JP7092612B2 - 電子制御装置 - Google Patents
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Description
複数の電子制御装置が伝送線路を介して通信する通信システムにおいて、各電子制御装置に、リンギング抑制回路として、電源必要抑制回路を設けることが考えられる。この場合、各電子制御装置は、その電子制御装置に動作用電源が供給されている間、電源必要抑制回路に電源電圧が供給されるように構成することが考えられる。
第1抑制回路は、当該電子制御装置が動作するために当該電子制御装置に供給される動作用電源を用いて動作するように構成される。そして、第1抑制回路は、差動信号のレベルが変化すると前記一対の信号線間のインピーダンスを第1の一定時間低下させる機能を、少なくとも有するように構成される。
[1.第1実施形態]
[1-1.構成]
図1に示す第1実施形態の電子制御装置(以下、ECU)21は、通信バスとしての伝送線路1に接続されている。ECUは、「Electronic Control Unit」の略である。
送受信回路32は、伝送線路1の差動信号をハイ又はローの受信信号に変換して制御部31に出力する。また、送受信回路32は、制御部31から出力されるハイ又はローの送信信号に応じて、伝送線路1にハイ又はローの差動信号、即ち、ドミナント又はレセッシブの信号を出力する。
電源回路34は、電源リレー37を介して供給されるバッテリ電圧VBから、ECU21における各部が動作するための電源電圧VCC(例えば5V)を生成して出力する。ECU21において、制御部31及び送受信回路32は、電源回路34からの電源電圧VCCによって動作する。よって、ECU21は、電源リレー37がオンしている間、動作する。
第1抑制回路11は、電源回路34からの電源電圧VCCを用いて動作するように構成されている。電源電圧VCCの源は、ECU21に動作用電源として供給されるバッテリ電圧VBであるため、第1抑制回路11はECU21に供給される動作用電源を用いて動作する、と言える。
制御部31は、図2に示すように、ECU21に動作用電源が供給されている間、即ち、電源回路34から当該制御部31に電源電圧VCCが供給されている間、制御信号Voをハイにする。制御信号Voがハイである場合、FET33はオフするため、第2抑制回路12は一対の信号線1H,1L(即ち、伝送線路1)から切り離される。
図3に示すように、第1抑制回路11は、9つのFET_N0~N4,N6,N8,P1,P2を備える。尚、FETと符号との間には、見やすくするために「_」を挿入している。FET_N0~N4,N6,N8は、NチャネルMOSFETであり、FET_P1,P2は、PチャネルMOSFETである。
また、電源線2とグランドとの間には、抵抗素子R4,R5の直列回路が接続されている。抵抗素子R4,R5同士の共通接続点はコンパレータCOMP1の非反転入力端子に接続されている。コンパレータCOMP1の反転入力端子は、FET_N6のドレインに接続されている。
差動信号のロー(即ち、レセッシブ)からハイ(即ち、ドミナント)への変化が、比較回路4で検出されると、DフリップフロップFF2がセット状態になり、DフリップフロップFF2の出力端子Qがハイになることで、FET_N4がオン可能になる。
図4に示すように、第2抑制回路12は、3つのFET_N10,P10,P11と、抵抗素子R21,R22と、コンデンサC20と、を備える。FET_N10は、NチャネルMOSFETであり、FET_P10,P11は、PチャネルMOSFETである。
このような第2抑制回路12の動作については、特許文献3に詳しく説明されているため、ここでは簡単に説明する。また、ここでは、FET33がオンしている、として説明する。
差動信号がハイからローに変化すると、FET_P11がターンオフして、FET_P10がターンオンする。すると、FET_P10,N10が両方ともオン状態となって、信号線1H,1L間のインピーダンスが低下し、差動信号のレベル変化に伴うリンギングが抑制される。
以上詳述した第1実施形態によれば、以下の効果を奏する。
制御部31は、ECU21に動作用電源が供給されてECU21が動作する場合には、FET33への制御信号VoをハイにしてFET33をオフさせることにより、第2抑制回路12を一対の信号線1H,1Lから切り離す。また、制御部31は、ECU21に動作用電源が供給されない場合には、電源電圧VCCが供給されず、制御信号Voをローにするため、FET33をオンさせることになり、その結果、第2抑制回路12を一対の信号線1H,1Lに接続することとなる。
[2.第2実施形態]
[2-1.第1実施形態との相違点]
第2実施形態は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。尚、第1実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
〈2-1-1〉
電源回路34から第1抑制回路11には、電源スイッチ35を介して、電源電圧VCCが供給される。そして、電源スイッチ35のオン/オフは、制御部31によって制御される。電源スイッチ35は、例えば1つ以上のFETによって構成されるアナログスイッチである。
図5において、点線の楕円及び矢印で示すように、制御部31は、当該ECU21の消費電力を検出するように構成されている。
制御部31は、ECU21の動作期間においても、第1抑制回路11と第2抑制回路12とを、択一的に動作させるようになっている。そして、制御部31は、第1抑制回路11と第2抑制回路12とを切り替えて動作させるために、図6に示す切替制御処理を実行する。図6の切替制御処理は、例えば一定時間毎に実行される。
以上詳述した第2実施形態によれば、前述した第1実施形態の効果を奏し、更に、以下の効果を奏する。
[3-1.第1実施形態との相違点]
第3実施形態は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。尚、第1実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
〈3-1-1〉
第2実施形態のECU21と同様に、電源回路34から第1抑制回路11には、図5に示した電源スイッチ35を介して、電源電圧VCCが供給される。電源スイッチ35のオン/オフは、制御部31によって制御される。
第2抑制回路12が信号線1H,1L間のインピーダンスを低下させる一定時間T2は、第1抑制回路11が信号線1H,1L間のインピーダンスを低下させる一定時間T1よりも、長い時間に設定されている。尚、一定時間T1は、第1の一定時間に相当し、一定時間T2は、第2の一定時間に相当する。また、以下では、リンギング抑制のために信号線1H,1L間のインピーダンスを低下させる時間のことを、リンギング抑制時間という。
ECU21がノードとなる通信システムの通信プロトコルは、通信フレーム中で通信速度を変化させるフレキシブルデータレート対応のCAN(即ち、CANFD)である。このため、伝送線路1上で伝送される通信フレームにおける各領域のうち、調停領域は、その後のデータ領域と比べて低速(例えば、500kbps)の通信速度とされる。
制御部31は、ECU21の動作期間においても、第1抑制回路11と第2抑制回路12とを、択一的に切り替えて動作させるようになっている。そして、制御部31は、第1抑制回路11と第2抑制回路12とを切り替えて動作させるために、図7に示す切替制御処理を実行する。図7の切替制御処理は、例えば制御部31が通信フレームの開始を示すSOF(即ち、スタートオブフレーム)を検知すると、実行が開始される。
以上詳述した第3実施形態によれば、前述した第1実施形態の効果を奏し、更に、以下の効果を奏する。
この場合、制御部31は、図6と図7の複数の切替制御処理を実行することになるが、例えば、制御信号Voのロー且つ電源スイッチ35のオフは、各切替制御処理のオアで実施され、制御信号Voのハイ且つ電源スイッチ35のオンは、各切替制御処理のアンドで実施されて良い。つまり、制御信号Voのロー且つ電源スイッチ35のオフは、複数の切替制御処理の何れかによって「制御信号Voをローにし且つ電源スイッチ35をオフする」と決定されれば、実施されるように構成して良い。そして、制御信号Voのハイ且つ電源スイッチ35のオンは、複数の切替制御処理の全てによって「制御信号Voをハイにし且つ電源スイッチ35をオンする」と決定されれば、実施されるように構成して良い。
[4-1.第3実施形態との相違点]
第4実施形態は、基本的な構成は第3実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。尚、第3実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。また、ECU21がノードとなる通信システムの通信プロトコルであるCANFDでは、エラーフレームも、通常の通信フレームにおける調停領域と同様に、データ領域と比べて低速の通信速度とされる。エラーフレームは、通信エラーが発生した際に送信されるフレームである。
図8に示すように、制御部31は、切替制御処理を開始すると、S310にて、エラーフレームが始まったか否かを判定する。例えば、制御部31は、伝送線路1に流れるビット列の内容からエラーフレームの開始を判定する。
以上詳述した第4実施形態によれば、前述した第1実施形態の効果を奏し、更に、以下の効果を奏する。
[5-1.第3実施形態との相違点]
第5実施形態は、基本的な構成は第3実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。尚、第3実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
図9の切替制御処理は、図7の切替制御処理と比較すると、S410,S420が追加されている。尚、図9において、図7と同じ処理については、同じステップ番号を付しているため、詳細な説明を省略する。
以上詳述した第5実施形態によれば、第3実施形態について述べた効果と、第4実施形態について述べた効果との、両方を奏する。つまり、通常の通信フレームにおける調停領域とエラーフレームとについて、リンギングを十分に抑制し易くなる。
[6.第6実施形態]
[6-1.第1実施形態との相違点]
第6実施形態は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。尚、第1実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
〈6-1-1〉
第2実施形態のECU21と同様に、電源回路34から第1抑制回路11には、電源スイッチ35を介して、電源電圧VCCが供給される。そして、電源スイッチ35のオン/オフは、制御部31によって制御される。
ECU21は、差動信号にノイズが重畳したことを検出するための検知部40を備える。検知部40は、信号線1Hと信号線1Lとの電圧差(即ち、差動電圧)を増幅して出力するオペアンプ41と、オペアンプ41の出力電圧と所定の閾値電圧Vthとを比較するコンパレータ42と、を備える。
制御部31は、ECU21の動作期間においても、第1抑制回路11と第2抑制回路12とを、択一的に切り替えて動作させるようになっている。そして、制御部31は、第1抑制回路11と第2抑制回路12とを切り替えて動作させるために、図11に示す切替制御処理を実行する。図11の切替制御処理は、例えば制御部31が通信フレームの開始を示すSOFを検知すると、実行が開始される。
以上詳述した第6実施形態によれば、前述した第1実施形態の効果を奏し、更に、以下の効果を奏する。
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
Claims (5)
- 一対の高電位側信号線(1H)及び低電位側信号線(1L)によりハイ及びローのレベルに変化する差動信号を伝送する伝送線路(1)に接続され、前記伝送線路を介して他の少なくとも1つの装置と通信する電子制御装置であって、
前記差動信号の伝送に伴い発生するリンギングを抑制するための回路として、第1抑制回路(11)と、第2抑制回路(12)と、を備え、
前記第1抑制回路は、
当該電子制御装置が動作するために当該電子制御装置に供給される動作用電源を用いて動作するように構成されると共に、前記差動信号のレベルが変化すると前記一対の信号線間のインピーダンスを第1の一定時間低下させる機能を、少なくとも有するように構成され、
前記第2抑制回路は、
前記一対の信号線間の電圧によって動作するように構成されると共に、前記差動信号のレベルが変化すると前記一対の信号線間のインピーダンスを第2の一定時間低下させるように構成され、
更に、当該電子制御装置は、
当該電子制御装置に前記動作用電源が供給されて当該電子制御装置が動作する場合には、前記第2抑制回路を前記一対の信号線から切り離し、当該電子制御装置に前記動作用電源が供給されない場合には、前記第2抑制回路を前記一対の信号線に接続するように構成された切替部(31)、を備える、
電子制御装置。 - 請求項1に記載の電子制御装置であって、
前記切替部は、
当該電子制御装置に前記動作用電源が供給されている場合に、当該電子制御装置の消費電力が閾値を超えたか否かを判定し、前記消費電力が前記閾値を超えたと判定した場合には、当該電子制御装置に前記動作用電源が供給されている場合であっても、前記第1抑制回路への電源供給を遮断して前記第1抑制回路の動作を強制停止させると共に、前記第2抑制回路を前記一対の信号線に接続するように構成されている(S110~S150)、
電子制御装置。 - 請求項1に記載の電子制御装置であって、
前記第2の一定時間は、前記第1の一定時間よりも長い時間に設定されており、
前記切替部は、
当該電子制御装置に前記動作用電源が供給されている場合に、前記伝送線路において伝送されている通信フレームの部分が調停領域であるか否かを判定し、前記通信フレームの部分が調停領域であると判定すると、当該電子制御装置に前記動作用電源が供給されている場合であっても、前記調停領域が終了したと判定するまでの間、前記第1抑制回路への電源供給を遮断して前記第1抑制回路の動作を強制停止させると共に、前記第2抑制回路を前記一対の信号線に接続するように構成されている(S210~S260)、
電子制御装置。 - 請求項1に記載の電子制御装置であって、
前記第2の一定時間は、前記第1の一定時間よりも長い時間に設定されており、
前記切替部は、
当該電子制御装置に前記動作用電源が供給されている場合に、前記伝送線路において伝送されている通信フレームがエラーフレームであるか否かを判定し、前記通信フレームがエラーフレームであると判定すると、当該電子制御装置に前記動作用電源が供給されている場合であっても、前記エラーフレームが終了したと判定するまでの間、前記第1抑制回路への電源供給を遮断して前記第1抑制回路の動作を強制停止させると共に、前記第2抑制回路を前記一対の信号線に接続するように構成されている(S310~S360,S220,S230,S410,420,S250,S260)、
電子制御装置。 - 請求項1に記載の電子制御装置であって、
前記第1抑制回路は、
前記機能として、前記差動信号のレベルが変化すると、前記一対の信号線間のインピーダンスを低下させてその状態を固定し、前記第1の一定時間を計時した後に、前記インピーダンスを低下させる状態を解除する機能を有し、
前記第2抑制回路は、
前記差動信号のレベルが変化すると、前記一対の信号線間のインピーダンスを低下させる状態となり、前記第2の一定時間が経過するか、前記第2の一定時間が経過するまでに前記差動信号が変化前のレベルに戻ると、前記インピーダンスを低下させることを止めるように構成されており、
前記切替部は、
当該電子制御装置に前記動作用電源が供給されている場合に、前記差動信号にノイズが重畳したか否かを判定し、前記差動信号にノイズが重畳したと判定すると、当該電子制御装置に前記動作用電源が供給されている場合であっても、前記伝送線路において伝送されている通信フレームが終了したと判定するまでの間、前記第1抑制回路への電源供給を遮断して前記第1抑制回路の動作を強制停止させると共に、前記第2抑制回路を前記一対の信号線に接続するように構成されている(S510~S570)、
電子制御装置。
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