JP2009040424A - 車両制御システムのアクチュエータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アクチュエータドライバの放熱を容易にして放熱部品コストを削減し、かつ、中央制御装置の小型化及び汎用性の向上を図ることにより、低コストな車両制御システム及び該システムを用いた自動車を提供する。
【解決手段】中央制御装置と、複数のアクチュエータとを備えた車両制御システムであって、該制御システムは、前記アクチュエータ側に、該アクチュエータを駆動するアクチュエータドライバを備え、該アクチュエータドライバは、自己診断部、自己保護部、及び通信制御部を有して自己独立されるとともに、前記各アクチュエータに対応させて分散配置されてなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等の車両における制御システム及びこのシステムを用いた自動車に係り、特に、制御システムのコストの削減を図ることができる車両制御システム及びこのシステムを用いた自動車に関するものである。

図１１は、自動車等における従来の車両制御システムの構成図である。該車両制御システム６０´は、中央制御装置（ＥＣＵ）１´と、複数のセンサ２´と、複数のアクチュエータ３ａ´とから構成されており、車両のエンジンルーム内等に設けられたセンサ２´の各信号に基づき、車室内に設けられた中央制御装置１´にて所定の演算が行われ、アクチュエータ３ａ´を駆動する。

前記中央制御装置１´は、入力インタフェース（入力Ｉ／Ｆ）１１´と、演算処理部１０´と、アクチュエータドライバ４´とから構成され、入力Ｉ／Ｆ１１´がセンサ２´からの信号を加工して演算処理部１０´に出力し、該演算処理部１０´が所定の演算を行って最適な制御信号をアクチュエータドライバ４´に出力し、該アクチュエータドライバ４´が、コネクタ３ｂ´を介して、負荷であるアクチュエータ３ａ´を駆動する。該アクチュエータドライバ４´は、中央制御装置１´の内部に集中して配置されている。

このような車両制御システムのうち、自動車のエンジン制御システムは、エンジン回転センサ、水温センサ、及び吸入空気量センサ等の各信号に基づき、中央制御装置であるエンジン制御ユニットにおいて演算処理部であるマイコンが所定の演算を行い、イグニッションコイルを駆動するドライバには、点火信号を出力し、インジェクタを駆動するドライバには、燃料噴射信号を出力し、各種バルブ及びリレースイッチを駆動するドライバには、開閉信号及び開弁量調節信号を出力することにより、エンジンを最適に制御するシステムである。

ここで、図１１の車両制御システム６０´においては、アクチュエータドライバ４´は中央制御装置１´の内部に集中して配置されている。一方、アクチュエータドライバを中央制御装置の内部ではなく、駆動するアクチュエータに対応させて分散配置する公知例もあり、アクチュエータの汎用性を向上させるために、このようにして分散したアクチュエータドライバを、アクチュエータに接続されるコネクタに内蔵する車両用電子制御装置の通信用コネクタの技術が、特開平８−７９８４１号公報に開示されている。また、車両等における制御システムの他の従来技術としては、特開平１１−２７５８０１号公報等の技術が各種提案されている。

ところで、一般に、車両制御システムにおいて、アクチュエータドライバには、アクチュエータを駆動する際に比較的大きな電流（数アンペア程度）が流れる。アクチュエータドライバには、パワートランジスタ又はパワーＭＯＳを用いることが多く、比較的大きな電流が流れることによって通電時のオン抵抗に起因するジュール熱が発生する。

よって、図１１の従来の車両制御システム６０´のように、中央制御装置１´の内部にアクチュエータドライバ４´が一箇所に集中して配置される場合には、発熱部品であるアクチュエータドライバ４´によって中央制御装置１´全体の発熱量が増大し、制御に悪影響を及ぼし得るという問題がある。

特に、近年の自動車は、ハーネスコストや組み立て工数の削減を図るために、前記中央制御装置は、車両の車室内ではなく、エンジンルーム内に搭載される傾向にあり、該中央制御装置は、より一層厳しい温度環境下に曝されることから、これを避けるためには、放熱対策としてヒートシンクや放熱フィン等の放熱部品を設ける必要があり、製造コストひいては車両制御システム全体のコストが増加するという問題が生ずる。

この場合に、前記特開平８−７９８４１号公報所載の制御システムのように、発熱部品であるアクチュエータドライバを、駆動するアクチュエータに対応させて該アクチュエータ側に分散配置することも考えられるが、単にアクチュエータドライバを分散配置させるだけでは十分ではない。なぜならば、現在のエンジン制御システムには、アクチュエータの断線又はショート等の故障を診断し、中央制御装置の演算処理部にその状況を知らせるための自己診断機能、このような故障時に過電流及び過熱によるアクチュエータドライバの故障を防止するための自己保護機能のほか、シリアル通信線を介した多重通信システムにおいて、分散配置したアクチュエータをＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御する際のタイマ回路等が必須の構成になるからである。

すなわち、本発明者は、中央制御装置と、複数のアクチュエータとを備えた車両制御システムにおいては、車両制御システムのコストの削減を図るために、アクチュエータドライバは、前記アクチュエータ側に分散配置させるとともに、分散配置してもシステムの信頼性・機能性を保つために、自己診断部、自己保護部、及び通信制御部等を備えて自己独立させる必要があるとの新たな知見を得たが、前記従来の技術は、前記アクチュエータドライバが、中央制御装置の内部から離れて各アクチュエータ側に対して分散配置されていない、若しくは前記アクチュエータドライバが、中央制御装置の外部に出しても、放熱を容易にするために分散配置されるものではなく、しかも、実際のシステム構築が可能な自己独立したドライバではなく、中央制御装置内の発熱を低減させることによる車両制御システムの放熱部品コスト削減及び前記アクチュエータドライバを分散配置しても制御システムの信頼性・機能性等を維持する点については、いずれも格別の配慮がなされていない。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、アクチュエータドライバを分散配置させて中央制御装置内の発熱の抑制化を行って制御システムのコストの削減を図るとともに、アクチュエータドライバを自己独立させて、アクチュエータドライバを分散配置しても制御システムの信頼性及び機能性を保つことができる車両制御システム及び該システムを用いた自動車を提供することである。

前記目的を達成すべく、本発明に係る車両制御システムは、基本的には、中央制御装置と、複数のアクチュエータとを備えた車両制御システムであって、該制御システムは、前記アクチュエータ側に、該アクチュエータを駆動するアクチュエータドライバを備え、該アクチュエータドライバは、自己診断部、自己保護部、及び通信制御部を有して自己独立されるとともに、前記各アクチュエータに対応させて分散配置されることを特徴としている。

前記の如く構成された本発明の車両制御システムは、アクチュエータドライバが、中央制御装置から離れてアクチュエータ側に配置されるとともに、該複数のアクチュエータに対応して分散されているので、中央制御装置内の発熱を抑制化を行って制御システムのコストの削減を図ることができ、しかも、アクチュエータドライバが、システムとして自己独立されているので、アクチュエータドライバを分散配置しても制御システムの信頼性及び機能性を保つことができる。

また、本発明に係る車両制御システムの具体的態様は、前記アクチュエータドライバは
、タイマ部を有していることを特徴としている。

さらに、本発明に係る車両制御システムの他の具体的態様は、前記アクチュエータドライバは、前記アクチュエータに接続されるコネクタ若しくはアダプタに内蔵されること、前記アクチュエータドライバは、前記アクチュエータに接続されるコネクタ若しくはアダプタの外面に着脱可能に搭載され、該コネクタ若しくはアダプタの端子と電気的に接続されること、又は前記アクチュエータドライバは、前記アクチュエータに内蔵されることを特徴としている。

さらにまた、本発明に係る車両制御システムの他の具体的態様は、前記アクチュエータドライバの通信制御部は、シリアル通信制御部を有すること、又は無線通信制御部を有することを特徴としている。

また、前記アクチュエータドライバは、半導体基板上に作製され、ＩＣとされること、又は前記アクチュエータドライバは、基板を介さずに金属部材上に直接に搭載され、モールド実装によって、前記アクチュエータに接続されるコネクタ若しくはアダプタと一体に成形、或いは前記アクチュエータと一体に成形されることを特徴としている。

さらに、前記中央制御装置は、車両のエンジンルーム内に搭載されていること、又は前記車両制御システムを用いた自動車であることを特徴としている。

本発明に係る車両制御システムは、アクチュエータドライバが、アクチュエータ側に分散配置されるとともに、自己独立されているので、中央制御装置内の発熱を抑制化を行って制御システムのコストの削減を図るとともに、分散配置しても制御システムの信頼性及び機能性を保つことができる。

また、以上のような車両制御システムを用いることにより、低コストの自動車を生産することができる。

以下、図面に基づき本発明の車両制御システムの実施形態について説明する。
図１乃至図４は第一の実施形態の車両制御システムを示しており、図１は、前記車両制御システムの構成図を示したものである。

該車両制御システム６０は、中央制御装置（ＥＣＵ）１と、複数のセンサ２と、複数のアクチュエータ３ａと、複数のアクチュエータドライバ４とから構成されており、車両のエンジンルーム内等に設けられたセンサ２の各信号に基づき、該エンジンルーム内に搭載された中央制御装置１にて所定の演算が行われ、アクチュエータドライバ４を介して、負荷であるアクチュエータ３ａを駆動する。

前記中央制御装置１は、入力インタフェース（入力Ｉ／Ｆ）１１と、演算処理部１０とから構成される。アクチュエータ３ａは、アクチュエータドライバ４によって駆動されており、該アクチュエータドライバ４は、中央制御装置１から離れて前記アクチュエータ３ａ側に設けられるとともに、該複数のアクチュエータ３ａに対応させてそれぞれ分散して配置されている。

アクチュエータドライバ４は、後述するように、アクチュエータ３ａに接続されるコネクタ３ｂに内蔵され、中央制御装置１の演算処理部１０と一本のシリアル通信線５で結ばれている。そして、演算処理部１０が、センサ２の信号を加工した入力Ｉ／Ｆ１１からの信号を取り込み、演算処理部１０であるマイコンが所定の演算を行って最適な制御信号をアクチュエータドライバ４に出力し、該アクチュエータドライバ４がアクチュエータ３ａを駆動している。

図２は、アクチュエータドライバ４の回路ブロック図である。
該アクチュエータドライバ４は、自己診断部及び自己保護部、タイマ部、通信制御部を有しており、中央制御装置１の外部に出しても実際のシステム構築を可能するべく自己独立されている。すなわち、コネクタ３ｂに内蔵されたアクチュエータドライバ４は、図示のように、Ｎ型パワーＭＯＳトランジスタ２０と、ツェナーダイオード２１と、自己診断部として、負荷断線又はドレインＤのグランド短絡診断回路２３、過電流又はドレインＤの電源短絡診断回路２４、過熱診断回路２５と、診断出力制御回路２６と、自己保護部としてゲート保護回路２２と、通信制御部としてシリアル通信制御部２７と、タイマ部としてタイマ回路２８をそれぞれ内蔵している。

Ｎ型パワーＭＯＳトランジスタ２０は、パワー半導体プロセスを用いて作られたものであり、該トランジスタ２０のゲートＧを制御することによってトランジスタ２０のオン／オフを行い、ドレインＤに接続された負荷３ａａを駆動する。

ツェナーダイオード２１は、ドレインＤとゲートＧの間に設けられ、ドレインＤに誘導性負荷が接続された場合には、ゲートＧのオフ時の逆起電圧によってＭＯＳトランジスタ２０の破壊を防止している。

前記自己診断部としての負荷断線又はドレインＤのグランド短絡診断回路２３、過電流又はドレインＤの電源短絡診断回路２４、過熱診断回路２５の自己診断回路は、各回路に応じた異常状態を検出したときには、診断出力制御回路２６に出力し、該診断出力制御回路２６は、各異常状態に応じた信号をシリアル通信制御部２７を介して中央制御装置１に出力する。

また、前記自己診断部は、過熱を検出したとき又は過電流／電源短絡を検出したときには、自己保護部であるゲート保護回路２２に各異常検出信号を伝えることにより、ＭＯＳトランジスタ２０をオフにし、該トランジスタ２０の破壊を防止している。

シリアル通信制御部２７は、中央制御装置１との間でシリアル通信を行うものであり、シリアル通信のプロトコルに従って信号送受信タイミングを制御するコントローラと、この制御に応じて信号の送受信を行うトランシーバとから構成され、中央制御装置１から前記各アクチュエータ３ａの駆動制御信号を受信する一方で、診断出力制御回路２６からの診断信号を中央制御装置１に送信する。なお、中央制御装置１側の演算処理部１０には、前記シリアル通信制御部２７と同様のシリアル通信制御部（図示省略）が内蔵されている。

タイマ回路２８は、リレースイッチのみならず、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）駆動及びパルス駆動を必要とするアクチュエータをも駆動できるようにするものである。すなわち、アクチュエータ３ａには、前記リレースイッチのように単にオン／オフ制御を行うもののほか、各種バルブの開弁量調節に使われる比例ソレノイドのようにＰＷＭ駆動を要するもの、及びインジェクタのようにパルス駆動を要するもの等があり、一本のシリアル通信線５を用い、時分割で様々な種類のアクチュエータ３ａの駆動信号を送信する場合、例えば、ＰＷＭ信号を特定のアクチュエータドライバ４に常時送信することは困難である。よって、本実施形態のアクチュエータドライバ４は、リレースイッチのほか、ＰＷＭ駆動及びパルス駆動を必要とするアクチュエータをも駆動できるようにされている。

図３は、アクチュエータ３ａとシリアル通信線５との関係を示したものである。
アクチュエータ３ａに接続されるコネクタ３ｂは、図示のように、アクチュエータドライバ４と中央制御装置１の演算処理部１０との間を結ぶシリアル通信線５と、車両のバッテリーとを結ぶ電源線９ａ、９ｂとの各先端に設けられたコネクタであり、分散配置されたアクチュエータドライバ４は、アクチュエータ３ａに接続されるコネクタ３ｂに内蔵されている。

このように、シリアル通信線５によって多重通信する本実施形態の構成は、中央制御装置１´とアクチュエータドライバ４´との間を個別に接続する構成（図１１参照）に比べて省配線化が図られている。なお、アクチュエータドライバ４の電源は、電源線９ａ、９ｂに限られず、アクチュエータ３ａ側から供給するものであっても良い。

図４は、タイマ回路２８の回路ブロック図を示したものである。
タイマ回路２８は、クロック発生回路３０、このクロックを分周する分周回路３１、周波数設定レジスタ３２、デューティー設定レジスタ３３、ＰＷＭ出力回路３４から構成される。

上記したように、多重通信システムにおいてアクチュエータのＰＷＭ駆動を行う場合には、まず、中央制御装置１が、シリアル通信線５を介して、アクチュエータドライバ４に対するＰＷＭの周波数設定信号とデューティー設定信号とをタイマ回路２８に送信する。これらの信号は、それぞれ周波数設定レジスタ３２、デューティー設定レジスタ３３に格納され、周波数設定レジスタ３２によって内部クロックを所定のＰＷＭ周波数まで分周し、デューティー設定レジスタ３３によって、この分周信号を所望のデューティーを有するＰＷＭ信号に変調する。これにより、ソレノイドに流す電流を変化させてバルブの開弁量を変化させたいときには、中央制御装置１からデューティー設定信号を送るだけで、アクチュエータドライバ４自体が、その信号に応じて前記ソレノイドへの通電量を制御することができる。

また、クロック発生回路３０は、中央制御装置１から送られる波形パターンによって発振周波数を随時自己補正できるようになっており、水晶発振子を不要にして、安価な回路として実現されている。

なお、十分に高速な信号伝送速度を有するシリアル通信システムを用いる場合には、前記インジェクタのように燃料噴射タイミングを正確に制御する必要があるアクチュエータ３ａに対しても、タイマ回路２８を内蔵するアクチュエータドライバ４を用いて時分割で制御することができる。また、信号伝送速度が遅いときには、前記タイミングを正確に制御しなければならないアクチュエータ３ａだけは、中央制御装置１から専用の通信線を介して制御する。

図５は、第二の実施形態の車両制御システムの構成図を示したものである。
該車両制御システム６０Ａは、中央制御装置（ＥＣＵ）１Ａの演算処理部１０とアクチュエータドライバ４Ａとの信号線の構成を除き、前記第一の実施形態の車両制御システム６０の構成と同様であることから、以下、この相違点を中心に説明する。

車両制御システム６０Ａのアクチュエータドライバ４Ａは、中央制御装置１Ａから離れて前記アクチュエータ３ａ側に設けられるとともに、該複数のアクチュエータ３ａに対応させてそれぞれ分散してコネクタ３ｂ内に配置されている。さらに、該アクチュエータドライバ４Ａは、自己診断部及び自己保護部、通信制御部を有しており、中央制御装置１Ａの外部に出しても実際のシステム構築を可能するべく自己独立されている。

そして、中央制御装置１Ａの演算処理部１０とアクチュエータドライバ４Ａとの間は、シリアル通信線５とパラレル通信線６とによって結ばれており、センサ２の各信号に基づいて中央制御装置１Ａにて所定の演算が行われ、中央制御装置１Ａからアクチュエータドライバ４Ａへの制御信号は、パラレル通信線６により、アクチュエータドライバ４Ａ毎に送信し、アクチュエータ３ａを駆動する。一方、アクチュエータドライバ４Ａから中央制御装置１Ａへのアクチュエータ３ａの診断信号だけはシリアル通信線５により束になって中央制御装置１Ａに送信されている。なお、この構成により、本実施形態のアクチュエー
タドライバ４Ａは、必ずしも前記タイマ回路２８を内蔵していなくても良い。

図６及び図７は第三の実施形態の車両制御システムを示しており、図６は、前記車両制御システムの構成図を示したものである。
該車両制御システム６０Ｂは、中央制御装置（ＥＣＵ）１Ｂの演算処理部１０とアクチュエータドライバ４Ｂとの信号送受信の構成を除き、前記第一及び第二の実施形態の車両制御システムの構成と同様であることから、以下、この相違点を中心に説明する。

車両制御システム６０Ｂのアクチュエータドライバ４Ｂは、中央制御装置１Ｂから離れて前記アクチュエータ３ａ側に設けられるとともに、該複数のアクチュエータ３ａに対応させてそれぞれ分散してコネクタ３ｂ内に配置されている。さらに、該アクチュエータドライバ４Ｂは、自己診断部及び自己保護部、タイマ部、無線通信制御部、アンテナを有しており、中央制御装置１Ｂの外部に出しても実際のシステム構築を可能するべく自己独立されている。

そして、中央制御装置１Ｂの演算処理部１０とアクチュエータドライバ４Ｂとの間は、無線によって信号の通信が行われている。すなわち、前記中央制御装置１Ｂは、入力インタフェース（入力Ｉ／Ｆ）１１と、演算処理部１０と、無線通信制御部１２と、アンテナ１３とから構成され、演算処理部１０が、センサ２の信号を加工した入力Ｉ／Ｆ１１からの信号を取り込み、所定の演算を行って最適な制御信号を無線通信制御部１２及びアンテナ１３を介してアクチュエータドライバ４に出力し、該アクチュエータドライバ４Ｂがアンテナ８等を介して前記信号を受信してアクチュエータ３ａを駆動している。

また、該アクチュエータドライバ４Ｂは、図７に示すように、Ｎ型パワーＭＯＳトランジスタ２０と、ツェナーダイオード２１と、自己診断部として、負荷断線又はドレインＤのグランド短絡診断回路２３、過電流又はドレインＤの電源短絡診断回路２４、過熱診断回路２５と、診断出力制御回路２６と、自己保護部としてゲート保護回路２２と、通信制御部として無線通信制御部２９、アンテナ８と、タイマ部としてタイマ回路２８を内蔵している。そして、前記自己診断部としての負荷断線又はドレインＤのグランド短絡診断回路２３、過電流又はドレインＤの電源短絡診断回路２４、過熱診断回路２５の自己診断回路は、各回路に応じた異常状態を検出したときには、診断出力制御回路２６に出力し、該診断出力制御回路２６は、各異常状態に応じた信号を無線通信制御部２９を介して中央制御装置１に出力する。

なお、タイマ回路２８は、前述したように、時分割により多重通信を行うときには必須であるが、周波数の異なる別々の無線通信回線を使って、中央制御装置１Ｂと各々のアクチュエータドライバ４Ｂ間とを個別に通信する場合には必ずしも必要ではない。

図８は、前記自己独立したアクチュエータドライバ４を、駆動するアクチュエータ３ａに対応させて分散配置させた前記第一の実施形態の車両制御システム６０を用いた自動車５０を示したものである。

該自動車５０において、中央制御装置１であるエンジン制御ユニットは、ハーネスコストや自動車組み立て工数削減のために、車室５２内ではなく、より一層温度環境の厳しいエンジンルーム５１内に搭載されており、エンジン回転センサ、水温センサ、吸入空気量センサ等の各種センサ２の出力信号に基づき、中央制御装置１の演算処理部１０が各種演算を行い、イグニッションコイル、インジェクタ、及び各種バルブを駆動するアクチュエータドライバ４にシリアル通信線５を介して駆動信号を出力し、エンジンの最適制御を行っている。なお、前記第二及び第三の実施形態の車両制御システム６０Ａ、６０Ｂを用いた自動車であっても良く、この場合にも前記と同様にエンジンの最適制御を行うことができる。

以上のように、本発明の前記実施形態は、上記の構成によって次の機能を奏するものである。

すなわち、第一乃至及び第三の実施形態の車両制御システム６０，６０Ａ，６０Ｂは、アクチュエータドライバ４，４Ａ，４Ｂが、中央制御装置１，１Ａ，１Ｂから離れて配置されることにより、該中央制御装置１，１Ａ，１Ｂ内の発熱を抑制できるため、該中央制御装置１，１Ａ，１Ｂには、ヒートシンクや放熱フィン等の放熱部品が不要になり、中央制御装置のコストの削減を図ることができる。

このことは、中央制御装置に対する温度環境の仕様が特に厳しい自動車において、より大きな効果を発揮することができる。

また、発熱量の大きいアクチュエータドライバ４，４Ａ，４Ｂが、自身が駆動する各アクチュエータ３ａ毎に対応して分散されているので、アクチュエータドライバ４，４Ａ，４Ｂの個々の発熱量は比較的少なくなり、アクチュエータ３ａ側でのアクチュエータドライバの放熱対策を容易にすることができるとともに、中央制御装置１，１Ａ，１Ｂを小型化でき、さらに、システムによって異なるアクチュエータを使う場合でも中央制御装置は同一のもので良いため、中央制御装置１，１Ａ，１Ｂの汎用性を向上させることができる。

また、アクチュエータドライバ４，４Ａ，４Ｂをアクチュエータ３ａ側に配置したことで、中央制御装置１，１Ａ，１Ｂとアクチュエータ３ａとの間の信号線に大電流が流れることがなくなるため、車両制御システム６０，６０Ａ，６０Ｂからの輻射ノイズの低減を図ることもできる。

そして、自己診断・自己保護機能等を備え、中央制御装置の外部に出しても実際のシステム構築が可能な自己独立したアクチュエータドライバ４，４Ａ，４Ｂを用いることにより、アクチュエータドライバ分散型のシステムを確実に構築することができ、アクチュエータドライバを分散しても車両制御システム６０，６０Ａ，６０Ｂの信頼性及び機能性を保つことができる。

また、個々のアクチュエータドライバ４，４Ａ，４Ｂの占める面積は、自己診断・自己保護機能、タイマ回路、通信制御部等を内蔵しても比較的小さくて済むことから、分散配置されたアクチュエータドライバ４，４Ａ，４Ｂのサイズが変化することもなく、中央制御装置の小型化の分、車両制御システム全体のコスト低減、小型化を実現することができる。

さらに、アクチュエータドライバ４，４Ａ，４Ｂは、コネクタ３ｂに内蔵されており、アクチュエータドライバ４，４Ａ，４Ｂをアクチュエータ３ａと別体で構成させることによって、異なるシステムに対してもアクチュエータ３ａを共用でき、該アクチュエータ３ａの汎用性を向上させることができる。

しかも、アクチュエータ３ａには種々の形状のものがあることを鑑みると、一品種ごとにハウジング構造を変えてドライバ４を内蔵するよりも、構造が比較的単純でバリエーションも少ないコネクタ３ｂ側にドライバ４を内蔵する方が生産性に優れるともいえる。さらに、一般に、アクチュエータ３ａに内蔵するよりもコネクタ３ｂに内蔵する方がアクチュエータドライバ４の周囲の温度は低く、放熱対策がより容易になるとも考えられる。

また、第一の実施形態の車両制御システム６０は、シリアル通信によるアクチュエータドライバ分散型システムであり、省配線化を行っているため、配線コスト、配線重量、及び車体組み立て工数の削減を図ることができる。さらに、第二の実施形態の車両制御シス
テム６０Ａは、シリアル通信線５及びパラレル通信線６によるアクチュエータドライバ分散型システムであり、リアルタイムの処理が要求される場合にも充分に対応させることができる。さらにまた、第三の実施形態の車両制御システム６０Ｂは、無線通信によるアクチュエータドライバ分散型システムであり、信号線を削減でき、車両制御システムの一層の低コスト化を図ることができる。

そして、前記車両制御システム６０，６０Ａ，６０Ｂを用いた自動車５０は、エンジンルーム内５１が車室内５２に比べて高温になるものの、発熱部品であるアクチュエータドライバ４，４Ａ，４Ｂを分散させることで、放熱対策が容易になるとともに、中央制御装置１，１Ａ，１Ｂの汎用性も増すため、低コストの自動車を生産することが可能になる。

以上、本発明の三つの実施形態について詳述したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱することなく設計において種々の変更ができるものである。

例えば、前記各実施形態では、アクチュエータドライバ４，４Ａ，４Ｂは、コネクタ３ｂに内蔵されているが、この構成に限られることなく、アクチュエータドライバ４，４Ａ，４Ｂが、アクチュエータ３ａに接続されるアダプタに内蔵されるものであっても良く、この場合には、前記アダプタを既存のアクチュエータ３ａに接続するだけで制御システムを構築することができ、システムの生産性の向上を図ることができる。また、アクチュエータドライバ４，４Ａ，４Ｂが、アクチュエータ３ａに内蔵されるものであっても良く、この場合にも同様の効果を得ることができる。

また、アクチュエータドライバ４，４Ａ，４Ｂは、コネクタ３ｂ等に内蔵されるものに限られず、前記アクチュエータ３ａに接続されるコネクタ３ｂ又は前記アダプタの外面に着脱可能に搭載され、該コネクタ３ｂ又は前記アダプタの端子と電気的に接続されていても良い。

図９は、分散したアクチュエータドライバ４をコネクタ３ｂの外面に着脱可能に搭載した状態を示す断面図であり、コネクタ端子４２には、中央制御装置１からの信号線５又は信号線６が接続され、コネクタ端子４３には、アクチュエータ３ａ側のコネクタが接続される。

そして、該コネクタ端子４２，４３は、コネクタ３ｂの上面に突出しており、これに自己診断部等を備えたアクチュエータドライバ４を嵌合させることによって、アクチュエータドライバ４とコネクタの端子４２，４３とを電気的・機械的に接続する。このように、アクチュエータドライバ４をコネクタ３ｂの外面に着脱可能に搭載させることによって、アクチュエータドライバ４の変更等の際には、コネクタ３ｂを変更することなく、アクチュエータドライバ４のみの交換で済むことから、生産性及びメンテナンス性に優れるという効果がある。

図１０は、アクチュエータドライバ４をコネクタ３ｂに内蔵させた場合の実装形態を示しており、リードフレームを用いたドライバ内蔵コネクタの断面図である。
コネクタ端子４２には、中央制御装置１からの信号線５又は信号線６が接続され、コネクタ端子４３には、アクチュエータ３ａ側のコネクタが接続される。

そして、自己診断部等を備えたアクチュエータドライバ４は、バイポーラプロセス、パワー半導体プロセス（ＤＭＯＳプロセス）、ＣＭＯＳプロセスを融合したＢＣＤプロセス等を用いて半導体基板たるシリコンウェハ上に作製したワンチップＩＣ、或いは数個のＩＣから構成されるマルチチップのＩＣである。

このＩＣは、基板を介さずにリードフレームの金属部材（金属ベース）４０の上に導電
性接着剤等で接着することにより搭載する。ドライバ４であるＩＣとコネクタ端子４２，４３の間は、アルミ線又は金線４１でワイヤーボンディングし、その後、樹脂４４を用いて全体をトランスファーモールドすることによってドライバ内蔵コネクタ３ｂを一体に成形する。

この金属ベース４０は、コネクタ３ｂの外部側に向けて露出されており、ドライバ４であるＩＣの放熱板としても機能し、モールド実装することによって放熱性が悪化することはないものである。また、アクチュエータドライバ４とコネクタ３ｂとをトランスファーモールド実装で一体に成形することにより、製造工程の短縮化を行ってドライバ内蔵コネクタ３ｂを低コストで実現することができる。なお、該アクチュエータドライバ４は、前記アダプタと一体に成形、或いは前記アクチュエータと一体に成形しても良いものである。

本発明の第一の実施形態の車両制御システムの構成図。 図１の車両制御システムを構成するアクチュエータドライバの回路ブロック図。 図１の車両制御システムを構成するアクチュエータと中央制御装置とを接続するコネクタとの関係を示す図。 図１のアクチュエータドライバに内蔵されるタイマ回路の回路ブロック図。 本発明の第二の実施形態の車両制御システムの構成図。 本発明の第三の実施形態の車両制御システムの構成図。 図６の車両制御システムを構成するアクチュエータドライバの回路ブロック図。 図１の車両制御システムを用いた自動車の平面図。 本実施形態のアクチュエータドライバを外面に搭載したコネクタの断面図。 本実施形態のアクチュエータドライバを内蔵したコネクタの断面図。 従来の車両制御システムの構成図。

符号の説明

１，１Ａ，１Ｂ 中央制御装置（ＥＣＵ）
３ａ アクチュエータ
３ｂ コネクタ
４，４Ａ，４Ｂ アクチュエータドライバ
２２ ゲート保護回路（自己保護部）
２３ 負荷断線又はドレインのグランド短絡診断回路（自己診断部）
２４ 過電流又はドレインの電源短絡診断回路（自己診断部）
２５ 過熱診断回路（自己診断部）
２６ 診断出力制御回路（自己診断部）
２７ シリアル通信制御部（通信制御部）
２８ タイマ回路（タイマ部）
２９ 無線通信制御部（通信制御部）
４０ 金属部材
４２，４３ コネクタ端子
５０ 自動車
５１ エンジンルーム
６０，６０Ａ，６０Ｂ 車両制御システム

Claims (11)

1. 中央制御装置と、複数のアクチュエータとを備えた車両制御システムにおいて、該制御システムは、前記アクチュエータ側に、該アクチュエータを駆動するアクチュエータドライバを備え、該アクチュエータドライバは、自己診断部、自己保護部、及び通信制御部を有して自己独立されるとともに、前記各アクチュエータに対応させて分散配置されることを特徴とする車両制御システム。
2. 前記アクチュエータドライバは、タイマ部を有していることを特徴とする請求項１記載の車両制御システム。
3. 前記アクチュエータドライバは、前記アクチュエータに接続されるコネクタ又はアダプタに内蔵されることを特徴とする請求項１又は２記載の車両制御システム。
4. 前記アクチュエータドライバは、前記アクチュエータに接続されるコネクタ又はアダプタの外面に着脱可能に搭載され、該コネクタ又はアダプタの端子と電気的に接続されることを特徴とする請求項１又は２記載の車両制御システム。
5. 前記アクチュエータドライバは、前記アクチュエータに内蔵されることを特徴とする請求項１又は２記載の車両制御システム。
6. 前記アクチュエータドライバの通信制御部は、シリアル通信制御部を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の車両制御システム。
7. 前記アクチュエータドライバの通信制御部は、無線通信制御部を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の車両制御システム。
8. 前記アクチュエータドライバは、半導体基板上に作製され、ＩＣとされることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の車両制御システム。
9. 前記アクチュエータドライバは、基板を介さずに金属部材上に直接に搭載され、モールド実装によって、前記アクチュエータに接続されるコネクタ又はアダプタと一体に成形、或いは前記アクチュエータと一体に成形されることを特徴とする請求項３又は５記載の車両制御システム。
10. 前記中央制御装置は、車両のエンジンルーム内に搭載されていること特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の車両制御システム。
11. 請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の車両制御システムを用いたことを特徴とする自動車。

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