CN117480867A - 车辆控制系统、电气组件、ecu - Google Patents

车辆控制系统、电气组件、ecu Download PDF

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CN117480867A CN202280042255.7A CN202280042255A CN117480867A CN 117480867 A CN117480867 A CN 117480867A CN 202280042255 A CN202280042255 A CN 202280042255A CN 117480867 A CN117480867 A CN 117480867A
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Abstract

本地ECU(200)包括能够执行软件程序(252)的处理器(210)。电气组件(300)不包含处理器(210)，在本地ECU(200)的控制下工作。电气组件(300)保持为被本地ECU(200)控制其自身而所需的控制信息(306)，能够将控制信息(306)发送给本地ECU(200)。本地ECU(200)从电气组件(300)接收控制信息(306)，根据该控制信息(306)，控制电气组件(300)。

Description

车辆控制系统、电气组件、ECU
技术领域
本发明涉及车辆控制系统。
背景技术
汽车具备头灯、后灯、方向灯或雨刮器等电气组件。近年来，汽车的高功能化不断发展，同时电气组件的高功能化、高负载价值化逐渐发展。
在作为电气组件之一的转向灯(转向信号灯)中，存在以流动的方式从一端依次点亮的顺序点灯方式。专利文献1中公开了一种为了实现顺序点灯，在灯内安装微控制器(微电脑)的技术。在该技术中，灯内的微控制器计算多个发光元件的亮灭灯的时刻或顺序而进行控制。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开WO2019/208545号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
汽车除转向灯之外，还具备多个电气组件。若随着各电气组件的高功能化，电气组件分别具备微控制器那样的高功能的处理器，则汽车整体的成本会升高。
本发明的发明人针对使多个电气组件在共通的一个被称为ECU(ElectronicControl Unit：电子控制单元)的控制器的控制下工作的体系/平台进行了研究。在该体系/平台中，各电气组件不包含高功能的处理器，各电气组件的控制通过基于外部的ECU的软件程序进行控制。由此，汽车整体的微控制器的数量会减少，因此从成本观点来看是有利的。
本发明的发明人针对该体系/平台进行了研究，最终认识到以下的课题。
在该体系/平台中，如专利文献1所示，考虑实现顺序转向灯。顺序转向灯具备在平面上排列的多个发光元件，通过将多个发光元件的点亮定时逐渐小幅度错开，而实现流动样式的点亮效果。在该体系中，上位的ECU执行软件程序，生成多个发光元件的点灯时刻/灭灯时刻、各时刻的亮度等(称为点灯方案)，将点灯方案对应的控制信号供给至顺序转向灯。
构成顺序转向灯的发光元件的灯数量、亮灭灯的定时因各种产品而多样。因此，控制某一顺序转向灯的ECU的软件程序需要针对该顺序转向灯开发，或者需要修正。这就意味着增加ECU的设计者的负担，开发的成本上升。
关于点灯方案的信息，能够从软件程序截取来作为外部数据。此时，针对作为控制对象的顺序转向灯，改写外部数据即可。但是，例如在更换为型号不同的灯时，操作者就需要改写ECU的外部数据。
或者还可以想到将设想的顺序转向灯的所有品种的外部数据保持在ECU中的方法。此时，ECU中需要大量的非易失性存储器，成为成本升高的原因。
此处是以顺序转向灯为示例，但其他电气组件也会产生同样的问题。
本公开是在这样的状况中得到的，其一方案的例示性的目的之一在于，使ECU的设计容易或其低成本化。
用于解决技术问题的方法
本公开的一方案涉及车辆控制系统。车辆控制系统具备：ECU(ElectronicControl Unit：电子控制单元)，包含能够执行软件程序的处理器；以及电气组件，不包含处理器，在ECU的控制下工作。电气组件保持有为被ECU控制其自身而所需的控制信息，能够将控制信息发送给ECU，ECU从电气组件接收控制信息，根据该控制信息，控制电气组件。
本公开的其他方案为电气组件。该电气组件在包含处理器的ECU(ElectronicControl Unit：电子控制单元)的控制下工作。电气组件具备：非易失性存储器，保持为由ECU控制电气组件而所需的控制信息；以及功能块，包含与ECU通信的通信电路，从ECU接收控制指令，根据控制指令而工作。
本公开的又一其他方案为能够控制电气组件的ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)。ECU具备用于与上位的控制器之间通信的第一通信电路、用于与电气组件通信的第二通信电路、存储软件程序的非易失性存储器、执行软件程序的处理器。第二通信电路从电气组件接收为了控制电气组件而所需的控制信息，处理器根据控制信息，生成指示电气组件的状态的控制指令，第二通信电路将控制指令发送给电气组件。
此外，任意组合上述构成要素的方案、或将本公开的表现在方法、装置等之间转换的方案作为本发明的方案也是有效的。
发明效果
根据本公开的一方案，能够使得ECU的设计容易。
附图说明
图1是实施方式的车辆控制系统的框图。
图2是示出电气组件的一个示例即后灯的图。
图3是示出动画点灯的一个示例的波形图。
图4是示出控制信息的一个示例的图。
图5是示出软件程序的层阶的图。
图6是说明控制信息的发送的流程图。
图7的(a)是示出汽车的外观的图，图7的(b)是示出后灯的图。
图8是示出图7的后灯的动画效果的一个示例的图。
具体实施方式
(实施方式的概要)
说明本公开的几个例示性的实施方式的概要。该概要作为后续的详细说明的序言，以实施方式的基本性的理解为目的，简化说明一个或多个实施方式的几个概念，并不限定发明或公开的范围。该概要并不是应想到的所有实施方式的概括性的概要，目的也不在于确定所有实施方式的重要要素，或对一部分或所有方案的范围进行限定。为了方便起见，“一实施方式”有时作为指示本说明书公开的一个实施方式(实施例或变形例)或多个实施方式(实施例或变形例)的方案使用。
一实施方式的车辆控制系统具备：ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)，包含能够执行软件程序的处理器；以及电气组件，不包含处理器，在ECU的控制下工作。电气组件保持有为被ECU控制其自身而所需的控制信息，能够将控制信息发送给ECU，ECU从电气组件接收控制信息，根据该控制信息，控制电气组件。
该ECU的软件程序仅考虑型号不同的多个电气组件共通的控制来设计即可，关于电气组件的型号固有的控制、功能，不需要通过软件程序记述。由此，能够使ECU的设计容易。或者，ECU由于不需要保持电气组件的所有品种中固有的数据，因此能够降低成本。
在一实施方式中，电气组件能够执行包含经时性要素的处理，控制信息也可以包含时间序列数据。
在一实施方式中，电气组件是包含多个发光元件的灯，电气组件也可以将多个发光元件的点灯方案作为控制信息保持。在控制多个发光元件的亮灭灯的定时进行动画效果的情况下，就不再需要在ECU的设计阶段，在ECU中准备其必要的点灯方案。
在一实施方式中，也可以是在ECU和电气组件被初次连接时，从电气组件向ECU发送控制信息。每当车辆的点火接通时，若从电气组件向ECU发送控制信息，则会浪费。因此，将控制信息的发送仅限定在初次连接时，从而能够防止无用的工作。
一实施方式的电气组件在包含处理器的ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)的控制下工作。电气组件具备：非易失性存储器，保存为由ECU控制电气组件而所需的控制信息；以及功能块，包含与ECU通信的通信电路，从ECU接收控制指令，根据控制指令而工作。
电气组件为灯，功能块也可以具备：多个发光元件；以及点灯电路，其包含通信电路，单独点亮多个发光元件。
一实施方式的ECU能够控制电气组件。ECU具备用于与上位的控制器之间进行通信的第一通信电路、用于与电气组件通信的第二通信电路、存储软件程序的非易失性存储器、执行软件程序的处理器。第二通信电路从电气组件接收为了控制电气组件而所需的控制信息，处理器根据控制信息，生成指示电气组件的状态的控制指令，第二通信电路将控制指令发送给电气组件。
(实施方式)
下面，基于优选的实施方式参照附图进行说明。对于各附图所示的相同或同等的构成要素、部件、处理，标注相同的附图标记，适当省略重复的说明。另外，实施方式并不用于限定公开及发明而是例示，并非实施方式记述的所有特征或其组合都是公开及发明的本质部分。
图1是实施方式的车辆控制系统100的框图。车辆控制系统100是汽车的一部分，但其位置和功能并不限定。
车辆控制系统100具备车辆ECU110、本地ECU200、一个或多个电气组件300。
车辆ECU110是统括地控制车辆整体或一部分的控制器。车辆ECU110也可以是被称为BCM(Body Control Module：车身控制模块)的控制器。本地ECU200控制构成车辆的多个电气组件的一部分300_1～300_N。电气组件300_1～300_N能够分别与本地ECU200之间进行通信，根据来自本地ECU200的控制而工作。
被连接于本地ECU200的多个电气组件300_1～300_M也可以关联于相同功能。例如，本地ECU200是进行与灯相关的控制的灯ECU，电气组件300_1～300_M也可以是灯。例如，电气组件300_1可以是左尾灯、300_2可以是右尾灯。左右尾灯进一步分割为多个壳体(例如车辆侧和后备箱盖侧)时，电气组件300_1可以是左车身侧的尾灯，300_2可以是左后备箱盖侧的尾灯，电气组件300_3可以是右车身侧的尾灯，300_4是右后备箱盖侧的尾灯。
被连接于本地ECU200的多个电气组件300_1～300_M也可以关联于不同的功能。例如，本地ECU200是综合性地进行与灯或传感器、刮水器等相关的控制的综合ECU，电气组件300_1～300_M也可以是灯、传感器、刮水器。
在图1中，用虚线示出与控制相关的信号线。实线表示与电源相关的线。
本地ECU200具备处理器210、通信电路220、通信电路230、存储器240、非易失性存储器250、电源电路260。处理器210执行非易失性存储器250所存储的软件程序252，根据来自车辆ECU110的控制指令，控制处于其属下的多个电气组件300＿1～300＿M。
通过该软件程序252，提供以下的功能。
·与车辆ECU110的通信功能
·多个电气组件300的功能(工作模式)的选择
·多个电气组件300的工作状态的控制
通信电路220是与车辆ECU110之间进行通信的接口。接口的种类并不特别限定，可以是CAN(Controller Area Network：控制器局域网)或LIN(Local InterconnectNetwork：本地互联网)等的车辆总线(vehicle bus)。
通信电路230是用于与电气组件300之间进行通信的接口。该接口的种类并不限定，可以是I2C(Inter IC：总线标准)或SPI(Serial Peripheral Interface：串行外设接口)等的串行接口，也可以是单独设计的未被标准化的接口，也可以是车辆总线。
存储器240存储有处理器210执行的程序252，或存储处理器210生成的数据。
非易失性存储器250中存储有处理器210执行的程序252、本地ECU200的工作所必要的初始设定值。
电源电路260向电气组件300_1～300_M供给电源电压。电源电路260可以是稳定化电源，也可以是将电池电压分支的简单的布线或开关。
本地ECU200之中，处理器210、通信电路220、通信电路230、存储器240、非易失性存储器250可以作为微控制器一体化，也可以是SoC(System on Chip：片上系统)。后者它们为其他部件。
电气组件300_1～300_M不包含能够执行软件的处理器，仅由硬件构成。对于这样的电气组件(下面称为被动电气组件)300，本地ECU200的处理器210执行的程序252中，记载有记述被动电气组件300的工作序列的命令，由处理器210控制被动电气组件300的动作。被动电气组件300在本地ECU200的控制下被动地工作。
电气组件300被构成为能够与本地ECU200的通信电路230通信。电气组件300从本地ECU200接收控制指令，根据该控制指令工作。
电气组件300保持有为被本地ECU200控制其本身、换言之为由本地ECU200生成控制指令而所需的控制信息306，能够在车辆控制系统100的工作开始之前，将该控制信息306发送给本地ECU200。本地ECU200从电气组件300接收控制信息306，执行软件程序252的同时，根据控制信息306生成控制指令，控制电气组件300。
电气组件300具备至少一个功能IC(Integrated Circuit：集成电路)302、非易失性存储器304。非易失性存储器304中存储有控制信息306。功能IC302根据从本地ECU200接收的控制指令进行工作。与本地ECU200之间的通信电路(接口)可以被内置于功能IC302，也可以是与功能IC302不同的芯片。
例如，电气组件300能够执行包含经时性要素的处理。此时，控制信息306也可以包含时间序列数据。
例如电气组件300为灯的情况下，作为包含经时性要素的处理，例示出基于多个发光元件的亮灭灯的动画效果、基于方案化设备(光调制器)的控制的动画效果、基于光束的扫描的动画效果等。此时，时间序列数据示出从动画效果开始的多个经过时刻的、功能IC302的状态。
电气组件300为有源型传感器时，作为包含经时性的要素的处理，例示出照明装置的发光定时或发光时间、受光元件的感测定时(曝光定时)或检测时间(曝光时间)等。
以上为车辆控制系统100的整体构成。
根据该车辆控制系统100，本地ECU200的软件程序252仅考虑型号不同的多个电气组件共通的控制来设计即可，关于电气组件的型号所固有的控制、功能，不再需要通过软件程序来记述。由此，能够使ECU的设计容易。
此外，在本地ECU200中不再需要保持电气组件300的所有品种所固有的数据(控制信息)，能够降低非易失性存储器250的容量的成本。
本公开可以作为图1的框图或电路图来理解，并且涉及从上述的说明中导出的各种装置、方法，并不限定于特别的结构。下面，并不在于缩窄本公开的范围，而是为了辅助本公开或本发明的本质或工作的理解，或者将其明确化，说明更具体的构成例或实施例。
在下文中，针对电气组件300为灯，更详细而言为后灯时的实现进行说明。
图2是示出电气组件300的一个示例的后灯400的图。
后灯400具备多个发光元件410_1～410_N及驱动器IC(Integrated Circuit：集成电路)420。即，后灯400是不具有处理器(微控制器)的被动电气组件。后灯400可以是刹车灯、停车灯、尾灯、转向信号灯的任一者，也可以是统合它们的后组合灯。
多个发光元件410_1～410_N是与灯的种类相应的颜色的LED(发光二极管)、有机EL元件、激光二极管等半导体发光元件。一个发光元件410也可以包含串联连接的多个LED。
驱动器IC420是能够单独控制多个发光元件410_1～发光元件410_N的亮度及亮灭灯的功能IC(Integrated Circuit：集成电路)。
驱动器IC420具备点灯电路422、通信电路424、控制器426、非易失性存储器428。点灯电路422包括向多个发光元件410_1～410_N供给驱动电流的多个电流源CS1～CSN。
后灯400还可以具备电源电路450。电源电路450例如是DC/DC转换器，将从本地ECU200供给的电源电压VDD降压或升压，转换为对于负载即发光元件410适当的电压电平。此外，还可以省略电源电路450。
通信电路424是能够与本地ECU200的通信电路230之间通信的接口，从本地ECU200，接收包含多个发光元件410_1～410_N的亮灯指示或灭灯指示、亮度等的控制指令。控制器426根据通信电路424接收的控制指令，控制多个电流源CS1～CSN。
非易失性存储器428相当于图1的非易失性存储器304，存储控制信息306。非易失性存储器428可以集成于驱动器IC420，也可以外设于驱动器IC420。
在本实施例中，多个发光元件410_1～410_N是在水平方向排列成一列的红色的LED，形成停车灯。在通常的行驶中，停车灯是在制动踏板被踩下时亮灯。因此，车辆ECU110在制动踏板被踩下时，对本地ECU200指示停车灯的亮灯。本地ECU200执行与该亮灯指示对应的程序的命令。其结果，多个电流源CS1～CSN实质上同时亮灯的控制指令输入通信电路424中。由此，多个发光元件410_1～410_N一齐点亮。
近年来，利用车辆用灯具的效果成为时尚。例如，后灯400响应于车门的开锁或上锁、点火接通等，按照规定的序列使多个发光元件410_1～发光元件410_N点灯(动画点灯)。其中，后灯400自身没有搭载微控制器，因此与动画点灯相关的处理在本地ECU200执行的软件程序中被记述。
图3是示出动画点灯的一个示例的波形图。在该示例中，示出多个信道CH1～CHN对应的多个发光元件410_1～410_N依次点灯的状态。
为了进行动画点灯，多个发光元件410_1～410_N的点灯顺序及点灯时刻是必要的。控制信息306是表示该点灯顺序及点灯时刻的时间序列数据。即，控制信息306包含图3的时刻T1～Tx各个下的多个发光元件410_1～410_N各个的发光量(亮度)。
图4是示出控制信息306的一个示例的图。驱动器IC420设为通过PWM(脉冲宽度调制)调光，控制多个发光元件410的亮度。控制信息306能够包含各时刻T1～TN的、DC电流值、PWM的占空比。图4中示出两信道CH1、CH2的数据，但关于其他信道CH3～CHN也存在同样的数据。
本地ECU200利用该控制信息306，生成控制指令。通过本地ECU200的软件程序252，实现以下的功能、处理。
·与车辆ECU110的通信功能(S100)
·后灯400的功能(工作模式)的选择(S102)
例如在后灯400能够以停车灯、尾灯、动画点灯的三方案发光的情况下，根据来自车辆ECU110的指令，选择一个。
·点灯光源选择(S104)
在选择的功能(工作模式)中，选择是否使多个发光元件410之中任一者点灯。
·点灯方案的生成(S106)
生成各时刻的发光元件的状态(即打开、关闭或占空比、DC电流值)。
·控制指令的发送(S108)
将各时刻的占空比发送给尾灯。
关于点灯光源选择处理S104或点灯方案的生成处理S106，从后灯400接收的控制信息306被参照。由此，本地ECU200不论连接有哪个型号的后灯400，都能够生成与其相适合的点灯方案。
图5是示出软件程序252的层阶的图。左侧表示与车辆ECU110相关联的部分，右侧表示与后灯400(电气组件300)相关联的部分。
软件程序252包括车辆通信层600、后灯通信层602、LED驱动器の驱动器层604、点灯方案控制层606、功能选择层608。
车辆通信层600与上述的功能S100对应。后灯通信层602对应上述的功能S108。功能选择层608对应于上述的功能S102。LED驱动器的驱动器层604控制驱动器IC420。点灯方案控制层606对应于功能S106，生成点灯方案，生成控制指令。
控制信息306在点灯方案控制层606中被参照，或者点灯方案控制层606的程序的一部分通过控制信息306改写。
此外，被安装于后灯400的驱动器IC420由多个IC制造商(芯片供应商)提供，也存在通信协议或调光控制方式因每个IC而不同的情况。此时，控制信息306能够包含记述驱动器IC420中固有的通信协议或调光控制方式的信息。
例如某驱动器IC420将各发光元件410的亮度信息作为占空比来要求。其他驱动器IC420将各发光元件410的亮度信息作为电流值信息来要求。在这样的情况下，通过根据控制信息306，改写驱动器层604，能够支持包含不同的驱动器IC420的后灯400。
若将控制信息306设定为每当车辆起动就发送，则太浪费。因此，在本地ECU200和后灯400(电气组件300)被初次连接时，从电气组件300向本地ECU200发送控制信息306。
图6是说明控制信息的发送的流程图。在车辆的电源接通(点火接通)后，确立本地ECU200和后灯400的连接(S200)。
接着，判断本地ECU200与后灯400的连接是否为初次(S202)。不是初次时(S202)，不发送控制信息306并结束。
是初次的情况下，判断此次初次连接的灯与上次连接的灯是否为相同品种(S204)。是相同品种的情况下(S204的Y)，不发送控制信息306并结束。
不是相同品种的情况下(S204的N)，发送控制信息306(S206)。
根据该处理，在车辆制造时初次连接ECU和灯的情况下，发送控制信息306。
为了进行整备而灯暂时被卸下，其后又安装了原灯的情况、或灯故障而更换为新的相同品种的灯的情况下，虽然也为初次连接，但由于与前次为相同品种，因此不发送控制信息306。
在因灯的升级而安装新的其他品种的灯时，为初次连接，由于与前次为不同品种，因而发送控制信息306。
图7的(a)是示出汽车500的外观的图，图7的(b)是示出尾灯的图。汽车500具备在水平方向延伸的尾灯510。如图7的(b)所示，尾灯510分割为壳体独立的多个部件400_1～400_3而构成。此时，各个部件400_1～400_3可以把握为电气组件300。在该示例中，左后灯400_1包含6个发光元件，中央后灯400_2包含8个发光元件，右后灯4003包含6个发光元件。
此时，作为尾灯510整体，进行跨越多个后灯400＿1～400＿3的控制。图8是示出图7的尾灯510的动画效果的一个示例的图。在该示例中，从中央的发光元件410向外侧的发光元件410依次点灯。
后灯400＿1～400＿3各自保持控制信息，因此本地ECU200根据来自后灯400＿1～400＿3的控制信息，能够进行图8那样的跨多个灯的动画效果的控制。
在其他实施例中，多个发光元件410＿1～410＿N可以是在水平方向排列成一列的琥珀色的LED，形成转向信号灯。
(变形例)
本领域技术人员应当理解的是，上述的实施方式为例示，对于它们的各构成要素或各处理工艺的组合能够进行多种变形例。下面，针对这些变形例进行说明。
在图2中作为电气组件300的示例说明了后灯400，但并不限定于此。电气组件300也可以是刮水器、后门开启器、座椅加热器、玻璃尾窗、后车窗除雾器、后置摄像头、后置摄像头用传感器清洁器、融雪加热器、油箱盖电机、后门锁定电机、电动车窗、毫米波雷达等的传感器。例如为刮水器时，间歇工作的周期等可以成为控制信息。
本领域技术人员应当理解的是，实施方式为例示，对于它们的各构成要素或各处理工艺的组合存在各种变形例，并且这样得到的变形例也包含在本发明的范围中。
工业上的可利用性
本发明涉及车辆控制系统。
附图标记说明
100…车辆控制系统、110…车辆ECU、200…本地ECU、210…处理器、220，230…通信电路、240…存储器、250…非易失性存储器、260…电源电路、300…电气组件、302…機能IC、304…非易失性存储器、306…控制信息、400…尾灯、410…发光元件、420…驱动器IC、422…点灯电路、424…通信电路、426…控制器、428…非易失性存储器、450…电源电路。

Claims (7)

1.一种车辆控制系统，其特征在于，具备：
ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)，包括能够执行软件程序的处理器，以及
电气组件，不包含处理器，在所述ECU的控制下工作；
所述电气组件保持有为被所述ECU控制其自身而所需的控制信息，并能够将所述控制信息发送给所述ECU，
所述ECU从所述电气组件接收所述控制信息，并根据该控制信息，控制所述电气组件。
2.根据权利要求1所述的车辆控制系统，其特征在于，
所述电气组件能够执行包含经时性要素的处理，
所述控制信息包含时间序列数据。
3.根据权利要求1或2所述的车辆控制系统，其特征在于，
所述电气组件是包含多个发光元件的灯，
所述电气组件将所述多个发光元件的点灯方案作为所述控制信息保持。
4.根据权利要求1或2所述的车辆控制系统，其特征在于，
在所述ECU和所述电气组件初次连接时，从所述电气组件向所述ECU发送所述控制信息。
5.一种电气组件，是在包含处理器的ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)的控制下工作的电气组件，其特征在于，包括：
非易失性存储器，保持为由所述ECU控制所述电气组件而所需的控制信息；以及
功能块，包含与所述ECU通信的通信电路，从所述ECU接收控制指令，根据所述控制指令而工作。
6.根据权利要求5所述的电气组件，其特征在于，
所述电气组件为灯，
所述功能块包括：
多个发光元件，以及
点灯电路，包含所述通信电路，单独点亮所述多个发光元件。
7.一种ECU，是能够控制电气组件的ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)，其特征在于，包括：
用于与上位的控制器之间通信的第一通信电路，
用于与所述电气组件通信的第二通信电路，
存储软件程序的非易失性存储器，以及
执行所述软件程序的处理器；
所述第二通信电路从所述电气组件接收为由所述ECU控制所述电气组件而所需的控制信息，
所述处理器根据所述控制信息，生成指示所述电气组件的状态的控制指令，
所述第二通信电路将所述控制指令发送给所述电气组件。
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