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JP2015105056A - 車両用制御装置 - Google Patents

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JP2015105056A JP2013249016A JP2013249016A JP2015105056A JP 2015105056 A JP2015105056 A JP 2015105056A JP 2013249016 A JP2013249016 A JP 2013249016A JP 2013249016 A JP2013249016 A JP 2013249016A JP 2015105056 A JP2015105056 A JP 2015105056A
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Akira Suzuki
彰 鈴木
英冶 長友
Hideya Nagatomo
英冶 長友
昇三 田村
Shozo Tamura
昇三 田村
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Abstract

【課題】製造コストおよび部品の品番数を削減できるとともに、適合精度をより向上できる車両用制御装置を提供する。【解決手段】車両に設けられ、マスタ制御ユニットと、マスタ制御ユニットに通信線により接続された、スレーブ制御ユニットと、を備え、マスタ制御ユニットは、外部装置から、スレーブ制御ユニットに対して予め定められた設定を行うための設定情報を取得する設定情報取得部と、取得した設定情報に基づく設定信号をスレーブ制御ユニットに出力する設定信号出力部と、を含み、スレーブ制御ユニットは、設定信号を取得する設定信号取得部と、取得した設定信号に対応して、該スレーブ制御ユニット内の状態を切り替える状態切替部と、を含む。【選択図】図1

Description

本発明は、車両用制御装置に関する。
近年、車両のグローバル化が進んでいるが、各国毎に異なる法規制に対応するため、各国別、仕向地別に部品レベルの適合が必須となっている。また、欧州では、CO2削減を目的とした排ガス規制の強化が進み、電子制御部品(ECU)やアクチュエータでの高精度な適合も行われている。例えば、仕向地別にキーレスエントリーシステムで用いる周波数の調整や排出ガスのEuro規制対応のための噴射時間の調整など、車両の各ECU、アクチュエータで個別適合を行っている。
そこで、中央電子制御ユニットで、車両情報カートリッジから車両仕様を示す車両情報を読み取り、車両情報を各端末電子制御ユニットにそれぞれ付与し、各端末電子制御ユニットは、付与された車両情報にしたがって機能種別を個々に設定する車両制御装置が考案されている(特許文献1参照)。
特開2000−229546号公報
特許文献1の構成では、各種の電子制御ユニット(ECU)の管理を容易化し、しかも各ECUに車両の仕様に応じた機能と制御特性を持たせることができる。しかし、車両仕様に応じて車両情報カートリッジを準備する必要があり、この車両情報カートリッジの製造および管理(例えば、品番管理)に工数を要し、必ずしもコストを低減できるとは限らない。
また、従来技術では、制御ユニットにおける制御量の適合は、装置ごとに実施している。このため、適合の結果が関連する他の装置の状態と調和しないこともあり得る。
上記問題点を背景として、本発明は、製造コストおよび部品の品番数を削減できるとともに、適合精度をより向上できる車両用制御装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するための車両用制御装置は、車両に設けられ、マスタ制御ユニットと、マスタ制御ユニットに通信線により接続された、スレーブ制御ユニットと、を備え、マスタ制御ユニットは、外部装置から、スレーブ制御ユニットに対して予め定められた設定を行うための設定情報を取得する設定情報取得部と、取得した設定情報に基づく設定信号をスレーブ制御ユニットに出力する設定信号出力部と、を含み、スレーブ制御ユニットは、設定信号を取得する設定信号取得部と、取得した設定信号に対応して、該スレーブ制御ユニット内の状態を切り替える状態切替部と、を含む。
上記構成によって、車両情報カートリッジは不要となり、車両用制御装置全体の製造コストの低減および部品の品番数の削減が可能となる。また、パーソナルコンピュータ(パソコン)、携帯情報端末などの既存の機器を外部装置として使用できるので、設定作業を行う場所の制約が少なくなり、利便性が向上する。
車両用制御装置の構成を示す図。 調整部の構成を示す図。 調整部の構成の別例を示す図。 マスタ側設定処理を説明するフロー図。 スレーブ側設定処理を説明するフロー図。
図1のように、車両用制御装置100は、周知の車内通信ネットワーク(以下、LANと称する)50あるいは制御線60(すなわち、じか線)に接続された、マスタECU1(本発明のマスタ制御ユニット)、およびスレーブECU(10、20:本発明のスレーブ制御ユニット:符号を付記しない場合はこれらの総称)を含む。
マスタECU1として、複数のネットワークを相互に接続し、該ネットワーク間で通信フレームを中継するゲートウェイ装置に含まれるECUを用いてもよい。これにより、ゲートウェイ装置で、設定情報を集中管理することができる。
スレーブECUとしては、以下のものを挙げることができる。
・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。
・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、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。
・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。
マスタECU1は、少なくともマイコン2、制御線60を介して、じか線方式によりスレーブECUとの間で信号の遣り取りを行う信号入出力回路(I/F、設定信号出力部、応答信号取得部)3、LAN50を介してスレーブECUとのデータ通信を行うための通信インターフェース回路であるLAN I/F4(本発明の設定情報取得部)を含む。後述のスレーブECUのように、スイッチ群、センサ群、およびアクチュエータ群が接続された構成であってもよい。
マイコン2は、周知のCPUコア101、メモリ102、タイマ等の周辺回路(図示せず)を含む。マイコン2において、CPUコア101がメモリ102に記憶されたマスタECU制御プログラムを実行することで、マスタECU1の各種機能を実現する。
スレーブECU10は、マイコン11、マイコン11に接続された入力回路13、ドライバ回路14、LAN I/F15(本発明の設定信号取得部、応答信号出力部)、およびマイコン11、入力回路13、ドライバ回路14に接続された調整部12(本発明の状態切替部)、を含む。また、スレーブECU10には、ユーザが操作入力を行うスイッチ群17、例えば、回転センサ、圧力センサ、温度センサ等を含むセンサ群18、例えば、モータ,ソレノイド等を含むアクチュエータ群19が接続されている。
マイコン11は、周知のCPUコア111、メモリ112、タイマ等の周辺回路(図示せず)を含む。マイコン11において、CPUコア111がメモリ112に記憶されたスレーブECU制御プログラムを実行することで、スレーブECU10の各種機能を実現する。
入力回路13は、スイッチ群17およびセンサ群18からの入力信号の波形整形やA/D変換等の信号処理を行う。ドライバ回路14は、アクチュエータ群19を駆動制御する。LAN I/F15は、LAN50を介して他のECUとのデータ通信を行うための通信インターフェース回路である。
スレーブECU20は、マイコン21、マイコン21に接続された、入出力回路(I/F、本発明の設定信号取得部、応答信号出力部)23、ドライバ回路24、LAN I/F25、およびマイコン21、I/F23、ドライバ回路24に接続された調整部22(本発明の状態切替部)を含む。また、スレーブECU20には、スレーブECU10と同様に、スイッチ群27、センサ群28、アクチュエータ群29が接続されている。
マイコン21は、周知のCPUコア211、メモリ212、タイマ等の周辺回路(図示せず)を含む。マイコン21において、CPUコア211がメモリ212に記憶されたスレーブECU制御プログラムを実行することで、スレーブECU20の各種機能を実現する。
入出力回路23は、スイッチ群27およびセンサ群28からの入力信号の波形整形やA/D変換等の信号処理の他に、マスタECU1と、制御線60を介して、じか線方式による信号の遣り取りを行う。ドライバ回路24およびLAN I/F25は、それぞれ、スレーブECU10のドライバ回路14およびLAN I/F15と同様の構成である。
上述のじか線方式の構成が、「設定信号出力部と設定信号取得部との間を、制御線で直接接続する」、また、「応答信号出力部と応答信号取得部との間を、制御線で直接接続する」ものである。本構成によって、より確実にスレーブ制御ユニットの設定の切り替えを行うことができる。
上記構成により、スレーブECUは、LAN50を介して受信したマスタECU1からの制御指令あるいは他のスレーブECUから取得したデータ、入力回路あるいは入出力回路を介して取得したスイッチ群、センサ群、およびアクチュエータ群の動作状態に基づいて動作制御指令値を演算し、ドライバ回路を介してアクチュエータ群の駆動制御を行う。
図2に、調整部(12および22の総称、以下同じ)の構成を示す。調整部による調整の対象は、例えば、スレーブECU10では、マイコン11、入力回路13、ドライバ回路14であり、スレーブECU20では、マイコン21、I/F23、ドライバ回路24である。図2では、ドライバ回路(14および24の総称、以下同じ)を調整の対象として例示している。調整部12は、少なくとも一つの調整回路(図2では121〜124の4つ)を含む。
これらの調整回路は同様の構成であるため、調整回路121を例に挙げて説明する。調整回路121は、電源(Vcc)と、調整回路121とドライバ回路とを接続する信号線121gとの間に接続されたヒューズ121a、信号線121gと接地との間に接続されたスイッチ121b(本発明のスイッチ回路、第二状態切替部)、信号線121gと接地との間に、電流制限用の抵抗121dを介して接続されたスイッチ121c(本発明のスイッチ回路、第一状態切替部)、を含む。スイッチ121bおよびスイッチ121cの初期状態は、開状態である。
図3に、調整回路121の構成の別例を示す。図3は、図2の構成のうち、ヒューズ121aおよびスイッチ121bを、それぞれスイッチ121e(本発明のスイッチ回路、第二状態切替部)およびプルダウン抵抗121fに置き換えたものである。スイッチ121eの初期状態は、閉状態である。
スレーブECU10では、調整回路121は、マイコン11との間で以下のように接続される。
・信号線A:マイコン11→スイッチ121c。
・信号線B:信号線121g→マイコン11。
・信号線C:マイコン11→スイッチ121bまたはスイッチ121e。
スレーブECU20では、調整回路121は、I/F23との間で以下のように接続される。
・信号線A:I/F23→スイッチ121c。
・信号線B:信号線121g→I/F23。
・信号線C:I/F23→スイッチ121bまたはスイッチ121e。
図2の例では、4つの調整回路から、H(電源)レベルあるいはL(接地)レベルの信号が出力されるので、一つの機能に対して用いると、最大16通りの調整値を有する。これにより、ドライバ回路の所定の箇所(例えば回路やICの設定)をハード的に切り替える。そして、ドライバ回路は、切り替えられた状態の下で動作する。調整の対象がマイコン11、入力回路13、マイコン21、I/F23の場合も同様である。
図2および図3の調整回路は、信号線gの出力をHレベル(デフォルト)からLレベルに切り替えるものである。例えば、図2で、ヒューズ121aを接地に接続し、スイッチ121bおよび121cを電源に接続すれば、信号線gの出力をLレベル(デフォルト)からHレベルに切り替えることができる。
図2および図3の構成が、「状態切替部は、スイッチ回路により構成される」ものである。設定内容をメモリ(112あるいは212)に記憶して、プログラム実行時にメモリから設定内容を読み出して、その内容に応じた処理を実行する方法もあるが、静電気等により設定内容が消失する可能性がある。設定内容が消失したか否かを、定期的に監視する方法もあるが、マイコンの処理の負荷が増大する。本構成によって、回路的に状態を固定することで、より確実に切り替え後の状態を維持することができる。また、マイコンの処理の負荷は増大しない。
LAN50は、PC(パーソナルコンピュータ)30等の外部装置を接続する構成や、マスタECU1に内蔵したプログラムにより制御する構成のいずれでもよい。また、LAN50は、有線通信の他に、無線LANを用いてもよいし、Bluetooth(登録商標)のような近距離無線通信方式を用いてもよい。
調整部による調整の対象(設定情報)は、以下のものを挙げることができる。
・車両の仕向地、諸元、および型式(車両の種別、グレードを含む)のうちの少なくとも一つ。
本構成が、「設定情報は、車両の型式、仕向地、および諸元のうちの少なくとも一つを反映したもの」である。本構成によって、車両情報カートリッジを用いることなく、これらの設定情報をスレーブ制御ユニットに出力することができる。
・周知のキーレスエントリーシステムにおいて、ユーザが所持する携帯キーと車両側装置との間の通信に用いる周波数。
本構成が、「設定情報は、ユーザの所持する携帯機と車両側装置との通信に基づいて、車両の予め定められた機能の動作制御を行うキーレスエントリーシステムにおける、携帯機と車両側装置との通信周波数を反映したもの」である。本構成によって、キーレスエントリーシステムにおいても、品番数を低減できる。
・スレーブ制御ユニットにおける制御量の適合値。例えば、物体間の距離を測定するセンサの場合、センサの測定値と実際の距離との差が予め定められた値を超えたとき、その差を補正する値を適合値とする。他に、燃料の噴射時間が挙げられる。
本構成が、「設定情報は、スレーブ制御ユニットにおける制御量の適合値を反映したもの」である。本構成によって、各制御ユニット個別の適合を廃止して車両全体での適合を行うことで、制御ユニット間の調和がとれ適合精度を向上することができる。また、適合範囲を細かく調整する機能を持たせることができれば、車両の経年変化による制御量の変化に応じた補正を行い、車両の性能を長期間に亘って維持することも可能となる。
図4を用いて、マスタECU1のマイコン2が、所定のタイミングで繰り返し実行するマスタ側設定処理を説明する。まず、LAN50に接続されたPC(パーソナルコンピュータ)30から、設定情報を取得したか否かを確認する。取得方法は、PC30との接続が確立したときに、設定情報を要求する方法でもよいし、LAN50を介して取得したデータに設定情報が含まれているかを判定する方法でもよい。また、マスタECU1のメモリ112に、予め設定情報を記憶しておき、その設定情報を読み出す構成でもよい。
設定情報を取得しないとき(S11:No)、本処理を終了する。一方、設定情報を取得したとき(S11:Yes)、以下のいずれかを用いて、スレーブECUへ、設定情報に応じた第一設定信号を出力する(S12)。
・スレーブECU10のように、LAN50を介した接続の場合、送信データに第一設定信号を含めたものを出力する。
・スレーブECU20のように、制御線60を用いた接続の場合、制御線60(すなわち信号線A)に、スイッチ121cを閉状態とする信号を出力する。
この後、以下のいずれかのように、スレーブECUからの応答信号の取得待ち状態となる。
・スレーブECU10のように、LAN50を介した接続の場合、送信データ(フレームともいう)に応答信号が含まれているかを監視する。
・スレーブECU20のように、制御線60を用いた接続の場合、制御線60において、スイッチ121cが閉状態となったかを(すなわち信号線Bの状態を)監視する。
スレーブECUから応答信号を取得したとき(S13:Yes)、以下のいずれかを用いて、スレーブECUへ、設定情報に応じた第二設定信号を出力する(S14)。
・スレーブECU10のように、LAN50を介した接続の場合、送信データ(フレームともいう)に第二設定信号を含めたものを出力する。
・スレーブECU20のように、制御線60を用いた接続の場合、制御線60(すなわち信号線C)に、スイッチ121bを閉状態またはスイッチ121eを開状態とする信号を出力する。
予め定められた時間を経過しても、スレーブECUからの応答信号を取得できないとき、スレーブECUもしくは調整部が故障していると判断して、設定処理を終了してもよい。
図5を用いて、LAN50を介してマスタECU1に接続されるスレーブECU10のマイコン11が、所定のタイミングで繰り返し実行するマスタ側設定処理を説明する。まず、マスタECU1から第一設定信号を取得したか否かを確認する。第一設定信号を取得しないとき(S31:No)、本処理を終了する。
一方、第一設定信号を取得したとき(S31:Yes)、信号線Aに、スイッチ121cを閉状態とする信号を出力する(S32)。次に、信号線Bのレベルの変化(Hレベル→Lレベル、すなわち、スイッチ121cが閉状態となったこと)を検知したとき(S33:Yes)、LAN50を介してマスタECU1へ応答信号を出力する(S34)。
この後、マスタECU1からの第二設定信号の取得待ち状態となる。第二設定信号を取得したとき(S35:Yes)、信号線Cに、スイッチ121bを閉状態またはスイッチ121eを開状態とする信号を出力する(S36)。
スレーブECU10のように、LAN50を介してマスタECU1と接続され、調整部12が図2の構成のとき、調整回路121は、以下のように動作する。
まず、マイコン11は、LAN I/F15を介してマスタECU1から第一設定信号を取得すると、信号線Aに、スイッチ121cを閉状態にする信号を出力する。スイッチ121cが閉状態になると、電流の経路は、Vcc→ヒューズ121a→抵抗121d→接地となる。そして、信号線121gは、HレベルからLレベルに変化するので、信号線BもHレベルからLレベルに変化する。マイコン11は、信号線Bの変化を検知したとき、LAN I/F15を介してマスタECU1に応答信号を出力する。このとき、ヒューズ121aが溶断しないように、ヒューズ121aおよび抵抗121dの定格値を設定する。
マイコン11は、応答信号を取得したマスタECU1が出力する第二設定信号を取得すると、信号線Cに、スイッチ121bを閉状態にする信号を出力する。スイッチ121bが閉状態になると、電流の経路は、Vcc→ヒューズ121a→スイッチ121b→接地となり、ヒューズ121aが溶断して、電源〜スイッチ121b間が開放状態となり、信号線121gは、ハード的にLレベルに固定される。
スレーブECU20のように、じか線60を介してマスタECU1と接続され、調整部12が図3の構成のとき、調整回路121は、以下のように動作する。本構成では、マイコン11は動作に関与しない。
まず、マスタECU1は、制御線60(すなわち信号線A)に、スイッチ121cを閉状態にする第一設定信号を出力する。スイッチ121cが閉状態になると、信号線121gは、HレベルからLレベルに変化する。これにより、制御線60(すなわち信号線B)もHレベルからLレベルに変化し、これが応答信号となる。
応答信号を取得したマスタECU1は、制御線60(すなわち信号線C)に、スイッチ121eを開状態にする第二設定信号を出力する。これにより、電源〜プルダウン抵抗121f間が開放状態となり、信号線121gは、ハード的にLレベルに固定される。
図4および図5の構成が、「設定信号出力部は、設定信号として、第一設定信号を出力し、スレーブ制御ユニットは、設定信号取得部が第一設定信号を取得したとき、状態切替部に含まれる第一状態切替部の状態を切り替え、第一状態切替部の状態を反映した応答信号を出力する応答信号出力部を含み、マスタ制御ユニットは、応答信号を取得する応答信号取得部を含み、設定信号出力部は、応答信号取得部が第一状態切替部の状態が切り替わった旨の応答信号を取得したとき、設定信号として第二設定信号を出力し、スレーブ制御ユニットは、設定信号取得部が第二設定信号を取得したとき、状態切替部に含まれる第二状態切替部の状態を切り替える」ものである。本構成によって、スレーブ制御ユニットの状態を確認しながら、設定の切り替えを行うことができる。
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。
1 マスタECU(マスタ制御ユニット)
2 マイコン
3 信号入出力回路(I/F、設定信号出力部、応答信号取得部)
4 LAN I/F(設定情報取得部)
10 スレーブECU(スレーブ制御ユニット)
11 マイコン
12 調整部(状態切替部)
121 調整回路
121b スイッチ(スイッチ回路、第二状態切替部)
121c スイッチ(スイッチ回路、第一状態切替部)
121e スイッチ(スイッチ回路、第二状態切替部)
15 LAN I/F(設定信号取得部、応答信号出力部)
20 スレーブECU(スレーブ制御ユニット)
21 マイコン
22 調整部(状態切替部)
23 入出力回路(I/F、設定信号取得部、応答信号出力部)
30 パーソナルコンピュータ(PC、外部装置)
50 車内通信ネットワーク(LAN、信号線)
60 制御線(じか線、信号線)
100 車両用制御装置

Claims (7)

  1. 車両に設けられ、
    マスタ制御ユニットと、前記マスタ制御ユニットに通信線により接続された、スレーブ制御ユニットと、を備え、
    前記マスタ制御ユニットは、
    外部装置から、前記スレーブ制御ユニットに対して予め定められた設定を行うための設定情報を取得する設定情報取得部と、
    取得した前記設定情報に基づく設定信号を前記スレーブ制御ユニットに出力する設定信号出力部と、
    を含み、
    前記スレーブ制御ユニットは、
    前記設定信号を取得する設定信号取得部と、
    取得した前記設定信号に対応して、該スレーブ制御ユニット内の状態を切り替える状態切替部と、
    を含むことを特徴とする車両用制御装置。
  2. 前記設定情報は、前記車両の型式、仕向地、および諸元のうちの少なくとも一つを反映したものである請求項1に記載の車両用制御装置。
  3. 前記設定情報は、前記スレーブ制御ユニットにおける制御量の適合値を反映したものである請求項1または請求項2に記載の車両用制御装置。
  4. 前記設定信号出力部は、前記設定信号として、第一設定信号を出力し、
    前記スレーブ制御ユニットは、
    前記設定信号取得部が前記第一設定信号を取得したとき、前記状態切替部に含まれる第一状態切替部の状態を切り替え、
    前記第一状態切替部の状態を反映した応答信号を出力する応答信号出力部を含み、
    前記マスタ制御ユニットは、
    前記応答信号を取得する応答信号取得部を含み、
    前記設定信号出力部は、前記応答信号取得部が前記第一状態切替部の状態が切り替わった旨の応答信号を取得したとき、前記設定信号として第二設定信号を出力し、
    前記スレーブ制御ユニットは、
    前記設定信号取得部が前記第二設定信号を取得したとき、前記状態切替部に含まれる第二状態切替部の状態を切り替える請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の車両用制御装置。
  5. 前記設定信号出力部と前記設定信号取得部との間を、制御線で直接接続する請求項4に記載の車両用制御装置。
  6. 前記応答信号出力部と前記応答信号取得部との間を、制御線で直接接続する請求項4または請求項5に記載の車両用制御装置。
  7. 前記状態切替部は、スイッチ回路により構成される請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の車両用制御装置。
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