JP2007196737A - 車両用通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】多重通信線等が損傷した場合に、重要負荷の制御に用いる単信号線でバックアップすることにより確実かつ安定した通信を行う。
【解決手段】入力側ＥＣＵと出力側ＥＣＵに夫々重要負荷回路と非重要負荷回路を設け、重要負荷回路には制御部を設けていないと共に、非重要負荷回路には制御部と通信部とを設け、入力側ＥＣＵの重要負荷回路、非重要負荷回路はそれぞれ入力手段と接続していると共に、出力側ＥＣＵの重要負荷回路は重要負荷に、非重要負荷回路は非重要負荷に接続し、かつ、両ＥＣＵの重要負荷回路間は単信号線を介して接続すると共に、非重要負荷回路間は多重通信線を介して接続し、両ＥＣＵの重要負荷回路に回路切替手段を介設し、非重要負荷回路の通信部、多重通信線に異常が発生した場合に、回路切替手段を切り替えて、単信号線を多重化あるいは単信号線に重畳させて、非重要負荷回路の予備回路として用いている。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用通信システムに関し、詳しくは、複数の信号を多重通信する多重通信線等の故障により所要の通信ができなくなった場合のバックアップシステムに関するものである。

従来、車両用の通信システムにおいて、通信の信頼性を高めるために様々なバックアップシステムが採用されている。
例えば、多重通信線の故障により所要の通信ができなくなった場合に備えてバックアップ専用の多重通信線を設けたり、特開２００４−３５０１３７号公報（特許文献１）等で提供されているように、電源線に信号を重畳させてバックアップを行うシステムが提供されている。

しかしながら、前者のバックアップ専用の多重通信線を予め設けておく構成とすると、電線の本数が増加してコスト高になる問題がある。また、バックアップ専用の多重通信線も損傷してしまった場合にはバックアップできない問題がある。
また、特許文献１で提供されている後者の電源重畳を用いた構成とすると、自動車用の電源線には大電流が流れると共に電圧が一定ではないため、安定した通信を行うことが困難であるという問題がある。

特開２００４−３５０１３７号公報

本発明は前記問題に鑑みてなされたものであり、多重通信線等が損傷した場合に、重要負荷の制御に用いる信号線でバックアップすることにより確実かつ安定した通信を行うことを課題としている。

前記課題を解決するため、本発明は、入力側電子制御ユニットと出力側電子制御ユニットを備え、これら両電子制御ユニットには夫々重要負荷回路と非重要負荷回路を設け、前記重要負荷回路には制御部を設けていないと共に、非重要負荷回路には制御部と通信部とを設け、
前記入力側電子制御ユニットの重要負荷回路および非重要負荷回路はそれぞれ負荷制御信号の入力手段と接続していると共に、前記出力側電子制御ユニットの重要負荷回路は重要負荷に、非重要負荷回路は非重要負荷に接続し、かつ、
前記両電子制御ユニットの重要負荷回路間は単信号線を介して接続すると共に、非重要負荷回路間は多重通信線を介して接続し、
前記両電子制御ユニットの重要負荷回路には前記制御部で切り替えられる回路切替手段を介設し、
前記非重要負荷回路の通信部と多重通信線の少なくともいずれかに異常が発生した場合に、前記回路切替手段を切り替えて、前記単信号線を多重化あるいは単信号線に重畳させて、非重要負荷回路の予備回路として用いる構成としていることを特徴とする車両用通信システムを提供している。

前記構成によれば、非重要負荷回路の通信部や多重通信線が故障して通信できなくなった場合に、前記回路切替手段により回路を切り替えて、重要負荷回路の単信号線（単一の信号を直接的に伝達する電線）でバックアップしているため、バックアップ用の電線を新たに設ける必要がない。
また、バックアップに用いる前記単信号線には制御部を介在させていないため、回路上に介在させた制御部の故障により通信ができなくなるといったおそれがなく、確実に重要負荷回路の単信号線を用いて非重要負荷回路をバックアップすることができる。
なお、制御部とは電気的な信号処理によって負荷を制御するものであり、例えば、半導体チップ等が挙げられる。

前記負荷制御信号の入力手段は、操作スイッチ、センサあるいは／および他の電子制御ユニットからなる。

また、前記重要負荷回路に介設する回路切替手段は、リレーあるいはトランスからなる。
前記リレーを用いて単信号線を多重化あるいは前記トランスを用いて単信号線を重畳化させて、前記非重要負荷回路の多重通信線で伝達していた信号を単信号線により伝達しているが、該単信号線は電源線のように大電流を通電するものではなく電圧も安定しているため、通信の信頼性を損なうことがない。
また、回路切替手段としてトランスを用いた場合、信号線上に回路切替え用のリレー接点を設ける必要がないため、電子制御ユニットの内部まで配線する信号線を連続した１本の電線から構成することができ、通信の信頼性をより向上させることができる。

前記出力側電子制御ユニットの重要負荷回路に接続される重要負荷は、ストップランプ、ヘッドランプ、ワイパー等の手動操作スイッチからなる前記入力手段からの駆動制御信号で制御されるものであり、前記非重要負荷回路に接続される非重要負荷は、センサからなる前記入力手段からの検出データで自動制御される負荷である。

前述したように、本発明によれば、非重要負荷回路の通信部や多重通信線が故障して通信できなくなった場合に、前記回路切替手段により回路を切り替えて、重要負荷回路の単信号線でバックアップしているため、バックアップ用の電線を新たに設ける必要がない。
また、バックアップに用いる前記単信号線には制御部を介在させていないため、回路上に介在させた制御部の故障により通信ができなくなるといったおそれがなく、確実に重要負荷回路の単信号線を用いて非重要負荷回路をバックアップすることができる。

本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図４は、本発明の第１実施形態を示し、車両用通信システム１０は、入力側電子制御ユニット２０（以下、入力側ＥＣＵ２０と称す）と出力側電子制御ユニット３０（以下出力側ＥＣＵ３０と称す）を備え、これら両電子制御ユニット２０、３０にそれぞれ重要負荷回路４１、５１と非重要負荷回路４２、５２を設けている。

入力側ＥＣＵ２０の重要負荷回路４１は、入力側ＥＣＵ２０と出力側ＥＣＵ３０との間に配線した単信号線１６を入力側ＥＣＵ２０のケースを貫通させて配線し、入力側ＥＣＵ２０のケース内において回路切替手段であるリレー２３を介在させている。また、入力側ＥＣＵ２０を貫通させて車両の室内側まで配線した単信号線１６に入力手段である手動操作スイッチ１５を接続している。
一方、出力側ＥＣＵ３０の重要負荷回路５１は、前記単信号線１６を出力側ＥＣＵ３０のケースを貫通させて配線し、回路切替手段であるリレー３３と車両の走行に係わる重要負荷であるヘッドランプ１４（本実施形態ではハイビーム用ランプ）をオンオフするリレー３９を介在させている。該リレー３９内に単信号線１６に設けたリレーコイル３９ｂを収容すると共に、該リレーコイル３９ｂへの通電により切り替えられる可動片３９ａを介在させた重要負荷回路５３に前記ヘッドランプ１４を接続している。
なお、重要負荷回路を構成する単信号線１６には電気的な信号処理によって負荷を制御する制御部を設けていない。

また、入力側ＥＣＵ２０と出力側ＥＣＵ３０の非重要負荷回路４２、５２は、回路基板上に搭載したマイコンからなる制御部２１、３１と半導体チップからなる通信部２２、３２とを導体パターンにより接続している。
入力側ＥＣＵ２０の制御部２１に入力手段である外気温度センサ１１を接続する一方、出力側ＥＣＵ３０の制御部３１に前記センサ１１からの検出データ信号によって制御されるエアコン用モータ１２（非重要負荷）を接続し、入力側ＥＣＵ２０の通信部２２と出力側ＥＣＵ３０の通信部３２とを多重通信線１３を介して接続している。

前記単信号線１６には、図２及び図３に示すように、入力側ＥＣＵ２０と出力側ＥＣＵ３０内にそれぞれ収容したリレー２３、３３の回路切替え用の第１可動片２３ａ、３３ａを介在させている。第１可動片２３ａ、３３ａは、入力側の一端が単信号線１６の固定接点２３ｂ、３３ｂに接続されており、出力側の他端を単信号線１６の第１接点２３ｃ、３３ｃと制御部２１、３１に接続された導体２４、３４の第２接点２３ｄ、３３ｄとの間で切り替え可能としている。
また、リレー２３、３３には第１可動片２３ａ、３３ａと連動して切り替わる第２可動片２３ｅ、３３ｅを設けており、入力側の一端が制御部２１、３１と接続された導体２６、３６の固定接点２３ｆ、３３ｆと接続されている。図２（Ａ）及び図３（Ａ）に示すように、第１可動片２３ａ、３３ａが単信号線１６の第１接点２３ｃ、３３ｃと接続されているときには、第２可動片２３ｅ、３３ｅの出力側の他端がオフ位置となっている。一方、図２（Ｂ）及び図３（Ｂ）に示すように、第１可動片２３ａ、３３ａが第２接点２３ｄ、３３ｄと接続されているときには、第２可動片２３ｅ、３３ｅの出力側の他端が単信号線１６に接続された電線と基板上の導体とからなる配線材２７、３７の接点２３ｇ、３３ｇと接続される。
なお、入力側ＥＣＵ２０では、図２に示すように、導体２６に半導体チップからなる予備通信部２５を介在させている一方、出力側ＥＣＵ３０では、図３に示すように、導体３４に半導体チップからなる予備通信部３５を介在させている。
また、前記リレー２３、３３には、前記第１可動片２３ａ、３３ａと第２可動片２３ｅ、３３ｅを切り替えるリレーコイル２８、３８を収容しており、該リレーコイル２８、３８は制御部２１、３１にそれぞれ接続されている。

前記制御部２１と３１間では、前記センサ１１からの信号以外に定期的に通信部２２、３２、多重通信線１３を介して信号を送受信しており、この信号が送受信されている間は、制御部２１、３１が通信部２２、３２及び多重通信線１３に異常がないと判断し、この信号の送受信がなされなくなると、制御部２１、３１は通信部２２、３２、多重通信線１３のいずれかに異常が発生したものと判断する（ステップＳ１）。

通常時には、センサ１１が入力を検知すると、所要の検出データ信号が入力側ＥＣＵ２０の制御部２１、通信部２２、多重通信線１３、出力側ＥＣＵ３０の通信部３２、制御部３１を介してモータ１２に伝達され、モータ１２が自動制御されて作動する（ステップＳ２、Ｓ３）。このとき、リレー２３、３３の第１可動片２３ａ、３３ａは単信号線１６側の第１接点２３ｃ、３３ｃとそれぞれ接続されており、手動操作スイッチ１５を入力操作すると所要の駆動制御信号が単信号線１６を介して出力側ＥＣＵ３０内に設けたリレー３９のリレーコイル３９ｂに伝達され、リレーコイル３９ｂに電圧が印加されることにより可動片３９ａがオンされ、これにより重要負荷であるヘッドランプ１４が点灯する。

一方、制御部２１、３１が異常を検知した場合には、制御部２１、３１からリレーコイル２８、３８に電圧が印加され（ステップＳ４）、リレー２３、３３の第１可動片２３ａ、３３ａと第２可動片２３ｅ、３３ｅがそれぞれ切り替わる（ステップＳ５）。これにより、図２（Ｂ）及び図３（Ｂ）に示すように、第１可動片２３ａ、３３ａは単信号線１６と切断されて第２接点２３ｄ、３３ｄに接触して導体２４、３４と接続される一方、第２可動片２３ｅ、３３ｅは接点２３ｇ、３３ｇに接触し配線材２７、３７を介して単信号線１６と接続される。

この状態で、センサ１１が入力を検知すると、通常時には制御部２１から通信部２２、多重通信線１３を介して出力側ＥＣＵ３０に伝達されていた信号が予備通信部２５、導体２６、第２可動片２３ｅ、配線材２７、単信号線１６を介して出力側ＥＣＵ３０に伝達される。この信号を受信した出力側ＥＣＵ３０では、第１可動片３３ａ、導体３４、予備通信部３５、制御部３１を介してモータ１２に信号が伝達される（ステップＳ６、Ｓ７）。即ち、多重通信線１３及び通信部２２、３２の異常時には、多重通信線１３とは別の単信号線１６を介して信号を伝達している。
また、この状態で手動操作スイッチ１５を入力操作すると、リレー接点２３ａを切り替えているため、一旦、導体２４を介して制御部２１に信号が入力され、その後は、センサ１１からの信号と同様、予備通信部２５、導体２６、第２可動片２３ｅ、配線材２７、単信号線１６を介して出力側ＥＣＵ３０に伝達される。出力側ＥＣＵ３０では、第１可動片３３ａ、導体３４、予備通信部３５、制御部３１、導体３６、第２可動片３３ｅ、配線材３７、単信号線１６を介してリレー３９に信号が伝達され、可動片３９ａがオンされ、これにより重要負荷であるヘッドランプ１４が点灯する。
このように、異常時には単信号線１６を多重化させて、センサ１１からの信号と手動操作スイッチ１５からの信号をともに単信号線１６により伝達している。

前記構成によれば、センサ１１からの信号をモータ１２に伝達する多重通信線１３や通信部２２、３２が損傷して通信できなくなった場合に、重要負荷であるヘッドランプ１４の制御に用いられる単信号線１６でバックアップしているため、バックアップ用の電線を新たに設ける必要がない。
また、バックアップに用いる単信号線１６には制御部を介在させていないため、回路上に介在させた制御部の故障により通信ができなくなるといったおそれがなく、確実に重要負荷回路の単信号線１６を用いて非重要負荷回路をバックアップすることができる。
なお、本実施形態では重要負荷をヘッドランプとしているが、他にはストップランプやワイパー等が挙げられる。

図５は、本発明の第２実施形態を示す。
本実施形態の車両用通信システム１０’では、回路切替手段としてリレーではなく、トランス６０、７０を用い、単信号線１６’に重畳させしている点で第１実施形態と相違する。

具体的には、入力側ＥＣＵ２０’と出力側ＥＣＵ３０’内にトランス６０、７０を収容し、該トランス６０、７０内に予備通信部２５’、３５’に接続されたコイル６１、７１と単信号線１６’に設けたコイル１６ａ’、１６ｂ’をそれぞれ対向配置している。また、単信号線１６’のリレーコイル３９ｂ’にフィルターの機能を持たせるか、あるいは、単信号線１６’のコイル１６ｂ’とリレーコイル３９ｂ’の間にフィルターを介在させて高周波をカットしている。

多重通信線１３’を介する信号の伝達に異常が発生したことを制御部２１’３１’が検知すると、該制御部２１’から予備通信部２５’を介してコイル６０に信号が伝達され、該信号によって単信号線１６’に設けたコイル１６ａ’に起電力が発生し、該起電力によって発生した信号を単信号線１６’に重畳させている。
単信号線１６’に重畳させた信号は出力側ＥＣＵ３０’まで伝達され、信号が単信号線１６’のコイル１６ｂ’を流れることにより、今度は予備通信部３５’に接続されたコイル７１に起電力が発生し、該起電力によって発生した信号を予備通信部３５’、制御部３１’を介してモータ１２’に伝達し、モータ１２’を作動させる。

前記構成によれば、第１実施形態と同様、通信部２２’、３２’、多重通信線１３’のいずれかに異常が発生した場合に単信号線１６’を用いてバックアップでき、さらに、単信号線１６’上に回路切替え用の接点を設ける必要がないため、単信号線１６’を連続した１本の電線から構成することができ、通信の信頼性をより向上させることができる。
なお、他の構成及び作用効果は第１実施形態と同様のため、同一の符号を付して説明を省略する。

本発明の第１実施形態の車両用通信システムのブロック図である。 入力側電子制御ユニットを示し、（Ａ）は可動片の切り替え前のブロック図、（Ｂ）は可動片の切り替え後のブロック図である。 出力側電子制御ユニットを示し、（Ａ）は可動片の切り替え前のブロック図、（Ｂ）は可動片の切り替え後のブロック図である。 車両用通信システムの作動手順を示すフローチャートである。 第２実施形態の車両用通信システムのブロック図である。

符号の説明

１０ 車両用通信システム
１１ 外気温度センサ（入力手段）
１２ エアコン用モータ（非重要負荷）
１３ 多重通信線
１４ ヘッドランプ（重要負荷）
１５ 手動操作スイッチ（入力手段）
１６ 単信号線
２０ 入力側電子制御ユニット
２１、３１ 制御部
２２、３２ 通信部
２３ａ、３３ａ 第１可動片
２３ｅ、３３ｅ 第２可動片
３０ 出力側電子制御ユニット
３９ リレー
６０、７０ トランス

Claims (4)

1. 入力側電子制御ユニットと出力側電子制御ユニットを備え、これら両電子制御ユニットには夫々重要負荷回路と非重要負荷回路を設け、前記重要負荷回路には制御部を設けていないと共に、非重要負荷回路には制御部と通信部とを設け、
   前記入力側電子制御ユニットの重要負荷回路および非重要負荷回路はそれぞれ負荷制御信号の入力手段と接続していると共に、前記出力側電子制御ユニットの重要負荷回路は重要負荷に、非重要負荷回路は非重要負荷に接続し、かつ、
   前記両電子制御ユニットの重要負荷回路間は単信号線を介して接続すると共に、非重要負荷回路間は多重通信線を介して接続し、
   前記両電子制御ユニットの重要負荷回路には前記制御部で切り替えられる回路切替手段を介設し、
   前記非重要負荷回路の通信部と多重通信線の少なくともいずれかに異常が発生した場合に、前記回路切替手段を切り替えて、前記単信号線を多重化あるいは単信号線に重畳させて、非重要負荷回路の予備回路として用いる構成としていることを特徴とする車両用通信システム。
2. 前記負荷制御信号の入力手段は、操作スイッチ、センサあるいは／および他の電子制御ユニットからなる請求項１に記載の車両用通信システム。
3. 前記重要負荷回路に介設する回路切替手段は、リレーあるいはトランスからなる請求項１または請求項２に記載の車両用通信システム。
4. 前記出力側電子制御ユニットの重要負荷回路に接続される重要負荷は、ストップランプ、ヘッドランプ、ワイパー等の手動操作スイッチからなる前記入力手段からの駆動制御信号で制御されるものであり、前記非重要負荷回路に接続される非重要負荷は、センサからなる前記入力手段からの検出データで自動制御される負荷である請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の車両用通信システム。

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