JP2010231407A - Input/output device - Google Patents
Input/output device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010231407A JP2010231407A JP2009077071A JP2009077071A JP2010231407A JP 2010231407 A JP2010231407 A JP 2010231407A JP 2009077071 A JP2009077071 A JP 2009077071A JP 2009077071 A JP2009077071 A JP 2009077071A JP 2010231407 A JP2010231407 A JP 2010231407A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- data
- output
- input
- database
- control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Programmable Controllers (AREA)
Abstract
Description
本発明は、複数の機器と、該複数の機器からの情報を使用して機器の制御を行なう制御装置との間で前記複数の機器の制御装置に対する入出力を処理する入出力装置に関する。特に、各機器から入力されるデータをデータベースとして集約して記憶しておくことでデータの出力タイミングなどを適宜調整することなどを可能とし、データの授受の高速化及び効率化、機器の制御を行なう制御装置における処理負荷の軽減を図ることができる入出力装置に関する。 The present invention relates to an input / output device that processes input / output with respect to a control device of a plurality of devices between a plurality of devices and a control device that controls the devices using information from the plurality of devices. In particular, the data input from each device is stored as a database and stored, making it possible to adjust the data output timing, etc. as appropriate, making data transfer faster and more efficient, and controlling the device. The present invention relates to an input / output device capable of reducing a processing load in a control device.
近年では、多数の機器を制御して、全体として多様な機能を実現させる制御システムが普及している。機器には夫々制御装置が接続され、更に各制御装置に通信手段を設けて相互にデータを交換させ、個々の制御装置が独立した制御を行なうのではなく、他の制御装置などを介して得られるデータに基づいて自身に対応する制御対象の機器を制御するなど、連携して制御を実行する制御システムが各分野で利用されている。 In recent years, control systems that control a large number of devices and realize various functions as a whole have become widespread. A control device is connected to each device, and each control device is provided with a communication means to exchange data with each other, and each control device does not perform independent control, but can be obtained via other control devices. Control systems that execute control in cooperation, such as controlling a device to be controlled corresponding to itself based on data obtained, are used in various fields.
このような制御システムでは、機能の増加に伴ない、制御対象の機器の数も増加すると共に、制御に用いるデータを取得、又は測定するセンサなどの機器の数も増加する。 In such a control system, as the functions increase, the number of devices to be controlled increases, and the number of devices such as sensors that acquire or measure data used for control also increases.
特に車両の分野では、各種機能に対応するアクチュエータ又はセンサなどの機器が多数車内に配され、各機器を制御する制御装置としてECU(Electronic Control Unit)が各々に対応して配されて動作している。車両の制御は機械的制御から電気的制御へ移行しつつあり、更に、制御システムによって実現される機能の特化、実現できる機能の増加及び多様化が進んでいる。これにより、車両に搭載されるアクチュエータ、センサなどの機器が増加している。 Particularly in the field of vehicles, a large number of devices such as actuators or sensors corresponding to various functions are arranged in the vehicle, and ECUs (Electronic Control Units) are arranged and operated as control devices for controlling each device. Yes. Vehicle control is shifting from mechanical control to electrical control, and further, specialization of functions realized by the control system, increase in functions that can be realized, and diversification are progressing. As a result, devices such as actuators and sensors mounted on the vehicle are increasing.
このように、制御対象の機器、又は制御に用いるデータを取得するセンサなどの機器の数は増大する。機器の数が増大した場合、各機器に各々制御装置が対応する構成では、制御装置の数も増大して相互の通信における通信負荷が重くなるなどの事態が考えられる。この場合、データの送受信の遅れの発生の問題、又は、ほぼ同時に受信することが期待されるデータの受信タイミングに時間差が生じるなどの問題が起こる。 Thus, the number of devices such as devices to be controlled or sensors that acquire data used for control increases. When the number of devices increases, in the configuration in which the control devices correspond to the respective devices, the number of control devices also increases and the communication load in mutual communication may increase. In this case, there arises a problem such as a delay in data transmission / reception or a time difference in data reception timing expected to be received almost simultaneously.
図11は、制御システムの典型的構成と、各ECUから送信されるデータの内容及びデータを必要とするタイミングとを模式的に示す説明図である。図11に示す制御システムは、ECU91,92,93,94を含む。ECU91,92,93,94はいずれも通信線95にバス型に接続され、相互に通信することが可能である。
FIG. 11 is an explanatory diagram schematically showing a typical configuration of the control system, the contents of data transmitted from each ECU, and the timing at which the data is required. The control system shown in FIG. 11 includes
ECU91には、図示しない1又は複数のセンサが接続されており、ECU91はセンサから得られるデータを一定周期で送信するようにしてある。ECU92には、図示しないアクチュエータが接続されており、ECU92がアクチュエータの動作を制御するようにしてある。ECU93は、判定処理などを行なうようにしてある。ECU94にも図示しない1又は複数のセンサが接続されており、ECU94はセンサから得られるデータを一定周期で送信するようにしてある。
One or more sensors (not shown) are connected to the
例えば、ECU91は、センサにて得られるデータに基づき、ECU92,93,94が必要とするデータを組み合わせてフレームAとして通信線95へ送信するようにしてある。このときECU92は、ECU91からのデータを50msec(ミリ秒)の周期で必要とし、ECU93はECU91からのデータを20msecの周期で必要とし、ECU94はECU91からのデータを60msecの周期で必要としているとする。この場合、ECU91は、最も短い周期の20msecにてフレームAを送信する。ECU94も、センサにて得られるデータに基づき、ECU91,92が必要とするデータを組み合わせてフレームBとして通信線95へ送信するようにしてある。ECU94は、ECU91,92の内のいずれかがフレームBを必要とする周期20msec及び50msecの内、最も短い20msecにてフレームBを送信するようにしてある。
For example, the ECU 91 is configured to transmit data required by the
ECU92は、フレームA及びフレームBに含まれるデータと、自身が保有するデータとを用いた演算処理の結果に基づいてアクチュエータの動作を制御するようにしてある。フレームAのデータとフレームBのデータとがほぼ同時に得られたデータである場合、演算結果の精度が高まるから、同時に得られたデータであることが望ましい。例えば、フレームAに含まれるデータとフレームBに含まれるデータとが、50msec程度異なるタイミングにて夫々センサからの入力に基づき得られたデータである場合、データの内容によっては演算結果の精度が低く制御に不適となる問題がある。 The ECU 92 controls the operation of the actuator based on the result of arithmetic processing using the data included in the frames A and B and the data held by itself. When the data of the frame A and the data of the frame B are data obtained almost at the same time, it is desirable that the data is obtained at the same time because the accuracy of the calculation result is improved. For example, when the data included in the frame A and the data included in the frame B are data obtained based on inputs from the sensors at different timings by about 50 msec, the accuracy of the calculation result may be low depending on the contents of the data. There is a problem that makes it unsuitable for control.
更にこの場合、ECU94は、フレームAを60msecの周期にて受信できればよいにも拘わらず、ECU93が必要とする周期である20msec毎にフレームAを受信する。つまり、ECU94としては同一の内容のデータを不要に多く受信することになる問題がある。
Furthermore, in this case, the
他の例として、ECU91がセンサにて得られるデータを送信するに際し、ECU92は当該データを高精度のデータで必要とし、ECU93,94は低精度のデータで十分であるとし、しかもECU92,93,94が当該データを必要とする周期は図11に示すように異なる場合を考える。具体的には、ECU92はアクチュエータの制御のために、ECU91がセンサにて得られるデータを16ビットの精度で必要とするが、ECU93,94は同じデータを8ビットの精度で必要とする。この場合、ECU91が当該データを8ビットのデータにする演算後に16ビットの精度のデータと共にフレームCとして送信するのか、又は16ビットの精度のデータのみをフレームCとして送信し、ECU93,94が夫々演算して用いるのか、両方の構成が考えられる。どちらの構成が好ましいかは、通信線95における通信量の節減と、各ECU91,92,93,94における演算負荷とのいずれを、システムにおける優先事項にするかによって定まる。
As another example, when the ECU 91 transmits data obtained by the sensor, the ECU 92 requires the data as high-precision data, and the
このような各種問題に対して、制御システム全体で各ECUが必要とするデータの送受信タイミング、通信量等を最適化するためには、フレームにいずれのデータをどれ程の精度で含めて送信するのか、そしてそのフレームをどのような周期で各ECUから送信させるのかを設計することが重要である。しかしながら、制御システムに含まれるセンサ、アクチュエータ、及びそれらに対応するECUの数の多さから、データの種類も膨大になり、設計は非常に複雑であり、設計工程に多大な労力がかかる。 In order to optimize the data transmission / reception timing, communication volume, etc. required by each ECU in the entire control system for such various problems, the frame includes which data is transmitted with a certain degree of accuracy. It is important to design whether the frame is transmitted from each ECU. However, due to the large number of sensors, actuators, and ECUs corresponding to them included in the control system, the types of data become enormous, the design is very complicated, and a great deal of effort is required in the design process.
一方、車両におけるECUを利用した制御システムでは、ワイヤー・ハーネスの肥大化、システムの構成部品点数の増加といった問題から、センサ、アクチュエータなどの機器との間の入出力を集約する構成が提案されている(特許文献1、2など)。また、ECUの数は上述のように増大しており、且つ1つの通信線に接続されるECUの数がリンギング防止などの問題から限られるから、通信線の数が増加する。車両の分野では特に、燃費の改善及び環境への影響を考慮して車両全体の軽量が重要な課題となっている。軽量化には通信線、信号線、電源線などの各種電線を含むワイヤハーネスの軽量化が大きく影響するので、各種電線自体の軽量化及び省線化が望まれている。
On the other hand, in a control system using an ECU in a vehicle, a configuration that aggregates input / output with devices such as sensors and actuators has been proposed due to problems such as the enlargement of wire harnesses and the increase in the number of system components. (
特許文献1では、入出力装置が各機器から得たデータを多重化して制御装置である車載ECUへ伝送する構成とすることにより、省線化を図っている。特許文献2では、通信により多重化したデータを送信する構成をシフトレジスタを用いて出力する構成とすることにより、ECUの部品点数を削減して小型化できる入出力装置が提案されている。
In
特許文献1、2に開示されているように、複数の機器から出力されたデータに対する演算を共通の演算手段で行ない、更に情報を多重化してECUへ通信により伝送するか、又はシフトレジスタを介して出力する構成により、通信線、信号線の削減を図ることができる。
As disclosed in
特許文献1、2に開示されている構成では、センサなどから得られたデータをまとめて出力することができるものの、それらのデータを出力するタイミングをECUからの要求に応じて適宜調整することは考慮されていない。したがって、例えば入出力装置から各データをECUへ出力するタイミングは、センサなどから出力されたタイミングであろうと推測される。データの多重化についても、ECUが必要とするデータを組み合わせることを考慮していることは示唆されていない。このように、ECUが必要とするデータ、必要とするタイミングに応じたデータの授受の最適化のためには依然として、多大な労力をかけて入出力のタイミング及びフレームの設計を行なう必要がある。
In the configurations disclosed in
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、制御システムを構成する複数の機器と各機器の制御装置との間でデータの入出力を処理する入出力装置が、一旦各機器からのデータを記憶しておき、適宜、制御装置からの必要に応じてデータの授受を実行することにより、システムの省線化を図ると共に、制御装置における処理負荷は軽減しつつも、制御システム全体におけるデータの授受の高速化及び効率化を図ることができる入出力装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an input / output device that processes input / output of data between a plurality of devices constituting a control system and a control device of each device is temporarily provided from each device. By storing data and appropriately transferring data from the control device as needed, the system can be reduced in line and the processing load on the control device can be reduced. An object of the present invention is to provide an input / output device capable of increasing the speed and efficiency of data exchange.
第1発明に係る入出力装置は、データを入力又は出力する複数の機器と、いずれかの機器からのデータを使用するか、又は機器へデータを与えることにより機器を制御する1又は複数の制御装置との間に接続され、前記複数の機器の前記1又は複数の制御装置への入出力を処理するようにしてある入出力装置において、入出力されるデータを記憶するための記憶部を備え、該記憶部に前記複数の機器のいずれかから入出力されるデータをデータベース形式にて記憶する手段と、前記データベースに記憶されている1又は複数のデータに基づき、前記制御装置から必要とされるデータを必要とされるタイミングにて出力する出力手段とを備えることを特徴とする。 The input / output device according to the first aspect of the present invention is a plurality of devices that input or output data, and one or a plurality of controls that use the data from any device or control the device by giving data to the device. A storage unit for storing input / output data in an input / output device connected to the device and configured to process input / output of the plurality of devices to the one or more control devices; Required by the control unit based on one or more data stored in the database and means for storing data input / output from any of the plurality of devices in the storage unit in a database format Output means for outputting data at a required timing.
第2発明に係る入出力装置は、前記制御装置から必要とされるデータの識別情報と、前記データが前記制御装置から必要とされる出力タイミングとの対応を示す対応テーブルを備え、前記出力手段は、前記対応テーブルの識別情報及び出力タイミングに基づいて、前記データベースからデータを読み出して出力するようにしてあることを特徴とする。 An input / output device according to a second aspect of the present invention comprises a correspondence table indicating correspondence between identification information of data required from the control device and output timing at which the data is required from the control device, and the output means Is characterized in that data is read out from the database and output based on identification information and output timing of the correspondence table.
第3発明に係る入出力装置は、前記出力手段は、前記制御装置から必要とされるデータの変化の有無を判断する手段を備え、該手段が有と判断した場合に変化後のデータを出力するようにしてあることを特徴とする。 In the input / output device according to a third aspect of the present invention, the output means includes means for determining whether or not there is a change in data required from the control apparatus, and outputs the changed data when the means determines that it is present. It is made to do so.
第4発明に係る入出力装置は、前記出力手段は、前記制御装置から必要とされるデータと所定値との比較に基づき前記データを出力するようにしてあることを特徴とする。 The input / output device according to a fourth aspect of the invention is characterized in that the output means outputs the data based on a comparison between data required from the control device and a predetermined value.
第5発明に係る入出力装置は、前記出力手段は、前記制御装置から必要とされるデータを複数組み合わせて出力するようにしてあることを特徴とする。 The input / output device according to a fifth aspect of the invention is characterized in that the output means outputs a combination of a plurality of data required from the control device.
第6発明に係る入出力装置は、前記制御装置からのデータ出力要求を受け付ける手段と、前記データ出力要求に応じて前記データベースからデータを抽出して出力する手段と、前記データ出力要求に基づき前記対応テーブルを更新する手段とを備えることを特徴とする。 The input / output device according to a sixth aspect of the present invention is a means for receiving a data output request from the control device, a means for extracting and outputting data from the database in response to the data output request, and the data output request based on the data output request And a means for updating the correspondence table.
第7発明に係る入出力装置は、前記制御装置から必要とされるデータを、前記データベースに記録されている1又は複数のデータを用いた演算により求める演算手段を備え、前記出力手段は、演算により求めたデータを出力するようにしてあることを特徴とする。 An input / output device according to a seventh aspect of the present invention comprises calculation means for obtaining data required from the control device by calculation using one or a plurality of data recorded in the database, and the output means includes calculation The data obtained by the above is output.
第8発明に係る入出力装置は、前記演算手段により求めたデータを前記データベースに記憶するようにしてあることを特徴とする。 An input / output device according to an eighth invention is characterized in that the data obtained by the computing means is stored in the database.
第9発明に係る入出力装置は、前記データベースに記憶されているデータを、前記複数の機器の内のいずれか特定の機器へ該特定の機器の動作を制御すべく出力する手段を備えることを特徴とする。 An input / output device according to a ninth aspect comprises means for outputting the data stored in the database to any one of the plurality of devices so as to control the operation of the specific device. Features.
第10発明に係る入出力装置は、接続されている複数の機器夫々に対応して特定の処理を行なうべく構成される複数の処理回路を備え、前記複数の処理回路は夫々、前記データベースにデータを記憶し、又は前記データベースからデータを抽出する手段を備えることを特徴とする。 An input / output device according to a tenth aspect of the present invention includes a plurality of processing circuits configured to perform specific processing corresponding to each of a plurality of connected devices, and each of the plurality of processing circuits stores data in the database. Is stored, or means for extracting data from the database is provided.
第11発明に係る入出力装置は、前記複数の処理回路の内の一部又は全部は、対応する機器から出力されたデータに基づき他のデータを求める演算処理を行ない、演算結果に基づき制御データを他の機器に対応する処理回路へ出力する手段を備えることを特徴とする。 In the input / output device according to an eleventh aspect, a part or all of the plurality of processing circuits perform arithmetic processing for obtaining other data based on data output from the corresponding device, and control data based on the arithmetic result Is provided to a processing circuit corresponding to another device.
第12発明に係る入出力装置は、前記複数の処理回路の内の一部又は全部は、前記データベースに記憶されているデータに基づき、対応する機器の動作の停止又は起動を制御する手段を備えることを特徴とする。 An input / output device according to a twelfth aspect of the present invention includes a part or all of the plurality of processing circuits including means for controlling stop or activation of operation of a corresponding device based on data stored in the database. It is characterized by that.
第13発明に係る入出力装置は、前記複数の機器が夫々、入力又は出力するデータに基づき、異常を検知する手段を備えることを特徴とする。 The input / output device according to a thirteenth aspect of the present invention is characterized by comprising means for detecting an abnormality based on data input or output by each of the plurality of devices.
第1発明では、複数の機器及び機器を制御する制御装置との間の入出力を処理する入出力装置にて、各機器又は制御装置からのデータを一旦データベースの形式にて集約して記憶しておく。データベースに集約されて記憶されていることにより、入出力装置は機器から出力されたタイミングで逐次制御装置へデータを出力するなどのように各機器と制御装置との間の入出力を中継するのみならず、適宜、制御装置が必要とするデータを必要とするタイミングとなるように調整してデータを出力することが可能である。これにより、必要なデータのみの授受となるので、無用なデータの授受、授受されるデータ量の節減など効率化、最適化を図ることができる。また、制御装置は複数の機器又は他の装置から夫々任意のタイミングで出力されるデータの入出力のタイミングの調整処理、データの時間精度の判定処理を行なうことなく制御処理のみに専念できる。 In the first invention, in the input / output device that processes input / output between the plurality of devices and the control device that controls the devices, the data from each device or the control device is once stored in the form of a database. Keep it. By being stored in a database, the input / output device only relays input / output between each device and the control device, such as sequentially outputting data to the control device at the timing output from the device. Instead, it is possible to output the data by adjusting the timing so that the data required by the control device is necessary. Thereby, since only necessary data is exchanged, it is possible to achieve efficiency and optimization such as exchange of useless data and reduction of the amount of data exchanged. In addition, the control device can devote only to the control processing without performing the adjustment processing of the input / output timing of data output from a plurality of devices or other devices at arbitrary timing and the determination processing of the time accuracy of data.
第2発明では、対応テーブルに基づき、データベースに集約されて記憶されているデータが適宜出力される。制御装置が必要とするデータと必要とされるタイミングとの明確な対応に基づいて出力されるから効率的なデータの授受を実現することが可能である。 In the second invention, based on the correspondence table, data stored in the database in an aggregated manner is appropriately output. Since it is output based on a clear correspondence between the data required by the control device and the required timing, it is possible to realize efficient data exchange.
第3発明では、制御装置が必要とするデータが、当該データの内容が変化したデータである場合、入出力装置にてその必要に応じて変化が有った場合に出力される。制御装置は不要に同じデータを受け続ける必要が無い。これにより、データの授受は効率化され、制御装置の処理負荷は軽減される。 In the third aspect of the invention, when the data required by the control device is data in which the content of the data has changed, the data is output when the input / output device has changed as necessary. The control device does not need to keep receiving the same data unnecessarily. Thereby, the exchange of data is made efficient, and the processing load of the control device is reduced.
第4発明では、制御装置が必要とするデータが、所定の閾値よりも大きい又は小さいかなどの所定の条件を満たしたデータである場合、入出力装置からは、その必要に応じて所定の条件を満たした場合のみ出力される。制御装置は不要にデータを受けずともよい。これにより、データの授受は効率化され、制御装置の処理負荷は軽減される。 In the fourth invention, when the data required by the control device is data satisfying a predetermined condition such as whether it is larger or smaller than a predetermined threshold value, the input / output device receives a predetermined condition according to the necessity. This is output only when The control device need not receive data unnecessarily. Thereby, the exchange of data is made efficient, and the processing load of the control device is reduced.
第5発明では、制御装置が演算処理、判定処理などのために、機器が出力する複数のデータを必要とする場合、該複数のデータは、入出力装置にて夫々任意のタイミングと任意の精度に調整された上で組み合わせられ、制御装置へまとめて出力される。制御装置は入出力装置から出力されたままのデータを用いて処理を行なえばよい。またこの場合、制御装置は必要な複数のデータを同時に取得することが可能である。 In the fifth invention, when the control device requires a plurality of data output from the device for arithmetic processing, determination processing, etc., the plurality of data are respectively input to the input / output device at arbitrary timing and with arbitrary accuracy. Are combined after being adjusted to output to the control device. The control device may perform processing using the data output from the input / output device. In this case, the control device can simultaneously acquire a plurality of necessary data.
第6発明では、制御装置から明示的にデータの出力要求がされた場合、入出力装置は当該出力要求に応じてデータを出力すると共に、記憶してあるテーブルに要求されたデータ及び要求されるタイミングにより対応テーブルを更新する。したがって、新たに加わった制御装置がある場合であっても、データの授受をより効率化することができる。 In the sixth aspect of the invention, when a data output request is explicitly issued from the control device, the input / output device outputs data in response to the output request, and the requested data and requested data in the stored table. The correspondence table is updated according to the timing. Therefore, even when there is a newly added control device, it is possible to more efficiently exchange data.
第7発明では、制御装置が必要とするデータが、各機器から得られる複数のデータに基づく演算処理により得られるデータである場合、入出力装置にて演算が行なわれて出力される。これにより、全てのデータを授受させることなしに、制御装置で必要とされるデータのみを授受してデータの授受を効率化、最適化することができると共に、制御装置にて演算処理を省略することができ、制御装置の処理負荷を軽減させることが可能である。 In the seventh invention, when the data required by the control device is data obtained by computation processing based on a plurality of data obtained from each device, the computation is performed by the input / output device and output. As a result, only the data required by the control device can be exchanged without sending or receiving all the data, and the data exchange can be made efficient and optimized, and the calculation processing is omitted in the control device. It is possible to reduce the processing load of the control device.
第8発明では、第7発明において、制御装置が必要とするデータが演算処理により得られるデータである場合に、入出力装置が演算を肩代わりするのみならず、その結果がデータベースに記憶される。これにより演算結果も必要に応じて利用できる。 In the eighth invention, in the seventh invention, when the data required by the control device is data obtained by arithmetic processing, the input / output device not only takes over the calculation, but also stores the result in the database. Thereby, the calculation result can be used as needed.
第9発明では、入出力装置が、データベースのデータに基づき機器の動作を制御すべくデータを機器へ出力する。制御装置から出力される制御データが、任意のタイミングで出力されるとしても、データベースに一旦記憶されるから、制御装置が出力タイミングを調整せずとも、入出力装置における処理によって適宜、制御対象の機器へ制御データを適したタイミングで出力して制御することが可能である。 In the ninth invention, the input / output device outputs data to the device to control the operation of the device based on the data in the database. Even if the control data output from the control device is output at an arbitrary timing, it is temporarily stored in the database. Therefore, the control device can appropriately control the control target by adjusting the output timing without adjusting the output timing. It is possible to output and control the control data to the device at an appropriate timing.
また第9発明では、各機器と制御装置との間で入出力されるデータがデータベースに集約されているから、一の機器からのデータと、データベースに記憶されているデータとに基づいて他の機器が制御される場合、前記一の機器からのデータを制御装置へ出力するまでもなく、入出力装置内で、前記一の機器からのデータとデータベースに記憶されているデータとに基づく制御データを生成することも可能である。これにより、制御装置への不要な出力をせずにデータの授受を効率化できると共に、制御装置の処理負荷を軽減することもできる。 In the ninth aspect of the invention, data input / output between each device and the control device is aggregated in the database. Therefore, based on the data from one device and the data stored in the database, other data When the device is controlled, it is not necessary to output the data from the one device to the control device, and control data based on the data from the one device and the data stored in the database in the input / output device. Can also be generated. As a result, it is possible to improve the efficiency of data transfer without unnecessary output to the control device, and to reduce the processing load on the control device.
第10発明では、入出力装置に接続されている機器夫々に対応する処理回路が備えられ、各処理回路がデータベースからのデータの抽出、データの記憶処理などを行なう。このように処理回路を並列構成とすることにより、高速化を図ることができる。 In the tenth invention, a processing circuit corresponding to each device connected to the input / output device is provided, and each processing circuit performs extraction of data from a database, storage processing of data, and the like. In this manner, the processing circuit can be configured in parallel to increase the speed.
第11発明では、第10発明における各機器に対応した処理回路の一部又は全部は、いずれかの機器の制御に用いられる制御データを求める演算処理を行なうことが可能に構成されており、当該機器に対応する処理回路へ制御データを出力する。当該演算により得られた制御データはデータベースに記憶され、制御装置が必要とする場合は出力されてもよい。入出力装置内で制御データをも作成して各機器を制御することにより、不要にデータを制御装置へ出力することもなく入出力されるデータ量を節減できると共に、制御装置における演算の結果を待たずに高速に制御を行なうことも可能である。 In the eleventh invention, part or all of the processing circuit corresponding to each device in the tenth invention is configured to be able to perform arithmetic processing for obtaining control data used for controlling any of the devices, Control data is output to the processing circuit corresponding to the device. Control data obtained by the calculation is stored in a database, and may be output when the control device requires it. By creating control data in the input / output device and controlling each device, the amount of data input / output can be reduced without unnecessary output of data to the control device, and the results of computations in the control device can be reduced. It is also possible to perform control at high speed without waiting.
第12発明では、第10又は第11発明における処理回路は夫々、データベースに記憶されている所定のデータの内容に応じて停止又は起動する。これにより、制御システムの状態が総合的に所定の状態であるときには、接続される各機器に対する処理さえも停止させるなど、状態に応じてより複雑な演算、動作の制御を実行することが可能となるほか、電力消費量も抑えることができる。 In the twelfth invention, each processing circuit in the tenth or eleventh invention is stopped or started in accordance with the contents of predetermined data stored in the database. As a result, when the state of the control system is a predetermined state as a whole, it is possible to execute more complicated calculation and operation control depending on the state, such as even stopping processing for each connected device. In addition, power consumption can be reduced.
第13発明では、入出力装置は各機器及び制御装置にて入出力されるデータをデータベースに集約して記憶しているから、データベース全体のデータの内容、例えば数値情報又は真偽情報を総合的に考慮して異常を検知することが可能である。入出力装置が各機器からの各データを制御装置へ逐次出力して制御装置にて異常を検知する構成よりも、入出力されるデータ量も節減されて効率的である。また、入出力装置により複数の機器が一元管理されるため、夫々の機器のデータから異常状態をより詳細に識別することもできる。 In the thirteenth invention, since the input / output device aggregates and stores the data input / output by each device and control device in the database, the contents of the data in the entire database, for example, numerical information or authenticity information are comprehensively stored. It is possible to detect an abnormality in consideration of the above. Compared to a configuration in which the input / output device sequentially outputs each piece of data from each device to the control device and the abnormality is detected by the control device, the amount of data input / output is reduced, which is more efficient. In addition, since a plurality of devices are centrally managed by the input / output device, the abnormal state can be identified in more detail from the data of each device.
本発明による場合、アクチュエータ、センサなどの各機器と、センサから出力されるデータに基づいてアクチュエータに制御データを与えて制御する制御装置とを含む制御システムで、各機器と制御装置との間の入出力が入出力装置に集約されることで、通信線、信号線等を削減することができるのでシステムの省線化を図ることができる。 In the case of the present invention, a control system including each device such as an actuator and a sensor and a control device that provides control data to the actuator based on data output from the sensor. By consolidating input / output into the input / output device, communication lines, signal lines, and the like can be reduced, so that the number of lines in the system can be reduced.
更に、入出力装置にて、制御装置が必要とするタイミングで必要なデータが適宜出力されるので、制御装置はデータを好ましいタイミングで取得して処理を行なうことができ、制御装置がタイミングを見計らって他の制御装置へ送信するなどの処理を行なう必要がなくなる。制御システム全体におけるデータの授受の効率化、最適化が為されて、データ量の節減ができることから、データの授受の高速化も実現できる。 In addition, since necessary data is appropriately output at the timing required by the control device in the input / output device, the control device can acquire and process the data at a preferred timing, and the control device estimates the timing. Thus, there is no need to perform processing such as transmission to another control device. Data transmission / reception in the entire control system is made more efficient and optimized, and the amount of data can be reduced, so that data transmission / reception can be speeded up.
入出力装置は、データベースにより各機器の状態の変化、制御装置からの要求の変化を認識することができるため、その状況に応じて動作を変更でき、各機器の制御方法の変更、制御装置がデータを必要とするタイミングを変更することができる。 Since the input / output device can recognize changes in the status of each device and changes in requests from the control device using the database, the operation can be changed according to the situation, the control method of each device can be changed, The timing when data is required can be changed.
また、各機器又は制御装置からデータを集約して記憶している入出力装置が行なうことで効率化される処理は、入出力装置にて行なわれる。これにより、制御装置における処理負荷を軽減させることができる。 In addition, processing that is performed efficiently by an input / output device that collects and stores data from each device or control device is performed by the input / output device. Thereby, the processing load in the control device can be reduced.
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。なお、以下に示す実施の形態では、車両に搭載されている多数のアクチュエータ、センサ及びECUを含む車載制御システムに本発明に係る入出力装置を用いた例を挙げて説明する。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing embodiments thereof. In the embodiment described below, an example in which the input / output device according to the present invention is used in an in-vehicle control system including a large number of actuators, sensors, and ECUs mounted on a vehicle will be described.
(実施の形態1)
図1は、実施の形態1における車載制御システムの構成を示す構成図である。車載制御システムは、車両の前部に搭載された温度センサ若しくはカメラ、タイヤの軸に取り付けられる車輪速センサ、又はヨーレートセンサなどの各種センサ1,1,…と、ヘッドライト、スモールランプ、リアランプ、ドアロックなどボディ系の各種アクチュエータ2,2,…と、各種センサ1,1,…から得られるデータに基づいてアクチュエータ2,2,…の動作を制御するECU3,3と、異なるネットワーク間のデータの授受を中継するGW(Gate Way)4とを含み、更に、各種センサ1,1,…及びアクチュエータ2,2,…と、ECU3,3との間の入出力装置(図示及び以下の説明にてIOU(In-Out Unit:入出力ユニット)という)5,5,…とを含む。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a configuration diagram showing the configuration of the in-vehicle control system in the first embodiment. The in-vehicle control system includes a temperature sensor or camera mounted on the front of the vehicle, a wheel speed sensor attached to a tire shaft, or
各種センサ1,1,…及びアクチュエータ2,2,…は夫々、信号線6,6,…によりIOU5,5,…に接続されている。センサ1,1,…及びアクチュエータ2,2,…間は、LIN(Local Interconnect Network)により通信する構成としてもよい。
Each of the
ECU3,3,…、GW4、及びIOU5,5,…は夫々、CAN(Controller Area Network)バス7に接続されており、相互に制御用のデータを送受信する。実施の形態1ではECU3,3,…、GW4、及びIOU5間の通信のプロトコルはCANとするが、これに限らず、FlexRay(登録商標)等でもよい。一部のIOU5は異なるIOU5に信号線6により接続されている。
The
IOU5,5,…には夫々、車両内で近傍に配置されているセンサ1,1,…とアクチュエータ2,2,…とが接続されている。図1に示す例では、車両前部の左部分に1つのセンサ1と、3つのアクチュエータ2,2,2とが近くに配されており、これらは1台のIOU5に接続されている。また、車両前部中央に配されているセンサ1,1も、同一のIOU5に接続されている。センサ1,1,…及びアクチュエータ2,2,…が、ECU3,3に各々接続される構成でなく、近傍に配置されるIOU5,5,…に接続されて、IOU5,5,…によりECUとの間の入出力が集約されることで、信号線6,6,…の長さも比較的短くて済む点、省線化に効果的である。
Are connected to the
また、実施の形態1では図1に示すように、センサ1,1,…及びアクチュエータ2,2,…は、各々に対応するECUと接続される構成でなく、IOU5,5,…によって集約されてECU3,3に接続される構成としている。これにより、ECU3,3の統合も容易になるほか、統合によるECU数の削減と、これによるCANバス7の数の削減ができる。この点でも省線化に効果的である。
In the first embodiment, as shown in FIG. 1, the
各センサ1,1,…で得られる制御データは、近くに配置されていて同一のIOU5に接続されるアクチュエータ2の動作の制御に用いられるとは限らない。車載制御システムでは、物理的配置における距離と、機能的配置における距離とは異なるからである。例えば、車両の後部に搭載されているセンサ1にて得られる測定値などのデータが前部で動作するアクチュエータの制御に必要である場合がある。また、その測定値のデータが必要なタイミングは、測定値のデータの利用のされ方によっても異なる。例えば、アクチュエータ2の回転数を決定して制御データを求めるためには、測定値データは30msec毎にECU3により必要とされるが、他のアクチュエータ2のオン/オフの切替を決定するためには、100msec毎でよい場合などが考えられる。
The control data obtained by each
そこで、実施の形態1におけるIOU5,5,…は、センサ1,1,…及びアクチュエータ2,2,…とECU3との間の入出力を物理的に集約するのみならず、IOU5,5,…から出力される段階で、出力するデータの内容、データの精度などを適宜、当該データを用いるECU3からの必要に応じて調整して出力する。
Therefore, the
IOU5,5,…にこのような機能を実現させるための構成について説明する。図2は、実施の形態1におけるIOU5の内部構成を示すブロック図である。IOU5はASIC(Application Specific Integrated Circuit:特定用途集積回路)で構成され、CANバス7に接続する通信部51と、記憶部52と、センサ1,1,1及びアクチュエータ2,2夫々に対応して特定の処理を行なうべく構成された処理回路53a,53b,53c,53dと、入出力処理部54と、対応テーブル55とが備えられている。
A configuration for realizing such functions in the
通信部51は、CANバス7を介した通信を実現するためのCANトランシーバ、及びCANコントローラの機能を有し、CANバス7における通信を制御する。通信部51は、後述するように入出力処理部54からデータが与えられた場合、当該データをCANプロトコルの信号(CANフレーム)に載せ、CANトランシーバにて物理層における信号の送信を実現する。また、通信部51は、CANバス7にて他のECU3,3、IOU5、及びGW4から送信されたデータ、データの送信要求などのCANフレームを受信した場合、データを抽出して入出力処理部54へ通知する。
The
記憶部52は、SRAM(Static Random Access Memory)、DRAM(Dynamic Random Access Memory)等のランダムアクセスメモリを用いる。記憶部52には、IOU5に接続されているセンサ1,1,…から出力されたデータ、アクチュエータ2,2,…の動作状態などを示すデータ、後述する処理回路53a,53b,53c,53dのいずれかによる演算結果のデータなどを含むデータベース(DB:Data Base)56が記憶されている。データベース56には、ECU3,3,…、GW4又はIOU5,5,…から送信されて通信部51にて受信することにより入力された制御用のデータも記憶される。
The
処理回路53a,53b,53c,53dは夫々、センサ1又はアクチュエータ2に接続されている。そして、処理回路53a,53b,53c,53dはいずれもデータベース56にアクセスが可能であって、データベース56へのデータの書き込み、又はデータベース56からのデータの抽出が可能である。
The
図2に示す例では、処理回路53aにはセンサ1及びアクチュエータ2が接続されている。処理回路53aは、接続されているセンサ1により得られるセンサ情報に基づき、アクチュエータ2の動作量を演算して直接的にアクチュエータ2の動作を制御するようにしてある。そして処理回路53aは、センサ1により得られたセンサ情報のデータ、及びアクチュエータ2の動作状態を示すデータをデータベース56に書き込む。このとき、センサ1及びアクチュエータ2が夫々、IOU5の処理回路53aによりハードウェア的に処理されるから、ECUで制御する必要が無く、ECUの処理負荷が軽減される。そしてアクチュエータ2の動作状態を示すデータがデータベース56に記憶される。したがって、他のアクチュエータ2の制御のためにECU3,3から当該動作状態を示すデータが必要とされた場合、IOU5が出力することにより、ECU3,3、GW4、及び他のIOU5,5,…でも状況を把握して適宜制御に用いることができる。
In the example shown in FIG. 2, the
処理回路53bには、センサ1が接続されている。処理回路53bは、接続されているセンサ1により得られる測定値などのセンサ情報を抽象化してデータベース56に書き込む。例えば、センサ1が車輪速センサである場合、具体的には時間当たりの回転数が物理量として得られるのに対し、処理回路53bは回転数の値を3段階、即ち低速、中速、高速に区別し、夫々に対応する状態を示すデータにしてデータベース56に書き込む。したがって、データベース56で車輪速は、具体的な回転数ではなく低速、中速、又は高速などの抽象化された情報にて記憶される。
The
処理回路53cには、更に別のセンサ1が接続されている。処理回路53cは、接続されているセンサ1により得られる測定値などのセンサ情報と、他のセンサ1からのセンサ情報、例えばCANバス7を介して他のIOU5から送信されてデータベース56に記憶されているセンサ情報とに対する所定の演算処理を行ない、処理回路54dへ演算結果を通知する。
Another
処理回路53dには、アクチュエータ2が接続されている。処理回路53dは、処理回路53cからの演算結果と、データベース56から抽出した所定のデータとに基づいてアクチュエータ2の動作量を決定して動作を制御するようにしてある。更に処理回路53dは、アクチュエータ2の動作状態を示すデータをデータベース56に書き込む。
The
処理回路53a,53b,53c,53dは、データベース56の所定のデータの内容に応じて、自身の停止又は起動を制御するように構成されている。例えば、外部からイグニッションスイッチの状態を示すデータが送信された場合、後述するように入出力処理部54は通信部51によりこれを受信してデータベース56に書き込む。例えば処理回路53aは、イグニッションスイッチの状態がアクセサリーオン、イグニッションオン、スタートである場合に起動するように構成され、処理回路53bは、イグニッションオンである場合のみに起動するように構成されている。
The
入出力処理部54も特定の処理をすべく構成された回路で実現され、対応テーブル55、及びデータベース56にアクセスが可能である。入出力処理部54は、対応テーブル55に記憶されているデータの識別情報と、前記データの出力タイミングとの対応に基づき、データベース56からデータを抽出して通信部51を介してECU3,3、及びGW4へデータを送信する。
The input /
このように、データベース56に記憶されているデータは、IOU5において一元管理の下に直接的に各センサ1,1,…及びアクチュエータ2,2,…から得られているから、各データが更新される時間差を小さくすることができる。したがって、入出力処理部54が、データベース56から複数のデータを抽出して送信する場合、データの同時性も向上する。
As described above, the data stored in the
なお、対応テーブル55は、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリを用いる。対応テーブル55には、入出力処理部54が参照することができるように、データの識別情報と、各データの出力タイミングとの対応が予め記憶されている。対応テーブル55の内容は、ECU3,3、GW4、又は他のIOU5,5,…における処理に必要とされるデータと、ECU3,3、GW4、又は他のIOU5,5,…で必要とするタイミングとの対応であり、車載制御システムの設計に応じて予め記憶されるものである。
The correspondence table 55 uses a non-volatile memory such as a flash memory. In the correspondence table 55, correspondence between the data identification information and the output timing of each data is stored in advance so that the input /
図3は、対応テーブル55の内容例を示す説明図である。図3に示すように、対応テーブル55には、データを識別するデータIDと、データの出力タイミングとの対応が含まれている。 FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of the contents of the correspondence table 55. As shown in FIG. 3, the correspondence table 55 includes a correspondence between a data ID for identifying data and a data output timing.
例えば、データID「1」のデータは、50msec毎に一定周期でデータベース56から抽出されてIOU5から出力されるべきであることが示されている。
For example, it is indicated that the data with the data ID “1” should be extracted from the
データID「2」のデータは、TRUE(1)からFALSE(0)かの真偽情報であるが、FALSE(0)からTRUE(1)へ、TRUE(1)からFALSE(0)へ変化した時点か、又は100msec毎の一定周期で、データID「5」のデータと組み合わせてIOU5から出力されるべきであることが示されている。
Data with data ID “2” is true / false information from TRUE (1) to FALSE (0), but has changed from FALSE (0) to TRUE (1) and from TRUE (1) to FALSE (0). It is indicated that the data should be output from the
データID「3」のデータは、例えば8ビットの数値情報であるが、その数値が所定の閾値P1 以上へと変化した時点の最初の1回のみ出力されるべきであることが示されている。その後数値が閾値P1 以上である期間は出力せずともよい。再度閾値P1 未満に変化した場合は、再度閾値P1 以上へ変化するまでは出力されず、再度変化した場合に最初の1回目のみ出力される。 The data with the data ID “3” is numerical information of 8 bits, for example, but it is indicated that it should be output only once at the time when the numerical value changes to a predetermined threshold value P 1 or more. Yes. Thereafter, the period during which the numerical value is equal to or greater than the threshold value P 1 may not be output. If it changed to less than the threshold P 1 again, not output until the change to the threshold value P 1 or more and is again output only the first time when the change again.
データID「4」のデータは、数値情報であるデータID「10」のデータの値が所定の閾値P2 未満へ変化した時点と、データID「10」のデータの値が所定の閾値P2 未満である期間のみ100msec毎の一定周期でIOU5から出力されるべきであることが示されている。
The data with the data ID “4” includes the time when the value of the data with the data ID “10”, which is numerical information, changes to less than the predetermined threshold P 2, and the value of the data with the data ID “10” has the predetermined threshold P 2. It is shown that the
入出力処理部54の処理手順をフローチャートを参照して説明する。図4は、実施の形態1における入出力処理部54による処理手順の一例を示すフローチャートである。
A processing procedure of the input /
入出力処理部54は、出力タイミングには一定周期毎に出力すべきものなどがあるために、内蔵するタイマにより時間を計測する(ステップS11)。入出力処理部54は、対応テーブル55を参照し(ステップS12)、データベース56も参照し(ステップS13)、計測中の時間経過、又はデータベース56におけるデータの変化の有無など、対応テーブル55の出力タイミングの条件に適合したデータがデータベース56に有るか否かを判断する(ステップS14)。
The input /
入出力処理部54は、出力タイミングの条件に適合したデータがデータベース56に無いと判断した場合(S14:NO)、処理をステップS11へ戻して時間の計測を継続し、ステップS11〜S13の処理を実行する。入出力処理部54は、出力タイミングの条件に適合したデータがデータベース56に有ると判断した場合(S14:YES)、データベース56から該当するデータを抽出し(ステップS15)、複数のデータが必要とされているときはデータを適宜組み合わせて出力し(ステップS16)、処理を終了する。
If the input /
このように、IOU5,5,…が、対応テーブル55に記憶されている出力タイミングに従って、データベース56のデータを出力するから、不要なデータが不要なタイミングでECU3,3へ送信されることがない。例えば、図3に示したデータID「3」のデータは毎回出力されることは必要とされていない。これを用いるECU3,3では、値が閾値P1 以上となった最初のタイミングにしか必要でないのに、値が閾値P1 以上である期間は常に送信されるなどの構成では、必要でないデータがCANバス7に送信されることになり、データの授受は非効率的である。このとき、不要なデータの送受信にCANバス7が使用され、データの授受に遅延が発生する一因となり得る。しかしながら、IOU5,5,…が、ECU3,3が必要とするデータのみ出力することにより、データの授受は効率化される。
As described above, since the
なお、IOU5,5,…は、ECU3,3からのデータ送信要求に応じて対応テーブル55の内容を更新してもよい。図5は、実施の形態1における入出力処理部54が対応テーブル55を更新する処理手順の一例を示すフローチャートである。ECU3,3,…は、CANのリモートフレームを送信するなどにより、必要なデータの送信を当該データを出力できる他のCAN通信ノードへ要求することができる。以下の処理は、IOU5の通信部51により当該リモートフレームが受信されたことを契機に実行される。
The
入出力処理部54は、通信部51によりCANバス7を介して送信されたデータの送信要求が受信された場合、これを受け付ける(ステップS21)。入出力処理部54は、対応テーブル55を参照し、ステップS21にて受け付けたデータの送信要求に相当する対応が有るか否かを判断する(ステップS22)。
The input /
入出力処理部54は、ステップS22にて無いと判断した場合(S22:NO)、データの送信要求に係るデータの識別情報(データID)と、当該データの出力タイミングとの対応を対応テーブル55に追加する(ステップS23)。これにより、対応テーブル55はECU3,3からの最新の要求に対応して更新される。
If the input /
入出力処理部54は、データの送信要求に応じてデータベース56から必要なデータを抽出し(ステップS24)、複数のデータが必要とされているときはそれらのデータを適宜組み合わせて出力し(ステップS25)、処理を終了する。
The input /
ステップS22にて有ると判断された場合(S22:YES)、入出力処理部54は、対応テーブル55はそのままで、必要なデータをデータベース56から抽出して(S24)、必要な場合にはデータを組み合わせ、データを出力し(S25)、処理を終了する。
If it is determined in step S22 (S22: YES), the input /
なお、ECU3,3からのデータの送信要求に応じて対応テーブル55に対応を追加して更新するのみならず、異なる出力タイミングとすべき場合には、対応テーブル55の一部を消去して更新するなどの処理を行なってもよい。
It should be noted that not only the correspondence table 55 is added and updated in response to a data transmission request from the
このように、予め対応テーブル55に記憶させていたデータの識別情報と出力タイミングとの対応のみならず、ECU3,3からの新たな要求に対しても対応を対応テーブル55に追加することにより、その後ECU3,3への出力が効率化される。例えば、車載制御システムが配設された後、新たにECU3がプラグインされた場合に、対応テーブル55をIOU5自身で書き換えることができ、システムの変更に柔軟に対応することが可能である。
Thus, not only correspondence between the identification information of the data stored in the correspondence table 55 in advance and the output timing, but also correspondence to a new request from the
実施の形態1では、車載制御システムはIOU5,5,…を4つ含む構成とし、各IOU5,5,…は夫々記憶部52にデータベース56を記憶する構成とした。記憶部52のデータベース56の内容を定期的に相互に同期させる処理を行なってもよい。この場合、CANバス7は定期的に、データベース56の内容を同期する処理に占有され、各IOU5,5,…は、データベース56に記憶しているデータを他のIOU5,5,…へ送信し、データベース56の内容が共有化される。これにより、IOU5,5,…から夫々アクチュエータ2,2,…にデータを与える場合、異なるIOU5,5,…から出力されるデータの内容は同一である。この場合、同期が完了するまではデータは出力されないので即時性では劣るものの、データの同時性が向上する。
In the first embodiment, the vehicle-mounted control system is configured to include four
実施の形態1においてIOU5は、ASICで構成されるとした。しかしながら、IOU5は、FPGA(Field Programmable Gate Array)により構成されてもよい。
In the first embodiment, the
(実施の形態2)
実施の形態2では、IOU5,5,…は、ECU3,3、GW4、又は他のIOU5,5,…にて必要なデータが、データベース56に記憶されているデータから演算によって得られるデータである場合、IOU5,5,…にて演算処理を行なってから出力する。
(Embodiment 2)
In the second embodiment,
図6は、実施の形態2におけるIOU5の内部構成を示すブロック図である。実施の形態2に示すように、IOU5の構成は、演算部57が追加されていること以外は、実施の形態1における構成と同様である。車載制御システムの全体構成も、実施の形態1と同様であるため、共通する構成については実施の形態1と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
FIG. 6 is a block diagram showing an internal configuration of the
演算部57は、記憶部52のデータベース56にアクセスすることが可能であり、データベース56に記憶されている特定のデータに対して特定の演算処理を行なうべく構成されている。演算処理の結果得られた数値情報、又は真偽情報などのデータは、入出力処理部54により直接的に通信部51から、当該データを必要とするECU3,3、GW4、又はIOU5,5,…へ送信する。これにより、データを必要とするECU3,3、GW4又はIOU5,5,…にて演算せずともよいから、処理負荷を軽減することができる。
The
演算部57は、演算処理の結果得られたデータをデータベース56に記憶してもよい。これにより、入出力処理部54はデータベース56から抽出することによって演算結果のデータをECU3,3、GW4、又は他のIOU5,5,…へ送信することが可能である。演算処理の結果のデータをデータベース56に記憶することにより、IOU5内における処理回路53a,53b,53c,53dも、演算処理の結果を用いてアクチュエータ2,2の動作を制御することが可能である。
The
なお、演算部57による演算内容は、対応テーブル55に含まれてもよい。例えばデータID「4」のデータについては、データID「10」のデータ値がP2 未満であるか否かによって出力するかのみならず、データID「10」のデータ値をデータID「4」のデータ値に乗算させた結果を出力するとしてもよい(図3参照)。また、夫々演算式が含まれていてもよい。この場合、対応テーブル55の更新により、演算部57による処理内容を変更することができる。
Note that the calculation contents by the
(実施の形態3)
実施の形態1及び2では、IOU5,5,…は、CAN通信が可能な通信部51を備えてCANバス7に直接的に接続される構成とした。しかしながら、IOU5は通信部51を備えずともよく、信号線6によりECU3,3に接続されて、CANバス7における通信はECU3,3にて実現される構成としてもよい。
(Embodiment 3)
In the first and second embodiments, the
図7は、実施の形態3における車載制御システムの構成を示す構成図である。実施の形態3における車載制御システムのセンサ1,1,…、及びアクチュエータ2,2,…の配置は実施の形態1と同様である。また、ECU3,3,…及びGW4がCANバス7に接続されていることも実施の形態1と同様である。ECU3,3,…及びGW4の機能も実施の形態1と同様である。共通する構成は実施の形態1と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
FIG. 7 is a configuration diagram showing the configuration of the in-vehicle control system in the third embodiment. In the third embodiment, the arrangement of the
図7に示すように、実施の形態3では、センサ1,1,…、及びアクチュエータ2,2,…はIOU8,8,…に接続されている。IOU8,8,…の配置は実施の形態1のIOU5,5,…と同様であるが、IOU8,8,…はCANバス7での通信を行なう機能を持たず、ECU3,3,…を介してCANバス7に接続されている点が異なる。IOU8,8,…は、ECU3,3,…に信号線6により接続されている。一のIOU8は、他のIOU8と信号線6を介して接続されている。
As shown in FIG. 7, in the third embodiment, the
これに応じて、ECU3は、マイクロコンピュータ(以下、マイコン)を用いて構成されている場合にはマイコンのI/Oなど、入出力部、またはシリアル通信部などによりIOU8と信号を入出力することができるようにしてある。そしてECU3は、IOU8から出力されるデータの信号を受け付けた場合、自身が備えるCANコントローラ及びトランシーバの機能によりCANフレームにデータを載せてCANバス7へ送信する。
In response to this, when the
以下、実施の形態3におけるIOU8,8,…の内部構成及び処理について説明する。図8は、実施の形態3におけるIOU8の内部構成を示すブロック図である。IOU8は、実施の形態1におけるIOU5同様にASICにより構成され、ECU3との信号の入出力をするためのI/O81と、記憶部82と、処理回路83a,83b,83c,83dと、入出力処理部84と、対応テーブル85とを備える。記憶部82には、データベース86が記憶されている。更に、実施の形態3におけるIOU8は上述の構成部に加えて、データベース86のデータ群の内容に基づいて異常を検知する異常検知部88を備えている。
Hereinafter, the internal configuration and processing of the
記憶部82、処理回路83a,83b,83c,83d、入出力処理部84、対応テーブル85、及びデータベース86は、実施の形態1におけるIOU5の記憶部52、処理回路53a,53b,53c,85d、入出力処理部54、対応テーブル55、データベース56の構成及び機能が同じであるので、詳細な説明を省略する。
The
I/O81は、ECU3とのインタフェースである。I/O81は、ECU3へのデータ、又は要求などを示す信号の送信を実現する。入出力処理部84は、対応テーブル85に基づき、データベース86からデータを抽出してI/O81によりECU3へ送信する。ECU3が他のECU3から受信したCANフレームから抽出したデータ、又はデータの送信要求をIOU8へ出力した場合、IOU8はI/O81によりこれを入力し、データである場合はデータベース86に記憶し、データの送信要求であった場合は、当該送信要求に応じたデータの送信処理を行なう。
The I /
このようにIOU8は、通信手段を必ずしも持たずともよい。ECU3では、IOU8から出力されたデータに、対応するCANのIDを付加してCANフレームに載せてCANバス7へ送信する。これにより、ECU3にてフレームの出力タイミングの調整処理を行なわずともよい点で、処理負荷が軽減される。このとき、IOU8ではASICにより処理を行なう構成であるからIOU8における処理は高速である。
Thus, the
異常検知部88は、異常検知処理をすべく構成された回路である。異常検知部88は、データベース86にアクセスが可能であり、入出力処理部84とも接続されている。異常検知部88は、データベース86の内容を総合的に判断して、車両内外の状況に対する異常、車両内に配置されている各装置の異常、及び、センサ1,1,…、又はアクチュエータ2,2,…の動作状態の異常を検知する。例えば、データベース86に記憶されているデータの内のいずれかが、外気温度を示す数値情報である場合、数値情報が80℃に対応するときは、IOU8の異常検知部88が異常を検知する。この場合、車両内に搭載される温度センサが異常である可能性がある。この場合、ECU3へ外気温度のデータを出力してECU3で判断させるまでもない。
The
異常検知部88は内蔵するメモリに、異常検知対象の特定のデータに対する異常検知条件、例えば閾値を記憶しておく。異常検知部88は、一定時間が経過する都度、データベース86の内容を参照し、特定のデータの数値情報と閾値との大小の比較に基づいて異常を検知する。また、複数の特定のデータの内容に基づいて異常状態をより細かく設定してもよい。例えば異常検知部88は、複数の特得のデータの内の一のデータが真偽情報であって、他のデータが数値情報である場合、前記一のデータがFALSEであって、数値情報が所定の閾値以上であるときは異常が予見されるなどと異常を検知してもよい。このような判断で、アクチュエータ2,2,…のいずれかの動作状態の異常を検知できる。更に、上述の例における外気温度を示す数値情報について時間を経た変化率が所定の閾値以上であるか否かにより、異常を検知することも可能である。
The
異常検知部88は、上述のように種々の方法にて異常を検知、又は異常が予見されると検知した場合、入出力処理部84に通知する。入出力処理部84は、異常検知部88から通知を受けた場合、エラー発生を示すエラー通知をI/O81によりECU3へ出力する。これにより、ECU3からエラー通知が他のECU3,3,…へ送信され、車載制御システム全体で異常を検知することが可能である。なお、異常検知部88は、異常であること及び異常コードなどを示す診断データをデータベース86に記憶し、入出力処理部84によりECU3へ出力することを可能としてもよい。
The
図9は、実施の形態3におけるIOU8による異常検知の処理手順の一例を示すフローチャートである。異常検知部88は、一定時間が経過する都度に、以下に示す処理を行なう。
FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of an abnormality detection processing procedure performed by the
異常検知部88は、データベース86から異常検知対象のデータを抽出し(ステップS31)、抽出したデータの数値情報又は真偽情報が、内蔵するメモリに記憶してある異常検知条件を満たすか否かを判断する(ステップS32)。異常検知部88は、異常検知条件を満たさないと判断した場合(S32:NO)、そのまま処理を終了する。異常検知部88は、異常検知条件を満たすと判断した場合(S32:YES)、異常を入出力処理部84へ通知し(ステップS33)、処理を終了する。
The
このように、センサ1,1,…及びアクチュエータ2,2,…などの機器が集約されて直接的に接続されているIOU8にて、データベース86に各機器から得られるセンサ情報、制御状態を示す情報などのデータが記憶されるから、各データを総合的に監視して異常を検知することができる。ECU3,3,…は、IOU8,8,…により出力され、他のECU3,3,…からも送信されるデータに基づいて異常を検知することはできる。特にGW4は、複数のCANバス7に接続され、前記複数のCANバス7,7に接続されている全ECU3,3,…からのデータを取得できるから、データを集約して記憶しておくことにより、より総合的に判断することができる。しかしながら、同一のIOU8に接続されているセンサ1,1,…及びアクチュエータ2,2,…についての異常検知については、ECU3,3,…、又はGW4が各機器からデータを集めて異常か否かを判断するよりも、IOU8にて異常を検知する方が即時性も向上し、ECU3,3,…又はGW4の処理負荷も軽減される。
As described above, the sensor information obtained from each device and the control state are shown in the
実施の形態2におけるIOU8の異常検知部88は、内蔵するメモリに異常検知条件を記憶しておき、異常検知の監視対象である特定のデータと異常検知条件とを比較して異常であるか否かを判断する構成とした。しかしながら、本発明における異常検知はこれに限らず、例えば対応テーブル85に異常検知条件を付加して記憶しておく構成としてもよい。この場合、対応テーブル85は書き換え可能であるから、異常検知条件を柔軟に変更できる。このとき異常検知部88は、対応テーブル85を参照することが可能に構成され、データベース86と対応テーブル85の異常検知条件とを比較して異常を検知する。
The
なお、実施の形態2においてIOU8,8,…と、センサ1,1,…、及びアクチュエータ2,2,…との間、及びIOU8,8,…との間は信号線6のみならず、LINなどのネットワークでもよい。
In the second embodiment, not only the
(実施の形態4)
実施の形態1乃至3では、IOU5又はIOU8はASICにより構成されてハードウェア的に各処理を行なう構成とした。ハードウェア的な構成により、複数の機器、即ちセンサ1,1,…及びアクチュエータ2,2,…からの入出力を各処理回路53a,53b,53c,53d(83a,83b,83c,83d)にて並行的に処理でき、IOU5(IOU8)における処理を高速化できた。しかしながら本発明はこれに限らず、IOUは、マイコンを用いて制御プログラムに基づいて動作する構成としてもよい。
(Embodiment 4)
In the first to third embodiments, the
実施の形態4では、IOUをマイコンを用いて実現する。IOUの内部構成以外の車載制御システムの構成は、実施の形態1における構成と同様であるため、説明を省略する。以下、マイコンでIOUを実現する場合の例について説明する。 In the fourth embodiment, the IOU is realized using a microcomputer. Since the configuration of the in-vehicle control system other than the internal configuration of the IOU is the same as the configuration in the first embodiment, the description thereof is omitted. Hereinafter, an example in which an IOU is realized by a microcomputer will be described.
図10は、実施の形態4におけるIOU50の内部構成を示すブロック図である。IOU50は、CPU501、RAM502、メモリ503、I/O504、ネットワークコントローラ505を含むマイクロコンピュータ(マイコン)500と、通信用のトランシーバ506とを備える。
FIG. 10 is a block diagram showing an internal configuration of the
RAM502は、SRAM、DRAMなどを用い、データベース506が記憶されている。メモリ503は、フラッシュメモリ、EEPROM(Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory )などの不揮発性メモリを用いる。メモリ503には、コンピュータをIOUとして動作させるための制御プログラム50Pと、対応テーブル507が記憶されている。
The
マイコン500のCPU501は、メモリ503に記憶されている制御プログラム50Pに基づく処理を実行する。これにより、CPU501は、実施の形態1乃至3における入出力処理回路54(84)としての機能を実現する。また、CPU501は、制御プログラム50Pに基づき、実施の形態1乃至3における処理回路53a,53b,53c,53d(83a,83b,83c,83d)の機能を夫々、第1処理部508a,508b,508c,508dとして実現する。
The
I/O504はマイコンのインタフェースであり、各センサ1,1,…、アクチュエータ2,2,…が夫々信号線により接続される。センサ1,1,…及びアクチュエータ2,2,…はI/Oアドレスにて区別される。CPU501の第1処理部508a,508b,508c,508dとしての機能により、夫々対応するセンサ1,1,…又は空く中テータ2,2,…から値が入力されたレジスタを参照してデータベース506に記憶する。
I /
ネットワークコントローラ505は、マイコンのCAN通信を実現し、与えられた信号からCANフレームを作成してトランシーバ506へ与えてCANバス7を介した通信を実現する。ネットワークコントローラ505及びトランシーバ506にて、実施の形態1のIOU5の通信部51に対応する。CPU501は、メモリ503の対応テーブル507の出力タイミングに基づいてデータベース506から抽出したデータをネットワークコントローラ505及びトランシーバ506によりECU3,3,…、GW4、又は他のIOU50,50,…へ送信する。また、CPU501は、ネットワークコントローラ505及びトランシーバ506によりECU3,3,…、GW4、又は他のIOU50,50,…から受信したデータをデータベース506に記憶する。
The
その他、CPU501の入出力処理部としての機能は、実施の形態1と同様であるから詳細な説明は省略する。勿論、CPU501は、実施の形態3における異常検知部88としての機能を発揮してもよい。このように、IOU50は、マイコンを用いた構成でも実現することが可能である。
In addition, since the function of the
実施の形態4では、IOU50を全体としてマイコン制御とする構成とした。しかしながら、入出力処理部、及び通信部の機能は実施の形態4のようにマイコン制御とし、第1〜第4処理部(508a〜508d)の処理は、実施の形態3のように処理回路53a,53b,53c,53dにより実現する構成としてもよい。
In the fourth embodiment, the
なお、開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 The disclosed embodiments should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 センサ(機器)
2 アクチュエータ(機器)
3 ECU(制御装置)
5 IOU(入出力装置)
52 記憶部
53a,53b,53c,53d 処理回路
54 入出力処理部(出力手段)
55 対応テーブル
56 データベース
50 IOU(入出力装置)
501 CPU(出力手段)
502 RAM(記憶部)
506 データベース
507 対応テーブル
8 IOU
82 記憶部
83a,83b,83c,83d 処理回路
86 データベース
88 異常検知部(異常検知手段)
1 Sensor (equipment)
2 Actuator (equipment)
3 ECU (control device)
5 IOU (input / output device)
52
55 Correspondence table 56
501 CPU (output means)
502 RAM (storage unit)
506
82
Claims (13)
入出力されるデータを記憶するための記憶部を備え、
該記憶部に前記複数の機器のいずれかから入出力されるデータをデータベース形式にて記憶する手段と、
前記データベースに記憶されている1又は複数のデータに基づき、前記制御装置から必要とされるデータを必要とされるタイミングにて出力する出力手段と
を備えることを特徴とする入出力装置。 Connected between a plurality of devices that input or output data and one or a plurality of control devices that control the devices by using data from any device or giving data to the devices, In an input / output device configured to process input / output to the one or more control devices of
A storage unit for storing input / output data is provided.
Means for storing data input / output from any of the plurality of devices in a database format in the storage unit;
An input / output device comprising: output means for outputting data required from the control device at a required timing based on one or a plurality of data stored in the database.
前記出力手段は、前記対応テーブルの識別情報及び出力タイミングに基づいて、前記データベースからデータを読み出して出力するようにしてあること
を特徴とする請求項1に記載の入出力装置。 A correspondence table indicating correspondence between identification information of data required from the control device and output timing of the data required from the control device;
The input / output apparatus according to claim 1, wherein the output unit reads and outputs data from the database based on identification information and output timing of the correspondence table.
を特徴とする請求項1又は2に記載の入出力装置。 The output means includes means for judging whether or not there is a change in data required from the control device, and when the means judges that it is present, it outputs the changed data. The input / output device according to claim 1.
を特徴とする請求項1又は2に記載の入出力装置。 The input / output device according to claim 1, wherein the output unit outputs the data based on a comparison between data required from the control device and a predetermined value.
を特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の入出力装置。 The input / output device according to any one of claims 1 to 4, wherein the output means outputs a combination of a plurality of data required from the control device.
前記データ出力要求に応じて前記データベースからデータを抽出して出力する手段と、
前記データ出力要求に基づき前記対応テーブルを更新する手段と
を備えることを特徴とする請求項2乃至5のいずれかに記載の入出力装置。 Means for receiving a data output request from the control device;
Means for extracting and outputting data from the database in response to the data output request;
The input / output device according to claim 2, further comprising a unit that updates the correspondence table based on the data output request.
前記出力手段は、演算により求めたデータを出力するようにしてあること
を特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の入出力装置。 Computation means for obtaining data required from the control device by computation using one or a plurality of data recorded in the database;
The input / output apparatus according to claim 1, wherein the output unit outputs data obtained by calculation.
を特徴とする請求項7に記載の入出力装置。 8. The input / output device according to claim 7, wherein the data obtained by the computing means is stored in the database.
を特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の入出力装置。 The data stored in the database includes means for outputting the data to any one of the plurality of devices so as to control the operation of the specific device. I / O device according to.
前記複数の処理回路は夫々、前記データベースにデータを記憶し、又は前記データベースからデータを抽出する手段を備えること
を特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の入出力装置。 A plurality of processing circuits configured to perform specific processing corresponding to each of a plurality of connected devices;
The input / output device according to any one of claims 1 to 9, wherein each of the plurality of processing circuits includes means for storing data in the database or extracting data from the database.
対応する機器から出力されたデータに基づき他のデータを求める演算処理を行ない、演算結果に基づき制御データを他の機器に対応する処理回路へ出力する手段を備えること
を特徴とする請求項10に記載の入出力装置。 Some or all of the plurality of processing circuits are
11. The apparatus according to claim 10, further comprising means for performing calculation processing for obtaining other data based on data output from a corresponding device and outputting control data to a processing circuit corresponding to the other device based on the calculation result. The input / output device described.
前記データベースに記憶されているデータに基づき、対応する機器の動作の停止又は起動を制御する手段を備えること
を特徴とする請求項10又は11に記載の入出力装置。 Some or all of the plurality of processing circuits are
The input / output device according to claim 10 or 11, further comprising means for controlling stop or activation of operation of a corresponding device based on data stored in the database.
を特徴とする請求項1乃至12に記載の入出力装置。 The input / output device according to any one of claims 1 to 12, further comprising means for detecting an abnormality based on data input or output by each of the plurality of devices.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009077071A JP2010231407A (en) | 2009-03-26 | 2009-03-26 | Input/output device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009077071A JP2010231407A (en) | 2009-03-26 | 2009-03-26 | Input/output device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010231407A true JP2010231407A (en) | 2010-10-14 |
Family
ID=43047169
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009077071A Pending JP2010231407A (en) | 2009-03-26 | 2009-03-26 | Input/output device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010231407A (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013187191A1 (en) * | 2012-06-14 | 2013-12-19 | 三菱電機株式会社 | I/o device, programmable logic controller and calculation method |
CN104228715A (en) * | 2013-06-19 | 2014-12-24 | 株式会社自动网络技术研究所 | connection detection apparatus and in-vehicle relay apparatus |
JP2016045879A (en) * | 2014-08-26 | 2016-04-04 | ファナック株式会社 | I/o control system |
DE112015007097T5 (en) | 2015-12-04 | 2018-08-02 | Mitsubishi Electric Corporation | Transmission control device, vehicle and transmission control method |
DE112015007104T5 (en) | 2015-12-10 | 2018-08-02 | Mitsubishi Electric Corporation | Data processing apparatus, data processing method and data processing program |
JP2018160870A (en) * | 2017-03-24 | 2018-10-11 | オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 | On-vehicle communication system and input/output device |
EP3499848A1 (en) | 2017-12-12 | 2019-06-19 | Renesas Electronics Corporation | Onboard system and control method of the same |
-
2009
- 2009-03-26 JP JP2009077071A patent/JP2010231407A/en active Pending
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013186889A1 (en) * | 2012-06-14 | 2013-12-19 | 三菱電機株式会社 | I/o device, programmable logic controller, and arithmetic processing method |
TWI507832B (en) * | 2012-06-14 | 2015-11-11 | Mitsubishi Electric Corp | Input/output device, programmable logic controller and computing method by the input/output device |
KR101568955B1 (en) | 2012-06-14 | 2015-11-12 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | I/o device, programmable logic controller and calculation method |
WO2013187191A1 (en) * | 2012-06-14 | 2013-12-19 | 三菱電機株式会社 | I/o device, programmable logic controller and calculation method |
CN104228715B (en) * | 2013-06-19 | 2017-01-04 | 株式会社自动网络技术研究所 | Connect detection device and vehicle-mounted relay |
CN104228715A (en) * | 2013-06-19 | 2014-12-24 | 株式会社自动网络技术研究所 | connection detection apparatus and in-vehicle relay apparatus |
JP2015005829A (en) * | 2013-06-19 | 2015-01-08 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | Connection detection device and in-vehicle relay device |
US9886025B2 (en) | 2014-08-26 | 2018-02-06 | Fanuc Corporation | Numerical controller with an I/O control unit that generates control information using a processor of the I/O control unit |
JP2016045879A (en) * | 2014-08-26 | 2016-04-04 | ファナック株式会社 | I/o control system |
DE112015007097T5 (en) | 2015-12-04 | 2018-08-02 | Mitsubishi Electric Corporation | Transmission control device, vehicle and transmission control method |
US11196610B2 (en) | 2015-12-04 | 2021-12-07 | Mitsubishi Electric Corporation | Transfer control apparatus, vehicle, and transfer control method |
DE112015007104T5 (en) | 2015-12-10 | 2018-08-02 | Mitsubishi Electric Corporation | Data processing apparatus, data processing method and data processing program |
US10628234B2 (en) | 2015-12-10 | 2020-04-21 | Mitsubishi Electric Corporation | Data processing apparatus, data processing method, and computer readable medium |
JP2018160870A (en) * | 2017-03-24 | 2018-10-11 | オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 | On-vehicle communication system and input/output device |
EP3499848A1 (en) | 2017-12-12 | 2019-06-19 | Renesas Electronics Corporation | Onboard system and control method of the same |
KR20190079511A (en) | 2017-12-12 | 2019-07-05 | 르네사스 일렉트로닉스 가부시키가이샤 | Onboard system and control method of the same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6954422B2 (en) | Concurrency device, concurrency method and concurrency system | |
JP2010231407A (en) | Input/output device | |
US10887128B2 (en) | In-vehicle network system | |
JP6394561B2 (en) | In-vehicle recording system and in-vehicle controller | |
WO2018096755A1 (en) | Parallel processing device and parallel processing program | |
JP5708338B2 (en) | COMMUNICATION SYSTEM, RELAY DEVICE, AND COMMUNICATION METHOD | |
JP2011131762A (en) | Control device for data relay, and vehicle control system | |
JP5286659B2 (en) | In-vehicle device relay system, in-vehicle device relay method, and relay device | |
JP6282216B2 (en) | Communication system and communication apparatus | |
JPWO2013080387A1 (en) | Transmission message generator and in-vehicle communication system | |
US20150220412A1 (en) | Communication apparatus and communication method | |
JP5125532B2 (en) | Data transmission device, electronic control unit and data transmission device | |
US20210327165A1 (en) | Vehicle malfunction prediction system, monitoring device, vehicle malfunction prediction method, and vehicle malfunction prediction program | |
JP2014113860A (en) | Relay device, and on-vehicle system | |
JP5110998B2 (en) | Distribution device, communication system, and communication method | |
JP2011004276A (en) | On-board network, and data transmitting method | |
JP2024020459A (en) | On-vehicle device, program, and information processing method | |
JP2014017733A (en) | Communication system, communication device, and relay device | |
US20150304225A1 (en) | Data processing apparatus and program | |
JP5741511B2 (en) | Freeze frame data storage system | |
JP5359507B2 (en) | I / O device and control system | |
JP2014017614A (en) | Communication system, relay device, and communication device | |
JP2015067195A (en) | On-vehicle communication system and on-vehicle communication device | |
JP6979630B2 (en) | Monitoring equipment, monitoring methods and programs | |
JP2019009678A (en) | On-vehicle communication network system |