(57)【要約】【課題】モジュールに異常が発生した場合でも、他のモジュールの通信が阻害されない車載制御装置を提供する。【解決手段】ＣＡＮプロトコルに則った車載ＬＡＮシステムに接続される車載制御装置であって、第２のコントローラから出力される出力信号が所定時間の間、優勢レベルの信号を維持した場合に、前記第２のコントローラから出力される出力信号に異常があると判定し、前記第２のコントローラから前記選択部に出力される出力信号を劣性レベルに変換する。【選択図】図１
2018042103.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＡＮプロトコルに則った車載ＬＡＮシステムに接続される車載制御装置であって、
所定の機能を実行するための信号を演算して、前記信号を優勢レベル又は劣性レベルの信号である出力信号として出力する第１，２のコントローラと、
前記車載ＬＡＮシステムにおけるバスラインを介して通信する通信ドライバと、
前記第１，２のコントローラから出力される複数の前記出力信号の中から一の前記出力信号を選択して前記通信ドライバに出力する選択部と、
前記第２のコントローラから前記選択部に出力される出力信号を優勢レベル又は劣性レベルに調整可能な出力調整部と、
を備え、
前記第１のコントローラは、前記第２のコントローラから出力される出力信号が所定時間の間、優勢レベルである場合には、前記第２のコントローラから出力される出力信号に異常があると判定する出力監視部を備え、
前記出力調整部は、前記出力監視部により前記異常が判定された場合には、前記第２のコントローラから前記選択部に出力される出力信号を前記劣性レベルに変換する車載制御装置。
【請求項２】
前記第１のコントローラは、
前記出力監視部によって前記第２のコントローラの前記出力信号が異常であると判定された場合には、前記異常を示す異常信号を前記出力調整部に出力する信号出力部をさらに備え、
前記出力調整部は、前記第２のコントローラからの前記出力信号と前記異常信号とを論理演算することによって、当該出力信号を前記劣性レベルに変換して前記選択部に出力する請求項１に記載の車載制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に搭載された複数の車載制御装置（以下、「ＥＣＵ（：Electronic Control Unit）」という。）間の通信には、差動２線式の通信バスを介して優勢レベル（Ｌｏレベル）の信号と劣性レベル（Ｈｉレベル）の信号とからなる２値論理信号を送受する通信システムが用いられている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
特許文献１には、車両の各機能を実行するための２値論理信号を演算するモジュール（ＣＰＵ）が複数集積された一のＥＣＵにおいて、その複数のモジュールからの２値論理信号を、通信バスに接続された一の通信ドライバで他のＥＣＵに送受可能な通信システムが開示されている。
【０００４】
この通信システムにおけるＥＣＵは、複数のモジュールから出力された２値論理信号の中から、優先順位の高い信号一つを選択して通信ドライバに出力する論理回路（例えば、ＡＮＤ回路）を備える。この論理回路は、各モジュールの少なくとも１つから優勢レベルの信号が入力された場合には、その論理積により優勢レベルの信号を優先して通信ドライバに出力する。
ここで、モジュールは、他のモジュールと比べて優先度が低い通信を行なっていると判定した場合には、他のモジュールの通信を阻害しないように、劣性レベルの信号を論理回路に送信し続ける。そのため、論理回路では、優先レベルの信号を出力しているモジュールからの信号が常に優先して選択されることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３８０７２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、モジュールに異常が発生した場合には、そのモジュールから優勢レベルの信号が論理回路に送信され続ける場合がある。この場合には、正常である他のモジュールの２値論理信号に関わらず、論理回路から通信ドライバに出力される２値論理信号は優勢レベルの信号に維持されてしまう。すなわち、正常であるモジュールからの劣性レベルの信号が論理回路に入力された場合でも、論理回路は、異常が発生したモジュールからの優勢レベルの信号を選択して通信ドライバに出力してしまう。そのため、正常であるモジュールは、異常が発生したモジュールによって通信が阻害される。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、モジュールに異常が発生した場合でも、他のモジュールの通信が阻害されない車載制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、ＣＡＮプロトコルに則った車載ＬＡＮシステムに接続される車載制御装置であって、所定の機能を実行するための信号を演算して、前記信号を優勢レベル又は劣性レベルの信号である出力信号として出力する第１，２のコントローラと、前記車載ＬＡＮシステムにおけるバスラインを介して通信する通信ドライバと、前記第１，２のコントローラから出力される複数の前記出力信号の中から一の前記出力信号を選択して前記通信ドライバに出力する選択部と、前記第２のコントローラから前記選択部に出力される出力信号を優勢レベル又は劣性レベルに調整可能な出力調整部と、備え、前記第１のコントローラは、前記第２のコントローラから出力される出力信号が所定時間の間、優勢レベルである場合には、前記第２のコントローラから出力される出力信号に異常があると判定する出力監視部を備え、前記出力調整部は、前記出力監視部により前記異常が判定された場合には、前記第２のコントローラから前記選択部に出力される出力信号を前記劣性レベルに変換する車載制御装置である。
【０００９】
本発明の一態様は、上述の車載制御装置であって、前記第１のコントローラは、前記出力監視部によって前記第２のコントローラの前記出力信号が異常であると判定された場合には、前記異常を示す異常信号を前記出力調整部に出力する信号出力部をさらに備え、前記出力調整部は、前記第２のコントローラからの前記出力信号と前記異常信号とを論理演算することによって、当該出力信号を前記劣性レベルに変換して前記選択部に出力する。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、本発明によれば、モジュールに異常が発生した場合でも、他のモジュールの通信が阻害されない車載制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る車載制御装置１の概略構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る車載制御装置１の動作のタイムチャート図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る車載制御装置１の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。なお、図面において、同一又は類似の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省く場合がある。
【００１３】
以下、実施形態の車載制御装置を、図面を用いて説明する。
【００１４】
図１は、本実施形態に係る車載制御装置１の概略構成の一例を示す図である。
本実施形態に係る車載制御装置（以下、ＥＣＵという。）１は、ＣＡＮ（Controller Area Network）プロトコルに則った車載ＬＡＮシステムに接続される。また、車載ＬＡＮシステムには、ＣＡＮプロトコルに則って通信を行う複数のＥＣＵ１がバスライン２を介して接続されている。なお、ＣＡＮプロトコルでは、バスライン２として、ＣＡＮ−ＨラインとＣＡＮ−Ｌラインとからなる２線式通信ラインが使用される。
【００１５】
ＥＣＵ１は、保護回路１０、チョークコイル１１、通信ドライバ１２、選択部１３、出力調整部１４、第１のコントローラ２０ａ，２０ｂ及び第２のコントローラ３０を備える。
【００１６】
保護回路１０は、バスライン２からＥＣＵ１へのサージの侵入を防止する。
チョークコイル１１は、ＥＣＵ１とバスライン２との間を送受する信号の波形を整え、ノイズを取り除く。
【００１７】
通信ドライバ１２は、車載ＬＡＮシステムにおけるバスライン２を介してＣＡＮプロトコルに則って通信（信号の伝達）する。このＣＡＮプロトコルにおいて、通信ドライバ１２は、ＣＡＮ−ＨラインとＣＡＮ−Ｌラインとに電圧差を生じさせ、その電圧差でバスライン２上にデータ“１”、“０”を通信する。ＣＡＮプロトコルでは、論理０は優勢レベルと規定され、論理１は、劣性レベルと規定される。このＣＡＮプロトコルでは、優勢レベルを出力するＣＰＵもしくはＥＣＵがバスライン２を占有する。したがって、バスライン２が優勢レベルに固定されて占有されると、その他のＥＣＵ１は通信が一切できなくなる。
【００１８】
通信ドライバ１２は、送信端子Ｔｘ１２１、受信端子Ｒｘ１２２、スタンバイ端子ＳＴＢ１２３、バスＨ端子１２４及びバスＬ端子１２５を備える。
送信端子Ｔｘ１２１には、第１のコントローラ２０ａ，２０ｂから出力信号が入力される。受信端子Ｒｘ１２２は、通信ドライバ１２が他のＥＣＵ１から受信した受信信号を出力する。
【００１９】
スタンバイ端子ＳＴＢ１２３には、第１のコントローラ２０ａ，２０ｂからのスタンバイ信号が入力する。バスＨ端子及びバスＬ端子は、バスライン２のＣＡＮ−ＨラインとＣＡＮ−Ｌラインの電圧差を生じることによって信号を送信するための端子である。この通信ドライバ１２は、スタンバイ端子ＳＴＢ１２３のレベルが劣性レベル（Ｈｉレベル）の時に通信可能状態となる。
【００２０】
第１のコントローラ２０ａ，２０ｂ（例えば、ＣＰＵ：Central Processing Unit）は、モータ制御等の車両の所定の機能を実行するための信号を演算処理するモジュールである。すなわち、第１のコントローラ２０ａ，２０ｂは、ＥＣＵ１として自動車の各部を制御するための制御処理等の実行や他のＥＣＵと通信を行うための処理を実行するものであり、ＣＡＮプロトコルによるＣＡＮ通信を制御するＣＡＮコントローラを内蔵している。第２のコントローラ３０（例えば、ＣＰＵ）は、ＥＣＵ１として自動車の各部を制御するための制御処理等の実行や他のＥＣＵと通信を行うための処理を実行するものであり、ＣＡＮプロトコルによるＣＡＮ通信を制御するＣＡＮコントローラを内蔵している。
ここで、第１のコントローラ２０ａ，２０ｂと、第２のコントローラ３０とは、それぞれ異なる電源で動作するものである。すなわち、第１のコントローラ２０ａ，２０ｂは、第１電源で動作し、第２のコントローラ３０は、第２電源で動作する。なお、第１のコントローラ２０ａ，２０ｂと第２のコントローラ３０とは、別ユニットで構成されていてもよい。この場合においては、第２のコントローラ３０は、第１のコントローラ２０ａ，２０ｂが搭載されたユニットの通信ドライバに接続され、他のＥＣＵと通信する。
【００２１】
第１のコントローラ２０ａは、送信端子Ｔｘ２１ａ、受信端子Ｒｘ２２ａ、スタンバイ端子ＳＴＢ２３ａ、出力監視部２４ａ及び信号出力部２５ａを備える。第１のコントローラ２０ｂは、送信端子Ｔｘ２１ｂ、受信端子Ｒｘ２２ｂ、スタンバイ端子ＳＴＢ２３ｂを備える。第２のコントローラ３０は、送信端子Ｔｘ３１及び受信端子Ｒｘ３２を備える。
【００２２】
送信端子Ｔｘ２１ａ，２１ｂは、選択部１３にそれぞれ接続されている。受信端子Ｒｘ２２ａ，２２ｂは、受信端子Ｒｘ１２２にそれぞれ接続されている。
第１のコントローラ２０ａは、受信端子Ｒｘ１２２からの受信信号を受信端子Ｒｘ２２ａで受信する。第１のコントローラ２０ａは、受信した受信信号に基づいて、所定の機能を実行するための信号を演算して、演算した信号を優勢レベル又は劣性レベルの信号である出力信号として送信端子Ｔｘ２１ａから出力する。
第１のコントローラ２０ｂは、受信端子Ｒｘ１２２からの受信信号を受信端子Ｒｘ２２ｂで受信する。第１のコントローラ２０ｂは、受信した受信信号に基づいて、所定の機能を実行するための信号を演算して、演算した信号を優勢レベル又は劣性レベルの信号である出力信号として送信端子Ｔｘ２１ｂから出力する。
【００２３】
スタンバイ端子ＳＴＢ２３ａ，２３ｂは、スタンバイ端子ＳＴＢ１２３にそれぞれ接続されている。第１のコントローラ２０ａは、通信ドライバ１２の動作状態を指示するスタンバイ信号をスタンバイ出力端子ＳＴＢ２３ａから出力する。第１のコントローラ２０ｂは、通信ドライバ１２の動作状態を指示するスタンバイ信号をスタンバイ出力端子ＳＴＢ２３ｂから出力する。例えば、スタンバイ出力端子ＳＴＢ２３ａ，２３ｂは、通信時のみ劣性レベルとなり、通信不要時は優勢レベルとなる。
【００２４】
出力監視部２４ａは、第２のコントローラ３０の送信端子Ｔｘ３１に接続されている。出力監視部２４ａは、第２のコントローラ３０の送信端子Ｔｘ３１から出力される出力信号が所定時間の間、優勢レベルである場合に、第２のコントローラ３０から出力される出力信号に異常があると判定する。
【００２５】
信号出力部２５ａは、ＮＯＴ回路を介して出力調整部１４に接続されている。信号出力部２５ａは、出力監視部２４ａによって第２のコントローラ３０の出力信号が異常と判定された場合に、その異常を示す異常信号を出力調整部１４に出力する。例えば、異常信号は、出力調整部１４が劣勢レベルの信号を出力するような信号であり、優勢レベルの信号であり、ＮＯＴ回路によって反転された劣勢レベルの信号が出力調整部１４に入力される。
なお、本実施形態では、信号出力部２５ａは、ＮＯＴ回路を介して出力調整部１４に接続されている場合について説明するが、これに限定されない。例えば、信号出力部２５ａは、ＮＯＴ回路を介さずに出力調整部１４に接続されてもよい。この場合には、信号出力部２５aは異常信号として劣勢レベルの信号を出力する。
【００２６】
第２のコントローラ３０の送信端子Ｔｘ３１は、出力調整部１４及び出力監視部２４ａに接続されている。第２のコントローラ３０の受信端子Ｒｘ３２は、受信端子Ｒｘ１２２に接続されている。
【００２７】
第２のコントローラ３０は、受信端子Ｒｘ１２２からの受信信号を受信端子Ｒｘ３２で受信する。第２のコントローラ３０は、受信した受信信号に基づいて、所定の機能を実行するための信号を演算して、演算した信号を優勢レベル又は劣性レベルの信号である出力信号として送信端子３１から出力する。なお、第２のコントローラ３０は、信号の演算処理を行っていない場合には（非通信時においては）、劣性レベルの出力信号を送信端子３１から出力する。
【００２８】
選択部１３は、第１のコントローラ２０ａ，２０ｂ及び第２のコントローラ３０から出力される複数の出力信号の中から一の出力信号を選択して通信ドライバ１２に出力する。具体的には、選択部１３は、送信端子２１ａ，２１ｂ及び出力調整部１４の出力端子にそれぞれ接続されている。例えば、選択部１３は、ＡＮＤ回路である。したがって、選択部１３は、送信端子２１ａ，２１ｂ及び出力調整部１４の出力端子のそれぞれから出力された出力信号の中で、その出力信号の論理積により優勢レベルの信号を優先して通信ドライバ１２に出力する。
【００２９】
出力調整部１４は、第２のコントローラ３０から選択部１３に出力される出力信号を優勢レベル又は劣性レベルに調整する。そして、出力調整部１４は、出力監視部２４ａにより第２のコントローラの出力信号が異常であると判定された場合には、第２のコントローラ３０から選択部１３に出力される出力信号を劣性レベルに変換する。
例えば、出力調整部１４は、ＯＲ回路であって、出力監視部２４ａにより第２のコントローラの出力信号が異常であると判定された場合には、出力調整部１４は信号出力部２５ａから異常信号を取得する。したがって、出力調整部１４は、第２のコントローラ３０からの出力信号と異常信号とを論理演算することによって、当該出力信号を劣性レベルに変換して選択部１３に出力する。これにより、出力監視部２４ａにより第２のコントローラの出力信号が異常であると判定された場合には、選択部１３は、第１のコントローラ２０ａ，２０ｂ及び第２のコントローラ３０から出力される複数の出力信号の中で、第１のコントローラ２０ａ，２０ｂの何れかの出力信号を選択することになる。なお、上記ＯＲ回路は、ワイヤードＯＲ回路で構成されてもよい。
【００３０】
次に、本実施形態に係るＥＣＵ１の動作について、図２を用いて説明する。図２は、本実施形態に係るＥＣＵ１の動作のタイムチャート図である。なお、本実施形態では、説明の便宜上、第１のコントローラ２０ｂの説明を省略する。また、本実施形態では、第２のコントローラ３０の初期状態が、非通信状態である場合について、説明する。
【００３１】
イグニッションがオンされると、第１のコントローラ２０ａは、送信端子Ｔｘ２１ａから出力信号を出力する。この場合には、スタンバイ端子ＳＴＢ２３ａは劣性レベルである。したがって、第１のコントローラ２０ａが通信中であり、選択部１３には、第１のコントローラ２０ａの出力信号が入力する。ここで、第２のコントローラ３０は、非通信状態であるため、送信端子Ｔｘ３１から劣性レベルの出力信号が出力される。すなわち、第２のコントローラ３０からの劣性レベルの出力信号が出力調整部１４と、出力監視部２４ａとに入力する。
【００３２】
この場合には、出力監視部２４ａは、所定時間の間、優勢レベルの信号を検出していないため、第２のコントローラ３０から出力される出力信号に異常があると判定しない。したがって、信号出力部２５ａは、優勢レベルの信号である異常信号ではなく、劣性レベルの信号を出力調整部１４に出力する。これにより、出力調整部１４は、信号出力部２５aの出力信号と第２のコントローラ３０から入力される出力信号とを調整し、選択部１３に劣性レベルの信号を出力する。そのため、選択部１３には、出力調整部１４からの劣性レベルの信号と、第１のコントローラ２０ａの出力信号とが入力される。したがって、選択部１３は、第１のコントローラ２０ａの出力信号を選択して、通信ドライバ１２の送信端子Ｔｘ１２１に出力する。
【００３３】
ここで、第２のコントローラ３０に異常が発生し、送信端子Ｔｘ３１から優勢レベルの出力信号が出力維持されたとする。この場合には、第２のコントローラ３０からの優勢レベルの出力信号が出力監視部２４aと出力調整部１４とに入力され続ける。
したがって、選択部１３には、出力調整部１４からの優勢レベルの信号と、第１のコントローラ２０ａの出力信号とが入力される。が選択部１３は、優勢レベルの信号を優勢して選択する。そのため、選択部１３は、第１のコントローラ２０ａの出力信号ではなく、異常が発生している第２のコントローラから出力される優勢レベルの信号を選択して、通信ドライバ１２の送信端子Ｔｘ１２１に出力し続ける。
【００３４】
ただし、この場合において、出力監視部２４ａには、第２のコントローラ３０からの優勢レベルの出力信号が入力され続ける。したがって、出力監視部２４ａは、第２のコントローラ３０から出力される出力信号が所定時間の間、優勢レベルである場合には、いずれかの問題によって第２のコントローラ３０から出力される出力信号に異常があると判定する。そして、信号出力部２５ａは、出力監視部２４ａにより第２のコントローラ３０の出力信号が異常と判定された場合には、異常信号を出力調整部１４に出力し、ＮＯＴ回路によって反転された信号が出力調整部１４に入力される。この場合の異常信号は、優勢レベルの信号である。
【００３５】
これにより、出力調整部１４は、選択部１３に劣性レベルの信号を出力する。そのため、選択部１３には、出力調整部１４からの劣性レベルの信号と、第１のコントローラ２０ａの出力信号とが入力される。そのため、出力調整部１４は、第１のコントローラ２０ａの出力信号を選択して、通信ドライバ１２の送信端子Ｔｘ１２１に出力する。これにより、第２のコントローラ３０の異常が発生した場合でも、第１のコントローラ２０ａ，２０ｂの通信が阻害されない。
【００３６】
上述したように、本実施形態に係るＥＣＵ１は、第２のコントローラ３０から出力される出力信号が所定時間の間、優勢レベルである場合には、第２のコントローラ３０から出力される出力信号に異常があると判定し、第２のコントローラ３０から出力される出力信号を第１のコントローラ２０ａの通信を阻害しないように調整する。例えば、ＥＣＵ１は、第２のコントローラ３０から出力される出力信号を劣性レベルに変換する。これにより、選択部１３は、異常が発生した第２のコントローラ３０からの信号ではなく、正常の第１のコントローラ２０ａ又は２０ｂからの出力信号を優先して選択し、通信ドライバ１２に出力する。これにより、第２のコントローラ３０の異常が発生した場合でも、第１のコントローラ２０ａ，２０ｂの通信が阻害されない。
【００３７】
以下に、本実施形態に係るＥＣＵ１の変形例について、説明する。変形例のＥＣＵ１は、出力調整部１４を含まない構成であるとともに、第１のコントローラ２０ａに出力監視部２４ａの機能と信号出力部２５ａの機能とを含めた信号制御部２６を備える構成である。この信号制御部２６は、第２のコントローラ３０の送信端子Ｔｘ３１に抵抗４０を介して接続されている。また、信号制御部２６は、選択部１３に接続されている。
信号制御部２６は、第２のコントローラ３０の送信端子Ｔｘ３１から出力される出力信号が所定時間の間、優勢レベルである場合には、第２のコントローラ３０から出力される出力信号に異常があると判定する。そして、信号制御部２６は、入力ポートから出力ポートに切り替えて、劣性レベルの異常信号を選択部１３に出力する。
【００３８】
なお、ＥＣＵ１の各部は、ハードウエアにより実現されてもよく、ソフトウエアにより実現されてもよく、ハードウエアとソフトウエアとの組み合わせにより実現されてもよい。また、プログラムが実行されることにより、コンピュータが、ＥＣＵ１の一部として機能してもよい。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な媒体に記憶されていてもよく、ネットワークに接続された記憶装置に記憶されていてもよい。
【００３９】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【００４０】
１  車載制御装置
２  バスライン
１０  保護回路
１１  チョークコイル
１２  通信ドライバ
１３  選択部（AND回路）
１４  出力調整部（OR回路）
２０ａ，２０ｂ  第１のコントローラ
２４ａ  出力監視部
２５ａ  信号出力部
３０  第２のコントローラ
【図１】
2018042103.tif 000003
【図２】
2018042103.tif 000004
【図３】
2018042103.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成30年1月10日(2018.1.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＡＮプロトコルに則った車載ＬＡＮシステムに接続される車載制御装置であって、
所定の機能を実行するための信号を演算して、前記信号を優勢レベル（Ｌｏレベル）又は劣性レベル（Ｈｉレベル）の信号である出力信号として出力する第１，２のコントローラと、
前記車載ＬＡＮシステムにおけるバスラインを介して通信するひとつの通信ドライバと、
単一のＡＮＤ回路であって、前記第１，２のコントローラから出力される複数の前記出力信号の中から一の前記出力信号を選択して前記通信ドライバに出力する選択部と、
単一のＯＲ回路であって、前記第２のコントローラから前記選択部に出力される出力信号を優勢レベル（Ｌｏレベル）又は劣性レベル（Ｈｉレベル）に調整可能な出力調整部と、
を備え、
前記第１のコントローラは、前記第２のコントローラから出力される出力信号が所定時間の間、優勢レベル（Ｌｏレベル）である場合には、前記第２のコントローラから出力される出力信号に異常があると判定する出力監視部と、
前記出力監視部によって前記第２のコントローラから出力される出力信号が異常であると判定された場合には、前記異常を示す異常信号を前記出力調整部に出力する信号出力部とを備え、
前記出力調整部は、前記出力監視部により前記異常が判定された場合には、前記異常信号との論理和をとることによって前記第２のコントローラから前記選択部に出力される出力信号を前記劣性レベル（Ｈｉレベル）に変換する車載制御装置。