JP2021187289A - 車載装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】車載装置において、制御装置の小型化を可能にする。【解決手段】車載装置1は、トランシーバ11に設けられた通信処理部112において、ウェイアックコマンドと制御コマンドとの両方を処理できる機能を持っている。【選択図】図1

Description

本開示は、車載装置に関する。
従来、通信機能を備えた車載装置が知られている。たとえば、特許文献1には、制御装置としてのマイコンとトランシーバとを備える車載装置が開示されている。
特開2013−255034号公報
従来の車載装置においては、トランシーバのみならず、制御装置も通信データを処理する機能を有していた。このことが、制御装置の小型化を妨げる要因のひとつとなっていた。
本開示の目的は、車載装置において、制御装置の小型化を可能にすることである。
本開示の車載装置は、外部からデータを受信するトランシーバと、外部装置を制御する制御装置と、制御装置に電力を供給する電源回路と、を備え、トランシーバは、受信したデータを処理する通信処理部と、電源回路から制御装置に対する電力の供給状態を切り替える切替部と、を含み、トランシーバは、第1制御データと、第2制御データと、を受信し、切替部は、第1制御データに基づいて電源回路から制御装置に対する電力の供給状態を切り替え、制御装置は、第2制御データに基づいて外部装置を制御し、通信処理部は、第1制御データを切替部へ送信する処理と、第2制御データを制御装置へ送信する処理とを行う。
本開示の車載装置では、車載装置において、制御装置の小型化を可能にすることである。
実施の形態1における車載装置の構成図である。 ウェイクアップ判定部における処理を示すフローチャートである。 実施の形態2における車載装置の構成図である。 実施の形態3における車載装置の構成図である。
以下、実施の形態を説明する。なお、同一の構成には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。
実施の形態1.
図1は、実施の形態1の車載装置1の構成図である。車載装置1は車両に搭載されている。車両は、内燃機関を走行動力源としたガソリン車、電動機を走行動力源とした電気自動車、電動機および内燃機関の両方を走行動力源としたハイブリット車など、どのような車両であってもよい。
車載装置1は、通信バス2と、電源3と、外部装置4とに接続されている。車載装置1は、システムを電子回路により制御するECU(Electronic Control Unit)である。通信バス2は、車載装置1と他の車載装置との間でデータを送受信する。車載装置1と他の車載装置とは、たとえば、CAN(Controller Area Network)の通信プロトコルに従ってデータを送受信する。ただし、通信プロトコルは、これに制限されるものではない。電源3は、車載装置1に電力を供給する。外部装置4は、車載装置1によって制御される。外部装置4は、たとえば、ハンドルを動作するためのモータ、アクセル開度(スロットルバルブの開度)を調整するためのモータである。
車載装置1は、トランシーバ11と、電源回路12と、マイコン13とを含む。トランシーバ11は、通信バス2の信号の電圧振幅と、車載装置1の内部で受信可能な信号の電圧振幅との差を調整するために電圧変換する。トランシーバ11は、通信バス2との間で通信データを送受信する。通信データは、各種のコマンドを含む。電源回路12は、電源3から供給された電力をマイコン13の内部に供給する。マイコン13は、外部装置4を制御する。マイコン13は、他の制御も実行するが、ここでは説明を省略する。
トランシーバ11は、送受信制御部111と、通信処理部112と、ウェイクアップ判定部113とを含む。送受信制御部111は、通信バス2との間で通信データを送受信する。通信処理部112は、送受信制御部111が受信した通信データをあらかじめ決められた通信プロトコルに従って処理するとともに、送受信制御部111へ送信するための通信データをあらかじめ決められた通信プロトコルに従って処理する。ウェイクアップ判定部113は、通信処理部112が受信したデータがウェイクアップコマンドであることを判定する。
電源回路12は、電源3から供給される電力をマイコン13に供給するか供給しないかを切り替える電源スイッチ121を含む。
マイコン13は、通信処理部112から送信された通信データを受信し、外部装置4を制御する制御部131を含む。
車載装置1は、車両動作中において常に駆動する必要はない。車両起動時は、トランシーバ11および電源回路12に電力が供給されているが、消費電力の大きいマイコン13には電力が供給されていない。マイコン13に電力が供給されていない状態のことをスリープ状態と称する。
通信バス2は、車載装置1を駆動する駆動装置(図示省略)に接続されている。駆動装置は、たとえば、車両システム全体を制御するシステムコントローラである。駆動装置は、車載装置1を含む複数の車載装置を制御する。駆動装置は、車載装置1を駆動するタイミングで通信バス2を介して車載装置1にウェイクアップコマンドを送信する。トランシーバ11に設けられた送受信制御部111は、ウェイクアップコマンドを受信する。送受信制御部111は、受信したウェイクアップコマンドを通信処理部112に送信する。
通信処理部112は、受信したウェイクアップコマンドを予め定められた通信プロトコルに従って処理する。通信処理部112は、処理したウェイクアップコマンドをウェイクアップ判定部113へ送信する。
ウェイクアップ判定部113は、受信したコマンドがウェイクアップコマンドであれば、電源回路12に設けられた電源スイッチ121をONする。電源回路12は、電源スイッチ121がONされることにより電力をマイコン13へ供給する。マイコン13に電力が供給されている状態のことをウェイクアップ状態と称する。
マイコン13は、ウェイクアップ状態となることにより起動する。車載装置1の駆動装置(図示省略)は、マイコン13がウェイクアップ状態となることにより、通信バス2を介してマイコン13へ制御コマンドを送信することが可能となる。
制御コマンドは、トランシーバ11に設けられた送受信制御部111で受信される。送受信制御部111は、受信した制御コマンドを通信処理部112に送信する。
通信処理部112は、受信した制御コマンドを予め定められた通信プロトコルに従って処理する。通信処理部112は、処理した制御コマンドをマイコン13に設けられた制御部131へ送信する。制御部131は、受信した制御コマンドに基づいて外部装置4を制御する。通信処理部112は、次のような処理も実行する。通信処理部112は、通信バス2に対してコマンドを受信したことを示す信号を送信する処理を実行する。通信処理部112は、マイコン13が通信バス2に対して外部装置4を制御したことを示す信号を送信する処理を実行する。
通信処理部112は、ウェイクアップコマンドと制御コマンドとを同じ通信プロトコルにより処理する。通信処理部112は、これらの異なる種類のコマンドを同じ通信プロトコルにより処理する。これにより、通信処理部112は、通信線の数を増やすことなくウェイクアップ判定部113、およびマイコン13に設けられた制御部131に対してコマンドを送信することができる。
駆動装置は、車載装置1の駆動を停止するタイミングで通信バスを介して車載装置1にスリープコマンドを送信する。トランシーバ11に設けられた送受信制御部111は、スリープコマンドを受信する。送受信制御部111は、受信したスリープコマンドを通信処理部112に送信する。
通信処理部112は、受信したスリープコマンドを予め定められた通信プロトコルに従って処理する。通信処理部112は、処理したスリープコマンドをウェイクアップ判定部113へ送信する。
ウェイクアップ判定部113は、受信したコマンドがスリープコマンドであれば、その情報に基づいて電源回路12に設けられた電源スイッチ121をOFFする。電源回路12は、電源スイッチ121がOFFされることにより電源3で発生する電力をマイコン13へ供給することを停止する。マイコン13は、電力が供給されなくなることにより、再度スリープ状態となる。
従来、車載装置は、既製品のトランシーバ、マイコンで構成する場合が多い。このような従来の車載装置では、トランシーバ側に通信プロトロルを処理する通信処理部とウェイクアップコマンドであることを判定するウェイクアップ判定部とが存在するとともに、マイコン側に通信プロトロルを処理する通信処理部と制御コマンドを処理する制御部とが存在する。従来の車載装置は、トランシーバとマイコンとに通信処理部を備えるため、1つの車載装置の中で複数の通信処理部を重複して備えることになる。従来の車載装置は、複数の通信処理部を備えるため、マイコンが大型化してしまい、その結果、車載装置全体が大型化する。
本開示における車載装置1は、外部からデータを受信するトランシーバ11と、外部装置4を制御するマイコン13と、マイコン13に電力を供給する電源回路12と、を備えている。トランシーバ11は、受信したデータを処理する通信処理部112と、電源回路12からマイコン13に対する電力の供給状態を切り替えるウェイクアップ判定部113と、を含んでいる。
トランシーバ11は、ウェイクアップコマンドまたはスリープコマンドと、制御コマンドと、を受信する。ウェイクアップ判定部113は、ウェイクアップコマンドまたはスリープコマンドに基づいて電源回路12からマイコン13に対する電力の供給状態を切り替える。マイコン13は、制御コマンドに基づいて外部装置4を制御する。通信処理部112は、ウェイクアップコマンドまたはスリープコマンドをウェイクアップ判定部113へ送信する処理と、制御コマンドをマイコン13へ送信する処理とを行う。
本開示における車載装置1は、上述したように、制御装置としてのマイコン13に通信処理部112を設けていない。本開示における車載装置1は、トランシーバ11に設けられた通信処理部112において、ウェイアックコマンドと制御コマンドとの両方を処理できる機能を持っている。これにより、本開示における車載装置1は、通信処理機能が不要な小型のマイコン13を搭載することができるため、車載装置1全体を小型化することができる。本開示における車載装置1は、通信処理機能が不要な小型のマイコン13を搭載するため、安価なマイコンとすることができ、車載装置の価格を下げることができる。
従来の車載装置は、通信バスの電圧変換を送受信制御部で行い、電圧変換された信号そのものをトランシーバ側およびマイコン側の通信処理部に送信していた。このため、トランシーバ側およびマイコン側の通信処理部は、各々に通信バスの通信プロトコルに従って処理する機能を搭載する必要があった。
本開示における車載装置1は、トランシーバ11に設けられた通信処理部112が従来の通信プロトコルに従う処理を一本化した機能を有している。通信プロトコルに従って処理された信号は、直接マイコン13の制御部131へ送信される。この信号は、通信バスの通信プロトコルに従った信号である必要はなく、低価格なマイコンが持つ汎用的な信号、広く一般的に普及している信号であればよい。たとえば、このような信号は、GPIO(General-purpose input/output)信号、I2C(Inter-Integrated Circuit)信号であればよい。
図2は、ウェイクアップ判定部113における処理を示すフローチャートである。ウェイクアップ判定部113は、処理が開始されると電源スイッチ121がOFFとなっているか否かを判定する(ステップS1)。ウェイクアップ判定部113は、ステップS1において電源スイッチ121がOFFになっていると判定した場合、データ受信待ち処理をする(ステップS2)。データ受信待ち処理は、いずれかのコマンドが受信されるまで待機する処理である。ウェイクアップ判定部113は、ステップS1において電源スイッチ121がOFFになってないと判定した場合、ステップS5の処理へ進む。
ウェイクアップ判定部113は、ステップS2の後、受信したコマンドがウェイクアップコマンドであるか否かを判定する(ステップS3)。ウェイクアップ判定部113は、受信したコマンドがウェイクアップコマンドであると判定した場合、電源スイッチ121をONする(ステップS4)。ウェイクアップ判定部113は、受信したコマンドがウェイクアップコマンドでないと判定した場合、ステップS2のデータ受信待ち処理へ進む。
ステップS2におけるデータ受信待ち処理、およびステップS3におけるウェイクアップコマンドの判定処理は、マイコン13がスリープ状態である場合に実行される処理である。
ウェイクアップ判定部113は、ステップS4の後、データ受信待ち処理をする(ステップS5)。データ受信待ち処理は、いずれかのコマンドが受信されるまで待機する処理である。ウェイクアップ判定部113は、ステップS5の後、受信したコマンドがスリープコマンドであるか否かを判定する(ステップS6)。ウェイクアップ判定部113は、受信したコマンドがスリープコマンドであると判定した場合、電源スイッチ121をOFFする(ステップS7)。ウェイクアップ判定部113は、ステップS7の処理の後、ステップS2のデータ受信待ち処理をする。ウェイクアップ判定部113は、受信したコマンドがスリープコマンドでないと判定した場合、ステップS5のデータ受信待ち処理へ進む。
ステップS5におけるデータ受信待ち処理、およびステップS6におけるスリープコマンドの判定処理は、マイコン13がウェイクアップ状態である場合に実行される処理である。
マイコン13への電力の供給状態を制御するデータには、マイコン13の状態をウェイクアップ状態にすることを指令するウェイクアップコマンドと、マイコン13の状態をスリープ状態にすることを指令するスリープコマンドが含まれる。ウェイクアップ判定部113は、通信処理部112から受信したデータがウェイクアップコマンドであるか、スリープコマンドであるかを判定する。これによれば、ウェイクアップ判定部113は、通信処理部112から受信したデータを適切に処理することができる。
実施の形態2.
図3は、実施の形態2の車載装置の構成図である。実施の形態2における車載装置10は、トランシーバ21と、マイコン13とを含む。トランシーバ21は、送受信制御部111と、通信処理部112と、ウェイクアップ判定部113と、電源スイッチ121とを含む。マイコン13は、外部装置4を制御する制御部131を含む。
実施の形態2の車載装置10は、実施の形態1の電源回路12をトランシーバ21に取り込んだ構成である点で実施の形態1の車載装置1と異なっている。車載装置10のその他の構成は、車載装置1の構成と同様の機能であるため、詳細な説明は繰り返さない。
本開示における車載装置10は、外部からデータを受信するトランシーバ21と、外部装置4を制御するマイコン13と、を備えている。トランシーバ21は、受信したデータを処理する通信処理部112と、マイコン13に電力を供給する電源スイッチ121と、電源スイッチ121からマイコン13に対する電力の供給状態を切り替えるウェイクアップ判定部113と、を含む。
トランシーバ21は、ウェイクアップコマンドまたはスリープコマンドと、制御コマンドと、を受信する。ウェイクアップ判定部113は、ウェイクアップコマンドまたはスリープコマンドに基づいて電源スイッチ121からマイコン13に対する電力の供給状態を切り替える。マイコン13は、制御コマンドに基づいて外部装置4を制御する。通信処理部112は、ウェイクアップコマンドまたはスリープコマンドをウェイクアップ判定部113へ送信する処理と、制御コマンドをマイコン13へ送信する処理とを行う。
実施の形態2の車載装置10は、上述したように、マイコン13に通信処理部112を設けていない。実施の形態2の車載装置10は、トランシーバ21に設けられた通信処理部112において、ウェイアックコマンドと制御コマンドとの両方を処理できる機能を持っている。これにより、実施の形態2における車載装置10は、通信処理機能が不要な小型のマイコン13を搭載することができるため、車載装置10全体を小型化することができる。実施の形態2における車載装置10は、通信処理機能が不要な小型のマイコン13を搭載するため、安価なマイコンとすることができ、車載装置の価格を下げることができる。
実施の形態3.
図4は、実施の形態3の車載装置の構成図である。実施の形態3における車載装置100は、大規模集積回路としての専用LSI(Large Scale Integration)31と、マイコン14とを含む。専用LSI31は、送受信制御部111と、通信処理部112と、ウェイクアップ判定部113と、電源スイッチ121と、制御部131とを含む。マイコン14は、専用LSI31とは別体で設けられている。
実施の形態3の車載装置100は、マイコン14に外部装置4を制御するための制御部を含んでいない。実施の形態3の車載装置100においては、専用LSI31に含まれる制御部131が、外部装置4を制御する。
実施の形態3の車載装置100は、実施の形態2の制御部131を専用LSI31に取り込んだ構成である点で実施の形態2の車載装置10と異なっている。車載装置100のその他の構成は、車載装置1の構成と同様の機能であるため、詳細な説明は省略する。
車載装置100は、車両動作中において常に駆動する必要はない。車両起動時は、専用LSI31にのみ電力が供給されており、消費電力の大きいマイコン14には電力が供給されていない。マイコン14に電力が供給されていない状態がスリープ状態である。
車載装置100を駆動する駆動装置(図示省略)は、実施の形態1と同様に車載装置100を駆動するタイミングで通信バス2を介して車載装置100にウェイクアップコマンドを送信する。専用LSI31に設けられた送受信制御部111は、ウェイクアップコマンドを受信する。送受信制御部111は、受信したウェイクアップコマンドを通信処理部112に送信する。
通信処理部112は、受信したウェイクアップコマンドを予め定められた通信プロトコルに従って処理する。通信処理部112は、処理したウェイクアップコマンドをウェイクアップ判定部113へ送信する。
ウェイクアップ判定部113は、受信したコマンドがウェイクアップコマンドであれば、その情報に基づいて電源スイッチ121をONする。専用LSI31は、電源スイッチ121がONされることにより電源3で発生する電力をマイコン14へ供給する。マイコン14に電力が供給されている状態が、ウェイクアップ状態である。
実施の形態1の車載装置1および実施の形態2の車載装置10は、マイコン13が外部装置4を制御するためマイコン13に電力が供給されたウェイクアップ状態中のみ外部装置4を制御することができる。それに対し、実施の形態3の車載装置100は、専用LSI31が外部装置4を制御するため、ウェイクアップ状態中でもスリープ状態中でも外部装置4を制御することができる。
本開示における車載装置100は、外部からデータを受信する専用LSI31と、車載装置100を制御するマイコン14と、を備えている。専用LSI31は、受信したデータを処理する通信処理部112と、マイコン14に電力を供給する電源スイッチ121と、電源スイッチ121からマイコン14に対する電力の供給状態を切り替えるウェイクアップ判定部113と、外部装置4を制御する制御部131と、を含む。
専用LSI31は、ウェイクアップコマンドまたはスリープコマンドと、制御コマンドと、を受信する。ウェイクアップ判定部113は、ウェイクアップコマンドまたはスリープコマンドに基づいて電源スイッチ121からマイコン14に対する電力の供給状態を切り替える。制御部131は、制御コマンドに基づいて外部装置4を制御する。通信処理部112は、ウェイクアップコマンドまたはスリープコマンドをウェイクアップ判定部113へ送信する処理と、制御コマンドを制御部131へ送信する処理とを行う。
実施の形態3の車載装置100は、上述したように、マイコン14に通信処理部112を設けていない。実施の形態3の車載装置100は、専用LSI31に設けられた通信処理部112において、ウェイアックコマンドと制御コマンドとの両方を処理できる機能を持っている。これにより、実施の形態3における車載装置100は、通信処理機能が不要な小型のマイコン14を搭載することができるため、車載装置100全体を小型化することができる。実施の形態3における車載装置100は、通信処理機能が不要な小型のマイコン14を搭載するため、安価なマイコンとすることができ、車載装置の価格を下げることができる。
実施の形態3の車載装置100は、専用LSI31が外部装置4の制御部131を含んでいるため、マイコン14に制御部が不要となる。これにより、実施の形態3の車載装置100は、マイコン14に通信処理機能および外部装置4の制御機能が不要な小型のマイコン14を搭載するため、実施の形態1の車載装置1および実施の形態2の車載装置10よりも小型化することができる。
<車載装置の適用例について>
車載装置の具体的な適用例について、実施の形態1を用いて説明する。車載装置1は、パーキングアシストに適用可能である。パーキングアシストは、車両を駐車する際に運転手の動作を補助する機能である。運転手は、パーキングアシストを使用する際、車両に設置されたパーキングアシストの操作ボタンを操作する。駆動装置としてのシステムコントローラは、パーキングアシストの操作ボタンが操作されたことに基づいて、ウェイクアップコマンドを車載装置1へ送信する。システムコントローラは、ハンドルを動作するためのモータの制御コマンドを車載装置1へ送信する。制御コマンドは、車両に備えられたカメラ、センサ等から検出された信号を含む。
マイコン13は、前述したウェイクアップコマンドの処理により電力が供給され、ウェイクアップ状態となる。マイコン13は、ウェイクアップ状態において、前述した制御コマンドの処理によりハンドルを動作するためのモータを制御する。車両は、ハンドルを動作するためのモータが適切に制御されることにより目的の駐車位置へ移動する。
他の適用例として、車載装置1は、クルーズコントロールに適用可能である。クルーズコントロールは、アクセルペダルを踏み続けることなくセットした一定速度を維持する機能である。運転手は、クルーズコントロールを使用する際、車両に設置されたクルーズコントロールの操作ボタンを操作する。駆動装置としてのシステムコントローラは、クルーズコントロールの操作ボタンが操作されたことに基づいて、ウェイクアップコマンドを車載装置1へ送信する。システムコントローラは、アクセル開度(スロットルバルブの開度)を調整するためのモータの制御コマンドを車載装置1へ送信する。制御コマンドは、車両に備えられたカメラ、センサ等から検出された信号を含む。
マイコン13は、前述したウェイクアップコマンドの処理により電力が供給され、ウェイクアップ状態となる。マイコン13は、ウェイクアップ状態において、前述した制御コマンドの処理によりアクセル開度(スロットルバルブの開度)を調整するためのモータを制御する。車両は、アクセル開度(スロットルバルブの開度)を調整するためのモータが適切に制御されることにより一定の速度で走行する。
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1,10,100 車載装置、2 通信バス、3 電源、4 外部装置、11,21 トランシーバ、12 電源回路、13,14 マイコン、111 送受信制御部、112 通信処理部、113 ウェイクアップ判定部、121 電源スイッチ、131 制御部、31 専用LSI。

Claims (5)

  1. 車載装置であって、
    外部からデータを受信するトランシーバと、
    外部装置を制御する制御装置と、
    前記制御装置に電力を供給する電源回路と、を備え、
    前記トランシーバは、
    受信したデータを処理する通信処理部と、
    前記電源回路から前記制御装置に対する電力の供給状態を切り替える切替部と、を含み、
    前記トランシーバは、第1制御データと、第2制御データと、を受信し、
    前記切替部は、前記第1制御データに基づいて前記電源回路から前記制御装置に対する電力の供給状態を切り替え、
    前記制御装置は、前記第2制御データに基づいて前記外部装置を制御し、
    前記通信処理部は、前記第1制御データを前記切替部へ送信する処理と、前記第2制御データを前記制御装置へ送信する処理とを行う、車載装置。
  2. 車載装置であって、
    外部からデータを受信するトランシーバと、
    外部装置を制御する制御装置と、を備え、
    前記トランシーバは、
    受信したデータを処理する通信処理部と、
    前記制御装置に電力を供給する電源部と、
    前記電源部から前記制御装置に対する電力の供給状態を切り替える切替部と、を含み、
    前記トランシーバは、第1制御データと、第2制御データと、を受信し、
    前記切替部は、前記第1制御データに基づいて前記電源部から前記制御装置に対する電力の供給状態を切り替え、
    前記制御装置は、前記第2制御データに基づいて前記外部装置を制御し、
    前記通信処理部は、前記第1制御データを前記切替部へ送信する処理と、前記第2制御データを前記制御装置へ送信する処理とを行う、車載装置。
  3. 車載装置であって、
    外部からデータを受信するLSIと、
    前記車載装置を制御する制御装置と、を備え、
    前記LSIは、
    受信したデータを処理する通信処理部と、
    前記制御装置に電力を供給する電源部と、
    前記電源部から前記制御装置に対する電力の供給状態を切り替える切替部と、
    外部装置を制御する制御部と、を含み、
    前記LSIは、第1制御データと、第2制御データと、を受信し、
    前記切替部は、前記第1制御データに基づいて前記電源部から前記制御装置に対する電力の供給状態を切り替え、
    前記制御部は、前記第2制御データに基づいて前記外部装置を制御し、
    前記通信処理部は、前記第1制御データを前記切替部へ送信する処理と、前記第2制御データを前記制御部へ送信する処理とを行う、車載装置。
  4. 前記通信処理部は、前記第1制御データと前記第2制御データとを共通の通信プロトコルによって処理する、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の車載装置。
  5. 前記第1制御データは、前記制御装置の状態をウェイクアップ状態にすることを指令するウェイクアップコマンド、または前記制御装置の状態をスリープ状態にすることを指令するスリープコマンドである、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の車載装置。
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