JP3368970B2 - 車載用電子機器通信装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両に搭載される複数
の電子機器間で車両情報などの通信を行う通信装置に関
するものであり、特に、入出力兼用のシリアルバス線に
より複数の電子機器を接続した車載用電子機器通信装置
に改良を施したものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に車載用電子機器通信装置とは、車
両に搭載された電子機器の制御ユニット同士、あるいは
各制御ユニットと故障診断用のパソコンやデータ表示用
のモニタ装置とを接続して、車体情報や故障情報などを
通信するものである。この装置の通信方式としては、複
数の制御ユニットが入出力兼用のシリアルバス線を共有
して信号の送受信を行う方式が知られている。

【０００３】ところで車載用電子機器通信装置の制御ユ
ニットには、ＩＣ化された通信用の専用回路が設けられ
ている。この専用回路は、制御ユニットに異常が発生し
た場合、シリアルバス線の切り放しを行うように構成さ
れている。これにより、１つの制御ユニットが故障して
も、シリアルバス線全体が停止することはなく、他の制
御ユニットが障害を受けることもない。したがって、故
障していない正常な制御ユニット間で通信を行うことが
可能である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術には次のような問題点がある。すなわち、ＩＣ
化された専用回路は非常に高価であるため、製造コスト
の高騰を招いていた。そこで、専用回路を使用しない電
子機器通信装置も考えられるが、これだと１つの制御ユ
ニットに異常が発生した場合に、シリアルバス線が使用
不可能になるおそれがある。

【０００５】本発明は、上記の課題を解決するために提
案されたものであり、その目的は、高価な回路を用いず
に製造コストの低減を図ると共に、制御ユニットに異常
が発生した場合、シリアルバス線の切り放しを行うこと
により、他の制御ユニット間の通信を確保することがで
きる車載用電子機器通信装置を提供することである。

【０００６】より具体的に言えば、請求項１の発明の目
的は、ウォッチドッグ回路が出力するリセットパルスに
よって動作するスイッチング素子駆動停止回路を用い
て、制御ユニットの異常が続く限りシリアルバス線の切
り放しを行うことにある。また請求項２の発明の目的
は、シリアルバス線の切り放しを行う回路を共用して構
成の簡略化を図ることにより、製造コストのさらなる低
減を図ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、プルアップ抵抗およびスイッ
チング素子により駆動される入出力兼用のシリアルバス
線を備え、このシリアルバス線に信号の送受信を行う制
御ユニットを複数接続した車載用電子機器通信装置にお
いて、前記制御ユニットからクロックパルスを入力し、
且つ制御ユニットの異常時に制御ユニットに対してリセ
ットパルスを繰り返し出力するウォッチドッグ回路と、
このウォッチドッグ回路が出力するリセットパルスの出
力周期より長い出力時間を持ち、前記リセットパルスを
受けて前記スイッチング素子の駆動を停止させるスイッ
チング素子駆動停止回路とを具備していることを特徴と
する。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記制御ユニットに複数のポートと、これらポート
の出力状態が所定の状態にある時のみ前記スイッチング
素子を駆動させる論理和回路とを設け、この論理和回路
に入力する制御ユニットの所定のポートに対して、前記
スイッチング素子駆動停止回路の出力を接続し、前記論
理和回路に対して前記制御ユニットの所定のポートから
の出力と前記スイッチング素子駆動停止回路からの出力
を入力することを特徴とする。

【０００９】

【作用】上記のような構成を有する請求項１の発明の作
用は次の通りである。すなわち、制御ユニットに異常が
発生した場合、制御ユニットはウォッチドッグ回路にク
ロックパルスを与えなくなり、ウォッチドッグ回路はリ
セットパルスを出力する。このリセットパルスを受けて
スイッチング素子駆動停止回路がスイッチング素子の駆
動を停止させる。

【００１０】制御ユニットが正常に戻ってウォッチドッ
グ回路にクロックパルスを与えると、スイッチング素子
駆動停止回路は動作を止め、スイッチング素子の駆動が
可能となる。またスイッチング素子駆動停止回路がリセ
ットパルスの出力周期よりも長い時間出力しているた
め、制御ユニットがリセットパルスを与えられても異常
が続く限りは、制御ユニットがウォッチドッグ回路にク
ロックパルスを与えることができず、ウォッチドッグ回
路はリセットパルスを繰り返し出力する。このように、
ウォッチドッグ回路のリセットパルスにより動作するス
イッチング素子駆動停止回路は、制御ユニットが正常に
戻るまで、スイッチング素子を継続して停止させること
ができる。

【００１１】さらに請求項２の発明では、前記のような
制御ユニット自体に異常がない場合において、制御ユニ
ットにおける複数のポートの出力状態が所定の状態にあ
る時、制御ユニットに異常がないものとみなし、論理和
回路はスイッチング素子を駆動させる。これにより、ス
イッチング素子がシリアルバス線を駆動させる。一方、
前記のような制御ユニット自体に異常がない場合であっ
ても、制御ユニットにおける複数のポートの出力状態が
所定の状態以外の場合は、制御ユニットに異常が発生し
ているものとして、論理和回路はスイッチング素子を駆
動させることなく、スイッチング素子はシリアルバス線
を駆動させることがない。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の第１〜第３実施例を図面を参
照して具体的に説明する。なお、第１実施例は本発明の
基本的構成を示すもので、第２実施例は請求項１の発明
に対応し、第３実施例は請求項２の発明に対応するもの
である。

【００１３】［第１実施例の構成］ 図１は第１実施例の構成図、図２は第１実施例の要部回
路図である。図において、１は入出力兼用の２線式シリ
アルバス線、２はシリアルバス線１に通信線（＋）、
（−）を介して接続され、通信データの送受信を行う制
御ユニットである。制御ユニット２には、電源回路３、
マイコン４、プルアップ抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２およびＣ１
およびＮＰＮのトランジスタＱ１，Ｑ２が組み込まれて
いる。

【００１４】このうち、マイコン４には出力用のポート
Ｐ１，Ｐ２と入力用のポートＰ３とが形成されている。
またトランジスタＱ１はシリアルバス線１を駆動させる
スイッチング素子である。さらにトランジスタＱ１の保
護回路として抵抗Ｒ２およびＣ１が設けられている。

【００１５】通信線＋は、プルアップ抵抗Ｒ１を介して
電源回路３に接続されると同時に、トランジスタＱ１の
コレクタに接続されている。またトランジスタＱ１はマ
イコン４のポートＰ１により駆動される。さらにトラン
ジスタＱ１のベースには、トランジスタＱ２が接続され
ている。トランジスタＱ２はマイコン４のポートＰ２に
より駆動される。前記トランジスタＱ１，Ｑ２には論理
和回路５（図２に図示）が接続されている。この論理和
回路５はマイコン４のポートＰ１，Ｐ２に接続されてお
り、ポートＰ１がＨｉ、ポートＰ２がＬｏｗという状態
にある時のみ、トランジスタＱ１を駆動させる。また通
信線（＋）は、保護回路を通してマイコン４のポートＰ
３にも接続されており、マイコン４はポートＰ３からシ
リアルバス線１上の信号を読み取るようになっている。
なお、通信線（−）はアースに接続されている。

【００１６】さらにシリアルバス線１には、通常は車載
していないモニター装置６や故障診断用のパソコン７な
どが接続されている。これらモニター装置６やパソコン
７は同様のインターフェイス回路を持っており、シリア
ルバス線１を介して各制御ユニットの動作状態などを確
認することができる。またシリアルバス線１には制御ユ
ニット２と同様の構成を持つ制御ユニット（図示せず）
を複数接続させることができる。通信線（＋）は各々の
制御ユニットでプルアップされるが、いずれか１つの制
御ユニットのトランジスタＱ１の駆動によって、その制
御ユニットから通信データを発するようになっている。

【００１７】［第１実施例の作用］ 続いて第１実施例の作用を図３の動作チャートを用いて
説明する。制御ユニット２がシリアルバス線１に何も出
力しない時、マイコン４のポートＰ１をＬｏｗ、ポート
Ｐ２をＨｉとしている（図中［Ａ］の部分）。これに対
して、通信データの０（Ｌｏｗ）を出力する時は、マイ
コン４のポートＰ１をＨｉ、ポートＰ２をＬｏｗとする
ことで、論理和回路５がトランジスタＱ１を駆動させ
る。このトランジスタＱ１の動作によりシリアルバス線
１上に通信データ“０”を送り出す（図中［Ｂ］の部
分）。

【００１８】ところで、制御ユニット２に異常が発生し
た場合、マイコン４の複数のポートは全て同一の状態、
すなわち全てがＨｉまたは全てがＬｏｗとなる場合があ
る。例えば第１実施例において、マイコン４の異常発生
時、ポートＰ１，Ｐ２が共にＨｉ（図中［Ｃ１］の部
分）またはＬｏｗ（図中［Ｃ２］の部分）にポートの状
態が変化することがある。このとき、論理和回路５は、
ポートＰ１がＨｉ、ポートＰ２がＬｏｗという状態では
ないため、トランジスタＱ１を駆動させることがない。
つまり第１実施例では、ポートＰ１，Ｐ２が同一状態で
あるとき、制御ユニット２の故障であるとみなし、シリ
アルバス線１上に通信データを送り出すことはない。

【００１９】このような第１実施例によれば、マイコン
４のポートＰ１をＨｉ、ポートＰ２をＬｏｗとする状態
以外では、論理和回路５によりシリアルバス線１の切り
放しを行っている。したがって、他の制御ユニット間に
対して障害を起こすおそれがない。しかも、このような
効果を、高価な専用回路ではなく、安価な論理和回路を
用いることによって実現させているため、製造コストの
大幅に削減させることができる。

【００２０】［第２実施例の構成］ 続いて、請求項１の発明に対応する第２実施例の構成を
図４を参照して説明する。なお、第２実施例は第１実施
例に改良を加えたものであるため、第１実施例と同一の
部材に関しては同一符合を付し、説明は省略する。

【００２１】制御ユニット２のマイコン４には、ウォッ
チドッグ回路１１およびモノマルチ１２が接続されてい
る。ウォッチドッグ回路１１は、所定の命令を実行した
ｘ秒後に別の命令を実行する、あるいは所定の命令の実
行後、ｙ秒以内に別の命令を実行するといった場合の、
マイコン４の動作を監視する回路である。ウォッチドッ
グ回路１１は、正常なマイコン４からクロックパルスが
与えられるようになっている。一方、ウォッチドッグ回
路１１が前記クロックパルスが与えられなくなった場
合、マイコン４にリセットパルスを発するようになって
いる。

【００２２】モノマルチ１２は、スイッチング素子であ
るトランジスタＱ１の駆動を停止させるスイッチング素
子駆動停止回路である。このモノマルチ１２は、ウォッ
チドッグ回路１１のリセットパルスの出力周期ｔ２より
長い出力時間ｔ３を持っている。リセットパルスの出力
周期ｔ２とは、ウォッチドッグ回路１１がマイコン４か
らクロックパルスが与えられなくなった時からリセット
パルスが出力されるまでの時間である。またウォッチド
ッグ回路１１は、電源投入時およびクロックパルスを与
えられた時から第１の計測時間Ｔ２をカウントしてお
り、あらかじめ設定された時間である出力周期ｔ２と比
較している。さらにモノマルチ１２では、同様に電源投
入時およびリセットパルスを与えられた時から第２の計
測時間Ｔ３をカウントしており、あらかじめ設定された
時間ｔ３と比較している。

【００２３】［第２実施例の作用］ 上記のような構成を有する第２実施例の作用を図５〜７
を参照して説明する。まず図５のフローチャートに基づ
いて動作の流れを説明する。

【００２４】電源を立ち上げて初期化を行うと、ウォッ
チドッグ回路１１のタイマおよびモノマルチ１２がリセ
ットされる（ステップ１）。このときシリアルバス線１
は切り放し状態にあり、リセットパルスによりウォッチ
ドッグ回路１１およびモノマルチ１２のタイマーが動作
する（ステップ２）。そして第１および第２の計測時間
Ｔ２、Ｔ３をカウントアップする（ステップ３）。次
に、前記第２の計測時間Ｔ３と、モノマルチ１２の設定
時間ｔ３とを比較し（ステップ４）、Ｔ３がｔ３よりも
短い場合、通信制御以外の通常制御を開始する（ステッ
プ５）。一方、Ｔ３がｔ３よりも長い場合は、ステップ
６にてシリアルバス線１を復帰させた後、通信制御を含
めた通常制御を開始する（ステップ５）。

【００２５】さらに、ウォッチドッグ回路１１はマイコ
ン４からウォッチドッグパルス（クロックパルス）を入
力しているかを確かめる（ステップ７）。ウォッチドッ
グパルスを入力している場合は第１の計測時間Ｔ２をリ
セットし（ステップ８）、ステップ３に戻って、再度Ｔ
２をカウントする。一方、ウォッチドッグパルスを入力
していない場合、前記Ｔ２と、リセットパルスの出力周
期ｔ２とを比較する（ステップ９）。そして第１の計測
時間Ｔ２が、リセットパルスの出力周期ｔ２よりも長い
場合は、ウォッチドッグ回路１１がマイコン４にリセッ
トパルスを出力し（ステップ１０）、ステップ１に戻
る。これに対し、Ｔ２がｔ２よりも短い場合は、リセッ
トパルスを出力することなくステップ３に戻り、再度Ｔ
２をカウントする。

【００２６】続いて、ウォッチドッグ回路１１およびモ
ノマルチ１２の動作チャートについて、図６，７に基づ
いて詳しく説明する。図６はリセットパルスによりマイ
コン４が正常に復帰した場合、図７はリセットパルスが
繰り返し出力されてもマイコン４の暴走が継続している
場合を示している。なお、図６においてｔ１はウォッチ
ドッグパルスの出力周期を示している。

【００２７】［１．リセットパルスによりマイコン４が
正常に復帰した場合］ マイコン４が正常に動作しているとき、ウォッチドッグ
回路１１はウォッチドッグパルスを正常に出力してい
る。そのためモノマルチ１２は動作せず、マイコンのポ
ートＰ１，Ｐ２の条件が揃ったとき、ここではポートＰ
１がＨｉ、Ｐ２がＬｏｗであるとき、シリアルバス線１
に通信データを出力する。これが図中の『正規出力』の
状態である。

【００２８】ところが、何等かの原因でマイコン４が暴
走したとき、各ポートＰ１，Ｐ２からは正常な出力がな
されず、シリアルバス線１に誤信号が出力する（図中の
『誤出力』の状態）。またマイコン４がウォッチドッグ
回路１１にクロックパルスを与えなくなるため、ウォッ
チドッグ回路１１はマイコン４およびモノマルチ１２に
リセットパルスを出力する。このリセットパルスを受け
てモノマルチ１２が駆動し、トランジスタＱ１の駆動を
停止させ、シリアルバス線１への出力を規制する。また
リセットパルスが発せられたことにより、シリアルバス
線１の誤信号出力はなくなる（図中の『出力停止』の状
態）。

【００２９】その後、リセットパルスによりマイコン４
が正常に動作し、ウォッチドッグ回路１１へクロックパ
ルスを出力すれば、ウォッチドッグ回路１１は再びリセ
ットパルスの出力をすることなく、モノマルチ１２もｔ
３時間経過後、動作を終了する。これによりシリアルバ
ス線１の出力規制は解除となり、マイコン４から送出さ
れるデータが再びシリアルバス線１に出力できるように
なり、『正規出力』の状態に戻る。

【００３０】［２．リセットパルスが繰り返し出力され
てもマイコン４の暴走が継続している場合］ しかし、マイコン４が暴走後、ウォッチドッグ回路１１
からリセットパルスを与えられても正常な動作に復帰で
きなければ、マイコン４はウォッチドッグ回路１１にク
ロックパルスを与えることができず、ウォッチドッグ回
路１１はリセットパルスを繰り返しマイコン４およびモ
ノマルチ１２に出力する。そのため、モノマルチ１２は
トランジスタＱ１を継続して停止させている。このと
き、リセットパルスが繰り返し出力される周期ｔ２に比
べ、モノマルチ１２の出力時間ｔ３を長く設定している
ため、モノマルチ１２は連続的に動作したままとなり、
マイコン４の出力状態に関係なく、モノマルチ１２の出
力がシリアルバス線１への出力を規制したままとなる
（図中の『出力停止』の状態）。これにより、シリアル
バス線１に対して誤信号を与え続けることを防止するこ
とができ、他の制御ユニット間の通信を確保することが
できる。

【００３１】以上説明したように、第２実施例によれ
ば、ウォッチドッグ回路１１と、このウォッチドッグ回
路のリセットパルスにより動作するモノマルチ１２とを
組合わせるという簡単な構成により、マイコン４の異常
が続く限りシリアルバス線１の切り放しを継続する通信
装置を、高価な専用回路を用いることなく低コストで実
現することができる。

【００３２】なお、上記の第１および第２実施例の車載
用電子機器通信装置における通信メッセージフォーマッ
トは、図８に示す通りである。すなわち、メッセージの
始まり（ＳＯＭ）はスタートビットを１つ入れ、１バイ
ト毎にＤＥＬを挟んでいる。またデータの終わりを判断
するためＥＯＤはＤＥＬとは異なる３ビット構成として
いる。このＥＯＤによりデータの終わりを検出できるの
で、あらかじめ送信データ数を送出しなくても良く、メ
ッセージのデータ送出数を短くすることができる。また
ＥＯＭもＤＥＬ，ＥＯＤと識別できるよう３ビット構成
としている。

【００３３】［第３実施例］ 請求項２の発明に対応する第３実施例は、図９に示すよ
うに、第１実施例の論理和回路に第２実施例のスイッチ
ング素子駆動停止回路を組み込んだものである。このよ
うな実施例によれば、前記のような制御ユニット自体の
異常に加えて、制御ユニットにおける複数のポートの出
力状態の異常をも検出することが可能になり、機器の信
頼性が向上すると同時に、所定の状態論理和回路などを
共通して使用することで構成の簡略化を進めることがで
き、一層コストを低減することが可能である。

【００３４】［他の実施例］ なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではな
く、論理和回路、ウォッチドッグ回路、およびスイッチ
ング素子駆動停止回路の具体的な回路構成は適宜選択可
能である。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の車載用電
子機器通信装置によれば、シリアルバス線の切り放しを
行うために、複数ポートの論理和回路や、ウォッチドッ
グ回路により動作するスイッチング素子駆動停止回路を
備えるという簡単な構成により、ＩＣ化された高価な専
用回路を用いることなく製造コストの低減を図ることが
でき、且つ制御ユニットに異常が発生した場合、シリア
ルバス線の切り放しを行って、他の制御ユニット間の通
信を確保することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の構成図

【図２】第１実施例の要部回路図

【図３】第１実施例の動作チャートを示す図

【図４】本発明の第２実施例の構成図

【図５】第２実施例のフローチャートを示す図

【図６】第２実施例の動作チャートを示す図

【図７】第２実施例の動作チャートを示す図

【図８】第１および第２実施例の車載用電子機器通信装
置における通信メッセージフォーマットを示す図

【図９】本発明の第３実施例の要部回路図

【符号の説明】

１…シリアルバス線 ２…制御ユニット ３…電源回路 ４…マイコン ５…論理和回路 ６…モニター装置 ７…故障診断用のパソコン １１…ウォッチドッグ回路 １２…モノマルチ Ｐ１，Ｐ２…出力用のポート Ｐ３…入力用のポート Ｑ１，Ｑ２…トランジスタ Ｒ１…プルアップ抵抗

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04Q 9/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プルアップ抵抗およびスイッチング素子
   により駆動される入出力兼用のシリアルバス線を備え、
   このシリアルバス線に信号の送受信を行う制御ユニット
   を複数接続した車載用電子機器通信装置において、 前記制御ユニットからクロックパルスを入力し、且つ制
   御ユニットの異常時に制御ユニットに対してリセットパ
   ルスを繰り返し出力するウォッチドッグ回路と、このウ
   ォッチドッグ回路が出力するリセットパルスの出力周期
   より長い出力時間を持ち、前記リセットパルスを受けて
   前記スイッチング素子の駆動を停止させるスイッチング
   素子駆動停止回路とを具備していることを特徴とする車
   載用電子機器通信装置。
2. 【請求項２】 前記制御ユニットに複数のポートと、こ
   れらポートの出力状態が所定の状態にある時のみ前記ス
   イッチング素子を駆動させる論理和回路とを設け、 この論理和回路に入力する制御ユニットの所定のポート
   に対して、前記スイッチング素子駆動停止回路の出力を
   接続し、 前記論理和回路に対して前記制御ユニットの所定のポー
   トからの出力と前記スイッチング素子駆動停止回路から
   の出力を入力する ことを特徴とする請求項１に記載の車
   載用電子機器通信装置。