JP6551244B2 - 車載用制御システム - Google Patents

Description

この発明は車載用制御システムに関し、特に制御装置のプログラムを更新する技術に関する。

車載される制御装置としては、例えばＥＣＵ（エレクトロニック・コントロール・ユニット）が公知である。そしてＥＣＵはプログラムに基づいて動作するところ、このプログラムを更新する技術も公知である。

例えば特許文献１ではゲートウェイを介してプログラムの更新を行う技術が紹介されている。そしてその更新のためのデータ転送処理において、ゲートウェイでの処理速度を改善する方法が提案されている。

図４は従来のプログラムの更新を示す模式図である。ＥＣＵ３０は、ＥＣＵ３１，３２，３３，…のプログラムを更新する機能を担う。ゲートウェイ２は中継器２４を有しており、信号線４１，４２の間での信号の授受を中継する。ＥＣＵ３０が送信する更新用のプログラム（以下「更新プログラム」と称す）は信号Ｃ４として信号線４１，中継器２４、信号線４２を経由して、ＥＣＵ３１，３２，３３，…に伝達される。

図５は他の従来の（例えば特許文献１参照）、プログラムの更新を示す模式図である。ゲートウェイ２は中継器２４と並列に接続されたスイッチ２５を有しており、信号Ｃ４はスイッチ２５を経由して信号線４１から信号線４２へ伝達される。よって更新プログラムは中継器２４のデータ転送処理を受けずにＥＣＵ３０からＥＣＵ３１，３２，３３，…へと送信され、図４に示された技術よりも短い時間で更新プログラムが送信される。

特開２０１３−５７９９４号公報

しかしながら、図５に示された技術であっても、更新プログラムが信号線４１，４２を経由して送信される。例えばＣＡＮ（コントローラー・エリア・ネットワーク）通信の伝送速度は最大でも５００ｋｂｐｓであり、実際に使用できる通信帯域は多くてもその半分程度である。よってＣＡＮ通信のみを用いた場合、例えばエンジン制御用のＥＣＵの更新プログラムのようにデータ容量が大きいと、その伝送に必要な時間は数分かかる場合もある。

例えば１０個のＥＣＵに対してＣＡＮ通信を使用して更新プログラムを格納する場合を想定する。使用できる帯域が５００ｋｐｓ／２＝２５０ｋｐｓ程度であるので、１０個のＥＣＵに対して更新プログラムを送信するとして、１個のＥＣＵで使用できる帯域は２５０ｋｐｓ／１０＝２５ｋｐｓ程度である。更新プログラムを格納する側のＥＣＵにおいて、その格納に用いられるメモリ領域を１ＭＢとすると、その格納に要する時間は８３８８６０８ｂ／２５ｋｂｐｓ≒３３０ｓとなり、５分半程度必要となる。

中継器２４での遅延は２０μｓ程度であるので、スイッチ２５によってこの程度の遅延を回避しても、更新プログラムの送信に必要な時間を低減する貢献は低い。他方、更新プログラムが信号線４１，４２で送信される速度は、ＥＣＵ３１，３２，３３，…が更新プログラムを格納する際の処理速度よりも遅い。よって更新プログラムをＥＣＵ３１，３２，３３，…に格納するのに必要な時間を短くするには、更新プログラムを高速に送信することが望ましい。

そこで、本発明は、更新プログラムの送信速度を実施的に増大させる技術を提供することを目的とする。

車載用制御システムは、車載され、いずれもがそれぞれ有する更新可能なプログラムに基づいて動作する、少なくとも一つの制御装置と、車載され、前記制御装置の前記プログラムを更新する更新プログラムを送信する更新プログラム送信装置と、前記更新プログラム送信装置に接続され、前記更新プログラムを送信する送信線と、全ての前記制御装置同士を接続し、前記更新プログラムを受信する受信線と、前記送信線と前記受信線との間に接続され、前記更新プログラムを中継する中継器を有して車載される中継装置と、車載される電源と、前記電源から全ての前記制御装置及び前記更新プログラム送信装置へ給電し、前記更新プログラム送信装置から前記制御装置へと前記更新プログラムの伝達も行う給電線とを備える。

当該車載用制御システムは、更新プログラムの送信速度を実施的に増大させる。

第１実施形態に係る車載用制御システムを例示する模式図である。 第２実施形態に係る車載用制御システムが解決する課題を示す模式図である。 第２実施形態に係る車載用制御システムを例示する模式図である。 従来技術を示す模式図である。 従来技術を示す模式図である。

｛第１実施形態｝
以下、第１実施形態に係る車載用制御システムについて説明する。図１は、当該車載用制御システムの構成を例示する模式図である。

当該車載用制御システムは、電源１（図中「バッテリ」と表記）、ゲートウェイ２、ＥＣＵ３０，３１，３２，３３，…、信号線４１，４２、給電線５０，５１，５２，５３，…を備える。

これらの構成要素は車載され、信号線４１，４２、給電線５０，５１，５２，５３，…は、例えばワイヤーハーネスと通称される配線の束において実現される。

ＥＣＵ３１，３２，３３，…はそれぞれが有するプログラムに基づいて動作する。そしてこれらは、図示を省略した種々の被制御装置（例えばエンジン、バッテリなどの車載される負荷）を制御する。そして当該プログラムは更新可能である。ＥＣＵ３０は、プログラムを更新するための更新プログラムを送信する、更新プログラム送信装置として機能する。かかるＥＣＵ３０，３１，３２，３３，…それ自体の構成及び動作については公知の技術であるので詳細な説明は省略する。

信号線４１はＥＣＵ３０に接続され、更新プログラムを送信する送信線として機能する。信号線４２は全てのＥＣＵ３１，３２，３３，…同士を接続し、更新プログラムを受信する受信線として機能する。ゲートウェイ２は信号の授受を中継する中継装置である。ゲートウェイ２は中継器２４を有しており、中継器２４は信号線４１，４２の間での信号の授受を中継する。

給電線５０，５１，５２，５３，…により、電源１から全てのＥＣＵ３０，３１，３２，３３，…への給電（動作電源の供給）が行われる。具体的には給電線５０，５１，５２，５３，…はそれぞれ電源１からＥＣＵ３０、３１，３２，３３，…へ給電する。

但し本実施形態では、給電線５０，５１，５２，５３，…はＥＣＵ３０からＥＣＵ３１，３２，３３，…への更新プログラムの伝達をも行う。つまり給電線５０，５１，５２，５３，…はいわゆるＰＬＣ（パワー・ライン・コミュニケーション）に用いられる。

本実施形態では更新プログラムが、信号線４１，４２を用いた信号Ｃ４と、給電線５０，５１，５２，５３を用いた信号Ｃ５との二つに分けて送信される。これにより、更新プログラムの送信速度を実質的に増大させることができる。

信号Ｃ４，Ｃ５の通信プロトコルにはいずれもＣＡＮ通信を用いることができる。これにより、更新プログラムを送信する通信速度（送信速度）は実質的に二倍となり、更新プログラムの送信に必要な時間は半分となる。ＥＣＵ３１，３２，３３，…の側で複数の信号Ｃ４，Ｃ５から元の更新プログラムを構築する技術は公知であり、上述の様に更新プログラムの格納に必要な処理速度はその送信速度と比べて早い。よって更新プログラムの格納に必要な時間を短くすることができる。

｛第２実施形態｝
以下、第２実施形態に係る車載用制御システムについて説明する。図２は、第２実施形態が解決する課題を説明するための模式図である。図２で示された構成は、第１実施形態に示された車載用制御システムの構成に対し、イグニッションリレー６を追加した構成を示す。なお、本実施形態の説明において、第１実施形態で説明したものと同様構成要素については同一符号を付してその説明を省略する。

イグニッションリレー６はノーマリーオープン形のリレーであり、イグニッション用のＥＣＵ７（以下「電源状態遷移ＥＣＵ」と称す）によってクローズされる。具体的にはイグニッションリレー６はコイル６１と、コイル６１への通電によってオン（導通）するノーマリーオフ型のスイッチ６２とを備える。

スイッチ６２は給電線において、ＥＣＵ３１，３２，３３，…の少なくとも一つと電源１との間に設けられる。ここではＥＣＵ３１と、ＥＣＵ３２，３３との間での給電線に設けられる場合が例示される。

コイル６１は電源１に接続された一端５６と、他端５７とを有する。他端５７は電源状態遷移ＥＣＵ７に接続される。具体的には電源状態遷移ＥＣＵ７はイグニッションを開始させる駆動部７２と、スイッチング用のトランジスタ７３とを有し、トランジスタ７３はいわゆるオープンコレクタかつエミッタ接地の態様で電源状態遷移ＥＣＵ７に設けられている。そして他端５７がトランジスタ７３のコレクタに接続されている。

駆動部７２は周知の技術によってイグニッションを開始する指示を受け、トランジスタ７３のベースに電流を供給する。これによりトランジスタ７３がオンし、電源１とトランジスタ７３のエミッタとの間でコイル６１に電流が流れる。このようにして電源状態遷移ＥＣＵ７の動作により、コイル６１に通電され、スイッチ６２が導通し、ＥＣＵ３２，３３に給電され、イグニッションが開始する。

このようにイグニッションリレー６が給電線において設けられることにより、一部のＥＣＵ、ここの例示ではＥＣＵ３２，３３には、イグニッションリレー６がオフしていると給電されない。

通常、プログラムの更新は車両が停車しているときに行われるので、イグニッションオフの状況、つまりスイッチ６２がオフしている状況で行われる。よって第１実施形態のようにＰＬＣを行うと、ＥＣＵ３２，３３への給電線５２，５３には信号Ｃ５を送信できない。この場合、ＥＣＵ３２，３３に対する更新プログラムの送信は従来の技術と同様、信号Ｃ４のみに依拠することになる。これでは更新プログラムの送信速度を実質的に高めることはできない。

第２実施形態はかかるイグニッションリレー６の存在を考慮したものであり、イグニッションリレー６が存在しても給電線５２，５３をＰＬＣに用いる技術を呈示する。

図３は第２実施形態の構成を例示する模式図である。図２で示された構成は、第１実施形態に示された車載用制御システムの構成に対し、イグニッションリレー６を追加した構成を示す。

第２実施形態では第１実施形態のゲートウェイ２に対し、コイル６１の他端５７に接続された駆動線７１を追加した構成を有している。駆動線７１には駆動信号Ｋが出力される。ＥＣＵ３０からの更新プログラムの送信が検知されると、駆動信号Ｋがスイッチ６２を導通させる。

より具体的には、本実施形態においてゲートウェイ２は、検知部２１、駆動部２２，スイッチング用のトランジスタ２３を更に備えている。検知部２１は信号線４１に接続され、ＥＣＵ３０からの更新プログラムの送信を検知する。駆動部２２は検知部２１が上記送信を検知することにより、トランジスタ２３をオンする。トランジスタ２３のコレクタは駆動線７１に接続され、エミッタは接地されるので、トランジスタ２３がオンすることにより、駆動信号Ｋは接地電位となる。ここではこのような接地電位となる状況を駆動信号Ｋが活性化した状態として考える。

駆動信号Ｋの活性化により、電源１とトランジスタ２３のエミッタとの間でコイル６１に電流が流れる。このようにして更新プログラムの送信をきっかけとしてコイル６１に通電され、スイッチ６２が導通し、信号Ｃ５はＥＣＵ３２，３３に伝達される。よって第１実施形態と同様に更新プログラムの格納に必要な時間を短くすることができる。

｛変形例｝
信号Ｃ４，Ｃ５の通信プロトコルを共通にする必要はない。もちろん、これらの通信プロトコルとして、ＣＡＮ通信よりも高速な通信プロトコル（例えばイーサネット（登録商標））を採用できる。

また、第２実施形態において、駆動信号Ｋを用いて駆動部７２にトランジスタ７３をオンさせてもよい。また検知部２１が更新プログラムの送信が終了したことを検知して、駆動信号Ｋを非活性にし、以てイグニッションリレー６をオープンにしても（つまりスイッチ６２をオフにしても）よい。

上記各実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組合わせることができる。

以上のようにこの発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

１ 電源
２ ゲートウェイ（中継装置）
２４ 中継器
３０ ＥＣＵ（更新プログラム送信装置）
３１，３２，３３ ＥＣＵ（制御装置）
４１ 信号線（送信線）
４２ 信号線（受信線）
５０，５１，５２，５３ 給電線
５６ 一端
５７ 他端
６１ コイル
６２ スイッチ
７１ 駆動線

Claims (3)

1. 車載され、いずれもがそれぞれ有する更新可能なプログラムに基づいて動作する、少なくとも一つの制御装置と、
   車載され、前記制御装置の前記プログラムを更新する更新プログラムを送信する更新プログラム送信装置と、
   前記更新プログラム送信装置に接続され、前記更新プログラムを送信する送信線と、
   全ての前記制御装置同士を接続し、前記更新プログラムを受信する受信線と、
   前記送信線と前記受信線との間に接続され、前記更新プログラムを中継する中継器を有して車載される中継装置と、
   車載される電源と、
   前記電源から全ての前記制御装置及び前記更新プログラム送信装置へ給電し、前記更新プログラム送信装置から前記制御装置へと前記更新プログラムの伝達も行う給電線と
   を備える車載用制御システム。
2. 請求項１記載の車載用制御システムであって、
   前記給電線において、前記制御装置の少なくとも一つと前記電源との間に設けられるノーマリーオフ型のスイッチ
   を更に備え、
   前記中継装置は、
   前記更新プログラム送信装置からの前記更新プログラムの送信が検知されると前記スイッチを導通させる駆動信号を出力する駆動線
   を更に備える車載用制御システム。
3. 請求項２記載の車載用制御システムであって、
   前記電源に接続された一端と、前記駆動線に接続された他端とを有するコイル
   を更に備え、
   前記駆動信号が活性化することによって前記コイルに通電され、前記コイルへの通電によって前記スイッチが導通する車載用制御システム。

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