JP2023036371A - 車両用制御システム、および回路装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ソフトウェア処理を用いることなく通信フレームを変換できること。【解決手段】ECU201は、外部ECU300との間においてCANフレームにて通信を行うとともに、外部ECU300における制御対象である制御IC51との間においてCANフレームとは形式が異なる少なくとも一つのSPIフレームにて通信を行う。ECU201は、CANフレームをSPIフレームにフレーム変換する第1シーケンス回路21と、SPIフレームをCANフレームにフレーム変換する第2シーケンス回路22と、を備えている。【選択図】図1
Description
本開示は、車両用制御システム、および回路装置に関する。
特許文献1には、通信プロトコルが異なる通信路を介してメッセージを転送する技術が開示されている。
ところで、車両用制御システムでは、通信フレームを異なる通信プロトコルの通信フレームに変換するために、マイコンのソフトウェア処理を用いることが考えられる。しかしながら、車両用制御システムでは、配置される環境によって、振動対策や熱対策によるコスト増大などのためにマイコンレス化が検討されている。
開示される一つの目的は、ソフトウェア処理を用いることなく通信フレームを変換できる車両用制御システムを提供することである。開示される他の一つの目的は、ソフトウェア処理を用いることなく通信フレームを変換できる回路装置を提供することである。
ここに開示された車両用制御システムは、
電子制御装置との間において制御用通信フレームにて通信を行うとともに、電子制御装置における制御対象である制御回路との間において制御用通信フレームとは形式が異なる少なくとも一つの回路用通信フレームにて通信を行うものであり、
制御用通信フレームを回路用通信フレームにフレーム変換する第1シーケンス回路(21)と、回路用通信フレームを制御用通信フレームにフレーム変換する第2シーケンス回路(22)の少なくとも一方を備えていることを特徴とする。
電子制御装置との間において制御用通信フレームにて通信を行うとともに、電子制御装置における制御対象である制御回路との間において制御用通信フレームとは形式が異なる少なくとも一つの回路用通信フレームにて通信を行うものであり、
制御用通信フレームを回路用通信フレームにフレーム変換する第1シーケンス回路(21)と、回路用通信フレームを制御用通信フレームにフレーム変換する第2シーケンス回路(22)の少なくとも一方を備えていることを特徴とする。
このように、車両用制御システムは、制御用通信フレームを回路用通信フレームにフレーム変換する第1シーケンス回路と、回路用通信フレームを制御用通信フレームにフレーム変換する第2シーケンス回路の少なくとも一方を備えている。このため、車両用制御システムは、ソフトウェア処理を用いることなく通信フレームを変換できる。
ここに開示された回路装置は、車両用制御システムを備えていることを特徴とする。このため、回路装置は、車両用制御システムと同様の効果を奏することができる。
この明細書において開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。
以下において、図面を参照しながら、本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において、先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において、構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を参照し適用することができる。
(第1実施形態)
図1~図6を用いて、本実施形態の車両用制御システムに関して説明する。車両用制御システムは、車両に搭載可能に構成されている。車両用制御システムは、車両に搭載されて、車両の各種制御を行う。
図1~図6を用いて、本実施形態の車両用制御システムに関して説明する。車両用制御システムは、車両に搭載可能に構成されている。車両用制御システムは、車両に搭載されて、車両の各種制御を行う。
なお、図1などにおいては、各構成要素を略称で記載している。具体的には、CANトランシーバ11をCANTR、CANコントローラ12をCANCTR、第1シーケンス回路21を1SQC、第2シーケンス回路22を2SQC、CANレジスタ31をCANREG、SPIレジスタ41を1SPIREGと記載している。また、制御IC51を1CIC、第1レジスタ61を1REG、第2レジスタ62を2REG、ECU201を2ECU、変換IC101をCHAIC、外部ECU300を1ECUと記載している。ECUは、Electronic Control Unitの略称である。
<構成>
図1を用いて、車両用制御システムの概略構成について説明する。車両用制御システムは、ECU201と、外部ECU300と、ECU201と外部ECU300を通信可能に接続するCANバス400を備えている。しかしながら、本開示は、これに限定されず、車両用制御システムをECU201に適用することもできる。この点は、他の実施形態でも同様である。外部ECU300は、電子制御装置に相当する。ECU201は、回路装置に相当する。
図1を用いて、車両用制御システムの概略構成について説明する。車両用制御システムは、ECU201と、外部ECU300と、ECU201と外部ECU300を通信可能に接続するCANバス400を備えている。しかしながら、本開示は、これに限定されず、車両用制御システムをECU201に適用することもできる。この点は、他の実施形態でも同様である。外部ECU300は、電子制御装置に相当する。ECU201は、回路装置に相当する。
本実施形態では、一例として、ECU201と外部ECU300との間において、CANの通信プロトコルに準拠した通信(以下、CAN通信)を行う例を採用する。また、ECU201内において、複数のIC51,101間において、SPIの通信プロトコルに準拠した通信を行う例を採用する。しかしながら、本開示は、これに限定されない。本開示は、ECU201と外部ECU300との間の通信プロトコルと、ECU201内における複数のIC51,101間の通信プロトコル(通信規格)が異なるものであれば採用できる。CANは、登録商標である。CANは、Controller Area Networkの略称である。SPIは、Serial Peripheral Interfaceの略称である。
<外部ECU300>
外部ECU300は、少なくとも一つのCPU、少なくとも一つの記憶装置などを有したマイコンを備えている。なお、外部ECU300は、各種センサや他のECUなどが接続されていてもよい。記憶装置には、プログラムやデータなどが記憶されている。データは、予め記憶されたものや、センサから出力されたセンサ信号、後ほど説明するCANバス400を介して受信したSPIデータなどである。
外部ECU300は、少なくとも一つのCPU、少なくとも一つの記憶装置などを有したマイコンを備えている。なお、外部ECU300は、各種センサや他のECUなどが接続されていてもよい。記憶装置には、プログラムやデータなどが記憶されている。データは、予め記憶されたものや、センサから出力されたセンサ信号、後ほど説明するCANバス400を介して受信したSPIデータなどである。
外部ECU300は、CPUがプログラムを実行する。CPUは、プログラムを実行することで、データを用いつつ各種演算処理を行う。外部ECU300は、演算処理の結果として制御信号などを出力する。つまり、外部ECU300は、演算機能や制御IC51を制御する機能を有している。
また、図1に示すように、外部ECU300は、CANバス400を介してECU201と接続されている。外部ECU300は、CANバス400を介した通信を行うための通信装置を備えている。通信装置は、CANトランシーバやCANコントローラなどである。外部ECU300は、上記制御信号を示すデータ(制御データ)などを含む通信フレームを、CANバス400を介して送信する。また、外部ECU300は、ECU201から送信された通信フレームを、CANバス400を介して受信する。
CANバス400を介して通信される通信フレームは、CANフレームともいえる。また、この通信フレームは、制御用通信フレームに相当する。外部ECU300から送信されるCANフレームは、制御データに加えて、SPIアドレスなどを含んでいる。一方、ECU201から送信されるCANフレームは、制御IC51で生成されたSPIデータや、制御IC51のSPIアドレスなどを含んでいる。
なお、以下では、制御データおよびSPIアドレスをまとめてCANデータとも称する。CANフレームは、CANデータ以外のデータである他CANデータを含んでいてもよい。他CANデータは、CANフレームに固有のCANIDなどである。SPIアドレスは、CANフレームに含まれる制御データの送信先である装置のアドレスである。送信先の装置は、ECU201内の回路、例えばECU201内の制御IC51である。SPIフレームは、SPIアドレスやSPIデータ以外の他SPIデータを含んでいてもよい。SPIフレームは、回路用通信フレームに相当する。
<ECU201>
図1に示すように、ECU201は、CANトランシーバ11、変換IC101、制御IC51などを備えている。ECU201は、外部ECU300と異なり、ハードロジック回路で構成されており、マイコンを備えていない。ICは、integrated circuitの略称である。
図1に示すように、ECU201は、CANトランシーバ11、変換IC101、制御IC51などを備えている。ECU201は、外部ECU300と異なり、ハードロジック回路で構成されており、マイコンを備えていない。ICは、integrated circuitの略称である。
CANトランシーバ11は、CANコントローラ12とともに、CANバス400を介した通信の通信装置を構成している。なお、CANトランシーバ11は、変換IC101に内蔵されていてもよい。
変換IC101と制御IC51は、ハードロジック回路である。変換IC101と制御IC51は、SPIバス501を介して接続されている。変換IC101と制御IC51は、SPIバス501を介してSPIフレームの送受信を行う。変換IC101は、CANフレームを変換したSPIフレームを、SPIバス501を介して制御IC51に送信する。変換IC101は、制御IC51から送信されたSPIフレームを、SPIバス501を介して受信する。
変換IC101は、異なる通信プロトコルの通信フレームを変換する回路である。変換IC101は、通信フレームの変換機能、言い換えると、通信プロトコルの変換機能を有している。変換IC101は、CANコントローラ12、複数のシーケンス回路21,22、複数のレジスタ31,41,61,62を備えている。なお、変換IC101の処理動作に関しては、後ほど説明する。通信フレームの変換は、通信プロトコルの変換や通信規格の変換ともいえる。
シーケンス回路21,22は、複数のスイッチング素子などを備えている。変換機能は、主に、シーケンス回路21,22が有している。第1シーケンス回路21は、CANフレームをSPIフレームに変換する変換機能を有している。第2シーケンス回路22は、SPIフレームをCANフレームに変換する変換機能を有している。
CANレジスタ31は、CANバス400を介して受信したCANフレーム内のデータが格納される。この場合、CANレジスタ31は、制御データに加えて、SPIアドレスなどが格納される。また、CANレジスタ31は、CANバス400を介して送信するCANフレーム内のデータが格納される。この場合、CANレジスタ31は、制御IC51で生成されたSPIデータや、制御IC51のSPIアドレスなどが格納される。変換IC101は、SPIデータやSPIアドレスなどをCANレジスタ31に格納することで、SPIデータやSPIアドレスなどをCANフレームで送信することができる。
SPIレジスタ41は、SPIバス501を介して制御IC51に送信するデータ、および制御IC51から受信したデータが格納される。言い換えると、SPIレジスタ41は、制御IC51に送信するSPIフレームに含まれるデータが格納されるとともに、制御IC51から受信したSPIフレームに含まれるデータが格納される。制御IC51に送信するデータは、CANデータなどである。制御IC51から受信したデータは、SPIデータやSPIアドレスなどである。変換IC101は、CANデータをSPIレジスタ41に格納することで、CANデータをSPIフレームで送信することができる。
第1レジスタ61は、格納情報が格納されている。第1レジスタ61に格納されている格納情報は、CANデータをSPIフレームに格納するための情報である。この格納情報は、SPI変換情報や、第1格納情報といえる。図2に示すように、格納情報は、SPIのプロトコル情報(アドレス/データのbit数や開始位置)、そのほかのSPIデータ、CANデータからSPIアドレス/データ部を抽出するための位置情報などを含んでいる。なお、図2のその他データ情報は、CRC(Cyclic Redundancy Check)などである。
第2レジスタ62は、格納情報が格納されている。第2レジスタ62の格納情報は、第1レジスタ61の格納情報と異なる情報である。第2レジスタ62に格納されている格納情報は、制御IC51で生成されたSPIデータや、制御IC51のSPIアドレスなどをCANフレームに格納するための情報である。この格納情報は、CAN変換情報や、第2格納情報といえる。図3に示すように、格納情報は、SPIのプロトコル情報(アドレス/データのbit数や開始位置)、CANID、CANデータにSPIアドレス/データ部を格納するための位置情報などを含んでいる。
なお、SPI変換情報とCAN変換情報は、アドレスとデータの格納先通信フレームの通信プロトコルに応じた、アドレスの格納先とデータの格納先を示す情報ともいえる。SPI変換情報は、SPIアドレスと制御データの格納先通信フレームであるSPIフレームの通信プロトコルに応じた、SPIアドレスと制御データの格納先を示す情報を含んでいる。CAN変換情報は、SPIアドレスとSPIデータの格納先通信フレームであるCANフレームの通信プロトコルに応じた、SPIアドレスとSPIデータの格納先を示す情報を含んでいる。
制御IC51は、変換IC101に加えて、図示を省略するアクチュエータなどの制御対象機器と接続されている。制御IC51は、変換IC101からSPIバス501を介して、SPIフレームを受信する。受信するSPIフレームには、CANデータなどが含まれている。また、制御IC51は、SPIバス501を介して、SPIフレームを変換IC101に送信する。送信するSPIフレームには、制御IC51で生成したSPIデータや、制御IC51のSPIアドレスなどが含まれている。制御IC51は、CANデータにおける制御データに応じて制御対象機器を制御する。制御IC51は、制御回路に相当する。なお、制御IC51は、駆動ICと言い換えることもできる。
制御IC51と変換IC101は、SPIプロトコルに準拠した通信を行うものに限定されない。制御IC51と変換IC101は、例えば、I2Cなどの他のシリアル通信の通信プロトコルに準拠した通信を行う構成であっても採用できる。I2Cは、登録商標である。I2Cは、Inter-Integrated Circuitの略称である。
<ここまでのまとめ>
以上のように、車両用制御システムは、ハードロジック回路で構成されたECU201と、マイコンを主体に構成された外部ECU300を備えている。車両用制御システムは、ECU201と外部ECU300とに各種機能が配置されている。
以上のように、車両用制御システムは、ハードロジック回路で構成されたECU201と、マイコンを主体に構成された外部ECU300を備えている。車両用制御システムは、ECU201と外部ECU300とに各種機能が配置されている。
ところで、制御対象機器であるアクチュエータは、駆動することで発熱したり振動したりする。また、ワイヤーハーネスの削減及び搭載性を向上するためには、制御装置をアクチュエータの直近に配置することが好ましい。
外部ECU300は、マイコンを有しているため、最新のチップセットの実装によって、柔軟に機能向上ができる。また、車両用制御システムは、外部ECU300側に演算機能を集約している。言い換えると、車両用制御システムは、ECU201に演算機能を配置していない。
このため、ECU201は、小型化や省電力化が可能となる。よって、ECU201は、外部ECU300よりも搭載自由度が高い。また、ECU201は、外部ECU300よりも耐振動性および耐熱性に優れている。言い換えると、ECU201は、外部ECU300よりも振動対策や熱対策に伴うコストの増大が少ない。
よって、ECU201は、外部ECU300よりもアクチュエータの直近に配置しやすい。つまり、車両用制御システムは、ECU201をアクチュエータの直近に配置することで、ワイヤーハーネスの削減及び搭載性の向上ができる。さらに、ECU201は、ソフト開発が不要となる。
従って、車両用制御システムは、振動対策や熱対策に伴うコストの増大を抑制しつつ、ワイヤーハーネスの削減及び搭載性を向上できる。なお、アクチュエータの直近に配置するとは、アクチュエータに対してECU201をじかに取り付けたり、アクチュエータに隣り合ってECU201を取り付けたりすることである。
外部ECU300とECU201は、比較的安定に通信を行うことが可能なCAN通信する構成を有している。つまり、外部ECU300とECU201間では、シリアル通信よりもノイズ耐性が優れているCAN通信を用いている。一方、ECU201は、IC51,101間において、SPIプロトコルに準拠して通信する構成を有している。
このように、外部ECU300とECU201間と、IC51,101間とで通信プロトコルが異なる。このため、外部ECU300から制御IC51を制御するためには、通信プロトコルの変換が必要になる。また、制御IC51のSPIデータなどを外部ECU300に送信するためには、通信プロトコルの変換が必要になる。そこで、本開示では、ECU201に通信プロトコルの変換機能を配置している。
なお、通信プロトコルの変換機能は、外部ECU300に配置することも考えられる。しかしながら、この場合、外部ECU300とECU201間において、CAN通信よりもノイズ耐性が劣るシリアル通信を用いることになり好ましくない。
<処理動作>
ここで、図4、図5を用いて、変換IC101の処理動作に関して説明する。ここでは、変換IC101の処理動作の一例として、通信プロトコルの変換機能に関して説明する。
ここで、図4、図5を用いて、変換IC101の処理動作に関して説明する。ここでは、変換IC101の処理動作の一例として、通信プロトコルの変換機能に関して説明する。
まず、図4を用いて、CANフレームからSPIフレームに変換する処理動作に関して説明する。
外部ECU300は、制御IC51を制御する際に、CANデータを含むCANフレームを、CANバス400を介して送信する。一方、ECU205は、CANトランシーバ11およびCANコントローラ12を介してCANフレームを受信する。CANコントローラ12は、受信したCANフレームに含まれているCANデータなどをCANレジスタ31に格納する。
変換IC101は、CANコントローラ12でCANフレームを受信すると、図3のフローチャートに示す処理動作を実行する。また、変換IC101は、CANレジスタ31にCANデータが格納されると、図4のフローチャートに示す処理動作を実行してもよい。
ステップS10では、第1レジスタ61に格納情報をセット(格納)する。つまり、CANフレームをSPIフレームに変換するために、第1レジスタ61にSPI変換情報をセットする。
ステップS11では、CANレジスタ31のCANデータをSPIレジスタ41にセットする。詳述すると、図6に示すように、第1シーケンス回路21は、CANレジスタ31のCANデータを、第1レジスタ61の格納情報に従って、SPIレジスタ41に格納する。第1シーケンス回路21は、格納情報に従って、CANデータにおけるSPIアドレスと、制御データを抽出する。第1シーケンス回路21は、格納情報に従って、抽出したSPIアドレスをSPIレジスタ41のアドレス部に格納する。また、第1シーケンス回路21は、格納情報に従って、制御データをSPIレジスタ41のデータ部に格納する。これによって、CANデータがSPIフレームに格納される。なお、第1シーケンス回路21は、他CANデータもSPIフレームに格納してもよい。
第1シーケンス回路21は、上記のようにCANデータをSPIレジスタ41に格納することで、CANフレームをSPIフレームにフレーム変換する。第1シーケンス回路21は、外部ECU300から受信したCANフレームからSPIフレーム用のアドレスとデータを抽出してSPIフレームに格納することでフレーム変換するともいえる。そして、変換IC101は、SPIレジスタ41に格納されているデータを含むSPIフレームを、SPIバス501を介して送信する。
このように、車両用制御システムは、変換先の通信フレームであるSPIフレームのアドレスおよびデータを、変換前の通信フレームであるCANフレームのデータに持たせることで、変換先の任意のアドレスに送信することができる。上記のように、CANフレームのデータに持たせるSPIフレームのアドレスは、制御IC51に設けられているレジスタのアドレスである。CANフレームのデータに持たせるデータは、制御データである。変換先の任意のアドレスに送信するとは、CANデータに含まれている制御データなどを、制御IC51に設けられているレジスタのアドレスに送信することである。
次に、図5を用いて、SPIフレームからCANフレームに変換する処理動作に関して説明する。
制御IC51は、SPIバス501を介して、SPIフレームを受信する。制御IC51は、SPIフレームのデータ部に格納されているデータに応じて制御対象機器を制御する。制御IC51は、制御対象機器を制御することで得た情報や異常検知によるフラグを含むデータレジスタへ書き込む。そして、制御IC51は、書き込まれたデータと、書き込まれたデータが記載されたレジスタのアドレスであるSPIアドレスを含むSPIフレームを、SPIバス501を介して送信する。変換IC101は、SPIフレームを受信すると、SPIデータとSPIアドレスとがSPIレジスタ41に格納される。
変換IC101は、SPIフレームを受信すると、図5のフローチャートに示す処理動作を実行する。また、変換IC101は、SPIレジスタ41にSPIフレームのデータが格納されると、図5のフローチャートに示す処理動作を実行してもよい。
ステップS20では、第2レジスタ62に格納情報をセットする。つまり、SPIフレームをCANフレームに変換するために、第2レジスタ62にCAN変換情報をセットする。
ステップS21では、SPIレジスタ41のSPIアドレスとSPIデータをCANレジスタ31にセットする。詳述すると、第2シーケンス回路22は、SPIレジスタ41のSPIアドレスとSPIデータを、第2レジスタ62の格納情報に従って、CANレジスタ31に格納する。第2シーケンス回路22は、格納情報に従って、SPIフレームのSPIアドレスとSPIデータを抽出する。第2シーケンス回路22は、格納情報に従って、抽出したSPIアドレスとSPIデータをCANレジスタ31のデータ部に格納する。これによって、SPIアドレスとSPIデータがCANフレームに格納される。なお、第2シーケンス回路22は、他SPIデータもCANフレームに格納してもよい。
第2シーケンス回路22は、上記のようにSPIアドレスとSPIデータをCANレジスタ31に格納することで、SPIフレームをCANフレームにフレーム変換する。第2シーケンス回路22は、制御IC51から受信したSPIフレームからSPIフレームのSPIアドレスとSPIデータを抽出してCANフレームに格納することでフレーム変換するともいえる。そして、変換IC101は、CANレジスタ31に格納されているデータを含むCANフレームを、CANバス400を介して送信する。
このように、車両用制御システムは、変換前の通信フレームであるSPIフレームのアドレスおよびデータを変換先の通信フレームであるCANフレームのデータに持たせることで、変換前の任意のアドレスを送信することができる。上記のように、CANフレームのデータに持たせるアドレスとデータは、制御IC51から受信したSPIアドレスとSPIデータである。変換前の任意のアドレスを送信するとは、制御IC51から受信したSPIアドレスを外部ECU300に送信することである。
<効果>
このように、車両用制御システムは、CANフレームをSPIフレームにフレーム変換する第1シーケンス回路21と、SPIフレームをCANフレームにフレーム変換する第2シーケンス回路22とを備えている。このため、車両用制御システムは、ソフトウェア処理を用いることなく通信フレームを変換できる。また、車両用制御システムをECU201に適用した場合、ECU201は、同様の効果を奏することができる。さらに、本開示は、第1シーケンス回路21と第2シーケンス回路22の少なくとも一方を備えていれば同様の効果を奏することができる。
このように、車両用制御システムは、CANフレームをSPIフレームにフレーム変換する第1シーケンス回路21と、SPIフレームをCANフレームにフレーム変換する第2シーケンス回路22とを備えている。このため、車両用制御システムは、ソフトウェア処理を用いることなく通信フレームを変換できる。また、車両用制御システムをECU201に適用した場合、ECU201は、同様の効果を奏することができる。さらに、本開示は、第1シーケンス回路21と第2シーケンス回路22の少なくとも一方を備えていれば同様の効果を奏することができる。
車両用制御システムは、第1シーケンス回路21と第2シーケンス回路22を用いて通信フレームを変換することができる。つまり、車両用制御システムは、ハードロジック回路によって、通信フレームを変換することができる。よって、車両用制御システムは、外部ECU300とECU201間での通信プロトコルと、変換IC101と制御IC51間での通信プロトコルとが異なる場合であっても、ECU201にマイコンを持たせることなく制御IC51を制御できる。
車両用制御システムは、ハードロジック回路で通信フレームを変換する。一般的に、ハードロジック回路は、マイコンと異なりプログラムの書き換えが不可能、かつECU間通信が増加することによるバス負荷の増加が懸念される。
しかしながら、車両用制御システムは、CANフレームにアドレスとデータを持たせることで、制御データを自由に変更することが可能である。車両用制御システムは、記憶装置に通信フレームに基づいた格納情報とそれに関連した固有の識別情報を持たせることで異なるプロトコルのICに送信することが可能である。これは、同プロトコルのものでも同様に可能なため、実質送信相手を変更することができる。
また、車両用制御システムは、送信したいbit情報のみをCANデータに持たせることで、複数の通信フレームをCAN通信で送信することができる。よって、車両用制御システムは、ハードロジック回路で通信フレームを変換する構成であってもバス負荷を低減できる。なお、bit情報は、SPIアドレスや制御データである。
以上、本開示の好ましい実施形態について説明した。しかしながら、本開示は、上記実施形態に何ら制限されることはなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能である。以下に、本開示のその他の形態として、第2~第5実施形態に関して説明する。上記実施形態および第2~第5実施形態は、それぞれ単独で実施することも可能であるが、適宜組み合わせて実施することも可能である。本開示は、実施形態において示された組み合わせに限定されることなく、種々の組み合わせによって実施可能である。
(第2実施形態)
図7~図9を用いて、第2実施形態の車両用通信システムに関して説明する。本実施形態では、主に、第1実施形態と異なる箇所に関して説明する。本実施形態は、ECU202(変換IC102)の構成および処理動作が第1実施形態と異なる。図7などにおいては、各構成要素を略称で記載している。具体的には、フラッシュメモリ71をFMEM、第3シーケンス回路23を3SQC、第4シーケンス回路24を4SQCと記載している。
図7~図9を用いて、第2実施形態の車両用通信システムに関して説明する。本実施形態では、主に、第1実施形態と異なる箇所に関して説明する。本実施形態は、ECU202(変換IC102)の構成および処理動作が第1実施形態と異なる。図7などにおいては、各構成要素を略称で記載している。具体的には、フラッシュメモリ71をFMEM、第3シーケンス回路23を3SQC、第4シーケンス回路24を4SQCと記載している。
図7に示すように、ECU202は、変換IC102を備えている。変換IC102は、変換IC101の構成に加えて、第3シーケンス回路23、第4シーケンス回路24、フラッシュメモリ71を備えている。
フラッシュメモリ71は、特許請求の範囲における記憶装置に相当する。フラッシュメモリ71は、上記実施形態で説明したSPI変換情報とCAN変換情報とを記憶している。フラッシュメモリ71は、変換IC102に内蔵されている。しかしながら、フラッシュメモリ71は、変換IC102の外部に設けられていてもよい。
第3シーケンス回路23と第4シーケンス回路24は、複数のスイッチング素子などを備えている。第3シーケンス回路23は、フラッシュメモリ71に格納されているSPI変換情報を第1レジスタ61に格納する。第4シーケンス回路24は、フラッシュメモリ71に格納されているCAN変換情報を第2レジスタ62に格納する。
ここで、図8、図9を用いて、変換IC102の処理動作に関して説明する。ここでは、変換IC102の処理動作の一例として、通信プロトコルの変換機能に関して説明する。
まず、図8を用いて、CANフレームからSPIフレームに変換する処理動作に関して説明する。図8のフローチャートを開始するトリガは、第1実施形態と同様である。この点は、他の実施形態でも同様である。
ステップS30では、フラッシュメモリ71に格納情報(SPI変換情報)をセットする。
ステップS31は、ステップS10と同様に、第1レジスタ61に格納情報をセットする。ここでは、第3シーケンス回路23がフラッシュメモリ71から第1レジスタ61に格納情報をセットする。ステップS32は、ステップS11と同様である。
次に、図9を用いて、SPIフレームからCANフレームに変換する処理動作に関して説明する。図9のフローチャートを開始するトリガは、第1実施形態と同様である。この点は、他の実施形態でも同様である。
ステップS40では、フラッシュメモリ71に格納情報(CAN変換情報)をセットする。
ステップS41は、ステップS20と同様に、第2レジスタ62に格納情報をセットする。ここでは、第4シーケンス回路24がフラッシュメモリ71から第2レジスタ62に格納情報をセットする。ステップS42は、ステップS21と同様である。
第2実施形態の車両用通信システムは、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。第2実施形態の車両用通信システムは、フラッシュメモリ71に格納情報を記憶させている。このため、第2実施形態の車両用通信システムは、複数の通信プロトコルへの変換が可能となる。なお、本開示は、第1シーケンス回路21または第2シーケンス回路22の少なくとも一方がフレーム変換するものであればよい。
(第3実施形態)
図10~図12を用いて、第3実施形態の車両用通信システムに関して説明する。本実施形態では、主に、第2実施形態と異なる箇所に関して説明する。本実施形態は、ECU203(変換IC103)の構成および処理動作が第2実施形態と異なる。図10などにおいては、各構成要素を略称で記載している。具体的には、第5シーケンス回路25を5SQC、第3レジスタ63を3REG、第6シーケンス回路26を6SQC、第1コンパレータ81を1CMPと記載している。また、第7シーケンス回路27を7SQC、第4レジスタ64を4REG、第8シーケンス回路28を8SQC、第2コンパレータ82を2CMPと記載している。
図10~図12を用いて、第3実施形態の車両用通信システムに関して説明する。本実施形態では、主に、第2実施形態と異なる箇所に関して説明する。本実施形態は、ECU203(変換IC103)の構成および処理動作が第2実施形態と異なる。図10などにおいては、各構成要素を略称で記載している。具体的には、第5シーケンス回路25を5SQC、第3レジスタ63を3REG、第6シーケンス回路26を6SQC、第1コンパレータ81を1CMPと記載している。また、第7シーケンス回路27を7SQC、第4レジスタ64を4REG、第8シーケンス回路28を8SQC、第2コンパレータ82を2CMPと記載している。
図10に示すように、ECU203は、変換IC103を備えている。変換IC103は、変換IC102の構成に加えて、第5シーケンス回路25、第3レジスタ63、第6シーケンス回路26、第1コンパレータ81を備えている。さらに、変換IC103は、第7シーケンス回路27、第4レジスタ64、第8シーケンス回路28、第2コンパレータ82を備えている。
フラッシュメモリ71は、変換前通信フレームに固有の識別情報と、変換前通信フレーム用の格納情報が関連付けて記憶されている。つまり、フラッシュメモリ71は、変換前通信フレームであるCANフレームに固有の識別情報と、そのCANフレーム用の格納情報(SPI変換情報)が関連付けて記憶されている。さらに、フラッシュメモリ71は、複数の識別情報と複数のSPI変換情報とが関連付けて記憶されている。ここでの識別情報は、CANIDや、CANフレームに付与された識別情報を用いることができる。識別情報は、識別用IDともいえる。
また、フラッシュメモリ71は、変換前通信フレームであるSPIフレームに固有の識別情報と、そのSPIフレーム用の格納情報(CAN変換情報)が関連付けて記憶されている。さらに、フラッシュメモリ71は、複数の識別情報と複数のCAN変換情報とが関連付けて記憶されている。ここでの識別情報は、SPIアドレスやSPIフレームに付与された識別情報を用いることができる。
ここで、図11、図12を用いて、変換IC103の構成と合わせて、変換IC103の処理動作を説明する。
第5シーケンス回路25と第6シーケンス回路26は、複数のスイッチング素子などを備えている。図11に示すように、第5シーケンス回路25は、CANレジスタ31に格納されているCANデータ、CANIDを第3レジスタ63に格納する(ステップS50)。格納情報(SPI変換情報)と、SPI変換情報に関連付けられた複数の識別情報をフラッシュメモリ71にセットする(ステップS51)。
第6シーケンス回路26は、第3レジスタ63に格納されたCANIDと、フラッシュメモリ71に記憶されているSPI変換情報を第1コンパレータ81に入力する。詳述すると、第6シーケンス回路26は、第3レジスタ63に格納されたCANIDを第1コンパレータ81に入力するとともに、複数のSPI変換情報のそれぞれに関連付けられた識別情報を順番に第1コンパレータ81に入力する。第1コンパレータ81は、CANIDと、複数の識別情報とを順番に比較する(ステップS52)。第1コンパレータ81は、CANIDと一致した識別情報を出力する。
第3シーケンス回路23は、第1コンパレータ81から出力された識別情報が入力される。第3シーケンス回路23は、第1コンパレータ81から出力された識別情報に関連付けられたSPI変換情報を、フラッシュメモリ71から第1レジスタ61に格納する(ステップS53)。なお、ステップS54は、ステップS11と同様である。
一方、第7シーケンス回路27と第8シーケンス回路28は、複数のスイッチング素子などを備えている。第7シーケンス回路27は、SPIレジスタ41に格納されているSPIアドレス、SPIデータを第4レジスタ64に格納する(ステップS60)。格納情報(CAN変換情報)と、CAN変換情報に関連付けられた複数の識別情報をフラッシュメモリ71にセットする(ステップS61)。
第8シーケンス回路28は、第4レジスタ64に格納されたSPIアドレスと、フラッシュメモリ71に記憶されているCAN変換情報を第2コンパレータ82に入力する。詳述すると、第8シーケンス回路28は、第4レジスタ64に格納されたSPIアドレスを第2コンパレータ82に入力するとともに、複数のCAN変換情報のそれぞれに関連付けられた識別情報を順番に第2コンパレータ82に入力する。第2コンパレータ82は、SPIアドレスと、複数の識別情報とを順番に比較する(ステップS62)。第2コンパレータ82は、SPIアドレスと一致した識別情報を出力する。
第4シーケンス回路24は、第2コンパレータ82から出力された識別情報が入力される。第4シーケンス回路24は、第2コンパレータ82から出力された識別情報に関連付けられたCAN変換情報を、フラッシュメモリ71から第2レジスタ62に格納する(ステップS63)。なお、ステップS64は、ステップS21と同様である。
よって、第1シーケンス回路21は、変換前通信フレームであるCANフレームに関連付けられた格納情報に応じて、SPIアドレスと制御データをSPIフレームに格納してフレーム変換する。同様に、第2シーケンス回路22は、変換前通信フレームであるSPIフレームに関連付けられた格納情報に応じて、SPIアドレスとSPIデータをCANフレームに格納してフレーム変換する。
第3実施形態の車両用通信システムは、第2実施形態と同様の効果を奏することができる。第3実施形態の車両用通信システムは、格納情報と関連付けて識別情報を持たせることで、複数の通信フレームに対応して通信フレームの変換を行うことができる。
(第4実施形態)
図13~図20を用いて、第4実施形態の車両用通信システムに関して説明する。本実施形態では、主に、第2実施形態と異なる箇所に関して説明する。本実施形態は、ECU204(変換IC104)の構成および処理動作が第2実施形態と異なる。図13などにおいては、各構成要素を略称で記載している。具体的には、第1制御IC51を1CIC、第2制御IC52を2CIC、第3制御IC52を3CIC、第1SPIレジスタ41を1SPIREG、第2SPIレジスタ42を2SPIREG、第3SPIレジスタ43を3SPIREG、第5レジスタ65を5REGと記載している。なお、第1制御IC51は、制御IC52と同様である。第1SPIレジスタ41は、SPIレジスタ41と同様である。
図13~図20を用いて、第4実施形態の車両用通信システムに関して説明する。本実施形態では、主に、第2実施形態と異なる箇所に関して説明する。本実施形態は、ECU204(変換IC104)の構成および処理動作が第2実施形態と異なる。図13などにおいては、各構成要素を略称で記載している。具体的には、第1制御IC51を1CIC、第2制御IC52を2CIC、第3制御IC52を3CIC、第1SPIレジスタ41を1SPIREG、第2SPIレジスタ42を2SPIREG、第3SPIレジスタ43を3SPIREG、第5レジスタ65を5REGと記載している。なお、第1制御IC51は、制御IC52と同様である。第1SPIレジスタ41は、SPIレジスタ41と同様である。
ECU204は、複数の制御IC51,52,53を備えている。ECU204は、複数のSPIバス501~503を備えている。変換IC201は、複数のSPIレジスタ41~43を備えている。変換IC201は、第5レジスタ65を備えている。
第2制御IC52と第3制御IC53は、第1制御IC51とは異なる制御対象機器と接続されている。また、第2制御IC52は、第3制御IC53とは異なる制御対象機器と接続されている。第2制御IC52は、第2SPIバス502を介して第2SPIレジスタ42と接続されている。また、第3制御IC53は、第3SPIバス503を介して第3SPIレジスタ43と接続されている。
なお、ECU204は、三つ以上の制御ICを備えていてもよい。同様に、ECU204は、四つ以上のSPIバスを備えていてもよい。また、ECU204は、四つ以上のSPIレジスタを備えていてもよい。
ここで、図13~図20を用いて、変換IC104と構成に合わせて、変換IC103の処理動作を説明する。変換IC104は、一つのCANフレームを複数のSPIフレームに変換する。また、変換IC104は、複数のSPIフレームから一つのCANフレームに変換する。
第5レジスタ65には、図14に示す固定情報が格納される。固定情報は、アドレスとデータの抽出元通信フレームと格納先通信フレームで同一となる値を示す情報である。つまり、固定情報は、抽出元通信フレームであるCANフレームと、格納先通信フレームであるSPIフレームとで同一となる値を示す情報である。よって、固定情報は、SPIデータを保管するデータ(固定bit情報)といえる。また、ここでは、複数のSPIレジスタ41~43のそれぞれに対応する固定情報を用いている。
図18には、CANフレームの一例を示している。CANフレームは、各SPIフレームの一部のデータをCANデータとして含んでいる。例えば、CANデータの1bit目と2bit目には、SPIフレームf1の一部のデータが格納されている。また、CANデータの5bit目から12bit目には、SPIフレームf3の一部のデータが格納されている。図19には、各SPIフレームf1~f8の項目と変更bit数を示している。図20には、一つのCANフレームから変換された各SPIフレームf1~f8を示している。なお、図20の×印は、CANデータから各SPIフレームf1~f8に変換したいデータ(bit)を示している。よって、各SPIフレームf1~f8における変換したいデータ以外は、固定情報とみなすことができる。同様に、各SPIフレームは、CANフレームの一部のデータをSPIアドレス、SPIデータとして含んでいる。
第1シーケンス回路21は、第1レジスタ61に格納された格納情報と、第5レジスタ65に格納された固定情報に従って、一つのCANフレームを複数のSPIフレームにフレーム変換する。
図16に示すように、格納情報(SPI変換情報)と固定情報は、フラッシュメモリ71にセットされる(ステップS70)。そして、第3シーケンス回路23は、フラッシュメモリ71から第5レジスタ65にSPI変換情報を格納する(ステップS71)。第3シーケンス回路23は、フラッシュメモリ71から第5レジスタ65に固定情報を格納する(ステップS71)。
第1シーケンス回路21は、SPI変換情報と固定情報に従って、CANフレームをSPIフレームにフレーム変換する(ステップS72)。詳述すると、第1シーケンス回路21は、CANレジスタ31のCANデータをSPIアドレスに対応するSPIレジスタ41~43のそれぞれに格納する。さらに、第1シーケンス回路21は、固定情報をSPIアドレスに対応するSPIレジスタ41~43のそれぞれに格納する。
具体的には、第1シーケンス回路21は、CANレジスタ31から第1SPIレジスタ41に対応するSPIアドレスとSPIデータを抽出する。第1シーケンス回路21は、第5レジスタ65から第1SPIレジスタ41に対応する固定情報を抽出する。そして、第1シーケンス回路21は、抽出した第1SPIレジスタ41に対応するSPIアドレスとSPIデータと固定情報を第1SPIレジスタ41に格納することでフレーム変換する。
なお、SPIアドレスとSPIデータは、CANレジスタ31に格納されているCANデータの一部である。また、SPIアドレスとSPIデータは、第1SPIレジスタ41に格納することで形成されるSPIフレームの一部である。
同様に、第1シーケンス回路21は、第2SPIレジスタ42に対応するSPIアドレスとSPIデータと固定情報を抽出して、第2SPIレジスタ42に格納することでフレーム変換する。また、第1シーケンス回路21は、第3SPIレジスタ43に対応するSPIアドレスとSPIデータと固定情報を抽出して、第3SPIレジスタ43に格納することでフレーム変換する。
このように、変換IC104は、一つのCANフレームを複数のSPIフレームに変換する。そして、変換IC104は、各SPIレジスタ41~43に格納されているデータを含むSPIフレームを、各SPIバス501~503を介して送信する。
一方、第2レジスタ62には、図15に示す格納情報(CAN変換情報)が格納される。ここでは、複数のSPIレジスタ41~43のそれぞれに対応する格納情報を用いている。第2シーケンス回路22は、この格納情報に従って、複数のSPIフレームを一つのCANフレームにフレーム変換する。
図17に示すように、格納情報は、フラッシュメモリ71に格納情報をセットされる(ステップS80)。第4シーケンス回路24は、フラッシュメモリ71から第2レジスタ62に格納情報をセットする(ステップS81)。
そして、第2シーケンス回路22は、各SPIレジスタ41~43のSPIアドレスとSPIデータを、第2レジスタ62の格納情報に従って、CANレジスタ31に格納する(ステップS82)。第2シーケンス回路22は、格納情報に従って、各SPIレジスタ41~43からSPIフレームの一部のデータであるSPIアドレスとSPIデータを抽出する。第2シーケンス回路22は、格納情報に従って、抽出した各SPIレジスタ41~43のSPIアドレスとSPIデータをCANレジスタ31のデータ部に格納する。これによって、各SPIレジスタ41~43のSPIアドレスとSPIデータがCANフレームに格納される。
第4実施形態の車両用通信システムは、第2実施形態と同様の効果を奏することができる。第4実施形態の車両用通信システムは、フラッシュメモリ71に固定情報が記憶されている。そして、変換IC104は、フラッシュメモリ71に記憶された固定情報をSPIアドレスに対応するSPIレジスタ41~43のそれぞれに格納する。これによって、外部ECU300は、CANフレームに送信する際に、固定情報を含まないCANフレームを送信することができる。つまり、外部ECU300は、固定情報を送信する必要がない。このため、第4実施形態の車両用通信システムは、CANバス400の通信負荷を低減できる。なお、固定情報は、他の実施形態でも適用できる。
また、一つのCANフレームには、変換先の各SPIフレームの一部のデータを含ませている。このため、第4実施形態の車両用通信システムは、外部ECU300から送信するデータ数を減らすことができ、CANバス400の通信負荷を軽減できる。同様に、一つのCANフレームには、変換元の各SPIフレームの一部のデータを含んでいる。このため、第4実施形態の車両用通信システムは、CANバス400の通信負荷を軽減できる。
(第5実施形態)
図21~図23を用いて、第5実施形態の車両用通信システムに関して説明する。本実施形態は、第3実施形態と第4実施形態と組み合わせたものである。ECU205は、ECU203とECU204を組み合わせた構成となる。
図21~図23を用いて、第5実施形態の車両用通信システムに関して説明する。本実施形態は、第3実施形態と第4実施形態と組み合わせたものである。ECU205は、ECU203とECU204を組み合わせた構成となる。
図22は、CANフレームからSPIフレームに変換する処理動作を示している。ステップS90は、ステップS50と同様である。ステップS91は、ステップS51とステップS70を行う。ステップS92は、ステップS52と同様である。ステップS93は、ステップS71と同様である。ステップS94は、ステップS72と同様である。
図23は、SPIフレームからCANフレームに変換する処理動作を示している。ステップS100は、ステップS60と同様である。ステップS101は、ステップS61と同様である。ステップS102は、ステップS62と同様である。ステップS103は、ステップS63と同様である。ステップS104は、ステップS82と同様である。
第5実施形態の車両用通信システムは、第3実施形態および第4実施形態と同様の効果を奏することができる。
本開示は、実施形態に準拠して記述されたが、本開示は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態が本開示に示されているが、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範畴や思想範囲に入るものである。
11…CANトランシーバ、12…CANコントローラ、21~28…第1~第8シーケンス回路、31…CANレジスタ、41…SPIレジスタ、42…第2SPIレジスタ、43…第3SPIレジスタ、51…制御IC、52…第2制御IC、61~65…第1~第5レジスタ、71…フラッシュメモリ、81…第1コンパレータ、82…第2コンパレータ、201~205…ECU、101~105…変換IC、300…外部ECU、400…CANバス、501~503…SPIバス
Claims (10)
- 電子制御装置との間において制御用通信フレームにて通信を行うとともに、前記電子制御装置における制御対象である制御回路との間において前記制御用通信フレームとは形式が異なる少なくとも一つの回路用通信フレームにて通信を行うものであり、
前記制御用通信フレームを前記回路用通信フレームにフレーム変換する第1シーケンス回路(21)と、前記回路用通信フレームを前記制御用通信フレームにフレーム変換する第2シーケンス回路(22)の少なくとも一方を備えている車両用制御システム。 - 前記第1シーケンス回路は、前記電子制御装置から受信した前記制御用通信フレームから前記回路用通信フレーム用のアドレスとデータを抽出して前記回路用通信フレームに格納することでフレーム変換する請求項1に記載の車両用制御システム。
- 前記第2シーケンス回路は、前記制御回路から受信した前記回路用通信フレームから前記回路用通信フレームのアドレスとデータを抽出して前記制御用通信フレームに格納することでフレーム変換する請求項1または2に記載の車両用制御システム。
- 前記アドレスと前記データの格納先通信フレームの通信プロトコルに応じた、前記アドレスの格納先と前記データの格納先を示す格納情報を記憶している記憶装置(71)をさらに備え、
前記第1シーケンス回路または前記第2シーケンス回路は、前記格納情報に応じて、前記アドレスと前記データを格納してフレーム変換する請求項2または3に記載の車両用制御システム。 - 前記記憶装置は、前記格納情報に加えて、前記アドレスと前記データの抽出元通信フレームと前記格納先通信フレームで同一となる値を示す固定情報を記憶しており、
前記第1シーケンス回路は、前記格納情報に応じて前記アドレスと前記データを格納するとともに、前記固定情報が示す前記値を格納してフレーム変換する請求項4に記載の車両用制御システム。 - 前記第1シーケンス回路は、一つの前記制御用通信フレームの一部を複数の前記回路用通信フレームにフレーム変換する請求項4または5に記載の車両用制御システム。
- 前記第2シーケンス回路は、複数の前記回路用通信フレームの一部を一つの前記制御用通信フレームにフレーム変換する請求項4~6のいずれか1項に記載の車両用制御システム。
- 前記記憶装置は、変換前通信フレームに固有の識別情報と、前記変換前通信フレーム用の前記格納情報が関連付けて記憶されており、
前記第1シーケンス回路と前記第2シーケンス回路は、前記変換前通信フレームに関連付けられた前記格納情報に応じて、前記アドレスと前記データを格納してフレーム変換する請求項4~7のいずれか1項に記載の車両用制御システム。 - 前記電子制御装置と、前記第1シーケンス回路と前記第2シーケンス回路と前記制御回路を有したハードロジック回路と、を備えた請求項1~8のいずれか1項に記載の車両用制御システム。
- 請求項1~8のいずれか1項に記載の車両用制御システムを備えた回路装置。
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