(57)【要約】【課題】車両用補機制御装置に簡単に取り付けてその詳細な動作や機能を調べることのできる車両用補機開発支援装置を提供することである。【解決手段】車両用補機制御装置20の複数のCPU21、22を接続する通信回線23、24の途中に設けた遮断手段S1A、S2Aを作動させて通信回線23、24を遮断し、遮断された通信回線23、24のそれぞれを接続手段C1A、C1B、C1C、C1Dで車両用補機開発支援装置10の複数の通信ポートに接続する。このようにCPU間通信を車両用補機開発支援装置10経由で行わせることにより課題を解決する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続されたCPU間のデータ通信を行う通信回線と、前記CPU間の通信データが入力される通信ポートとを有し、前記CPUが前記通信回線を介して通信相手のCPUの動作をモニタする車両用補機制御装置において、
前記車両用補機制御装置に接続する際に前記CPU間を接続する前記通信回線を遮断する遮断手段と、前記CPU間のデータ通信を経由させるために、遮断された前記通信回線と前記通信ポートとを接続する接続手段と、を有することを特徴とする車両用補機開発支援装置。
【請求項２】
前記通信相手のCPUの動作を診断するための診断信号を生成する診断信号生成手段と、前記診断信号を前記通信相手のCPUに送信し、且つ前記診断信号に対する前記通信相手のCPUの応答を受信する通信手段とを有する請求項１に記載の車両用補機開発支援装置。
【請求項３】
車両のステアリングの操舵力を補助するための電動パワステアリング装置の制御装置もしくは前記ステアリングの回転角の伝達比を可変させる伝達比可変操舵装置の制御装置の開発支援装置である請求項１又は２に記載の車両用補機開発支援装置。
【請求項４】
前記車両用補機制御装置は、前記通信ポート数に対応する電極数を持った接続電極が形成された板状プラグと前記板状プラグが接続されるソケットとを有し、前記接続手段は、前記プラグを前記ソケットに差し込んで前記通信回線に前記通信ポートを接続する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の車両用補機開発支援装置。
【請求項５】
前記車両用補機制御装置には、前記通信回線を遮断させるためのスイッチ釦が設けられ、
前記板状プラグには突起が一体形成され、
前記板状プラグが前記ソケットに差し込まれるときに、前記板状プラグの突起が前記スイッチ釦を押すことにより前記通信回線の途中の接点を開いて前記通信回線を遮断する請求項４に記載の車両用補機開発支援装置。
【請求項６】
前記板状プラグの前方に延出した取り付けアームと、前記車両用補機制御装置を載置した台座および前記取り付けアームを固定するためのスクリュー機構と、を有する位置決め手段を備え、
該スクリュー機構を働かせることにより前記台座を移動させて前記ソケットを前記板状プラグに嵌合可能とした請求項４または５に記載の車両用補機開発支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両内に配置された車両用補機制御装置を開発する開発支援装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両制御装置では、装置の小形化と省スペース並びに低コスト化のために、制御装置が取り込んだセンサ出力あるいは制御装置内部で交わされている信号などを外部に取り出すことが容易でない。具体的には車両に設置された制御装置から直接的に信号等を取り出す場合には、まず車両の内装を取り外し、対象とする制御装置を囲んでいる、または周辺に設置されている他の装置を外してから対象制御装置をブラケットやステイから取り外す必要が有る場合が多い。
【０００３】
さらに近年の車両のインテリジェント化、情報化および安全性向上に伴い、車両内の制御信号、情報が飛躍的に増加している。これによってハーネスの複雑化やその束径の増大が生じ、対象制御装置の取り外しにかなりの工数が掛かることもある。このような問題の対策の１つとして、対象制御装置に新たな信号線やハーネスを接続せずに、特許文献１に示すように車両内ネットワークに故障診断装置や開発支援装置を直接接続して、対象とする制御装置等と信号ないしデータを授受することが行われている。
【特許文献１】特開２００２−３０１９９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、車両内ネットワークを利用する場合には、車両内ネットワークの通信トラフィック（即ち通信の混雑具合）や、自動車の走行等の制御状態による信号・データの優先度・緊急度等によって、対象とする制御装置と該車両内ネットワークに接続された外部装置の間で連続的な通信を継続できないことが多々生じる。このような状況においては、対象制御装置が、車両の安全に関わる機能を有している場合、制御装置の故障監視のためには車両内ネットワークを用いるには信頼性に難点があり、一般的には制御装置の主たるCPUを監視用CPUと専用データバスで接続し、監視させるという手段が用いられる。
しかしながら、この場合は制御装置と外部の開発支援装置との通信にさらなる専用データバス、もしくは専用通信線を必要とするため、CPUが大型化し、コスト高になるという問題があった。
【０００５】
本発明の課題は、対象制御装置に簡単に取り付けてその詳細な動作や機能を調べることのできる車両用補機開発支援装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００６】
上記課題を解決するために請求項１の車両用補機開発支援装置は、接続されたCPU間のデータ通信を行う通信回線と、前記CPU間の通信データが入力される通信ポートとを有し、前記CPUが前記通信回線を介して通信相手のCPUの動作をモニタする車両用補機制御装置において、
前記車両用補機制御装置に接続する際に前記CPU間を接続する前記通信回線を遮断する遮断手段と、前記CPU間のデータ通信を経由させるために、遮断された前記通信回線と前記通信ポートとを接続する接続手段と、を有すること特徴とする。
【０００７】
上記請求項１の車両用補機開発支援装置は、車両用補機制御装置の複数のCPU間を接続する通信回線（以後、通信回線を「通信線」という）の途中に接続された遮断手段を作動させて通信線を遮断し、その一方で、遮断された通信線を接続手段で車両用補機開発支援装置の通信ポートに接続する。このようにして車両用補機制御装置の複数のCPU間の直接通信回線から、その通信線の途中に車両用補機開発支援装置を割り込ませた間接通信回線に切り換えて、このCPU間通信を車両用補機開発支援装置経由で行わせるようにする。これによって車両用補機制御装置の通信ポートの増加あるいはCPUのI/O機能付加等によるコストアップなしに、該CPU間の通信を連続的にモニタすることができると同時に、車両用補機開発支援装置から発した指示・問合せ等に対する両該CPUの応答を調べることにより、その動作・機能を詳細に知ることができる。このことは、例えば車両の温度、湿度または振動や衝撃等の微妙な環境条件変化、あるいは電磁干渉等のEMC (Electromagnetic Compatibility)の影響による瞬発的なCPUあるいは周辺回路の誤動作・不動作を的確に捉えることを可能とする。
【０００８】
また請求項２の車両用補機開発支援装置は、前記通信相手のCPUの動作を診断するための診断信号を生成する診断信号生成手段と、前記診断信号を前記通信相手のCPUに送信し、且つ前記診断信号に対する前記通信相手のCPUの応答を受信する通信手段とを有する。このようにすると、両該CPUの途中に置かれている車両用補機開発支援装置は、擬似的に異常信号や異常データ（CPU間の通信におけるプロトコルから外れた信号、例えば信号の周期を通常の信号周期から大幅に変化させた信号等）を発生して相手のCPUに送信してその機能・挙動を調べるか、あるいは、例えば「数値とその数値を使用する所定の演算命令」をCPUに送信し、該CPUが応答した演算処理結果等を調べることで、そのCPUの精確な能力を調査することが可能となり、車両用補機制御装置としてのfail-safe、fail-proof性能を確認・判断することもできる。
【０００９】
また請求項３の車両用補機開発支援装置は、車両のステアリングの操舵力を補助するための電動パワステアリング装置の制御装置もしくは前記ステアリングの回転角の伝達比を可変させる伝達比可変操舵装置の制御装置に適用したものである。電動パワステアリング装置および伝達比可変操舵装置は、いずれも車両の操舵を制御する重要な装置であり、その信頼性・安全性を高めるためにその制御に複数のCPUが採用されて、その動作が正常に保たれていることをモニタしたり、エンジン始動時等に故障診断をして装置の信頼性を確認できるようにしているものが多い。このような車両用補機制御装置に本発明の車両用補機開発支援装置を適用することによって、車両用補機制御装置が使用する複数のCPUの機能・性能を迅速・簡単・的確に調べることが可能となり、車両用補機制御装置の開発速度を高める共にフェイルセーフなどの安全性能をさらに向上することができる。
【００１０】
また請求項４の車両用補機開発支援装置は、前記通信ポート数に対応する電極数を持った接続電極が形成された板状プラグと前記板状プラグが接続されるソケットとを有し、前記接続手段は、前記プラグを前記ソケットに差し込んで前記通信回線に前記通信ポートを接続するように構成したものである。このようにすれば、安価な標準製品の多極平板コネクタを使用してCPU間の通信線に簡単に且つ確実に接続することができ、車載テスト等における車両振動の影響も受けないので接続の信頼性も高くまた、接続点の接触抵抗も小さくなるので、CPU等の高速データ通信に与える影響を小さくできる。
【００１１】
また請求項５の車両用補機開発支援装置は、前記車両用補機制御装置には、前記通信回線を遮断させるためのスイッチ釦が設けられ、
前記板状プラグには突起が一体形成され、
前記板状プラグが前記ソケットに差し込まれるときに、前記板状プラグの突起が前記スイッチ釦を押すことにより、前記通信回線の途中の接点を開いて前記通信回線を遮断するものである。このようにすれば、通信回線の遮断と接続がプラグをソケットに差し込むという１回の動作で完了し、この１回の動作でCPU間の通信の切替ができるため、例えば試験場におけるテスト準備や保守が容易にできて、工数節減になり、ひいては開発費用を低減することができる。
【００１２】
また請求項６の車両用補機開発支援装置は、前記板状プラグの前方に延出した取り付けアームと、前記車両用補機制御装置を載置した台座および前記取り付けアームを固定するためのスクリュー機構と、を有する位置決め手段を備え、
該スクリュー機構を働かせることにより前記台座を移動させて前記ソケットを前記板状プラグに嵌合可能とした構成である。このようにすれば、スクリュー機構を操作することで、そのスクリューの螺進機能に基づいて台座を動かし、機械的にソケットとプラグとの嵌合状態を容易に得ることができる。また、開発する車両用補機制御装置の構造・形状を量産品から変更すること無しに、あるいは最終量産品にできるだけ近い形状・構造で試験することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付の図面を参照しつつ本発明の車両用補機開発支援装置の最良形態を説明する。図１は本発明の車両用補機開発支援装置10を開発対象の車両用補機制御装置20に取り付けた場合の基本回路を示す。車両用補機制御装置20の有する２つのCPU21、CPU22間を接続する通信線23、24（平衡線路、分布定数線路等で構成される）の接続を、接続切替機構の舌部11により切り換えてCPU21、CPU22間の通信を車両用補機開発支援装置10を経由するように形成している。詳細には舌部11の凸板状プラグ13がソケット25に差し込まれたときに、突起12で遮断手段である押し釦スイッチあるいはマイクロスイッチの釦が押されて２極接点S1AとS1Bが開き、１対の通信線23、24［Differential Transmission/Half Duplex/Full Duplexなど］が遮断される。略同時に、接続手段の４極の接点C1A、C1B、C1C、C1Dが導通して、遮断された１対の通信線23、24の両側がそれぞれに車両用補機開発支援装置10の複数の通信ポートに接続される。このようにしてCPU21（ＣＰＵ１）とCPU22（ＣＰＵ２）の間の通信は車両用補機開発支援装置10を経由して行われるようにその通信回線が切り換えられる。
【００１４】
図２は図１の車両用補機開発支援装置10と車両用補機制御装置20が未接続の場合の基本回路を示している。各部の構成は図1と同様であるので説明を省略するが、接続切替機構の舌部11が接続されていないため、遮断手段の２極接点S1AとS1Bは閉じて通信線23、24は通常通りに接続されており、接続手段の４極の接点C1A、C1B、C1C、C1Dは開放状態にあって通信線23、24と車両用補機開発支援装置10の通信ポートは未接続である。すなわち、車両用補機制御装置20の２つのCPU21とCPU22は直接に接続されており、車両用補機開発支援装置10を経由していない。
【００１５】
図３の［３Ａ］に本発明の車両用補機開発支援装置10の外観形状と構成を示し、［３Ｂ］に車両用補機開発支援装置10の回路構成を示す。車両用補機開発支援装置10の側面に装着された接続切替機構の舌部11の構成・構造について［３Ａ］により説明する。凸板状プラグ13の両面に櫛歯状の平板電極を14が形成され、その凸板状プラグ13の横に遮断手段の釦を押す突起12が設けられている。車両用補機開発支援装置10に接続される車両用補機制御装置20ではこの接続切替機構の舌部11に対向して金属板バネ電極26（平板電極の配置に合わせて）を有するソケット25が装着されており、その横に突起12に突かれる遮断手段のスイッチの釦27が取り付けられている。なお、車両用補機制御装置20の回路部品を実装したプリント基板28にこのソケット25と遮断手段S1A、S2Aも一体に取り付けられている。このような構造はプラグをソケットに挿入することで、そのスイッチや接点に触れることなく、略同時に第１のスイッチをOFFすると共に第２のスイッチをONすることができるので、車両や作業者に静電気が帯電している場合にもその影響をCPUに与えることなく、通信しようとするCPU間に本発明の車両用補機開発支援装置を円滑に接続して、車両用補機開発支援装置経由でCPU間の通信を高信頼に行わせることもできる。さらに、開発対象の車両用補機制御装置の筐体に備わっている凹凸や溝に合わせて取り付けアームの形状を定めることにより、容易にこの車両用補機制御装置をその取り付けアームで台座に固定・保持することができる。そしてこの取り付けアームに装着されたスクリュ−機構を回転させることで、台座に固定した状態で車両用補機制御装置を補機開発支援装置側に移動させて、そのソケットを車両用補機開発支援装置のプラグに円滑に嵌合させることができる。また、この構成の車両用補機開発支援装置を接続した状態で、開発対象の車両用補機制御装置を車載テストすることも、周囲のスペースがある場合には可能であり、実車走行テストあるいはシャシーダイナモ上の走行状態テスト等に活用することができ、開発効率を向上させることが期待される。
次に車両用補機開発支援装置10の回路構成について［３Ｂ］で簡単に説明する。２つのCPU21、CPU22と間に接続されて通信を行う車両用補機開発支援装置10は汎用論理回路（Gate Logic を組み合わせたもの）で構成してもよいし、ASIC（Applied Specific IC） を使用した専用論理回路を適用してもよいし、［３Ｂ］に示されるような利便性に優れたマイクロコンピュータで構成してもよい。マイクロコンピュータを使用した［３Ｂ］の場合には、I/O上の複数の通信ポートと凸板状プラグ13の接続手段の４極の接点C1A、C1B、C1C、C1Dは個別に接続され、CPU、RAM、ROMおよびこのI/Oはデータバスとアドレスバスで相互に接続される。なお、このI/Oには必要に応じてKey Board/Switch Panel/Display 等の外部インターフェースが接続される。
【００１６】
次に、図４を用いて本発明の車両用補機開発支援装置10に車両用補機制御装置20を装着する取り付け装置100の作用について簡単に説明する。車両用補機開発支援装置10に取り付けステイを一体にした車両用補機開発支援ユニット10´に取り付けアーム31が回転可能な構造に取り付けられ、車両用補機開発支援ユニット10´に支持された移動台座34の上に設置された開発対象の車両用補機制御装置20は、この取り付けアーム31の先端に装着された蝶ネジ32が移動台座の端に設けられたネジ穴33に嵌められたときに、その筐体の凹凸に沿って軽く保持・固定される。この蝶ネジ32を回転することで移動台座34は車両用補機開発支援ユニット10´の側に徐々に移動して車両用補機制御装置20のソケット25が車両用補機開発支援装置10の凸板状プラグ13に嵌合し、接続切替機構の舌部11の働きで前述のように両者の接続が行われる。このようにすると、開発する車両用補機制御装置の筐体（ケース／カバー／ブラケット等）に量産品を活用する、あるいは最終量産品にできるだけ近い形状・構造で試験することもできる。（開発品の形状・構造等をテスト等のために変更することは環境試験／耐久試験等で信頼性当に影響が生じる場合が時々あり、できるだけ避けたい。）
【００１７】
また、図５を用いて車両用補機制御装置20が３つのCPUを有する場合について本発明の車両用補機開発支援装置10の構成とその動作について説明する。３つのCPU211、CPU212、CPU213は一対の通信線221、通信線222およびもう一対の通信線223、通信線224を使用してCPU間通信をおこない相互に相手CPUの動作をモニタしている。この２組の通信線の途中には遮断手段の4極の接点S21、S22、S23、S24が設けられている。そしてこれらの接点の両側においてそれぞれの通信線は接続手段の合計８極の接点C21、C22、C23、C24、C25、C26、C27、C28につながっている。いま、車両用補機開発支援装置10の凸板状プラグ13が車両用補機制御装置20のソケット250に差し込まれて接続切替機構の舌部11が働いたときに、前述の遮断手段の４極の接点S21、S22、S23、S24が開いて各２対の通信線［221、222］と［223、224］が遮断されると共に、前述の接続手段の８極の接点C21、C22、C23、C24、C25、C26、C27、C28が個別に車両用補機開発支援装置10の８つの通信ポートに接続される。このようにしてCPU211（ＣＰＵ１）とCPU212（ＣＰＵ２）間の通信およびCPU212（ＣＰＵ２）とCPU213（ＣＰＵ３）間の通信は何れも車両用補機開発支援装置10（のCPUを通して）を経由しておこなわれ、３つのCPU211、CPU212、CPU213の動作を車両用補機開発支援装置10でモニタし必要に応じて機能チェック信号を発生して対象とするCPUに送信しその応答・挙動等から能動的にそのCPUの機能を確認・判断することが可能である。
【００１８】
そこで図６のフローチャートを使用して、マイクロコンピュータを使用した車両用補機開発支援装置10の能動的なCPU機能チェックの方法について概要を説明する。ステップP1で機能チェックの手順がスタートする。まず診断内容の指示（スイッチパネル等のインターフェース機器より発せられた）をP2で識別し、P3でそれに合ったCPU機能チェック信号（通信の「クロック信号周期を変動させて」CPU側の応答を診る、通信データに「誤り符合を混入させて」CPUの誤り検出機能を調べる、あるいは送信した「特定の数値データを使用した複雑な演算処理の結果を回答させる」など様々な方法がある）を発生する。これをP4で対象のCPUに送信しP5でその応答状況を診ながら再送等の制御をおこなう。CPUからの応答をあればP6でその内容を調べ、P7でCPUの機能について判断し、その結果をP8、P9で表示して作業者・評価者にその結果を知らせてP10で終了・待機する。
【００１９】
次に、本発明の車両用補機開発支援装置10は、対象とする車両用補機制御装置20に、高信頼性・高安全性を実現するために互いにモニタする複数のCPUを備えている電動パワステアリング装置や伝達比可変操舵装置等に適用することが好ましい。電動パワステアリングは油圧ポンプを使用する油圧式パワステアリングに比較して馬力損失が少ないので小型車に採用されることが多い。ハンドルに加えた力をトルクセンサが検知し、すえ切りや低速走行時のように必要なときだけ、（油圧の代わりに）電動モータを利用してハンドル操作力を軽減する。次に、伝達比可変操舵装置は、旋回時に操舵角を固定して加速するとアンダーステア特性が強くなり、また操舵角を固定して減速するとオーバステア特性が強くなることを修正して違和感のない操舵性能を得るために使用されることが多い。具体的には、ハンドルに連結された入力軸と車輪を転舵する出力軸の間の舵角比を可変する装置において、車速に応じて変化する舵角比（高速では舵角比を小さく、低速では舵角比を大きく）が実舵角の増大に応じて徐々に小さくなるように、目標舵角比に向けて修正制御する。
【００２０】
電動パワステアリング御装置および伝達比可変操舵装置はいずれも車両の操舵を制御する重要安全装置であり、その信頼性・安全性を高めるためにその制御に複数のCPUが採用されて、その動作が正常であることを適時にモニタしたり、またエンジン始動時等に自己診断をして装置の信頼性をself-checkできるようにしているものが多い。このような車両用補機制御装置に本発明の車両用補機開発支援装置を適用することによって車両用補機制御装置が使用する複数のCPUの機能・性能を迅速・簡単・的確に調べることが可能となり、車両用補機制御装置の開発速度を高める共にフェイル・セーフ/フェイル・ソフトなどの安全性能とフエイル・プルーフあるいはNoise Immunity /EMCなどの高信頼性を一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の車両用補機開発支援装置を車両用補機制御装置に接続した場合のCPU間の通信回線を示す基本回路図。
【図２】本発明の車両用補機開発支援装置を車両用補機制御装置に未接続の場合のCPU間の通信回線を示す基本回路図。
【図３】本発明の車両用補機開発支援装置の接続切替機構の舌部の構成と・形状を示す模式構造図ならびにマイクロコンピュータを使用した車両用補機開発支援装置の回路構成図。
【図４】本発明の車両用補機開発支援装置0に車両用補機制御装置を装着する取り付け装置の構成と働きを示す模式構造図。
【図５】本発明の車両用補機開発支援装置を３つのCPUを備えた車両用補機制御装置に接続した場合のCPU間の通信回線を示す回路図。
【図６】マイクロコンピュータを使用した車両用補機開発支援装置が車両用補機制御装置のCPU機能をチェックする方法を説明するフローチャート図。
【符号の説明】
【００２２】
10  車両用補機開発支援装置
20  車両用補機制御装置
11  接続切替機構の舌部
12  遮断手段のスイッチ釦を押す突起
13  接続手段の接点を導通させる凸板状プラグ
25  凸板状プラグを嵌合させるソケット
21  車両用補機制御装置の複数のCPUの１つ（ＣＰＵ１）
22  車両用補機制御装置の複数のCPUの他の１つ（ＣＰＵ２）
23  CPU間を接続する１対の通信回線（通信線）の１つ
24  CPU間を接続する１対の通信回線（通信線）の他の１つ
S1A、S2A  遮断手段の２つの電極
C1A、C1B、C1C、C1D  接続手段の４つの電極
100  車両用補機開発支援装置10に車両用補機制御装置20を装着する取り付け装置
10´  車両用補機開発支援ユニット
取り付けアーム
蝶ネジ
ネジ穴
移動台座
遮断手段のスイッチ釦
ソケット25の金属板バネ電極
【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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