(57)【要約】【課題】消費電力をより低減した車載用制御装置を提供する。【解決手段】発信回路１５は、制御回路１０に動作クロック信号Ｃ１を供給するとともに、通信ドライバ１３にも動作クロック信号Ｃ１を供給し、電源回路１２から供給される動作電源電圧ＶＤＤによって動作する。電源回路１２に接続される電源線ＰＬにはスイッチ素子としてＰＮＰトランジスタ１１が介挿されており、ＰＮＰトランジスタ１１がオフすることにより、動作電源電圧ＶＤＤの供給が遮断され、発信回路１５は動作を停止する。この、ＰＮＰトランジスタ１１のオン／オフはラッチ回路１６によって制御される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上位制御装置からのコマンドを受ける車載用制御装置であって、
通常動作を行う通常モードと、クロック信号の供給が遮断されたスリープモードとの切り替えが可能な制御回路と、
前記制御回路に前記クロック信号を供給する発振回路と、
前記制御回路および前記発振回路に動作電源電圧を供給する電源回路と、
前記電源回路から前記発振回路に前記動作電源電圧を供給する電源線に介挿されたスイッチ素子と、
前記スイッチ素子のオン／オフ制御を行うオン／オフ回路と、
前記オン／オフ回路に対して前記スイッチ素子をオン状態とし、前記電源回路から前記発振回路に前記動作電源電圧を供給可能な状態とするウェイクアップ回路と、を備え、
前記オン／オフ回路は、
前記上位制御装置からのスリープ移行要求コマンドを受信した前記制御回路からの出力信号によって前記スイッチ素子をオフ状態として前記発振回路の動作を停止させ、
前記ウェイクアップ回路は、アナログ回路で構成され、前記上位制御装置からのウェイクアップ信号に基づいたリセット信号を前記オン／オフ回路に与えて前記スイッチ素子をオン状態とすることで前記発振回路の動作を復帰させる、車載用制御装置。
【請求項２】
前記ウェイクアップ回路は、
前記動作電源電圧に基づいて電流を供給する定電流源と、
前記定電流源に直列に接続されたコンデンサと、
前記定電流源と前記コンデンサとの接続ノードに一方の入力が接続され、他方の入力から供給される所定の基準電圧と、前記接続ノードの電圧とを比較するコンパレータとを有し、
前記定電流源は、前記ウェイクアップ信号に基づいてオン状態となって前記コンデンサの充電を開始し、前記コンデンサの電圧が前記基準電圧以上となった場合に、前記リセット信号を前記オン／オフ回路に与える、請求項１記載の車載用制御装置。
【請求項３】
前記ウェイクアップ信号は、前記上位制御装置と前記車載用制御装置との間のネットワーク通信ラインを介して与えられ、
前記定電流源は、前記ネットワーク通信ラインの電位状態がレセシブあるいはドミナントである場合にオン状態となって前記コンデンサの充電を開始する、請求項２記載の車載用制御装置。
【請求項４】
前記制御回路と前記上位制御装置との間は信号線によって接続され、
前記制御回路は、
前記スリープモードとなった場合に、前記上位制御装置に対して前記信号線を介してその旨を報知する、請求項１記載の車載用制御装置。
【請求項５】
前記制御回路は、
その内部に、ウェイクアップのタイミングと同期して計時を開始するタイマーを有し、
ウェイクアップ後に、一定時間が経過しても、前記上位制御装置からの前記コマンドが与えられない場合には、前記スイッチ素子をオフ状態とするように前記オン／オフ回路に前記出力信号を与えて前記スリープモードに入る、請求項１記載の車載用制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載される車載用制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両には車載用ＥＣＵ（Electronic Control Unit）と呼ばれる電子装置が複数搭載されており、各車載用ＥＣＵがＣＡＮ（Controller Area Network）などのネットワークを介して情報を交換しながら協調動作することによって、車両の走行に係る制御および車室内などの快適性に係る制御等を実現している。
【０００３】
各車載用ＥＣＵは、車両のバッテリまたはオルタネータ等の電源に電力線を介して接続され、電源から供給される電力により動作している。近年では、車両に搭載される車載用ＥＣＵの数が増大しているため各ＥＣＵでの省電力化が求められている。
【０００４】
近年の車両の高機能化に伴い、車載用ＥＣＵに高機能な制御回路が搭載されつつあるが、このような制御回路が、車両のバッテリが充電されないイグニッションスイッチのオフ時にも動作していると、バッテリに蓄えられた電力を消費し、バッテリ上がりの一因となるので、イグニッションスイッチのオフ時の制御回路の消費電力を極力低減する必要がある。
【０００５】
このような問題を解決するため、特許文献１には、ＬＡＮ（Local Area Network)を介してマスター側のＥＣＵに接続されたスレーブ側のＥＣＵに対して、所定の条件が揃った場合には、マスター側のＥＣＵからスレーブ側のＥＣＵ内のマイクロコンピュータ（以後、マイコンと呼称）を通常動作モードから、より電力消費の少ないスリープモードへ移行する指示が出され、スレーブ側のＥＣＵのマイコンをスリープモードとする構成が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、マスター側のＥＣＵにおいて、通常動作モードと低消費電力動作モードとの何れかに切り替えて動作可能なマイコンと信号監視回路とを備えた構成が開示されている。
【０００７】
この信号監視回路は、マイコンが低消費電力動作モードにある場合には周期的に動作して、イグニッションスイッチがオンされたような場合にはマイコンへ、低消費電力動作モードから通常動作モードへの移行を指示するウェイクアップ信号を出力し、それを受けたマイコンは、通常動作モードに移行する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平９−１３５２５７号公報
【特許文献２】特開２００９−７００９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以上説明したように、特許文献１においては、スレーブ側のＥＣＵのマイコンをスリープモードとする構成が開示され、特許文献２においては、マスター側のＥＣＵのマイコンをイグニッションスイッチのオフ時には低消費電力動作モードに切り替える構成が開示されているが、これらのＥＣＵ内のマイコンは、スリープモード時あるいは低消費電力動作モード時にもウェイクアップ信号を受けた時に備えて動作しており、完全に動作を停止しているわけではなく、電力消費は続いている。
【００１０】
本発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、消費電力をより低減した車載用制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため本発明に係る車載用制御装置の第１の態様は、上位制御装置からのコマンドを受ける車載用制御装置であって、通常動作を行う通常モードと、クロック信号の供給が遮断されたスリープモードとの切り替えが可能な制御回路と、前記制御回路に前記クロック信号を供給する発振回路と、前記制御回路および前記発振回路に動作電源電圧を供給する電源回路と、前記電源回路から前記発振回路に前記動作電源電圧を供給する電源線に介挿されたスイッチ素子と、前記スイッチ素子のオン、オフ制御を行うオン、オフ回路と、前記オン、オフ回路に対して前記スイッチ素子をオン状態とし、前記電源回路から前記発振回路に前記動作電源電圧を供給可能な状態とするウェイクアップ回路とを備え、前記オン、オフ回路は、前記上位制御装置からのスリープ移行要求コマンドを受信した前記制御回路からの出力信号によって前記スイッチ素子をオフ状態として前記発振回路の動作を停止させ、前記ウェイクアップ回路は、アナログ回路で構成され、前記上位制御装置からのウェイクアップ信号に基づいたリセット信号を前記オン、オフ回路に与えて前記スイッチ素子をオン状態とすることで前記発振回路の動作を復帰させる。
【００１２】
本発明に係る車載用制御装置の第２の態様は、前記ウェイクアップ回路が、前記動作電源電圧に基づいて電流を供給する定電流源と、前記定電流源に直列に接続されたコンデンサと、前記定電流源と前記コンデンサとの接続ノードに一方の入力が接続され、他方の入力から供給される所定の基準電圧と、前記接続ノードの電圧とを比較するコンパレータとを有し、前記定電流源は、前記ウェイクアップ信号に基づいてオン状態となって前記コンデンサの充電を開始し、前記コンデンサの電圧が前記基準電圧以上となった場合に、前記リセット信号を前記オン、オフ回路に与える。
【００１３】
本発明に係る車載用制御装置の第３の態様は、前記ウェイクアップ信号は、前記上位制御装置と前記車載用制御装置との間のネットワーク通信ラインを介して与えられ、前記定電流源は、前記ネットワーク通信ラインの電位状態がレセシブあるいはドミナントである場合にオン状態となって前記コンデンサの充電を開始する。
【００１４】
本発明に係る車載用制御装置の第４の態様は、前記制御回路と前記上位制御装置との間は信号線によって接続され、前記制御回路は、前記スリープモードとなった場合に、前記上位制御装置に対して前記信号線を介してその旨を報知する。
【００１５】
本発明に係る車載用制御装置の第５の態様は、前記制御回路が、その内部に、ウェイクアップのタイミングと同期して計時を開始するタイマーを有し、ウェイクアップ後に、一定時間が経過しても、前記上位制御装置からの前記コマンドが与えられない場合には、前記スイッチ素子をオフ状態とするように前記オン／オフ回路に前記出力信号を与えて前記スリープモードに入る。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る車載用制御装置の第１の態様によれば、上位制御装置からのスリープ移行要求コマンドを受信した制御回路からの出力信号によってスイッチ素子をオフ状態として発振回路の動作を停止させるので制御回路だけでなく発信回路の動作も停止して、消費電力をより低減することができる。
【００１７】
本発明に係る車載用制御装置の第２の態様によれば、コンデンサの電圧が基準電圧以上となった場合に、リセット信号をオン／オフ回路に与える構成により発信回路の動作を復帰させるので、アナログ回路により発信回路を復帰させる構成となり、発信回路を完全に停止させることができる。
【００１８】
本発明に係る車載用制御装置の第３の態様によれば、定電流源は、ネットワーク通信ラインの電位状態がレセシブあるいはドミナントである場合にオン状態となってコンデンサの充電を開始するので、アナログ回路による発信回路の復帰にネットワーク通信ラインの信号を使用することが可能となる。
【００１９】
本発明に係る車載用制御装置の第４の態様によれば、車載用制御装置がスリープモードになったことを上位制御装置に報知することができる。
【００２０】
本発明に係る車載用制御装置の第５の態様によれば、ノイズ等の誤検出によりウェイクアップを行った場合には、再びスリープモードに入ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る車載用制御装置の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】ラッチ回路の構成の一例を示す図である。
【図３】ラッチ回路の真理値表を示す図である。
【図４】本発明に係る車載用制御装置の実施の形態の動作を説明するタイミングチャートである。
【図５】本発明に係る車載用制御装置の実施の形態の変形例１の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明に係る車載用制御装置の実施の形態の変形例２の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
＜実施の形態＞
＜装置構成＞
図１は、本発明に係る車載用制御装置の実施の形態としてのスレーブＥＣＵ１の構成を示すブロック図である。
【００２３】
図１に示すようにスレーブＥＣＵ１は、マスターＥＣＵ５に接続された複数のスレーブＥＣＵのうちの１つであり、マスターＥＣＵ５からの制御コマンドに従って、各々の制御対象となる車両の走行に係る機器（図示せず）および車室内などの快適性に係る機器（図示せず）の制御を行う。なお、図においては、スレーブＥＣＵ２および３も併せて示しているが、その構成はスレーブＥＣＵ１と同じである。
【００２４】
スレーブＥＣＵ１は、トランシーバ回路１４が、ＬＡＮケーブルなどのネットワーク通信ラインＣＬを介してマスターＥＣＵ５に接続され、スレーブＥＣＵ５との間で信号Ｓ３の授受を行う。
【００２５】
トランシーバ回路１４は、通信ドライバ１３との間で、信号Ｓ３に基づいた受信信号Ｔｘおよび信号Ｓ３を生成する送信信号Ｒｘの授受を行い、通信ドライバ１３は制御回路１０に対して、受信信号Ｒｘに基づいた信号を与えるとともに、制御回路１０からの信号に基づいて送信信号Ｔｘを生成する。
【００２６】
制御回路１０は、電源回路１２から供給される動作電源電圧ＶＤＤによって動作し、複数の出力回路１７１〜１７ｎを介して制御対象となる機器（図示せず）に対して各種の制御信号を与える回路であり、発信回路１５から与えられる動作クロック信号Ｃ１に基づいて各種の制御信号を生成する。なお、電源回路１２は外部電源ＰＷから電力を供給される。
【００２７】
発信回路１５は、制御回路１０に動作クロック信号Ｃ１を供給するとともに、通信ドライバ１３にも動作クロック信号Ｃ１を供給し、電源回路１２から供給される動作電源電圧ＶＤＤによって動作する。電源回路１２に接続される電源線ＰＬにはスイッチ素子としてＰＮＰトランジスタ１１が介挿されており、ＰＮＰトランジスタ１１がオフすることにより、動作電源電圧ＶＤＤの供給が遮断され、発信回路１５は動作を停止する。この、ＰＮＰトランジスタ１１のオン／オフはラッチ回路１６によって制御される。なお、ラッチ回路１６はＰＮＰトランジスタ１１のオン／オフ回路と呼称することができる。
【００２８】
ラッチ回路１６は、制御回路１０からの出力信号Ｓ１によってＰＮＰトランジスタ１１をオフして発信回路１５の動作を停止させ、ウェイクアップ回路１８からの出力信号Ｓ２によってＰＮＰトランジスタ１１をオンして発信回路１５の動作を再開させる回路であり、セット入力に制御回路１０からの出力信号Ｓ１を受け、リセット入力にウェイクアップ回路１８からの出力信号Ｓ２を受ける負論理のＳＲラッチ回路などで構成されている。なお、ラッチ回路１６の構成はこれに限定されるものではなく、ＰＮＰトランジスタ１１のオン／オフを制御できるとともに、そのオン／オフの状態を維持できる回路であれば良い。
【００２９】
ウェイクアップ回路１８は、電源回路１２から供給される動作電源電圧ＶＤＤの電位と接地電位との間に定電流源１８１およびコンデンサ１８３が直列に接続され、また、コンデンサ１８３と並列してＮＰＮトランジスタ１８２が接続されている。定電流源１８１、ＮＰＮトランジスタ１８２およびコンデンサ１８３の共通接続ノードはコンパレータ１８５の非反転入力（＋）に接続され、コンパレータ１８５の反転入力（−）は、抵抗１８４を介して接地され、この抵抗１８４によって規定される電圧が基準電圧Ｖｒｅｆとなる。このコンパレータ１８５の出力がウェイクアップ回路１８の出力信号Ｓ２となる。
【００３０】
定電流源１８１には、定電流源１８１を駆動させるための駆動回路１９が付随し、当該駆動回路１９は、電源回路１２から供給される動作電源電圧ＶＤＤの電位と接地電位との間にＰＮＰトランジスタ１９１および抵抗１９３が直列に接続され、また、ＰＮＰトランジスタ１９１のエミッタとベースとの間には抵抗１９２が接続され、ＰＮＰトランジスタ１９１のベースはＮＰＮトランジスタ１８２のベースに接続されている。これらＰＮＰトランジスタ１９１およびＮＰＮトランジスタ１８２のベースには受信信号Ｒｘが与えられ、ウェイクアップ回路１８が制御される。
【００３１】
ここで、図２および図３を用いてラッチ回路１６について説明する。図２にはラッチ回路１６の構成の一例を示し、図３にはラッチ回路１６の真理値表を示す。図２に示すように、ラッチ回路１６は、２入力のＮＡＮＤ回路Ｇ１およびＧ２で構成され、制御回路１０の出力がＮＡＮＤ回路Ｇ１の一方の入力端に入力され、コンパレータ１８５の出力がＮＡＮＤ回路Ｇ２の一方の入力端に入力され、ＮＡＮＤ回路Ｇ１の他方の入力端はＮＡＮＤ回路Ｇ２の出力端に接続され、ＮＡＮＤ回路Ｇ２の他方の入力端はＮＡＮＤ回路Ｇ１の出力端に接続され、ＮＡＮＤ回路Ｇ１の出力端がラッチ回路１６の出力部となる。
【００３２】
このような構成のラッチ回路１６においては、図３の真理値表に示すように、制御回路１０の出力が低電位（「Ｌ」）であり、コンパレータ１８５の出力が高電位（「Ｈ」）である場合はラッチ回路１６の出力は「Ｈ」となり、制御回路１０の出力が「Ｈ」であり、コンパレータ１８５の出力が「Ｌ」である場合はラッチ回路１６に出力は「Ｌ」となる。また、制御回路１０、コンパレータ１８５共に出力が「Ｈ」となった場合は、出力は変化せず、前の出力電位を保持する。なお、制御回路１０、コンパレータ１８５共に出力が「Ｌ」となる場合はラッチ回路１６の出力は「Ｌ」となるが、このような場合は想定していない。
【００３３】
＜装置動作＞
スレーブＥＣＵ１は、マスターＥＣＵ５からの制御コマンドに従って、複数の出力回路１７１〜１７ｎを制御して、各々の制御対象となる機器を制御するだけでなく、出力回路１７１〜１７ｎのステータス状況をマスターＥＣＵ５に送信するための制御を行うが、これらのネットワーク通信ラインＣＬを介しての送受信の制御には発信回路１５によって生成されるクロック信号Ｃ１が必要であり、クロック信号Ｃ１が供給されている限り、制御回路１０は動作を続けている。
【００３４】
車両のイグニッションキーがオフしている状態ではバッテリの消費を可能な限り抑えたいが、そのためには各スレーブＥＣＵおける制御回路１０の動作を完全に停止させることが望ましい。そこで、本発明においては、イグニッションキーをオフした後、スリープ条件が整うと、マスターＥＣＵ５から各スレーブＥＣＵに対してスリープ移行要求コマンドが送信される。以下、スリープ移行要求コマンドを受信したスレーブＥＣＵ１のスリープ動作について、図１を参照しつつ、図４に示すタイミングチャートを用いて説明する。
【００３５】
図４に示すように、スレーブＥＣＵ１が通常の動作を行っている通常モードにおいては、発信回路１５はクロック信号Ｃ１を出力している。この状態では、ネットワーク通信ラインＣＬの信号Ｓ３には任意の信号が与えられている。
【００３６】
マスターＥＣＵ５が出力するスリープ移行要求コマンドは、「Ｈ」状態の信号であり、これを受けたトランシーバ回路１４から出力される受信信号Ｒｘも同様に「Ｈ」状態の信号である。なお、トランシーバ回路１４は、電源回路１２を動作電源としており、出力される信号の電位は電源回路１２の出力電圧で規定されるので、同じ「Ｈ」状態でもネットワーク通信ラインＣＬの信号電位とは異なっている。
【００３７】
通信ドライバ１３を介してスリープ移行要求コマンドを受けた制御回路１０は、「Ｌ」状態の出力信号Ｓ１をラッチ回路１６に与える。図３を用いて説明したように、制御回路１０の出力が「Ｌ」である場合は、ラッチ回路１６の出力は「Ｈ」となり、それを受けたＰＮＰトランジスタ１１はオフ状態となり、発信回路１５への動作電源電圧ＶＤＤの供給が停止され、制御回路１０へのクロック信号Ｃ１の供給が遮断され、制御回路１０の動作も停止してスリープモードとなる。
【００３８】
一方、制御回路１０を通常モードに復帰（ウェイクアップ）させるには、マスターＥＣＵ５からのウェイクアップ信号が必要である。このウェイクアップ信号は、ネットワーク通信ラインＣＬの信号Ｓ３が、レセシブ（「Ｈ」）またはドミナント（「Ｌ」）となることで、それに応じた「Ｈ」または「Ｌ」の受信信号Ｒｘがトランシーバ回路１４から制御回路１０に出力される。なお、ネットワーク通信ラインＣＬの信号Ｓ３が、レセシブの場合でもドミナントの場合でもウェイクアップ信号として使用することはできるが、本例においては、ドミナントの場合をウェイクアップ信号として使用する。
【００３９】
トランシーバ回路１４からの受信信号Ｒｘが「Ｌ」となると、定電流源１８１を駆動させるための駆動回路１９のＰＮＰトランジスタ１９１がオン状態となり、駆動回路１９によって定電流源１８１がオン状態となってウェイクアップ回路１８のコンデンサ１８３の充電を開始する。
【００４０】
コンデンサ１８３に電荷が蓄積され、コンパレータ１８５における基準電圧Ｖｒｅｆ以上となった場合は、コンパレータ１８５からの出力信号Ｓ２が「Ｌ」状態となり、ラッチ回路１６に与えられる。
【００４１】
図３を用いて説明したように、コンパレータ１８５の出力が「Ｈ」である場合は、ラッチ回路１６の出力は「Ｌ」となり、ＰＮＰトランジスタ１１がオン状態となる。これにより、制御回路１０へのクロック信号Ｃ１の供給が再開され、制御回路１０の動作が復帰して通常モードとなる。この場合、ウェイクアップ回路１８の出力信号Ｓ２は、発信回路１５のリセット信号として機能する。
【００４２】
なお、マスターＥＣＵ５からのウェイクアップ信号が終了し、ネットワーク通信ラインＣＬの信号Ｓ３が「Ｈ」状態となると、トランシーバ回路１４からの受信信号Ｒｘが「Ｈ」となり、駆動回路１９のＰＮＰトランジスタ１９１がオフし、ウェイクアップ回路１８のＮＰＮトランジスタ１８２がオン状態となってコンデンサ１８３を放電する。
【００４３】
＜効果＞
以上説明したように、スリープ移行要求コマンドを受けた制御回路１０が、ＰＮＰトランジスタ１１をオフ状態とすることで発信回路１５への動作電源電圧ＶＤＤの供給を停止して発信回路１５の動作を停止するので、制御回路１０だけでなく発信回路１５動作も停止して、消費電力をより低減することができる。
【００４４】
また、ネットワーク通信ラインＣＬの信号Ｓ３を反映した受信信号Ｒｘの「Ｈ」、「Ｌ」の電位と連動して、コンデンサ１８３の充放電を行い、コンデンサ１８３の電位が所定レベル以上となることで発信回路１５のリセット信号を出力する構成により発信回路１５の動作を復帰させるので、アナログ回路により発信回路１５を復帰させる構成となり、発信回路１５を完全に停止させることができる。
【００４５】
＜変形例１＞
マスターＥＣＵ５は、スリープ移行要求コマンドをスレーブＥＣＵ１に送信してスレーブＥＣＵ１の動作を停止させようとするが、マスターＥＣＵ５から見てスレーブＥＣＵ１が本当にスリープモードになったかどうかは判らない。
【００４６】
そこで図５に示すように、スレーブＥＣＵ１の制御回路１０からマスターＥＣＵ５に直接に信号線ＳＬを接続し、当該信号線ＳＬを介してマスターＥＣＵ５に、発信回路１５が停止し、クロック信号Ｃ１が停止したことを報知する報知信号を送信する構成を採っても良い。
【００４７】
この場合、報知信号は、通常モードでは「Ｌ」であり、スリープモードに移行した場合には「Ｈ」となるように構成すれば良い。
【００４８】
＜変形例２＞
スレーブＥＣＵ１は、マスターＥＣＵ５からのウェイクアップ信号が与えられることで発信回路１５をリセットして制御回路１０のウェイクアップを行うが、ネットワーク通信ラインＣＬにノイズ等が乗ることで擬似的なウェイクアップ信号となる可能性もある。
【００４９】
そこで、図５に示すように、スレーブＥＣＵ１の制御回路１０内にウェイクアップのタイミングと同期して計時を開始するタイマー１０１を設け、制御回路１０のウェイクアップ後に、一定時間が経過しても、マスターＥＣＵ５からのコマンドが与えられない場合には、ノイズ等の誤検出によりウェイクアップを行ったものとして、制御回路１０は、「Ｌ」状態の出力信号Ｓ１をラッチ回路１６に与えてＰＮＰトランジスタ１１をオフ状態とし、発信回路１５の動作を停止して再びスリープモードに入る構成を採っても良い。
【符号の説明】
【００５０】
１０  制御回路
１２  電源回路
１５  発振回路
１６  ラッチ回路
１８  ウェイクアップ回路
【図１】
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【図２】
2011235770.tif 000004
【図３】
2011235770.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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