JP2007030714A - 車両用通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】通信システム全体として、高電力消費動作モードから低電力消費動作モードへの移行タイミングを管理すること。
【解決手段】
複数の制御ユニットを３つ以上の複数のグループに分け、そのグループごとに制御ユニットを通信線を介して相互に接続して複数のネットワークを形成する。当該複数のネットワーク間には、データの中継を行うゲートウェイ（ＧＷ）ユニットがそれぞれ設けられる。その１つのＧＷユニットが、集中管理ＧＷユニットとして、接続された全てのユニットから低電力消費動作モードに移行可能である旨のデータを受信しても、所定時間が経過するまで、複数のネットワークに対して、高電力消費動作モードデータを送信し、所定時間が経過したときに、低電力消費動作モードデータを送信する。
【選択図】 図６

Description

本発明は、車両に搭載された複数の制御ユニット間において、データの送受信を行なう車両用通信システムに関する。

車両の搭載機器を電子的に制御する制御ユニットが多数採用されるに従い、その制御ユニット間においてデータを共有化し、各制御ユニットにおいて分散制御や協調制御を行なう要求が高まっている。例えば、車両において、シートやドア等のボディ系、エンジン、電子スロットル等のパワートレイン系、さらにナビゲーション，ＶＩＣＳ，ＥＴＣ等の情報系といった区分けでそれぞれの制御ユニットをネットワーク化し、さらに各ネットワーク間をデータ中継が可能なゲートウェイユニットを介して接続するといったことが検討されている。

ここで、イグニッションスイッチがオフされて車両が駐車されている場合には、車両としての基本的な機能を発揮する必要がないため、一般的に、各制御ユニットは、その動作モードが低電力消費動作モードに移行される。この低電力消費動作モードとは、通常の動作モードよりも動作周波数を低下させたり、所定のトリガ信号が入力されるまでは動作を停止させたり、あるいは、完全にその動作を停止させることによって、各制御ユニットにおける消費電力の低減を図ることが可能な動作モードのことである。

各制御ユニットが上述したようにネットワーク化された場合には、各制御ユニットの協調動作のため、一の制御ユニットの動作モードが高電力消費動作モードであると、それに合わせて他の制御ユニットの動作モードも高電力消費動作モードに設定される。各制御ユニットが複数のグループに分かれてネットワーク化される場合には、ゲートウェイユニットが、それら複数のネットワークに属する制御ユニットの動作モードを管理することもある。すなわち、データを送受信する必要がある複数の制御ユニットが異なるネットワークに分かれている場合、一の制御ユニットから高電力消費動作モードである旨のデータを受信すると、ゲートウェイユニットは、それら複数の制御ユニットが属するネットワークに対して、高電力消費動作モードにて動作するようにモード管理を行なう。なお、ゲートウェイユニットは、動作モード管理が煩雑となることを避けるため、通常、個別の制御ユニットを対象とするのではなく、各ネットワーク単位で動作モードを管理する。

このようなゲートウェイユニットが１つのみ設けられた通信システムでは、ゲートウェイユニットにより、各ネットワークの動作モードが一括して管理でき、高電力消費動作モードと低電力消費動作モード間の動作モードの移行もスムーズに行なうことができる。

しかしながら、ネットワーク化される制御ユニットの数や通信データ量は増加の一途を辿っており、ネットワークの規模が大きくなると、１つのゲートウェイユニットでは対応しきれなくなることが考えられる。つまり、制御ユニット間におけるデータ送受信速度の観点から、１つのネットワークに接続される制御ユニットの数はおのずと制限される。そして、ネットワークの数が増えれば、そのネットワーク間の通信を１つのゲートウェイユニットで賄うことは困難になる。そのため、複数のネットワーク間を複数のゲートウェイユニットを介して接続することが考えられる。

この場合、１つのネットワークが複数のゲートウェイユニットを介して複数のネットワークに接続されることになり、この構成に起因して、動作モード管理に不具合が生じることが考えられる。つまり、ゲートウェイユニットは、いずれかの制御ユニットから高電力消費動作モードデータを受信すると、データ中継のために接続されている全てのネットワークに対して、高電力消費動作モードデータを送信する。これによって、ゲートウェイユニットに接続された全てのネットワークの動作モードを、高電力消費動作モードに管理する。従って、上述したように、１つのネットワークに複数のゲートウェイユニットが接続されると、そのゲートウェイユニット間で、高電力消費動作モードデータを交換し合う状況が発生し得る。その結果、各制御ユニットは、低消費電力動作モードへの移行ができなくなってしまう。

このような問題点を解決すべく、本出願人は、特願２００５−１４１５５０を出願した。この出願に係わる車両用通信システムでは、ゲートウェイユニットが、動作モードに関するデータを受信した場合に、その動作モードに関するデータを送信したユニットを含むネットワークには送信しないようにしている。これにより、ゲートウェイユニット間で、高電力消費動作モードに関するデータを交換し合う状況の発生を回避して、各ユニットを低電力消費動作モードへ移行させることが可能になる。

ただし、上記のように構成した場合、通信システムにおける低電力消費動作モードへの移行タイミングは、高電力消費動作モードから低電力消費動作モードへの移行を最後に許可する任意のユニットによる許可タイミングに依存することになる。すなわち、通信システム全体として、低電力消費動作モードへの移行タイミングを管理することができない。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、システム全体として、高電力消費動作モードから低電力消費動作モードへの移行タイミングを管理することが可能な車両用通信システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の車両用通信システムは、車両に搭載された複数の制御ユニットを少なくとも３つ以上の複数のグループに分け、そのグループごとに制御ユニットをデータ通信用の通信線を介して相互に接続して複数のネットワークを形成するとともに、当該複数のネットワーク間を接続して、データの中継を行なうゲートウェイユニットを複数設けることにより、複数のネットワークに接続された制御ユニット間でデータの送受信を可能としたものであって、
制御ユニットは、動作モードとして、高電力消費動作モードと低電力消費動作モードとを有し、当該動作モードに関する動作モードデータを通信線を介して自身が接続されたネットワーク内の他のユニットに送信し、かつ、他のユニットから高電力消費動作モードデータを受信した際に、自身の動作モードを高電力消費動作モードに設定するものであり、
複数のゲートウェイユニットの１つのゲートウェイユニットは、集中管理ゲートウェイユニットとして、接続された全てのユニットから低電力消費動作モードに移行可能である旨のデータを受信しても、所定の条件が成立するまで、自身が接続された複数のネットワークに対して、高電力消費動作モードデータを送信し、所定の条件の成立時に、低電力消費動作モードデータを送信し、
複数のゲートウェイユニットの他のゲートウェイユニットは、自身が接続された複数のネットワークの中の一のネットワークに接続されたユニットから動作モードデータを受信した場合、その一のネットワークを除く他のネットワークに接続されたユニットに対して、その動作モードデータを送信することを特徴とする。

このように、請求項１に記載の車両用通信システムでは、複数のゲートウェイユニットの１つのゲートウェイユニットが、集中管理ゲートウェイユニットとして、接続された全てのユニットから低電力消費動作モードに移行可能である旨のデータを受信しても、所定の条件が成立するまで、自身が接続された複数のネットワークに対して、高電力消費動作モードデータを送信し、所定の条件の成立時に、低電力消費動作モードデータを送信する。このため、集中管理ゲートウェイユニットが、所定の条件の成立に基づいて、通信システム全体の、高電力消費動作モードから低電力消費動作モードへの移行タイミングを管理することができる。

なお、複数のゲートウェイユニットの他のゲートウェイユニットは、動作モードデータを送信したユニットが属するネットワークを除く残りのネットワークにのみ、動作モードデータを送信する。このため、同一のネットワークに接続されたゲートウェイユニット間で、高電力消費動作モードデータを交換し合う状況の発生を回避できる。

請求項２に記載したように、集中管理ゲートウェイユニットは、接続された全てのユニットから低電力消費動作モードへ移行可能である旨のデータを受信してからの経過時間が所定時間に達したとき、所定の条件が成立したと判定するように構成することができる。

例えば、ある制御ユニットが、対応する制御対象機器の制御を終了し、低電力消費動作モードへの移行が可能と判定した場合であっても、その直後に、制御の再開が必要となる場合がある。このような場合に、通信システム全体が低電力消費動作モードへ移行済みであると、各制御ユニットを高電力消費動作モードへ復帰させるための処置が必要となるので、上述した制御の再開を迅速に行い得ないことが考えられる。

これに対して、請求項２に記載のシステムでは、集中管理ゲートウェイユニットが、全てのユニットから低電力消費動作モードへ移行可能である旨を示すデータを受信しても、即座に低電力動作モードへの移行を許可するのではなく、その時点からの経過時間を計時し、その経過時間が所定時間に達したときに、各ユニットに低電力消費動作モードデータを出力して、低電力消費動作モードに移行させる。このようにすれば、通信システム全体を無駄に低電力消費動作モードに移行させることが防止できるので、制御を再開する必要が生じたとき、迅速に対応することが可能となる。

また、請求項３に記載したように、集中管理ゲートウェイユニットは、車両の状態を検出する検出手段からの検出信号に基づいて、車両の状態が、全ての制御ユニットを低電力消費動作モードに移行させるべき状態であるとみなされるときに、所定の条件が成立したと判定するように構成しても良い。

例えば、イグニッションスイッチがオフされて、車両のエンジンが停止した場合であっても、車両に乗員が乗車している状態では、車両に搭載された各種の制御対象機器を作動させる必要が生じる可能性がある。逆に、全ての乗員が車両から降りて、車両が駐車されている状態では、頻繁に各種の制御対象機器を作動させる必要が生じることはない。従って、例えば、車両状態として、乗員が車両に乗車していることを検出したときには、低電力消費動作モードへの移行を禁止し、全ての乗員が車両から降りたときに、全ての制御ユニットを低電力消費動作モードに移行させることにより、適切なタイミングで、低電力消費動作モードに移行させることができる。

請求項４に記載したように、集中管理ゲートウェイユニットは、車両のエンジンが停止中であって、かつ所定の制御ユニットから高電力消費動作モードデータを受信した場合に、その制御ユニットに対応付けられた特定のネットワークに対して高電力消費動作モードデータを送信し、他のネットワークに対して低電力消費動作モードデータを送信するように構成しても良い。

車両のエンジンが停止中である場合には、車載バッテリへの充電が行われないので、極力、車載バッテリの電力の消費を抑制することが好ましい。このため、車両のエンジンが停止中において、高電力消費動作モードにて動作する所定の制御ユニットに関して、その制御ユニットと必ずデータ通信を行う必要がある制御ユニットを集めて特定のネットワークを構成し、上記所定の制御ユニットから高電力消費動作モードデータを受信した場合には、その特定のネットワークに対してのみ高電力消費動作モードデータを送信する。これにより、他のネットワークに接続された制御ユニットは低電力消費動作モードに維持されるので、電力消費の抑制を図ることが可能になる。

請求項５に記載したように、制御ユニットは、車両のイグニッションスイッチがオフされている間、その動作モードが低電力消費動作モードになるとともに、所定の起動条件が成立すると高電力消費動作モードにて動作するように構成できる。車両のイグニッションスイッチがオフされている間は車両は停止しており、基本的に、各種の車載機器を制御する制御ユニットを車両の走行時と同様に機能させる必要がないためである。従って、イグニッションスイッチのオフに応じて制御ユニットの動作モードを低電力消費動作モードに移行させて、消費電力の低減を図ることが好ましい。

ただし、少なくとも一部の制御ユニットに関しては、例えば一定時間経過したことを条件としてウェイクアップし、高電力消費動作モード（通常動作モード）にて動作することが好ましい場合がある。例えば、携帯キーとの相互通信によって、メカニカルキーを用いることなくドアロックを解除可能な、いわゆるスマートキーシステムの場合など、車両の停車時に定期的に、制御ユニットとしてのスマートキーＥＣＵから質問信号を送信するとともに、携帯キーからの応答信号を受信する等の処理を行う必要があるためである。

請求項６に記載したように、他のゲートウェイユニットも、動作モードとして、高電力消費動作モードと低電力消費動作モードとを有し、自身が接続されたネットワーク内の全ての制御ユニットが低電力消費動作モードとなったときに、他のゲートウェイユニットは、低電力消費動作モードとなることが好ましい。ネットワーク内の全ての制御ユニットが低消費電力動作モードとなると、迅速に中継すべきデータも発生しない。このため、他のゲートウェイユニットも低電力消費動作モードに移行させて、消費電力の低減を図ることが好ましいためである。

ただし、請求項７に記載したように、他のゲートウェイユニットが、車両における所定の制御対象機器に対して制御を行う制御ユニットとしての機能も兼ね備える場合、当該制御ユニットとして、その動作モードを低電力消費動作モードとすることができることを条件として、その動作モードを低電力消費動作モードに移行させることが好ましい。

請求項８に記載したように、他のゲートウェイユニットは、動作モードデータを送信したユニットが制御ユニットであれば、その制御ユニットを含むネットワークにも動作モードに関するデータを送信するが、ゲートウェイユニットであれば、そのゲートウェイユニットを含むネットワークに動作モードデータを送信しないように構成しても良い。動作モードデータの送信元が制御ユニットであれば、その動作モードデータを、他のゲートウェイユニットが接続された全てのネットワークに送信しても、上述したようなゲートウェイユニット間での高電力消費動作モードデータを交換し合う状況は発生しないためである。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態における車両用通信システムの全体構成を示すブロック図である。本車両用通信システムは、車両の搭載機器を電子的に制御する各種の制御ユニットが、通信線、さらにはゲートウェイユニットを介して相互に接続されたネットワーク構成を備えている。なお、エンジン、変速機、ブレーキ等のパワートレイン系機器、エアコン、シート、ドアロック等のボディ系機器、ナビ、ＥＴＣ、ラジオ等の情報系、及びエアバック等のセイフティ系機器を制御する種々の制御ユニットが、ネットワーク化の対象となりえる。

これらの制御ユニットは、イグニッションスイッチがオンされている間は、各種の演算を高速に行なって車両搭載機器を最適に制御する必要がある。このため、各ユニットの動作モードは、基本的に通常動作モード（高電力消費動作モード）に設定される。一方、イグニッションスイッチがオフされて車両が駐車されている場合には、車両としての基本的な機能を発揮する必要がないため、各制御ユニットは、その動作モードが低電力消費動作モードに移行される。低電力消費動作モードでは、通常の動作モードよりも動作周波数を低下させたり、外部回路等から所定のトリガ信号が入力されるまでは動作を停止させたり、あるいは、完全にその動作を停止させる。これにより、各制御ユニットにおける消費電力の低減を図ることができる。

本実施形態では、そのような各制御ユニットの中で、車両停車中においても車両搭載機器に対する制御処理を実行するため所定のウェイクアップ条件が成立したときに、低電力消費動作モードから通常動作モードに移行する制御ユニット、及びネットワーク接続された他の制御ユニットの通常動作モードへの移行に伴なって通常動作モードに移行する必要がある制御ユニットを対象としたネットワーク構成について説明する。

そのような制御ユニットの具体例としては、例えば、携帯キーとスマートキーＥＣＵとの相互通信により、メカニカルなキーを用いることなく、ドアロックを解除するいわゆるスマートキーシステムにおける各種の制御ユニット（ＥＣＵ）が挙げられる。スマートキーシステムにおいては、スマートキーＥＣＵが、ウェイクアップ条件として所定時間が経過するごとに低電力消費動作モードから通常動作モードに切り換えられ、送受信機に対して、質問信号の送信及び携帯キーからの応答信号の受信を指示する。ユーザが保持する携帯キーが質問信号を受信すると応答信号を返送するため、応答信号の受信により、ユーザが車両に接近していることが認識できる。

スマートキーＥＣＵは、その応答信号に基づいて、携帯キーの保持者が正規のユーザであるか否かを判定する。その判定結果は、各ドアＥＣＵに送信され、ドアの状態が、ロック、アンロックスタンバイ、あるいはアンロックの各状態に制御される。例えば、携帯キーの保持者が正規のユーザであり、そのユーザが車両に接近している場合には、各ドアＥＣＵは、車両の各ドアの状態を、ユーザがドアハンドルに設けられたスイッチを操作することによってドアがアンロックとなるアンロックスタンバイ状態に制御する。このように、スマートキーＥＣＵと各ドアＥＣＵとは協調して動作する必要があるので、各ドアＥＣＵの動作モードは、スマートキーＥＣＵの通常動作モードへの移行に伴なって、低電力消費動作モードから通常動作モードに切り換えられる。

さらに、車両によっては、イモビＥＣＵが設けられ、このイモビＥＣＵは、ユーザによってエンジンの始動操作が行なわれたとき、スマートキーＥＣＵと通信を行ない、その通信結果に基づいて、エンジンの始動許可・禁止を切り換える。すなわち、スマートキーＥＣＵにおいて、正規のユーザとの判定が行なわれている場合に限り、イモビＥＣＵは、エンジンの始動を許可するのである。従って、イモビＥＣＵの動作モードも、スマートキーＥＣＵの通常動作モードへの移行に伴ない、低電力消費動作モードから通常動作モードに切り換えられることが好ましい。あるいは、エンジンの始動操作によってイモビＥＣＵが通常動作モードとなり、そのイモビＥＣＵからの通信をトリガとしてスマートキーＥＣＵを通常動作モードに切り換えることも可能である。

このように、車両搭載機器の制御ユニットの中には、車両停車中においても所定のウェイクアップ条件が成立することによって通常動作モードとなったり、他の制御ユニットの通常動作モードへの移行に伴なって低電力消費動作モードから通常動作モードに切り換えられる制御ユニットがある。本実施形態によるネットワーク構成においては、このような制御ユニットを少なくとも３つ以上の複数のグループに分け、そのグループごとにデータ通信用の通信線を介して相互に接続して複数のネットワークを形成する。さらに、この複数のネットワーク間をデータ中継のための複数のゲートウェイユニットを介して接続し、複数のネットワークに接続された制御ユニット間でデータの送受信を可能としている。

なお、制御ユニットを少なくとも３つ以上の複数のグループに分けて複数のネットワークを形成するのは、各ネットワークに接続される制御ユニット数を抑えて各制御ユニットのデータ送信の待ち時間を短くしたり、ネットワークを形成する際の配線長が長くなると送信信号の波形の乱れ等が生じ易くなるため、その配線長を短縮したりするためである。

図１に示す例では、第１ネットワークに制御ユニットＡ〜Ｄが接続され、第２ネットワークに制御ユニットＥ〜Ｈが接続され、第３ネットワークに制御ユニットＩ〜Ｌが接続され、さらに、第４ネットワークに制御ユニットＭ〜Ｐが接続されている。また、第１ネットワークと第２ネットワークとの間には、ゲートウェイ（ＧＷ）ユニットＸが接続され、第２ネットワークと第３ネットワークとの間には、集中管理ゲートウェイユニットであるゲートウェイユニットＹが接続され、第３ネットワークと第４ネットワークとの間には、ゲートウェイ（ＧＷ）ユニットＺが接続されている。

以下の説明においては、上述したネットワーク構成において、通信プロトコルとして公知のトークンパッシング方式を採用した場合について説明する。しかしながら、通信プロトコルとしては、トークンパッシング方式以外の、ＣＳＭＡ／ＣＲ（carrier sense multiple access with collision resolution）方式やＴＤＭＡ（time division multiple access）方式等、公知の各種プロトコルを採用しても良い。さらに、ゲートウェイユニットにプロトコル変換機能を持たせることにより、各ネットワークで、異なる通信プロトコルを採用することも可能である。

図２（ａ）は、制御ユニット間において分散制御や協調制御を行なうため、制御ユニット間でデータを送受信する際に用いられる通信データ構造の一例を示している。図２（ａ）に示すように、通信データは、ヘッダーフィールドとデータフィールドを有し、データフィールドにはデータ本体が書き込まれている。ヘッダーフィールドには、各ユニットに固有なコードであるＩＤと、データ本体の長さを示すデータレングスコード（ＤＬＣ）とが含まれる。

図２（ｂ）は、制御ユニットの動作モードを管理するためのモード管理データ構造の一例を示している。図２（ｂ）に示すように、モード管理データは、アドレッシングフィールド、コントロールフィールド、及びデータフィールドを有している。但し、モード管理データにおいては、データフィールドを用いてデータを送信することはなく、このデータフィールドは、データ長を図２（ａ）の通信データと合わせるために便宜的に設けられている。

アドレッシングフィールドには、データ送信元のユニットを示すＩＤ、モード管理データの長さを示すＤＬＣ、及びデータの送信権であるトークンを渡すユニットを示すディスティネーションＩＤ（ＤＩＤ）が含まれる。なお、通信データとモード管理データは、それぞれのＩＤを異ならせることによって区別可能である。また、コントロールフィールドには、動作モードを示すオペレーションコード（ＯｐＣｏｄｅ）が含まれる。このオペレーションコードは、インジケータコードＩｎｄとアクノリッジコードＡｃｋとからなる。

インジケータコードＩｎｄは、モード管理データを送信する制御ユニット自身が、所定の制御処理を実行する必要がなく、低電力消費動作モードに移行可能か否かを示すものであり、例えば低電力消費動作モードに移行可能な場合、インジケータコードＩｎｄ＝１、移行不可の場合、インジケータコードＩｎｄ＝０を出力する。また、アクノリッジコードＡｃｋは、ネットワーク内の全制御ユニットに対して低電力消費動作モードへの移行の許可・禁止を指示するものであり、例えば移行許可の場合、アクノリッジコードＡｃｋ＝１、移行禁止の場合、アクノリッジコードＡｃｋ＝０を出力する。

各制御ユニットは、自身がデータの送信権（トークン）を得たタイミングで、上述した通信データ及びモード管理データを、ネットワーク内の制御ユニット及びゲートウェイユニットに向けて送信する。ネットワーク内の制御ユニットが、その通信データを受信すると、データ送信元のユニットを示すＩＤから、自身の制御に必要なデータか否かを判定し、必要なデータのみ保持する。さらに、モード管理データに基づいて、他の制御ユニットの動作モードを保持するとともに、自身がトークンを獲得したか否かを判定する。ゲートウェイユニットが通信データ及びモード管理データを取得すると、その通信データ及びモード管理データを、図１に示すように、データ中継部及びモード管理部によって、必要なネットワークに送信するようにデータ中継を行なう。

ここで、１つのネットワーク内において、モード管理データを用いた各制御ユニットの動作モードの遷移について、第１ネットワークに接続された制御ユニットＡ〜Dを例にとり図３を用いて説明する。図３は、制御ユニットＡが通常動作モードから低電力消費動作モードに移行可能となったときにおける、第１ネットワーク内の各制御ユニットで送受信されるオペレーションコードの変化を示している。

制御ユニットＡの動作モードが通常動作モードであるときには、オペレーションコードにおけるインジケータコードＩｎｄａは０となる。従って、各制御ユニットに低電力消費動作モードへの移行禁止を指示する必要があるため、アクノリッジコードＡｃｋも０となる。これに対して、制御ユニットＢ，Ｃ，Dは、低電力消費動作モードへの移行が可能な状態であるため、それそれ、インジケータコードＩｎｄｂ，Ｉｎｄｃ，Ｉｎｄｄ＝１を出力するが、制御ユニットＡからインジケータコードＩｎｄ＝０が送信されたので、アクノリッジコードＡｃｋは、低電力消費動作モードへの移行禁止を示す０を出力する。

その後、制御ユニットＡが所定の制御処理を完了して通常動作モードから低電力消費動作モードへの移行が可能となると、インジケータコードＩｎｄａ＝１を出力する。これによって、制御ユニットＡ〜Ｃから送信されたインジケータコードＩｎｄａ〜Ｉｎｄｄが全て１となったので、制御ユニットＢは、モード管理データにおいて、全制御ユニットＡ〜Dに対して低電力消費動作モードへの移行の許可を指示するため、アクノリッジコードＡｃｋ＝１を出力する。これにより、各制御ユニットＡ〜Dは、通常動作モードから低電力消費動作モードに移行する。

なお、ゲートウェイユニットＸ〜Ｚも、通常動作モードと低電力消費動作モードとを有しており、ネットワーク内の全制御ユニットの動作モードが低電力消費動作モードとなると、ゲートウェイユニットも、低電力消費動作モードに移行する。ネットワーク内の全ての制御ユニットが低消費電力動作モードとなると、迅速に中継すべきデータも発生しない。このため、ゲートウェイユニットＸ〜Ｚも低電力消費動作モードに移行して、消費電力の低減を図ることが好ましいためである。

ただし、ゲートウェイユニットＸ〜Ｚは、車両における所定の制御対象機器に対して制御を行う制御ユニットとしての機能も兼ね備えることが可能である。このような場合には、当然ではあるが、制御ユニットとして、その動作モードを低電力消費動作モードに移行させることができることを条件として、その動作モードを低電力消費動作モードに移行させる。

次に、ゲートウェイユニットＸ，Ｚと集中管理ゲートウェイユニットＹにおけるモード管理処理について説明する。まず、ゲートウェイユニットＸ，Ｚのモード管理処理について、図４のフローチャートに基づいて説明する
まず、ステップＳ１０において、他の制御ユニットもしくはゲートウェイユニットから送信されたデータを受信したか否かを判定する。このステップＳ１０の判定処理において、「Ｎｏ」と判定されると、ステップＳ７０に進む。一方、ステップＳ１０の判定処理において、「Ｙｅｓ」と判定されると、ステップＳ２０に進む。

ステップＳ２０では、受信したデータがモード管理データであるか否かを、受信したデータのＩＤに基づいて判定する。このステップＳ２０の判定処理において、「Ｎｏ」と判定された場合、つまり、図２（ａ）に示す通信データを受信した場合には、ステップＳ７０に進む。一方、ステップＳ２０の判定処理において、「Ｙｅｓ」と判定された場合、ステップＳ３０に進む。

ステップＳ３０では、受信したモード管理データのインジケータコードＩｎｄの内容により、送信元の制御ユニット等が通常動作モードにて動作しているか否かを判定する。このステップＳ３０の判定処理において「Ｙｅｓ」と判定されると、ステップＳ４０に進み、接続されたネットワークごとに設けられた、各制御ユニット等の動作モードの履歴を管理するための情報であるモード管理履歴情報に通常動作モードをセットする。すなわち、ゲートウェイユニットには、複数のネットワークが接続されているが、そのネットワークの各々に対応して複数のモード管理履歴情報が設定され、各モード管理履歴情報には、対応するネットワーク内の各制御ユニット等の動作モードに対応するモードがセットされる。

一方、ステップＳ３０の判定処理において、「Ｎｏ」と判定された場合には、ステップＳ５０に進む。ステップＳ５０では、モード管理データを送信したユニットを含むネットワークに対応するモード管理履歴情報を参照して、これまでに通常動作モードを示すモード管理データを送信した制御ユニット等があるか否かを判定する。すなわち、いずれかの制御ユニット等から通常動作モードを示すモード管理データがすでに送信されている場合、モード管理履歴情報には通常動作モードがセットされている。従って、モード管理履歴情報を参照することにより、これまでに通常動作モードを示すモード管理データを送信した制御ユニット等があるか否かを判定できる。

ステップＳ５０の判定処理にて「Ｙｅｓ」と判定された場合には、上述したステップＳ４０に進む。これは、いずれかの制御ユニットの動作モードが通常動作モードである場合、他の制御ユニットの動作モードも通常動作モードにする必要があるからである。一方、ステップＳ５０の判定処理において、「Ｎｏ」と判定された場合には、各制御ユニットの動作モードを低電力消費動作モードに移行できる条件が成立したので、ステップＳ６０において、モード管理履歴情報に、低電力消費動作モードをセットする。

ステップＳ７０では、ゲートウェイユニットＸ，Ｚが、モード管理履歴情報に基づくモード管理データを送信すべきタイミングであるか否かを判定する。すなわち、ゲートウェイユニットＸ，Ｚは自身に送信権が回ってきたタイミングで、モード管理データの送信（データ中継）を行うので、自身が接続されたネットワークのいずれかにおいて、送信権を獲得したか否かの判定を行う。このステップＳ７０において「Ｎｏ」と判定されると、一旦、本処理を終了し、「Ｙｅｓ」と判定されると、ステップＳ８０に進む。

ステップＳ８０では、自身の動作モードをモード管理履歴情報に反映させる。具体的には、モード管理履歴情報が低電力消費動作モードに設定されていても、自身が通常動作モードで動作する必要がある場合には、モード管理履歴情報に通常動作モードをセットする。

そして、ステップＳ９０では、モード管理データの送信タイミングと判定されたネットワークに対して、そのネットワーク以外のネットワークに対応するモード管理履歴情報に基づいてモード管理データが作成され、送信される。ゲートウェイユニットは、上述したように、各ネットワークごとに、それぞれのネットワーク内に接続された制御ユニット等の動作モードを表すモード管理履歴情報を有する。そのモード管理履歴情報に基づいてモード管理データが作成されるが、その作成されたモード管理データは、そのデータ作成の基になったモード管理履歴情報に対応付けられるネットワーク以外のネットワークに送信されるのである。

このステップＳ９０のモード管理データ送信処理について、図５に基づいて説明する。図５は、ゲートウェイ（ＧＷ）ユニットＸが、第２ネットワークに接続された制御ユニットから通常動作モードを示すモード管理データを受信し、それを第１ネットワークに向けて中継し、さらに、第１ネットワークに接続された制御ユニットから低電力消費動作モードを示すモード管理データを受信した状況を示している。

従来のＧＷユニットは、接続されたいずれかのネットワークから通常動作モードを示すモード管理データを受信すると、そのモード管理データを受信したネットワークを含め、接続されている全てのネットワークに対して、各制御ユニットを通常動作モードとするためのモード管理データを送信する。図５に示す状況において、ＧＷユニットＸが、従来のＧＷユニットと同様に、接続された全てのネットワークに対して、各制御ユニットを通常動作モードとするためのモード管理データを送信したと仮定する。

すると、第２ネットワークに接続された集中管理ＧＷユニットＹは、ＧＷユニットＸから送信されたモード管理データに基づいて、やはり接続された全てのネットワークに対して通常動作モードとするためのモード管理データを送信する。この結果、ＧＷユニットＸと集中管理ＧＷユニットＹ間で、各制御ユニットを通常動作モードとするためのモード管理データを交換し合う状況が発生し、各制御ユニットは、低消費電力動作モードへの移行ができなくなってしまう。

そのため、本実施形態においては、ＧＷユニットＸ，Ｚは、モード管理データを、その作成の基となったモード管理履歴情報に対応付けられるネットワーク以外のネットワークのみに送信するように構成される。これにより、ＧＷユニットＸと集中管理ＧＷユニットＹとの間で、通常動作モードとするためのモード管理データを交換し合う状況が発生することを回避できる。

なお、ステップＳ１００では、次回のモード管理データの送信処理の準備のため、モード管理履歴情報をクリア（低電力消費動作モード）し、処理を終了する。

ただし、全てのＧＷユニットＸ〜Ｚを、上述したように、モード管理データを、その作成の基となったモード管理履歴情報に対応付けられるネットワーク以外のネットワークのみに送信するように構成すると、低電力消費動作モードへの移行タイミングは、通常動作モードから低電力消費動作モードへの移行を最後に許可する任意の制御ユニットによる許可タイミングに依存することになる。すなわち、システム全体として、低電力消費動作モードへの移行タイミングを管理することができなくなってしまう。

このため、本実施形態では、集中管理ＧＷユニットＹを設け、この集中管理ＧＷユニットＹが、システム全体の低電力消費動作モードへの移行タイミングを管理できるようにしている。以下に、集中管理ＧＷユニットＹによるモード管理処理について詳しく説明する。

図６は、集中管理ＧＷユニットＹが実行するモード管理処理を示すフローチャートである。集中管理ＧＷユニットＹも、基本的には、ＧＷユニットＸ，Ｚと同様に、ネットワークに接続された制御ユニットやＧＷユニットＸ，Ｚからのモード管理データを受信し、そのモード管理データによって、各ユニットが通常動作モードであるのか、低電力消費動作モードへ移行可能であるのかを判定する（ステップＳ１１０〜Ｓ１３０）。そして、通常動作モードを示すモード管理データを受信した場合には、ステップＳ１４０にて、モード管理履歴情報に通常動作モードをセットし、低電力消費動作モードへの移行が可能であることを示すモード管理データを受信した場合には、ステップＳ１５０にて、モード管理履歴情報に通常動作モードがすでにセットされているか否かを判定する。

ただし、集中管理ＧＷユニットＹでは、上述したＧＷユニットＸ，Ｚとは異なり、いずれかのネットワークのユニットから受信したモード管理データに基づいて、送信すべきモード管理データを生成するとともに、この生成したモード管理データを、接続された全てのネットワークに対して送信する。このため、モード管理履歴情報は、各々のネットワークに対応して設定されるのではなく、全てのネットワークに接続されたユニットの動作モードの履歴を単一のモード管理履歴情報にて一括して管理する。

また、集中管理ＧＷユニットＹでは、ネットワークに接続された全てのユニットが低電力消費動作モードへの移行が可能となっても、その時点で、低電力消費動作モードへの移行を指示するモード管理データを送信するのではなく、低電力消費動作モードへの移行が可能となった時点から所定時間が経過するまでは、各ユニットに対して、通常動作モードにて動作するように指示するモード管理データを送信する。

例えば、ある制御ユニットが、対応する制御対象機器の制御を終了し、低電力消費動作モードへの移行が可能と判定した場合であっても、その直後に、制御の再開が必要となる場合がある。このような場合に、通信システム全体が低電力消費動作モードへ移行済みであると、各制御ユニットを通常動作モードへ復帰させるための処置が必要となるので、上述した制御の再開を迅速に行い得ないことが考えられる。そのため、上述したように、集中管理ＧＷユニットＹは、全てのユニットが低電力消費動作モードへ移行可能となった時点から、ステップＳ１８０の処理により、所定時間が経過したか否かを判定する。そして、所定時間が経過するまでは、各ユニットに通常動作モードで動作するように指示すべく、ステップＳ１４０にてモード管理履歴情報に通常動作モードをセットする。一方、所定時間が経過したときには、ステップＳ１９０に進んで、モード管理履歴情報に低電力消費動作モードをセットする。

なお、全てのユニットが低電力消費動作モードへの移行が可能となった時点は、ステップＳ１６０にて、モード管理履歴情報に低電力消費動作モードがセットされていると判定されたときに実行されるステップＳ１７０において、低電力消費動作モードへの移行タイミングとして記憶される。そして、この移行タイミングが記憶されると、ステップＳ１５０での判定が「Ｙｅｓ」となるので、その移行タイミングからの経過時間がステップＳ１８０にて判定されることになる。

そして、ステップＳ２００にて、集中管理ＧＷユニットＹが、モード管理データを送信すべきタイミングであるか否かを判定する。送信すべきタイミングであると判定されると、ステップＳ２１０に、自身の動作モードをモード管理履歴情報に反映させた後、ステップＳ２２０で、接続された全てのネットワークに対して、モード管理履歴情報に基づいて作成されるモード管理データを送信する。そして、ステップＳ２３０では、次回のモード管理データの送信処理の準備のため、モード管理履歴情報をクリア（低電力消費動作モード）し、処理を終了する。

これにより、集中管理ＧＷユニットＹは、全てのユニットが低電力消費動作モードへの移行が可能となった時点から、所定時間経過したときに、通信システム全体を一括して、通常動作モードから低電力消費動作モードへ移行させることができる。従って、即座に制御を再開する必要が生じる場合に通信システム全体を無駄に低電力消費動作モードに移行させることが防止できるので、制御を再開する必要が生じたとき、迅速に対応することが可能となる。

（その他の実施形態）
上述した第１実施形態による車両用通信システムにおいては、集中管理ＧＷユニットＹが、全てのユニットが低電力消費動作モードへの移行が可能となった時点から、所定時間経過したときに、通信システム全体を一括して、通常動作モードから低電力消費動作モードへ移行させるものであった。

しかしながら、全てのユニットが低電力消費動作モードへの移行が可能となった時点からの経過時間の他に、例えば、乗員の乗車状況などの車両状況を、低電力消費動作モードへ移行させるための条件としても良い。

例えば、イグニッションスイッチがオフされて、車両のエンジンが停止した場合であっても、車両に乗員が乗車している状態では、車両に搭載された各種の制御対象機器を作動させる必要が生じる可能性がある。逆に、全ての乗員が車両から降りて、車両が駐車されている状態では、頻繁に各種の制御対象機器を作動させる必要が生じることはない。従って、車両状態として、乗員が車両に乗車していることを検出したときには、低電力消費動作モードへの移行を禁止し、全ての乗員が車両から降りたときに、全ての制御ユニットを低電力消費動作モードに移行させることにより、適切なタイミングで、低電力消費動作モードに移行させることができる。

なお、低電力消費モードへの移行を判定する条件に用いる車両状況として、直接的に乗員が車両に乗車していることを着座センサなどによって検出する以外に、例えば各ドアのロック状態やドアの開閉の有無などを検出しても良い。

図７は、上述した変形実施形態における、集中管理ＧＷユニットＹのモード管理処理を示すフローチャートである。図７に示すように、ステップＳ１８５において、車両状況に基づいて、低電力消費モードへの移行許可条件が成立したか否かが判断される。その他の処理は、図６のフローチャートと同様である。

このようにしても、集中管理ユニットＹは、適切なタイミングで、通信システム全体を一括して、通常動作モードから低電力消費動作モードへ移行させることができる。

また、一旦、通信システム全体が低電力消費動作モードへ移行した後に、一部の制御ユニットのウェイクアップ条件が成立した場合、集中管理ＧＷユニットＹは、システム全体を通常動作モードへ移行させるのではなく、その一部の制御ユニットが属する特定のネットワークのみ通常動作モードにて動作させるようにしても良い。

車両のエンジンが停止中である場合には、車載バッテリへの充電が行われないので、極力、車載バッテリの電力の消費を抑制することが好ましい。このため、車両のエンジンが停止中であるときに、通常動作モードにて動作する一部の制御ユニットに関して、その制御ユニットと必ずデータ通信を行う必要がある制御ユニットを集めて特定のネットワークを構成し、その一部の制御ユニットから通常動作モードデータを受信した場合には、その特定のネットワークに対してのみ通常動作モードデータを送信するようにしても良い。これにより、他のネットワークに接続された制御ユニットの動作モードは低電力消費動作モードに維持されるので、電力消費の抑制を図ることが可能になる。

集中管理ＧＷユニットＹが、このようなモード管理制御を行うためのフローチャートを図８に示す。図８のステップＳ３１０〜Ｓ３３０では、図４に示すステップＳ１０〜Ｓ３０と同様に、モード管理データを受信したか否か、及び、そのモード管理データは、通常動作モードと低電力消費動作モードのいずれを示すかを判定する。

モード管理データが通常動作モードであることを示すときに実行されるステップＳ３４０では、データ送信元の制御ユニットは、特定のネットワークに属するか否かを判定する。この判定処理において、特定のネットワークに属するとの判定がなされると、ステップＳ３５０において、その特定のネットワークに対してのみ、通常動作モードにて動作することを指示するモード管理データをセットする。一方、データ送信元の制御ユニットが、特定のネットワークに属さないと判定されると、ステップＳ３６０にて、全てのネットワークに対して、通常動作モードにて動作することを指示するモード管理データをセットする。

そして、ステップＳ３７０にて、モード管理データの送信タイミングであると判定されると、ステップＳ３８０にて、そのモード管理データの送信を行う。

このような処理により、特定のネットワークに属する制御ユニットのみを通常動作モードにて動作させ、他のネットワークに属する制御ユニットの動作モードは低電力消費動作モードに維持することができるので、必要な通信処理等を行いつつ、消費電力を抑制することができる。

また、上述した第１実施形態では、ＧＷユニットＸ，Ｚが、モード管理データを、その作成の基となったモード管理履歴情報に対応付けられるネットワーク以外のネットワークのみに送信するように構成した。しかしながら、ＧＷユニットＸ，Ｚは、以下に説明するようなモード管理処理を行っても良い、すなわち、モード管理データを受信した際に、そのモード管理データを送信したのが、制御ユニットであるか、それとも他のＧＷユニットであるかを判定する。そして、データ送信元が制御ユニットである場合には、受信したモード管理データに基づいて生成したモード管理データを、データ送信元の制御ユニットが接続されたネットワークを含む、全てのネットワークに対して送信する。一方、データ送信元が他のＧＷユニットである場合には、データ送信元のＧＷユニットが接続されたネットワークに送信するモード管理データに、送信元ゲートウェイユニットのモード管理データを反映させないようにする。

このようにしても、２つのＧＷユニット間で、通常動作モードを示すモード管理データを交換し合う状況の発生を回避することができる。

第１の実施形態における車両用通信システムの全体構成を示すブロック図である。 （ａ）は、制御ユニット間において分散制御や協調制御を行なうため、制御ユニット間でデータを送受信する際に用いられる通信データ構造の一例を示す説明図であり、（ｂ）は、制御ユニットの動作モードを管理するためのモード管理データ構造の一例を示す説明図である。 制御ユニットＡが通常動作モードから低電力消費動作モードに移行可能となったときにおける、第１ネットワーク内の各制御ユニットで送受信されるオペレーションコードの変化を示す説明図である。 第１実施形態のＧＷユニットＸ，Ｚにおけるモード管理処理を示すフローチャートである。 第１実施形態のＧＷユニットＸ，Ｚのモード管理処理を説明するための説明図である。 第１実施形態の集中管理ユニットＹのモード管理処理を示すフローチャートである。 変形実施形態の集中管理ユニットＹのモード管理処理を示すフローチャートである。 その他の変形実施形態の集中管理ユニットＹのモード管理処理を示すフローチャートである。

Claims (8)

1. 車両に搭載された複数の制御ユニットを少なくとも３つ以上の複数のグループに分け、そのグループごとに前記制御ユニットをデータ通信用の通信線を介して相互に接続して複数のネットワークを形成するとともに、当該複数のネットワーク間を接続して、データの中継を行なうゲートウェイユニットを複数設けることにより、前記複数のネットワークに接続された制御ユニット間でデータの送受信を可能とした車両用通信システムであって、
   前記制御ユニットは、動作モードとして、高電力消費動作モードと低電力消費動作モードとを有し、当該動作モードに関する動作モードデータを前記通信線を介して自身が接続されたネットワーク内の他のユニットに送信し、かつ、他のユニットから高電力消費動作モードデータを受信した際に、自身の動作モードを高電力消費動作モードに設定するものであり、
   前記複数のゲートウェイユニットの１つのゲートウェイユニットは、集中管理ゲートウェイユニットとして、接続された全てのユニットから低電力消費動作モードに移行可能である旨のデータを受信しても、所定の条件が成立するまで、自身が接続された複数のネットワークに対して、高電力消費動作モードデータを送信し、前記所定の条件の成立時に、低電力消費動作モードデータを送信し、
   前記複数のゲートウェイユニットの他のゲートウェイユニットは、自身が接続された複数のネットワークの中の一のネットワークに接続されたユニットから動作モードデータを受信した場合、その一のネットワークを除く他のネットワークに接続されたユニットに対して、その動作モードデータを送信することを特徴とする車両用通信システム。
2. 前記集中管理ゲートウェイユニットは、接続された全てのユニットから低電力消費動作モードデータを受信してからの経過時間が所定時間に達したとき、前記所定の条件が成立したと判定することを特徴とする請求項１に記載の車両用通信システム。
3. 前記集中管理ゲートウェイユニットは、車両の状態を検出する検出手段からの検出信号に基づいて、前記車両の状態が、全ての制御ユニットを低電力消費動作モードに移行させるべき状態であるとみなされるときに、前記所定の条件が成立したと判定することを特徴とする請求項１に記載の車両用通信システム。
4. 前記集中管理ゲートウェイユニットは、前記車両のエンジンが停止中であって、かつ所定の制御ユニットから高電力消費動作モードデータを受信した場合に、その制御ユニットに対応付けられた特定のネットワークに対して高電力消費動作モードデータを送信し、他のネットワークに対して低電力消費動作モードデータを送信することを特徴とする請求項１に記載の車両用通信システム。
5. 前記制御ユニットは、車両のイグニッションスイッチがオフされている間、その動作モードが前記低電力消費動作モードになるとともに、所定の起動条件が成立すると前記高電力消費動作モードにて動作することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の車両用通信システム。
6. 前記他のゲートウェイユニットも、動作モードとして、高電力消費動作モードと低電力消費動作モードとを有し、自身が接続されたネットワーク内の全ての制御ユニットが低電力消費動作モードとなったときに、前記他のゲートウェイユニットは、低電力消費動作モードとなることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の車両用通信システム。
7. 前記他のゲートウェイユニットが、車両における所定の制御対象機器に対して制御を行なう制御ユニットとしての機能も兼ね備える場合、当該制御ユニットとして、その動作モードを低電力消費動作モードとすることができることを条件として、前記ゲートウェイユニットは、その動作モードが低電力消費動作モードになることを特徴とする請求項６に記載の車両用通信システム。
8. 前記他のゲートウェイユニットは、動作モードデータを送信したユニットが制御ユニットであれば、その制御ユニットを含むネットワークにも動作モードに関するデータを送信するが、ゲートウェイユニットであれば、そのゲートウェイユニットを含むネットワークに動作モードデータを送信しないことを特徴とする請求項１に記載の車両用通信システム。

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