车载网络系统及电子控制装置的制作方法

1.本发明涉及电子控制装置以及配备电子控制装置的网络架构(网络系统)。其中，尤其涉及车载用电子控制装置和车载网络系统。

背景技术：

2.近年来，有减少交通事故量、减轻损失、向交通弱势体提供移动工具等社会课题，在推进用于实现车辆的自动驾驶的技术开发。自动驾驶级别所需的功能例由sae(society of automotive engineers)定义。该sae中，所发生的事故的责任在自动驾驶级别2以下的车辆中定义为驾驶员，在级别3以上的车辆中定义为系统。所谓级别3，是有条件的自动驾驶，平时由系统进行驾驶控制、周围监视，仅在紧急时由驾驶员进行行驶。在该级别下，驾驶员并未始终握住方向盘，所以无法立即将车辆的控制移交给驾驶员。因此，在系统检测到故障而将车辆的控制移交给驾驶员之前的时间内，需要由系统侧安全地进行行驶。也就是说，须构建冗余的系统，即，在故障时也不完全停止系统，而是转移至对功能进行限定等的简并系统来进行行驶。
3.在级别2的自动驾驶中，驾驶控制的主体为驾驶员，系统的目的是驾驶辅助，为单重系统。图13中以制动器为例来展示级别2以下的单重系统构成的示意图。执行器(制动器)10根据来自电子控制装置11的信号来执行制动。该电子控制装置11由从车辆中搭载的电源储存部12经由电源线路15馈送的电力加以驱动，根据来自传感器13(前方监视雷达等)的信息对周边进行监视，当判断为危险时，对执行器(制动器)10发送停车信号。即便该系统的一部分发生故障而无法正常动作，负责驾驶控制的还是驾驶员，驾驶员会踩踏制动器而停车，所以在系统上是没有问题的。另一方面，在级别3以上的自动驾驶中，驾驶控制的主体转移至系统，所以成为没有驾驶员的状态。在该状况下，即便系统的一部分发生故障，也要求系统安全地停车，系统的冗余化成为必需。图14展示以制动器为例的级别3以上的双重系统构成的示意图。包含电源储存部12-a、12-b、电源线路15-a、15-b而以并行化的方式将单重系统双重化。通过设为该构成，即便一个系统发生故障，也能依靠另一个系统来停车。在自动驾驶领域内，同时发生的故障只要考虑一处即可。但电源储存部及电源馈送部即便只是一处故障，也会对整个系统造成影响，所以，尤其是独立的双系统的冗余化是必需的。
4.此外，在级别3以上，系统成为驾驶控制的主体，所以须大范围、高精度地进行周围监视。因此，在作为传感器13的一种的摄像机传感器中，将像素数从2m像素提高到8m像素而谋求高分辨率化，变更为更清晰的画质来提高检测精度。如此，行驶所需的数据量骤增，使得车内网络的架构构成发生变化。图15展示级别3以上所运用的使用了骨干的区域架构(zone architecture)。所谓区域架构，表示设置按车辆的每一区域配置的电子控制装置11、各传感器13连接于各区域的电子控制装置11的结构。这各区域的电子控制装置11之间是以10gbps级的高速数据线路14即骨干网络加以连接来进行传输的构成，在本架构中，须构建高可靠性的系统。现有技术文献
专利文献
5.专利文献1：国际公开wo2017/222077

技术实现要素：

发明要解决的问题
6.近年来，随着车辆网络的架构变化，车载网络系统的冗余化成为了课题。图16展示专利文献1中记载的菊花链下的车载骨干网络构成。在本专利文献1中，车辆内搭载有2个独立的电源储存部12-a、12-b，经由电源切换开关27以电源线路15连接在一起。将该电源线路15作为菊花链的骨干网络来连接电子控制装置11。电子控制装置11之间使数据重叠在电源线路15上来进行通信。平时，仅从电源储存部12-a馈送电源，而当发生电缆断线造成的故障时，将电源切换开关27设为导通，从电源储存部12-b也进行供电而实现了系统的冗余化。本构成是在电源线路15-a、15-b上重叠信号的构成，该电源线路15-a、15-b未作阻抗设计，难以进行10gbps级的数据通信。因此，无法传输摄像机数据，难以运用于级别3以上的系统。此外，作为电缆故障时的数据通信，设想有无线通信，但依靠通信可靠性比有线低的无线来发送车辆控制等的重要数据会造成非常危险的状况。
7.在级别3以上的系统所需的电源的冗余化中，至少须将主电源网络、冗余电源网络以及数据线路网络这3个网络以有线电缆设置在整个车辆中。因此，线路条数增加，从而导致线束重量增加。
8.针对上述问题，本发明的目的在于提供一种能够借助更简单的结构将电源冗余化的电子控制装置和利用它的车载网络系统。这样的结构中包含高效的线路利用。此外，高效的线路利用包含以下内容：通过相对于不进行冗余化的情况而言更少的线路条数的追加来实现冗余化。解决问题的技术手段
9.为达成前文所述的目的，在本发明中，使冗余电源重叠在电子控制装置间的数据线路上。在任意电子控制装置中，以冗余在数据线路上的冗余电源的形式接受从电源装置经由其他电子控制装置馈送的电力。或者，在任意电子控制装置中，将从电源装置馈送的电力冗余到数据线路上而发送至其他电子控制装置。换句话说，在本发明中，接受从直接连接的电源装置和间接连接的电源装置两者馈送或输送的电力。
10.作为本发明的代表性的形态，包括一种车载网络系统，其具有对控制对象输出控制信号的多个电子控制装置，该车载网络系统具备：多个电源装置，它们对所述多个电子控制装置中的任一者供给电力；以及第1电子控制装置，其包含在所述多个电子控制装置中，具有第1电源连接部和第1数据线路连接部，所述第1电源连接部经由第1电源线路与所述多个电源装置中包含的第1电源装置连接，接受来自该第1电源装置的电力，所述第1数据线路连接部经由收发数据的第1数据线路与所述多个电子控制装置中包含的第2电子控制装置连接，所述第2电子控制装置具有第2电源连接部和第2数据线路连接部，所述第2电源连接部经由第2电源线路与所述多个电源装置中包含的第2电源装置连接，从所述第2电源装置接受电力，所述第2数据线路连接部将从所述第2电源装置馈送的电力重叠在所述数据上而经由所述第1数据线路输送至所述第1电子控制装置。
11.进而，作为本发明的另一形态，包括一种电子控制装置，其对控制对象输出控制信
号，该电子控制装置具备：电源连接部，其经由电源线路与多个电源装置中包含的第1电源装置连接；以及数据线路连接部，其经由收发数据的数据线路与接受来自第2电源装置的电力的第2电子控制装置连接，所述数据线路连接部将从所述第1电源装置馈送的电力重叠在所述数据上而输送至所述第2电子控制装置。此外，作为其他电子控制装置，本发明还包括一种电子控制装置，其对控制对象输出控制信号，该电子控制装置具备：电源连接部，其经由电源线路与多个电源装置中包含的第1电源装置连接；以及数据线路连接部，其经由收发数据的数据线路与第2电子控制装置连接，所述数据线路连接部经由所述数据线路从第2电子控制装置接受重叠有所述数据的、来自所述第2电子控制装置所连接的第2电源装置的电力。
12.进而，本发明的一形态还是一种车载网络系统，其处理针对控制对象的控制信号，该车载网络系统具备：多个电源装置；多个电子控制装置；电源线路，其连接所述多个电子控制装置中的任一者与所述多个电源装置中的任一者；以及数据线路，其连接所述多个电子控制装置间，在该电子控制装置间所收发的数据上重叠从所述多个电源装置中的任一者馈送的电力来进行收发，所述多个电子控制装置各自具有接受来自所述电源线路或所述数据线路的电力的受电部，所述多个电子控制装置的总数与分别连接于所述多个电子控制装置的电源线路数的总数的关系满足所述电子控制装置的数量
×
2＞所述电源线路数的总数≥所述多个电子控制装置的总数，在所述多个电子控制装置各自中将驱动电源冗余化。
13.再者，本发明还包括使用了上述电子控制装置和车载网络系统的方法。进而，电子控制装置和车载网络系统中使用的软件、程序产品也包括在本发明中。发明的效果
14.根据本发明，可以提供一种借助简单的结构将电源冗余化的电子控制装置和使用它的车载网络系统。
附图说明
15.图1为表示与本发明的实施例相关的电子控制装置的连接构成的图。图2为本发明的实施例1的运用了单向电源重叠的电子控制装置的构成图。图3为本发明的实施例1的滤波装置的构成图。图4为本发明的实施例2的星型车载骨干网络系统的构成图。图5为本发明的实施例3的星型车载骨干网络系统(电源配置变更)的构成图。图6为本发明的实施例3的变形例中的星型车载骨干网络系统的构成图。图7为本发明的实施例4的环型车载骨干网络系统(数据冗余)的构成图。图8为本发明的实施例5的环型车载骨干网络系统(交错配置)的构成图。图9为本发明的实施例6的运用了双向电源重叠的电子控制装置的构成图。图10为本发明的实施例6的使用电子控制装置的车载骨干网络系统(前后方向)的构成图。图11为本发明的实施例6的使用电子控制装置的车载骨干网络系统(左右方向)的构成图。图12为用于说明本发明的实施例6中的电源切换的图。图13为本发明视为对象的驾驶辅助系统的单重系统构成图。
图14为本发明视为对象的自动驾驶所需要的双重系统构成图。图15为本发明视为对象的区域架构构成图。图16为本发明视为对象的菊花链下的车载网络连接构成图。图17为表示本发明的实施例中的数据线路及电源线路的电压波形的图。图18为本发明的实施例5中的区域电子控制装置的构成图。
具体实施方式
16.下面，使用附图，对本发明的各实施例进行说明。
17.首先，使用图1，对本发明的各实施例中的电子控制装置的连接的思路进行说明。图1为与各实施例相关的运用了成为基础的电源重叠的电子控制装置11-a与电子控制装置11-b的连接构成图。本例中，从电子控制装置11-a向电子控制装置11-b输送冗余电源(电力)。再者，电子控制装置11-a将从电源网络a馈送的主电源a用作冗余电源a。此外，电子控制装置11-b将从电源网络b馈送的主电源b用作主电源b。
18.此外，在本例中，平时是指进行来自电源网络a或电源网络b的供电的情况。
19.下面，对其详情进行说明。各自独立的电源储存部12-a、12-b对连接电源重叠数据线路16的电子控制装置11-a、11-b馈送主电源。平时，电子控制装置11-a利用从由电源储存部12-a及电源线路15-a构成的电源网络a馈送的主电源进行动作。此外，电子控制装置11-b利用从由电源储存部12-b及电源线路15-b构成的电源网络b馈送的主电源进行动作。此处，当电源网络b因故障等而导致供电停止时，电子控制装置11-b的功能停止。
20.因此，为了使电子控制装置11-b继续动作，使冗余电源从自电源网络a得到供电的电子控制装置11-a重叠到电源重叠数据线路16上来加以输送。由此，电子控制装置11-b避免功能停止而执行平常的动作。
21.接着，使用图17，对上述动作时的电压波形进行说明。图17的(a)展示作了电源重叠的电源重叠数据线路16的波形。该波形中，除了data(p)、data(n)的数据以外，2个数据的平均电压差成为电子控制装置11-b的驱动电压。图17的(b)展示电源线路15-a、15-b的波形例。本电源为主电源a，电源(+)和电源(-)中，平均电压差作为电子控制装置11的驱动电压。
22.如上所述，在本发明的各实施例中，将图17所示的电压波形的电力作为其他电子控制装置的主电源和冗余电源。
23.下面，对实施例1～6进行说明。再者，以下将来自电源网络的电源的供给表达为电力的供给。此外，将从电子控制装置向其他电子控制装置的电源的供给表达为电力的输送。进而，将接受电力的供给表达为电力的接受。实施例1
24.首先，对本发明的实施例1中的运用了单向电源重叠的网络系统进行说明。
25.图2展示本实施例的网络系统中的电子控制装置的构成。本系统的电子控制装置11间包含摄像机数据等的大容量数据通信，所以使用作了阻抗设计的同轴电缆或差动配对电缆等高频电缆。高频电缆基本而言在物理上为2条线路，在这2条线路上各自重叠电源(+)、电源(-)的电源。尤其是在车载中，为了削减电缆的条数，利用utp(unshielded twist pair)、stp(shielded twist pair)、spp(shielded parallel pair)等1对双线电缆来实施双向数据通信。另一方面，能以1对双线电缆来重叠的电源是单向的。因此，在本例中，只能
从具有送电功能的电子控制装置11-a向具有受电功能的电子控制装置11-b进行送电。
26.送电侧的电子控制装置11-a至少由收发数据的数据收发装置20-a、馈送电力的电源输送装置17-a、接受来自电源网络a的电力的电源接受装置18-a2、滤波装置19-a、cpu 30-a构成。主电源从电源网络a馈送至电源接受装置18-a2。此外，将电源在滤波装置19-a中与由数据收发装置20-a生成的收发数据合成电源输送装置17-a的电源。并且，滤波装置19-a经由电源重叠数据线路16对受电侧的电子控制装置11-b执行数据的发送以及冗余电源的输送。如此，滤波装置19-a作为与电源重叠数据线路16连接的数据线路连接装置发挥功能。
27.此外，cpu 30-a进行电子控制装置11-a中执行的控制用的运算。经由数据收发装置20-a来输入或输出实现这一目的的数据。进而，cpu 30-a使用由电源接受装置18-a2接受到的电力进行驱动。再有，数据收发装置20-a也可构成为cpu 30-a的一部分。
28.受电侧的电子控制装置11-b由数据收发装置20-b、电源接受装置18-a2、电源接受装置18-b2、滤波装置19-b以及电源选择开关21-b1、21-b2、cpu 30-b构成。并且，主电源从电源网络b加以馈送。
29.此外，滤波装置19-b将从电源重叠数据线路16输送来的数据与电力分离，数据发送至数据收发装置20-b，电源发送至电源接受装置18-b1。进而，在电源网络b的故障时，cpu 30-b控制电源选择开关21-b1、21-b2将动作电源从主电源切换至冗余电源来进行动作。
30.再者，在本实施例中，电子控制装置11-a与电子控制装置11-b的构成存在部分差异，但也可通用化。在该情况下，在电子控制装置11-a中设置电源接受装置18-a1、电源选择开关21-a1、21-a2。此外，在电子控制装置11-b中设置电源输送装置17-b。
31.进而，电子控制装置11-a、11-b分别与供给电力的电源网络a、b连接。此处，电源网络a由电源储存部12-a及电源线路15-a构成。此外，电源网络b由电源储存部12-b及电源线路15-b构成。此处，电源储存部12-a、12-b只要能以某种方式供给电力即可。例如，电源储存部12-a、12-b能以车载电池来实现。此外，电源储存部12-a、12-b也可由用于驱动车辆的所谓的二次电池或发电机来实现。发电机也包括交流发电机。再者，关于电源储存部12-a、12-b的实现方法，在后文叙述的各实施例中也与本实施例相同。
32.接着，图3展示滤波装置19的构成。数据与电源在频率分量上不一样，所以利用频率特性不同的滤波器来进行分离、合成。滤波装置19-a与滤波装置19-b可为同一构成。
33.下面，对滤波装置19的构成进行说明，但以下展示的符号的分支编号(-a等)从略。其原因在于，滤波装置19及其他构成要素中在送电侧、受电侧都是以同样的构成来实现。
34.在数据收发装置20与电源重叠数据线路16之间设置高通滤波器26。高通滤波器26由串联配置的电容器等实现。因此，高通滤波器26能够不让电力等低频带的信号通过、仅让高频带的数据通过。
35.进而，在电源输送装置17及电源接受装置18与电源重叠数据线路16之间设置低通滤波器25。低通滤波器25是通过将线圈和铁氧体磁珠串联配置来实现。因此，低通滤波器25能让电力等低频带的信号通过、不让高频带的数据通过。
36.通过使用以上构成的滤波装置19，在电子控制装置11-a中能将数据与电力合成。也就是说，滤波装置19-a将通过了低通滤波器25的电力与通过了高通滤波器26的数据合成而输出至电源重叠数据线路16。此外，滤波装置19-b将来自电源重叠数据线路16的重叠在一起的电力和数据分离为通过了低通滤波器25的电力和通过了高通滤波器26的数据。继
而，滤波装置19-b将分离后的电力输出至电源接受装置18-b1。此外，滤波装置19-b将分离后的数据输出至数据收发装置20-b。通过像本构成这样利用在数据上重叠有电源的电源重叠数据线路16来连接电子控制装置11间，能以较少的线路条数实现电源的冗余化。因此，能以简单的构成来构建高可靠性网络。
37.此外，各电子控制装置11上有时也会经由传感器数据线路28而连接监视周围的摄像机等传感器13，这在图1中有展示。在该传感器数据线路28上也可以重叠电源，由此来进一步削减线路条数。
38.此处，在本实施例中，电源线路的铺展条数是针对电子控制装置11-a、11-b而为电源线路15-a、电源线路15-b这2条。再者，所谓铺展条数，表示连接于各电子控制装置的电源线路的总数。此时，即便是来自相同电源储存部的电源线路，在连接于多个电子控制装置的情况下也表示所连接的电子控制装置的数量。
39.相对于此，以往的使用了冗余电源的系统的电源线路的铺展条数合计为4条。来自电源储存部12-a、12-b的2条电源线路分别连接至电子控制装置11-a、11-b。因此，供给电力的线路条数为2
×
2即4条。
40.综上所述，在以往的系统中，供给或输送电力的线路条数以电子控制装置的数量
×
冗余的多重化量表示。所谓多重化量，本实施例中电源为2个，所以为双重化。
41.相对于此，在图2的电子控制装置间的连接构成所示的网络系统中，可以像以下那样设置线路条数。2n＞n≥n此处，n为电源线路的总数，n为各电子控制装置的数量。再者，2n的2是与该多重化量相应的值。作为该多重化的一例，可列举电源储存部的数量。
42.如此，在本实施例中，可以相较于现有技术而言削减电源线路的条数的总数。实施例2
43.接着，作为本发明的实施例2，对运用了电源重叠数据线路的车载网络的区域架构构成进行说明。
44.图4展示本实施例中的星型车载骨干网络系统的构成图。
45.电子控制装置大致分为整合电子控制装置22和区域电子控制装置11-c这两种。整合电子控制装置22利用监视车辆周围的传感器13的信息来解析数据而决定车辆的行动和控制。区域电子控制装置11-c与数量有限的整合电子控制装置22的输入输出端口数连接。因此，进行多个传感器数据的汇集以及从can等的几mbps数据速率向骨干网络的gbps级的高速通信数据速率的速度转换。此外，一部分区域电子控制装置11-c兼任整合电子控制装置22的作用也无问题。进而，整合电子控制装置22具有与图2所示的电子控制装置11-a同样的构成。此外，区域电子控制装置11-c具有与图1所示的电子控制装置11-b同样的构成。该构成在后文叙述的其他实施例中也一样。
46.在本实施例所展示的网络系统中，区域电子控制装置11-c配置在图中的前方右、前方左、后方右、后方左这4个区域。此外，整合电子控制装置22配置在图中的中央。其原因在于，各区域电子控制装置11-c要配置在车载的传感器13附近来采集该传感器数据。并且，各区域电子控制装置11-c经由电源重叠数据线路16向整合电子控制装置22传输传感器数据。该电源重叠数据线路16和区域电子控制装置11-c及整合电子控制装置22的配置类似于
星形，所以将图2所示的网络系统记作星型网络构成。
47.此外，整合电子控制装置22须进行数据解析、行驶控制等大规模运算处理，所以较理想为使用高性能的lsi(large-scale integration)、soc(system on chip)等作为cpu 30-a。因此，整合电子控制装置22的耗电高。因此，电源储存部12-a、12-b将主电源、冗余电源均经由电源线路15-a、15-b馈送至整合电子控制装置22。
48.另一方面，区域电子控制装置11-c在功能和运算处理的规模上比整合电子控制装置22小，耗电低。因此，电源储存部12-a经由电源线路15-a对区域电子控制装置11-c馈送主电源。此外，整合电子控制装置22经由电源重叠数据线路16输送从电源储存部12-b馈送的电力作为冗余电源。
49.在本构成中，电源储存部12-b的电源线路15-b仅去往整合电子控制装置22，能够削减车辆整体的电源网络。因此，可以通过更少的线路条数追加来实现电源冗余，从而能在实现线束重量的轻量化的同时构建高可靠性的车载网络系统。
50.此处，与实施例1一样，确认针对各电子控制装置的电源线路的铺展条数(总数)。在本实施例中，各区域电子控制装置11-c上分别连接1条电源线路15-a。此处，在本实施例中，各区域电子控制装置11-c设置有4个，所以铺展条数为4条。此外，整合电子控制装置22上连接电源线路15-a及电源线路15-b这2条。因此，本实施例中的电源线路的铺展条数为6条。
51.相对于此，以往的使用了冗余电源的车载系统中的电源线路的铺展条数为5
×
2即10条。如此，本实施例中也满足2n＞n≥n的关系。实施例3
52.接着，作为实施例3，对根据区域电子控制装置的设置位置来改变主电源的电源储存部的设置位置的车载网络系统进行说明。实施例3为实施例2的变形例。实施例2中是针对各区域电子控制装置11-c的主电源的电源储存部12-a。本实施例3的针对各区域电子控制装置11-c、11-d的主电源分为电源储存部12-a及电源储存部12-b。再者，区域电子控制装置11-d是与区域电子控制装置11-d同样的构成，但根据其设置位置而变更了符号的分支编号。这在后文叙述的各实施例中也一样。
53.图5展示与本实施例相关的车载骨干网络系统的构成图。包括汽车在内的车辆通常为行进方向上的前后方向的长度比左右方向长的长方体。因此，若像实施例2那样仅靠1个电源储存部12-a来布设主电源，则前后方向的线路会很长。此外，若像实施例2那样仅靠1个电源储存部12-a来布设主电源，则还可能因为前方的碰撞而导致所有电源储存部12失效。因此，本实施例的电源储存部12在前方配置1台(12-a)、在后方配置1台(12-b)，以免因车辆前方的碰撞或者后方的碰撞而导致所有电源储存部12失效。
54.也就是说，如上所述，在本实施例中，配置于前方的电源储存部12-a作为前方的区域电子控制装置11-c的主电源进行供电。此外，配置于后方的电源储存部12-b作为后方的区域电子控制装置11-d的主电源进行供电。进而，整合电子控制装置22作为各区域电子控制装置11-c、11-d的冗余电源进行输电。更详细而言，整合电子控制装置22经由电源重叠数据线路16对区域电子控制装置11-c输送从电源储存部12-b馈送的电力。此外，整合电子控制装置22经由电源重叠数据线路16对区域电子控制装置11-d输送从电源储存部12-a馈送的电力。因此，在本实施例中，可以削减前后方向的电缆线路，从而能将线束的重量轻量化。
55.其中，作为本实施例的进一步的变形例，也可颠倒主电源与重叠电源的配置。也就是说，电源储存部12-a作为区域电子控制装置11-d的主电源进行供电。此外，电源储存部12-b作为区域电子控制装置11-c的主电源进行供电。进而，在该情况下，从整合电子控制装置22发送的冗余电源的供电来源的电源储存部12也颠倒。
56.在以上的图5所示的实施例3的构成中，电源线路的铺展条数(总数)与实施例2相同。也就是说，实施例3的电源线路的铺展条数为6条。此外，与实施例2一样，以往的使用了冗余电源的车载系统中的电源线路的铺展条数为10条。如此，实施例3中也满足2n＞n≥n的关系。
57.此处，使用图6，对实施例3的进一步的变形例进行说明。图6展示与本变形例相关的车载网络系统的构成图。电源线路15-a、15-b和电源重叠数据线路16需要与区域电子控制装置11-c、11-d相应的数量程度。也就是说，若区域电子控制装置11-c、11-d的个数增加，则各线路的条数增加。因此，在本变形例中，以集约方式分别在前方配置1个区域电子控制装置11-c、在后方配置1个区域电子控制装置11-c。在该情况下，与图5一样，也能形成主电源、冗余电源的构成，能够期待大幅减轻线束的重量。本变形例中的车载系统中的电源线路的铺展条数为4条。此外，以往的使用了冗余电源的车载系统中的电源线路的铺展条数为6条。如此，本变形例中也满足2n＞n≥n的关系。
58.如上所述，在包括变形例在内的实施例3中，根据各区域电子控制装置11-c和11-d的配置位置来改变供电的主电源，能够缩短电源线路15-a、15-b，线束重量能实现轻量化。
59.再者，实施例3中的区域电子控制装置11-c、11-d与实施例2中的区域电子控制装置11-c相同。实施例4
60.接着，作为实施例4，对环型车载网络系统进行说明。在本实施例中，数据也能实现冗余化。
61.图7展示与本实施例相关的车载骨干网络系统的构成图。车辆在一般道路和高速公路等上面以几km/h～100km/h以上的速度前进行驶。因此，前方监视需要从几m的近距离到200m以上的远距离的大范围的监视。另一方面，不存在以后退方式高速行驶的情况，所以后方监视可为相对近距离的监视。
62.因此，监视后方的传感器数比监视前方的传感器数少。因此，将后方的区域电子控制装置11-d的功能整合到整合电子控制装置22中。由此，可以省略实施例2、3的区域电子控制装置11-d的设置。在本构成中，电源储存部12-a、12-b两者对整合电子控制装置22供电。此外，配置于车辆前方的电源储存部12-a作为区域电子控制装置11-c的主电源进行供电。此外，整合电子控制装置经由电源重叠数据线路16输送从电源储存部12-b馈送的电力作为冗余电源。
63.进而，各区域电子控制装置11-c间以数据线路14连接。如此，通过将网络设为环状构成，从各区域电子控制装置11-c到整合电子控制装置22能够确保独立的2条数据通信路径。因此，即便某处的网络线路发生故障，也能将区域电子控制装置11-c的数据发送至整合电子控制装置22，使得数据通信也能实现冗余化。也就是说，能够实现电源和数据通信两者的冗余化，从而能构建更高可靠性的车载网络。
64.由于已确保电源的冗余化，所以区域电子控制装置11-c间的数据线路14不作电源
重叠也无问题。
65.再者，作为本实施例的变形例，也可设为将区域电子控制装置11-c的功能整合到整合电子控制装置22中而留下区域电子控制装置11-d的构成。进而，除了将区域分为前方、后方以外，也可分为右侧、左侧、上方、下方而将一个方位的区域电子控制装置整合到整合电子控制装置中。
66.此外，本实施例中的电源线路的铺展条数(总数)为4条。相对于此，以往的使用了冗余电源的车载系统中的电源线路的铺展条数为3
×
2即6条。如此，本实施例中也满足2n＞n≥n的关系。实施例5
67.接着，作为实施例5，对以交错配置馈送电子控制装置11的主电源的环型车载骨干网络系统进行说明。图8展示本实施例的构成图。在本实施例中，将车辆分割为前方右、前方左、后方右、后方左这4个区域来配置区域电子控制装置11-c'、11-d'。并且，将整合电子控制装置22的功能分割而分配给区域电子控制装置11-c'、11-d'。
68.此处，暂时使用图18对用作区域电子控制装置11-c'、11-d'的电子控制装置11-a'、11-b'进行说明。如图18所示，电子控制装置11-a'的结构与图2所示的电子控制装置11-a相比，进而具有电源接受装置18-a1、电源选择开关21-a1、21-a2。此外，电子控制装置11-b'的结构与电子控制装置11-b相比，进而具有电源输送装置17-b。也就是说，电子控制装置11-a'与电子控制装置11-b'分别具有同样的构成，根据作为主电源的电源储存部来改变符号的分支编号。再者，图18中是从电子控制装置11-a'向电子控制装置11-b'输送作为冗余电源的电力，但也存在像图8所示那样方向相反的情况。此外，图18中，cpu18-a、18-b的记载从略。
69.此处，返回至图8的说明。在图8的环型车载骨干网络系统中，将电子控制装置11-a'、11-b'分别用作区域电子控制装置11-c'、11-d'。再者，区域电子控制装置当中，将配置于前方右和后方左的区域电子控制装置设为区域电子控制装置11-c'，将配置于前方左和后方右的区域电子控制装置设为区域电子控制装置11-d'。此处，电源储存部12-a作为主电源对区域电子控制装置11-c'供电。此外，电源储存部12-b作为主电源对区域电子控制装置11-d'供电。如此，在本实施例中，以交错配置来配置主电源不一样的区域电子控制装置11-c'、11-d'，以电源重叠数据线路16来构成环型网络。
70.结果，骨干网络按区域电子控制装置11-c'
→
区域电子控制装置11-d'
→
区域电子控制装置11-c'
…
来依序排列主电源不一样的区域电子控制装置11-c'、11-d'。在本网络构成中，通过将冗余电源的输送方向统一为往右绕或往左绕，各区域电子控制装置11-c'、11-d'能够接受冗余电源。也就是说，区域电子控制装置11-c'对区域电子控制装置11-d'发送从电源储存部12-a馈送的电力作为冗余电源。此外，区域电子控制装置11-d'对区域电子控制装置11-c'发送从电源储存部12-b馈送的电力作为冗余电源。
71.由于本构成为环型网络构成，因此能以往右绕、往左绕这2条路径来发送数据，从而成为即便某处的电源重叠数据线路16发生故障也确保数据的冗余的可靠性高的车载网络。
72.此外，在本实施例中，利用电源储存部12-a对前方右和后方左的区域电子控制装置11-c'馈送电源、电源储存部12-b对前方左和后方右的区域电子控制装置11-d'馈送电源
的例子来进行了说明。但即便电源储存部12-a、12-b与区域电子控制装置11-c'、11-d'的组合不一样，也会发挥同样的功能。
73.此外，本实施例中的电源线路的铺展条数(总数)为4条。相对于此，以往的使用了冗余电源的车载系统中的电源线路的铺展条数为4
×
2即8条。如此，本实施例中也满足2n＞n≥n的关系。实施例6
74.接着，对实施例6进行说明。实施例6谋求所馈送或输送的电力的双向化。也就是说，使主电源、冗余电源的供电、输电方向双向化。通常而言，车载网络(图2)中是以1条双线电缆来双向实施数据通信。因此，基于电源重叠的电力的馈送或输送呈单向。但在实际的使用中，主电源与冗余电源中的哪一者发生故障是取决于状况，所以并不清楚。因此，在单向供电或送电下，须在多个区域电子控制装置组合而成的系统整体上确保冗余性，而这会变得复杂。因此，提供一种不论哪一电源网络发生故障都能互相帮助的构成。
75.图9展示与本实施例相关的电子控制装置11-a”、11-b”的构成。这些构成与图18所示的实施例5中的区域电子控制装置部分相通，为实现电源的双向化，在以下方面存在差异。电子控制装置11-a”、11-b”还分别具有驱动控制装置23-a、23-b。其他部分与电子控制装置11-a'、11-b'相同。电子控制装置11-a”、11-b”具有相同构成。再者，图9中也省略cpu 18-a、18-b的记载。
76.此处，为实现电源的冗余化，主电源和冗余电源须从不同电源储存部12进行馈送。因此，在以电源储存部12-a为主电源的电子控制装置11-a”与以电源储存部12-b为主电源的电子控制装置11-b”之间做到经由电源重叠数据线路16来双向发送和接受数据及电源。因此，在各电子控制装置11-a”、11-b”内设置电源输送装置17-a、17-b和电源接受装置18-a1、18-a2、18-b1、18-b2两者。并且，经由滤波装置19-a、19-b将数据和电源耦合到电源重叠数据线路16中。此外，关于电源的发送和接受，是以电源接受装置18-a1与电源接受装置18-a2排他地进行动作的方式设置驱动控制装置23-a。进而，是以电源接受装置18-b1与电源接受装置18-b2排他地进行动作的方式设置驱动控制装置23-b。通过追加本构成，该电子控制装置11可以变为送电侧也可以变为受电侧，从而能在电子控制装置11-a”与电子控制装置11-b”之间双向输送冗余电源。
77.图10展示本实施例的使用区域电子控制装置11-c”、11-d”的车载骨干网络系统(前后方向)的构成。本构成采用的是与图8所示的实施例5的环型车载骨干网络系统相似的构成。也就是说，在将车辆分割为前方右、前方左、后方右、后方左这4个区域而在各区域内配置区域电子控制装置11-c”、11-d”这一点上相似。
78.其中，区域电子控制装置除了存在上述差异以外，区域电子控制装置11-c”、11-d”各自的主电源还与区域电子控制装置11-c'、11-d'不一样。也就是说，从前方的电源储存部12-a对配置于前方的区域电子控制装置11-c”供电，从后方的电源储存部12-b对配置于后方的区域电子控制装置11-d”供电。此时，通过构建至少将前方右侧与后方右侧之间以及前方左侧与后方左侧之间设为电源重叠数据线路16的环状结构的网络，可以从与主电源不一样的电源获得冗余电源。此处，在本应用例中，是在“前后方向”的双向上发送和接受冗余电源。也就是说，利用区域电子控制装置11-c”和区域电子控制装置11-d”来发送和接受电。
79.此外，通过设为本构成，能够削减电缆长度长的前方与后方之间的电源线路15-a、
15-b的数量或长度，使得线束重量实现轻量化。本应用例中的电源线路的铺展条数(总数)为4条。相对于此，以往的使用了冗余电源的车载系统中的电源线路的铺展条数为4
×
2即8条。如此，本应用例中也满足2n＞n≥n的关系。
80.接着，作为本实施例的其他应用例，对在“左右方向”的双向上发送和接受冗余电源的车载骨干网络系统(左右方向)进行说明。图11展示作为本应用的车载骨干网络系统的构成图。本应用例与图10的应用例相比，电源线路15-a、15-b的配置位置不一样。也就是说，使用电源储存部12-a作为右侧的区域电子控制装置11-c”和区域电子控制装置11-d”的主电源。此外，使用电源储存部12-b作为左侧的区域电子控制装置11-c”和区域电子控制装置11-d”的主电源。由此来构建至少将前方右侧与前方左侧之间以及后方右侧与后方左侧之间设为电源重叠数据线路16的环状结构的网络。在本构成下，可以构建从与主电源不一样的电源馈送冗余电源、确保了电源冗余的车载网络。此处，本应用例中是在“左右方向”的双向上发送和接受冗余电源。也就是说，利用区域电子控制装置11-c”彼此来发送和接受冗余电源。再有，利用区域电子控制装置11-d”彼此来发送和接受冗余电源。
81.再者，本应用例中的电源线路的铺展条数(总数)为4条。相对于此，以往的使用了冗余电源的车载系统中的电源线路的铺展条数为4
×
2即8条。如此，本应用例中也满足2n＞n≥n的关系。
82.如此，像图10、11所示的各应用例这样，由于主电源和冗余电源的线路的设置的容易性，即便灵活地变更网络构成，效果也不变。
83.最后，使用图12，对与本实施例相关的主电源与冗余电源的切换方法进行说明。也就是说，在本实施例中，执行选择主电源和冗余电源中的任一者这一操作。图12对图9的电子控制装置的构成图补记了切换用的电源监视功能的信息。平时，也就是在能确保主电源的情况下，各电子控制装置11-a”、11-b”由主电源(电源储存部12-a、12-b)驱动，在电子控制装置11-a”、11-b”间发送和接收遵循某一通信标准的数据帧。这些数据被分割为多个帧来加以通信。因此，在数据帧之间插入各电子控制装置11-a”、11-b”的主电源的电压值等受到监视的电源信息。由此，接收到电源信息的电子控制装置11-a”、11-b”能够掌握发送源的主电源的受电状况。也就是说，在本例中，电子控制装置11-a”、11-b”能够相互掌握连接目标的主电源的状况。为此，由电子控制装置11-a”、11-b”的cpu 30-a、30-b进行上述监视而插入电源信息。此外，也可使用单独设置的电源监视功能装置代替cpu 30-a、30-b。
84.在电子控制装置11-a”、11-b”发送了主电源的电压低于阈值的电源信息的情况下，该电子控制装置11-a”、11-b”启动电源接受装置18-a1、18-b1而变为冗余电源的受电侧。此外，在接收到低于阈值的电源信息的情况下，该电子控制装置11-a”、11-b”启动电源输送装置17-a、17-b而变为冗余电源的送电侧。再者，作为低于阈值的电源信息，包括受电已停止的情况。
85.变成受电侧的电子控制装置11-a”、11-b”将供电从主电源变更为冗余电源。此时，该电子控制装置11-a”、11-b”须能渡过得到冗余电源的输送之前的时间，较理想为在电子控制装置11-a”、11-b”内安装电容器等电源储存部。
86.在本实施例中，作为切换方法，利用使用cpu 30-a、30-b或者电源监视功能装置的电源信息的周期性收发的例子来进行了说明，但只要是能以不同方法共享电源信息的构成即可，并不限定于上述方法。此外，也可通过使用其他条件进行以上切换而以任意条件来执
行主电源与冗余电源的选择。
87.在以上各实施例中，以车载网络系统为例进行了说明，但也能运用于车辆以外。例如，也能运用于航空器、船舶、列车等其他交通工具。此外，也能运用于工厂(工场、发电站等)。
88.进而，各实施例除了运用于区域架构构成以外，也能运用于域架构(domain architecture)构成。因此，即便车辆等当中混存有区域架构构成和域架构构成，也能运用于各构成。符号说明
89.10
…
执行器11-a、11-b
…
电子控制装置12-a、12-b
…
电源储存部13
…
传感器14
…
数据线路15-a、15-b
…
电源线路16
…
电源重叠数据线路17-a、17-b
…
电源输送装置18-a1、18-a2、18-b1、18-b2
…
电源接受装置19
…
滤波装置20-a、20-b
…
数据收发装置21-a1、21-a2、21-b1、21-b2
…
电源选择开关22
…
整合电子控制装置23-a、23-b
…
驱动控制装置25
…
低通滤波器26
…
高通滤波器27
…
电源切换开关28
…
传感器数据线路。

技术特征：

1.一种车载网络系统，其具有对控制对象输出控制信号的多个电子控制装置，该车载网络系统的特征在于，具备：多个电源装置，它们对所述多个电子控制装置中的任一者供给电力；以及第1电子控制装置，其包含在所述多个电子控制装置中，具有第1电源连接部和第1数据线路连接部，所述第1电源连接部经由第1电源线路与所述多个电源装置中包含的第1电源装置连接，接受来自该第1电源装置的电力，所述第1数据线路连接部经由收发数据的第1数据线路与所述多个电子控制装置中包含的第2电子控制装置连接，所述第2电子控制装置具有第2电源连接部和第2数据线路连接部，所述第2电源连接部经由第2电源线路与所述多个电源装置中包含的第2电源装置连接，从所述第2电源装置接受电力，所述第2数据线路连接部将从所述第2电源装置馈送的电力重叠在所述数据上而经由所述第1数据线路输送至所述第1电子控制装置。2.根据权利要求1所述的车载网络系统，其特征在于，所述第2电源连接部经由所述第1电源线路与所述第1电源装置连接，接受来自该第1电源装置的电力。3.根据权利要求2所述的车载网络系统，其特征在于，所述第2数据线路连接部经由收发数据的第2数据线路与所述多个电子控制装置中包含的第3电子控制装置连接，该车载网络系统具有第2数据线路连接部，所述第2数据线路连接部将从所述第1电源装置馈送的电力重叠在所述数据上而经由所述第2数据线路输送至所述第3电子控制装置。4.根据权利要求1所述的车载网络系统，其特征在于，进而具备第3电子控制装置，所述第3电子控制装置包含在所述多个电子控制装置中，经由第3电源线路与第3电源装置连接，所述第2数据线路连接部经由收发数据的第2数据线路与所述第3电子控制装置连接，经由所述第2数据线路从所述第3电子控制装置接受重叠在所述数据上加以输送的电力。5.根据权利要求1所述的车载网络系统，其特征在于，所述第1数据线路连接部将从所述第1电源装置馈送的电力重叠在所述数据上而经由所述第1数据线路输送至所述第2电子控制装置。6.根据权利要求1至5中任一项所述的车载网络系统，其特征在于，所述第1电子控制装置进而具有电源选择开关，所述电源选择开关选择来自所述第1电源装置的电力和从所述第2电子控制装置输送的电力中的任一者。7.根据权利要求6所述的车载网络系统，其特征在于，在来自所述第1电源装置的电力的接受已停止的情况下，所述电源选择开关选择来自所述第2电子控制装置的电力。8.一种电子控制装置，其对控制对象输出控制信号，该电子控制装置的特征在于，具备：电源连接部，其经由电源线路与多个电源装置中包含的第1电源装置连接；以及数据线路连接部，其经由收发数据的数据线路与接受来自第2电源装置的电力的第2电
子控制装置连接，所述数据线路连接部将从所述第1电源装置馈送的电力重叠在所述数据上而输送至所述第2电子控制装置。9.根据权利要求8所述的电子控制装置，其特征在于，所述电源连接部经由第2电源线路与所述第2电源装置连接，接受来自该第2电源装置的电力。10.根据权利要求9所述的电子控制装置，其特征在于，所述数据线路连接部经由收发数据的第2数据线路与第3电子控制装置连接，将从所述第2电源装置接受的电力重叠在所述数据上而经由所述第2数据线路输送至所述第3电子控制装置。11.根据权利要求8所述的电子控制装置，其特征在于，进而具备第2数据线路连接部，所述第2数据线路连接部经由收发数据的第2数据线路与第3电子控制装置连接，经由所述第2数据线路从所述第3电子控制装置接受重叠在所述数据上加以输送的电力。12.一种电子控制装置，其对控制对象输出控制信号，该电子控制装置的特征在于，具备：电源连接部，其经由电源线路与多个电源装置中包含的第1电源装置连接；以及数据线路连接部，其经由收发数据的数据线路与第2电子控制装置连接，所述数据线路连接部经由所述数据线路从第2电子控制装置接受重叠有所述数据的、来自所述第2电子控制装置所连接的第2电源装置的电力。13.根据权利要求12所述的电子控制装置，其特征在于，所述数据线路连接部经由第2数据线路与第3电子控制装置连接，将从所述第1电源装置馈送的电力重叠在所述数据上而经由所述第2数据线路输送至所述第3电子控制装置。14.根据权利要求12所述的电子控制装置，其特征在于，所述数据线路连接部将从所述第1电源装置馈送的电力重叠在所述数据上而经由所述数据线路输送至所述第2电子控制装置。15.根据权利要求12所述的电子控制装置，其特征在于，进而具有电源选择开关，所述电源选择开关选择从所述第1电源装置经由所述电源线路馈送的电力和从所述第2电子控制装置输送的电力。16.根据权利要求15所述的电子控制装置，其特征在于，在来自所述第1电源装置的电力的接受已停止的情况下，所述电源选择开关选择来自所述第2电子控制装置的电力。17.一种车载网络系统，其处理针对控制对象的控制信号，该车载网络系统的特征在于，具备：多个电源装置；多个电子控制装置；电源线路，其连接所述多个电子控制装置中的任一者与所述多个电源装置中的任一者；以及
数据线路，其连接所述多个电子控制装置间，在该电子控制装置间所收发的数据上重叠从所述多个电源装置中的任一者馈送的电力来进行收发，所述多个电子控制装置各自具有接受来自所述电源线路或所述数据线路的电力的受电部，所述多个电子控制装置的总数与分别连接于所述多个电子控制装置的电源线路数的总数的关系满足所述电子控制装置的数量
×
2＞所述电源线路数的总数≥所述多个电子控制装置的总数，在所述多个电子控制装置各自中将驱动电源冗余化。

技术总结

随着汽车的自动驾驶级别的提高，要求在驾驶员不介入的系统下的行驶，系统的高可靠化成为必需。用于高可靠化的一种方法为电源的冗余化。要构建冗余的电源网络，除了主电源网络以外还需要冗余电源网络，使得网络的电线条数增加。此外，为了应对大电流，电源线路会使用芯线粗的电缆，所以也使得电缆的重量变重，导致车辆的燃油效率变差。在本发明的电子控制装置(11-B)中，以冗余在电源重叠数据线路(16)上的冗余电源的形式接受从电源储存部(12-A)经由另一电子控制装置(11-A)馈送的电力。也就是说，电子控制装置(11-B)接受从直接连接的电源储存部(12-B)和间接连接的电源储存部(12-A)两者馈送或输送的电力。两者馈送或输送的电力。两者馈送或输送的电力。