JP2020188407A - 電子制御装置および移動体制御システム - Google Patents
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Abstract
【課題】移動体を高い信頼性で遠隔制御可能な電子制御装置および移動体制御システムを提供すること。【解決手段】サーバ20に通信ネットワーク30を介して接続される移動体10の電子制御装置11は、サーバとの間の通信速度を検出する通信速度検出部115と、サーバの処理負荷を検出する処理負荷検出部116と、複数の所定の情報の中からサーバへの送信対象となる第1の情報を選択する情報選択部112と、選択された第1の情報をサーバへ送信する送信部113とを備え、情報選択部は、通信速度検出部の検出結果と処理負荷検出部の検出結果とに基づき、第1の情報に基づいてサーバで生成される第2の情報を第1の情報をサーバへ送信してから所定時間内に受信できるように第1の情報を選択する。【選択図】図1
Description
本発明は、電子制御装置および移動体制御システムに関するものである。
車両制御システムは、車両制御機器を操作する複数の電子制御装置(ECU:Electronic Control Unit)と、複数のECU間の通信を可能にする車載LAN(Local Area Network)とを含む。ECUは、車載LANを通じて制御情報を各ECU間で受け渡しする。
自動運転車の一形態としては、クラウド上に設けられるサーバによって車両を制御するクラウド連携型車両制御がある。クラウド連携型車両制御は、車両内の制御装置だけでなく、無線ネットワークを介してクラウド上の計算リソースを利用することによって、自動運転制御を実現する。
しかしながら、車両とサーバとの間の通信環境は、ネットワークの地理的環境またはサーバの負荷状態等に応じて変化する。これにより、クラウド連携型車両制御は、通信環境が変化してもできるだけ短時間で車両を制御することが求められる。
特許文献1では、無線システムから受信するトラヒックを監視し,トラヒックと優先度との対応である優先度情報に基づき、ウィンドウサイズを変更する。これにより、優先制御装置は、上りと下りとの両方向のトラヒックに対して優先制御をすることができる。
特許文献1では、無線ネットワークの通信帯域に応じて通信データを削減する。しかしながら、優先制御装置は、受信端末側の負荷を考慮せずにパケットの優先度を設定する。したがって、特許文献1では、サーバの負荷が通常の状態よりも高い場合には、短時間で車両を制御できない。
そこで本発明は、上記の課題を解決する為になされたものであり、移動体を高い信頼性で遠隔制御可能な電子制御装置および移動体制御システムを提供することを目的とする。
サーバに通信ネットワークを介して接続される移動体の電子制御装置は、サーバとの間の通信速度を検出する通信速度検出部と、サーバの処理負荷を検出する処理負荷検出部と、複数の所定の情報の中からサーバへの送信対象となる第1の情報を選択する情報選択部と、選択された第1の情報をサーバへ送信する送信部とを備え、情報選択部は、通信速度検出部の検出結果と処理負荷検出部の検出結果とに基づき、第1の情報に基づいてサーバで生成される第2の情報を第1の情報をサーバへ送信してから所定時間内に受信できるように第1の情報を選択する。
本発明によれば、第1の情報に基づいてサーバで生成される第2の情報を、第1の情報をサーバへ送信してから所定時間内に受信することができ、移動体を短時間で制御することができる。
以下、本実施形態を添付図面に基づいて説明するが、当該図面に記載の構成に限定されない。
本実施形態では「移動体」の一例として、車両を挙げる。本実施形態では、車両の例として自動車を挙げる。自動車の駆動方式は問わない。ガソリンエンジン車、ディーゼルエンジン車、ハイブリッド車、電気自動車、水素エンジン車でもよい。自動車の種類も問わない。乗用車に限らず、バスまたはトラックなどの商用車、消防車のような特殊車両でもよい。
自動車は、一般に、高速で移動するため、例えばセンサからの信号に基づいてエンジンまたは電気モータなどをほぼ実時間で制御する。ところで、近年では、コンピュータシステムおよび通信システムの発展に伴って、サーバにより自動車を遠隔制御することも考えられる。この場合、自動車から情報をサーバへ送信し、サーバがその情報を処理した結果を自動車が受信する場合、サーバと自動車との間の通信時間と、サーバでの処理時間とを考慮する必要がある。サーバとの間の通信時間はできるだけ短い方がよい。サーバでの処理時間もできるだけ短い方がよい。自動車は、できるだけ短い時間内で制御される必要があるためである。
一方、サーバで自動車を遠隔制御する場合は、一つのサーバで複数の自動車を同時に遠隔制御する場合が多いと考えられる。自動車は、移動体通信網などを介してサーバに接続されるため、一つのサーバに同時に接続される自動車の台数は時々刻々と変化する。したがって、サーバの処理負荷も時々刻々と変化する。
さらに、自動車は、都市部だけでなく山野やトンネルなど様々の場所を走行するため、走行環境は頻繁に変化する。道路上を走行する他の自動車の台数も様々に変化する。したがって、自動車とサーバを結ぶ通信ネットワークの状態(通信環境)も様々に変化する。
このように、本実施形態では、走行環境および通信環境が頻繁に変化する状況下において、サーバから遠隔制御される自動車が短時間(例えば、ほぼ実時間)で走行処理などを実行できるように、サーバ20との通信時間とサーバの処理負荷を考慮して、サーバ20へ情報を送信する。すなわち、本実施形態では、サーバ20の応答時間をできるだけ短くさせるために、サーバ20へ送信する情報を生成する。
なお、本実施形態では自動車を例に挙げて説明するが、自動車に限らず、空中または水中を移動するいわゆるドローン、走行可能なロボットなどの、サーバにより遠隔制御される移動体に広く適用できる。
図1は、「移動体制御システム」の一例としての車両制御システム1の全体構成図である。車両制御システム1は、例えば、「移動体」の一例としての車両10と、通信ネットワーク30を介して車両10を制御するサーバ20とを備える。車両10は、例えば、電子制御装置(以下、「ECU」と示す場合がある)11と、アクチュエータ12と、センサ13と、通信装置14とを備える。
ECU11は、車両10を制御する装置である。アクチュエータ12は、例えば、エンジン制御装置、ステア制御装置、シャシー制御装置またはインバータ制御装置等である。センサ13は、例えば、超音波センサ、レーダ、LiDAR(Light Detection And Ranging)またはカメラ等の外部情報を取得するための装置である。通信装置14は、通信ネットワーク30を介して、サーバ20と通信する。
ECU11は、例えば、計測部111と、情報選択部112と、送信部113と、受信部114と、通信速度検出部115と、処理負荷検出部116と、速度制御部117と、アクチュエータ制御部118とのプログラムを備える。各プログラム111〜115については、図2にて後述する。なお、図中では、「部」を省略して示す場合がある。
ECU11は、例えば、車両データ保存部121と、データタイプ判定保存部122と、受信データ保存部123と、制御係数判定保存部124とを備える。各保存部121〜124については、図2にて後述する。なお、図中では、「保存部」を省略して示す場合がある。
サーバ20は、例えば、通信装置21と、演算部22とを備える。なお、通信装置21と、演算部22とについては、図2にて後述する。
通信ネットワーク30は、通信装置14と通信装置21とを無線通信可能に接続する。なお、通信ネットワーク30は、第5世代移動通信システム(5G:5th Generation)でもよい。
図2は、車両制御システム1の説明図である。計測部111は、アクチュエータ12またはセンサ13等から車両10の状態を示す所定の情報D1(図3参照)を取得する。計測部111は、所定の情報D1を情報選択部112に送信する。計測部111は、図17にて後述する。
なお、計測部111は、例えば、センサ13から車両10の周囲の状況を示すデータを取得してもよい。車両10の周囲の状況を示すデータは、例えば、車両10の周囲の画像データまたは他車との車間距離等でもよい。
情報選択部112は、データタイプ判定保存部122に保存されるデータタイプの情報(図6参照)と、車両データ保存部121に保存される通信速度121(8)(図5参照)と、に基づいて、第1の情報D2(A)〜D2(D)(図7参照)のうちのいずれか一つを生成する。データタイプとは、図6にて示す第1の情報D2の構造の種類を示す。なお、第1の情報D2(A)〜D2(D)は、特に区別しない場合には、第1の情報D2と示す場合がある。情報選択部112は、送信部113に第1の情報D2を送信する。
情報選択部112は、サーバ20へ未だ送信されていないデータである未送信データを未送信データ保存部125に保存する。未送信データの詳細は、図7にて後述する。簡単に説明すると、未送信データとは、ECU11が所定の短時間で車両10を制御するべく、サーバ20への送信が見送られたデータである。なお、情報選択部112は、図19にて後述する。
送信部113は、通信装置14に第1の情報D2を送信する。なお、送信部113は、図16にて後述する。通信装置14は、通信装置21に第1の情報D2を送信する。なお、図2では、通信ネットワーク30は省略する。
サーバ20の構成例を説明する。サーバ20は、例えば、マイクロプロセッサ、メモリ、記憶装置、通信装置などを含むコンピュータとして構成される。図1では、通信部21と演算部22とを例示し、メモリおよび記憶装置は省略している。図1では、1台のサーバ20に一台の車両10のECU11を接続するかのように示しているが、実際には一台のサーバ20に複数の車両10のECU11が接続される。サーバ20は一台で運用されてもよいし、複数のサーバ20をクラスタ構成にして運用してもよい。
通信装置21は、演算部22へ第1の情報D2を送信する。演算部22は、第1の情報D2に基づいて所定の演算を実行する。演算部22は、演算結果のデータを示す制御情報D33(図13参照)を算出する。通信装置21は、制御情報D33を演算部22から取得する。通信装置14は、図13にて後述する第1の情報受信時刻情報D31と、第2の情報送信時刻情報D32と、制御情報D33とを備える第2の情報D3を通信装置21から受信する。なお、通信装置21および演算部22は、図22にて後述する。
受信部114は、通信装置14から第2の情報D3を取得する。受信部114は、通信速度検出部115と、受信データ保存部123とに第2の情報D3を送信する。受信部114は、第1の情報受信時刻情報D31と、第2の情報送信時刻情報D32とを処理負荷検出部116に送信する。なお、受信部114は、図23にて後述する。
通信速度検出部115は、第2の情報D3に基づいて通信速度情報を算出する。通信速度情報は、通信ネットワーク30の通信速度を示す。通信速度検出部115は、速度制御部117に通信速度情報を送信する。なお、通信速度検出部115は、図24にて後述する。
処理負荷検出部116は、第1の情報受信時刻情報D31と、第2の情報送信時刻情報D32とに基づいて処理負荷情報を算出する。処理負荷情報は、サーバ20が第1の情報D2を受信した時刻から第2の情報D3を送信した時刻との間の時間を示す。処理負荷検出部116は、速度制御部117に処理負荷情報を送信する。なお、処理負荷検出部116は、図24にて後述する。
速度制御部117は、通信速度情報と処理負荷情報とに基づいて制御係数(図9参照)を算出する。速度制御部117は、通信速度情報と、処理負荷情報と、制御係数とを車両データ保存部121に保存する。なお、速度制御部117は、図24にて後述する。
アクチュエータ制御部118は、制御係数判定保存部124から制御係数の情報を取得する。アクチュエータ制御部118は、受信データ保存部123から制御情報D33を取得する。アクチュエータ制御部118は、制御情報D33と制御係数とに基づいてアクチュエータ12を制御する。なお、アクチュエータ制御部118は、図25にて後述する。
ECU11は、例えば、タイマ部126と、ソフトウェア制御部119とを備える。タイマ部126は、ECU11の時間を管理する。ソフトウェア制御部119は、各プログラム111〜118,126を制御する。なお、ソフトウェア制御部119は、図15にて後述する。
図3は、車両制御システム1のシーケンス図である。車両制御システム1では、例えば、車両10の制御処理c1と、車両10の制御処理c2とが実行される。制御処理c2は、例えば、制御処理c1の後に実行される。制御処理c1では、通信速度情報および処理負荷情報が共に通常の速度であると判定された場合における車両10の制御を示す。制御処理c2では、制御処理c1の際に、通信速度情報または処理負荷情報のいずれか一方が低速であると判定された場合における車両10の制御を示す。
制御処理c1において、ECU11は、アクチュエータ12またはセンサ13の少なくとも一方から所定の情報D1を取得する。ECU11は、情報選択部112によって第1の情報D2(A)(図7参照)を算出する。ECU11は、通信装置14に第1の情報D2(A)を送信する。通信装置14は、通信装置21に第1の情報D2(A)を送信する。
演算部22は、制御情報D33を算出する。通信装置21は、第2の情報D3を算出し、通信装置14に第2の情報D3を送信する。通信装置14は、ECU11へ第2の情報D3を送信する。
ECU11は、通信速度検出部115を実行し、通信速度情報を取得する。ECU11は、処理負荷検出部116を実行し、処理負荷情報を検出する。ECU11は、アクチュエータ制御部118を実行する。ECU11は、アクチュエータ12を制御する。
制御処理c2において、ECU11は、アクチュエータ12またはセンサ13の少なくともいずれか一方から所定の情報D1を取得する。情報選択部112は、制御処理c1にて検出された通信速度情報と、制御処理c1にて検出された処理負荷情報とに基づいて、第1の情報D2(C)を所定の情報D1の中から選択する。ECU11は、通信装置14へ第1の情報D2(C)を送信する。
通信装置14は、通信装置21に第1の情報D2(C)を送信する。以降の処理は、制御処理c1を同様である。
時刻t1(1)は、制御処理c1におけるECU11が通信装置14へ第1の情報D2を送信する時刻を示す。時刻t1(2)は、制御処理c2におけるECU11が通信装置14へ第1の情報D2を送信する時刻を示す。なお、時刻t1(1)および時刻t1(2)は、特に区別しない場合には、時刻t1と示す場合がある。
時刻t2(1)は、制御処理c1における、通信装置21が通信装置14から第1の情報D2(A)を受信する時刻を示す。時刻t2(2)は、制御処理c2における、第1の情報D2(C)を受信する時刻を示す。なお、時刻t2(1)および時刻t2(2)は、特に区別しない場合には、時刻t2と示す場合がある。
時刻t3(1)は、制御処理c1における、通信装置21が通信装置14へ第2の情報D3を送信する時刻を示す。時刻t3(2)は、制御処理c2における、通信装置21が通信装置14へ第2の情報D3を送信する時刻を示す。なお、時刻t3(1)および時刻t3(2)は、特に区別しない場合には、時刻t2と示す場合がある。
時刻t4(1)は、制御処理c1における、ECU11が通信装置14から第2の情報D3を受信する時刻を示す。時刻t4(2)は、制御処理c2における、ECU11が通信装置14から第2の情報D3を受信する時刻を示す。なお、時刻t4(1)および時刻t4(2)は、特に区別しない場合には、時刻t4と示す場合がある。
所定時間t5は、車両10が実時間でサーバ20によって制御される為に設定される時間である。すなわち、車両制御システム1は、車両10とサーバ20との通信を所定時間t5以内に終了させる。なお、実時間で車両10がサーバ20に制御されることを、所定時間t5以内に車両10がサーバ20に制御されると示す場合がある。
図4は、ECU11のハードウェア構成図である。ECU11は、例えば、記憶部110と、CPU(Central Processing Unit)130と、メモリ131と、共有バス132と、データ伝送路133とを備える。
記憶部110には、例えば、計測部111と、情報選択部112と、送信部113と、受信部114と、通信速度検出部115と、処理負荷検出部116と、速度制御部117と、アクチュエータ制御部118と、タイマ部126と、ソフトウェア制御部119と、データベース120とが保存される。データベース120は、例えば、車両データ保存部121と、データタイプ判定保存部122と、受信データ保存部123と、制御係数判定保存部124と、未送信データ保存部125を有する。
CPU130は、各プログラム111〜119,126を、記憶部110からメモリ131に読み込んで実行することにより各機能を実現する。メモリ131は、例えば、RAM(Random Access Memory)等の揮発性記憶媒体である。
共有バス132には、例えば、アクチュエータ12と、センサ13と、通信装置14とが接続される。ECU11と各装置12〜14とは、共有バス132を介して互いに情報を受け渡し可能に接続される。データ伝送路133は、例えば、各機能110〜122を互いに情報を受け渡し可能に接続する。
図5は、車両データ保存部121の説明図である。車両データ保存部121は、名称を示す欄1211と、値を示す欄1212とを備える。
車両データ保存部121には、例えば、タイマの初期値121(1)と、タイマ最大値121(2)と、現在時刻121(3)と、送信周期121(4)と、センサ周期121(5)と、アクチュエータ周期121(6)と、未送信データ121(7)と、通信速度121(8)と、処理負荷121(9)と、データタイプ121(10)と、制御係数121(11)とが保存される。
タイマの初期値121(1)と、タイマ最大値121(2)との値は、任意の時刻を示す値が保存される。現在時刻121(3)には、現在の時刻を示す値が保存される。送信周期121(4)と、センサ周期121(5)と、アクチュエータ周期121(6)とには、任意の値が保存される。
未送信データ121(7)には、以前の通信で車両10からサーバ20へ送信されてないデータがあるかを示す値が保存される。通信速度121(8)には、通信ネットワーク30の通信速度の状態を示す値が保存される。処理負荷121(9)には、サーバ20の処理負荷を示す値が保存される。データタイプ121(10)には、第1の情報D2のデータタイプを示す値が保存される。制御係数121(11)には、制御係数を示す値が保存される。
図6は、データタイプ判定保存部122の説明図である。データタイプ判定保存部122は、データタイプを示す欄1221と、通信速度情報を示す欄1222と、処理負荷情報を示す欄1223と、未送信データの有無を示す欄1224とを備える。
データタイプを示す欄1221には、データタイプの識別情報が保存される。通信速度情報を示す欄1222には、通信速度情報が保存される。通信速度情報は、例えば。「通常」または「低速」等が保存される。「通常」は、通信ネットワーク30の通信速度が所定の通信速度よりも高速であることを示す。「低速」は、通信ネットワーク30の通信速度が所定の通信速度よりも低速であることを示す。
なお、通信ネットワーク30の通信速度は、通信ネットワーク30に設定される帯域幅に基づいて設定されてもよい。通信ネットワーク30に設定される帯域幅が所定の帯域幅よりも狭い場合には、通信速度情報を示す欄1222には、例えば、「低速」が保存される。通信ネットワーク30に設定される帯域幅が所定の帯域幅よりも広い場合には、通信速度情報を示す欄1222には、例えば、「通常」が保存される。
処理負荷情報を示す欄1223には、サーバ20の処理負荷情報が保存される。処理負荷情報を示す欄1223には、例えば、「通常」または「低速」等が保存される。「通常」は、サーバ20の処理負荷情報が所定の処理負荷よりも高速であることを示す。「低速」は、サーバ20の処理負荷情報が所定の処理負荷よりも低速であることを示す。
なお、サーバ20の処理負荷は、例えば、サーバ20と通信可能に接続される車両10の台数によって設定されてもよい。所定数以上の車両10がサーバ20と通信可能に接続される場合には、処理負荷情報を示す欄1223には、例えば。「低速」を示す値が保存される。所定数よりも低い数の車両10がサーバ20と通信可能に接続される場合には、処理負荷情報を示す欄1223には、例えば「通常」を示す値が保存される。
未送信データを示す欄1224には、未送信データの有無を表す値が保存される。未送信データを示す欄1224には、例えば、「有」または「無」等が保存される。「有」は、未送信データ保存部125に未送信データが保存される状態を示す。「無」は、未送信データ保存部125に未送信データが保存されていない状態を示す。
すなわち、通信ネットワークの帯域が「通常」を示す状態であり、サーバ20の負荷が「通常」を示す状態であり、未送信パケットが「有」の場合には、データタイプは「A」を示す。通信ネットワークの帯域が「通常」を示す状態であり、サーバ20の負荷が「通常」を示す状態であり、未送信パケットが「無」の場合には、データタイプは「B」を示す。
通信ネットワークの帯域が「通常」を示す状態であり、サーバ20の負荷が「低速」を示す状態であり、未送信パケットが「無」の場合には、データタイプは「C」を示す。通信ネットワークの帯域が「低速」を示す状態であり、サーバ20の負荷が「通常」を示す状態であり、未送信パケットが「無」の場合には、データタイプは「C」を示す。通信ネットワークの帯域が「低速」を示す状態であり、サーバ20の負荷が「低速」を示す状態であり、未送信パケットが「無」の場合には、データタイプは「D」を示す。
図7は、データタイプの説明図である。データタイプを示す欄1221にて保存される「A」は、例えば、第1の情報D2(A)を示す。第1の情報D2(A)は、例えば、時刻データD21と、センサデータD22と、メディアデータD23と、ログデータD24と、再送データD25とを有する。
時刻データD21は、例えば、送信部113から第1の情報D2が送信される時刻を示す。センサデータD22は、例えば、車両10の走行速度等のデータを示す。メディアデータD23は、例えば、ニュース等のメディアのデータを示す。ログデータD24は、例えば、車両10の状態のデータを示す。再送データD25は、例えば、未送信データを示す。
データタイプを示す欄1221にて保存される「B」は、例えば、第1の情報D2(B)を示す。第1の情報D2(B)は、例えば、時刻データD21と、センサデータD22と、メディアデータD23と、ログデータD24とを有する。
データタイプを示す欄1221にて保存される「C」は、例えば、第1の情報D2(C)を示す。第1の情報D2(C)は、例えば、時刻データD21と、センサデータD22と、メディアデータD23とを有する。
データタイプを示す欄1221にて保存される「D」は、例えば、第1の情報D2(D)を示す。第1の情報D2(D)は、例えば、時刻データD21と、センサデータD22とを有する。
情報選択部112によって第1の情報D2(C)が生成された場合には、ログデータD24は、サーバ20へ送信されない。情報選択部112は、この場合において、ログデータD24を未送信データとして、未送信データ保存部125に保存する。
情報選択部112によって第1の情報D2(D)が生成された場合には、ログデータD24とメディアデータD23とは、サーバ20へ送信されない。情報選択部112は、この場合において、ログデータD24とメディアデータD23とを未送信データとして、未送信データ保存部125に保存する。
情報選択部112は、第1の情報D2(A)を生成する場合において、未送信データ保存部125から未送信データを取得する。情報選択部112は、未送信データを再送データD25として第1の情報D2に加える。情報選択部112は、未送信データを加えた第1の情報D2(A)を送信部113へ送信する。
各データD21〜D25には優先度が設定されてもよい。例えば、データD23〜D25に比べて優先度の高いデータD21,D22は、通信速度情報および処理負荷情報が「低速」であっても、ECU11からサーバ20へと送信される。優先度は、例えば、データの容量または車両10の制御への関連度の少なくともいずれか一方に基づいて設定されてもよい。
図8は、受信データ保存部123の説明図である。受信データ保存部123は、ID(IDentification)を示す欄1231と、第2の情報受信時刻を示す欄1232と、第1の情報受信時刻を示す欄1233と、第2の情報送信時刻を示す欄1234と、制御情報D33を示す欄1235とを備える。IDを示す欄1231には、第2の情報D3を識別する情報が保存される。
第2の情報受信時刻を示す欄1232には、時刻t4が格納される。第1の情報受信時刻を示す欄1233には、時刻t3が格納される。
第2の情報送信時刻を示す欄1234には、時刻t4が格納される。制御情報D33を示す欄1235には、制御情報D33が保存される。
図9は、制御係数判定保存部124の説明図である。制御係数判定保存部124は、制御係数を示す欄1241と、通信ネットワーク30の通信速度を示す欄1242と、サーバ20の処理負荷を示す欄1243とを備える。
制御係数を示す欄1241には、制御情報D33の倍率が保存される。なお、制御係数は、制御情報D33の倍率に限らない。制御係数は、例えば、特定ハードウェアの特定変数(車速最大値)である場合または、センサの性能制限等でもよい。
なお、制御係数は、例えば、車両10の機能の制限等を示す値でもよい。制御係数は、例えば、ソフトウェアの実行頻度または所定のセンサによる測定頻度を制御する値でもよい。
通信速度を示す欄1242には、車両10とサーバ20間の通信ネットワーク30の状態が保存される。通信速度を示す欄1242には、例えば、通信速度が所定の通信速度よりも高速の状態または通信速度が所定の通信速度よりも低速の状態のうち少なくともいずれか一方が保存される。なお、通信速度を示す欄1242には、他の状態を示す値が保存されてもよい。
サーバ20の処理負荷を示す欄1243には、サーバ20の処理負荷を示す情報が保存される。サーバ20の処理負荷を示す欄1243には、例えば、「通常」または「低速」の少なくともいずれか一方が保存される。
図10は、未送信データ保存部125の説明図である。未送信データ保存部125は、IDを示す欄1251と、時刻を示す欄1252と、未送信データを示す欄1253とを備える。
IDを示す欄1251には、未送信データの識別情報が保存される。時刻を示す欄1252には、未送信データの作成された時刻が保存される。未送信データを示す欄1253には、未送信データが保存される。
図11は、サーバ20のハードウェア構成図である。サーバ20は、例えば、記憶部25と、CPU26と、メモリ27と、通信装置21と、各機能21,25〜27を接続するデータ伝送路28とを備える。記憶部25は、HDDまたはSDD等の不揮発性記憶装置である。記憶部25には、例えば、演算部22と、ソフトウェア制御部23と、通信データ保存部24と、タイマ部31とが保存される。
タイマ部31は、サーバ20の時間を管理する。ソフトウェア制御部23は、各プログラム22,23,31を制御する。
CPU26は、メモリ27から各プログラム22,23,29,31を読み込み実行することによって、各機能を実現する。メモリ27は、例えば、RAM等の揮発性記憶装置である。通信装置21は、通信ネットワーク30を介して複数の車両10と無線通信可能に接続される。なお、通信装置21は、例えば、通信ネットワーク30を介して複数の車両10(1)〜10(n)と無線通信可能に接続されてもよい。「n」は、任意の定数を示す。
図12は、通信データ保存部24の説明図である。通信データ保存部24は、IDを示す欄241と、第1の情報受信時刻情報を示す欄242と、データタイプを示す欄243と、第1の情報D2を示す欄244と、第2の情報送信時刻情報を示す欄245と、制御情報を示す欄246とを備える。
IDを示す欄241には、例えば、通信データ保存部24で管理するデータを識別する情報が保存される。第1の情報受信時刻情報を示す欄242には、例えば、時刻t2を示す値が保存される。データタイプを示す欄243には、例えば、データタイプを示す値が保存される。
第1の情報D2を示す欄244には、第1の情報D2が保存される。第2の情報送信時刻情報を示す欄245には、時刻t3を示す値が保存される。制御情報D33を示す欄246には、制御情報D33が保存される。
図13は、第2の情報D3の構成図である。第2の情報D3は、第1の情報受信時刻情報D31と、第2の情報送信時刻情報D32と、制御情報D33とで構成される。第1の情報受信時刻情報D31は、例えば、時刻t2の情報を示す。第2の情報送信時刻情報D32は、例えば、時刻t3の情報を示す。制御情報D33は、例えば、演算部22の演算結果を示す。
図14は、車両制御システム1の制御の流れ図である。車両制御システム1は、例えば、車両10による処理S1,S3と、サーバ20による処理S2によって実行される。車両制御システム1の処理は、車両10による処理S1に移動する。
図15は、ソフトウェア制御部119の流れ図である。ソフトウェア制御部119は、例えば、車両データ保存部121(図5参照)と、データタイプ判定保存部122(図6参照)と、制御係数判定保存部124(図9参照)とを初期化する(S11)。
ソフトウェア制御部119は、例えば、タイマ部126を実行する(S12)。なお、処理S12については、図16にて後述する。
ソフトウェア制御部119は、例えば、センサ13にて外部情報を取得する(S13)。なお、処理S13については、図17にて後述する。
ソフトウェア制御部119は、例えば、サーバ20へデータを送信する(S14)。なお、処理S14については、図18にて後述する。
ソフトウェア制御部119は、終了条件が満たされているかを判定する(S15)。終了条件が満たされる場合(S15:Yes)には、ソフトウェア制御部119は、処理を終了する。終了条件が満たされない場合(S15:No)には、処理S12に移動する。
図16は、タイマ部126の流れ図である。タイマ部126は、現在時刻121(3)の値(図5参照)と、タイマ最大値121(2)の値とを比較する(S121)。現在時刻121(3)の値とタイマ最大値121(2)の値とが等しい場合には、タイマ部126は、現在時刻121(3)を初期化する(S122)。
現在時刻121(3)の値とタイマ最大値121(2)の値とが異なる場合には、タイマ部126は、現在時刻121(3)の値を更新する(S123)。なお、タイマ部126は、例えば、現在時刻121(3)の値をインクリメントしてもよい。タイマ部126は、処理S122または処理S123の後に終了する。
図17は、計測部111の流れ図である。計測部111は、現在時刻121(3)がセンサ周期121(5)であるかを判定する(S131)。現在時刻121(3)がセンサ周期121(5)である場合(S131:Yes)には、計測部111は、例えば、アクチュエータ12またはセンサ13等から取得したデータを車両データ保存部121に保存する(S132)。なお、計測部111は、例えば、時刻データD21、センサデータD22、ログデータD24、メディアデータD23を車両データ保存部121に保存してもよい。現在時刻121(3)がセンサ周期121(5)と異なる場合(S131:No)または、処理S132の終了後に、計測部111の処理は終了する。
なお、計測部111は、現在時刻121(3)をセンサ周期121(5)で割った余りに基づいて、現在時刻121(3)がセンサ周期121(5)であるかを判定してもよい。現在時刻121(3)をセンサ周期121(5)で割り切れる場合には、計測部111は、例えば、処理S132を実行してもよい。
図18は、情報選択部112と送信部113との流れ図である。情報選択部112は、現在時刻121(3)が送信周期121(4)であるかを判定する(S141)。現在時刻121(3)が送信周期121(4)である場合(S141:Yes)には、情報選択部112は、情報選択処理S142を実行する。
なお、情報選択部112は、現在時刻121(3)を送信周期121(4)で割った余りに基づいて、現在時刻121(3)が送信周期121(4)であるかを判定してもよい。現在時刻121(3)が送信周期121(4)で割り切れる場合には、情報選択部112は、情報選択処理S142を実行してもよい。
図19は、情報選択処理S142の流れ図である。情報選択部112は、処理負荷情報を車両データ保存部121から取得する(S1421)。情報選択部112は、通信ネットワーク30の通信速度を示す値を車両データ保存部121から取得する(S1422)。
情報選択部112は、未送信データの有無を示す値を車両データ保存部121から取得する(S1423)。情報選択部112は、データタイプ判定保存部122に基づいて、データタイプを判定する(S1424)。
情報選択部112は、取得したデータタイプに基づいて、所定の情報の中から第1の情報D2を選択する。なお、データタイプが「C」、「D」の場合には、未送信データが生じる。情報選択部112は、未送信データを未送信データ保存部に保存する。パケットタイプが「A」である場合には、情報選択部112は、未送信データ保存部125から未送信データを取得する。情報選択部112は、未送信データを第1の情報D2に加える。
図18に戻り、情報選択処理S142の後に、送信部113の処理S143を実行する。送信部113は、通信装置14へ第1の情報D2を送信する。処理S143の終了後または、現在時刻121(3)が送信周期121(4)でない場合(S141:No)には、情報選択部112と送信部113との処理は終了する。
図14に戻り、車両制御システム1の処理は、サーバ20の処理S2に移動する。図20は、ソフトウェア制御部23の流れ図である。ソフトウェア制御部23は、例えば、通信データ保存部24(図12参照)を初期化する(S21)。
ソフトウェア制御部23は、例えば、タイマ部31を実行する(S22)。なお、処理S22については、図21にて後述する。
ソフトウェア制御部23は、例えば、演算部22にて制御情報D33を算出する(S23)。なお、処理S23については、図22にて後述する。
ソフトウェア制御部23は、終了条件が満たされているかを判定する(S24)。終了条件が満たされる場合(S24:Yes)には、ソフトウェア制御部119は、処理を終了する。終了条件が満たされない場合(S24:No)には、処理S22に移動する。
図21は、タイマ部31の流れ図である。タイマ部31は、サーバ20の現在時刻が所定の値であるかを判定する(S221)。サーバ20の現在時刻が所定の値である場合(S221:Yes)には、タイマ部31は、サーバ20の現在時刻を初期化する。サーバ20の現在時刻が所定の値と異なる場合(S221:Yes)には、タイマ部31は、現在時刻をインクリメントすることによって、サーバ20の現在時刻を更新する。
図22は、演算部22の流れ図である。通信装置21は、第1の情報D2を車両10から受信した時刻を、通信データ保存部24の第1の情報受信時刻情報を示す欄242に保存する(S231)。通信装置21は、第1の情報D2を通信データ保存部24の第1の情報D2を示す欄244に保存する(S232)。通信装置21は、第1の情報D2のデータタイプを判定する。通信装置21は、データタイプを示す欄243に判定結果を保存する(S233)。
演算部22は、第1の情報D2に基づいて、制御情報D33を算出する(S234)。演算部22は、制御情報D33を通信データ保存部24の制御情報D33を示す欄246に保存する。
通信装置21は、第1の情報受信時刻情報D31と、第2の情報送信時刻情報D32と、制御情報D33とに基づいて、第2の情報D3を作成する(S235)。通信装置21は、第2の情報D3を通信装置14へ送信する(S236)。
図14に戻り、車両制御システム1は、処理S3を実行する。図23は、車両10の流れ図である。受信部114は、通信装置14から第2の情報D3を受信する(S31)。受信部114は、受信データ保存部123の第2の情報受信時刻を示す欄1232と、第1の情報受信時刻を示す欄1233と、第2の情報送信時刻を示す欄1234と、制御情報を示す欄1235とを更新する。
車両10は、通信速度検出部115と、処理負荷検出部116とを実行する(S32)。図24は、通信速度検出部115と、処理負荷検出部116との流れ図である。通信速度検出部115は、通信ネットワーク30の通信速度を算出する(S321)。
通信速度検出部115は、受信データ保存部123の第2の情報送信時刻を示す欄1233と、第2の情報受信時刻を示す欄1232とを参照する。通信速度検出部115は、時刻t3と時刻t4との差分と、第2の情報D3の容量とに基づいて、通信ネットワーク30の通信速度を算出する。通信速度検出部115は、車両データ保存部121に通信速度に関する情報を保存する。
処理負荷検出部116は、サーバ20の処理負荷を算出する(S322)。処理負荷検出部116は、受信データ保存部123の第1の情報受信時刻を示す欄1233と、第2の情報送信時刻を示す欄1234とを参照する。処理負荷検出部116は、時刻t2と時刻t3との差分に基づいて、サーバ20の処理負荷を算出する。処理負荷検出部116は、サーバ20の処理負荷に関する情報を、車両データ保存部121に保存する。
なお、処理負荷検出部116は、演算部22にて演算される内容それぞれに、処理時間の基準値を備えてもよい。処理負荷検出部116は、各処理時間の基準値に基づいて、サーバ20の処理負荷に関する情報を算出してもよい。
速度制御部117は、通信速度検出部115にて検出した通信ネットワーク30の通信速度と、処理負荷検出部116にて検出したサーバ20の処理負荷とに基づいて、制御係数を判定する(S323)。速度制御部117は、判定結果を車両データ保存部121に保存する。
図23に戻り、車両10は、アクチュエータ制御部118を実行する(S33)。図25は、アクチュエータ制御部118の流れ図である。アクチュエータ制御部118は、現在時刻121(3)がアクチュエータ周期121(6)であるかを判定する(S331)。現在時刻121(3)がアクチュエータ周期121(6)である場合(S331:Yes)には、アクチュエータ制御部118は、制御係数を車両データ保存部121から取得する(S332)。現在時刻121(3)がアクチュエータ周期121(6)と異なる場合(S331:No)には、アクチュエータ制御部118は終了する。
なお、アクチュエータ制御部118は、現在時刻121(3)をアクチュエータ周期121(6)で割った余りに基づいて、現在時刻121(3)がアクチュエータ周期121(6)であるかを判定してよい。現在時刻121(3)がアクチュエータ周期121(6)で割り切れる場合には、アクチュエータ制御部118は、例えば、処理S152を実行する。
アクチュエータ制御部118は、受信データ保存部123に保存される制御情報D33を取得する(S152)。アクチュエータ制御部118は、制御係数と制御情報D33とに基づいて、アクチュエータを制御する値を算出する(S153)。例えば、制御情報D33が「時速40km」を示し、制御係数が「0.8」を示す場合には、アクチュエータ制御部118は、アクチュエータを制御する値を「時速32km」と算出する。アクチュエータ制御部118は、アクチュエータ12を制御する値に基づいて、アクチュエータ12を制御する(S334)。
以上のように、本実施形態によれば、車両制御システム1は、情報選択部112を備えることによって、サーバ20の処理負荷と通信ネットワーク30の通信速度とに基づいて、第1の情報D2を作成することができる。これにより、サーバ20は、通信ネットワーク30の通信速度の変化およびサーバ20の負荷に関わらず、短時間で(例えば、ほぼ実時間で)車両10の走行を制御することができる。
ECU11は、速度制御部117を備えることによって、通信ネットワーク30の通信速度と、サーバ20の処理負荷とに基づいて、車両10の移動速度を制御することができる。これにより、車両制御システム1は、通信速度または処理負荷の少なくともいずれか一方が低速である場合に、車両10の移動速度を低くすることができる。その結果、車両10を安全に制御する為の所定時間t5を長くとることができ、車両制御システム1は、通信速度または処理負荷の少なくともいずれか一方が低速である場合でも車両10の安全性を向上することができる。
情報選択部112は、未送信データ保存部125から未送信データを取得することによって、サーバ20へ未送信データを送信することができる。これにより、走行時よりも所定時間を長く設定できる場合に、未送信データをサーバ20へ送信することができる。
なお、本実施形態に例示する処理フローには、不図示の処理ステップが含まれていても良いし、いくつかの処理ステップが存在しなくても良い場合もあり、いくつかの処理ステップの実行順序が入れ替わっていても良い。
本実施形態の説明では、コンピュータプログラムを主語として開示された処理は管理サーバ等の計算機、情報処理装置が行う処理としてもよい。プログラムの一部または全ては専用ハードウェアによって実現されてもよい。
各種プログラムは、プログラム配布サーバや、計算機が読み取り可能な記憶メディアによって各計算機にインストールされてもよい。この場合、プログラム配布サーバは、プロセッサと記憶資源を含み、記憶資源はさらに配布プログラムと配布対象であるプログラムを記憶する。配布プログラムをプロセッサが実行することで、プログラム配布サーバのプロセッサは、配布対象のプログラムを他の計算機に配布する。
ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えてもよい。ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えてもよい。各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をしてもよい。
前述した各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等により、ハードウェアで実現してもよく、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し実行することにより、ソフトウェアで実現してもよい。また、図示する全てのプロセッサや処理やデータや、その他のハードウェア装置や、ソフトウェアは、不図示のネットワークにより接続された、別のサーバ装置やストレージ装置上に存在していてもよいし、別のサーバ装置やストレージ装置上で実行されていても良い。
なお、本実施形態の開示は、以下の発明を含む。「移動体に備えられる電子制御装置であって、通信ネットワークの通信速度を検出し、サーバの処理負荷を検出し、前記通信速度検出部の検出結果と前記処理負荷検出部の検出結果とに基づき、前記第1の情報に基づいて前記サーバで生成される第2の情報を前記第1の情報を前記サーバへ送信してから所定時間内に受信できるように前記第1の情報を選択し、前記第1の情報を前記サーバへ送信する移動体制御方法。」
1…車両制御システム,10…車両,11…電子制御装置,12…アクチュエータ,13…センサ,14…通信装置,20…サーバ,21…通信装置,22…演算部,30…通信ネットワーク,111…計測部,112…情報選択部,113…送信部,114…受信部,115…通信速度検出部,116…処理負荷検出部,117…速度制御部,118…アクチュエータ制御部,121…車両データ保存部,122…データタイプ判定保存部,123…受信データ保存部,124…制御係数判定保存部
Claims (8)
- サーバに通信ネットワークを介して接続される移動体の電子制御装置であって、
前記電子制御装置は、
前記サーバとの間の通信速度を検出する通信速度検出部と、
前記サーバの処理負荷を検出する処理負荷検出部と、
複数の所定の情報の中から前記サーバへの送信対象となる第1の情報を選択する情報選択部と、
前記選択された第1の情報を前記サーバへ送信する送信部と
を備え、
前記情報選択部は、前記通信速度検出部の検出結果と前記処理負荷検出部の検出結果とに基づき、前記第1の情報に基づいて前記サーバで生成される第2の情報を、前記第1の情報を前記サーバへ送信してから所定時間内に受信できるように前記第1の情報を選択する
電子制御装置。 - 前記処理負荷検出部は、前記サーバが前記第1の情報を受信してから前記サーバが前記第2の情報を送信するまでの時間に基づいて、前記サーバの処理負荷を検出する
請求項1に記載の電子制御装置。 - 前記通信速度検出部は、前記サーバが前記第2の情報を送信してから前記第2の情報を受信するまでの時間に基づいて、前記通信速度を検出する
請求項1に記載の電子制御装置。 - さらに、前記電子制御装置は、前記サーバとの間の通信速度と前記サーバの処理負荷とに基づいて、前記移動体の移動速度を制御する速度制御部を備える
請求項1に記載の電子制御装置。 - 前記第1の情報には、前回までの処理で前記サーバへ送信されていない情報が含まれる
請求項1に記載の電子制御装置。 - 前記複数の所定の情報には、時刻データ、制御データ、メディアデータ、ログデータが含まれる
請求項1に記載の電子制御装置。 - 前記時刻データおよび前記制御データは、常に前記第1の情報に含まれる
請求項6に記載の電子制御装置。 - 通信ネットワークを介してサーバから移動体を制御する移動体制御システムであって、
前記移動体は、電子制御装置を備え、
前記電子制御装置は、
前記サーバとの間の通信速度を検出する通信速度検出部と、
前記サーバの処理負荷を検出する処理負荷検出部と、
複数の所定の情報の中から前記サーバへの送信対象となる第1の情報を選択する情報選択部と、
前記選択された第1の情報を前記サーバへ送信する送信部と
を備え、
前記情報選択部は、前記通信速度検出部の検出結果と前記処理負荷検出部の検出結果とに基づき、前記第1の情報に基づいて前記サーバで生成される第2の情報を、前記第1の情報を前記サーバへ送信してから所定時間内に受信できるように前記第1の情報を選択する
移動体制御システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2019092954A JP2020188407A (ja) | 2019-05-16 | 2019-05-16 | 電子制御装置および移動体制御システム |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102022123136A1 (de) | 2021-09-23 | 2023-03-23 | Subaru Corporation | Fahrzeugfahrt-fernsteuerungssystem |
-
2019
- 2019-05-16 JP JP2019092954A patent/JP2020188407A/ja active Pending
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DE102022123136A1 (de) | 2021-09-23 | 2023-03-23 | Subaru Corporation | Fahrzeugfahrt-fernsteuerungssystem |
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