(57)【要約】データバスを介して互いにネットワーク化された少なくとも２つの制御装置を有し、電力消費を低減するため、該制御装置が全電力消費（１）で、又は電力消費が削減された状態（２〜６）で作動される特定の電力消費状態（１〜６）に全体的に又は部分的に置かれ得る、自動車の機能を制御又は調節するシステムに関する。少なくとも一つの制御装置は、インターフェースを備えた制御プログラムを有し、アプリケーションプログラムを最適に実行するために電力消費状態（１〜６）に関するデータが、制御装置内のプログラム又は外部の要請によってインターフェースを介して制御プログラムへ伝送され、制御プログラムは、制御装置のために該データから必要な電力消費状態（１〜６）を推定する手段と、必要なときに一の電力消費状態（１〜６）から他の電力消費状態（１〜６）へ制御装置を切り替える切替え手段を有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
データバスを介して互いにネットワーク化された少なくとも２つの制御装置を有し、電力消費を低減するために、該制御装置が全電力消費（１）で又は電力消費が削減された状態（２〜６）で作動される特定の状態（１〜６）に、全体的に又は部分的に置かれ得る自動車の機能を制御又は調節するシステムであって、
複数の制御装置にそれぞれインターフェースを備えた制御プログラムが割り当てられ、存在するアプリケーションプログラムを最適に実行する電力消費状態（１〜６）に関するデータが、該制御装置内のプログラムによって又は外部の要請によって該インターフェースを介して該制御プログラムへ伝送され、それぞれの制御プログラムは、割り当てられた制御装置における必要な電力消費状態（１〜６）を該データから推定する手段を有し、必要な場合に一の電力消費状態（１〜６）から他の電力消費状態（１〜６）へ該制御装置を切り替える切替え手段を有することを特徴とするシステム。
【請求項２】
上記制御装置を最低可能電力消費状態（１〜６）に設定するために上記インターフェースに伝送されるデータに基づいて上記切替え手段に情報を伝える、設定可能な電力消費状態（１〜６）の階層を、上記制御プログラムが提供することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
上記データバスを介する外部通信が不能化される電力消費状態（２）と、外部通信が可能な電力消費状態（１）とが、上記制御プログラムによって設定可能であることを特徴とする請求項１あるいは２に記載のシステム。
【請求項４】
上記制御装置のプロセッサクロックが、全負荷の作動に比較して減少される電力消費状態（３）を、上記制御プログラムが設定できることを特徴とする請求項１〜３の一項に記載のシステム。
【請求項５】
蓄電池電圧（Ｖｂａｔ）が該制御装置に印加されるが、電子電圧レベル（Ｖｃｃ）が遮断される電力消費状態（４）を上記制御プログラムが設定できることを特徴とする請求項１〜４の一項に記載のシステム。
【請求項６】
上記切替え手段が、上記インターフェースにおけるデータによる要請から実際の切替えプロセスまでに遅延を生じさせることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
種々の遅延が、設定され又は要請されている電力消費状態に応じて提供されることを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
電力消費状態（１〜６）が上記システムのために予め定義され、上記データバスを介して上記制御装置に伝送可能であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、データバスを介して互いにネットワーク化された少なくとも２つの制御装置を持つ、特に自動車の機能を制御又は調節するシステムに関し、電力消費を削減するために、制御装置が最大電力消費で又は電力消費が削減された状態で作動する特定の状態に、そのシステムが全体的に又は部分的に置かれることができる。
【０００２】
輸送手段において、このようなネットワークシステム、例えば、ＩＳＯ  １１５１９又はＩＳＯ  １１８９８によるいわゆるコントロールド・エリア・ネットワーク（ＣＡＮ）バス、がエンジン機能又は乗客室の快適機能を制御するために使用される。この２、３年の間に、これらのデータバスシステムは一層特化され、その結果一層特化されたデータバスが、ワイヤシステムによる制動装置、又はデバイス・デスクリプタ・ブロック（Ｄ２Ｂ）又はモス・トランジスタ（ＭＯＳＴ）データバスのような電気通信のために使用されている。高度のネットワーク化の結果として、輸送手段がスイッチを切られて制御作用が全く、又は僅かしか実際には必要とされないのに、車両の搭載電気システムが負荷を受けるという問題が発生している。停止状態における電力消費を削減するために、制御装置は特定の時間後にスイッチが切られるが、例えばドア等を解錠するために、そのシステムがトランスポンダから信号を受信できることが必要である。
【０００３】
独国特許発明第１９７１５８８０Ｃ１号明細書は、データバスを介してネットワーク化された制御装置を備えたシステムを開示している。個々の制御装置は、主幹制御装置として設けられ、そしてウェイクアップスタンバイを備えたスタンバイ作動機能を備えており、連続して能動状態におかれる。自動車の停止状態において、主幹制御装置はスタンバイ状態にあり、一方他の制御装置はスイッチが切られている。主幹制御装置がウェイクアップ信号を受けると、それは制御線を介して他の制御装置を起動し、その結果それらは再び電流が供給されてその通常機能で使用することができる。
【０００４】
独国特許発明第１９６１１９４５Ｃ１号明細書は、制御装置が迅速に通常の作動状態に復帰することができる作動状態にあるシステムを開示している。この目的のために、上位の電圧電位から供給を受けることができて、制御入力によって節電モードからウェイクアップされる得る半導体回路が、各制御装置の上流側及びそのバス・プロトコール・モジュールの上流側に接続される。ウェイクアッププロセスは、前述の半導体回路を給電により接続させる制御信号によって実行される。
【０００５】
この方法は、どの制御装置が電源遮断できるかを明確に決定できる場合に特に適用される。しかしながら、ネットワーク化が進むと、制御装置全体が容易に電源遮断できるように制御装置の間にアプリケーションプログラムを分配させることは益々困難になる。多くの独立したアプリケーションプログラムが制御装置で作動し、その成果データが別の制御装置におけるアプリケーションプロセスで使用可能にされなければならない高度にネットワーク化された分配システムにおいて、事前の試験無しにシステム全体を電源遮断することは可能ではない。種々の制御装置についての特定のアプリケーションプロセスも又、輸送手段の停止状態において実行できることがしばしば必要となる。
【０００６】
米国特許第５，７５２，０５０号は、可搬コンピュータの蓄電池の有効寿命を長くするためのパーソナルコンピュータの電源の制御システムを開示している。ここでは、電力消費は、そのパーソナルコンピュータに接続された周辺機器によって制御することができる。
【０００７】
本発明の目的は、個々の制御装置とシステム構成部品とを所定の電力消費状態に置くことができ、制御装置に提供されたアプリケーションプロセスの機能として、電力消費を柔軟なやり方で設定することができるように、データバスによってネットワーク化されたシステムを提供することである。
【０００８】
この目的は、請求項１の特徴によって達成される。前記請求項によれば、多くの制御装置には各々インターフェースを備えた制御プログラムが割り当てられ、存在するアプリケーションプログラムを最適に実施するための電力消費状態に関連するデータがそのインターフェースを介して、その制御装置内のプログラムによるか或いは外部要請によってその制御プログラムに伝送されることができ、各制御プログラムは、割り当てられた制御装置のためにそのデータから必要な電力消費状態を推定する手段を有し、そしてそこでは必要なときに一つの電力消費状態から別の電力消費状態へ制御装置を切り替える切替え手段が備えられている。
【０００９】
本発明によれば、アプリケーションプログラムが種々の制御装置の間に個々のモジュールの形で分配されている分配システムにおいて、電力管理プログラムも又、複数の制御装置の間に分配されたプログラムでなければならない。ここで、個々の電力消費状態は、一つの制御装置内の要件によって決定され、過去と同様に静的な予設定は行なわれない。異なるプログラム製作者によって作られるアプリケーションプログラムの知識がもはや存在しないので、或いは電力管理システムが、制御装置の種々のアプリケーションプログラムに柔軟な態様で適合可能でなければならないので、このことは、予めプログラムされた外部の電力管理ルーチンが、種々の制御装置の複雑な分配ソフトウェアシステムにふさわしくないときに必要である。
【００１０】
一実施形態において、本発明のシステムは、データバスを介して互いにネットワーク接続された複数の制御装置を有する。その例において、データバスは、個々の制御装置のデータが交換されることができるコントロールド・エリア・ネットワーク（ＣＡＮ）データバスという経路を表す。各制御装置は、その制御装置内でデータを処理する役目を果たすマイクロコンピュータを有する。更に、センサからのデータおよび他の制御装置からのデータが、制御装置内で処理される。その結果、データバスに関連するデータは、再び他の制御装置に対して出力されることができ、或いは、例えば座席調整操作中にプロセスを起動するために、アクチュエータ（例えば電気モータ）へ直接出力される。
【００１１】
データ信号を、マイクロコンピュータの電圧レベルから２導体データバスにおける電圧レベルに変換するために、半導体モジュール（例えばコントロールド・エリア・ネットワーク（ＣＡＮ）受信器）が必要であり、前記モジュールは、データの送受信時にその電圧レベルを変換する。データ伝送プロトコールは、エラー検出データ及び実際に伝送されるべきデータに加えられる優先データといった特定の追加データを含んでいる。
【００１２】
各制御装置には電圧供給器が接続され、その電圧供給器を介して必要な蓄電池電圧が制御装置に供給される。更に、各制御装置は、マイクロコンピュータが作動する際に使用されるクロック周波数を予め決めるクロックパルス発信器を有する。制御装置は、好適には、各制御装置のための一種の操作方式を供給する標準ソフトウェアと、この標準ソフトウェアと共に相互作用を行ってそれぞれのアプリケーションのプロセスを使用可能とする１つ以上のアプリケーションプログラム又はモジュールとを有する。
【００１３】
標準ソフトウェアの１モジュールは、少なくとも１つの制御装置のために電力消費状態を制御する、制御プログラムを備えた電力管理モジュールとなっている。そのような電力管理モジュールは、個別制御装置の各々のための標準ソフトウェアの構成要素として設けられることができる。電力管理モジュールは、好ましくは、ソフトウェアモジュールの制御プログラムが、システム全体の電力消費をできるだけ低く維持することを意図したソフトウェアモジュールである。現代の輸送手段において、アプリケーションプログラムが、単独でしかし優先順位が平等に付けられたタスクと言われる部分的アプリケーションの間で分配されるので、低い電力消費の状態に切り替えることがいつ可能かを決定するための制御装置を作動し続けるアプリケーションの知識がしばしば必要とされる。
【００１４】
アプリケーションソフトウェアは異なるソフトウェア製作者によってしばしば製作されるため、電力消費制御は、元のアプリケーションソフトウェアに従ってプログラムすることができない。その代わり、電力消費の制御は、どのアプリケーションプログラム又はどのモジュールが各制御装置において実行されるかによって行なわれる。
【００１５】
制御装置の電力管理を、車両の構造に依存するアプリケーションソフトウェアの電力消費要求と調和させるために、個々の制御装置の電力管理データを伝送するように構成され、この点に関して一時必要とされない制御装置のみが、スタンバイモードに連結され即ち不作動化されることを確実にする、ネットワーク管理アルゴリズムが備えられる。
【００１６】
本発明の教示を有利に構造化して開発する様々な方法がある。この点については、一方において従属請求項を参照し、他方において、実施形態についての以下の説明を参照する。構成要素の、特に制御装置の様々な電力消費状態の状態図が図１に示されている。
【００１７】
本発明によれば、システム或いは制御装置の電力消費に関する段階状の電力消費状態を設定できる制御プログラムが、システムにより提供される。ここでは電力管理モジュールが、電力消費状態、即ち外部１、内部２、減速３、停止４、電力低下５及び電力遮断、を推測するように設けられている。
【００１８】
外部電力消費状態１において、制御装置は車両の蓄電池電圧Ｖｂａｔの供給を受け、電子電圧レベルＶｃｃが制御装置に割り当てられた電圧調整器によって供給される。ここでは、外部通信、即ちデータバス又は別の外部制御装置インターフェースを経由するアプリケーションデータの伝送が可能である。この状態では、制御装置でのアプリケーションプログラムの実行は無制限である。
【００１９】
内部電力消費状態２において、制御装置は、車両の蓄電池電圧Ｖｂａｔの供給を受け、電子電圧レベルＶｃｃが供与される。ここでは、外部通信は非作動化される。この状態において、データバス又はここに備えられた制御装置インターフェースでのアプリケーションプログラムの外部通信が無い限り、制御装置でのアプリケーションプログラムの実行に制限はない。
【００２０】
減速電力消費状態３において、制御装置は車両の蓄電池電圧Ｖｂａｔの供給を受け、電子電圧レベルＶｃｃが供与される。この電力消費状態において、プロセッサクロック又はデータ通信のクロックは細分され、データ処理の速さが制御装置で又はシステム内で減速される。この状態では、遅いデータ処理が認められる特定の管理及びアプリケーションプログラムのみが好適に実行される。更に、高い優先度を有するソフトウェアのみが実行されるように備えることが可能である。
【００２１】
停止電力消費状態４において、車両の蓄電池電圧Ｖｂａｔは又、システムの迅速な給電立ち上げのために制御装置に存在し、電子電圧レベルＶｃｃを供与するために電圧供給は遮断され、そしてプロセッサクロックが停止され、その結果基本的にもはや如何なるソフトウェアも実行することは可能ではない。
【００２２】
電力低下の電力消費状態５において、システムは電圧ＶｃｃおよびＶｂａｔの供給も受けないため、システムの電力消費は最小である。電力遮断の電力消費状態６において、制御装置は電源の端子から完全に切断される。
【００２３】
それからシステムは、電力管理ソフトウェアによって一つの状態から次の状態に移り変えられることができ、シーケンス制御器は、そのシステムと両立可能な電力消費状態のみが１つ以上の制御装置によって推測されることを確実にする。ここでは、シーケンス制御器は、ネットワーク管理システムにおいて使用されるアルゴリズムに応じて好ましくはプログラムされ、故に、例えば、単に前の電力消費状態がそのシステムにおいて完全に終了すれば、新しい電力消費状態が推測される。シーケンス制御に関して、プログラミングインターフェース（例えば作動コンピュータを接続するためのインターフェース）が設けられる故に、異なるパラメータを入力することにより、各制御装置におけるシーケンス制御がシステム全体の構成に応じて柔軟に調整される。
【００２４】
ここでは電力管理ソフトウェアは、それぞれの制御装置に必要な条件を構成し、一つの電力消費状態から次へ切り替える必要性を、割り込み信号と称されるものを介して、制御装置のマイクロコンピュータに合図することも可能である。例えば、制御装置は外部データ伝送を要請するハードウェアの割り込みによって、内部状態２からウェイクアップされることができる。他方では、制御装置は制御入力によって、減速状態３又は停止状態４からウェイクアップされることができ、その結果例えば、自動車の外部ドア開放センサは、自動車が運転者の要求を満たすために完全な電力出力能力に達しなければならないことを示している。もう一方では、異なる電力消費状態への切替えは又、データバスを介して別の制御装置によって要請されることもできる。要請されているタスク無しの特定時間の後に、電力管理ソフトウェアは、適当であれば、中間段階によって、より低い電力消費状態に切り替わる。
【００２５】
アプリケーションプログラムインターフェースと称されるものが、オペレーションシステムとして作動する標準ソフトウェアと制御装置のアプリケーションソフトウェアとの間に設けられる。電力管理ソフトウェアは、制御装置の標準ソフトウェアの構成要素として、ここではアプリケーションソフトウェアから独立したインターフェースを有する。このインターフェースを介して、制御装置の瞬間的に必要な電力消費状態が、作動しているアプリケーションプログラムを受けて伝送され、制御装置のための要求最低電力消費状態が設定される。一実施形態において、必要な電力消費状態に関するデータを、そのインターフェースを介して受け取るために、複数のアプリケーションプログラムの電力管理ソフトウェアを設けている。各アプリケーションプログラムが、一時的に出来るだけの最低電力消費状態を伝えると、それから電力管理ソフトウェアは、アプリケーションプログラムによって伝送された電力消費状態の内の最高電力消費状態を設定し、その結果アプリケーションソフトウェアは、電力消費を最小にして最適な要領で実行可能となる。
【００２６】
電力管理ソフトウェアは、それぞれ異なるプログラマーによって製作可能な複数の電力管理モジュールから構成される。電力管理システムは、ハードウェアに介入しなければならないので、電力管理ソフトウェアは、好ましくは標準ソフトウェアに連絡され、アプリケーションプログラムを備えたソフトウェアインターフェースを有する。新たに別の電力消費状態に切り替わる前に、電力管理ソフトウェアは、他の電力消費状態への別の切替えの要請がないことをチェックしなければならず、必要であれば、先行する切替えが完全に終了するまで待機しなければならない。
【００２７】
他の実施形態において、システムが遅延なしに直ぐ作動できるように、低位から高位の電力消費状態への切替えが直ちに行なわれるための備えがある。高位の電力消費状態から低位の電力消費状態への切替え時に、本発明によれば、直ぐに高位の電力消費状態に切り戻さなければならないことを避けるために、待機時間を設けることが可能である。
【００２８】
このシステムは、例えば車両修理工場において、瞬時に設定された電力消費状態を接続されたシステムを介して表示する表示ルーチンを有することができる。電力消費状態１〜６が外部インターフェースを介して供給されることも又可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による制御装置の様々な電力消費状態を示す状態図である。
【図１】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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