JP2013063710A - 車両制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数のセンサ装置がそれぞれ個別に車内ネットワークに接続された構成を採用した場合であっても、それら複数のセンサ装置において、計測タイミングを同期させること。
【解決手段】マスタコントローラ１０は、計測タイミングを同期させるべき複数のセンサ装置１２，１４のすべてを送信先として指定する識別コードを用いて、周期的に、データ計測の時期的な基準となる計測トリガ信号を送信する。この計測トリガ信号を時期的な基準として、複数のセンサ装置１２，１４が、それぞれデータ計測を行うことにより、複数のセンサ装置でのデータ計測のタイミングを同期させることができる。そして、マスタコントローラ１０が、各センサ装置１２，１４ごとに定められたＩＤコードを用いて、順次、各センサ装置１２，１４に送信指示信号を出力することにより、各センサ装置１２，１４は、それぞれの計測データの送信を行う。
【選択図】図５

Description

本発明は、車両に搭載された複数のセンサ装置と、１つ以上の制御装置とが、車内ローカルエリアネットワークを介して通信可能に接続された車両制御システムに関する。

例えば、特許文献１には、入力スイッチと情報表示部とを一体化したスイッチ表示ターミナルと、外部装置との間で情報の送受信を多重化して行う多重通信システムが開示されている。この多重通信システムにおいて、外部装置は、各種の負荷（ランプ等）やアクチュエータ（モータ、ソレノイド、リレー等）の他、異常状態を検出するセンサ及びスイッチを備える。このような構成において、スイッチ表示ターミナルが、外部装置の作動を指示するスイッチ入力を検出すると、その指示信号を多重通信により外部装置に伝達する。一方、外部装置において、センサ及びスイッチにより異常状態が検出された場合、その検出信号がスイッチ表示ターミナルに送信され、スイッチ表示ターミナルにて異常状態発生時の画面表示を行う。このように、特許文献１の多重通信システムでは、スイッチ表示ターミナルと外部装置との間で多重通信を行うことにより、ワイヤハーネスを削減し、省スペース化を図っている。

また、ＬＩＮ等の多重通信ネットワーク技術を用いて、制御装置が、車両に搭載されたアクチュエータ、スイッチ、及びセンサなどを制御することも知られている。この場合、制御装置、アクチュエータ、スイッチ、及びセンサなどが、それぞれ個別に多重通信ネットワークに接続されるとともに、固有のＩＤコードを付与される。そして、制御装置は、このＩＤコードを用いて、情報の送受信を行なう通信対象を特定することにより、所望のアクチュエータに対して駆動指示を与えたり、所望のスイッチやセンサなどからデータを取得したりする。

特開昭６２−４６５８号公報

ここで、センサの中には、複数のセンサによる計測を同時期に行うことが望ましいものがある。例えば、車両の左右輪に装着され、それぞれの車輪速度を検出する車輪速度センサは、アンチロックブレーキシステム、車両挙動安定化システム、ナビゲーションシステムなどのセンサとして用いられることが多い。そして、アンチロックブレーキシステムや車両挙動安定化システムにおいては、各車輪速度センサにおいて計測される計測データ（例えば、所定時間におけるパルス数）から算出される車輪速度に基づいて、各車輪のスリップ量や、左右輪の車輪速度の差から車両の姿勢（横滑りやスピン）の検知などが行われる。また、ナビゲーションシステムにおいては、計測データから算出された車輪速度に基づき、走行距離の計測や、車両の右左折などの挙動検知が行われる。

上記のように、左右輪の車輪速度の差から車両の姿勢や挙動を検知する場合、各車輪速度センサにおけるデータ計測が同じタイミングで行われないと、その計測されたデータから算出される車輪速度の差に誤差が含まれてしまい、車両の姿勢や挙動を高精度に検出することができない。そのため、各車輪速度センサにおけるデータ計測は同じタイミングで行われることが望まれる。

しかしながら、左右輪の車輪速度センサが、それぞれ個別に多重通信ネットワークに接続された構成において、制御装置からの個別の計測指示に基づき、各車輪速度センサがデータ計測を行うものとすると、制御装置は順番に各車輪速度センサに対して計測指示を出力することになるので、計測タイミングは各車輪速度センサで異なったものとならざるを得ない。

本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、複数のセンサ装置がそれぞれ個別に車内ネットワークに接続された構成を採用した場合であっても、それら複数のセンサ装置において、計測タイミングを同期させることが可能な車両制御システムを提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために、請求項１に記載の車両制御システムは、車両に搭載された複数のセンサ装置と、１つ以上の制御装置とが、車内ローカルエリアネットワークを介して通信可能に接続された車両制御システムにおいて、
複数のセンサ装置は、それぞれ個別に車内ローカルエリアネットワークに接続され、当該複数のセンサ装置に対して、それぞれ固有のＩＤコードが予め定められており、制御装置は、複数のセンサ装置ごとに定められたＩＤコードを用いて、所望のセンサ装置に対して計測データを送信するよう送信指示を行い、それぞれのセンサ装置は、自身に向けられた送信指示に応じて、計測データを送信するものであり、
さらに、制御装置は、計測タイミングを同期させるべき複数のセンサ装置のすべてを送信先として指定する識別コードを用いて、周期的に計測トリガ信号を送信し、複数のセンサ装置は、計測トリガ信号を時期的な基準として計測データを計測することを特徴とする。

このように、請求項１に記載の車両制御システムでは、制御装置が、計測タイミングを同期させるべき複数のセンサ装置のすべてを送信先として指定する識別コードを用いて、周期的に、データ計測の時期的な基準となる計測トリガ信号を送信する。この計測トリガ信号を時期的な基準として、複数のセンサ装置が、それぞれデータ計測を行うことにより、複数のセンサ装置でのデータ計測のタイミングを同期させることができる。そして、制御装置が、各センサ装置ごとに定められたＩＤコードを用いて、順次、各センサ装置に送信指示を出力することにより、各センサ装置は、それぞれの計測データの送信を行う。これにより、制御装置は、各センサ装置において同期して計測された計測データを取得することができる。

請求項２に記載したように、複数のセンサ装置は、連続する２つの計測トリガ信号によって定められる期間を計測期間とし、その計測期間において計測された計測データを、送信指示に応じて送信するようにしても良い。例えば、車輪速度センサのような回転センサは、回転速度に応じた頻度でパルス信号を発生するものがある。連続する２つの計測トリガ信号で計測期間を定めることにより、複数の回転センサで、パルス信号の数をカウントする期間を同期させることができ、その結果、複数の回転センサによる計測タイミングを同期させることができる。

すなわち、請求項３に記載したように、複数のセンサ装置は、車両の各車輪の車輪速度を検出する車輪速度センサであって、当該車輪速度センサは、車輪の回転速度に応じた頻度でパルス信号を発生するパルス信号発生部を有し、計測データとして、計測期間におけるパルス信号数、又は計測期間及びパルス信号数に基づいて算出される回転速度を返送することが好ましい。車輪速度センサは、各車輪に設けられ、それぞれの計測タイミングを同期させることが望ましい場合が多いためである。そして、制御装置に返送される計測データは、計測期間において車輪速度センサのパルス信号発生部が発生したパルス信号の数であっても良いし、計測期間とパルス数とから算出される回転速度であっても良い。

実施形態による車両制御システムの構成の一例を示す構成図である。 個々のセンサ装置に対して定められた個別のＩＤコード、及び車輪速計測トリガコマンドに付与される、複数のセンサ装置のすべてを送信先として指定する特殊なＩＤコードを示す図である。 センサ装置としての、車輪速度センサ装置の構成を示す構成図である。 車輪速度センサ装置のマイコンの制御処理の一例を示すフローチャートである。 本実施形態の車両制御システムにおいて、各部の動作状態の一例を示すタイムチャートである。

以下、本発明の好ましい実施形態に関して、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は本実施形態による車両制御システムの構成の一例を示す構成図である。

図１に示すように、本実施形態の車両制御システムでは、センサ装置として、左前輪に装着され、当該左前輪の回転速度を計測する左前車輪速度センサ装置１２、及び右前輪に装着され、当該右前輪の回転速度を計測する右前車輪速度センサ装置１４を備えている。なお、図１には示していないが、左後輪及び右後輪にも車輪速度センサ装置を装着し、車両のすべての車輪の回転速度を計測するようにしても良い。

これらの車輪速度センサ装置１２，１４は、それぞれ、個別にＬＩＮ（Local Interconnect Network）などの多重通信ネットワーク１６に接続されている。さらに、多重通信ネットワーク１６には、いずれも図示していないが、アンチロックブレーキシステム、車両挙動安定化システム、ナビゲーションシステムなども接続されている。

マスタコントローラ１０は、各々の車輪速度センサ装置１２，１４において計測された計測データを周期的に取得するとともに、その計測データから算出される各車輪の車輪速度を示すデータを、上述した各種のシステムのコントローラに送信する。より詳しくは、マスタコントローラ１０は、周期的に、各々の車輪速度センサ装置１２，１４に対して計測データを送信するよう指示する送信指示信号を出力する。各々の車輪速度センサ装置１２，１４は、自身に向けられた送信指示信号に応答して、計測データをマスタコントローラ１０に送信する。このようにして、マスタコントローラ１０は、各々の車輪速度センサ装置１２，１４の計測データを周期的に取得する。そして、取得した計測データから車輪速度を示すデータを算出し、車輪速度データを必要とするシステムのコントローラへ送信する。

なお、マスタコントローラ１０は、各々の車輪速度センサ装置１２，１４に対して、車輪速度データを必要とするシステムのコントローラへ、直接、計測データを送信するように送信指示を行っても良い。

マスタコントローラ１０による計測データの送信指示は、各々の車輪速度センサ装置１２，１４に対して個別に行われる。送信指示に応答して、各々の車輪速度センサ装置１２，１４が、多重通信ネットワーク１６を介して、それぞれ計測データを送信するので、ネットワークにおけるデータの衝突を防止する必要があるためである。従って、マスタコントローラ１０が、１つの車輪速度センサを特定し、その特定した車輪速度センサに対してのみ送信指示を行えるように、各車輪速度センサ装置１２，１４には、図２に示すように、それぞれ固有のＩＤコードが定められている。

ここで、例えばアンチロックブレーキシステムや車両挙動安定化システムあるいはナビゲーションシステムは、車輪速度センサ装置１２，１４による計測データに基づく左右輪の車輪速度の差から車両の姿勢や挙動を検知することがある。この場合、各車輪速度センサ装置１２，１４におけるデータ計測が同じタイミングで行われないと、車輪速度の差に誤差が含まれてしまい、車両の姿勢や挙動を高精度に検出することができない。

その一方で、左右輪の車輪速度センサ装置１２，１４が、それぞれ個別に多重通信ネットワーク１６に接続された構成において、マスタコントローラ１０からの上記ＩＤコードを用いた個別の計測指示に基づき、各車輪速度センサ装置１２，１４がデータ計測を行うものとすると、マスタコントローラ１０は順番に各車輪速度センサ装置１２，１４に対して計測指示を出力することになるので、計測タイミングは各車輪速度センサ装置１２，１４で異なったものとならざるを得ない。

そこで、本実施形態による車両制御システムでは、図２に示すように、計測タイミングを同期させる必要がある複数のセンサ装置のすべてを一括して送信先として指定可能な特殊なＩＤコード（識別コード）を設定し、マスタコントローラ１０が、この識別コードを用いて、データ計測の時期的な基準となる計測トリガ信号を周期的に送信するように構成した。この結果、各車輪速度センサ装置１２，１４が、計測トリガ信号を時期的な基準として、それぞれデータ計測を行うことにより、複数の車輪速度センサ装置１２，１４でのデータ計測のタイミングを同期させることが可能となる。

なお、マスタコントローラ１０から出力される送信指示信号には、センサ装置を特定するためのＩＤコードと、測定データの送信を指示するコマンドが含まれる。一方、マスタコントローラ１０から出力される測定トリガ信号には、上述したように、特定の車輪速度センサ装置ではなく、すべての車輪速度センサ装置１２，１４を指定するための特殊なＩＤコードと、計測タイミングであることを示す計測トリガコマンドが含まれる。

マスタコントローラ１０は、一定周期、もしくはネットワークの通信負荷などにより所定の許容範囲で伸縮する可変周期で、複数の車輪速度センサ装置１２，１４に測定トリガ信号を送信する。複数の車輪速度センサ装置１２，１４では、測定トリガ信号を受信したタイミングで、データを計測し、その計測データをメモリ２６に保存しておく。そして、マスタコントローラ１０が、個々の車輪速度センサ装置１２，１４に送信指示信号を送信したことに応答して、各車輪速度センサ装置１２，１４は保存していた計測データの送信を行う。この結果、マスタコントローラ１０は、各車輪速度センサ装置１２，１４から取得するタイミングは別々であるが、測定タイミングは同期している計測データを得ることが可能となる。

次に、車輪速度センサ装置１２，１４の構成について説明する。なお、各車輪速度センサ装置１２，１４は、同様の構成を有している。このため、左前車輪速度センサ装置１２を例として、その構成を、図３を参照しつつ説明する。

図３に示すように、車輪速度センサ装置１２は、車輪とともに回転し、外周に所定間隔で歯が形成されたロータ１８と、ロータ１８の回転により磁束量や方向が変化することに応じて正弦波状に変化する電気信号を発生する磁電変換部２０と、磁電変換部２０が発生した電気信号を増幅すると共に、波形整形して方形波状のパルス信号を出力するセンサ入力回路２２とを有する。従って、センサ入力回路２２が出力するパルス信号は、車輪速度が高くなるほど、発生頻度が高まるものとなる。

通信Ｉ／Ｆ回路２８は、多重通信ネットワーク１６を介して、マスタコントローラ１０からの送信指示信号や測定トリガ信号を受信したり、計測データを送信したりするものである。

電源回路３０は、外部から供給される電源電圧を変圧して、磁電変換部２０，センサ入力回路２２，マイコン２４、及び通信Ｉ／Ｆ回路２８に供給する。

マイコン２４は、メモリ２６に格納された制御プログラムに従って各種の処理を実行し、車輪速度センサ装置１２全体の動作を制御するものである。図４は、車輪速度センサ装置１２における、マイコン２４の制御処理の一例を示すフローチャートである。以下、このフローチャートに基づいて、マイコン２４において実行される処理の一例を説明する。

まず、ステップＳ１００では、通信Ｉ／Ｆ回路２８が信号を受信したか否かを判定する。この判定処理において、信号を受信していないと判定すると、再度、ステップＳ１００の処理を実行することにより、通信Ｉ／Ｆ回路２８が信号を受信するまで待機する。一方、通信Ｉ／Ｆ回路２８が信号を受信したと判定した場合には、ステップＳ１１０の処理に進む。

ステップＳ１１０では、通信Ｉ／Ｆ回路２８によって受信された信号に含まれるＩＤコードに基づき、その受信した信号が、自身に向けられた計測データの送信指示信号、計測トリガ信号、あるいはその他の信号（他の車輪速度センサ装置に向けられた送信指示信号、他の車輪速度センサからの計測データ送信信号など）のいずれであるかを判定する。そして、計測トリガ信号であると判定した場合には、ステップＳ１２０の処理に進み、自身に向けられた送信指示信号であると判定した場合には、ステップＳ１４０の処理に進み、その他の信号と判定した場合には、ステップＳ１００の処理に戻る。

なお、上述の判定処理を実行するために、メモリ２６には、自らに割り当てられたＩＤコード、及び計測トリガ信号を示す特殊なＩＤコードが格納されている。そして、マイコン２４は、受信した信号のＩＤコードと、メモリ２６に格納されているＩＤコードとを照合することにより、受信した信号の属性を判定する。

受信した信号が計測トリガ信号であると判定されたときに実行されるステップＳ１２０では、パルス信号の立ち上がりエッジが発生するたびにカウントアップするカウンタのカウント値を読み出し、メモリ２６に上書保存する。これにより、前回、計測トリガ信号を受信したときのカウント値に代えて、今回の計測トリガ信号を受信したときのカウント値がメモリ２６に保存される。なお、マイコン２４は、センサ入力回路２２からパルス信号（の立ち上がりエッジ）が入力されるごとに、割り込み処理を実行し、上述したカウンタのカウントアップを行う。続くステップＳ１３０では、カウンタのカウント値をゼロにリセットする。従って、カウンタは、計測トリガ信号を受信するごとに、新たなカウントを開始する。

上述した処理を行うことにより、メモリ２６には、計測トリガ信号が受信されたタイミングで、その前回の計測トリガ信号の受信時点から、今回の計測トリガ信号の受信時点までの期間、すなわち連続する２つの計測トリガ信号によって規定される計測期間において計測されたパルス信号の（立ち上がりエッジの）数が保存される。ロータ１８の歯の形成間隔は既知であるため、このパルス信号の数と、計測期間とから車輪速度を算出することができる。

一方、受信した信号が、送信指示信号であると判定されたときに実行されるステップＳ１４０では、メモリ２６に保存したカウント値を読み出すとともに、そのカウント値を計測データとして送信する。

なお、上記実施形態では、計測データとして、カウンタによってカウントしたパルス数を送信する例について説明した。しかしながら、車輪速度センサ装置１２のマイコン２４によって、パルス数と計測期間とから車輪速度を示すデータを算出し、この車輪速度データを計測データとして送信するようにしても良い。

次に、本実施形態の車両制御システムにおける、具体的な動作例について図５を用いて説明する。図５は、各部の動作状態の一例を示すタイムチャートである。

図５に示すように、各車輪速度センサ装置１２，１４では、パルス信号の立ち上がりエッジが発生するごとに、カウンタにより、その発生回数をカウントしておく。図５では、カウンタのカウント値が、丸付き数字で示されている。そして、各車輪速度センサ装置１２，１４は、特殊なＩＤコード（ＩＤ＝１ＦＨ）を含む計測トリガ信号を受信したとき、カウンタのカウント値を計測データとしてメモリ２６に保存する。例えば、左前車輪速度センサ装置１２において、時刻Ｔ２で計測トリガ信号を受信したとき、カウンタのカウント値は２であったため、メモリ２６には、計測データ＝２と保存される。

そして、時刻Ｔ２の計測トリガ信号の後に、マスタコントローラ１０が、左前車輪速度センサ装置１２を指定するＩＤコード（ＩＤ＝１１Ｈ）を含む送信指示信号を送信する。すると、左前車輪速度センサ装置１２は、その自身に向けられた送信指示信号を受信するので、メモリ２６に保存している計測データを読み出し、マスタコントローラ１０に送信する。これと同様の処理が、右前車輪速度センサ装置１４においても行われる。このため、図５に示すように、マスタコントローラ１０は、各々の車輪速度センサ装置１２，１４から計測データを取得するタイミングは異なるが、同じタイミングで計測した計測データを取得することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。

まず、上述した実施形態では、計測タイミングを同期させるべき複数のセンサ装置として、左右前輪の車輪速度センサ装置１２，１４を例示したが、本発明が適用されるセンサ装置は、これに限られるものではない。

例えば、本発明が適用される、その他のセンサ装置の例としては、車両の各車輪のサスペンションの伸縮状態を検出する車高センサ装置が挙げられる。車高センサ装置の場合も、複数の車高センサ装置の信号を組み合わせて、車両の姿勢を検出する場合があるためである。

なお、車高センサ装置の場合、計測トリガ信号を受信した時点の車高センサ装置の測定値をそのまま用いれば良いので、車輪速度センサ装置のように、連続する２つの測定トリガ信号によって測定期間を定める必要はない。

さらに、異なる種類の複数のセンサ装置を対象とすることも可能である。例えば、車両挙動安定化システムは、車両の加速度を検出する加速度センサ装置や、車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサ装置を備え、このような種々のセンサ装置を用いて、車両の挙動を総合的に計測するものがある。このように異なる種類のセンサ装置であっても、車両の挙動検出という共通の目的の下に利用される場合には、それぞれのセンサ装置の計測タイミングを同期させることが望ましいためである。

１０ マスタコントローラ
１２，１４ 車輪速度センサ装置
１６ 多重通信ネットワーク

Claims (3)

1. 車両に搭載された複数のセンサ装置と、１つ以上の制御装置とが、車内ローカルエリアネットワークを介して通信可能に接続された車両制御システムにおいて、
   前記複数のセンサ装置は、それぞれ個別に前記車内ローカルエリアネットワークに接続され、当該複数のセンサ装置に対して、それぞれ固有のＩＤコードが予め定められており、前記制御装置は、前記複数のセンサ装置ごとに定められた前記ＩＤコードを用いて、所望のセンサ装置に対して計測データを送信するよう送信指示を行い、それぞれのセンサ装置は、自身に向けられた送信指示に応じて、前記計測データを送信するものであり、
   前記制御装置は、計測タイミングを同期させるべき複数のセンサ装置のすべてを送信先として指定する識別コードを用いて、周期的に計測トリガ信号を送信し、前記複数のセンサ装置は、前記計測トリガ信号を時期的な基準として前記計測データを計測することを特徴とする車両制御システム。
2. 前記複数のセンサ装置は、連続する２つの前記計測トリガ信号によって定められる期間を計測期間とし、その計測期間において計測された計測データを、前記送信指示に応じて送信することを特徴とする請求項１に記載の車両制御システム。
3. 前記複数のセンサ装置は、前記車両の各車輪の車輪速度を検出する車輪速度センサであって、当該車輪速度センサは、車輪の回転速度に応じた頻度でパルス信号を発生するパルス信号発生部を有し、前記計測データとして、前記計測期間におけるパルス信号数、又は計測期間及びパルス信号数に基づいて算出される回転速度を返送することを特徴とする請求項２に記載の車両制御システム。

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