JP5920370B2 - 電子制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数のデバイスを搭載し当該デバイス間で通信処理を行う電子制御装置に関する。

この種の燃料噴射制御装置は、例えばマイコン及びＩＣなどの複数のデバイスを搭載し、第１および第２のデバイス間で通信処理することで各種動作を実現するものがある。複数のデバイスが、調歩同期式通信によりデータ通信する場合、パリティエラー、フレーミングエラー等を生じたときには、受信部の復帰処理を行う。このとき、受信部は例えば一旦受信禁止状態とし受信バッファを初期化する。

特開平０３−２７０３３４号公報

第２のデバイスの復帰処理の完了タイミングは、第１のデバイス側で把握できないため、第２のデバイスの受信部が復帰処理を完了したときに、第１のデバイスの送信部がデータ送信途中である可能性がある。このとき、第２のデバイスの受信部は、第１のデバイスの送信部がデータ送信している途中のビットをスタートビットとして誤認識してしまう可能性があり、通信エラーとして検出される。この場合、第２のデバイスは再び復帰処理を行い、結果的に何度も復帰処理を繰り返し、ハングアップしてしまう虞がある。

このような問題を解決するため、特許文献１記載の技術では、通信エラー発生時においてデータ開始を示すキャラクタを検出する検出部を待機状態にし、受信部が復帰処理を完了し次の受信データの開始を示すキャラクタを検出するまで、受信部によるエラー検出処理や、メモリへの受信データ転送を行わないようにすることが記載されている。

しかし、この構成では、受信データの開始を示すキャラクタを通信データに付加することを前提としており、スタートビットがデータ開始を示す調歩同期式通信には不向きである。また、この特許文献１記載の技術を適用しようとすると、キャラクタを検出するために例えば専用のハードウェア又はソフトウェアを必要としてしまう。

本発明の目的は、調歩同期式通信するときに、受信部が何度も復帰処理を繰り返すことなく通信処理を正常に継続できるようにした電子制御装置を提供することにある。

請求項１記載の発明によれば、第１のデバイスは、データの送信バッファおよび送信部を備え、送信部が送信バッファ内のデータを調歩同期式通信により送信する。第２のデバイスの受信部は、調歩同期式通信によりデータを受信する。受信部が通信エラーを検出すると、第２のデバイスの通信中断信号送信部は第１のデバイスに通信中断信号を送信し、第２のデバイスの復帰部は受信部の復帰処理を行う。そして、復帰部により受信部が復帰されると、第２のデバイスの再開信号送信部は、第１のデバイスに通信再開信号を送信する。

第１のデバイスの中断初期化部は、第２のデバイスの通信中断信号送信部から通信中断信号が受信されたことを条件として送信部による送信処理を中断して送信バッファを初期化する。さらに、第１のデバイスの通信再開部は、第２のデバイスの再開信号送信部から通信再開信号が受信されたことを条件として、送信部によるデータ送信処理を再開指示する。

このため、第２のデバイスの受信部が正常に復帰処理してから、第１のデバイスの送信部がデータ送信処理を再開できるため、第２のデバイスの受信部は第１のデバイスの送信部から送信されるデータを正常に受信できる。これにより、第２のデバイスの受信部が何度も復帰処理を繰り返すことなく正常に通信処理を継続できる。

請求項２記載の発明によれば、第１のデバイスは、第２のデバイスの通信再開信号を受信したときに、中断初期化部により中断処理又は送信バッファの初期化処理が継続している場合には、通信再開部は、中断初期化部による中断処理及び初期化処理が完了された後に送信部に対しデータ送信の再開指示をする。この構成によれば、第２のデバイスは第１のデバイスの状態を予め確認することなく再開信号送信部により第１のデバイスに送信再開信号を送信できる。

本発明の第１実施形態において、電子制御装置の内部の電気的構成を概略的、機能的に示すブロック図 処理動作を概略的に示すフローチャート 処理動作を概略的に示すタイミングチャート（その１） 処理動作を概略的に示すタイミングチャート（その２） 本発明の第２実施形態において、電子制御装置の内部の電気的構成を概略的、機能的に示すブロック図

以下、本発明の幾つかの実施形態について図面を参照しながら説明する。第２実施形態においては、第１実施形態と同一機能を備えた部分について同一符号を付して説明を省略し異なる部分を中心に説明する。

（第１実施形態）
図１〜図４は第１実施形態を示す。図１は、電子制御装置１内の電気的構成を概略的に示すブロック図である。この電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）１は、マイクロコンピュータ（以下、マイコンと略す）２、および、カスタムの集積回路装置（ＩＣ：Integrated Circuit）３を備える。この電子制御装置１は、例えば外部に接続される各種のセンサ４を駆動し、センサ４からセンサ信号を受信する。センサ４は、例えばＡ／Ｆセンサなどによる。センサ４の種類は一例でありＡ／Ｆセンサに限られるものではない。

センサ４のセンサ信号は、集積回路装置３に与えられる。集積回路装置３は、Ａ／Ｄ変換器５、調歩同期式送信部（以下送信部と称す）６、通信再開部７、中断初期化部８、などの機能をハードウェアとして備えている。送信部６は、送信データを一時的に保持する送信バッファ９を備える。

また、センサ４のセンサ信号は、集積回路装置３内の送信部６からマイコン２に与えられる。マイコン２は、調歩同期式受信部（以下受信部と称す）１０、復帰部１１、送信部１２としての機能を備える。なお、これらの機能はハードウェアで実現してもよいし、ソフトウェアで実現してもよい。受信部１０は、受信データを一時的に蓄積する受信バッファ１３を備える。

送信部１２は、再開信号送信部１４、通信中断信号送信部１５などの機能を備えている。なお、これらの機能はハードウェアで実現してもよいし、ソフトウェアで実現してもよい。マイコン２内の送信部１２は、集積回路装置３との間で例えば単線１６により接続されている。通信中断信号送信部１５は、通信中断信号を集積回路装置３に送信する機能を備える。再開信号送信部１４は、通信再開信号を集積回路装置３に送信する機能を備える。

通信中断信号送信部１５は、通信中断信号として例えば立上りエッジを、単線１６を通じて送信し、再開信号送信部１４は、通信再開信号として例えば立下りエッジを、単線１６を通じて集積回路装置３に送信するように設定されている。なお、これらの取り決めは、逆であっても良い。すなわち、通信中断信号として例えば立下りエッジを用い、通信再開信号として立上りエッジを用いても良い。これにより単線１６のみを用いて通信中断信号及び通信再開信号を送信できる。

マイコン２の通信中断信号送信部１５が通信中断信号を集積回路装置３に与えると、集積回路装置３の中断初期化部８は、送信部６に通信処理を中断して送信バッファ９を初期化する指令信号を与える。送信バッファ９の初期化が完了すると、送信部６は中断初期化部８に完了信号を送信し、この場合、中断初期化部８は初期化完了である旨を示す初期化完了信号を通信再開部７に送信する。

集積回路装置３の通信再開部７は、この初期化完了信号が与えられると、マイコン２の再開信号送信部１４から通信再開信号を集積回路装置３に与えられていることを条件として、送信部６に通信処理を再開指示する指令信号を与えるようになっている。

上記構成の作用を説明する。図２はマイコン２と集積回路装置３の各動作を概略的に示すフローチャートであり、図３、図４はマイコンと集積回路装置の各動作を概略的に示すタイミングチャートである。

まず、センサ４はセンサ信号を集積回路装置３のＡ／Ｄ変換器５にセンサ信号を送信する。Ａ／Ｄ変換器５は、このセンサ信号をＡ／Ｄ変換処理しデジタルデータとして集積回路装置３内の送信バッファ９に蓄積する。

集積回路装置３内では、送信部６が調歩同期通信することで送信バッファ９内の送信データをマイコン２側に送信する（図２（ｂ）のＳ１、図３及び図４のＡ１）。すなわち、送信部６は、スタートビット、１ブロック分の通信データ、ストップビットをマイコン２側に送信する。そして、集積回路装置３内では、送信部６が送信完了したか否か（図２（ｂ）のＳ２）、中断初期化部８が通信中断信号を受信したか否か（図２（ｂ）のＳ３）を判定し続ける。

他方、マイコン２側において、受信部１０は集積回路装置３の送信部６からデータを受信中であれば（図２（ａ）のＴ１：ＹＥＳ）、通信エラーを生じているか否かを判定しながらデータを受信し続ける（図２（ａ）のＴ２：ＮＯ、Ｔ３：ＮＯ）。そして、マイコン２側では、受信部１０はデータ受信中にエラーを生じなければ受信完了し（図２（ａ）のＴ３：ＹＥＳ）、マイコン２は受信バッファ１３に蓄積されたデータを取得する（図２（ａ）のＴ４、図３のＡ２）。

他方、集積回路装置３内では、中断初期化部８により通信中断信号を受信することなく（図２（ｂ）のＳ３：ＮＯ）送信部６が送信処理を完了すると（図２（ｂ）のＳ２：ＹＥＳ）、通常のデータ通信処理を通常終了する。その後、さらにセンサ４によるセンサ信号が、Ａ／Ｄ変換器５を通じて送信バッファ９にデータとして蓄積されると、集積回路装置３およびマイコン２は、それぞれ再度ステップＳ１、Ｔ１から処理を繰り返す（図３及び図４のＡ３、Ａ４参照）。

この処理が順次繰り返されるが、何らかの影響により通信エラーを生じた場合の処理を説明する。
集積回路装置３の送信部６が送信バッファ９に蓄積されたデータをマイコン２の受信部１０に送信し続けたときに何らかの影響に応じて通信エラーを生じる。すると、マイコン２側では、受信部１０がエラーを生じたと判定する（図２（ａ）のＴ２：ＹＥＳ）。マイコン２側では、受信部１０は送信部１２に中断指令を送信すると共に復帰部１１に復帰指令を出力する。マイコン２側では、送信部１２は、通信中断信号送信部１５により通信中断信号を集積回路装置３に送信する（図２（ａ）のＴ５）。そして、マイコン２側では、復帰部１１が初期化処理を行う。この復帰部１１は、受信バッファ１３の初期化（クリア）など受信可能状態にするための復帰処理を行う。この復帰処理では、電源再起動処理、リセット処理などの各種処理を行っても良い。

他方、集積回路装置３側では、中断初期化部８が通信中断信号を受信したと判定し（図２のＳ３：ＹＥＳ）、送信禁止状態に設定する（図２（ｂ）のＳ４）。続いて、中断初期化部８は、送信バッファ９を初期化（クリア）する（図２（ｂ）のＳ５）。すなわち、中断初期化部８は、マイコン２側に送信中の一ブロックの送信データを破棄して初期化する。このとき、集積回路装置３側では、通信再開部７により通信再開信号を受信するまで待機する（図２（ｂ）のＳ６：ＮＯ）。

他方、マイコン２側では、ステップＴ５において通信中断信号送信部１５が通信中断信号を送信すると、受信部１０による受信処理を一旦禁止状態に設定し（図２（ａ）のＴ６）、復帰部１１により受信バッファ１３を初期化する（図２（ａ）のＴ７）。すなわち、受信部１０は、集積回路装置３側から受信した一群の受信データを破棄する。その後、マイコン２は、受信部１０による受信処理を可能状態に設定し（図２（ａ）のＴ８）、再開信号送信部１４が通信再開信号を送信する（図２（ａ）のＴ９）。

集積回路装置３側では、通信再開部７が通信再開信号を受信するタイミングにおいて送信バッファ９が初期化完了されているか否かにより処理が異なる。これらの処理について、参照図面を図３、図４に分けて説明する。

＜通信再開信号の受信時に送信バッファ９が初期化されている場合：図３＞
マイコン２の再開信号送信部１４が通信再開信号を集積回路装置３に送信すると、集積回路装置３側では通信再開部７がこの通信再開信号を受信する（図２（ｂ）のＳ６：ＹＥＳ）。

他方、集積回路装置３側では送信バッファ９が初期化されると（図２（ｂ）のＳ７：ＹＥＳ、図３のＡ７参照）、送信部６が中断初期化部８に完了信号を送信し、中断処理化部８は初期化完了である旨を示す初期化完了信号を通信再開部７に送信する。

集積回路装置３側では、通信再開信号を受信したときに送信バッファ９が初期化されていると、通信再開部７は、通信再開信号を送信部６に即座に送信し送信指示することで通信可能状態に設定する（図２（ｂ）のＳ８、図３のＡ８）。そして、図２（ｂ）のステップＳ１に戻って処理を繰り返す。これにより、集積回路装置３側からマイコン２側にデータ送信処理を正常に継続できるようになる（図３のＡ９、Ａ１０）。

＜通信再開信号の受信時に送信バッファ９が初期化されていない場合：図４＞
他方、マイコン２の再開信号送信部１４が通信再開信号を集積回路装置３に送信し、集積回路装置３側では通信再開部７がこの通信再開信号を受信する（図２（ｂ）のＳ６：ＹＥＳ）が、集積回路装置３側において、通信再開部７が通信再開信号を受信したタイミングにおいて送信バッファ９が初期化完了されていなければ（図２（ｂ）のＳ７：ＮＯ、図４のＡ８）、送信バッファ９が初期化されるまでステップＳ５〜Ｓ７の処理を繰り返す。そして、集積回路装置３側では、送信バッファ９が初期化完了されると（図２（ｂ）のＳ７：ＹＥＳ、図４のＡ７）、送信部６は中断初期化部８に完了信号を送信し、中断初期化部８は初期化完了である旨を示す初期化完了信号を通信再開部７に送信する。

通信再開部７は、中断初期化部８から初期化完了信号を受信すると、送信部６に通信再開信号を送信し送信指示することで通信可能状態に設定し（図２（ｂ）のＳ８）、図２（ｂ）のステップＳ１に戻って処理を繰り返す。これにより、集積回路装置３側からマイコン２側にデータ送信処理を正常に継続できるようになる（図４のＡ９、Ａ１０）。

＜まとめ＞
本実施形態によれば、集積回路装置３側の中断初期化部８は、マイコン２の通信中断信号送信部１５から通信中断信号が受信されたことを条件として、送信部６による送信処理を中断して送信バッファ９を初期化し、通信再開部７は、再開信号送信部１４から通信再開信号が受信されたことを条件として、送信部６によるデータの送信処理を再開指示している。

このため、マイコン２内の受信部１０が正常に復帰してから、集積回路装置３の送信部６がデータ送信処理を再開できるため、マイコン２内の受信部１０は集積回路装置３の送信部６から送信されるデータを正常に受信できる。これにより、受信部１０が何度も復帰処理を繰り返すことなく正常に通信処理を継続でき、ハングアップを防止できる。

集積回路装置３が、マイコン２の再開信号送信部１４から通信再開信号を受信したときに中断初期化部８による中断処理又は送信バッファ９の初期化処理が継続している場合には、通信再開部７が中断初期化部８による中断処理及び初期化処理が完了された後に、送信部６に対しデータの送信再開指示をしている。このため、マイコン２は、集積回路装置３の状態を予め確認することなく、再開信号送信部１４により集積回路装置３に送信再開信号を送信できるようになる。

また、マイコン２の送信部１２が集積回路装置３との間で単線１６により接続されている場合には、当該単線１６を通じて通信再開信号及び通信中断信号を送信できるため、マイコン２及び集積回路装置３間の送受信処理に要する端子数を極力少なくできる。

（第２実施形態）
図５は第２実施形態を示す。第２実施形態が第１実施形態と異なるところは、クロック同期式通信線を通じて通信中断信号又は／及び通信再開信号を送受信するようにしたところである。前述実施形態と同一又は類似部分には同一又は類似符号を付して必要に応じて説明を省略し、以下異なる部分を中心に説明する。

図５に示すように、マイコン２側では、図１に示す送信部１２に代えて、クロック同期式通信部（以下、通信部と略す）１７が設けられている。また、集積回路装置３側にも、クロック同期式通信部（以下、通信部と略す）１８が設けられている。これらの通信部１７及び１８間には、クロック線１９ａ、マイコン２から集積回路装置３へのデータ線１９ｂ、集積回路装置３からマイコン２へのデータ線１９ｃからなるクロック同期式通信線１９が接続されている。

通信部１８には、一群のレジスタ２０が接続されている。レジスタ２０は、集積回路装置３を各種動作させるための内部制御レジスタ２０ａ、２０ｂ…を含むものであり、これらの制御レジスタ２０ａ、２０ｂ…は、マイコン２から各通信部１７及び１８を通じて値を設定可能になっている。

これらの一群のレジスタ２０には、調歩同期式通信の中断／再開設定用のレジスタ２０ｚも用意されている。このレジスタ２０ｚは、マイコン２から各通信部１７及び１８を通じて「中断」、「再開」などを設定可能になっている。

例えば、マイコン２及び集積回路装置３が、通信部１７及び１８によりクロック同期式通信処理を行い、マイコン２からレジスタ２０ｚに「中断」である旨を書き込むと、中断初期化部８はこのレジスタ２０ｚの値を読出し、送信部６に中断初期化指示を行い中断処理及び初期化処理を行う。また、マイコン２からレジスタ２０ｚに「再開」である旨を書き込むと、通信再開部７はこのレジスタ２０ｚの値を読出し、送信部６に送信再開指示する。その他の処理は前述実施形態と同様である。

本実施形態によれば、マイコン２はクロック同期式通信線１９を通じて通信中断信号又は／及び通信再開信号を送信できることになる。本実施形態では、このクロック同期式通信線１９は、各種制御レジスタ２０ａ、２０ｂ…の設定にも用いられるため、当該クロック同期式通信線１９を共用使用してレジスタ２０ｚを設定できる。これにより、通信中断信号又は／及び通信再開信号を送信するための専用線を別途用意することなく構成でき、マイコン２及び集積回路装置３の外部接続用のピンを削減できる。

（他の実施形態）
本発明は、前述実施形態に限定されるものではなく、例えば以下に示す変形又は拡張が可能である。第２実施形態で説明したクロック同期式通信線１９は通信中断信号又は／及び通信再開信号を送受信するために専用線として設けても良い。

なお、特許請求の範囲に付した括弧付き符号は本願明細書の構成要素に対応する符号を付したものであり構成要素の一例を挙げたものである。したがって、本願に係る発明は当該特許請求の範囲の構成要素に付した符号に限られるわけではなく、特許請求の範囲内の用語又はその均等の範囲で様々な拡張が可能である。

図面中、１は電子制御装置、２はマイクロコンピュータ（第２のデバイス）、３は集積回路装置（第１のデバイス）、６は調歩同期式送信部（送信部）、７は通信再開部、９は送信バッファ、１０は調歩同期式受信部（受信部）、１１は復帰部、１４は再開信号送信部、１５は通信中断信号送信部、１６は単線、１７，１８はクロック同期式通信部、１９はクロック同期式通信線、を示す。

Claims (7)

1. データの送信バッファ（９）を備え前記送信バッファのデータを調歩同期式通信により送信する送信部（６）を具備する第１のデバイス（３）と、
   前記第１のデバイス（３）により送信されたデータを調歩同期式通信により受信し通信エラーを検出可能な受信部（１０）を具備する第２のデバイス（２）と、を備え、
   前記第２のデバイス（２）は、
   前記受信部（１０）により前記通信エラーが検出されたことを条件として前記第１のデバイス（３）に通信中断信号を送信する通信中断信号送信部（１５）と、
   前記受信部（１０）により通信エラーが検出されたことを条件として前記受信部（１０）の復帰処理を行う復帰部（１１）と、
   前記復帰部（１１）により前記受信部（１０）が復帰されたことを条件として前記第１のデバイス（３）に通信再開信号を送信する再開信号送信部（１４）と、を備え、
   前記第１のデバイス（３）は、
   前記第２のデバイス（２）の通信中断信号送信部（１５）から通信中断信号が受信されたことを条件として前記送信部（６）による送信処理を中断して送信バッファ（９）を初期化する中断初期化部（８）と、
   前記第２のデバイス（２）の再開信号送信部（１４）から通信再開信号が受信されたことを条件として、前記送信部（６）によるデータの送信処理を再開指示する通信再開部（７）と、を備えたことを特徴とする電子制御装置。
2. 請求項１記載の電子制御装置において、
   前記第１のデバイス（３）は、
   前記第２のデバイス（２）の再開信号送信部（１４）から通信再開信号を受信したときに前記中断初期化部（８）による中断処理又は前記送信バッファ（９）の初期化処理が継続している場合には、前記通信再開部（７）は、前記中断初期化部（８）による中断処理及び初期化処理が完了された後に前記送信部（６）に対しデータの送信再開指示することを特徴とする電子制御装置。
3. 請求項１または２記載の電子制御装置において、
   前記第１及び第２のデバイス（２、３）は、それぞれ、クロック同期式通信部（１７、１８）を備え、
   前記第２のデバイス（２）のクロック同期式通信部（１７）は、前記通信中断信号送信部（１５）として機能し、クロック同期式通信により前記第１のデバイス（３）のクロック同期式通信部（１８）に前記通信中断信号を送信することを特徴とする電子制御装置。
4. 請求項３記載の電子制御装置において、
   前記第１及び第２のデバイス（２及び３）間においてレジスタ（２０）の設定に用いられるクロック同期式通信線（１９）を備え、
   前記第２のデバイス（２）のクロック同期式通信部（１７）は、前記クロック同期式通信線（１９）を通じて前記第１のデバイス（３）に前記通信中断信号を送信することを特徴とする電子制御装置。
5. 請求項１〜４の何れか一項に記載の電子制御装置において、
   前記第１及び第２のデバイス（２、３）は、それぞれ、クロック同期式通信部（１７、１８）を備え、
   前記第２のデバイス（２）のクロック同期式通信部（１７）は、前記再開信号送信部（１４）として機能し、クロック同期式通信により前記第１のデバイス（３）に前記通信再開信号を送信することを特徴とする電子制御装置。
6. 請求項５記載の電子制御装置において、
   前記第１及び第２のデバイス（２及び３）間においてレジスタ（２０）の設定に用いられるクロック同期式通信線（１９）を備え、
   前記第２のデバイス（２）のクロック同期式通信部（１７）は、前記クロック同期式通信線（１９）を通じて前記第１のデバイス（３）に前記通信再開信号を送信することを特徴とする電子制御装置。
7. 請求項１または２記載の電子制御装置において、
   前記第１及び第２のデバイス（２及び３）間を接続する単線（１６）を備え、
   前記通信中断信号送信部（１５）は、前記単線（１６）を通じて前記通信中断信号として立上りエッジ又は立下りエッジの何れか一方を送信し、
   前記再開信号送信部（１４）は、前記単線（１６）を通じて前記通信再開信号として前記通信中断信号とは逆の立下りエッジ又は立上りエッジを送信することを特徴とする電子制御装置。

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