(57)【要約】【課題】１つの車両制御装置に含まれる少なくとも２つのＣＰＵ間でのデータ転送を高速化し、車両制御装置が高機能、高精度の制御を実現することを課題とする。【解決手段】予め用意されたプログラムに基づいて、被制御対象の車載装備を制御するメインＣＰＵ２とサブＣＰＵ３を有するＥＣＵ１において、メインＣＰＵ２ならびにサブＣＰＵ３はＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）の通信プロトコルの機能を備え、メインＣＰＵ２とサブＣＰＵ３との間に接続されて、ＣＡＮの通信プロトコルによりメインＣＰＵ２とサブＣＰＵ３との間で通信を行うためのインターフェースとして機能するインターフェース回路４を備えて構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め用意されたプログラムに基づいて、被制御対象の車載装備を制御する少なくとも２つのＣＰＵを含む車両制御装置において、
前記ＣＰＵは、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）の通信プロトコルの機能を備え、
前記ＣＰＵ間に接続され、前記ＣＡＮの通信プロトコルにより前記ＣＰＵ間で通信を行うためのインターフェースとして機能するインターフェース回路
を有することを特徴とする車両制御装置。
【請求項２】
前記インターフェース回路は、ロジック回路で構成されている
ことを特徴とする請求項１記載の車両制御装置。
【請求項３】
前記ＣＡＮの通信プロトコルを用いて他の車両制御装置との間で通信を行うＣＡＮ通信回路を
有することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御用途の異なる少なくとも２つのＣＰＵを備え、車両の種々の動作を制御する車両制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術としては、例えば以下に示す文献に記載されたものが知られている（特許文献１参照）。この文献１には、例えば自動車用エンジンの制御等に用いられるメインＣＰＵとサブＣＰＵとの２つのＣＰＵ（マイクロプロセッサ）を車載電子制御装置に内蔵し、シリアル通信機能を用いてメインＣＰＵとサブＣＰＵとの間で、被制御車両の運転に必要なデータを交信することで被制御車両のエンジンを制御する技術が開示されている。
【０００３】
このような車載電子制御装置では、メインＣＰＵとサブＣＰＵのそれぞれにシリアル通信用の直並列変換器を備え、この直並列変換器を介してメインＣＰＵとサブＣＰＵとの間で相互にデータの送受信を行っていた。
【特許文献１】特開２００２−１０８８３５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、自動車に対する排出ガス規制や燃費規制等の要求を満足させるために、エンジンの高機能、高精度な制御が求められ、それを実現するためにエンジンの機械的な制御からＥＣＵ（電子制御装置）による電子制御（デジタル制御化）が導入された。また、マイクロコンピュータの発達と普及はエンジンのみならず自動車のあらゆる部分での制御を高度化、高機能へと加速させ、安全性、快適性の向上を実現するためのＡＢＳ（アンチロック・ブレーキ・システム）やエアバック、オートエアコン、カーナビゲーション等の様々な装備が採用されるようになってきた。これらの装備においてもＥＣＵが備えられ、エンジン制御のＥＣＵと同じようにデジタル制御化がなされている。
【０００５】
したがって、上記文献に記載された車載電子装置を含むこのようなＥＣＵでは、益々高機能、高精度の制御が要求される傾向にあり、これらに応えるためには、今まで以上のさらなる多量の情報を高速に送受信する必要があった。
【０００６】
しかし、従来では上述したように、１つのＥＣＵに内蔵される２つのＣＰＵ間でのデータはシリアル通信で入出力されていたため、２つのＣＰＵ間で相互に多量のデータを高速に短時間で伝送することが困難になるおそれがあった。これはＥＣＵが高機能、高精度の制御を実現する障害となり、良好な制御性が得られないといった不具合を招くことになる。
【０００７】
そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、１つの車両制御装置に含まれる少なくとも２つのＣＰＵ間でのデータ転送を高速化し、高機能、高精度の制御を実現できる車両制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、予め用意されたプログラムに基づいて、被制御対象の車載装備を制御する少なくとも２つのＣＰＵを有する車両制御装置において、前記ＣＰＵは、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）の通信プロトコルの機能を備え、前記ＣＰＵ間に接続され、前記ＣＡＮの通信プロトコルにより前記ＣＰＵ間で通信を行うためのインターフェースとして機能するインターフェース回路を有することを特徴とする。
【０００９】
上記特徴の請求項１記載の発明によれば、従来のシリアル通信に比べてＣＰＵ間での通信速度が向上する。これにより、制御に必要となるデータ量が増加し、高機能、高精度の制御を行うことが可能となる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の車両制御装置において、前記インターフェース回路は、ロジック回路で構成されていることを特徴とする。
【００１１】
上記特徴の請求項２記載の発明によれば、インターフェース回路を簡単に構成することが可能となる。これにより、汎用のＩＣにより実現することが可能となり、低消費電力化、小型化ならびに発熱量の低減を図ることができる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の車両制御装置において、前記ＣＡＮの通信プロトコルを用いて他の車両制御装置との間で通信を行うＣＡＮ通信回路を有することを特徴とする。
【００１３】
上記特徴の請求項３記載の発明によれば、ＣＡＮ通信回路が車両制御装置に含まれるので、ＣＡＮの通信プロトコルにより他の車両制御装置との間で通信を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は本発明の実施例１に係る車両制御装置の構成を示す図である。図１に示す実施例１の装置は、車両のエンジンや、ＡＢＳ（アンチロック・ブレーキ・システム）、エアバック、オートエアコン、カーナビゲーション等の様々な車載装備を電子制御する電子制御装置の１つとして機能するＥＣＵ１で構成され、このＥＣＵ１は、制御対象に応じて制御用途が異なる２つのＣＰＵ（マイクロプロセッサ）を構成するメインＣＰＵ２とサブＣＰＵ３、このメインＣＰＵ２とサブＣＰＵ３との間で相互に通信を行うインターフェース回路４、ならびにＣＡＮ通信回路５を備えている。
【００１６】
メインＣＰＵ２ならびにサブＣＰＵ３は、上記各種車載用装備の制御対象に応じて仕様が設定されたマイクロコンピュータで構成され、汎用のマイクロコンピュータが備えている入出力装置、中央演算処理装置ならびに記憶装置等のコンピュータ資源を備え、制御対象に応じて予め用意されたプログラムに基づいて上記コンピュータ資源を協働作用させて制御対象を制御する。
【００１７】
また、メインＣＰＵ２とサブＣＰＵ３とは、必要に応じてＣＡＮの通信方式を用いインターフェース回路４を介してデータを相互に通信（送受信）して、上記制御を行う。ＣＡＮは、車載用の通信プロトコルとして採用されてＩＳＯ１１８９８ならびにＩＳＯ１１５１９として国際規格化（標準化）されているＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋの通信方式である。メインＣＰＵ２ならびにサブＣＰＵ３は、このＣＡＮの通信プロトコルを用いて相互に通信を行うための機能を備えている。
【００１８】
その機能として、メインＣＰＵ２は、送信端子ＣＴＸ２と受信端子ＣＲＸ２とを備え、サブＣＰＵ３は、送信端子ＣＴＸ３と受信端子ＣＲＸ３とを備えている。メインＣＰＵ２は、送信端子ＣＴＸ２がロウ（Ｌ）レベルで送信（出力）状態となる一方ハイ（Ｈ）レベルでは非送信状態とり、受信端子ＣＲＸ２がロウ（Ｌ）レベルで受信（入力）状態になる一方ハイ（Ｈ）レベルでは非受信状態となる。サブＣＰＵ３は、送信端子ＣＴＸ３がロウ（Ｌ）レベルで送信（出力）状態となる一方ハイ（Ｈ）レベルでは非送信状態とり、受信端子ＣＲＸ３がロウ（Ｌ）レベルで受信（入力）状態になる一方ハイ（Ｈ）レベルでは非受信状態となる。
【００１９】
インターフェース回路４は、上記ＣＡＮの通信方式でメインＣＰＵ２とサブＣＰＵ３との間で通信を行うためのインターフェース回路として構成されている。インターフェース回路４は、例えば汎用ＩＣのロジック回路で構成され、このロジック回路は５つのＡＮＤゲートＩ１〜Ｉ５で構成されている。
【００２０】
ＡＮＤゲートＩ１は、その一方の入力端子がＡＮＤゲートＩ２の出力端子に接続され、他方の入力端子がＡＮＤゲートＩ４の一方の入力端子に接続され、出力端子がメインＣＰＵ２の受信端子ＣＲＸ２に接続されている。ＡＮＤゲートＩ２は、その一方の入力端子がＡＮＤゲートＩ３ならびにＡＮＤゲートＩ５の入力端子に接続されているとともにメインＣＰＵ２の送信端子ＣＴＸ２に接続され、他方の入力端子がＡＮＤゲートＩ３ならびにＡＮＤゲートＩ５の一方の入力端子に接続されているとともにサブＣＰＵ３の送信端子ＣＴＸ３に接続され、出力端子がＡＮＤゲートＩ１の一方の入力端子に接続されている。
【００２１】
ＡＮＤゲートＩ３は、その一方の入力端子がＡＮＤゲートＩ２ならびにＡＮＤゲートＩ５の入力端子に接続されているとともにサブＣＰＵ３の送信端子ＣＴＸ３に接続され、他方の入力端子がＡＮＤゲートＩ２ならびにＡＮＤゲートＩ５の一方の入力端子に接続されているとともにメインＣＰＵ２の送信端子ＣＴＸ２に接続され、出力端子がＡＮＤゲートＩ４の一方の入力端子に接続されている。ＡＮＤゲートＩ４は、その一方の入力端子がＡＮＤゲートＩ３の出力端子に接続され、他方の入力端子がＡＮＤゲートＩ１の一方の入力端子に接続されているとともにＣＡＮ通信回路５に接続され、出力端子がサブＣＰＵ３の受信端子ＣＲＸ３に接続されている。
【００２２】
ＡＮＤゲートＩ５は、その一方の入力端子がＡＮＤゲートＩ２ならびにＡＮＤゲートＩ３の入力端子に接続されているとともにメインＣＰＵ２の送信端子ＣＴＸ２に接続され、他方の入力端子がＡＮＤゲートＩ２ならびにＡＮＤゲートＩ３の一方の入力端子に接続されているとともにサブＣＰＵ３の送信端子ＣＴＸ３に接続され、出力端子がＣＡＮ通信回路５に接続されている。
【００２３】
ＣＡＮ通信回路５は、上記ＣＡＮの通信方式でＥＣＵ１と車載された他のＥＣＵ（図示せず）との間で通信する通信回路であり、ＥＣＵ１のＣＡＮＨ端子ならびにＣＡＮＬ端子を介して他のＥＣＵとＥＣＵ１のメインＣＰＵならびにサブＣＰＵ３との間で通信を行うＣＡＮトランシーバ５１と、通信されるデータのノイズを除去するＣＡＮフィルタ５２を備えて構成されている。
【００２４】
ＣＡＮトランシーバ５１は、受信端子ＲＸと送信端子ＴＸを備え、受信端子ＲＸはインターフェース回路４を構成するＡＮＤゲートＩ５の出力端子に接続され、送信端子ＴＸはインターフェース回路４を構成するＡＮＤゲートＩ１ならびにＡＮＤゲートＩ４の入力端子に接続されている。ＣＡＮトランシーバ５１は、受信端子ＲＸがロウ（Ｌ）レベルでメインＣＰＵ２ならびにサブＣＰＵ３に対して受信（入力）状態になる一方ハイ（Ｈ）レベルでは非受信状態となり、送信端子ＣＴＸ２がロウ（Ｌ）レベルでメインＣＰＵ２ならびにサブＣＰＵ３に対して送信（出力）状態となる一方ハイ（Ｈ）レベルでは非送信状態となる。ＣＡＮトランシーバ５１は、送信端子ＴＸがプルアップ抵抗５３を介して高位電源に接続されるとともに、ＥＣＵ１の外部の他のＥＣＵから送信されてＣＡＮトランシーバ５１で受信された信号に基づいて導通制御されるスイッチング回路５４に接続され、このスイッチング回路５４を導通状態にすることで送信端子ＴＸをハイレベルからロウレベルに変化させ、ＣＡＮ通信回路５が非送信状態から送信状態に移行される。
【００２５】
このような構成において、メインＣＰＵ２とサブＣＰＵ３との間の通信ならびにメインＣＰＵ２ならびにサブＣＰＵ３と他のＥＣＵとの間の通信は、図２のタイミングチャートに示すように行われる。図２に示す各タイミングの（ａ）〜（ｈ）は、図１の同符号（ａ）〜（ｈ）で示す箇所のタイミングを示している。
【００２６】
図２を参照して、メインＣＰＵ２の送信出力（ａ）、ＡＮＤゲートＩ２の出力（ｂ）、ＡＮＤゲートＩ１の出力（ｃ）、サブＣＰＵ３の送信出力（ｄ）、ＡＮＤゲートＩ３の出力（ｅ）、ＡＮＤゲートＩ４の出力（ｆ）、ＡＮＤゲートＩ５の出力（ｇ）ならびにＣＡＮトランシーバ５１の送信出力（ｈ）のそれぞれがハイレベルにある場合には、非通信状態となる。
【００２７】
このような状態において、メインＣＰＵ２からサブＣＰＵ３にデータが送信される場合には、メインＣＰＵ２の送信端子ＣＴＸ２がハイレベルからロウレベルに変化し、ＡＮＤゲートＩ４の出力（ｆ）がハイレベルからロウレベルに変化する。これにより、サブＣＰＵ３の受信端子ＣＲＸ３はハイレベルからロウレベルとなり、メインＣＰＵ２からサブＣＰＵ３にデータが出力されてメインＣＰＵ２とサブＣＰＵ３との間で通信が行われる。
【００２８】
サブＣＰＵ３からメインＣＰＵ２にデータが送信される場合には、サブＣＰＵ３の送信端子ＣＴＸ３がハイレベルからロウレベルに変化し、ＡＮＤゲートＩ１の出力（ｃ）がハイレベルからロウレベルに変化する。これにより、メインＣＰＵ２の受信端子ＣＲＸ２はハイレベルからロウレベルとなり、サブＣＰＵ３からメインＣＰＵ２にデータが出力されてメインＣＰＵ２とサブＣＰＵ３との間で通信が行われる。
【００２９】
メインＣＰＵ２からＥＣＵ１以外の他のＥＣＵにデータが送信される場合には、メインＣＰＵ２の送信端子ＣＴＸ２がハイレベルからロウレベルに変化し、ＡＮＤゲートＩ５の出力（ｇ）がハイレベルからロウレベルに変化する。これにより、ＣＡＮトランシーバ５１の受信端子ＲＸはハイレベルからロウレベルとなり、ＣＡＮトランシーバ５１は送信状態となり、ＣＡＮ通信回路５を介してメインＣＰＵ２から外部のＥＣＵにデータが出力されてメインＣＰＵ２と外部のＥＣＵとの間で通信が行われる。
【００３０】
サブＣＰＵ３からＥＣＵ１以外の他のＥＣＵにデータが送信される場合には、サブＣＰＵ３の送信端子ＣＴＸ３がハイレベルからロウレベルに変化し、ＡＮＤゲートＩ５の出力（ｇ）がハイレベルからロウレベルに変化する。これにより、ＣＡＮトランシーバ５１の受信端子ＲＸはハイレベルからロウレベルとなり、ＣＡＮトランシーバ５１は送信状態となり、ＣＡＮ通信回路５を介してサブＣＰＵ３から外部のＥＣＵにデータが出力されてサブＣＰＵ３と外部のＥＣＵとの間で通信が行われる。
【００３１】
ＥＣＵ１以外の他のＥＣＵから送信されたデータがメインＣＰＵ２で受信される場合には、ＣＡＮトランシーバ５１の送信端子ＴＸ（ｈ）がハイレベルからロウレベルに変化し、ＡＮＤゲートＩ１の出力（ｃ）がハイレベルからロウレベルに変化する。これにより、メインＣＰＵ２の受信端子ＣＲＸ２はハイレベルからロウレベルとなり、メインＣＰＵ２はは受信状態となり、ＥＣＵ１以外の他のＥＣＵから送信されたデータがメインＣＰＵ２で受信されてメインＣＰＵ２と外部のＥＣＵとの間で通信が行われる。
【００３２】
ＥＣＵ１以外の他のＥＣＵから送信されたデータがサブＣＰＵ３で受信される場合には、ＣＡＮトランシーバ５１の送信端子ＴＸ（ｈ）がハイレベルからロウレベルに変化し、ＡＮＤゲートＩ４の出力（ｆ）がハイレベルからロウレベルに変化する。これにより、サブＣＰＵ３の受信端子ＣＲＸ３はハイレベルからロウレベルとなり、サブＣＰＵ３は受信状態となり、ＥＣＵ１以外の他のＥＣＵから送信されたデータがサブＣＰＵ３で受信されてサブＣＰＵ３と外部のＥＣＵとの間で通信が行われる。
【００３３】
図３はＥＣＵのＣＰＵ間で行われていた従来のシリアルデータ通信のタイミングチャート（同図（ａ））と、ＣＡＮの通信方式でメインＣＰＵ２とサブＣＰＵ３との間で行われる本発明のデータ通信のタイミングチャート（同図（ｂ））である。図３（ａ）に示す従来では、同期信号ＳＣＫに同期した送信信号ならびに受信信号の通信速度は、例えば１０ｋｂｐｓ程度であり、１バイトのデータ通信には８００μｓ程度の時間がかかるのに対して、本発明のＣＡＮ通信を採用した場合には、通信速度は例えば５００ｋｂｐｓ程度にまで向上し、１バイトのデータ通信には１６μｓ程度に短縮される。
【００３４】
これにより、従来に比べて通信速度が５０倍程度に高速化され、データ通信量が大幅に向上する。これにより、ＥＣＵ１は必要に応じてメインＣＰＵ２とサブＣＰＵ３との間で高速にデータ通信を行うことで、高機能、高精度の制御を短時間で実現することが可能となる。
【００３５】
また、メインＣＰＵ２とサブＣＰＵ３との間でデータ通信を行う際に、従来のＣＡＮ通信回路に代えて、ロジック回路で構成されたインターフェース回路４を採用することで、ＥＣＵ１の実装率を下げて小型化することが可能になることに加えて、低消費電力化ならびにノイズの抑制や発熱量の低減も実現することができる。
【００３６】
さらに、ＥＣＵ１にＣＡＮ通信回路５を設けることで、メインＣＰＵ２とサブＣＰＵ３との間での通信に加えて、ＥＣＵ１のメインＣＰＵ２、サブＣＰＵ３と他のＥＣＵとの間でＣＡＮ通信が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施例１に係る車両制御装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例１に係る装置の通信動作を示すタイミングチャートである。
【図３】シリアル通信とＣＡＮ通信の信号波形を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１…ＥＣＵ
２…メインＣＰＵ
３…サブＣＰＵ
４…インターフェース回路
５…ＣＡＮ通信回路
５１…ＣＡＮトランシーバ
５２…ＣＡＮフィルタ
５３…プルアップ抵抗
５４…スイッチング回路
Ｉ１〜Ｉ５…ＡＮＤゲート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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