JP2024024186A - control system - Google Patents

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友洋 山田
Tomohiro Yamada
隆英 北川
Takahide Kitagawa
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Toyota Motor Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To allow for data communication between devices with different communication protocols.
SOLUTION: A control system includes a plurality of control devices that communicates data using a predetermined communication protocol and that is used to control a vehicle. The control system includes a conversion relay device that relays data between the plurality of control devices and an external device that communicates data using a communication protocol different from the predetermined communication protocol, involving communication protocol conversion. This allows for data communication between devices with different communication protocols.
SELECTED DRAWING: Figure 1
COPYRIGHT: (C)2024,JPO&INPIT

Description

本発明は、制御システムに関する。 The present invention relates to control systems.

従来、この種の制御システムとして、所定の通信プロトコルでデータを送信する複数の第１データ通信装置（サブシステム）と、第１データ通信装置と同一の通信プロトコルでデータを受信する複数の第２データ通信装置（他のサブシステム）と、第１、第２データ通信装置のそれぞれに設けられ複数の第１データ通信装置と複数の第２データ通信装置との間でデータを中継する複数の中継装置と、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このシステムでは、中継装置は、受信したデータの送信先が当該中継装置に直接接続されていないネットワークの第２データ通信装置であるときには、他の中継装置に、そのデータを中継させる。これにより、複数のネットワーク間でデータを送受信できるとしている。 Conventionally, this type of control system includes a plurality of first data communication devices (subsystems) that transmit data using a predetermined communication protocol, and a plurality of second data communication devices that receive data using the same communication protocol as the first data communication devices. A data communication device (another subsystem), and a plurality of relays provided in each of the first and second data communication devices to relay data between the plurality of first data communication devices and the plurality of second data communication devices. A device including a device has been proposed (for example, see Patent Document 1). In this system, when the destination of the received data is a second data communication device in a network that is not directly connected to the relay device, the relay device causes another relay device to relay the data. This allows data to be sent and received between multiple networks.

特開２０１１－１６６４２１号公報Japanese Patent Application Publication No. 2011-166421

しかし、上述のデータ通信システムでは、第１、第２データ通信装置が同一の通信プロトコルでデータ通信を行なうことを前提としている。そのため、第１データ通信装置の通信プロトコルと第２データ通信装置の通信プロトコルとが異なる場合には、データ通信ができなくなってしまう。 However, the data communication system described above is based on the premise that the first and second data communication devices perform data communication using the same communication protocol. Therefore, if the communication protocol of the first data communication device and the communication protocol of the second data communication device are different, data communication will not be possible.

本発明のデータ通信システムは、通信プロトコルが異なる装置間のデータ通信を可能にすることを主目的とする。 The main purpose of the data communication system of the present invention is to enable data communication between devices using different communication protocols.

本発明のデータ通信システムは、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The data communication system of the present invention employs the following means to achieve the above-mentioned main purpose.

本発明のデータ通信システムは、
所定の通信プロトコルでデータ通信を行なうと共に車両の制御に用いられる複数の制御装置を備える制御システムであって、
複数の前記制御装置と、前記所定の通信プロトコルと異なる通信プロトコルでデータ通信を行なう外部の装置と、の間で、通信プロトコルの変換を伴ってデータを中継する変換中継装置
を備えることを要旨とする。 The data communication system of the present invention includes:
A control system that performs data communication using a predetermined communication protocol and includes a plurality of control devices used to control a vehicle,
The object of the present invention is to include a conversion relay device that relays data by converting a communication protocol between a plurality of the control devices and an external device that performs data communication using a communication protocol different from the predetermined communication protocol. do.

この本発明のデータ通信システムでは、複数の制御装置は、所定の通信プロトコルでデータ通信を行なうと共に車両の制御に用いられる。このデータ通信システムは、複数の制御装置と、所定の通信プロトコルと異なる通信プロトコルでデータ通信を行なう外部の装置と、の間で、通信プロトコルの変換を伴ってデータを中継する変換中継装置を備える。これにより、これにより、複数の制御装置と他の装置との間のデータ通信、即ち、通信プロトコルが異なる装置間のデータ通信を可能にすることができる。 In the data communication system of the present invention, the plurality of control devices perform data communication using a predetermined communication protocol and are used to control the vehicle. This data communication system includes a conversion relay device that converts communication protocols and relays data between a plurality of control devices and an external device that performs data communication using a communication protocol different from a predetermined communication protocol. . Thereby, it is possible to enable data communication between a plurality of control devices and other devices, that is, data communication between devices using different communication protocols.

本発明の一実施例としての制御システムを備える統合制御システムの構成の概略を示す構成図である。1 is a configuration diagram schematically showing the configuration of an integrated control system including a control system as an embodiment of the present invention.

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, a mode for carrying out the present invention will be described using examples.

図１は、本発明の一実施例としての制御システムを備える統合制御システム２０の構成の概略を示す構成図である。統合制御システム２０は、モータおよびバッテリを有する駆動装置と、車外からの電源でバッテリを充電する外部充電器と、ブレーキと、エアコンディショナーと、を備える電気自動車に搭載される。統合制御システム２０は、モータ用電子制御ユニット（以下、「ＭＧＥＣＵ」という）２２と、バッテリ用電子制御ユニット（以下、「バッテリＥＣＵ２４」という）、充電統合用電子制御ユニット（以下、「充電統合ＥＣＵ」という）２６と、エアコン用電子制御ユニット（以下、「エアコンＥＣＵ」という）４０と、ブレーキ用電子制御ユニット（以下、「ブレーキＥＣＵ」という）４２と、セントラルゲートウェイ用電子制御ユニット（以下、「ＣＧＷＥＣＵ」という）４４と、ゲートウェイ用電子制御ユニット（以下、「ＧＷＥＣＵ」という）４８と、電気自動車用電子制御ユニット（以下、「ＥＶＥＣＵ」という）（変換中継装置）６０と、を備える。なお、実施例では、ＭＧＥＣＵ２２と、バッテリＥＣＵ２４と、充電統合ＥＣＵ２６と、ＥＶＥＣＵ６０とが「制御システム」に相当する。 FIG. 1 is a block diagram schematically showing the structure of an integrated control system 20 including a control system as an embodiment of the present invention. The integrated control system 20 is installed in an electric vehicle that includes a drive device having a motor and a battery, an external charger that charges the battery using a power source from outside the vehicle, a brake, and an air conditioner. The integrated control system 20 includes a motor electronic control unit (hereinafter referred to as "MGECU") 22, a battery electronic control unit (hereinafter referred to as "battery ECU 24"), and a charging integration electronic control unit (hereinafter referred to as "charging integrated ECU"). ) 26, an electronic control unit for air conditioners (hereinafter referred to as "air conditioner ECU") 40, an electronic control unit for brakes (hereinafter referred to as "brake ECU") 42, and an electronic control unit for central gateway (hereinafter referred to as " CGWECU") 44, a gateway electronic control unit (hereinafter referred to as "GWECU") 48, and an electric vehicle electronic control unit (hereinafter referred to as "EVECU") (conversion relay device) 60. In the embodiment, the MGECU 22, the battery ECU 24, the integrated charging ECU 26, and the EVECU 60 correspond to the "control system".

ＭＧＥＣＵ２２、バッテリＥＣＵ２４、充電統合ＥＣＵ２６は、図示しないが、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＣＡＮ ＦＤ（CAN with Flexible Data rate、登録商標）コントローラ、ＣＡＮ ＦＤトランシーバ、入出力ポート、通信ポートを有するマイクロコンピュータとして構成されている。ＭＧＥＣＵ２２は、モータを制御する。バッテリＥＣＵ２４は、バッテリを管理する。充電統合ＥＣＵ２６は、外部充電器を制御する。ＭＧＥＣＵ２２、バッテリＥＣＵ２４、充電統合ＥＣＵ２６は、バス３０を介してＣＡＮ ＦＤプロトコルによりデータ通信を行なう。 Although not shown, the MGECU 22, battery ECU 24, and integrated charging ECU 26 are microcontrollers having a CPU, ROM, RAM, flash memory, CAN FD (CAN with Flexible Data rate, registered trademark) controller, CAN FD transceiver, input/output ports, and communication ports. It is configured as a computer. MGECU22 controls the motor. Battery ECU 24 manages batteries. Charging integrated ECU 26 controls the external charger. The MGECU 22, battery ECU 24, and integrated charging ECU 26 perform data communication via the bus 30 using the CAN FD protocol.

エアコンＥＣＵ４０、ブレーキＥＣＵ４２、ＣＧＷＥＣＵ４４は、図示しないが、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＣＡＮ（Controller Area Network、登録商標）コントローラ、ＣＡＮトランシーバ、入出力ポート、通信ポートを有するマイクロコンピュータとして構成されている。エアコンＥＣＵ４０は、エアコンディショナーを制御する。ブレーキＥＣＵ４２は、ブレーキを制御する。ＣＧＷＥＣＵ４４は、車両を診断する際に車両の外部から車両に接続される車両診断装置とバス５０との間のデータを中継すると共に車両外部からの不正アクセスを遮断する。エアコンＥＣＵ４０、ブレーキＥＣＵ４２、ＣＧＷＥＣＵ４４は、バス５０を介してＣＡＮプロトコル（所定のプロトコル）によりデータ通信を行なう。 Although not shown, the air conditioner ECU 40, brake ECU 42, and CGWECU 44 are configured as microcomputers having a CPU, ROM, RAM, flash memory, CAN (Controller Area Network, registered trademark) controller, CAN transceiver, input/output ports, and communication ports. There is. Air conditioner ECU 40 controls the air conditioner. Brake ECU 42 controls the brakes. The CGWECU 44 relays data between the bus 50 and a vehicle diagnostic device connected to the vehicle from outside the vehicle when diagnosing the vehicle, and blocks unauthorized access from outside the vehicle. The air conditioner ECU 40, brake ECU 42, and CGWECU 44 perform data communication via a bus 50 using the CAN protocol (predetermined protocol).

ＧＷＥＣＵ４８は、図示しないが、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＣＡＮコントローラ、ＣＡＮトランシーバ、入出力ポート、通信ポートを有するマイクロコンピュータとして構成されている。ＧＷＥＣＵ４８は、エアコンＥＣＵ４０、ブレーキＥＣＵ４２、ＣＧＷＥＣＵ４４との間でバス５０を介してＣＡＮプロトコルによりデータ通信（データの送受信）を行ない、ＥＶＥＣＵ６０との間でバス５２を介してＣＡＮプロトコルによりデータ通信（データの送受信）を行なう。 Although not shown, the GWECU 48 is configured as a microcomputer having a CPU, ROM, RAM, flash memory, CAN controller, CAN transceiver, input/output port, and communication port. The GWECU 48 performs data communication (transmission and reception of data) with the air conditioner ECU 40, brake ECU 42, and CGWECU 44 via the bus 50 using the CAN protocol, and with the EVECU 60 via the bus 52 using the CAN protocol. sending and receiving).

ＥＶＥＣＵ６０は、図示しないが、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＣＡＮコントローラ、ＣＡＮトランシーバ、ＣＡＮ ＦＤコントローラ、ＣＡＮ ＦＤトランシーバ、入出力ポート、通信ポートを有するマイクロコンピュータとして構成されている。ＥＶＥＣＵ６０は、ＭＧＥＣＵ２２やバッテリＥＣＵ２４、充電統合ＥＣＵ２６、エアコンＥＣＵ４０、ブレーキＥＣＵ４２と協働して、電気自動車全体の制御を行なう。 Although not shown, the EVECU 60 is configured as a microcomputer having a CPU, ROM, RAM, flash memory, CAN controller, CAN transceiver, CAN FD controller, CAN FD transceiver, input/output ports, and communication ports. The EVECU 60 cooperates with the MGECU 22, battery ECU 24, integrated charging ECU 26, air conditioner ECU 40, and brake ECU 42 to control the entire electric vehicle.

ＥＶＥＣＵ６０のＣＰＵは、ＭＧＥＣＵ２２、バッテリＥＣＵ２４、充電統合ＥＣＵ２６からバス３０を介して送信されたＣＡＮ ＦＤプロトコルに則ったデータ信号を、ＣＡＮプロトコルに則ったデータ信号に変換し、ＣＡＮコントローラに出力する。ＣＡＮコントローラは、変換したデータ信号をＣＡＮトランシーバを介してバス５２に送信する。また、ＥＶＥＣＵ６０のＣＰＵは、バス５２からのＣＡＮプロトコルに則ったデータ信号を、ＣＡＮ ＦＤプロトコルに則ったデータ信号に変換して、ＣＡＮ ＦＤコントローラに出力する。ＣＡＮ ＦＤコントローラは、変換したデータ信号をＣＡＮ ＦＤトランシーバを介してバス３０に送信する。こうした処理により、ＣＡＮ ＦＤプロトコルでデータ通信を行なうＭＧＥＣＵ２２、バッテリＥＣＵ２４、充電統合ＥＣＵ２６と、ＣＡＮプロトコルでデータ通信を行なうＧＷＥＣＵ４８との間のデータ通信を可能にすることができる。また、電気自動車の全体の制御を行なうＥＶＥＣＵ６０が、データ信号の通信プロトコルを変換するから、ＥＶＥＣＵ６０とは別にデータ信号の通信プロトコルを変換するＥＣＵを追加して設ける場合に比して、簡易な構成で、ＣＡＮ ＦＤプロトコルでデータ通信を行なうＭＧＥＣＵ２２、バッテリＥＣＵ２４、充電統合ＥＣＵ２６と、ＣＡＮ ＦＤプロトコルでデータ通信を行なうＧＷＥＣＵ４８との間でのデータ通信を可能にすることができる。 The CPU of the EVECU 60 converts data signals in accordance with the CAN FD protocol transmitted from the MGECU 22, battery ECU 24, and charging integrated ECU 26 via the bus 30 into data signals in accordance with the CAN protocol, and outputs the data signals to the CAN controller. The CAN controller sends the converted data signal to bus 52 via the CAN transceiver. Further, the CPU of the EVECU 60 converts a data signal from the bus 52 that conforms to the CAN protocol into a data signal that conforms to the CAN FD protocol, and outputs the data signal to the CAN FD controller. The CAN FD controller sends the converted data signal to bus 30 via the CAN FD transceiver. Such processing enables data communication between the MGECU 22, battery ECU 24, and integrated charging ECU 26, which perform data communication using the CAN FD protocol, and the GWECU 48, which performs data communication using the CAN protocol. In addition, since the EVECU 60, which controls the entire electric vehicle, converts the communication protocol of data signals, the configuration is simpler than when an additional ECU that converts the communication protocol of data signals is provided separately from the EVECU 60. This enables data communication between the MGECU 22, battery ECU 24, and integrated charging ECU 26, which perform data communication using the CAN FD protocol, and the GWECU 48, which performs data communication using the CAN FD protocol.

以上説明した実施例の制御システムを備える統合制御システム２０によれば、ＭＧＥＣＵ２２、バッテリＥＣＵ２４、充電統合ＥＣＵ２６とＧＷＥＣＵ４８との間で、通信プロトコルの変換を伴ってデータを中継するＥＶＥＣＵ６０を備えることにより、通信プロトコルが異なる装置間でのデータ通信を可能にすることができる。 According to the integrated control system 20 including the control system of the embodiment described above, by including the EVECU 60 that relays data with communication protocol conversion between the MGECU 22, the battery ECU 24, the charging integrated ECU 26, and the GWECU 48, It is possible to enable data communication between devices using different communication protocols.

実施例の統合制御システム２０では、ＭＧＥＣＵ２２、バッテリＥＣＵ２４、充電統合ＥＣＵ２６をＣＡＮ ＦＤプロトコルに則ったデータ通信を行なうものとし、ＧＷＥＣＵ４８をＣＡＮプロトコルに則ったデータ通信を行なうものとしている。しかし、ＭＧＥＣＵ２２、バッテリＥＣＵ２４、充電統合ＥＣＵ２６の通信プロトコルとＧＷＥＣＵ４８の通信プロトコルとが異なっていればよいから、例えば、ＭＧＥＣＵ２２、バッテリＥＣＵ２４、充電統合ＥＣＵ２６をＣＡＮプロトコルでデータ通信を行ない、ＧＷＥＣＵ４８をＣＡＮ ＦＤプロトコルでデータ通信を行なってもよいし、また、ＣＡＮ ＦＤプロトコルやＣＡＮプロトコルとは異なる通信プロトコルでデータ通信を行なってもよい。 In the integrated control system 20 of the embodiment, the MGECU 22, the battery ECU 24, and the integrated charging ECU 26 are configured to perform data communication in accordance with the CAN FD protocol, and the GWECU 48 is configured to perform data communication in accordance with the CAN protocol. However, it is only necessary that the communication protocols of the MGECU 22, battery ECU 24, and integrated charging ECU 26 are different from those of the GWECU 48, so for example, the MGECU 22, battery ECU 24, and integrated charging ECU 26 may perform data communication using the CAN protocol, and the GWECU 48 may communicate with the CAN FD. Data communication may be performed using a protocol, or may be performed using a communication protocol different from the CAN FD protocol or the CAN protocol.

実施例では、本発明を電気自動車に適用する場合について例示している。しかし、エンジンからの動力とモータからの動力とにより走行可能なハイブリッド自動車や、モータを備えずにエンジンからの動力で走行するエンジン車など、如何なる車両に適用してもよい。 In the embodiment, a case where the present invention is applied to an electric vehicle is illustrated. However, the present invention may be applied to any vehicle, such as a hybrid vehicle that can run on power from an engine and a motor, or an engine vehicle that does not have a motor and runs on power from the engine.

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、ＭＧＥＣＵ２２、バッテリＥＣＵ２４、充電統合ＥＣＵ２６が「複数の制御装置」に相当し、ＥＶＥＣＵ６０が「変換中継装置」に相当する。 The correspondence between the main elements of the embodiments and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be explained. In the embodiment, the MGECU 22, the battery ECU 24, and the integrated charging ECU 26 correspond to "a plurality of control devices," and the EVECU 60 corresponds to a "conversion relay device."

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 The correspondence relationship between the main elements of the examples and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem is that the example implements the invention described in the column of means for solving the problem. Since this is an example for specifically explaining a form for solving the problem, it is not intended to limit the elements of the invention described in the column of means for solving the problems. In other words, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problem should be based on the description in that column, and the examples are based on the description of the invention described in the column of means for solving the problem. This is just one specific example.

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 Although the embodiments of the present invention have been described above using examples, the present invention is not limited to these examples in any way, and may be modified in various forms without departing from the gist of the present invention. Of course, it can be implemented.

本発明は、制御システムの製造産業などに利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICATION This invention can be utilized for the manufacturing industry of a control system, etc.

２０ 統合制御システム、２２ モータ用電子制御ユニット（ＭＧＥＣＵ）、２４ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、２６ 充電統合用電子制御ユニット（充電統合ＥＣＵ）、３０、５０、５２ バス、４０ エアコン用電子制御ユニット（エアコンＥＣＵ）、４２ ブレーキ用電子制御ユニット（ブレーキＥＣＵ）、４４ セントラルゲートウェイ用電子制御ユニット（ＣＧＷＥＣＵ）、４８ ゲートウェイ用電子制御ユニット（ＧＷＥＣＵ）、６０ 電気自動車用電子制御ユニット（ＥＣＥＣＵ）。 20 Integrated control system, 22 Motor electronic control unit (MGECU), 24 Battery electronic control unit (Battery ECU), 26 Charging integration electronic control unit (Charging integrated ECU), 30, 50, 52 Bus, 40 Air conditioner electronics control unit (air conditioner ECU), 42 brake electronic control unit (brake ECU), 44 central gateway electronic control unit (CGWECU), 48 gateway electronic control unit (GWECU), 60 electric vehicle electronic control unit (ECECU).

Claims (1)

所定の通信プロトコルでデータ通信を行なうと共に車両の制御に用いられる複数の制御装置を備える制御システムであって、
複数の前記制御装置と、前記所定の通信プロトコルと異なる通信プロトコルでデータ通信を行なう外部の装置と、の間で、通信プロトコルの変換を伴ってデータを中継する変換中継装置
を備える制御システム。 A control system that performs data communication using a predetermined communication protocol and includes a plurality of control devices used to control a vehicle,
A control system comprising: a conversion relay device that converts communication protocols and relays data between a plurality of the control devices and an external device that performs data communication using a communication protocol different from the predetermined communication protocol.
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