JP2016086256A - 電子制御ユニット、通信方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】メイン電子制御ユニットと通信を行う電子制御ユニットは、通信部を備える。前記通信部は、複数の外部装置との間の第一の通信回線が所定の状態となった場合に、前記メイン電子制御ユニットとの間の第二の通信回線を介して前記メイン電子制御ユニットと通信を行う。
【選択図】図1
Description
特許文献1には、関連する技術として、相互に連携動作する複数の電子制御装置を備えたシステムにおいて故障を診断する技術が記載されている。
そのため、車両システムにおいて、サブECU(サブ電子制御ユニット)とメインECU(メイン電子制御ユニット)との間でより信頼性の高い通信を確立することができ、また、メインECUと他のECUとの間の通信回線における通信負荷を低減することができる技術が求められていた。
以下、図面を参照しながら実施形態について詳しく説明する。
まず、本実施形態によるサブECU20(サブ電子制御ユニット)を備える車両システム1の構成について説明する。
図1は、本発明の一実施形態によるサブECU20を備える車両システム1の構成の一例を示す図である。
図1で示すように、本実施形態による車両システム1は、制御対象10(10a、10b)と、サブECU20と、メインECU30(メイン電子制御ユニット)と、電力供給ライン40と、異常(故障)診断ライン50と、車両内機器ネットワーク60と、無線ネットワーク70と、を備える。
また、CPU201は、制御指令1を駆動制御部203aに出力する。また、CPU201は、制御指令2を駆動制御部203bに出力する。
具体的には、トランシーバ202aは、車両内機器ネットワーク60(第一の通信回線)を介して行う通信の通信速度が所定の通信速度よりも速い場合に、車両内機器ネットワーク60を介してトランシーバ302aと通信を行う。なお、第一の通信回線は、CAN(Controller Area Network)、LIN(Local Interconnect Network)、MOST(Media Oriented Systems Transport)などの通信規格による通信を行う回線である。
また、トランシーバ202bは、異常(故障)診断ライン50を介して、異常診断装置と通信を行う。なお、異常診断装置は、異常(故障)診断ライン50に接続されている各ECUが正常動作するかを診断する装置であり、診断時に異常(故障)診断ライン50に接続される装置である。
また、無線用トランシーバ202cは、車両内機器ネットワーク60を介して行う通信の通信速度が所定の通信速度以下である場合に、無線ネットワーク70(第二の通信回線)を介してメインECU30が備える無線用トランシーバ302cと通信を行う。なお、第二の通信回線は、FlexRayなどの通信規格の通信を行う回線である。ただし、第二の通信回線は、無線ネットワーク70のような無線回線に限定するものではない。第一の通信回線と同様に有線回線であってもよく、CAN、LIN、MOSTなどの通信規格による通信を行う回線であってもよい。
発電部205は、発電部205以外の電力供給源から供給される電力に優先してECU20に供給する電力を周囲環境における自然エネルギに基づいて発電する。例えば、発電部205は、熱を電力に変換する熱電素子を有する。ECU20の制御対象10がターボチャージャである場合、ターボチャージャの周囲は高温状態である。発電部205は、ターボチャージャの近傍に配置され、ターボチャージャの周囲の熱を電力に変換して発電することができる。また、発電部205は、振動を電力に変換する圧電素子を有する。発電部205は、車両システム1を搭載する車両の振動を振動源する振動体に接触して配置され、振動を電力に変換して発電することができる。
蓄電素子207は、蓄電素子207の外部から入力した電力を蓄電する。例えば、蓄電素子207は、発電部205が発電した電力を蓄電する。また、蓄電素子207は、蓄電した電力を入力切替部209aを介して電源回路204に供給する。
充放電切替部208は、蓄電素子207の充電(蓄電)と放電(供給)とを切り替える。
具体的には、入力切替部209aは、IN1〜IN3のうちIN1を選択した場合、電力供給ライン40を介して供給される電力を電源回路204に出力する。また、入力切替部209aは、IN2を選択した場合、蓄電素子207からの電力を電源回路204に出力する。また、入力切替部209aは、IN3を選択した場合、発電部205からの電力を電源回路204に出力する。
また、具体的には、入力切替部209bは、IN4とIN5のうちIN4を選択した場合、発電部205からの電力を蓄電素子207に出力する。また、入力切替部209bは、IN5を選択した場合、電力供給ライン40を介して供給される電力を蓄電素子207に出力する。
メモリ210は、サブECU20が行う種々の処理に必要な情報を記憶する。
トランシーバ302bは、異常(故障)診断ライン50を介して、異常診断装置と通信を行う。
無線用トランシーバ302cは、無線用トランシーバ202cと通信を行う。
電源回路303は、電力供給ライン40を介して、メインECU30の外部のECUに電力を供給する。
メモリ304は、メインECU30が行う種々の処理に必要な情報を記憶する。
図2は、本実施形態によるCPU201が通信状況に応じて通信回路を切り替える処理の一例を示す図である。
図2に示すCPU201が通信回線を切り替える制御の例は、第一の通信回線における通信負荷が一定期間連続してしきい値を超過した状態となった場合に、第二の通信回線である無線ネットワーク70に切り替える例を示している。また、CPU201が通信回線を切り替える図2に示す例は、トランシーバ202aが車両内機器ネットワーク60を介してトランシーバ302aと通信できない状態となった場合に、CPU201が車両内機器ネットワーク6から無線ネットワーク70に切り替える例を示している。
CPU201は、車両内機器ネットワーク60の最大通信速度となる場合を通信負荷100パーセントとして、通信負荷が高いと判定するしきい値である60パーセント以下であるか否かを判定する。
そして、例えば、CPU201は、図2(A)に示すように、一定期間連続してしきい値である通信負荷60パーセントを超過した場合に、車両内機器ネットワーク60における負荷が高いと判定し、車両内機器ネットワーク60から無線ネットワーク70に切り替える。
その後、CPU201は、図2(B)に示すように、車両内機器ネットワーク60における通信負荷が低減したと判定するしきい値である通信負荷40パーセントを一定期間連続して下回った場合に、車両内機器ネットワーク60における負荷が低減したと判定し、無線ネットワーク70から車両内機器ネットワーク60に切り替える。
また、CPU201は、図2(C)に示すように、車両内機器ネットワーク60における通信負荷が一定期間連続してゼロとなった場合に、車両内機器ネットワーク60が通信できない状態となったと判定し、車両内機器ネットワーク60から無線ネットワーク70に切り替える。
その後、CPU201は、図2(D)に示すように、車両内機器ネットワーク60における通信負荷がゼロよりも大きい値となった場合に、車両内機器ネットワーク60が通信できる状態に回復したと判定し、無線ネットワーク70から車両内機器ネットワーク60に切り替える。
このようにすれば、車両システム1において、通信部202及び通信部302は、サブECU20とメインECU30との間で通常時使用する車両内機器ネットワーク60に不具合が発生した場合にも、無線ネットワーク70を使用することにより、サブECU20とメインECU30との間の通信を確立することができる。また、このようにすれば、車両システム1において、通信部202及び通信部302は、車両内機器ネットワーク60における通信負荷を低減することができ、メインECU30と各ECUとの通信を確立することができる。
なお、車両内機器ネットワーク60における通信負荷が高いと判定するしきい値は60パーセントに限定するものではない。また、車両内機器ネットワーク60における通信負荷が低減したと判定するしきい値は、40パーセントに限定するものではない。例えば、車両内機器ネットワーク60における通信負荷が高いと判定するしきい値が、車両内機器ネットワーク60における通信負荷が低減したと判定するしきい値よりも大きければ、車両内機器ネットワーク60における通信負荷が高いと判定するしきい値と車両内機器ネットワーク60における通信負荷が低減したと判定するしきい値は、任意の組み合わせであってよい。
図3は、本実施形態による車両システム1が行う通信経路の健全性確認の概要を示す図である。
なお、以下で述べる通信経路Aと通信経路Bとは、第一の通信回線と第二の通信回路であり、通信経路Aが第一の通信回線である場合には、通信経路Bは第二の通信回線である。また、通信経路Aが第二の通信回線である場合には、通信経路Bは第一の通信回線である。
また、通信部202と通信部302は、通信経路Aと通信経路Bのそれぞれに対応する通信部である。例えば、通信経路が第一の通信回線である場合、通信部202はトランシーバ202aであり、通信部302はトランシーバ302aである。また、通信経路が第二の通信回線である場合、通信部202は無線用トランシーバ202cであり、通信部302は無線用トランシーバ302cである。
CPU301は、CPU201から初期値+“01”のデータとフラグF1とを受信すると(ステップS3d)、受信したデータに“10”を加える(ステップS3e)。CPU301は、通信部302から通信経路Bを介してCPU201にCPU201から受信したデータに“10”を加えたデータを送信する(ステップS3f)。
CPU201は、CPU301から受信したデータが“11”である場合に、異常なしと判定する。そして、CPU201は、初期値に“01”を加えて再度診断を実施する(ステップS3g)。
CPU201は、異常ありと判断した場合、通信経路Aの通信健全性を確認する。CPU201は、演算正常/異常判定データに初期値をセットし、通信経路Aを介してメインECU30との間でその初期値のデータとフラグF2とを送受信する。CPU201は、通信経路Aを介してメインECU30へ送信した送信データとメインECU30から受信した受信データが異なる場合に、通信経路Aの通信異常発生カウントErr_A_cntに1を加え、初期値に“01”を加えて再度通信経路Aの通信健全性の診断を実施する。CPU201は、受信データが異なる場合には初期値に“01”を加え、通信経路Aの異常発生カウントErr_A_cntが例えば4となった場合、通信経路Aの通信異常をユーザに報知する。
図4は、本実施形態による車両システム1の備えるCPU201が行う通信経路の健全性確認の処理フローの一例を示す図である。
また、図5は、本実施形態による車両システム1の備えるCPU301が行う通信経路の健全性確認の処理フローの一例を示す図である。
CPU201は、通信経路Bの通信異常発生カウントErr_B_cntをゼロに設定する(ステップS2)。
CPU201は、正常/異常判定データの初期値αとして“00”を設定する(ステップS3)。
CPU201は、演算正常/異常判定データβとして初期値αを設定する(ステップS4)。
CPU201は、演算正常/異常判定データβに“01”を加える(ステップS5)。
CPU201は、演算正常/異常判定データβとメインCPU301における処理を示すフラグF1とをトランシーバ202aから車両内機器ネットワーク60を介してメインECU30に送信する(ステップS6)。
なお、フラグF1は、サブECU20、通信経路A、メインECU30、通信経路Bの順に通信の健全性を確認することを示すフラグである。CPU301は、メインECU30がサブECU20から受信したフラグがF1であると特定した場合には、通信経路Aを介して受信したデータに“10”を加えたデータを通信経路Bを介してサブECU20に送信する。
また、フラグF2は、サブECU20、通信経路A、メインECU30、通信経路Aの順に通信の健全性を確認することを示すフラグである。フラグF2は、サブECU20、通信経路A、メインECU30、通信経路Bの順に確認した通信の健全性において、異常と判定した場合に使用するフラグである。CPU301は、メインECU30がサブECU20から受信したフラグがF2であると特定した場合には、通信経路Aを介して受信したデータを通信経路Aを介してサブECU20に送信する。
また、フラグF3は、サブECU20、通信経路B、メインECU30、通信経路Bの順に通信の健全性を確認することを示すフラグである。フラグF3は、サブECU20、通信経路A、メインECU30、通信経路Aの順に確認した通信の健全性において、異常と判定した場合に使用するフラグである。CPU301は、メインECU30がサブECU20から受信したフラグがF3であると特定した場合には、通信経路Bを介して受信したデータを通信経路Bを介してサブECU20に送信する。
CPU301は、フラグF1に基づいて、演算正常/異常判定データβに“10”を加えたデータを無線用トランシーバ302cから無線ネットワーク70を介してサブECU20に送信する(ステップS103)。そして、CPU301は、処理を終了するか否かを判定する(ステップS104)。
CPU301は、終了すると判定した場合、処理を終了する。例えば、CPU301は、電源をオフするユーザ操作を取得した場合に処理を終了する。また、CPU301は、処理を終了しないと判定した場合、ステップS101の処理に戻す。
CPU201は、受信した演算正常/異常判定データβが初期値α+“11”であると判定した場合(ステップS7、YES)、受信した演算正常/異常判定データβに“01”を加える(ステップS8)。そして、CPU201は、ステップS4の処理に戻す。
CPU201は、通信正常/異常判定データγとフラグF2とをトランシーバ202aから車両内機器ネットワーク60を介してメインECU30に送信する(ステップS10)。
CPU301は、受信したフラグがフラグF2であると特定すると(ステップS101、「F2」)、特定したフラグF2に基づいて、受信した通信正常/異常判定データγをトランシーバ302aから車両内機器ネットワーク60を介してサブECU20に送信する(ステップS105)。そして、CPU301は、処理を終了するか否かを判定する(ステップS105)。
CPU301は、終了すると判定した場合、処理を終了する。例えば、CPU301は、電源をオフするユーザ操作を取得した場合に処理を終了する。また、CPU301は、処理を終了しないと判定した場合、ステップS101の処理に戻す。
CPU201は、受信した通信正常/異常判定データγが初期値αではないと判定した場合(ステップS11、NO)、通信経路Aの通信異常発生カウントErr_A_cntに1を加える(ステップS12)。
そして、CPU201は、通信経路Aの通信異常発生カウントErr_A_cntがユーザに異常を報知する基準を示す、例えば4であるか否かを判定する(ステップS13)。
CPU201は、通信経路Aの通信異常発生カウントErr_A_cntが4ではないと判定した場合(ステップS13、NO)、ステップS8の処理に戻す。
また、CPU201は、通信経路Aの通信異常発生カウントErr_A_cntが4であると判定した場合(ステップS13、YES)、アラームを発信するなどして、通信経路Aで通信異常が発生していることをユーザに報知する(ステップS14)。そして、CPU201は、処理を終了させる。
CPU201は、通信正常/異常判定データγとフラグF3とを無線用トランシーバ202cから無線ネットワーク70を介してメインECU30に送信する(ステップS16)。
CPU301は、受信したフラグがフラグF3であると特定すると(ステップS101、「F3」)、特定したフラグF3に基づいて、受信した通信正常/異常判定データγを無線用トランシーバ302cから無線ネットワーク70を介してサブECU20に送信する(ステップS106)。そして、CPU301は、処理を終了するか否かを判定する(ステップS104)。
CPU301は、終了すると判定した場合、処理を終了する。例えば、CPU301は、電源をオフするユーザ操作を取得した場合に処理を終了する。また、CPU301は、処理を終了しないと判定した場合、ステップS101の処理に戻す。
CPU201は、受信した通信正常/異常判定データγが初期値αではないと判定した場合(ステップS17、NO)、通信経路Bの通信異常発生カウントErr_B_cntに1を加える(ステップS18)。
そして、CPU201は、通信経路Bの通信異常発生カウントErr_B_cntが4であるか否かを判定する(ステップS19)。
CPU201は、通信経路Bの通信異常発生カウントErr_B_cntが4ではないと判定した場合(ステップS19、NO)、ステップS8の処理に戻す。
また、CPU201は、通信経路Bの通信異常発生カウントErr_B_cntが4であると判定した場合(ステップS19、YES)、アラームを発信するなどして、通信経路Bで通信異常が発生していることをユーザに報知する(ステップS20)。そして、CPU201は、処理を終了させる。
CPU201は、受信した演算正常/異常判定データβが初期値α+“01”であると判定した場合(ステップS21、YES)、アラームを発信するなどして、メインECU30が備えるCPU301で演算異常が発生していることをユーザに報知する(ステップS22)。そして、CPU201は、処理を終了させる。
CPU201は、受信した演算正常/異常判定データβが初期値α+“10”であると判定した場合(ステップS23、YES)、アラームを発信するなどして、サブECU20が備えるCPU201で演算異常が発生していることをユーザに報知する(ステップS24)。そして、CPU201は、処理を終了させる。
このようにすれば、車両システム1において、CPU201は、サブECU20とメインECU30との間での通信健全性を確認することができる。また、このようにすれば、車両システム1において、CPU201は、通信異常が発生した場合に、原因を特定することができる。
このようにすれば、車両システム1において、通信部202及び通信部302は、サブECU20とメインECU30との間で通常時使用する車両内機器ネットワーク60に不具合が発生した場合にも、無線ネットワーク70を使用することにより、サブECU20とメインECU30との間の通信を確立することができる。また、このようにすれば、車両システム1において、通信部202及び通信部302は、車両内機器ネットワーク60における通信負荷を低減することができ、メインECU30と各ECUとの通信を確立することができる。
このようにすれば、車両システム1において、CPU201は、サブECU20とメインECU30との間での通信健全性を確認することができる。また、このようにすれば、車両システム1において、CPU201は、通信異常が発生した場合に、原因を特定することができる。
10、10a、10b・・・制御対象
20・・・ECU
30・・・メインECU
40・・・電力供給ライン
50・・・異常(故障)診断ライン
60・・・車両内機器ネットワーク
70・・・無線ネットワーク
201、301・・・CPU
202・・・通信部
202a、202b、302a、302b・・・トランシーバ
202c、302c・・・無線用トランシーバ
204、303・・・電源回路
205、205a、205b・・・発電部
206・・・昇圧回路
207・・・蓄電素子
208・・・充放電切替部
209、209a、209b・・・入力切替部
210、304・・・メモリ
Claims (7)
- メイン電子制御ユニットと通信を行う電子制御ユニットであって、
複数の外部装置との間の第一の通信回線が所定の状態となった場合に、前記メイン電子制御ユニットとの間の第二の通信回線を介して前記メイン電子制御ユニットと通信を行う通信部、
を備える電子制御ユニット。 - 前記通信部は、
前記第一の通信回線を介して行う通信の通信速度が所定の通信負荷よりも高い場合に、前記第一の通信回線を介して前記メイン電子制御ユニットと通信を行い、前記第一の通信回線を介して行う通信の通信速度が所定の通信負荷以下である場合に、前記第二の通信回線を介して前記メイン電子制御ユニットと通信を行う、
請求項1に記載の電子制御ユニット。 - 前記通信部は、
前記第一の通信回線を介して通信を行うことができない状態になった場合に、前記第二の通信回線を介して前記メイン電子制御ユニットと通信を行う、
請求項1または請求項2に記載の電子制御ユニット。 - 前記第一の通信回線を介して行う通信の通信速度が所定の通信負荷よりも高い場合に、前記通信部が前記メイン電子制御ユニットと通信する回線を前記第一の通信回線に設定し、前記第一の通信回線を介して行う通信の通信速度が所定の通信負荷以下である場合に、前記通信部が前記メイン電子制御ユニットと通信する回線を前記第二の通信回線に切り替える制御部、
を備える請求項1から請求項3の何れか一項に記載の電子制御ユニット。 - 前記制御部は、
前記メイン電子制御ユニットに所定の正常/異常判定データを送信し、前記メイン電子制御ユニットが前記正常/異常判定データに応じて送信したデータと特定のデータとを比較し、同一であるか否かに基づいて、通信健全性を判定する、
を備える請求項4に記載の電子制御ユニット。 - メイン電子制御ユニットと通信を行う電子制御ユニットの通信方法であって、
複数の外部装置との間の第一の通信回線が所定の状態となった場合に、前記メイン電子制御ユニットとの間の第二の通信回線を介して前記メイン電子制御ユニットと通信を行う、通信方法。 - コンピュータを、
第一の通信回線を介して行う通信の通信速度が所定の通信負荷よりも高い場合に、通信部がメイン電子制御ユニットと通信する回線を前記第一の通信回線に設定し、前記第一の通信回線を介して行う通信の通信速度が所定の通信負荷以下である場合に、前記通信部が前記メイン電子制御ユニットと通信する回線を第二の通信回線に切り替える制御部、
として動作させるプログラム。
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