JP2021129134A - 通信システム及び代行入出力ユニット - Google Patents
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Abstract
【課題】仕様毎に代行入出力ユニットを設けることがなく、コストダウンを図った通信システム及び当該通信システムが有する代行入出力ユニットを提供する。
【解決手段】標準基板３０１には、電装機器４、５を制御する制御回路３０６と、標準電装機器４用の入力回路３０９及び出力回路３１０が搭載される。制御回路３０６は、拡張電装機器５用の入力回路３１２及び出力回路３１３が搭載された拡張基板３０２に接続するための拡張端子Ｐｅを有し、複数種類の拡張端子Ｐｅの仕様に応じた動作を行えるように設けられ、セントラルＥＣＵ２との通信によって、拡張端子Ｐｅの仕様が設定される。
【選択図】図２
【解決手段】標準基板３０１には、電装機器４、５を制御する制御回路３０６と、標準電装機器４用の入力回路３０９及び出力回路３１０が搭載される。制御回路３０６は、拡張電装機器５用の入力回路３１２及び出力回路３１３が搭載された拡張基板３０２に接続するための拡張端子Ｐｅを有し、複数種類の拡張端子Ｐｅの仕様に応じた動作を行えるように設けられ、セントラルＥＣＵ２との通信によって、拡張端子Ｐｅの仕様が設定される。
【選択図】図２
Description
本発明は、通信システム及び代行入出力ユニットに関する。
近年、セントラルＥＣＵと、車両の各エリアに配置された代行入出力ユニットと、の通信によって、代行入出力ユニットがセントラルＥＣＵの指示に従ってエリア内の負荷を制御する通信システム（特許文献１〜３）が検討されている。
ところで、車両には様々な仕様がある。例えば、ローグレード仕様の車両には、標準電装機器のみ搭載される。ハイグレード仕様の車両には、標準電装機器に加えて拡張電装機器が搭載される。また、車両に搭載される拡張電装機器の種類も仕様によってさまざまである。このため、従来の通信システムでは、車両の仕様毎に代行入出力ユニットを設計し、用意する必要があり、コスト的に問題があった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、仕様毎に代行入出力ユニットを設けることがなく、コストダウンを図った通信システム及び当該通信システムが有する代行入出力ユニットを提供することにある。
前述した目的を達成するために、本発明に係る通信システム及び代行入出力ユニットは、下記［１］〜［７］を特徴としている。
［１］
上位制御装置と、
前記上位制御装置との通信に応じて電装機器を制御する代行入出力ユニットと、
を備えた通信システムにおいて、
前記代行入出力ユニットは、前記電装機器を制御する第１制御回路と、標準電装機器用の入力回路及び出力回路の少なくとも１つと、が搭載された標準基板を有し、
前記第１制御回路は、拡張電装機器用の入力回路及び出力回路の少なくとも１つが搭載された拡張基板に接続するための拡張端子を有し、複数種類の前記拡張端子の仕様に応じた動作を行えるように設けられ、前記上位制御装置との通信によって、前記拡張端子の仕様が設定される、
通信システムであること。
［２］
［１］に記載の通信システムであって、
前記拡張基板と、
前記拡張基板及び前記標準基板を接続する接続部と、を備えた、
通信システムであること。
［３］
［１］又は［２］に記載の通信システムであって、
前記第１制御回路は、前記上位制御装置との通信によって前記拡張基板上に搭載された前記入力回路、前記出力回路に直接接続される前記拡張端子の入力仕様、出力仕様を設定する、
通信システムであること。
［４］
［１］〜［３］何れか１項に記載の通信システムであって、
前記拡張基板に搭載された前記入力回路、前記出力回路の入力仕様、出力仕様の切り替えが可能であり、
前記第１制御回路は、前記上位制御装置との通信によって前記拡張基板上に設けられた前記入力回路の入力仕様、前記出力回路の出力仕様を設定する、
通信システムであること。
［５］
［１］〜［４］何れか１項に記載の通信システムであって、
前記拡張基板には、当該拡張基板に搭載された前記入力回路の入力仕様、前記出力回路の出力仕様を切り替えるための切替回路が設けられ、
前記第１制御回路は、前記上位制御装置との通信によって前記拡張基板上に設けられた前記切替回路の仕様を設定する、
通信システムであること。
［６］
［１］又は［２］に記載の通信システムであって、
前記拡張基板には、前記第１制御回路と通信し、前記入力回路、前記出力回路を制御する第２制御回路が搭載され、
前記第１制御回路は、前記上位制御装置との通信によって前記拡張端子に前記第２制御回路が接続される仕様になっているか、前記拡張基板が接続されない仕様になっているかの仕様設定を行う、
通信システムであること。
［７］
上位制御装置との通信に応じて電装機器を制御する代行入出力ユニットにおいて、
前記電装機器を制御する第１制御回路と、標準電装機器用の入力回路及び出力回路の少なくとも１つと、が搭載された標準基板を有し、
前記第１制御回路は、拡張電装機器用の入力回路及び出力回路の少なくとも１つが搭載された拡張基板に接続するための拡張端子を有し、複数種類の前記拡張端子の仕様に応じた動作を行えるように設けられ、前記上位制御装置との通信によって、前記拡張端子の仕様が設定される、
代行入出力ユニットであること。
［１］
上位制御装置と、
前記上位制御装置との通信に応じて電装機器を制御する代行入出力ユニットと、
を備えた通信システムにおいて、
前記代行入出力ユニットは、前記電装機器を制御する第１制御回路と、標準電装機器用の入力回路及び出力回路の少なくとも１つと、が搭載された標準基板を有し、
前記第１制御回路は、拡張電装機器用の入力回路及び出力回路の少なくとも１つが搭載された拡張基板に接続するための拡張端子を有し、複数種類の前記拡張端子の仕様に応じた動作を行えるように設けられ、前記上位制御装置との通信によって、前記拡張端子の仕様が設定される、
通信システムであること。
［２］
［１］に記載の通信システムであって、
前記拡張基板と、
前記拡張基板及び前記標準基板を接続する接続部と、を備えた、
通信システムであること。
［３］
［１］又は［２］に記載の通信システムであって、
前記第１制御回路は、前記上位制御装置との通信によって前記拡張基板上に搭載された前記入力回路、前記出力回路に直接接続される前記拡張端子の入力仕様、出力仕様を設定する、
通信システムであること。
［４］
［１］〜［３］何れか１項に記載の通信システムであって、
前記拡張基板に搭載された前記入力回路、前記出力回路の入力仕様、出力仕様の切り替えが可能であり、
前記第１制御回路は、前記上位制御装置との通信によって前記拡張基板上に設けられた前記入力回路の入力仕様、前記出力回路の出力仕様を設定する、
通信システムであること。
［５］
［１］〜［４］何れか１項に記載の通信システムであって、
前記拡張基板には、当該拡張基板に搭載された前記入力回路の入力仕様、前記出力回路の出力仕様を切り替えるための切替回路が設けられ、
前記第１制御回路は、前記上位制御装置との通信によって前記拡張基板上に設けられた前記切替回路の仕様を設定する、
通信システムであること。
［６］
［１］又は［２］に記載の通信システムであって、
前記拡張基板には、前記第１制御回路と通信し、前記入力回路、前記出力回路を制御する第２制御回路が搭載され、
前記第１制御回路は、前記上位制御装置との通信によって前記拡張端子に前記第２制御回路が接続される仕様になっているか、前記拡張基板が接続されない仕様になっているかの仕様設定を行う、
通信システムであること。
［７］
上位制御装置との通信に応じて電装機器を制御する代行入出力ユニットにおいて、
前記電装機器を制御する第１制御回路と、標準電装機器用の入力回路及び出力回路の少なくとも１つと、が搭載された標準基板を有し、
前記第１制御回路は、拡張電装機器用の入力回路及び出力回路の少なくとも１つが搭載された拡張基板に接続するための拡張端子を有し、複数種類の前記拡張端子の仕様に応じた動作を行えるように設けられ、前記上位制御装置との通信によって、前記拡張端子の仕様が設定される、
代行入出力ユニットであること。
上記［１］、［２］及び［７］の構成の通信システム及び代行入出力ユニットによれば、第１制御回路は、複数種類の拡張端子の仕様に応じた動作を行えるように設けられ、上位制御装置との通信によって、拡張端子の仕様が設定される。これにより、仕様毎に代行入出力ユニットを設ける必要がなく、コストダウンを図ることができる。
上記［３］の構成の通信システムによれば、第１制御回路は、上位制御装置との通信によって拡張基板上に搭載された入力回路、出力回路に直接接続される拡張端子の入力仕様、出力仕様を設定する。これにより、入力回路の入力仕様、出力回路の出力仕様に合わせて拡張端子の入力仕様、出力仕様を設定することができ、拡張性を高めることができる。
上記［４］の構成の通信システムによれば、第１制御回路は、上位制御装置との通信によって入力回路の入力仕様、出力回路の出力仕様を設定する。これにより、拡張電装機器の仕様に合わせて入力回路の入力仕様、出力回路の出力仕様を設定することができ、拡張性を高めることができる。
上記［５］の構成の通信システムによれば、第１制御回路は、上位制御装置との通信によって拡張基板上に設けられた切替回路の仕様を設定する。これにより、入力回路、出力回路に仕様設定機能がなくても、切替回路によって仕様設定することができ、拡張性を高めることができる。
上記［６］の構成の通信システムによれば、拡張基板には、第１制御回路と通信し、入力回路、出力回路を制御する第２制御回路が搭載される。これにより、標準基板と拡張基板との間の省線化を図って、標準基板と拡張基板とを別々の場所に配置するのに適している。
本発明によれば、仕様毎に代行入出力ユニットを設けることがなく、コストダウンを図った通信システム及び当該通信システムが有する代行入出力ユニットを提供できる。
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
（第１実施形態）
本発明に関する具体的な第１実施形態について、各図を参照しながら以下に説明する。
本発明に関する具体的な第１実施形態について、各図を参照しながら以下に説明する。
図１は、本発明の通信システムを示すブロック図である。本実施形態の通信システム１は、車両に搭載されている。通信システム１は、セントラルＥＣＵ２（上位制御装置）と、ゾーンＥＣＵ３と、を備えている。
セントラルＥＣＵ２は、ＣＰＵを有するマイクロコンピュータから構成され、例えば車両のインストルメントパネルに設けられている。セントラルＥＣＵ２は、通信システム１全体を制御する。
ゾーンＥＣＵ３は、左右ドアなど車両の各エリアに設けられている。ゾーンＥＣＵ３は、セントラルＥＣＵ２と通信を行い、セントラルＥＣＵ２の指示に従ってエリア内に配置された標準電装機器４、拡張電装機器５を制御する。標準電装機器４とは、取付対象車両に共通して取り付けられる電装機器（例えばエアコン・ユニットやパワーウインド・ユニットなど）である。拡張電装機器５とは、取付対象車両の仕様に応じて選択的に取り付けられる電装機器である。拡張電装機器５は、車両の出荷時に取り付けられてもよいし、出荷後に後付けされてもよい。
次に、ゾーンＥＣＵ３の電気的な構成について図２を参照して説明する。ゾーンＥＣＵ３は、図２に示すように、標準電装機器４を動作させるための標準基板３０１（入出力代行ユニット）と、拡張電装機器５を動作させるための拡張基板３０２と、標準基板３０１及び拡張基板３０２を接続する接続部３０３と、を備えている。標準電装機器４のみが搭載されたローグレード仕様の取付対象車両にゾーンＥＣＵ３を搭載する場合は、標準基板３０１に拡張基板３０２を接続しない。
取付対象車両に拡張電装機器５が搭載されている場合、図２に示すように、標準基板３０１に拡張基板３０２を接続して、拡張電装機器５を動作させる。拡張基板３０２は、取付対象車両の仕様毎に異なる拡張電装機器５の組み合わせに対応して用意される。出荷時に取付対象車両の仕様に対応した拡張基板３０２を選択して、標準基板３０１に接続する。
標準基板３０１には、複数のコネクタ３０４、３０５、制御回路３０６（第１制御回路）、電源回路３０７、通信回路３０８等が搭載されている。コネクタ３０４は、ワイヤハーネス６の端末に設けられた相手側コネクタ８にコネクタ接続される。ワイヤハーネス６は、セントラルＥＣＵ２に接続される。コネクタ３０５は、ワイヤハーネス７の端末に設けられた相手側コネクタ９にコネクタ接続される。ワイヤハーネス７は、標準電装機器４に接続される。
制御回路３０６は、例えばＣＰＵを有するマイクロコンピュータから構成されている。制御回路３０６は、セントラルＥＣＵ２との通信を行い、セントラルＥＣＵ２の指示に従って標準電装機器４、拡張電装機器５を制御する。電源回路３０７は、コネクタ３０４を介して供給された電源から制御回路３０６用の電源を生成する。通信回路３０８は、セントラルＥＣＵ２−制御回路３０６間で授受される通信信号の変調、復調などを行う回路である。
また、標準基板３０１には、標準電装機器４の種類に応じて各種回路が搭載されている（図２に示す例では入力回路３０９、出力回路３１０が一つずつ）。例えば、標準電装機器４が検出スイッチなど制御回路３０６にオンオフ情報などを入力する機器であった場合、その標準電装機器４に対して入力回路３０９が搭載される。また、標準電装機器４がモータやランプなど制御回路３０６からの出力により動作する機器であった場合、その標準電装機器４に対して出力回路３１０が搭載される。標準電装機器４が制御回路３０６と通信を行う機器であった場合、その標準電装機器４に対して通信回路（図示せず）を搭載するようにしてもよい。
拡張基板３０２は、接続部３０３により選択的に標準基板３０１に接続することができる。本実施形態では、接続部３０３としてピンヘッダを用いることにより、標準基板３０１と拡張基板３０２とをワイヤハーネスを介さずに接続している。
拡張基板３０２には、コネクタ３１１等が搭載されている。コネクタ３１１は、ワイヤハーネス１０の端末に設けられた相手側コネクタ１１にコネクタ接続される。ワイヤハーネス１０は、拡張電装機器５に接続される。また、拡張基板３０２には、標準基板３０１と同様に拡張電装機器５の種類に応じて各種回路が搭載されている（図２に示す例では入力回路３１２、出力回路３１３、通信回路３１４が一つずつ）。
次に、図２を参照して概略説明した標準基板３０１、拡張基板３０２の詳細な構成について図３を参照して説明する。制御回路３０６は、電源回路３０７が生成した電源が供給される電源端子VDDと、グランドが供給されるグランド端子GNDと、標準基板３０１に搭載される入力回路３０９、出力回路３１０などの各種回路に接続される標準端子（図示せず）と、拡張基板３０２に接続される拡張端子Ｐｅと、が設けられている。標準基板３０１に拡張基板３０２が接続されると、標準基板３０１の電源端子VDD、グランド端子GNDが拡張基板３０２に接続され、標準基板３０１から拡張基板３０２に電源が供給される。
本実施形態では、拡張基板３０２の入力回路３１２及び出力回路３１３と、制御回路３０６と、の電気的な接続として、シリアル通信を使って行っている。制御回路３０６は、拡張端子Ｐｅとして、シリアルクロック端子SC、シリアル入力端子SI、シリアル出力端子SO、複数の汎用入出力端子GPIO、送信端子TXD、受信端子RXDを有している。
シリアルクロック端子SCは、制御回路３０６から入力回路３１２、出力回路３１３に対してクロック信号を出力するための端子である。シリアル入力端子SIは、入力回路３１２、出力回路３１３から出力されたシリアル信号を制御回路３０６に入力するための端子である。シリアル出力端子SOは、制御回路３０６から出力されたシリアル信号を入力回路３１２、出力回路３１３に入力するための端子である。複数の汎用入出力端子GPIOはそれぞれ、入力回路３１２、出力回路３１３のチップセレクタ端子CSに接続される。
入力回路３１２、出力回路３１３のチップセレクタ端子CSは、本実施形態ではアクティブＬｏで機能する。制御回路３０６が、入力回路３１２のチップセレクタ端子CSにＬｏを出力すると、入力回路３１２は、複数の拡張電装機器５からの入力をシリアル信号に変換して、クロックに同期して制御回路３０６のシリアル入力端子SIに出力する。制御回路３０６は、該当ビット分のシリアル信号を受け取ると、クロックの送信を終了し、入力回路３１２のチップセレクタ端子CSの出力をＨｉに戻す。制御回路３０６は、シリアル入力端子SIから受け取ったシリアル信号をパラレル変換して、メモリに記録するなど各種処理を行う。
制御回路３０６が、出力回路３１３のチップセレクタ端子CSにＬｏを出力すると共に、クロックに同期してシリアル出力端子SOから出力情報のシリアル信号をする。これにより、出力回路３１３が、出力情報のシリアル信号を該当ビット分受け取り、受け取ったシリアル信号をパラレル変換して、該当する拡張電装機器５に出力する。制御回路３０６は、出力情報のシリアル信号を出力すると、クロックの送信を終了し、出力回路３１３のチップセレクタ端子CSの出力をＬｏに戻す。
上述したように制御回路３０６は、汎用入出力端子GPIOの数だけ、入力回路３１２又は出力回路３１３を拡張することができる。また、制御回路３０６と、入力回路３１２、出力回路３１３と、の間でシリアル通信を行うことにより、シリアル入力端子SI、シリアル出力端子SOを複数の拡張電装機器５で共用することができるため、制御回路３０６の端子数を抑制でき、制御回路３０６や接続部３０３の小型化を図ることができる。
送信端子TXDは、通信回路３１４に信号を送信するための端子である。受信端子RXDは、通信回路３１４に信号を送信するための端子である。
次に、上述した構成の通信システム１の初期設定について説明する。初期設定時に、セントラルＥＣＵ２は、制御回路３０６との通信を行い、拡張基板３０２の接続有無や、接続した拡張基板３０２の種類に応じて、制御回路３０６に対して拡張端子Ｐｅの設定を行わせる。
セントラルＥＣＵ２には、電装機器４、５を制御するための制御プログラムと、制御回路３０６の初期設定を行う初期設定プログラムと、が予め記憶される。拡張基板３０２を接続しない場合、上記初期設定プログラムとしては、拡張端子Ｐｅを使わないように、制御回路３０６のソフトウェアを設定するプログラムが記憶される。
拡張基板３０２を接続する場合、セントラルＥＣＵ２には、拡張端子Ｐｅを介した拡張電装機器５の制御が行えるように、制御回路３０６のソフトウェアを設定する初期設定プログラムが記憶される。この初期設定プログラムは、拡張基板３０２の種類毎に異なる。
次に、拡張基板３０２を接続する場合のシリアルクロック端子SC、シリアル入力端子SI、シリアル出力端子SO、汎用入出力端子GPIOの設定について詳しく説明する。例えば、図３に示すような汎用入出力端子GPIOが２つ設けられている場合、最大２つの入力回路３１２、出力回路３１３を拡張することができる。例えば、拡張基板３０２の構成としては下記の１）〜３）の３種類を用意した場合、取付対象車両の仕様に対応した拡張基板３０２を選択して、標準基板３０１に接続する。
１）入力回路３１２を２個搭載する
２）入力回路３１２と出力回路３１３を各１個搭載する
３）出力回路３１３を２個搭載する
１）入力回路３１２を２個搭載する
２）入力回路３１２と出力回路３１３を各１個搭載する
３）出力回路３１３を２個搭載する
制御回路３０６は、入力回路３１２の仕様（アクティブＨｉ入力か、アクティブＬｏ入力か）に合わせてシリアル入力端子SIの入力仕様（アクティブＨｉ入力か、アクティブＬｏ入力か）を選択できるようにソフトウェアが設計されている。また、制御回路３０６は、出力回路３１３の仕様（ソース出力か、シンク出力か）に合わせてシリアル出力端子SOの出力仕様（ソース出力か、シンク出力か）を選択できるようにソフトウェアが設計されている。
セントラルＥＣＵ２は、拡張基板３０２の種類に応じて制御回路３０６のシリアル入力端子SI、シリアル出力端子SOに関するソフトウェア設定を行う。具体的には、セントラルＥＣＵ２は、汎用入出力端子GPIOに入力回路３１２が接続されている場合、その汎用入出力端子GPIOをアクティブＬｏにしたときのシリアル入力端子SIの入力仕様を、入力回路３１２の仕様に対応したものに設定するよう制御回路３０６に指示する。また、セントラルＥＣＵ２は、汎用入出力端子GPOIに出力回路３１３が接続されている場合、その汎用入出力端子GPOIをアクティブＬｏにしたときのシリアル出力端子SOの出力仕様を、出力回路３１３の仕様に対応したものに設定するよう制御回路３０６に指示する。
次に、拡張基板３０２を接続する場合の送信端子TXD、受信端子RXDの設定について詳しく説明する。セントラルＥＣＵ２は、拡張基板３０２に通信回路３１４が搭載されていなければ、送信端子TXD、受信端子RXDを使用しないように設定し、通信回路３１４が搭載されていれば、送信端子TXD、受信端子RXDを使用するように設定する。
上述した実施形態によれば、制御回路３０６は、複数種類の拡張端子Ｐｅの仕様に応じた動作を行えるように設けられ、セントラルＥＣＵ２との通信によって、拡張端子Ｐｅの仕様が設定される。これにより、仕様毎にセントラルＥＣＵ２のソフトウェアを変更し、仕様毎に拡張基板３０２を選択的に選んで接続すれば、取付対象車両の仕様差に対応することができる。このため、取付対象車両に標準的に搭載される標準基板３０１を仕様毎に設ける必要がなく、コストダウンを図ることができる。
また、上述した実施形態によれば、制御回路３０６は、セントラルＥＣＵ２との通信によって拡張基板３０２上に搭載される入力回路３１２の入力仕様、出力回路３１３の出力仕様に合わせてシリアル入力端子SIの入力仕様、シリアル出力端子SOの出力仕様を設定することができ、拡張性を高めることができる。
なお、上述した実施形態によれば、標準基板３０１には、入力回路３０９、出力回路３１０が搭載されていたが、これに限ったものではない。標準基板３０１には、入力回路３０９、出力回路３１０の少なくとも１つが搭載されていればよい。
また、上述した実施形態によれば、拡張基板３０２には、入力回路３１２、出力回路３１３が搭載されていたが、これに限ったものではない。拡張基板３０２には、出力回路３１３の少なくとも１つが搭載されていればよい。
また、上述した実施形態によれば、拡張基板３０２の入力回路３１２及び出力回路３１３と、制御回路３０６と、の電気的な接続として、シリアル通信を使って行っているが、これに限ったものではない。拡張端子Ｐｅの数が増えても問題ない場合は、シリアル通信を使わずに、入力回路３１２、出力回路３１３を拡張電装機器５の数分、用意してもよい。
（第２実施形態）
次に、第２実施形態の通信システム１について、図４及び図５を参照して説明する。第１実施形態と第２実施形態とで大きく異なる部分は、制御回路３０６の拡張端子Ｐｅの構成と、拡張基板３０２の構成である。制御回路３０６は、拡張端子Ｐｅとして、第１実施形態と同様に、シリアルクロック端子SC、シリアル入力端子SI、シリアル出力端子SO、複数の汎用入出力端子GPIO（図４に示す例では、５つの汎用入出力端子GPIO）に加えてアナログ入力端子ADを設けてもよい。このようにアナログ入力端子ADを拡張端子Ｐｅとして設けることにより、拡張電装機器５として、センサなどのアナログ値を出力するものを接続することができる。
次に、第２実施形態の通信システム１について、図４及び図５を参照して説明する。第１実施形態と第２実施形態とで大きく異なる部分は、制御回路３０６の拡張端子Ｐｅの構成と、拡張基板３０２の構成である。制御回路３０６は、拡張端子Ｐｅとして、第１実施形態と同様に、シリアルクロック端子SC、シリアル入力端子SI、シリアル出力端子SO、複数の汎用入出力端子GPIO（図４に示す例では、５つの汎用入出力端子GPIO）に加えてアナログ入力端子ADを設けてもよい。このようにアナログ入力端子ADを拡張端子Ｐｅとして設けることにより、拡張電装機器５として、センサなどのアナログ値を出力するものを接続することができる。
また、拡張基板３０２に設けられた入力回路３１２Ａは、拡張電装機器５Ａに合わせて入力仕様（アクティブＨｉ入力かアクティブＬｏ入力か）を選択できる回路に設けられていてもよい。初期設定時にセントラルＥＣＵ２は、制御回路３０６と通信を行い、制御回路３０６に入力回路３１２Ａの設定を行わせる。詳しく説明すると、拡張電装機器５ＡとしてアクティブＨｉ接続されるスイッチ５１が接続される場合、初期設定時にセントラルＥＣＵ２は、制御回路３０６に対して、入力回路３１２ＡをアクティブＨｉ入力に切り替えるように指示する。また、拡張電装機器５ＡとしてアクティブＬｏ接続されるスイッチ５２が接続される場合、初期設定時にセントラルＥＣＵ２は、制御回路３０６に対して、入力回路３１２ＡをアクティブＬｏに切り替えるように指示する。
また、拡張基板３０２に設けられた入力回路３１２Ｂは、アナログ入力／デジタル入力の何れにも対応できる回路に設けられていてもよい。
また、拡張基板３０２に、デジタル入力の仕様（アクティブＬｏか、アクティブＨｉか）の切り替え、アナログ入力の仕様（拡張電装機器５Ｂが、３端子の可変抵抗５３か、２端子の可変抵抗５４か）の切り替えを可能とする切替回路３１５を設けてもよい。
切替回路３１５は、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ３を有している。トランジスタＴｒ１は、ＰＮＰ型である。トランジスタＴｒ１は、電源Ｖcc−拡張電装機器５Ｂに接続される端子間に設けられ、ベースが制御回路３０６の汎用入出力端子GPIOに接続されている。図５（Ａ）に示すように、３端子の可変抵抗５３の一端をトランジスタＴｒ１のコレクタに接続し、他端をグランドに接続し、中央を入力回路３１２Ｂに接続する。これにより、トランジスタＴｒ１がオンしている間、可変抵抗５３の抵抗値に応じた電気信号（アナログ）を入力回路３１２Ｂに入力できる。入力回路３１２Ｂは、トランジスタＴｒ１がオン時に入力されたアナログ値を保持して制御回路３０６のアナログ入力端子ADに出力する。
また、図５（Ｃ）に示すように、アクティブＬｏ接続されるスイッチ５２の一端を入力回路３１２Ｂに接続し、他端をグランドに接続する。これにより、トランジスタＴｒ２がオンしている間、アクティブＬｏ接続されるスイッチ５２のオンオフ状態を入力回路３１２Ｂに入力できる。
トランジスタＴｒ２は、ＰＮＰ型である。トランジスタＴｒ２は、電源Vcc−入力回路３１２Ｂ間に設けられ、ベースが制御回路３０６の汎用入出力端子GPIOに接続されている。図５（Ｂ）に示すように、２端子の可変抵抗５４の一端を入力回路３１２Ｂに接続し、他端をグランドに接続する。これにより、トランジスタＴｒ２がオンしている間、可変抵抗５４の抵抗値に応じた電気信号（アナログ）を入力回路３１２Ｂに入力できる。
また、図５（Ｃ）に示すように、アクティブＬｏ接続されるスイッチ５２の一端を入力回路３１２Ｂに接続し、他端をグランドに接続する。これにより、トランジスタＴｒ２がオンしている間、アクティブＬｏ接続されるスイッチ５２のオンオフ状態を入力回路３１２Ｂに入力できる。
トランジスタＴｒ３は、ＮＰＮ型である。トランジスタＴｒ３は、入力回路３１２−グランド間に設けられ、ベースが制御回路３０６の汎用入出力端子GPIOに接続されている。図５（Ｄ）に示すように、アクティブＨｉ接続されるスイッチ５１の一端を入力回路３１２Ｂに接続し、他端を電源に接続する。これにより、トランジスタＴｒ３がオンしている間、アクティブＨｉ接続されるスイッチ５１のオンオフ状態を入力回路３１２Ｂに入力できる。
次に、上述した構成の通信システム１の初期設定について説明する。セントラルＥＣＵ２は、上述した第１実施形態で説明した初期設定に加えて、入力回路３１２Ａの仕様設定、切替回路３１５の仕様設定も行う点である。
まず、入力回路３１２Ａの仕様設定について説明する。拡張基板３０２に上述した入力回路３１２Ａが搭載されている場合は、セントラルＥＣＵ２は、制御回路３０６を介して、入力回路３１２Ａの入力仕様を設定するように指示する。制御回路３０６は、セントラルＥＣＵ２から指示された仕様となるように入力回路３１２Ａの入力仕様を設定する。
次に、切替回路３１５の仕様設定について説明する。拡張基板３０２に上述した切替回路３１５が搭載されている場合も同様に、セントラルＥＣＵ２は、制御回路３０６を介して、切替回路３１５の入力仕様を設定するように指示する。制御回路３０６は、セントラルＥＣＵ２から指示された仕様となるようにトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ３のオンオフを制御する仕様を設定する。
具体的には、入力回路３１２Ｂの入力ポートＰ１と、入力ポートＰ１に接続される拡張電装機器５の種類（スイッチ５１かスイッチ５２か可変抵抗５３か可変抵抗５４か）と、の対応関係が制御回路３０６に設定される。制御回路３０６は、セントラルＥＣＵ２から所定の入力ポートの読み取り命令を受信したとき、その入力ポートに対応する拡張電装機器５の種類に応じたトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ３のオンオフを設定する。
読み取りが指示された入力ポートＰ１に対応する拡張電装機器５が可変抵抗５３であった場合は、図６に示すように、制御回路３０６は、トランジスタＴｒ３をオンした後、入力回路３１２Ｂのチップセレクタ（ＣＳ）をＬｏレベルにして入力ポートのＡＤ読み取りコマンドを送信する。また、読み取りが指示された入力ポートＰ１に対応する拡張電装機器５が可変抵抗５４、スイッチ５２であった場合、制御回路３０６は、トランジスタＴｒ２をオンした後、入力回路３１２Ｂのチップセレクタ（ＣＳ）をＬｏレベルにして入力ポートのＡＤ読み取りコマンド、スイッチ読み取りコマンドを送信する。また、読み取りが指示された入力ポートＰ１に対応する拡張電装機器５がスイッチ５１であった場合、制御回路３０６は、トランジスタＴｒ１をオンした後、入力回路３１２Ｂのチップセレクタ（ＣＳ）をＬｏレベルにして入力ポートのスイッチ読み取りコマンドを送信する。
上述した実施形態によれば、制御回路３０６は、セントラルＥＣＵ２との通信によって入力回路３１２Ａの入力仕様を設定する。これにより、拡張電装機器５Ａの仕様に合わせて入力回路３１２Ａの入力仕様を設定することができ、拡張性を高めることができる。
また、上述した実施形態によれば、制御回路３０６は、セントラルＥＣＵ２との通信によって拡張基板３０２上に設けられた切替回路３１５の仕様を設定する。これにより、入力回路３１２Ｂに仕様設定機能がなくても、切替回路３１５によって仕様設定することができ、拡張性を高めることができる。
なお、上述した実施形態によれば、制御回路３０６は、入力回路３１２Ａの入力仕様を設定していたがこれに限ったものではない。出力回路３１３として、出力仕様を切り替えることができるものを拡張基板３０２に搭載して、制御回路３０６が、セントラルＥＣＵ２からの指示に従って出力回路３１３の出力仕様を設定するようにしてもよい。
また、上述した実施形態によれば、入力回路３１２Ｂの入力仕様を切り替えるための切替回路３１５を拡張基板３０２に搭載していたが、これに限ったものではない。出力回路３１３の出力仕様を切り替えるための切替回路を拡張基板３０２に搭載して、制御回路３０６が、セントラルＥＣＵ２からの指示に従って切替回路３１５の仕様を設定するようにしてもよい。
（第３実施形態）
次に、第３実施形態の通信システム１について、図７を参照して説明する。同図において、上述した第１実施形態で既に説明した図１に示す通信システム１と同等の部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。第１実施形態と第２実施形態とで大きく異なる点は、接続部３０３が、ワイヤハーネス３０３Ａから構成されている点と、拡張基板３０２にもＣＰＵを有するマイクロコンピュータから構成された制御回路３１６（第２制御回路）を搭載した点と、である。
次に、第３実施形態の通信システム１について、図７を参照して説明する。同図において、上述した第１実施形態で既に説明した図１に示す通信システム１と同等の部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。第１実施形態と第２実施形態とで大きく異なる点は、接続部３０３が、ワイヤハーネス３０３Ａから構成されている点と、拡張基板３０２にもＣＰＵを有するマイクロコンピュータから構成された制御回路３１６（第２制御回路）を搭載した点と、である。
標準基板３０１に搭載された制御回路３０６は、制御回路３１６とセントラルＥＣＵ２とのゲートウェイとしての機能を果たし、セントラルＥＣＵ２からの指示を制御回路３１６にも伝える。制御回路３１６は、制御回路３０６と同様に、セントラルＥＣＵ２からの指示に従って拡張電装機器５を制御する。上記制御回路３１６には、拡張用の通信端子Ｐｅ２（拡張端子）が設けられている。拡張基板３０２が接続されると、通信端子Ｐｅ２には、通信回路３１７、３１８を介して制御回路３１６が接続される。制御回路３０６は、通信端子Ｐｅ２を用いて拡張基板３０２上の制御回路３１６と通信を行う仕様にするか、通信端子Ｐｅ２を用いて拡張基板３０２上の制御回路３１６と通信を行わない仕様にするか選択できるようにソフトウェアが設計されている。
拡張基板３０２には、上述した制御回路３１６、通信回路３１８に加えて電源回路３１９が搭載されている。拡張基板３０２が接続されると電源回路３１９には、標準基板３０１上の電源ライン（＋、−）が接続される。電源回路３１９は、標準基板３０１の電源ラインから供給された電源を制御回路３１６用の電源に変換する。また、標準基板３０１には、標準電装機器４の種類に応じて各種回路が搭載されている（図７に示す例では入力回路３１２、出力回路３１３が一つずつ）。
上述した構成によれば、拡張基板３０２上に制御回路３１６を設けている。これにより、ワイヤハーネス３０３Ａを、制御回路３０６−制御回路３１６間の通信ラインと、標準基板３０１−拡張基板３０２間の電源ラインと、の３本で構成することができ、ワイヤハーネス３０３Ａの省線化を図ることができる。よって、第３実施形態の通信システム１は、標準基板３０１と、拡張基板３０２と、を互いに離れた場所に配置したい場合に適している。
次に、上述した構成の通信システム１の初期設定について説明する。初期設定時に、セントラルＥＣＵ２は、制御回路３０６との通信を行い、拡張基板３０２の接続有無に応じて通信端子Ｐｅ２の仕様設定を行わせる。具体的には、拡張基板３０２が接続される場合、セントラルＥＣＵ２は、制御回路３０６に対して、通信端子Ｐｅ２を使って拡張基板３０２上の制御回路３１６と通信を行う仕様に設定するよう指示する。このように仕様設定が行われると、制御回路３０６は、セントラルＥＣＵ２からの指示を受信すると、受信した指示を制御回路３１６に送信する。
一方、拡張基板３０２が接続されない場合、セントラルＥＣＵ２は、制御回路３０６に対して、通信端末Ｐｅ２を使って拡張基板３０２上の制御回路３１６と通信を行わない仕様に設定するよう指示する。このように仕様設定が行われると、制御回路３０６は、セントラルＥＣＵ２からの指示を受信しても、受信した指示を制御回路３１６には送信しない。
上述した実施形態によれば、第１実施形態と同様に、仕様毎に標準基板３０１を設けることがなく、コストダウンを図ることができる。
ここで、上述した本発明に係る通信システム及び入出力代行ユニットの実施形態の特徴をそれぞれ以下［１］〜［７］に簡潔に纏めて列記する。
［１］
上位制御装置（２）と、
前記上位制御装置（２）との通信に応じて電装機器（４、５）を制御する代行入出力ユニット（３０１）と、
を備えた通信システムにおいて、
前記代行入出力ユニット（３０１）は、前記電装機器（４、５）を制御する第１制御回路（３０６）と、標準電装機器（４）用の入力回路（３０９）及び出力回路（３１０）の少なくとも１つと、が搭載された標準基板を有し、
前記第１制御回路（３０６）は、拡張電装機器（５）用の入力回路（３１２、３１２Ａ、３１２Ｂ）及び出力回路（３１３）の少なくとも１つが搭載された拡張基板３０２に接続するための拡張端子（Ｐｅ、Ｐｅ２）を有し、複数種類の前記拡張端子（Ｐｅ、Ｐｅ２）の仕様に応じた動作を行えるように設けられ、前記上位制御装置（２）との通信によって、前記拡張端子（Ｐｅ、Ｐｅ２）の仕様が設定される、
通信システム（１）。
［２］
［１］に記載の通信システム（１）であって、
前記拡張基板（３０２）と、
前記拡張基板（３０２）及び前記標準基板（３０１）を接続する接続部（３０３、３０３Ａ）と、を備えた、
通信システム（１）。
［３］
［１］又は［２］に記載の通信システム（１）であって、
前記第１制御回路（３０６）は、前記上位制御装置（２）との通信によって前記拡張基板（３０２）上に搭載された前記入力回路（３１２、３１２Ａ、３１２Ｂ）、前記出力回路（３１３）に直接接続される前記拡張端子（Ｐｅ）の入力仕様、出力仕様を設定する、
通信システム（１）。
［４］
［１］〜［３］何れか１項に記載の通信システム（１）であって、
前記拡張基板（３０２）に搭載された前記入力回路（３１２Ａ）、前記出力回路（３１３）の入力仕様、出力仕様の切り替えが可能であり、
前記第１制御回路（３０６）は、前記上位制御装置（２）との通信によって前記拡張基板（３０２）上に設けられた前記入力回路（３１２Ａ）の入力仕様、前記出力回路（３１３）の出力仕様を設定する、
通信システム（１）。
［５］
［１］〜［４］何れか１項に記載の通信システム（１）であって、
前記拡張基板（３０２）には、当該拡張基板（３０２）に搭載された前記入力回路（３１２Ｂ）の入力仕様、前記出力回路（３１３）の出力仕様を切り替えるための切替回路（３１５）が設けられ、
前記第１制御回路（３０６）は、前記上位制御装置（２）との通信によって前記拡張基板（３０２）上に設けられた前記切替回路（３１５）の仕様を設定する、
通信システム（１）。
［６］
［１］又は［２］に記載の通信システム（１）であって、
前記拡張基板（３０２）には、前記第１制御回路（３０６）と通信し、前記入力回路（３１２）、前記出力回路（３１３）を制御する第２制御回路（３１５）が搭載され、
前記第１制御回路（３０６）は、前記上位制御装置（２）との通信によって前記拡張端子に前記第２制御回路が接続される仕様になっているか、前記拡張基板（３０２）が接続されない仕様になっているかの仕様設定を行う、
通信システム（１）。
［７］
上位制御装置（２）との通信に応じて電装機器（４、５）を制御する代行入出力ユニット（３０１）において、
前記電装機器（４、５）を制御する第１制御回路（３０６）と、標準電装機器（４）用の入力回路及び出力回路の少なくとも１つと、が搭載された標準基板を有し、
前記第１制御回路（３０６）は、拡張電装機器（５）用の入力回路（３１２、３１２Ａ、３１２Ｂ）及び出力回路（３１３）の少なくとも１つが搭載された拡張基板（３０２）に接続するための拡張端子（Ｐｅ、Ｐｅ２）を有し、複数種類の前記拡張端子（Ｐｅ、Ｐｅ２）の仕様に応じた動作を行えるように設けられ、前記上位制御装置（２）との通信によって、前記拡張端子（Ｐｅ、Ｐｅ２）の仕様が設定される、
代行入出力ユニット（３０１）。
［１］
上位制御装置（２）と、
前記上位制御装置（２）との通信に応じて電装機器（４、５）を制御する代行入出力ユニット（３０１）と、
を備えた通信システムにおいて、
前記代行入出力ユニット（３０１）は、前記電装機器（４、５）を制御する第１制御回路（３０６）と、標準電装機器（４）用の入力回路（３０９）及び出力回路（３１０）の少なくとも１つと、が搭載された標準基板を有し、
前記第１制御回路（３０６）は、拡張電装機器（５）用の入力回路（３１２、３１２Ａ、３１２Ｂ）及び出力回路（３１３）の少なくとも１つが搭載された拡張基板３０２に接続するための拡張端子（Ｐｅ、Ｐｅ２）を有し、複数種類の前記拡張端子（Ｐｅ、Ｐｅ２）の仕様に応じた動作を行えるように設けられ、前記上位制御装置（２）との通信によって、前記拡張端子（Ｐｅ、Ｐｅ２）の仕様が設定される、
通信システム（１）。
［２］
［１］に記載の通信システム（１）であって、
前記拡張基板（３０２）と、
前記拡張基板（３０２）及び前記標準基板（３０１）を接続する接続部（３０３、３０３Ａ）と、を備えた、
通信システム（１）。
［３］
［１］又は［２］に記載の通信システム（１）であって、
前記第１制御回路（３０６）は、前記上位制御装置（２）との通信によって前記拡張基板（３０２）上に搭載された前記入力回路（３１２、３１２Ａ、３１２Ｂ）、前記出力回路（３１３）に直接接続される前記拡張端子（Ｐｅ）の入力仕様、出力仕様を設定する、
通信システム（１）。
［４］
［１］〜［３］何れか１項に記載の通信システム（１）であって、
前記拡張基板（３０２）に搭載された前記入力回路（３１２Ａ）、前記出力回路（３１３）の入力仕様、出力仕様の切り替えが可能であり、
前記第１制御回路（３０６）は、前記上位制御装置（２）との通信によって前記拡張基板（３０２）上に設けられた前記入力回路（３１２Ａ）の入力仕様、前記出力回路（３１３）の出力仕様を設定する、
通信システム（１）。
［５］
［１］〜［４］何れか１項に記載の通信システム（１）であって、
前記拡張基板（３０２）には、当該拡張基板（３０２）に搭載された前記入力回路（３１２Ｂ）の入力仕様、前記出力回路（３１３）の出力仕様を切り替えるための切替回路（３１５）が設けられ、
前記第１制御回路（３０６）は、前記上位制御装置（２）との通信によって前記拡張基板（３０２）上に設けられた前記切替回路（３１５）の仕様を設定する、
通信システム（１）。
［６］
［１］又は［２］に記載の通信システム（１）であって、
前記拡張基板（３０２）には、前記第１制御回路（３０６）と通信し、前記入力回路（３１２）、前記出力回路（３１３）を制御する第２制御回路（３１５）が搭載され、
前記第１制御回路（３０６）は、前記上位制御装置（２）との通信によって前記拡張端子に前記第２制御回路が接続される仕様になっているか、前記拡張基板（３０２）が接続されない仕様になっているかの仕様設定を行う、
通信システム（１）。
［７］
上位制御装置（２）との通信に応じて電装機器（４、５）を制御する代行入出力ユニット（３０１）において、
前記電装機器（４、５）を制御する第１制御回路（３０６）と、標準電装機器（４）用の入力回路及び出力回路の少なくとも１つと、が搭載された標準基板を有し、
前記第１制御回路（３０６）は、拡張電装機器（５）用の入力回路（３１２、３１２Ａ、３１２Ｂ）及び出力回路（３１３）の少なくとも１つが搭載された拡張基板（３０２）に接続するための拡張端子（Ｐｅ、Ｐｅ２）を有し、複数種類の前記拡張端子（Ｐｅ、Ｐｅ２）の仕様に応じた動作を行えるように設けられ、前記上位制御装置（２）との通信によって、前記拡張端子（Ｐｅ、Ｐｅ２）の仕様が設定される、
代行入出力ユニット（３０１）。
１ 通信システム
２ セントラルＥＣＵ（上位制御装置）
４ 標準電装機器（電装機器）
５ 拡張電装機器（電装機器）
３０１ 標準基板（代行入出力ユニット）
３０２ 拡張基板
３０３ 接続部
３０３Ａ ワイヤハーネス（接続部）
３０６ 制御回路（第１制御回路）
３０９ 入力回路
３１０ 出力回路
３１２ 入力回路
３１２Ａ 入力回路
３１２Ｂ 入力回路
３１５ 切替回路
３１６ 制御回路（第２制御回路）
Ｐｅ 拡張端子
Ｐｅ２ 通信端子（拡張端子）
２ セントラルＥＣＵ（上位制御装置）
４ 標準電装機器（電装機器）
５ 拡張電装機器（電装機器）
３０１ 標準基板（代行入出力ユニット）
３０２ 拡張基板
３０３ 接続部
３０３Ａ ワイヤハーネス（接続部）
３０６ 制御回路（第１制御回路）
３０９ 入力回路
３１０ 出力回路
３１２ 入力回路
３１２Ａ 入力回路
３１２Ｂ 入力回路
３１５ 切替回路
３１６ 制御回路（第２制御回路）
Ｐｅ 拡張端子
Ｐｅ２ 通信端子（拡張端子）
Claims (7)
- 上位制御装置と、
前記上位制御装置との通信に応じて電装機器を制御する代行入出力ユニットと、
を備えた通信システムにおいて、
前記代行入出力ユニットは、前記電装機器を制御する第１制御回路と、標準電装機器用の入力回路及び出力回路の少なくとも１つと、が搭載された標準基板を有し、
前記第１制御回路は、拡張電装機器用の入力回路及び出力回路の少なくとも１つが搭載された拡張基板に接続するための拡張端子を有し、複数種類の前記拡張端子の仕様に応じた動作を行えるように設けられ、前記上位制御装置との通信によって、前記拡張端子の仕様が設定される、
通信システム。 - 請求項１に記載の通信システムであって、
前記拡張基板と、
前記拡張基板及び前記標準基板を接続する接続部と、を備えた、
通信システム。 - 請求項１又は２に記載の通信システムであって、
前記第１制御回路は、前記上位制御装置との通信によって前記拡張基板上に搭載された前記入力回路、前記出力回路に直接接続される前記拡張端子の入力仕様、出力仕様を設定する、
通信システム。 - 請求項１〜３何れか１項に記載の通信システムであって、
前記拡張基板に搭載された前記入力回路、前記出力回路の入力仕様、出力仕様の切り替えが可能であり、
前記第１制御回路は、前記上位制御装置との通信によって前記拡張基板上に設けられた前記入力回路の入力仕様、前記出力回路の出力仕様を設定する、
通信システム。 - 請求項１〜４何れか１項に記載の通信システムであって、
前記拡張基板には、当該拡張基板に搭載された前記入力回路の入力仕様、前記出力回路の出力仕様を切り替えるための切替回路が設けられ、
前記第１制御回路は、前記上位制御装置との通信によって前記拡張基板上に設けられた前記切替回路の仕様を設定する、
通信システム。 - 請求項１又は２に記載の通信システムであって、
前記拡張基板には、前記第１制御回路と通信し、前記入力回路、前記出力回路を制御する第２制御回路が搭載され、
前記第１制御回路は、前記上位制御装置との通信によって前記拡張端子に前記第２制御回路が接続される仕様になっているか、前記拡張基板が接続されない仕様になっているかの仕様設定を行う、
通信システム。 - 上位制御装置との通信に応じて電装機器を制御する代行入出力ユニットにおいて、
前記電装機器を制御する第１制御回路と、標準電装機器用の入力回路及び出力回路の少なくとも１つと、が搭載された標準基板を有し、
前記第１制御回路は、拡張電装機器用の入力回路及び出力回路の少なくとも１つが搭載された拡張基板に接続するための拡張端子を有し、複数種類の前記拡張端子の仕様に応じた動作を行えるように設けられ、前記上位制御装置との通信によって、前記拡張端子の仕様が設定される、
代行入出力ユニット。
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