JP2012222452A - 電子制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＣＰＵが低消費電力モードとなっている状態で、ネットワークを介して接続された他の電子装置に対する機能実現要求が発生した場合における、機能実現要求に応じた信号の送出遅れを短縮する。
【解決手段】通信制御部は、ＣＰＵが低消費電力モードとなっている状態で、ネットワークを介して接続された他の電子装置に対する機能実現要求が発生した場合、この機能実現要求に応じた信号を生成し、ＣＰＵによる初期設定が行われる前に、ネットワークを介して機能実現要求に応じた信号を送出する。
【選択図】図５

Description

本発明は、ネットワークを介して接続された他の電子装置との間で、予め規定されたフレームフォーマットに従ったデータの送受信を行う電子装置に関するものである。

従来、車両においては、車内ネットワークを介して複数の電子制御装置が接続され、各電子制御装置間で予め規定されたフレームフォーマットに従ったデータの送受信が行われ、各種電子制御装置が連携して各種機能が実現されるようになっている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−８６６９２号公報

上記特許文献１に記載されたような電子制御装置においては、例えば、車両のエンジンが停止すると、電子制御装置のＣＰＵは通常モードから低消費電力モードに切り替わり、消費電力が低減されるようになっている。また、更に、ＣＰＵが通常モードで動作する場合には高周波クロック生成回路により生成されたクロックでＣＰＵを動作させ、ＣＰＵが低消費電力モードで動作する場合には、高周波クロック生成回路を停止させて、低周波クロック生成回路により生成されたクロックでＣＰＵを動作させるようにして消費電力を低減するようにもなっている。

また、上記特許文献１に記載されたような電子制御装置では、ＣＰＵが低消費電力モードとなっている場合、車内ネットワークを介して接続された他の電子制御装置との間のデータの送受信は行われないようになっている。

このため、例えば、電子制御装置のＣＰＵが低消費電力モードとなっている状態でユーザによる操作スイッチの操作が行われ、この操作スイッチの操作に応じて、車内ネットワークを介して接続された他の電子制御装置へ特定機能の機能実現要求情報を送信するような場合、高周波クロック生成回路が起動して、高周波クロックの周波数が安定するまで一定期間待機し、ＣＰＵが低消費電力モードから通常モードに切り替わり、ＣＰＵによる通信制御部への初期設定が完了した後でないと、車内ネットワークを介して接続された他の電子制御装置へ機能実現要求情報が送出されない。したがって、他の電子制御装置がその機能を開始するのが遅くなってしまうといった課題がある。

本発明は上記課題に鑑みたもので、ＣＰＵが低消費電力モードとなっている状態で、ネットワークを介して接続された他の電子装置に対する機能実現要求が発生した場合における、機能実現要求に応じた信号の送出遅れを短縮することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、通常モードと低消費電力モードとを切り替えて動作するＣＰＵと、ＣＰＵが低消費電力モード状態から通常モード状態に切り替わった後、ＣＰＵによる初期設定に応じてネットワークを介して接続された他の電子装置との間で予め定められたフレームフォーマットに従ったデータの送受信を開始する通信制御部と、を備えた電子装置であって、通信制御部は、ＣＰＵが低消費電力モードとなっている状態で、ネットワークを介して接続された他の電子装置に対する機能実現要求が発生した場合、当該機能実現要求に応じた信号を生成し、ＣＰＵによる初期設定が行われる前に、ネットワークを介して機能実現要求に応じた信号を送出することを特徴としている。なお、機能実現要求に応じた信号としては、例えば、「他の電子機器を低消費電力モードから通常モードに移行させる信号」と「負荷を動作させる信号」の少なくとも一方とすることができる。

このような構成によれば、通信制御部は、ＣＰＵが低消費電力モードとなっている状態で、ネットワークを介して接続された他の電子装置に対する機能実現要求が発生した場合、当該機能実現要求に応じた信号を生成し、ＣＰＵによる初期設定が行われる前に、ネットワークを介して機能実現要求に応じた信号を送出するので、ＣＰＵが低消費電力モードとなっている状態で、ネットワークを介して接続された他の電子装置に対する機能実現要求が発生した場合における、機能実現要求に応じた信号の送出遅れを短縮することができる。

また、請求項２に記載の発明は、通信制御部は、ネットワークを介して他の電子装置に対する機能実現要求に応じた信号を送出している場合、当該他の電子装置に対する機能実現要求に応じた信号を出力中であることをＣＰＵに通知することを特徴としている。

このような構成によれば、通信制御部は、ネットワークを介して他の電子装置に対する機能実現要求に応じた信号を送出している場合、当該他の電子装置に対する機能実現要求に応じた信号を出力中であることをＣＰＵに通知するので、ＣＰＵは通信制御部から他の電子装置に対する機能実現要求に応じた信号が出力されていることを認識することができる。

また、請求項３に記載の発明のように、通信制御部は、ＣＰＵから他の電子装置に対する機能実現要求に応じた信号の出力を停止する出力停止指令が入力された場合、他の電子装置に対する機能実現要求に応じた信号の送出を停止することができる。

また、請求項４に記載の発明のように、ＣＰＵは、通常モードで動作する場合には高周波クロック生成回路により生成されたクロックに同期して動作し、低消費電力モードで動作する場合には、高周波クロック生成回路が停止して、低周波クロック生成回路により生成されたクロックに同期して動作するようになっており、通信制御部は、低周波クロック生成回路により生成されたクロックに同期して動作することができる。

本発明の一実施形態に係る電子装置により構成される電子制御システムの一例を示す図である。 ＥＣＵの構成を示す図である。 ＣＰＵのフローチャートである。 通信制御部の作動について説明するための図である。 通信制御部の作動について説明するための図である。 変形例について説明するための図である。

本発明の一実施形態に係る電子制御装置（以下、ＥＣＵという）により構成される電子制御システムの一例を図１に示す。本電子制御システムは、車両に搭載されるもので、ＥＣＵ１、ＥＣＵ２、スイッチ３および負荷４により構成されている。スイッチ３は、負荷４の動作の開始および停止を指示するためのスイッチである。ＥＣＵ１とＥＣＵ２との間は、通信線（ネットワーク）５を介して接続されており、それぞれ予め規定されたフレームフォーマットに従ってデータの送受信が行われるようになっている。

ユーザによりスイッチ３が操作され、このスイッチ３に対する操作に応じたスイッチ信号（機能実現要求を表す信号）がＥＣＵ１に入力されると、ＥＣＵ１からＥＣＵ２へ機能実現要求信号に応じた信号が送信され、ＥＣＵ２は、この機能実現要求信号に応じた信号に従って負荷４を制御するようになっている。なお、本実施形態における機能実現要求信号に応じた信号は、「他の電子機器を低消費電力モードから通常モードに移行させる信号」と「負荷を動作させる信号」の両方を兼ねている。ここで、機能実現要求信号に応じた信号としては、「他の電子機器を低消費電力モードから通常モードに移行させる信号」と「負荷を動作させる信号」のいずれか一方とすることもできる。また、機能実現要求信号に応じた信号は、このような意味合いの信号に限定されるものではない。

図２に、本発明の一実施形態に係るＥＣＵ１の構成を示す。なお、ＥＣＵ１とＥＣＵ２のハード構成は同一となっている。

ＥＣＵ１は、第１発振回路１１ａ、第２発振回路１１ｂ、タイマ１２、低消費電力制御部１３、割込みコントローラ１４、発振制御部１５、ＣＰＵ１６、Ｉ／Ｏポート１７、通信制御部１８、ＲＡＭ１９ａおよびＲＯＭ１９ｂを備えている。

第１発振回路１１ａは、発振素子（例えば、水晶発振子）を有し、この発振素子より出力される高周波信号を用いて第１クロック（高速クロック）を生成し、ＣＰＵ１６へ出力する。

第２発振回路１１ｂは、ＣＲ発振回路（図示せず）を有し、このＣＲ発振回路により出力される低周波信号を用いて第２クロック（低速クロック）を生成し、タイマ１２、消費動作制御部１３、割込みコントローラ１４、発振制御部１５、ＣＰＵ１６、Ｉ／Ｏポート１７および通信制御部１８へ出力する。この第２発振回路１１ｂは、第２発振回路１１ｂは、車両のイグニッションスイッチの状態と関係なく、バッテリ電源により常時動作する。

タイマ１２は、ＣＰＵ１６により設定された時間が経過する度にタイムアップ信号を割込みコントローラ１４へ出力する。ＣＰＵ１６は、タイマ１２からのタイムアップ信号に応じて割込みコントローラ１４より入力される割込要求に従って間欠的に通常モードに切り替わるようになっている。

低消費動作制御部１３は、割込みコントローラ１４からの起動要求に応じて発振制御部１５へ動作または停止の指令を出力する。

割込みコントローラ１４は、割り込みが発生したことをＣＰＵ１６に知らせるための回路である。コントローラ１１は、ＣＰＵ１６からの割り込み設定により設定された優先度に従って割込み調停等を行う。

また、割込みコントローラ１４は、タイマ１２よりタイムアップ信号が入力された場合、あるいはＩ／Ｏポート１７を介して外部信号（スイッチ信号）が入力された場合、ＣＰＵ１６に対して割込み要求信号を出力するとともに、この割り込みがタイマによるものか、あるいはＩ／Ｏポートを介して入力された外部信号によるものかを示す割込み要因信号を通信制御部１８へ出力する。

発振制御部１５は、低消費動作制御部１３からの動作または停止の指令に応じて第１発振回路１１ａに対する動作または停止を指示する。また、発振制御部１５は、第１発振回路１１ａの発振回路が発振を開始してから発振回路より出力される高周波信号の周波数が安定するまでの時間が経過すると、ＣＰＵ１６に対してＲＵＮ信号を出力する。ＣＰＵ１６は、このＲＵＮ信号に基づいて第１発振回路１１ａにより生成された第１クロックが安定したことを認識することができる。

ＣＰＵ１６は、ＲＯＭ１９ｂに記憶されたプログラムに従って各種演算処理を実行する。ＣＰＵ１６は、通常モードと、通常モードよりも機能を制限して消費電力を少なくした低消費電力モードとを切り替えて動作する。

Ｉ／Ｏポート１７は、外部に接続される各種機器とデータの入力および出力を行う各種ポートＰ１〜Ｐｎを有している。本実施形態において、ポートＰ１には、ネットワークを介してＥＣＵ２が接続され、ポート２には、図１に示したスイッチ３が接続されている。

通信制御部１８は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等のハードウェア回路により構成されている。

通信制御部１８は、送信タイマおよび各種レジスタを備えている。

送信タイマは、カウンタにより構成されており、このカウンタによりネットワーク５を介して接続された他のＥＣＵへ起動信号の送出を開始してからの経過時間を計時する。送信タイマのカウント値は、後述するタイム出力状態レジスタに保持される。

レジスタには、割込要因設定部、送信タイマ制御部および出力端子記憶部（いずれも図示せず）がある。

割込要因設定部は、Ｉ／Ｏポート１７を介して入力される外部割込に応じた起動信号を送出するか、タイマ１２によるタイマ割込に応じた起動信号を送出するかを選択するレジスタである。この割込要因設定部は、割込みコントローラ１４より入力される割込み要因信号により設定される。

送信タイマ制御部は、特定のパルスパターンの起動信号の周期を設定する周期設定レジスタ、起動信号に含まれるパルスのデューティ比（パルス幅）を設定するデューティ比設定レジスタ、起動信号の繰り返し回数を設定する繰り返し回数設定レジスタを有している。

通信制御部１８は、周期設定レジスタ、デューティ比設定レジスタおよび繰り返し回数設定レジスタの設定値に基づいて、任意のパルスパターンの起動信号を繰り返し送出することが可能となっている。

また、送信タイマ制御部は、送信タイマのカウント値を保持するタイム出力状態レジスタを有している。ＣＰＵ１６は、このタイム出力状態レジスタに記憶された値より、起動信号の送出を開始してからの経過時間を認識することができる。

出力端子記憶部は、Ｉ／Ｏポート１７のどの端子からどのような信号を出力させるかを指定する端子設定レジスタ、Ｉ／Ｏポート１７の各端子の論理レベルの設定する論理レベル設定レジスタを備えている。通信制御部１８は、端子設定レジスタの設定値に従ってＩ／Ｏポート１７の各端子から各種信号を出力させる。また、通信制御部１８は、論理レベル設定レジスタの設定によりＩ／Ｏポート１７の各端子より出力する信号の論理レベルを反転させることが可能となっている。

通信制御部１８は、ＣＰＵ１６が低消費電力モード状態から通常モード状態に切り替わった後、当該ＣＰＵ１６からの出力開始の指令に応じて、ネットワーク５を介して接続されたＥＣＵ２との間で予め規定されたフレームフォーマットに従ったデータの送受信を開始する。本実施形態ではＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信に規定されたフレームフォーマットに従ったデータの送受信を行う。

なお、フレームフォーマットには、フレームの先頭を示す情報（例えば、ＳＯＦ）、送信ノードを表す識別情報（ＩＤ）、データを格納するデータフィールド、誤り検出のための情報（ＣＲＣ）、フレームの終わりを示す情報（例えば、ＥＯＦ）等の情報が含まれる。

ここで、低消費電力モードの状態から通常状態に切り替わり、通常動作を開始する際のＣＰＵ１６の処理について説明する。図３に、ＣＰＵ１６のフローチャートを示す。ＣＰＵ１６は、割込みコントローラ１４より割込要求が入力されると、図３に示す処理を開始する。

まず、第１発振回路１１ａより出力される第１クロックの周波数が安定するまで一定時間待機する（Ｓ１００）。

次に、ＣＰＵ初期設定を実施する（Ｓ１０２）。具体的には、ＲＯＭ１９ｂに記憶された初期設定用のプログラムを実行して通常モードに切り替わる。このＣＰＵ初期設定には、例えば、ＢＩＯＳ設定等がある。

次に、通信制御部１８の初期設定を実行する（Ｓ１０４）。この通信制御部１８の初期設定には、通信制御部１８の各種レジスタの設定、送信タイマのリセット等がある。この通信制御部１８の初期設定が完了すると、車内ネットワークを介して接続されたＥＣＵ２との間のデータの送受信が開始され、通常動作が実施されるようになる（Ｓ１０６）。

本実施形態における通信制御部１８は、ＣＰＵ１６が低消費電力モード状態中にＥＣＵ２に対する機能実現要求信号が入力された場合、ＣＰＵ１６が通常モード状態に切り替わる前に、ＥＣＵ２を低消費電力モードから通常モードに起動するように指示する特定のパルスパターンの起動信号を、ネットワーク５を介してＥＣＵ２へ送信するようになっている。

次に、図４に従って、ＣＰＵ１６が低消費電力モード状態中にＥＣＵ２に対する機能実現要求信号が入力された場合における、通信制御部１８の作動について説明する。また、図５に、ＥＣＵ１の各部のタイミングチャートを示す。

図５に示すように、負荷４の動作の開始を指示するスイッチ３の操作（スイッチ操作）が行われ、Ｉ／Ｏポート１７のスイッチ信号入力ポートＰ２よりスイッチ操作に応じた信号が入力され、この信号入力に応じて割込みコントローラ１４よりＩ／Ｏポートを介して入力された外部信号による割込信号であることを示す割込み要因信号が入力されると、通信制御部１８は、送信タイマの値Ｎを０にする（Ｓ２００）。具体的には、図５に示すように、送信タイマを構成しているカウンタをリセットする。

そして、送信タイマの値Ｎが予め定められた基準値よりも小さい場合、Ｉ／Ｏポート１７の信号入出力ポートＰ１を介してＥＣＵ２に対する起動信号の送出を開始する（Ｓ２０２）。本実施形態では、予め定められた特定のパルスパターンの起動信号を繰り返し送出するようになっている。また、ＥＣＵ２のＣＰＵは、この起動信号を低消費電力モードの状態で受信すると、通常モードに切り替わり、負荷４の駆動を開始する。

送信タイマを構成しているカウンタがカウントアップし（Ｓ２０４）、送信タイマの値Ｎが予め定められた基準値と一致せず、かつ、ＣＰＵ１６から停止要求がない場合には、送信タイマのカウント値をＣＰＵ１６へ通知するとともに、ＥＣＵ２に対する起動信号の送出を継続する。

そして、送信タイマの値Ｎが予め定められた基準値と一致した場合、あるいは、ＣＰＵ１６から停止要求が入力された場合、ＥＣＵ２に対する起動信号の送出を停止する（Ｓ２０６）。

このようにして、ＣＰＵ１６が低消費電力モード状態から通常モード状態に切り替わる前であっても、通信制御部１８からネットワークを介して接続されたＥＣＵ２へ特定のパルスパターンの起動信号が送出される。なお、ＥＣＵ２は、この起動信号を受信すると低消費電力モードから通常モードに切り替わり、負荷４の制御を開始する。

上記した構成によれば、通信制御部は、ＣＰＵが低消費電力モードとなっている状態で、ネットワークを介して接続された他の電子装置に対する機能実現要求が発生した場合、当該機能実現要求に応じた信号を生成し、ＣＰＵによる初期設定が行われる前に、ネットワークを介して機能実現要求に応じた信号を送出するので、ＣＰＵが低消費電力モードとなっている状態で、ネットワークを介して接続された他の電子装置に対する機能実現要求が発生した場合における、機能実現要求に応じた信号の送出遅れを短縮することができる。

また、通信制御部は、ネットワークを介して他の電子装置に対する機能実現要求に応じた信号を送出している場合、当該他の電子装置に対する機能実現要求に応じた信号を出力中であることをＣＰＵに通知するので、ＣＰＵは通信制御部から他の電子装置に対する機能実現要求に応じた信号が出力されていることを認識することができる。

また、通信制御部は、ＣＰＵから他の電子装置に対する機能実現要求に応じた信号の出力を停止する出力停止指令が入力された場合、他の電子装置に対する機能実現要求に応じた信号の送出を停止することができる。

また、ＣＰＵは、通常モードで動作する場合には高周波クロック生成回路により生成されたクロックに同期して動作し、低消費電力モードで動作する場合には、高周波クロック生成回路が停止して、低周波クロック生成回路により生成されたクロックに同期して動作するようになっており、通信制御部は、低周波クロック生成回路により生成されたクロックに同期して動作することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々なる形態で実施することができる。

例えば、上記第１実施形態では、図１に示したようにＥＣＵ１にＥＣＵ２が接続されたシステムの構成例を示したが、例えば、図６に示すように、ＥＣＵ１に多数のＥＣＵが接続されるように構成されたシステムに適用することもできる。

また、上記実施形態では、車内ネットワークを介して接続された他の電子装置との間で予め定められたフレームフォーマットに従ったデータの送受信を行う構成を例に示したが、車内ネットワークを介して接続されるのもの限定されるものではない。

上記実施形態ではＣＡＮ通信に規定されたフレームフォーマットに従ってデータの送受信を行う構成を示したが、例えば、ＬＩＮ、Ｆｒｅｘ―Ｒａｙ等、ＣＡＮ以外のフレームフォーマットに従ってデータの送受信を行う場合にも適用することができる。

また、上記実施形態では、ＣＰＵが低消費電力モードとなっている状態で、ネットワークを介して接続された他の電子装置に対する機能実現要求が発生した場合、特定のパルスパターンの起動信号を生成し、ＣＰＵによる初期設定が行われる前に、ネットワークを介して機能実現要求に応じた信号を送出するように構成したが、例えば、機能実現要求に応じた信号を、予め規定されたフレームフォーマットに従ったデータとして送信するように構成してもよい。

１、２ ＥＣＵ
１１ａ 第１発振回路
１１ａ 第２発振回路
１２ タイマ
１３ 低消費動作制御部
１４ 割込みコントローラ
１５ 発振制御部
１６ ＣＰＵ
１７ Ｉ／Ｏポート
１８ 通信制御部
１９ａ ＲＡＭ
１９ｂ ＲＯＭ

Claims (4)

1. 通常モードと低消費電力モードとを切り替えて動作するＣＰＵと、前記ＣＰＵが低消費電力モード状態から通常モード状態に切り替わった後、前記ＣＰＵによる初期設定に応じてネットワークを介して接続された他の電子装置との間で予め定められたフレームフォーマットに従ったデータの送受信を開始する通信制御部と、を備えた電子装置であって、
   前記通信制御部は、前記ＣＰＵが低消費電力モードとなっている状態で、前記ネットワークを介して接続された他の電子装置に対する機能実現要求が発生した場合、当該機能実現要求に応じた信号を生成し、前記ＣＰＵによる前記初期設定が行われる前に、前記ネットワークを介して前記機能実現要求に応じた信号を送出することを特徴とする電子装置。
2. 前記通信制御部は、前記ネットワークを介して前記他の電子装置に対する機能実現要求に応じた信号を送出している場合、当該他の電子装置に対する機能実現要求に応じた信号を出力中であることを前記ＣＰＵに通知することを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
3. 前記通信制御部は、前記ＣＰＵから前記他の電子装置に対する機能実現要求に応じた信号の出力を停止する出力停止指令が入力された場合、前記他の電子装置に対する機能実現要求に応じた信号の送出を停止することを特徴とする請求項１または２に記載の電子装置。
4. 前記ＣＰＵは、通常モードで動作する場合には高周波クロック生成回路により生成されたクロックに同期して動作し、低消費電力モードで動作する場合には、高周波クロック生成回路が停止して、低周波クロック生成回路により生成されたクロックに同期して動作するようになっており、
   前記通信制御部は、低周波クロック生成回路により生成されたクロックに同期して動作することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電子装置。

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