电子控制装置及通信设备的制作方法

本发明涉及一种电子控制装置及通信设备。

背景技术：

[对节省线路化的要求]

近年来，汽车的高功能化比较明显，伴随于此，车辆中搭载的执行器、传感器的数量在不断增加。伴随于此，连接上位电子控制装置(以下记作上位ecu)例如发动机控制ecu与执行器、传感器(例如燃料喷射装置)之间的线束的重量及成本也在增大。对此，出于油耗改善等目的的轻量化要求，希望进行线束的节省线路化这一要求强烈起来。以下，将执行器、传感器简记作执行器等。

作为用于上位ecu与执行器等的连接的线束的节省线路化方法，以往，较为有效的方法是设为如下形式：将使用单独线路对上位ecu与执行器等之间直接连结的方式通过共用的总线线路来替换，并利用分配给各ecu的id等来指定发送源和发送目标而收发信息。此时，执行器等侧也需要具备通信功能的电子控制装置(以下记作下位ecu)。

[总线线路及其问题]

上述“总线线路”是对共用线路连接多个电子控制装置的连接形态。在本连接形态中，存在1个ecu所发送的信号被其他所有ecu接收这一特征。与以往的直接连结方式相比，总线线路方式的线路的条数及结构变得简单，因此有能够降低线束的重量及成本的优点。

另一方面，总线线路方式也存在缺点。由于信号到达所有下位ecu，因此，从上位ecu的角度来看，会有无法区分正在通信的下位ecu负责的是哪一执行器等(例如，燃料喷射装置的话是安装在第几汽缸上。以下记作连接位置)这一缺点。若是以往的直接连结方式，则在制作线束时连接位置与上位ecu侧的连接端口编号便已唯一地对应起来，因此不会发生该问题。

在总线线路方式中，作为一种解决方法，也考虑在组装时使id与连接位置相对应这一方法。但是，该方式存在组装工时的增大、组合信息的输入失误的风险等缺点，从而难以实现低成本高可靠的系统。

要解决该问题，需要自动检测连接位置的方法。作为这种连接位置自动检测方法，已知有专利文献1中所示那样的例子。本专利文献给出了如下方法：根据其他装置测定网络中的装置之一发送的信号所耗费的时间来确定连接位置(本专利文献中为“相对于彼此的位置”)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特表2009-508382号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

另一方面，专利文献1所示的方法会有在装置彼此的距离较短的情况下需要较高的时间测定分辨率这一问题。通常，在有线通信中，信号是以20万km每秒左右的速度传播，例如在需要来回10cm的连接位置检测的分辨率的情况下，需要1纳秒左右的时间测定分辨率。为实现这一目的，需要高速动作的计数器电路等，从而存在导致成本增加这一问题。

因此，以往，并不能在抑制制造成本的同时鉴定连接至总线的下位ecu(通信设备)的顺序。

本发明的目的在于提供一种能在抑制制造成本的同时鉴定连接至总线的通信设备的顺序的电子控制装置等。

解决问题的技术手段

为了达成上述目的，本发明具备：第1端口，供连接多个通信设备的总线的一端连接；第2端口，供所述总线的另一端连接；电流传感器，测定因所述多个通信设备的各方对所述总线施加电流而流至所述第1端口的电流的第1电流值以及流至所述第2端口的电流的第2电流值；以及控制器，根据针对所述多个通信设备的各方测定出的所述第1电流值和所述第2电流值，来鉴定所述多个通信设备在所述总线上的顺序。

发明的效果

根据本发明，能在抑制制造成本的同时鉴定连接至总线的通信设备的顺序。上述以外的课题、构成及效果将通过以下实施方式的说明来加以明确。

附图说明

图1为表示第1实施方式的电子控制装置等的连接构成的电路框图。

图2为表示第1实施方式中下位ecu的连接位置与上位ecu中的检测电流的关系的图表。

图3为表示变形例的下位ecu的构成的电路框图。

图4为表示第2实施方式的电子控制装置等的连接构成的电路框图。

图5为表示第3实施方式的电子控制装置等的连接构成的电路框图。

图6为示意性地表示鉴定下位ecu的顺序之前的系统的图。

图7为表示存储传感器或执行器的id的顺序和下位ecu的id的顺序的表格的图。

图8为示意性地表示鉴定下位ecu的顺序之后的系统的图。

具体实施方式

下面，使用附图，对本发明的第1～第3实施方式的电子控制装置等的构成及动作进行说明。

虽然与前文所述的目的重复了部分，但本发明的实施方式的目的在于提供一种例如无须使用需要进行高速动作的电路即可自动且以高分辨率测定下位ecu的连接位置的上位ecu(电子控制装置)或者配备有下位ecu(通信设备)的执行器或传感器。

(第1实施方式)

[整体构成]

使用图1对包含本发明的第1实施方式的电子控制装置的系统100的构成和动作进行说明。系统100由上位ecu1(电子控制装置)、总线线路2以及多个下位ecu301～304(通信设备)构成。

上位ecu1在两处端口111及112与总线线路2连接，其内部由上位控制器12、放大器131及132、电流检测电阻器141及142、电压vb的电源15以及gnd16构成。

放大器131对流至端口111的电流is1被电流检测电阻器141转换而得的电压(电流检测电阻器141的两端电压)进行放大，并输入至上位控制器12。同样地，放大器132对流至端口112的电流is2被电流检测电阻器142转换而得的电压进行放大，并输入至上位控制器12。

上位控制器12根据如此检测到的电流is1及is2来测定例如成为对象的下位ecu302的连接位置。该测定方法将于后文叙述。

总线线路2由2条线路即电源侧(高侧)的线路21以及gnd侧(低侧)的线路22构成，在端口111及112处连接至上位ecu1，呈环路状的线路形态。此外，总线线路2在其途中还与下位ecu301～304连接在一起。这些线路具有线路电阻23，其值与线路的长度成比例。

换句话说，端口111(第1端口)上连接总线线路2(总线)的一端，端口112(第2端口)上连接总线线路2的另一端。总线线路2上连接多个下位ecu301～304(通信设备)。

下位ecu301～304与总线线路2连接，其内部由下位控制器31、负载电阻32及开关33构成。下位控制器31可以通过规定的通信方法(协议)接收来自上位控制器12的指令而在任意时刻将开关33设为on、从而使测定用电流i0流至总线线路2。

换句话说，总线线路2(总线)包括线路21(第1线路)和线路22(第2线路)。负载电阻32(电阻器)、开关33、下位控制器31构成电流施加装置ca。负载电阻32及开关33串联在线路21与线路22之间。下位控制器31(控制器)在接收到对总线线路2施加电流的指令的情况下使开关33导通。

即，电流施加装置ca在接收到对总线线路2施加电流的指令的情况下变更线路21与线路22之间的阻抗，在线路21与线路22之间流通电流。

再者，上位控制器12及下位控制器31由处理器、ram、rom、经由总线线路2输入信号的输入电路、经由总线线路2输出信号的输出电路等构成。

[连接位置的测定]

接着，对连接位置的测定方法进行叙述。此处，对测定多个下位ecu中的下位ecu302的连接位置的例子进行叙述。

如前文所述，下位ecu302可以接收来自上位控制器12的指令而对总线线路2流通测定用电流i0。在上位ecu1中测定该测定用电流i0经线路电阻等分流而得的电流is1及is2，并根据它们的关系来进行连接位置的测定。

换句话说，上位控制器12(控制器)将对总线线路2(总线)施加电流的指令发送至多个下位ecu301～304(通信设备)的各方。电流检测电阻器141、142、放大器131、132以及上位控制器12构成电流传感器cs。电流传感器cs分别测定因多个下位ecu301～304的各方对总线线路2施加电流而流至端口111(第1端口)的电流is1(第1电流值)以及流至端口112(第2端口)的电流is2(第2电流值)。上位控制器12根据针对多个下位ecu301～304的各方测定出的电流is1和电流is2来鉴定多个下位ecu301～304在总线线路2上的顺序。

此处，对i0与下位ecu302的连接位置以及is1、is2的关系进行说明。在将从端口111到下位ecu302的连接部(连接点p1、p2)的每1条的线路电阻设为rw1、将从端口112到下位ecu302连接部的每1条的线路电阻设为rw2时，is1及is2的值通过式1及式2来示出。

[数式1]

[数式2]

rw1及rw2分别与从端口111到下位ecu302连接部的距离以及从端口112到下位ecu302连接部的距离成比例，因此，若以图表来表示检测电流即is1和is2的值与下位ecu302的连接位置(线路上的位置)的关系，则变为图2的样子。观察该图表得知，is1与is2的差(is1－is2)与线路上的位置之间存在唯一的关系。具体而言，为了简单起见，在rs1＝rs2＝rs时，is1－is2像式3那样表示。

[数式3]

利用这一内容，可以测定下位ecu302的连接位置(线路上的位置)。即，上位控制器12(控制器)根据针对多个下位ecu301～304(通信设备)的各方而测定出的电流is1(第1电流值)与电流is2(第2电流值)的差，来鉴定多个下位ecu301～304在总线线路2(总线)上的顺序。

此外，在该计算时，若像式4所示那样使用将式3的值再除以is1与is2的和(is1+is2＝i0)而得的值，则会从式中去掉i0，从而能够实现稳定的测定而不会受到i0的偏差所造成的误差。即，上位控制器12(控制器)根据针对多个下位ecu301～304(通信设备)的各方而测定出的电流is1(第1电流值)与电流is2(第2电流值)的差和电流is1与电流is2的和的比，来鉴定多个下位ecu301～304在总线线路2(总线)上的顺序。

[数式4]

再者，在许多用途中，并非必须准确地求出下位ecu的连接位置。其原因在于，连接位置测定的目的是像“总线线路及其问题”的段落中叙述过的那样对各下位ecu负责的是哪一执行器等进行判定，要实现这一判定，只要能鉴定连接位置的顺序(距上位ecu1的各端口的距离的大小关系)便已足够。

此外，若着眼于式4的分母，当电流检测电阻器141及142的电阻值rs较大时，灵敏度会降低。为了尽可能避免这一情况，较有效的是相对于rw1和rw2而充分减小rs的值。

换句话说，电流传感器cs使用电流检测电阻器141、142(分流电阻)来测定电流，电流检测电阻器141、142的电阻值比从端口111(第1端口)到端口112(第2端口)的总线线路2(总线)的电阻值小。

[应用例]

图6为示意性地表示鉴定下位ecu的顺序之前的系统的图。总线线路2上连接有1个上位ecu1和4个下位ecu300。下位ecu300的各方上连接有传感器或执行器(以下简记作s/a)。上位ecu1可以使用下位ecu300的id(标识符)与下位ecu300进行通信。但是，一开始并不清楚与各id相对应的下位ecu300连接在何处。

图7为表示上位ecu1的非易失性存储器(例如上位控制器12中内置的闪存等)中配备的表格1t的图。表格1t的第1记录中存储有s/a的id的顺序来作为设计信息。在图7的例子中，表格1t的第1记录按照距总线线路2的端口111由近到远的顺序展示了第1个下位ecu300上连接有具有#1这一id的s/a、第2个下位ecu300上连接有具有#2这一id的s/a、第3个下位ecu300上连接有具有#3这一id的s/a、第4个下位ecu300上连接有具有#4这一id的s/a这一内容。

上位ecu1将针对各下位ecu300而测定出的电流值的差分(is1－is2)按照从大到小的顺序进行排列，由此鉴定4个下位ecu300在总线线路2上的顺序。继而，上位ecu1将下位ecu300的id的顺序作为表格1t的第2记录加以存储。在图7的例子中，表格1t的第2记录按照距总线线路2的端口111由近到远的顺序展示了第1个下位ecu300的id为#d、第2个下位ecu300的id为#a、第3个下位ecu300的id为#c、第4个下位ecu300的id为#b这一内容。

上位ecu1对表格1t的第1记录与第2记录进行对比，从而像图8所示那样鉴定#d的下位ecu300上连接的是#1的s/a、#a的下位ecu300上连接的是#2的s/a、#c的下位ecu300上连接的是#3的s/a、#b的下位ecu300上连接的是#4的s/a这一内容。

如以上所说明，根据本实施方式，能在抑制制造成本的同时鉴定连接至总线的通信设备的顺序。

[实施方式的变形]

本实施方式中，为了检测各端口上的电流而使用了电流检测电阻器141及142，但只要能够检测电流，则也可使用别的形态下的电流检测单元。例如，使用霍尔传感器式电流传感器也能获得同样的效果。

此外，本发明的实施方式的主要目的是像前文所述那样对各下位ecu负责的是哪一执行器等进行判定，但也能够在系统100的运用中也继续持续进行连接位置测定，由此根据其变化的有无来诊断下位控制装置及线路有无异常。其原因在于，若没有变更连接位置、线路构成时连接位置的测定结果却明显地变化，则可以判断下位控制装置或线路发生了某种异常。

换句话说，在针对作为多个下位ecu301～304(通信设备)之一的对象通信设备测定出的电流is1(第1电流值)及电流is2(第2电流值)随着时间经过而发生了变化的情况下，上位控制器12(控制器)判定所述对象通信设备或总线线路2(总线)发生了故障。上位控制器12在判定发生了故障的情况下，例如通过点亮警告灯来报知发生了故障这一情况。

此外，本实施方式是使用将负载电阻32及开关33串联构成的物体来作为用于流通测定用电流i0的单元，但也可像图3所示那样，仅使用mosfet33a而成为在on时mosfet33a成为饱和状态、由此流通所期望的测定用电流i0的构成。

换句话说，电流施加装置ca具备mosfet33a、下位控制器31(控制器)。mosfet33a连接在线路21与线路22之间。下位控制器31在接收到对总线线路2(总线)施加电流的指令的情况下、控制mosfet33a的栅极电压，将mosfet33a设为饱和状态。与第1实施方式相比，电流施加装置ca的元件数量减少，因此能够降低制造成本。

另外，只要是改变线路21与22之间的阻抗来流通电流的构成，其实现手段便不限定于此处所列举的方式。

此外，在本实施方式中，展示的是总线线路2由2条线路构成的例子，但也可构成为由3条以上构成。

(第2实施方式)

[与第1实施方式的差异]

接着，使用图4，对包含作为本发明的第2实施方式的电子控制装置的上位ecu1的系统100a的构成和动作进行说明。

本实施方式中的系统100a的构成中，在下位ecu301～304内配备有下位ecu内部电源34，除此以外，与第1实施方式相同。再者，负载电阻32(电阻器)连接至下位ecu内部电源34(内部电源)。

在动作上，在第1实施方式中是改变线路21与22之间的阻抗来流通测定用电流i0，相对于此，本实施方式的不同点在于，是改变下位ecu内部电源34与线路22之间的阻抗来流通测定用电流i0，其他方面与第1实施方式相同。

本实施方式在下位ecu301～304进行动作的电源电压与上位ecu1的电源15的电压不一样的情况下有效。

(第3实施方式)

[与第1实施方式的差异]

接着，使用图5，对包含作为本发明的第3实施方式的电子控制装置的上位ecu1的系统100b的构成和动作进行说明。

本实施方式中的系统100b的构成除了包含第1实施方式的构成以外，还在上位控制器12及下位控制器31上分别连接有模式生成器17及35，除此以外，与第1实施方式的构成相同。

关于本实施方式中的电子控制装置等的动作，主要对与第1实施方式不同的地方进行说明。模式生成器17及35两者都生成相同的、自相关较高的时间序列模式。

下位控制器31根据从模式生成器35给予的模式来切换开关33的on/off。结果，测定用电流i0在该模式下受到调制。继而，上位控制器12根据从模式生成器17给出的模式对i0经分流而得的is1及is2的检测值进行解调，根据is1及is2的解调值的大小来测定成为对象的下位ecu302的连接位置。

换句话说，多个下位ecu301～304(通信设备)分别具备生成自相关较高的时间序列模式的模式生成器35。下位控制器31(控制器)在接收到对总线线路2(总线)施加电流的指令的情况下，根据由模式生成器35生成的时间序列模式使开关33导通/断开。作为电子控制装置的上位ecu1具备生成自相关较高的时间序列模式的模式生成器17。上位控制器12(控制器)根据由模式生成器17生成的时间序列模式来对电流is1(第1电流值)和电流is2(第2电流值)进行解调。

如此，通过在自相关较高的时间序列模式下进行调制解调，本实施方式与第1实施方式相比能够提高对噪声的耐性。作为此处所使用的自相关较高的时间序列模式，可以使用作为代表性模式的m序列(maximumlengthsequence最大长度序列)。此外，派生自m序列的gold序列也是有用的。除此以外，只要是自相关较高的序列，便能达成同样的目的。

再者，本发明包含各种变形例，并不限定于上述实施方式。例如，上述实施方式是为了以易于理解的方式说明本发明所作的详细说明，并非一定限定于具备说明过的所有构成。此外，可以将某一实施方式的构成的一部分替换为其他实施方式的构成，此外，也可以对某一实施方式的构成加入其他实施方式的构成。此外，可以对各实施方式的构成的一部分进行其他构成的追加、删除、替换。

此外，上述的各构成、功能等例如可通过利用集成电路进行设计等，从而通过硬件来实现它们的一部分或全部。此外，上述的各构成、功能等也可通过由处理器(控制器)解释并执行实现各功能的程序而通过软件来实现。实现各功能的程序、表格、文件等信息可以放在存储器、硬盘、ssd(solidstatedrive)等记录装置或者ic卡、sd卡、dvd等记录介质中。

再者，本发明的实施方式也可为以下形态。

(1)一种电子控制装置，通过总线状的线路与多个下位控制装置连接，具有2个以上的线路连接口和检测各所述线路连接口处的线路电流的单元，该电子控制装置的特征在于，根据由特定的所述下位控制装置施加的电流在各所述连接口处的2个检测值的关系来测定所述特定的下位控制装置在线路上的位置。

(2)根据(1)所述的电子控制装置，其特征在于，所述线路连接口的数量为2个，设为通过总线状线路将两者之间连接成环路状的构成。

(3)根据(1)及(2)所述的电子控制装置，其特征在于，所述2个检测值的关系是指2个检测值的差。

(4)根据(3)所述的电子控制装置，其特征在于，所述2个检测值的关系是指将2个检测值的差再除以2个检测值的和而得的值。

(5)根据(1)及(2)所述的电子控制装置，其特征在于，在鉴定所述特定的下位控制装置在线路上的位置时，根据多个下位控制装置中的所述检测值的关系的大小关系来鉴定位置。

(6)根据(1)及(2)所述的电子控制装置，其特征在于，各所述连接口处的电流检测使用分流电阻方式，该分流电阻的电阻值比总线线路的总线路电阻值小。

(7)根据(1)及(2)所述的电子控制装置，其特征在于，持续地测量所述2个检测值，根据其变化来诊断下位控制装置及线路有无异常。

(8)根据(1)及(2)所述的电子控制装置，其特征在于，通过所述下位控制装置来施加电流的单元设为改变所述总线状线路的线路间的阻抗的构成。

(9)根据(8)所述的电子控制装置，其特征在于，改变所述阻抗的单元构成为将电阻器与开关串联而成。

(10)根据(8)所述的电子控制装置，其特征在于，改变所述阻抗的单元由mosfet构成，在施加电流时将所述mosfet设为饱和状态。

(11)根据(1)及(2)所述的电子控制装置，其特征在于，通过所述下位控制装置来施加电流的单元设为从下位控制装置的内部电源施加电流的构成。

(12)根据(1)及(2)所述的电子控制装置，其特征在于，通过下位控制装置来施加的电流的时间序列模式使用自相关较高的模式。

(13)根据(12)所述的电子控制装置，其特征在于，所述电流的时间序列模式为m序列或其派生序列。

根据上述的(1)～(13)，无须使用进行高速动作的电路即可自动且以高分辨率地测定下位ecu的连接位置，从而能够提供低成本高可靠的电子控制装置或者配备它的执行器、传感器。

符号说明

1上位ecu

2总线线路

12上位控制器

15电源

17模式生成器

21、22线路

23线路电阻

31下位控制器

32负载电阻

33开关

33amosfet

34下位ecu内部电源

35模式生成器

100、100a、100b系统

111、112端口

131、132放大器

141、142电流检测电阻器

301～304下位ecu

cs电流传感器

ca电流施加装置。