(57)【要約】  【課題】  コントローラ間における信号の送受信の異常を検出し、信号の異常を検出した場合に障害発生の予防措置を講じることができる電力分配器及びそれを用いる電動制御システムを提供する。  【解決手段】  電力を動力源とする機器の動作を制御し、相互に通信する複数のコントローラ３、３、・・・と、該コントローラ３、３、・・・へ電力を分配する電力分配器２とからなる電動制御システムにおいて、電力分配器２は、一のコントローラ３から機器の動作を制御する信号を受信する手段と、該手段で受信した信号を他のコントローラ３、３、・・・へ送信する手段と、受信した信号の異常を検出する手段と、該手段で信号の異常を検出した場合、異常を検出した信号の他のコントローラ３、３、・・・への送信を停止する手段とを備える。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を動力源とする機器の動作を制御し、相互に通信する複数のコントローラと、該コントローラへ電力を分配する電力分配器とからなる電動制御システムにおいて、
前記電力分配器は、一のコントローラから前記機器の動作を制御する信号を受信する手段と、該手段で受信した信号を他のコントローラへ送信する手段と、受信した信号の異常を検出する手段と、該手段で信号の異常を検出した場合、異常を検出した信号の他のコントローラへの送信を停止する手段とを備えることを特徴とする電動制御システム。
【請求項２】
受信した信号の異常を検出する手段は、受信した信号に含まれる誤り検出符号を解析することにより異常の有無を判断するものであることを特徴とする請求項１記載の電動制御システム。
【請求項３】
受信した信号の異常を検出する手段は、信号の受信を開始してからの受信継続時間を検出する手段と、検出された受信継続時間が所定の時間を経過したか否かを判断する手段とを備え、該手段での判断に基づいて異常の有無を判断するものであることを特徴とする請求項１記載の電動制御システム。
【請求項４】
前記コントローラからの信号の受信、及び受信した信号の他のコントローラへの送信は、複数の前記コントローラへ供給する電力を分配する電力線に重畳して行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電動制御システム。
【請求項５】
電力を動力源とする機器の動作を制御し、相互に通信する複数のコントローラへ電力を分配する電力分配器において、
一のコントローラから前記機器の動作を制御する信号を受信する手段と、該手段で受信した信号を他のコントローラへ送信する手段と、受信した信号の異常を検出する手段と、該手段で信号の異常を検出した場合、異常を検出した信号の他のコントローラへの送信を停止する手段とを備えることを特徴とする電力分配器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の機器へ電力を分配し、同時に電子制御ユニット間の通信異常の救済手段を備える電力分配器及びそれを用いる電動制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、自動車において実用化が急速に進展している電子制御システムは、例えばステアリング装置、ブレーキ装置、シフト装置等を電気的に制御する電動制御システムである。複数の電子制御ユニット（ＥＣＵ：以下「コントローラ」という。）がバスを介して接続され、コントローラには、例えばステアリング装置、ブレーキ装置、シフト装置等がバスを介して接続され、各種の信号が多重伝送されることによって動作を電気的に制御する。
【０００３】
バスとしては、自動車のステアリング装置、ブレーキ装置、シフト装置等とコントローラとを接続している制御線を利用することが多く、コントローラ相互間の多重通信も該制御線を介して行われている。
【０００４】
しかし、近年の自動車における各種機器の電子化の進展に伴い、制御線を用いて制御する対象は多種多様となっており、電子制御システムの複雑化に伴ってハーネスが増加する一方であるという問題点があった。
【０００５】
そこで、コントローラに電力を供給する電力線に、本来制御線を介して送受信すべき信号を重畳することによって、制御線を廃して、ハーネスを減少させることが考えられている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２１８７５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に開示されている方法では、ハーネスを減少することはできるが、コントローラ間における信号の送受信の異常、特に送受信される信号自体が正常であるか否かを検出することができない。したがって、例えば誤った情報に基づいて他のコントローラが誤作動することを防止することができなかった。
【０００７】
また、連続的に１つのコントローラから信号が送信されることにより回線が独占され、他のコントローラが信号を送受信できない場合が生じることを防止することができないという問題点もあった。
【０００８】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、コントローラ間における信号の送受信の異常を検出し、信号の異常を検出した場合に障害発生の予防措置を講じることができる電力分配器及びそれを用いる電動制御システムを提供することを目的とする。
【０００９】
また、コントローラ間における信号の送受信の異常を電力線を介して検出することにより、制御線を削減してハーネスを減じる電力分配器及び電動制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために第１発明に係る電動制御システムは、電力を動力源とする機器の動作を制御し、相互に通信する複数のコントローラと、該コントローラへ電力を分配する電力分配器とからなる電動制御システムにおいて、前記電力分配器は、一のコントローラから前記機器の動作を制御する信号を受信する手段と、該手段で受信した信号を他のコントローラへ送信する手段と、受信した信号の異常を検出する手段と、該手段で信号の異常を検出した場合、異常を検出した信号の他のコントローラへの送信を停止する手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
また、第２発明に係る電動制御システムは、第１発明において、受信した信号の異常を検出する手段は、受信した信号に含まれる誤り検出符号を解析することにより異常の有無を判断するものであることを特徴とする。
【００１２】
また、第３発明に係る電動制御システムは、第１発明において、受信した信号の異常を検出する手段は、信号の受信を開始してからの受信継続時間を検出する手段と、検出された受信継続時間が所定の時間を経過したか否かを判断する手段とを備え、該手段での判断に基づいて異常の有無を判断するものであることを特徴とする。
【００１３】
また、第４発明に係る電動制御システムは、第１乃至第３発明において、前記コントローラからの信号の受信、及び受信した信号の他のコントローラへの送信は、複数の前記コントローラへ供給する電力を分配する電力線に重畳して行うことを特徴とする。
【００１４】
上記目的を達成するために第５発明に係る電力分配器は、電力を動力源とする機器の動作を制御し、相互に通信する複数のコントローラへ電力を分配する電力分配器において、一のコントローラから前記機器の動作を制御する信号を受信する手段と、該手段で受信した信号を他のコントローラへ送信する手段と、受信した信号の異常を検出する手段と、該手段で信号の異常を検出した場合、異常を検出した信号の他のコントローラへの送信を停止する手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
第１発明及び第５発明では、電力分配器が、コントローラ間の通信の中継器としての役割を果たし、コントローラ間における信号の送受信の異常を検出する手段を備え、該手段で信号の異常を検出した場合、異常を検出した信号が他のコントローラへ送信されることにより、他のコントローラが誤作動しないよう、異常を検出した信号の送信を停止する手段を備える。これにより、異常な信号が他のコントローラへ送信されることを未然に防止することができ、異常が発生したコントローラ以外のコントローラへ異常が波及することを未然に防止することが可能となる。また、電力分配器に斯かる機能を持たせることで、コントローラの通信異常を検出する装置を別途設ける必要がないことから、部品点数の減少を図ることができ、製造コストの減少、信頼性の向上を図ることが可能となる。
【００１６】
また、第２発明では、コントローラ間における信号の送受信の異常を検出する手段が、チェックビット、ＣＲＣ等を用いた誤り検出符号を検出する手段であることから、信号が正常に送受信されているか否かを確実に判断することができる。これにより、コントローラから送信された信号が、正常に受信されているか否かを確実に判断することができ、誤った信号に基づいたコントローラの誤作動を未然に防止することが可能となる。
【００１７】
また、第３発明では、信号の送信を継続的に行うコントローラを検出することができ、該コントローラが送信する信号により回線が独占され、他のコントローラが通信不能な状態であることを検知することができる。これにより、信号の送信を継続的に行うコントローラが存在することにより、回線の独占が生じる場合であっても、通信回線の独占を解消することができ、コントローラ間の信号の送受信不能によるコントローラの誤作動を未然に防止することが可能となる。
【００１８】
また、第４発明では、制御線を介して送信していたコントローラ間の信号を、電力線を流れる電力に重畳して送受信する。これにより、電力線を制御線として兼用することができ、制御線を削減することができることから、ハーネスを減少することができ、サスペンション設計の自由度を拡大することができるとともに、信頼性の向上を図ることが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
第１発明及び第５発明によれば、異常な信号が他のコントローラへ送信されることを未然に防止することができ、異常が発生したコントローラ以外のコントローラへ異常が波及することを未然に防止することが可能となる。また、電力分配器に斯かる機能を持たせることで、コントローラの通信異常を検出する装置を別途設ける必要がないことから、部品点数の減少を図ることができ、製造コストの減少、信頼性の向上を図ることが可能となる。
【００２０】
また、第２発明によれば、コントローラから送信された信号が、正常に受信されているか否かを確実に判断することができ、誤った信号に基づいたコントローラの誤作動を未然に防止することが可能となる。
【００２１】
また、第３発明によれば、信号の送信を継続的に行うコントローラが存在することにより、回線の独占が生じる場合であっても、通信回線の独占を解消することができ、コントローラ間の信号の送受信不能によるコントローラの誤作動を未然に防止することが可能となる。
【００２２】
また、第４発明によれば、電力線を制御線として兼用することができ、制御線を削減することができることから、ハーネスを減少することができ、サスペンション設計の自由度を拡大することができるとともに、信頼性の向上を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１に係る電力分配器を用いる電動制御システムを、Ｘ−ｂｙ−Ｗｉｒｅシステムに適用した場合のブロック図である。図１において、１は電力を供給する電源を示しており、例えば電圧が１２Ｖである鉛蓄電池、ニッケル・水素電池、リチウムイオン電池等で構成される。
【００２５】
電源１には、電力分配器２が接続されている。電力分配器２は、ブレーキ装置４、ステアリング装置５、シフト装置６を各制御する複数のコントローラ３、３、３に対して電力を分配する。なお、図１では、１つのコントローラに１つの装置が接続されているが、１つのコントローラに複数の装置が接続されていてもよい。
【００２６】
ブレーキ装置４は、ブレーキペダルからの操作信号及び制動アクチュエータ(図示せず)からのフィードバック信号がコントローラ３に入力され、コントローラ３は制動アクチュエータに対して制動信号を出力し、制動アクチュエータはコントローラ３から出力された制動信号に基づいて制動動作を行う。
【００２７】
ステアリング装置５は、ステアリング操作信号及び舵取りアクチュエータ(図示せず)からのフィードバック信号がコントローラ３に入力され、コントローラ３は舵取りアクチュエータに対して舵取り信号を出力し、舵取りアクチュエータはコントローラ３から出力された舵取り信号に基づいて舵取り動作を行う。
【００２８】
シフト装置６は、シフト操作信号及びシフトアクチュエータ(図示せず)からのフィードバック信号がコントローラ３に入力され、コントローラ３はシフトアクチュエータに対してシフト信号を出力し、シフトアクチュエータはコントローラ３から出力されたシフト信号に基づいてシフト動作を行う。
【００２９】
コントローラ３同士の間では、相互にどのような制御信号が送信されているのかを監視し合っている。すなわち、一のコントローラ３から送信された制御信号は、他の複数のコントローラ３、３のすべてに送信される。
【００３０】
図２は、本発明の実施の形態１に係る電力分配器２の構成図である。図２では、ブレーキ装置４及びステアリング装置５に接続された複数のコントローラ３、３を例に挙げて説明する。電力分配器２は、電源１と電力線３１を介して接続されている。また、電力分配器２は、複数のコントローラ３、３と、電力線３１ａ、３１ｂを介して接続され、コントローラ３、３間で送受信される制御信号は、電力線３１ａ、３１ｂを流れる電力に重畳され、電力分配器２を中継して送受信される。
【００３１】
電力分配器２はＭＰＵ２１を備えており、ＭＰＵ２１とバスを介して接続されているＲＯＭ２２に処理プログラムを記憶している。また、電力分配器２は接続スイッチ２３を備え、該接続スイッチ２３は、接続・切断を制御する信号を受信する制御線３２を介してＭＰＵ２１と接続され、接続・切断される両端の端子は、電力分配器２に備わる信号抽出部２４及び信号重畳部２５へ接続されている。
【００３２】
信号抽出部２４の入力側は、電力線３１ａを介して制御信号を送信するコントローラ３の端子と接続されている。信号抽出部２４の出力側は、内部バスを介してＭＰＵ２１と、接続スイッチ２３の一端子とに接続されている。信号重畳部２５の入力側は、接続スイッチ２３の他端子と接続され、信号重畳部２５の出力側は、電力線３１ｂを介して制御信号を受信するコントローラ３の端子と接続されている。
【００３３】
ＲＡＭ２７は、内部バスを介してＭＰＵ２１と接続されており、受信した信号を一時記憶する。ローパスフィルタとして機能するコイル２６は、コントローラ３と電源１との間に接続されている。
【００３４】
信号抽出部２４では、制御信号を送信するコントローラ３の端子に接続された電力線３１ａが、コンデンサＣ１を介してＮＰＮトランジスタＴｒ１のベースに接続されている。ＮＰＮトランジスタＴｒ１のコレクタは、内部バスに接続されるとともに、抵抗Ｒ１を通じて電源に接続され、エミッタは接地されている。
【００３５】
信号抽出部２４は、電力線３１ａに重畳されて送信された制御信号がＨレベルで入力された場合、ＮＰＮトランジスタＴｒ１がオンになり、Ｌレベルの制御信号を内部バスを介してＭＰＵ２１へ入力する。制御信号がＬレベルで入力された場合、ＮＰＮトランジスタＴｒ１がオフになり、コレクタがＨレベルとなって、ＭＰＵ２１へ入力される。これにより、受信した制御信号の電圧レベル、すなわち電力線３１ａの電圧レベルを、ＭＰＵ２１へ入力可能な電圧レベルに調整して、電力線３１ａを流れる電力に重畳された制御信号を抽出することができる。ＭＰＵ２１は、抽出された制御信号をＲＡＭ２７に一時記憶させる。
【００３６】
接続スイッチ２３は、ＭＰＵ２１から送信される接続・切断を制御する信号に基づいて、信号抽出部２４が電力線３１ａから抽出した制御信号を、他のコントローラ３へ送信するか否かを切り替える。すなわち、制御線３２を介してＭＰＵ２１から接続を指示する信号を受信した場合、接続スイッチ２３は接続され、ＲＡＭ２７へ一時記憶された制御信号を信号重畳部２５へ入力する。
【００３７】
信号重畳部２５では、接続スイッチ２３の端部が、コンデンサＣ２を介してＮＰＮトランジスタＴｒ２のベースに接続されている。ＮＰＮトランジスタＴｒ２のコレクタは、他のコントローラ３へ制御信号を重畳して送信する電力線３１ｂに接続されるとともに、抵抗Ｒ２を通じて電源に接続され、エミッタは接地されている。
【００３８】
信号重畳部２５は、接続スイッチ２３が接続され、ＲＡＭ２７に一時記憶されている制御信号がＨレベルで入力された場合、ＮＰＮトランジスタＴｒ２がオンになり、Ｌレベルの制御信号を電力線３１ｂを流れる電力へ重畳する。ＲＡＭ２７に一時記憶されている制御信号がＬレベルで入力された場合、ＮＰＮトランジスタＴｒ２がオフになり、コレクタがＨレベルとなって電力線３１ｂを流れる電力へ重畳される。これにより、送信する制御信号の電圧レベルを、電力線３１ｂの電圧レベルと一致するよう調整しつつ、電力線３１ｂを通じて制御信号を他のコントローラ３へ送信することができる。
【００３９】
次に、本発明の実施の形態１に係る電力分配器２での処理について説明する。図３は本発明の実施の形態１に係る電力分配器２のＭＰＵ２１の処理手順を示すフローチャートである。
【００４０】
図３に示すように、電力分配器２のＭＰＵ２１は、信号抽出部２４で抽出された信号を随時読み込む（ステップＳ３０１）。読み込んだ信号は、ＲＡＭ２７へ一時記憶する（ステップＳ３０２）。そして、読み込んだ信号につき、チェックビット、ＣＲＣ等の誤り検出符号を正しく検出することができるか否かに基づいて読み込んだ信号が正常であるか否かを判断する（ステップＳ３０３）。
【００４１】
誤り検出符号を正しく検出することができず、読み込んだ信号が異常な信号であると判断した場合には（ステップＳ３０３：ＮＯ）、他のコントローラ３へ接続されている電力線３１ｂとの接続スイッチ２３を切断する指示を接続スイッチ２３へ送信し（ステップＳ３０６）、ＲＡＭ２７に一時記憶されている信号を削除する（ステップＳ３０７）。これにより、異常な信号が他のコントローラ３へ送信されることはない。
【００４２】
誤り検出符号を正しく検出することができ、読み込んだ信号が正常であると判断した場合には（ステップＳ３０３：ＹＥＳ）、他のコントローラ３へ接続されている電力線３１ｂとの接続スイッチ２３を接続する指示を接続スイッチ２３へ送信し（ステップＳ３０４）、ＲＡＭ２７に一時記憶されている信号を重畳部２５へ出力する（ステップＳ３０５）。信号重畳部２５は、ＭＰＵ２１からの信号を電力線３１ｂを流れる電力に重畳して、他のコントローラ３へ送信する。
【００４３】
以上のように本実施の形態１によれば、異常な信号が他のコントローラ３へ送信されることを未然に防止することができ、異常が発生したコントローラ３以外のコントローラ３へ異常が波及することを未然に防止することが可能となる。また、電力分配器２に斯かる機能をもたせることで、コントローラ３の通信の異常を検出する装置を別途設ける必要がないことから、部品点数の減少を図ることができ、製造コストの減少、信頼性の向上を図ることが可能となる。
【００４４】
さらに、電力線を流れる電力に重畳させて信号を送受信することにより、不要な制御線を排除することができ、ハーネスを減少することができることから、サスペンション設計の自由度を拡大することができるとともに、信頼性の向上を図ることが可能となる。
【００４５】
なお、本実施の形態１では、コントローラ３が２つ電力分配器２へ接続されている場合について説明しているが、接続されるコントローラ３の数が３以上の複数個接続されている場合、１つの信号抽出部２４に対して、複数の接続スイッチ２３、２３、・・・、複数の信号重畳部２５、２５、・・・、複数の電力線３１ｂ、３１ｂ、・・・を介して複数のコントローラ３、３、・・・が接続され、同様の処理を行うことで、同様の効果が期待できる。
【００４６】
（実施の形態２）
実施の形態２は、電力分配器２の構成は実施の形態１と同様であるが、電力分配器２での受信した信号が正常であるか否かの判断方法が実施の形態１と相違する。以下、本発明の実施の形態２に係る電力分配器２での処理について説明する。図４は本発明の実施の形態２に係る電力分配器２のＭＰＵ２１の処理手順を示すフローチャートである。
【００４７】
図４に示すように、電力分配器２のＭＰＵ２１は、信号抽出部２４で抽出された信号を随時読み込む（ステップＳ４０１）。読み込んだ信号は、ＲＡＭ２７へ一時記憶する（ステップＳ４０２）。そして、信号の読み込みを開始してからの時間を内蔵しているタイマ機能を用いて計測し、信号の読み込みを開始してからの時間が所定の時間を経過したか否かを確認する（ステップＳ４０３）。
【００４８】
信号の読み込みを開始してからの時間が所定の時間を経過した場合には（ステップＳ４０３：ＹＥＳ）、コントローラ３からの送信データにより、コントローラ３、３間の通信を行う回線が占有されるおそれが生じる。特に車載ＬＡＮと同様のプロトコルを用いてコントローラ３、３間の信号の送受信を行っている場合、継続的に信号を送信するコントローラ３が存在することで車載ＬＡＮが占有され、他のコントローラ３が信号を送受信することができない。
【００４９】
そこで、ＭＰＵ２１は、継続的に信号を送信しているコントローラ３に接続されている電力線３１との接続スイッチ２３を切断する指示を接続スイッチ２３へ送信し（ステップＳ４０７）、ＲＡＭ２７に一時記憶されている信号を削除する（ステップＳ４０８）。これにより、継続的に信号を送信しているコントローラ３からの信号を他のコントローラ３へ送信することができなくなり、他のコントローラ３間の信号の送受信の妨げになるのを防止することができる。
【００５０】
信号の読み込みを開始してからの時間が所定の時間を超えない場合には（ステップＳ４０３：ＮＯ）、信号の読み込みが終了したか否かを確認し（ステップＳ４０４）、信号の読み込みが終了するまで上記時間計測処理を継続する。信号の読み込みが終了した場合には（ステップＳ４０４：ＹＥＳ）、他のコントローラ３へ接続されている電力線３１との接続スイッチ２３を接続する指示を接続スイッチ２３へ送信し（ステップＳ４０５）、ＲＡＭ２７に一時記憶されている信号を信号重畳部２５へ出力する（ステップＳ４０６）。信号重畳部２５は、ＭＰＵ２１からの信号を電力線３１ｂを流れる電力に重畳して、他のコントローラ３へ送信する。
【００５１】
以上のように本実施の形態２によれば、特定のコントローラ３から継続的に信号が送信される場合であって、回線が占有されることにより他のコントローラ３が信号の送受信を行うことができない状態となるのを未然に回避することが可能となる。また、電力分配器２が斯かる機能を有することで、コントローラ３の通信の異常を検出する装置を別途設ける必要がないことから、部品点数の減少を図ることができ、製造コストの減少、信頼性の向上を図ることが可能となる。
【００５２】
さらに、実施の形態１と同様、電力線を流れる電力に重畳させて信号を送受信することにより、不要な制御線を排除することができ、ハーネスを減少することができることから、サスペンション設計の自由度を拡大することができるとともに、信頼性の向上を図ることが可能となる。
【００５３】
なお、本実施の形態２において、実施の形態１と同一の構成については同一の番号を付することで詳細な説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電力分配器を用いる電動制御システムを、Ｘ−ｂｙ−Ｗｉｒｅシステムに適用した場合のブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る電力分配器の構成図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る電力分配器のＭＰＵの処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態２に係る電力分配器のＭＰＵの処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５５】
１  電源
２  電力分配器
３  コントローラ（ＥＣＵ）
４  ブレーキ装置
５  ステアリング装置
６  シフト装置
２１  ＭＰＵ
２２  ＲＯＭ
２３  接続スイッチ
２４  信号抽出部
２５  信号重畳部
２６  コイル
２７  ＲＡＭ
３１、３１ａ、３１ｂ  電力線
【図１】
2005176444.tif 000003
【図２】
2005176444.tif 000004
【図３】
2005176444.tif 000005
【図４】
2005176444.tif 000006