(57)【要約】【課題】通信制御装置内に入るノイズの影響が最小限に抑え、故障や異常が生じた電子機器のみを有線ネットワークから切り離すこと。【解決手段】本発明の通信制御装置は、車両に搭載された複数の電子機器間の通信を制御するものであって、マイクロコンピュータなどで構成されると共にクロックパルスを周期的に出力する制御部１１と、制御部１１の異常を検知する異常検知部と、異常が検知されたときに通信を開放する、すなわち電子機器を切り離す通信制御を行う通信制御部１４とから主に構成されている。異常検知部は、制御部１１からのクロックパルスをアナログ量に変換するアナログ量変換部１２と、アナログ量変換部１２で変換されたアナログ量を所定の閾値と比較するアナログ量比較部１３とから構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
他の電子機器と通信を行う通信制御装置であって、通信信号を出力するとともに正常動作時にクロックパルスを周期的に出力する制御手段と、前記クロックパルスをアナログ量に変換するアナログ量変換手段と、前記アナログ量が所定の閾値を超えたときに制御信号を出力するアナログ量比較手段と、前記制御信号に基づいて通信を開放する通信制御手段と、を具備することを特徴とする通信制御装置。
【請求項２】
前記アナログ量変換手段は、前記クロックパルスの入力によりＯＮになるスイッチング素子と、前記スイッチング素子がＯＮの場合に放電し、前記スイッチング素子がＯＦＦの場合に充電する電荷蓄積手段と、を含むことを特徴とする請求項１記載の通信制御装置。
【請求項３】
前記電荷蓄積手段は、電荷を蓄積するキャパシタと、電荷放電用パスに設けられた第１の抵抗と、電荷充電用パスに設けられた第２の抵抗と、を有することを特徴とする請求項２記載の通信制御装置。
【請求項４】
前記閾値は、前記キャパシタ、前記第１の抵抗及び前記第２の抵抗の時定数に応じて設定されたことを特徴とする請求項３記載の通信制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は通信制御装置に関し、特に車両に搭載される複数の電子機器間で通信を行う通信制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車両には、複数の電子機器が搭載されており、電子機器間で有線ネットワークが構成されている。この有線ネットワークにおいては、車両に搭載された通信制御装置により、車体情報などが通信できるようになっている。この通信制御装置には、ある電子機器に異常が発生した場合に、その電子機器を有線ネットワークから切り離す専用の回路を有する。このような回路を有することにより、車両において１つの電子機器が故障したとしても他の電子機器に障害を与えることがなく、正常な電子機器間で通信を行うことができる。
【０００３】
このような回路として図３に示すようなものがある。図３は、従来の通信制御装置の回路構成を示す図である。この回路は、マイクロコンピュータなどで構成される制御部３１と、制御部３１の異常を検知する異常検知部３２と、異常が検知されたときに通信を開放する、すなわち電子機器を切り離す通信制御を行う通信制御部３３とから主に構成されている。異常検知部３２は、制御部３１からの信号を監視するウォッチドッグ回路３２１と、ウォッチドッグ回路３２１からの信号に基づいて方形波を発生するモノマルチ３２２とから構成されている。
【０００４】
図３に示す通信制御装置においては、制御部３１が正常に作動している場合に制御部３１から所定周期のパルス信号（クロックパルス）（図中の信号ａ）がウォッチドッグ回路３２１に出力されている。制御部３１が故障して（又は異常があり）パルス信号が出力されないと（図中の信号ａにおける破線より右側）、ウォッチドッグ回路３２１はパルス信号が検知できないので、このときにモノマルチ３２２に対してリセットパルス（図中の信号ｂ）を出力する。モノマルチ３２２は、リセットパルスを受けると、リセットパルスよりも出力時間の長い方形波（図中の信号ｃ）を発生する。通信制御部３３は、この方形波を受けると、電子機器を切り離す通信制御を行う（図中の信号ｄ）。このようにして、特定の電子機器に故障や異常が生じた場合に、その電子機器を有線ネットワークから切り離すことができる。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２４０９６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、図３に示す構成では、ウォッチドッグ回路３２１とモノマルチ３２２との間にノイズが入ってしまうと、そのノイズのエネルギーが小さくてもモノマルチ３２２がノイズを出力時間の長い方形波に増幅して出力する。このため、制御部３１に故障や異常がなくても、通信制御部３３が方形波を受けて電子機器を切り離す通信制御をするという問題がある。
【０００７】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、通信制御装置内に入るノイズの影響を最小限に抑えて、故障や異常が生じた電子機器のみを有線ネットワークから切り離すことができる通信制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の通信制御装置は、他の電子機器と通信を行う通信制御装置であって、通信信号を出力するとともに正常動作時にクロックパルスを周期的に出力する制御手段と、前記クロックパルスをアナログ量に変換するアナログ量変換手段と、前記アナログ量が所定の閾値を超えたときに制御信号を出力するアナログ量比較手段と、前記制御信号に基づいて通信を開放する通信制御手段と、を具備することを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、クロックパルスが入力されないときに蓄積するアナログ量を閾値判定して閾値を超えたときに通信開放動作に入る。このため、通信制御装置（特にアナログ量変換部）に多少のノイズが入ったとしても、アナログ量の蓄積量が多少変化するだけなので、誤って通信開放動作に入ることはない。したがって、通信制御装置内に入るノイズの影響が最小限に抑えられ、故障や異常が生じた電子機器のみを有線ネットワークから切り離すことができる。
【００１０】
本発明の通信制御装置においては、前記アナログ量変換手段は、前記クロックパルスの入力によりＯＮになるスイッチング素子と、前記スイッチング素子がＯＮの場合に放電し、前記スイッチング素子がＯＦＦの場合に充電する電荷蓄積手段と、を含むことが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、クロックパルスが入力されないときに電荷を蓄積し、クロックパルスが入力されたときに電荷を放出することができ、クロックパルスが入力されないときにアナログ量を蓄積する構成を実現することができる。
【００１２】
本発明の通信制御装置においては、前記電荷蓄積手段は、電荷を蓄積するキャパシタと、電荷放電用パスに設けられた第１の抵抗と、電荷充電用パスに設けられた第２の抵抗と、を有することが好ましい。
【００１３】
本発明の通信制御装置においては、前記閾値は、前記キャパシタ、前記第１の抵抗及び前記第２の抵抗の時定数に応じて設定されたことが好ましい。
【００１４】
これらの構成によれば、キャパシタ、第１の抵抗及び第２の抵抗の時定数を適宜設定することにより、通信制御装置において異常検知から通信開放までの時間を任意に調整することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、他の電子機器と通信を行う通信制御装置において、制御手段が周期的に出力したクロックパルスをアナログ量に変換し、そのアナログ量が所定の閾値を超えたときに通信を開放するので、通信制御装置内に入るノイズの影響を最小限に抑えて、故障や異常が生じた電子機器のみを有線ネットワークから切り離すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明者らは、通信制御装置にノイズが発生すると通信開放のための制御信号であるリセットパルスと誤って、電子機器に異常が生じていなくても通信が開放してしまうことに着目し、制御部からのクロックパルスない状態で積算されるアナログ量をパラメータとして判定することにより、通信制御装置内に入るノイズの影響を最小限に抑えて故障や異常が生じた電子機器のみの通信開放を行うことができることを見出し本発明をするに至った。
【００１７】
すなわち、本発明の骨子は、他の電子機器と通信を行う通信制御装置において、制御手段が周期的に出力したクロックパルスをアナログ量に変換し、そのアナログ量が所定の閾値を超えたときに通信を開放することにより、通信制御装置内に入るノイズの影響を最小限に抑えて、故障や異常が生じた電子機器のみを有線ネットワークから切り離すことである。
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る通信制御装置の回路構成を示す図である。図１に示す通信制御装置は、車両に搭載された複数の電子機器で構成される有線ネットワークの通信を制御するものであって、マイクロコンピュータなどで構成されると共にクロックパルスを周期的に出力する制御部１１と、制御部１１の異常を検知する異常検知部と、異常が検知されたときに通信を開放する、すなわち電子機器を切り離す通信制御を行う通信制御部１４とから主に構成されている。異常検知部は、制御部１１からのクロックパルスをアナログ量に変換するアナログ量変換部１２と、アナログ量変換部１２で変換されたアナログ量を所定の閾値と比較するアナログ量比較部１３とから構成されている。
【００１９】
アナログ量変換部１２は、制御部１１から出力されるクロックパルスをアナログ量に変換する。ここでは、クロックパルスの入力の有無により電荷の充放電を行うことによりクロックパルスをアナログ量に変換する。具体的には、アナログ量変換部１２は、クロックパルスを受けるキャパシタ１２１と、後述するバイポーラトランジスタのベース電流を規制するための抵抗１２２と、クロックパルスの入力によりＯＮになり、クロックパルスの入力がないときにＯＦＦになるスイッチング素子であるバイポーラトランジスタ１２３と、第１の抵抗１２４及びダイオード１２５を含む電荷放電用パスと、第２の抵抗１２６を含む電荷充電用パスと、電荷蓄積用キャパシタ１２７とから構成されている。このような構成により、クロックパルスが入力されないときに電荷を蓄積し、クロックパルスが入力されたときに電荷を放出することができ、クロックパルスが入力されないときにアナログ量を蓄積する構成を実現することができる。
【００２０】
このようなアナログ量変換部１２においては、クロックパルスがキャパシタ１２１で検出されない状態では、トランジスタ１２３はＯＦＦであり、この場合Ｖｃｃによりチャージ電流が電荷充電用パスを通り、電荷蓄積用キャパシタ１２７に蓄積されて電圧が上昇する。一方、クロックパルスがキャパシタ１２１で検出されると、トランジスタ１２３がＯＮになり、電荷蓄積用キャパシタ１２７に蓄積されている電荷が電荷放電用パスを通って放電される。
【００２１】
アナログ量比較部１３は、アナログ量変換部１２で変換されたアナログ量を所定の閾値と比較し、そのアナログ量が所定の閾値を超えたときに通信制御部１４に制御信号を出力する。具体的には、アナログ量比較部１３は、Ｖｃｃを分圧するための抵抗１３２，１３３と、基準電圧（閾値）と電荷蓄積用キャパシタ１２７の電圧とを比較するコンパレータ１３１とから構成されている。
【００２２】
なお、閾値は、電荷蓄積用キャパシタ１２７、第１の抵抗１２４及び第２の抵抗１２６の時定数により適宜設定することができる。また、第１の抵抗１２４の抵抗値よりも第２の抵抗１２６の抵抗値を大きくすることにより、第１の抵抗１２４及びダイオード１２５側を電荷放電用パスとし、第２の抵抗１２６側を電荷充電用パスとすることができる。さらに、アナログ変換部１２の第１及び第２の抵抗１２４，１２６並びに電荷蓄積用キャパシタ１２７の時定数（ＲＣタイプ）により決定された閾値に応じて抵抗１３２，１３３の抵抗値を決定する。例えば、閾値を高くして異常検知から通信開放までの時間を長く設定する場合には、抵抗１３３の抵抗値を大きくし、閾値を低くして異常検知から通信開放までの時間を短く設定する場合には、抵抗１３２の抵抗値を大きくする。このようにして通信制御装置において異常検知から通信開放までの時間を任意に調整することが可能となる。
【００２３】
通信制御部１４は、異常検知部で異常が検知されたときに通信を開放する。この通信制御部１４は、アナログ量比較部１３からの出力のＮＯＴゲート１４１と、ＮＯＴゲート１４１の出力と制御部１１の出力とのＡＮＤゲート１４２とから構成されている。なお、ＮＯＴゲート１４１やＡＮＤゲート１４２は、トランジスタにより構成される。
【００２４】
このような通信制御部１４においては、アナログ量変換部１２とアナログ量比較部１３から構成される異常検知部で異常が検知された場合に、すなわちアナログ量が所定の閾値を超えたときに発生する制御信号を受け、その制御信号に基づいて通信を開放する。これにより異常が検知された電子機器を有線ネットワークから切り離す。
【００２５】
次に、上記構成を有する通信制御装置の動作について説明する。ここでは、アナログ変換部１２の電荷放電用パスの第１の抵抗１２４の抵抗値よりも電荷充電用パスの第２の抵抗１２６の抵抗値をかなり大きく設定する。
【００２６】
制御部１１が正常に作動している場合には、制御部１１から所定周期のパルス信号（クロックパルス）（図中の信号Ａ）が異常検知部のアナログ変換部１２に出力されている。このクロックパルスがアナログ変換部１２のキャパシタ１２１に入力すると、抵抗１２２で規制されたベース電流がバイポーラトランジスタ（以下トランジスタと省略する）１２３のベースに流れる。これにより、トランジスタ１２３がＯＮとなる。トランジスタ１２３がＯＮになると、実線矢印Ｙのようにコレクタ電流がトランジスタ１２３のコレクタに流れ込み、エミッタ電流がトランジスタ１２３のエミッタから流れ出す。このとき、電荷蓄積用キャパシタ１２７に蓄積されている電荷が電荷放電用パス（ダイオード１２５及び第１の抵抗１２４）を通ってエミッタから流れ出る。これにより、電荷蓄積用キャパシタ１２７からの放電が行われて電荷蓄積用キャパシタ１２７（Ｚ点）の電圧が降下する。
【００２７】
一方、制御部１１が正常に作動していない場合、すなわち故障や動作異常になった場合には、制御部１１から所定周期のクロックパルス（図中の信号Ａ）が出力されない。このため、クロックパルスがアナログ変換部１２のキャパシタ１２１に入力されず、トランジスタ１２３がＯＦＦの状態となる。トランジスタ１２３がＯＦＦであると、点線矢印のように、チャージ電流が電荷充電用パス（第２の抵抗１２６）を通って電荷蓄積用キャパシタ１２７に流れて電圧が上昇する。
【００２８】
このように、アナログ量変換部１２では、制御部１１からのクロックパルスを入力したときに、電荷蓄積用キャパシタ１２７に蓄積した電荷を放電してアナログ量である電圧を降下させ、制御部１１からのクロックパルスを入力しないときには、電荷蓄積用キャパシタ１２７に電荷を蓄積してアナログ量である電圧を上昇させる。このようにしてアナログ量変換部１２は、クロックパルスの入力の有無をアナログ量に変換している。
【００２９】
アナログ量変換部１２のＺ点の電圧値は、アナログ量比較部１３のコンパレータ１３１で閾値と比較される。この閾値は、上述したように、アナログ量変換部１２における第１の抵抗１２４，ダイオード１２５及び第２の抵抗１２６の時定数に応じて設定するものであり、アナログ量比較部１３における抵抗１３２，１３３により実現される。コンパレータ１３１において、Ｚ点の電圧値が閾値を超えたときには、コンパレータ１３１は通信制御部１４に対して制御信号を出力する、すなわち、図中の信号Ｂのような方形波（High信号：Ｈ信号）を出力する。一方、Ｚ点の電圧値が閾値を超えないときには、コンパレータ１３１は通信制御部１４に対して方形波（Low信号：Ｌ信号）を出力する。
【００３０】
通信制御部１４では、コンパレータ１３１からの方形波をＮＯＴゲート１４１で反転させる。したがって、ＮＯＴゲート１４１において、コンパレータ１３１からＨ信号が入力されるとＬ信号に反転し、コンパレータ１３１からＬ信号が入力されるとＨ信号に反転する。
【００３１】
ＡＮＤゲート１４２の制御部１１からの通信信号の入力がLow状態であってもHigh状態であっても、ＮＯＴゲート１４１からＬ信号が入力されていれば、常にＡＮＤゲート１４２からの出力はLow状態となり（図中の信号Ｃ）、通信が開放されることとなる。Ｚ点の電圧値が閾値を超えたときに、コンパレータ１３１からＨ信号が通信制御部１４に対して出力される。通信制御部１４では、そのＨ信号がＮＯＴゲート１４１で反転されてＬ信号となる。ＡＮＤゲート１４２の出力信号は、そのＬ信号のために制御部１１からの通信信号がＬ信号であってもＨ信号であってもＬ信号になる。このようにして通信が開放され、この電子機器が有線ネットワークから切り離される。なお、ここでいう通信の開放とは、制御手段が出力する通信信号を外部に発信させないことを意味する。
【００３２】
一方、Ｚ点の電圧値が閾値を超えないときには、コンパレータ１３１からＬ信号が通信制御部１４に対して出力される。通信制御部１４では、そのＬ信号がＮＯＴゲート１４１で反転されてＨ信号となる。このため、ＡＮＤゲート１４２の出力信号は、そのＨ信号のために制御部１１からの信号がＬ信号であればＬ信号になり、制御部１１からの信号がＨ信号であればＨ信号になるすなわち、この電子機器は有線ネットワークから切り離されない。
【００３３】
次に、図２を用いて実際に異常になった電子機器がどのように有線ネットワークから切り離されるかについて説明する。まず、制御部１１からクロックパルスが入力されると（タイミングＴ0，Ｔ2，Ｔ4，…，Ｔ22，…）、トランジスタ１２３がＯＮになり、電荷蓄積用キャパシタ１２７に蓄積されている電荷が電荷放電用パスを通って放電される。図２に示すように、Ｔ0，Ｔ2，Ｔ4とクロックパルスの入力で電圧が降下している。
【００３４】
Ｔ8のタイミングで電子機器が異常になり制御部１１からクロックパルスが入力されないと、電荷蓄積用キャパシタ１２７に電荷が蓄積されて電圧が上昇する。そして、この電圧が閾値電圧である３．７Ｖを超えたときに、通信制御部１４で通信を開放してこの電子機器を有線ネットワークから切り離す。
【００３５】
このようにして、上記構成を有する通信制御装置では、特定の電子機器に故障や異常が生じた場合に、その電子機器を有線ネットワークから切り離すことができる。この構成においては、従来のようなリセットパルスを検知して通信開放動作に入るのと異なり、制御部からのクロックパルスがない状態で積算されるアナログ量をパラメータとして閾値判定して閾値を超えたときに通信開放動作に入る。このため、通信制御装置（特にアナログ量変換部）に多少のノイズが入ったとしても、アナログ量の蓄積量が多少変化するだけなので、誤って通信開放動作に入ることはない。したがって、通信制御装置内に入るノイズの影響が最小限に抑えて、故障や異常が生じた電子機器のみを有線ネットワークから切り離すことができる。
【００３６】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２に係る通信制御装置の回路構成を示す図である。図３において図１と同じ部分については図１と同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。図３においては、通信制御部１４として通信ドライバ２１を用いている。また、この通信ドライバ２１を用いるために、アナログ量比較部１３のコンパレータ１３１と通信ドライバ２１との間にバイポーラトランジスタ２２が設けられている。
【００３７】
このような構成を有する通信制御装置においては、制御部１１から通信ドライバ２１のイネーブル、ディスエーブルの切替制御を行うための駆動制御信号が通信ドライバ駆動ライン２３を通じて通信ドライバ２１に出力されている。したがって、制御部１１は、この駆動制御信号により通信ドライバ２１のイネーブル、ディスエーブルを制御している。また、通信ドライバライン２４を通じて種々の信号が制御部１１から通信ドライバ２１に送られている。
【００３８】
上記通信制御装置においては、実施の形態１と同様にしてアナログ量変換及びアナログ量比較が行われる。そして、コンパレータ１３１において、Ｚ点の電圧値が閾値を超えたときには、コンパレータ１３１はバイポーラトランジスタ２２に対して制御信号を出力する、すなわち、図中の信号Ｂのような方形波（High信号：Ｈ信号）を出力する。一方、Ｚ点の電圧値が閾値を超えないときには、コンパレータ１３１はバイポーラトランジスタ２２に対して方形波（Low信号：Ｌ信号）を出力する。
【００３９】
コンパレータ１３１からＨ信号が出力されると、制御部１１からの駆動制御信号はバイポーラトランジスタ２２のエミッタ側に送られる。通信ドライバ２１では、この駆動制御信号は検出されずディスエーブル状態となり、結果として通信が開放されることになり（図中の信号Ｃ）、この電子機器が有線ネットワークから切り離される。一方、コンパレータ１３１からＬ信号が出力されると、駆動制御信号はバイポーラトランジスタ２２のエミッタ側には送られないので、通信ドライバ２１では駆動制御信号が出力されていればイネーブル状態となり、通信は開放されず、この電子機器は有線ネットワークから切り離されない。なお、ここでいう通信の開放とは、制御手段が出力する通信信号を外部に発信させないことを意味する。
【００４０】
このように、上記構成を有する通信制御装置でも、特定の電子機器に故障や異常が生じた場合に、その電子機器を有線ネットワークから切り離すことができる。すなわち、制御部からのクロックパルスがない状態で積算されるアナログ量をパラメータとして閾値判定して閾値を超えたときに通信開放動作に入るので、通信制御装置（特にアナログ量変換部）に多少のノイズが入ったとしても、アナログ量の蓄積量が多少変化するだけなので、誤って通信開放動作に入ることはない。その結果、通信制御装置内に入るノイズの影響が最小限に抑えて、故障や異常が生じた電子機器のみを有線ネットワークから切り離すことができる。
【００４１】
本発明は上記実施の形態１，２に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態１，２において、アナログ量変換部、アナログ量比較部及び通信制御部の構成は特にこれに限定されず、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る通信制御装置の回路構成を示す図である。
【図２】図１に示す通信制御装置の動作を説明するための図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係る通信制御装置の回路構成を示す図である。
【図４】従来の通信制御装置の回路構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１１  制御部
１２  アナログ量変換部
１３  アナログ量比較部
１４  通信制御部
２１  通信ドライバ
２２，１２３  バイポーラトランジスタ
１２１  キャパシタ
１２２，１３２，１３３  抵抗
１２４  第１の抵抗
１２５  ダイオード
１２６  第２の抵抗
１２７  電荷蓄積用キャパシタ
１３１  コンパレータ
１４１  ＮＯＴゲート
１４２  ＡＮＤゲート
【図１】
2006115203.tif 000003
【図２】
2006115203.tif 000004
【図３】
2006115203.tif 000005
【図４】
2006115203.tif 000006