本発明は、共通の通信線を介して通信を行う複数の電子装置に対する電源からの電力の供給／遮断を個別に切り替えることができる電源制御システム、電源制御装置及び電源制御方法に関する。

従来、車輌にはＥＣＵ（Electronic Control Unit）などの電子装置が複数搭載されており、各電子装置が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、車輌の走行に係る制御及び車室内などの快適性に係る制御等を実現している。 また各電子装置は、車輌のバッテリ又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、車輌に搭載される電子装置の数が増大しているため省電力化が求められている。

特許文献１においては、スイッチ入力による第１の起動信号又は通信線からの第２の起動信号の入力に応じて第１の電源から第２の電源を生成する制御電源と、第１の起動信号に応じて起動した場合には第１の動作モードで動作し、第２の起動信号に応じて起動した場合には第２の動作モードで動作し、所定動作終了後に制御電源へ第２の電源の生成を停止させるシャットダウン信号を出力する装置制御回路とを有する電子制御装置が提案されている。 この電子制御装置は、通信線を介して入力される信号に応じて起動した場合であっても、制御回路への電源供給を停止することができる。

特許文献１に記載の電子制御装置のように、電源からの電力供給を停止することによって、消費電力を低減することができる。 しかしながら、複数の電子装置がネットワークを介して通信を行うシステムでは、各電子装置が周期的にデータの送信を行うと共に、他の装置から所定期間に亘ってデータを受信しない場合にこの装置に異常が発生したと判断する構成のものがある。 異常が発生したと判断した電子装置は、処理を停止する又は警告を発する等の異常時の特別な動作を行う。 このような構成のシステムでは、ネットワークに接続された複数の電子装置のうちの一部の電子装置に対する電力供給を停止した場合、電力供給が停止されていない電子装置は、電力供給が停止された電子装置からのデータを受信しないため、異常が発生したと判断する。 異常が発生したと判断した電子装置は、異常時の特別な動作を行うため、システムとして期待される通常の動作が行われない虞がある。

よって、上記の構成のシステムの場合、電子装置への電力供給の停止は、ネットワークを介して接続された全ての電子装置に対して一斉に行う必要があり、全ての電子装置を停止することが可能となる条件は限られているため、十分な消費電力の低減効果が得られないという問題がある。 又は、一部の電子装置への電力供給が停止された場合には、受信データの有無に基づく異常発生の判断対象からこの電子装置を除外するように、各電子装置の処理を変更するなどの対応を行うことによって、一部の電子装置への電力供給停止を実現できるが、ネットワークに接続された全ての電子装置について処理内容を変更する必要があるため、容易に行うことができないという問題がある。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、ネットワークに接続された複数の電子装置について、各電子装置への電力の供給／遮断を個別に切り替えることができる電源制御システム、電源制御装置及び電源制御方法を提供することにある。

本発明に係る電源制御システムは、共通の通信線に接続され、該通信線へ周期的にデータの送信を行うと共に他装置から周期的に送信されるデータを受信する通信手段、及び、他装置からの周期的なデータを所定期間に亘って受信しない場合に通信異常を検知する検知手段を有する複数の電子装置と、電源から各電子装置への電力の供給／遮断を個別に切り替える制御を行う切替制御手段を有する電源制御装置とを備える電源制御システムにおいて、前記電源制御装置の前記切替制御手段は、前記所定期間より短い期間に亘って、前記電子装置への電力を遮断するようにしてあることを特徴とする。

また、本発明に係る電源制御システムは、前記切替制御手段が、所定の遮断期間に亘る電力の遮断と、所定の復帰期間に亘る電力の供給とを繰り返し行うようにしてあり、前記遮断期間及び前記復帰期間の合計が前記所定期間より短いことを特徴とする。

また、本発明に係る電源制御システムは、前記復帰期間が、前記電子装置が電力供給開始から少なくとも１回のデータ送信を行うことができる期間より長いことを特徴とする。

また、本発明に係る電源制御装置は、共通の通信線に接続された複数の電子装置に対して、電源から各電子装置への電力の供給／遮断を個別に切り替える制御を行う切替制御手段を備える電源制御装置において、前記切替制御手段は、前記電子装置が他装置からのデータを受信しない場合に通信異常を検知する期間より短い時間に亘って、前記電子装置への電力を遮断するようにしてあることを特徴とする。

また、本発明に係る電源制御方法は、共通の通信線に接続され、該通信線へ周期的にデータの送信を行うと共に他装置から周期的に送信されるデータを受信する通信手段、及び、他装置からの周期的なデータを所定期間に亘って受信しない場合に通信異常を検知する検知手段を有する複数の電子装置に対して、電源から各電子装置への電力の供給／遮断を個別に切り替える電源制御方法において、前記所定期間より短い期間に亘って、前記電子装置への電力を遮断することを特徴とする。

本発明においては、共通の通信線に接続された複数の電子装置に対して、電源制御装置が電源から各電子装置への電力の供給／遮断を個別に切り替える。 ただし電力遮断によって電子装置による周期的なデータ送信が断たれることを防ぐため、電源制御装置は、データ受信がない場合に異常を検出する所定期間よりも短い期間に限り、電子装置への電力を遮断する。 この期間経過後、電源制御装置が電子装置へ電力が供給されるよう切り替えを制御することによって、この電子装置の動作が開始され、周期的なデータ送信が行われる。 よって他の電子装置は、異常を検知する前に、一時的に電力が遮断された電子装置からのデータを受信することができる。

また、本発明においては、電源制御装置は、遮断期間に亘る電力の遮断と、復帰期間に亘る電力供給とを繰り返し行う。 このとき、遮断期間と復帰期間との合計は、電子装置が異常を検知する所定期間より短くする。 これにより、他の電子装置が異常を検知する前に、電力を遮断した電子装置を復帰させることができ、データ送信を行うことができると共に、遮断と復帰とを繰り返しながら消費電力を低減することができる。

また、本発明においては、電力遮断後に電子装置を復帰させる復帰期間は、電力供給を開始した電子装置が少なくとも１回のデータ送信を行うことができる期間より長い期間とする。 これにより、復帰した電子装置が少なくとも１回のデータ送信を行うことができるため、この電子装置からのデータを、他の電子装置が異常検知前に必ず受信することができる。

本発明による場合は、データ受信がない場合に異常が検知される所定期間より短い期間に亘って、電子装置への電力を遮断する構成とすることにより、共通の通信線に接続された他の電子装置が異常を検知することなく、電子装置への電力の供給／遮断を個別に切り替えることができるため、システム全体としての消費電力の低減をより効果的に行うことができる。

本発明に係る電源制御システムの構成を示すブロック図である。

電源スイッチ装置及び電源制御装置の構成を示すブロック図である。

ＥＣＵの構成を示すブロック図である。

電源制御装置が行う間欠制御を説明するための模式図である。

電源制御装置が行う処理の手順を示すフローチャートである。

変形例に係る電源制御システムの構成を示すブロック図である。

変形例に係るＥＣＵの構成を示すブロック図である。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。 図１は、本発明に係る電源制御システムの構成を示すブロック図である。 図において１は、車輌に搭載されたバッテリ及びオルタネータ等の電源装置である。 車輌に搭載された電源装置１は、車輌に搭載された電源スイッチ装置２、電源制御装置３、ＥＣＵ５ａ及び５ｂ等に電力線７を介して接続されており、これらの機器へ電力を供給している。 また車輌に搭載されたＥＣＵ６ａ及び６ｂは、電源装置１には直接的に接続されておらず、電源スイッチ装置２と個別の電力線を介して接続されており、電源スイッチ装置２を介して電源装置１からの電力が供給されている。 電源スイッチ装置２は、電源制御装置３から与えられる制御信号に応じて、ＥＣＵ６ａ及び６ｂへの電力の供給／遮断を個別に切り替えることができる。 またＥＣＵ５ａ、５ｂ及び６ａ、６ｂは、共通の通信線８で接続され、通信線８を介して相互に通信を行うことができる。

図２は、電源スイッチ装置２及び電源制御装置３の構成を示すブロック図である。 電源スイッチ装置２は、電源装置１から各ＥＣＵ６ａ、６ｂへの電力供給経路中にそれぞれ配される複数のスイッチを有する切替部２１と、電源制御装置３からの制御信号が入力される入力部２２とを備えて構成されており、入力部２２に入力された制御信号に応じて切替部２１の各スイッチのオン／オフを切り替えることができる。 例えば電源スイッチ装置２の切替部２１がＮ個のスイッチを有し、電源制御装置３がＮビットの制御信号を出力する構成とし、電源スイッチ装置２は制御信号の各ビットにそれぞれスイッチを対応付けてオン／オフを切り替える構成とすることができる。

電源制御装置３は、制御部３１、出力部３２、入力部３３、記憶部３４及び電源回路３５等を備えて構成されている。 制御部３１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＭＰＵ（Micro Processing Unit）等の演算回路であり、ＲＯＭ（Read Only Memory）などに予め記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、電源制御に係る種々の処理を行う。 出力部３２は、制御部３１の制御に応じて電源スイッチ装置２への制御信号を出力するものであり、インタフェース回路又は出力バッファ等である。

入力部３３は、車輌に搭載された他の装置から種々の車輌情報（例えば、車輌のエンジン始動に係るイグニッションスイッチ若しくはアクセサリスイッチ等の状態、車輌の走行速度、シフトレバーの位置、ブレーキの操作状態など）が入力されており、入力された車輌情報を制御部３１へ与える。 制御部３１は、入力部３３から与えられた車輌情報に基づいて、ＥＣＵ６ａ及び６ｂへ電力を供給するか否かを個別に判断し、電源スイッチ装置２への制御信号を出力する。 なお入力部３３は、通信線８を介した通信を行うことによって他の装置から車輌情報を取得する構成であってもよい。

記憶部３４は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）又はフラッシュメモリ等のデータ書き換え可能なメモリ素子で構成され、制御部３１の制御に必要な種々のデータを記憶する。 電源回路３５は、電力線７を介して車輌の電源装置１に接続され、電源装置１からの電力を電源制御装置３内の各部へ適宜に電圧値／電流値の調整を行って供給している。

図３は、ＥＣＵ６ａの構成を示すブロック図である。 なお、その他のＥＣＵ５ａ、５ｂ及び６ｂの構成は、ＥＣＵ６ａの構成と略同じであるため、図示を省略する。 ＥＣＵ６ａは、制御部６１、通信部６２及び電源回路６３等を備えて構成されている。 制御部６１は、ＣＰＵ又はＭＰＵ等の演算回路であり、ＲＯＭなどに予め記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、車輌の制御に係る種々の処理を行う。 通信部６２は、通信線８に接続され、車輌に搭載された他のＥＣＵ５ａ、５ｂ及び６ｂ等との間でＣＡＮ又はＬＩＮ等のプロトコルによる通信を行う。 電源回路６３は、電力線に接続され、この電力線を介して供給される電力を、ＥＣＵ６ａ内の各部へ適宜に電圧値／電流値の調整を行って供給する。

本実施の形態に係る電源制御システムでは、複数のＥＣＵ５ａ、５ｂ及び６ａ、６ｂ等が、通信線８を介して通信を行うことによって情報を共有し、協調動作することによって車輌の安全走行、車輌の防犯及び車内の快適性向上等のための種々の制御処理を実現している。 ただし、車輌に搭載された全てのＥＣＵ５ａ、５ｂ及び６ａ、６ｂ等の全てが常に動作している必要はない。 例えば車輌の走行中には、車輌のキーレスエントリ、スマートエントリ又は防犯システム等のためのＥＣＵは動作する必要はなく、また例えば車輌のエンジン停止中には、ＡＢＳ（Anti-lock Brake System）などの走行制御に係るＥＣＵは動作する必要がない。 そこで本実施の形態に係る電源制御システムでは、電源制御装置３が入力部３３へ入力された車輌情報に基づいてＥＣＵ６ａ、６ｂ等が動作する必要があるか否かをそれぞれ判断し、動作する必要がないと判断したＥＣＵ６ａ、６ｂ等への電力供給を停止することによって、車輌全体での消費電力の低減を図る。

一方、共通の通信線８に接続された複数のＥＣＵ５ａ、５ｂ及び６ａ、６ｂ等のいずれかに故障などの異常が発生して動作停止した場合、このＥＣＵからのデータを受信することができなくなるため、他のＥＣＵでも正常な処理を行うことができなくなる虞がある。 車輌においては安全性が重視されるため、いずれかのＥＣＵの故障を他のＥＣＵができるだけ早く検出し、各ＥＣＵが異常に対処する必要がある。 そこで本実施の形態に係る電源制御システムでは、共通の通信線８に接続された複数のＥＣＵ５ａ、５ｂ及び６ａ、６ｂ等は、予め定められた周期（ＥＣＵ毎に異なる周期であってよい）内に少なくとも１回のデータ送信を行うと共に、他のＥＣＵから周期的に送信されるデータを受信したか否かに応じて異常の有無を判断する。

ここで電源制御装置３がＥＣＵ６ａへの電力供給を停止すると判断し、電源スイッチ装置２への制御信号を出力した場合、電源スイッチ装置２の切替部２１にて電源装置１からＥＣＵ６ａへの電力供給経路中に設けられたスイッチがオフされる。 これによりＥＣＵ６ａへの電力供給が停止され（電源が遮断され）、ＥＣＵ６ａの動作が停止するため、電源が遮断された期間はＥＣＵ６ａによる周期的なデータ送信が行われなくなる。 その他のＥＣＵ５ａ、５ｂ及び６ｂは、電源が遮断されたＥＣＵ６ａから周期的に送信されるべきデータを受信できないため、ＥＣＵ６ａに異常が発生したと判断し、異常発生時の処理へ移行してしまう。

そこで本実施の形態に係る電源制御装置３は、ＥＣＵ６ａ、６ｂに対する電源遮断を間欠的に行うことによって、他のＥＣＵ５ａ、５ｂが異常発生時の処理へ移行することを防止する。 図４は、電源制御装置３が行う間欠制御を説明するための模式図であり、ＥＣＵ６ａのデータ送信及びＥＣＵ６ａに対する電源制御をタイミングチャートとして示したものである。 図４上段に示すように、ＥＣＵ６ａは周期的にデータ送信を行っており、他のＥＣＵ５ａ、５ｂ及び６ｂは、ＥＣＵ６ａからの周期的なデータを受信するか否かに応じて、ＥＣＵ６ａが正常に動作しているか否かを判定する。

例えば何らかの要因でＥＣＵ６ａの処理が停止し、周期的なデータ送信が停止された場合、他のＥＣＵ５ａ、５ｂ及び６ｂは、ＥＣＵ６ａからの最後のデータ受信から所定時間（通信途絶判定時間≒ＥＣＵ６ａの送信周期）が経過した後に通信途絶を検出し、さらにこれから所定時間（待機時間）が経過してもＥＣＵ６ａからのデータを受信しないとき、ＥＣＵ６ａに異常が発生したと判定する。 即ち、他のＥＣＵ５ａ、５ｂ及び６ｂは、ＥＣＵ６ａからの最後のデータ受信から所定の異常判定時間（＝通信途絶判定時間＋待機時間）が経過した後に、ＥＣＵ６ａの異常を判定する。 換言すれば、ＥＣＵ６ａは、他のＥＣＵ５ａ、５ｂ及び６ｂによる異常判定時間以内に少なくとも１回のデータ送信を行えばよい。

電源制御装置３は、図４中段に示すように、ＥＣＵ６ａの電源遮断を行う条件が成立した場合、所定時間（遮断時間Ｔ１）に亘るＥＣＵ６ａの電源遮断と、その後の所定時間（復帰時間Ｔ２）に亘るＥＣＵ６ａの電源導通とを繰り返し行う。 なお、復帰時間Ｔ２は、ＥＣＵ６ａに対する電力供給が開始されてから少なくとも１回のデータ送信を終えるまでに必要な時間より長い時間が設定される。 また遮断時間Ｔ１及び復帰時間Ｔ２の合計時間、即ちＥＣＵ６ａに対する電源制御の周期は、上記の異常判定時間より短い時間となるように定められ、これらから遮断時間Ｔ１が定められる。

電源制御装置３は、制御対象のＥＣＵ６ａ、６ｂ毎に、間欠制御を行うための遮断時間Ｔ１及び復帰時間Ｔ２を予め記憶部３４に記憶している。 電源制御装置３が遮断時間Ｔ１に亘る電源遮断と復帰時間Ｔ２に亘る電源導通とを繰り返し行うことによって、図４下段に示すように、他のＥＣＵ５ａ、５ｂ及び６ｂの異常判定時間以内に少なくとも１回のデータ送信をＥＣＵ６ａが行うことができるため、他のＥＣＵ５ａ、５ｂ及び６ｂは正常時の処理を継続して行うことができる。

図５は、電源制御装置３が行う処理の手順を示すフローチャートである。 なお、図示の処理では、オン／オフのいずれかの値が設定される遮断フラグを用いるが、このフラグは電源制御装置３の制御部３１内のレジスタ又は記憶部３４等の記憶領域に変数として確保される。 遮断フラグの初期値はオフである。 同様に、図示の処理では遮断タイマを用いるが、これは制御部３１内に備えられるものであってよい。 また、図示の処理は、制御対象となるＥＣＵ６ａ、６ｂ毎にそれぞれ個別に行われるものであり、制御対象毎に同様の処理を繰り返し行う。 以下では、ＥＣＵ６ａに対する処理として説明する。

電源制御装置３の制御部３１は、まず、入力部３３にて他の装置から入力された車輌情報に基づいて、ＥＣＵ６ａの電力供給を停止する（電源を遮断する）条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ１）。 遮断条件が成立した場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、制御部３１は、遮断フラグの値がオフに設定されているか否かを更に判定する（ステップＳ２）。 遮断フラグの値がオフに設定されている場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、制御部３１は、遮断フラグの値をオンに設定し（ステップＳ３）、遮断タイマによる計時を開始して（ステップＳ４）、ステップＳ５へ処理を進める。 遮断フラグの値がオンに設定されている場合（Ｓ２：ＮＯ）、制御部３１は、遮断タイマの計時を継続して行って、ステップＳ５へ処理を進める。

次いで制御部３１は、遮断タイマの値が遮断時間Ｔ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ５）。 遮断タイマの値が遮断時間Ｔ１未満の場合（Ｓ５：ＮＯ）、制御部３１は、電源スイッチ装置２へＥＣＵ６ａへの電力供給に係るスイッチをオフする制御信号を出力することによって、ＥＣＵ６ａの電源遮断を行い（ステップＳ６）、遮断タイマの計時を継続して行って、ステップＳ１へ処理を戻す。 電源が遮断されたＥＣＵ６ａは動作を停止する。

遮断タイマの値が遮断時間Ｔ１以上の場合（Ｓ５:ＹＥＳ）、制御部３１は、更に、遮断タイマの値が遮断時間Ｔ１及び復帰時間Ｔ２の合計時間以上であるか否かを判定する（ステップＳ７）。 遮断タイマの値が遮断時間Ｔ１及び復帰時間Ｔ２の合計時間未満である場合（Ｓ７：ＮＯ）、制御部３１は、電源スイッチ装置２へＥＣＵ６ａへの電力供給に係るスイッチをオンする制御信号を出力することによって、ＥＣＵ６ａの電源導通を行い（ステップＳ８）、遮断タイマの計時を継続して行って、ステップＳ１へ処理を戻す。 電源が導通されたＥＣＵ６ａは動作を開始（復帰）してデータ送信を行う。

遮断タイマの値が遮断時間Ｔ１及び復帰時間Ｔ２の合計時間以上である場合（Ｓ７：ＹＥＳ）、制御部３１は、遮断タイマの値をクリア（０に設定）し（ステップＳ９）、ＥＣＵ６ａの電源遮断を行い（ステップＳ６）、ステップＳ１へ処理を戻す。 電源が遮断されたＥＣＵ６ａは動作を停止する。

またステップＳ１にて遮断条件が成立しない場合（Ｓ１：ＮＯ）、制御部３１は、遮断フラグの値をオフに設定し（ステップＳ１０）、遮断タイマの計時を停止する（ステップＳ１１）。 その後、制御部３１は、電源スイッチ装置２へＥＣＵ６ａへの電力供給に係るスイッチをオンする制御信号を出力することによって、ＥＣＵ６ａの電源導通を行い（ステップＳ１２）、ステップＳ１へ処理を戻す。 電源が導通されたＥＣＵ６ａは動作を開始する。

以上の構成の電源制御システムは、他のＥＣＵ５ａ、５ｂが異常を判定する時間より短い時間に限り、電源制御装置３がＥＣＵ６ａ、６ｂの電源遮断を行う構成とすることにより、他のＥＣＵ５ａ、５ｂにて異常が検知されることなく、ＥＣＵ６ａ、６ｂの電力の供給／遮断を個別に切り替えることができるため、ＥＣＵ６ａ、６ｂへの電力供給を停止してシステム全体での消費電力を低減することができる。 また電源制御装置３が、遮断時間Ｔ１に亘る電源遮断と復帰時間Ｔ２に亘る電源復帰とを繰り返すと共に、遮断時間Ｔ１及び復帰時間Ｔ２の合計を他のＥＣＵ５ａ、５ｂによる異常判定時間より短くすることにより、他のＥＣＵ５ａ、５ｂが異常を検知する前に、電力を遮断したＥＣＵ６ａ、６ｂを復帰させることができ、ＥＣＵ６ａ、６ｂのデータ送信を行うことができると共に、遮断と復帰とを繰り返しながら消費電力を低減することができる。 また、復帰時間Ｔ２は、電力供給を開始したＥＣＵ６ａ、６ｂが少なくとも１回のデータ送信を行うことができる期間より長い期間とすることにより、復帰したＥＣＵ６ａ、６ｂが少なくとも１回のデータ送信を行うことができるため、このＥＣＵ６ａ、６ｂからのデータを、他のＥＣＵ５ａ、５ｂが異常検知前に必ず受信することができる。

なお、本実施の形態においては、電源スイッチ装置２及び電源制御装置３をそれぞれ別の装置としたが、これに限るものではなく、これらを１つの装置としてもよく、更には以下の変形例に示すように、いずれかのＥＣＵに電源スイッチ装置２及び電源制御装置３の機能を搭載してもよい。

（変形例）
図６は、変形例に係る電源制御システムの構成を示すブロック図である。 変形例に係る電源制御システムは、図１に示した電源スイッチ装置２及び電源制御装置３の機能を、例えばボディＥＣＵなどのＥＣＵ１０３に搭載した構成である。 このためＥＣＵ１０３は、車輌のドアのロック制御又はライト点灯制御等のＥＣＵとしての制御処理を行うと共に、上述のように電源装置１からＥＣＵ６ａ、６ｂ等への電力の供給／遮断の切替制御処理を行う。

図７は、変形例に係るＥＣＵ１０３の構成を示すブロック図である。 変形例に係るＥＣＵ１０３は、電源スイッチ装置２と同様の切替部２１と、電源制御装置３と同様の制御部３１、入力部３３、記憶部３４及び電源回路３５とを備えている。 ただし、ＥＣＵ１０３の切替部２１は、制御部３１が出力する制御信号によって直接的に各スイッチのオン／オフが制御される。 またＥＣＵ１０３の制御部３１は、電源制御装置３の制御部３１が行う間欠的な電源制御の処理に加えて、ドアロック制御又はライト点灯制御等の制御処理を行う。

１ 電源装置 ２ 電源スイッチ装置 ３ 電源制御装置 ５ａ、５ｂ ＥＣＵ
６ａ、６ｂ ＥＣＵ（電子装置）
７ 電力線 ８ 通信線 ２１ 切替部 ２２ 入力部 ３１ 制御部（切替制御手段）
３２ 出力部 ３３ 入力部 ３４ 記憶部 ３５ 電源回路 ６１ 制御部（検知手段）
６２ 通信部（通信手段）
６３ 電源回路 １０３ ＥＣＵ