(57)【要約】【課題】電力線通信を採用した車両用制御システムにおいて、電力供給や通信の信頼性を確保すること。【解決手段】車両制御を行なう複数の制御手段と、電源装置を有し、電源装置から複数の制御手段への給電経路であると共に複数の制御手段間の通信経路となる電力通信ラインを二系統以上有する車両用制御システムであって、各系統の電力通信ラインについて給電状態に異常が発生しているか否かを検知可能な給電状態異常検知手段と、各系統の電力通信ラインについて通信状態に異常が発生しているか否かを検知可能な通信状態異常検知手段と、を備え、電源装置は、給電状態異常検知手段の検知結果に基づいて複数の制御手段への電力供給経路となる電力通信ラインの系統を切替え、複数の制御手段は、通信状態異常検知手段の検知結果に基づいて複数の制御手段間の通信経路となる電力通信ラインの系統を切替えることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両制御を行なう複数の制御手段と、電源装置を有し、前記電源装置から前記複数の制御手段への給電経路であると共に前記複数の制御手段間の通信経路となる電力通信ラインを二系統以上有する車両用制御システムであって、
各系統の電力通信ラインについて給電状態に異常が発生しているか否かを検知可能な給電状態異常検知手段と、
各系統の電力通信ラインについて通信状態に異常が発生しているか否かを検知可能な通信状態異常検知手段と、を備え、
前記電源装置は、前記給電状態異常検知手段の検知結果に基づいて前記複数の制御手段への電力供給経路となる電力通信ラインの系統を切替え、
前記複数の制御手段は、前記通信状態異常検知手段の検知結果に基づいて該複数の制御手段間の通信経路となる電力通信ラインの系統を切替えることを特徴とする、
車両用制御システム。
【請求項２】
前記複数の制御手段は、
前記通信状態異常検知手段により一の系統の電力通信ラインについて通信状態の異常が検知された場合に、該通信状態の異常が検知された系統の電力通信ライン以外の系統の電力通信ラインにより通信を行なうように通信経路を切替えることを特徴とする、
請求項１に記載の車両用制御システム。
【請求項３】
前記複数の制御手段は、
前記通信状態異常検知手段により各電力通信ラインについて通信状態の異常が検知されていない場合には、前記二系統以上の電力通信ラインのうち複数の系統の電力通信ラインを併用して通信を行なう手段である、
請求項２に記載の車両用制御システム。
【請求項４】
前記電源装置は、
前記給電状態異常検知手段により各系統の電力通信ラインについて給電状態の異常が検知されていない場合には、前記二系統以上の電力通信ラインのうち選択された一の系統の電力通信ラインにより前記複数の制御手段への給電を行ない、
前記給電状態異常検知手段により一の系統の電力通信ラインについて給電状態の異常が検知された場合には、該給電状態の異常が検知された系統の電力通信ライン以外の系統の電力通信ラインにより前記複数の制御手段への給電を行なうように給電経路を切替えることを特徴とする、
請求項１ないし３のいずれかに記載の車両用制御システム。
【請求項５】
前記通信状態異常検知手段は、前記複数の制御手段のうち少なくとも一つである、
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の車両用制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力線通信を採用した車両用制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電力線を通信回線として利用する技術が、電力線通信、ＰＬＣ（Power Line Communication）等と称され、実用化が図られている。
【０００３】
係る技術を用いたシステムの例として、電気機器間を２本の電線を用いて接続し、直流電力にハイレベルとローレベルとからなる２値信号を重畳することにより、直流電力の供給と信号通信とを２本の電線を通じて行なうようにする通信システムについての発明が開示されている（例えば、特許文献１参照）。このシステムでは、各電気機器が備える通信用回路の送信信号の出力端は、２値信号のハイレベルに対応する第１の電圧の状態と、２値信号のローレベルに対応する第２の電圧の状態と、高インピーダンスの状態との３つの状態を持つようにされ、電力供給を受ける側の電気機器には、２本の電線を通じて供給されてきた直流電力の電圧を自機用の電源電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータを備えるものとしている。
【０００４】
係るシステムの如く、電力供給ラインと通信ラインを共用することにより、装置やシステムのサイズ・重量を小さくすることができる。特に車載装置等の分野では、サイズや重量の低減は重要な課題となっている。
【０００５】
一方、２系統の電力線で電力供給可能な電力分配システムについての発明が開示されている（例えば、特許文献２参照）。このシステムでは、複数の各種負荷に電力分配する電力分配部が複数配設されており、複数の電力分配部のうち少なくともいずれかに電源部が接続されていると共に、複数の電力分配部がそれぞれ少なくとも２系統の電力線で電力供給可能であり、電力分配部に、少なくとも２系統の電力線の電流量をそれぞれ検知する複数の検知部と、少なくとも２系統の電力線の導通をそれぞれオンオフする複数のスイッチ手段と、複数の検知部からの各出力値のうち異常値を検出した検知部に対応したスイッチ手段を制御して異常値が検出された電力線を不導通とする制御部とが配設されている。
【特許文献１】特開２００６−３５２３９６号公報
【特許文献２】特開平９−２７５６３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
車載装置の分野において、前述の如くサイズや重量の低減は重要な課題であるが、同時に、電力供給や通信の信頼性を確保するという課題も存在する。しかしながら、上記特許文献１に記載のシステムでは、係る課題を解決することについての考慮がなされていない。
【０００７】
特許文献２に記載のシステムでは、車載機器に電力供給する電力線を２系統備え、異常値が検出された電力線を不導通とすることにより、電力供給の信頼性の確保という課題を解消することができる。しかしながら、本システムは、電力供給ラインと通信ラインを共用するように構成された装置ないしシステムを想定したものではなく、通信の信頼性を確保するという課題を解決可能なものではない。
【０００８】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、電力線通信を採用した車両用制御システムにおいて、電力供給や通信の信頼性を確保することを、主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明の一態様は、
車両制御を行なう複数の制御手段と、電源装置を有し、前記電源装置から前記複数の制御手段への給電経路であると共に前記複数の制御手段間の通信経路となる電力通信ラインを二系統以上有する車両用制御システムであって、
各系統の電力通信ラインについて給電状態に異常が発生しているか否かを検知可能な給電状態異常検知手段と、
各系統の電力通信ラインについて通信状態に異常が発生しているか否かを検知可能な通信状態異常検知手段と、を備え、
前記電源装置は、前記給電状態異常検知手段の検知結果に基づいて前記複数の制御手段への電力供給経路となる電力通信ラインの系統を切替え、
前記複数の制御手段は、前記通信状態異常検知手段の検知結果に基づいて該複数の制御手段間の通信経路となる電力通信ラインの系統を切替えることを特徴とする、
車両用制御システムである。
【００１０】
ここで、「車両制御」とは、エンジン制御やブレーキ制御、ステアリング制御等の運転制御に限らず、空調装置やオーディオ、ナビゲーション装置等、車載機器の制御を広く含む概念である。
【００１１】
この本発明の一態様によれば、電力供給経路と通信経路が共用に係るものであるため、サイズや重量を低減することができる。その上で、給電経路の切替え制御を行なっているため、電力供給の信頼性を確保することができる。また、通信経路の切替え制御を行なっているため、通信の信頼性を確保することができる。従って、電力供給や通信の信頼性を確保することができる。
【００１２】
本発明の一態様において、
前記複数の制御手段は、
前記通信状態異常検知手段により一の系統の電力通信ラインについて通信状態の異常が検知された場合に、該通信状態の異常が検知された系統の電力通信ライン以外の系統の電力通信ラインにより通信を行なうように通信経路を切替えることを特徴とすると、好適である。
【００１３】
この場合、
前記複数の制御手段は、
前記通信状態異常検知手段により各電力通信ラインについて通信状態の異常が検知されていない場合には、前記二系統以上の電力通信ラインのうち複数の系統の電力通信ラインを併用して通信を行なう手段であるものとすると、更に好適である。
【００１４】
これにより、システムが有するハードウエア資源を効率的に用いて高速な通信を実現することができる。
【００１５】
また、本発明の一態様において、
前記電源装置は、
前記給電状態異常検知手段により各系統の電力通信ラインについて給電状態の異常が検知されていない場合には、前記二系統以上の電力通信ラインのうち選択された一の系統の電力通信ラインにより前記複数の制御手段への給電を行ない、
前記給電状態異常検知手段により一の系統の電力通信ラインについて給電状態の異常が検知された場合には、該給電状態の異常が検知された系統の電力通信ライン以外の系統の電力通信ラインにより前記複数の制御手段への給電を行なうように給電経路を切替えることを特徴とすると、好適である。
【００１６】
また、本発明の一態様において、
前記通信状態異常検知手段は、例えば、前記複数の制御手段のうち少なくとも一つである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、電力線通信を採用した車両用制御システムにおいて、電力供給や通信の信頼性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。
【実施例】
【００１９】
以下、本発明の一実施例に係る車両用制御システム１について説明する。図１は、車両用制御システム１のシステム構成例である。車両用制御システム１は、車両制御を行なう複数の制御装置と、これらに電力を供給するバッテリユニット１０を備える。図１において、複数の制御装置をＥＣＵ（ａ）、ＥＣＵ（ｂ）、ＥＣＵ（ｃ）、ＥＣＵ（ｄ）、と表した。なお、制御装置の数を４つとしたのはあくまで一例であり、２以上の如何なる数の制御装置を備えるものであればよい。
【００２０】
各ＥＣＵとバッテリユニット１０は、二系統の電力通信ライン３０及び３２により接続される。各電力通信ラインは、バッテリユニット１０から各ＥＣＵへの給電経路であると共に、各ＥＣＵ間の通信経路となる。これは、いわゆる電力線通信、或いはＰＬＣ（Power Line Communication）等と称される技術を用いたものである。すなわち、各ＥＣＵは、バッテリユニット１０から電力通信ライン３０又は３２を介して供給される電力によって作動し、同様に電力通信ライン３０や３２を介した情報通信をＥＣＵ間で行なう。なお、係る通信に係る通信方式は、ハードウエア上の制約を満たすものであれば、如何なる通信方式が用いられてもよい。
【００２１】
なお、各系統の電力通信ラインは、現実には正極線と負極線の二本の電線からなる。また、電力通信ラインは、二系統に限らず、三系統以上存在してもよい。
【００２２】
各ＥＣＵは、例えば、ＣＰＵを中心としてＲＯＭやＲＡＭ等がバスを介して相互に接続されたコンピューターユニットであり、その他、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）やＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等の記憶媒体やコネクタ部、タイマー、カウンター等を備える。ＲＯＭには、ＣＰＵが実行するプログラムやデータが格納されている。車両に搭載されるＥＣＵは、例えばエンジン制御用ＥＣＵ、ブレーキ制御用ＥＣＵ、ステアリング制御用ＥＣＵ、ボデー制御用ＥＣＵ、ナビゲーション装置用ＥＣＵ、空調装置用ＥＣＵ、オーディオ制御用ＥＣＵ等、種々のものが存在する。
【００２３】
図２は、各ＥＣＵが有するコネクタ部２０や、ＥＣＵに接続されるローカル機器の構成例である。なお、本図は図１におけるＥＣＵ（ｄ）に対応しているが、他のＥＣＵについても同様に適用できる。コネクタ部２０は、例えば、電力通信ライン３０、３２にそれぞれ接続されるＰＬＣモデム２１、２２と、ローカル機器への電力供給を行なうローカル給電ライン４０に接続されるローカル給電ライン用コネクタ２３と、ローカル通信ライン４２に接続されるローカル通信ドライバ（例えば、ＬＩＮドライバ）２４と、を有する。また、コネクタ部２０は、例えば周知のプルダウン抵抗等を有し、電力通信ライン３０、３２における電圧を測定可能な構成となっている。ローカル機器は、例えば、スイッチを制御するためのＣＰＵであり、ＳＷ（ａ）、ＳＷ（ｂ）、ＳＷ（ｃ）等と表記している。ＥＣＵ（ｄ）以外のＥＣＵについても同様にローカル機器が接続されてよい。
【００２４】
図３は、バッテリユニット１０の構成例である。バッテリユニット１０は、例えば、バッテリ１１と、電力供給制御部１２と、電力通信ライン３０、３２にそれぞれ接続される電力通信ライン用コネクタ１３、１４と、を有する。バッテリ１１は、例えば充放電可能な二次電池であり、エンジンのクランクシャフトにベルトやプーリー等を介して連結された、オルタネータから供給される電力によって充電される。電力供給制御部１２は、例えばマイコンであり、電力通信ライン３０や３２を介して入力される情報に基づいて、電力通信ライン３０や３２のいずれを介して各ＥＣＵに給電するか、を切替える。
【００２５】
係る構成により、例えば、通常時には、予め定められた一の系統の電力通信ラインを用いて各ＥＣＵに給電し、断線や短絡等に起因して、給電に用いられている電力通信ラインの給電状態に異常が発生した場合には、他の電力ラインを用いて各ＥＣＵに給電するといった切替え制御が可能となる。例えば、通常時には電力通信ライン３０（又は３２）を給電に用いる一方、電力通信ライン３０（又は３２）に断線や短絡等の異常が発生した場合には、電力通信ライン３２（又は３０）を給電に用いるよう給電経路を切替えることができる。これにより、電力供給の信頼性を確保することができる。従って、一方の系統の電力通信ラインの給電状態に異常が発生した場合でも、システムの作動を継続することができる。
【００２６】
電力通信ラインの給電状態の異常は、例えば各ＥＣＵが判断する。具体的には、コネクタ部２０において給電に用いられている電力通信ラインの電圧を測定し、当該電圧が、バッテリ１１の定格電圧を基準として予め定めた基準電圧を下回った場合や、定格電圧を大幅に上回った場合に、その電力通信ラインの給電状態に異常が発生したと判断する。そして、各ＥＣＵは、給電状態に異常が発生したと判断した場合は、その旨を示す信号を電力通信ライン３０及び３２に出力する。これをバッテリユニット１０の電力供給制御部１２が検知することにより、上記の切替え制御が実現される。
【００２７】
なお、係る切替えは、各ＥＣＵのうち一つでも給電状態が異常であると判断した場合に行なわれてもよいし、ＥＣＵ間の多数決等に基づき、或いは、給電状態が異常であるとの判断において全てのＥＣＵが一致した場合に行なわれてもよい。後述するように通信状態の異常を検知する際においても同様である。また、バッテリユニット１０において給電状態の異常を検知するための機構を備えてもよい。
【００２８】
また、本実施例の車両用制御システム１では、給電状態の異常を検知して給電経路の切替え制御を行なうのに加え、通信状態の異常を検知して通信経路の切替え制御を行なっている。
【００２９】
電力通信ラインを介した通信状態の異常は、例えば各ＥＣＵが判断する。具体的には、正常な状態において通信プロトコルに含まれる所定の信号の有無を各ＥＣＵにおいて定期的に監視し、当該所定の信号が消失した場合に、当該系統の電力通信ラインを介した通信状態に異常が発生したと同時に判断する。また、これに限らず、いずれかのＥＣＵが通信エラー率を監視して通信状態の異常を検知した際に、正常な状態を維持している系統の電力通信ラインを用いて他のＥＣＵにその旨を通知するものとしてもよい。
【００３０】
係る判断を行なうことにより、例えば、通常時には、双方（三系統以上の電力通信ラインを有する場合は、全部又は二系統以上）の系統の電力通信ラインを用いて通信を行ない、ノイズの混入や断線、短絡等に起因して、いずれかの系統の電力通信ラインの通信状態に異常が発生した場合には、異常が発生していない系統の電力ラインを用いて通信を行なうといった切替え制御が可能となる。例えば、通常時には電力通信ライン３０と電力通信ライン３２の双方を通信に用いる一方、電力通信ライン３０と電力通信ライン３２のいずれかに異常が発生した場合には、異常が発生していない方の系統の電力通信ラインを通信に用いるよう通信経路を切替えることができる。これにより、通信の信頼性を確保することができる。従って、一方の系統の電力通信ラインの通信状態に異常が発生した場合でも、システムの作動を継続することができる。
【００３１】
しかも、通常時には複数系統の（或いは全ての）系統の電力通信ラインを用いて通信を行なうため、システムが有するハードウエア資源を効率的に用いて高速な通信を実現することができる。
【００３２】
なお、電力供給に異常が発生する原因と通信に異常が発生する原因は一致する場合も多いが、通信ノイズの混入時等、通信にのみ異常が発生する場面も想定される。また、バッテリユニット１０付近で断線が生じた場合等、他の部分における通信は可能であり、電力供給にのみ異常が発生するような場面も想定される。従って、電力供給の異常と通信の異常を個別に判断して切替え制御を行なうことにより、係る不都合に対して、より柔軟に対処することができる。
【００３３】
図４は、係る通信経路の切替え制御をフローチャートの形式で表したものである。本フローは、例えば通信異常の監視周期と同期して定期的に実行される。まず、電力通信ライン３０において通信異常が発生しているか否かを判定する（Ｓ１００）。電力通信ライン３０において通信異常が発生していると判定された場合は、電力通信ライン３２を用いて通信を行なう（Ｓ１０２）。
【００３４】
電力通信ライン３０において通信異常が発生していないと判定された場合は、電力通信ライン３２において通信異常が発生しているか否かを判定する（Ｓ１０４）。電力通信ライン３２において通信異常が発生していると判定された場合は、電力通信ライン３０を用いて通信を行なう（Ｓ１０６）。
【００３５】
電力通信ライン３０、３２のいずれにおいても通信異常が発生していないと判定された場合は、電力通信ライン３０、３２の双方を用いて通信を行なう（Ｓ１０８）。
【００３６】
また、これに限らず、通常時には電力通信ライン３０（又は３２）を通信に用いる一方、電力通信ライン３０（又は３２）に通信異常が発生した場合には、電力通信ライン３２（又は３０）を通信に用いるよう通信経路を切替えることができる。係る制御によっても、同様に通信の信頼性を確保することができる。
【００３７】
図５は、係る通信経路の切替え制御をフローチャートの形式で表したものである。まず、電力通信ライン３０において通信異常が発生しているか否かを判定する（Ｓ２００）。電力通信ライン３０において通信異常が発生していると判定された場合は、電力通信ライン３２を用いて通信を行なう（Ｓ２０２）。
【００３８】
電力通信ライン３０において通信異常が発生していないと判定された場合は、電力通信ライン３０を用いて通信を行なう（Ｓ２０４）。
【００３９】
ここで、電力供給ラインと通信ラインを共用していない従来の車両用制御システムとの比較について考慮する。図６は、電力供給ラインと通信ラインを共用していない従来の車両用制御システムのシステム構成例である。係る構成において電力供給経路や通信経路を二系統にすると、図７の如くなり、サイズや重量の問題が大きい。
【００４０】
この点、本実施例の車両用制御システム１では、電力供給ラインと通信ラインを共用しているため、サイズや重量を低減することができる。その上で、給電経路の切替え制御を行なっているため、電力供給の信頼性を確保することができる。また、通信経路の切替え制御を行なっているため、通信の信頼性を確保することができる。更に、通常時に複数系統の電力ラインを用いて通信を行なうため、システムが有するハードウエア資源を効率良く使用して高速な通信を実現することができる。
【００４１】
なお、通信経路の切替えを行なう際に、給電経路は切替えなくてもよい。通信経路と給電経路を同時に切替えるものとすると、通信ノイズを引き込む場合があるからである。
【００４２】
本実施例の車両用制御システム１によれば、電力線通信を採用した車両用制御システムにおいて、電力供給や通信の信頼性を確保することができる。
【００４３】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
【００４４】
例えば、各系統の電力通信ラインに対して各ＥＣＵが並列に接続されるものとして説明したが、図８に示す如く、各系統の電力通信ラインに対して各ＥＣＵが直列に接続されるものとしても構わない。こうすれば、ＥＣＵ内部の電気的トラブルによって電力通信ライン全体に電力供給異常や通信異常が発生する可能性はあるものの、電力通信ラインにおけるジャンクションの数を減少させることができるため、断線等の不都合が生じる可能性を小さくすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、自動車製造業や自動車部品製造業等に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】車両用制御システム１のシステム構成例である。
【図２】各ＥＣＵが有するコネクタ部２０や、ＥＣＵに接続されるローカル機器の構成例である。
【図３】バッテリユニット１０の構成例である。
【図４】通信経路の切替え制御をフローチャートの形式で表したものの一例である。
【図５】通信経路の切替え制御をフローチャートの形式で表したものの他の例である。
【図６】電力供給ラインと通信ラインを共用していない従来の車両用制御システムのシステム構成例である。
【図７】電力供給ラインと通信ラインを共用していない従来の車両用制御システムにおいて電力供給経路や通信経路を二系統にした場合のシステム構成例である。
【図８】ＥＣＵが電力通信ラインに対して直列に接続された場合のシステム構成例である。
【符号の説明】
【００４７】
１  車両用制御システム
１０  バッテリユニット
１１  バッテリ
１２  電力供給制御部
１３、１４  電力通信ライン用コネクタ
２０  コネクタ部
２１、２２  ＰＬＣモデム
２３  ローカル給電ライン用コネクタ
２４  ローカル通信ドライバ
３０、３２  電力通信ライン
４０  ローカル給電ライン
４２  ローカル通信ライン
【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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