JP6600542B2

JP6600542B2 - 制御装置及び制御方法

Info

Publication number: JP6600542B2
Application number: JP2015231846A
Authority: JP
Inventors: 敬一本村
Original assignee: Bosch Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 2015-11-27
Filing date: 2015-11-27
Publication date: 2019-10-30
Anticipated expiration: 2035-11-27
Also published as: JP2017095050A

Description

本発明は、制御装置及び制御方法に関し、特にＣＡＮ（Controller Area Network）通信を制御する制御装置及び制御方法に適用して好適なものである。

従来、ＣＡＮ通信による信号を受信したときに信号の送信元に受信した旨を通知する複数のＣＡＮコントローラを備えた制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この種の制御装置では、例えば、１つの制御装置の１つのＣＡＮバスに２つ以上のＣＡＮコントローラが設けられており、自動車等に搭載されてＣＡＮ通信により各種装置の制御や故障の検出等に用いられていた。具体的には、ＣＡＮ通信において、受信確認信号を用いて各装置からの受信確認信号の返信があるか否かを判断することにより各装置の故障を検出する故障検出機能を実行していた。

また、この種の制御装置では、例えば、ＩＳＯ２６２６２に規定された多重安全の要求を満たすべく、制御装置内に独立したＣＡＮの送信信号を遮断する手段を講じることが求められていた。

特開２００９−２０２７２０号公報

しかしながら、上記従来の技術による制御装置では、通常１つのＣＡＮバスに２つ以上のＣＡＮコントローラが設けられているため、別の制御装置とＣＡＮ通信すべく、何れかのＣＡＮコントローラが信号を送信した際に、同じ制御装置内の別のＣＡＮコントローラが受信確認信号を返信してしまう、すなわち制御装置が別の制御装置にＣＡＮメッセージ信号を送信したときに、受信確認信号を自己返信してしまうことがあった。このため、受信確認信号を用いる故障検出機能において、検出できない故障モードが生じてしまい、故障検出機能の一部が損なわれてしまう課題がある。

具体的には、例えば、図４Ａに示すように、ＣＡＮバス２４に２つのＥＣＵ（電子制御ユニット）２１，２３及びＴＣＵ（トランスミッション制御ユニット）２２がＣＡＮバス２４に接続されてＴＣＵ２２が信号を送信する場合において、送信元であるＴＣＵ２２とＣＡＮバス２４との通信が遮断されるような故障３１は受信確認信号が返信されてこないことにより検出できた。また、図４Ｂに示すように、ＣＡＮバス２４の電圧の異なる２本の通信線間がショートされるような故障３２は信号がＣＡＮバス２４を適切に通過せずに自己にそのまま戻ってくることにより検出できた。一方、図４Ｃに示すように、信号の送信先のＥＣＵ２１，２３が故障したりＣＡＮバス２４から遮断されたりするといった故障３３ａ，３３ｂは、送信元であるＴＣＵ２２内で自己返信してしまうことにより検出することができなかった。

また、受信確認信号の自己返信を防止するべく、ＣＡＮコントローラからＣＡＮバスへの信号の伝達を遮断する遮断回路を設けて自己返信を防止する制御装置が提案されているが、信号を受信した制御装置から受信確認信号が全く返信されないことがあり、トルクアップ等に関わる重要な信号を扱う制御装置に適用するには望ましくなかった。

本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、受信確認信号の自己返信を防止して、従来技術では検出できなかった故障モードを検出することのできる制御装置及び制御方法を提供することにある。

本発明は、ＣＡＮ通信による信号（Ｍ）を受信したときに受信確認信号（Ａ）を送信可能な複数のＣＡＮコントローラ（１１，１２）を備えた制御装置（１，２，３）において、前記複数のＣＡＮコントローラ（１１，１２）の各々は、信号（Ｍ）を送受信可能に動作する通常モードと、信号（Ｍ）の受信のみ可能に動作する受信モードとを有し、前記複数のＣＡＮコントローラ（１１，１２）のうちの何れか一のＣＡＮコントローラが前記通常モードで動作する間は他のＣＡＮコントローラは前記受信モードで動作することを特徴とする。

この場合において、前記複数のＣＡＮコントローラ（１１，１２）のうちの何れか一のＣＡＮコントローラが信号（Ｍ）を送信するタイミングで、前記一のＣＡＮコントローラが前記通常モードで動作し、前記他のＣＡＮコントローラが前記受信モードで動作してもよい。前記複数のＣＡＮコントローラのうちの前記一のＣＡＮコントローラは、常に前記通常モードで動作してもよい。前記複数のＣＡＮコントローラ（１１，１２）のうちの何れか一のＣＡＮコントローラが信号（Ｍ）を受信するタイミングで、前記一のＣＡＮコントローラが前記通常モードで動作し、前記他のＣＡＮコントローラが前記受信モードで動作してもよい。前記通常モードで動作する前記一のＣＡＮコントローラの通信が遮断されている場合、信号（Ｍ）の送信が遮断されていない前記他のＣＡＮコントローラが前記通常モードで動作してもよい。

また、本発明は、ＣＡＮ通信による信号（Ｍ）を受信したときに受信確認信号（Ａ）を送信可能な複数のＣＡＮコントローラ（１１，１２）を備えた制御装置（１，２，３）の制御方法において、前記複数のＣＡＮコントローラ（１１，１２）のうちの何れか一のＣＡＮコントローラを信号を送受信可能な通常モードで動作させ、他のＣＡＮコントローラを信号の受信のみ可能な受信モードで動作させることを特徴とする。

本発明では、受信確認信号の自己返信を防止して、従来技術では検出できなかった故障モードを検出することができる。

本実施形態に係る制御装置がＣＡＮバスに接続された様子を示す回路図である。制御装置内を示す回路図である。ＣＰＵによるＣＡＮコントローラの動作モード設定処理を示すフローチャートである。従来技術に係る制御装置がＣＡＮバスに接続された様子を示す回路図である。従来技術に係る制御装置がＣＡＮバスに接続された様子を示す回路図である。従来技術に係る制御装置がＣＡＮバスに接続された様子を示す回路図である。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る制御装置がＣＡＮバスに接続された様子を示す回路図である
。
本実施形態に係る制御装置１は、図１に示すように、他の制御装置２，３とともにＣＡＮバス４と接続されている。

制御装置１，２，３は、それぞれ同様の構成を備えており、自動車に搭載されてＣＡＮバス４を介して互いに通信可能に設けられている。本実施形態では、制御装置１は、エンジンの制御装置であり、制御装置２は、トランスミッションの制御装置であり、制御装置３は、ＡＢＳの制御装置である。

ＣＡＮバス４は、通信線である。このＣＡＮバス４は、高電圧側の配線であるＣＡＮ−Ｈ４aと、低電圧側の配線であるＣＡＮ−Ｌ４ｂとを備えている。本実施形態では、ＣＡＮ−Ｈ４ａ及びＣＡＮ−Ｌ４ｂは、制御装置１，２，３に電気的に接続されている。すなわち、図１に示すように、制御装置２がＣＡＮメッセージ信号Ｍを送信すると、ＣＡＮメッセージ信号ＭはＣＡＮ−Ｈ４ａ及びＣＡＮ−Ｌ４ｂの双方に伝達され、各制御装置１，３により受信されるようになっている。次に、ＣＡＮメッセージ信号Ｍを受信した各制御装置１，３は、受信確認信号であるＡＣＫ（ACKnowledge）信号Ａ１，Ａ２をＣＡＮ−Ｈ４ａ及びＣＡＮ−Ｌ４ｂの双方に送信する。このＡＣＫ信号Ａ１，Ａ２は、ＣＡＮ−Ｈ４ａ及びＣＡＮ−Ｌ４ｂの双方に伝達された後に制御装置２により受信されるようになっている。これにより、制御装置２は、送信したＣＡＮメッセージ信号Ｍが各制御装置２，３によって受信されたことを確認することができる。

なお、ＡＣＫ信号は、ＣＡＮ通信において、ＣＡＮ通信を行なっている何れか１つの機器が何らかの情報に基づくＣＡＮメッセージ信号を送信したときに、ＣＡＮ通信を行なっている他の機器が、その送信されたＣＡＮメッセージ信号をモニタしてその信号と対応する情報を受信したという、受信した旨の情報を元の内容に付加して返信する受信確認信号である。ＣＡＮ通信では、このＡＣＫ信号を返信するという機能により、送信された信号が確実に伝達されたことの確認が行われる。また、この受信確認により、ＣＡＮ通信を行なっている各機器やＣＡＮバス４そのものの故障や不具合の検出がなされるようになっている。

図２は、制御装置内を示す回路図である。以下、制御装置１について説明するが、制御装置２，３も同様の構成を備えている。
制御装置１は、２つのＣＡＮコントローラ１１，１２と、ＣＡＮドライバ１３と、ＤＮｄｉｓａｂｌｅ回路（遮断回路）１４とを備えている。

ＣＡＮコントローラ１１，１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０に設けられており、制御信号やＡＣＫ信号の送受信等のＣＡＮ通信を実行するための信号送受信部である。ＣＡＮコントローラ１１，１２は、信号を送信するための送信部であるＴＸ（トランスミッタ）１１ｓ、１２ｓと、信号を受信するための受信部であるＲＸ（レシーバ）１１ｒ，１２ｒとを備えている。なお、本実施形態では、ＣＡＮコントローラ１１はＣＡＮバス４や接続された各機器の異常を検出するための診断に用いられ、ＣＡＮコントローラ１２は、エンジンの制御に用いられている。

ＣＡＮコントローラ１１，１２の各々は、信号を送受信可能に動作する通常モードと、信号の受信のみ可能に動作する受信モードとを有している。ＣＡＮコントローラ１１，１２は、同時に１つのＣＡＮコントローラ１１，１２のみを通常モードで動作させるとともに、その他のＣＡＮコントローラ１１，１２を受信モードで動作させるようになっており、常に１つのＣＡＮコントローラのみが通常モードで動作している。これにより、いずれかのＣＡＮコントローラ１１，１２が信号を送信する際には、信号を送信するＣＡＮコントローラ１１，１２のみを通常モードで動作させるとともに、その他のＣＡＮコントロー
ラ１１，１２を受信モードで動作させるため、制御装置１が自己の送信信号に自分でＡＣＫ信号を返信してしまう、いわゆるＡＣＫ信号の自己返信を防止することができる。

ＣＡＮドライバ１３は、信号の電圧の調整等を行う電圧制御回路である。このＣＡＮドライバ１３は、ＣＡＮコントローラ１１，１２のＴＸ１１ｓ，１２ｓから送信された信号の電圧を調整し、調整された信号をＣＡＮバス４に出力する。一方、ＣＡＮドライバ１３は、ＣＡＮバス４から入力された信号の電圧を調整し、調整された信号をＣＡＮコントローラ１１，１２のＲＸ１１ｒ，１２ｒに出力する。

ＤＮｄｉｓａｂｌｅ回路１４は、信号の伝達を遮断するための遮断回路であり、ＣＡＮコントローラ１２側のＲＸ１２ｓとＣＡＮドライバ１３との間に設けられている。このＤＮｄｉｓａｂｌｅ回路１４は、ＣＰＵ１０の図示せぬ監視部とＤＮ配線１４ａで電気的に接続されており、ＣＰＵ１０から受信した制御信号に基づいて、ＣＡＮコントローラ１２のＴＸ１２ｓからＣＡＮドライバ１３に向けて出力された信号の伝達を遮断可能に設けられている。

制御装置１は、例えば、ＣＡＮコントローラ１１がＣＡＮメッセージ信号をＣＡＮバス４に送信する際には、ＣＡＮコントローラ１１のＴＸ１１ｓからＣＡＮメッセージ信号Ｍ１を送信し、送信されたＣＡＮメッセージ信号Ｍ１はＣＡＮドライバ１３で調整された後にＣＡＮバス４に出力される。

一方、制御装置１は、例えば、ＣＡＮバス４からＣＡＮコントローラ１２にＣＡＮメッセージ信号が送信される際には、ＣＡＮバス４のから入力されたＣＡＮメッセージ信号Ｍ２はＣＡＮドライバ１３で調整された後にＣＡＮコントローラ１２のＲＸ１２ｒで受信される。このとき、ＣＡＮメッセージ信号Ｍ２を受信したＣＡＮコントローラ１２は、ＴＸ１２ｓからＡＣＫ信号Ａを送信し、送信されたＡＣＫ信号ＡはＤＮｄｉｓａｂｌｅ回路１４を通ってＣＡＮドライバ１３に伝達され、送信されたＡＣＫ信号ＡはＣＡＮドライバ１３で調整された後にＣＡＮバス４に出力される。

図３は、ＣＰＵによるＣＡＮコントローラの動作モード設定処理を示すフローチャートである。なお、図３は、トランスミッションの制御装置２にトランスミッションに係るＣＡＮメッセージ信号であるＴＸリクエストが送信されたときの処理を示している。
ＣＰＵ１０は、ＣＡＮコントローラ１１，１２の動作モード設定処理を開始すると、ＤＮｄｉｓａｂｌｅ回路１４により信号の送信が遮断されているＣＡＮコントローラ１１，１２があるか否かを判断する（ステップＳ１）。

ステップＳ１において、ＤＮｄｉｓａｂｌｅ回路１４により信号の送信が遮断されているＣＡＮコントローラ１１，１２が無いと判断すると（ステップＳ１：ＮＯ）、ＣＰＵ１０は、ＴＸリクエストが第１のＣＡＮコントローラ１１に対してなされたか否かを判断する（ステップＳ２）。

一方、ステップＳ１において、ＤＮｄｉｓａｂｌｅ回路１４により信号の送信が遮断されているＣＡＮコントローラ１１，１２があると判断すると（ステップＳ１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１０は、第１のＣＡＮコントローラ１１を通常モードで動作するように設定し（ステップＳ３）、第２のＣＡＮコントローラ１２を受信モードで動作するように設定する（ステップＳ４）。第２のＣＡＮコントローラ１２のモードを設定すると、ＣＰＵ１０は、設定されたモードに基づいてＣＡＮコントローラ１１，１２を制御する（ステップＳ５）。

ステップＳ２において、ＴＸリクエストが第１のＣＡＮコントローラ１１に対してなさ
れていないと判断すると（ステップＳ２：ＮＯ）、ＣＰＵ１０は、ＴＸリクエストが第２のＣＡＮコントローラ１２に対してなされたか否かを判断する（ステップＳ６）。

一方、ステップＳ２において、ＴＸリクエストが第１のＣＡＮコントローラ１１に対してなされたと判断すると（ステップＳ２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１０は、第１のＣＡＮコントローラ１１を通常モードで動作するように設定し（ステップＳ７）、第２のＣＡＮコントローラ１２を受信モードで動作するように設定する（ステップＳ８）。第２のＣＡＮコントローラ１２のモードを設定すると、ＣＰＵ１０は、設定されたモードに基づいてＣＡＮコントローラ１１，１２を制御する（ステップＳ５）。

ステップＳ６において、ＴＸリクエストが第２のＣＡＮコントローラ１２に対してなされていないと判断すると（ステップＳ６：ＮＯ）、ＣＰＵ１０は、現状設定されているモードに基づいてＣＡＮコントローラ１１，１２を制御する（ステップＳ５）。

一方、ステップＳ５において、ＴＸリクエストが第２のＣＡＮコントローラ１２に対してなされたと判断すると（ステップＳ６：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１０は、第１のＣＡＮコントローラ１１を受信モードで動作するように設定し（ステップＳ９）、第２のＣＡＮコントローラ１２を通常モードで動作するように設定する（ステップＳ１０）する。第２のＣＡＮコントローラ１２のモードを設定すると、ＣＰＵ１０は、設定されたモードに基づいてＣＡＮコントローラ１１，１２を制御する（ステップＳ５）。

以上の処理により、制御装置１，２，３は、常に１つのＣＡＮコントローラ１１，１２を通常モードで動作させており、信号を受信する何れかのＣＡＮコントローラ１１，１２のみを通常モードで動作させ、他のＣＡＮコントローラ１１，１２を受信モードで動作させることができる（ステップＳ７，８，９，１０）。

また、ＤＮｄｉｓａｂｌｅ回路１４が通信を遮断してＡＣＫ信号を返信できない場合は（ステップＳ１：ＮＯ）、ＤＮｄｉｓａｂｌｅ回路１４に接続されていないＣＡＮコントローラ１１のみを通常モードで動作させることができる（ステップＳ３，４）。

本実施形態では、制御装置１，２，３は、ＣＡＮコントローラ１１，１２の各々が信号を送受信可能に動作する通常モードと、信号の受信のみ可能に動作する受信モードとを有し、同時に１つのＣＡＮコントローラ１１，１２のみを通常モードで動作させるとともに、その他のＣＡＮコントローラ１１，１２を受信モードで動作させる。これにより、同時に１つのＣＡＮコントローラ１１，１２のみが信号を送信可能に制御できる。このため、ＡＣＫ信号の自己返信を防止して、従来技術では検出できなかった故障モードを検出することができる。

なお、本実施形態に係る制御装置１，２，３は、１つの制御装置１，２，３内の複数のＣＡＮコントローラ１１，１２が扱う信号の種類の組み合わせとしては、例えば、ＩＳＯ２６２６２で要求されているような、回転数またはトルクアップにかかわる重要な信号等の送信を中断しなければならない場合が生じ得る信号と、常に通信ができることが望ましい診断信号等の信号とを含んだ組み合わせの場合に適用するとより効果的である。

また、本実施形態では、ＤＮｄｉｓａｂｌｅ回路１４が通信を遮断している場合は、ＤＮｄｉｓａｂｌｅ回路１４に接続されていないＣＡＮコントローラ１１を通常モードで動作させる。これにより、他の制御装置１，２，３から信号の送信があったＣＡＮコントローラ１１，１２がＤＮｄｉｓａｂｌｅ回路１４により信号の送信が遮断されていても、他のＣＡＮコントローラ１１，１２がＡＣＫ信号を送信することができるため、信号を受信した制御装置１，２，３からのＡＣＫ信号を受信できないといったことを防止することが
できる。

以上、実施形態に基づいて本発明を説明してきたが、本発明はこれに限定しない。
上記実施形態では、１つの制御装置１，２，３に２つのＣＡＮコントローラ１１，１２を設けているが、本発明はこれに限定されず、３つ以上のＣＡＮコントローラを設けてもよい。

また、上記実施形態では、ＣＡＮコントローラ１，２，３を自動車に搭載しているが、本発明はこれに限定されず、自動二輪車やその他の装置に搭載してもよい。

１制御装置
２制御装置
３制御装置
４ＣＡＮバス
４ａＣＡＮ−Ｈ
４ｂＣＡＮ−Ｌ
１０ＣＰＵ
１１ＣＡＮコントローラ
１１ｓＴＸ
１１ｒＲＸ
１２ＣＡＮコントローラ
１２ｓＴＸ
１２ｒＲＸ
１３ＣＡＮドライバ
１４ＤＮｄｉｓａｂｌｅ回路（遮断回路）
１４ａＤＮ線
２１ＥＣＵ
２２ＴＣＵ
２３ＥＣＵ
２４ＣＡＮバス

Claims

ＣＡＮ通信による信号（Ｍ）を受信したときに受信確認信号（Ａ）を送信可能な複数のＣＡＮコントローラ（１１，１２）を備えた制御装置（１，２，３）において、
前記複数のＣＡＮコントローラ（１１，１２）の各々は、信号（Ｍ）を送受信可能に動作する通常モードと、信号（Ｍ）の受信のみ可能に動作する受信モードとを有し、
前記複数のＣＡＮコントローラ（１１，１２）のうちの何れか一のＣＡＮコントローラが前記通常モードで動作する間は他のＣＡＮコントローラは前記受信モードで動作し、
前記複数のＣＡＮコントローラ（１１，１２）のうちの何れか一のＣＡＮコントローラが信号（Ｍ）を送信するタイミングで、前記一のＣＡＮコントローラが前記通常モードで動作し、前記他のＣＡＮコントローラが前記受信モードで動作する
ことを特徴とする制御装置。
請求項１に記載の制御装置（１、２、３）において、
前記複数のＣＡＮコントローラ（１１，１２）のうちの何れか一のＣＡＮコントローラが信号（Ｍ）を受信するタイミングで、前記一のＣＡＮコントローラが前記通常モードで動作し、前記他のＣＡＮコントローラが前記受信モードで動作する
ことを特徴とする制御装置。
ＣＡＮ通信による信号（Ｍ）を受信したときに受信確認信号（Ａ）を送信可能な複数のＣＡＮコントローラ（１１，１２）を備えた制御装置（１，２，３）において、
前記複数のＣＡＮコントローラ（１１，１２）の各々は、信号（Ｍ）を送受信可能に動作する通常モードと、信号（Ｍ）の受信のみ可能に動作する受信モードとを有し、
前記複数のＣＡＮコントローラ（１１，１２）のうちの何れか一のＣＡＮコントローラが前記通常モードで動作する間は他のＣＡＮコントローラは前記受信モードで動作し、
前記複数のＣＡＮコントローラ（１１，１２）のうちの何れか一のＣＡＮコントローラが信号（Ｍ）を受信するタイミングで、前記一のＣＡＮコントローラが前記通常モードで動作し、前記他のＣＡＮコントローラが前記受信モードで動作する
ことを特徴とする制御装置。
請求項３に記載の制御装置（１，２，３）において、
前記複数のＣＡＮコントローラ（１１，１２）のうちの何れか一のＣＡＮコントローラが信号（Ｍ）を送信するタイミングで、前記一のＣＡＮコントローラが前記通常モードで動作し、前記他のＣＡＮコントローラが前記受信モードで動作する
ことを特徴とする制御装置。
請求項１〜４のいずれか一項に記載の制御装置（１，２，３）において、
前記複数のＣＡＮコントローラのうちの前記一のＣＡＮコントローラは、常に前記通常モードで動作する
ことを特徴とする制御装置。
請求項１〜５のいずれか１項に記載の制御装置において、
前記通常モードで動作する前記一のＣＡＮコントローラの通信が遮断されている場合、信号（Ｍ）の送信が遮断されていない前記他のＣＡＮコントローラが前記通常モードで動作する
ことを特徴とする制御装置。
ＣＡＮ通信による信号（Ｍ）を受信したときに受信確認信号（Ａ）を送信可能な複数のＣＡＮコントローラ（１１，１２）を備えた制御装置（１，２，３）の制御方法において、
前記複数のＣＡＮコントローラ（１１，１２）のうちの何れか一のＣＡＮコントローラが信号（Ｍ）を送信するタイミングで、前記一のＣＡＮコントローラを信号を送受信可能な通常モードで動作させ、他のＣＡＮコントローラを信号の受信のみ可能な受信モードで動作させる
ことを特徴とする制御装置の制御方法。
ＣＡＮ通信による信号（Ｍ）を受信したときに受信確認信号（Ａ）を送信可能な複数のＣＡＮコントローラ（１１，１２）を備えた制御装置（１，２，３）の制御方法において、
前記複数のＣＡＮコントローラ（１１，１２）のうちの何れか一のＣＡＮコントローラが信号（Ｍ）を受信するタイミングで、前記一のＣＡＮコントローラを信号を送受信可能な通常モードで動作させ、他のＣＡＮコントローラを信号の受信のみ可能な受信モードで動作させる
ことを特徴とする制御装置の制御方法。