CN114340956A - 车载网络*** - Google Patents

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CN114340956A CN202080062438.6A CN202080062438A CN114340956A CN 114340956 A CN114340956 A CN 114340956A CN 202080062438 A CN202080062438 A CN 202080062438A CN 114340956 A CN114340956 A CN 114340956A
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黑川芳正
山下哲弘
平野高弘
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Toyota Motor Corp
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Mazda Motor Corp
Toyota Motor Corp
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Abstract

由中央控制装置和多个中继装置构成骨干网络。各中继装置具备：骨干侧通信端口，该骨干侧通信端口与骨干网络连接；多个设备侧通信端口，该多个设备侧通信端口用于在与车载设备之间进行信号输入输出；以及第一接口转换装置，该第一接口转换装置进行骨干侧通信端口与多个设备侧通信端口之间的接口转换。多个设备侧通信端口包括多个通用通信端口，该多个通用通信端口连接有相互共用的输入电路和/或输出电路。在多个通用通信端口，直接连接有规定的第一车载设备，并且经由第二接口转换装置连接有规定的第二车载设备。

Description

车载网络***
技术领域
在此公开的技术属于与车载网络***相关的技术领域。
背景技术
在专利文献1中公开了一种具备中央网关、以太网(注册商标)-CAN网关等集线器装置(中继器)的车载网络的结构。多个ECU经由以太网连接到中央网关。
在专利文献2中公开了下述的技术：在车载网络***中设置对不同网络的节点之间的数据收发进行中继的网关、网络集线器(HUB)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2019-29992号公报
专利文献2：日本特开2017-212725号公报
发明所要解决的技术问题
然而，近年来，以自动驾驶***为首，正在推进与根据车内外的环境信息、驾驶者信息等来控制车辆的车辆自动化相关的技术开发。今后，可设想下述情况：用于自动驾驶的运算处理功能、各致动器的控制功能被汇集于统一管理车辆整体的动作这样的中央运算装置。
另一方面，将各传感器、各致动器分别直接连接到如上述那样汇集了功能的中央运算装置是不现实的，因为信号布线变得庞大。因此，可设想下述情况：如专利文献2那样，设置作为网络集线器装置、网关装置发挥功能这样的中继装置来构建车载网络。
可是，搭载于车辆的致动器的输入输出的电路结构、信号形式等是多种多样的。这样一来，如何处理各中继装置与各致动器的接口成为问题。具体而言，例如在使中继装置具有特定的致动器的接口的情况下，有可能导致中继装置专用化、复杂化、成本高等。
发明内容
这里公开的技术是鉴于上述问题而做出的，其目的在于实现一种如下的车载网络***：能够避免中继装置复杂化的情况，并尽可能地提高中继装置的通用性。
用于解决技术问题的技术手段
为了解决所述技术问题，在此处公开的技术中，设为下述这样的结构：以车载网络***为对象，具备：中央控制装置，该中央控制装置统一管理车辆的动作；以及多个中继装置，该多个中继装置经由传输规定的协议的数字信号的主干网络以菊链状与所述中央控制装置连接，各所述中继装置具备：主干侧通信端口，该主干侧通信端口与所述主干网络连接；多个设备侧通信端口，该多个设备侧通信端口用于在与车载设备之间进行信号输入输出；以及第一接口转换装置，该第一接口转换装置进行所述主干侧通信端口与所述多个设备侧通信端口之间的接口转换，所述多个设备侧通信端口包含多个通用通信端口，该多个通用通信端口连接有相互共用的输入电路和/或输出电路，在作为所述通用通信端口中的至少一个的第一通用通信端口直接连接有规定的第一车载设备，另一方面，在作为所述通用通信端口中的至少一个的第二通用通信端口与规定的第二车载设备之间设置有进行接口转换的第二接口转换装置。
根据上述方式，在车载网络***中，设置有与在各中继装置共用的输入电路和/或输出电路连接的多个通用通信端口。这样，将通信端口设为通用的端口，由此能够避免中继装置专用化、复杂化的情况。另一方面，如上所述，车载设备的接口是多种多样的。因此，在本发明的技术中，对于能够与通用通信端口直接连接的车载设备(第一车载设备)，进行直接连接，另一方面，对于难以向通用通信端口连接的车载设备，使例如进行车载设备用的接口转换那样的第二接口装置存在于其间。由此，能够避免中继装置复杂化的情况，尽可能地提高中继装置的通用性。
在上述方式的车载网络***中，也可以为，所述第一接口转换装置包括模拟数字转换电路，该模拟数字转换电路将所述数字信号转换为模拟信号，所述通用通信端口是输入或输出所述模拟信号的模拟端口，所述第二接口转换装置包括调节器电路，该调节器电路设置于所述通用通信端口与所述规定的第二车载设备之间。
由此，能够将驱动能力不同的模拟设备连接于共用的通信端口。
在上述方式的车载网络***中，也可以为，所述第二接口转换装置与所述第二车载设备构成为一体。
另外，在上述方式的车载网络***中，也可以为，所述第二车载设备包括传感器和致动器，所述车载网络***包括自主控制电路，针对预先设定的特定的动作，该自主控制电路基于来自所述传感器的输出信号自主地控制所述致动器。
发明的效果
如以上说明的那样，根据在此公开的技术，能够避免中继装置复杂化的情况，尽可能地提高中继装置的通用性。
附图说明
图1是表示例示性的实施方式所涉及的车载网络***的一部分的示意图。
图2是表示中央ECU及驾驶座侧的区域ECU的结构的框图。
图3是表示信号转换部的一例的电路图。
图4是表示信号转换部的另一例的电路图。
图5是表示信号转换部的另一例的电路图。
具体实施方式
下面，一边参照附图，一边对例示性的实施方式进行详细说明。
图1概略性地表示本实施方式所涉及的车载网络***1的一部分。搭载有车载网络***1的车辆10是下述的汽车，即该汽车除了能够进行通过驾驶者的操作而行驶的手动驾驶之外，还能够进行辅助驾驶者的操作而行驶的辅助驾驶以及没有驾驶者的操作而行驶的自动驾驶。车辆10在驱动控制、制动控制以及转向控制中采用了进行电控制的线控方式。即，在该车辆中，利用传感器检测加速踏板的操作、制动踏板的操作以及方向盘的操作，再根据基于该传感器的输出的控制信号使致动器工作。
如图1所示，车载网络***1包含多种车载设备。车载设备包括与作为车辆的基本动作的驱动、制动或转向相关联的基本设备和与驱动、制动以及转向不相关联的车身系设备。此外，图1所示的车载设备是车载网络***1所包含的车载设备的一例，不排除车载网络***1具有图1所示的车载设备以外的车载设备的情况。
作为基本设备，例如包括驱动系装置11、电动助力转向装置(以下，称为EPS装置12)、自动变速器、电动制动装置以及DSC(Dynamic Stability Control：动态稳定控制)装置等。驱动系装置11包括节流阀、阀开闭机构、燃料喷射阀、制动开关、气流传感器等。EPS装置12包括电动马达、方向盘开关、方向盘加热器、若为液压***则包括油泵等。
作为车身系设备，包括电动车窗装置(以下，称为P/W装置21)、无钥匙进入装置22、雨刮器装置、格栅风门、前照灯31、雾灯、喇叭、安全警报等。此外，前照灯31是第一车载设备的一例。
在本实施方式中，将车辆1分为多个(在本实施方式中为七个)区域，在各区域设置区域ECU60，通过将中央ECU50和这些区域ECU60连接成菊链状而构建了主干网络MNW。此外，中央ECU50是中央控制装置的一例，区域ECU60是中继装置的一例。
主干网络MNW构成为传输规定的协议的数字信号。规定的协议没有特别限定，例如是能够进行高速大容量的信号传输的协议，例如是以太网协议、CAN-FD协议。此外，在以下的说明中，有时将在主干网络中传输的信号称为主干网络信号。另外，有时将从各区域ECU60到车载设备侧的信号传输路径称为“设备侧网络”。
如图1及图2所示，中央ECU50接收来自搭载于车辆10的多个传感器100的信号。中央ECU50基于从传感器100、车外的网络(省略图示)取得的车内外的环境信息等来生成用于对搭载于车辆的各车载设备进行控制的控制信号。在本实施方式所涉及的车载网络***1中，用于控制各车载设备的控制信号基本上由中央ECU50生成，从中央ECU50经由区域ECU60等传递至各车载设备。
多个传感器100包括例如设置于车辆的车身等且拍摄车外环境的多个摄像头101(参照图2)以及设置于车辆的车身等且检测车外的物标等的多个雷达102(参照图2)。另外，多个传感器100包括位置传感器、乘员状态传感器、制动踏板传感器、转向角传感器、加速踏板传感器、外气温度传感器、空调压力传感器、燃油传感器、垫传感器、油箱内压传感器、以及上述的车轮速度传感器、制动液传感器、主背压传感器、增压传感器、离合器行程传感器等。位置传感器利用全球定位***(Global Positioning System：GPS)来检测车辆的位置(车辆位置信息)。乘员状态传感器包含车辆的乘员的有无在内地取得该乘员的状态。制动踏板传感器取得车辆的驾驶者对制动踏板的踏入量。转向角传感器取得车辆的驾驶者对方向盘的转向角。加速踏板传感器取得车辆的驾驶者对加速踏板的踏入量。此外，在此所示的传感器100是向中央ECU50提供用于对车辆10进行工作控制的信息的传感器的一例。即，本实施方式不排除从上述记载的传感器以外的传感器向中央ECU50输入信息的情况。
各摄像头101分别配置成能够在水平方向上360°拍摄车辆的周围。各摄像头101对表示车外环境的光学图像进行拍摄而生成图像数据。各摄像头101将所生成的图像数据发送到中央ECU50。
各雷达102与摄像头101同样地分别配置成检测范围在车辆的周围沿水平方向扩展360°。由各雷达102取得的信息被发送到中央ECU50。雷达102的种类没有特别限定，可以采用例如毫米波雷达、红外线雷达。
来自各传感器100的输出信号可以如来自摄像头101、雷达102的信息那样直接输入到中央ECU50，也可以经由区域ECU60、其他ECU等输入到中央ECU50。
如图2所示，中央ECU50具备识别部51、路径计算部52、车辆运动管理部53以及车身系管理部54。中央ECU50例如是由一个或多个芯片构成的处理器。识别部51基于来自摄像头101及雷达102的环境信息并利用AI(Artificial Intelligence：人工智能)功能来识别车内外的环境信息。路径计算部52基于由识别部51识别出的车外环境信息来计算出车辆应行驶的路径。车辆运动管理部53基于由识别部51识别出的车外环境信息及由路径计算部52计算出的路径来计算出基本设备的目标输出。车身系管理部54基于由识别部51识别出的车外环境信息及由路径计算部52计算出的路径来控制车身系设备的工作。
当车辆10正在进行手动驾驶、辅助驾驶时，中央ECU50基于加速踏板传感器、制动踏板传感器或转向系的各传感器等的检测值来计算出各车载设备应输出的驱动力、制动力以及转向角。中央ECU50生成目标信号，该目标信号表示计算出的驱动力、制动力以及转向角即应该由各车载设备实现的驱动力、制动力以及转向角的目标值。此外，特别是在车辆10正在进行辅助驾驶时，中央ECU50在计算驱动力、制动力以及转向角时考虑后述的车辆10的目标运动。
为了能够进行车辆10的自动驾驶、辅助驾驶，中央ECU50通过识别部51识别车外环境信息，并且通过路径计算部52计算出车辆10应该行驶的路径。中央ECU50决定用于追随由路径计算部52计算出的路径的车辆10的目标运动。
具体而言，识别部51接收来自多个传感器100的信息而识别车辆10的车外环境信息。车外环境信息包括物标的状态、道路状态、周围的亮度等。与物标相关的信息包括物标相对于本车辆的相对位置及相对速度、物标的属性(种类、移动方向)等。作为物标的种类，例如具有其他车辆、行人、道路、划分线等。道路信息包括与道路本身的形状有关的信息。与道路形状有关的信息包括行驶道路的形状(直线、弯道、弯道曲率)、行驶道路宽度、车道数、各车道宽度等。
识别部51将由雷达102取得的与物标之间的相对距离等信息与由摄像头101拍摄到的车外的图像及物标的认定结果合并起来制作表示车外环境的3D地图。识别部51基于所制作的3D地图而制作用于计算出车辆10的行驶路径的2D地图。
路径计算部52基于由识别部51制作的2D地图而计算出车辆10的行驶路径。更具体而言，路径计算部52基于2D地图而计算出回避由识别部51识别出的障碍物的行驶路径。路径计算部52使用例如状态栅格法来计算多个候补路径，并根据各个候补路径的路径成本而从这些候补路径中选择一个或多个候补路径。但是，也可以使用其他方法进行路径的计算。
车辆运动管理部53决定用于追随计算出的行驶路径的车辆的目标运动，并分别计算出用于实现所决定的目标运动的驱动力、制动力以及转向角。车辆运动管理部53生成目标信号，该目标信号表示计算出的驱动力、制动力及转向角即应由各基本设备实现的驱动力、制动力及转向角的目标状态。中央ECU50将所生成的目标信号作为上述的规定的协议的数字信号经由主干网络MNW发送到各区域ECU60。
车身系管理部54基于识别出的车外环境信息、计算出的行驶路径而生成对与车辆10的驱动控制、制动控制以及转向控制无关的车身系设备的控制信号。例如，在由识别部51识别为周围较暗时，车身系管理部54生成向前照灯31发送的控制信号以使前照灯31点亮，或者如果在进入隧道时窗户是打开的话，则车身系管理部54生成向P/W控制装置21发送的控制信号以使窗户关闭。该车身系设备的控制信号也作为上述的规定的协议的数字信号输出。
车身系管理部54基于通过对乘员状态进行检测的传感器而得到的信息，并利用通过深度学习而生成的已学习模型来对车室内的乘员的状态进行推定。乘员的状态是指乘员的健康状态、情绪。作为乘员的健康状态，具有例如健康、轻度疲劳、身体状况不佳、意识下降等。作为乘员的情绪，具有例如快乐、普通、无聊、焦躁、不愉快等。车身系管理部54还考虑乘员的健康状态、乘员的情绪来生成各种控制信号。例如，车身系管理部54在推定为车室内的温度较高而乘员的心情不佳时，使空调装置工作、或者使P/W控制装置21工作而打开窗户。
在各区域ECU60设置有用于与主干网络MNW连接的通信端口(以下称为主干端口)和用于在与车载设备之间进行信号输入输出的多个设备侧通信端口。主干端口例如是遵循以太网协议的端口。中央ECU50与各区域ECU60之间、以及区域ECU60彼此通过例如以太网的通信电缆连接。区域能够任意地确定，如果区域的数量增减，则区域ECU60的数量也随之增减。另外，也可以在一个区域设置多个区域ECU60。
在本实施方式中，将配置于车辆右前侧的区域ECU60称为第一区域ECU60。在以下的说明中，对第一区ECU60的一个例子进行说明。
如图2所示，第一区ECU60具备协议转换部61、第一信号转换部62、第二信号转换部63以及第三信号转换部64。在第一区域ECU60设置有主干端口65。另外，在第一区域ECU60，作为与设备侧网络连接的设备侧通信端口设置有通信端口66a～66c、66e～66k。协议转换部61、第一信号转换部62、第二信号转换部63以及第三信号转换部64是第一接口转换装置的一例。
通信端口66a～66c是通用的数字通信端口，例如能够连接遵循CAN协议的车载设备。通信端口66e～66f是通用的模拟输出端口，连接左右的前照灯31、31、模拟驱动式的致动器。通信端口66e、66f是通用的数字输入端口，例如连接数字开关106。通信端口66j、66k是通用的模拟输入端口，例如连接模拟传感器。虽然省略了具体的图示，但在各区域ECU60设置有在相互的区域ECU60之间共用的通用端口。这样，通过进行各区域ECU60的通信端口的共用化、通用化，能够实现避免了区域ECU专用化、复杂化的情况的网络***。另外，在发生了车载网络的结构的变更的情况下，例如在发生了连接的车载设备的变更等的情况下，能够使区域ECU60的改变为最小限度。
以下，对区域ECU60(在此为第一区域ECU60)及其周边的结构具体地进行说明。
协议转换部61具备：(a)对与主干端口65连接的中央ECU50和区域ECU60的相互间的通信进行中继的功能、即主干网络MNW的中继的功能；(b)从主干网络信号中提取并分配与本ECU连接的车载设备用的信号的分配功能；以及(c)从与本ECU连接的车载设备汇集向中央ECU50和/或其他区域ECU60传输的数据的汇集功能。此外，关于(a)中继功能，由于与本＝＝发明的技术的关联较低，因此在此省略其详细说明，在以下的说明中，以(b)分配功能及(c)汇集功能为中心进行说明。
协议转换部61经由主干端口65接收主干网络信号，并进行协议转换。例如，将遵循以太网协议的主干网络信号协议转换为遵循CAN(Controller Area Network：控制器局域网络)协议、CAN-FD(CAN with Flexible Data-Rate)协议、LIN(Local InterconnectNetwork：局域互联网)协议等的数字转换信号。此外，本发明的协议转换是还包含CAN-FD协议与CAN之间这样的数据长度转换的概念。
协议转换部61提取上述的数字转换信号中的用于与通信端口66a～66c连接的车载设备的信号，并从各个通信端口66a～66c输出。协议转换部61提取上述的数字转换信号中的用于与通信端口66e～66g连接的车载设备的信号，并输出到第一信号转换部62。协议转换部61提取上述的数字转换信号中的用于与通信端口66h、66i连接的车载设备的信号，并输出到第二信号转换部63。协议转换部61提取上述的数字转换信号中的、用于与通信端口66j、66k连接的车载设备的信号，并输出到第三信号转换部64。
在通信端口66a连接有例如发动机ECU41，在该发动机ECU41的前端连接有驱动系装置11。在通信端口66b连接有例如EPS-EPC42，在该EPS-EPC42的前端连接有EPS装置12。在通信端口66c连接有例如P/W控制装置21，在该P/W控制装置21的前端连接有P/W开关21c及P/W电动机21d。另外，在通信端口66c连接有例如无钥匙进入装置22。在通信端口66e、66f分别连接有例如左右的前照灯31、31。在通信端口66g连接有例如信号转换装置32，在该信号转换装置32的前端连接有模拟驱动式的致动器33。在通信端口66h、66i分别连接有例如数字开关106、106。在通信端口66j连接有例如模拟传感器107。在通信端口66k连接有例如信号转换装置35，在该信号转换装置35的前端连接有模拟传感器108。信号转换装置35是第二接口转换装置的一例。
发动机ECU41具有第一运算部41a和第一信号处理部41b。第一运算部41a基于从中央ECU50传递来的目标驱动力的信号而计算出驱动系装置11的控制量，以使驱动系装置11实现目标驱动力。驱动系装置11的控制量例如是节流阀的开度、燃料喷射阀的喷射时机等。第一信号处理部41b生成并输出向驱动系装置11的各致动器发送的模拟信号以实现由第一运算部41a计算出的控制量。另外，也可以构成为，对于驱动系装置11的控制的一部分，发动机ECU41不论在中央ECU50与发动机ECU41之间的通信内容如何都生成驱动系装置11的控制信号。例如在发动机水温传感器所检测的发动机水温的温度较高而有可能在发动机内发生爆震时，发动机ECU41不经由中央ECU50而生成控制信号，以使燃料喷射阀的喷射时机、火花塞的点火时机延迟。这样，发动机ECU41具有不经由中央ECU50而控制驱动系装置11的反射控制功能。用于这样的反射控制功能的传感器110与车载设备侧(在此为发动机ECU41)直接连接，而不是与区域ECU60连接。
EPS-ECU42具有第二运算部42a和第二信号处理部42b。第二运算部42a基于从中央ECU50传递来的目标转向角的信息而计算出EPS装置12的控制量，以使EPS装置12实现目标转向角。EPS装置12的控制量是例如向辅助用的电动马达供给的电流量等。第二信号处理部42b生成并输出向EPS装置12发送的模拟信号，以实现由第二运算部42a计算出的控制量。此外，也可以构成为，对于发动机***11的控制的一部分，EPS-ECU42不论在中央ECU50与EPS-ECU42之间的通信内容如何都生成EPS装置12的控制信号。例如在转向角的控制量与转向角传感器的实测值的偏差较大这样的情况下，EPS-ECU42不经由中央ECU50而生成控制信号，以使上述的转向角的差异变小。这样，EPS-ECU42具有不经由中央ECU50而控制发动机***11的反射控制功能。用于这样的反射控制功能的传感器111与车载设备侧(在此为EPS-ECU42)直接连接，而不是与区域ECU60连接。例如，EPS-ECU42构成为至少能够直接取得转向角传感器、车速传感器、发动机转速传感器等的输出。
P/W控制装置21具有信号转换部21a和第三信号处理部21b。信号转换部21a将从中央ECU50传递来的P/W的开闭控制信息转换为P/W电动机21d能够接收的形态的信号，并作为开闭控制信号输出到P/W电动机21d。在车辆的乘员操作了用于使电动车窗装置工作的P/W开关21c时，第三信号处理部21b向P/W电动机21d输出基于上述操作的开闭控制信号。P/W开关21c的操作信息经由第一区ECU60传递至中央ECU50。第三信号处理部21b构成为，在从P/W开关21c输入了开关信号时，不论来自中央ECU50的控制信号如何，都基于来自P/W开关21c的开关信号来控制P/W电动机21d。这样，用于取得比来自中央ECU50的指示优先的信息的传感器等与车载设备侧(在此为P/W装置21)直接连接，而不是与第一区域ECU60连接。信号转换部21a是第二接口装置的一例，P/W开关21c是传感器的一例，P/W电动机21d是致动器的一例，第三信号处理部21b是自主控制电路的一例。
无钥匙进入装置22在装置内装入有向致动器22b(门锁机构等)输出信号的功能(第四信号处理部22a)。这是因为，无钥匙进入装置22仅是基于开启/关闭信号的门锁的开闭，信号本身是简单的。
无钥匙进入装置22直接被输入传感器100中的仅与该无钥匙进入装置22的工作相关联的信号。具体而言，无钥匙进入装置22具备从第四信号处理部22a、致动器22b以及乘员所持的便携机104接收信号的接收部22c。第四信号处理部22a在从中央ECU50接收到使致动器22b工作的控制信号时，将该控制信号转换为模拟信号。第四信号处理部22a将转换后的模拟信号传递给致动器22b，使该致动器22b工作。来自中央ECU50的控制信号是根据车外环境信息而由中央ECU50生成的控制信号，该车外环境信息是从各传感器100的输出得到且与车辆的外部环境相关的信息。该控制信号是与上述的来自便携机104的信号不同地使无钥匙进入装置22工作的控制信号。
图3表示第一信号转换部62的电路结构的一例。第一信号转换部62具备多个(在图3中为三个)模拟输出电路，该多个模拟输出电路具有相互共用的结构。在图3中，第一信号转换部62具备与通信端口66e连接的模拟输出电路62a、与通信端口66f连接的模拟输出电路62b以及与通信端口66g连接的模拟输出电路62c。此外，在图3中，省略了模拟输出电路62b、62c的电路的记载，但是，例如模拟输出电路62a～62c是相同的电路。这里，在“相互共用的结构”中，元件、电路的参数也包含在内，除了完全相同的电路结构之外，还包括如晶体管的驱动能力、电阻值、电容值这样元件、电路的参数相互不同这样的电路结构。另外，“相互共用的结构”也包括实现主要功能的结构通用的情况。作为输出电路，例如优选采用通用性高的结构的电路。对于后述的数字输入电路、模拟输入电路、数字输出电路也是同样的。
模拟输出电路62a、62b接收在协议转换部61中提取出的前照灯31的控制信号(开启/关闭控制信号)，基于该控制信号而将该控制信号转换为模拟信号并输出。模拟输出电路62a、62b的输出信号直接输入至前照灯31。在图3的例子中，通过使IPS装置介于其间，从而根据模拟输出电路62a、62b的输出信号控制左右的前照灯31的开启/关闭。即，用于使前照灯31工作的模拟控制信号从第一区域ECU60直接输入至前照灯31。像该例中的前照灯31那样能够由通用的输出电路直接驱动的致动器与第一信号转换部62直接连接。即，经由连接器(省略图示)等直接连接于通信端口66e。此外，模拟输出电路的结构不限定于图3的结构，也可以是其他电路结构。
作为能够由如模拟输出电路62a、62b那样通用性高的结构的输出电路驱动的车载设备，可例示出例如：防盗喇叭(防止被盗用喇叭)等喇叭、电源插座(电压转换器)、手套箱照明、车门照明、牌照灯、换挡锁定螺线管、后雾灯、高位刹车灯、货舱灯、电子锁电机、油箱盖开启器、碳罐、后雨刮器等。
模拟输出电路62c接收在协议转换部61中提取出的用于控制致动器33的控制信号，将该控制信号转换为模拟信号并从通信端口66g输出。如上所述，在通信端口66g与致动器33之间存在有信号转换装置32。信号转换装置32具有将从模拟输出电路62c输出的模拟信号转换为能够驱动后级的致动器的形式的信号的功能。信号转换装置32是第二接口装置的一例。
作为难以利用通用性高的输出电路驱动而最好使信号转换装置32介于其间的车载设备，可例示出例如：后组合灯、PWM控制方式的电动风扇、反转雨刮器电机、空调致动器、PWM控制方式的鼓风机电机、PTC加热器、ESCL(发动机火花控制)、内后视镜、指示灯总成、后遮阳板、倒车警报器、天窗电机、变速杆总成等。
图4表示第二信号转换部63的电路结构的一例。第二信号转换部63具备多个(在图4中为两个)数字输入电路，该多个数字输入电路具有相互共用的结构。具体而言，在图4中，第二信号转换部63具备与通信端口66h连接的数字输入电路63a和与通信端口66i连接的数字输入电路63b。此外，数字输入电路的结构不限定于图4的结构，也可以是其他电路结构。
数字输入电路63a构成为能够将来自与通信端口66h连接的数字开关106的输入信号传递至协议转换部61。同样地，数字输入电路63b构成为能够将来自与通信端口66i连接的数字开关106的输入信号传递至协议转换部61。
图5表示第三信号转换部64的电路结构的一例。第三信号转换部64具备多个(在图4中为两个)模拟输入电路，该多个模拟输入电路具有相互共用的结构。具体而言，第三信号转换部64具备与通信端口66j连接的模拟输入电路64a和与通信端口66k连接的模拟输入电路64b。
模拟输入电路64a构成为能够将来自与通信端口66j连接的模拟传感器107的输入信号(例如检测信号)传递到协议转换部61。在协议转换部61中，将模拟传感器107的输出结果传递到中央ECU50、其他区域ECU。
作为能够与如数字输入电路63a、63b或模拟输入电路64a那样通用性高的结构的输入电路连接的车载设备，可例示出例如：外气温度传感器、发动机罩开关、喇叭开关、EVA传感器、车内传感器、加速踏板传感器等各种传感器、制动开关、手动模式开关、座位安全带开关、货舱开关、模式开关、EPB开关、驻车开关、油箱内压传感器、中控锁开关等各种开关等。
模拟输入电路64b构成为能够经由信号转换装置35将来自模拟传感器108的输入信号(例如检测信号)传递到协议转换部61。在协议转换部61中，将模拟传感器108的输出结果传递到中央ECU50、其他区域ECU。例如，在模拟传感器108除了通用的模拟输入电路64b以外还需要追加的端子、追加的电路这样的情况下，信号转换装置35能够将模拟传感器108与通用的模拟输入电路64b连接。
作为难以利用通用性高的输入电路进行处理而最好如上述的模拟传感器108那样使信号转换装置35介于其间的车载设备，可例示出例如：电池用的电流传感器、超声波传感器、侵入传感器、雨滴传感器、天窗传感器、舵角传感器、组合开关、仪表开关、空调开关、摄像头、ADAS雷达等。
如上所述，根据本实施方式，设置有在各区域ECU60共用的通用通信端口，对于能够与该通用通信端口连接的规定的车载设备(相当于第一车载设备)，与通用通信端口直接连接。另外，在为与通用通信端口的输入输出电路不同的形式的情况下，例如在需要特殊的I/O的情况下，使如信号转换电路那样进行接口转换的接口转换装置存在于其间。由此，能够避免区域ECU专用化、复杂化的情况。这样一来，对于散布在车辆各处的区域ECU，能够尽可能地提高通用性，从而能够在各区域ECU之间对零件、部件、电路结构、规格等中的至少任意一个实现共用化。
另外，在上述的实施方式中，搭载于区域ECU60的功能是作为协议转换等的集线器装置的功能。并且，对于用于各车载设备特有的功能和/或反射性动作的控制的车载设备，使具有接口转换功能的ECU存在于区域ECU60与车载设备之间。这样，通过使区域ECU不具有车载设备专用的接口，能够使因车载设备的连接目标的变更、车载设备自身的功能变更等而导致的区域ECU60的改变为最小限度。
作为上述的具有接口转换功能的ECU，在上述的实施方式中，例示发动机ECU41和EPS-EPC42来进行了说明，但并不限定于此。可例示出例如：DSC(动态稳定控制)用的ECU、倾斜伸缩用的ECU、气囊用的ECU、PCM(动力总成控制)用的ECU、TCM用的ECU、4WD单元用的ECU、PLG用的ECU、OHC用的ECU、LFU用的ECU、座椅用的ECU、CMU(连接主单元)用的ECU、TAU(调谐放大器单元)用的ECU。在DSC用的ECU，作为车载设备而连接有例如车轮速度传感器、制动液传感器、主背压传感器、增压传感器、离合器行程传感器等。在倾斜伸缩用的ECU，作为车载设备而连接有例如倾斜伸缩电机/传感器/开关等。在PCM用的ECU，作为车载设备而连接有例如制动开关、气流传感器等。在4WD单元用的ECU，作为车载设备而连接有例如联接器组件、油温传感器等。在PLG用的ECU，作为车载设备而连接有例如PLG蜂鸣器、PLG电机/传感器/开关、闭合(日语：クローズ)电机/开关、触摸传感器、室内聚光灯等。在OHC用的ECU，作为车载设备而连接有例如中央室内灯、化妆镜照明、天窗开关等。在LFU用的ECU，作为车载设备而连接有例如LF天线、门把手开关等。在座椅用的ECU，作为车载设备而连接有例如座椅加热器/传感器、电动座椅电机/传感器/开关等。
在上述实施方式中，中央ECU50也可以兼具区域ECU60的功能。在该情况下，在中央ECU50，作为车载设备而直接连接有例如SSB开关、加速踏板传感器、非驻车开关、制动开关、ESCL等。
在上述实施方式中，信号转换装置32、35也可以包括设置于通信端口与规定的车载设备之间的调节器电路。
由此，能够将驱动能力不同的车载设备与通用端口连接。
另外，在上述实施方式中，将信号转换装置35与模拟传感器108分别进行了图示，但信号转换装置35和模拟传感器108可以分别构成，也可以一体地构成。对于信号转换装置32和致动器33也是同样的。如上所述，信号转换装置32、信号转换装置35是第二接口装置的一例。另外，模拟传感器108、致动器33是第二车载设备的一例。
上述的实施方式只不过是例示，并不限定性地解释本发明的范围。本发明的范围由专利请求的范围定义，属于专利请求的范围的等同范围的变形、变更全部在本发明的范围内。
产业上的可利用性
在此公开的技术在车辆控制***中能够避免中继装置复杂化的情况，并能够尽可能地提高中继装置的通用性，因此极其有用。
符号的说明
1 车载网络***
32 信号转换装置(第二接口转换装置)
3 5信号转换装置(第一接口转换装置)
50 中央ECU(中央控制装置)
60 区域ECU(中继装置)
MNW 主干网络
61 协议转换部(第一接口转换装置)
62 第一信号转换部(第一接口转换装置)
63 第二信号转换部(第一接口转换装置)
64 第三信号转换部(第一接口转换装置)

Claims (4)

1.一种车载网络***，其特征在于，具备：
中央控制装置，该中央控制装置统一管理车辆的动作；以及
多个中继装置，该多个中继装置经由传输规定的协议的数字信号的骨干网络以菊链状与所述中央控制装置连接，
各所述中继装置具备：骨干侧通信端口，该骨干侧通信端口与所述骨干网络连接；多个设备侧通信端口，该多个设备侧通信端口用于在与车载设备之间进行信号输入输出；以及第一接口转换装置，该第一接口转换装置进行所述骨干侧通信端口与所述多个设备侧通信端口之间的接口转换，
所述多个设备侧通信端口包含多个通用通信端口，该多个通用通信端口连接有相互共用的输入电路和/或输出电路，
在作为所述通用通信端口中的至少一个的第一通用通信端口直接连接有规定的第一车载设备，另一方面，在作为所述通用通信端口中的至少一个的第二通用通信端口与规定的第二车载设备之间设置有进行接口转换的第二接口转换装置。
2.根据权利要求1所述的车载网络***，其特征在于，
所述第一接口转换装置包括模拟数字转换电路，该模拟数字转换电路将所述数字信号转换为模拟信号，
所述通用通信端口是输入或输出所述模拟信号的模拟端口，
所述第二接口转换装置包括调节器电路，该调节器电路设置于所述通用通信端口与所述规定的第二车载设备之间。
3.根据权利要求1所述的车载网络***，其特征在于，
所述第二接口转换装置与所述第二车载设备构成为一体。
4.根据权利要求1所述的车载网络***，其特征在于，
所述第二车载设备包括传感器和致动器，
所述车载网络***包括自主控制电路，针对预先设定的特定的动作，该自主控制电路基于来自所述传感器的输出信号自主地控制所述致动器。
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