JP6806636B2

JP6806636B2 - 電子制御装置

Info

Publication number: JP6806636B2
Application number: JP2017123539A
Authority: JP
Inventors: 寛岩澤; 広津　鉄平; 鉄平広津; 純之荒田
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2017-06-23
Filing date: 2017-06-23
Publication date: 2021-01-06
Anticipated expiration: 2037-06-23
Also published as: WO2018235439A1; JP2019009620A

Description

本発明は、電子制御装置に関する。

［省配線化への要求］
近年の自動車の高機能化は著しく、それに伴って車両に搭載されるアクチュエータやセンサの数が増加している。それに伴い、上位ＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御装置）としての例えばエンジン制御ＥＣＵと、アクチュエータ（例えば燃料噴射用のインジェクタ）やセンサとの間を接続するワイヤハーネスの重量およびコストも増大している。これに対し、燃費改善等のための軽量化要求から、ワイヤハーネスを省配線化したいという要求が強まっている。以下、アクチュエータやセンサをアクチュエータ等と略して記述する。

上位ＥＣＵとアクチュエータ等との接続に用いられるワイヤハーネスの省配線化手法としては、従来は上位ＥＣＵとアクチュエータ等との間とを個別の配線で直結していたものを共通のバス配線で置き換え、さらに各アクチュエータ等に通信機能および制御機能を備える下位ＥＣＵを追加し、上位ＥＣＵから通信を介して伝達される指示をもとに下位ＥＣＵが制御動作を行う形式が有効である。

［バス配線と衝突回避の必要性］
上述の「バス配線」は、共通の配線に対して複数の電子制御装置を接続する接続形態である。本接続形態では、上位ＥＣＵが送信した信号は全ての下位ＥＣＵで受信されるという特徴がある。各下位ＥＣＵを区別するには、個別に割り当てられたＩＤを指定することでこれを行う。バス配線方式は、従来の直結方式と比べて配線の本数および構造が単純となるため、ワイヤハーネスの重量およびコストを軽減できるメリットがある。

一方で、バス配線方式にはデメリットも存在する。同一のバス配線の中でＩＤが重複してしまうと複数の下位ＥＣＵが同時に返信して信号が衝突しまい、通信が成立しないことがある点である。

［固有ＩＤ］
これを回避するには、同一のバス配線の中でのＩＤが重複しないように手段を講じる必要がある。これは、生産するすべての下位ＥＣＵに重複しない固有のＩＤ（以下、固有ＩＤと記す）を割り付けることで実現できる。ただしこの固有ＩＤは、その取り得る最大値を生産し得る下位ＥＣＵの数よりも多く確保する必要があるため、その桁数（固有ＩＤを二進数で表す場合、ｂｉｔ数）を大きくする必要がある。一方で、このＩＤは通信のたびに宛先として送信する必要があるため、桁数が多いとそのぶん通信効率の低下につながってしまう。

［起動時間への要求］
次に、自動車用制御装置（以下、車載ＥＣＵと記す）における起動時間への要求について述べる。車載ＥＣＵでは、キーＯＮ（例えば、スタートスイッチＯＮ又はイグニッションスイッチＯＮ）時、すなわちユーザーが車両を起動する操作をしてからエンジン等が実際に起動するまでをある定められた時間以内に完了させる必要がある。このためには、上位ＥＣＵと下位ＥＣＵとの通信の立ち上げ時間も短くする必要がある。

［信頼性への要求］
一方で、車載ＥＣＵでは信頼性に対する要求も高い。具体的には、車両の休止期間中にネットワーク内に接続された下位ＥＣＵが故障していたり、配線が断線していた場合、そのまま起動しようとすると正しくエンジン等を動作させることができず、場合によってはエンジン等のシステム全体を故障させてしまうおそれがある。これを防ぐためには、全ての下位ＥＣＵが正しく接続されているかを診断する機能が必要となる。

［従来例］
このような診断方法として、特許文献１に示されているような例が知られている。本特許文献では、上位の監視制御端末が下位の監視対象装置の識別情報を記憶し、対応する監視対象装置を呼び出すことで監視対象装置の接続等が正常であるかを監視する手法が提示されている。この手法を応用することで全ての下位ＥＣＵが正しく接続されているかを診断することができ、システム全体の信頼性を向上させることができる。

特開2005-284711号公報

一方で、特許文献１に示された手法は、通信効率や起動時間への要求に関する課題の解決には効果がない。

本発明の目的は、通信効率を向上することができる電子制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、バスに接続され、固有の識別子を示す固有ＩＤを有する少なくとも１つの下位制御装置と通信する通信回路と、メモリと、前記下位制御装置から前記固有ＩＤを収集し、収集した前記固有ＩＤを前記メモリに記憶する第１の動作モード及び前記固有ＩＤより短い識別子を示すローカルＩＤを前記下位制御装置に割り付ける第２の動作モードを有する演算回路と、を備える電子制御装置であって、前記演算回路は、前記バス、前記下位制御装置及び前記電子制御装置を含むネットワークの組立後の段階で実施される前記第１の動作モードにおいて、前記通信回路を介してすべての前記下位制御装置に同報通信にて前記固有ＩＤを要求し、前記下位制御装置は、前記第１の動作モードにおいて、前記固有ＩＤから生成され、かつ前記固有ＩＤの要求ごとに更新される乱数が所定の閾値以上の場合に、自身の前記固有ＩＤを前記電子制御装置に通知し、前記演算回路は、車両のキーＯＮのたびに実施される前記第２の動作モードにおいて、前記固有ＩＤを含むヘッダと、それぞれの前記下位制御装置が制御するアクチュエータの機能に応じた前記ローカルＩＤを含むデータを有するフレームを送信し、前記ローカルＩＤを前記下位制御装置に割り付ける。

本発明によれば、通信効率を向上することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明に係る実施形態による電子制御装置の接続構成を表した回路ブロック図である。本発明に係る実施形態による電子制御装置における、動作のタイミングを表したタイミングチャートである。本発明に係る実施形態による電子制御装置における、下位ＥＣＵの構成情報を表した表である。本発明に係る実施形態による電子制御装置（上位ＥＣＵ）が下位ＥＣＵの順序を同定する動作を説明するためのブロック図である。本発明に係る実施形態による電子制御装置（上位ＥＣＵ）と下位ＥＣＵのシーケンス図である。本発明に係る実施形態による電子制御装置（上位ＥＣＵ）と下位ＥＣＵの別のシーケンス図である。

以下、図面を用いて、本発明の実施形態による電子制御装置の構成及び動作について説明する。各図において、同一符号は同一部分を示す。なお、本実施形態は自動車のエンジンや変速機等の制御を行うための電子制御装置（以下、「上位ＥＣＵ」と記す）に関し、その配下に複数の下位の電子制御装置（以下、「下位ＥＣＵ」と記す）を有し、前記下位ＥＣＵとの接続にバス状の配線を利用しているものであって、特に、前記下位ＥＣＵとの通信立ち上げ時間の短縮と通信効率の向上、および信頼性の確保を図るための手段を備えた上位ＥＣＵに関する。

［全体構成］
以下、本発明に係る実施形態による電子制御装置等の接続構成と動作について、図１、図２、および図３を用いて説明する。本実施形態による電子制御装置は図中で上位ＥＣＵ１として記載しており、全体のシステムとしては上位ＥＣＵ１の他にバス配線２、複数の下位ＥＣＵ３１〜３３、複数のアクチュエータ等４１〜４３、および制御対象５１〜５３から構成される。

上位ＥＣＵ１は、バス配線２と接続され、その内部は演算回路１１、通信回路１２、および不揮発性メモリ（以下、ＥＰＲＯＭと記す）１３から構成される。また、ＥＰＲＯＭ１３には接続される下位ＥＣＵの構成情報１４が格納されている。この構成情報は、各下位ＥＣＵについての固有ＩＤやローカルＩＤ等（後述）の情報を集約したものである。

なお、ＥＰＲＯＭ１３は具体的にはＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read-Only Memory）で実装されることがコスト面において好適であるが、バッテリバックアップ型のＲＡＭや強誘電体メモリなど、他の形式での不揮発性メモリであってもよい。

バス配線２はバス状の配線形態となっており、上位ＥＣＵ１のほか、下位ＥＣＵ３１〜３３が論理的に平等に接続されている。

下位ＥＣＵ３１〜３３は、バス配線２と接続され、その内部は演算回路３０１、通信回路３０２、不揮発性メモリ（以下、ＲＯＭと記す）３０３、および揮発性メモリ（以下、ＲＡＭと記す）３０５から構成される。下位ＥＣＵ３１〜３３は図示しない通信手法により、上位ＥＣＵ１の演算回路１１からの指令を受け、演算回路３０１を通じて後述するアクチュエータ等４１〜４３へ制御出力を行うことができる。

また、ＲＯＭ３０３には自らの固有ＩＤ３０４、ＲＡＭ３０５には自らのローカルＩＤ３０６が格納されている。これらのＩＤ情報については後述する。なお、固有ＩＤ３０４は下位ＥＣＵが生産されたのちに書き換える必要が無いため、それを格納するＲＯＭ３０３はヒューズ回路等でのワンタイムＰＲＯＭで実装されることがコスト面および信頼性の面で好適であるが、ＥＥＰＲＯＭ等の他の形式での不揮発性メモリであってもよい。

アクチュエータ等４１〜４３は、例えば燃料噴射用のインジェクタや油圧制御用のソレノイドバルブであり、演算回路３０１からの制御出力に応じ、後述の制御対象５１〜５３のそれぞれに対して制御動作を行う。なお、図１の例では、制御対象５１〜５３を別体として模式的に表しているが、一体であってもよい。例えば、アクチュエータ等４１〜４３がそれぞれインジェクタ、点火装置、温度センサ（冷却水の温度センサ等）である場合、制御対象５１〜５３は、エンジン（内燃機関）となり一体として表すことができる。

制御対象５１〜５３は、例えばエンジンや変速機であり、アクチュエータ等４１〜４３の制御動作により駆動され、動力の供給や変速などの機能を実現する。

なお、本実施例では下位ＥＣＵ３１〜３３およびアクチュエータ等４１〜４３を３個ずつとした例で説明しているが、この個数は３以外の数でも同様に本発明を適用することができる。

このように、本実施形態の上位ＥＣＵ１（電子制御装置）は、少なくとも演算回路１１、通信回路１２、ＥＰＲＯＭ１３（メモリ）を備える。通信回路１２は、バス配線２（バス）に接続され、固有の識別子を示す固有ＩＤを有する少なくとも１つの下位ＥＣＵ３１〜３３（下位制御装置）と通信する。演算回路１１は、下位ＥＣＵ３１〜３３から固有ＩＤを収集し、収集した固有ＩＤをＥＰＲＯＭ１３に記憶する第１の動作モード及び固有ＩＤより短い識別子を示すローカルＩＤを下位ＥＣＵ３１〜３３に割り付ける第２の動作モードを有する。

これにより、上位ＥＣＵ１は、固有ＩＤよりも短いローカルＩＤを用いて、下位ＥＣＵ３１〜３３と通信を行うことができる。その結果、通信効率が向上する。

［固有ＩＤ］
次に、固有ＩＤ３０４について説明する。固有ＩＤ３０４は、下位ＥＣＵの製造時に一意に割りつけられたＩＤであり、すべての下位ＥＣＵにおいて重複しないよう一元的に管理された番号が割り当てられている。この固有ＩＤ３０４を宛先として通信を行うことで、ＥＣＵネットワーク全体（上位ＥＣＵ、バス配線、および複数の下位ＥＣＵ）の組立段階で下位ＥＣＵがどのような組み合わせでネットワークに組込まれたとしてもＩＤの重複を回避することができる。また、副次的な用途として、型式情報や製造情報と紐づけて管理しておくことで、出荷後を含めた製品管理（トレーサビリティ）に役立てることができる。

この固有ＩＤ３０４は有限の桁数で表わされるが、その桁数はその最大値が生産し得る下位ＥＣＵの数よりも多くなるよう設定する必要がある。例えば、年間１億台の自動車に１００個の下位ＥＣＵが搭載された場合、１００年間で一兆個の固有ＩＤを用意する必要がある。これには２進数で表した時に４０ｂｉｔの桁数のＩＤ（２の４０乗のＩＤ）が必要であり、また、実際にはＩＤを隙間なく発行することは困難であることから、余裕を持たせて４８ｂｉｔ程度の桁数を用意することが必要となる。

［ローカルＩＤ］
前述の固有ＩＤを用いることで通信を行うことができるが、桁数が多いために通信に時間がかかり、通信効率を高くすることができないという課題がある。本実施例ではＥＣＵネットワーク全体に接続された下位ＥＣＵの数は３つであるが、実際の応用でも通信容量等の問題から１０個程度が上限となることが多い。この場合、ネットワーク内の識別という目的のために必要なＩＤ桁数は４ｂｉｔと短い。このように、固有ＩＤ３０４をそれより短いＩＤ（以下、ローカルＩＤ３０６と記す）に置き換えることで通信時間を短縮し、通信効率を向上させることができる。

例を挙げると、固有ＩＤの長さが４８ｂｉｔ、ローカルＩＤの長さが４ｂｉｔ、下位ＥＣＵ数が１０個、通信速度が２００ｋｂｐｓである場合、上位ＥＣＵからすべての下位ＥＣＵへ個別通信を１回行うのにかかる時間差について考えると、固有ＩＤを用いる場合とローカルＩＤを用いる場合とでの差は２ｍｓとなる。すなわち、ローカルＩＤを用いる場合は通信毎に２ｍｓの時間を短縮でき、通信効率を向上させることができる。

このローカルＩＤは固有ＩＤ３０４を全て収集した後に上位ＥＣＵにて決定し、下位ＥＣＵへ割り当てる。このとき、上位ＥＣＵ１の演算回路１１は、固有ＩＤ３０４とローカルＩＤ３０６との関係を下位ＥＣＵ構成情報１４としてＥＰＲＯＭ１３に記録する。この下位ＥＣＵ構成情報１４は、図３に示すように各下位ＥＣＵ３１〜３３について、固有ＩＤ３０４、ローカルＩＤ３０６、および後述するＡＣＫの情報を記憶することができる記憶情報である。

［第一の動作モード］
以下、本実施形態での上位ＥＣＵ１の、通信立ち上げにおける動作について説明する。本実施形態での通信立ち上げは、図２に示すように第一および第二の２つのモードに分けて実施する。

第一の動作モードでは、上位ＥＣＵ１は下位ＥＣＵ３１〜３３の固有ＩＤ３０４を収集して下位ＥＣＵ構成情報１４の固有ＩＤ欄、およびローカルＩＤ欄へ収集した固有ＩＤ３０４、ユニークな８ｂｉｔの数字であるローカルＩＤをそれぞれ記憶する（図３左）。なお、ローカルＩＤの決定方法については、後述する。

本動作モードはＥＣＵネットワークを組み立てた直後に行う。具体的な手法としては、上位ＥＣＵ１から下位ＥＣＵ３１〜３３へ同報通信にて固有ＩＤ３０４を要求する通信を行い、下位ＥＣＵ３１〜３３はそれに応答して自らの固有ＩＤ３０４を返信する。ここで同報通信を用いる理由は、この段階では固有ＩＤが不明で、１対１の通信は不可能であるためである。

［乱数利用による衝突抑制］
ここで、下位ＥＣＵ３１〜３３は同一のバス配線２につながっているため、下位ＥＣＵ３１〜３３が単純に固有ＩＤの要求に応答するとその通信が衝突してしまい、通信が成立しない。これを回避するには、各下位ＥＣＵにおいて自らの固有ＩＤをもとに乱数処理を行い、返信有無を決定する手法が有効である。この乱数値を固有ＩＤの要求ごとに更新することで、上位ＥＣＵ１が固有ＩＤの要求を多数回繰り返すうちに１つの下位ＥＣＵだけが返信するタイミングが訪れ、衝突を回避して固有を収集できる。

このような乱数処理の手法としては、線形帰還シフトレジスタを用いる形式が必要な回路規模が小さくて済み、好適である。具体的には、下位ＥＣＵ３１の演算回路３０１は、固有ＩＤの要求を受信した場合、ＲＯＭ３０３に記憶される自らの固有ＩＤ３０４を線形帰還シフトレジスタ（不図示）に入力する。線形帰還シフトレジスタは入力された固有ＩＤ３０４をシードとして乱数を生成して出力する。下位ＥＣＵ３１の演算回路３０１は、例えば、乱数が所定の閾値以上の場合に、自身の固有ＩＤ３０４を、通信回路３０２を用いて上位ＥＣＵ１に通知する。

なお、この手続きは全ての固有ＩＤを収集するまでに、固有ＩＤの数が１０個程度である場合でも固有ＩＤの要求を数百回繰り返す必要があり長い時間を要する。ただし、本動作モードは製品の組立段階であり、後述するキーＯＮ時と比べて比較的長い処理時間を許容することができる。

ここで、上位ＥＣＵ１（電子制御装置）の演算回路１１は、通信回路１２を介してすべての下位ＥＣＵ３１〜３３（下位制御装置）に同時に固有ＩＤの取得要求を送信する。それぞれの下位ＥＣＵ３１〜３３（下位制御装置）は、バス配線２（バス）に接続される通信回路３０２と、固有ＩＤを記憶するＲＯＭ３０３（メモリ）と、固有ＩＤの取得要求に応答して、固有ＩＤに基づいて算出されるタイミングに通信回路３０２を介して固有ＩＤを上位ＥＣＵ１に送信する演算回路３０１と、を備える。それぞれの下位ＥＣＵ３１〜３３が固有ＩＤを同時に送信することを抑制することができる。その結果、通信が衝突することを抑制することができる。

［ローカルＩＤの決定］
こうして収集した各固有ＩＤ３０４に対し、対応するローカルＩＤ３０６を決定する。割り振りの方法は全くのランダムでも良いが、各下位ＥＣＵ３１〜３３が担当するアクチュエータ等４１〜４３の機能（例えば、何番目の気筒に設置されているか）に応じてローカルＩＤ３０６を割り振ることが望ましい。

すなわち、好ましくは、上位ＥＣＵ１の演算回路１１は、それぞれの下位ＥＣＵ３１〜３３（下位制御装置）が制御するアクチュエータ等４１〜４３の機能に応じてローカルＩＤを決定する。

これは、上位ＥＣＵ１から見てローカルＩＤ３０６と対応する機能が常に同じとなるため、動作の指示において特別な変換手処理を必要としないためである。

各下位ＥＣＵ３１〜３３が担当するアクチュエータ等４１〜４３の機能を判定するには、バス配線２に下位ＥＣＵ３１〜３３が接続されている順序を検出することで行う。具体的な手法としては、後述するように、例えば特定の下位ＥＣＵに検出用の電流を流させて、その検出用電流がバス配線２の配線抵抗により分流される比を用いて接続順序を検出することができる。

［バスに接続されるＥＣＵの順序の同定］
図４に示すように、上位ＥＣＵ１の演算回路１１は、バス配線２に電流Ｉ０を印加する指令を複数の下位ＥＣＵ３１〜３３のそれぞれに送信する。ここで、電流検出抵抗器１４１、１４２、アンプ１３１、１３２、演算回路１１は、電流センサＣＳを構成する。電流センサＣＳは、複数の下位ＥＣＵ３１〜３３のそれぞれがバス配線２に電流Ｉ０を印加することによりポート１１１に流れる電流Ｉｓ１及びポート１１２に流れる電流Ｉｓ２をそれぞれ測定する。

一方、下位ＥＣＵ３１〜３３において、負荷抵抗３１１、トランジスタ等のスイッチ３１２、演算回路３０１は、電流印加装置ＣＡを構成する。負荷抵抗３１１及びスイッチ３１２は、配線２１と配線２２の間に直列接続される。演算回路３０１は、バス配線２に電流を印加する指令を上位ＥＣＵ１から受信した場合、スイッチ３１２をオンする。

上位ＥＣＵ１の演算回路１１は、複数の下位ＥＣＵ３１〜３３のそれぞれに対して測定された電流Ｉｓ１と電流Ｉｓ２に基づいて、複数の下位ＥＣＵ３１〜３３のバス配線２上の順序を同定する。なお、図４では、配線抵抗２３を模式的に表している。

例えば、上位ＥＣＵ１の演算回路１１は、複数の下位ＥＣＵ３１〜３３のそれぞれに対して測定された電流Ｉｓ１と電流Ｉｓ２の差に基づいて、複数の下位ＥＣＵ３１〜３３のバス配線２上の順序を同定する。詳細には、上位ＥＣＵ１の演算回路１１は、それぞれの下位ＥＣＵ３１〜３３に対して測定された電流値の差分（Ｉｓ１−Ｉｓ２）を大きい順に並べることにより、下位ＥＣＵ３１〜３３のバス配線２上の順序を同定する。

なお、上位ＥＣＵ１の演算回路１１は、複数の下位ＥＣＵ３１〜３３のそれぞれに対して測定された電流Ｉｓ１と電流Ｉｓ２の差と、電流Ｉｓ１と電流Ｉｓ２の和との比に基づいて、複数の下位ＥＣＵ３１〜３３のバス配線２上の順序を同定してもよい。

これにより、上位ＥＣＵ１の演算回路１１は、下位ＥＣＵ３１〜３３のバス配線２上の順序を同定することができる。上位ＥＣＵ１の演算回路１１は、下位ＥＣＵ３１〜３３のバス配線２上の順序からアクチュエータの機能を判定する。

例えば、上位ＥＣＵ１は、ポート１１１から順に、エンジンに配設される＃１気筒のインジェクタ〜＃４気筒のインジェクタ、変速機に配設される＃１電磁弁〜＃ｎ電磁弁、・・・、各種の＃１センサ〜＃ｎセンサがバス配線２に接続されていることを示す設計情報をＥＰＲＯＭ１３に記憶しておく。上位ＥＣＵ１の演算回路１１は、設計情報を参照することにより、同定された下位ＥＣＵ３１〜３３の順序から下位ＥＣＵ３１〜３３が担当するアクチュエータ等４１〜４３の機能を判定することができる。

上位ＥＣＵ１の演算回路１１は、例えば、設計情報として各機能に割り当てられたＩＤをローカルＩＤとする。なお、上位ＥＣＵ１の演算回路１１は、同定した下位ＥＣＵ３１〜３３のバス配線２上の順番に所定の演算を行うことによりローカルＩＤを算出してもよい。

このように、上位ＥＣＵ１の演算回路１１は、下位ＥＣＵ３１〜３３（下位制御装置）のバス配線２（バス）における接続順序を同定し、同定した接続順序に応じてそれぞれの下位ＥＣＵ３１〜３３のローカルＩＤを決定する。

［第二の動作モード］
次に、第二の動作モードでの動作を説明する。第二の動作モードは図２に示すように車両の起動を指示するキーＯＮ操作により開始される。本動作モードではまず、上位ＥＣＵ１は下位ＥＣＵ３１〜３３へ、下位ＥＣＵ構成情報１４の固有ＩＤ欄およびローカルＩＤ欄に基づいて個別にローカルＩＤを割り当てる通信を行う。また、当該通信に対して下位ＥＣＵ３１〜３３は肯定応答（以下、ＡＣＫと記す）を返信する。上位ＥＣＵ１は各通信毎に、このＡＣＫの返信があったかどうかを下位ＥＣＵ構成情報１４のＡＣＫ欄へ登録する（図３右）。

本動作モードはキーＯＮのたびに毎回実施される。

具体的な手法としては、上位ＥＣＵ１からまず下位ＥＣＵ３１の固有ＩＤ（図３では「８ｃ７ｆ０ａａｃ」）宛に、対応するローカルＩＤ（図３では「１」）を割り当てる。下位ＥＣＵ３１は受信したローカルＩＤの値を自らのＲＡＭ３０６へ記憶し、上位ＥＣＵ１へＡＣＫ信号を返信する。上位ＥＣＵ１はＡＣＫを受信したら下位ＥＣＵ構成情報１４のＡＣＫ欄へ「ＯＫ」を示す情報を、受信できなかったら「ＮＧ」を示す情報を記録する。

上位ＥＣＵ１は以上の処理を構成情報１４に記された下位ＥＣＵの数だけ繰り返す。ここで、例えば下位ＥＣＵ３３とバス配線２との間に断線（図１中の符号６）が生じていたとすると、下位ＥＣＵ３３はローカルＩＤ割り当ての通信を受け取ることができず、ＡＣＫ信号を返信することもできない。結果として、下位ＥＣＵ構成情報１４のＡＣＫ欄へ「ＮＧ」を示す情報が記録される。

［ローカルＩＤを用いた通信］
こうして下位ＥＣＵ３１〜３３へローカルＩＤが割り当てられた後は、上位ＥＣＵ１と下位ＥＣＵ３１〜３３との間の通信はローカルＩＤを用いて行うことができる。前述のようにローカルＩＤは固有ＩＤと比べて桁数が短いために通信時間を短縮でき、通信効率を向上させることができる。

［下位ＥＣＵ接続構成の診断］
また、下位ＥＣＵ構成情報１４のＡＣＫ欄により、下位ＥＣＵ３１〜３３の接続構成の異常、すなわち、下位ＥＣＵ３１〜３３の故障やバス配線２との間の断線（図１中の符号６）等の状態を診断することができる。本実施例では、下位ＥＣＵ構成情報１４において、下位ＥＣＵ３３のＡＣＫ欄が「ＮＧ」であることから、下位ＥＣＵ３３との接続に異常が発生していることを判断できる。

換言すれば、上位ＥＣＵ１の演算回路１１は、第２の動作モードにおいて、通信回路１２を介して下位ＥＣＵ３１〜３３（下位制御装置）にローカルＩＤを送信し、通信回路１２を介して下位ＥＣＵ３１〜３３からローカルＩＤを受信したことを示すＡＣＫ（肯定応答）を受信した場合、下位ＥＣＵ３１〜３３と通信回路との間の通信が正常であると診断し、ＡＣＫを受信しない場合、下位ＥＣＵ３１〜３３と通信回路１２との間の通信が異常であると診断する。

なお、接続構成が正常でもノイズ等によりＡＣＫが受信できなかった可能性があるため、ＡＣＫが受信できなかった場合は複数回通信を試行することで単発ノイズと接続構成の異常を切り分けることができる。

接続構成の異常が検出された場合、当該下位ＥＣＵとの間の通信が行えない状態であり安全に車両を動作させることができない可能性が高いため、車両の起動を中止し、運転者にランプで知らせる等の措置を取る。例えば、上位ＥＣＵは、少なくとも１つの下位ＥＣＵからＡＣＫを受信できない場合、異常と判定し、例えば、警告灯を点灯させる。こうしてＥＣＵ接続構成を診断することで、車載機器に必要な信頼性を向上することができる。

なお、下位ＥＣＵ（下位制御装置）は複数あり、それぞれの下位ＥＣＵはアクチュエータを制御する。上位ＥＣＵ１の演算回路１１は、それぞれの下位ＥＣＵ３１〜３３（下位制御装置）と通信回路１２との間の通信がすべて正常であると診断した場合、下位ＥＣＵ３１〜３３と通信回路１２と間でアクチュエータの制御に用いられるデータの送受信を開始する。これにより、通信の信頼性を向上することができる。

［起動時間短縮効果］
以上、第二の動作モードにおける動作により、図５Ａに示すように、ローカルＩＤの割り当ておよび下位ＥＣＵ接続構成の診断を行うことができる。ここで、上位ＥＣＵにおける処理を単純化するためには、図５Ｂに示すように、ローカルＩＤの割り当てと下位ＥＣＵ接続構成の診断を別々の通信で行うこともできる。しかしこの方法をとった場合、各下位ＥＣＵとの通信を２回ずつ行う必要があり、時間がかかってしまう。一般に、車載ＥＣＵではキーＯＮからシステムの立ち上がり完了までを短い時間で行うことが求められる。これを実現するには下位ＥＣＵとの通信時間をできるだけ短くする必要があり、本実施例で述べたように、ローカルＩＤの割り当てと下位ＥＣＵ接続構成の診断を同じ通信にて行うことが有効である。

すなわち、上位ＥＣＵ１は、固有ＩＤより短いローカルＩＤを用いて下位ＥＣＵ３１〜３３と通信を行うため、通信データ量が小さくなり、通信時間が短くなる。その結果、システムの起動時間が短くなる。

以上説明したように、本実施形態によれば、通信効率を向上することができる。その結果、システムの起動時間が短くなる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。

また、上記の各構成、機能等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサ（演算回路）がそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD（Solid State Drive）等の記録装置、または、ICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に置くことができる。

なお、本発明の実施形態は、以下の態様であってもよい。

（１）固有のＩＤを有する複数の下位制御装置とバス状の配線で接続され、
少なくとも２つの動作モードを有し、第一の動作モードにおいて下位制御装置の固有ＩＤを収集してこれを記憶する電子制御装置において、第二の動作モードでは記憶している前記固有ＩＤを備えた下位制御装置に対して固有ＩＤより短いローカルＩＤを割り付けることを特徴とする電子制御装置。

（２）（１）に記載の電子制御装置において、前記ローカルＩＤを割り付ける通信の返信有無をもとに、記憶している前記固有ＩＤを備えた下位制御装置がすべて接続されているかを診断し、正常である場合に下位制御装置との通常通信を開始することを特徴とする電子制御装置。

（３）（１）に記載の電子制御装置において、前記ローカルＩＤを、各々の前記下位制御装置に接続されたアクチュエータ等の担当機能に応じて決定することを特徴とする電子制御装置。

（４）（１）に記載の電子制御装置において、前記ローカルＩＤを、各々の前記下位制御装置の前記バス状の配線における接続順序に応じて決定することを特徴とする電子制御装置。

上記（１）〜（４）によれば、信頼性の向上に加えて通信効率の向上や起動時間の短縮を実現し、車載用途に適した電子制御装置を提供することができる。

１：上位ＥＣＵ
２：バス配線
３１〜３３：下位ＥＣＵ
４１〜４３：アクチュエータ等
５１〜５３：制御対象
６：断線箇所
１１：演算回路
１２：通信回路
１３：不揮発性メモリ
１４：下位ＥＣＵ構成情報
３０１：演算回路
３０２：通信回路
３０３：不揮発性メモリ
３０４：固有ＩＤ
３０５：揮発性メモリ
３０６：ローカルＩＤ

Claims

バスに接続され、固有の識別子を示す固有ＩＤを有する少なくとも１つの下位制御装置と通信する通信回路と、メモリと、前記下位制御装置から前記固有ＩＤを収集し、収集した前記固有ＩＤを前記メモリに記憶する第１の動作モード及び前記固有ＩＤより短い識別子を示すローカルＩＤを前記下位制御装置に割り付ける第２の動作モードを有する演算回路と、を備える電子制御装置であって、
前記演算回路は、前記バス、前記下位制御装置及び前記電子制御装置を含むネットワークの組立後の段階で実施される前記第１の動作モードにおいて、前記通信回路を介してすべての前記下位制御装置に同報通信にて前記固有ＩＤを要求し、
前記下位制御装置は、前記第１の動作モードにおいて、前記固有ＩＤから生成され、かつ前記固有ＩＤの要求ごとに更新される乱数が所定の閾値以上の場合に、自身の前記固有ＩＤを前記電子制御装置に通知し、
前記演算回路は、車両のキーＯＮのたびに実施される前記第２の動作モードにおいて、前記固有ＩＤを含むヘッダと、それぞれの前記下位制御装置が制御するアクチュエータの機能に応じた前記ローカルＩＤを含むデータを有するフレームを送信し、前記ローカルＩＤを前記下位制御装置に割り付ける
ことを特徴とする電子制御装置。
請求項１に記載の電子制御装置であって、
前記演算回路は、
前記第２の動作モードにおいて、前記通信回路を介して前記下位制御装置に前記ローカルＩＤを送信し、前記通信回路を介して前記下位制御装置から前記ローカルＩＤを受信したことを示す肯定応答を受信した場合、前記下位制御装置と前記通信回路との間の通信が正常であると診断し、前記肯定応答を受信しない場合、前記下位制御装置と前記通信回路との間の通信が異常であると診断する
ことを特徴とする電子制御装置。
請求項２に記載の電子制御装置であって、
前記下位制御装置は複数あり、それぞれの前記下位制御装置はアクチュエータを制御し、
前記演算回路は、
それぞれの前記下位制御装置と前記通信回路との間の通信がすべて正常であると診断した場合、前記下位制御装置と前記通信回路と間で前記アクチュエータの制御に用いられるデータの送受信を開始する
ことを特徴とする電子制御装置。
請求項２に記載の電子制御装置であって、
前記演算回路は、
前記第２の動作モードにおいて、前記ローカルＩＤの割り付けと前記診断とを１対の要求と応答からなる通信で行う
ことを特徴とする電子制御装置。
請求項１に記載の電子制御装置であって、
前記演算回路は、
前記下位制御装置の前記バスにおける接続順序を同定し、
同定した前記接続順序に応じてそれぞれの前記下位制御装置の前記ローカルＩＤを決定する
ことを特徴とする電子制御装置。
請求項１に記載の電子制御装置と複数の下位制御装置を含むシステムであって、
前記電子制御装置の前記演算回路は、
それぞれの前記下位制御装置は、
前記バスに接続される通信回路と、
固有ＩＤを記憶するメモリと、
前記固有ＩＤの取得要求に応答して、前記固有ＩＤに基づいて算出されるタイミングに前記通信回路を介して前記固有ＩＤを前記電子制御装置に送信する演算回路と、を備える
ことを特徴とするシステム。