(57)【要約】【課題】バッテリの電力消費を抑え、スリープ動作中のネットワーク上の異常発生箇所の特定を可能とする電子制御装置を提供する。【解決手段】送信線と受信線を介して互いに接続された通信制御部とトランシーバと、電子制御装置が通常の動作状態である通常モードよりも消費電力の少ない動作状態であるスリープモードで動作時に、トランシーバが受信した受信信号をウエイクアップデータとして記憶する記憶部と、を備え、トランシーバは、通信制御部から送信線を介して入力される送信信号を通信バスに送出するとともに、通信バスから受信した受信信号を、受信線を介して通信制御部へ出力し、通信制御部は、トランシーバからウエイクアップデータを受信したときに、スリープモードから通常モードへの遷移を開始し、通常モードに遷移した後に、記憶部からウエイクアップデータを取得し、ウエイクアップデータが適正なものか否かを判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
他の制御ユニットと通信バスを介して通信する電子制御装置であって、
送信線と受信線を介して互いに接続された通信制御部とトランシーバと、
前記電子制御装置が、通常の動作状態である通常モードよりも消費電力の少ない動作状態であるスリープモードで動作時に、前記トランシーバが受信した受信信号をウエイクアップデータとして記憶する記憶部と、
を備え、
前記トランシーバは、前記通信制御部から前記送信線を介して入力される送信信号を前記通信バスに送出するとともに、前記通信バスから受信した受信信号を、前記受信線を介して前記通信制御部へ出力し、
前記通信制御部は、
前記トランシーバから前記ウエイクアップデータを受信したときに、前記スリープモードから前記通常モードへの遷移を開始し、
前記通常モードに遷移した後に、前記記憶部から前記ウエイクアップデータを取得し、前記ウエイクアップデータが適正なものか否かを判定することを特徴とする電子制御装置。
【請求項２】
前記記憶部は、前記トランシーバに含まれ、
前記通信制御部は、前記通常モードに遷移した後に、前記トランシーバに対し、前記記憶部から前記ウエイクアップデータを読み出して、前記通信制御部に送信させる請求項１に記載の電子制御装置。
【請求項３】
前記通信制御部と前記トランシーバは、モード制御線により接続され、
前記通信制御部は、前記モード制御線を介して前記動作状態に対応する信号を出力し、
前記トランシーバは、入力された前記動作状態に対応する信号の状態に基づいて、前記記憶部から前記ウエイクアップデータを読み出す請求項２に記載の電子制御装置。
【請求項４】
前記記憶部は、前記通信制御部に接続され、
前記通信制御部は、前記ウエイクアップデータを受信した際に、前記通常モードへの遷移を開始するとともに、前記ウエイクアップデータを前記記憶部に記憶し、
前記通常モードに遷移した後に、前記記憶部から前記ウエイクアップデータを読み出す請求項１に記載の電子制御装置。
【請求項５】
前記電子制御装置は、前記制御ユニットが前記通信バスにより接続されたネットワークが複数形成され、これら複数のネットワークの間でデータの中継を行う車両用ゲートウエイ装置である請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の電子制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子制御装置、特に、制御ユニットを含む通信ネットワークに接続された電子制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両に搭載される電装品の数は、車両の高機能化および高性能化に伴って急増しており、車両内の配線が複雑化するとともに大規模化している。そこで、車両内の配線の本数増加を抑制すべく、電装品を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵともいう）をシートやドアのボデー系、エンジンやスロットル等のパワートレイン系などに区分けしてグループ化し、グループ毎にＥＣＵを通信バスで接続するとともに、これら通信バス間に中継接続ユニット（ゲートウェイ装置ともいう）を設け、該中継接続ユニットを介してグループ間の通信を行う車両用通信システムが用いられている。
【０００３】
車両用通信システムにおいては、通信バス上に存在する複数のＥＣＵのいずれかが故障して通信異常が発生すると、車両や電装品の制御に支障をきたすこととなる。よって、通信異常を発生させているＥＣＵや該ＥＣＵが接続されている通信バスを早期に特定して、通信異常対処を迅速に開始することが好ましい。
【０００４】
そこで、正常な状態のＣＡＮ通信回路に通電したときの各フィルタ回路部の電圧を予め測定しておき、この正常値と検査時に測定した各フィルタ回路部の電圧値とを比較し、その比較結果および測定するフィルタ回路部に基づいて、天絡、地絡、短絡といった異常を検知するとともに、異常が発生した通信バスあるいはＥＣＵを特定できる異常検知システムが考案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
また、通信バスを介して電子制御ユニットから受信するメッセージフレームの数を、各メッセージフレームに付されたＩＤ（識別子）毎にカウントし、カウント数を予め設定した単位時間あたりの基準値と比較してメッセージフレームが通信異常であるかを判定する車載用多重通信装置が考案されている（特許文献２参照）。
【０００６】
また、マスタノード（ＥＣＵ）が、パターン信号と他のノードの識別アドレスとを対にして通信バスへ送信し、他のノードは、自己の識別アドレスと対になるパターン信号を受信したときに、受信パターン信号および受信アドレスを折返し通信バスへ返送し、マスタノードは、これらパターン信号および識別アドレスの受信状態に応じて通信バスの監視を行う通信バス監視装置が考案されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１３０７７４号公報
【特許文献２】特開２００８−２３６４０８号公報
【特許文献３】特開平０６−３２６７１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来技術では、通信バスに特定の信号（例えば、ウエイクアップ要求信号）が送出されることで、ＥＣＵは、通信を停止して消費電力を低減するスリープモードから、通信を実行可能な通常モードに遷移（ウエイクアップ）するように構成されている。例えば、ゲートウエイ装置が他のＥＣＵからウエイクアップ要求信号を受信すると、自らがウエイクアップした後に、関係するＥＣＵにウエイクアップ要求信号を送信する。
【０００９】
ゲートウエイ装置のＭＰＵは、ウエイクアップ要求信号のエッジ（立下り等）、レベル（“Ｌ”区間）でウエイクアップしており、ウエイクアップ要求信号の内容を判別しているわけではない。このため、ウエイクアップ要求信号に類似の外来ノイズや他のＥＣＵの動作異常により通信バス上に送出された信号でもウエイクアップすることもあり得る。
【００１０】
特許文献１〜３の構成では、ウエイクアップ要求信号が適正なものか否かを判定するときや、ＥＣＵあるいは通信バスの異常判定を実施するときは、全てのＥＣＵをウエイクアップさせる必要がある。このため、特に車両が駐車中、すなわち、バッテリへの充電が行われていないときには、暗電流が増加し、バッテリを消耗させる。
【００１１】
上記問題点を背景として、本発明は、バッテリの電力消費を抑え、スリープ動作中のネットワーク上の異常発生箇所の特定を可能とする電子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】
【００１２】
上記課題を解決するための電子制御装置は、他の制御ユニットと通信バスを介して通信する電子制御装置であって、送信線と受信線を介して互いに接続された通信制御部とトランシーバと、電子制御装置が、通常の動作状態である通常モードよりも消費電力の少ない動作状態であるスリープモードで動作時に、トランシーバが受信した受信信号をウエイクアップデータとして記憶する記憶部と、を備え、トランシーバは、通信制御部から送信線を介して入力される送信信号を通信バスに送出するとともに、通信バスから受信した受信信号を、受信線を介して通信制御部へ出力し、通信制御部は、トランシーバからウエイクアップデータを受信したときに、スリープモードから通常モードへの遷移を開始し、通常モードに遷移した後に、記憶部からウエイクアップデータを取得し、ウエイクアップデータが適正なものか否かを判定する。
【発明の効果】
【００１３】
上記構成によって、１つの電子制御装置に、通信バス毎に一時記憶部（バッファ）を設けることで、ウエイクアップデータと思われる受信信号を記憶でき、ウエイクアップ後の電子制御装置の処理によって、ウエイクアップデータが適正なものか否かを判定できる。このため、各制御ユニットに一時記憶部を設けなくてもよい。さらに、判定処理を電子制御装置で一括して行うため、制御ユニットをウエイクアップさせたり、各制御ユニットに判定処理を行わせる必要がないので、消費電流を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の電子制御装置の概略図。
【図２】ウエイクアップ動作の流れを説明するフロー図。
【図３】図２におけるデータおよび信号の状態を示すタイミングチャート。
【図４】本発明の電子制御装置の別例の概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の電子制御装置を、制御ユニットが通信線により接続されたネットワークが複数形成され、該複数のネットワークが接続された車両用ゲートウエイ装置（以下、「ゲートウエイ装置」と略称）に適用したものを例に挙げて説明する。図１のように、ゲートウエイ装置１０には、複数の車内通信ネットワーク（以下、「ネットワーク」と略称）５０、６０、７０が接続されている。
【００１６】
図１の構成が、「電子制御装置は、制御ユニットが通信バスにより接続されたネットワークが複数形成され、これら複数のネットワークの間でデータの中継を行う車両用ゲートウエイ装置である」ものである。本構成によって、上述した効果を奏することができる。
【００１７】
ネットワーク（５０、６０、７０の総称、以下同じ）は、通信プロトコルとしてＣＡＮ（Controller  Area  Network）を用いる。無論、ＣＡＮ以外の通信プロトコルを用いてもよいし、ネットワーク毎に異なる通信プロトコルを用いてもよい。また、ネットワークは、例えば、車両の機能ごとに分けられて構成されている。ネットワークは、少なくとも１つがゲートウエイ装置１０に接続されていればよい。
【００１８】
ネットワーク５０では、通信バス５１に、ＥＣＵ１〜３が接続される。これらのＥＣＵとしては、車両の旋回挙動を安定化させるためのＶＳＣ（Vehicle  Stability  Control）  ＥＣＵ、車内の空調を制御するエアコンＥＣＵ、エンジン制御を行うエンジンＥＣＵのような走行制御系ＥＣＵが挙げられる。
【００１９】
ネットワーク６０では、通信バス６１に、ＥＣＵ４〜６が接続される。これらのＥＣＵとしては、シートの位置あるいは高さを調整するためのシートＥＣＵ、窓の開閉制御を行うパワーウインドウＥＣＵ用、電動ミラーの格納／展開等を行う電動ミラーＥＣＵ、ドアロック装置の解錠／施錠を行うドアロックＥＣＵのような、車両のボデー系のＥＣＵが挙げられる。
【００２０】
ネットワーク７０では、通信バス７１に、ＥＣＵ７〜９が接続される。これらのＥＣＵとしては、オーディオ装置あるいはナビゲーション装置のようなマルチメディア系機器が挙げられる。
【００２１】
ＣＡＮプロトコルでは、ＣＡＮＨ（５０Ｈ、６０Ｈ、７０Ｈに相当）、ＣＡＮＬ（５０Ｌ、６０Ｌ、７０Ｌに相当）と呼ばれる２本の信号線の電圧差の有無によって「０」、「１」のレベルを検出する２線式差動伝送方式で通信を行う。
【００２２】
ゲートウエイ装置１０は、ＭＰＵ１１（本発明の通信制御部）、および、送信線ＴｘＤ、受信線ＲｘＤ、モード制御線ＳＴＢを介してＭＰＵ１１に接続されたトランシーバ２０、３０、４０を含む。ＭＰＵ１１は、ＣＰＵ１１ａ、制御プログラムおよびデータが記憶された不揮発メモリであるメモリ１１ｂ、および周辺回路（図示せず）を含む周知のワンチップマイコンとして構成される。ＣＰＵ１１ａがメモリ１１ｂに記憶された制御プログラムを実行することで、ゲートウエイ装置１０の種々の機能を実現する。
【００２３】
トランシーバ（２０、３０、４０の総称、以下同じ）は同様の構成であるので、トランシーバ２０を例に挙げて構成を説明する。トランシーバ２０は、送受信回路２１（送信部２１ａ、受信部２１ｂ）、バッファ２２（本発明の記憶部）を含む。送信部２１ａは、ＭＰＵ１１から送信線ＴｘＤを介して入力された送信信号に基づき差動信号を生成して通信バス５１に送出する。また、受信部２１ｂは、通信バス５１から受信した差動信号から「０」、「１」のレベルを検出し、受信信号として受信線ＲｘＤを介してＭＰＵ１１へ出力する。
【００２４】
バッファ２２は、少なくともスリープモード時に受信した受信信号を一時保存する。バッファの容量は、受信するウエイクアップデータのデータ長および記憶するデータ数によって定められる。
【００２５】
上述の構成が、「記憶部は、トランシーバに含まれ、通信制御部は、通常モードに遷移した後に、トランシーバに対し、記憶部からウエイクアップデータを読み出して、通信制御部に送信させる」ものである。本構成によって、通信バス毎に異常を判定するので、他の通信バスに接続された制御ユニットを無駄にウエイクアップさせることによる消費電流の増加を抑制できる。
【００２６】
ＭＰＵ１１は、モード制御線ＳＴＢから現在の動作モードに対応する信号を出力する。すなわち、通常の動作状態である通常モードのときはＬレベルを出力し、通常モードよりも消費電力の少ない動作状態であるスリープモードのときはＨレベルを出力する。トランシーバ２０では、モード制御線ＳＴＢからＬレベルが入力されたときは（通常モード）、トランシーバ２０全体を動作させる。一方、モード制御線ＳＴＢからＨレベルが入力されたときは（スリープモード）、少なくとも受信部２１ｂを動作させる。バッファ２２も動作させてもよい。
【００２７】
通信プロトコルにＬＩＮを用いる構成では、ＥＣＵ（１〜９の総称、以下同じ）が通信バスをウエイクアップさせたい場合、ウエイクアップフレームと呼ばれる一定時間のドミナント（Ｌレベル）信号を送信する。このドミナント信号をゲートウエイ装置のトランシーバが受信して、ＣＰＵの外部割込みや電源回路のイネーブル信号を制御し、ウエイクアップ動作を開始する。
【００２８】
図２を用いて、ゲートウエイ装置１０で実行されるウエイクアップ動作の流れを、ネットワーク５０を例に挙げて説明する。ゲートウエイ装置１０（少なくともトランシーバ２０）がスリープモードで動作していることが前提となる（Ｓ１１）。
【００２９】
ゲートウエイ装置１０がスリープモードで動作する状況として、例えば、車両が駐車状態（エンジン停止、車速ゼロ、シフトレバーがパーキングの位置、駐車ブレーキ作動などのうちの少なくとも一つを含む状態）にあるときが挙げられる。よって、本処理を、車両が駐車状態のときにのみ実行してもよい。本構成が、「車両状態を取得する車両状態取得部と、車両状態に基づき車両が駐車状態か否かを判定する状態判定部と、を備え、通信制御部は、車両が駐車状態であるときに、ウエイクアップデータが適正なものか否かを判定する」ものである。
【００３０】
上記構成によって、電子制御装置および制御ユニットの消費電流（暗電流）の増加を、実質的に電子制御装置の消費電流の増加分のみに抑えることができる。また、車両が駐車中に、異常の検出および原因の特定を行うことができ、ユーザに状況を報知したり、安全性を考慮した縮退動作を行うことで、車両あるいは運転時の安全性を高めることができる。
【００３１】
なお、車両状態は、例えば、走行制御系ＥＣＵ（４〜６）、あるいはボデー系ＥＣＵ（７〜９）から取得可能で、ゲートウエイ装置１０がスリープモードに遷移する直前に取得したものをメモリ１１ｂに格納しておき、これを用いて判定する。
【００３２】
通信バス５１上のＥＣＵ１〜３は、自身がスリープモードに遷移する際、その旨の情報（スリープモード遷移情報）をゲートウエイ装置１０に送信する。ＭＰＵ１１は、通信バス５１に接続された全てのＥＣＵ（１〜３）からスリープモード遷移情報を受信すると、ネットワーク５０全体がスリープモードに遷移したと見なして、トランシーバ２０に接続されたモード制御線ＳＴＢにＨレベルを出力する。そして、他の通信バス（６１、７１）上の全てのＥＣＵ（４〜９）からスリープモード遷移情報を受信すると、ＭＰＵ１１は、トランシーバ３０、４０に接続されたモード制御線ＳＴＢにＨレベルを出力した後、自身（ゲートウエイ装置１０全体でもよい）もスリープモードに遷移する。
【００３３】
スリープモードでは、ＭＰＵ１１は、少なくとも受信線ＲｘＤの入力を検出する機能は動作している。また、トランシーバ２０は、少なくとも受信部２１ｂは動作している（トランシーバ３０、４０も同様）。この状態で、例えば、トランシーバ２０が、通信バス５１（例えば、ＥＣＵ３）からウエイクアップデータ（以下、「データ」と略称）を受信したとき（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、トランシーバ２０では、データをバッファ２２に一時記憶するとともに（Ｓ１３）、受信線ＲｘＤを介してＭＰＵ１１に出力する。この時点では、データがウエイクアップ信号かは分からない。
【００３４】
ＭＰＵ１１は、例えば、外部割込み機能を利用して、受信線ＲｘＤのレベル変化に基づいてデータの有無を検知する。ＭＰＵ１１がスリープモードのときにデータを検知すると、ＭＰＵ１１はウエイクアップして通常モードへの遷移を開始する（Ｓ１４）。
【００３５】
通常モードへの遷移が完了すると、モード制御線ＳＴＢにＬレベル（データ要求信号）を出力し、トランシーバ２０をウエイクアップさせる。Ｌレベルを出力した後に所定時間Ｈレベルを出力した後、再度Ｌレベルを出力してもよい。このパルス信号が、ＭＰＵ１１からトランシーバ２０に対するデータ要求信号となる。なお、ゲートウエイ装置１０の他の回路は、スリープモードで動作したままでもよい。
【００３６】
次に、モード制御線ＳＴＢのＨレベル→Ｌレベルへの変化を検知したトランシーバ２０では、受信部２１ｂが、バッファ２２からデータを読み出し（Ｓ１５）、ＭＰＵ１１へ送信する（Ｓ１６）。データを読み出した後には、バッファ２２には初期値を格納する。
【００３７】
上述の構成が、「通信制御部とトランシーバは、モード制御線により接続され、通信制御部は、モード制御線を介して動作状態に対応する信号を出力し、トランシーバは、入力された動作状態に対応する信号の状態に基づいて、記憶部からウエイクアップデータを読み出す」ものである。本構成によって、既存の信号線を用いることにより、低コストで本発明の構成を実現できる。
【００３８】
次に、ＭＰＵ１１は、受信したデータを解析し（Ｓ１７）、以下のうちの少なくとも一つを用いて、データが適正なものか否かを判定する（Ｓ１８）。
・ウエイクアップ信号が所定時間のＬレベル信号であるとき、データのＬレベル時間を測定し、所定時間との差が予め定められた閾値以内のとき、正常なウエイクアップ信号と判定。
・ウエイクアップ信号が予め定められたパターンの信号であるとき、メモリ１１ｂに記憶された基準パターンとデータのパターンと比較し、両者が一致したとき、正常なウエイクアップ信号と判定。
【００３９】
最後に、ＭＰＵ１１は、以下のうちの少なくとも一つを用いて、上述の判定結果に基づく処理を実行する（Ｓ１９）。
・正常なウエイクアップ信号と判定したとき、ゲートウエイ装置１０の全体が通常モードで動作する。ウエイクアップ信号を送信して来なかった通信バスに接続されたトランシーバはウエイクアップさせなくてもよい。上述のウエイクアップ信号に基づいて、ネットワーク５０の他のＥＣＵ（１または２）にウエイクアップ要求信号あるいは状態問い合わせ信号を送信する。また、必要に応じて、他のネットワーク（６０、７０）にウエイクアップ要求信号あるいは状態問い合わせ信号を送信する。
・正常なウエイクアップ信号でないと判定したとき、かつ、信号の送信元のＥＣＵ３が特定可能なとき、ＥＣＵ３に状態問い合わせ信号を送信する。あるいは、他のＥＣＵ（他のネットワークに接続されているものも含めてもよい）をウエイクアップさせた後、ＥＣＵ３の動作に異常が発生した旨のデータを送信してもよい。
【００４０】
ステップＳ１５〜Ｓ１９の処理は、ゲートウエイ装置１０がスリープモードに遷移する直前に、車両が駐車状態にある旨の情報を取得していたときのみに実行してもよい。
【００４１】
図３に、図２の動作に対応する各信号のタイミングチャートを示す。時刻Ｔ０までは、ゲートウエイ装置１０は通常モードで動作している。通信バス５１、および送信線ＴｘＤ、受信線ＲｘＤには、各ＥＣＵの状況に応じたデータ（Ｄ１およびＤ２、Ｔ１、Ｒ１およびＲ２）が流れる。バッファ２２には初期値が格納されている。ＭＰＵ１１は、モード制御線ＳＴＢにＬレベルを出力している。
【００４２】
時刻Ｔ０で、ＭＰＵ１１がモード制御線ＳＴＢにＨレベルを出力し、ゲートウエイ装置１０が通常モードからスリープモードに遷移する。この後、時刻Ｔ１で、通信バス５１にデータＤ３が流れると、トランシーバ２０はこれを受信し（Ｒ３）、受信線ＲｘＤを介してＭＰＵ１１に出力する。さらに、受信したデータをバッファ２２に格納する。
【００４３】
ＭＰＵ１１は、時刻Ｔ１にデータＲ３の入力を検知すると、通常モードからスリープモードに遷移を開始する。遷移途中では、ＭＰＵ１１は、データの判定を行うことはできない。そして、モード制御線ＳＴＢにＬレベルを出力する（時刻Ｔ２）。トランシーバ２０は、モード制御線ＳＴＢがＬレベルに変化したことを検知すると、バッファ２２からデータＲ３を読み出して、データＲ４としてＭＰＵ１１に出力する（時刻Ｔ３）。このとき、バッファには初期値を格納する。ＭＰＵ１１は、このデータＲ４を取得して、データＤ３が正常なウエイクアップデータか否かを判定する。
【００４４】
図４に、ゲートウエイ装置１０の構成の別例を示す。図４は、図１の変形例であるため、図１と同一の構成については同一の符号を付与し、ここでの詳細な説明は割愛する。図１では、バッファはトランシーバに含まれ、バッファへのウエイクアップデータの格納およびバッファからの読出しをトランシーバが行う。一方、図４では、バッファ１２はトランシーバに含まれずＭＰＵ１１に接続され、データの格納および読出しをＭＰＵ１１が行う。図２では、ステップＳ１６を実行しない。すなわち、トランシーバの動作に関係なく、ＭＰＵ１１が通常モードに遷移したら、バッファ１２からデータを読み出す。
【００４５】
図４の構成が、「記憶部は、通信制御部に接続され、通信制御部は、ウエイクアップデータを受信した際に、通常モードへの遷移を開始するとともに、ウエイクアップデータを記憶部に記憶し、通常モードに遷移した後に、記憶部からウエイクアップデータを読み出す」ものである。
【００４６】
本構成によって、各トランシーバがバッファを持つ必要がない。ウエイクアップ時にトランシーバからウエイクアップデータを取得する必要がないという利点がある。一方、ＭＰＵ１１は、スリープモード時でも、上述の受信線ＲｘＤの入力を検出する機能に加えて、バッファへのウエイクアップデータ書込み可能な機能を動作させておく必要がある。
【００４７】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１０  ゲートウエイ装置（電子制御装置）
１１  ＭＰＵ（通信制御部）
２０、３０、４０  トランシーバ
１２、２２  バッファ（記憶部）
５１、６１、７１  通信バス
ＥＣＵ１〜９  制御ユニット
ＴｘＤ  送信線
ＲｘＤ  受信線
ＳＴＢ  モード制御線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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