JPH077957B2 - 車両内通信制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、車両内通信制御装置に関し、詳しくは他の制
御装置とともにデータリンクを構成する車両内通信制御
装置に関する。

［従来の技術］ 近年、各種機器の制御を行う車両用の制御装置は、その
電子化に伴い、緻密かつ高精度な制御を行うようになっ
ているが、最近では更にマイクロコンピュータ等を組み
込み、そのインテリジェント化が進められている。この
様な制御装置では、制御対称の単純な制御にとどまら
ず、他の制御装置（スイッチを含む）とデータをやり取
りしてシステム全体として一層高度な制御を行うことが
できる。

そして、車両においては、車両に搭載された各種機器の
制御を電子制御装置により行うとともに、複数の電子制
御装置やスイッチを共通信号線（通信ライン）を用いて
データリンクし、一つの電子制御装置がセンサ等を介し
て入力したデータやその他の制御条件を他の電子制御装
置にも提供しようとする試みがなされている。このデー
タリンクのシステムは、LAN（Local Area Network）と
呼ばれ、前記複数の電子制御装置をデータリンクしてデ
ータを送信する手段としては、いわゆるCSMA/CD（Carri
er Sense Marutiple Access/Collision Detection）が
知られている。

このCSMA/CDは、各々の制御装置がデータを送信する前
にきき耳を立てて、他の制御装置による送信が聞こえて
いる間は送信を見合わせるものであり、近年では、送信
するデータに識別子（ID）を設定して，そのIDによって
データの種類を区別したり、或は実時間のデータを優先
的に扱うために、IDに優先順位を設けてデータの優先順
位を設定する技術が提案されている（特開昭61−195453
号公報参照）。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来技術には下記のような問題があ
り、未だ充分ではなかった。

すなわち、CSMA/CD方式では、システム設計時に各デー
タに割り付けられたIDにより、通信ライン上での勝ち残
り権が決定される。従って、IDが優先順位（プライオリ
ティ）の低いものとして登録されたデータは、プライオ
リティの高いデータに通信ライン上で負けて送信を控
え、通信ラインが空くのを待って再送信する。その結
果、プライオリティの低いデータは待ち時間が長い傾向
にある。ところが、車両の運転の制御に必要なデータ、
例えば、エンジン始動時に必要とされるデータは、高速
運転時にはあまり必要とされないことがある様に、その
運転状態に応じて必要度が異なっている。従って、従来
のようにデータのプライオリティが固定されていると、
一連のスイッチ操作のフィーリング向上、又は走行状
態、路面状態に応じたきめ細かい制御が困難になるとい
う問題が生じていた。

本発明は、車両の制御に必要なデータを、運転状態に応
じて好適に送受信できる車両用通信制御装置を提供する
ことを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するためになされた本発明は、第１図に
例示するように、信号の入出力を行う通信制御手段M1を
介して共通信号線M2に接続されて、他の制御装置M3とと
もにデータリンクを構成し、該データリンク内において
予め定められた序列による送信権に基づいて、前記共通
信号線M2にデータを出力する車両内通信制御装置におい
て、 車両の種々の運転状態に応じてそれぞれ定められる前記
送信権の序列を予め記憶する序列記憶手段M10と、 車両の運転状態を検知する運転状態検知手段M11と、 前記制御装置M3間の通信状態を検知する通信状態検知手
段M4と、 該通信状態検知手段M4によって検知した前記通信状態に
基づいて、前記制御装置M3が頻繁に送信を行っている場
合に前記送信権の序列の変更を行うべきと判断する序列
変更判定手段M5と、 該序列変更判定手段M5によって前記序列の変更を行うべ
きと判断された場合には、前記運転状態検知手段M11に
よって検知した運転状態に基づき、前記序列記憶手段M1
0に記憶された該運転状態に応じた序列への変更を指示
する序列変更指示手段M6と を備えたことを特徴とする車両内通信制御装置を要旨と
するものである。

［作用］ 本発明の車両内通信制御装置は、第１図に例示するよう
に、他の制御装置M3とともに、信号の入出力を行う通信
制御手段M1を介して共通信号線M2に接続されてデータリ
ンクを構成し、そのデータリンク内において予め定めら
れた送信権の序列（優先順位）に基づいて、共通信号線
M2にデータを出力する。この送信権の序列は、例えばエ
ンジン始動時か高速運転時か、晴天か雨天か、あるいは
昼間か夜間か等といった、車両の種々の運転状態に応じ
て、必要度の高い順序で予め定められ、それら何種類か
の序列が序列記憶手段M10によって記憶されている。

車両の運転状態が変化することにより、当初設定されて
いた序列が現在の運転状態にとって最適なものでは無く
なると、優先順位の低い制御装置から頻繁にデータが送
信される状態になる場合がある。ここで、頻繁にデータ
が送信される状態とは、優先順位の低い制御装置からの
送信が、優先順位の高い制御装置からの送信に負けて待
機させられ、通信ラインが空いてから優先順位の低い制
御装置が再び送信を行うことにより、送信が成功するま
でに何度も送信が行われる状態を意味する。このような
制御装置間の通信状態は、通信状態検知手段M4によって
検知される。そして、この通信状態に基づき、制御装置
M3が頻繁に送信を行っている場合には、序列変更判定手
段M5によって送信権の序列の変更を行うべきと判断され
る。そして、序列の変更を行うべきと判断された場合に
は、序列変更指示手段M6が、序列記憶手段M10に記憶さ
れた序列の中から、運鉄状態検知手段M11によって検知
された現在の運転状態に基づいて最適な序列を選び、そ
の序列への変更を指示する。この結果、送信権の序列
が、現在の運転状態に最も適した序列に変更される。

つまり、本発明においては、制御装置M3のいずれかが頻
繁に送信を行っている状態になったことを契機として、
送信権の序列を現在の運転状態に最も適した序列に変更
する。

このように構成すると、現在の運転状態からして優先順
位を上げるべき制御装置から、頻繁に送信が行われれ
ば、それを契機に当該制御装置の優先順位を上げること
ができる。一方、仮に、現在の運転状態からすれば優先
順位を上げなくても良い制御装置から、たまたま頻繁に
送信が行われたとしても、当該制御装置の優先順位を上
げてしまうことはない。したがって、頻繁に送信を行っ
た制御装置の優先順位を単に繰り上げるもの等とは異な
り、運転状態に見合った最適な通信状態となる。

また、どの制御装置も頻繁に送信を行っていなければ、
最適な序列ではなくても序列の変更はなされない。これ
は、送信がうまく行われていれば序列を変更する必要は
なく、むしろ、単に運転状態の変化によって序列を変更
するのに比べた場合、実質的に不要な序列変更指示が減
ることになり、序列の変更にかかる処理が減る分だけ各
制御装置における他の処理を迅速に実行できるためであ
る。

［実施例］ 次に、本発明の車両内通信制御装置の好適な実施例を図
面に基づいて詳細に説明する。第２図は本発明一実施例
としての車両用通信制御装置をシステム全体とともに示
している。このシステムは通信のためのいわゆるローカ
ルエリアネットワーク（LAN）を構成しており、本実施
例では、バスアクセス方式として周知のCSMA/CD方式を
採用している。

図示する様に、車両には、各種の電子制御装置（ECU）
1,2,3,4が搭載されており、これらは共通信号線５に接
続されている。またこれらのECU1〜４は、共通信号線５
を介して信号の送受信を行う通信制御回路６を備えてい
る。更に、共通信号線５には、上記ECU1〜４以外にも、
通信機能を備えた各種のスイッチ7,8が接続されてい
る。尚、各ECU1〜４の内部構成はほぼ同様なので、エア
コンECU1についてのみ詳しく説明し、他については説明
を簡略化する。

（１） エアコンECU1 車内の温度をモニタして、車内の温度を適温に調節する
ための制御装置であり、周知のCPU10,ROM11,RAM12を備
えた論理演算回路として構成されている。また、このエ
アコンECU1の入力インターフェース13には、エアコンEC
U1への指示を与えるスイッチ群30及び車内の温度を検知
するセンサ群31が接続され、一方、出力インターフェー
ス14には、図示しないダンパ等の駆動モータなどのアク
チュエータ群32が接続されている。更に、共通信号線５
とのデータの入出力の制御を行う通信制御回路６は、バ
ス15を介して、上記のCPU10,ROM11,RAM12,入力インター
フェース13及び出力インターフェース14等に接続されて
いる。

そして、上記ROM11には、通信状態及び運転状態に応じ
て変更される後述する各ECU1〜４やスイッチ7,8の送信
権の序列（優先順位）の組合せが記憶されている。更
に、このエアコンECU1はネットワークマネージャを兼務
するものであるので、ROM11には上記優先順位の組合せ
を指示する各種のコマンドが記憶されており、一方、他
のECU2〜４には、このコマンドに対応して上記優先順位
の各種の組合せが記憶されている。

（２） エンジン制御ECU2 エンジン（図示せず）の燃料噴射量や点火時期等を総合
的に制御する制御装置であり、吸入空気量センサや回転
数センサ等のセンサ群33からデータを入力し、燃料噴射
弁やイグナイタ等のアクチュエータ群34を制御する。そ
して、共通信号線５を介して、後述するトランスミッシ
ョン制御ECU3等とデータをやりとりし、走行状態に応じ
てエンジンの出力を制御するなど緻密なエンジン制御を
実現する。

（３） トランスミッション制御ECU3 車載の自動変速機（図示せず）を制御する制御装置であ
り、シフトポジションを検出するセンサ作動油圧を検出
するセンサ等のセンサ群35からの入力に基づいて、変速
比を切り換える油圧バルブ等のアクチュエータ群36を駆
動制御する。

（４） サスペンションECU4 サスペンション（図示せず）の特性を走行状態に応じて
切り換える制御装置であり、車高等の検出を行うセンサ
群37からの入力に基づいて、油圧バルブ等のアクチュエ
ータ群38を制御する。このサスペンション制御ECU4は、
スロットルバルブが急激に開弁された時、共通信号線５
を介してエンジン制御ECU2からこれを知らされるので、
ショックアブソーバの特性を硬くするなどの精密な制御
を行う。

また、上記各ECU1〜４以外にも、共通信号線５には、例
えば、ワイパスイッチ7,オートドライブスイッチ８等の
スイッチに加え、図示しないミラー，シート，テレスコ
又はチルトステアリング系のスイッチが、各々の通信制
御回路６を介して接続されている。

ここで、上記エアコンECU1等に備えられた通信制御回路
６には、第３図に示すように、RAM6a及びROM6bを備えた
コントロールロジック6cが設けられている。このコント
ロールロジック6cには、共通信号線５への信号の送信を
行うドライバ6d,共通信号線５からの信号の受信を行う
レシーバ6e,シリアルデータの入出力を行うシリアル入
出力部（SIO）6f,パラレルデータの入出力を行うパラレ
ル入出力部（PIO）6g等が、バス6hを介して接続されて
いる。更に、この通信制御回路６には、設定されたボー
レートに基づいてクロックの分周を行う分周回路6iが設
けられている。

次に、本実施例の車両内通信制御装置が行う制御につい
て、第４図及び第５図の説明図，第６図及び第７図のフ
ローチャートに基づいて説明する。

本実施例では、第４図に示すように、エアコンECU1がネ
ットワークマネージャとして機能し、ECU1〜４間の通信
状態や種々の運転状態に応じて、自分自身の送信権の序
列（優先順位）を変更するとともに、他のECU2〜４にそ
の優先順位の変更を指示する制御信号（コマンド）を送
信するものである。この優先順位とは、異なるECU2〜４
やスイッチ7,8から送信されるデータの信号（フレー
ム）が、共通信号線５で衝突する場合の勝ち残り権を示
すものである。

上記フレームは、第５図に示すように、信号の先頭を示
すスタートフラグ，どこから送信された信号かを示す識
別子（ID），信号の内容であるデータバイト，エラーの
検出を行うためのCRC,信号の後端を示すエンドフラグか
ら構成されている。このうち上記IDに優先順位を示す信
号が記録されている。

尚、各スイッチ7,8の優先順位は変更できないので、ECU
1〜４の優先順位を変更することによって、実質上各ス
イッチ7,8の優先順位を変更することができる。

次に、第６図のフローチャートに基づいて説明する。

まず、図に示す様に、ステップ100にて、制御開始から
１分間以上経過したか否かを判定し、ここで否定判断さ
れるとステップ110に進み、優先順位の初期設定が完了
したか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステッ
プ100に戻り、一方、否定判断されると、ステップ120に
進み、優先順位の初期設定を行ってステップ100に戻
る。

即ち、上記ステップ100〜120の処理は、制御開始から１
分未満に初期設定が行われていない場合には、ECU1〜４
等の初期設定を行う処理である。

また、上記ステップ100で、１分以上経過したと判断さ
れると、ステップ130に進む。

ステップ130では、前回ステップ130を通ってから５秒以
上経過したか否かを判定して、５秒以上経過したと判断
されるとステップ140に進む。

ステップ140では、光量センサからの信号に基づいて、
周囲が明るいか暗いかを判定する。ここで暗いと判断さ
れると、ステップ150に進む。

ステップ150では、ワイパステッチ７からの信号に基づ
いて、周囲が雨が晴れかを判定する。即ち、ワイパスイ
ッチ７がオンであれば雨と判定し、オフであれば晴れと
判定する。ここで雨と判断されるとステップ160に進
む。

ステップ160では、車速センサからの信号に基づいて車
両が円滑に走行しているか否かを判定する。即ち、車両
のスピードが所定時間内に頻繁に加減速を繰り返してい
るか否かを判定し、それによって、車両の走行状態を判
定する。ここで車両が円滑に走行していると判定される
と、ステップ170に進む。

ステップ170では、車両のスピードが所定以上か否か
を、車速センサからの信号に基づいて判定し、スピード
が大きい場合にはステップ180に進む。

このステップ180では、過去５秒間に所定回数を超える
送信を行ったECU1〜４やスイッチ7,8の装置（ノード）
があるか否かを判定し、所定回数を超える頻繁な送信を
行ったノードがある場合には、ステップ190に進む。一
方、所定回数を超える送信を行ったノードが無い場合に
は、上記ステップ130に戻る。

尚、このステップ180及び下記のステップ190,200は、フ
ローチャートの説明を簡単にするために、送信回数の判
定や、その判定に基づいて行われる処理を一括して表示
したものであって、実際は各々の運転状態の判定や通信
状態の判定に応じて、各々異なるルートを通って処理が
行われるものである。

ステップ190では、上記各ノードの送信回数と、上記ス
テップ140〜170で判定した運転状態に応じて、ネットワ
ークマネージャであるエアコンECU1から優先順位の変更
を指示するコマンドを送信する。尚、このコマンドの送
信の際には、必要に応じてネットワークマネージャ自身
の優先順位を変更する。

続くステップ200では、上記ネットワークマネージャか
らのコマンドを受けて、各ECU2〜４で自身の優先順位を
変更する処理を行い、上記ステップ130に戻って、同様
な処理を繰り返す。

尚、上記ステップ140〜170で肯定判断される場合とは、
例えば夜間で、雨が降っており、しかも高速で円滑に走
行中であると判断されるので、例えばアンチブレーキシ
ステム（ABS）に使用される制御装置等の優先順位を上
げることが考えられる。

次に、上記第６図の他の処理について説明するが、上述
した処理とほぼ同様な処理であるので簡潔に説明する。

まず、上記ステップ160或はステップ170で否定判断され
た場合は、上記ステップ180に進んでノードの送信回数
の判定を行う。その判定に基づいて、ステップ190,200
に進んで送信権の優先順位を変更するか、或はステップ
130に戻る。

また、ステップ150で否定判断された場合は、ステップ2
10で円滑な走行か否かを判定し、更にステップ220でス
ピードが所定以上か否かを判定し、各々の場合において
ステップ180に進む。その後、上記と同様にステップ19
0,200或はステップ130に進む。

更に、上記ステップ140で否定判断されて進むステップ2
30では、雨か否かを判定し、ここで肯定判断されると、
ステップ240,250で、上記ステップ160,170と同様な各運
転状態の判定を行った後に、ステップ180に進む。一
方、ステップ230で否定判断された場合も、ステップ26
0,270で同様な運転状態の判定を行った後にステップ180
に進む。

次に、上述したステップ200で行われる処理について、
第７図のフローチャートに基づいて詳細に説明する。

図に示すように、ネットワークマネージャからコマンド
が送信されると、各ECU2〜４では、まず、ステップ300
にて、コマンドを受信したか否かを判定する。ここで肯
定判断されると、ステップ310に進み、ECU2〜４のROM11
に記憶されている上記コマンドに対応した優先順位の組
合せを参照して、該当する組合せを求め、ステップ320
に進む。

ステップ320では、新たに求めた自分自身の優先順位
が、現在の自身の優先順位と同一か否かを判定し、ここ
で同一であると肯定判断されると、優先順位の変更を行
うことなく一旦本処理を終了し、一方、異なると判断さ
れるとステップ330に進む。

ステップ330では、現在の優先順位を新しい優先順位に
変更して一旦本処理を終了する。

つまり、ネットワークマネージャは通信状態を監視し、
所定回数を超える頻繁な送信を行ったノードがる場合
に、車両の運転状態に応じて、どのECU2〜４やスイッチ
7,8の優先順位を上げ或は下げたらよいかを判定し、そ
の判定応じて所定のコマンドを他のECU2〜３に送信す
る。すると、そのコマンドを受信したECU2〜４は、自身
のROM11に記憶した上記コマンドと対応する優先順位の
組合せを参照し、このコマンドに応じて自身の優先順位
を変更するものである。

この様に、本実施例では、周囲の明るさ，晴雨，車両の
走行状態及びスピードを検出して、車両の運転状態を判
断するとともに、各ノードから送り出されたフレームの
回数を検出して、ECU1〜４やスイッチ7,8の通信状態を
判断している。

従って、運転状態及び通信状態に応じて、ECU1〜４やス
イッチ7,8の送信権の優先順位を、随時変更して最適に
設定することができる。それによって、その時々の運転
の制御に最も必要とされるデータの優先順位を上げるこ
とができるので、必要なデータが速やかに送受信され、
迅速かつ的確な車両の制御を行うことができる。

以上本発明の実施例について説明したが、本発明はこの
ような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態様で実施し
得ることは勿論である。

例えば、本実施例では、エアコンECU1をネットワークマ
ネージャとしたが、このネットワークマネージャは、比
較的制御に余裕のあるECUに兼務させればよく、特に限
定はない。例えば、デジタルメータ制御用のECUやシー
トのポジションを制御するECUに兼務させてもよい。

［発明の効果］ 以上詳記したように本発明の車両内通信制御装置は、制
御装置のいずれかが頻繁に送信を行っている状態になっ
た時に、送信権の序列を現在の運転状態に応じた序列に
変更する。したがって、優先順位を上げるべき制御装置
から頻繁に送信が行われれば、当該制御装置の優先順位
が上がる一方、仮に、優先順位を上げなくても良い制御
装置から頻繁に送信が行われたとしても、当該制御装置
の優先順位を上げてしまうことはない。また、どの制御
装置も頻繁に送信を行っていなければ、現在の序列が最
適ではなくても、実質的に不要な序列の変更は行われ
ず、各制御装置における他の処理を迅速に実行できる。
これらの結果、必要に応じて直ちに運転状態に応じた最
適な通信状態となるため、車両に対して迅速かつ適切な
制御がなされ、走行状態、路面状態に応じたきめ細かい
制御が可能となり、スイッチ操作のフィーリング等も向
上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的構成の例示図、第２図は実施例
のシステム構成図、第３図は通信制御回路の概略構成
図、第４図は電子制御装置及びスイッチの基本構成を示
す説明図、第５図はデータの構造を示す説明図、第６図
は本実施例の全体の制御を示すフローチャート、第７図
は送信権の序列を変更する処理を示すフローチャートで
ある。 M1……通信制御手段 M2……共通信号線 M3……制御装置 M4……通信状態検知手段 M5……序列変更判定手段 M6……序列変更指示手段 M10……序列記憶手段 M11……運転状態検知手段 1,2,3,4……ECU ６……通信制御回路 ７……ワイパスイッチ ８……オートドライブスイッチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】信号の入出力を行う通信制御手段を介して
   共通信号線に接続されて、他の制御装置とともにデータ
   リンクを構成し、該データリンク内において予め定めら
   れた序列による送信権に基づいて、前記共通信号線にデ
   ータを出力する車両内通信制御装置において、 車両の種々の運転状態に応じてそれぞれ定められる前記
   送信権の序列を予め記憶する序列記憶手段と、 車両の運転状態を検知する運転状態検知手段と、 前記制御装置間の通信状態を検知する通信状態検知手段
   と、 該通信状態検知手段によって検知した前記通信状態に基
   づいて、前記制御装置が頻繁に送信を行っている場合に
   前記送信権の序列の変更を行うべきと判断する序列変更
   判定手段と、 該序列変更判定手段によって前記序列の変更を行うべき
   と判断された場合には、前記運転状態検知手段によって
   検知した運転状態に基づき、前記序列記憶手段に記憶さ
   れた該運転状態に応じた序列への変更を指示する序列変
   更指示手段と を備えたことを特徴とする車両内通信制御装置。