JP2020104831A - 制御装置および制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】不要な通信を抑制すること。【解決手段】実施形態に係る制御装置は、判定部と、設定部とを備える。判定部は、起動時に車両のイグニッションスイッチの状態に基づいて起動モードを判定する。設定部は、車両に搭載された情報ネットワークが通信バスを介して接続されるとともに、情報ネットワークに接続された他の制御装置と通信を行うための端子の動作モードについて、判定部によって判定された起動モードに応じて設定する。【選択図】図２

Description

本発明は、制御装置および制御方法に関する。

従来、車載用のバッテリマネージメントシステム（以下、ＢＭＳと記載する）において、例えば、イグニッションスイッチがオフである期間に、所定の周期で起動し、各電池セルのセル電圧を均等化する処理を行う（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−８９４号公報

しかしながら、従来技術では、起動時に他の制御装置に接続する通信バスから不要な電圧が供給され、他の制御装置が起動する場合があった。すなわち、従来技術では、他の制御装置を不必要に起動させることで、バッテリ上がりを促進するおそれがある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、不要な通信を抑制することができる制御装置および制御方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、実施形態に係る制御装置は、判定部と、設定部とを備える。前記判定部は、起動時に車両のイグニッションスイッチの状態に基づいて起動モードを判定する。前記設定部は、前記車両に搭載された情報ネットワークが通信バスを介して接続されるとともに、前記情報ネットワークに接続された他の制御装置と通信を行うための端子の動作モードについて、前記判定部によって判定された前記起動モードに応じて設定する。

本発明によれば、不要な通信を抑制することができる。

図１は、制御方法の概要を示す図である。 図２は、制御装置のブロック図である。 図３は、制御モードの具体例を示す図である。 図４は、起動モードと動作モードとの関係を示す模式図である。 図５は、制御装置が実行する処理手順を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、実施形態に係る制御装置および制御方法について詳細に説明する。なお、本実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

まず、図１を用いて実施形態に係る制御装置および制御方法の概要について説明する。図１は、制御方法の概要を示す図である。なお、本実施形態では、図１に示す制御装置１が、車両に搭載されたメインバッテリＭｂの各電池セル（不図示）を制御するＥＣＵである場合について説明する。

図１に示すように、制御装置１は、複数の端子Ｔ１〜Ｔ３を有する。各端子Ｔ１〜Ｔ３は、それぞれ車内ネットワークであるＣＡＮ(Controller Area Network)通信用の通信バスＢに接続される。なお、ＣＡＮは、車両に搭載された情報ネットワークの一例である。

制御装置１は、通信バスＢを介して、ＣＡＮに接続された他のＥＣＵとデータ通信を行うことが可能である。なお、他のＥＣＵは、他の制御装置の一例である。

また、制御装置１は、例えば、車両のイグニッションスイッチがオフである期間において、所定周期で起動し、メインバッテリＭｂの各電池セルのセル電圧を均等化する均等化制御を行う。

この均等化制御においては、制御装置１と、ＣＡＮに接続された他のＥＣＵとの通信は不要である。しかしながら、従来では、制御装置の各端子から通信バスへ信号が入力される場合があった。

この場合、他のＥＣＵは、ＣＡＮを介して上記の信号を受けて起動することで、不要に電力を消費し、バッテリ上がりを招く恐れがあった。一方で、例えば、ＣＡＮ通信の制御ソフト(例えば、ＮＭ；Network Management)を搭載すると、実装コストや動作確認等の評価作業などに費やす作業コストが増大するため好ましくない。

そこで、実施形態に係る制御方法では、制御装置１の起動モードに応じて、端子Ｔ１〜Ｔ３の動作モードを設定することとした。つまり、実施形態に係る制御方法では、ＣＡＮに接続された他のＥＣＵと通信が不要な起動モードにおいては、制御装置１側で、端子Ｔ１〜Ｔ３から信号の出力を禁止することとした。

具体的には、図１に示すように、制御装置１は、起動すると、起動モードを判定する（ステップＳ１）。例えば、制御装置１は、ＩＧ信号の入力の有無によって起動モードを判定することができる。

ここで、ＩＧ信号は、イグニッションスイッチに連動して入力される信号である。例えば、イグニッションスイッチがオンである場合にのみ、ＩＧ信号が制御装置１へ入力される。言い換えれば、イグニッションスイッチがオフである場合には、ＩＧ信号は制御装置１へ入力されない。

制御装置１は、例えば、起動時にＩＧ信号が入力されている場合、起動モードをＩＧモードと判定し、起動時にＩＧ信号が入力されていない場合、起動モードをＢａｔｔモードと判定することができる。

ＩＧモードは、イグニッションスイッチをオンにするユーザ操作によって起動するモードである。ＩＧモードにおいては、制御装置１は、ＣＡＮに接続された他のＥＣＵと通信バスＢを介してＣＡＮ通信を行い、車両の走行に応じてメインバッテリＭｂを制御する。

また、Ｂａｔｔモードは、イグニッションスイッチがオフである期間に起動するモードであり、他のＥＣＵとのＣＡＮ通信が不要な動作モードである。Ｂａｔｔモードにおいて、制御装置１は、上記の均等化制御を行うこととなる。なお、Ｂａｔｔモードは、非通信モードの一例に対応する起動モードである。

続いて、制御装置１は、ステップＳ１にて判定した起動モードに応じて各端子Ｔ１〜Ｔ３の動作モードを設定する（ステップＳ２）。図１に示す例では、起動モードがＩＧモードである場合、各端子Ｔ１〜Ｔ３を機能ポートに設定し、起動モードがＢａｔｔモードである場合、各端子Ｔ１〜Ｔ３を一般ポートに設定する場合を示す。

機能ポートは、端子Ｔ１〜Ｔ３がＣＡＮ通信を可能な状態であることを示し、すなわち、ＣＡＮメッセージに応じて、端子Ｔ１〜Ｔ２からドミナントおよびレセシブの双方の端子電圧が通信バスＢを介してＣＡＮへ供給される。

また、一般ポートは、ＣＡＮとは通信規格が異なる動作モードである。一般ポートでは、端子Ｔ１〜Ｔ３の端子電圧を０Ｖに固定し、ＣＡＮ通信を禁止する。すなわち、Ｂａｔｔモードである場合に、端子電圧を０Ｖに固定することで、端子Ｔ１〜Ｔ３からＣＡＮへの信号の出力が禁止される。つまり、イグニッションスイッチがオフである場合に、ＣＡＮへの信号の出力を禁止することで、ＣＡＮに接続された他のＥＣＵの起動を抑制することができる。

このように、実施形態に係る制御装置１によれば、不要な通信を抑制することができる。特に、イグニッションスイッチがオフである場合に、不要なＣＡＮ通信を禁止することで、ＣＡＮに接続された他のＥＣＵの起動を抑制することができる。これにより、バッテリ上がりを抑制することができる。

次に、図２を用いて実施形態に係る制御装置１の構成例について説明する。図２は、制御装置１のブロック図である。なお、図２では、ＣＡＮトランシーバ５０を併せて示す。

例えば、ＣＡＮトランシーバ５０は、ＣＡＮから入力される他のＥＣＵからのアナログの入力信号をデジタル信号へ変換し、制御装置１へ渡したり、制御装置１から受け取った入力信号を他のＥＣＵへ向けて送信したりすることができる。

制御装置１は、制御部２と、記憶部３とを備える。また、図２に示すように、制御部２は、判定部２１と、設定部２２と、電池制御部２３とを備える。

制御部２は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、入出力ポートなどを有するコンピュータや各種の回路を含む。

コンピュータのＣＰＵは、例えば、ＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、制御部２の判定部２１、設定部２２および電池制御部２３として機能する。

また、制御部２の判定部２１、設定部２２および電池制御部２３の少なくともいずれか一部または全部をＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアで構成することもできる。

また、記憶部３は、例えば、ＲＡＭやＨＤＤに対応する。ＲＡＭやＨＤＤは、端子情報３１や各種プログラムの情報を記憶することができる。なお、制御装置１は、有線や無線のネットワークで接続された他のコンピュータや可搬型記録媒体を介して上記したプログラムや各種情報を取得することとしてもよい。

例えば、端子情報３１は、上述の起動モード毎に各端子Ｔ１〜Ｔ３の動作モードが対応付けられた情報である。

制御部２の判定部２１は、制御装置１の起動時において、車両のイグニッションスイッチの状態に基づいて起動モードを判定し、判定結果を設定部２２や電池制御部２３へ通知する。

例えば、判定部２１は、上述のように、ＩＧ信号の有無によってイグニッションスイッチのオン／オフを判定することが可能である。しかしながら、これに限定されるものではない。すなわち、判定部２１は、イグニッションスイッチのオン／オフに応じて変動する他の信号等を用いて、イグニッションスイッチの状態判定を行うことにしてもよい。

ここで、図３を用いて、制御モードの具体例について説明する。図３は、制御モードの具体例を示す図である。

図３に示すように、制御装置１は、スリープモードｓｔ１、ＩＧモードｓｔ２およびＢａｔｔモードｓｔ３を有する。スリープモードｓｔ１は、制御装置１の制御部２が休止状態にあることを意味する。

制御部２は、イグニッションスイッチがオンになったことを受けてスリープモードｓｔ１から起動した場合、ＩＧモードｓｔ２へ移行する。また、制御部２は、イグニッションスイッチがオフである期間に図示しない内部タイマにより起動した場合、Ｂａｔｔモードｓｔ３へ移行することとなる。

また、制御部２は、ＩＧモードｓｔ２において、イグニッションスイッチがオンからオフへ変更された場合、スリープモードｓｔ１へ移行する。また、制御部２は、Ｂａｔｔモードｓｔ３において、上記の均等化制御を終えると、内部タイマをセットし、スリープモードｓｔ１へ移行する。

その後、制御部２は、スリープモードｓｔ１において、内部タイマが所定カウントに達すると、再度Ｂａｔｔモードへ移行することとなる。また、制御部２は、Ｂａｔｔモードｓｔ３中に、イグニッションスイッチがオンとなった場合、Ｂａｔｔモードｓｔ３からＩＧモードｓｔ２へ移行することができる。

図２の説明に戻り、設定部２２について説明する。設定部２２は、判定部２１によって判定された起動モードに応じて、通信バスＢに接続された各端子Ｔ１〜Ｔ３の動作モードを設定する。

設定部２２は、判定部２１から通知された起動モードに基づき、記憶部３の端子情報３１を参照することで、各端子Ｔ１〜Ｔ３の動作モードを設定することができる。

具体的には、設定部２２は、起動モードがＩＧモードｓｔ２であれば、各端子Ｔ１〜Ｔ３の動作モードを機能ポートへ設定し、起動モードがＢａｔｔモードｓｔ３である場合、各端子Ｔ１〜Ｔ３の動作モードを一般ポートへ設定する。

図４は、起動モードと動作モードとの関係を示す模式図である。図４に示すように、制御部２が、時刻ｔ１において、起動した場合、同図のＡに示すように、ＩＧ信号がオンであるため、起動モードはＩＧモードｓｔ２となる。

この場合、設定部２２は、端子Ｔ１〜Ｔ３の動作モードは、機能ポートとなる。機能ポートにおいては、各端子Ｔ１〜Ｔ３は、それぞれＣＡＮへの信号を出力することが可能である。

これにより、制御部２は、ＣＡＮ通信を用いて他のＥＣＵと協調動作を行うことが可能となる。

その後、イグニッションスイッチがオフになると、制御部２は、スリープモードｓｔ１へ移行する。その後、時刻ｔ３に示すように、制御部２が、起動した場合に、ＩＧ信号がオフである場合、起動モードは、Ｂａｔｔモードｓｔ３となる。

設定部２２は、Ｂａｔｔモードｓｔ３においては、各端子Ｔ１〜Ｔ３を一般ポートに設定し、各端子Ｔ１〜Ｔ３の端子電圧を０Ｖに固定する。これにより、Ｂａｔｔモードｓｔ３においては、ＣＡＮへの信号の出力を禁止することができる。

したがって、イグニッションがオフである期間においては、各端子Ｔ１〜Ｔ３から不要な信号が通信バスＢへ出力されずにすむ。これにより、ＣＡＮに接続された他のＥＣＵが上記の不要な信号によってウェイクアップせずに済む。

つまり、他のＥＣＵがウェイクアップする際の消費電力を抑制することができるので、バッテリ上がりを抑制することができる。

なお、例えば、設定部２２は、Ｂａｔｔモードｓｔ３からＩＧモードｓｔ２へ起動モードが変更された場合、各端子Ｔ１〜Ｔ３を一般ポートから機能ポートへ再設定することも可能である。

図２の説明に戻り、電池制御部２３について説明する。電池制御部２３は、図１に示したメインバッテリＭｂを制御する制御部である。電池制御部２３は、Ｂａｔｔモードｓｔ３で起動した場合、上述の均等化制御を行う。

電池制御部２３は、均等化制御を終えると、内部タイマを設定し、制御部２をスリープモードｓｔ１へ移行させる。上述のように、制御部２は、内部タイマによって起動した場合、Ｂａｔｔモードｓｔ３で起動することとなる。すなわち、この場合、ＩＧ信号はオフであり、判定部２１は、起動モードをＢａｔｔモードｓｔ３と判定することになる。

一方、制御部２は、内部タイマが所定カウント数に達する前に、イグニッションスイッチがオンになった場合、ＩＧモードｓｔ２で起動することとなる。

電池制御部２３は、ＩＧモードｓｔ２においては、ＣＡＮ通信によって他のＥＣＵと連携し、車両の走行状態に応じて、メインバッテリＭｂを制御することができる。

次に、図５を用いて実施形態に係る制御装置１が実行する処理手順について説明する。図５は、制御装置１が実行する処理手順を示すフローチャートである。なお、かかる処理手順は、制御部２によって繰り返し実行される。

図５に示すように、制御装置１は、起動したか否かを判定し（ステップＳ１０１）、起動した場合（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）、イグニッションスイッチがオンであるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。

制御装置１は、イグニッションスイッチがオンである場合（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）、起動モードをＩＧモードｓｔ２と判定し（ステップＳ１０３）、端子Ｔ１〜Ｔ３を機能ポートに設定する（ステップＳ１０４）。

続いて、制御装置１は、ＩＧモードｓｔ２におけるメインバッテリＭｂの通常処理を行い（ステップＳ１０５）、イグニッションスイッチがオフとなったか否かを判定する(ステップＳ１０６)。

制御装置１は、ステップＳ１０６の判定処理において、イグニッションスイッチがオンである場合(ステップＳ１０６，Ｎｏ)、ステップＳ１０５の処理を継続して行う。

また、制御装置１は、イグニッションスイッチがオフである場合(ステップＳ１０６，Ｙｅｓ)、スリープモードｓｔ１からＢａｔｔモードｓｔ３へ移行するためのタイマを設定し(ステップＳ１０７)、処理を終了する。

また、制御装置１は、ステップＳ１０１の判定処理において、起動していない場合（ステップＳ１０１，Ｎｏ）、スリープモードｓｔ１を継続し、処理を終了する。

また、制御装置１は、ステップＳ１０２の判定において、イグニッションスイッチがオフである場合（ステップＳ１０２，Ｎｏ）、Ｂａｔｔモードｓｔ３と判定する(ステップＳ１０８)。

その後、制御装置１は、端子Ｔ１〜Ｔ３を一般ポートに設定した後に(ステップＳ１０９)、メインバッテリＭｂの各セル電圧を均等化する均等化処理を行って(ステップＳ１１０)、ステップＳ１０７の処理へ移行する。

上述したように、実施形態に係る制御装置１は、判定部２１と、設定部２２とを備える。判定部２１は、起動時における車両Ｃのイグニッションスイッチの状態に基づいて起動モードを判定する。

設定部２２は、車両に搭載されたＣＡＮ（情報ネットワークの一例）が通信バスＢを介して接続されるとともに、ＣＡＮに接続された他のＥＣＵ（他の制御装置の一例）と通信を行うための端子Ｔ１〜Ｔ３の動作モードについて、判定部２１によって判定された起動モードに応じて設定する。したがって、実施形態に係る制御装置１によれば、不要な通信を抑制することができる。

ところで、上述した実施形態では、制御装置１が、メインバッテリＭｂを制御する制御装置である場合について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、車両Ｃに搭載された他のＥＣＵについても本発明を適用することが可能である。

また、上述の実施形態では、起動モードに応じて、各端子Ｔ１〜Ｔ３を統一した動作モードに設定する場合について説明したが、各端子Ｔ１〜Ｔ３をそれぞれ異なる動作モードに設定することにしてもよい。

また、上述した実施形態では、機能ポートおよび一般ポートの双方のいずれかの動作モードを設定する場合について説明したが、これに限定されるものではない。

すなわち、Ｂａｔｔモードなど他のＥＣＵと通信を必要としない非通信モードにおいては、例えば、全ての端子Ｔを受信ポートへ設定するなど、端子電圧の出力を禁止するように設定することも可能である。この場合であっても、不要な通信を抑制することができる。

また、上述した実施形態では、通信バスＢがＣＡＮに接続される場合について説明したが、通信バスＢは、例えば、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）などの他の通信規格に準拠したバスであってもよい。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な様態は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲および、その均等物によって定義される統括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変化が可能である。

１ 制御装置
２１ 判定部
２２ 設定部
２３ 電池制御部
５０ ＣＡＮトランシーバ
Ｂ 通信バス
Ｔ 端子
ｓｔ１ スリープモード
ｓｔ２ ＩＧモード（起動モードの一例）
ｓｔ３ Ｂａｔｔモード（起動モードの一例）

Claims (4)

1. 起動時における車両のイグニッションスイッチの状態に基づいて起動モードを判定する判定部と
   前記車両に搭載された情報ネットワークが通信バスを介して接続されるとともに、前記情報ネットワークに接続された他の制御装置と通信を行うための端子の動作モードについて、前記判定部によって判定された前記起動モードに応じて設定する設定部と
   を備えることを特徴とする制御装置。
2. 前記設定部は、
   前記起動モードが前記通信バスを使用しない非通信モードである場合、前記端子の動作モードを前記情報ネットワークの通信規格と異なるモードへ設定すること
   を特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記設定部は、
   前記非通信モードである場合、前記端子の端子電圧を０Ｖに固定すること
   を特徴とする請求項２に記載の制御装置。
4. 起動時における車両のイグニッションスイッチの状態に基づいて起動モードを判定する判定工程と、
   前記車両に搭載された情報ネットワークが通信バスを介して接続されるとともに、前記情報ネットワークに接続された他の制御装置と通信を行うための端子の動作モードについて、前記判定工程によって判定された前記起動モードに応じて設定する設定工程と
   を含むことを特徴とする制御方法。

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