JP2014177201A - Ｃｐｕと内蔵周辺モジュールを備える自動車の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者の要求によらず制御装置を起動する機能を備える自動車の制御装置において、消費電力を低減する方法を提案することにある。
【解決手段】運転者の要求によらず起動した場合に、制御プログラムの実行に不必要なＣＰＵ内蔵周辺モジュールへの電源供給を停止する。また，電源供給を停止するまえに、関連するレジスタ内容を保存し、電源供給を停止している間に、運転者要求があった場合の、ＣＰＵ内蔵周辺モジュールへの電源供給再開に備える。
【選択図】図６

Description

本発明は、運転者の要求によらず制御装置を起動する機能を備える自動車の制御装置に関し、特にＣＰＵと内蔵周辺モジュールを備える自動車の消費電力を低減するための技術に関する。

運転者のイグニッションスイッチ操作などによる要求のほかに、例えば、充電器が接続された場合や、所定の経過時間後に診断を行うための要求などに基づいて、運転者の要求によらず制御装置を起動する機能を備える自動車がある。

このような自動車において、運転者の要求によらず制御装置を起動する場合は，車両の走行は行わず、表示や充電のための制御を行う。このため、イグニッションスイッチ操作以外で起動した場合は、車両の走行に必要な、エネルギーフローマネージメントや、トルクデマンドと言った、大規模かつ複雑な処理の実行は、実行条件等によりマスクされるのが一般的である。

同様に、誤診断を行わないように対象診断に条件マスクを付設するのも一般的である。

例えば、運転者の要求によらない起動の場合に診断を行わないようにする一例が特許文献１に開示されている。

特開２００４−９８７１号公報

このような自動車の制御装置において、起動要因によって、処理の実行をマスクするか否かを切替えるだけでは、イグニッションスイッチ操作以外で起動した場合の比較的軽い処理のみを実行すれば良い場合であっても、（大規模かつ複雑な処理を実行するイグニッションスイッチ操作による起動の場合と比較して）ＣＰＵの消費電力が、ほとんど軽減されないという問題があった。

本発明の目的は、運転者の要求によらず制御装置を起動する機能を備える自動車の制御装置において、消費電力を低減する方法を提案することにある。

本発明の制御装置では、中央演算装置と、記憶媒体と、少なくとも運転者の要求による起動要因と運転者の要求によらない起動要因とを含む複数の起動要因によって起動する起動手段と、を備えた、車載制御装置であって、運転者の要求によらず前記制御装置が起動した場合に、前記中央演算装置の少なくとも一つの周辺モジュールへの電源供給を停止するスタンバイ機能と、前記周辺モジュールへの電源供給を停止状態とする前に、電源供給を停止状態とされる周辺モジュールのレジスタ内容を前記記憶媒体に保存するレジスタ内容保存機能と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、運転者要求によらず起動した場合に、制御プログラムを実行するのに不必要なＣＰＵ内蔵周辺モジュールへの電源供給を停止することが可能なため，消費電力を低減できる。

本発明の一実施形態による自動車の制御装置の第１の構成例を示す図である。 本発明の一実施形態による自動車の制御装置のマイコン内蔵周辺モジュールを示す図である。 本発明の一実施形態による第１の構成例の自動車の制御装置の処理内容を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態による自動車の制御装置のモジュールスタンバイ状態でイグニッションスイッチ入力があった場合の処理内容を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態による自動車の制御装置の第２の構成例を示す図である。 本発明の一実施形態による第２の構成例の自動車の制御装置の処理内容を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を図１〜図６を用いて詳細に説明する。

最初に、図１を用いて、本発明に係わる自動車の制御装置の構成例について説明する。

図１は、本発明に係る自動車の制御装置の一実施の形態を示す第１の構成例である。

自動車の制御装置１００には、イグニッションスイッチ１０１からの信号が入力される。また、内部に制御装置の電源投入状態にかかわらず動作するタイマIC１０２を備え、前記イグニッションスイッチからの信号などとともに入力回路１０３へ信号が入力される。入力回路１０３からの信号は、ＣＰＵ１０４へ入力されＣＰＵで信号が認識される。また、ＣＰＵ１０４は、読み書き可能なＲＡＭ１０５や、実行するためのコードやデータを格納したＲＯＭ１０６とも接続される。ＣＰＵ１０４での演算結果は、出力回路１０７へ出力され、出力回路１０７に接続されたアクチュエータ１０８が駆動される。

図２に、ＣＰＵ１０４の内蔵周辺モジュールを示す。浮動小数点演算ユニット（ＦＰＵ）２０１は、浮動小数点演算を行う際に利用されるモジュールである。ダイレクトメモリアクセスコントローラ（ＤＭＡＣ）２０２は、ＣＰＵを介さずに、メモリと周辺モジュール間とのやり取りを高速で行う際に利用されるモジュールである。ＪＴＡＧデバッグインターフェイス（ＪＴＡＧ）２０３は、コード実行時のメモリ内容を外部のツールでモニタを行う際等に利用されるモジュールである。Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ
２０４は、アナログ信号を離散信号に変換するために利用されるモジュールである。シリアルペリフェラルイターフェース（ＳＰＩ２０５は、シリアル通信を用いて、周辺機器と通信を行うためのモジュールである。ここでは、周辺モジュールの例としてＣＰＵ１０４に内蔵されているものを示したが、これに限られない。

図３に、本実施形態による第１の自動車の制御装置による処理内容のフローチャートを示す。制御装置が起動されると、ＣＰＵ１０４は、各種レジスタの初期化処理を行う。続いて、起動要因の判定を行う（ステップ３０１）。イグニッションスイッチ信号が入力されるポートのレジスタを読んで、信号が入力されていると判定すると、イグニッションスイッチによる起動であると判定し、ステップ３０２へ進む。ステップ３０２では、ＲＯＭ１０６から制御プログラム１をあらかじめ定められた周期で繰り返し実行する。ここで、制御プログラム１は、運転者のイグニッションスイッチ操作により起動されて実行するものであるため、車両を走行させるために必要なエンジンやモータの駆動力制御を含み、また、故障などが発生した際に車両を安全に走行できる状態へ遷移するための様々な診断及びフェールセーフ制御を含む。

ステップ３０１において、イグニッションスイッチ以外の要求による起動であると判定された場合、ステップ３０３へ進む。ステップ３０３では、これから電源供給を停止してスタンバイ状態にしようとしているモジュールの関連レジスタの内容を保存する。これは、モジュールをスタンバイ状態とした際に、関連するレジスタの内容が失われてしまい、次回モジュールスタンバイを解除した際に、制御プログラム実行の連続性が損なわれるのを防止するために行う。ステップ３０４では、これから電源供給を停止してスタンバイ状態にしようとしているモジュールのディスエーブル処理を行い、モジュールをスタンバイするまでの間に、意図しないモジュールへのアクセスが発生して例外が発生することを防止する。ステップ３０５では、モジュールへの電源供給を停止する、モジュールスタンバイ処理を行う。ステップ３０６では、制御プログラム２の実行に不必要なＦＰＵモジュールを停止した状態で、制御プログラム２をあらかじめ定められた周期で繰り返し実行する。ここで、制御プログラム２は、例えば、制御装置の電源オフ時間が所定時間経過した場合や、ユーザの設定した時刻が到来した場合などの際に、タイマＩＣからの要求として制御装置が起動した場合に実行される。このような要求により起動して実行する制御プログラム２は、例えば、所定のソーク時間経過時に実行する診断や、設定時刻に従い開始される充電制御を含む。しかし、車両が走行できる必要はないため、エンジンやモータの駆動力演算は含まず、また、必要のない診断も含まない。

図４に、本実施形態による自動車の制御装置のモジュールスタンバイ状態でイグニッションスイッチ入力があった場合の処理内容のフローチャートを示す。ステップ４０１で、イグニッションスイッチの入力があるか否かを判定する。イグニッションスイッチ入力が判定されない場合は、処理を行わない。イグニッションスイッチの入力が判定されると、ステップ４０２へ進む。ステップ４０２では、モジュールスタンバイの解除処理を行う。ステップ４０３にて、モジュールスタンバイが確実に解除されたかどうかを、所定のレジスタ状態を監視することで判定する。まだ解除されていない場合は、再度ステップ４０２のモジュールスタンバイ解除処理を実行する。モジュールスタンバイが解除されたと判定した場合は、ステップ４０４へ進み、スタンバイモジュールに関連する保存しておいたレジスタ内容の復帰を行う。その後、ステップ４０５にて、モジュールをイネーブル化して、スタンバイ状態だったモジュールを、利用可能な状態に復帰させる。

次に、図５を用いて、本発明に係わる自動車の制御装置の第２の構成例について説明する。

自動車の制御装置５００には、イグニッションスイッチ５０１からの信号と、充電器接続スイッチ５０２からの信号が入力される。また、内部に制御装置の電源投入状態にかかわらず動作するタイマIC５０３を備え、前記イグニッションスイッチからの信号や、充電器接続スイッチからの信号などとともに入力回路５０４へ信号が入力される。入力回路５０４からの信号は、ＣＰＵ５０５へ入力されＣＰＵで信号が認識される。また、ＣＰＵ５０５は、読み書き可能なＲＡＭ５０６や、実行するためのコードやデータを格納したＲＯＭ５０７とも接続される。ＣＰＵ５０５での演算結果は、出力回路５０８へ出力され、出力回路５０８に接続されたアクチュエータ５０９が駆動される。

図６に、本実施形態による第２の構成例による自動車の制御装置による処理内容のフローチャートを示す。制御装置が起動されると、ＣＰＵは、各種レジスタの初期化処理を行う。続いて、起動要因の判定を行う（ステップ６０１）。イグニッションスイッチ信号が入力されるポートのレジスタを読んで、信号が入力されていると判定すると、イグニッションスイッチによる起動であると判定し、ステップ６０２へ進む。ステップ６０２では、制御プログラム３をあらかじめ定められた周期で繰り返し実行する。ここで、制御プログラム３は、運転者のイグニッションスイッチ操作により起動されて実行するものであるため、車両を走行させるために必要なエンジンやモータの駆動力制御を含み、また、故障などが発生した際に車両を安全に走行できる状態へ遷移するための様々な診断及びフェールセーフ制御を含む。

ステップ６０１において、イグニッションスイッチ以外の要求による起動であると判定された場合、ステップ６０３へ進む。ステップ６０３では、タイマーによる起動か否かを判定し、タイマーによる起動と判定されると、ステップ６０４へ進む。ステップ６０４では、これから電源供給を停止してスタンバイ状態にしようとしているモジュールの関連レジスタの内容を保存する。これは、モジュールをスタンバイ状態とした際に、関連するレジスタの内容が失われてしまい、次回モジュールスタンバイを解除した際に、制御プログラム実行の連続性が損なわれるのを防止するために行う。ステップ６０５では、これから電源供給を停止してスタンバイ状態にしようとしているモジュールのディスエーブル処理を行い、モジュールをスタンバイするまでの間に、意図しないモジュールへのアクセスが発生して例外が発生することを防止する。ステップ６０６では、モジュールへの電源供給を停止する、モジュールスタンバイ処理を行う。ステップ６０７では、制御プログラムの実行に不必要なＦＰＵモジュールを停止した状態で、制御プログラム４をあらかじめ定められた周期で繰り返し実行する。ここで、制御プログラム４は、例えば、制御装置の電源オフ時間が所定時間経過した場合や、ユーザの設定した時刻が到来した場合などの際に、タイマＩＣからの要求として制御装置が起動した場合に実行される。このような要求により起動して実行する制御プログラム４は、例えば、所定のソーク時間経過時に実行する診断や、設定時刻に従い開始される充電制御を含む。しかし、車両が走行できる必要はないため、エンジンやモータの駆動力演算は含まず、また、必要のない診断も含まない。

ステップ６０３において、タイマーによる起動でないと判定された場合、すなわち、本実施形態による第２の構成例の場合は、充電器を接続することにより、充電器接続スイッチがONになり、制御装置が起動された場合、ステップ６０８へ進む。ステップ６０９、ステップ６１０では、ステップ６０５、ステップ６０６と同様に、ＦＰＵモジュールのスタンバイ処理を行う。そして、さらに、ステップ６１１、ステップ６１２にて、ＤＭＡＣモジュールのスタンバイ処理を行い、ステップ６１３では、制御プログラムの実行に不必要なＦＰＵモジュールとＤＭＡＣモジュールを停止した状態で、制御プログラム５をあらかじめ定められた周期で繰り返し実行する。ここで、制御プログラム５は、充電器が接続されて制御装置が起動した場合に実行される。このような要求により起動して実行する制御プログラム５は、例えば、充電制御や充電状態の表示制御を含む。しかし、車両が走行できる必要はないため、エンジンやモータの駆動力演算は含まず、また、必要のない診断も含まない。

以上述べてきたように構成することで、運転者要求によらず起動した場合に、制御プログラムを実行するのに不必要なCPU内蔵周辺モジュールへの電源供給を停止することが可能なため，消費電力を低減できる。

１００…制御装置
１０１…イグニッションスイッチ
１０２…タイマＩＣ
１０３…入力回路
１０４…ＣＰＵ
１０５…ＲＡＭ
１０６…ＲＯＭ
１０７…出力回路
１０８…アクチュエータ
２０１…浮動小数点演算ユニット
２０２…ダイレクトメモリアクセスコントローラ
２０３…ＪＴＡＧデバッグインターフェイス
２０４…Ａ／Ｄ変換器
２０５…シリアルペリフェラルインターフェイス
５００…制御装置
５０１…イグニッションスイッチ
５０２…充電器接続スイッチ
５０３…タイマＩＣ
５０４…入力回路
５０５…ＣＰＵ
５０６…ＲＡＭ
５０７…ＲＯＭ
５０８…出力回路
５０９…アクチュエータ

Claims (5)

1. 中央演算装置と、記憶媒体と、少なくとも運転者の要求による起動要因と運転者の要求によらない起動要因とを含む複数の起動要因によって起動する起動手段と、を備えた、車載制御装置であって、
   運転者の要求によらず前記制御装置が起動した場合に、前記中央演算装置の少なくとも一つの周辺モジュールへの電源供給を停止するスタンバイ機能と、前記周辺モジュールへの電源供給を停止状態とする前に、電源供給を停止状態とされる周辺モジュールのレジスタ内容を前記記憶媒体に保存するレジスタ内容保存機能と、を備えることを特徴とする車載制御装置。
2. 請求項１に記載の車載制御装置において、電源供給を停止状態とする前で、かつ、レジスタ内容を保存した後に、電源供給を停止する周辺モジュール、をディスエーブルとし、電源供給停止状態の周辺モジュールに対するレジスタアクセスを行わないように構成されることを特徴とする車載制御装置。
3. 請求項１また２いずれか一項に記載の車載制御装置において、電源供給を停止する中央演算装置の周辺モジュールは、起動要因に基づいて決定されることを特徴とする車載制御装置。
4. 請求項１から３いずれか一項に記載の車載制御装置において、前記周辺モジュールへの電源供給を停止している間に、運転者の要求による起動要求信号が入力された場合は、停止していた周辺モジュールへの電源供給を開始することを特徴とする車載制御装置。
5. 請求項４記載の車載制御装置において、電源供給停止状態を解除するレジスタアクセスにより、停止していた周辺モジュールへの電源供給を開始した場合は、電源供給停止状態を解除するレジスタの状態を読み出してチェックすることを特徴とする車載制御装置。