JP2012049985A - 通信ユニット、通信装置、および装着部材 - Google Patents

Abstract

【課題】通信線に対して接続可能な通信端子を介して通信を行う通信装置を備えた通信ユニットにおいて、簡素な構成でトランシーバの設定を変更できるようにする。
【解決手段】通信ユニット６０において、ＧＷＥＣＵ１０は、通信端子３２〜３４をバスＡ５、バスＢ６、バスＣ７に接続する接続コネクタを装着可能なＥＣＵ側コネクタ４５を有し、通信端子３２〜３４にバスＡ５、バスＢ６、バスＣ７が接続されたときに通信端子３２〜３４を介して通信を行う。車両側コネクタ５０は、通信端子３４をバスＣ７等の通信線に接続することなく通信端子３４の電位を所定の電位に固定する短絡部５５を有し、ＥＣＵ側コネクタ４５に装着可能に構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、通信端子を介して通信を行う通信装置を有する通信ユニット、通信装置、および通信装置に装着可能な装着部材に関する。

複数のトランシーバを有する通信装置が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１０−１０３６４８号公報

ところで、上記の通信装置において、将来のシステム拡張用に通信線に接続されないトランシーバを搭載することが検討されている。このように通信線に接続されないトランシーバが存在すると、このトランシーバが外部ノイズを受け、外部ノイズを通信により得られた信号として処理してしまう等、通信装置に悪影響を与える虞があった。

ここで、ノイズによる悪影響を防止するためには、通信装置においてトランシーバの電源をＯＮ／ＯＦＦするためのスイッチ等を設け、或いはトランシーバの電源をＯＮ／ＯＦＦするように通信装置の設定を変更する等することで、通信線に接続されないトランシーバが作動しないようにすればよい。しかし、このように構成すると、通信装置にスイッチを配置することにより通信装置の構成が複雑になり、或いはトランシーバを作動させようとする際に設定を変更する必要が生じ、この際の作業が煩雑になるという問題点があった。

そこで、このような問題点を鑑み、通信線に対して接続可能な通信端子を介して通信を行う通信装置を備えた通信ユニットにおいて、より簡素な構成でトランシーバの設定を変更できるようにすることを本発明の目的とする。

かかる目的を達成するために成された通信ユニットにおいては、通信端子を通信線に接続する接続部材を装着可能な被装着部を有し、通信端子に通信線が接続されたときに通信端子を介して通信を行う通信装置と、通信端子を通信線に接続することなく通信端子の電位を所定の電位に固定する電位固定手段を有し、被装着部に装着可能な装着部材と、を備えている（請求項１）。

このような通信ユニットによれば、接続部材が被装着部に装着されたときに通信装置が通信端子を介して通信を行うようにすることができ、また、装着部材が被装着部に装着されたときに通信端子の電位を所定の電位に固定してノイズの影響を受け難くすることができる。従って、通信装置の内部構造に触れることなく簡素な構成で通信装置の設定を変更することができる。

ところで、上記通信ユニットにおいて、通信装置が異なる通信線に接続可能な複数の通信端子を備えている場合には、例えば、通信端子毎に、装着部材および接続部材のうちの一方を選択して装着可能な被装着部を設けていてもよいが、複数の通信端子のうちの一部の通信端子を所定の電位に固定するとともに、複数の通信端子のうちの他の一部の通信端子を通信線に接続するよう構成された装着部材を装着可能な被装着部を備えていてもよい（請求項２）。この場合、被装着部は、通信装置に設けられた複数の通信端子のうちの全てを同一または異なる通信線に接続する接続部材と、本発明の装着部材と、を選択的に装着できるように構成されていればよい。

このような通信ユニットによれば、通信装置が複数の通信端子を有する場合に、通信端子毎に通信線に接続するか通信端子の電位を固定するかを選択することができる。
また、上記通信ユニットにおいて通信装置は、データの送信を行わない休眠状態のときに通信端子を介して入力される信号を監視し、通信端子を介して予め設定された信号パターンであるウェイクアップコマンドを受けると、データの送信を行う活性状態に自身の状態を遷移させるウェイクアップ手段、を備えていてもよい（請求項３）。

このような通信ユニットによれば、通信線に接続されていない通信端子にノイズを受けた際に、この通信端子の電位が固定されているのでウェイクアップ信号を受けたと誤判定することがない。よって、ノイズによる誤ウェイクアップを防止することができる。

さらに、上記通信ユニットにおいて通信装置は一対のバスで構成された通信線を利用して差動伝送方式にて通信を実施する場合には、電位固定手段は、通信線を構成する一対のバスの電位差が変更されないよう固定するようにしてもよい（請求項４）。

このような通信ユニットによれば、差動伝送方式で通信を行う場合においても、良好に通信線に接続されない通信端子にノイズによる悪影響が生じないようにすることができる。

なお、差動伝送方式とは、位相を反転させた電位を各バスに与え、その差動電圧にてビットを判別する通信方式を示す。また、具体的な電位固定手段の構成としては、一対のバスをショートさせる構成や、バス間に抵抗器を配置する構成が考えられる。なお、バスをショートさせる際には、通信装置がバスのショートに対応できるように通信装置に保護回路を備えておくとよい。また、抵抗器を配置する場合には、抵抗器を流れる電流が、通信装置（トランシーバ）がデータを送出するときの最大駆動電流未満になり、かつノイズを抑制できる程度の抵抗値を設定しておけばよい。

さらに、上記通信ユニットにおいて通信装置は、通信線を利用してＣＡＮプロトコルでデータの送受信を行い、電位固定手段は、通信端子の電位がレセッシブに固定されるようにしてもよい（請求項５）。

このような通信ユニットによれば、通信端子の電位をレセッシブに固定するので、誤作動防止を確実に防止することができる。なお、請求項３に記載の構成と組み合わせる場合、通信装置がドミナントの信号を受けなければウェイクアップしないよう構成しておけば、通信装置がノイズ等を受けたときに誤ウェイクアップすることを防止することができる。

また、上記通信ユニットにおいて、被装着部は、装着部材と組み合わせることができるコネクタとして構成されていてもよい（請求項６）。
このような通信ユニットによれば、被装着部がコネクタとして構成されているので、装着部材の取り外しや交換を容易にすることができる。

さらに、上記通信ユニットにおいては、被装着部における通信端子と電気的に接続された延長端子部と、接続部材が装着可能な延長装着部と、を備えた延長部材を備え、接続部材は、延長装着部に装着され、電位固定手段は、延長端子部における電位を固定するようにしてもよい（請求項７）。

このような通信ユニットによれば、通信装置の位置が車両内部等、作業者が触れにくい位置に配置されていても延長部材によって延長装着部を作業性のよい位置に引き出すことができる。よって、通信端子の使い分けを容易にすることができる。

次に、上記目的を達成するためには、請求項８に記載の通信装置としてもよいし、請求項９に記載の装着部材としてもよい。このようにしても、請求項１に記載の通信ユニットと同様の効果を享受することができる。

なお、請求項８および請求項９に従属する発明として、請求項２〜請求項７の何れか１項に記載の発明を採用することができる。

通信システム１の概略構成を示すブロック図である。 接続コネクタを示す構成図（ａ）、および変形例の車両側コネクタ７０を示す構成図（ｂ）である。 変形例の車両側コネクタ８０を示す構成図である。

以下に本発明にかかる実施の形態を図面と共に説明する。
［本実施形態の構成］
図１は通信システム１の概略構成を示すブロック図である。通信システム１は、例えば乗用車等の車両に搭載されており、図１に示すように、ゲートウェイ電子制御装置（以下、ＧＷＥＣＵという。）１０（通信装置）と、バスＡ５、バスＢ６等の通信線と、これらの通信線に接続された車両側コネクタ５０（装着部材）と、を備えている。なお、ＧＷＥＣＵ１０および車両側コネクタ５０は、本発明でいう通信ユニット６０を構成する。

ＧＷＥＣＵ１０のハードウェア構成は、ＩＳＯ１１８９８−１において規格化されたＣＡＮとしての通信を実施可能な周知の構成とされている。詳細には、ＧＷＥＣＵ１０は、マイコン１１と複数のトランシーバ２２〜２４と、ＥＣＵ側コネクタ４５（被装着部）と、を備えて構成されている。

マイコン１１は、図示しないＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、およびＣＡＮコントローラ１２〜１４等を備えた周知のマイクロコンピュータとして構成されている。ＧＷＥＣＵ１０のＣＰＵは、ＲＯＭ等のメモリに格納された通信ソフトウェアを実行することによりＣＡＮコントローラ１２〜１４やトランシーバ２２〜２４を制御するとともに、ゲートウェイソフトウェアを実行することにより各バス間のデータ伝送を制御する。

ＧＷＥＣＵ１０は、トランシーバ２２〜２４を使用してバスＡ５、バスＢ６等の通信線を介して通信線に接続された他のＥＣＵ（図示省略）に対してデータを送受信する。この際の通信プロトコルとしては、ＣＡＮと同様のプロトコルを利用する。

ここで、バスＡ５、バスＢ６等の通信線は、一対（２本）のバスにより構成され、トランシーバ２２〜２４は、差動伝送方式にて通信を実施する。差動伝送方式とは、位相を反転させた電位を各バスに与え、その差動電圧にてビットを判別する通信方式である。

なお、差動伝送方式では、２本のバスの電位差が閾値以上であるか否かによって信号レベルを検出する構成を採用すればよい。また、バスＡ５、バスＢ６等の通信線には、周知の抵抗器やコモンモードノイズ除去用のコモンモードチョークコイル等（図示省略）が配置されている。

次にトランシーバ２２〜２４は、それぞれ同様の構成とされている。即ち、トランシーバ２２〜２４は、ドライバ２６と、レシーバ２７と、これらを制御する制御部（図示省略）とを備えている。

ドライバ２６は、ＣＡＮコントローラ１２〜１４が送信する送信信号（Ｔｘ）を入力し、この送信信号をバスＡ５、バスＢ６等の通信線のバス用のバス信号に変換して送信用に設けられた通信端子３２〜３４からバスＡ５、バスＢ６等の通信線に送信する。

レシーバ２７は、通信端子３２〜３４から入力されるバス信号を読み取り、このバス信号をマイコン１１が読み取り可能な形式に変換してＣＡＮコントローラ１２〜１４に受信信号（Ｒｘ）として送る。

ＣＡＮコントローラ１２〜１４は、メッセージボックス（図示省略）とレジスタ（図示省略）とを有している。メッセージボックスは、例えば送信用のメッセージボックスと受信用のメッセージボックスとからなり、ＣＡＮコントローラ１２〜１４のレジスタとマイコン１１のＣＰＵとの間でデータの受け渡しを行う。

また、レジスタは、メッセージボックスから受け取った送信データの格納用、あるいはトランシーバ２２〜２４が受信した受信データの格納用に使用されるレジスタである。
ＣＡＮコントローラ１２〜１４は、プログラムを格納する記録装置やプログラムを実行する演算装置等を備えており、送信用のメッセージボックス（送出バッファ）を介してマイコン１１のＣＰＵから送信データを複数のレジスタに順次格納し、レジスタに格納された送信データをフレーム化してトランシーバ２２〜２４に出力する送信制御と、トランシーバ２２〜２４を介してバスＡ５、バスＢ６等の通信線からフレームを受信してメッセージ等を抽出して複数のレジスタに順次格納し、受信用のメッセージボックスからマイコン１１のＣＰＵに出力する受信制御と、バスＡ５、バスＢ６等の通信線上で送信フレームが衝突したときのバス権の調停制御などを実施する。

マイコン１１のＣＰＵは、データ送信時に、通信ソフトウェアを利用して、送信するメッセージの内容からそのメッセージに対応する特定情報（ＩＤコード）を特定し、これらメッセージおよび特定情報を送信用のメッセージボックスに出力する。また、マイコン１１のＣＰＵは、ＣＡＮコントローラ１２〜１４から、割込やフラグの表示等によりフレームを受信した旨の通知を受けた場合、受信用のメッセージボックスを読み出す。

ここで、マイコン１１は、自身の状態をＣＡＮコントローラ１２〜１４を利用したデータの送受信を行う通常モード（活性状態）と、ＣＡＮコントローラ１２〜１４を利用したデータの送信を休止し、データの受信のみを行うスリープモード（休眠状態）との間で、自身の状態を遷移させる機能を有する。通常モードからスリープモードへは、例えば、ＧＷＥＣＵ１０にて中継するデータがなくなった場合等に移行する。

また、スリープモードから通常モードへは、例えば、予め設定された信号パターンであるウェイクアップコマンドをバスＡ５、バスＢ６等の通信線から受信したときに移行する（ウェイクアップ手段）。

次に、ＥＣＵ側コネクタ４５は、車両側コネクタ５０と組み合わせることができるコネクタとして構成されている。ＥＣＵ側コネクタ４５には、それぞれトランシーバ２２〜２４と接続された通信端子３２〜３４を備えている。

車両側コネクタ５０は、バスＡ５に接続された車両側端子５２と、バスＢ６に接続された車両側端子５３と、短絡部５５（電位固定手段）によって短絡された車両側端子５４とを備えている。なお、ＧＷＥＣＵ１０のトランシーバ２２〜２４は、端子のショートに対応できるように過電流を防止する保護回路を備えている。

この構成において、ＥＣＵ側コネクタ４５と車両側コネクタ５０とが組み合わされた状態になると、通信端子３２と車両側端子５２、通信端子３３と車両側端子５３、通信端子３４と車両側端子５４、がそれぞれ通電可能となり、バスに接続されたトランシーバ２２，２３については、通信可能な状態となる。一方、短絡部５５に接続されたトランシーバ２４については、短絡部５５によって電位（端子間の電位差）が固定され、通信不能な状態となる。

なお、本実施形態のようなＣＡＮプロトコルを利用した通信を行う場合には、短絡部５５によって通信端子３４における信号レベルがレセッシブ状態に維持される。
ここで、ＥＣＵ側コネクタ４５には、車両側コネクタ５０に換えて、接続コネクタ６５（接続部材）を装着することができる。図２（ａ）は、接続コネクタ６５を示す構成図である。

接続コネクタ６５は、図２（ａ）に示すように、バスＡ５に接続された車両側端子６６と、バスＢ６に接続された車両側端子６７と、バスＣ７に接続された車両側端子６８とを備えている。ＥＣＵ側コネクタ４５と接続コネクタ６５とが組み合わされた状態になると、通信端子３２と車両側端子６６、通信端子３３と車両側端子６７、通信端子３４と車両側端子６８、がそれぞれ通電可能となり、バスに接続されたトランシーバ２２〜２４の全てが通信可能な状態となる。

［本実施形態による効果］
以上のように詳述した通信ユニット６０において、ＧＷＥＣＵ１０は、通信端子３２〜３４をバスＡ５、バスＢ６、バスＣ７に接続する接続コネクタ６５を装着可能なＥＣＵ側コネクタ４５を有し、通信端子３２〜３４にバスＡ５、バスＢ６、バスＣ７が接続されたときに通信端子３２〜３４を介して通信を行う。そして、車両側コネクタ５０は、通信端子３４をバスＣ７等の通信線に接続することなく通信端子３４の電位を所定の電位に固定する短絡部５５を有し、ＥＣＵ側コネクタ４５に装着可能に構成されている。

このような通信ユニット６０によれば、接続コネクタ６５がＥＣＵ側コネクタ４５に装着されたときにＧＷＥＣＵ１０が通信端子３２〜３４の全てを介して通信を行うようにすることができ、また、車両側コネクタ５０がＥＣＵ側コネクタ４５に装着されたときに通信端子３４の電位を所定の電位に固定して通信不能とし、ノイズの影響を受け難くすることができる。従って、ＧＷＥＣＵ１０の設定をＧＷＥＣＵ１０の内部構造に触れることなく簡素な構成で変更することができる。

また、このような通信ユニット６０によれば、ＧＷＥＣＵ１０が複数の通信端子３２〜３４を有する場合に、通信端子３２〜３４毎にバスＡ５、バスＢ６、バスＣ７に接続するか通信端子３２〜３４の電位を固定するかを選択することができる。

また、上記通信ユニット６０においてＧＷＥＣＵ１０は、データの送信を行わない休眠状態のときに通信端子３２〜３４を介して入力される信号を監視し、通信端子３２〜３４を介して予め設定された信号パターンであるウェイクアップコマンドを受けると、データの送信を行う活性状態に自身の状態を遷移させる。

このような通信ユニット６０によれば、バスＡ５、バスＢ６、バスＣ７に接続されていない通信端子３４にノイズを受けた際に、この通信端子３４の電位が固定されているので、この通信端子３４にウェイクアップ信号を受けたと誤判定することがない。よって、ノイズによる誤ウェイクアップを防止することができる。

さらに、上記通信ユニット６０においてＧＷＥＣＵ１０は一対のバスで構成されたバスＡ５、バスＢ６、バスＣ７を利用して差動伝送方式にて通信を実施し、短絡部５５は、一対のバスに対応して設けられた一対の通信端子３４間の電位差が変更されないよう固定する機能を有する。

このような通信ユニット６０によれば、差動伝送方式で通信を行う場合においても、通信端子３４にノイズによる悪影響が生じないようにすることができる。
さらに、上記通信ユニット６０においてＧＷＥＣＵ１０は、バスＡ５、バスＢ６を利用してＣＡＮプロトコルでデータの送受信を行い、短絡部５５は、通信端子３４の電位がレセッシブに固定されるようする。

このような通信ユニット６０によれば、通信端子３４の電位をレセッシブに固定するので、誤作動防止を確実に防止することができる。また、ＧＷＥＣＵ１０がドミナントの信号を含むウェイクアップコマンドを受けなければウェイクアップしないよう構成しているので、ＧＷＥＣＵ１０がノイズ等を受けたときに誤ウェイクアップすることを防止することができる。

また、上記通信ユニット６０において、ＥＣＵ側コネクタ４５は、車両側コネクタ５０と組み合わせることができるコネクタとして構成されている。
このような通信ユニット６０によれば、ＥＣＵ側コネクタ４５がコネクタとして構成されているので、車両側コネクタ５０の取り外しや交換を容易にすることができる。

［その他の実施形態］
本発明の実施の形態は、上記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。

例えば、上記実施形態においては、バスＣ７に接続しない通信端子３４を短絡部５５によって短絡させたが、図２（ｂ）に示すように、短絡部５５に換えて抵抗器７５（電位固定手段）を配置してもよい。このように抵抗器７５を配置する場合には、抵抗器７５を流れる電流が、ＧＷＥＣＵ１０（トランシーバ２２〜２４）がデータを送出するときの最大駆動電流未満になり、通信端子３４の等電位が維持でき、かつノイズを抑制できる程度の抵抗値を設定しておけばよい。具体的には、トランシーバ２２〜２４による最大駆動電流が４０ｍＡ（２Ｖ）のときに、抵抗値を５０〜１ｋΩ程度に設定すればよい。

また、上記実施形態では、通信端子間をショートするか、或いは端子間に抵抗器を設けることによって電位を固定したが、通信端子の電位をグランド電位（接地したときの電位）、電源の電位に固定してもよい。

さらに、上記通信ユニット６０においては、図３に示すように、ＥＣＵ側コネクタ４５における通信端子３４と電気的に接続可能な延長端子部８５ａを有する車両側コネクタ８０（延長部材）をＥＣＵ側コネクタ４５に装着してもよい。ここで、車両側コネクタ８０は、短絡部８７（電位固定手段）を有する短絡コネクタ８６が装着可能な延長コネクタ８５（延長装着部）を備えている。

ＥＣＵ側コネクタ４５に車両側コネクタ８０が装着され、かつ、延長コネクタ８５に短絡コネクタ８６が装着されると、通信端子３４は短絡部８７によって短絡される。
なお、延長コネクタ８５には、バスＣ７に接続された接続コネクタ８８を、短絡コネクタ８６に換えて装着可能に構成されている。

このような通信ユニット６０によれば、ＧＷＥＣＵ１０の位置が車両内部等、作業者が触れにくい位置に配置されていても車両側コネクタ８０によって延長コネクタ８５を作業性のよい位置に引き出すことができる。よって、通信端子３４の使い分けを容易にすることができる。

また、上記実施形態では、複数のトランシーバ２２〜２４、および複数（組）の通信端子３２〜３４を有する構成について説明したが、１つのトランシーバ、および１つ（１組）の通信端子のみを備えた構成であっても本発明を採用することができる。

また、上記実施形態では、複数の通信端子３２〜３４に対してまとめて接続を行う車両側コネクタを接続したが、通信端子毎にそれぞれコネクタを接続する構成にしてもよい。さらに、ＥＣＵ側コネクタ４５には通信端子３４以外の任意の通信端子について電位を固定する車両側コネクタを接続してもよい。

１…通信システム、５〜７…バス、１０…ＧＷＥＣＵ、１１…マイコン、１２〜１４…ＣＡＮコントローラ、２２〜２４…トランシーバ、２６…ドライバ、２７…レシーバ、３２〜３４…通信端子、４５…ＥＣＵ側コネクタ、５０…車両側コネクタ、５２〜５４…車両側端子、５５…短絡部、６０…通信ユニット、６５…接続コネクタ、６６〜６８…車両側端子、７０…車両側コネクタ、７５…抵抗器、８０…車両側コネクタ、８５…延長コネクタ、８５ａ…延長端子部、８６…短絡コネクタ、８７…短絡部、８８…接続コネクタ。

Claims (9)

1. 通信端子を通信線に接続する接続部材を装着可能な被装着部を有し、前記通信端子に前記通信線が接続されたときに前記通信端子を介して通信を行う通信装置と、
   前記通信端子を前記通信線に接続することなく前記通信端子の電位を所定の電位に固定する電位固定手段を有し、前記被装着部に装着可能な装着部材と、
   を備えたことを特徴とする通信ユニット。
2. 請求項１に記載の通信ユニットにおいて、
   前記通信装置は、異なる通信線に接続可能な複数の通信端子を備え、
   前記装着部材は、前記複数の通信端子のうちの一部の通信端子を所定の電位に固定するとともに、前記複数の通信端子のうちの他の一部の通信端子を通信線に接続すること
   を特徴とする通信ユニット。
3. 請求項１または請求項２に記載の通信ユニットにおいて、
   前記通信装置は、
   データの送信を行わない休眠状態のときに前記通信端子を介して入力される信号を監視し、前記通信端子を介して予め設定された信号パターンであるウェイクアップコマンドを受けると、データの送信を行う活性状態に自身の状態を遷移させるウェイクアップ手段、を備えたこと
   を特徴とする通信ユニット。
4. 請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の通信ユニットにおいて、
   前記通信装置は一対のバスで構成された通信線を利用して差動伝送方式にて通信を実施し、
   前記電位固定手段は、前記通信線を構成する一対のバスの電位差が変更されないよう固定すること
   を特徴とする通信ユニット。
5. 請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の通信ユニットにおいて、
   前記通信装置は、前記通信線を利用してＣＡＮプロトコルでデータの送受信を行い、
   前記電位固定手段は、前記通信端子の電位がレセッシブに固定されるようにすること
   を特徴とする通信ユニット。
6. 請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の通信ユニットにおいて、
   前記被装着部は、前記装着部材と組み合わせることができるコネクタとして構成されていること
   を特徴とする通信ユニット。
7. 請求項６に記載の通信ユニットにおいて、
   前記被装着部における通信端子と電気的に接続された延長端子部と、前記接続部材が装着可能な延長装着部と、を備えた延長部材を備え、
   前記接続部材は、前記延長装着部に装着され、
   前記電位固定手段は、前記延長端子部における電位を固定すること
   を特徴とする通信ユニット。
8. 通信端子に通信線が接続されたときに該通信端子を介して通信を行う通信装置であって、
   前記通信端子を前記通信線に接続する接続部材、および前記通信端子を前記通信線に接続することなく前記通信端子の電位を所定の電位に固定する電位固定手段を有する装着部材、のうちの一方または両方を選択して装着可能な被装着部、を備えたこと
   を特徴とする通信装置。
9. 通信端子に通信線が接続されたときに該通信端子を介して通信を行う通信装置に設けられた、前記通信端子を前記通信線に接続する接続部材が装着可能な被装着部に対して装着可能な装着部材であって、
   前記通信端子を前記通信線に接続することなく前記通信端子の電位を所定の電位に固定する電位固定手段、を備えたこと
   を特徴とする装着部材。

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