WO2022201596A1 - 車載制御装置 - Google Patents

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WO2022201596A1
WO2022201596A1 PCT/JP2021/035118 JP2021035118W WO2022201596A1 WO 2022201596 A1 WO2022201596 A1 WO 2022201596A1 JP 2021035118 W JP2021035118 W JP 2021035118W WO 2022201596 A1 WO2022201596 A1 WO 2022201596A1
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WO
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communication
arbitration
control device
unit
control signal
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PCT/JP2021/035118
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English (en)
French (fr)
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賢太郎 十文字
文博 大澤
祐太 田中
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Astemo Ltd
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Hitachi Astemo Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/023—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for transmission of signals between vehicle parts or subsystems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]

Definitions

  • the present invention relates to an in-vehicle control device mounted on a vehicle.
  • the on-board control device In order to reduce the weight of the vehicle harness, in order to reduce the weight of the vehicle harness between the on-board control device and the on-board electric load, the on-board control device is placed near the on-board electric load, or the actuator control integrated with the on-board electric load. device is known.
  • an in-vehicle control device that integrates a plurality of in-vehicle control devices mounted on a vehicle and further integrates some functions of an actuator control device.
  • the integrated in-vehicle control device calculates the operation amount of the vehicle electric load based on the external input information, instructs the actuator control device on the operation amount through the communication line, or receives information from the actuator control device.
  • the vehicle harness that connects the integrated vehicle-mounted control device and the actuator control device can be narrowed down to power lines and communication lines, and the amount of vehicle harnesses can be reduced.
  • Patent Document 1 describes a technique aimed at providing an in-vehicle communication system capable of improving the reliability of the system when a communication failure occurs in part of the in-vehicle system.
  • Patent Document 1 when a communication failure occurs in a part of the communication bus of the vehicle system, communication is limited to switching to another communication bus in which the communication failure does not occur. Therefore, sufficient consideration is not given to ensuring high reliability even when a communication failure occurs. In other words, the technology described in Patent Document 1 does not consider how to ensure high reliability of communication data in the event of a communication failure while suppressing the weight of the vehicle harness for increasing the communication line between the on-vehicle control devices. I had a problem. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve such technical problems. Another object of the present invention is to provide an in-vehicle control device capable of improving the reliability of a vehicle.
  • the present invention is configured as follows.
  • An in-vehicle control device comprising: a plurality of communication circuits connected to a communication bus for transmitting and receiving control signals; and at least two communication modules, wherein the communication modules are connected one by one to each of the plurality of communication circuits.
  • each of the plurality of communication modules performs transmission-only communication in a non-arbitration communication method or reception-only communication in a non-arbitration method; an arbitration communication unit that performs communication, and the at least two communication modules and the plurality of communication circuits are diagnosed as to whether or not a failure has occurred that prevents transmission and reception of the control signal, and based on the result of the diagnosis and a communication control unit that selects either communication of the control signal by the non-arbitration communication unit or communication of the control signal by the arbitration communication unit.
  • an in-vehicle control device capable of suppressing an increase in vehicle harness weight and improving the reliability of an in-vehicle communication system even if a communication failure occurs in a part of the in-vehicle communication system.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a system including an in-vehicle control device to which the present invention is applied;
  • FIG. 2 is an internal configuration diagram of the in-vehicle control device of Embodiment 1.
  • FIG. 2 is an internal configuration diagram of the in-vehicle control device of Embodiment 1.
  • FIG. 2 is an internal configuration diagram of the in-vehicle control device of Embodiment 1.
  • FIG. 2 is an internal configuration diagram of the in-vehicle control device of Embodiment 1.
  • FIG. 2 is an internal configuration diagram of the in-vehicle control device of Embodiment 1.
  • FIG. 11 is an internal configuration diagram of an in-vehicle control device of Embodiment 2;
  • FIG. 11 is an internal configuration diagram of an in-vehicle control device of Embodiment 2;
  • FIG. 11 is an explanatory diagram of a database of Example 3;
  • FIG. 11 is an explanatory diagram of a database of Example 3;
  • FIG. 11 is a diagram of a comparative example for explaining Example 4;
  • FIG. 11 is an explanatory diagram of Example 4;
  • FIG. 11 is an explanatory diagram of Example 4;
  • 10 is an operation time chart in Example 5.
  • FIG. 10 is an operation flowchart in Example 6.
  • FIG. FIG. 11 is a block diagram in Example 6; 10 is an operation flowchart in Example 7.
  • An in-vehicle control device is applied, as an example, to a vehicle control system including an in-vehicle control device 10 and an actuator control device 20 shown in FIG.
  • the microcomputer 30 of the vehicle-mounted control device 10 calculates the control amount of the vehicle electric load (not shown) based on various information, command to the actuator controller 20 having
  • the plurality of communication circuits 40 are connected to the communication bus 50 and transmit and receive control signals.
  • Actuator control device 20 controls the vehicle electrical load described above and transmits control information to vehicle control device 10 via communication bus 50 .
  • FIG. 2 is an internal configuration diagram of the vehicle-mounted control device 10 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the in-vehicle control device 10 is a so-called ECU (Electronic Control Unit), and includes a microcomputer (abbreviation for "microcontroller”) 30 and a communication circuit 40 .
  • ECU Electronic Control Unit
  • microcomputer abbreviation for "microcontroller”
  • the communication circuit 40 is, for example, a communication circuit capable of CAN communication, which is commonly used in the in-vehicle control device 10 .
  • the microcomputer 30 includes an arithmetic unit 100, a communication method switching unit 110, a communication module 120, and a failure diagnosis result unit 150.
  • the communication method switching unit 110 operates the switching switches 110a and 110b to switch between two communication methods built in the communication module, which will be described later. switch.
  • the communication module 120 includes a non-arbitration communication unit 130 and an arbitration communication unit 140.
  • the non-arbitration communication unit 130 performs, for example, one-to-one transmission-only communication or reception-only communication, and only transmits and receives data.
  • the communication baud rate can be arbitrarily set in the non-arbitration communication unit 130 .
  • the arbitration communication unit 140 performs, for example, one-to-many, many-to-one, and many-to-many transmission/reception communication, and transmits/receives to/from the communication bus 50 arbitration data for determining communication timing synchronization and priority in addition to transmission/reception data. . Further, in the arbitration communication unit 140, since the communication baud rate performs arbitration processing, the communication baud rate defined by the conventional communication standard, for example, the CAN communication standard is set.
  • the number of communication modules 40 is at least two, and the communication modules 40 are connected one by one to each of the plurality of communication circuits 40, and each of the plurality of communication modules 40 performs transmission-only communication or It has a non-arbitration communication unit 130 that performs reception-only communication in the non-arbitration method and performs control signal communication, and an arbitration communication unit 140 that performs control signal communication in the arbitration communication method.
  • the calculation unit 100, the communication method switching unit 110, and the old book diagnosis result unit 150 constitute a communication control unit. It diagnoses whether or not a failure has occurred, and selects either control signal communication by the non-arbitration communication unit 130 or control signal communication by the arbitration communication unit 140 based on the result of the diagnosis.
  • the communication method switching unit 110 selects the non-arbitration communication unit 130 for the two communication modules 120 based on the information of the new failure diagnosis result 150 . That is, both the switch 110a and the switch 110b are set to the non-arbitration communication unit 130 side.
  • the arithmetic unit 100 of the microcomputer 30 performs communication with one of the two communication modules 120 as transmission-only communication and the other as reception-only communication.
  • the two communication modules 120 operate exclusively for transmission processing and reception processing, respectively.
  • communication via the non-arbitration communication unit 130 transmits/receives only transmission/reception data that does not include arbitration data to/from the communication bus 50, so more transmission data or reception is possible.
  • Data can be transmitted and received on the communication bus 50, that is, transmission-dedicated processing of non-arbitration communication can be performed in a high communication bus load state, enabling faster communication.
  • the calculation unit 100 outputs a control signal from the communication circuit 40. Diagnose whether or not a failure that prevents transmission and reception has occurred, detect the failure state, and store information indicating a communication bus failure in the failure diagnosis result unit 150 .
  • Communication method switching unit 110 selects arbitration communication unit 140 for two communication modules 120 based on information from new failure diagnosis result unit 150 .
  • the arithmetic unit 100 of the microcomputer 30 performs transmission/reception processing using only the communication module connected to the communication bus 50 that is not malfunctioning among the two communication modules 120 from the state of the communication method switching unit 110 . That is, in the state shown in FIG. 3, the changeover switch 110a on the side of the communication module 40 connected to the normal communication bus 50 is switched from the state shown in FIG. In the state shown in FIG. 4, the changeover switch 110b on the side of the communication module 40 connected to the communication bus 50 that has not failed is switched from the state shown in FIG.
  • Communication via the arbitration communication unit 140 includes arbitration data other than transmission/reception data compared to communication via the non-arbitration communication unit 130, so high-speed communication cannot be performed. In other words, while ensuring high reliability between the vehicle-mounted control device 10 and the actuator control device 20, the control signal transmission/reception processing operation can be performed and continued.
  • the in-vehicle control device 10 and other control devices whose operation is controlled by the in-vehicle control device 10 are connected via a communication bus 50, and the vehicle harness can be narrowed down to the communication bus 50, thereby suppressing an increase in the weight of the vehicle harness. be able to. Furthermore, if a failure occurs in the communication bus 50, the non-failed communication bus is used for arbitration communication. can ensure the reliability of being in a safe state.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a system in which two in-vehicle control devices are connected according to the first embodiment.
  • the operation when a failure occurs in the communication bus 50 is the same as the examples shown in FIGS.
  • the vehicle-mounted control device 10 is connected to the communication circuit 40 of the actuator control device 20 as the vehicle-mounted control device via the communication circuit 40 of the vehicle-mounted control device 10 .
  • Non-arbitration transmission data transmitted from the in-vehicle control device 10 to the actuator control device 20 is received via the non-arbitration communication unit 130 of the actuator control device 20, and arbitration transmission data is transmitted to the actuator control device 20. is received via the arbitration communication unit 140 of the Transmission data transmitted from the actuator control device 20 to the in-vehicle control device 10 is also received via the non-arbitration communication section 130 or the arbitration communication section 140 of the in-vehicle control device 10 in the same manner as described above.
  • Fig. 6 compares with Fig. 5 as an in-vehicle control device. It is a figure explaining the system by which two actuator control apparatuses 20A and 20B were connected.
  • the in-vehicle control device 10 is provided with two communication modules 120 for transmitting and receiving data to and from the actuator control devices 20A and 20B. Transmission and reception of transmission data and reception data are performed via the non-arbitration communication unit 130 or the arbitration communication unit 140 of each control device as described above.
  • the communication bus 50 is in a failure state, the other communication bus 50 that is not in failure is used, and by using the arbitration communication method of the communication module 120, transmission and reception can be performed between the in-vehicle control device and the actuator control device. can continue.
  • Example 2 Next, a second embodiment of the in-vehicle control device according to the present invention will be described.
  • the in-vehicle control device 10 according to the second embodiment differs from the above-described first embodiment in that it considers the influence of delay in switching from the non-arbitration communication method during normal operation to the arbitration communication method during failure.
  • the configurations of the first and second embodiments are the same.
  • the second embodiment is an example in which the communication method can be switched in a timely manner when a failure occurs by performing initial settings for each communication module setting unit (described later) before starting communication.
  • the non-arbitration communication unit 130 of the communication module 120 Before the arithmetic unit 100 included in the communication control unit starts communication of control signals by the non-arbitration communication unit 130 and the arbitration communication unit 140 of the communication module 120, the non-arbitration communication unit 130 of the communication module 120 The setting of the communication function and the setting of the arbitration communication function of the arbitration communication unit 140 are performed in advance.
  • FIG. 7 is an internal configuration diagram of the in-vehicle control device 10 according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the vehicle-mounted control device 10 of the second embodiment further includes a power switch monitor section 250 that monitors the activation signal of the vehicle-mounted control device 10 .
  • the vehicle battery 200 is connected to the in-vehicle control device 10 via the power switch 210 , and power from the vehicle battery 200 is input to the power supply circuit 220 and the power switch monitor section 250 .
  • the power switch monitor unit 250 outputs the monitor result of the detected power switch 21 to the microcomputer 30 .
  • the microcomputer 30 checks the value output from the power switch monitor section 250 and determines the state of the power switch 210 .
  • the power supply circuit 220 generates a power supply voltage used inside the in-vehicle control device 10 and supplies the power supply voltage to the microcomputer 30, for example.
  • Various functional modules are generally built into the microcomputer 30, and information for operating the functional modules must be set in advance before each functional module is operated.
  • the communication module 120 included in the second embodiment for example, it is necessary to start communication after setting the communication baud rate, transmission-only, reception-only, and the like.
  • the arithmetic unit 100 of the microcomputer 30 checks the output value of the power switch monitor unit 250, and the control device 10 has been activated. After that, before starting communication, the calculation unit 100 supplies information necessary for the operation of the communication module 120 to the communication module setting unit A 230 and the communication module setting unit B 240 provided in each of the two communication modules 120. set. That is, immediately after the in-vehicle control device 10 is activated, information (functions) necessary for the operation of the communication module 120 is set in the communication module setting section A230 and the communication module setting section B240.
  • the communication bus is set after the communication is started and before the setting is started. 50, or if a failure occurs in the communication bus 50 during the period set above, the arbitration communication method in which the arbitration communication unit 140 operates is switched to. In this case, there arises a problem that communication processing cannot be performed while the communication module setting section B240 is being set.
  • the communication module setting units A230 and B240 are initialized in advance before starting communication. 50, there is no need to set the communication module setting section B240 of the arbitration communication section 140 of the communication module 120, and the time during which communication processing cannot be performed can be shortened. As a result, it becomes possible to switch the communication method in a timely manner.
  • Example 3 a third embodiment of the vehicle-mounted control device will be described with reference to FIGS. 8A and 8B.
  • the vehicle-mounted control device 10 of the third embodiment differs from the above-described first embodiment in that it considers the influence of delay in switching from the non-arbitration communication method during normal operation to the arbitration communication method during failure. Other points and configurations are the same as those of the first embodiment.
  • the third embodiment by predetermining the priority of transmission/reception processing in each communication method before starting communication, communication methods can be switched in a timely manner when a failure occurs.
  • the effect of the third embodiment is the same as the effect of the second embodiment.
  • FIGS. 8A and 8B show a database that determines the priority of transmission/reception processing of the microcomputer 30 in the third embodiment.
  • the calculation unit 100 included in the communication control unit has a database in which the priority of transmission/reception processing of data transmitted/received by the arbitration communication unit 140 is set. Then, the arbitration communication unit 140 performs transmission/reception processing of the control signal, which is data, according to the priority set in the database.
  • FIG. 8A shows the non-arbitration communication method and the arbitration communication method of the transmission processing database
  • FIG. 8B shows the non-arbitration communication method and the arbitration communication method of the reception processing database.
  • the priority of transmission data in the arbitration communication method is set. Priority is determined in order of data a, data b, and data c, and the transmission cycle is 5 ms for data a, 10 ms for data b, and 20 ms for data c.
  • the priority of received data in the arbitration communication method is set. Priority is determined in order of data 1, data 2, and data 3, and the reception cycle is 10 ms for data 1, 20 ms for data 2, and 20 ms for data 3.
  • FIG. 8B the priority of received data in the arbitration communication method is set. Priority is determined in order of data 1, data 2, and data 3, and the reception cycle is 10 ms for data 1, 20 ms for data 2, and 20 ms for data 3.
  • the arbitration communication method needs to determine the priority of transmission/reception data in advance.
  • the arbitration communication unit 140 does not need to calculate the priority each time a failure occurs in the communication bus 50, and can perform data processing according to the predetermined priority.
  • the priority of transmission/reception data by the arbitration communication method is determined in advance before communication is started.
  • the communication bus 50 there is no need to set the priority in communication processing via the arbitration communication unit 240 of the communication module 120, and the time during which communication processing cannot be performed can be shortened. .
  • Example 4 an in-vehicle control device according to a fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 9, 10 and 11.
  • FIG. 9 An in-vehicle control device according to a fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 9, 10 and 11.
  • the in-vehicle control device differs from the above-described first embodiment in that shortening of the detection time of the failure state of the communication bus 50 is further taken into consideration.
  • Other configurations of the fourth embodiment are similar to those of the first embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram of a comparative example for explaining the fourth embodiment, and is a time chart for explaining the operation of the in-vehicle control device 10 according to the first embodiment described above.
  • FIG. 9 shows a time chart ((A) in FIG. 9) of transmission from the in-vehicle control device 10 to the actuator control device 20 by the non-arbitration communication unit 130, and a time chart of reception from the actuator control device 20 to the in-vehicle control device 10 ( FIG. 9B) shows the period of each transmission/reception data from time T100 to time T220.
  • a period from time T110 to time T120 is a transmission blank period in which transmission processing is not performed.
  • FIG. 10 is a time chart for explaining the operation of the in-vehicle control device 10 according to the fourth embodiment.
  • the data transmission processing of the in-vehicle control device 10 and the actuator control device 20 between time T100 and time T110 shown in (A) of FIG. 10 and between time T200 and time T210 shown in (B) of FIG. is the same as the description of The fourth embodiment differs from the first embodiment in that a diagnostic data transmission period is provided between time T110 and time T120 for the purpose of early detection of a communication bus failure.
  • the diagnostic data transmission period is from time T110 to time T120, and the in-vehicle control unit 10 detects that normal transmission is not possible, and the communication bus 50 is in a failure state.
  • the actuator control device 20 detects that the diagnostic data to be received between time T110 and time T120 cannot be normally received, and recognizes that the communication bus 50 is in a failure state.
  • the in-vehicle control device 10 and the actuator control device 20 detect the failure of the communication bus 50 at the timing T400 earlier than the end time T120 of the diagnostic data transmission period, and the actuator control device 20 to the in-vehicle control device 10 It is possible to switch the transmission-only communication of the non-arbitration communication method to the transmission/reception communication of the arbitration communication method.
  • FIG. 11 is an internal block diagram of the communication circuit 40 of the in-vehicle control device 10.
  • FIG. 11 when the communication bus 50 is in a normal state, when the microcomputer 30 transmits data from the TX circuit 41 of the communication circuit 40, the transmission data is input to the microcomputer 30 via the RX circuit 42 of the communication circuit 40. .
  • the microcomputer 30 can confirm the state of the communication bus 50 by confirming the data transmitted from the TX circuit 41 of the communication circuit 40 and the transmission data received by the RX circuit 42 of the communication circuit 40 .
  • the contents of the operation of the communication circuit 40 of the on-vehicle control device 10 are the same as those of the communication circuit 40 of the actuator control device 20, and the actuator control device 20 can perform the same fault diagnosis.
  • a diagnostic data transmission period is set for the communication of the control signal of the non-arbitration communication unit 130, and the communication control unit determines whether or not a failure that prevents transmission and reception of the control signal has occurred during the diagnostic data transmission period. Then, based on the result of the diagnosis, the communication of the control signal by the non-arbitration communication unit 130 is switched to the communication of the control signal by the arbitration communication unit 140 .
  • the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and in addition, by performing transmission/reception data diagnosis communication during the transmission blank period, the detection time of the failure state of the communication bus 50 can be shortened. becomes possible.
  • the fourth embodiment can also be applied to the first to third embodiments.
  • the in-vehicle control device 10 of the fifth embodiment detects a failure on the communication bus 50 during transmission of communication data, and switches the communication method among a plurality of control devices.
  • Other configurations of the fifth embodiment are the same as those of the fourth embodiment.
  • the calculation unit 100 included in the communication control unit has a failure detection function of detecting a defect in the control signal received by the non-arbitration communication unit 130, and the calculation unit 100 included in the communication control unit When the non-arbitration communication unit 130 detects that the control signal received by the non-arbitration communication unit 130 is defective, the control signal communication by the non-arbitration communication unit 130 is switched to the control signal communication by the arbitration communication unit 140 .
  • FIG. 12 is a time chart for explaining the operation of the vehicle-mounted control device 10 of the fifth embodiment.
  • FIG. 12 shows a time chart ((A) in FIG. 12) for transmission from the vehicle-mounted control device 10 to the actuator control device 20 and a time chart ((B) in FIG. 12) for reception from the actuator control device 20 to the vehicle-mounted control device 10. , and from time T100 to time T220 each indicates the period of each transmission/reception data.
  • FIG. 12 shows an example in which reception data cannot be received due to a failure of the communication bus 50.
  • the communication method can also be applied to a failure of the communication IC of the non-arbitration communication unit 130 other than the communication bus 50, for example. is switched from the non-arbitration method to the arbitration method, and communication can be resumed using the arbitration communication method.
  • Example 6 Next, the in-vehicle control device 10 of Example 6 will be described with reference to FIG. 13 .
  • the sixth embodiment is characterized by confirming that arbitration communication can be performed immediately after the vehicle-mounted control device 10 is powered on.
  • the rest of the configuration of the sixth embodiment is the same as that of the first embodiment, so illustration is omitted.
  • step S100 the arithmetic unit 100 of the microcomputer 30 executes various initialization processes.
  • step S110 the communication method switching unit 110 is set to the arbitration communication method executed by the arbitration communication unit 140, transmission/reception processing is performed, and initial communication diagnosis processing is performed.
  • transmission data is transmitted from the in-vehicle control device 10 to the actuator control device 20 using the arbitration communication method.
  • transmission data of the arbitration method is transmitted from the actuator control device 20 to the in-vehicle control device 10 .
  • step S120 it is determined whether or not the above-described arbitration communication has been properly performed between the two control devices 10 and 20, that is, whether or not the control signal transmission/reception process of the arbitration communication unit 140 is normal. If the arbitration communication unit 140 determines that the arbitration communication is normal and the arbitration communication is properly performed, the process proceeds to step S130, the communication method of the vehicle-mounted control device 10 is changed from the arbitration method to the non-arbitration method, and the process immediately after the power is turned on. is completed, the communication of the control signal by the non-arbitration communication unit 130 is started.
  • step S120 If it is determined in step S120 that the arbitration communication unit 140 is not normal and the arbitration communication is not properly performed, the process proceeds to step S140.
  • step S140 a failure flag is set to indicate that the arbitration communication process could not be performed correctly.
  • the microcomputer 30 of the in-vehicle control device 10 causes the display device (display section) 70 to display that the arbitration communication process was not properly performed, as shown in FIG. This allows the user to recognize that the arbitration communication process could not be performed correctly, and to recognize in advance that communication by the arbitration communication method cannot be performed when communication by the non-arbitration communication method fails. can do.
  • step S140 the process proceeds to step S130.
  • the same effects as those of the first embodiment can be obtained. Therefore, it is possible to avoid a situation in which communication is disabled by the non-arbitration communication method and the arbitration communication method.
  • Example 7 an in-vehicle control device 10 according to a seventh embodiment will be described with reference to FIG.
  • the circuit configuration and the like of the in-vehicle control device 10 are the same as those of the first embodiment, so illustration thereof is omitted.
  • the seventh embodiment it is characterized in that in a communication circuit in which non-arbitration communication cannot be performed, whether or not transmission/reception processing can be resumed is periodically checked, and if it can be resumed, non-arbitration communication is resumed. .
  • the communication control unit including the arithmetic unit 100 diagnoses whether or not there is a failure that prevents transmission and reception of control signals. 140, and after a certain period of time has elapsed, it is determined whether or not communication by the non-arbitration communication unit 130 is possible. resume.
  • the flowchart shown in FIG. 15 is a routine task process that is executed at regular time intervals in the calculation unit 100 included in the communication control unit after the initialization process after the power supply of the vehicle-mounted control device 10 in the seventh embodiment is started. is shown.
  • step S200 regular control processing relating to various controls such as setting a failure flag for the communication bus 50 that has failed is executed, and then the process proceeds to step S210.
  • step S210 it is checked whether or not a communication bus failure flag that does not allow communication by the non-arbitration communication method is set. If the communication bus failure flag is not set, the process proceeds to step S220 to perform communication bus failure diagnosis.
  • step S220 for example, it is diagnosed that communication data cannot be transmitted and received, and the process proceeds to step S230.
  • step S230 it is determined (diagnosed) whether or not a communication bus failure has occurred. If no communication bus failure has occurred, the scheduled task processing is completed. In step S230, if a communication bus failure has occurred, the process proceeds to step S240.
  • step S240 the transmission/reception processing of the communication network connected to the communication network in which the communication bus failure has occurred is stopped, and the process proceeds to step S250.
  • step S250 the communication mode of the communication network in which no communication bus failure has occurred is switched from non-arbitration communication to arbitration communication, and the process proceeds to step S260.
  • step S260 a communication mode switching state record is set (a communication bus failure flag is set) indicating that the communication mode of the communication network in which no communication bus failure has occurred is switched, and the process proceeds to step S270.
  • step S270 the communication of the communication circuit network in which no communication bus failure has occurred is resumed. After that, the regular control process is carried out regularly.
  • step S210 After a certain period of time has passed, if it is determined in step S210 that the communication bus failure flag is set, the process proceeds to step S280.
  • step S280 a process is performed to confirm whether the transmission process of the communication network connected to the communication network in which the communication bus failure has occurred is possible, and the process proceeds to step S290.
  • step S290 a process is performed to confirm whether the reception process of the communication network connected to the communication network in which the communication bus failure has occurred is possible, and the process proceeds to step S300.
  • step S300 it is confirmed whether or not the transmission process and reception process have been performed correctly in steps S280 and S290. If the transmission/reception processing has been successfully performed, the process proceeds to step S310, and the transmission/reception processing by the non-arbitration communication method in the regular task is restarted. In step S300, if the transmission/reception process could not be performed correctly, the process of the regular task shown in FIG. 15 is completed. After that, the regular control process is carried out regularly.
  • a transmission/reception check is performed to determine whether communication can be resumed, and if transmission/reception is possible, transmission/reception is resumed.
  • a communication circuit network that uses the arbitration communication method fails, it is possible to communicate with other control devices using the non-arbitration method.

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Abstract

車両ハーネス重量増加を抑制できるとともに、車載通信システムの一部に通信障害が発生しても、車載通信システムの信頼性向上が可能な車載制御装置を提供する。車載制御装置(10)は通信バスに接続され、制御信号を送受信する複数の通信回路(40)と、２つの通信モジュール(120)であり、複数の通信回路(40)のそれぞれに一つずつ接続され非調停通信方式の送信専用通信又は非調停方式の受信専用通信を行い制御信号の通信を行う非調停通信部(130)と調停通信方式の制御信号の通信を行う調停通信部(140)とを有する。車載制御装置(10)は複数の通信回路(40)による制御信号の送受信が行えない故障が発生しているか否かを診断し、その結果に基づき、非調停通信部(130)による制御信号の通信と調停通信部(140)による制御信号の通信とのいずれかを選択する通信制御部とを備える。

Description

車載制御装置
　本発明は、車両に搭載される車載制御装置に関する。
　車両に搭載される車載制御装置の搭載数量が多くなり、車載制御装置本体や車載制御装置を接続する車両ハーネス重量の増加が燃費改善の妨げの一部になっていることが知られている。
　車両ハーネス重量を削減するために、車載制御装置と車載電気負荷間の車両ハーネス重量を削減するために、車載制御装置を車載電気負荷の近傍に配置、もしくは、車載電気負荷と一体化したアクチュエータ制御装置が知られている。
　また、車両に搭載される複数の車載制御装置を統合した、さらに、アクチュエータ制御装置の一部機能を統合した車載制御装置が知られている。
　統合車載制御装置では外部入力情報に基づき、車両電気負荷の作動量を演算し、アクチュエータ制御装置には通信線で作動量を指示し、または、アクチュエータ制御装置からの情報を受信する構成とする。これにより、統合車載制御装置やアクチュエータ制御装置間を接続する車両ハーネスを電源線や通信線に絞ることができ、車両ハーネス量を低減することができる。
　統合車載制御装置とアクチュエータ制御装置間の通信量が増加した場合、通信線のみ増設することで車両ハーネス重量の増加を必要最低限に抑制することができる。
　一方で、統合車載制御装置とアクチュエータ制御装置間は通信線のみで接続されるため、通信線に障害が発生した場合でも、車両システムが安全な状態となる信頼性を確保する技術が必要であり、その技術として、特許文献１に記載されたものがある。
　特許文献１には、車載システムの一部に通信障害が発生した場合、システムの信頼性を向上させることができる車載通信システムの提供を目的とする技術が記載されている。
特開２００９－０２９２３７号公報
　しかしながら、上記特許文献１に記載された技術にあっては、車両システムの一部通信バスに通信障害が発生した場合、通信障害が発生していない別通信バスに切り替えて通信することに限定しており、通信障害が発生した場合においても、高信頼性を確保するという点が十分に考慮されていない。つまり、特許文献１に記載の技術は、車載制御装置間における通信線の増設に対する車両ハーネス重量を抑制しながら、通信障害時における通信データの高信頼性を確保するというこの検討がされていないという課題があった。
本発明の目的は、このような技術課題を解決するためになされたものであって、車両ハーネス重量増加を抑制できるとともに、車載通信システムの一部に通信障害が発生しても、車載通信システムの信頼性向上が可能な車載制御装置を提供することである。
　上記目的を達成するため、本発明は、次のように構成される。
　車載制御装置において、通信バスに接続され、制御信号を送受信する複数の通信回路と、少なくとも２つの通信モジュールであって、前記通信モジュールは、前記複数の通信回路のそれぞれに、一つずつ接続され、前記複数の通信モジュールのそれぞれは、非調停通信方式の送信専用通信又は非調停方式の受信専用通信を行い、前記制御信号の通信を行う非調停通信部と、調停通信方式の前記制御信号の通信を行う調停通信部と、を有する前記少なくとも２つの通信モジュールと、前記複数の通信回路による前記制御信号の送受信が行えない故障が発生しているか否かを診断し、診断した結果に基づいて、前記非調停通信部による前記制御信号の通信と前記調停通信部による前記制御信号の通信とのいずれかを選択する通信制御部と、を備える。
　　　本発明によれば、車両ハーネス重量増加を抑制できるとともに、車載通信システムの一部に通信障害が発生しても、車載通信システムの信頼性向上が可能な車載制御装置を提供することができる。
本発明が適用される車載制御装置を含むシステムの概略構成図である。 実施例１の車載制御装置の内部構成図である。 実施例１の車載制御装置の内部構成図である。 実施例１の車載制御装置の内部構成図である。 実施例１の車載制御装置の内部構成図である。 実施例１の車載制御装置の内部構成図である。 実施例２の車載制御装置の内部構成図である。 実施例３のデータベースの説明図である。 実施例３のデータベースの説明図である。 実施例４の説明のための比較例の図である。 実施例４の説明図である。 実施例４の説明図である。 実施例５における動作タイムチャートである。 実施例６における動作フローチャートである。 実施例６におけるブロック図である。 実施例７における動作フローチャートである。
　以下、図面を参照して本発明に係る車載制御装置の実施形態について説明する。図面の説明において同一の要素には同一符号を付し、重複説明は省略する。
　本発明に係る車載制御装置は、一例として、図１に示す車載制御装置１０と、アクチュエータ制御装置２０と、を含む車両制御システムに適用される。図１に示す車両制御システムにおいて、車載制御装置１０のマイコン３０が種々の情報に基づき車両電気負荷（図示せず）の制御量を算出し、通信回路４０及び通信バス５０を介して、マイコン３０を有するアクチュエータ制御装置２０へ命令を送信する。
　つまり、複数の通信回路４０は、通信バス５０に接続され、制御信号を送受信する。アクチュエータ制御装置２０は上述した車両電気負荷を制御し、通信バス５０を介して、車両制御装置１０へ制御情報を送信する。
　（実施例１）
　図２は、本発明の実施例１による車載制御装置１０の内部構成図である。
　図２において、車載制御装置１０は、いわゆるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）であって、マイコン（「マイクロコントローラ」の略称である）３０と、通信回路４０とを備えている。
　通信回路４０は、例えば車載制御装置１０に一般的に普及しているＣＡＮ通信が行える通信回路である。
　そして、通信回路４０を介して他の制御装置と通信するために、マイコン３０は、演算部１００と、通信方式切替部１１０と、通信モジュール１２０と、故障診断結果部１５０と、を備える。
　通信方式切替部１１０は、故障診断結果部１５０に保存されている通信バス５０の故障状態に基づき、後述する通信モジュールに内蔵される２つの通信方式を切替スイッチ１１０ａ及び切替スイッチ１１０ｂを操作して切り替える。
　通信モジュール１２０は、非調停通信部１３０と調停通信部１４０とを備えており、非調停通信部１３０は、例えば１対１で送信専用通信、または、受信専用通信を行い、送受信データのみを通信バス５０（図１に示す）へ送受信する通信部である。また、非調停通信部１３０において、通信ボーレートは任意に設定することができる。
　つまり、例えば、ＣＡＮ通信規格で規定されている通信ボーレートと比較して、２倍や３倍の通信ボーレートを設定することが可能である。
　調停通信部１４０は、例えば１対多、多対１、多対多で送受信通信を行い、送受信データ以外に通信タイミングの同期や優先度を決める調停データが通信バス５０へ送受信する通信部である。また、調停通信部１４０において、通信ボーレートは調停処理を行うため、従来通信規格、例えばＣＡＮ通信規格で規定されている通信ボーレートが設定される。
　通信モジュール４０は、少なくとも２つであって、通信モジュール４０は、複数の通信回路４０のそれぞれに、一つずつ接続され、複数の通信モジュール４０のそれぞれは、非調停通信方式の送信専用通信又は非調停方式の受信専用通信を行い、制御信号の通信を行う非調停通信部１３０と、調停通信方式の制御信号の通信を行う調停通信部１４０とを有する。
　演算部１００と、通信方式切替部１１０と、古書診断結果部１５０とは、通信制御部を構成し、通信制御部１００、１１０、１５０は、複数の通信回路４０による制御信号の送受信が行えない故障が発生しているか否かを診断し、診断した結果に基づいて、非調停通信部１３０による制御信号の通信と調停通信部１４０による制御信号の通信とのいずれかを選択する。
　次に、図２を参照して、本実施例１の車載制御装置１０による非調停通信方式の通信制御処理について説明する。
　通信バス５０に、例えば、断線などの故障が発生していない正常な場合、故障診断結果１５０に通信バス正常という情報が記憶される。故障新診断結果１５０の情報に基づき通信方式切替部１１０が２つの通信モジュール１２０に対して、非調停通信部１３０を選択する。つまり、切替スイッチ１１０ａ及び切替スイッチ１１０ｂを共に非調停通信部１３０側に設定する。
　マイコン３０の演算部１００は、通信方式切替部１１０の状態から、２つの通信モジュール１２０の一方を送信専用通信とし、他方を受信専用通信として通信を行う。
　つまり、通信制御部１００、１１０、１５０により、非調停通信部１３０による制御信号の通信が選択されているときは、２つの通信モジュール１２０は、それぞれ送信処理専用と受信処理専用として動作する。
　調停通信部１４０を介した通信と比較して、非調停通信部１３０を介した通信は、調停データを含まない送受信データのみを通信バス５０へ送受信するので、より多くの送信データ、または、受信データを通信バス５０上で送受信でき、つまり、非調停通信の送信専用処理を高通信バス負荷状態で行うことができ、より高速な通信ができる。
　次に、図３及び図４を参照して、本実施例１の車載制御装置１０による調停通信方式の通信制御処理について、詳細に説明する。
　２つの通信回路４０のそれぞれに接続された２つの通信バス５０のどちらか一方が、例えば、断線などの故障が発生している故障状態の場合、演算部１００は、通信回路４０による制御信号の送受信が行えない故障が発生しているか否かを診断し、故障状態を検知し、故障診断結果部１５０に通信バス故障という情報を記憶させる。故障新診断結果部１５０の情報に基づき通信方式切替部１１０が、２つの通信モジュール１２０に対して、調停通信部１４０を選択する。
　マイコン３０の演算部１００は、通信方式切替部１１０の状態から、２つの通信モジュール１２０のうち、故障していない通信バス５０に接続される通信モジュールのみを使い、送受信処理を行う。つまり、図３に示した状態の場合は、故障していない通信バス５０に接続される通信モジュール４０側の切替スイッチ１１０ａを図３に示した状態から、調停通信部１４０側に切り替える。図４に示した状態の場合は、故障していない通信バス５０に接続される通信モジュール４０側の切替スイッチ１１０ｂを図４に示した状態から、調停通信部１４０側に切り替える。
　調停通信部１４０を介した通信は、非調停通信部１３０を介した通信と比較して、送受信データ以外の調停データが含まれるので、高速通信が行えないが、一方で、１つの通信バス５０上で、つまり、車載制御装置１０とアクチュエータ制御装置２０との間で高信頼性を確保しながら制御信号の送受信処理動作を行い、それを継続することができる。
　車載制御装置１０と車載制御装置１０により動作制御される他の制御装置とは、通信バス５０を介して接続され、車両ハーネスを通信バス５０に絞ることができ、車両ハーネスの重量増加を抑制することができる。さらに、通信バス５０に故障が発生した場合には、故障していない通信バスを使用して、調停通信を行うように構成されているので、通信バス５０に障害が発生した場合でも、車両システムが安全な状態となる信頼性を確保することができる。
　次に、図５と図６を参照して複数の車載制御装置とアクチュエータ制御装置とが接続されたシステムについて説明する。
　図５は、実施例１における車載制御装置を２つ接続したシステムを説明する図である。通信バス５０に故障が発生した場合の動作は、図３、図４に示した例と同様である。
　図５において、車載制御装置１０は、車載制御装置１０の通信回路４０を介して、車載制御装置としてのアクチュエータ制御装置２０の通信回路４０へ接続される。
　車載制御装置１０からアクチュエータ制御装置２０へ送信される非調停方式の送信データは、アクチュエータ制御装置２０の非調停通信部１３０を介して受信され、また、調停方式の送信データは、アクチュエータ制御装置２０の調停通信部１４０を介して受信される。アクチュエータ制御装置２０から車載制御装置１０へ送信される送信データも上述と同じように、車載制御装置１０の非調停通信部１３０、または、調停通信部１４０を介して、受信される。
　図６は、図５と比較して、車載制御装置として。２つのアクチュエータ制御装置２０Ａ、２０Ｂが接続されたシステムを説明した図である。車載制御装置１０には、２つの通信モジュール１２０が備えられ、アクチュエータ制御装置２０Ａ、２０Ｂとデータ送受信が行われる。送信データと受信データの送受信は上述したように各制御装置の非調停通信部１３０、または、調停通信部１４０を介して、送受信される。
　図５及び図６に示したシステムにおいても、図２～図４で説明した例と同様に、車両ハーネスの重量増加を抑制することができ、かつ、通信バス５０に障害が発生した場合でも、車両システムが安全な状態となる信頼性を確保することができる。
　以上から、通信バス５０が正常状態であれば、ＣＡＮ通信回路を用いて、通信モジュール１２０の非調停通信方式を使うことで、従来のＣＡＮ通信による通信以上のデータ量を送受信することが可能である。
　加えて、通信バス５０が故障状態であれば、故障していないもう一方の通信バス５０を用いて、通信モジュール１２０の調停通信方式を使うことで、車載制御装置とアクチュエータ制御装置間で送受信を継続することができる。
　その結果、従来のＣＡＮ通信規格以上の通信データ量を送受信するために通信バスを追加せずに、車両ハーネス重量増加を抑制できるとともに、車載通信システムの一部に通信障害が発生しても、車載通信システムの信頼性を確保することができる。
　（実施例２）
　次に、本発明による車載制御装置の実施例２について説明する。
　本実施例２による車載制御装置１０は、正常時の非調停通信方式から故障時の調停通信方式への切替遅延の影響を考慮する点において、上述した実施例１と異なっている。その他の点については、実施例１と実施例２とは同様な構成となっている。
　具体的には、実施例２は、通信開始前に予め各通信モジュール設定部（後述する）の初期設定を実施することで、故障発生時にタイムリーに通信方式を切り替えることができる例である。
　つまり、通信制御部に含まれる演算部１００が、通信モジュール１２０の非調停通信部１３０及び調停通信部１４０による制御信号の通信を開始する前に、通信モジュール１２０の非調停通信部１３０の非調停通信の機能の設定と、調停通信部１４０の調停通信の機能の設定とを予め行う。
　図７は、本発明の実施例２による車載制御装置１０の内部構成図である。
　図７に示すように、本実施例２の車載制御装置１０は、車載制御装置１０の起動信号をモニタする電源スイッチモニタ部２５０を更に備えている。
　車両バッテリ２００は、電源スイッチ２１０を介して車載制御装置１０へ接続され、車両バッテリ２００からの電力は、電源回路２２０と電源スイッチモニタ部２５０に入力される。電源スイッチモニタ部２５０は、検出したで電源スイッチ２１のモニタ結果をマイコン３０へ出力する。マイコン３０は電源スイッチモニタ部２５０から出力される値を確認し、電源スイッチ２１０の状態を判断する。
　例えば、電源スイッチモニタ部２５０の出力値がＨｉｇｈであれば、電源スイッチ２１０が通電状態と判断し、電源スイッチモニタ部２５０の出力値がＬｏｗであれば、電源スイッチ２１０が遮断状態と判断する。また、電源回路２２０は、車載制御装置１０の内部で使われる電源電圧を生成し、例えば、マイコン３０に電源電圧を供給する。
　マイコン３０には一般的に種々の機能モジュールが内蔵され、各機能モジュールを動作させる前に、機能モジュールを動作させる情報を予め設定する必要がある。本実施例２に含まれる通信モジュール１２０では、例えば、通信ボーレートや送信専用、受信専用などを設定したあとに、通信を開始する必要がある。
　電源スイッチ２１０が通電状態となり、電源回路２２０からマイコン３０へ電源電圧が供給され、マイコン３０が起動された後、マイコン３０の演算部１００は電源スイッチモニタ部２５０の出力値を確認し、制御装置１０が起動されたことを判断する。その後、演算部１００は、通信開始前に、２つの通信モジュール１２０のそれぞれに備えられている通信モジュール設定部Ａ２３０と通信モジュール設定部Ｂ２４０に対して、通信モジュール１２０の動作に必要となる情報を設定する。つまり、車載制御装置１０が起動した直後に、通信モジュール設定部Ａ２３０と通信モジュール設定部Ｂ２４０とに対して通信モジュール１２０の動作に必要となる情報（機能）を設定する。
　これに対して、通信開始後に、通信モジュール設定部Ａ２３０と通信モジュール設定部Ｂ２４０を、それぞれ使用を始める直前に設定を行うこととすると、通信開始後であって、上記設定の開始以前に通信バス５０に故障が発生していた場合または上記設定の期間中に通信バス５０に故障が発生した場合、調停通信部１４０が動作する調停通信方式へ切り替えることになる。この場合、通信モジュール設定部Ｂ２４０の設定を行っている期間は、通信処理が行えないという状態が発生するという問題が生じる。
　上記問題に対して、上述したように、車載制御装置１０が起動した直後に通信モジュール設定部Ａ２３０と通信モジュール設定部Ｂ２４０とに通信モジュール１２０の動作に必要となる情報を設定することで、通信バス５０に故障が発生した場合、通信モジュール設定部Ｂ２４０は既に通信ボーレート等が設定されているので、タイムリーに非調停通信方式から調停通信方式へ切り替えることができる。
　本実施例２の車載制御装置１０によれば、上述の実施例１と同様の作用効果を得られるほか、通信開始前に予め各通信モジュール設定部Ａ２３０、Ｂ２４０に初期設定を行うので、通信バス５０に故障が発生したときに、通信モジュール１２０の調停通信部１４０の通信モジュール設定部Ｂ２４０の設定を行う必要がなく、通信処理が行えない時間を短くすることができる。その結果、通信方式をタイムリーに切り替えることが可能となる。
　（実施例３）
　次に、図８A及び図８Bを参照して車載制御装置の実施例３について説明する。
　本実施例３の車載制御装置１０は、正常時の非調停通信方式から故障時の調停通信方式への切替遅延の影響を考慮する点において、上述した実施例１と異なっている。その他の点及び構成は実施例１と同様となっている。
　具体的には、実施例３においては、通信開始前に各通信方式における送受信処理の優先度を予め決めておくことで、故障発生時にタイムリーに通信方式を切り替えることができる。本実施例３による効果は実施例２による効果と同様である。
　図８A及び図８Bは、実施例３におけるマイコン３０の送受信処理の優先度を決めるデータベースを示している。通信制御部に含まれる演算部１００は、調停通信部１４０が送受信するデータの送受信処理の優先度が設定されたデータベースを有している。そして、調停通信部１４０は、上記データベースに設定された優先度に従ってデータである制御信号の送受信処理を行う。
　図８Ａは、送信処理データベースの非調停通信方式と調停通信方式を示し、図８Ｂは、受信処理データベースの非調停通信方式と調停通信方式を示す。
　図８Ａには、調停通信方式における送信データの優先度が設定されている。データａ、データｂ、データｃの順に優先度が決められ、送信周期はデータａが５ｍｓ、データｂが１０ｍｓ、データｃが２０ｍｓとなっている。
　また、図８Ｂには、調停通信方式における受信データの優先度が設定されている。データ１、データ２、データ３の順に優先度が決められ、受信周期はデータ１が１０ｍｓ、データ２が２０ｍｓ、データ３が２０ｍｓとなっている。
　非調停通信方式と比較して、調停通信方式は送受信データの優先度を予め決めておく必要があり、調停通信方式の送受信データの優先度を例えば、マイコン３０に記憶しておく。調停通信部１４０は、通信バス５０に故障が発生した場合に、その発生毎に、優先度を演算する必要が無く、予め決められた優先度に従ってデータ処理を行うことができる。
　本実施例３の車載制御装置１０によれば、上述の実施例１及び実施例２と同様の作用効果を得られるほか、通信開始前に予め調停通信方式による送受信データの優先度を決めておくことで、通信バス５０に故障が発生したときに、通信モジュール１２０の調停通信部２４０を介した通信処理で優先度の設定を行う必要がなく、通信処理が行えない時間を短縮することができる。その結果、通信方式をタイムリーに切り替えることが可能となる。
　（実施例４）
　次に、図９、図１０及び図１１を参照して、実施例４による車載制御装置を説明する。
　本実施例４による車載制御装置は、通信バス５０の故障状態の検知時間短縮を更に考慮する点において、上述した実施例１と異なる。実施例４の他の構成は、実施例１と同様となっている。
　図９は、実施例４の説明のための比較例の図であり、上述した実施例１による車載制御装置１０の動作を説明するタイムチャート図である。
　図９は、非調停通信部１３０による、車載制御装置１０からアクチュエータ制御装置２０へ送信するタイムチャート（図９の（Ａ））と、アクチュエータ制御装置２０から車載制御装置１０へ受信するタイムチャート（図９の（Ｂ））を示し、時刻Ｔ１００から時刻Ｔ２２０は、各送受信データの期間を示している。
　図９の（Ａ）に示した車載制装置１０からアクチュエータ制御装置２０への送信処理では、時刻Ｔ１００から時刻Ｔ１１０の期間でアクチュエータ制御装置２０に必要となる送信データＡ、Ｂ及びＣを送信している。時刻Ｔ１１０から時刻Ｔ１２０の期間は送信処理が行われない送信ブランク期間である。
　例えば、後述する図１１で説明する一般的な通信バスの故障検知方法を用いて、時刻Ｔ１１０から時刻Ｔ１２０の間の時刻Ｔ４００で発生した通信バス故障が発生した状態、つまり、車載制御装置１０からアクチュエータ制御装置２０への送信処理が正しく行えない状態になったとしても、車載制御装置１０は送信処理を実施していない期間であり、時刻Ｔ１１０か時刻Ｔ１２０の間で発生した通信バス故障は、時刻Ｔ１２０以降でのみ検知することが可能となり、タイムリーに故障を検知することができない。
　図１０は、実施例４による車載制御装置１０の動作を説明するタイムチャート図である。図１０の（Ａ）に示す時刻Ｔ１００から時刻Ｔ１１０の間と、図１０の（Ｂ）に示す時刻Ｔ２００から時刻Ｔ２１０の間の車載制御装置１０及びアクチュエータ制御装置２０のデータ送信処理は、図９の説明と同じである。実施例４は、時刻Ｔ１１０から時刻Ｔ１２０の間に、通信バス故障を早期に発見することを目的とした診断用データ送信期間を設けることが実施例１と異なる。
　図１０において、時刻Ｔ４００で通信バス故障が発生すると、時刻Ｔ１１０から時刻Ｔ１２０では診断用データ送信期間であり、車載制御装置１０は正常送信できないことを検知し、通信バス５０が故障状態であることを認識する。また、アクチュエータ制御装置２０は時刻Ｔ１１０から時刻Ｔ１２０の間に受信するべき診断用データを正常受信できないことを検知し、通信バス５０が故障状態であることを認識する。
　つまり、車載制御装置１０とアクチュエータ制御装置２０は、診断用データ送信期間の終了時刻Ｔ１２０よりも早いタイミング時刻Ｔ４００で通信バス５０の故障を検知して、アクチュエータ制御装置２０から車載制御装置１０への非調停通信方式の送信専用通信を、調停通信方式の送受信通信へ切り替えることが可能となる。
　図１１は、車載制御装置１０の通信回路４０の内部ブロック図である。図１１において、通信バス５０が正常状態の場合、マイコン３０が通信回路４０のＴＸ回路４１からデータを送信すると、通信回路４０のＲＸ回路４２を経由して、送信データがマイコン３０へ入力される。
　一方で、通信バス５０上で故障が発生している場合、通信回路４０のＴＸ回路４１から通信バス５０を介してデータを送信しても、通信回路４０のＲＸ回路４２からマイコン３０に入力される送信データは、通信バス５０の故障に依存した固定値が入力される。つまり、マイコン３０は通信回路４０のＴＸ回路４１から送信するデータと、通信回路４０のＲＸ回路４２が受信する送信データを確認することで、通信バス５０の状態を確認することが可能である。
　上記の車載制御装置１０の通信回路４０の動作内容は、アクチュエータ制御装置２０の通信回路４０の動作と同じであり、アクチュエータ制御装置２０でも同等の故障診断を行える。
　つまり、非調停通信部１３０の制御信号の通信には、診断用データ送信期間が設定され、通信制御部は、診断用データ送信期間に、制御信号の送受信が行えない故障が発生しているか否かを診断し、診断した結果に基づいて、非調停通信部１３０による制御信号の通信から調停通信部１４０よる制御信号の通信に切り替える。
　本実施例４によれば、実施例１と同様な効果を得ることができる他、送信ブランク期間中に送受信データ診断用通信を行うことで、通信バス５０の故障状態の検知時間短縮を短縮することが可能となる。
　なお、本実施例４は、実施例１～３にも適用可能である。
　（実施例５）
　次に、図１２を参照して本発明の実施例５について説明する。
　本実施例５の車載制御装置１０は、通信データの送信中の通信バス５０上の故障を検知し、複数の制御装置間で通信方式切替を行うことを考慮する点において、上述した実施例４と異なる。実施例５のその他の構成は実施例４と同様となっている。
　実施例５においては、通信制御部に含まれる演算部１００は、非調停通信部１３０が受信した制御信号の不良を検知する故障検知機能を有し、通信制御部に含まれる演算部１００は、非調停通信部１３０が受信した制御信号の不良を検知すると、非調停通信部１３０による制御信号の通信から調停通信部１４０による制御信号の通信に切り替える。　
　図１２は、本実施例５の車載制御装置１０の動作を説明するタイムチャート図である。
　図１２は車載制御装置１０からアクチュエータ制御装置２０へ送信するタイムチャート（図１２の（Ａ））と、アクチュエータ制御装置２０から車載制御装置１０へ受信するタイムチャート（図１２の（Ｂ））を示し、時刻Ｔ１００から時刻Ｔ２２０は、それぞれ各送受信データの期間を示している。
　車載制装置１０からアクチュエータ制御装置２０への送信処理では、時刻Ｔ１００から時刻Ｔ１１０の期間でアクチュエータ制御装置２０に必要となる送信データを送信している。この期間中に、時刻Ｔ４００のタイミングにおいて通信バス５０上で故障が発生すると、車載制御装置１０からの通信データ送信途中で通信が途絶えることとなる。通信データ送信途中で通信が途絶えると、例えば、通信データのＣＲＣを用いた故障検知や、一定時間内に通信データ受信不可を用いた故障検知によって、アクチュエータ制御装置２０で通信バス５０の故障を検出し、時刻Ｔ４００以降の受信データで故障通信を受信する。その後、時刻Ｔ２１０で通信方式を非調停方式から調停方式へ切り替える初期化処理を行い、アクチュエータ制御装置２０と車載制御装置１０との相互で調停通信方式による通信を再開する。
　図１２には、通信バス５０の故障による受信データの受信不可の発生の例を示したが、通信バス５０以外の例えば、非調停通信部１３０の通信ＩＣの故障発生に対しても、通信方式を非調停方式から調停方式へ切り替える初期化処理を行い、調停通信方式で通信を再開することが可能である。
　本実施例５によれば、実施例１と同様な効果を得ることができる他、通信データの送信中の通信バス５０上の故障以外の、通信ＩＣの故障でも同様に故障を検知し、複数の制御装置間で通信方式の切替を行うことができる。
　（実施例６）
　次に、図１３を参照して実施例６の車載制御装置１０を説明する。
　非調停通信方式による通信が行えない場合、別通信回路を用いて調停通信方式へ切り替えて通信を行うが、調停通信方式部１４０が故障している状態で、非調停通信部１３０が故障した場合、他の制御装置と通信することができなくなるという問題がある。
　そこで、本実施例６では、車載制御装置１０の電源起動直後に調停通信が行えることを確認することを特徴としている。なお、本実施例６のその他の構成は、実施例１と同様となるので、図示は省略する。
　図１３に示すフローチャートは、車載制御装置１０の電源が起動された直後に実行される。まず、ステップＳ１００では、マイコン３０の演算部１００は、種々の初期化処理を実行する。ステップＳ１１０では、通信方式切替部１１０を、調停通信部１４０が実行する調停通信方式へ設定し、送受信処理を行って、初期通信診断処理を実行する。
　具体的には、車載制御装置１０からアクチュエータ制御装置２０へ調停通信方式の送信データを送信する。また、アクチュエータ制御装置２０から車載制御装置１０へ調停方式の送信データの送信を行う。
　ステップＳ１２０では、上述した調停通信が２つの制御装置１０及び２０間で正しく行われたか否か、つまり、調停通信部１４０の制御信号の送受信処理が正常か否かを判断する。調停通信部１４０が正常であと判断し、調停通信が正しく行われていれば、ステップＳ１３０へ移行し、車載制御装置１０の通信方式を調停方式から非調停方式へ変更し、電源起動直後の処理を完了して、非調停通信部１３０による制御信号の通信を開始する。
　ステップＳ１２０において、調停通信部１４０が正常ではないと判断され、調停通信が正しく行われていなければ、ステップＳ１４０へ移行する。
　ステップＳ１４０では、調停通信処理が正しく行えなかったことを示す故障フラグをセットする。故障フラグがセットされると、車載制御装置１０のマイコン３０は、図１４に示すように、ディスプレイ装置（表示部）７０に調停通信処理が正しく行えなかったことを表示させる。これにより、ユーザは、調停通信処理が正しく行えなかったことを認識することができ、非調停通信方式による通信が故障した場合には、調停通信方式による通信も行えない状態であることを予め認識することができる。ステップＳ１４０の処理を終了すると、処理はステップＳ１３０へ移行する。
　本実施例６によれば、実施例１と同様な効果を得ることができる他、車載制御装置１０の電源起動直後に、予め調停通信方式で通信できるか否かを確認することで、予期せずに、非調停通信方式と調停通信方式で通信できなくなるという状況を回避することが可能となる。
　（実施例７）
　次に、図１５を参照して実施例７による車載制御装置１０を説明する。車載制御装置１０の回路構成等は、実施例１と同様となるので、図示は省略する。
　非調停通信方式による通信が行えない場合、別通信回路において調停通信方式へ切り替えて通信を行い、非調停通信が行えない通信回路では制御装置同士の送受信処理が停止する。
　そして、調停通信方式を行っている通信回路網で故障が発生した場合、非調停通信が行えない通信回路では制御装置同士の送受信処理が停止しているため、他の制御装置と通信することができなくなるという問題がある。
　そこで、本実施例７では、非調停通信が行えなかった通信回路において、送受信処理が再開できるか否かを定時的にチェックして再開できる場合には、非調停通信を再開すること特徴としている。
　つまり、演算部１００を含む通信制御部は、制御信号の送受信が行えない故障が発生しているか否かを診断し、故障が発生している場合、非調停通信部１３０による通信から調停通信部１４０による通信に切り替え、一定時間経過後、非調停通信部１３０による通信が可能か否かを判断し、非調停通信部１３０による通信が可能と判断した場合は、非調停通信部１３０による通信を再開する。
　図１５に示すフローチャートは、実施例７における車載制御装置１０の電源が起動後の初期化処理が完了した後に、通信制御部に含まれる演算部１００において、一定時間毎に実行される定時タスク処理を示している。
　まず、ステップＳ２００では、故障している通信バス５０に対して故障フラグをセットする等の種々の制御に関する定時制御処理が実行され、ステップＳ２１０へ移行する。ステップＳ２１０では非調停通信方式による通信が行えない通信バス故障フラグがセットされているか否かを確認する。通信バス故障フラグがセットされていない場合、ステップＳ２２０へ移行し、通信バス故障診断を実施する。
　ステップＳ２２０では、例えば、通信データを送受信できないことを診断し、ステップＳ２３０へ移行する。
　ステップＳ２３０では、通信バス故障が発生しているか否かを判断する（診断する）。通信バス故障が発生していない場合、定時タスク処理を完了する。ステップS２３０で、通信バス故障が発生している場合、ステップＳ２４０へ移行する。
　ステップＳ２４０では、通信バス故障が発生している通信網に接続されている通信回路網の送受信処理を停止し、ステップＳ２５０へ移行する。
　ステップＳ２５０では、通信バス故障が発生していない通信回路網の通信モードを非調停通信から調停通信へ切り替え、ステップＳ２６０へ移行する。
　ステップＳ２６０では、通信バス故障が発生していない通信回路網の通信モードを切り替えたことを示す通信モード切替状態記録をセット（通信バス故障フラグをセット）し、ステップＳ２７０へ移行する。
　ステップＳ２７０では、通信バス故障が発生していない通信回路網の通信を再開する。その後、定時制御処理は、定時的に行われる。
　一定時間経過後、ステップＳ２１０の判断で、通信バス故障フラグがセットされていると判断された場合、ステップＳ２８０へ移行する。
　ステップＳ２８０では、通信バス故障が発生している通信網に接続されている通信回路網の送信処理が可能か確認する処理を行い、ステップＳ２９０へ移行する。
　ステップＳ２９０では、通信バス故障が発生している通信網に接続されている通信回路網の受信処理が可能か確認する処理を行い、ステップＳ３００へ移行する。
　ステップＳ３００では、ステップＳ２８０とステップＳ２９０で送信処理と受信処理が正しくできたか否かを確認する。送受信処理が正しく行えた場合、ステップＳ３１０へ移行し、定時タスクにおける非調停通信方式での送受信処理を再開する。ステップＳ３００において、送受信処理が正しく行えなかった場合、図１５に示す定時タスクの処理を完了する。その後、定時制御処理は、定時的に行われる。
　本実施例７によれば、実施例１と同様な効果を得ることができる他、非調停通信で故障が発生し、調停通信に移行し、通信を停止していた通信回路網での非調停通信が再開できるか否かの送受信チェックを行い、送受信可能な場合には、送受信を再開する。これにより、調停通信方式を行っている通信回路網で故障した場合、他の制御装置と非調停方式で通信することが可能となる。
　以上、本発明の実施例について記述したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の意図を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。
　１０・・・車載制御装置、２０・・・アクチュエータ制御装置、３０　　　　　・・・マイコン、４０・・・通信回路、４１・・・ＴＸ回路、４２・・・ＲＸ回路、５０・・・通信バス、１００・・・演算部、１１０・・・通信方式切替部、１２０・・・通信モジュール、１３０・・・非調停通信部、１４０・・・調停通信部、１５０・・・故障診断結果部、２００・・・バッテリ、２１０・・・電源スイッチ、２２０・・・電源回路、２３０・・・通信モジュール設定部Ａ、２４０・・・通信モジュール設定部Ｂ、２５０・・・電源スイッチモニタ部

Claims (12)

  1. 　通信バスに接続され、制御信号を送受信する複数の通信回路と、
    　少なくとも２つの通信モジュールであって、少なくとも２つの前記通信モジュールは、前記複数の通信回路のそれぞれに、一つずつ接続され、少なくとも２つの前記通信モジュールのそれぞれは、非調停通信方式の送信専用通信又は非調停方式の受信専用通信を行い、前記制御信号の通信を行う非調停通信部と、調停通信方式の前記制御信号の通信を行う調停通信部と、を有する少なくとも２つの前記通信モジュールと、
    　前記複数の通信回路による前記制御信号の送受信が行えない故障が発生しているか否かを診断し、診断した結果に基づいて、前記非調停通信部による前記制御信号の通信と前記調停通信部による前記制御信号の通信とのいずれかを選択する通信制御部と、
    　を備えることを特徴とする車載制御装置。
  2. 　請求項１に記載の車載制御装置において、
    　前記通信制御部により、前記非調停通信部による前記制御信号の通信が選択されているときは、少なくとも２つの前記通信モジュールは、それぞれ送信処理専用と受信処理専用として動作することを特徴とする車載制御装置。
  3. 　請求項２に記載の車載制御装置において、
    　前記非調停通信部は、非調停通信の送信専用処理を高通信バス負荷状態で行うことを特徴とする車載制御装置。
  4. 　請求項２に記載の車載制御装置において、
    　前記調停通信部は、前記制御信号の、送受信処理動作を行うことを特徴とする車載制御装置。
  5. 　請求項４に記載の車載制御装置において、
    　前記通信制御部により、前記調停通信部による前記制御信号の通信が選択されているときは、前記通信制御部は、少なくとも２つの前記通信モジュールのうち、前記制御信号の送受信が行えない故障が発生している一方の前記通信モジュールの通信を停止し、他方の前記通信モジュールの通信を行うことを特徴とする車載制御装置。
  6. 　請求項５に記載の車載制御装置において、
    　前記通信制御部は、少なくとも２つの前記通信モジュールの前記非調停通信部及び前記調停通信部よる制御信号の通信を開始する前に、前記非調停通信部の非調停通信の機能の設定と、前記調停通信部の調停通信の機能の設定とを予め行うことを特徴とする車載制御装置。
  7. 　請求項５に記載の車載制御装置において、
    　前記通信制御部は、前記調停通信部が送受信するデータの優先度が設定されたデータベースを有し、前記調停通信部は、前記データベースに設定された前記優先度に従って前記制御信号の送受信処理を行うことを特徴とする車載制御装置。
  8. 　請求項５に記載の車載制御装置において、
    　前記非調停通信部の前記制御信号の通信には、診断用データ送信期間が設定され、前記通信制御部は、前記診断用データ送信期間に、前記制御信号の送受信が行えない故障が発生しているか否かを診断し、診断した結果に基づいて、前記非調停通信部による前記制御信号の通信から前記調停通信部による前記制御信号の通信に切り替えることを特徴とする車載制御装置。
  9. 　請求項５に記載の車載制御装置において、
    　前記通信制御部は、前記非調停通信部が受信した前記制御信号の不良を検知する故障検知機能を有し、前記通信制御部が、前記非調停通信部が受信した前記制御信号の不良を検知すると、前記非調停通信部による前記制御信号の通信から前記調停通信部による前記制御信号の通信に切り替えることを特徴とする車載制御装置。
  10. 　請求項５に記載の車載制御装置において、
    　表示部をさらに備え、
    　前記通信制御部は、
    　前記非調停通信部及び前記調停通信部よる制御信号の通信を開始する前に、前記調停通信部の前記制御信号の送受信処理が正常か否かを判断し、調停通信部が正常であると判断すると、前記非調停通信部による前記制御信号の通信を開始し、
    　前記調停通信部が正常ではない判断すると、前記表示部に調停通信処理が正しく行えなかったことを表示させることを特徴とする車載制御装置。
  11. 　請求項５に記載の車載制御装置において、
    　前記通信制御部は、
    　前記制御信号の送受信が行えない故障が発生しているか否かを診断し、故障が発生している場合、前記非調停通信部による通信から前記調停通信部による調停通信に切り替え、一定時間経過後、前記非調停通信部による通信が可能か否かを判断し、前記非調停通信部による通信が可能と判断した場合は、非調停通信部による通信を再開することを特徴とする車載制御装置。
  12. 　請求項１に記載の車載制御装置において、
    　２つ以上の複数の前記車載制御装置により前記制御信号が送受信されることを特徴とする車載制御装置。
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