JP2021126995A - 車両用電子制御装置、および車両用電子制御装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プロセッサに電源を適切に供給することができる。【解決手段】ＥＣＵ１０は、プロセッサ１３と、降圧回路１４と、通信用ＩＣ１５と、電圧監視機構１７とを備える。プロセッサ１３は、制御対象１２を制御する。降圧回路１４は、プロセッサ１３に電源を供給する。通信用ＩＣ１５は、プロセッサ１３から入力される動作状態の遷移信号と、外部から入力される起動信号とに基づいて、降圧回路１４にプロセッサ１３への電源の断続を要求する電源断続信号を出力する。電圧監視機構１７は、電源要求信号がオフである状態と、起動信号がオンである状態とを同時に検出した場合、通信用ＩＣ１５を再起動して通信用ＩＣの動作状態を通電モードに遷移させる。【選択図】図１

Description

本発明は、車両用電子制御装置、および車両用電子制御装置の制御方法に関する。

車両用電子制御装置は、車両を制御するプロセッサと、プロセッサに電源を供給する電源供給回路と、他の装置と通信接続された通信用ＩＣとを備えている。通信用ＩＣは、電源供給回路からプロセッサへの電源の供給を断続する場合がある。具体的には、通信用ＩＣは、その動作モードに連動して電源供給回路に電源断続信号を出力し、電源供給回路の接続を断続する。

電源供給回路からプロセッサへの電源供給をオフにする場合、プロセッサは、通信用ＩＣの動作モードをスリープモードに遷移させるために、制御装置内の通信、例えばシリアルペリフェラルインタフェース通信（ＳＰＩ通信）を通信用ＩＣに出力する。このように、プロセッサは、通信用ＩＣに対して動作モードを遷移させる指令を発信し、電源供給をオフにする。

一方、電源供給回路からプロセッサへの電源供給をオンにする場合、通信用ＩＣに所定のウェイクアップトリガ信号（ウェイクアップフレーム通信信号）を受信させるか、または通信用ＩＣのウェイクアップスイッチの入力端子にステップ信号を入力する。これにより、車両用電子制御装置は、通信用ＩＣの動作モードをスリープモードから通電モードに遷移させて、通信用ＩＣから出力される電源断続信号をオンにすることによって、電源供給回路による通電を開始させる。

なお、通信用ＩＣには、電源供給回路を通電モードに遷移させて動作を開始するための有効性を確保するために、所定の設定値が格納されている。さらに、通信用ＩＣに電源が供給される前の出荷時の状態から、初めて電源の供給が開始された場合、通信用ＩＣの動作モードは、通電モードに一意に遷移する。このため、プロセッサは、その後の電源をオンにする操作の有効性を設定するために、通信用ＩＣのレジスタ設定値をＳＰＩ通信によって通信用ＩＣに送信する。

例えば、特許文献１には、車両用電子制御装置の電源供給機構が開示されている。特許文献１の技術では、外部スイッチから入力されるパルス状の入力信号のパルス幅が所定時間よりも短い場合、ウェイクアップ信号を送信し、入力信号のパルス幅が所定時間よりも長い場合、スイッチがオン状態であってもウェイクアップ信号を送らない。

特開２０１６−１７２５０３号公報

ところで、車両の運転者は、イグニッションスイッチを操作して、車両用電子制御装置への電源の供給を断続する。運転者は、車両の運転を終了する場合、イグニッションスイッチをオフにすることによって、車両用電子制御装置への電源供給をオフとする。しかし、運転者がイグニッションスイッチをオフする操作中に車両の運転を終了することを取り止める場合、イグニッションスイッチをオフにする操作を行った直後に、再度イグニッションスイッチをオンにすることがある。

車両用電子制御装置は、車両の運転が終了となるときは、予め定められたシャットダウン処理を行い、この処理が完了したときに通信用ＩＣの動作モードをスリープモードに遷移させ、自ら電源供給をオフとする。しかし、通信用ＩＣは、プロセッサが通信用ＩＣをスリープモードに遷移させるための通信処理を行っている間に、再度イグニッションスイッチ操作により電源オン信号が入力された場合、まだスリープモードに遷移していないことがある。このとき、通信用ＩＣは、イグニッションスイッチ操作によって入力されるトリガ信号を破棄するため、その後、通信用ＩＣの動作モードは、スリープモードに遷移する。このように、イグニッションスイッチの入力がオンになったにもかかわらず、車両用電子制御装置は、電源オフの状態を維持し、再起動できない状態が発生することがある。

このように、車両の運転を継続するために電源再投入の操作を行ったにもかかわらず、車両用電子制御装置が起動せず、車両が走行できない状態になることがある。

本発明は、上記課題を解決するためのものであり、その目的は、プロセッサに電源を適切に供給することができる技術を提供することにある。

上記目的を解決するため、本発明の一観点に係る車両用電子制御装置は、車両を制御するプロセッサと、前記プロセッサに電源を供給する電源供給回路と、前記プロセッサから入力される動作状態の遷移信号と、外部から入力される起動信号とに基づいて、前記電源供給回路に前記プロセッサへの電源の断続を要求する電源断続信号を出力する通信用ＩＣと、前記電源断続信号がオフである状態と、前記起動信号がオンである状態とを同時に検出した場合、前記通信用ＩＣを再起動して当該通信用ＩＣの動作モードを通電モードに遷移させる監視機構と、を備える。

本発明によれば、プロセッサに電源を適切に供給することができる。

実施例１に係る車両用電子制御システムの概略構成図。 実施例１に係る通信用ＩＣの動作モードの遷移図。 従来の車両用電子制御装置への正常時の電源供給を示すタイミングチャート。 従来の車両用電子制御装置への異常時の電源供給を示すタイミングチャート。 実施例１の車両用電子制御装置への正常時の電源供給を示すタイミングチャート。 実施例２の車両用電子制御装置への異常時の電源供給を示すタイミングチャート。 実施例３に係る車両用電子制御システムの概略構成図。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下の記載および図面は、本発明を説明するための例示であって、説明の明確化のため、適宜、省略および簡素化がなされている。本発明は、他の種々の形態でも実施することが可能である。特に限定しない限り、各構成要素は単数でも複数でも構わない。

図１は、実施例１に係る車両用電子制御システムの概略構成図である。

車両用電子制御システムは、「車両用電子制御装置」の一例としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０と、バッテリ電源１１と、を備えている。ＥＣＵ１０には、バッテリ電源１１からの電源ＶＢ（例えば、１２〜１４Ｖ）と、「起動信号」の一例としてのイグニッションスイッチ信号（以下、ＩＧＮＳＷ信号）と、「起動信号」の一例としてのウェイクアップフレーム通信信号（以下、Ｒｘ信号）とが入力される。ＥＣＵ１０は、制御対象１２を制御出力信号によって制御すると共に、制御対象１２の動作状況をセンサ入力信号によって検知する。制御対象１２は、車両に搭載された各種装置または機器でよい。

ＥＣＵ１０は、「プロセッサ」の一例としてのマイクロプロセッサ（以下、マイコンとも呼ぶ）１３と、「電源供給回路」の一例としての降圧回路１４と、スイッチ１５と、通信用ＩＣ１６と、スイッチ１７と、「監視機構」の一例としての電圧監視機構１８とを備える。

マイクロプロセッサ１３は、内部に不揮発性メモリを有する。マイクロプロセッサ１３は、降圧回路１４と、通信用ＩＣ１６と通信接続されている。マイクロプロセッサ１３は、制御対象１２を制御する。マイクロプロセッサ１３は、通信用ＩＣ１６の「動作状態」一例としての動作モードを設定する遷移信号（以下、ＳＰＩ信号）を出力する。

降圧回路１４は、バッテリ電源１１と、電源マイクロプロセッサ１３と電気的に接続されている。降圧回路１４には、バッテリ電源１１から電源ＶＢが供給される。降圧回路１４は、電圧ＶＣＣ（例えば、３．５〜５Ｖ）をマイクロプロセッサ１３に供給する。スイッチ１５は、バッテリ電源１１と、降圧回路１４とに電気的に接続されている。スイッチ１５は、バッテリ電源１１から降圧回路１４に入力される電源ＶＢを断続する。

通信用ＩＣ１６は、イグニッションスイッチ等の他の車載機器と、マイクロプロセッサ１３と、スイッチ１５と通信接続されている。通信用ＩＣ１６は、マイクロプロセッサ１３から入力される遷移信号ＳＰＩと、外部から入力されるＩＧＮＳＷ信号およびＲｘ信号とに基づいて、降圧回路１４にマイクロプロセッサ１３への電源の供給を要求する電源要求信号ＩＮＨ（以下、ＩＮＨ信号）を出力する。スイッチ１７は、バッテリ電源１１と、通信用ＩＣ１６とに電気的に接続されている。スイッチ１７は、バッテリ電源１１から通信用ＩＣ１６に入力される電源ＶＢを断続する。

電圧監視機構１８は、ＩＮＨ信号と、ＩＧＮＳＷ信号との電圧レベルを比較し、所定の状態になった場合、スイッチ１７を再起動する。即ち、電圧監視機構１８は、スイッチ１７を断続することによって、前記降圧回路１４への電源供給を一時的に遮断した後、電源供給を再開する。所定の状態とは、ＩＮＨ信号がオフである状態と、ＩＧＮＳＷ信号がオンである状態とを同時に検出した状態である。

図２は、実施例１に係る通信用ＩＣの動作モードの遷移図である。

通信用ＩＣ１６は、バッテリ電源１１から動作用の電源が供給されることによって動作する。通信用ＩＣ１６は、いわゆる車載機器間通信のための通信信号とは別に、自らの動作を設定するＳＰＩ信号をマイクロプロセッサ１３から受信する。通信用ＩＣ１６は、このＳＰＩ信号をマイクロプロセッサ１３からのＳＰＩ通信により受信し、動作モードを変更する。例えば、車載機器間通信を停止し、ＥＣＵ１０の電源をオフにするときは、通信用ＩＣ１６は、スリープモードに遷移する。さらに、電源供給がされていない状態では、電源オフモードに遷移し、電源供給が再開されると通電モードに遷移する。

図３は、従来の車両用電子制御装置への正常時の電源供給を示すタイミングチャートである。

運転者は、車両の運転を終了するために、ＩＧＮＳＷ信号をオフにすることによって、ＥＣＵ１０への電源供給をオフとする。しかし、図３は、運転者が車両の運転を終了することを取り止めるために、ＩＧＮＳＷ信号をオフに操作した直後に、再度ＩＧＮＳＷ信号をオンに操作したときに、マイクロプロセッサ１３への電源供給に問題が発生しない場合の図である。電源供給の問題とは、マイクロプロセッサ１３から通信用ＩＣ１５の動作モードを変更するＳＰＩ通信が行われている間に、外部からＥＣＵ１０の電源をオンにする操作が入力されたときに、この操作が無効となる問題である。即ち、運転者によるＥＣＵ１０の通電状態の選択（ＩＧＮＳＷ信号）と、ＥＣＵ１０内部のマイクロプロセッサ１３への電源供給の要求（ＩＮＨ信号）とが乖離する状態が生じる。

図３において、ＥＣＵ１０の電源は、次の手順によりオフとなる。まず、運転者は、ＩＧＮＳＷ信号をオフにする操作を行う。マイクロプロセッサ１３は、ＩＧＮＳＷ信号がオフとなったことを認識すると、ＥＣＵ１０の電源をオフとするために、マイクロプロセッサ１３内の不揮発性メモリの更新処理などのシャットオフ準備処理を、所定のディレイ期間中に実行する。なお、所定のディレイ期間は、不揮発性メモリにライトするデータ量によって変動する。所定のディレイ期間は、ＥＣＵ１０の種類に応じて十数秒〜数分でよい。

マイクロプロセッサ１３は、シャットオフ準備処理の実行を完了すると、ＳＰＩ通信によって通信用ＩＣ１６の動作モードをスリープモードに変更させるＳＰＩ信号を送信する。通信用ＩＣ１６は、マイクロプロセッサ１３からＳＰＩ信号を受信すると、自身の動作モードをスリープモードに変更し、ＩＮＨ信号出力をオフにする。ＩＮＨ信号がオフになると、通信用ＩＣ１６を除き、マイクロプロセッサ１３を含むＥＣＵ１０に内蔵された電子素子への電源供給が遮断されて、ＥＣＵ１０の動作が停止する。その後、通信用ＩＣ１６は、運転者がＩＧＮＳＷ信号をオンにするか、ＥＣＵ１０が外部からウェイクアップ信号を受信すると、予め設定されたウェイクアップ動作のトリガ条件と照合し、入力された信号がトリガ条件と合致した場合、自身の動作モードを通電実施モードに変更し、ＩＮＨ信号をオンとし、マイクロプロセッサ１３への電源供給を開始する。

図４は、従来の車両用電子制御装置への異常時の電源供給を示すタイミングチャートである。

運転者は、車両の運転を終了するために、ＩＧＮＳＷ信号をオフにすることによって、ＥＣＵ１０への電源供給をオフとする。しかし、図４は、運転者が車両の運転を終了することを取り止めるために、ＩＧＮＳＷ信号をオフに操作した直後に、再度ＩＧＮＳＷ信号をオンにする操作したときに、マイクロプロセッサ１３への電源供給に問題が発生する場合の図である。

図４の例では、マイクロプロセッサ１３から通信用ＩＣ１６の動作モードを変更するＳＰＩ通信が行われている間に、運転者がＩＧＮＳＷ信号をオンに操作する。しかし、通信用ＩＣ１６は、ＩＧＮＳＷ信号をオンに操作したときは、動作モードが通電モードであるため、動作モードが変更されることは無い。その後、通信用ＩＣ１６は、ＳＰＩ通信が完了した時点で、ＳＰＩ信号の内容を認識し、自らの動作モードをスリープモードに変更して、マイクロプロセッサ１３への電源供給をオフにし、ＥＣＵ１０の電源をオフにする。このとき、運転者は、ＩＧＮＳＷ信号をオンにすることにより、ＥＣＵ１０の電源をオンとしている。しかし、ＥＣＵ１０内部では、通信用ＩＣ１６の動作モードがスリープモードに遷移しており、マイクロプロセッサ１３への電源供給はオフになる。このように、通信用ＩＣ１６によってＥＣＵ１０内部への電源供給を断続操作するＥＣＵ１０では、運転者がＩＧＮＳＷ信号をオフにした後に、再度オンに操作するとき、場合によってはマイクロプロセッサ１３に電源が供給されず、ＥＣＵ１０が動作しない状態となる問題が発生する。

この問題を解決するために、電圧監視機構１８は、通信用ＩＣ１６への動作用電源の供給を断続して、通信用ＩＣ１６を強制的に再起動させることによって、マイクロプロセッサ１３への電源供給を開始させる。電圧監視機構１８には、マイクロプロセッサ１３ヘの電源供給の実行の有無を監視するために、通信用ＩＣ１６から出力されるＩＮＨ信号が入力される。さらに、電圧監視機構１８には、外部からのＥＣＵ１０の電源状態の選択を監視するために、ＩＧＮＳＷ信号が入力される。

図５は、実施例１の車両用電子制御装置への正常時の電源供給を示すタイミングチャートである。

電圧監視機構１８は、図５のように、ＩＮＨ信号がオフで且つＩＧＮＳＷ信号がオンとなった場合、通信用ＩＣ１６への電源供給を一時的に遮断した後、通信用ＩＣ１６への電源供給を再開する。電圧監視機構１８は、通信用ＩＣ１６への電源供給を操作することによって、通信用ＩＣ１６が強制的に通電モードに遷移し、ＩＮＨ信号がオンとなり、マイクロプロセッサ１３への電源供給が開始される。これにより、ＥＣＵ１０が起動し、ＩＧＮＳＷ信号入力と、ＥＣＵ１０の動作状態が一致するため、マイクロプロセッサ１３に電源を適切に供給することができる。

次に、図６を参照して、実施例２に係る電子制御装置２０について説明する。

図６は、実施例２の車両用電子制御装置への異常時の電源供給を示すタイミングチャートである。

電圧監視機構１８は、ＩＮＨ信号がオフで且つＩＧＮＳＷ信号がオンとなった状態を所定時間ΔＴ（例えば、数１０〜数１００ｍｓ）に亘って検出した場合、通信用ＩＣ１６への電源供給の遮断した後、通信用ＩＣ１６への電源供給を再開する。即ち、電圧監視機構１８は、ＩＮＨ信号がオフで且つＩＧＮＳＷ信号がオンとなった状態から所定時間ΔＴが経過するまでは、通信用ＩＣ１６への電源供給を遮断しない。この場合、電圧監視機構１８が電源状態の乖離を検出してから所定時間が経過するまでの間に、ＩＧＮＳＷ信号がオフとなった場合、電圧監視装置１８は、通信用ＩＣ１６への電源供給を遮断しない。このように、電圧監視機構１８は、所定時間ΔＴが経過するまで待機することにより、ＩＮＨ信号およびＩＧＮＳＷ信号に意図しないノイズが発生しても、通信用ＩＣ１６への電源が遮断されず、ＥＣＵ１０の動作を継続させることができる。

なお、電圧監視機構１８は、ＩＮＨ信号がオフで且つＩＧＮＳＷ信号がオンとなった状態を所定時間ΔＴ内に複数回に亘って検出した場合、通信用ＩＣ１６への電源供給の遮断した後、通信用ＩＣ１６への電源供給を再開してもよい。これにより、電圧を検出する回数を削減することができる。

次に、図７を参照して、実施例３に係る電子制御装置３０について説明する。

図７は、実施例３に係る車両用電子制御システムの概略構成図である。

ＥＣＵ３０は、マイクロプロセッサ（以下、第一のマイクロプロセッサ）３１に加え、第一のマイクロプロセッサ３１の動作を監視するためのウォッチドッグ機能を有する「他のプロセッサ」の一例としての監視ＩＣ（以下、監視ＩＣ）３２とを備えている。第一のマイクロプロセッサ３１は、少なくとも所定の周期内に監視ＩＣ３２に対して所定の信号を送る。監視ＩＣ３２は、所定の周期内に第一のマイクロプロセッサ３１から予め定められた信号が出力されることを確認し、第一のマイクロプロセッサ３１が正常に動作していることを判定する。

監視ＩＣ３２は、所定の周期内に第一のマイクロプロセッサ３１から予め定められた信号が送信されない場合、第一のマイクロプロセッサ３１が正常に動作していないと判断し、第一のマイクロプロセッサ３１のリセットを行う信号を第一のマイクロプロセッサ３１のリセット端子へ出力することによって、第一のマイクロプロセッサ３１を強制的に初期化し、第一のマイクロプロセッサ３１の動作を初期状態から再開させる。

このときに、監視ＩＣ３２として第一のマイクロプロセッサ３１よりも簡易な第二のマイクロプロセッサ３２を採用することによって、複雑な監視機能を提供することができる。電圧監視機構１８は、ＩＮＨ信号がオフで且つＩＧＮＳＷ信号がオンとなったことを検出する必要がある。しかし、これらの信号は、第二のマイクロプロセッサ３２に入力される。第二のマイクロプロセッサ３２は、通常のウォッチドッグ機能の提供に加え、ＩＮＨ信号がオフで且つＩＧＮＳＷ信号がオンとなったことを検出した場合、通信用ＩＣ１６への電源供給を一時的に遮断した後、通信用ＩＣ１６への電源供給を再開する。

なお、第二のマイクロプロセッサ３２は、常に電源供給を受ける必要があるため、第一のマイクロプロセッサ３１とは異なる電源回路の経路によって動作用電力の供給を受ける。さらに、第二のマイクロプロセッサ３２は、第一のマイクロプロセッサ３１への電源供給が遮断されているときは、消費電力が低くなる動作モードにてＩＮＨ信号の電圧レベルと、ＩＧＮＳＷ信号の電圧レベルとを監視する。これにより、車両に搭載されたバッテリ電源１１の消耗、いわゆる暗電流を軽減することができる。

１０：ＥＣＵ、１２：制御対象、１３：マイクロプロセッサ、１４：降圧回路、１５：スイッチ、１６：通信用ＩＣ、１８：電圧監視機構、３０：ＥＣＵ、３１：第一のマイクロプロセッサ、３２：第二のマイクロプロセッサ

Claims (5)

1. 制御対象を制御するプロセッサと、
   前記プロセッサに電源を供給する電源供給回路と、
   前記プロセッサから入力される動作状態の遷移信号と、外部から入力される起動信号とに基づいて、前記電源供給回路に前記プロセッサへの電源の断続を要求する電源断続信号を出力する通信用ＩＣと、
   前記電源断続信号がオフである状態と、前記起動信号がオンである状態とを同時に検出した場合、前記通信用ＩＣを再起動して当該通信用ＩＣの動作状態を通電モードに遷移させる監視機構と、を備える車両用電子制御装置。
2. 前記監視機構は、前記電源断続信号がオフである状態と、前記起動信号がオンである状態を所定時間に亘って検出した場合、前記通信用ＩＣを再起動する、
   請求項１に記載の車両用電子制御装置。
3. 前記監視機構は、前記電源断続信号がオフである状態と、前記起動信号がオンである状態とを所定時間内に複数回検出した場合、前記通信用ＩＣを再起動する、
   請求項１に記載の車両用電子制御装置。
4. 前記監視機構は、前記プロセッサの動作状態を監視するウォッチドッグ機能を有する他のプロセッサに実装される、
   請求項２または３に記載の車両用電子制御装置。
5. 制御対象を制御するプロセッサから入力される動作状態の遷移信号と、外部から入力される起動信号とに基づいて、前記プロセッサに電源を供給する電源供給回路に当該プロセッサへの電源の断続を要求する電源断続信号がオフである状態と、前記起動信号がオンである状態とを同時に検出した場合、前記電源断続信号を出力する通信用ＩＣを再起動して当該通信用ＩＣの動作状態を通電モードに遷移させる車両用電子制御装置の制御方法。
   
   

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