JP2010245935A - Gateway device, slave device, and network system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ゲートウェイ装置、スレーブ装置、及びネットワークシステムに関する。 The present invention relates to a gateway device, a slave device, and a network system.
昨今、車両の車載ネットワークとしてCAN(Controller Area Network)プロトコルが注目されつつある(例えば、以下の非特許文献1及び2)。CANは、ISO(International Organization for Standardization)で国際的に標準化されたシリアル通信プロトコルである。 Recently, a CAN (Controller Area Network) protocol is attracting attention as an in-vehicle network of vehicles (for example, Non-Patent Documents 1 and 2 below). CAN is a serial communication protocol internationally standardized by ISO (International Organization for Standardization).
図7はCANプロトコルによる車載ネットワークシステムの一例を示す図である。例えば、1台の車両は3つのネットワークを有し、各々、マスタECU(Electric Control Unit)100‐1〜100‐3と、スレーブECU300‐2〜200‐7とを備える。 FIG. 7 is a diagram showing an example of an in-vehicle network system based on the CAN protocol. For example, one vehicle has three networks, each including a master ECU (Electric Control Unit) 100-1 to 100-3 and a slave ECU 300-2 to 200-7.
各ECU100‐1〜300‐7は、通常動作を行う通常動作状態(またはウェイクアップ)と、消費電力が通常動作状態よりも低い待機状態(またはスリープ)の2つの状態を遷移する。マスタECU100‐1〜100‐3がスレーブECU300‐2〜300‐7にスリープ命令を送信することで、各ECU100‐1〜300‐7は待機状態に遷移する。 Each of the ECUs 100-1 to 300-7 transitions between a normal operation state (or wake-up) in which a normal operation is performed and a standby state (or sleep) in which power consumption is lower than that in the normal operation state. When the master ECUs 100-1 to 100-3 transmit a sleep command to the slave ECUs 300-2 to 300-7, the ECUs 100-1 to 300-7 transition to a standby state.
以下の公開公報には、このようなウェイクアップ及びスリープに関する従来技術が開示される。 The following publications disclose conventional techniques related to such wake-up and sleep.
しかし、マスタECU100‐1〜100‐3は、スリープ命令を送信した後、各スレーブECU300‐2〜300‐7が確実にスリープしたか否かを判別できない。各ECU100‐1〜300‐7はスリープすると他のECU100‐1〜300‐7と通信できなくなるからからである。 However, the master ECUs 100-1 to 100-3 cannot determine whether or not each slave ECU 300-2 to 300-7 has surely gone to sleep after transmitting the sleep command. This is because each ECU 100-1 to 300-7 cannot communicate with the other ECUs 100-1 to 300-7 when sleeping.
各ECU100‐1〜300‐7のスリープを確実に判別できない場合、例えば車両におけるバッテリの消費電力を確実に抑えることができない。 When the sleep of each ECU 100-1 to 300-7 cannot be reliably determined, for example, the power consumption of the battery in the vehicle cannot be reliably suppressed.
また、上述した特許文献に記載されたものは、スリープやウェイクアップへの動作移行に関するものであり、スリープ状態に遷移後にスリープしたか否かの判別を行うものではない。 Moreover, what was described in the patent document mentioned above is related to operation transition to sleep or wakeup, and does not determine whether or not the user has gone to sleep after transitioning to the sleep state.
さらに、図7に示すように、各ネットワークには各々マスタECU100‐1〜100‐3が配置される。ネットワークが増加するとマスタECU100‐1〜100‐3の数も増加し、その分、コストが増加する。 Further, as shown in FIG. 7, master ECUs 100-1 to 100-3 are arranged in each network. As the number of networks increases, the number of master ECUs 100-1 to 100-3 also increases, and the cost increases accordingly.
そこで、一目的は、消費電力を抑えるゲートウェイ装置、スレーブ装置、及びネットワークシステムを提供することにある。 Accordingly, an object is to provide a gateway device, a slave device, and a network system that reduce power consumption.
また、他の目的は、コスト減少を図るゲートウェイ装置、スレーブ装置、及びネットワークシステムを提供することにある。 Another object is to provide a gateway device, a slave device, and a network system that reduce costs.
一態様によれば、スレーブ装置と通信バスを介して通信を行うゲートウェイ装置において、通常動作状態から待機状態への遷移に応じて前記通信バスの電圧レベルを制御するバス制御部と、前記通信バスの電圧レベルが前記待機状態に対応する前記電圧レベルであることを判定する判定部とを備える。 According to one aspect, in a gateway device that communicates with a slave device via a communication bus, a bus control unit that controls a voltage level of the communication bus according to a transition from a normal operation state to a standby state; and the communication bus And a determination unit that determines that the voltage level is the voltage level corresponding to the standby state.
また、他の態様によれば、ゲートウェイ装置と通信バスを介して通信を行うスレーブ装置において、通常動作状態から待機状態への遷移に応じて前記通信バスの電圧レベルを制御するバス制御部を備える。 According to another aspect, the slave device that communicates with the gateway device via the communication bus includes a bus control unit that controls the voltage level of the communication bus according to the transition from the normal operation state to the standby state. .
さらに、他の態様によれば、ゲートウェイ装置とスレーブ装置とで通信バスを介して通信を行うネットワークシステムにおいて、前記ゲートウェイ装置は、前記通信バスの電圧レベルを制御するゲートウェイ側バス制御部と、前記通信バスの電圧レベルを判定する判定部とを備え、前記スレーブ装置は、前記通信バスの電圧レベルを制御するスレーブ側バス制御部を備える。 Further, according to another aspect, in the network system in which the gateway device and the slave device communicate via the communication bus, the gateway device includes a gateway-side bus control unit that controls a voltage level of the communication bus; A determination unit that determines a voltage level of the communication bus, and the slave device includes a slave-side bus control unit that controls the voltage level of the communication bus.
消費電力を抑えたゲートウェイ装置、スレーブ装置、及びネットワークシステムを提供できる。また、コスト減少を図るゲートウェイ装置、スレーブ装置、及びネットワークシステムを提供できる。 A gateway device, a slave device, and a network system with reduced power consumption can be provided. In addition, it is possible to provide a gateway device, a slave device, and a network system that reduce costs.
実施するための最良の形態について、以下図面を参照しながら説明する。図1はネットワークシステム1の構成例を示す図である。 The best mode for carrying out the invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of the network system 1.
ネットワークシステム1は、ゲートウェイECU(またはマスタECU)10と、スレーブECU30‐1〜30‐6とを備える。ゲートウェイECU10とスレーブECU30‐1〜30‐2とによりネットワークAが構成され、ゲートウェイECU10とスレーブECU30‐3〜30‐4によりネットワークBが構成さ、ゲートウェイECU10とスレーブECU30‐5〜30‐6によりネットワークCが構成される。
The network system 1 includes a gateway ECU (or master ECU) 10 and slave ECUs 30-1 to 30-6. A network A is configured by the
ゲートウェイECU10は、スリープ監視部11と、ネットワークマネージメントマスタ部12とを備える。
The gateway ECU 10 includes a sleep monitoring unit 11 and a network
スリープ監視部11は、各ネットワークに接続されたスレーブECU30‐1〜30‐6のスリープ状態を監視する。詳細は後述する。 The sleep monitoring unit 11 monitors the sleep state of the slave ECUs 30-1 to 30-6 connected to each network. Details will be described later.
ネットワークマネージメントマスタ部12は、バス電圧変更部(バス制御部)121〜123を備える。バス電圧変更部121〜123は、ゲートウェイECU10がスリープ命令を送信後、スレーブECU30‐1〜30‐6と接続されたバスの電圧を変更する。詳細は後述する。
The network
スレーブECU30‐1〜30‐6は、各々、バス電圧変更部31‐1〜31‐6を備える。バス電圧変更部31‐1〜31‐6は、スリープ命令を受信後、バスの電圧を変更する。 Each of the slave ECUs 30-1 to 30-6 includes bus voltage changing units 31-1 to 31-6. The bus voltage changing units 31-1 to 31-6 change the voltage of the bus after receiving the sleep command.
図2は、ゲートウェイECU10とスレーブECU30の構成例を示す図である。なお、スレーブECU30は図1のスレーブECU30‐1〜30‐6と同一構成である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the
ゲートウェイECU10は、電源回路13と、汎用マイコン14と、CANトランシーバ15と、レベル判定回路16と、第1及び第2のトランジスタ17,18とを備える。
The gateway ECU 10 includes a
電源回路13は、汎用マイコン14とCANトランシーバ15等へ電源を供給する。
The
汎用マイコン14は、CANコントローラ141と一般出力ポート142、及び一般入力ポート143とを備える。
The general-
CANコントローラ141は、スリープ命令やウェイクアップ命令等のCAN通信に関する種々の命令を送受信する。
The CAN
一般出力ポート142は、第1及び第2のトランジスタ17,18と接続されて、CANトランシーバ15がスリープ命令を他のスレーブECU30に送信するとき、スリープ命令に対応するCANトランシーバ15からの出力に基づき、第1及び第2のトランジスタ17,18の電圧をオフにさせる。これにより、CANトランシーバ15のバス51,52への接続がオフになる。
The
一般入力ポート143は、レベル判定回路16と接続され、レベル判定回路16からの出力を受信し、例えばその出力に基づいて他のECU30がスリープしたか否かを判定する。
The
CANトランシーバ15は、他のスレーブECU30のCANトランシーバ33と接続され、CANコントローラ141からの命令を他のCANトランシーバ33に送信する。
The
レベル判定回路16は、バス51,52に接続され、バス51,52の電圧レベルを判定する。
The
第1及び第2のトランジスタ17,18はバス51,52間に接続されるとともに一般出力ポート142に接続される。
The first and
図1のバス電圧変更部121〜123が図2の一般出力ポート142、第1及び第2のトランジスタ17,18に対応し、図1のスリープ監視部11が図2の一般入力ポート143とレベル判定回路16に対応し、図2のCANコントローラ141とCANトランシーバ15がネットワークマネージメントマスタ部12に含まれる。
1 corresponds to the
スレーブECU30は、ゲートウェイECU10と同様に、汎用マイコン32と、CANトランシーバ33と、レベル判定回路34と、第3及び第4のトランジスタ35,36、及び電源回路37を備える。
Similar to the
汎用マイコン32は、CANコントローラ321と、一般出力ポート322と、一般入力ポート323を備える。
The general-
CANコントローラ321は、CANトランシーバ33を介して、ゲートウェイECU10に対してスリープ命令等の命令を送受信する。
The CAN
一般出力ポート322は、CANトランシーバ33がゲートウェイECU10のCANトランシーバ15からのスリープ命令に対応する出力を受信したとき、その出力に基づいて第3及び第4のトランジスタ35,36の電圧をオフにさせる。
When the
レベル判定回路34は、バス51,52に接続され、バス51,52の電圧レベルを判定する。
The
図1のバス電圧変更部31‐1〜31‐6が図2の一般出力ポート322と第3及び第4のトランジスタ35,36に対応する。
The bus voltage changing units 31-1 to 31-6 in FIG. 1 correspond to the
次に動作について説明する。図3(A)はウェイクアップ状態(通常動作状態)からスリープ状態(待機状態)に遷移するときの処理の例を示すフローチャートである。ゲートウェイECU10及びスレーブECU30で実行される処理である。
Next, the operation will be described. FIG. 3A is a flowchart illustrating an example of processing when transitioning from a wake-up state (normal operation state) to a sleep state (standby state). This process is executed by the
同図(A)に示すように、処理が開始されると(S10)、ゲートウェイECU10またはスレーブECU30は、スリープ命令を送信するか否か判断する(S11)。例えば、ゲートウェイECU10等は、車両のイグニッションスイッチがオフにされ、キーレスでドアロックされたことを検出したとき、スリープ命令を送信する。
As shown in FIG. 5A, when the process is started (S10), the
スリープ命令を送信するとき(S11でYes)、CANコントローラ141,321は他のECU30,10にスリープ命令を送信する。
When transmitting the sleep command (Yes in S11), the
次いで、ゲートウェイECU10またはスレーブECU30は一般出力ポート142,322の出力を許可し(S12)、一般出力ポート142,322はバス51,52の電圧レベルを例えばゼロにする(S13)。
Next, the
そして、一連の処理を終了させる(S14)。 Then, a series of processing is terminated (S14).
図3(B)はスリープ状態の検出処理の例を示すフローチャートである。ゲートウェイECU10で実行される処理である。例えば、スリープ命令が送信された後で実行される。
FIG. 3B is a flowchart illustrating an example of sleep state detection processing. This is a process executed by the
処理が開始されると(S20)、レベル判定回路16は電圧レベルが閾値以下か否かを判断する(S21)。各ECU10,30がスリープ状態に遷移すると、バス51,52の電圧レベルが例えば「0」Vになる。
When the process is started (S20), the
図4(A)〜同図(D)は電圧レベルの例を示す図である。同図(A)は各ECU10,30が通信状態(通常動作状態)におけるバス51,52の電圧レベルの例を示す図である。例えば、2.5V近辺で推移する。また、同じ通常動作状態でも通信していないアイドル状態のときも同図(B)に示すように一定レベル(例えば、2.5V)で推移する。
4A to 4D are diagrams showing examples of voltage levels. FIG. 4A is a diagram showing an example of voltage levels of the
一方、全ECUがスリープ状態となったとき、同図(C)に示すように0V付近の電圧レベルとなる。ところが、例えばゲートウェイECU10がスリープ命令を送信したにも拘わらずスレーブECU30等がスリープ状態に遷移しないとき、同図(D)に示すようにアイドル状態と同様の電圧レベルで推移する。
On the other hand, when all the ECUs are in the sleep state, the voltage level is around 0 V as shown in FIG. However, for example, when the
よって、スリープ状態に遷移したときの電圧レベルを閾値として、レベル判定回路16がスリープ命令送信後にバス51,52の電圧レベルを測定し、一般入力ポート143はその電圧が閾値以下のとき(S21)、全ECU10,30のスリープ状態への移行が完了したと判断する(S22)。そして、一連の処理が終了する(S23)。
Therefore, the
閾値以下でないとき(S21でNo)、閾値以下となるまで処理が繰り返される。 When it is not less than the threshold value (No in S21), the process is repeated until it becomes less than the threshold value.
ここで閾値の設定は、例えば、未スリープ状態のとき(図4(D)の電圧レベルより低い値でもよい。スリープ状態であることを確実に検出できる電圧レベルであればどのような閾値でも実行できる。 Here, for example, the threshold value may be set to a value lower than the voltage level in the non-sleep state (FIG. 4D). Any threshold value can be used as long as the voltage level can reliably detect the sleep state. it can.
このように、本ネットワークシステム1は、各ECU10,30がスリープ命令を送信した後、バス電圧変更部121〜123によりバス51,52の電圧を一定レベル(例えば、0V)にし、スリープ監視部11によりバス51,52の電圧レベルが一定レベルとなったか否かを監視することで確実に全ECU10,30がスリープ状態に遷移したか否かを検出できる。したがって、スリープ状態に移行したことを検出できれば、消費電力を確実に削減できる。
As described above, in the present network system 1, after each
また、図1に示すように、ゲートウェイECU10は1個のECUであるため、ネットワーク毎に複数のゲートウェイECUを備える場合と比較して、コスト減少を図ることができる。
Further, as shown in FIG. 1, the
次に他の実施例を説明する。図5はゲートウェイECU10とスレーブECU30の構成例、図6はスレーブ状態への遷移処理の例を示すフローチャートである。なお、全体のネットワークシステム1は上述した例と同様に図1に示される。
Next, another embodiment will be described. FIG. 5 is a configuration example of the
ゲートウェイECU10は、第5のトランジスタ19をさらに備える。第5のトランジスタ19は電源回路13とCANトランシーバ15との間に接続され、さらに一般出力ポート142に接続される。
The
一般出力ポート142は、CANトランシーバ15からスリープ命令に対応する出力を検出すると、第5のトランジスタ19の電圧をオフにする。CANトランシーバ15は、電源回路13から電源が供給されずに、バス51,52の電圧レベルは例えば0Vになる。
When the
スレーブECU30も同様に、第6のトランジスタ38を備える。一般出力ポート322は、例えばCANトランシーバ33からスリープ命令に対応する入力を検出すると、第6のトランジスタ38の電圧をオフにする。同様にバス51,52の電圧レベルは例えば0Vになる。
Similarly, the
図6はかかる動作の例を示すフローチャートである。処理が開始されると(S30)、ゲートウェイECU10又はスレーブECU30はスリープ命令を送信し(S31でYes)、一般出力ポート142,322の出力を許可する(S32)。
FIG. 6 is a flowchart showing an example of such an operation. When the process is started (S30), the
次いで、一般出力ポート412,322は第5又は第6のトランジスタ19,38の電圧をオフにすることで、CANトランシーバ15,33の電源をカットする(S33)。そして、バス51,52の電圧レベルがゼロになり(S34)、スリープ状態に遷移する(S35)。
Next, the
スリープ状態の検出は、上述した例と同様であり図3(A)にその例を示す。レベル判定回路16はスリープ状態に遷移後、バス51,52の電圧レベルが閾値以下のとき(S21でYes)、全ECU10,30がスリープ状態に遷移したことを確実に検出できる(S22)。
The detection of the sleep state is similar to the above-described example, and FIG. After the transition to the sleep state, the
したがって、本例においても消費電力を確実に削減できる。また、図1に示すように1個のゲートウェイECU10によりネットワークシステム1が構成できるため、コストの削減を図ることもできる。 Therefore, also in this example, power consumption can be reliably reduced. Moreover, since the network system 1 can be comprised by one gateway ECU10 as shown in FIG. 1, cost reduction can also be aimed at.
なお、スリープ状態から通常動作状態へ遷移するには例えば以下の動作を行う。 For example, the following operation is performed to transition from the sleep state to the normal operation state.
すなわち、CANコントローラ141,321は、通常動作状態に遷移するとき、かかる状態に遷移するためのウェイクアップ命令を、各ECU10,30に送信する。このとき、一般出力ポート142は第1及び第2のトランジスタ17,18の電圧をオンにし、CANトランシーバ15をバス51,52に接続させるようにする。これにより、ウェイクアップ命令がスレーブECU30に送信できるようになる。
That is, when the
また、ウェイクアップ命令を受信したスレーブECU30は、ウェイクアップ命令がCANコントローラ33で受信されると、一般出力ポート322は第3及び第4のトランジスタをオンにし、CANトランシーバ33をバス51,52に接続させる。
In addition, when the wake-up command is received by the
上述したいずれの例も、CAN通信による例で説明した。通信バスにおいて中間電位をもつものであれば、例えばLIN(Local Interconnect Network)やFlexRAY(DAIMLERの登録商標)等の通信プロトコルでも実施できる。 All of the above-described examples have been described using CAN communication. As long as the communication bus has an intermediate potential, it can be implemented by a communication protocol such as LIN (Local Interconnect Network) or FlexRAY (registered trademark of DAIMLER).
また、上述した例では、一般出力ポート142,322はCANトランシーバ15,33の外部に配置されていたが、一般出力ポート142,322はCANトランシーバ15,33に内蔵されてもよい。すなわち、トランジスタ17等の電圧レベルをオフにさせる機能がCANトランシーバ33に配置されてもよい。
In the above-described example, the
1 ネットワークシステム、 10 ゲートウェイECU(マスタECU)、 11 スリープ監視部、 12 ネットワークマネージメントマスタ部、 13 電源回路、 14 汎用マイコン、 15 CANトランシーバ、 17 第1のトランジスタ、 18 第2のトランジスタ、 19 第5のトランジスタ、 30(30‐1〜30‐6) スレーブECU、 31‐1〜31‐6 バス電圧変更部、 32 汎用マイコン、 33 CANトランシーバ、 34 レベル判定回路、 35 第3のトランジスタ、 36 第4のトランジスタ、 37 電源回路、 38 第6のトランジスタ、 51,52 バス、 121〜123 バス電圧変更部、 141 CANコントローラ、 142 一般出力ポート、 143 一般入力ポート、 321 CANコントローラ、 322 一般出力ポート、 323 一般入力ポート DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Network system, 10 Gateway ECU (master ECU), 11 Sleep monitoring part, 12 Network management master part, 13 Power supply circuit, 14 General-purpose microcomputer, 15 CAN transceiver, 17 1st transistor, 18 2nd transistor, 19 5th 30 (30-1 to 30-6) slave ECU, 31-1 to 31-6 bus voltage changing unit, 32 general-purpose microcomputer, 33 CAN transceiver, 34 level determination circuit, 35 third transistor, 36 fourth Transistor, 37 power supply circuit, 38 sixth transistor, 51, 52 bus, 121-123 bus voltage changing unit, 141 CAN controller, 142 general output port, 143 general input port, 321 C N controllers, 322 general output port, 323 general input port
Claims (12)
通常動作状態から待機状態への遷移に応じて前記通信バスの電圧レベルを制御するバス制御部と、
前記通信バスの電圧レベルが前記待機状態に対応する前記電圧レベルであることを判定する判定部とを備えることを特徴とするゲートウェイ装置。 In a gateway device that communicates with a slave device via a communication bus,
A bus control unit that controls a voltage level of the communication bus in response to a transition from a normal operation state to a standby state;
And a determination unit that determines that the voltage level of the communication bus is the voltage level corresponding to the standby state.
前記バス制御部は、前記トランシーバ部の電源をオンまたはオフにすることで前記電圧レベルを制御することを特徴とする請求項1記載のゲートウェイ装置。 Furthermore, a transceiver unit that outputs an output voltage corresponding to a command transmitted from the gateway device is provided,
The gateway device according to claim 1, wherein the bus control unit controls the voltage level by turning on or off a power supply of the transceiver unit.
前記バス制御部は前記トランシーバ部に含まれることを特徴とする請求項3または5に記載のゲートウェイ装置。 Furthermore, a transceiver unit that outputs an output voltage corresponding to a command transmitted from the gateway device is provided,
The gateway device according to claim 3, wherein the bus control unit is included in the transceiver unit.
通常動作状態から待機状態への遷移に応じて前記通信バスの電圧レベルを制御するバス制御部を備えることを特徴とするスレーブ装置。 In the slave device that communicates with the gateway device via the communication bus,
A slave device comprising a bus control unit that controls a voltage level of the communication bus according to a transition from a normal operation state to a standby state.
前記ゲートウェイ装置は、前記通信バスの電圧レベルを制御するゲートウェイ側バス制御部と、前記通信バスの電圧レベルを判定する判定部とを備え、
前記スレーブ装置は、前記通信バスの電圧レベルを制御するスレーブ側バス制御部を備えることを特徴とするネットワークシステム。 In a network system in which a gateway device and a slave device communicate via a communication bus,
The gateway device includes a gateway-side bus control unit that controls the voltage level of the communication bus, and a determination unit that determines the voltage level of the communication bus.
The network system, wherein the slave device includes a slave-side bus control unit that controls a voltage level of the communication bus.
前記判定部は、前記通信バスの電圧レベルが前記待機状態に対応する前記通信バスの電圧レベルであることを判定することを特徴とする請求項11記載のネットワークシステム。 The gateway-side bus control unit and the slave-side bus control unit control the voltage level of the communication bus according to the transition from the normal operation state to the standby state,
12. The network system according to claim 11, wherein the determination unit determines that the voltage level of the communication bus is a voltage level of the communication bus corresponding to the standby state.
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