(57)【要約】  【課題】  コントローラ間で送受信する信号の異常を検出し、信号の異常を検出した場合に該信号を発信したコントローラに対する電力の供給を停止す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と、該コントローラ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、異常を検出した一のコントローラへの電力の供給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、異常を検出した一のコントローラへの電力の供給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】
一のコントローラへの電力の供給を停止する手段は、電力を供給する電力線の接続を切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】
一のコントローラから前記機器の動作を制御する信号は所定のフレーム構造を有し、受信した信号の異常を検出する手段は、受信した信号のフレーム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又は２記載の電動制御システム。
【請求項４】
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、異常を検出した一のコントローラへの電力の供給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。
【請求項５】
一のコントローラへの電力の供給を停止する手段は、電力を供給する電力線の接続を切断するものであることを特徴とする請求項４記載の電力分配器。
【請求項６】
受信した信号の異常を検出する手段は、受信した信号のフレーム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４又は５記載の電力分配器。
【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Ｘ−ｂｙ−Ｗｉｒｅ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。Ｘ−ｂｙ−Ｗｉｒｅシステムでは、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、バネ下に各種のハーネスが混在することになる。この場合、バネ下のハーネスの重量増加がサスペンション特性に与える影響は無視できないレベルとなることも想定され、自動車の挙動を制御することが困難になるおそれがあるという問題点があった。また、ハーネスの信頼性の観点からは、断線等のおそれを少しでも排除するために、振動等の激しい部分であるバネ下のハーネスは少しでも少ない方が好ましい。
【０００５】
そこで、電源分配装置を電源供給装置近傍のエンジンルーム、運転席近傍のカウル部及び運転席後方のトランクルームにそれぞれ設置し、各電源分配装置は、近傍で発生する信号を入力し、他の電源分配装置にネットワークを介して伝送することで信号線の簡略化を図り、さらに電源分配装置近傍の負荷を１本の電力線とネットワークを介して得られる信号とで駆動することにより、電力線を大幅に簡素化し、ワイヤーハーネスの省線化を図る電源分配システムが考案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−１４６０８０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に開示されているシステムでは、ハーネスを減少することはでき、かつ電源分配装置のいずれかの配線においてグランドショートが発生して過電流が流れた場合、該当する電源分配装置への給電を停止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、例えば一のコントローラに異常な動作が発生し、誤った信号を送信することにより、該信号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いという問題点があった。
【０００７】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、コントローラ間で送受信する信号の異常を検出し、信号の異常を検出した場合に該信号を発信したコントローラに対する電力の供給を停止することができる電動制御システム及びそれに用いる電力分配器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】
【０００８】
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、異常を検出した一のコントローラへの電力の供給を停止する手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
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、一のコントローラへの電力の供給を停止する手段は、電力を供給する電力線の接続を切断するものであることを特徴とする。
【００１０】
また、第３発明に係る電動制御システムは、第１発明又は第２発明において、一のコントローラから前記機器の動作を制御する信号は所定のフレーム構造を有し、受信した信号の異常を検出する手段は、受信した信号のフレーム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。
【００１１】
上記目的を達成するために第４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、異常を検出した一のコントローラへの電力の供給を停止する手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
また、第５発明に係る電力分配器は、第４発明において、一のコントローラへの電力の供給を停止する手段は、電力を供給する電力線の接続を切断するものであることを特徴とする。
【００１３】
また、第６発明に係る電力分配器は、第４発明又は第５発明において、受信した信号の異常を検出する手段は、受信した信号のフレーム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。
【００１４】
第１発明及び第４発明では、電力分配器が、コントローラ間で送受信する信号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を送信したコントローラへの電力の供給を停止する手段を備える。これにより、異常な信号を発信するコントローラへの電力の供給を停止することで該コントローラが信号を送信することを停止させることができ、異常信号により他のコントローラにおいて誤作動が生じ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、コントローラで送受信する信号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。
【００１５】
また、第２発明及び第５発明では、一のコントローラへの電力の供給を停止する手段は、電力を供給する電力線の接続を切断するものであることから、異常な信号を送信しているコントローラの動作を確実に停止する。これにより、異常な信号を送信しているコントローラの動作を停止することで、他のコントローラへの異常な信号の伝達を未然に防止することができ、異常な信号に基づいた他のコントローラの誤作動を防止することが可能となる。
【００１６】
また、第３発明及び第６発明では、受信した信号の異常を検出する手段は、受信した信号のフレームを解析することにより異常の有無を判断するものであり、制御信号として不可欠な情報が正しく伝達されているか、漏れはないか等を検出する。これにより、コントローラの制御信号として不可欠な情報が正しく伝達されているか、漏れはないか等を検出することで信号の異常の有無を確実に検出することができ、他のコントローラへの異常な信号の伝達を未然に防止することが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
第１発明及び第４発明によれば、異常な信号を発信するコントローラへの電力の供給を停止することで該コントローラが信号を送信することを停止させることができ、異常信号により他のコントローラにおいて誤作動が生じ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、コントローラで送受信する信号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。
【００１８】
また、第２発明及び第５発明によれば、異常な信号を送信しているコントローラの動作を停止することで、他のコントローラへの異常な信号の伝達を未然に防止することができ、異常な信号に基づいた他のコントローラの誤作動を防止することが可能となる。
【００１９】
また、第３発明及び第６発明によれば、コントローラの制御信号として不可欠な情報が正しく伝達されているか、漏れはないか等を検出することで信号の異常の有無を確実に検出することができ、他のコントローラへの異常な信号の伝達を未然に防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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。
【００２１】
（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。
【００２２】
電源１には、電力線３１を介して電力分配器２が接続されている。電力分配器２は、電力線３１ａ、３１ｂを介して接続されている他の電力分配器２、２、及び電力線３１ｃ、３１ｄを介して複数のコントローラ３、３に対して電力を分配する。複数のコントローラ３、３は、車内ＬＡＮ３２を介して接続されているブレーキ装置４、ステアリング装置５を各制御する。なお、１つのコントローラが１つの装置を制御することに限定されるものではなく、１つのコントローラが複数の装置を制御する構成であってもよい。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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、車内ＬＡＮ３２を介して他のコントローラ３に送信される。
【００２６】
図２は、本発明の実施の形態１に係る電力分配器２のブロック図である。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、他の電力分配器２、２と電力線３１ａ、３１ｂを介して接続され、複数のコントローラ３、３と、電力線３１ｃ、３１ｄを介して接続されている。コントローラ３、３間で送受信される制御信号は、車内ＬＡＮ３２を介して、電力分配器２にも送信される。
【００２７】
電力分配器２の制御部２１はＭＰＵ２１１を備えており、ＭＰＵ２１１とバスを介して接続されているＲＯＭ２１２に処理プログラムを記憶している。コントローラ３、３間で送受信される制御信号は、車内ＬＡＮ３２を介して、通信インタフェース２１４を用いて受信し、ＲＡＭ２１３へ記憶する。
【００２８】
出力部２１５は、ＭＰＵ２１１の指示に従って、電力分配器２が電力を供給する対象である他の電力分配器２、２、コントローラ３、３ごとに、Ｈレベルの信号またはＬレベルの信号を保護回路２２に対して出力する。
【００２９】
図３は、保護回路２２の概略構成図である。電源１からの電力線３１が４つに分割され、各々に電力供給スイッチ２２１、２２２、２２３、２２４の一端が接続されている。電力供給スイッチ２２１、２２２、２２３、２２４の他端は、電力線３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄを介して、それぞれ電力分配器２、２、コントローラ３、３へ接続されている。電力供給スイッチ２２１、２２２、２２３、２２４には、出力部２１５からの信号線３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄがそれぞれ接続されている。電力供給スイッチ２２１、２２２、２２３、２２４は、電力の供給を信号線３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄから入力される信号により接続／切断できるものであれば特に限定されるものではなく、リレースイッチ、トランジスタによるスイッチング素子等を用いる。
【００３０】
保護回路２２では、各信号線３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄから入力される信号がＬレベルの信号である場合、対応する電力供給スイッチ２２１、２２２、２２３、２２４を接続し、各信号線３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄから入力される信号がＨレベルの信号である場合、対応する電力供給スイッチ２２１、２２２、２２３、２２４を切断する。
【００３１】
以上の構成を有する電力分配器２の動作について説明する。まずコントローラ３、３間で送受信される制御信号を、車内ＬＡＮ３２を介して、通信インタフェース２１４を用いて受信し、ＲＡＭ２１３へ記憶する。ＭＰＵ２１１は、ＲＡＭ２１３に記憶されている制御信号を読み出して、制御信号についてフレーム解析を行う。
【００３２】
フレーム解析は、ＲＡＭ２１３から読み出した制御信号について、信号が正常である場合に想定される各ビット値の想定範囲を超えているか否か、データ長が異常であるか否か、送信先のアドレスが入力されているか否か等を解析する処理である。フレーム解析により、信号が正常である場合に想定される各ビット値の想定範囲を超えている場合、データ長が異常に長い場合、送信先のアドレスが入力されていない場合等は、読み込んだ制御信号が異常な信号であるものとＭＰＵ２１１が判断する。
【００３３】
フレーム解析の結果、読み込んだ制御信号が異常な信号であるとＭＰＵ２１１が判断した場合、ＭＰＵ２１１は、出力部２１５に対して、異常と判断された制御信号を送信してきたコントローラ３に対する電力の供給を停止する旨を示すＨレベルの信号を出力する旨を示す信号を送信する。Ｈレベルの信号を出力する旨を示す信号を送信した時点で、ＲＡＭ２１３に一時記憶されている信号を削除する。
【００３４】
出力部２１５は、ＭＰＵ２１１からの指示信号に従って、保護回路２２への信号線のうち、異常と判断された制御信号を送信してきたコントローラ３に対する電力供給スイッチへ接続されている信号線に対してＨレベルの信号を出力し、それ以外の信号線に対してＬレベルの信号を出力する。
【００３５】
電力供給スイッチ２２１、２２２、２２３、２２４に対して信号線３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄからＨレベル（Ｌレベル）の信号が入力された場合、Ｈレベル（Ｌレベル）の信号が入力された電力供給スイッチ２２１、２２２、２２３、２２４が切断(接続)される。これにより、異常な信号を発信しているコントローラ３への電力を供給している電力線を電力供給スイッチ２２１、２２２、２２３、２２４により切断することができることから、該コントローラ３が電力の供給を受けることができずに動作を停止し、他のコントローラ３へ異常な信号が送信されることによる誤動作を未然に防止することが可能となる。
【００３６】
次に、本発明の実施の形態に係る電力分配器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に係る電力分配器２のＭＰＵ２１１の処理手順を示すフローチャートである。
【００３７】
図４に示すように、電力分配器２のＭＰＵ２１１は、車内ＬＡＮを介して、コントローラ３、３間で送受信されている制御信号を随時受信する（ステップＳ４０１）。受信した制御信号は、ＲＡＭ２１３へ一時記憶する（ステップＳ４０２）。そして、ＭＰＵ２１１は、ＲＡＭ２１３へ一時記憶した信号を読み出して、フレーム解析を行う(ステップＳ４０３)。
【００３８】
具体的には、ＭＰＵ２１１は、ＲＡＭ２１３から読み出した制御信号について、制御信号が正常である場合に想定される各ビット値の想定範囲を超えているか否か、データ長が異常であるか否か、送信先のアドレスが入力されているか否か等を解析して、読み込んだ制御信号が正常であるか否かを判断する。
【００３９】
フレーム解析の結果、読み込んだ制御信号が異常な信号であるとＭＰＵ２１１が判断した場合には（ステップＳ４０４：ＹＥＳ）、出力部２１５に対して送信元に対する電力の供給を停止する旨を示すＨレベルの信号を出力する指示信号を送信し（ステップＳ４０５）、ＲＡＭ２１３に一時記憶されている制御信号を削除する（ステップＳ４０６）。これにより、出力部２１５から保護回路２２へＨレベルの信号が送信され、異常な制御信号を発信しているコントローラ３への電力を供給している電力線を電力供給スイッチで切断することができることから、該コントローラ３が電力の供給を受けることができずに動作を停止し、他のコントローラ３へ異常な制御信号が送信されることによる誤動作を未然に防止することが可能となる。
【００４０】
読み込んだ制御信号が正常であるとＭＰＵ２１１が判断した場合には（ステップＳ４０４：ＮＯ）、そのまま電力の供給を継続する旨を示すＬレベルの信号を出力する指示信号を送信し(ステップＳ４０７)、ＲＡＭ２１３に一時記憶されている制御信号を削除する（ステップＳ４０８）。
【００４１】
以上のように本実施の形態によれば、異常な制御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における異常な制御信号による誤作動を未然に防止することが可能となる。また、電力分配器２に斯かる機能を持たせることで、コントローラ３、３間で送受信される制御信号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。
【００４２】
なお、本実施の形態では、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ても、同様の効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施の形態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に係る電力分配器のブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る保護回路の概略構成図である。
【図４】本発明の実施の形態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】
【００４４】
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
２１  制御部
２２  保護回路
３１、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ  電力線
３２  車内ＬＡＮ
２１１  ＭＰＵ
２１２  ＲＯＭ
２１３  ＲＡＭ
２１４  通信インタフェース
２１５  出力部
【図１】
2005170111.tif 000003
【図２】
2005170111.tif 000004
【図３】
2005170111.tif 000005
【図４】
2005170111.tif 000006