JP2015093559A - 車載装置 - Google Patents

Abstract

【課題】監視対象の車両の制御装置と監視装置の間の通信負荷を軽減した車載装置を提供する。
【解決手段】監視対象の車両の制御装置８は、複数の例題を所定の順序で演算し、その例題と回答を監視装置１０へ所定時間間隔で送る手段を有し、監視装置１０は、受信した例題と回答の組合せが正常か所定時間間隔で判断して、異常状態が所定回数継続した場合、フェイルセーフ機能を作動する手段を有するように車載装置を構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車載装置に関するものである。

マイクロコンピュータを搭載した監視対象の車両の制御装置の安全性を確保するために、制御装置とは別に監視装置を設け、マイクロコンピュータが故障していないかを監視する方法が知られている。監視方法としては、例えば、特開２０１１−３２９０３号公報のように、監視ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）から例題（テストデータ）を監視対象へ出力し、監視対象が例題に対する回答（演算結果）を監視ＩＣへ出力して、回答をチェックして動作異常の有無を判定する方法がある。

特開２０１１−３２９０３号公報

監視装置で例題を演算し、監視対象の車両の制御装置へ送信する構成の場合、監視装置から監視対象へ例題の通信分の負荷が掛かる。そのため、監視対象と監視装置の間の通信の負荷が高いシステムの場合、他の制御情報の通信を妨げる可能性がある。

そこで、本発明は、監視対象の車両の制御装置と監視装置の間の通信負荷を軽減することを目的とする。

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、監視対象の車両の制御装置は、複数の例題を所定の順序で演算し、その例題と回答を監視装置へ所定時間間隔で送る手段を有し、前記監視装置は、受信した例題と回答の組合せが正常か所定時間間隔で判断して、異常状態が所定回数継続した場合、フェイルセーフ機能を作動する手段を有することを特徴とする。

本発明によれば、監視対象の車両の制御装置と監視装置の間の通信回数、通信データ量を軽減することで、通信負荷を軽減することができる。

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。

本発明の一実施例をなす、車両システムのハードウェア構成図の例 車両の制御装置と監視装置の構成図の例 例題及び回答の例 例題の変化の例 制御装置（モータ制御装置８）の処理を説明するフローチャートの例 監視装置（ハイブリッド制御装置１０）の処理を説明するフローチャートの例 複数の車両の制御装置を、１つの監視装置で監視する構成図の例 １つの車両の制御装置を、複数の監視装置で監視する構成図の例 複数の監視対象の車両の制御装置が監視装置の機能も有し、互いに監視する構成図の例

以下、図面を用いて実施例を説明する。

本実施例では、例題及び回答を監視対象の車両の制御装置で演算する例を説明する。

図１は本発明の一実施例をなす、車両システムのハードウェア構成図である。車両システムには、燃料の燃焼によってトルクを発生するエンジン１、クラッチ機構２、駆動軸に連結するモータ３、モータを駆動するインバータ４、バッテリ５、および、それらを制御する、エンジン制御装置６、クラッチ制御装置７、モータ制御装置８、バッテリ制御装置９、が搭載され、さらに、これらの制御装置へ指令を出すハイブリッド制御装置１０が搭載される。各制御装置は、ＣＰＵやＲＡＭ、ＲＯＭ等を備えて構成され、あらかじめ定められたプログラムにしたがって信号処理を行う。また、各制御装置は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信により、ネットワークを構成して、種々の情報を送受信する。前記エンジン１は前記エンジン制御装置６によってスロットル弁開度や燃料噴射量、点火時期などが制御されることにより、運転状態に応じて出力が制御される。前記モータ３は前記モータ制御装置８からの指令に基づきインバータ４を動作させて回転磁界を形成し、モータあるいはジェネレータとして機能させる。具体的には、加速時にはハイブリッド制御装置１０からの信号に基づいてモータ３を機能させ、制動時にはジェネレータとして機能させてバッテリ５に回生電力を供給し蓄電する。なお、バッテリ５に蓄積された電気エネルギは、モータ３用の電力を供給するほか、ＤＣ−ＤＣコンバータなどを介してエアコンなどの補機類の電力にも用いられる。

本実施例では、図２に示すように、監視対象の車両の制御装置をモータ制御装置８に構成し、監視装置をハイブリッド制御装置１０に構成する。監視対象の車両の制御装置（モータ制御装置８）と監視装置（ハイブリッド制御装置１０）はＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信で通信線１００を介して接続されている。制御装置（モータ制御装置８）は監視装置（ハイブリッド制御装置１０）に対して、例題と回答を送信する。これにより、監視装置（ハイブリッド制御装置１０）は制御装置（モータ制御装置８）を監視する。

制御装置（モータ制御装置８）は、例題演算部１１と回答演算部１２と送信部１３と制御機能部１４を備えている。監視装置（ハイブリッド制御装置１０）は、受信部２１と診断部２２と制御機能部２３を備えている。

例題演算部１１は、複数の例題を所定の順序で演算する。回答演算部１２は、例題演算部１１で演算した例題に基づき回答を演算する。送信部１３は、例題演算部１１で演算した例題及び回答演算部１２で演算した回答を受信部２１に送信する。制御機能部１４は、ハイブリッド制御装置１０の制御機能部２３からの信号に基づいて、モータ３に制御信号を出力する。

受信部２１は、送信部１３から送信された例題と回答を受信する。診断部２２は、受信部２１で受信した例題と回答に基づき、送信側の装置の故障判定を行う。故障有りと判定した場合、監視装置（ハイブリッド制御装置１０）のフェイルセーフ機能を作動させ、接続されたアクチュエータをフェイルセーフ動作させる。診断部２２から制御機能部２３へ制御信号を出力し、制御機能部２３はバッテリ制御装置９の制御機能部３１へ制御信号を出力する。バッテリ制御装置９は、制御機能部３１で、ハイブリッド制御装置１０からの信号に基づいて、バッテリ５へ制御信号を出力し、駆動軸が過剰に動作しないように、モータ３への通電をカットする。

図３は、例題及び回答の例である。例題１０１及び回答１０２は、例題及び回答の数値データを２進数で表現した場合を示している。例題は、４ｂｉｔ単位の情報が複数回繰り返す形式とし、例えば例題が１ｂｙｔｅとするならば、８８ｈや９９ｈである。例題に基づく回答の演算は、回答が４ｂｉｔ単位の情報が複数回繰り返す形式となるものとし、例えば回答は例題の１の補数とする。

図４は、例題が１ｂｙｔｅの場合における、例題の変化の例である。例題は所定の順序で変化する。例えば１０ｍｓ毎に通信しており、例題の数値データを１ｂｙｔｅとすると、１０ｍｓ毎に８８ｈ、９９ｈ…ＥＥｈ、８８ｈ、９９ｈ…の数値を順番に例題として使用する。

送信部１３から受信部２１へ送信する際に、例題及び回答の４ｂｉｔ単位の情報を送信する。例えば、例題が８８ｈならば８ｈを送信する。

図５は、制御装置（モータ制御装置８）の処理を説明するフローチャートの例である。ステップＳ１０では、例題演算部１１で、図４で示した例のように所定の順序で例題を演算する。ステップＳ１１では、回答演算部１２で回答を演算する。ステップＳ１２では、例題及び回答の４ｂｉｔ単位の情報を、送信部１３から監視装置（ハイブリッド制御装置１０）の受信部２１へ送信する。

図６は、監視装置（ハイブリッド制御装置１０）の処理を説明するフローチャートの例である。

ステップＳ２０では、受信部２１で例題と回答を受信する。

ステップＳ２１からＳ２８は、診断部２２で行う。ステップＳ２１は、受信した例題と回答の組合せが正常か判定し、正常であればステップＳ２２に進む。異常であればステップＳ２３に進む。ステップＳ２２では、ＮＧカウンタ１の値を０にする。ＮＧカウンタ１とは、受信した例題と回答の組合せの異常状態の継続回数を計測するものである。ステップＳ２３では、ＮＧカウンタ１の値を１増やす。

ステップＳ２４では、例題が所定の順序で変化しているか判定する。所定の順序で変化していればステップＳ２５に進む。所定の順序で変化していなければステップＳ２６に進む。ステップＳ２５では、ＮＧカウンタ２の値を０にする。ＮＧカウンタ２とは、例題が所定の順序で変化しない状態の継続回数を計測するものである。ステップＳ２６では、ＮＧカウンタ２の値を１増やす。

ステップＳ２７では、ＮＧカウンタ１またはＮＧカウンタ２の値が所定値未満か判定する。所定値未満であれば、ステップＳ２８を行わずに進む。所定値以上であれば、ステップＳ２８に進む。ステップＳ２８は、フェイルセーフ機能を作動する。

つまり、診断部２２での故障判定は、受信した例題と回答の組合せが正常か所定時間間隔で判断し、異常状態が所定回数継続した場合、フェイルセーフ機能を作動する。例えば１０ｍｓ毎に通信しているとし、異常状態が３回継続した場合にフェイルセーフ機能を作動とすると、異常状態が３０ｍｓ継続するとフェイルセーフ機能を作動する。

または、例題が所定の順序で変化するか所定時間間隔で判断し、所定の順序で変化しない状態が所定回数継続した場合、フェイルセーフ機能を作動する。例えば例題が１０ｍｓ毎に８８ｈ、９９ｈ…ＥＥｈ、８８ｈ、９９ｈ…の順序で変化する場合、受信した４ｂｉｔ単位の情報が８ｈ、９ｈ…Ｅｈ、８ｈ、９ｈ…の順序で変化するかを判断する。

上記の方法により、監視装置（ハイブリッド制御装置１０）による制御装置（モータ制御装置８）の監視において、制御装置（モータ制御装置８）から監視装置（ハイブリッド制御装置１０）へ少なくとも８ｂｉｔの情報（例題及び回答の４ｂｉｔ単位の情報の合計）を所定時間間隔で１回送信すればよく、制御装置（モータ制御装置８）と監視装置（ハイブリッド制御装置１０）の間の通信負荷を軽減できる。

上記実施例では、１つの監視対象の車両の制御装置と１つの監視装置の例を説明したが、これに限定せず、複数の監視対象の車両の制御装置と１つの監視装置の構成や、１つの監視対象の車両の制御装置と複数の監視装置の構成に上記実施例を適用しても良い。

図７は、複数の監視対象の車両の制御装置と１つの監視装置の構成の例であり、監視対象の車両の制御装置をエンジン制御装置６、クラッチ制御装置７、モータ制御装置８に構成し、監視装置をハイブリッド制御装置１０に構成する。図２に示された装置と同一の符号の装置については、同一の機能を有するため、説明を省略する。

図８は、１つの監視対象の車両の制御装置と複数の監視装置の構成の例であり、監視対象の車両の制御装置をモータ制御装置８に構成し、監視装置をエンジン制御装置６、クラッチ制御装置７、ハイブリッド制御装置１０に構成する。図２に示された装置と同一の符号の装置については、同一の機能を有するため、説明を省略する。

上記実施例では、図９に示す構成に適用しても良い。図９は、複数の監視対象の車両の制御装置が監視装置の機能も有し、互いに監視する構成の例であり、監視装置の機能を有した制御装置をエンジン制御装置６、モータ制御装置８、ハイブリッド制御装置１０に構成する。監視装置の機能を有した制御装置には、例題演算部１１と回答演算部１２と送信部１３と受信部２１と診断部２２を備えている。図２に示された装置と同一の符号の装置については、同一の機能を有するため、説明を省略する。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１ エンジン
２ クラッチ機構
３ モータ
４ インバータ
５ バッテリ
６ エンジン制御装置
７ クラッチ制御装置
８ モータ制御装置
９ バッテリ制御装置
１０ ハイブリッド制御装置
１１ 例題演算部
１２ 回答演算部
１３ 送信部
１４ 制御機能部
２１ 受信部
２２ 診断部
２３ 制御機能部
３１ 制御機能部
１００ 多重通信線
１０１ 例題
１０２ 回答

Claims (6)

1. 監視対象の車両の制御装置は、複数の例題を所定の順序で演算し、その例題と回答を監視装置へ所定時間間隔で送る手段を有し、
   前記監視装置は、受信した例題と回答の組合せが正常か所定時間間隔で判断して、異常状態が所定回数継続した場合、フェイルセーフ機能を作動する手段を有することを特徴とする車載装置。
2. 請求項１に記載の車載装置において、
   前記例題は、４ｂｉｔ単位の同じ情報が複数回繰返す形式であり、
   前記例題を用いた演算は、４ｂｉｔ単位の同じ情報が複数回繰返す形式の回答になるものであり、
   前記監視対象の車両の制御装置と前記監視装置の間で通信する例題と回答の少なくとも一方は、４ｂｉｔ単位の情報であることを特徴とする車載装置。
3. 請求項１に記載の車載装置において、
   前記監視装置は、前記監視対象の車両の制御装置から受信する例題が所定の順序で変化するか所定時間間隔で判断し、
   所定の順序で変化しない状態が所定回数継続した場合、前記フェイルセーフ機能を作動する手段を有することを特徴とする車載装置。
4. 請求項１に記載の車載装置において、
   １つ以上の前記監視対象の車両の制御装置を、１つの前記監視装置で監視する構成を有することを特徴とする車載装置。
5. 請求項１に記載の車載装置において、
   １つの前記監視対象の車両の制御装置を、１つ以上の前記監視装置で監視する構成を有することを特徴とする車載装置。
6. 請求項１に記載の車載装置において、
   前記監視対象の車両の制御装置は、前記監視装置の機能を有し、
   複数の前記監視対象の車両の制御装置が、互いに監視する構成を有する、ことを特徴とする車載装置。