JP4644705B2 - 電気接続箱 - Google Patents

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Description

本発明は、電気接続箱に関し、特に、車両に設けられた各種出力装置の制御を行う複数のECUが着脱可能である電気接続箱に関する。
近年、車両にはエアコンやパワーウインドウ等の各種出力装置が搭載され、これら各種出力装置に対しての電源分配等を行うジャンクションブロックともよばれる電気接続箱が搭載されている(特許文献1〜6参照)。この種の電気接続箱は、内部にバスバーとよばれる型抜きの導体を配置したり或いは電線を布線することにより、電源を分配して所定の負荷回路に電源供給するようになっている。また、電源の上流側には、ヒューズを配置して電気接続箱から負荷回路までの配策線等を保護する構造となっている。
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、上記特許文献1〜6も含んで、以下のものが挙げられる。
特開2003−304083号公報 特開平6−153270号公報 特開平9−312936号公報 特開平9−312937号公報 特開平9−275635号公報 特開平9−37482号公報 特開平6−97683号公報
ところが、近年、電気接続箱では、各種出力装置の制御を行う複数のECU(Electronic Control Unit)が着脱自在になっており、挿着されたECUに対しても電源供給されるようになっている(特許文献7参照)。しかしながら、コスト抑制のため、ECUには通常メモリバックアップ機能がないため、電源供給が停止されると、設定内容が消去されてしまうという問題もあった。
よって本発明は、上述した現状に鑑み、挿着されたECUにメモリバックアップ機能がなくても、電源供給停止時にも設定内容を保護することができる電気接続箱を提供することを課題としている。
上記課題を解決するためになされた請求項1記載の電気接続箱は、各種出力装置の制御を行う複数のECUが着脱可能であると共に挿着されたECUに対する電源供給と、挿着されたECUとの通信とが可能な電気接続箱であって、前記挿着されたECUとの通信状態を常時監視し、該監視の結果全ての前記挿着されたECUへの電源供給が停止可能になったと判断される場合に、ま前記挿着されたECUに向けて電源供給の停止を予告する供給停止予告を示す信号を送信し、前記供給停止予告に対する停止了解の応答のあった前記挿着されたECUから順に当該ECUに記憶されているデータをバックアップし、全ての前記挿着されたECUについての前記データのバックアップが完了した後に全ての前記挿着されたECUの電源供給を停止するバックアップ手段を具備することを特徴とする。
請求項1記載の発明によれば、各種出力装置の制御を行う複数のECUが着脱可能であると共に挿着されたECUに対する電源供給と、挿着されたECUとの通信とが可能な電気接続箱であって、挿着されたECUに記憶されるデータがバックアップされるので、電源供給停止時にも挿着されたECUの設定内容を保護することができ、特に、挿着されたECUとの通信状態を常時監視し、全てのECUへの電源供給が停止可能になったと判断される場合に、ま挿着されたECUに向けて電源供給の停止を予告する供給停止予告を示す信号を送信し、供給停止予告に対する停止了解の応答のあった挿着されたECUから順に当該ECUに記憶されているデータをバックアップし、全ての挿着されたECUについてのデータのバックアップが完了した後に全ての挿着されたECUの電源供給を停止するようにしているので、確実にデータをバックアップすることができる。
請求項2記載の電気接続箱は、請求項1記載の電気接続箱において、前記バックアップ手段は、電源供給を停止した前記挿着されたECUへの電源供給要件が発生したと判断される場合には、バックアップしたデータを該当ECUにリロードすることを特徴とする。
請求項2記載の発明によれば、電源供給を停止したECUへの電源供給要件が発生したと判断される場合には、バックアップしたデータを該当ECUにリロードするようにしているので、システムの再構築も容易になる。
請求項3記載の電気接続箱は、請求項1又は2記載の電気接続箱において、前記バックアップ手段は、バックアップ電源で駆動されて前記バックアップしたデータを記憶するバックアップメモリを含むことを特徴とする。
請求項3記載の発明によれば、バックアップ電源で駆動されるバックアップメモリを含むので、高価なメモリが不要となる。
請求項1記載の発明によれば、各種出力装置の制御を行う複数のECUが着脱可能であると共に挿着されたECUに対する電源供給と、挿着されたECUとの通信とが可能な電気接続箱であって、挿着されたECUに記憶されるデータがバックアップされるので、電源供給停止時にも挿着されたECUの設定内容を保護することができる。このため、ECU側にバックアップ用の高価な不揮発性メモリを新設する必要もない。また、データをバックアップできるので、ECUへの無駄な電源供給も抑制できる。特に、挿着されたECUとの通信状態を常時監視し、該監視の結果全ての挿着されたECUへの電源供給が停止可能になったと判断される場合に、まず挿着されたECUに向けて電源供給の停止を予告する供給停止予告を示す信号を送信し、供給停止予告に対する停止了解の応答のあった挿着されたECUから順に当該ECUに記憶されているデータをバックアップし、全ての挿着されたECUについてのデータのバックアップが完了した後に挿着されたECUの電源供給を停止するようにしているので、確実にデータをバックアップすることができる。
請求項2記載の発明によれば、電源供給を停止したECUへの電源供給要件が発生したと判断される場合には、バックアップしたデータを該当ECUにリロードするようにしているので、システムの再構築も容易になる。
請求項3記載の発明によれば、バックアップ電源で駆動するバックアップメモリを含むので、高価なメモリが不要となる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、本発明の各実施形態に共通するハードウエア構成を示すブロック図である。
図1に示すように、本電気接続箱1は、複数のECU2a〜2dと複数のモジュール3a〜3eとの間に接続される。本電気接続箱1と、複数のECU2a〜2d、複数のモジュール3a〜3eとの間、また、電気接続箱1内の各構成要素は、電源線16p、共通信号線16s、共通共通グランド線16gでそれぞれ接続されている。
電気接続箱1は、基本的に、複数のECU2a〜2dと複数のモジュール3a〜3eに対する電源分配機能を有する。すなわち、電気接続箱1は、IPS(電流検知機能付半導体リレー)13a〜13e、及び13pを内蔵しており、車載バッテリから供給される電源を電源装置12にて所定電源に変換し、複数のECU2a〜2d及び複数のモジュール3a〜3eに分配する。電源装置12からの電源は、CPU11にも供給されており、CPU11は、複数のECU2a〜2d及び複数のモジュール3a〜3eが接続されたことを検知して自動的に電源供給を制御する。
電気接続箱1はまた、複数のECU2a〜2dと複数のモジュール3a〜3eとの通信機能も有する。CPU11は、上記電源分配と共に通信制御を司る。電気接続箱1には、ROM(読み出し専用メモリー)、RAM(随時書き込み読み出しメモリー)や、後述のバックアップ用メモリも含まれるが、これら省略している。CPU11は、ゲートウエイ部17を制御することにより、複数のECU2a〜2dと複数のモジュール3a〜3eとの間の通信を可能にする。
電気接続箱1はまた、複数のECU2a〜2dが挿着されるコネクタ部14a〜14d、複数のモジュール3a〜3e等が接続されるコネクタ部15a〜15e、グランド接続されるグランド端子15gも有する。コネクタ部15a〜15eは共に、IPS13a〜13eにそれぞれ接続される電源線16pと、共通信号線16sと、共通グランド線16gと、が同配列に形成された同形状をしている。なお、コネクタ部15a〜15eは、請求項の接続部に対応する。上記電気接続箱1の各構成要素は、実際的には、マザーボード(不図示)に搭載又は接続されている。
電気接続箱1は更に、後述の電源供給に関する設定機能、ECUデータバックアップ機能、電流制御機能も有する。ECUデータバックアップ機能は、本発明の特徴となる部分であり、図3で詳細に説明する。
また、ECU2a〜2dは、周知のように、車載されるエアコンやパワーウインドウ等の各種出力装置を制御するものである。例えば、ECU2aはエアコン、ECU2bはパワーウインドウを制御するものである。電気接続箱1に挿着されるECUは、車種や車格に依存して異なる。このため、ECU2a〜2dは、上記コネクタ部14a〜14dに適宜、着脱自在になっている。いうまでもなく、コネクタ部14a〜14dには、いずれのECUも挿着されない空きがあってもよい。
ECU2a〜2dはそれぞれ、関連する各種出力装置を制御するためのデータを記憶している。このデータは、システム導入時に自動又は手動にて設定され、ECU2a〜2dのRAMに記憶される。但し、これらデータは、通常、電源供給が停止されると消失する。
そして、複数のモジュール3a〜3eにはそれぞれ、一端が上記コネクタ部15a〜15eに接続され、他端がモータやランプ等の負荷回路に接続されている。コネクタ部15a〜15eに接続される側には、コネクタ部15a〜15eと同様、電源線と、共通信号線と、共通グランド線と、が同配列に形成され、コネクタ部15a〜15eに脱着可能な形状になっている。したがって、図中、3に示すようなコネクタ部15a、15b、15c、15d、15eとモジュール3a、3b、3c、3d、3eとの接続関係を、例えば、図中、3′に示すようなコネクタ部15a、15b、15c、15d、15eとモジュール3b、3a、3c、3e、3dとの接続関係のように、任意に変更することが可能となる。いうまでもなく、コネクタ部15a〜15eには、いずれのモジュールも接続されない空きがあってもよい。
なお、ここでは、説明のために、コネクタ部15a〜15e、IPS13a〜13eをそれぞれ出力系統(1)〜(5)とよぶこともある。また、電気接続箱1、ECU2a〜2d、モジュール3a〜3eは、双方向通信機能を有している。このような構成において、以下に、各種の処理手順について説明する。
上記図1に図2を加えて、さらに説明する。図2は、CPUが行う処理手順を示すフローチャートである。ここでは、複数のモジュール3a〜3eが、最初は、図1中3に示すように電気接続箱1に接続されるものとする。
図2に示すステップS101においてバッテリ投入を検知すると、ステップS102において初期化を行う。次に、ステップS103において、出力系統を(1)として、ステップS104〜ステップS108の処理に進む。
ステップS104においては、出力系統(N)をONとして電源供給モード要求を送信する。例えば、出力系統(1)がONとされるとモジュール3aに対して、電源供給モード要求が送信される。次に、ステップS105においては、電源供給モード要求を送信したモジュールからの応答信号が待機されており(ステップS105のN)、応答信号あると(ステップS105のY)ステップS106に進んで出力系統(N)の制御モードを設定する。応答信号には、電流制限(最大電流、フィルタ値)、電源供給モード(常時/イベント時)、供給制限(連続通電時間)、部品番号に関するデータが、含まれる。
このようなデータにより、例えば、出力系統(N)に接続されるモジュールを特定することができる。また、出力系統(N)に対する電流制限、電源供給モード、供給制限を設定することができる。すなわち、出力系統(N)に対する制御モードの設定をすることができる。
なお、電流制限、電源供給モード、供給制限、部品番号を関連づけて電気接続箱側に登録しておけば、出力系統(N)に対する部品番号、すなわち、モジュールさえ電気接続箱側で検知すれば、モジュール側からの電流制限、電源供給モード、供給制限の送信は不要となる。上記電源供給モード要求は請求項中の要求信号に対応し、制御モードの設定は請求項中の電源供給に関する設定に対応する。
次に、ステップS107において、設定が完了した出力系統(N)をOFFとし、ステップS108において、次の出力系統(N)にカウントアップされる。そして、ステップS109において、全系統(1)〜(5)に対する制御モードの設定が完了するまで、上記ステップS104〜ステップS108の処理が繰り返される(ステップS109のN)。例えば、図1の3に示すように、出力系統(1)〜(5)に対してそれぞれ、モジュール3a〜3eに関する制御モードの設定が行われる。勿論、図1の3′に示すように、出力系統(1)〜(5)と各モジュールとの接続関係が変更された場合にも同様の処理により、モジュール3a〜3eに関する制御モードの設定が行われる。
このようにして、全系統(1)〜(5)に対する制御モードの設定が完了すると(ステップS109のY)、ステップS110において、設定された制御モードにしたがって、各モジュール3a〜3eに対する電源供給制御が実行される。
なお、ステップS103〜ステップS109は設定手段を構成する。
このように、電源線と共通信号線と共通グランド線とが同配列に形成された同形状の複数のコネクタ部15a〜15eを有するので、所定の負荷回路に係るモジュール3a〜3eを任意の位置に接続することが可能になる。そのうえに、接続されたモジュールに対しては電源供給に関する設定が自動的に行われる。したがって、車両の仕様変更等に容易に対応可能になる。
上記図1に図3を加えて、さらに説明する。図3は、CPUが行う他の処理手順を示すフローチャートである。
図3に示すステップS201においては、ECU側へのデータ送信状態を常時監視しており、この監視結果に基づき、ステップS202において、電源供給中であるか否かを判定する。ステップS202において、電源供給中であると判定された場合には(ステップS202のY)ステップS203〜ステップS207の処理に進み、電源供給中でないと判定された場合には(ステップS202のN)ステップS209〜ステップS213の処理に進む。
ステップS203においては、上記監視結果に基づき、接続される全てのECU2a〜2dの電源供給停止が可能であると判定される場合に(ステップS203のY)ステップS204に進んで、供給停止予告を各ECU2a〜2dに向けて送信し、さもなければ(ステップS203のN)ステップS201の監視処理に戻る。
ステップS204においては、各ECU2a〜2dに向けて供給停止予告を示す信号を送信し、ステップS205において、各ECU2a〜2dからの停止了解を示す応答を待機し(ステップS205のN)、停止了解を示す応答のあったECUに対して(ステップS205のY)、ステップS206においてデータのバックアップ処理を行う。
このようにして、全ECU2a〜2dに対する確認が行われ(ステップS207のN)、全ECU2a〜2dのデータのバックアップを確認完了すると(ステップS207のY)、ステップS208に進んで、全ECU2a〜2dへの電源供給を停止する。
一方、ステップS209においては、電源供給要件の発生が待機されており(ステップS209のN)、電源供給要件が発生したと判定される場合には(ステップS209のY)ステップS210に進んで、電源供給を再開する。電源供給要件は、例えば、一旦、電源供給が停止されたECU2a〜2dが、コネクタ部14a〜14dに再挿着された場合等である。
次に、ステップS211において、各ECU2a〜2dからの電源供給の確認を示す応答を待機し(ステップS211のN)、応答のあったECUに対して(ステップS211のY)、ステップS212においてバックアップしたデータのリロード処理を行う。このようにして、全ECU2a〜2dに対するリロード確認が行われ(ステップS213のN)、全ECU2a〜2dのデータのリロード確認を完了すると(ステップS213のY)、ステップS201の監視処理に戻る。
なお、ステップS201〜ステップS207は請求項のバックアップ手段を構成する。
このように、複数のECU2a〜2dのうちで、挿着されたECUに記憶されるデータが電気接続箱1にバックアップされるので、電源供給停止時にも挿着されたECUの設定内容を保護することができる。このため、ECU側にバックアップ用の高価な不揮発性メモリを新設する必要がない。また、データをバックアップできるので、ECUへの無駄な電源供給も抑制できる。
また、挿着されたECUとの通信状態を監視し、ECUへの電源供給が停止可能になったと判断される場合にまずデータをバックアップし、その後に電源供給を停止するようにしているので、確実にデータをバックアップすることができる。
また、電源供給を停止したECUへの電源供給要件が発生したと判断される場合には、バックアップしたデータを該当ECUにリロードするようにしているので、システムも再構築も容易になる。
なお、上記ECUに対するデータバックアップは、モジュール3a〜3eに対しても同様に実現可能である。
上記図1に図4、図5を加えて、さらに説明する。図4は、CPUが行うさらに他の処理手順を示すフローチャートである。図5は、電流制御例を示すタイムチャートである。
図4に示すステップS301においては、出力系統(N)のコネクタ部に接続されたモジュールに対して所定の電源供給が行われている。なお、出力系統(N)にモジュール3a〜3eのいずれが接続されているかは既に検知されているものとする。
次に、ステップS302及びステップS303において、出力系統(N)のコネクタ部に接続されるモジュールからの負荷駆動信号が受信された場合(ステップS302のY且つステップS303のY)ステップS304に進み、いずれの信号も受信されない場合(ステップS302のN)又は信号は受信されたが負荷駆動信号でない場合(ステップS303のN)ステップS306に進む。負荷駆動信号とは、図5(A)及び図5(B)に示すように、例えば、負荷回路としてのモータの駆動が開始されたことを示すパルス信号である。
負荷駆動信号が受信された場合には、ステップS304において、図5(A)及び図5(B)に示すようなフィルタ時間Ftを設定する。このフィルタ時間Ft内の電流は、予め定められた過電流検知レベルを上回ることもあるが、これはモータ等の負荷回路の起動にともなう過電流であるので、この過電流はカットせずに必要な電源供給を行う。
次に、ステップS305において、電流変動予測値を設定してステップS306に進む。電流変動予測値は、予めモジュール3a〜3eに接続される負荷回路はわかっているので、これに基づいて算出される負荷回路が正常に稼働している状態における予測値である。なお、負荷駆動信号が受信されない場合においても、予め算出されている負荷回路が非稼働状態における予測値を設定してステップS306に進む。なお、予測値は、上限及び下限が設けられた予測範囲であるとしてもよい。
次に、ステップS306においては出力系統(N)の電流を検出し、ステップS307においては検出した電流の所定時間における変動量である電流変動量を算出する。
次に、ステップS308においては、上記算出した電流変動量が、上記設定されている電流変動予測値以上か否かを判定する。ここで、電流変動量が電流変動予測値以上であると判定されれば(ステップS308のY)ステップS312に進み、さもなければ(ステップS308のN)ステップS309に進む。ここで、電流変動量が電流変動予測値以上(上限値以上)と判定された場合には、緊急事態であるので直ちにステップS312に進んで出力系統(N)をOFFとして電源供給を停止して、ステップS313に進んでその旨を示すウォーニングを出力する。ウォーニングは、電気接続箱1に接続された図示しないブザー鳴動やLED発光等により行われる。
一方、ステップS308において電流変動量が電流変動予測値以上ではないと判定されれば(ステップS308のN)、ステップS309において上記フィルタ時間Ftが経過後(ステップS309のY)に、ステップS310において電流変動量が無し(下限値以下)又はゼロであるかを判定する。ここで、電流変動量が無し(下限値以下)またゼロであると判定された場合には(ステップS310のY)、図5(B)に示すように、負荷異常又は接続異常(開放)であるので、ステップS314に進んでその旨を示すウォーニングを出力する。ここでのウォーニングは、ステップS313とは異種のブザー鳴動やLED発光等により行うことが好ましい。
また、ステップS311において、図5(A)に示すように、過電流が検知された場合にも(ステップS310のN且つステップS311のY)、緊急事態であるのでステップS312に進んで出力系統(N)をOFFとして電源供給を停止して、ステップS313に進んでその旨を示すウォーニングを出力する。ステップS311において、過電流が検知されない場合には(ステップS310のN且つステップS311のN)、正常状態であるので、ステップS302に戻って上記処理を繰り返す。そして、このような処理が、全出力系統(1)〜(5)に対して行われる。
なお、ステップS301〜ステップS312は電流制御手段を構成し、ステップS312、ステップS313、ステップS314は異常処理手段を構成する。
このように、複数のコネクタ部15a〜15eに接続されたモジュール3a〜3eの電流の実際値に基づいて各モジュールに供給する電流が制御されるので、接続されたモジュールに対して効率的に電源供給を行うことができる。
特に、複数のコネクタ部15a〜15eに接続されたモジュール3a〜3eの電流に関する予測値と実際値とに基づいて電流異常を検出し、異常時には所定の異常処理が行われる。したがって、ヒューズ設定等が容易になる。
また、電流変動なし又は電流ゼロのときにはウォーニングが出力され、過電流のときにはウォーニングが出力されると共に、該当モジュールへの電源供給が停止されるので、未然に事故を防ぐことができる。
以上説明したように、本発明によれば、挿着されたECUにメモリバックアップ機能がなくても、電源供給停止時にも設定内容を保護することができる電気接続箱を提供することができる。
本発明の各実施形態に共通するハードウエア構成を示すブロック図である。 図1中のCPUが行う処理手順を示すフローチャートである。 図1中のCPUが行う他の処理手順を示すフローチャートである。 図1中のCPUが行うさらに他の処理手順を示すフローチャートである。 電流制御例を示すタイムチャートである。
符号の説明
1 電気接続箱
2a〜2d ECU
11 CPU(バックアップ手段)

Claims (3)

  1. 各種出力装置の制御を行う複数のECUが着脱可能であると共に挿着されたECUに対する電源供給と、挿着されたECUとの通信とが可能な電気接続箱であって、
    前記挿着されたECUとの通信状態を常時監視し、該監視の結果全ての前記挿着されたECUへの電源供給が停止可能になったと判断される場合に、ま前記挿着されたECUに向けて電源供給の停止を予告する供給停止予告を示す信号を送信し、前記供給停止予告に対する停止了解の応答のあった前記挿着されたECUから順に当該ECUに記憶されているデータをバックアップし、全ての前記挿着されたECUについての前記データのバックアップが完了した後に全ての前記挿着されたECUの電源供給を停止するバックアップ手段
    を具備することを特徴とする電気接続箱。
  2. 請求項1記載の電気接続箱において、
    前記バックアップ手段は、電源供給を停止した前記挿着されたECUへの電源供給要件が発生したと判断される場合には、バックアップしたデータを該当ECUにリロードする
    ことを特徴とする電気接続箱。
  3. 請求項1又は2記載の電気接続箱において、
    前記バックアップ手段は、バックアップ電源で駆動されて前記バックアップしたデータを記憶するバックアップメモリを含む
    ことを特徴とする電気接続箱。
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