JP2007200330A - シリアル通信バスによる通信システムおよび通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】マン−マシン・インターフェースと関連づけられた論理処理を集中して行うことができる、シリアル通信バスによる通信システムおよび通信方法を提供する。
【解決手段】装置10に接続された少なくとも１つの制御モジュール１、および少なくとも１つのマン−マシン・インターフェース３，３'間のシリアル通信バス４を用いる通信システム100において、マン−マシン・インターフェース33'を介して送られる第１の状態データD32,D3'2の少なくとも１つ、および制御モジュール１を介して送られる第２の状態データD12の少なくとも１つを受け取る手段と、第１の状態データD32,D3'2および第２の状態データD12を処理することによって、マン−マシン・インターフェース３，３'および制御モジュール１へそれぞれ送られる第１の指令D23,D23'および第２の指令データD21をつくり出す手段と、第１の指令D23,D23'をマン−マシン・インターフェース３，３'へ送る手段と、第２の指令D21を制御モジュール１へ送る手段とを有するコンピュータ２を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、シリアル通信バスを用いる通信システムに係り、より詳しくは、例えば自動車において、シリアル通信バスによって接続された複数のマン−マシン・インターフェースと制御モジュール間の通信システムと通信方法に関する。

シリアル通信バスは、自動車の各種電子部品間の通信において一般的に用いられている。ここでいう電子部品とは、例えば、シリアル通信バスによる通信網を構成するセンサ、インジケータ、アクチュエータ等を指す。

自動車の場合、センサとアクチュエータは、例えば、空調機、ドアの開閉やロック、シートベルトの着脱、座席の位置、温度測定、手動制御、ワイパの作動、ルーフの開閉等に関係している。

シリアル通信バスは、各装置の制御モジュールと、制御盤に収容されている複数のマン−マシン・インターフェース間の通信を可能にすることは公知となっている。マン−マシン・インターフェースと関連づけられた論理処理は、マン−マシン・インターフェースを介して伝えられる状態データに基づいて行われ、各制御モジュールにおいて実行に移される。

マン−マシン・インターフェースと関連づけられた論理処理の結果を各制御モジュールへ割り振るシステムは、設計が複雑であり、保守に過大な費用がかかる。また、マン−マシン・インターフェースを収容する制御盤を改造する場合には、装置と接続されている制御モジュールも交換しなければならないことがある。

本発明は、上記のような不都合を解消することを主たる目的とする。

本発明は、上記目的を実現するため、装置と接続された少なくとも１つの制御モジュール、および少なくとも１つのマン−マシン・インターフェースの間のシリアル通信バスを用いる通信システムであって、前記マン−マシン・インターフェースを介して送られる第１の状態データの少なくとも１つ、および前記制御モジュール１を介して送られる第２の状態データの少なくとも１つを受け取る手段と、前記第１の状態データおよび第２の状態データを処理することによって、前記マン−マシン・インターフェースおよび前記制御モジュールへそれぞれ送られる第１の指令および第２の指令をつくり出す手段と、前記第１の指令を前記マン−マシン・インターフェースへ送る手段と、前記第２の指令を前記制御モジュールへ送る手段とを有するコンピュータを備えることを特徴とする通信システムを提供する。

コンピュータは、マン−マシン・インターフェースと制御モジュールから送られるデータの処理と、装置に接続された制御モジュールによって実行されるべき指令を作成する処理とを分離することができる。

コンピュータによって作り出される指令は、１ポイント対マルチポイントタイプの送信網を利用して、マン−マシン・インターフェースおよび制御モジュールへ送られる。

公知の通信システムにおいては、複数の制御モジュールと複数のマン−マシン・インターフェースとの間で、１ポイント対１ポイントの通信を行っていた。しかし、本発明においては、１ポイント対マルチポイントタイプの通信網を利用して、通信方法を簡素にする。

コンピュータは、少なくとも１つのマン−マシン・インターフェースを収容している制御盤に配置されるのが好ましい。より好ましいのは、シリアル通信バスと接続され、かつ少なくとも１つのマン−マシン・インターフェースを収容している複数の制御盤のうちのいずれか１つに配置されることである。

前記コンピュータは、システム構成に関する情報を格納しうる格納手段を有するのが好ましい。コンピュータは、マン−マシン・インターフェースまたは制御モジュールへ送られる指令をつくり出すために、システム構成に関する情報を用いるからである。

前記シリアル通信バスは、ＬＩＮ（ローカル・インターコネクト・ネットワーク）タイプのバスであるのが好ましい。

ＬＩＮタイプの通信バスは、次のような効果を有する。第一に、ＬＩＮ（ローカル・インターコネクト・ネットワーク）は、信号の送信時に待ち時間を確保することができる。第二に、ＬＩＮタイプのバスは、複数の電磁的インターフェースと接続されているため、比較的高い通信速度（通常毎秒２０キロビット）を実現することができる。

ＬＩＮ（ローカル・インターコネクト・ネットワーク）のプロトコルに従ってＬＩＮタイプのバスと接続された通信ステーションは、結晶を用いるタイプの発振器やセラミック製共振器のような同期装置を必要としない。このため、通信ステーションの製造コストを大幅に減らすことができる。一方、ＬＩＮタイプのシリアル通信バスは、モノフィラメントであるため、若干コスト高となる。

前記マン−マシン・インターフェースは、スレーブタイプのものであり、前記コンピュータは、マスタータイプのものであるのが好ましい。

マスター／スレーブタイプのシステム構成は、１つのマスターモジュールと、複数のスレーブモジュールを備える。マスターモジュールは、マスターモジュールの指令を実行する複数のスレーブモジュール間の通信を統合し、制御する。また、マスター／スレーブタイプのシステム構成は、複数のマン−マシン・インターフェースの間に、共通のシリアル通信バスを介して行う送受信用の手段を設ける必要がない。

前記シリアル通信バスは、ＣＡＮ（コントローラ・エリア・ネットワーク）タイプのバスであるのが好ましい。

ＣＡＮタイプのシリアル通信バスは、自動車における通信の分野においては、標準的なバスである。ＣＡＮタイプのシリアル通信バスは、すべてのマスター装置が、同時に通信しうるマルチマスタータイプの通信システムにおいて用いることができる。また、ＣＡＮタイプのシリアル通信バスは、通信速度を大きくすることができる（毎秒１２５キロビット〜１メガビット）。さらに、ＣＡＮタイプのシリアル通信バスは、多数の装置（３２〜１００個）を接続することができる。

また、本発明は、コンピュータ、装置に接続された少なくとも１つの制御モジュール、および少なくとも１つのマン−マシン・インターフェース間の通信方法であって、前記マン−マシン・インターフェースを介して送られる第１の状態データの少なくとも１つ、および前記制御モジュールを介して送られる第２の状態データの少なくとも１つを受け取るステップと、前記第１および第２の状態データを処理することによって、前記マン−マシン・インターフェースおよび前記制御モジュールへそれぞれ送られる第１および第２の指令をつくり出すステップと、前記第１の指令を前記マン−マシン・インターフェースへ送るステップと、前記第２の指令を前記制御モジュールへ送るステップとを含むことを特徴とする通信方法も提供する。

前記第１の指令と第２の指令は、それぞれ、少なくとも１つの第１の分岐路と、少なくとも１つの第２の分岐路を介して送られるのが好ましい。

ＣＡＮまたはＬＩＮタイプのバスを用いる場合には、各分岐路を通じて行われる通信の容量は８バイトに制限されるため、８バイトを上回るデータのパケットを送信するためには、複数の分岐路を設けるのが好ましい。

少なくとも１つのマン−マシン・インターフェースと、少なくとも１つの制御モジュールへそれぞれ送られる前記第１の指令と第２の指令は、同一の分岐路を介して送るのが好ましい。シリアル通信バスと接続する分岐路の数を最小にし、データ通信を最適なものにすることができるからである。

前記コンピュータは、前記データ処理ステップの間に、一般的な指令を、少なくとも１つの分岐路を介して、前記マン−マシン・インターフェースへ送るのが好ましい。この場合、コンピュータは、データ処理ステップの終了を待つことなく、マン−マシン・インターフェースへ、指令を送り、かつコンピュータがデータ処理を行っている最中であることを、マン−マシン・インターフェースへ伝えることができる。

前記コンピュータは、前記少なくとも１つのマン−マシン・インターフェースを介して送られてくる複数の状態データを、優先順位を定めた制御アルゴリズムに従って処理するのが好ましい。このアルゴリズムは、第１のマン−マシン・インターフェースから送られてくる情報の処理と、第２のマン−マシン・インターフェースから送られてくる情報の処理について、処理順序が対立しないようにするためのものである。

前記第１の状態データおよび第２の状態データを受け取るステップ、前記第１および第２の状態データを処理することによって、第１および第２の指令をつくり出すステップ、前記第１の指令を前記マン−マシン・インターフェースへ送るステップ、および前記第２の指令を前記制御モジュールへ送るステップは、この順序で繰り返されるのが好ましい。本発明の好ましい実施形態においては、各ステップは、プログラムによる指示によって切り替わる。

したがって、本発明は、上記の通信システムにおいて、上記の通信方法における各ステップを実行させる指示コードを含む、情報媒記録体に保存されているプログラム、またはこのような情報記録媒体をも提供する。

本発明の通信システムおよび通信方法によれば、マン−マシン・インターフェースと関連づけられた論理処理を集中して行うことができる。すなわち、マン−マシン・インターフェースから送られるデータの処理をコンピュータにおいて集中的に行うため、制御盤やマン−マシン・インターフェースを改造したときに、制御モジュールまで交換しなければならない事態を避けることができる。

本発明の上記以外の特徴および有利な効果は、添付の図面を参照して行う、以下の実施形態の説明から明らかになると思う。

図３は、空調装置10および他の装置10'にそれぞれ接続されている２つの制御モジュール１，１'、および３つの制御盤６，６'，６”にそれぞれ収容されている３つのマン−マシン・インターフェース３，３'，３”の間の公知の通信システムを示す。ＬＩＮ（ローカル・インターコネクト・ネットワーク）タイプのシリアル通信バス４は、制御モジュール１，１'を、マン−マシン・インターフェース３，３'，３”に接続している。

この通信システムにおいては、マン−マシン・インターフェース３，３'，３”と関連づけられた論理処理の結果は、制御モジュール１，１'へ送られる。この論理処理は、制御モジュール１，１'に収容されているコンピュータにより、マン−マシン・インターフェース３，３'，３”から提供されたデータに基づいて行われ、この処理の結果は、マン−マシン・インターフェース３，３'，３”へも送られる。

マン−マシン・インターフェース３，３'，３”と関連づけられた論理処理の結果は、マン−マシン・インターフェース３，３'，３”を介して、視覚化（例えば、ディスプレイ装置におけるメッセージの表示、ランプの点灯または消灯、または制御モジュール１，１'と関連づけられた演算アルゴリズムで処理されるデータの表示）される。

しかし、図３に示す通信システムにおいては、制御盤６，６'，６”を改造する（例えば、回転式制御つまみを複数のプッシュボタンと交換する）と、制御モジュール１，１'も交換しなければならないことがある。

図１は、空調装置10と接続されている制御モジュール１、および２つのマン−マシン・インターフェース３，３'からなる通信システムを示す。第１の制御盤６は、第１のマン−マシン・インターフェース３とコンピュータ２を備えている。他方、第２の制御盤６'は、第２のマン−マシン・インターフェース３'を備えている。２つの制御盤６，６'は、ＬＩＮタイプの単一のシリアル通信バス４を介して、制御モジュール１に接続されている。

第２のマン−マシン・インターフェース３'は、シリアル通信バス４を介して、コンピュータ２と通信する。第１のマン−マシン・インターフェース３とコンピュータ２は、同一の制御盤６に収容されているため、第１のマン−マシン・インターフェース３は、シリアル通信バス４を介することなく、コンピュータ２と直接通信する。逆にいえば、コンピュータ２は、第２のマン−マシン・インターフェース３'および制御モジュール１とは、シリアル通信バス４を介して通信し、他方、第１のマン−マシン・インターフェース３とは直接通信する。

コンピュータ２は、制御盤６において、符号を付していない内部通信バスを介して、第１のマン−マシン・インターフェース３と接続されている。また、コンピュータ２は、通信システムの構成に関する情報を格納しうる情報格納装置20を有している。この通信システムの構成に関する情報は、マン−マシン・インターフェース３，３'と制御モジュール１から提供されるデータの処理に優先順位を付けるためのものである。その外、コンピュータ２は、中央処理装置（ＣＰＵ）50、記憶装置（ＲＯＭ）60、通信インターフェース70、およびこれらの装置を互いに接続するバスシステム80を具備している。

通信インターフェース70は、シリアル通信バス４を介して、受信部Ｒｘおよび送信部Ｔｘと通信することを可能にする。

記憶装置60は、コンピュータ２がＣＰＵ50によって作動されるときに、本発明による通信方法を実行しうる、本発明に係るコンピュータプログラムＰＧを記録している情報記録媒体である。

本発明に係るコンピュータプログラムＰＧは、プログラム言語がどのようなものであっても、ソースコード、オブジェクトコード、またはソースコードとオブジェクトコードの間の中間コード（コンパイラや他の所望のコード）の下に実行させることができる。

記憶装置60は、本発明に係るコンピュータプログラムＰＧを記憶しておくことができるものであれば、どのようなもの（例えば、マイクロ電子回路のＲＯＭのような装置）であってもよい。この外、記憶装置60は、本発明の通信方法を実行しうるか、またはこの方法の実行中に利用しうる、プログラムＰＧが組み込まれた集積回路でもよい。

コンピュータ２の通信インターフェース70は、第１のマン−マシン・インターフェース３の通信インターフェース（符号は付していない）と一体をなしている。したがって、コンピュータ２の通信インターフェース70と、第１のマン−マシン・インターフェース３の通信インターフェースとを識別することはできない。

図２は、図１に示す通信モジュール１とマン−マシン・インターフェース３，３'の間の通信方法を示す。マン−マシン・インターフェース３，３'は、ステップＥ１０およびステップＥ２０において、それぞれ、第１の状態データＤ３２およびＤ３'２をコンピュータ２へ送る。コンピュータ２は、これらの状態データを順次受け取って読み取る。制御モジュール１は、ステップＥ３０において、図１に示すシリアル通信バス４を介して、第２の状態データＤ１２をコンピュータ２へ送る。

第１の状態データＤ３２およびＤ３'２とは、例えば、各マン−マシン・インターフェース３および３'の作動状態または制御状態（例えば、プッシュボタンが押されているか否か、または回転つまみの位置）を示すデータをいう。

制御モジュール１から提供される第２の状態データＤ１２とは、例えば、車室の温度や自動車の状態を表すデータである。第２の状態データ１２は、空調機のセンサによって検知された情報を制御モジュール１が処理したものや、空調機の調整アルゴリズムを含む。

コンピュータ２は、状態データＤ１２，Ｄ３２，Ｄ３'２を受け取ると、ステップＥ４０において、マン−マシン・インターフェースと関連づけられた論理処理に従って、これらのデータを処理する。また、コンピュータ２は、ステップＥ４０において、第１の指令Ｄ２３とＤ２３をつくり出す。第１の指令Ｄ２３，Ｄ２３'とは、マン−マシン・インターフェース３，３'へ送られる、各種の表示（例えば、ランプの点灯と消灯や、ディスプレイ上に表示される情報）に関する指令である。

コンピュータ２は、さらに、制御モジュール１に格納されている空調機の調整アルゴリズムをも取り入れた第２の指令２１をもつくり出す。

マン−マシン・インターフェース３，３'、および空調装置10の制御モジュール１によって提供されるデータの処理は、コンピュータ２において集中して行われる。このようなマン−マシン・インターフェースと接続されたデータの集中処理方式は、空調機の性能や空調レベルの変更要求に対して、制御モジュール１を調整するだけで対処することができる。

本発明の第１の特徴は、ステップＥ４０において、コンピュータ２が、第１の状態データＤ３２とＤ３'２の処理の順序について判断を求められる場合には、優先順位を定めている制御アルゴリズムに従って、優先順位の高い方から、これらのデータを処理することである。

ステップＥ４０における状態データＤ１２，Ｄ３２，Ｄ３'２の処理は、情報格納装置20に格納されているシステム構成の情報に基づき、マン−マシン・インターフェースと関連づけられた論理処理に従って、優先順位の高い方から行われる。システム構成の情報とは、マン−マシン・インターフェースから送られる第１の状態データＤ３２，Ｄ３'２のステップＥ４０における処理の優先順位や、その処理結果をマン−マシン・インターフェース３，３'へ割り当てる際の優先順位に関する情報である。

ステップＥ５０においては、コンピュータ２は、少なくとも１つの分岐路Ｔ３を介して、第１の指令Ｄ２３，Ｄ２３'を、マン−マシン・インターフェース３，３'へ送る。マン−マシン・インターフェース３，３'は、それぞれ、自身に割り当てられた指令Ｄ２３，Ｄ２３'を受け取る手段を有している。

ついで、ステップＥ６０において、第２の指令Ｄ２１が、コンピュータ２から、分岐路Ｔ４を経由して、制御モジュール１へ送られる。

本発明の第２の特徴は、ステップＥ４０を実行しているときに、コンピュータ２が、少なくとも１つの分岐路Ｔを経由して、一般的な指令Ｄを、マン−マシン・インターフェース３，３'へ送ることである（ステップＥ７０）。例えば、空調機１０を始動させるために、マン−マシン・インターフェース３，３'の一方におけるプッシュボタンを押すと、電源ランプを点灯させよという一般的な指令Ｄが、ステップＥ４０の終了を待つことなく、対応するマン−マシン・インターフェース３，３'へ送られる。

本発明の第３の特徴は、第１および第２の指令を、それぞれマン−マシン・インターフェース３，３'と制御モジュール１へ送るステップＥ５０とステップＥ６０が、指令を、単一の分岐路を経由して送るステップを介して、置き換えうることである。換言すれば、分岐路Ｔ３とＴ４は、図示していない分岐路Ｔ５を構成している。

本発明の第４の特徴は、ステップＥ１０〜ステップＥ６０が、この順序で、繰り返されることである。

上記の実施形態においては、制御盤は２つであった（制御盤６と６'）。制御盤の数をＮ個（Ｎ個というのは、シリアル通信バス４に接続されているすべての制御盤の数である）に拡張する場合には、ただ１つの制御盤が、自身のマン−マシン・インターフェースに加えて、コンピュータ２（情報格納装置20に格納されているシステム構成の情報を含む）をも収容することとなる。他のＮ−１個のマン−マシン・インターフェース、および制御モジュール１は、そのままである。複数のマン−マシン・インターフェース、制御モジュール１、およびコンピュータ２の間におけるデータの交換と、コンピュータ２におけるデータの処理は、上述の通りである。

上述の実施形態は、空調機に関するものであったが、これ以外の装置（例えば、カーオーディオ、自動車電話、またはカーナビゲーション）に係る通信システムも、本発明の技術的範囲に含まれる。

複数の制御モジュールと複数のマン−マシン・インターフェースを含む通信システムにおいては、コンピュータ２は、このコンピュータ２がデータを処理することによってつくり出した指令を、複数の制御モジュールへ分配する機能を有する。

１つの制御モジュールと２つのマン−マシン・インターフェースを結ぶシリアル通信バスを用いる本発明に係る通信システムのブロック図である。 図１に示す通信システムにおける通信方法を示す模式図である。 ２つの制御モジュールと３つのマン−マシン・インターフェースを結ぶシリアル通信バスを用いる公知の通信システムのブロック図である。

符号の説明

１，１ 制御モジュール
２ コンピュータ
３，３'，３” マン−マシン・インターフェース
４ シリアル通信バス４
６，６'，６” 制御盤
10 装置
10' 他の装置
20 情報格納装置
50 中央処理装置（ＣＰＵ）
60 記憶装置（ＲＯＭ）
70 通信インターフェース
80 バスシステム
Ｒｘ 受信部
Ｔｘ 送信部
Ｄ３２，Ｄ３'２ 第１の状態データ
Ｄ１２ 第２の状態データ
Ｄ２３，Ｄ２３' 第１の指令
Ｄ２１ 第２の指令

Claims (14)

1. 装置(10)に接続された少なくとも１つの制御モジュール(１)、および少なくとも１つのマン−マシン・インターフェース(３)(３')の間のシリアル通信バス(４)を用いる通信システム(100)であって、
   前記マン−マシン・インターフェース(３)(３')を介して送られる第１の状態データ(D32)(D3'2)の少なくとも１つ、および前記制御モジュール(１)を介して送られる第２の状態データ(D12)の少なくとも１つを受け取る手段と、
   前記第１の状態データ(D32)(D3'2)および第２の状態データ(D12)を処理することによって、前記マン−マシン・インターフェース(３)(３')および前記制御モジュール(１)へそれぞれ送られる第１の指令(D23)(D23')および第２の指令(D21)をつくり出す手段と、
   前記第１の指令(D23)(D23')を前記マン−マシン・インターフェース(３)(３')へ送る手段と、
   前記第２の指令(D21)を前記制御モジュール(１)へ送る手段とを有するコンピュータ(２)を備えることを特徴とする通信システム。
2. 前記コンピュータ(２)は、少なくとも１つのマン−マシン・インターフェース(３)を含む制御盤(６)に配置されていることを特徴とする請求項１記載の通信システム。
3. 前記コンピュータ(２)は、システム構成に関する情報を格納しうる情報格納手段(20)を有することを特徴とする請求項１または２記載の通信システム。
4. 前記シリアル通信バス(４)は、ＬＩＮ(ローカル・インターコネクト・ネットワーク)タイプのバスであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の通信システム。
5. 前記マン−マシン・インターフェース(３)は、スレーブタイプのものであり、前記コンピュータ(２)は、マスタータイプのものであることを特徴とする請求項４記載の通信システム。
6. 前記シリアル通信バス(４)は、ＣＡＮ(コントローラ・エリア・ネットワーク)タイプのバスであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の通信システム。
7. コンピュータ(２)、装置(10)に接続された少なくとも１つの制御モジュール(１)、および少なくとも１つのマン−マシン・インターフェース(３)(３')間の通信方法であって、
   前記マン−マシン・インターフェース(３)(３')を介して送られる第１の状態データ(D32)(D3'2)の少なくとも１つ、および前記制御モジュール(１)から送られる第２の状態データ(D12)の少なくとも１つを受け取るステップ(E10)(E20)(E30)と、
   前記第１の状態データ(D32)(D3'2)および第２の状態データ(D12)を処理し、前記マン−マシン・インターフェース(３)(３')および前記制御モジュール(１)へそれぞれ送られる第１の指令(D23)(D23')および第２の指令(D21)をつくり出すステップ(E40)と、
   前記第１の指令(D23)(D23')を前記マン−マシン・インターフェース(３)(３')へ送るステップ(E50)と、
   前記第２の指令(D21)を前記制御モジュール(１)へ送るステップ(E60)とを含むことを特徴とする通信方法。
8. 前記第１の指令(D23)(D23')と第２の指令(D21)は、それぞれ、分岐路(T3)と分岐路(T4)を介して送られることを特徴とする請求項７記載の通信方法。
9. 前記分岐路(T3)と分岐路(T4)は、それぞれ、１つの分岐路(T5)の一部であることを特徴とする請求項８記載の通信方法。
10. 前記処理ステップ(E40)の間に、前記コンピュータ(２)が、一般的な指令(Ｄ)を、少なくとも１つの分岐路(Ｔ)を介して、前記マン−マシン・インターフェース(３)(３')へ送るステップ(E70)をさらに含むことを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の通信方法。
11. 前記コンピュータ(２)は、前記マン−マシン・インターフェース(３)(３')を介して送られた第１の状態データ(D32)(D3'2)を、優先順位を定めた制御アルゴリズムに従って処理することを特徴とする請求項７〜１０のいずれかに記載の通信方法。
12. 前記ステップ(E10)(E20)(E30)(E40)(E50)(E60)は、この順序で繰り返されることを特徴とする請求項７〜１１のいずれかに記載の通信方法。
13. 請求項１〜６のいずれかに記載の通信システムにおいて、請求項７〜１２のいずれかに記載の通信方法における各ステップを実行させる指示コードを含むプログラム(ＰＧ)。
14. 請求項７〜１２のいずれかに記載の通信方法における各ステップを実行しうる指示コードを含むプログラム(ＰＧ)が保存されている情報記録媒体(60)。

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