JP4790760B2

JP4790760B2 - 自動車の検知・制御統合装置およびその方法

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Publication number: JP4790760B2
Application number: JP2008150305A
Authority: JP
Inventors: 洪景煌
Original assignee: 以勤科技股▲分▼有限公司; 株式会社キラメック
Priority date: 2008-03-18
Filing date: 2008-06-09
Publication date: 2011-10-12
Anticipated expiration: 2028-06-09
Also published as: JP2009220800A; US20090240383A1; TW200941974A; TWI448111B; DE102008040198B4; DE102008040198A1; US8126606B2

Description

自動車の制御装置およびその方法であり、特に診断技術を用いて、走行制御装置により全ての車載機器を制御する自動車の検知・制御統合装置およびその方法である。

従来技術においては、運転者は自家用車両の走行の安全性を確保したり、車両の走行効率を高めたり、または車両盗難を回避するために、例えばタコメータ（Ｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎｐｅｒｍｉｎｕｔｅｓ；ＲＰＭ）、ターボブースト圧力計（ＴｕｒｂｏＢｏｏｓｔＰｒｅｓｓｕｒｅＧａｕｇｅ）、エンジン温度計、盗難防止装置、全地球測位システム（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ；ＧＰＳ）、マルチメディア機器（ＶｉｄｅｏＤｅｖｉｃｅ／ＡｕｄｉｏＤｅｖｉｃｅ）、または走行レコーダなどの外部装置を別途取り付けることがある。

しかしながら、各々のパフォーマンスインジケータ（Ｇａｕｇｅ）はいずれもエンジンルームに電気的に接続されるとともに、関連する配線およびセンサ（Ｓｅｎｓｏｒ）が増設されるうえ、センサの多くがアナログ式または高電圧型であるので、消磁、電圧安定化などの保護回路を付加しなければならない。もし何らかの回路に取付けミスがあれば、エンジンの損傷を招いたり、場合によっては発火することもある。

また、例えば盗難防止装置を取付けるとなると、まずドアの開閉信号、トランクルームドアの信号、センターロック（ＣｅｎｔｒａｌＬｏｃｋ）信号、イグニションスイッチ（ＩｇｎｉｔｉｏｎＳｗｉｔｃｈ；ＩＧ−ＳＷ）信号などを取出し、それを盗難防止装置上に設定または記録するとともに、関連する配線を増設して、ドアロックの開閉回路、およびハザードライト（ＨａｚａｒｄＬｉｇｈｔ）点滅回路などの関連する回路に接続する必要がある。

よって、いずれの形態の取付け作業においても、作業者は相当する専門知識および技術的な経験を備えなければ作業は行えない。全体的な試験、取付け工程はかなり煩雑で、しかも取付の難度は高くなり、手間も時間もかかり、コストは嵩み、安全性も欠けていた。

そして、現代の自動車の多くには、車体制御装置と車載機器とから構成されているコントローラ・エリア・ネットワークが内蔵されており、車載機器は車体制御装置により制御されている。

図１のように、車両の盗難防止装置についていえば、運転者はＩＣキー１００をドアノブに向けたとき、左前ドア制御モジュール（ＤｏｏｒＣｏｎｔｒｏｌＭｏｄｕｌｅＦｒｏｎｔ−Ｌｅｆｔ；ＤＣＭ−ＦＬ）１０３はＩＣキー１００に格納されているＩＤデータを読み取るとともに、ドアアンロック要求信号を車体制御装置（ＢｏｄｙＣｏｎｔｒｏｌＭｏｄｕｌｅ；ＢＣＭ）１０１に出力する。車体制御装置１０１はこのＩＤデータおよびドアアンロック要求信号が正確であると判断したとき、盗難防止装置の設定を解除するとともに、アンロック（Ｕｎｌｏｃｋ）信号およびアラーム解除（ＤＩＳＡＲＭ）信号をＣＡＮバス１０８に送る。

各々のドア制御モジュールは、左前ドア制御モジュール１０３と、左後ドア制御モジュール（ＤｏｏｒＣｏｎｔｒｏｌＭｏｄｕｌｅＲｅａｒ−Ｌｅｆｔ；ＤＣＭ−ＲＬ）１０４と、右前ドア制御モジュール（ＤｏｏｒＣｏｎｔｒｏｌＭｏｄｕｌｅＦｒｏｎｔ−Ｒｉｇｈｔ；ＤＣＭ−ＦＲ）１０２と、右後ドア制御モジュール（ＤｏｏｒＣｏｎｔｒｏｌＭｏｄｕｌｅＲｅａｒ−Ｒｉｇｈｔ；ＤＣＭ−ＲＲ）１０５とを備え、アンロック（Ｕｎｌｏｃｋ）信号を受信するとともに、直ちにドアロックを解除する。そして前方信号アクセスモジュール（ＦｒｏｎｔＳｉｇｎａｌＡｃｃｅｓｓＭｏｄｕｌｅ；Ｆ−ＳＡＮ）１０６および後方信号アクセスモジュール（ＲｅａｒＳｉｇｎａｌＡｃｃｅｓｓＭｏｄｕｌｅ；Ｒ−ＳＡＮ）１０７はアラーム解除信号を同時に受信して、盗難防止装置の設定がすでに解除されたことを所有者が確認できるようにするために、方向指示灯を二回点滅させる。

反対に、所有者がリモコンキー１０９を用いて盗難防止コマンドを出したとき、車体制御装置１０１は盗難防止コマンドに含まれるコマンドとＩＤデータが正確であると判断した場合には、車体制御装置１０１の盗難防止設定を起動するとともに、ドアのロック（Ｌｏｃｋ）およびアラーム設定（ＡＲＭ）信号を出力する。全てのドア制御モジュールがロック信号を取得するとドアをロックして、前方信号アクセスモジュール１０６および後方信号アクセスモジュール１０７はアラーム設定を取得し、盗難防止装置がすでに設定されたことを所有者が確認できるようにするために、方向指示灯を一回点滅させる。

しかしながら、車両のＩＣキー１００を紛失したり、またはメーカでのメンテナンスの利便性を高めるために、例えば盗難防止装置、ＧＰＳといった関連する車載機器の動作原理および取付け位置をメンテナンスマニュアルに記録している関係上、漏洩しやすくなる。これを防止するために、所有者の多くは別途盗難防止装置やＧＰＳを取付けているが、メーカ製の車載機器の価格は決して安価ではない。したがって、メーカでは、車体制御装置および内蔵されている車載機器から構成されているコントローラ・エリア・ネットワーク（ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ；ＣＡＮ）に接続され、更に別途取付けられた外部装置がその上に接続されることで、別途取付けの困難を解決する制御統合装置を設計している。

図２のように、接続方式は、車載式故障診断システム（ＯｎＢｏａｒｄＤｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ；ＯＢＤ）の診断ソケット１１４を介在している。これは国際標準１５０３１−３（ＩＳＯ１５０３１−３）規格（米国自動車技術者協会標準Ｊ１９６２（ＳＡＥＪ１９６２）規格であり、しかも診断ソケット１１４の第６端子（ｐｉｎ６；ＣＡＮＨＩ）および第１４端子（ｐｉｎ１４；ＣＡＮＬＯＷ）は予めＣＡＮバス１０８に接続されている。制御統合装置１１０は診断ソケットに差し込まれるだけで、コントローラ・エリア・ネットワーク（ＣＡＮ）に接続できるとともに、車載機器が伝送した状態応答データおよび車体制御装置１０１が送出した制御信号を受け取ることができる。

制御統合装置１１０には、別に、少なくとも一つの前記パフォーマンスインジケータ１１２、走行レコーダ１１３または盗難防止装置１１１などの外部装置が接続されている。

盗難防止装置１１１については、その設定過程において、例えばドアスイッチ信号、トランクルームドア信号、センターロック信号、イグニションスイッチ信号または関連する制御信号を取出す必要がある。制御統合装置１１０はＣＡＮバス１０８を介してこれら信号またはコマンドを簡単に取得するとともに、関連する状態判定テーブルおよび制御信号テーブルを作成して、状態判定テーブルおよび制御信号テーブルを用いて盗難防止装置１１１またはその他タイプの外部装置を設定する。

しかし外部装置または制御統合装置１１０自身が制御信号を送出するとき、そのデータフォーマットが車体制御装置１０１で使用されるデータフォーマットと一致しなければならないので、制御信号テーブルによりその制御信号のデータフォーマットを変換して、仮想の車体制御装置１０１により車載機器を制御している。

しかし従来技術には以下のような避けがたい欠点がある。
１．通常、車体制御装置および各車載機器の制御コンピュータ内には、各車載機器の制御コンピュータが実行可能なコマンドおよび各コマンドの対照する制御データが記録されているコマンド対照テーブルが格納されている。したがって制御統合装置は車体制御装置と同じように、同報モードで制御コマンドを送出して車載機器を制御するしかなく、指定された特定の車載機器を単独で制御することはできない。

２．車載機器はいずれもが車体制御装置により制御されているとき、車体制御装置は各車載機器の状態をコントローラ・エリア・ネットワークに絶えず出力することで、車載機器および車体制御装置に記録されているデータの一致を図っている。制御統合装置は車載機器の制御権限を取得することができず、いずれの車載機器にも制御を行うことができない。

３．制御統合装置は、コントローラ・エリア・ネットワーク内に組み込まれている車載機器しか制御できない。図３に示すように、全てドアスイッチ（ｄｏｏｒＳｗｉｔｃｈ）２０１、センターロック、左ヘッドライト２０３および右ヘッドライト２０４はいずれも車体制御装置１０１に直接接続され、イグニションスイッチ２０６、ブレーキシステム２０５（ＡｎｔｉｌｏｃｋＢｒａｋｅＳｙｓｔｅｍ、ＡＢＳ、アンチロックブレーキシステム）、パフォーマンスインジケータ２０７、エンジン２０８、マルチメディア機器２０９などの車載機器と車体制御装置１０１とから構成されているコントローラ・エリア・ネットワーク内に組み込まれていない。しかもドアスイッチ（ＤｏｏｒＳｗｉｔｃｈ）２０１、センターロック、左ヘッドライト２０３および右ヘッドライト２０４はいずれも車体制御装置１０１により電気またはアナログ信号で制御される。例えばセンターロックは、車体制御装置１０１が、アナログ回路で、左前ドアモータ（ＦｒｏｎｔＬｅｆｔＭｏｔｏｒ）、右前ドアモータ（ＦｒｏｎｔＲｉｇｈｔＭｏｔｏｒ）、左後ドアモータ（ＲｅａｒＬｅｆｔＭｏｔｏｒ）、右後ドアモータ（ＲｅａｒＲｉｇｈｔＭｏｔｏｒ）を含む全てのドアモータ２０２にアナログ信号を送出することで各ドアロックを制御している。よってこのアナログ形式の車載機器は制御統合装置１１０により制御することはできない。

これに鑑み、本発明で解決すべき課題は、診断技術を用いて、車体制御装置が診断コマンドを出力する方式で各車載機器を制御するとともに、各車載機器の実行状態を監視・制御する制御装置およびその制御方法を提供するところにある。

上記課題を解決するために、本発明で提示する技術的手段では、車体制御装置（ＢｏｄｙＣｏｎｔｒｏｌＭｏｄｕｌｅ；ＢＣＭ）と複数の車載機器とから構成されているコントローラ・エリア・ネットワーク（ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ；ＣＡＮ）に接続される自動車の検知・制御統合装置（ＧａｔｅｗａｙＩｎｔｅｒｆａｃｅ）を開示している。この自動車の検知・制御統合装置は、コマンドデータベースと、中央処理装置（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ；ＣＰＵ）と、ＣＡＮコントローラ（ＣＡＮＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）とを備えている。

このコマンドデータベースは、車載機器に対応する複数の装置診断コマンドを提供し、中央処理装置はコマンドデータベースに記録されているデータフォーマットを参照して、一つの車載機器に対応する一つの装置診断コマンドを出力する。ＣＡＮコントローラは国際標準１５７６５−４（ＩＳＯ１５７６５−４）の通信プロトコルに基づいて前記コントローラ・エリア・ネットワークに接続されるとともに、車載機器に対応する装置診断コマンドをコントローラ・エリア・ネットワークを介して出力することで、車体制御装置がこの装置診断コマンドに基づいて対応する車載機器を制御するように命令する。

そしてこの装置診断コマンドは、車載機器のネットワーク識別子、車載機器の制御データおよび制御データの実行時間を含んでおり、車体制御装置はネットワーク識別子に基づいて対応する車載機器との直接の通信パスを構築するとともに、実行時間で指定されている時間の間、制御データを車載機器に出力し続ける。

本発明にて開示する自動車の検知・制御統合装置は、全ての車載機器に対応する複数のネットワーク識別子および状態診断データが記録されている状態データベースを更に備えている。そしてＣＡＮコントローラは、送信データキャッシュモジュールと、受信データキャッシュモジュールとを備えている。送信データキャッシュモジュールは、中央処理装置が送出した装置診断コマンドを予め記録し、更に装置診断コマンドを順次出力して、車体制御装置が、対応する車載機器を制御して対応動作を実行するように命令する。受信データキャッシュモジュールは、まず状態データベースから全てのネットワーク識別子を取得して、更にコントローラ・エリア・ネットワークが送信したデータパケットを取り込み、全てのネットワーク識別子に一致させるとともに、一致したデータパケットを中央処理装置に出力する。

本発明に開示する自動車の検知・制御統合装置はコンフィグレーション設定モジュールを更に備えており、コンフィグレーション設定モジュールが、ＣＡＮコントローラがデータを送信する識別子長さおよびボーレート、および中央処理装置がデータパケットを取得し、装置制御コマンドの出力に使用される識別子長さを設定するのに供されるように、コマンドデータベースおよび状態データベースには各装置診断コマンドおよび状態診断データが対応するボーレート（ｂａｕｄＲａｔｅ）および識別子長さ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒｌｅｎｇｔｈ）が記録されている。

本発明に開示する自動車の検知・制御統合装置はモデル切換えスイッチ（ＭｏｄｅｌＳｗｉｔｃｈ）を更に備えており、中央処理装置での使用に供されるように、コマンドデータベースおよび状態データベースには各装置診断コマンドおよび状態診断データに対応するモデル数値が記録されているとともに、モデル切替スイッチのモデル数値に基づいて対応する状態診断データおよび装置診断コマンドを提供している。

本発明に開示する自動車の検知・制御統合装置にて、そのコマンドデータベースおよび状態データベースの作成方法は、コントローラ・エリア・ネットワークのコンフィグレーション構成を判断するステップと、コンフィグレーション構成に基づいて、各車載機器の動作時に、コントローラ・エリア・ネットワークが送信した複数のデータパケットを取り込むステップと、データパケットを用いて車体制御装置が出力した制御データ、車載機器のネットワーク識別子および状態識別子を分析して、状態診断データとして集約するステップと、状態診断データを整合して状態データベースを作成するステップと、最後に、車載機器の制御データおよびネットワーク識別子のデータの依存関係を判断し、車載機器に対応する装置診断コマンドを作成して、コマンドデータベースを作成するステップと、を含む。

上記問題を解決するために、本発明で提示する技術的手段では、車体制御装置と複数の車載機器とから構成されているコントローラ・エリア・ネットワークに接続され、複数の装置診断コマンドが記録されている自動車の検知・制御統合装置に適用される自動車の検知・制御統合方法を開示している。

上記方法は、自動車の検知・制御統合装置を用いて、装置診断コマンドを車体制御装置に送信するステップと、車体制御装置を用いて装置診断コマンドを分析することで、対応する車載機器が装置診断コマンドに基づいて対応動作を実行するよう命令するステップとを含む。

この自動車の検知・制御統合装置は複数の状態診断データを更に記憶しており、自動車の検知・制御統合方法は、自動車の検知・制御統合装置を用いて、車載機器が出力した状態応答データを取り込むとともに、状態応答データに一致した状態診断データを出力するステップを更に含む。

本発明に開示する自動車の検知・制御統合方法において、この自動車の検知・制御統合装置には、分析、比較により関連動作を実行するのに供されるように、自動車の検知・制御統合装置が出力した状態診断データを取得する外部装置が更に接続されている。

本発明では従来技術では達成しえなかった効果を備えている。
一、この自動車の検知・制御統合装置は車体制御装置を介して、装置診断コマンドを送出する方法で、単一、またはある機能に対応する一部の車載機器を制御するうえ、同報モードに限定されることはないので、送出された装置診断コマンドは特定の車載機器を選択して単独に動作させることができる。したがって、装置診断コマンドの応用において多様化された選択性を備え、ひいては装置診断と制御の正確性を向上させることができる。

二、車体制御装置は各車載機器の状態データをコントローラ・エリア・ネットワークに絶えず出力しても、自動車の検知・制御統合装置は依然として車体制御装置を介して装置診断コマンドを送出するので、車載機器にとっては、その制御元は車体制御装置であるので、自動車の検知・制御統合装置が車載機器の制御権限を取得できないという問題の心配がなくなる。

三、車載機器が車体制御装置に直接接続されて、コントローラ・エリア・ネットワーク内に組み込まれていなくとも、自動車の検知・制御統合装置は車体制御装置を介して装置診断コマンドを送出して、この形式の車載機器を制御することができる。

四、自動車の検知・制御統合装置は国際標準１５７６５−４（ＩＳＯ１５７６５−４）の通信プロトコルに基づいてコントローラ・エリア・ネットワークに接続されている。この通信プロトコルはコントローラ・エリア・ネットワークが外部装置と通信するのに使用される通信プロトコルであるので、コントローラ・エリア・ネットワークが元よりデータパケットを送信するのに使用される通信プロトコルに影響することはなく、ひいては自動車の検知・制御統合装置の適用性を高めることができる。

本発明の目的、構造的な特徴およびその機能を詳細に理解できるように、ここに関連する実施例および図面に合わせて詳細な説明を以下とおり行う。

図４を参照されたい。これは本発明の実施例における自動車の検知・制御統合装置（ＧａｔｅｗａｙＩｎｔｅｒｆａｃｅ）であり、車体制御装置（ＢｏｄｙＣｏｎｔｒｏｌＭｏｄｕｌｅ；ＢＣＭ）と複数の車載機器とから構成されているコントローラ・エリア・ネットワーク（ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ；ＣＡＮ）に接続されることにより、自動車の検知・制御統合システムを構成している。そして接続方式は従来技術と同じであり、車載式故障診断システム（ＯｎＢｏａｒｄＤｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ；ＯＢＤ）の診断ソケットで接続されている。診断ソケットは国際標準１５０３１−３（ＩＳＯ１５０３１−３）規格（米国自動車技術者協会標準Ｊ１９６２（ＳＡＥＪ１９６２）規格であり、しかも診断ソケットの第６端子（ｐｉｎ６；ＣＡＮＨＩ）および第１４端子（ｐｉｎ１４；ＣＡＮＬＯＷ）は予めＣＡＮバスに接続されている。ここでは別段の説明は省略する。

この自動車の検知・制御統合装置は、コマンドデータベース４１０と、状態データベース４２０と、中央処理装置（ＣＰＵ）４４０と、ＣＡＮコントローラ（ＣＡＮＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）４５０と、モデル切替スイッチ（ＭｏｄｅｌＳｗｉｔｃｈ）４３０と、接続ポート（ＯｕｔｐｕｔＳｔａｇｅ）４６０とを備えている。ＣＡＮコントローラ４５０は送信データキャッシュモジュール４５４と、コンフィグレーション設定モジュール４５３と、受信データキャッシュモジュール４５１とを備え、接続ポート４６０には外部装置４７０が接続されている。

コマンドデータベース４１０は、車載機器に対応する複数の装置診断コマンドを格納しており、これら装置診断コマンドは車体制御装置がモデルを診断するのに使用される制御データである。各装置診断コマンドが含むデータには、車載機器に対応するネットワーク識別子と、車載機器の制御データと、制御データの実行時間が含まれる。また、コマンドデータベースには、各装置診断コマンドの対応するボーレート（ＢａｕｄＲａｔｅ）と、識別子長さ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒｌｅｎｇｔｈ）と、モデル数値（ＭｏｄｅｌＮｕｍｂｅｒ）が更に記録されている。

状態データベース４２０は、車載機器に対応する複数のネットワーク識別子および状態診断データと、各状態診断データの対応するボーレート（ＢａｕｄＲａｔｅ）と、識別子長さ（ＣＡＮＩｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）と、モデル数値（ＭｏｄｅｌＮｕｍｂｅｒ）が格納されている。ボーレートには、３３．３３３Ｋｂｐｓ（Ｋｉｌｏｂｉｔｐｅｒｓｅｃｏｎｄ、キロビット／秒）、８３．３３３Ｋｂｐｓ、１００Ｋｂｐｓ、１２５Ｋｂｐｓ、２５０Ｋおよび５００Ｋｂｐｓなどのタイプがあり、識別子長さには１１ビット（ｂｉｔ）および２９ビットの二種類がある。ただしボーレートおよび識別子長さのタイプはこれに限定されない。

モード切替スイッチ４３０は、ＤＩＰスイッチ（ＤＩＰＳｗｉｔｃｈ）４３１と、モデルデータベース（ＭｏｄｅｌＤａｔａｂａｓｅ）４３２とを備えており、モデルデータベースは複数のモデル数値を含むとともに、ＤＩＰスイッチの動作状態に基づいて対応するモデル数値を提供している。

例えば、本実施例におけるＤＩＰスイッチは番号が１から４の四つのスイッチを備えており、しかもオン（ｏｎ）が１、オフ（ｏｆｆ）が０となっているので、設定範囲は００００から１１１１、つまり０から１５を有し、合計１６個のモデルが設定される。モデルデータベースは００００が第０モデル、モデル数値０を、０００１が第１モデル、モデル数値１を、このような法則性で１１１１が第１５モデル、モデル数値１５を記録している。

モデルデータベース４３２はＤＩＰスイッチ４３１の動作状態に基づいて、対応するモデル数値をコマンドデータベース４１０、状態データベース４２０および中央処理装置４４０に提供する。コマンドデータベース４１０は関連する装置診断コマンドを中央処理装置４４０に提供して、状態データベース４２０は対応する状態診断データを提供するとともに、そのネットワーク識別子を、中央処理装置４４０を介して受信データキャッシュモジュール４５１に供給する。またこれ以外に、さらにそのモデルに使用されるボーレートおよび識別子長さを中央処理装置４４０を介してコンフィグレーション設定モジュールに送信して、受信データキャッシュモジュール４５１および送信データキャッシュモジュール４５４を設定する。

しかしＤＩＰスイッチのタイプが異なれば具備する動作状態も異なるので、モデルデータベースに格納されているデータ量の多寡はＤＩＰスイッチのタイプに応じて相応に変化する。

ＣＡＮコントローラ４５０は国際標準１５７６５−４（ＩＳＯ１５７６５−４）の通信プロトコルに基づいてＣＡＮバス４５６に接続されている。この通信プロトコルはＣＡＮバス４５６が外部装置と通信するのに使用される通信プロトコルであるとともに、ＣＡＮバス４５６が元より使用する通信プロトコルとは異なっている。

受信データキャッシュモジュール４５１は先ず、状態データベースが提供するネットワーク識別子を取得するとともに、識別子対照テーブル４５２を作成して、更に予め設定しておいたボーレートおよび識別子長さに基づいて、ＣＡＮバス４５６に流れるデータパケット（ＣＡＮｍｅｓｓａｇｅｄａｔａ）を取り込む。これは車体制御装置および車載機器のＣＡＮバス４５６上で伝搬されるデータパケットであって、車体制御装置が送出した制御データ、または車載機器が応答した状態応答データが含まれている。

その後、受信データキャッシュモジュール４５１はデータパケットのネットワーク識別子および前に作成した識別子対照テーブル４５２を、その記録されているネットワーク識別子と互いに比較対照する。ネットワーク識別子が互いに一致したデータパケットを取得した後、これを中央処理装置４４０に送信する。これは主に車載機器が返信した状態応答データを選択するのに用いられる。

中央処理装置４４０はモデル切替スイッチ４３０が提供するモデル数値およびデータパケットのネットワーク識別子を参照して、このモデル数値およびネットワーク識別子に対応する状態診断データを状態データベース４２０中から取得することで、状態診断データが記録するファンクション（Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）、インデックスバイト（ＩｎｄｅｘＢｙｔｅ）およびインデックスビット（ＩｎｄｅｘＢｉｔ）、そして使用される出力信号（Ｏｕｔｐｕｔ）などのデータにより、状態応答データに対してその実行する動作のマッチングならびにインタプリトを行う。

その後、中央処理装置４４０は一致した状態診断データを出力するとともに、接続ポート４６０を介して外部装置４７０に出力することで、外部装置４７０は状態診断データに基づいて対応する実行動作を生成する。

また、中央処理装置４４０がある特定の車載機器を制御するとき、直前のモデル数値に基づいてコマンドデータベースから同じモデル数値、全ての装置診断コマンドのデータフォーマットを取得するとともに、このデータフォーマットに基づいて車載機器に対する装置診断コマンドを生成し、更に送信データキャッシュモジュール４５４に送信する。装置診断コマンドは、制御する車載機器のネットワーク識別子、車載機器の制御データおよび制御データの実行時間を含む。

送信データキャッシュモジュール４５４は送信する全ての装置診断コマンドを記録することでコマンド出力テーブル４５５を作成し、更にコマンド出力テーブル４５５に記録された装置診断コマンドをコントローラ・エリア・ネットワークを介して順次出力する。車体制御装置は装置診断コマンドに基づいて対応する車載機器を制御する。

図４、図７Ｂおよび図８Ｂを同時に参照し、実際における使用の説明を行う。モデルデータベースが提供するモデル数値を０に設定し、コマンドデータベース４１０および状態データベース４２０はモデル数値が０である装置診断コマンドおよび状態診断データを提供する。中央処理装置４４０は、第０モデルにおいて、装置診断コマンドおよび状態診断データで使用されるボーレートが８３．３３３Ｋ、識別子長さが１１ビットであると判断するとともに、コンフィグレーション設定モジュール４５３に提供する。コンフィグレーション設定モジュール４５３は受信データキャッシュモジュール４５１および送信データキャッシュモジュール４５４のボーレートを８３．３３３Ｋ、識別子長さを１１ビットに設定する。その後、中央処理装置４４０は第０モデルにおいて、全ての車載機器が対応するネットワーク識別子の全てを受信データキャッシュモジュール４５１にキャッシュするとともに、識別子対照テーブル４５２を作成させる。

図６のように、検知・制御方法については、使用者から見ると、コマンドデータベース、中央処理装置およびＣＡＮコントローラのみで達成できる。その制御方法には以下のステップが含まれる。

自動車の検知・制御統合装置を用いて装置診断コマンドを送出し、装置診断コマンドはコントローラ・エリア・ネットワークを介して車体制御装置に送信される（ステップＳ６１０）。

中央処理装置４４０が送出した制御データは、検出装置、盗難防止装置またはセンサなどとすることができる外部装置４７０が要求したものである可能性があるうえ、接続ポート４６０を介して中央処理装置４４０に通知されるか、または中央処理装置４４０が自発的に制御データを出力するものである。例えば送出される制御データは例えばドアロック（Ｌｏｃｋ）とされる。このとき中央処理装置は図８Ｂに示すコマンドデータベースに基づいて、第０モデルで、ファンクション（Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）が「Ｆ１Ｌｏｃｋ」である装置診断コマンドを取得して、車体制御装置に送る。

続いて、車体制御装置を用いて装置診断コマンドに含まれるネットワーク識別子および制御データを分析することで、ネットワーク識別子に対応する車載機器が装置診断コマンドに基づいて対応動作を実行するよう命令する（ステップＳ６２０）。

図８Ｂから理解できるように、ファンクション（Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）が「Ｆ１Ｌｏｃｋ」である装置診断コマンドは、ネットワーク識別子が「００１Ｃ」、開始時間（ＳｔａｒｔＴｉｍｅ）が０、制御データが「０２、５５、ＡＡ」である第１の制御コマンドと、ネットワーク識別子が「００１Ｃ」、開始時間（ＳｔａｒｔＴｉｍｅ）が１４、制御データが「００、００、００」である第２の制御コマンドとを含む。００１Ｃの対応する車載機器を方向指示灯に、車体制御装置は０秒から装置制御コマンドを送出し、１４ミリ秒後に装置制御コマンドの出力を停止するように設定すると、方向指示灯は０秒から起動し、１４ミリ秒後で消灯する。この法則性で、単一のコマンドまたは連続したコマンドを作成できる。

データの取り込みでは、コマンドデータベース４１０、中央処理装置４４０およびＣＡＮコントローラ４５０の送信データキャッシュモジュールにより実現される。その方法は次のステップである。

自動車の検知・制御統合装置を用いて、車載機器が出力した状態応答データを取り込むとともに、状態応答データに一致した状態診断データを出力する（ステップＳ６３０）

例えば、受信データキャッシュモジュール４５１が、ネットワーク識別子が００１Ｆであるデータパケットを受信したとき、これを中央処理装置４４０に送信する。中央処理装置４４０は、状態データベースより、第０モデルで、ネットワーク識別子が００１Ｆである状態診断データを取得して、データパケットに含まれる状態応答データにインタプリトを行う。図７Ｂから理解できるように、ネットワーク識別子が００１Ｆであるファンクションはドアオープン（Ｆ１ＤｏｏｒＯｐｅｎ）、インデックスバイトは４個目のバイト、インデックスビットは２個目のビット、使用される信号はＰ０であり、それは第０チャネルを正極トリガとして作動させることを意味している。最後に中央処理装置４４０は一致した状態診断データを接続ポート４６０から外部装置４７０に出力する。

例えば外部装置４７０が検出装置である場合には、取得した状態診断データに基づいて車載機器の動作が正常であるか否かを判断する。もし外部装置が盗難防止装置である場合には、現在、アラーム設定（ＡＲＭ）であるか、またはアラーム解除（ＤｉＳＡＲＭ）であるかに基づいて、更に取得した状態診断データ（つまりドアオープン（Ｆ１ＤｏｏｒＯｐｅｎ））に基づいてアラーム信号を送出するか否かを判断する。

以上、自動車の検知・制御統合装置は、例えば盗難防止装置、走行レコーダ、パフォーマンスインジケータ（Ｇａｕｇｅ）などの何らかの外部装置について、データ監視、取り込みの技術を用いて外部装置の設定または関連する動作を起動させている。そして外部装置が送出した要求は、自動車の検知・制御統合装置を介してフォーマットが一致したコマンドを送出することで各車載機器を制御するとともに、コントローラ・エリア・ネットワーク自体が使用する制御形態を妨げることはなくなる。また、このような検知・制御原理は、自動車における診断作業に用いられ、データパケットを取り込むことで車載機器の応答を検出し、装置制御コマンドの送出により単一の、一部の、または同じ機能属性の車載機器を作動させることで、車載機器の診断の利便性を図り、ひいては装置の適用範囲を広げることができる。

図５を参照されたい。これは本発明の実施例における自動車の検知・制御データベースの作成方法である。主に車体制御装置と複数の車載機器とから構成されているコントローラ・エリア・ネットワークに対して、その伝送されたデータパケットを解析するとともに、図４のように、自動車の検知・制御統合装置で使用されるコマンドデータベースおよび状態データベースを作成する。全体の流れは、診断方式でデータベースの作成が行われる。

まず、コントローラ・エリア・ネットワークのコンフィグレーション構成を判断する（ステップＳ５１０）。この判断方法には下記の二種類がある。

一、コントローラ・エリア・ネットワークの物理層を分析し、それがシングルワイヤＣＡＮ（ＳｉｎｇｌｅＷｉｒｅＣＡＮ）であるか、ツーワイヤＣＡＮ（ＴｗｏＷｉｒｅＣＡＮ）であるかを判断する。異なる配線構造では、使用される通信プロトコル、データパケットの伝送方式、伝送速度が異なるため、予め判断しなければならない。

二、コントローラ・エリア・ネットワークのデータ接続層を分析する。このデータ接続層は国際標準１１８９８−１（ＩＳＯ１１８９８−１）規格のプロトコルを使用してデータパケットを伝送している。そして条件の分析では、正確なデータパケットを取り込むために、データパケットの伝送に使用されるボーレート（ＢａｕｄＲａｔｅ）およびデータパケットの識別子長さが含まれる。このボーレートには、３３．３３３Ｋｂｐｓ、８３．３３３Ｋｂｐｓ、１００Ｋｂｐｓ、１２５Ｋｂｐｓ、２５０Ｋｂｐｓおよび５００Ｋｂｐｓなどのタイプがあり、識別子長さには１１ビット（ｂｉｔ）および２９ビットの二種類がある。ただしボーレートおよび識別子長さのタイプはこれに限定されない。

次ぎに、コンフィグレーション構成に基づいて、各車載機器の動作時に、コントローラ・エリア・ネットワークが送信した複数のデータパケットを取り込む（ステップＳ５２０）。

例えば、ドアスイッチ（ＤｏｏｒＳｗｉｔｃｈ）がオンしたとき、ＣＡＮバス４５６上で送信されるデータパケットを取り込む。これらデータパケットは車体制御装置が送信した制御データ、およびドアスイッチに対応するドア制御モジュール（ＤｏｏｒＣｏｎｔｒｏｌＭｏｄｕｌｅ）から返信された状態応答データが含まれ得る。そして取り込みの手法は８３．３３３Ｋの伝送速度でデータパケットを取り込むものであり、各データパケットの識別子長さは１１ｂｉｔである。

データパケットを用いて、車体制御装置が出力した制御データ、車載機器のネットワーク識別子および状態識別子を分析する（ステップＳ５３０）。

ドアスイッチを例に取れば、このドアスイッチはオープン状態およびクローズ状態となり、返信されるデータパケットは異なる。正確に言えば、データパケットに含まれる車載機器のネットワーク識別子は同じであり得るが、状態応答データは異なる。二つの異なる状態応答データにより、その変更されたインデックスバイト（ＩｎｄｅｘＢｙｔｅ）およびインデックスビットにおける実際に変更されたインデックスビット（Ｉｎｄｅｘｂｉｔ）、およびその状態識別子の示す意味を分析する。

図７Ａに示すように、ファンクションが「ドアスイッチ」であり、これが対応するネットワーク識別子（ＣＡＮＩＤ）が「００１Ｆ」、その状態応答データは４個目のバイトにおける２個目のビットを検査する必要がある。論理数値（ＬｏｇｉｃａｌＮｕｍｂｅｒ）が１ではドアスイッチがオンを示し、論理数値が０ではドアスイッチがオフであることを示している。この法則性で、各車載機器の分析を行う。

コントローラ・エリア・ネットワークのコンフィグレーション構成、車載機器のファンクション、車載機器のネットワーク識別子および状態識別子を集約して、状態診断データを作成するとともに、全ての車載機器の状態診断データを整合して状態データベースを作成する（ステップＳ５４０）。

コンフィグレーション構成とは、前記したボーレートおよび識別子長さを指し、車載機器のファンクション、車載機器のネットワーク識別子および図７Ａにて集められ整理された状態データといった状態識別子は、各車載機器に対応する状態診断データ、つまり各状態応答データのインタプリト法則を逐一整合して作成し、更に全ての状態応答データを整合して、図７Ｂに示す状態データベースを作成する。

車載機器に対応する制御データおよび車載機器のネットワーク識別子のデータの依存関係を判断し、車載機器に対応する装置診断コマンドを分析するとともに、コントローラ・エリア・ネットワークのコンフィグレーション構成および装置診断コマンドを集約して、コマンドデータベースを作成する（ステップＳ５５０）。

図８Ａに示す表のように、ドアロックを例に取れば、車体制御装置がロック（Ｌｏｃｋ）制御を送出したとき、そのネットワーク識別子が「００１Ｃ」、制御データ（ＣｏｍｍａｎｄＤａｔａ）がそれぞれ「２０２０４８４８」、「１０１０４８４８」および「００００００００」であり、時間長さが各々「００１４」、「００１４」および「００００００００」である３つのパケットデータを送出する。その後、作動する車載機器はドアロック、方向指示灯であり、しかも２０ミリ秒（ｍｉｌｌｉｓｅｃｏｎｄ；ｍｓ）で停止する。つまり、車体制御装置は２０ミリ秒内に、ロック（Ｌｏｃｋ）および方向指示灯を起動する制御データを継続的に送出し、２０ミリ秒の後には、動作を停止する制御データを送出して、方向指示灯およびドアロックの継続的な作動を停止する。

車載機器が応答する状態応答データを参照するか、または状態データベースを用いて装置診断コマンドを設定し、車載機器の制御データ、ネットワーク識別子および状態応答データのデータの依存関係を判断して、車載機器に対応する装置診断コマンドを作成する。更にコントローラ・エリア・ネットワークのコンフィグレーション構成および全ての装置診断コマンドを整合して、図７Ｂに示すコマンドデータベース４１０を記憶し作成する。

しかし作成された装置診断コマンドおよび状態診断データはデータに依存しているので、コマンドデータベース４１０および状態データベース４２０は互いに導き出すことができる。しかも、コマンドデータベース４１０および状態データベース４２０が、車種の異なる多種類のコントローラ・エリア・ネットワークのデータを記録する場合には、コマンドデータベースおよび状態データベースにて各々モデル（Ｍｏｄｅｌ）の枠を新たに増設することで、各々装置診断コマンドおよび状態診断データに対応するモデル数値（ＭｏｄｅｌＮｕｍｂｅｒ）を記録し、モデル数値によりそのデータが適用可能な車種を区別することができる。例えば、モデル数値が０では、そのデータがベンツ−Ｓ３２０（ＢｅｎｚＳ３２０）の車種に、モデル数値が１では、トヨタ−ＲＡＶ−４の車種に適用されることを示すことができる。あとはこの法則性に基づくものである。

本発明は確かに前記の好ましい実施例を上記のごとく開示しているが、これは本発明を限定するためのものではなく、当業者により、本発明の技術的思想および範囲を逸脱することなく、行われる変更および付加といった等価な置換は、本発明の特許で保護する範囲内に含まれる。

従来技術における第１の種類の構造概略図である。従来技術における第２の種類の構造概略図である。従来技術における第３の種類の構造概略図である。本発明の実施例における装置の構造概略図である。本発明の実施例における検知・制御データベースの作成フローチャートである。本発明の実施例における検知・制御方法のフローチャートである。本発明のコントローラ・エリア・ネットワークのデータ解析テーブルである。本発明の実施例における状態データベースのデータ格納概略図である。本発明のコントローラ・エリア・ネットワークのコマンド解析テーブルである。本発明の実施例におけるコマンドデータベースのデータ格納概略図である。

符号の説明

１００ＩＣキー
１０１車体制御装置
１０２右前ドア制御モジュール
１０３左前ドア制御モジュール
１０４左後ドア制御モジュール
１０５右後ドア制御モジュール
１０６前方信号アクセスモジュール
１０７後方信号アクセスモジュール
１０８ＣＡＮバス
１０９リモコンキー
１１０制御統合装置
１１１盗難防止装置
１１２パフォーマンスインジケータ
１１３走行レコーダ
１１４診断ソケット
２０１ドアスイッチ
２０２ドアモータ
２０３左ヘッドライト
２０４右ヘッドライト
２０５ブレーキシステム
２０６イグニションスイッチ
２０７パフォーマンスインジケータ
２０８エンジン
２０９マルチメディア機器
４１０コマンドデータベース
４２０状態データベース
４３０モデル切替スイッチ
４３１ＤＩＰスイッチ
４３２モデルデータベース
４４０中央処理装置
４５０ＣＡＮコントローラ
４５１受信データキャッシュモジュール
４５２識別子対照テーブル
４５３コンフィグレーション設定モジュール
４５４送信データキャッシュモジュール
４５５コマンド出力テーブル
４５６ＣＡＮバス
４６０接続ポート
４７０外部装置

Claims

車体制御装置（ＢｏｄｙＣｏｎｔｒｏｌＭｏｄｕｌｅ；ＢＣＭ）と複数の車載機器とから構成されているコントローラ・エリア・ネットワークに接続される自動車の検知・制御統合装置であって、前記自動車の検知・制御統合装置は、
前記複数の車載機器に対応する複数の装置診断コマンドを提供するコマンドデータベースと、
前記複数の車載機器に対応する複数のネットワーク識別子および状態診断データを提供する状態データベースと、
前記コマンドデータベースに記録されているデータフォーマットに基づいて、検知された前記車載機器に対応する装置診断コマンドを出力し、そしてデータパケットと前記状態データベースとを一致させて、対応する状態診断データを出力する中央処理装置と、
国際標準１５７６５−４（ＩＳＯ１５７６５−４）の通信プロトコルに基づいて前記コントローラ・エリア・ネットワークに接続されているＣＡＮコントローラと、
モデル数値を提供するモデル切換えスイッチと、を備え、
前記ＣＡＮコントローラは、
前記装置診断コマンドを記録するとともに、前記装置診断コマンドを前記コントローラ・エリア・ネットワークを介して順次出力することで、前記車体制御装置が前記装置診断コマンドに基づいて対応する前記車載機器を制御するように命令する送信データキャッシュモジュールと、
前記状態データベースの前記複数のネットワーク識別子を取得するとともに、前記コントローラ・エリア・ネットワークが送信した前記データパケットを取り込み前記複数のネットワーク識別子を一致させることで、一致した前記データパケットを前記中央処理装置に出力する受信データキャッシュモジュールと、
前記ＣＡＮコントローラがデータを送信するボーレート（ＢａｕｄＲａｔｅ）を設定するコンフィグレーション設定モジュールと、を備え、
前記コマンドデータベースには、前記装置診断コマンドの各々に対応するモデル数値が記録されるとともに、前記モデル切換えスイッチのモデル数値に基づいて対応する少なくとも一つの装置診断コマンドを提供し、
前記状態データベースには、前記状態診断データの各々に対応するモデル数値が記録されるとともに、前記モデル切換えスイッチのモデル数値に基づいて対応する少なくとも一つの状態診断データを提供することを特徴とする、自動車の検知・制御統合装置。
前記コマンドデータベースには前記装置診断コマンドの各々に対応するボーレートが記録され、前記状態データベースには前記状態診断データの各々に対応するボーレートが記録されていることを特徴とする請求項１に記載の自動車の検知・制御統合装置。
前記ＣＡＮコントローラおよび前記中央処理装置がデータを送信する識別子長さ、および前記中央処理装置が前記データパケットを取得し、前記装置診断コマンドの出力に使用される識別子長さを設定するコンフィグレーション設定モジュールを更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の自動車の検知・制御統合装置。
前記コマンドデータベースには前記装置診断コマンドの各々に対応する識別子長さが記録され、前記状態データベースには前記状態診断データの各々に対応する識別子長さが記録されていることを特徴とする請求項１に記載の自動車の検知・制御統合装置。
前記装置診断コマンドの各々が車載機器のネットワーク識別子、前記車載機器の制御データおよび前記制御データの実行時間を含むことを特徴とする請求項１に記載の自動車の検知・制御統合装置。
前記車体制御装置が、前記ネットワーク識別子に基づいて前記車載機器との直接の通信パスを構築するとともに、前記直接の通信パスを介して、前記実行時間で指定されている時間の間、前記制御データを前記車載機器に出力し続けることを特徴とする請求項５に記載の自動車の検知・制御統合装置。
前記モデル切換えスイッチが、ＤＩＰスイッチ（ＤＩＰＳｗｉｔｃｈ）と、複数のモデル数値を含むとともに前記ＤＩＰスイッチの動作状態に基づいて対応するモデル数値を提供するモデルデータベースと、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の自動車の検知・制御統合装置。
前記データパケットが、前記車載機器が出力した状態応答データであることを特徴とする請求項１に記載の自動車の検知・制御統合装置。
車体制御装置（ＢｏｄｙＣｏｎｔｒｏｌＭｏｄｕｌｅ；ＢＣＭ）と複数の車載機器とから構成されているコントローラ・エリア・ネットワークに接続される自動車の検知・制御統合装置であって、前記自動車の検知・制御統合装置は、
前記複数の車載機器に対応する複数の装置診断コマンドを提供するコマンドデータベースと、
前記コマンドデータベースに基づいて車載機器に対応する装置診断コマンドを出力する中央処理装置と、
国際標準１５７６５−４（ＩＳＯ１５７６５−４）の通信プロトコルに基づいて前記コントローラ・エリア・ネットワークに接続されるとともに、前記装置診断コマンドを前記コントローラ・エリア・ネットワークを介して出力することで、前記車体制御装置が前記装置診断コマンドに基づいて対応する前記車載機器を制御するように命令するＣＡＮコントローラと、
前記中央処理装置および前記ＣＡＮコントローラが前記ボーレートでデータの送信を行うよう設定するコンフィグレーション検知モジュールと、
モデル数値を提供するモデル切換えスイッチと、を備え、
前記コマンドデータベースには前記装置診断コマンドの各々に対応するモデル数値が記録されるとともに、前記モデル数値に基づいて対応する少なくとも一つの装置診断コマンドを提供することを特徴とする自動車の検知・制御統合装置。
前記複数の車載機器に対応する複数のネットワーク識別子および状態診断データを提供する状態データベースを更に備え、前記ＣＡＮコントローラが更に前記コントローラ・エリア・ネットワークが送信したデータパケットを取り込むとともに出力し、前記中央処理装置が前記データパケットを前記状態データベースに一致させることで、対応する状態診断データを出力することを特徴とする請求項９に記載の自動車の検知・制御統合装置。
前記コマンドデータベースには前記装置診断コマンドの各々に対応するボーレートが記録されていることを特徴とする請求項９に記載の自動車の検知・制御統合装置。
前記装置診断コマンドの各々が車載機器のネットワーク識別子、前記車載機器の制御データおよび前記制御データの実行時間を含むことを特徴とする請求項９に記載の自動車の検知・制御統合装置。
前記モデル切換えスイッチが、ＤＩＰスイッチ（ＤＩＰＳｗｉｔｃｈ）と、複数のモデル数値を含むとともに前記ＤＩＰスイッチの動作状態に基づいて対応するモデル数値を提供するモデルデータベースと、を備えたことを特徴とする請求項９に記載の自動車の検知・制御統合装置。
前記車体制御装置には外部装置が更に接続されており、前記車体制御装置は前記装置診断コマンドに基づいて前記外部装置の動作を制御することを特徴とする請求項９に記載の自動車の検知・制御統合装置。