JP2012158272A - 車両用電子制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】所定の伝送機能を制御する電子制御ユニットを具備する車両用電子制御システムにおいて、イグニッションがオンされた状態での消費電力を低減する。
【解決手段】所定の電装機能を制御する電子制御ユニット３Ａ，５Ａを具備する車両用電子制御システム１であって、前記電子制御ユニット５Ａに接続され、前記電装機能を実行するための駆動手段８Ａと、前記電子制御ユニットに接続され、前記駆動手段の駆動開始と停止とを切り替えるための切替信号を前記電子制御ユニットに出力するトリガ手段９とを備え、前記電子制御ユニットは、前記トリガ手段からの切替信号に基づいて、該電子制御ユニットに対し駆動電流が供給される通常モードと、スリープ電流が供給される省電力モードとを切り替える。
【選択図】図２

Description

本発明は、様々な電装機能をそれぞれ制御する複数の電子制御ユニットを具備する車両用電子制御システムに関し、特に、イグニッション（ＩＧ）がオン状態での消費電力を低減可能な車両用電子制御システムに関する。

近年、自動車の電子制御化が進み、車両内には様々な電装機能、例えば、ドアロック、パワーウインドウ、カーナビゲーションシステム等をそれぞれ制御するための複数の電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと呼ぶ）が、車載ＬＡＮを介して接続され搭載されている。
車両に搭載された複数のＥＣＵの中には、駐車中、即ちイグニッション（ＩＧ）がオフの状態でも起動しているものがある（バッテリ系ＥＣＵと呼ぶ）。そのようなバッテリ系ＥＣＵには、イグニッションがオフ中でもバッテリから電力供給がなされるように構成されている。
これに対し、イグニッションがオンの状態（エンジンオンの状態）でのみ起動するＥＣＵも存在する（イグニッション系ＥＣＵと呼ぶ）。このため、車両の電子制御システムにおける各ＥＣＵは、バッテリ系ＥＣＵとイグニッション系ＥＣＵとに区分される。

従来の電子制御システムにあっては、イグニッションがオンされた後も、バッテリ系ＥＣＵは起動したままとなっている。イグニッションがオンされた後は、バッテリ系ＥＣＵよりも潤沢なリソース（ＲＯＭ容量、ＲＡＭ容量、動作クロック等）を持つイグニッション系ＥＣＵでバッテリ系ＥＣＵの機能を提供できると考えられるが、これまでそのような技術は実現されていない。
これは、例えば、従来の電子制御システムでイグニッションがオンされた後にバッテリ系ＥＣＵをスリープさせてしまうと、バッテリ系ＥＣＵの入出力インターフェイスに接続された他のセンサやアクチュエータの情報をイグニッション系ＥＣＵが利用できなくなる等のいくつかの不具合を引き起こすためである。
このため、従来は、イグニッションがオンされた後もバッテリ系ＥＣＵを起動しておく必要があり、その機能を利用しないのに電力消費をし続けるという問題があった。

このような課題に対し、特許文献１には、イグニッションがオンされるタイミングにおいてバッテリ系ＥＣＵをスリープ状態（待機状態）とすることが可能な電子制御システムが開示されている。
この特許文献１に開示された電子制御システムについて、図６（ａ）のブロック図を用いて説明する。
図６（ａ）に示す電子制御システム５０において、車載ＬＡＮ７０には、バッテリ系（＋Ｂ系）ＥＣＵ５１と、イグニッション系ＥＣＵとしての例えばパワートレイン系ＥＣＵ５２、マルチメディア系ＥＣＵ５３等が接続されている。

バッテリ系ＥＣＵ５１は、例えばドアロックアプリ６１、照合アプリ６２をそのメモリ等の記憶手段に有している。尚、ドアロックアプリ６１とは、車両ドアのロック・アンロックを実行するためのアプリケーションプログラムであり、照合アプリ６２とは、車室外のキーレスエントリーキーのキー照合機能を提供するアプリケーションプログラムである。

また、パワートレイン系ＥＣＵ５２は、エンジン制御、トランスミッション制御等をそれぞれ行うパワトレアプリ６３、パワトレアプリ６４、パワトレアプリ６５をそのメモリ等の記憶手段に有している。
マルチメディア系ＥＣＵ５３は、カーナビゲーションシステム等の制御を行うマルチメディアアプリ６６、マルチメディアアプリ６７、マルチメディアアプリ６８をそのメモリ等の記憶手段に有している。

この電子制御システム５０においては、ドライバーがイグニッションをオンにすると、イグニッション系ＥＣＵであるパワートレイン系ＥＣＵ５２とマルチメディア系ＥＣＵ５３とが共に起動する。
次いで、図６（ｂ）に鎖線の矢印で示すように、既に起動しているバッテリ系ＥＣＵ５１からドアロックアプリ６１がパワートレイン系ＥＣＵ５２に転送され、照合アプリ６２がマルチメディア系ＥＣＵ５３に転送される。また、アプリケーションプログラムを転送したバッテリ系ＥＣＵ５１はスリープ状態となされる。

そして、パワートレイン系ＥＣＵ５２上でドアロックアプリ６１が実行され、パワートレイン系ＥＣＵ５２により、バッテリ用Ｉ／Ｏ５５を介してドアロック動作のためのアクチュエータが駆動制御される。
また、マルチメディア系ＥＣＵ５３上で照合アプリ６２が実行され、マルチメディア系ＥＣＵ５３により、バッテリ用Ｉ／Ｏ５５を介してキー照合機能が駆動制御される。

また、イグニッションがオフされると、ドアロックアプリ６１の実行の際に用いたデータが、パワートレイン系ＥＣＵ５２からバッテリ系ＥＣＵ５１に転送され、パワートレイン系ＥＣＵ５２は電源オフ状態となされる。また、キー照合機能に用いたデータが、マルチメディア系ＥＣＵ５３からバッテリ系ＥＣＵ５１に転送され、マルチメディア系ＥＣＵ５３は電源オフ状態となされる。

このように、特許文献１に開示された電子制御システム５０にあっては、イグニッションがオンされると、パワートレイン系ＥＣＵ５２やマルチメディア系ＥＣＵ５３等のイグニッション系ＥＣＵにおいてバッテリ系のアプリケーションプログラムが実行される構成となっている。
このため、イグニッションがオンの状態であっても、バッテリ系ＥＣＵ５１をスリープ状態とすることができ、その消費電力を低減することができる。

特開２０１０−１３７６５６号公報

しかしながら、特許文献１に開示された電子制御システム５０にあっては、バッテリ系ＥＣＵ５１とイグニッション系ＥＣＵにおけるソフトウエアプラットフォーム（ＳＰＦ）を共通化し、双方の通信によりアプリケーションプログラム及びデータのやりとりを行う機能を設ける必要があり、容易に実現できるものではなかった。
更には、イグニッション系ＥＣＵにおいて、バッテリ系ＥＣＵ５１が有するアプリケーションプログラムを記憶し、実行するための記憶容量が別途必要となるため、コストが嵩張るという課題があった。

本発明は、前記した点に着目してなされたものであり、所定の伝送機能を制御する電子制御ユニットを具備する車両用電子制御システムにおいて、イグニッションがオンされた状態での消費電力を低減可能な車両用電子制御システムを提供することを目的とする。

前記した課題を解決するために、本発明に係る車両用電子制御システムは、所定の電装機能を制御する電子制御ユニットを具備する車両用電子制御システムであって、前記電子制御ユニットに接続され、前記電装機能を実行するための駆動手段と、前記電子制御ユニットに接続され、前記駆動手段の駆動開始と停止とを切り替えるための切替信号を前記電子制御ユニットに出力するトリガ手段とを備え、前記電子制御ユニットは、前記トリガ手段からの切替信号に基づいて、該電子制御ユニットに対し駆動電流が供給される通常モードと、スリープ電流が供給される省電力モードとを切り替えることに特徴を有する。
尚、前記トリガ手段は、乗員の操作により前記切替信号を出力するスイッチと、所定の環境要素の変化を検出し前記切替信号を出力するセンサの少なくともいずれかであることが望ましい。

このように構成することにより、イグニッションオン（エンジンスタート）からイグニッションオフ（エンジンオフ）までの間に、トリガ手段による切替信号出力（例えば乗員によるスイッチ操作）が無い限りは省電力モードとすることができる。
即ち、イグニッションオンの状態であっても、所望の電装機能が必要な期間のみ、そのＥＣＵを起動させ、その他の期間はそのＥＣＵをスリープ状態とすることにより、無駄な消費電力を無くすことができる。
また、本発明に係る車両用電子制御システムにあっては、一般的に車両に装備される既存のハードウエア構成に加え、前記トリガ手段の出力に応じて電子制御ユニットへの電力供給モード（通常モードと省電力モード）の切り替えを行う機能を設ければよく、容易且つ低コストに実現することができる。

また、所定の電装機能をそれぞれ制御する複数の電子制御ユニットが車載ＬＡＮを介して接続され、少なくとも１つの電子制御ユニットをマスタとして、複数の電子制御ユニットがスレーブ接続されていることが望ましい。
このように構成することにより、イグニッションのオンオフのタイミングにおいて、スレーブ側の複数のＥＣＵ（電子制御ユニット）の電力供給モードをマスタ側から一括して制御することができる。
このようなマスタ／スレーブ接続は、イグニッションのオフ時は全て省電力モード（待機状態）とする必要があるバッテリ系ＥＣＵ（電子制御ユニット）に対し有効である。

また、前記トリガ手段からの切替信号の出力がない状態の経過時間をカウントするタイマカウンタを備え、前記通常モードにおいて、前記タイマカウンタがカウントした経過時間が所定時間を経過すると、前記電子制御ユニットは、前記省電力モードに切り替わることが望ましい。
このように構成することにより、イグニッションオンの状態において、必要のない電子制御ユニットを自動的に省電力モードにすることができる。

本発明によれば、所定の伝送機能を制御する電子制御ユニットを具備する車両用電子制御システムにおいて、イグニッションがオンされた状態での消費電力を低減可能な車両用電子制御システムを得ることができる。

図１は、この発明に係る車両用電子制御システムの構成を模式的に示すブロック図である。 図２は、図１の車両用電子制御システムにおいて、バッテリ系マスタＥＣＵをボデーＥＣＵとし、それに接続されたバッテリ系スレーブＥＣＵをパワーウインドウＥＣＵとした場合の構成を示すブロック図である。 図３は、図２に示すボデーＥＣＵとパワーウインドウＥＣＵとの一連の動作の流れを示すフローである。 図４は、図３のフローに対応した電力供給モードの変化を示すタイミング図である。 図５は、イグニッションオンからイグニッションオフまでの間におけるイグニッション系ＥＣＵの一連の動作を示すフローである。 図６（ａ）、図６（ｂ）は、従来の車両用電子制御システムの構成を示すブロック図である。

以下、本発明にかかる実施の形態につき、図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係る車両用電子制御システムの構成を模式的に示すブロック図である。
尚、図１において、「＋Ｂ」はイグニッションのオフ時においてもバッテリ（図示せず）から電力供給がなされることを意味する。また、「ＩＧ」は、イグニッションがオン状態になると電力供給がなされることを意味する。

図１に示す車両用電子制御システム１は、車載ＬＡＮのメインバス２（例えばＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ））に接続されたバッテリ系マスタＥＣＵ３（電子制御ユニット）と、それにサブバス４（例えばＬＩＮ（Ｌｏｃａｌ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ））を介して並列に接続された複数のバッテリ系スレーブＥＣＵ５（電子制御ユニット）とを備える。
即ち、少なくとも１つのバッテリ系マスタＥＣＵ３に対し複数のバッテリ系スレーブＥＣＵ５がサブバス４を介してスレーブ接続され、各バッテリ系スレーブＥＣＵ５は、その電力供給モードの切り替えがバッテリ系マスタＥＣＵ３により制御される構成となされている。ここで、電力供給モードの切り替えとは、ＥＣＵに対し駆動電流が供給される通常モードと、ＥＣＵに対しスリープ電流が供給される省電力モードの切り替えを意味する。
さらに、車両用電子制御システム１は、メインバス２に並列に接続された複数のイグニッション系ＥＣＵ６（電子制御ユニット）と、車載ＬＡＮに接続されない１つまたは複数のイグニッション系ＥＣＵ７（電子制御ユニット）とを備えている。

前記複数のバッテリ系スレーブＥＣＵ５には、それぞれの電装機能（例えば、パワーウインドウ、スライドルーフ、オートワイパ等）を提供するための駆動手段であるアクチュエータ（負荷）８と、その駆動の開始・停止を切り替えるためのトリガ手段としてのスイッチ（ＳＷ）９及びセンサ１０が接続されている。
前記スイッチ９は、例えばスイッチオン状態でアクチュエータ８を駆動するためのオン信号（切替信号）をバッテリ系スレーブＥＣＵ５に出力し、スイッチオフ状態で前記オン信号の出力を停止するように構成されている。
また、センサ１０は、ＥＣＵ毎に例えば検出対象が異なり、所定の環境要素（例えば、周囲の明るさ）の変化を検出して、前記オン信号（切替信号）を出力・停止したり、或いは、環境要素（例えばウインドウの開閉位置）を検出して、その情報をＥＣＵに出力するようになされている。
また、イグニッション系ＥＣＵ６、７にもそれぞれ、それぞれの電装機能（例えば、エンジン制御、インパネ制御等）を提供するための駆動手段であるアクチュエータ（負荷）１１と、その駆動の開始・停止を切り替えるためのトリガ手段としてのスイッチ（ＳＷ）１２及びセンサ１３が接続されている。

また、バッテリ系マスタＥＣＵ３、バッテリ系スレーブＥＣＵ５、イグニッション系ＥＣＵ６，７は、いずれも、それぞれの電装機能を提供するために、所定のアプリケーションプログラムを実行するＣＰＵ、プログラム実行の作業領域となりまた一時的にデータを記憶するＲＡＭ、データのインターフェイスとなる入出力インターフェイス、通信インターフェイス、アプリケーションプログラムを記憶するメモリ等がバス接続されたマイコン等を具備している。

続いて、図２に示すようにバッテリ系マスタＥＣＵ３を複数の電装機能を管理するボデーＥＣＵ３Ａとし、それに接続された１つのバッテリ系スレーブＥＣＵ５をパワーウインドウ（Ｐ／Ｗ）ＥＣＵ５Ａとした場合の一連の動作について具体的に説明する。
尚、図示するように、パワーウインドウＥＣＵ５Ａには、ウインドウ開閉のアクチュエータとしてのモータ８Ａと、乗員がウインドウ開閉動作の操作を行うためのスイッチ９と、ウインドウの開閉位置を検出するセンサ１０とが備えられている。

この構成を例にして、その動作について図３及び図４を用いて説明する。図３は、ボデーＥＣＵ３ＡとパワーウインドウＥＣＵ５Ａとの一連の動作の流れを示すフローであり、図４は、図３のフローに対応した電力供給モードの変化を示すタイミング図である。
先ず、ドライバーがワイヤレスキーを用いてドアロック解除を行うと（図３のステップＳ１）、ボデーＥＣＵ３Ａが省電力モードから通常モードに移行すると共に（図３のステップＳ２）、パワーウインドウＥＣＵ５Ａに対し起動要求する（図３のステップＳ３）。
これによりパワーウインドウＥＣＵ５Ａは図４のタイミング図に示すように通常モードに移行する。尚、通常モード中にあっては、常時、システムの異常検出（スイッチ固着、センサ異常、通信異常等の検出）が行われる。

また、ドライバーが乗車し、イグニッションをオンにしてエンジンスタートすると（図３のステップＳ４）、ボデーＥＣＵ３Ａが有するタイマカウンタ（図示せず）が経過時間のカウントを開始する。
前記カウント開始から操作更新無しの状態で所定時間経過すると（図３のステップＳ５）、パワーウインドウＥＣＵ５ＡはボデーＥＣＵ３Ａに対し省電力モード移行可能通知を行う（図３のステップＳ６）。
そして、前記省電力移行可能通知を受け取ったボデーＥＣＵ３Ａは、パワーウインドウＥＣＵ５Ａに対し省電力モード移行要求を行い（図３のステップＳ７）、パワーウインドウＥＣＵ５Ａは図４のタイミング図に示すように省電力モード（スリープ状態）に移行する（図３のステップＳ８）。
このように、車両用電子制御システム１におけるバッテリ系スレーブＥＣＵ５にあっては、イグニッションオン（エンジンオン）の状態でパワーウインドウＥＣＵ５Ａの省電力モードへの移行が可能となされている。

パワーウインドウＥＣＵ５Ａが省電力モードの状態から、乗員によりパワーウインドウＳＷ９が操作され、オン信号（切替信号）がパワーウインドウＥＣＵ５Ａに出力されると（図３のステップＳ９）、パワーウインドウＥＣＵ５ＡはボデーＥＣＵ３Ａに対し通常モード移行可能通知を行う（図３のステップＳ１０）。
そして、前記通常モード移行可能通知を受け取ったボデーＥＣＵ３Ａは、パワーウインドウＥＣＵ５Ａに対し通常モード移行要求を行う（図３のステップＳ１１）。

前記通常モード移行要求を受け取ったパワーウインドウＥＣＵ５Ａは、図４のタイミング図に示すように通常モードとなり、モータ８Ａを駆動開始する（図３のステップＳ１２）。これによりパワーウインドウが開閉動作を開始する。
そして、乗員の操作により、パワーウインドウＳＷ９がオフとされ、前記オン信号の出力が停止されると（図３のステップＳ１３）、パワーウインドウＥＣＵ５Ａはモータ８Ａを停止させ（図３のステップＳ１４）、センサ１０は、ウインドウの開閉位置を検出して、その位置情報がパワーウインドウＥＣＵ５Ａに記憶される（図３のステップＳ１５）。

また、ステップＳ１４でのモータ８Ａの停止により、ボデーＥＣＵ３Ａ内のタイマカウンタ（図示せず）が経過時間をカウント開始し、再びステップＳ５の動作に移行する。
即ち、前記カウント開始から操作更新無しの状態で所定時間経過した場合には、パワーウインドウＥＣＵ５Ａは、図４のタイミング図に示すように、再び省電力モード（スリープ状態）となる（図３のステップＳ８）。

一方、ステップＳ９において、パワーウインドウＳＷ９の操作が行われず、イグニッションオフ（エンジンオフ）の状態となされた場合（図３のステップＳ１６）、ボデーＥＣＵ３ＡはパワーウインドウＥＣＵ５Ａに起動要求する（図３のステップＳ１７）。これによりパワーウインドウＥＣＵ５Ａは図４のタイミング図に示すように通常モードに移行する。
そして、ドライバーが降車し、ワイヤレスキーでドアロックすると（図３のステップＳ１８）、ボデーＥＣＵ３Ａは省電力モードに移行し（図３のステップＳ１９）、パワーウインドウＥＣＵ５Ａも続いて省電力モードに移行する（図３のステップＳ２０）。

以上のように本発明に係る実施形態にあっては、バッテリ系マスタＥＣＵ３に接続されたバッテリ系スレーブＥＣＵ５において、エンジンスタートからエンジンオフまでの間に、乗員によるパワーウインドウＳＷの操作が無い限りは省電力モードとなされる。
即ち、イグニッションオンの状態であっても、バッテリ系ＥＣＵにおいて、その機能が必要な期間のみＥＣＵを起動させ、その他の期間はそのＥＣＵをスリープ状態とすることにより、無駄な消費電力を無くすことができる。
また、本発明に係る車両用電子制御システム１にあっては、一般的に車両に装備される既存のハードウエア構成に加え、前記のようにパワーウインドウＳＷ９等のトリガ手段の出力に応じてＥＣＵへの電力供給モードの切り替えを行う機能を設ければよく、容易且つ低コストに実現することができる。

尚、前記実施の形態においては、イグニッションがオンされた後、バッテリ系スレーブＥＣＵ５の電力供給モードを省電力モードに移行するものとした。しかしながら、本発明に係る車両用電子制御システムにあっては、バッテリ系ＥＣＵ５の消費電力低減に限らず、イグニッション系ＥＣＵ６、７についても消費電力を低減することができる。

図５のフローを用いて一連の動作例を説明すると、ドライバーがイグニッションをオン状態とし、エンジンスタートすると（図５のステップＳｔ１）、イグニッション系ＥＣＵ６（７）は省電力モードで待機する（図５のステップＳｔ２）。即ち、イグニッション系ＥＣＵ６（７）にあっては、イグニッションオン（エンジンオン）の状態で省電力モードから開始する。

エンジンオンの状態で、スイッチ１２或いはセンサ１３により、所定の電装機能を駆動するためのオン信号（切替信号）が出力されると（図５のステップＳｔ３）、イグニッション系ＥＣＵ６（７）は通常モードに移行する（図５のステップＳｔ４）。尚、通常モード中にあっては、常時、システムの異常検出（スイッチ固着、センサ異常、通信異常等の検出）が行われる。
そして、起動したイグニッション系ＥＣＵ６（７）は、モータ（負荷）１１を駆動し、所定の電装機能が実行される（図５のステップＳｔ５）。

スイッチ１２或いはセンサ１３から前記オン信号（切替信号）の出力が停止されると（図５のステップＳｔ６）、イグニッション系ＥＣＵ６（７）はモータ（負荷）１１を停止する（図５のステップＳｔ７）。
そして、モータ（負荷）１１が停止されてから、スイッチ操作等がなされない状態が所定時間経過すると（図５のステップＳｔ８）、再び省電力モードに移行する（図５のステップＳｔ２）。
また、イグニッション系ＥＣＵ６（７）が省電力モードで待機した状態で、イグニッションオフ（エンジンオフ）となされると（図５のステップＳｔ９）、イグニッション系ＥＣＵ６（７）への電流供給が停止される。

このように、イグニッション系ＥＣＵ６（７）においても、バッテリ系スレーブＥＣＵ５と同様に、イグニッションオン（エンジンスタート）からイグニッションオフ（エンジンオフ）までの間に、乗員によるＳＷ操作、或いはセンサからの切替信号出力が無い限りは省電力モードとすることができる。
即ち、バッテリ系スレーブＥＣＵ５とイグニッション系ＥＣＵ６（７）の種別に拘わらず、その電装機能が必要な期間のみ、そのＥＣＵを起動させ、その他の期間はスリープ状態とすることにより、無駄な消費電力を大幅に低減することができる。

１ 車両用電子制御システム
２ メインバス（車載ＬＡＮ）
３ バッテリ系マスタＥＣＵ（電子制御ユニット）
４ サブバス（車載ＬＡＮ）
５ バッテリ系スレーブＥＣＵ（電子制御ユニット）
６ イグニッション系ＥＣＵ（電子制御ユニット）
７ イグニッション系ＥＣＵ（電子制御ユニット）
８ 負荷
９ スイッチ
１０ センサ
１１ 負荷
１２ スイッチ
１３ センサ

Claims (4)

1. 所定の電装機能を制御する電子制御ユニットを具備する車両用電子制御システムであって、
   前記電子制御ユニットに接続され、前記電装機能を実行するための駆動手段と、
   前記電子制御ユニットに接続され、前記駆動手段の駆動開始と停止とを切り替えるための切替信号を前記電子制御ユニットに出力するトリガ手段とを備え、
   前記電子制御ユニットは、前記トリガ手段から出力された切替信号に基づいて、該電子制御ユニットに対し駆動電流が供給される通常モードと、スリープ電流が供給される省電力モードとを切り替えることを特徴とする車両用電子制御システム。
2. 前記トリガ手段は、乗員の操作により前記切替信号を出力するスイッチと、所定の環境要素の変化を検出し前記切替信号を出力するセンサの少なくともいずれかであることを特徴とする請求項１に記載された車両用電子制御システム。
3. 所定の電装機能をそれぞれ制御する複数の電子制御ユニットが車載ＬＡＮを介して接続され、
   少なくとも１つの電子制御ユニットをマスタとして、複数の電子制御ユニットがスレーブ接続されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された車両用電子制御システム。
4. 前記トリガ手段からの切替信号の出力がない状態の経過時間をカウントするタイマカウンタを備え、
   前記通常モードにおいて、前記タイマカウンタがカウントした経過時間が所定時間を経過すると、前記電子制御ユニットは、前記省電力モードに切り替わることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載された車両用電子制御システム。

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