力される電圧は、通常、ほぼ一定で変動しない。
【００１０】
発電機および電圧調整器を制御するコントローラからその制御についての情報を電子制御ユニットに伝達すべきときには、コントローラに設けられた情報重畳手段により、電圧調整器が制御されて、電圧調整器から蓄電デバイスに供給される電圧波形にその情報が重畳される。具体的には、電子制御ユニットに伝達すべき情報に基づいて、電圧調整器から出力される電圧が相対的に高い第１電圧と相対的に低い第２電圧とに変更される。電子制御ユニットには、その第１電圧と第２電圧との間で変動する電圧がアナログ信号として入力される。電子制御ユニットに設けられた情報取得手段は、アナログ信号のＡ／Ｄ変換によって情報を取得する。そして、電子制御ユニットは、その取得した情報に基づいた制御を実行する。
【００１１】
このように、コントローラと電子制御ユニットとの間が通信線で接続されていなくても、コントローラから電子制御ユニットに情報を伝達することができる。
【００１２】
また、電圧波形への情報の重畳（電圧の変動）は、電圧調整器を制御することにより達成されるので、その重畳のための専用の機器を必要としない。よって、通信機能の追加によるコストアップを抑制することができる。
【００１３】
コントローラによる制御についての情報（コントローラから電子制御ユニットに伝達される情報）としては、発電機の制御についての情報、電圧調整器の制御についての情報、発電機から電圧調整器に入力される電圧値などを例示することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電圧調整器から蓄電デバイスに供給される電圧波形に情報が重畳され、電子制御ユニットにおいて、その電圧波形から情報が取得されることにより、コントローラと電子制御ユニットとの間が通信線で接続されていなくても、コントローラから電子制御ユニットに情報を伝達することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る情報通信装置が備えられる車両の要部の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、通信開始に先立って電圧調整器から出力される電圧波形を示す図である。
【図３】図３は、電圧調整器からの通信の開始を判断するための通信開始処理のフローチャートである。
【図４】図４は、電圧調整器からの入力電圧の変化（波形）から情報を取得する情報取得処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態に係る情報通信装置が備えられる車両の要部の構成を示すブロック図である。
【００１８】
車両１は、たとえば、エンジンを動力源とする自動車であり、オルタネータ２が出力する電力でバッテリ３が充電される電源システム４を備えている。オルタネータ２のロータにエンジンからの動力が伝達されて、ロータが回転すると、オルタネータ２のステータに設けられたコイルに電磁誘導による三相交流電流が流れる。オルタネータ２には、レクチファイアが内蔵されている。レクチファイアで三相交流電流が直流電流に変換され、直流電流がレクチファイアからバッテリ３に向けて出力される。
【００１９】
電源システム４にはさらに、電圧調整器５およびコントローラ６が含まれる。
【００２０】
電圧調整器５は、ＤＣ／ＤＣコンバータを備え、オルタネータ２からバッテリ３への電力の供給経路上に設けられている。
【００２１】
コントローラ６は、マイクロコンピュータからなる。コントローラ６には、オルタネータ２の出力電流値および出力電圧値などが入力されるようになっている。コントローラ６は、その入力されるオルタネータ２の出力電流値および出力電圧値などに基づいて、オルタネータ２の発電を制御し、また、電圧調整器５を制御して、電圧調整器５から出力される電圧（直流電圧）を調整する。電圧調整器５から出力される電圧は、通常時には、バッテリ３の充電に適した充電電圧（たとえば、１２Ｖ）に調整される。
【００２２】
また、車両１には、マイクロコンピュータ（マイコン）７を含む構成の電子制御ユニット（ＥＣＵ）８が備えられている。電子制御ユニット８のマイクロコンピュータ７は、電源システム４のコントローラ６から伝達される情報に基づいて、たとえば、エンジンにおける燃料噴射量や燃料噴射タイミングなどを制御する。コントローラ６からマイクロコンピュータ７に伝達される情報としては、たとえば、オルタネータ２の出力電流値および出力電圧値を例示することができる。
【００２３】
コントローラ６からマイクロコンピュータ７に情報を伝達するために、マイクロコンピュータ７には、電圧調整器５から出力される電圧がアナログ信号として入力されるようになっている。そして、マイクロコンピュータ７には、情報取得部７１がプログラム処理によってソフトウエア的に実現される機能処理部として設けられている。情報取得部７１は、アナログ信号のＡ／Ｄ変換によって情報を取得する。
【００２４】
電源システム４のコントローラ６には、情報重畳部６１がプログラム処理によってソフトウエア的に実現される機能処理部として設けられている。マイクロコンピュータ７に情報を伝達すべきときには、情報重畳部６１は、電圧調整器５を制御して、その情報を電圧調整器５から出力される電圧波形に重畳させる。具体的には、情報重畳部６１は、マイクロコンピュータ７に伝達すべき情報に基づいて、電圧調整器５を制御して、たとえば、電圧調整器５から出力される電圧を相対的に高い第１電圧である１４Ｖと相対的に低い第２電圧である１２Ｖとに変動させる。そして、マイクロコンピュータ７では、その入力される電圧波形に重畳されている情報が取得される（読み取られる）。
【００２５】
図２は、通信開始に先立って電圧調整器から出力される電圧波形を示す図である。
【００２６】
電圧調整器５から電子制御ユニット８のマイクロコンピュータ７に情報が伝達（通信）されるときには、その情報の伝達に先立ち、コントローラ６の情報重畳部６１によって電圧調整器５が制御されて、図２に示される波形の電圧が電圧調整器５から出力される。
【００２７】
まず、電圧調整器５の出力電圧が充電電圧である１２Ｖから１４Ｖに瞬時に上げられる（時刻Ｔ１）。その後、予め定める時間Ｔ１−Ｔ２（たとえば、１０秒間）にわたって、電圧調整器５の出力電圧が１４Ｖに維持される。
【００２８】
次いで、予め定める時間Ｔ２−Ｔ３（たとえば、１秒間）をかけて、電圧調整器５の出力電圧が１４Ｖから１２Ｖまで単調に下げられる。
【００２９】
電圧調整器５の出力電圧が１２Ｖまで低下すると、電圧調整器５の出力電圧が１２Ｖから１４Ｖに瞬時に上げられる（時刻Ｔ３）。その後、予め定める時間Ｔ３−Ｔ４（たとえば、２秒間）にわたって、電圧調整器５の出力電圧が１４Ｖに維持される。
【００３０】
つづいて、予め定める時間Ｔ４−Ｔ５（たとえば、１秒間）をかけて、電圧調整器５の出力電圧が１４Ｖから１２Ｖまで単調に下げられる。
【００３１】
電圧調整器５の出力電圧が１２Ｖまで低下すると、電圧調整器５の出力電圧が１２Ｖから１４Ｖに瞬時に上げられる（時刻Ｔ５）。そして、予め定める時間Ｔ５−Ｔ６（たとえば、２秒間）にわたって、電圧調整器５の出力電圧が１４Ｖに維持される。
【００３２】
その後、予め定める時間Ｔ６−Ｔ７（たとえば、１秒間）をかけて、電圧調整器５の出力電圧が１４Ｖから１２Ｖまで単調に下げられる。
【００３３】
電圧調整器５の出力電圧が１２Ｖまで低下すると、電圧調整器５の出力電圧が１２Ｖから１４Ｖに瞬時に上げられる（時刻Ｔ７）。その後は、電圧調整器５から情報が重畳された波形の電圧が出力される。
【００３４】
図３は、電圧調整器からの通信の開始を判断するための通信開始処理のフローチャートである。
【００３５】
電圧調整器５から充電電圧が出力されている間、電子制御ユニット８のマイクロコンピュータ７の情報取得部７１により、図３に示される通信開始処理が繰り返し実行される。
【００３６】
通信開始処理では、まず、１３．５Ｖ以上１４．５Ｖ以下の入力電圧（電圧調整器５の出力電圧）Ｖｉｎが１０秒間以上継続してマイクロコンピュータ７に入力されているか否かが判断される（ステップＳ１）。マイクロコンピュータ７への入力電圧Ｖｉｎは、予め定める読込周期（たとえば、６４ｍｓ）で取得される。
【００３７】
マイクロコンピュータ７に１３．５Ｖ以上１４．５Ｖ以下の入力電圧Ｖｉｎが１０秒間以上継続して入力されるまで、通信開始処理は、次のステップＳ２へ進まない。
【００３８】
マイクロコンピュータ７に１３．５Ｖ以上１４．５Ｖ以下の入力電圧Ｖｉｎが１０秒間以上継続して入力されると、次に、入力電圧Ｖｉｎが１４．５Ｖ以下であり、新たに取得された入力電圧Ｖｉｎが前回取得された入力電圧Ｖｉｎから０．１〜０．１５Ｖ低下しているか否かが調べられ、低下していれば、その低下が１２回連続するか否かが調べられる（ステップＳ２）。
【００３９】
入力電圧Ｖｉｎの０．１〜０．１５Ｖの低下が１２回連続しなかった場合（ステップＳ２のＮＯ）、電圧調整器５からの通信開始ではないと判断されて、１３．５Ｖ以上１４．５Ｖ以下の入力電圧Ｖｉｎが１０秒間以上継続してマイクロコンピュータ７に入力されているか否かが再び判断される（ステップＳ１）。
【００４０】
入力電圧Ｖｉｎの０．１〜０．１５Ｖの低下が１２回連続した場合には（ステップＳ２のＹＥＳ）、１１．５Ｖ以上１２．５Ｖ以下の入力電圧Ｖｉｎが１秒間以上継続してマイクロコンピュータ７に入力されるか否かが調べられる（ステップＳ３）。
【００４１】
１１．５Ｖ以上１２．５Ｖ以下の入力電圧Ｖｉｎの入力が１秒間以上継続しなかった場合（ステップＳ３のＮＯ）、電圧調整器５からの通信開始ではないと判断されて、１３．５Ｖ以上１４．５Ｖ以下の入力電圧Ｖｉｎが１０秒間以上継続してマイクロコンピュータ７に入力されているか否かが再び判断される（ステップＳ１）。
【００４２】
１１．５Ｖ以上１２．５Ｖ以下の入力電圧Ｖｉｎの入力が１秒間以上継続すると（ステップＳ３のＹＥＳ）、その後、１３．５Ｖ以上１４．５Ｖ以下の入力電圧Ｖｉｎが１秒間以上継続してマイクロコンピュータ７に入力されるか否かが調べられる（ステップＳ４）。
【００４３】
１３．５Ｖ以上１４．５Ｖ以下の入力電圧Ｖｉｎの入力が１秒間以上継続しなかった場合（ステップＳ４のＮＯ）、電圧調整器５からの通信開始ではないと判断されて、１３．５Ｖ以上１４．５Ｖ以下の入力電圧Ｖｉｎが１０秒間以上継続してマイクロコンピュータ７に入力されているか否かが再び判断される（ステップＳ１）。
【００４４】
１３．５Ｖ以上１４．５Ｖ以下の入力電圧Ｖｉｎの入力が１秒間以上継続すると（ステップＳ４のＹＥＳ）、カウンタＮの値がインクリメント（＋１）される（ステップＳ５）。カウンタＮの値は、ステップＳ１の判断が行われる度に０にリセットされる。
【００４５】
その後、カウンタＮの値が３であるか否かが判断される（ステップＳ６）。
【００４６】
カウンタＮの値が３でなければ（ステップＳ６のＮＯ）、ステップＳ２に戻り、入力電圧Ｖｉｎの０．１〜０．１５Ｖの低下が１２回連続するか否かが再び調べられる。
【００４７】
こうして、ステップＳ２〜Ｓ６が繰り返されて、カウンタＮの値が３になると（ステップＳ６のＹＥＳ）、電圧調整器５からの通信が開始されると判断されて、この通信開始処理が終了する。すなわち、カウンタＮの値が３になると、マイクロコンピュータ７の情報取得部７１は、電圧調整器５から図２に示される波形の電圧が入力されたと判断して、この通信開始処理を終了する。
【００４８】
図４は、電圧調整器からの入力電圧の変化（波形）から情報を取得する情報取得処理のフローチャートである。
【００４９】
電圧調整器５からの通信開始が判断されると、電子制御ユニット８のマイクロコンピュータ７の情報取得部７１により、図４に示される情報取得処理が開始される。
【００５０】
情報取得処理の実行中は、入力電圧Ｖｉｎが取得される度に、その入力電圧Ｖｉｎに対応するデータ値Ｄが１であるか０であるかが判定される。すなわち、入力電圧Ｖｉｎが１３Ｖ以上１４．５Ｖ以下であれば、入力電圧Ｖｉｎに対応するデータ値Ｄが１（ハイレベル）であると判定される。また、入力電圧Ｖｉｎが１１．５Ｖ以上１３Ｖ未満であれば、入力電圧Ｖｉｎに対応するデータ値Ｄが０（ローレベル）であると判定される。
【００５１】
情報取得処理では、電圧調整器５からの通信の開始後、同じ値のデータ値Ｄが５連続して取得された否かが判断される（ステップＳ１１）。言い換えれば、通信開始後に連続して取得された５つのデータ値Ｄがすべて同値であったか否かが判断される。
【００５２】
通信開始後に連続して取得された５つのデータ値Ｄが同値でない場合（ステップＳ１１のＮＯ）、電圧調整器５からの通信が終了であると判断されて（ステップＳ１７）、何らの情報の取得されないまま、この情報取得処理が終了する。
【００５３】
通信開始後に連続して取得された５つのデータ値Ｄがすべて同値であれば（ステップＳ１１のＹＥＳ）、その５連続で同値であるデータ値Ｄがマイクロコンピュータ７のＲＡＭに記憶される（ステップＳ１２）。
【００５４】
データ値ＤのＲＡＭへの記憶後、データ値Ｄが７回連続で取得される（ステップＳ１３）。
【００５５】
そして、７回連続で取得されたデータ値Ｄが調べられて、７回連続でデータ値Ｄが取得されるうちに、データ値Ｄの０から１への変化または１から０への変化が２回以上あったか否かが判断される（ステップＳ１４）。
【００５６】
当該変化が２回以上あった場合（ステップＳ１４のＹＥＳ）、電圧調整器５からの通信が終了であると判断されて（ステップＳ１７）、この情報取得処理が終了する。
【００５７】
一方、データ値Ｄの０から１への変化または１から０への変化が２回未満である場合（ステップＳ１４のＮＯ）、７回連続で取得されたデータ値Ｄのうち、後半の４回で取得されたデータ値Ｄが同値であったか否かが調べられる（ステップＳ１５）。
【００５８】
後半４回で取得されたデータ値Ｄのうちの１つでもその他のデータ値Ｄと異なる値である場合には（ステップＳ１５のＮＯ）、電圧調整器５からの通信が終了であると判断されて（ステップＳ１７）、この情報取得処理が終了する。
【００５９】
後半４回で取得されたデータ値Ｄが同値であれば（ステップＳ１５のＹＥＳ）、その４連続で同値であるデータ値Ｄがマイクロコンピュータ７のＲＡＭに記憶される（ステップＳ１６）。データ値ＤのＲＡＭへの記憶後、データ値Ｄが７回連続で取得される（ステップＳ１３）。そして、前述のステップＳ１３以降の処理が繰り返される。
【００６０】
これにより、マイクロコンピュータ７のＲＡＭには、５連続で同値であったデータ値Ｄが書き込まれた後、電圧調整器５からの通信が終了であると判断されるまで、７回連続で取得されたデータ値Ｄのうちの後半の４連続で同値であるデータ値Ｄが順次書き込まれる。その結果、マイクロコンピュータ７のＲＡＭに、１または複数ビットのデジタルデータが格納されて、電圧調整器５からの情報の受信（電圧波形からの情報の取得）が達成される。
【００６１】
以上のように、車両１は、オルタネータ２が出力する電力でバッテリ３が充電される電源システム４を備えている。オルタネータ２からバッテリ３への電力の供給経路上には、バッテリ３に供給される電圧を調整するための電圧調整器５が設けられている。この電圧調整器５における電圧の調整により、電圧調整器５からバッテリ３に向けて出力される電圧は、通常、ほぼ一定で変動しない。
【００６２】
オルタネータ２および電圧調整器５を制御するコントローラ６からその制御についての情報を電子制御ユニット８に伝達すべきときには、コントローラ６の情報重畳部６１により、電圧調整器５が制御されて、電圧調整器５からバッテリ３に供給される電圧波形にその情報が重畳される。具体的には、電子制御ユニット８に伝達すべき情報に基づいて、電圧調整器５から出力される電圧が相対的に高い第１電圧と相対的に低い第２電圧とに変更される。そして、電子制御ユニット８のマイクロコンピュータ７には、その第１電圧と第２電圧との間で変動する電圧がアナログ信号として入力される。マイクロコンピュータ７の情報取得部７１は、アナログ信号のＡ／Ｄ変換によって情報を取得し、その取得した情報に基づいた制御を実行する。
【００６３】
このように、コントローラ６と電子制御ユニット８との間が通信線で接続されていなくても、コントローラ６から電子制御ユニット８に情報を伝達することができる。
【００６４】
また、電圧波形への情報の重畳（電圧の変動）は、電圧調整器５を制御することにより達成されるので、その重畳のための専用の機器を必要としない。よって、通信機能の追加によるコストアップを抑制することができる。
【００６５】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の実施形態で実施することもできる。
【００６６】
たとえば、発電機は、オルタネータ２に限らず、モータとしての機能とジェネレータ（発電機）としての機能との両方を有するモータジェネレータであってもよい。
【００６７】
また、蓄電デバイスは、バッテリ３に限らず、キャパシタであってもよい。
【００６８】
さらにまた、相対的に高い第１電圧が１４Ｖであり、相対的に低い第２電圧が１２Ｖであるとしたが、これらの数値は単なる一例であり、第１電圧および第２電圧は、電圧調整器５が出力可能な電圧の範囲内で適宜設定されるとよい。
【００６９】
その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１    車両
２    オルタネータ（発電機）
３    バッテリ（蓄電デバイス）
５    電圧調整器
６    コントローラ
７    マイクロコンピュータ
８    電子制御ユニット
６１  情報重畳部（情報重畳手段）
７１  情報取得部（情報取得手段）
【図１】
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【図２】
2013071529.tif 000004
【図３】
2013071529.tif 000005
【図４】
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