(57)【要約】  【課題】  ＬＡＮの異常のみならず、ＥＣＵのＣＰＵ異常等にも対処できる電子制御ユニットのバックアップシステムを提供する。  【解決手段】  複数の電子制御ユニット（ＥＣＵ）を備えた自動車における電子制御ユニットのバックアップシステム１０であって、各ＥＣＵ２０Ａ〜２０Ｃは、それぞれ常時作動用の第１ＣＰＵ２１とバックアップ用の第２ＣＰＵ２２とを備え、第１ＣＰＵ２１と第２ＣＰＵ２２を所定の重要負荷５０および該重要負荷５０を操作するための重要スイッチ５１に対して並列に接続すると共に、電子制御ユニット２０Ａ〜２０Ｃに設けた第１ＣＰＵ２１同士を高速ＬＡＮ３０で接続する一方、第２ＣＰＵ２２同士を低速ＬＡＮ４０で接続している。  【選択図】  図２
2007001360.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電子制御ユニットを備えた自動車における電子制御ユニットのバックアップシステムであって、
前記各電子制御ユニットは、それぞれ第１演算手段と、該第１演算手段のバックアップ用の第２演算手段とを備え、
前記第１演算手段と第２演算手段は所定の重要負荷および該重要負荷を操作するための重要操作手段に対して並列に接続する一方、重要負荷以外の一般負荷および該一般負荷を操作する一般負荷操作手段は前記第１演算手段にのみ接続し、
異なる電子制御ユニットに設けた第１演算手段同士を高速の通信線で接続している一方、異なる電子制御ユニットに設けた第２演算手段同士を低速の通信線で接続していることを特徴とする電子制御ユニットのバックアップシステム。
【請求項２】
前記高速の通信線をＦｌｅｘＲａｙ規格とすると共に前記低速の通信線をＣＡＮ規格またはＬＩＮ規格とし、あるいは、
前記高速の通信線をＣＡＮ規格とすると共に前記低速の通信線をＬＩＮ規格としている請求項１に記載の電子制御ユニットのバックアップシステム。
【請求項３】
前記第１演算手段と第２演算手段に、外部電源の電圧を第１演算手段または第２演算手段の定格に変換する電源回路をそれぞれ個別に設けている請求項１または請求項２に記載の電子制御ユニットのバックアップシステム。
【請求項４】
前記重要負荷は、ヘッドランプ、ワイパー、ストップランプ、ターンランプ、ハザードランプ、パックランプ等の自動車の安全性に関する負荷である請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の電子制御ユニットのバックアップシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車に搭載される電子制御ユニットのバックアップシステムに関し、詳しくは、自動車の安全性に関わる所定の重要負荷を確実に作動させるためのバックアップシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車に搭載される電子制御ユニット（ＥＣＵ；Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）と該電子制御ユニットに接続されるワイヤハーネスが増加する傾向にあり、これらの搭載スペースの確保、重量やコストの増加が問題となっている。
このような問題に対処するために、図４（Ａ）に示すように、互いに近くに設けられるＥＣＵ１ＡとＥＣＵ１Ｂ、ＥＣＵ２ＡとＥＣＵ２Ｂを、図４（Ｂ）に示すように、それぞれ１つのＥＣＵ１とＥＣＵ２で統合することが行われている。これにより、ＥＣＵの個数を低減すると共に、ＥＣＵ同士を接続していた電線を省略している。
また、ＥＣＵ１Ａと通信接続する必要のあるスイッチ及び負荷４を、図４（Ａ）に示すように直接電線で接続するのではなく、図４（Ｂ）に示すようにスイッチ及び負荷４により近接配置されているＥＣＵ３と接続し、ＥＣＵ３とＬＡＮ５を介してスイッチ及び負荷４とＥＣＵ１とを通信接続している。これにより、ワイヤハーネスの長さを短くしている。
【０００３】
このように、ＥＣＵの統合やスイッチ及び負荷とＥＣＵとの接続にもＬＡＮを利用することにより、ＥＣＵの個数の低減およびワイヤハーネスの省線化を図ることができる。
しかしながら、前記構成はＬＡＮへの依存度が増加するため、ＬＡＮに異常が発生した場合に、その影響が広範囲にわたる問題がある。
このＬＡＮの異常としては、例えば、ＬＡＮに接続されるＥＣＵ内の電子部品（バスドライバ等）の故障や、ＬＡＮを形成するワイヤハーネスの損傷等がある。
【０００４】
前記問題はＬＡＮ構成を２重系統として、一方のＬＡＮに異常が発生しても他方のＬＡＮでバックアップできるようにすれば解決できるが、単純に同様の構成のＬＡＮを２つ設けることはコスト高となって好ましくなく、また、ＥＣＵ内のＬＡＮに接続されたＣＰＵ（演算手段）が故障した場合には、両系統のＬＡＮとも使用できなくなる問題がある。
また、車載ＬＡＮの規格であるＦｌｅｘＲａｙは、２重系統の構成に対応するものであるが、一般的には単一のＣＰＵで両系統を制御するため、前記と同様、ＣＰＵが故障すると両系統のＬＡＮとも使用できなくなる。
【０００５】
さらに、自動車に搭載される電子制御ユニットのバックアップシステムの他の例としては、特開２００４−３５９０６０号公報（特許文献１）で提供されているように、有線による系統と無線による系統との２系統を設けて通信するものもあるが、この場合には異なる仕様の通信装置をそれぞれ設けなければならない問題がある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３５９０６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は前記問題に鑑みてなされたものであり、自動車に搭載された電子制御ユニットに接続されるＬＡＮの異常のみならず、電子制御ユニット内の演算手段（ＣＰＵ）等に異常が発生しても、自動車の安全性に関わる重要な負荷を作動させることのできる電子制御ユニットのバックアップシステムを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明は、複数の電子制御ユニットを備えた自動車における電子制御ユニットのバックアップシステムであって、
前記各電子制御ユニットは、それぞれ第１演算手段と、該第１演算手段のバックアップ用の第２演算手段とを備え、
前記第１演算手段と第２演算手段は所定の重要負荷および該重要負荷を操作するための重要操作手段に対して並列に接続する一方、重要負荷以外の一般負荷および該一般負荷を操作する一般負荷操作手段は前記第１演算手段にのみ接続し、
異なる電子制御ユニットに設けた第１演算手段同士を高速の通信線で接続している一方、異なる電子制御ユニットに設けた第２演算手段同士を低速の通信線で接続していることを特徴とする電子制御ユニットのバックアップシステムを提供している。
【０００９】
前記重要負荷とは自動車の安全性に関わる負荷としており、例えば、ヘッドランプ、ワイパー、ストップランプ、ターンランプ、ハザードランプ、ハックランプ等が挙げられる。
【００１０】
前記本発明の構成によれば、１つの電子制御ユニット内に２つの第１演算手段と第２演算手段を設け、それぞれにＬＡＮを接続しているため、第１演算手段と接続されたＬＡＮに異常が発生した場合だけでなく、第１演算手段自体に異常が発生しても、バックアップ用の第２演算手段により所定の重要負荷を制御して作動させることができる。
一方、前記重要負荷以外の自動車の安全性に係わらない一般負荷および該一般負荷の操作手段は前記第１演算手段にのみ接続し、第２演算手段でバックアップしていないが、安全性に拘わらないため大きな影響はなく、かつ、第２演算手段に接続するＬＡＮを簡易かつ安価なものとすることができる。
【００１１】
また、本発明では、異なる電子制御ユニットに設けた第１演算手段同士を接続するＬＡＮと第２演算手段同士を接続するＬＡＮを同様の通信線からなるＬＡＮとはせずに、第１演算手段同士を接続するＬＡＮを高速の通信線で構成する一方、第２演算手段同士を接続するＬＡＮを低速の通信線で構成しているため、バックアップシステムを設けたことにより大幅にコスト高となることがなく、かつ、低速な通信線で構成しても十分に対応することができる。
なお、第１演算手段に接続される通信線の「高速」、第２演算手段に接続される通信線の「低速」とは、これら通信線の通信速度を相対比較した場合の速度であり、第１演算手段に接続される通信線の通信速度が第２演算手段に接続される通信線の通信速度よりも高速であることを意味する。
【００１２】
前記第１演算手段に接続する高速の通信線はＦｌｅｘＲａｙ規格とする一方、前記第２演算手段に接続するバックアップ用の低速の通信線はＣＡＮ規格またはＬＩＮ規格としていることが好ましい。
あるいは、前記高速の通信線をＣＡＮ規格とする一方、前記バックアップ用の低速の通信線をＬＩＮ規格としてもよい。
【００１３】
前記第１演算手段と第２演算手段に、外部電源の電圧を第１演算手段または第２演算手段の定格に変換する電源回路をそれぞれ個別に設けてもよい。
このように、第１演算手段と第２演算手段とにそれぞれ個別に前記電源回路を設けておくと、第１演算手段の電源回路が故障しても、第２演算手段に設けた電源回路により電力を供給して第２演算手段を作動させることができる。
即ち、前記構成によれば、第１演算手段、該第１演算手段に接続されるＬＡＮおよび電源回路のいずれが故障しても第２演算手段を作動させてバックアップすることができるため、信頼性の高い通信システムとすることができる。
なお、前記電源回路はトランジスタ、抵抗、ダイオード、コンデンサ等からなる。
【発明の効果】
【００１４】
前述したように、本発明によれば、１つの電子制御ユニット内に２つの第１演算手段と第２演算手段を設け、それぞれに通信線（ＬＡＮ）を接続しているため、第１演算手段と接続された通信線に異常が発生した場合だけでなく、第１演算手段自体に異常が発生しても、バックアップ用の第２演算手段により自動車の安全性に関する重要負荷を制御して作動させることができる。
また、異なる電子制御ユニットに設けた第１演算手段同士を接続するＬＡＮと第２演算手段同士を接続するＬＡＮを同様の構成のＬＡＮとはせずに、第１演算手段同士を接続するＬＡＮを高速の通信線で構成する一方、第２演算手段同士を接続するＬＡＮを低速の通信線で構成しているため、バックアップシステムを設けたことにより大幅にコスト高となることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１及び図２は、本発明の第１実施形態を示し、図１は、自動車に搭載される電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」と称す）のバックアップシステム１０のブロック図である。
複数のＥＣＵ２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃは、それぞれ異なる２つの通信線である高速ＬＡＮ３０と低速ＬＡＮ４０により接続されている。
本実施形態では、高速ＬＡＮ３０は高速の通信規格の「ＦｌｅｘＲａｙ」で構成し、低速ＬＡＮ４０は該「ＦｌｅｘＲａｙ」よりも低速の通信規格の「ＣＡＮ」で構成している。
【００１６】
ＥＣＵ２０Ａ〜２０Ｃは略同様の構成としているため、図２を用いてＥＣＵ２０Ａについて代表して説明する。
ＥＣＵ２０Ａは、第１演算手段２１（以下、「第１ＣＰＵ２１」と称す）と、バックアップ用の第２演算手段（以下、「第２ＣＰＵ２２」と称す）とを備えている。
第１ＣＰＵ２１には、インターフェースとなる第１ＣＰＵ用バスドライバ２３を介して高速ＬＡＮ３０が接続されており、該高速ＬＡＮ３０を介してＥＣＵ２０Ａ〜２０Ｃの第１ＣＰＵ２１が相互に接続されている。
一方、第２ＣＰＵ２２には、インターフェースとなる第２ＣＰＵ用バスドライバ２４を介して低速ＬＡＮ４０が接続されており、該低速ＬＡＮ４０を介してＥＣＵ２０Ａ〜２０Ｃの第２ＣＰＵ２２が相互に接続されている。
【００１７】
また、第１ＣＰＵ２１には、自動車の安全性に関わるヘッドランプ、ワイパー、ストップランプ、ターンランプ等の重要負荷５０と、これら重要負荷を操作するための操作手段となる重要スイッチ５１が接続されている。さらに、自動車の安全性に係わりの無い或いは係わりが少ない室内灯、ドアロック、ウオッシャー、ドラミラー等の他の一般負荷６０と該負荷６０を操作するための操作手段となるスイッチ６１が接続されている。
一方、第２ＣＰＵ２２には、前記した重要負荷５０とその操作用の重要スイッチ５１のみが接続されている。
【００１８】
前記のように、第１ＣＰＵ２１と第２ＣＰＵ２２は、重要負荷５０および重要スイッチ５１に対して並列に接続されている。
また、第１、第２ＣＰＵ２１、２２と重要負荷５０との間には、ＯＲ回路２５を介在させ、第１ＣＰＵ２１あるいは第２ＣＰＵ２２から信号を受けたＯＲ回路２５が所要の信号を重要負荷５０に伝達する構成としている。
【００１９】
さらに、第１ＣＰＵ２１と第２ＣＰＵ２２には、外部電源の電圧等を第１ＣＰＵ２１または第２ＣＰＵ２２の定格に変換する共通の電源回路２６が接続されている。該電源回路２６はトランジスタ、抵抗、ダイオード、コンデンサ等からなる。
【００２０】
前記構成からなる本発明のバックアップシステムでは、正常時には、重要スイッチ５１から送信された信号は、ＥＣＵ２０Ａ〜２０Ｃの第１ＣＰＵ２１及び第２ＣＰＵ２２に入力され、第１ＣＰＵ２１及び第２ＣＰＵ２２が受信した信号に基づいて演算や判断処理を行う。第１ＣＰＵ２１及び第２ＣＰＵ２２からＯＲ回路に信号が伝達され、第１ＣＰＵの信号が重要負荷５０に伝達されて重要負荷５０が制御される。
一方、例えば、第１ＣＰＵ２１自体が故障した場合には、正常に作動している第２ＣＰＵ２２が、重要スイッチ５１からの信号を受信して処理し、重要負荷５０へ信号を送信する。
即ち、第１ＣＰＵ２１が正常に作動する正常時においては、第１ＣＰＵ２１をメインに作動させて、重要スイッチ５１及びスイッチ６１からの信号を受信して、重要負荷５０や負荷６０を制御しているが、第１ＣＰＵ２１が故障した場合には、重要負荷５０の制御を第２ＣＰＵ２２でバックアップすることができる。
【００２１】
また、重要負荷５０および重要スイッチ６１に関しては、第１ＣＰＵ２１と第２ＣＰＵ２２はそれぞれ高速ＬＡＮ３０と低速ＬＡＮ４０に接続されているため、第１ＣＰＵに接続した高速ＬＡＮ３０が故障しても、正常に作動している低速ＬＡＮ４０を介して第２ＣＰＵに接続され、他のＥＣＵと通信することができる。
【００２２】
即ち、第１ＣＰＵ２１自体が故障した場合および第１ＣＰＵに接続された高速ＬＡＮ３０に異常が発生したいずれの場合も、正常作動している低速ＬＡＮ４０を介して第２ＣＰＵ２２は、重要スイッチ５１から信号を受信して重要負荷５０を制御できると共に、第２ＣＰＵ２２用バスドライバ２４を介して低速ＬＡＮ４０の経路を利用して、他のＥＣＵと通信することができる。
このように、第１ＣＰＵ２１と高速ＬＡＮ３０は正常時において主に使用されるものであるが、これらに異常が発生した場合には、重要負荷５０及び重要スイッチ５１に関しては第２ＣＰＵ２２と低速ＬＡＮ４０を使用することで各ＥＣＵ２０Ａ〜２０Ｃ間の通信をバックアップできる。
【００２３】
図３は、本発明の第２実施形態を示す。
本実施形態では、第１ＣＰＵ２１と第２ＣＰＵ２２にそれぞれ個別に前記電源回路設けている。即ち、電源線を前記電源回路の上流側で分岐させ、該分岐側に第１ＣＰＵ用電源回路２６Ａと第２ＣＰＵ用電源回路２６Ｂを設け、それぞれ第１、第２ＣＰＵ２１、２２と接続している。
【００２４】
また、第１ＣＰＵ２１に接続する高速ＬＡＮ３０はＣＡＮ規格の通信線を用い、第２ＣＰＵ２２に接続する低速ＬＡＮ４０としてはＬＩＮ規格の通信線を用いている。
【００２５】
前記構成によれば、単一の電源回路で２つの第１、第２ＣＰＵ２１、２２に電力を供給する場合と異なって、２つの第１、第２ＣＰＵ２１、２２に個別に電源回路２６Ａ，２６Ｂを設けているため、第１ＣＰＵ用電源回路２６Ａが故障して第１ＣＰＵ２１が使用できなくなっても、第２ＣＰＵ用電源回路２６Ｂによって第２ＣＰＵ２２に電力を供給して、第２ＣＰＵ２２を作動させることができ、さらに信頼性を向上させることができる。
【００２６】
前記第１、第２実施形態のいずれにおいても、電子制御ユニット２０Ａ〜２０Ｃ内にそれぞれ２つの第１ＣＰＵ２１と第２ＣＰＵ２２を設け、それぞれにＬＡＮを接続しているため、第１ＣＰＵ２１と接続された高速ＬＡＮ３０に異常が発生した場合だけでなく、第１ＣＰＵ２１自体に異常が発生しても、バックアップ用の第２ＣＰＵ２２により所定の重要負荷５０を制御して作動させることができる。
また、電子制御ユニット２０Ａ〜２０Ｃに設けた第１ＣＰＵ２１同士を接続するＬＡＮを高速ＬＡＮ３０とする一方、バックアップ用の第２ＣＰＵ２２同士を接続するＬＡＮを低速ＬＡＮ４０としているため、バックアップシステムを設けたことにより大幅にコスト高となることがない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態の電子制御ユニットのバックアップシステムのブロック図である。
【図２】ＥＣＵの概略構成と接続例を示したブロック図である。
【図３】第２実施形態のＥＣＵの概略構成と接続例を示したブロック図である。
【図４】（Ａ）（Ｂ）は従来のＥＣＵ同士の接続例を示したブロック図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０  電子制御ユニットのバックアップシステム
２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ  電子制御ユニット（ＥＣＵ）
２１  第１ＣＰＵ
２２  第２ＣＰＵ
２３  第１ＣＰＵ用バスドライバ
２４  第２ＣＰＵ用バスドライバ
２５  ＯＲ回路
２６  電源回路
３０  高速ＬＡＮ
４０  低速ＬＡＮ
５０  重要負荷
５１  重要スイッチ
６０  負荷
６１  スイッチ
【図１】
2007001360.tif 000003
【図２】
2007001360.tif 000004
【図３】
2007001360.tif 000005
【図４】
2007001360.tif 000006