JP2018131030A

JP2018131030A - 電子制御装置

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Publication number: JP2018131030A
Application number: JP2017025341A
Authority: JP
Inventors: 正寛牧野; Masahiro Makino; 尚志奥村; Hisashi Okumura
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2017-02-14
Filing date: 2017-02-14
Publication date: 2018-08-23
Anticipated expiration: 2037-02-14
Also published as: JP6535039B2; US20180233933A1; US10601235B2; CN108427340A

Abstract

【課題】より確実にバッテリの消費電力を低減できる電子制御装置を提供する。【解決手段】ＥＣＵ１は、マイコン２およびＳＢＣ３を備えている。マイコン２は、制御部２１、ＳＰＩ通信部２３、ＣＡＮ／ＬＩＮ通信部２４、および強制電源遮断判定部２５を有している。また、ＳＢＣ３は、制御部３１、レギュレータ３２、ＳＰＩ通信部３３、およびＣＡＮ／ＬＩＮ通信部３４を有している。制御部２１は、ＳＢＣ３から供給される電力を遮断できる状況である旨判定するとき、電源遮断要求を生成し、ＳＢＣ３に出力する。制御部２１によって、ＳＢＣ３から供給される電力を遮断できる状態ではない旨判定されるとき、強制電源遮断判定部２５は、強制電源遮断条件が成立しているか否かを判定し、制御部２１に出力する。制御部２１は、強制電源遮断条件が成立している場合、電源遮断要求を生成して、ＳＰＩ通信部２３を介してＳＢＣ３に出力する。【選択図】図１

Description

本発明は、電子制御装置に関する。

車両に設けられるバッテリのバッテリあがりを防止するために、マイコン（マイクロコンピュータ）がＥＣＵ（電子制御装置）への電源供給を遮断することにより、ＥＣＵの消費電力を低減する技術が知られている。たとえば、特許文献１に示すように、通信ネットワークに接続される各ＥＣＵの間で送信されるメッセージが、規定のフォーマットに合致しているか否かに基づいて、レギュレータを操作することにより、ＥＣＵへの電源の供給状態を変更するものがある。すなわち、マイコンは、一定の条件を満たしたときに、バッテリからＥＣＵへの電源の供給を遮断できる旨示す電源遮断要求を生成し、電源遮断要求に基づいてレギュレータを操作して、ＥＣＵへの電源の供給を遮断する。これにより、バッテリの消費電力を抑えることができる。

特開２０１５−１３６４１号公報

しかし、マイコンの故障などにより、電源遮断要求を送信することができない場合には、バッテリからＥＣＵに電源が供給され続けるため、バッテリの消費電力を低減することができない。このため、マイコンが故障した場合であっても、バッテリの消費電力を低減することができる方法が求められていた。

本発明の目的は、より確実にバッテリの消費電力を低減できる電子制御装置を提供することにある。

上記目的を達成しうる電子制御装置は、互いに通信を行う第１の制御装置と第２の制御装置とを有する電子制御装置であって、前記第１の制御装置は、バッテリから自身への電力の供給を遮断できる状態か否かを判定する第１の制御部を有し、前記第２の制御装置は、前記バッテリと前記第１の制御装置との間に設けられ、前記バッテリから前記第１の制御装置へ供給される電力を一定に保つレギュレータと、前記レギュレータを操作する第２の制御部と、を有し、前記第１の制御装置および前記第２の制御装置の少なくとも一方には、前記第１の制御部によって電力の供給を遮断できない状態である旨判定されたとき、強制的に電力の供給を遮断できるか否かを判定し、前記第２の制御部にその旨通知する判定部をさらに備えている。前記第２の制御部は、強制的に電力の供給を遮断できる旨の通知を受け取ったとき、前記レギュレータを操作することにより、前記バッテリから前記第１の制御装置への電力の供給を遮断する。

この構成によれば、第１の制御部によってバッテリから自身への電力の供給を遮断する旨判定されなかったときであっても、判定部により強制的に電力の供給を遮断できる旨判定されたときには、第２の制御部がレギュレータを操作することにより、バッテリから第１の制御装置への電力の供給を遮断する。このため、バッテリの消費電力を低減できるときに、より確実に消費電力を低減することができる。

上記の電子制御装置において、前記判定部は、前記第１の制御装置と前記第２の制御装置との間で行われる通信の状況に基づいて、強制的に電力の供給を遮断することが好ましい。

この構成によれば、第２の制御装置が得ることのできる、第１の制御装置と第２の制御装置との間の通信の状況に基づいて、強制的に電力の供給を遮断するか否かを判定することにより、より確実にバッテリの消費電力を低減できる状況であるか否かを判定することができる。

上記の電子制御装置において、前記判定部は、前記第１の制御装置と前記第２の制御装置との間で行われる通信が停止した後、一定時間が経過したときに、強制的に電力の供給を遮断できる旨判定することが好ましい。

この構成によれば、第１の制御装置と第２の制御装置との間の通信が停止した後に、所定の時間が経過したときには、特にバッテリからの電力の供給を必要とする状況にないと考えられるため、電力の供給を遮断できる旨判定することができる。

本発明の電子制御装置によれば、より確実にバッテリの消費電力を低減できる。

一実施形態の電子制御装置の構成を示すブロック図。一実施形態の電子制御装置において、電源遮断処理を示すフローチャート。他の実施形態の電子制御装置の構成を示すブロック図。

以下、電子制御装置の一実施形態について説明する。
図１に示すように、ＥＣＵ１（電子制御装置）は、マイコン２およびＳＢＣ３（システムベースチップ）を備えている。ＥＣＵ１は、車両のバッテリ４から供給される電力（バッテリ電圧）により駆動することで、車両で行われる各種の制御を実行する。ＥＣＵ１は、ＣＡＮ／ＬＩＮ通信バス５を介して他の車載ＥＣＵとの間で通信を行う。ＥＣＵ１と他の車載ＥＣＵとの間の通信プロトコルとしては、一例として、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信およびＬＩＮ（Local interconnect Network）通信が採用されている。また、マイコン２とＳＢＣ３とは、互いに通信を行う。マイコン２とＳＢＣ３との間の通信プロトコルとしては、一例として、ＳＰＩ（シリアル・ペリフェラル・インターフェース）通信が採用されている。

ＳＢＣ３（第２の制御装置）は、制御部３１（第２の制御部）、レギュレータ３２、ＳＰＩ通信部３３、およびＣＡＮ／ＬＩＮ通信部３４を有している。制御部３１は、レギュレータ３２、ＳＰＩ通信部３３、およびＣＡＮ／ＬＩＮ通信部３４に接続されている。制御部３１は、制御部２１からの要求に基づいて、レギュレータ３２によるバッテリ４からマイコン２への給電状態を変更する。

レギュレータ３２は、バッテリ４から供給される電源電圧（バッテリ電圧）を、マイコン２の動作に適した一定の電圧（定電圧）となるように常時調整している。また、制御部３１からの要求に基づいて、バッテリ４からマイコン２への給電状態を、給電状態と非給電状態との間で切り替える。

ＳＰＩ通信部３３は、マイコン２との間でＳＰＩ通信を行う。ＣＡＮ／ＬＩＮ通信部３４は、マイコン２からの出力信号を、ＣＡＮ／ＬＩＮ通信バス５に流すのに適した信号に変換して、ＣＡＮ／ＬＩＮ通信バス５に送信する。また、ＣＡＮ／ＬＩＮ通信部３４は、ＣＡＮ／ＬＩＮ通信バス５に流れている信号を受信すると、マイコン２へと送信するのに適した信号に変換して、マイコン２に送信する。

マイコン２（第１の制御装置）は、制御部２１（第１の制御部）、ＳＰＩ通信部２３、ＣＡＮ／ＬＩＮ通信部２４、および強制電源遮断判定部２５を有している。なお、マイコン２は、一例としては車両に設けられたモータの制御や、インジケータを制御するものである。

制御部２１は、車両で行われる各種の制御を実行する。また、制御部２１は、ＳＰＩ通信部２３およびＣＡＮ／ＬＩＮ通信部２４に接続されている。制御部２１は、ＳＢＣ３から供給される電力を遮断できる状況である旨判定するとき、電源遮断要求を生成し、ＳＢＣ３に出力する。制御部２１により行われるバッテリ４からマイコン２への電源の供給を遮断してもよいか否かの判定は、一例としては、ＣＡＮ通信が停止している間に、モータが非作動中かつインジケータ非作動中であるか否かである。すなわち、マイコン２への電源の供給を遮断してもよいか否かの判定は、ＣＡＮ通信が停止している間に、マイコン２の制御対象が非作動中であるか否かである。なお、電源遮断要求とは、制御部２１が電力を遮断できる状況であるためにＳＢＣ３に電力を遮断することが好ましい旨通知する要求である。

マイコン２は、ＣＡＮ／ＬＩＮ通信部３４を介してＣＡＮ／ＬＩＮ通信バス５に接続されている。ＣＡＮ／ＬＩＮ通信部２４は、２本の信号線Ｔｘ１（送信用）および信号線Ｒｘ１（受信用）によりＳＢＣ３のＣＡＮ／ＬＩＮ通信部３４に電気的に接続されている。

ＳＰＩ通信部２３は、３本の信号線ＣＬＫ、信号線Ｔｘ２（送信用）、および信号線Ｒｘ２（受信用）によりＳＢＣ３のＳＰＩ通信部３３に電気的に接続されている。信号線ＣＬＫは、マイコン２において生成されるクロック信号をＳＰＩ通信部３３に送信する。また、マイコン２により生成される電源遮断要求が、信号線Ｔｘ２を介してＳＰＩ通信部３３に送信される。制御部３１は、マイコン２から電源遮断要求を受け取ったとき、レギュレータ３２を操作することにより、マイコン２に供給される電力を低減する（給電状態を変更する）。

強制電源遮断判定部２５は、強制電源遮断条件が成立しているか否かを判定する。強制電源遮断条件が成立している場合は、ＳＢＣ３からの電力の供給を遮断することが可能な場合である。制御部２１は、制御部２１においてＳＢＣ３から供給される電力を遮断できない状況である旨判定されたとしても、強制電源遮断判定部２５において強制電源遮断条件が成立している場合には、強制的に電源遮断することが好ましい状況にあるものとして、電源遮断要求を生成する。そして、制御部２１は、この電源遮断要求を、ＳＰＩ通信部２３を介してＳＢＣ３に出力する。強制電源遮断条件としては、たとえばマイコン２のＣＡＮ／ＬＩＮ通信部２４とＳＢＣ３のＣＡＮ／ＬＩＮ通信部３４との間のＣＡＮ通信が停止した後、長時間（たとえば１０分間）経過したか否かが挙げられる。この場合、マイコン２が電力を必要とするような状況が長時間なかったものと考えられる。なお、一定時間とは、マイコン２の制御対象が電源の供給を必要としていないと判定できる程度に十分な時間である。

つぎに、ＥＣＵ１で行われる電源遮断処理について説明する。
図２に示すように、ＥＣＵ１（制御部２１）は、レギュレータ３２が電源を遮断してもよいか否かを判定する（ステップＳ１）。すなわち、制御部２１は、レギュレータ３２を操作することにより、バッテリ４からマイコン２への給電状態を非給電状態にすることにより、消費電力を低減してもよい状況であるか否かを判定する。

ＥＣＵ１（制御部２１）は、レギュレータ３２が電源を遮断してもよい旨判定する場合（ステップＳ１のＹＥＳ）、マイコン２のＳＰＩ通信部２３とＳＢＣ３のＳＰＩ通信部３３との間のＳＰＩ通信を介して、制御部３１へと電源遮断要求を送信する（ステップＳ３）。

つぎに、ＥＣＵ１（制御部３１）は、レギュレータ３２を操作することにより、バッテリ４からマイコン２への電源供給を遮断させ（ステップＳ３）、マイコン２を停止させる（ステップＳ４）。以上で処理を終了する。

また、ＥＣＵ１（制御部２１）は、レギュレータ３２が電源を遮断してもよい旨判定できない場合（ステップＳ１のＮＯ）、ＥＣＵ１（強制電源遮断判定部２５）は、強制電源遮断条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ５）。

ＥＣＵ１（制御部２１）は、ＥＣＵ１（強制電源遮断判定部２５）において強制電源遮断条件が成立した旨判定した場合（ステップＳ５のＹＥＳ）、ＳＰＩ通信部２３とＳＰＩ通信部３３との間のＳＰＩ通信を介して、制御部３１へと電源遮断要求を送信する（ステップＳ２）。そして、ＥＣＵ１（制御部３１）は、レギュレータ３２を操作することにより、電源供給を遮断させ（ステップＳ３）、マイコン２を停止させる（ステップＳ４）。

これに対し、ＥＣＵ１（制御部２１）は、ＥＣＵ１（強制電源遮断判定部２５）において強制電源遮断条件が成立しない旨判定した場合（ステップＳ５のＮＯ）、バッテリ４からマイコン２へと供給される電源を遮断しない（ステップＳ６）。以上により、処理を終了する。

なお、制御部３１は、マイコン２のＣＡＮ／ＬＩＮ通信部２４とＳＢＣ３のＣＡＮ／ＬＩＮ通信部３４との間でＣＡＮ通信およびＬＩＮ通信が行われた場合、レギュレータ３２を操作することにより、バッテリ４からマイコン２への電源供給を再開してもよい。

本実施形態の作用および効果を説明する。
（１）比較例として、マイコン２に強制電源遮断判定部２５が設けられていない（図２のステップＳ５が設けられていない）場合、マイコン２の通信エラーなどの故障が発生した場合には、マイコン２は何ら給電を必要とする制御対象がないにも関わらず、図２のステップＳ１がＹＥＳにならないおそれがある。この場合、実際にはバッテリ４からマイコン２への電源の供給を遮断できる状況であるにも関わらず、マイコン２に電源が供給され続けるため、バッテリ４の消費電力を低減することができない。

この点、本実施形態では、マイコン２に強制電源遮断判定部２５が設けられることにより、マイコン２が故障したために図２のステップＳ１がＹＥＳにならない場合であっても、図２のステップＳ５の強制電源遮断条件を満たすことができれば、ＳＢＣ３に電源遮断要求を送信することができる。このため、バッテリ４がマイコン２への電源の供給を遮断できる状況であるにも関わらず、バッテリ４からマイコン２への電源の供給が継続されることが抑制され、バッテリ４の消費電力を低減することができる。

（２）ＥＣＵ１に故障が生じた場合であっても、ＥＣＵ１を交換するまでの間に生じる車両のバッテリあがりを、さらに確実に抑制することが可能になる。このため、ＥＣＵ１を交換するなどの修理までの間にバッテリ４があがってしまうことを抑制できる。

なお、本実施形態は次のように変更してもよい。以下の他の実施形態は、技術的に矛盾しない範囲において、互いに組み合わせることができる。
・本実施形態では、マイコン２のＳＰＩ通信部２３とＳＢＣ３のＳＰＩ通信部３３との間のＳＰＩ通信によって電源遮断要求を送信したが、ＳＰＩ通信に限らず、ＣＡＮ通信などの他の通信プロトコルを用いてもよい。

・本実施形態では、ＥＣＵ１と他の車載ＥＣＵとの間の通信プロトコルとして、ＣＡＮ通信およびＬＩＮ通信が行われたが、ＣＡＮ通信およびＬＩＮ通信に限らず、Ｆｌｅｘｒａｙなどの他の通信プロトコルを用いてもよい。

・本実施形態では、マイコン２の制御部２１により行われるバッテリ４からマイコン２への電源の供給を遮断してもよいか否かの判定は、たとえばＣＡＮ通信が停止している間に、マイコン２が待機状態にあるか否かであってもよい。

・本実施形態では、強制電源遮断条件として、たとえばマイコン２のＣＡＮ／ＬＩＮ通信部２４とＳＢＣ３のＣＡＮ／ＬＩＮ通信部３４との間のＣＡＮ通信が停止した後、長時間（たとえば１０分間）経過したか否かが用いられたが、これに限らない。たとえば、強制電源遮断条件として、ＣＡＮ通信が停止した後、車両に設けられたモータなどの各構成要素を駆動させる指令が長時間出力されていないか否かなどが用いてもよい。なお、ＳＢＣ３はＣＡＮ通信の情報などのごく限られた情報に基づいて強制電源遮断条件を判断する必要があるため、ＳＢＣ３が得られるＣＡＮ通信の情報を用いることが好ましい。

・本実施形態では、強制電源遮断判定部２５は、マイコン２に設けられたが、これに限らない。たとえば、図３に示すように、マイコン２に設けられた強制電源遮断判定部２５に代えて、ＳＢＣ３に強制電源遮断判定部２５を設けてもよい。この場合、制御部３１は、強制電源遮断判定部３５により強制電源遮断条件が成立した旨判定されたとき、レギュレータ３２を操作することにより、バッテリ４からマイコン２への電源供給を遮断させる。また、マイコン２に強制電源遮断判定部２５を設け、さらにＳＢＣ３に強制電源遮断判定部３５を設けてもよい。

・ＥＣＵ１は、電動パワーステアリング装置、モータコントロールユニット、およびヒータコントローラなどの車両に設けられる各種の電子制御装置に具体化してもよい。

１…ＥＣＵ（電子制御装置）、２…マイコン（第１の制御装置）、３…ＳＢＣ（システムベースチップ、第２の制御装置）、４…バッテリ、５…ＣＡＮ／ＬＩＮバス、２１…制御部（第１の制御部）、２３…ＳＰＩ通信部、２４…ＣＡＮ／ＬＩＮ通信部、２５…強制電源遮断判定部、３１…制御部（第２の制御部）、３２…レギュレータ、３３…ＳＰＩ通信部、３５…強制電源遮断判定部、ＣＬＫ，Ｒｘ１，Ｒｘ２，Ｔｘ１，Ｔｘ２…信号線。

Claims

互いに通信を行う第１の制御装置と第２の制御装置とを有する電子制御装置であって、
前記第１の制御装置は、バッテリから自身への電力の供給を遮断できる状態か否かを判定する第１の制御部を有し、
前記第２の制御装置は、前記バッテリと前記第１の制御装置との間に設けられ、前記バッテリから前記第１の制御装置へ供給される電力を一定に保つレギュレータと、前記レギュレータを操作する第２の制御部と、を有し、
前記第１の制御装置および前記第２の制御装置の少なくとも一方には、前記第１の制御部によって電力の供給を遮断できない状態である旨判定されたとき、強制的に電力の供給を遮断できるか否かを判定し、前記第２の制御部にその旨通知する判定部をさらに備え、
前記第２の制御部は、強制的に電力の供給を遮断できる旨の通知を受け取ったとき、前記レギュレータを操作することにより、前記バッテリから前記第１の制御装置への電力の供給を遮断する電子制御装置。
請求項１に記載の電子制御装置において、
前記判定部は、前記第１の制御装置と前記第２の制御装置との間で行われる通信の状況に基づいて、強制的に電力の供給を遮断する電子制御装置。
請求項１または２に記載の電子制御装置において、
前記判定部は、前記第１の制御装置と前記第２の制御装置との間で行われる通信が停止した後、一定時間が経過したときに、強制的に電力の供給を遮断できる旨判定する電子制御装置。