Automotive control device

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、自動車用制御装置に関し、特に、中央制御部と各制御部をデータ伝送線で有機的に結合させ、自動車の信頼性及び機能を向上させることに関するものである。

［従来の技術］ 従来の自動車の電子制御装置は、例えば、エンジン、
変速機、ブレーキ、サスペンションなどが個別に制御されており、それぞれの制御装置が、それぞれの制御に必要なセンサを持ち、アクチュエータを駆動していた。 これに対し、それらの電子制御装置間でデータ通信を行い、データを共用しようという考え方が、例えば、SAE
paper（エスエーイー・ペーパー）860390号、In−Vehic
le Networking−Serial Cnmunication Requiremets and
Directions,IEEE Spectrum June,1986 p53Coming fro
m Detroit;Networks on Wheels（イン・ビークル・ネットワークーシリアル・コミュニケーション・リクワイアメンツ・アンド・デイレクションズ、アイイーイーイー・スペクトラム,1986年６月、53頁，カイング・クロム・デトロイト；ネットワーク・オン・ウイールス）などに記載されている。

第２図は従来の自動車用制御装置の構成例を示す。 図において、（１）は運転者が操作するスイッチ類、
（２）は自動車の走行状態を表示するインスツルメントパネル、（３）はエンジン制御部で、（13）はそのセンサ類、（４）は変速機制御部で、（14）はそのセンサ類、（５）はサスペンション制御部で、（15）はそのセンサ類、（６）はブレーキ制御部で、（16）はそのセンサ類、（７）はトラクション制御部で、（17）はそのセンサ類である。 （８）は空気調和制御部、（９）はナビゲーション部、（10）はトリップコンピュータ、（18）
はランプ類、（19）はミラー・窓用モータ、（20）はオーヂィオ・ビジュアル機器、（21）はシートモータ、
（22）はワイパーモータ、（23）は診断部、（24）はアクチュエータ（28）を駆動する信号を送るリアルタイムバス、（25）は情報を送るインフォメーションバス、
（26）はスイッチやモーター類に信号を送るボデーコントロールバス、、（27）は前述の３つのバス（24,25,2
6）を結ぶゲートウエイ、（11）は前記各バス（24,25）
間の信号を変換する第１プロセッサ、（12）は前記各バス（25），（26）間の信号を変換するための第２プロセッサである。

従来の自動車用制御装置は前述したように構成されており、以下に、その動作について説明する。 まず、エンジン制御部（３）からトラクション制御部（７）までの各制御部は、それぞれのセンサ類（13）〜（17）から信号を受けてその値を使い、各制御部（３）〜（７）内で演算を行って、リアルタイムバス（24）を経由して、それぞれのアクチュエータ（28）を駆動する。 一方、各センサ（13）〜（17）の信号は、インフォメーションバス（25）にも送り出される。 前記空気調和制御部（８）からトリップコンピュータ（10）までの各部には、運転者が操作するスイッチ類（１）よりの信号が入り、それぞれのコンピュータはアクチュエータ（28）を駆動させると同時に、その時の状態信号を、インフォメーションバス（25）に送出する。 前記ランプ類（18）からワイパーモータ（22）までは、運転者が操作するスイッチ類（１）の信号によって直接駆動される。 前記インフォメーションバス（25）の信号は、インスツルメントパネル（２）に入力され、運転者にとって必要な情報が表示される。

また、インフォメーションバス（25）の信号は、診断部（23）にも入力され、各センサ類（13）〜（17）の故障などが診断される。 前記リアルタイムバス（24）とインフォメーションバス（25）との間は、第１プロセッサ（11）を介してゲートウエイ（27）で結ばれ、リアルタイムバス（24）中の信号を診断部（23）に入力することができる。 また、ボデーコントロールバス（26）とインフォメーションバス（25）との間も、第２プロセッサ（12）を介してゲートウエイ（27）で結ばれており、ボデーコントロールバス（26）中の信号も診断部（23）やインスツルメントパネル（２）に入力されるようになっている。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の自動車用制御装置は、以上のように構成されているので、各制御部は、それぞれ個別に制御を行い、単にアクチュエータなどを駆動する信号ラインや、運転者が操作するスイッチ類の信号を多重化したにすぎない。
また、センサ類については、故障診断を行ったり、インスツルメントパネルに情報を表示するために、信号をバスに送り出しているにすぎず、従来の個別装置を結ぶだけで何ら付加機能がないのにそれぞれの制御部に通信用のICを置くのは、コストパフォーマンスが悪く、さらに、アクチュエータなどを駆動するリアルタイムバスは、重要なバスで、このバスに不具合が生じると全システムが停止して自動車の運行が不能になるという重大な課題があた。

この発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、従来の個別の制御部が有機的に結合され、運転者の操作を効果的に実現できるように、総合的に動作する装置を提供することにより、コストパフォーマンスを高めると同時に、データ伝送線の不具合が発生した場合でも装置全体が停止することがないようにした自動車用制御装置を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 自動車の運転者の操作を検出する複数のセンサ類と前記自動車に設けられた複数のアクチュエータとが接続された少なくともエンジン、変速機、ステアリング、サスペンション、ブレーキ及び空気調和の各制御部と、前記各制御部のうちエンジン及び変速機に接続された動力系サブメインコントローラ及び前記ステアリング、サスペンション、ブレーキ及び空気調和の各制御部に接続された走行系サブメインコントローラと、前記各制御部と前記動力系サブメインコントローラ及び走行系サブメインコントローラとを接続するための高速のデータ線と、前記動力系サブメインコントローラ及び走行系サブメインコントローラにデータ伝送線を介して接続された中央制御部と、前記中央制御部に接続され前記自動車の周囲状況を検出する第１センサ類及び前記自動車の操作状況を検出すると共に前記各メインコントローラに接続された第２センサ類とを備え、前記エンジン、変速機、ステアリング、サスペンション、ブレーキ及び空気調和の各制御部は通常は独立して動作し、前記中央制御部からの指令があった場合には、前記エンジン、変速機、ステアリング、サスペンション、ブレーキ及び空気調和の各制御部は前記指令を優先するようにした構成である。

［作用］ この発明における自動車用制御装置においては、少なくとも運転者の操作を検出するセンサの信号を中央制御部に入力して、運転者の操作状態を判断し、動力系コントローラ及び走行系コントローラに総合的に指示を行う。 各コントローラは、従来の個別制御部すなわちそれぞれのサブシステムである各制御部に対して指示を行う。 この場合、制御部に設けられたアクチュエータは、
各コントローラを介して各制御部と連携しながら動作しており、中央制御から指示があった場合にはそれを優先して動作する。 また、各制御部にはアクチュエータとセンサが設けられているため、データ伝送線に不具合が生じても自動車の走行は確保できる。 さらに、診断に関するデータやインスツルメントパネルに表示するデータは全て中央制御部に集められる。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例による自動車用制御装置を図について説明する。 第１図において、（30）は、中央制御部、（31）は自動車の周囲の状況を検出する第１センサ類で、例えば、車間距離センサ、後方及び側方障害センサ、路面状態センサなどである。 （32）はインスツルメントパネルと診断情報などを表示する表示部、（3
3）は運転者の操作を検出する第２センサ類で、例えば、アクセルセンサ、ブレーキセンサ、ステアリングセンサなどを含んでおり、さらに居眠りセンサなどを加えても良い。 前記アクセルセンサ、ブレーキセンサ、ステアリングセンサなどの第２センサ類（33）の信号は、動力系コントローラである動力系サブメインコントローラ（35）及び走行系コントローラである走行系サブメインコントローラ（36）にも直接入力されている。 （34）
は、前記中央制御部（30）と各サブメインコントローラ（35），（36）及びサブシステムである空気調和制御部（８）、ナビゲーション部（９）、オーディオビジュアル機器（20）等との間でデータ交換を行ったり、中央制御部（30）からの指示を伝送するためのデータ伝送線である。 （37）は、ステアリング制御部、（28a）〜（28
f）は各制御部（３），（４），（37），（５），
（６），（８）に直接設けられたアクチュエータ類、
（13），（14），（40），（15），（16）及び（44）は各制御部（３），（４），（37），（５），（６）及び（８）のセンサ類である。 （45）は動力系サブメインコントローラ（35）と各制御部（３），（４）との間のデータ伝送線、（46）は走行系サブメインコントローラ（36）と各制御部（37），（５），（６），（８）との間のデータ伝送線である。

なお、第２図に示した制御装置と同一の記号は相当部分を示し、その説明は省略している。

この発明による自動車用制御装置は、前述したように構成されており、以下に、その動作について説明する。
運転者の操作を検出する第２センサ類（33）と、スイッチ類（１）の信号は、中央制御部（30）に入力されるとともに、動力系コントローラである動力系サブメインコントローラ（35）と走行系コントローラである走行系サブメインコントローラ（36）にも入力される。 前記動力系サブメインコントローラ（35）は、エンジン制御部（３）と変速機制御部（４）とを結んで総合的に動力系を制御するコントローラで、それぞれの制御部（３），
（４）とは、高速の伝送線（45）でデータを交換している。 前記エンジン制御部（３）と変速機制御部（４）はそれぞれセンサ類（13），（14）からの信号を受け、アクチュエータ（28a），（28b）を駆動している。 したがって、動力系は、動力系サブメインコントローラ（35）
を中心に一体となって制御されており、中央制御部（3
0）からの情報がなくても、独立して制御することができるものである。 例えば、変速機制御部（４）が変速開始の信号を動力系サブメインコントローラ（35）に送ると、この動力系サブメインコントローラ（35）はエンジン制御部（３）に対して、適当なエンジン出力を指令する。

次に、走行系サブメインコントローラ（36）は、ステアリング制御部（37）とサスペンション制御部（５）とブレーキ制御部（６）との間を高速のデータ伝送線（4
6）で結びデータを交換すると同時に、走行系を総合的に制御している。 例えばブレーキが作動すると、その信号を得て、走行系サブメインコントローラ（36）は、サスペンション制御部（５）へ図示しない前輪のバネを堅くするように指令して過度のダイビングを防止する。 また、例えば、直進中横風で車が流されると、ヨーレートセンサが検知し、走行系サブメインコントローラ（36）
は、図示しない前後のステアリングを若干作動させ、横風による走行の不安定性を解消する。 このようにそれぞれのサブシステムである制御部（３），（４），（3
7），（５），（６），（８）は独立にそれぞれのシステムである動力系と走行系を作動させることができる能力をもっているが、各サブメインコントローラ（35），
（36）によって統合され、さらに高い機能を得ることができると共に、前記中央制御部（30）は、さらにこれらを総合的に制御する機能をもっている。 例えば、定速走行制御では、車間距離センサ（図示せず）の信号を取り込むとともに、先行車がある場合にはそれを追尾し、安全な車間距離を保って走行するようにその情報と車速などを動力系サブメインコトローラ（35）に与える。 この先行車がない場合には、定められた一定速度で走行するよう指令する。 また後退時には、障害物センサ（図示せず）が作動し、障害物がある場合には運転者がアクセルを踏んでいても、中央制御部（30）は、走行系サブメインコントローラ（36）に、ブレーキの作動を指令し、動力系サブメインコントローラ（35）にはエンジン出力の低下を指令する。 その他、例えば、トラクションコントロールを行う時には、図示しない対地速センサや車輪速センサの情報から車輪がスリップしていることを検知し、エンジンの出力を低下させると同時に瞬時ブレーキを作動させるよう、それぞれのサブメインコントローラ（35），（36）に指令する。

前記中央制御部（30）には前述の全ての情報が集まるので、表示装置にインスッルメントパネルの情報や診断の情報、ナビゲーションの情報などを表示できる。 また、空調装置及びオーディオビジュアル機器（20）の操作もこの中央制御部（30）を通して行うこともできる。

なお、前述の実施例では、データ伝送線に、８個のサブシステムである制御部等を接続しているが、これは、
８個に限定されるものではなく、自由に増減することができる。 また、運転者の操作を検出するセンサ信号は、
アクセルセンサ、ブレーキセンサ、ステアリングセンサなどの信号を直接サブシステムに入力しているが、これもそのシステムに応じて、増減が可能である。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、中央制御部と各サブメインコントローラ及び若干のサブシステムである制御部との間にデータ伝送線を設け、データを交換するようにし、運転者の操作を検知するセンサ信号と周囲の状況を検出するセンサ信号とを中央制御部に入力し、各サブメインコントローラで統合された制御部は通常は独立して動作しているが、中央制御部から指令があった場合には、それを優先するようにしたので、従来より大幅な機能の向上が計れる。 また、コストパフォーマンスが良いと同時に、もし、データ伝送線に不具合が生じた場合でも、装置全体は停止することなく従来の機能を発揮するため、自動車の走行機能を確保することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による自動車用制御装置を示すブロック図、第２図は従来の自動車用制御装置の一例を示すブロック図である。 （34），（45），（46）はデータ伝送線、（35）は動力系サブメインコントローラ（動力系コントローラ）、
（36）は走行系サブメインコントローラ（走行系コントローラ）である。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−211845（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−182345（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−109094（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−103636（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−56908（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−24602（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭64−31403（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−74949（ＪＰ，Ｕ)