JP2011201527A - 車両用通信装置および車両用通信システム - Google Patents

車両用通信装置および車両用通信システム Download PDF

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Abstract

【課題】 ECU間の配線からノイズが侵入し難く、かつ、ECUの製造コストを削減することができる車両用通信装置および車両用通信システムを実現する。
【解決手段】 筐体16に収容されたマザーボード2および各ECU3〜6間、さらに、各ECU3〜6間は、それぞれ通信バス91によって接続されており、LVDSによって多重通信する。マザーボード2および他のECU7〜8は、CANバスライン15によって接続されており、CANによって多重通信する。マザーボード2に搭載された通信制御用マイクロコンピュータ2aは、CANおよびLVDS間で通信プロトコルおよびデータの変換を行う。
【選択図】 図1

Description

この発明は、自動車などの車両に設けられたECU(Electronic Control Unit)間で通信を行う車両用通信装置および車両用通信システムに関する。
ECU間で通信を行うようになった背景について説明する。従来、自動車の高機能および高性能化に伴って制御内容が複雑化し、センサや各種アクチュエータなどの制御対象が増加した。そして、それらの制御対象を制御するECUの入出力数が増加したため、制御対象と接続するコネクタの寸法が大きくなり、ECUが大型化した。また、ECUおよび制御対象間の配線数が増加したため、配線の信頼性の低下が懸念されていた。また、制御対象の増加に伴い、ECUが単体で個々の制御対象を制御することが困難になった。さらに、安全性および車室の快適性の要求が高まり、配線スペースやECUの設置場所などが限られてきた。さらに、ECUの増加に伴い、散在するECUを1個ずつ故障診断する方法では、故障箇所の判定に長時間を要した。
そこで、上述した背景のもとにECU間で通信を行うようになった。そして、ECU間で情報を共有するため、ECU間で多重通信を実施してきた。例えば、ECU間の多重通信では、CAN(Controller Area Network:CANは登録商標)と呼ばれる通信規格の通信プロトコルを用いている。
図11は、CANを用いた従来の車両用通信装置の説明図である。複数のECU50〜80には、CAN Highライン(以下、CAN−Hラインという)14aおよびCAN Lowライン(以下、CAN−Lラインという)14bがそれぞれ接続されており、各CAN−Hライン14aおよびCAN−Lライン14bは、CANバスライン15に接続されている。つまり、各ECU50〜80は、CANバスライン15を介して相互に多重通信可能に接続されている。CAN−Hライン14a、CAN−Lライン14bおよびCANバスライン15は、それぞれツイストペアのワイヤである。
ECU40は、マイクロコンピュータ(以下、マイコンという)51と、このマイコン51に接続されたトランシーバ52と、このトランシーバ52に接続された保護回路53とを備える。トランシーバ52は、CANバスライン15を介してECU間でデータの送受信を行うための送受信回路であり、マイコン51において作成された通信データを有する送信フレームTxをCANバスライン15へ送信し、他のECUから送信された通信データを有する受信フレームRxをCANバスライン15から受信する。保護回路53は、サージの侵入などからECU内の回路を保護する。
特開2007−245891号公報(第28〜33段落、図1)。
しかし、前述した従来のものは、ECU間の配線距離が長く、かつ、ECU間の配線数が多いため、配線からノイズが侵入し易いという問題がある。
また、ECUの配置場所が分散されているため、ECUを収容する筐体が個別に必要であるし、多くの箇所に筐体の取付けスペースが必要になる。さらに、各ECU毎に保護回路が必要である。さらに、ECU間を接続するワイヤの配線距離が長く、ワイヤに付加される浮遊容量が大きくなるため、非常にインピーダンスが低く駆動能力の高い高価なトランシーバを使用しなければならない。さらに、ECU間を接続するワイヤが車両のシャーシなどに噛み込むことに起因する短絡や、電源への噛み込みによる短絡を想定して高耐圧の高価なトランシーバを使用しなければならない。つまり、前述した従来のものは、ECUの製造コストが高くなるという問題もある。
そこでこの発明は、上述の諸問題を解決するためになされたものであり、ECU間の配線からノイズが侵入し難く、かつ、ECUの製造コストを削減することができる車両用通信装置および車両用通信システムを実現することを目的とする。
上記の目的を達成するため、この発明の第1の特徴は、筐体(16)と、前記筐体に収容された複数のECU(3〜6)および通信制御用マイクロコンピュータ(2a,2c)とを備えており、前記通信制御用マイクロコンピュータは、第1の通信プロトコルを用いて前記筐体に収容されていない他のECU(7〜9)との間で通信を行う第1の通信機能と、前記第1の通信プロトコルを用いて行う通信よりも通信速度の速い第2の通信プロトコルを用いて前記複数のECUとの間で相互に通信を行う第2の通信機能と、前記第1および第2の通信プロトコル間で通信プロトコルの変換を行うことにより、前記筐体に収容された複数のECUと前記筐体に収容されていない他のECUとの間で通信を可能にするゲートウェイ機能と、を備えており、前記複数のECUは、前記第2の通信プロトコルを用いて相互に通信する機能をそれぞれ備えることにある。
上述した第1の特徴によれば、複数のECUが同一の筐体に収容されているため、ECU間の配線数を削減することができ、かつ、ECU間の配線距離を短くすることができるため、ECU間の配線部分からノイズが侵入し難くすることができる。
また、ECUを収容する筐体の数を減らし、筐体の取付けスペースを小さくすることができる。さらに、通信制御用マイクロコンピュータに保護回路を設ければ、筐体内の各ECUには、保護回路を設ける必要がない。さらに、筐体に収容されたECU間の配線距離を短くすることができるため、配線部分に付加される浮遊容量を小さくできるので、非常にインピーダンスが低く駆動能力の高い高価なトランシーバを使用する必要がない。
したがって、ECUの製造コストを大幅に削減することができる。
また、筐体に収容された複数のECUは、第1の通信プロトコルを用いて行う通信よりも通信速度の速い第2の通信プロトコルを用いて相互に通信することができるため、筐体内のECU間における通信速度を速くすることができる。
この発明の第2の特徴は、前述した第1の特徴において、前記第2の通信プロトコルは、0.5V以下の差動電圧信号によってシリアルデータを通信する通信プロトコルであることにある。
上述した第2の特徴によれば、第2の通信プロトコルは、0.5V以下の差動電圧信号という振幅の小さい信号を用いるため、通信速度を速くすることができる。
この発明の第3の特徴は、前述した第2の特徴において、前記第2の通信プロトコルは、LVDSであることにある。
上述した第3の特徴によれば、第2の通信プロトコルとしてLVDS(Low Voltage Differential Signal)を用いるため、シングルエンド手法を使う通信よりもノイズ耐性を高くすることができるので、高速かつ低消費電力の通信を行うことができる。
この発明の第4の特徴は、前述した第1ないし第3の特徴のいずれか1つにおいて、前記第1の通信プロトコルは、CANであることにある。
上述した第4の特徴によれば、第1の通信プロトコルとして、CANを用いるため、筐体に収容された複数のECUと他のECUとの間で多重通信を高速で行うことができる。
この発明の第5の特徴は、前述した第1ないし第4の特徴のいずれか1つにおいて、前記通信制御用マイクロコンピュータ(2a)と前記複数のECU(3〜6)に備えられた各マイクロコンピュータ(3a〜6a)との間で通信を行うためのトランシーバ(20,30)が、前記通信制御用マイクロコンピュータが形成された回路チップと、前記各マイクロコンピュータが形成された各回路チップとにそれぞれ形成されていることにある。
上述した第5の特徴によれば、トランシーバがマイクロコンピュータが形成された回路チップに形成されているため、トランシーバをマイクロコンピュータとは別個に製造して配置する構成と比較して車両用通信装置の製造コストを削減することができる。
この発明の第6の特徴は、前述した第5の特徴において、前記各トランシーバ(20,30)を構成する送信回路(22)は、それぞれ定電流源(23)によって駆動されることにある。
上述した第6の特徴によれば、送信回路を定電流によって駆動することができるため、送信信号を安定化させることができる。
この発明の第7の特徴は、前述した第1ないし第6の特徴のいずれか1つにおいて、前記筐体(16)には、前記通信制御用マイクロコンピュータ(2a)と前記他のECU(7〜9)との間で通信を行うためのトランシーバ(11)と、このトランシーバを保護するための保護回路(12)とが収容されていることにある。
上述した第7の特徴によれば、通信制御用マイクロコンピュータと他のECUとの間で通信を行うためのトランシーバを備えるため、筐体に収容された各ECU毎に保護回路を備える必要がないので、保護回路の数を削減することができる。また、上記のトランシーバとして高耐圧のトランシーバを用いれば、筐体に収容された通信制御用マイクロコンピュータおよび各ECUが備えるトランシーバとしては高耐圧のトランシーバよりも安価な低耐圧のトランシーバを用いればよい。
したがって、車両用通信装置の製造コストを削減することができる。
この発明の第8の特徴は、前述した第1ないし第7の特徴のいずれか1つにおいて、前記筐体(16)には、前記通信制御用マイクロコンピュータ(2a)と前記複数のECU(3〜6)とが接続された回路基板(17)が収容されており、前記回路基板には、前記通信制御用マイクロコンピュータと、前記複数のECUに備えられた各マイクロコンピュータ(3a〜6a)とが前記第2の通信プロトコルによって相互に通信を行うための通信バス(91)が導電パターンによって形成されていることにある。
上述した第8の特徴によれば、第2の通信プロトコルによって相互に通信を行うための通信バスが導電パターンによって形成されているため、通信バスに付加される浮遊容量を抑制することができるので、通信速度を速くすることができる。
この発明の第9の特徴は、前述した第8の特徴において、前記回路基板(17)は多層構造であり、前記通信バス(91)が形成された層(90)はグランド層(92)と隣接していることにある。
この発明の第10の特徴は、前述した第8の特徴において、前記回路基板(17)は多層構造であり、前記通信バス(91)が形成された層(90)はグランド層(92)間に配置されていることにある。
この発明の第11の特徴は、前述した第8の特徴において、前記通信バス(91)を形成する伝送ライン(91a)の両側にグランドライン(92a)が形成されていることにある。
上述した第9ないし第11の特徴によれば、外来ノイズによる誤動作を抑制することができ、かつ、外部へのラジオノイズの伝播を低減することができる。
この発明の第12の特徴は、前述した第1ないし第11の特徴のいずれか1つにおいて、終端抵抗回路(RT)が、前記通信制御用マイクロコンピュータ(2a)と、前記複数のECU(3〜6)に備えられた各マイクロコンピュータ(3a〜6a)とが前記第2の通信プロトコルによって相互に通信を行うための通信バス(91)に接続されていることにある。
この発明の第13の特徴は、前述した第12の特徴において、前記終端抵抗回路(RT)は、前記通信制御用マイクロコンピュータ(2a)側に配置されていることにある。
この発明の第14の特徴は、前述した第12の特徴において、前記終端抵抗回路(RT)は、前記複数のECU(3〜6)のうち、前記通信制御用マイクロコンピュータ(2a)から通信距離が最も長いECU(6)側に配置されていることにある。
上述した第12ないし第14の特徴によれば、終端抵抗回路が、通信制御用マイクロコンピュータと複数のECUとが通信を行うための通信バスに接続されているため、通信バスのインピーダンスを整合することで、高周波による反射を抑制することができるので、通信速度を速くすることができる。
この発明の第15の特徴は、前述した第1ないし第14の特徴のいずれか1つにおいて、終端抵抗回路(R1,R2,C1)が、前記通信制御用マイクロコンピュータ(2a)と前記他のECU(7〜9)とが接続された通信バス(12a,12c,14a,14b)のうち、前記筐体の内部に配置された通信バス(12a,12c)に接続されていることにある。
上述した第15の特徴によれば、終端抵抗回路が、通信制御用マイクロコンピュータと他のECUとが接続された通信バスのうち、筐体の内部に配置された通信バスに接続されているため、通信バスのインピーダンスを整合することで、高周波による反射を抑制することができるので、通信速度を速くすることができる。
この発明の第16の特徴は、前述した第12ないし第15の特徴のいずれか1つにおいて、前記終端抵抗回路(R1,R2,C1)は、前記通信バス(12a,12c,14a,14b)を構成する2線(12a,12c)間に直列接続された第1および第2の抵抗(R1,R2)と、これら第1および第2の抵抗間に一端が接続され、他端が接地されたコンデンサ(C1)とを有することにある。
上述した第16の特徴によれば、終端抵抗回路は、通信バスを構成する2線間に直列接続された第1および第2の抵抗と、これら第1および第2の抵抗間に一端が接続され、他端が接地されたコンデンサとを有するため、通信電圧の平均電圧を安定化させることで、外部からの車載ノイズによる誤動作を抑制することができる。
この発明の第17の特徴は、前述した第1ないし第16の特徴のいずれか1つにおいて、前記複数のECU(3〜6)は、それぞれモジュール化されており、前記通信制御用マイクロコンピュータ(2a)と接続するためのコネクタ(18)を介して着脱可能に構成されていることにある。
上述した第17の特徴によれば、筐体に収容された複数のECUは、それぞれモジュール化されており、通信制御用マイクロコンピュータと接続するためのコネクタを介して着脱可能に構成されているため、各ECUを容易に交換することができる。例えば、ECUの仕様が変更になった場合に、その変更になったECUのみを交換すれば良く、筐体に収容されたものを総て交換しなくて済むため、車両用通信装置の製造コストを削減することができる。
この発明の第18の特徴は、前述した第1ないし第17の特徴のいずれか1つにおいて、前記通信制御用マイクロコンピュータ(2a)が搭載された基板(2)は、着脱可能に構成されていることにある。
上述した第18の特徴によれば、通信制御用マイクロコンピュータが搭載された基板は、着脱可能に構成されているため、通信制御用マイクロコンピュータの仕様が変更になった場合に、その変更になった通信制御用マイクロコンピュータのみを交換すれば良く、筐体に収容されたものを総て交換しなくて済むため、車両用通信装置の製造コストを削減することができる。
この発明の第19の特徴は、前述した第1ないし第18の特徴のいずれか1つにおいて、前記複数のECU(3〜6)は、車両のパワートレイン系を制御するECUから構成されていることにある。
この発明の第20の特徴は、前述した第1ないし第18の特徴のいずれか1つにおいて、前記複数のECU(3〜6)は、車両のボディ系を制御するECUから構成されていることにある。
この発明の第21の特徴は、前述した第1ないし第18の特徴のいずれか1つにおいて、前記複数のECU(3〜6)は、車両の安全系を制御するECUから構成されていることにある。
この発明の第22の特徴は、前述した第1ないし第18の特徴のいずれか1つにおいて、前記複数のECU(3〜6)は、車両の情報系を制御するECUから構成されていることにある。
上述した第19ないし第22の特徴によれば、同じ系統を制御するECUを1つの筐体にまとめて収容することができるため、各ECUおよび各装置の故障診断などを効率的に行うことができる。
この発明の第23の特徴は、前述した第1ないし第22の特徴のいずれか1つにおいて、前記複数のECU(3〜6)は、車両に設けられたアクセサリースイッチがONしたときに作動するもの及び作動可能な状態になるものを制御するECUを含むことにある。
この発明の第24の特徴は、前述した第1ないし第23の特徴のいずれか1つにおいて、前記複数のECU(3〜6)は、イグニッションキースイッチがOFFの状態のときに作動する装置を制御するECUを含むことにある。
上述した第23および第24の特徴によれば、制御対象が同じ系統のECUを1つの筐体にまとめて収容することができるため、各ECUおよび各装置の故障診断などを効率的に行うことができる。
この発明の第25の特徴は、前述した第1ないし第24の特徴のいずれか1つにおいて、前記通信制御用マイクロコンピュータ(2c)は、前記第1の通信プロトコルを用いて行う通信よりも通信速度の速い第3の通信プロトコルを用いて外部機器(111,112)との間で相互に通信を行う第3の通信機能をさらに備え、前記ゲートウェイ機能は、前記第2および第3の通信プロトコル間で通信プロトコルの変換を行うことにより、前記筐体(16)に収容された複数のECU(3〜6)と前記外部機器との間で通信をさらに可能にすることにある。
上述した第25の特徴によれば、筐体に収容された複数のECU、および外部機器は、ゲートウェイ機能により、第1の通信プロトコルを用いて行う通信よりも通信速度の速い第2および第3の通信プロトコルを用いて相互に通信することができるため、筐体内の複数のECUと外部機器の間における通信速度を速くすることができる。
この発明の第26の特徴は、前述した第25の特徴において、前記ゲートウェイ機能は、前記第1および第3の通信プロトコル間で通信プロトコルの変換を行うことにより、前記筐体(16)に収容されていない他のECU(7〜9)と前記外部機器との間で通信をさらに可能にすることにある。
上述した第26の特徴によれば、筐体に収容されていない複数のECU、および外部機器は、ゲートウェイ機能により、第1および第3の通信プロトコルを用いて相互に通信することができる。
この発明の第27の特徴は、前述した第25または第26の特徴において、前記外部機器(111,112)は、車両に搭載された車両用機器(1a,7〜9,121〜123)に記憶されたマイコン用ソフトウェアの書換え用装置であることにある。
上述した第27の特徴によれば、例えば前述した筐体に収容された複数のECUなどの車両に搭載された車両用機器と、外部機器とは、ゲートウェイ機能により相互に通信することができるので、車両用機器に記憶されたマイコン用ソフトウェアの書換えを、外部機器から容易に行うことができる。
この発明の第28の特徴は、前述した第26または第27の特徴において、前記外部機器(111,112)は、前記車両用機器(1,1a,7〜9,121〜123)の故障診断装置であることにある。
上述した第28の特徴によれば、例えば前述した筐体に収容された複数のECUなどの車両に搭載された車両用機器と、外部機器とは、ゲートウェイ機能により相互に通信することができるので、上記の各ECUなどの車両用機器の故障診断を、外部機器から容易に行うことができる。
この発明の第29の特徴は、前述した第25ないし第28のいずれか1つの特徴において、前記第3の通信プロトコルは、イーサネット(登録商標)であることにある。
上述した第29の特徴によれば、第3の通信プロトコルとして、イーサネットを用いるので、外部機器と、筐体に収容された複数のECUなどとの間で通信を高速で行うことができる。
この発明の第30の特徴は、前述した第1ないし第29のいずれか1つの特徴を備えた車両用通信装置(1,1a)を複数備えており、各車両用通信装置が通信バス(15,101)をを介して通信を行うことにある。
上述した第30の特徴によれば、筐体に複数のECUが収容された車両用通信装置間を通信バス介して通信を行うことができるため、車両の多くの場所に散在していたECUをグループ化し、各グループ間で通信を行うことができる。
したがって、ECU間の配線からノイズが侵入し難くすることができ、かつ、車両用通信システムの製造コストを削減することができる。
この発明の第31の特徴は、前述した第30の特徴において、前述した第1ないし第29のいずれか1つの特徴を備えた車両用通信装置(1,1a)のうちの少なくとも1つは、前記第3の通信プロトコルを用いた通信を中継するハブ機能を有しており、前記各車両用通信装置は、前記第3の通信プロトコルを用いて相互に通信を行うことにある。
上述した第31の特徴によれば、ハブ機能を有する車両用通信装置と、これに通信バスを介して接続された他の車両用通信装置は、車両用通信装置のハブ機能で中継されることによって、第3の通信プロトコルを用いて相互に通信を行うことができる。それにより、筐体に収容された複数のECU間だけでなく、車両用通信装置間でも通信を高速で行うことができる。
なお、上記各括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
この発明の第1実施形態に係る車両用通信装置と他のECUとの接続関係を示す説明図である。 図1に示す車両用通信装置の構成を示す説明図である。 LVDSの説明図である。 筐体内のECUの取付構造を示す説明図であり、(a)はECUが取付けられた状態を一部省略して示す平面図、(b)はECUを外した状態を一部省略して示す平面図である。 (a)は図4(a)のA−A矢視断面図であり、(b)はECUの側面図である。 (a)は図5(a)に示す回路基板17の構造図であり、(b)および(c)は、(a)の変更例を示す説明図である。 この発明の第1実施形態に係る車両用通信システムの説明図である。 LVDSの通信速度(発明品)とCANの通信速度(従来品)との比較結果を示すグラフである。 この発明の第2実施形態に係る車両用通信装置と他のECUとの接続関係を示す説明図である。 この発明の第2実施形態に係る車両用通信システムの説明図である。 CANを用いた従来の車両用通信装置の説明図である。
[第1実施形態]
この発明に係る車両用通信装置および車両用通信システムの第1実施形態について図を参照して説明する。図1は、この第1実施形態に係る車両用通信装置と他のECUとの接続関係を示す説明図である。図2は、図1に示す車両用通信装置の構成を示す説明図である。図3は、LVDSの説明図である。図4は筐体内のECUの取付構造を示す説明図であり、(a)はECUが取付けられた状態を一部省略して示す平面図、(b)はECUを外した状態を一部省略して示す平面図である。図5(a)は図4(a)のA−A矢視断面図であり、(b)はECUの側面図である。図6(a)は図5(a)に示す回路基板17の構造図である。
図1に示すように、この第1実施形態に係る車両用通信装置1は、CANバスライン15(通信バス)によって他のECU7〜9と接続されている。図2に示すように、車両用通信装置1は、筐体16を備えており、その筐体16には、マザーボード2(基板)と、複数のECU3〜6と、トランシーバ11と、保護回路12とが収容されている。図2に示すように、マザーボード2には通信制御用マイクロコンピュータ2aが搭載されており、各ECU3〜6には、マイクロコンピュータ3a〜6aが搭載されている。マザーボード2および各ECU3〜6は、通信バス91によって接続されている。また、各ECU3〜6も通信バス91によって接続されている。
筐体16は、樹脂材料(例えばポリプロピレン)により箱状に形成されている。また、筐体16には電磁シールドを施すこともできる。また、図5(a)に示すように、筐体16には、開閉可能なカバー19が備えられており、カバー19を閉じると筐体16の内部が密閉される。
図5(b)に示すように、ECU3は、モジュール化されており、下面に複数の雄型端子3bを備える。ここで、モジュール化とは、マイクロコンピュータ3aが搭載された回路基板などをケースに収容して一体化すること、あるいは、複数の回路や部品を1つの基板などに搭載して一体化することをいう。
なお、ECU4〜6もECU3と同じ構造である。図4(b)に示すように、筐体16の底部には、回路基板17が配置されており、その回路基板17の上面には、ECU3〜6を接続するための4つのコネクタ18が配置されている。各コネクタ18には、それぞれECUの雄型端子3bを挿入するための雌型端子18aが形成されている。つまり、各ECU3〜6は、それぞれ対応するコネクタ18に対して着脱可能に構成されている。
このように、筐体16に収容された各ECU3〜6は、モジュール化されており、コネクタ18を介して着脱可能に構成されているため、各ECUを容易に交換することができる。例えば、ECUの仕様が変更になった場合に、その変更になったECUのみを交換すれば良く、筐体に収容されたものを総て交換しなくて済むため、車両用通信装置1のコストを削減することができる。
また、マザーボード2も回路基板17に対してコネクタなどを介して着脱可能に構成されている。これにより、マザーボード2または通信制御用マイクロコンピュータ2aの仕様が変更になった場合に、マザーボード2のみを交換すれば良く、筐体16に収容されたものを総て交換しなくて済むため、車両用通信装置1のコストを削減することができる。
各コネクタ18は、回路基板17に形成された通信バス91(図2)と電気的に接続されており、ECUをコネクタ18に取付けることにより、その取付けたECUとマザーボード2とが通信可能になる。図6(a)に示すように、回路基板17は、多層構造に形成されており、通信バス91が形成された層90は、グランドプレーンが形成されたグランド層92の直上に配置されている。層90の直上に形成された層93は、通信バス91以外の回路が形成された層である。
このように、通信バス91が形成された層90をグランド層92に隣接して配置することにより、各マイクロコンピュータの外来ノイズによる誤動作を抑制することができ、かつ、外部へのラジオノイズの伝播を低減することができる。なお、この第1実施形態では、通信バス91は、層90に形成された導電パターンによって構成されている。その導電パターンは、Cu、Au、Agなどの導電性材料により膜状に形成される。
また、図6(b)に示すように、通信バス91が形成された層90をグランド層92,92によって挾む構造を用いることもできる。また、図6(c)に示すように、通信バス91を構成する伝送ライン91aの両側にグランドライン92a,92aを配置する構造を用いることもできる。伝送ライン91aおよびグランドライン92a,92aは、それぞれ導電性材料によって膜状に形成されている。これらの構造を用いた場合も図6(a)に示す構造と同じ効果を奏することができる。
マザーボード2に搭載された通信制御用マイクロコンピュータ2aと、ECU3〜6に搭載されたマイクロコンピュータ3a〜6aとは、LVDS(第2の通信プロトコル)規格によって相互に多重通信を行う第2の通信機能を有する。また、マイクロコンピュータ3a〜6aもLVDS規格によって相互に多重通信を行う。LVDSは、低電圧差動信号処理とも呼ばれ、低電圧(例えば、0.5V以下)の差動電圧信号を用いてシリアルデータを相互に通信することを特徴としており、ボード間で高速の直接インターフェースを行うことができる、シングルエンドインターフェースと比較して信号速度が著しく速い、ボード面積を削減することができる、などの利点を有する。
図3に示すように、LVDSは、送信回路20および受信回路30からなるトランシーバを備える。マイクロコンピュータ2aおよび3a〜6aは、それぞれ送信回路20および受信回路30を備える。送信回路20は、データの入力端子21に接続されたLVDSドライバ22と、このLVDSドライバ22に動作電源を供給する定電流源23とを備える。受信回路30は、データの出力端子31に接続されたLVDSレシーバ32を備える。
LVDSドライバ22およびLVDSレシーバ32は、伝送ライン91a,91bによって接続されている。LVDSドライバ22のQ1およびQ0出力は、LVDSレシーバ32の対応する入力に接続されている。受信回路30における伝送ライン91a,91b間には、伝送ラインのインピーダンスを整合するための終端抵抗RTが接続されている。この終端抵抗RTにより、高周波による反射を抑制することができるので、通信速度を速くすることができる。また、LVDSドライバ22は、定電流源23から供給される定電流によって終端抵抗を駆動することができるため、ドミナント時の出力電圧を安定化させることができるので、データ化けを抑制することができる。
また、この第1実施形態では、終端抵抗RTは、通信制御用マイクロコンピュータ2a側の伝送ラインと、複数のECU3〜6のうち、通信制御用マイクロコンピュータ2aから通信距離が最も長いECU側の伝送ラインとに配置されている。なお、伝送ライン91a,91b間に2つの抵抗を直列接続し、その抵抗間にコンデンサの一端を接続し、そのコンデンサC1の他端を接地することもできる。この構成によれば、通信電圧の平均電圧を安定化させることで、外部からの車載ノイズによる誤動作を抑制することができる。
LVDSの出力は±3.5mAを駆動し、この電流は±350mVの電圧幅(Q1−Q0)を生成する終端抵抗RTを通る。LVDSのコモンコード出力電圧は、1.25Vである。実際の電圧は、LVDSドライバ22によって決定される。伝送ライン91a,91bとして、マイクロストリップ、ストリップライン、同軸ケーブルなどのグランドを基準とする伝送ラインを用いることができる。また、ツイストペアなど、物理的なグランドプレーンのないバランス差動式の伝送ラインを用いることもできる。
このように、通信制御用マイクロコンピュータ2aおよび各ECUのマイクロコンピュータ3a〜6a間、さらに、各マイクロコンピュータ3a〜6a間では、0.5V以下の振幅の小さい差動電圧信号によって通信を行うため、高速で通信を行うことができる。また、シングルエンド手法よりもノイズ耐性を高くすることができる。例えば、64Mbps以上の通信速度で通信を行うことにより、FM帯域のノイズの発生を抑制することができる。さらに、シングルエンド手法よりも低い消費電力での通信を行うことができる。
マザーボード2には、送信フレームTxを送信するための通信バス10aと、受信フレームRxを受信するための通信バス10bによってトランシーバ11が接続されている。トランシーバ11は、筐体16の内部に配置された通信バス12a,12cによって通信端子13a,13bと接続されている。通信バス12a,12cには、それぞれチョークコイルL1,L2が接続されており、ノイズが外部へ漏出しないようになっている。
また、通信バス12a,12c間には、抵抗R1,R2が直列接続されている。抵抗R1,R2間にはコンデンサC1の一端が接続されており、コンデンサC1の他端が接地されている。これら抵抗R1,R2およびコンデンサC1によって終端抵抗回路が構成されており、通信電圧の平均電圧を安定化させることで、外部からの車載ノイズによる誤動作を抑制することができる。
また、終端抵抗回路と通信端子13a,13bとの間には、保護回路12が接続されている。保護回路12は、ツェナーダイオードZD1〜ZD4を備える。通信バス12aにはツェナーダイオードZD1のアノードが接続されており、ツェナーダイオードZD1のカソードには、アノードが接地されたツェナーダイオードZD2のカソードが接続されている。通信バス12cにはツェナーダイオードZD3のアノードが接続されており、ツェナーダイオードZD3のカソードには、アノードが接地されたツェナーダイオードZD4のカソードが接続されている。この保護回路12により、サージの侵入などから筐体内の回路を保護することができる。
通信端子13a,13bは、CAN−Hライン14aおよびCAN−Lライン14bによってCANバスライン15と接続されている。このCANバスライン15は、他のECU7〜9と接続されており、車両用通信装置1は、このCANバスライン15を介して他のECU7〜9との間でCAN(第1の通信プロトコル)による通信を行う第1の通信機能を有する。CAN−Hライン14a,CAN−Lライン14bおよびCANバスライン15として、例えば、ツイストペアケーブルを用いることができる。
マイクロコンピュータ2aおよび3a〜6aは、それぞれ回路チップに形成されており、各回路チップには、トランシーバが形成されている。マイクロコンピュータおよびトランシーバは、同じシリコン基板に形成されている。この車両用通信装置1の信号の入口には、保護回路12が配置されているため、各マイクロコンピュータには、高耐圧のトランシーバを設ける必要がなく、低耐圧のトランシーバを設ければ良い。このため、各マイクロコンピュータに設けるトランシーバは、マイクロコンピュータと同じ低耐圧の製造プロセスによって製造することができる。
従って、マイクロコンピュータおよびトランシーバを1チップ化することで、通信用の部品点数を削減することができる。また、各ECU3〜6には保護回路を設ける必要がないため、保護回路を削減することもできる。つまり、車両用通信装置1の製造コストを大幅に削減することができる。
通信制御用マイクロコンピュータ2aは、LVDSおよびCAN間で通信プロトコルおよびデータの変換を行うゲートウェイ機能を有する。これにより、通信制御用マイクロコンピュータ2aは、LVDSによって筐体16内の各ECU3〜6から受信したデータをCAN規格のデータに変換し、CANの通信プロトコルに従って他のECU7〜9へ送信することができる。また、通信制御用マイクロコンピュータ2aは、CANの通信プロトコルに従って他のECU7〜9から受信したデータをLVDS規格のデータに変換し、LVDSの通信プロトコルに従って筐体16内のECU3〜6へ送信することができる。
このように、筐体16内の各ECU3〜6と、筐体16外の各ECU7〜9とは、通信制御用マイクロコンピュータ2aの仲介によって相互に多重通信することができる。また、筐体内外の各ECUはデータを共有することができる。また、通信制御用マイクロコンピュータ2aは、他のECU7〜9との通信プロトコルとしてCANを用いるため、多重通信を高速で行うことができる。
また、筐体16内の各ECU3〜6は、LVDSを使って相互に多重通信することができるため、CANを使って通信する場合よりも高速で通信することができる。例えば、通信速度を64Mbpsに高めることができる。図8は、LVDSの通信速度(発明品)とCANの通信速度(従来品)との比較結果を示すグラフである。同図に示すように、CANの通信速度が500Kbpsであるとすると、通信速度を128倍に高めることができる。
このように、筐体内の各ECUは高速で通信を行うことができるため、筐体16に収容するECUとして、車両において相互に関連する制御を行うECUを選定すれば、制御を高速で行うことができる。
例えば、1つの筐体16に収容するECUは、制御内容に関連性のある制御系を制御対象とするECUの中から選定することができる。例えば、パワートレイン系のECUの中から選定する。例えば、エンジン(内燃機関および電動モータを含む)を制御するエンジンECU、アクティブサスペンションを制御するアクティブサスペンションECU、アンチロックブレーキシステム(ABS(登録商標))を制御するABSECU、トランスミッションを制御するトランスミッションECUなどがある。
これらのECUの制御対象は、制御内容が密に関連しているため、制御状態を示すデータを高速で相互に通信することにより、制御の応答速度を高めることが望まれる。そこで、これらのパワートレイン系のECUの中から複数のECUを選定して1つの筐体16に収容し、その収容した各ECU間をLVDSによって通信するように構成する。このように構成することにより、筐体16に収容された各ECU間における通信速度を高めることができるため、パワートレイン系の制御対象の応答速度を高めることができる。また、ECU間の配線数を大幅に削減することができ、かつ、ECU間の配線距離を短くすることができるため、ECU間の配線からノイズが侵入し難くすることができる。
また、ECUを収容する筐体の数および筐体の取付けスペースを減らすことができる。さらに、筐体内の各ECUには、保護回路を設ける必要がない。さらに、筐体に収容されたECU間の配線距離を短くすることができるため、配線部分に付加される浮遊容量を小さくできるので、非常にインピーダンスが低く駆動能力の高い高価なトランシーバを使用する必要がない。
したがって、ECUの製造コストを削減することができる。
また、1つの筐体16に収容するECUとして、ボディ系を制御するECUの中から選定することができる。例えば、ボディ系を制御するECUとしては、主として乗員の操作やコンピュータプログラムの実行によって動作する、いわゆるイベントドリブンの装置を制御するECUがある。例えば、エアコンディショナーを制御するエアコンECU、ドアロックシステムを制御するドアECU、パワーウィンドウを制御するパワーウィンドウECU、電動ドアミラーを制御するドアミラーECU、パワーシートを制御するパワーシートECU、サンルーフの開閉を制御するルーフECU、ステアリングホイールに配置された各種スイッチからの信号の入出力を制御するステアリングホイールスイッチECU、オーバーヘッドコンソールに配置された各種スイッチからの信号の入出力を制御するオーバーヘッドECUなどがある。
また、1つの筐体16に収容するECUとして、安全系を制御するECUの中から選定することができる。例えば、安全系を制御するECUとしては、運転席エアバック、助手席エアバック、前席サイドエアバッグ、ニーエアバッグ、ルーフエアバッグ、後席用エアバッグ、後席再度エアバッグ、カーテン式エアバッグ、シートベルトのプリテンショナー、シートベルトのフォース(ロード)リミッタ−などを制御するECUなどがある。
また、1つの筐体16に収容するECUとして、情報系を制御するECUの中から選定することができる。例えば、カーナビゲーション装置を制御するナビゲーションECU、、オーディオ装置を制御するオーディオECU、電話を制御する電話ECUなどがある。
また、1つの筐体16に収容するECUとして、車両に設けられたアクセサリースイッチがONしたときに作動するもの及び作動可能な状態になるものを制御するECUの中から選定することができる。例えば、前述したパワーウィンドウを制御するパワーウィンドウECU、電動ドアミラーを制御するドアミラーECU、パワーシートを制御するパワーシートECU、サンルーフの開閉を制御するルーフECU、ステアリングホイールに配置された各種スイッチからの信号の入出力を制御するステアリングホイールスイッチECU、オーバーヘッドコンソールに配置された各種スイッチからの信号の入出力を制御するオーバーヘッドECU、情報系を制御するECUなどがある。
また、1つの筐体16に収容するECUとして、イグニッションキースイッチがOFFの状態のときに作動する装置を制御するECUの中から選定することができる。例えば、盗難防止装置を制御するECU、パーキングランプ類を制御するECUなどがある。
また、ECUの制御対象の動作電圧の違いに基づいて、筐体16に収容するECUを選定することもできる。例えば、車両に設けられたバッテリーから供給される電源電圧を変換しないで動作する装置を制御するECUの中から選定する。また、昇圧された電源によって動作する装置を制御するECUの中から選定する。また、降圧された電源によって動作する装置を制御するECUの中から選定する。
また、図7に示すように、複数の車両用通信装置1をCANバスライン15によって接続することにより、車両用通信システムを構築することもできる。この車両用通信システムを用いれば、車両の多くの場所に散在していたECUをグループ化し、各グループ間で通信を行うことができる。
したがって、ECU間の配線からノイズが侵入し難くすることができ、かつ、車両用通信システムの製造コストを削減することができる。
[第2実施形態]
次いで、本発明に係る車両用通信装置および車両用通信システムの第2実施形態について、図を参照して説明する。図9は、第2実施形態に係る車両用通信装置と他のECUとの接続関係を示す説明図である。
この第2実施形態は、上述した第1実施形態と比較して、車両用通信装置1aにおいて、接続した外部機器と各種の車両用機器との間で相互に通信可能に構成した点が、主に異なる。このため、第1実施形態と実質的に同じ構成には同じ符号を付して説明を省略するとともに、第1実施形態との差異を中心として説明する。
図9に示すように、第2実施形態に係る車両用通信装置1aのマザーボード2b(基板)には、データリンクコネクタ102が、通信バス101によって接続されている。通信バス101として、例えばツイストペアケーブルを用いることができる。データリンクコネクタ102は、例えばダッシュボード(図示せず)の下部に設けられており、後述する外部機器が接続されたときに、外部機器と車両に搭載された各種の車両用機器が相互に通信できるように、外部機器の接続口として構成されている。
データリンクコネクタ102には、外部機器として整備用端末111が、例えばツイストペアケーブル103で適宜、接続される。整備用端末111は、一般的なパーソナルコンピュータ(以下、「汎用PC」という)で構成されており、車両用通信装置1aは、この整備用端末111との間でイーサネット(第3の通信プロトコル)規格による通信を相互に行う第3の通信機能を有する。イーサネットは、複数の汎用PCによるネットワークを構築するための通信プロトコルとして、広く利用されているものである。また、整備用端末111の記憶装置(図示せず)には、車両用通信装置1aおよびこれに接続されたECU7〜9などの車両用機器に対して作業を行うための種々のプログラムがあらかじめ記憶されている。
マザーボード2bに搭載された通信制御用マイクロコンピュータ2cは、LVDSおよびCAN間で通信プロトコルおよびデータの変換を行う前述したゲートウェイ機能に加え、LVDSおよびイーサネット間で通信プロトコルおよびデータの変換を行うゲートウェイ機能をさらに有する。これにより、通信制御用マイクロコンピュータ2cは、LVDSによって筐体16内のECU3〜6から受信したデータをイーサネット規格のデータに変換し、イーサネットの通信プロトコルに従って外部の整備用端末111へ送信することができる。また、通信制御用マイクロコンピュータ2cは、イーサネットの通信プロトコルに従って整備用端末111から受信したデータをLVDS規格のデータに変換し、LVDSの通信プロトコルに従って筐体16内のECU3〜6へ送信することができる。
また、通信制御用マイクロコンピュータ2cは、イーサネットおよびCAN間で通信プロトコルおよびデータの変換を行うゲートウェイ機能をさらに有する。これにより、整備用端末111から受信したデータをCAN規格のデータに変換し、CANの通信プロトコルに従って他のECU7〜9へ送信することができる。また、通信制御用マイクロコンピュータ2cは、CANの通信プロトコルに従って他のECU7〜9から受信したデータをイーサネット規格のデータに変換し、イーサネットの通信プロトコルに従って整備用端末111へ送信することができる。
以上の構成の車両用通信装置1aが搭載された車両では、例えば車両の整備が行われる際、整備担当者によって、整備用端末111がデータリンクコネクタ102に接続される。それにより、整備用端末111は、車両用通信装置1aの通信制御用マイクロコンピュータ2cとイーサネット規格の通信プロトコルを用いて相互に通信することができるようになる。整備用端末111は、その記憶装置に記憶されたプログラムが実行されるのに応じて、車両に搭載された車両用機器に対し、以下に述べる作業を行う。
例えば、各ECUのマイコンに記憶されたマイコン用ソフトウェアを、より優れたアルゴリズムを有するものや機能を追加したものに書き換える場合、ソフトウェア書換え用プログラムが実行される。ECU3〜6のソフトウェアを書き換えるときには、整備用端末111からECU3〜6に送信されるデータは、通信バス101を介して、イーサネットにより通信制御用マイクロコンピュータ2cに入力される。そして、通信制御用マイクロコンピュータ2cに実装されたゲートウェイ機能によって、通信プロトコルおよびデータが、イーサネット規格からLVDS規格に変換され、通信バス91を介してLVDSによりECU3〜6に入力され、ECU3〜6の記憶装置に記憶される。一方、ECU3〜6から整備用端末111にデータが送信される場合は、上記の場合とは逆に、ゲートウェイ機能によって、通信プロトコルおよびデータがLVDS規格からイーサネット規格に変換される。
また、外部の他のECU7〜9に記憶されたソフトウェアを書き換える場合に、整備用端末111と各ECU7〜9との間で相互に行われる通信では、通信制御用マイクロコンピュータ2cのゲートウェイ機能によって、通信プロトコルおよびデータが、イーサネット規格とCAN規格の間で相互に変換される。
また、ECU3〜9およびこれらによって駆動される装置(図示せず)などの車両用機器の故障診断を行う場合には、故障診断用プログラムが実行される。それにより、整備用端末111は、ECU3〜9に記憶された各種の車両用機器の稼働状態を表す稼働データを、読み込む。その際、ソフトウェアの書換え時と同様に、通信制御用マイクロコンピュータ2cのゲートウェイ機能によって、通信プロトコルおよびデータが、イーサネット規格のものに変換される。そして、読み込んだ各種の稼働データに基づいて、各種の車両用機器や装置が正常に稼働中であるか否かを判定し、整備用端末111の表示装置(図示せず)に判定内容を表示することによって、整備用端末111の使用者に判定結果を通知する。
以上のように、本実施形態の車両用通信装置1aによれば、筐体16に収容されたECU3〜6や筐体16に収容されていない他のECU7〜9などの車両に搭載された車両用機器と、整備用端末111とは、通信制御用マイクロコンピュータ2cのゲートウェイ機能により相互に通信することができるので、ECU3〜9、およびこれらによって駆動される装置の故障診断を、整備用端末111から容易に行うことができる。
また、整備用端末111と車両用通信装置1aとの間で通信を行うときの通信プロトコルとして、イーサネットを用いるので、広く普及した使い勝手のよい汎用PCを、ECU3〜9のマイコン用ソフトウェアの書換え用装置として、また、ECU3〜9およびこれらによって駆動される装置などの車両用機器の故障診断装置として、容易に用いることができる。特に、整備用端末111および筐体16に収容されたECU3〜6は、通信速度のより速いイーサネット規格およびLVDS規格による通信プロトコルを用いて相互に通信することができるので、整備用端末111の使用者は、ECU3〜6のマイコン用ソフトウェアの書換えおよび故障診断を、迅速に実行することができる。なお、整備用端末111によって、車両用通信装置1aのマザーボード2bと通信制御用マイクロコンピュータ2c自体のソフトウェアの書換えおよび故障診断を行ってもよい。
一方、データリンクコネクタ102には、汎用PCで構成された整備用端末111に代えて、または同時に、専用の整備用端末112を接続することもできる。この整備用端末112もまた、データリンクコネクタ102に接続された状態では、車両用通信装置1aの通信制御用マイクロコンピュータ2cとイーサネットを用いて相互に通信可能に構成されている。整備用端末112は、その記憶装置(図示せず)に記憶されたプログラムを実行することによって、前述した汎用PCによる整備用端末111と同様に、各ECUのマイコン用ソフトウェアの書換えや、各ECUおよび各種の装置の故障診断を、迅速に実行することができる。
また、図10に示すように、複数の車両用通信装置1aを、イーサネット規格の通信プロトコルを用いる通信バス101で接続することによって、車両用通信システムを構築することもできる。また、単独のECU121〜123を、同様の通信バス101によって車両用通信装置1aに接続することもできる。この場合、車両用通信装置1aのマザーボード2bには、イーサネットによる通信を中継するハブ機能が組み込まれる。それにより、ハブ機能を有する車両用通信端末1aを介して、通信バス101で接続された車両用機器同士は、イーサネットによる通信を相互に行うことができる。また、この車両用通信システムでは、整備用端末111が接続された車両用通信装置1a以外の車両用通信装置(以下、「他の車両用通信装置」という)1aにも、CANバスライン15を介して、他のECU124が接続されている。
例えば、整備用端末111と、他の車両用通信装置1aのECU3との間の通信は、次のように行われる。整備用端末111からデータを送信するときには、そのデータは、イーサネットにより通信バス101を介してマザーボード2bに入力され、そのハブ機能によって中継されることにより、他の車両用通信装置1aのマザーボード2bに通信バス101を介して入力される。次いで、他の車両用通信装置1aの通信制御用マイクロコンピュータ2cのゲートウェイ機能により、通信プロトコルおよびデータが、イーサネット規格からLVDS規格に変換され、通信バス91を介してECU3に入力される。ECU3から整備用端末111にデータが送信される場合は、上記の場合と全く逆の経路で通信が行われる。
以上のように、この車両用通信システムを用いれば、ハブ機能を有する車両用通信端末1a、これに通信バス101を介して接続された整備用端末111、他の車両用通信端末1aおよびECU121〜123は、ハブ機能で中継されることによって、イーサネットを用いて相互に高速で通信を行うことができる。
なお、上記の車両用通信システムは、他の車両用通信装置1aおよび単独のECU121〜123を、1つの車両用通信装置1aのハブ機能を用いて接続した例であるが、これに限定されることなく、車両内での車両用通信装置やECUのレイアウトに応じて、また、通信量の多寡に応じて、これらの相互の接続関係を任意に設定してもよい。例えば、単独のECUの一部または全部を他の車両用通信装置側に接続してもよい。
また、単独のECU121〜123の一部または全部を、他の車両用通信装置1a側のCANバスライン15に接続してもよい。その場合、イーサネットを用いる通信バス101ではなく、CANバスライン15に単独のECUを接続することによって、車両用通信装置1aからの通信バスの分岐数が削減されるので、車両用通信システム全体の構成を簡略化することができる。また、イーサネットよりも安価なCANを用いてECUを接続するので、車両用通信システムの製造コストを削減することもできる。
[他の実施形態]
(1)CANの規格には、通信速度の速いHigh−speed CAN(以下、Hi−CANという)と、それよりは通信速度の遅いLow−speed CAN(以下、Lo−CANという)とがあるが、どちらのCANに接続されているECUであるかによって、筐体16に収容するECUを選定することもできる。また、車両用通信装置1間、車両用通信装置1a間、あるいは、車両用通信装置1,1aおよび他のECU間が、異なるCANによって接続されている場合は、通信制御用マイクロコンピュータ2a,2cには、Hi−CANおよびLo−CAN間で通信プロトコルおよびデータを変換するゲートウェイ機能が必要になる。さらに、外部機器や車両用通信装置1a間がイーサネットで接続されている場合は、通信制御用マイクロコンピュータ2cには、Hi−CANおよびLo−CANと、イーサネット間で通信プロトコルおよびデータをそれぞれ変換するゲートウェイ機能が必要になる。
(2)また、CANほどの通信速度が要求されない通信には、通信プロトコルとしてLIN(Local Interconnect Network)を用いることもできる。例えば、パワーウィンドウを制御するウィンドウECU、電動ドアミラーを制御するドアミラーECUなどのECU間をLINによって通信する。LINによって通信する場合は、通信バスが1本で済むため、配線数を減らすことができるので、配線コストを削減することができる。また、LINによって通信するECUにおける通信用の発振素子として、CR発振素子を用いることができるため、セラミック発振素子を用いる場合と比較してECUの製造コストを削減することができる。
(3)さらに、CANに代えてFlexRay(登録商標)を用いれば、CANよりも高速で多重通信することができる。この構成を用いる場合は、通信制御用マイクロコンピュータ2aには、LVDSおよびFlexRay間で通信プロトコルおよびデータを変換するゲートウェイ機能が必要になる。また、外部機器や車両用通信装置1a間がイーサネットで接続されている場合は、通信制御用マイクロコンピュータ2cには、イーサネットおよびFlexRay間で通信プロトコルおよびデータを変換するゲートウェイ機能が必要になる。
(4)さらに、カーナビゲーション装置、オーディオ装置および電話など、データ量の多い装置を制御するECU間の通信には、MOST(Media Oriented System Transport)を用いることもできる。この構成によれば、FlexRayよりも大容量のデータを高速で多重通信することができる。この構成を用いる場合は、通信制御用マイクロコンピュータ2a,2cには、LVDSおよびMOST間で通信プロトコルおよびデータを変換するゲートウェイ機能が必要になる。
1,1a・・車両用通信装置、2,2b・・マザーボード(基板)
2a,2c・・通信制御用マイクロコンピュータ、3〜9,121〜124・・ECU
3a〜6a・・マイクロコンピュータ、11・・トランシーバ、12・・保護回路
15・・CANバスライン(通信バス)、22・・LVDSドライバ
91,101・・通信バス
111,112・・整備用端末(書換え用装置、故障診断装置)

Claims (31)

  1. 筐体と、前記筐体に収容された複数のECUおよび通信制御用マイクロコンピュータとを備えており、
    前記通信制御用マイクロコンピュータは、
    第1の通信プロトコルを用いて前記筐体に収容されていない他のECUとの間で通信を行う第1の通信機能と、
    前記第1の通信プロトコルを用いて行う通信よりも通信速度の速い第2の通信プロトコルを用いて前記複数のECUとの間で相互に通信を行う第2の通信機能と、
    前記第1および第2の通信プロトコル間で通信プロトコルの変換を行うことにより、前記筐体に収容された複数のECUと前記筐体に収容されていない他のECUとの間で通信を可能にするゲートウェイ機能と、を備えており、
    前記複数のECUは、前記第2の通信プロトコルを用いて相互に通信する機能をそれぞれ備えることを特徴とする車両用通信装置。
  2. 前記第2の通信プロトコルは、0.5V以下の差動電圧信号によってシリアルデータを通信する通信プロトコルであることを特徴とする請求項1に記載の車両用通信装置。
  3. 前記第2の通信プロトコルは、LVDSであることを特徴とする請求項2に記載の車両用通信装置。
  4. 前記第1の通信プロトコルは、CANであることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1つに記載の車両用通信装置。
  5. 前記通信制御用マイクロコンピュータと前記複数のECUに備えられた各マイクロコンピュータとの間で通信を行うためのトランシーバが、前記通信制御用マイクロコンピュータが形成された回路チップと、前記各マイクロコンピュータが形成された各回路チップとにそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1つに記載の車両用通信装置。
  6. 前記各トランシーバを構成する送信回路は、それぞれ定電流源によって駆動されることを特徴とする請求項5に記載の車両用通信装置。
  7. 前記筐体には、
    前記通信制御用マイクロコンピュータと前記他のECUとの間で通信を行うためのトランシーバと、このトランシーバを保護するための保護回路とが収容されていることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1つに記載の車両用通信装置。
  8. 前記筐体には、前記通信制御用マイクロコンピュータと前記複数のECUとが接続された回路基板が収容されており、
    前記回路基板には、前記通信制御用マイクロコンピュータと、前記複数のECUに備えられた各マイクロコンピュータとが前記第2の通信プロトコルによって相互に通信を行うための通信バスが導電パターンによって形成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか1つに記載の車両用通信装置。
  9. 前記回路基板は多層構造であり、前記通信バスが形成された層はグランド層と隣接していることを特徴とする請求項8に記載の車両用通信装置。
  10. 前記回路基板は多層構造であり、前記通信バスが形成された層はグランド層間に配置されていることを特徴とする請求項8に記載の車両用通信装置。
  11. 前記通信バスを形成する伝送ラインの両側にグランドラインが形成されていることを特徴とする請求項8に記載の車両用通信装置。
  12. 終端抵抗回路が、前記通信制御用マイクロコンピュータと、前記複数のECUに備えられた各マイクロコンピュータとが前記第2の通信プロトコルによって相互に通信を行うための通信バスに接続されていることを特徴とする請求項1ないし請求項11のいずれか1つに記載の車両用通信装置。
  13. 前記終端抵抗回路は、前記通信制御用マイクロコンピュータ側に配置されていることを特徴とする請求項12に記載の車両用通信装置。
  14. 前記終端抵抗回路は、前記複数のECUのうち、前記通信制御用マイクロコンピュータから通信距離が最も長いECU側に配置されていることを特徴とする請求項12に記載の車両用通信装置。
  15. 終端抵抗回路が、前記通信制御用マイクロコンピュータと前記他のECUとが接続された通信バスのうち、前記筐体の内部に配置された通信バスに接続されていることを特徴とする請求項1ないし請求項14のいずれか1つに記載の車両用通信装置。
  16. 前記終端抵抗回路は、前記通信バスを構成する2線間に直列接続された第1および第2の抵抗と、これら第1および第2の抵抗間に一端が接続され、他端が接地されたコンデンサとを有することを特徴とする請求項12ないし請求項15のいずれか1つに記載の車両用通信装置。
  17. 前記複数のECUは、それぞれモジュール化されており、前記通信制御用マイクロコンピュータと接続するためのコネクタを介して着脱可能に構成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項16のいずれか1つに記載の車両用通信装置。
  18. 前記通信制御用マイクロコンピュータが搭載された基板は、着脱可能に構成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項17のいずれか1つに記載の車両用通信装置。
  19. 前記複数のECUは、車両のパワートレイン系を制御するECUから構成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項18のいずれか1つに記載の車両用通信装置。
  20. 前記複数のECUは、車両のボディ系を制御するECUから構成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項18のいずれか1つに記載の車両用通信装置。
  21. 前記複数のECUは、車両の安全系を制御するECUから構成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項18のいずれか1つに記載の車両用通信装置。
  22. 前記複数のECUは、車両の情報系を制御するECUから構成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項18のいずれか1つに記載の車両用通信装置。
  23. 前記複数のECUは、車両に設けられたアクセサリースイッチがONしたときに作動するもの及び作動可能な状態になるものを制御するECUを含むことを特徴とする請求項1ないし請求項22のいずれか1つに記載の車両用通信装置。
  24. 前記複数のECUは、イグニッションキースイッチがOFFの状態のときに作動する装置を制御するECUを含むことを特徴とする請求項1ないし請求項23のいずれか1つに記載の車両用通信装置。
  25. 前記通信制御用マイクロコンピュータは、前記第1の通信プロトコルを用いて行う通信よりも通信速度の速い第3の通信プロトコルを用いて外部機器との間で相互に通信を行う第3の通信機能をさらに備え、
    前記ゲートウェイ機能は、前記第2および第3の通信プロトコル間で通信プロトコルの変換を行うことにより、前記筐体に収容された複数のECUと前記外部機器との間で通信をさらに可能にすることを特徴とする請求項1ないし24のいずれか1つに記載の車両用通信装置。
  26. 前記ゲートウェイ機能は、前記第1および第3の通信プロトコル間で通信プロトコルの変換を行うことにより、前記筐体に収容されていない他のECUと前記外部機器との間で通信をさらに可能にすることを特徴とする請求項25に記載の車両用通信装置。
  27. 前記外部機器は、車両に搭載された車両用機器に記憶されたマイコン用ソフトウェアの書換え用装置であることを特徴とする請求項25または26に記載の車両用通信装置。
  28. 前記外部機器は、前記車両用機器の故障診断装置であることを特徴とする請求項25または請求項26に記載の車両用通信装置。
  29. 前記第3の通信プロトコルは、イーサネットであることを特徴とする請求項25ないし請求項28のいずれか1つに記載の車両用通信装置。
  30. 請求項1ないし請求項29のいずれか1つに記載の車両用通信装置を複数備えており、各車両用通信装置が通信バスを介して通信を行うことを特徴とする車両用通信システム。
  31. 請求項1ないし請求項29のいずれか1つに記載の車両用通信装置のうちの少なくとも1つは、前記第3の通信プロトコルを用いた通信を中継するハブ機能を有しており、前記各車両用通信装置は、前記第3の通信プロトコルを用いて通信を行うことを特徴とする請求項30に記載の車両用通信システム。
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