JP2017092835A - 処理装置および車両制御システム - Google Patents
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Abstract
Description
図2は本実施例の車両制御システムおよび車両制御装置を有する車両システムの概要である。1は自動車など内部に車両制御システムを有する車両システムを示している。2は例えば車載ネットワーク(CAN:Controller Area Network、CANFD:CAN with Flexible Data−rate、Ethernet(登録商標)、等)とコントローラ(ECU:Electronic Control Unit等)により構成される車両制御システムを示している。3は、車両システム1の外部と無線通信(例えば携帯電話の通信、無線LAN、WAN、C2X(Car to X:車両対車両または車両対インフラ通信)等のプロトコルを使用した通信、またはGPS:Global Positioning Systemを用いた通信)を行い、外界(インフラ、他車、地図)の情報または自車に関する情報を取得・送信などの無線通信を実施、または診断端子(OBD)やEthernet端子、外部記録媒体(例えばUSBメモリ、SDカード、等)端子などを有し、車両制御システム2と通信を実施する通信装置を示している。4は、例えば2と異なる、または同一のプロトコルを用いたネットワークにより構成される車両制御システムを示している。5は、車両制御システム2の制御に従い、車両運動を制御する機械および電気装置(例えばエンジン、トランスミッション、ホイール、ブレーキ、操舵装置等)の駆動を行うアクチュエータ等の駆動装置を示している。6は、外界から入力される情報を取得し、後述する外界認識情報を生成するための情報を出力する、カメラ、レーダ、LIDAR、超音波センサなどの外界センサ、および、車両システム1の状態(運動状態、位置情報、加速度、車輪速度等)を認識する力学系センサにより構成される認識装置を示している。7は、ネットワークシステムに有線または無線で接続され、ネットワークシステムから送出されるデータを受信し、メッセージ情報(例えば映像、音)など必要な情報を表示または出力する、液晶ディスプレイ、警告灯、スピーカなどの出力装置を示している。8は、ユーザが車両制御システム2に対して、操作の意図や指示を入力する入力信号を生成するための、例えばステアリング、ペダル、ボタン、レバー、タッチパネル、等の入力装置を示している。9は、車両システム1が外界に対して、車両の状態等を通知するための、ランプ、LED、スピーカ等の通知装置、を示している。
図4は、本発明にかかるネットワーク装置であるECU302またはGW303の内部構成の一例である。401はキャッシュやレジスタなどの記憶素子を持ち、制御を実行するCPUなどのプロセッサ、402はネットワークリンク301またはネットワークや専用線で接続された駆動装置5または/および認識装置6に対してデータの送受信を行うI/O(Input/Output)、403は図示しないクロックなどを使用し、時間および時刻の管理を行うタイマ、404はプログラムおよび不揮発性のデータを保存するROM(Read Only Memory)、405はプログラムおよび揮発性のデータを保存するRAM(Random Access Memory)、406はECU内部での通信に用いられる内部バス、を示している。
車両制御システムの機能構成例について図6に示す。601は本発明にかかる車両制御システム全体を示している。602は複数の認識装置6および通信装置3から出力される外界認識情報を統合した外界認識マップを作成する統合認識部を示している。603は統合認識部602により生成された前記外界認識マップおよびユーザ入力部604から入力されたユーザ入力により、自動運転制御情報(軌道等)の生成および出力を示している。出力管理部605への出力指示、および通知管理部606への通知指示を行う自動運転制御部を示している。604は入力装置8からの入力に従い、ユーザの指示情報を生成するユーザ入力部を示している。605は自動運転制御部603および異常検出部607の出力に応じ出力装置7への出力指示を行う出力管理部を示している。606は自動運転制御部603および異常検出部607の出力に応じ通知装置9への通知指示を行う通知管理部を示している。607は自動運転制御部603からの自動運転制御情報等の通知または図示していない各部からの通知により異常を検出する異常検出部を示している。608は、異常検出部607の異常検出結果等により、運動制御部609に対する出力を自動運転制御部603からの入力またはユーザ入力部604からの入力に切替える切替部を示している。609は、切替部608からの軌道情報または運動制御情報、認識装置6から取得する車両システム1の状態、および駆動装置5からの応答、に従い複数の駆動装置5に対して制御を行う運動制御部を示している。610は、自動運転制御部603からの情報および異常検出部607からの通知を受け、代替プログラムの取得、代替プログラムおよび指示を各部に出力、ユーザまたは外部への出力を出力管理部605と通知管理部606に出力する再構成管理部を示している。611は、前記再構成管理部610の指示または代替プログラムを受信して代替プログラムの配置や実行、配置完了の通知を行う再構成実行部を示している。
再構成管理部610および再構成実行部611の詳細な構成について図8に示す。再構成管理部610は、下記の各部により構成されている。801は自動運転制御部603等から現在の車両制御状態を受信する制御状態監視部、802は現在の車両制御状態を判定し、いずれのECUにどの代替プログラムを配置するかという再構成の方針を決定する制御状態判定部、803は再構成に関する情報を出力管理部605または通知管理部606に通知する情報通知部、804は、代替プログラムを再構成管理部が配置されたECU、またはネットワークリンク301や通信装置3等を介し異なる場所の記憶領域(クラウド、ROM、HDD、RAM等)から取得する代替プログラム取得部、805は、代替プログラムを送信する代替プログラム送信部、806は、異常時の制御を後述する異常時制御決定方法に従い決定する異常時制御決定部、を表している。
異常の検出方法について説明する。異常とは、ハードウェア故障やソフトウェアの不具合、想定外の入力等を原因として発生する通常時想定している状態と異なる状態を示している。車両制御システム2の各部は、ネットワークまたは専用線等の通信経路を介して通信を行っており、通信の異常については、通信が行えない(通信処理がエラー応答、信号線の電位が異常)、通信の信号値が異常、等が発生する。これら通信の異常について、電気回路での異常検出(電位検出等)、定期的な生存確認(ハートビート)、CRC等の誤り検出符号のエラー検出、することにより、通信の異常が検出可能である。
本実施例にかかる再構成処理の処理シーケンスについて図1を用いて説明する。ここではECU_Aが再構成管理部610を有し再構成指示を行い、かつ故障が発生する制御(例:自動運転制御部)を有する例を表している。ECU_Bは再構成実行部611を有し、代替制御を実施するECU、ECU_Cが通常時にECU_Aから制御を受けている例を示している。
図9に再構成処理を行っている際の、上記例におけるECU_B内での処理概要およびメモリイメージを示す。(a)は通常時のROMおよびRAMの状態を示している。ROMには制御プログラムが格納されており、CPUにより前記制御プログラムが実行される。RAMには通常時使用するMAINデータ、および特定制御状態では使用しないSUBデータが格納されている例を示している。
車両制御状態とは、車両システムの制御の状態を示す。例として、自動運転状態のON/OFF(OFFではドライバが操作し、システムがアシストを行う、もしくはシステムは制御を行わない)、一般道または高速道を走行、自動駐車中のON/OFF、走行速度(低速、中速、高速)、ドライバの状態(運転操作可能または困難)、天候など自動運転が困難な状況(強雨、霧、逆光、地図に無い道等)、等を表す。
車両制御システム2は、現在の車両の状態について、出力装置7を介してユーザに、または車両の外部に対して通知装置9または通信装置3を介して出力する。例えば車両システム1のいずれかの部分に異常が発生した場合に、出力装置7を介してユーザに対して警告等の点灯、もしくは音による警告を実施する。または通知装置9または通信装置3を介して車両外部に、ランプによる警告状態の出力や、スピーカによる警告音、異常に関する情報等の出力等を実施する。
自動運転制御情報に基づく制御、または相対情報に基づく制御から、ユーザによる制御について切り替える例を説明する。ユーザ入力部604は入力装置8を介したユーザの運転操作開始動作(例えばペダルを踏む、ステアを操作する、自動運転終了のボタンを押す、等)を検出し、切替部608に通知する。切替部608は、ユーザの運転操作開始動作の通知を受け、自動運転制御情報および相対情報に基づく制御を中止し、ユーザの運転操作に切り替える。このようにして、自動運転制御および相対情報に基づく制御からユーザの運転操作に切り替えを実施する。
図11に代替プログラムの配置状態に応じた制御フローを、その際の動作シーケンス図を図12に示す。ここではECU_Bへの代替プログラムの配置が完了しておらず、S107での配置完了通知が未だ通知されていないものとする。
運動制御部609は、切替部608が出力した自動運転制御情報または運動制御情報を実現するように駆動装置5の制御を行う。
自動運転制御情報保持部614は、異常が発生した場合に最低限安全を確保可能な自動運転制御情報(例えば、自動運転制御部603により計算された一定時間先までの自動運転制御情報、車線に沿って走行、車線に沿って走行して緩やかな減速、路肩へ退避して停止、等。以下保持制御情報)を予め演算された結果を保持しておき、異常発生時に保持していた保持制御情報に切り替えるためのものである。
相対情報に基づく制御例について説明する。相対情報制御部613は、相対情報認識部612が出力する相対情報および認識装置6から取得する自車の状態に基づいて運動制御情報を作成する。
これら保持制御情報または相対情報に基づく制御(以下安全維持制御)を実施する場合の故障時の再構成管理部のシステム制御フローについて図15に示す。
故障状態に応じた代替プログラムの配置が可能となり、安全性や利便性のさらなる向上や、さらに故障が発生していない状況での代替プログラムの配置が不要となり、前記配置処理および通信処理の負荷を低減することが可能となる。
2 車両制御システム
3 通信装置
4 車両制御システム
5 駆動装置
6 認識装置
7 出力装置
8 入力装置
9 通知装置
301 ネットワークリンク
302 ECU
303 GW
401 プロセッサ
402 I/O
403 タイマ
404 ROM
405 RAM
406 内部バス
501 制御部
502 通信管理部
503 時間管理部
504 データテーブル
505 バッファ
601 車両制御システム
602 統合認識部
603 自動運転制御部
604 ユーザ入力部
605 出力管理部
606 通知管理部
607 異常検出部
608 切替部
609 運動制御部
610 再構成管理部
611 再構成実行部
612 相対情報認識部
613 相対情報制御部
614 自動運転制御情報保持部
801 制御状態監視部
802 制御状態判定部
803 情報通知部
804 代替プログラム取得部
805 代替プログラム送信部
806 異常時制御決定部
810 代替プログラム受信部
811 代替プログラム配置部
812 配置完了通知部
813 再構成指示受信部
814 代替プログラム実行部
1000 ユーザ通知画面
Claims (8)
- 少なくとも一つの処理装置と接続される処理装置であって、
前記一つの処理装置が該一つの処理装置に搭載される制御プログラムに基づいて制御動作を実行する期間中に、前記制御プログラムを代替する代替プログラムを取得する処理装置。 - 前記代替プログラムは、前記各処理装置によって構成される車両制御システムの状態に応じて決定される請求項1に記載の処理装置。
- 前記代替プログラムの送信は、制御指令より低い優先度で実行される請求項1に記載の処理装置。
- 請求項1に記載の処理装置において、前記処理装置は、代替プログラムの実行を指示された場合に、前記代替プログラムの配置が完了している場合には前記配置された代替プログラムを実行し、配置が完了していない場合には前記配置を行っている代替プログラムとは異なる代替プログラムを実行することを特徴とする処理装置。
- 請求項1に記載の処理装置において、前記処理装置は、安全維持制御を行った後に代替プログラムの取得を行うことを特徴とする処理装置。
- 複数の処理装置と接続される処理装置であって、前記複数の処理装置のうちの一つの処理装置が該一つの処理装置に搭載される制御プログラムに基づいて制御動作を実行する期間に、前記一つの処理装置のプログラムを代替する代替プログラムを他の処理装置に送信する処理装置。
- 請求項6に記載の処理装置において、故障発生後の代替プログラムの送信について、通常時よりも高い優先度を割り当てることを特徴とする処理装置。
- 複数の処理装置を備え、前記複数の処理装置のうちの一つの処理装置が該一つの処理装置に搭載される制御プログラムに基づいて制御動作を実行する期間に、前記一つの処理装置のプログラムを代替する代替プログラムを他の処理装置が取得する車載制御システム。
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