(57)【要約】【課題】  車両用の開発支援ツールの小型化を実現すること。【解決手段】  開発支援ツール（１）は、電子制御ユニット（３）とその制御対象（２）との間に接続され、両者の電気信号の授受およびその変換を行うインタフェースユニット（１４）を有する。インタフェースユニット（１４）は、マザー基板（１１）と、処理機能別または制御対象別に独立に形成された複数の機能別基板（１２）と、マザー基板（１１）に設けられ、前記複数の機能別基板（１２）を個々に、マザー基板（１１）に着脱可能に装着する複数のコネクタ（１３）とを有し、複数のコネクタ（１３）の各々は、マザー基板（１１）に対し略直交する方向に機能別基板（１２）を装着する。【選択図】  図１
2006100573.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子制御ユニットとその制御対象との間に接続され、両者の電気信号の授受およびその変換を行うインタフェースユニットを有する車両用開発支援ツールであって、
前記インタフェースユニットは、
マザー基板と、
処理機能別または制御対象別に独立に形成された複数の機能別基板と、
前記マザー基板に設けられ、前記複数の機能別基板を個々に、前記マザー基板に着脱可能に装着する複数のコネクタと、
を有し、
前記複数のコネクタの各々は、前記マザー基板に対し略直交する方向に前記機能別基板を装着することを特徴とする車両用開発支援ツール。
【請求項２】
前記機能別基板は、その一端面に設けられた複数の信号ピンを前記コネクタに差し込むことにより前記マザー基板に対し略直交する方向に装着されるものであって、前記複数の信号ピンは、マトリクス状に配列されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用開発支援ツール。
【請求項３】
前記マザー基板は、前記複数の機能別基板を個々に短絡するための回路を形成していることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用開発支援ツール。
【請求項４】
前記複数の機能別基板は、各機能別基板に形成される回路の電流量に基づきグループ化されて前記マザー基板上に配置されることを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の車両用開発支援ツール。
【請求項５】
複数の前記マザー基板を積層状に配置し、各機能別基板に形成される回路の電流量の多いグループが上層のマザー基板上に配置されることを特徴とする請求項４に記載の車両用開発支援ツール。
【請求項６】
前記複数の機能別基板は処理機能ごとにグループ化され、同一グループ内の機能別基板同士は互換性を有する一方、グループが相異なる機能別基板同士は互換性を有しないことを特徴とする請求項１から５までのいずれかに記載の車両用開発支援ツール。
【請求項７】
同一グループ内の機能別基板同士では、少なくとも入力信号および出力信号の、信号ピンへの割当て位置がそれぞれ共通する一方、
グループが相異なる機能別基板同士では、入力信号または出力信号の、信号ピンへの割当て位置が異なる
ことを特徴とする請求項６に記載の車両用開発支援ツール。
【請求項８】
前記機能別基板と前記コネクタとの連結部の形状が、グループごとに異なることを特徴とする請求項６に記載の車両用開発支援ツール。
【請求項９】
前記機能別基板および前記コネクタはそれぞれ、信号の接続部の配置パターンがグループごとに異なることを特徴とする請求項６に記載の車両用開発支援ツール。
【請求項１０】
前記機能別基板と前記コネクタとの間で接続される信号の数がグループごとに異なることを特徴とする請求項６に記載の車両用開発支援ツール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用開発支援ツールに関し、特に、車両に搭載される電子制御ユニットの開発支援ツールに関する。
【背景技術】
【０００２】
アクチュエータなどの制御対象に対し入出力されるデータを観察するために使用される開発支援ツールは複数の処理機能を含んでおり、個々の処理機能が独立した機能モジュール（機能別基板）として提供される。これにより、ある機能モジュールを異なる特性の機能モジュールに換装することによって、処理機能の特性を変化させてデータの観察を行うことを可能になっている。
【０００３】
なお、このような複数の機能別基板を有する構成は、開発支援ツールではなく車載用の電子制御ユニット自体の構成に係るものではあるが、例えば、特開２００１−２８２３０３号公報（特許文献１）に開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２８２３０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、電子制御ユニットに求められる機能は年々複雑化しており、これに伴い開発支援ツールで提供すべき処理機能の数も増大する一方である。さらに、開発支援ツールによっては、一つの制御対象に特化するのではなく、複数の制御対象に対応できるようにしたものもあり、この場合には、制御対象ごとに複数の処理機能を用意することになるので、その数はとりわけ膨大となる。このため、開発支援ツールの装置規模の肥大化が問題となっており、その小型化が求められている。
【０００６】
この点、上記した特許文献１は、複数の機能別基板がそれぞれ、筐体底部に沿って単純に並べて配置される構成を開示しているにすぎず、小型化するための構成について何らの示唆を与えるものではない。
【０００７】
以上のとおり、本発明は、少なくとも、車両用の開発支援ツールの小型化を実現することを目的としたものであり、さらには、小型化に伴い派生する問題をも解決しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面は、電子制御ユニットとその制御対象との間に接続され、両者の電気信号の授受およびその変換を行うインタフェースユニットを有する車両用開発支援ツールに係り、前記インタフェースユニットは、マザー基板と、処理機能別または制御対象別に独立に形成された複数の機能別基板と、前記マザー基板に設けられ、前記複数の機能別基板を個々に、前記マザー基板に着脱可能に装着する複数のコネクタとを有し、前記複数のコネクタの各々は、前記マザー基板に対し略直交する方向に前記機能別基板を装着することを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、開発支援ツールの小型化が可能になる。加えて、機能別基板の両面が常に空気に触れるので、放熱効果が増し、発熱による基板の損傷を防止することができる。
【００１０】
本発明の好適な実施形態によれば、前記機能別基板は、その一端面に設けられた複数の信号ピンを前記コネクタに差し込むことにより前記マザー基板に対し略直交する方向に装着されるものであって、前記複数の信号ピンは、マトリクス状に配列されていることが好ましい。
【００１１】
このような構成によれば、機能別基板とコネクタとの連結部の摩擦抵抗が増し、機能別基板のコネクタからの抜けを防止することもできる。
【００１２】
また、本発明の好適な実施形態によれば、前記マザー基板は、前記複数の機能別基板を個々に短絡するための回路を形成していることが好ましい。
【００１３】
これにより、特定の機能別基板のみが制御可能になるとともに、ある機能別基板が削除された場合にも対応が容易になる。
【００１４】
ところで、強電流が流れる機能別基板と弱電流が流れる機能別基板とが隣接して配置された場合には、弱電流が流れる機能別基板が電気的ノイズにより誤作動を起こす可能性がある。これに対しては、本発明の好適な実施形態によれば、前記複数の機能別基板は、各機能別基板に形成される回路の電流量に基づきグループ化されて、前記マザー基板上に配置されることが好ましい。これにより上記のような誤作動の発生を防止できる。
【００１５】
本発明の好適な実施形態によれば、複数の前記マザー基板を積層状に配置し、各機能別基板に形成される回路の電流量の多いグループが上層のマザー基板上に配置されることが好ましい。
【００１６】
機能別基板に流れる電流が多いほど機能別基板の発熱量が大きい。発熱量の大きい機能別基板が下層のマザー基板に配置されると、上層のマザー基板が熱せられ、放熱を妨げられるおそれがある。そこで、このように発熱量の大きい機能別基板を上方の層に配置することにより、効果的な放熱が実現される。
【００１７】
本発明の好適な実施形態によれば、前記複数の機能別基板は処理機能ごとにグループ化され、同一グループ内の機能別基板同士は互換性を有する一方、グループが相異なる機能別基板同士は互換性を有しないことが好ましい。
【００１８】
このため、処理機能が共通する機能別基板同士は互換性を有しているので機能別基板を入れ替えて実験を行うことができ、利便性が向上する。その一方で、あるグループの機能別基板を誤って別グループのコネクタに装着してもその機能別基板が機能しないようにすることができる。
【００１９】
例えば、同一グループ内の機能別基板同士では、少なくとも、入力信号および出力信号の、信号ピンへの割当て位置がそれぞれ共通する一方、グループが相異なる機能別基板同士では、入力信号または出力信号の、信号ピンへの割当て位置が異なるようにすればよい。
【００２０】
これにより、グループが相異なる機能別基板同士で互換性をなくすことが実現され、また、あるグループの機能別基板が誤って別グループのコネクタに装着されてもその機能別基板には電流が流れず、意図しない強電流による故障を防止することができる。
【００２１】
また、前記機能別基板と前記コネクタとの連結部の形状がグループごとに異なるようにすることによっても、グループが相異なる機能別基板同士での互換性をなくすことが実現される。こうすることで、あるグループの機能別基板を別グループのコネクタに装着すること自体ができないので、ミスを未然に防止することができる。これは、前記機能別基板および前記コネクタにおける信号の接続部の配置パターンを、グループごとに異ならせることによっても実現することができる。あるいは、前記機能別基板と前記コネクタとの間で接続される信号の数を、グループごとに異ならせることによっても実現可能である。
【発明の効果】
【００２２】
以上述べた通り、本発明によれば、開発支援ツールの小型化が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
図１は、本実施形態における車両用開発支援ツールの構成を示すブロック図である。
【００２４】
図中、３が電子制御ユニット（ＥＣＵ）、２がその制御対象としてのエンジンである。そして、ＥＣＵ３とエンジン２との間に位置するのが、開発支援ツール１である。なお、エンジン２は制御対象の一例であって、自動車においては、この他、変速機、ブレーキなど多数のユニットが制御対象となりうる。本実施形態における開発支援ツール１はこれら複数の制御対象に対応することが可能である。
【００２５】
開発支援ツール１は、ＥＣＵ３およびエンジン２を接続し、ＥＣＵ３からの駆動指示信号やエンジン２側からのセンサ信号等の電気的な特性を合わせるためのインタフェース（Ｉ／Ｆ）ユニット１４を含んでいる。このＩ／Ｆユニット１４は、マザー基板１１を備え、ここに、種々の機能別基板が実装されうる。ここで、機能別基板とは、処理機能別または制御対象別に独立に形成された基板をいう。また、処理機能としては、例えば、フィルタリング機能、信号線形化機能、パルス整形機能などが想定される。マザー基板１１には、図示の如く複数のコネクタ１３が列設されており、ここに、１２で示される機能別基板が装着される。このようなコネクタ１３を介した機能別基板の装着にはハンダ付けなどの特殊な固定処理が不要となる点で有利である。これにより、ある機能別基板を特性の異なる別の機能別基板に換装することによって、容易に処理機能の特性を変化させてデータの観察を行うことが可能である。
【００２６】
また、例えば図３に示すように、各コネクタ１３の近傍にはそのコネクタ１３に装着された機能別基板を短絡するための回路２０が設けられていることがより好ましい。図示しない短絡用部材をこの回路２０に装着するだけで、その機能別基板をパススルーさせることができる。そのため、特定の機能別基板のみを用いて実験を行いたい場合に、その他の不要な機能別基板をわざわざコネクタ１３から抜く必要がなくなり、実験を円滑に進めることができる。
【００２７】
本実施形態における開発支援ツール１の構成は概ね上記のようなものであるが、次に、機能別基板のマザー基板１１への実装、すなわち、機能別基板１２とコネクタ１３との接続について説明する。
【００２８】
図２は、機能別基板１２とコネクタ１３との連結部の一例を示す図である。本実施形態におけるコネクタ１３はそれぞれ、機能別基板１２を、マザー基板１１に対し略直交する方向（すなわち、図１の面にほぼ直角の方向）に立てるようにして装着する。図２において、機能別基板１２は、コネクタ１３に対向する一端面に、電気的な接続を行う複数の信号ピン１８を有する。一方、コネクタ１３は、機能別基板１２の複数の信号ピン１８にそれぞれ嵌合する複数のピン受け１９を有する。かかる構成によって、機能別基板１２はマザー基板１１に略直交する方向に装着されることが実現される。ここで、複数の信号ピン１８は、一列に配列されているだけではなく複数列、すなわち、マトリクス状に配列されていることが好ましい。この場合、複数のピン受け１９も、この複数の信号ピン１８の配列に適合させてマトリクス状に設けられることはいうまでもない。このように、機能別基板１２とコネクタ１３との連結部を複数列とすることにより、連結部の摩擦抵抗が増し、機能別基板１２のコネクタ１３からの抜けを防止することができる。
【００２９】
本実施形態における開発支援ツール１は、このような特徴的な装着形態をとることにより、装置規模の小型化が可能になる。加えて、機能別基板１２の両面が常に空気に触れるので、放熱効果が増し、発熱による基板の損傷を防止することができるという効果も得られる。
【００３０】
その一方で、かかる構成をとったことに伴い若干の課題も明らかになったので、以下ではその対策について説明する。
【００３１】
まず、比較的弱電流の機能別基板１２は、電磁ノイズの影響を受けやすい。そのため、強電流の機能別基板１２と弱電流の機能別基板１２とが隣接して配置された場合、弱電流の機能別基板１２が電磁ノイズにより誤作動を起こす可能性がある。
【００３２】
そこで、本実施形態では、機能別基板１２を、そこに形成される回路の電流量に基づきグループ化して配置する。例えば、図４に示すように、機能別基板１２を、強電流（例えば、５００ｍＡ以上）の機能別基板１２のグループ（強電グループ）と、弱電流（例えば、５００ｍＡ未満）の機能別基板１２のグループ（弱電グループ）とにグループ化し、グループごとにマザー基板１１上に配置する。こうすることで、弱電流の機能別基板１２は、強電流の機能別基板１２からの電磁ノイズの影響を受けにくくなり、上記のような誤作動の発生を防止できる。
【００３３】
また、図４に示すように、弱電グループと強電グループとの境界に位置するコネクタ１３同士間の距離を、同一グループ内でのコネクタ１３同士間の距離よりも長くとるようにすれば、上記したような誤作動の発生の防止を、より確実なものとすることができるであろう。
【００３４】
ところで、装置規模を小型化するためには、マザー基板１１の面積を小さくすべきである。これに対し、図５に示すように、マザー基板１１を複数に分割してこれらを積層状に配置する構成を採用することは、一つの解決策である。この場合、制御対象ごとに階層を分けるようにしてもよい。例えば、最下層の第１階層はエンジン用、その上層の第２階層は変速機用、などとすることが可能である。
【００３５】
あるいは、上記したようなグループごとに階層を分けるようにしてもよい。この場合には、電流量の多いグループを上層のマザー基板１１上に配置するとよい。これは、機能別基板１２に流れる電流量が多いほど機能別基板１２の発熱量が大きく、発熱量の大きい機能別基板１２が下層のマザー基板１１に配置されると上層のマザー基板１１が熱せられ、スムーズな放熱を妨げられるおそれがあるからである。そこで、このように発熱量の大きい機能別基板１２を上方の層に配置することにより、効果的な放熱が実現される。
【００３６】
次に、この開発支援ツール１を使用した実験中に機能別基板１２を装着する際、誤った位置のコネクタ１３に装着してしまうケースが考えられる。特に開発支援ツールにおいては、頻繁に機能別基板１２を差し替えて、あるいは機能別基板１２同士を入れ替えて、様々な実験条件でもって実験を行いたいとの欲求があり、機能別基板１２を誤った位置のコネクタ１３に装着するというミスが起こりやすい。このようなミスは場合によっては故障の原因となりかねないため、これに対しても何らかの対策が施されるべきである。しかしながら、機能別基板１２同士の入れ替えが全くできないようにしたのでは、それぞれのコネクタ１３に対して特性の異なる機能別基板１２を複数用意しなければならず、結果として開発支援ツールの肥大化に繋がってしまう。
【００３７】
そこで、本実施形態では、機能別基板１２を処理機能ごとにグループ化して配置し、ここで、同一グループ内の機能別基板１２同士は互換性を有するようにする一方、グループが相異なる機能別基板１２同士は互換性を有しないようにする。このため、同グループ内の機能別基板１２同士は入れ替えが可能となる一方、あるグループの機能別基板１２を誤って別グループのコネクタ１３に装着してもその機能別基板１２が機能しないようにすることができる。
【００３８】
グループが相異なる機能別基板１２同士の互換性をなくす手段としては種々のものが考えられる。例えば、同一グループ内の機能別基板１２同士では、少なくとも、入力信号および出力信号の、信号ピンへの割当て位置がそれぞれ共通するが、グループが相異なる機能別基板１２同士では、入力信号または出力信号の、信号ピンへの割当て位置を異ならせるようにすればよい。
【００３９】
図６にその一例を示す。同図（Ａ）は、あるグループの機能別基板１２のピンアサインの例を示している。ここでは、ピン番号１がデジタル入力、ピン番号２がアナログ入力、ピン番号１６がデジタル出力、ピン番号２１がアナログ出力に割り当てられている。一方の（Ｂ）は、別グループの機能別基板１２のピンアサインの例を示しており、ここでは、ピン番号１がデジタル入力で、これが（Ａ）と共通しているだけで、その他については、アナログ入力がピン番号４に、デジタル出力がピン番号１７に、アナログ出力がピン番号２５に割り当てられており、（Ａ）とは入力信号または出力信号の割当て位置が異なっている。
【００４０】
こうすれば、あるグループの機能別基板１２が誤って別グループのコネクタ１３に装着されてもその機能別基板１２には電流が流れることはなく、意図しない強電流が機能別基板１２に流れることによる故障を防止することが可能である。さらには、機能別基板１２やコネクタ１３の形状をグループごとに異ならせて製造する必要がなく、開発支援ツール１の作成が容易となる。
【００４１】
図７は、機能別基板１２とコネクタ１３との連結部の形状をグループごとに異ならせるようにすることによって、グループが相異なる機能別基板１２同士での互換性をなくすようにした例を示している。図示の例では、コネクタ１３の側面に凸部が設けられているとともに、機能別基板１２にもコネクタ１３の凸部の位置に対応した凸部を有する連結部が設けられている。この凸部の位置がＡグループとＢグループとでは異なっているため、別グループのコネクタ１３に機能別基板１２を装着することができなくなっている。
【００４２】
図８は、機能別基板１２およびコネクタ１３における信号の接続部の配置パターンをグループごとに異ならせることによって、グループが相異なる機能別基板１２同士での互換性をなくすようにした例を示している。図示の例では、Ａグループのコネクタ１３は、第２列のピン受けが第１列のピン受けに対しオフセットされた位置に設けられているのに対し、Ｂグループのコネクタ１３にはそのようなオフセットは設けられていない。
【００４３】
さらに図９は、機能別基板１２およびコネクタ１３における信号の接続部の配置パターンをグループごとに異ならせる場合の別の例を示している。同図において、黒丸はピン受けが設けられていないことを示している。
【００４４】
また、図１０は、機能別基板１２とコネクタ１３との間で接続される信号の数をグループごとに異ならせることによってグループが相異なる機能別基板１２同士での互換性をなくすようにした例を示している。この例では、コネクタ１３のピン受けおよび機能別基板１２の信号ピンの数をグループごとに異ならせている。
【００４５】
図７〜図１０に例示したような構造をとることにより、グループ毎に機能別基板１２とコネクタ１３の連結部の形状、あるいは機能別基板１２の信号ピンとコネクタ１３のピン受けの配置パターンまたはその数を異ならせるようにしたので、視覚的に同グループか別グループかを判別することが容易である上に、誤って別グループのコネクタ１３に機能別基板１２を装着しようとしても、構造上別グループのコネクタ１３に機能別基板１２を装着することができないようになっているので、機能別基板１２を装着する際の装着ミスを防止することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】実施形態における開発支援ツールの構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態における機能別基板とコネクタの連結部の一例を示す図である。
【図３】実施形態における短絡用の回路を説明する図である。
【図４】実施形態における機能別基板のグループ化を説明する図である。
【図５】実施形態における複数階層構成の開発支援ツールの例を示す図である。
【図６】機能別基板のグループごとに入出力端子の位置が異なる例を示す図である。
【図７】機能別基板とコネクタとの連結部の形状をグループごとに異ならせた例を示す図である。
【図８】機能別基板およびコネクタにおける信号の接続部の配置パターンをグループごとに異ならせた例を示す図である。
【図９】機能別基板およびコネクタにおける信号の接続部の配置パターンをグループごとに異ならせた別の例を示す図である。
【図１０】機能別基板とコネクタとの間で接続される信号の数をグループごとに異ならせた例を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１    開発支援ツール
２    エンジン（制御対象）
３    電子制御ユニット
１１  マザー基板
１２  機能別基板
１３  コネクタ
１４  インタフェースユニット
【図１】
2006100573.tif 000003
【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】
2006100573.tif 000009
【図８】
2006100573.tif 000010
【図９】
2006100573.tif 000011
【図１０】
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