ハイブリッド車の多重通信システム

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【発明の名称】	ハイブリッド車の多重通信システム
【発明者】	【氏名】田中寿
【要約】	【課題】ハイブリッド車の内部或いは外部で発生するノイズによる多重通信における情報伝達の誤りを防止する。【解決手段】多重通信バス２００に、第１の信号ライン２００ａと第２の信号ライン２００ｂとの２系統の信号ラインを備え、各ＥＣＵの通信コントローラ１０５で、送信部の出力を、第１の信号ライン２００ａ上の信号レベルと第２の信号ライン２００ｂ上の信号レベルとが基準信号レベルに対して互いに反転関係となるよう制御し、また、２系統の信号ラインから受信した２つの信号の差分を取ることにより、データの誤認識を防止する。

【特許請求の範囲】
【請求項１】エンジンとモータとを併用するハイブリッド車に搭載される複数の制御装置を、２系統の信号ラインを有する多重通信バスを介して互いに接続し、上記複数の制御装置の各々に、所定の基準信号レベルに対するデータの論理値を上記２系統の信号ラインで互いに反転して送信する一方、上記２系統の信号ラインから受信した２つの信号を差分して受信データを認識する通信制御部を備えたことを特徴とするハイブリッド車の制御装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ノイズの影響による伝送情報の誤りを防止するハイブリッド車の多重通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、自動車等の車両の制御システムでは、エンジン制御、変速機制御、ブレーキ制御等を専用の制御装置で行うものが多く、各制御装置間でシリアル通信により必要な制御データを交換するようにしている。この制御データのシリアル通信に関する技術は、例えば、特開平７－１９１０４号公報に開示されており、この先行技術では、高速にアクセスの必要なデータ類をパラレルで取り込み、高速性を必要としないデータをシリアルで取り込むようにしている。
【０００３】また、最近では、制御項目や制御情報量の増大による通信用ハーネス線及びコネクタの増加、及び、それに伴うコスト増大に対処するため、複数の制御装置を多重通信バスを介して接続し、車載ネットワークを構成する技術が採用されるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、車両のようなノイズの多い環境下でのデータ通信、特にエンジンとモータとを併用するハイブリッド車におけるデータ通信では、エンジンに加え、モータやモータを駆動するためのインバータ等の電気的ノイズの発生源が多いため、通信バス上にノイズの混入する可能性が高く、受信データを誤認識する虞がある。
【０００５】さらには、ハイブリッド車のような極めてノイズの多い環境下では、制御応答性を向上するため通信速度を上げようとすると必然的にラジオノイズが発生し易くなり、このラジオノイズがオーディオのアンテナ等に悪影響を与えて車内の快適性を損なう可能性がある。
【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ハイブリッド車の内部或いは外部で発生するノイズによる多重通信における情報伝達の誤りを防止することのできるハイブリッド車の多重通信システムを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、本発明は、エンジンとモータとを併用するハイブリッド車に搭載される複数の制御装置を、２系統の信号ラインを有する多重通信バスを介して互いに接続し、上記複数の制御装置の各々に、所定の基準信号レベルに対するデータの論理値を上記２系統の信号ラインで互いに反転して送信する一方、上記２系統の信号ラインから受信した２つの信号を差分して受信データを認識する通信制御部を備えたことを特徴とする。
【０００８】すなわち、本発明では、ハイブリッド車の複数の制御装置を接続する多重通信バスに２系統の信号ラインを備えるようにし、各制御装置の通信制御部では、所定の基準信号レベルに対するデータの論理値を２系統の信号ラインで互いに反転して送信する一方、２系統の信号ラインから受信した２つの信号を差分することで受信データを認識する。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１～図４は本発明の実施の一形態に係わり、図１はハイブリッド制御システムの構成を示す説明図、図２は通信コントローラと多重通信バスとの接続を示す説明図、図３は多重通信バスのロジック状態を示す波形図、図４は多重通信バス上の信号にノイズが乗った状態を示す波形図である。
【００１０】図１に示すように、本形態におけるハイブリッド車は、エンジン１、２つのモータＡ，Ｂ、プラネタリギヤユニット２、無段変速機３を有する車両であり、図においては、先の特願平１０－４０８０号で本出願人が提案したハイブリッド車と同様の駆動系についての構成を示す。すなわち、エンジン１の出力軸１ａに、モータＡとシングルピニオン式のプラネタリギヤユニット２のサンギヤとが連結され、リングギヤにモータＢが連結されている。そして、プラネタリギヤユニット２のキャリアが無段変速機３の入力軸３ａに連結され、図示しない減速歯車列やデファレンシャル機構を介して駆動輪に駆動力が伝達される。尚、プラネタリギヤユニット２には、サンギヤとキャリアとを締結・解放するためのロックアップクラッチが併設されている。
【００１１】以上のハイブリッド車には、複数の電子制御装置（ＥＣＵ）が搭載されており、本形態では、システム全体を統括する中央のＥＣＵ１０を筆頭として、エンジン１を駆動制御するエンジン制御用ＥＣＵ２０、モータＡを駆動制御するインバータを内蔵するモータＡ制御用ＥＣＵ３０、モータＢを駆動制御するインバータを内蔵するモータＢ制御用ＥＣＵ４０、無段変速機３の制御を行う変速制御用ＥＣＵ５０、その他、図示しない各ＥＣＵ、例えば、モータＡ，Ｂの電源となる高圧バッテリや制御用及び補機類の電源となる低圧バッテリの電力管理を行うバッテリマネージメント用ＥＣＵ、ブレーキ制御を行うブレーキ制御用ＥＣＵ等が搭載されている。
【００１２】各ＥＣＵ１０，２０，３０，４０，５０，…は、マイクロコンピュータとマイクロコンピュータによって制御される機能回路とから構成され、図中、中央のＥＣＵ１０で代表するように、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、図示しないセンサ・スイッチ類やアクチュエータ類が接続される入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース１０４、通信コントローラ１０５をパラレルバス１０６を介して互いに接続してなるマイクロコンピュータを中心とし、その他、各部に制御電圧Ｖｃｃを供給する電源回路１０７を備えている。
【００１３】通信コントローラ１０５は、各ＥＣＵ同士の制御情報を共有するために多重通信バス２００を介してのデータ通信を専用に処理する通信制御部であり、各ＥＣＵが通信コントローラ１０５を介して多重通信バス２００によって結合され、ハイブリッド車の総合的な制御を担うハイブリッド制御システムが形成される。
【００１４】中央のＥＣＵ１０では、各センサ・スイッチ類からの信号や各ＥＣＵから送信されたデータに基づいて必要な車両駆動トルクを演算して駆動系のトルク配分を決定し、各ＥＣＵに対する制御指令、例えば、エンジン制御用ＥＣＵ２０に対するトルク指令や燃料カット指令、モータＡ制御用ＥＣＵ３０に対するサーボＯＮ／ＯＦＦ指令や回転数指令、モータＢ制御用ＥＣＵ４０に対するサーボＯＮ／ＯＦＦ（正転、逆転を含む）指令やトルク指令（力行、回生）、変速制御用ＥＣＵ５０に対する無段変速機入力トルク指示やロックアップ要求等を、多重通信バス２００を介して送信する。
【００１５】一方、中央のＥＣＵ１０に対し、エンジン制御用ＥＣＵ２０からは、エンジン１の制御トルク値等のフィードバックデータ、エンジン１の暖機要求等を送信し、モータＡ制御用ＥＣＵ３０からは、モータＡのトルク、回転数、及び電流値等のフィードバックデータ、トルク制限要求、電圧値等のデータを送信する。また、モータＢ制御用ＥＣＵ４０からは、モータＢのトルク、回転数、及び電流値等のフィードバックデータ、電圧値等のデータを中央のＥＣＵ１０へ送信し、変速制御用ＥＣＵ５０からは、車速、入力制限トルク、変速状態等のフィードバックデータ、無段変速機３へ供給する油量をアップさせるためのエンジン回転数アップ要求、低温始動要求等を中央のＥＣＵ１０へ送信する。
【００１６】ここで、ハイブリッド車においては、エンジン１、モータＡ，Ｂ、インバータ等の電気的ノイズの発生源の存在により、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンのみを走行駆動源として搭載する車両に比較して極めてノイズの多い環境とならざるを得ず、また、制御応答性を向上するための通信速度を上げるにつれて必然的にラジオノイズが発生しやすくなる。従って、従来の各ＥＣＵ間を接続するシリアル通信バスを介しての通信に際しては、ノイズの混入する可能性が相対的に高くなり、受信データの誤認識や、また、ラジオノイズによるアンテナ等への悪影響の虞がある。
【００１７】このため、本形態の多重通信バス２００には、第１の信号ライン２００ａと第２の信号ライン２００ｂとの２系統の信号ラインが備えられており、各ＥＣＵの通信コントローラ１０５では、所定の基準信号レベルに対するデータの論理値を２系統の信号ラインで互いに反転して送信する一方、２系統の信号ラインから受信した２つの信号の差分を取ることにより、ラジオノイズの抑制とデータの誤認識を防止するようにしている。
【００１８】具体的には、図２に示すように、通信コントローラ１０５には、第１の信号ライン２００ａに対し、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ２１０とＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ２１１とで形成するプッシュプル回路による第１の送信部が備えられると共に、第２の信号ライン２００ｂに対し、同様に、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ２１２とＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ２１３とで形成するプッシュプル回路による第２の送信部が備えられており、また、２系統の信号ライン２００ａ、２００ｂからの２つの信号を差動増幅して波形整形するアンプ２１４による受信部が備えられている。
【００１９】第１の送信部では、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ２１０のドレイン端子に直列接続されるＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ２１１のドレイン端子を出力端として、この出力端がコンデンサＣ２を並列接続したダイオードＤ２のカソード側に接続され、ダイオードＤ２のアノード側が抵抗Ｒ２を介して第１の信号ライン２００ａに接続されている。一方、第２の送信部では、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ２１２のドレイン端子に直列接続されるＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ２１３のドレイン端子を出力端として、この出力端がコンデンサＣ１を並列接続したダイオードＤ１のアノード側に接続され、ダイオードＤ１のカソード側が抵抗Ｒ１を介して第２の信号ライン２００ｂに接続されている。
【００２０】また、受信部のアンプ２１４は、一方の入力端に、抵抗Ｒ６を介して第１の信号ライン２００ａが接続されると共にバス上の各ノードでの基準信号レベルＶｍｅａｎ（本形態では、Ｖｍｅａｎ＝Ｖｃｃ／２）を安定化するためのアンプ２１５の出力端が抵抗Ｒ５を介して接続され、他方の入力端に、抵抗Ｒ４を介して第２の信号ライン２００ｂが接続されると共にアンプ２１５の出力端が抵抗Ｒ３を介して接続されている。
【００２１】一方、多重通信バス２００では、第１の信号ライン２００ａ及び第２の信号ライン２００ｂに対するネットワーク終端部２００ｃに、バス上の信号レベルを定めるための電圧を供給するアンプ２０１，２０２が備えられており、アンプ２０１の出力端から抵抗Ｒ８を介して第１の信号ライン２００ａが延出されると共に、アンプ２０２の出力端から抵抗Ｒ７を介して第２の信号ライン２００ｂが延出される。本形態では、アンプ２０１から各信号ラインへ供給される電圧は、第１の信号ライン２００ａに対して電圧レベルＶ＿ＨＲ、第２の信号ライン２００ｂに対して電圧レベルＶ＿ＬＲであり、Ｖ＿ＨＲ＞Ｖｍｅａｎ（＝Ｖｃｃ／２）＞Ｖ＿ＬＲである。
【００２２】通信コントローラ１０５の第１，第２の送信部のプッシュプル回路の出力ＴＸ０，ＴＸ１は、第１の信号ライン２００ａ上の信号レベルと第２の信号ライン２００ｂ上の信号レベルとが基準信号レベルＶｍｅａｎに対する論理値が互いに反転関係となるよう制御され、バス上での出力の衝突が回避される。
【００２３】すなわち、図３に示すように、バス上の信号レベルは、第１の信号ライン２００ａの信号レベルが基準信号レベルＶｍｅａｎ（＝Ｖｃｃ／２）より高い信号レベルＶ＿ＨＲで、第２の信号ライン２００ｂが基準信号レベルＶｍｅａｎより低い信号レベルＶ＿ＬＲにある第１のロジック状態と、第１の信号ライン２００ａの信号レベルが基準信号レベルＶｍｅａｎより低い信号レベルＶ＿ＨＤ（但し、Ｖ＿ＨＤ＜Ｖ＿ＬＲ）で、第２の信号ライン２００ｂの信号レベルが基準信号レベルＶｍｅａｎより高い信号レベルＶ＿ＬＤ（但し、Ｖ＿ＬＤ＞Ｖ＿ＨＲ）にある第２のロジック状態とのいずれの状態となり、これらのロジック状態によってバスが占有状態にあるか空き状態にあるかを各ＥＣＵの通信コントローラ１０５が判断し、送信側となるか或いは送信を中止して受信側に回るかを決定することで、バス上の衝突を回避することができる。
【００２４】本形態では、多重通信バス２００のロジック状態が第１のロジック状態にあるときにはバスが空き状態であり、第２のロジック状態にあるときにはバスが占有状態すなわち送信不可の状態にあるものとし、受信側に回ったノードでは、通信コントローラ１０５の受信部で第１の信号ライン２００ａからの信号ＲＸ０と第２の信号ライン２００ｂからの信号ＲＸ１との差分を増幅して波形整形し、受信データＲＸを認識する。
【００２５】すなわち、第１のロジック状態では、第１の信号ライン２００ａと第２の信号ライン２００ｂとの信号レベルの差がＶｄｉｆｆＲ（＝Ｖ＿ＨＲ－Ｖ＿ＬＲ）となり、受信部のアンプ２１４での差動増幅及び波形整形を経て論理値１の信号として認識される。また、第２のロジック状態では、第１の信号ライン２００ａと第２の信号ライン２００ｂとの信号のレベル差が－ＶｄｉｆｆＤ（＝Ｖ＿ＨＤ－Ｖ＿ＬＤ）となり、受信部のアンプ２１４での差動増幅及び波形整形を経て論理値０の信号として認識される。
【００２６】これにより、図４に示すように、ハイブリッド車の内部或いは外部で発生するノイズが多重通信バス２００に混入しても、通常、ノイズは２系統の信号ライン２００ａ，２００ｂで同様に乗るため、２系統の信号ライン２００ａ，２００ｂから受信した２つの信号の差分を取ることにより、混入したノイズ成分を相殺して正しい受信データを認識することができる。従って、ノイズによる情報伝達の誤りを防止してシステムの信頼性を向上することができると共に、ラジオノイズ等の発生を抑制しながら通信速度を上げることが可能となる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ハイブリッド車の複数の制御装置を接続する多重通信バスに２系統の信号ラインを備えるようにし、各制御装置の通信制御部では、所定の基準信号レベルに対するデータの論理値を２系統の信号ラインで互いに反転して送信する一方、２経系統の信号ラインから受信した２つの信号を差分することで受信データを認識するので、多重通信バスに混入したノイズ成分を相殺して正しい情報を認識することができ、ノイズによる情報伝達の誤りを防止してシステムの信頼性を向上すると共に、ラジオノイズ等の発生を抑制しながら通信速度を上げることが可能となる。

【出願人】	【識別番号】０００００５３４８【氏名又は名称】富士重工業株式会社
【出願日】	平成１１年５月１２日（１９９９．５．１２）
【代理人】	【識別番号】１０００７６２３３【弁理士】【氏名又は名称】伊藤進
【公開番号】	特開２０００－３２４６１１（Ｐ２０００－３２４６１１Ａ）
【公開日】	平成１２年１１月２４日（２０００．１１．２４）
【出願番号】	特願平１１－１３１６８９