特許 7509273 車載用制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-24

(45)【発行日】2024-07-02

(54)【発明の名称】車載用制御装置

(51)【国際特許分類】

   B60R 16/02 20060101AFI20240625BHJP

【ＦＩ】

B60R16/02 645D

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2023083785

(22)【出願日】2023-05-22

(62)【分割の表示】P 2019157919の分割

【原出願日】2019-08-30

(65)【公開番号】P2023107795

(43)【公開日】2023-08-03

【審査請求日】2023-05-22

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001276

【氏名又は名称】弁理士法人小笠原特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】太田 直文

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 二郎

(72)【発明者】

【氏名】三角 良太

(72)【発明者】

【氏名】藤阪 和市

(72)【発明者】

【氏名】山田 禎久

【審査官】浅野 麻木

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－３０８０５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０８１０２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１１６６９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００２／０１４０２９２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０１８２８１５８（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１０６７２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｒ １６／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両に搭載され、通常モードおよび前記通常モードより消費電力を抑制した制限モードを切り替える機能を有する第１種別の装置と、前記通常モードおよび前記制限モードを切り替える機能を有しない第２種別の装置とを制御する制御装置であって、
前記車両の利用に関する状況を示す複数のシーンのそれぞれに対して設定される、前記第１種別の装置および前記第２種別の装置の消費電力の抑制を継続または解除するための情報を、他装置から取得する取得部と、
消費電力を抑制する装置がある場合、前記取得部で取得された前記情報に基づいて、消費電力の抑制を解除する装置を特定する特定部と、
前記特定部が特定した装置が前記第１種別の装置であることを条件に、前記特定した消費電力の抑制を解除する装置に通信線を介して、前記通常モードに遷移する指示を送信するモード制御部と、
前記特定部が特定した装置が前記第２種別の装置であることを条件に、前記特定した装置への電力供給を行うリレーと、を含む、制御装置。

【請求項2】

前記情報は、車両の駐車中におけるサービスの利用状況を含む情報に基づいて生成される、請求項１に記載の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両等に搭載される制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

車両には、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）と呼ばれる車載装置や電装部品のような装置が複数搭載されている。これらの装置は多数あるので、いくつかのグループに分類され、リレー等を用いたグループ単位での電力供給の制御が行われている。

【0003】

近年、車両におけるサービス向上のため、例えば駐車中においても、車外のサーバーとの無線通信等を行いながら多くの装置が連携動作するといった、高度な機能を発揮することが求められており、各装置の消費電力が大きくなる傾向がある。そこで、不要な機能についてはなるべく動作させないようにして消費電力を抑制することが好ましい。しかしグループ単位での電力供給の制御では、不要な機能を抑制することには限界がある。

【0004】

特許文献１は、他の装置から通信線を介して、自機を宛先として動作モードの切り替えを指示する信号を受信すると、同じバスに接続された他の装置の動作モードとは独立的に、信号に応じて自機の動作モードを切り替える装置を開示している。動作モードは、とくに制限なく機能を発揮できる通常モード（ウェイクアップ状態）と、通常モードより機能を制限して消費電力を抑制した省電力モード（スリープ状態）との間で切り替えられる。このような装置を採用すれば、数が多くても、グループ単位ではなく、装置ごとに機能の抑制ができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１９－１０６７２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

通信による動作モード切り替え機能を有する装置は、このような機能を有しない装置に比べると、通信規格や動作モード切り替え制御に対応するため部品等のコストが高く、また、省電力モードであっても一定の待機電力が消費されるため比較的長い時間で考えると消費電力抑制の効果には限界がある。そのため車両に搭載される全ての装置を、通信による動作モード切り替え機能を有する装置に置き換えても、コストや消費電力の抑制の面で必ずしも最適ではない。

【0007】

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、消費電力抑制の効果やコストを好適化しやすい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】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明の一局面は、車両に搭載され、通常モードおよび通常モードより消費電力を抑制した制限モードを切り替える機能を有する第１種別の装置と、通常モードおよび制限モードを切り替える機能を有しない第２種別の装置とを制御する制御装置であって、消費電力を抑制する装置がある場合、他装置から取得する情報に基づいて、消費電力の抑制を解除する装置を特定する特定部と、特定部が特定した装置が第１種別の装置であることを条件に、特定した消費電力の抑制を解除する装置に通信線を介して、通常モードに遷移する指示を送信するモード制御部と、特定部が特定した装置が第２種別の装置であることを条件に、特定した装置への電力供給を行うリレーと、を含む、制御装置である。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、制御装置は、２つの種別の装置に対応した電力制御が可能であるので、各種別の装置を組み合わせて用いることができ、消費電力抑制の効果やコストを好適化しやすい。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態に係る制御装置とその周辺部の構成図

【図2】本発明の一実施形態に係る制御装置の処理を示すフローチャート

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明の一実施形態に係る制御装置においては、通信による動作モード切り替え機能を有する第１種別の第１装置については、その機能を活用して省電力モードに遷移させることにより消費電力を抑制する。また、制御装置は、通信による動作モード切り替え機能を有しない第２種別の第２装置については、電力供給の停止によって消費電力を抑制する。このように制御装置は、装置の２つの種別に対応した消費電力の抑制が可能である。そのため、制御装置を用いることで、各種別の装置を組み合わせてネットワークシステムの消費電力抑制とコスト抑制とのバランスを好適化した設計が可能となる。

【0012】

（実施形態）
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

【0013】

＜構成＞
図１に、本実施形態に係る制御装置２０とその周辺部の構成図を示す。

【0014】

本実施形態においては、一例として制御装置２０は、ネットワークシステム１に設けられる。制御装置２０は、上位ノードである上位装置１０の配下の中位ノード（中間装置）である。制御装置２０の配下には下位ノードである第１装置（下位装置）３０と第２装置（下位装置）４０とがある。図１に示す例では、制御装置２０とその配下の第１装置３０および第２装置４０とを１つずつ示したが、典型的には制御装置２０は車両の各部位に分散して複数存在し、また各制御装置２０の近傍には、その配下の第１装置３０および第２装置４０が複数存在する。

【0015】

上位装置１０は、一例として、各種の車両制御機能のための演算を集約的に実行する比較的高機能なＥＣＵである。

【0016】

下位装置である第１装置３０、第２装置４０は、一例として、センサあるいはアクチュエータや、これらを個別制御する比較的特化した機能を有するＥＣＵである。第１装置３０は、通信線を介して、動作モードの切り替えを指示する信号を受信すると、信号に応じて自機の動作モードを通常モードと、通常モードより機能を制限して消費電力を抑制した省電力モードとの間で切り替える機能を有する。第２装置４０は、このような機能を有していない。第１装置３０のような動作モード切り替えの機能を有する装置をここでは第１種別の装置とよび、第２装置４０のような動作モード切り替えの機能を有しない装置をここでは第２種別の装置とよぶことにする。

【0017】

中間装置である制御装置２０は、一例として、上位装置１０と、第１装置３０および第２装置４０との間のゲートウェイとして機能するＥＣＵである。制御装置２０は、上位装置１０と通信線１０１で接続される、配下の第１装置３０と通信線１０２で接続される。

【0018】

この例において、上位装置１０は、ゲートウェイである制御装置２０を介して、センサを制御する第１装置３０や第２装置４０から車両や車両の周囲の情報を収集する。この情報は例えば、アクチュエータ等の動作状態、車両の速度や加速度等の走行状態、車両の周囲の道路や物標等の環境状況、乗員の着座状況、車両の各部に対して行われた操作内容等を含むことができる。なお、スタートスイッチのような一部のスイッチやセンサ等は上位装置１０に直接的に接続されていてもよく、上位装置１０は制御装置２０を介することなく、これらのスイッチやセンサ等から情報を取得してもよい。上位装置１０は、これらの情報に基づいて、演算を行い、制御データを生成する。制御データは、自動運転機能、自動駐車機能や、衝突回避、車線維持、前車追従、速度維持等の運転支援機能や、エンジン、変速機、冷却器、エアコンの動作制御、電池の充放電制御、照度に応じたヘッドランプ点灯、携帯機（電子キー）の認証によるドア開錠許可、ユーザーへの情報提示等のさまざまな車両の制御のためのデータである。上位装置１０は、制御データを制御装置２０に送信して、制御装置２０に制御データに応じた動作を行わせる。また上位装置１０は、ゲートウェイである制御装置２０を介して、制御データを第１装置３０や第２装置４０に送信して、制御データに応じた動作を行わせる。また、上位装置１０は、制御データの一種として後述するシーン情報も生成する。このようなネットワークシステム１においては、高機能化した上位装置１０に車両の各種制御機能を集約することで、代わりに制御装置２０、第１装置３０、第２装置４０の構成を比較的簡易化して、総合的なコストの低減を図っている。

【0019】

以上の各装置は、典型的にはプロセッサあるいはマイコンのような制御部およびメモリを含んで構成されるが、下位装置の中には、センサやアクチュエータを含むものの、制御部またはメモリを含まないものがあってもよい。

【0020】

上位装置１０、制御装置２０、第１装置３０、第２装置４０は、バッテリから電力が供給される。図１には、第２装置４０への電力供給経路である電源線５１を示し上位装置１０、制御装置２０、第１装置３０への電力供給経路である電源線は図示を省略する。電源線５１には、リレー５２が設けられており、リレー５２の開閉によって、第２装置４０への電力供給が制御される。典型的には、リレー、電源線等の部品のコストを考慮して、１つの電源線５１から同じリレー５２を介して２つ以上の第２装置４０の電力供給が制御されることが許容される。この場合、２つ以上の第２装置４０は、従来と同様、同じグループの制御単位に属することになる。リレー５２の開閉は制御装置２０から制御線６１を介して制御される。制御線６１からリレー５２への制御信号は、制御装置２０が備える汎用的な半導体リレーによって制御される。このように、第２装置４０の消費電力等の特性を考慮する必要のある電源用のリレー５２を制御装置２０とは別体に設ければ、制御装置２０の設計を汎用化することができる。しかし、リレー５２を制御装置２０と一体的に設けてもよい。

【0021】

なお、第２装置４０は、制御装置２０と通信線で接続されていてもよい。例えば第２装置４０が通信機能を有しており、制御装置２０からの制御として、リレー５２を用いた電力供給の制御以外にも通信による制御が行われるＥＣＵ等である場合は、制御装置２０と通信線で接続される。

【0022】

制御装置２０は、上述した、ゲートウェイとしての機能を実行する制御部２１を含む。また、制御部２１は、とくに、特定部２２、電力制御部２３、モード制御部２４を含み、後述する消費電力の制御を行う。特定部２２は、上位装置１０から取得する情報に基づいて、配下の第１装置３０や第２装置４０のうち、制御対象となる装置を特定する。モード制御部２４は、特定部２２が特定した装置のうち第１装置３０（第１種別の装置）に、通信線を介して動作モードを切り替える指示を送信する。電力制御部２３は、特定部２２が特定した装置のうち、第２装置４０（第２種別の装置）に、リレー５２を制御して、装置への電力供給を制御する。なお、ネットワークシステム１の接続トポロジは、制御装置２０がこのような制御を実行できれば、とくに限定されず適宜変更可能である。

【0023】

＜処理＞
以下に本実施形態に係る、ネットワークシステム１の処理を図２に示すフローチャートを参照して説明する。

【0024】

（ステップＳ１０１）：制御装置２０の制御部２１は、上位装置１０から、シーン情報を取得することで処理が開始される。シーン情報は、第１装置３０や第２装置４０の電力制御の内容を特定できる情報であり、例えば、車両の各部への操作内容、各部の動作状態、サービスの利用状況、車両の走行環境等、車両の利用に関する状況（シーン）を含む各種情報に基づいて生成され、シーンを反映した情報である。上位装置１０は、動作中の第１装置３０および第２装置４０や、直接接続されたセンサ、スイッチ等から取得する情報と、所定の生成ルールとに基づいて、シーン情報を生成することができる。生成ルールは、第１装置３０および第２装置４０の機能構成や、上位装置１０による車両の制御仕様に応じて、シーンごとに、必要な機能を実行でき、かつ、電力消費を好適に抑制できるように、予め設定される。例えば、シーン情報は、車両の駐車中におけるサービスの利用状況に基づいて生成することにより、駐車中の好適な電力制御が可能となる。

【0025】

（ステップＳ１０２）：制御装置２０の制御部２１のうち特定部２２は、シーン情報に基づいて、配下の第１装置３０、第２装置４０のうち、機能を制限してもよく消費電力を抑制する対象となる装置を特定する。特定部２２は、例えば、シーン情報の内容に対して対象の装置を定めたテーブルを保持しており、このテーブルに基づいて、対象の装置の特定を行う。このテーブルは、例えば、上位装置１０が生成して、制御装置２０が受け取ることができる。

【0026】

（ステップＳ１０３）：制御装置２０の制御部２１は、ステップＳ１０２で特定された装置から１つを順次選択し、選択した装置が、第１種別の装置である第１装置３０であればステップＳ１０４に進み、第２種別の装置である第２装置４０であれば、ステップＳ１０５に進む。

【0027】

（ステップＳ１０４）：制御装置２０の制御部２１のうちモード制御部２４は、ステップＳ１０３で選択された第１装置３０に、通信線１０２を介して、動作モードを省電力モードに遷移させる指示を送信する。第１装置３０は、指示を受信すると、動作モードを省電力モードに遷移させ、機能を少なくとも部分的に停止し消費電力を抑制する。

【0028】

（ステップＳ１０５）：制御装置２０の制御部２１のうち電力制御部２３は、ステップＳ１０３で選択された第２装置４０への電力供給を停止する。電力供給の停止は、この第２装置４０の電源線５１に接続されたリレー５２を、制御線６１を介して制御し、開状態にすることにより行う。第２装置４０は、電力供給が停止されると、機能を停止し、消費電力を抑制する（理想的には電力の消費がなくなる）。

【0029】

ステップＳ１０３～Ｓ１０５の処理は、ステップＳ１０２で特定された装置の全てについて行われるまで繰り返され、その後、以降の処理に進む。

【0030】

（ステップＳ１０６）：制御装置２０の制御部２１のうち特定部２２は、シーン情報に基づいて、配下の第１装置３０、第２装置４０のうち、機能を発揮させるため、消費電力の抑制を解除する対象となる装置を特定する。特定部２２は、例えば、シーン情報ごとに対象の装置を定めたテーブルを保持しており、このテーブルに基づいて、対象の装置の特定を行う。

【0031】

（ステップＳ１０７）：制御装置２０の制御部２１は、ステップＳ１０６で特定された装置から１つを順次選択し、選択した装置が、第１種別の装置である第１装置３０であればステップＳ１０８に進み、第２種別の装置である第２装置４０であれば、ステップＳ１０９に進む。

【0032】

（ステップＳ１０８）：制御装置２０の制御部２１のうちモード制御部２４は、ステップＳ１０７で選択された第１装置３０に、通信線１０２を介して、動作モードを、特に機能を制限しない通常モードに遷移させる指示を送信する。第１装置３０は、省電力モードにおいても、指示を待機するため最低限度の通信機能は動作しており、この指示を受信することができる。第１装置３０はこの指示を受信すると動作モードを通常モードに遷移させ、停止していた機能を必要に応じて適宜開始し、省電力モードに比べて消費電力の抑制はしない。

【0033】

（ステップＳ１０９）：制御装置２０の制御部２１のうち電力制御部２３は、ステップＳ１０７で選択された第２装置４０への電力供給を開始する。電力供給の開始は、この第２装置４０の電源線５１に接続されたリレー５２を、制御線６１を介して制御し、閉状態にすることにより行う。第２装置４０は、電力供給が開始されると、停止していた機能を必要に応じて適宜開始する。

【0034】

ステップＳ１０６～Ｓ１０９の処理は、ステップＳ１０５で特定された装置の全てについて行われるまで繰り返される。

【0035】

以上で処理が終了となるが、シーン情報に応じた各装置の消費電力の抑制とその解除が実行できれば、その順序は上述したものに限られない。上位装置１０は、例えばシーン情報が変化するごとにシーン情報を制御装置２０に送信し、制御装置２０がシーン情報を取得するごとに、上述のＳ１０１～Ｓ１０９の処理が実行される。なお、第１装置３０は、動作モードを遷移させる指示を受けても、例えばその時点での処理内容によっては、指示に従わない場合がある。また、リレー５２の開閉制御に不具合が発生するおそれがある。上位装置１０は、第１装置３０の動作モードの切り替えや、第２装置４０への電力供給状態の切り替えが制御の通り行われたか否かを、制御装置２０を介して、第１装置３０やリレー５２の実際の状態を取得することによって適宜確認し、その後の制御に反映して、制御の正確性を向上させてもよい。

【0036】

（効果）
本実施形態に係る制御装置２０においては、通信による動作モード切り替え機能を有する第１種別の第１装置３０については、その機能を活用して省電力モードに遷移させることにより消費電力抑制を実行する。また、制御装置２０は、通信による動作モード切り替え機能を有しない第２種別の第２装置４０については、電力供給の停止によって消費電力抑制を実行する。このように制御装置２０は、装置の２つの種別に対応した消費電力の抑制が可能である。そのため、制御装置２０を用いることで、比較的高コストで待機電力が発生するが通信によって個別の消費電力制御が容易な第１装置３０、および、比較的低コストで待機電力が発生しないがリレーや電源線の数の制約によってはグループ単位でまとめて制御される第２装置４０の各メリット、デメリットを比較衡量し、ネットワークシステム１の消費電力抑制とコスト抑制とのバランスを好適化した設計が可能となる。例えば、一部の装置に第１装置３０を採用することで、不要な機能をより多く抑制して最大消費電力を許容値以下に抑制しつつ、他の装置を第２装置４０とすることで、コストおよび機能抑制時の待機のための消費電力をそれぞれの許容値以下に抑制する設計が可能となる。

【0037】

また、本実施形態においては、ネットワークシステム１に新たにアクチュエータ等の装置を追加する場合、新たな装置を第１種別の第１装置３０として設けて通信線に接続すればよく、新たなリレーや配線等の追加が不要であるため設計が容易となる。また、車両の出荷後に、新たなサービスに対応する場合、上位装置１０において、上述の生成ルールを更新して、新たなサービスに対応したシーン情報を生成させるようにすれば、制御装置２０は、第１装置３０、第２装置４０の配線変更等をしなくても、新たなサービスに対応した第１装置３０、第２装置４０の電力制御が可能となるので、新たなサービスの事後対応が容易となる。

【0038】

本発明は、制御装置だけでなく、制御装置を含むネットワークシステム、プロセッサとメモリを備えた制御装置が実行する制御方法、制御プログラム、制御プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な非一時的な記憶媒体、ネットワークシステムを備えた車両等として捉えることが可能である。また、本発明は、車両に搭載される制御装置以外にも適用できる。

【産業上の利用可能性】

【0039】

本発明は、車両等に搭載される制御システムに有用である。

【符号の説明】

【0040】

１ ネットワークシステム
１０ 上位装置
２０ 制御装置
３０ 第１装置
４０ 第２装置
５１ 電源線
５２ リレー
６１ 制御線
１０１、１０２ 通信線

【図1】

【図2】