JP2021017195A

JP2021017195A - 車載機器制御装置

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Publication number: JP2021017195A
Application number: JP2019135361A
Authority: JP
Inventors: 孝安田; Takashi Yasuda; 良式垣屋; Yoshinori Kakiya; 服部　雅一; Masakazu Hattori; 雅一服部
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-07-23
Filing date: 2019-07-23
Publication date: 2021-02-15
Anticipated expiration: 2039-07-23
Also published as: CN112277848B; CN112277848A; JP7247803B2; US20210026344A1

Abstract

【課題】車載機器によるサービスの提供時間の長時間化を可能とする。【解決手段】ユーザにサービスを提供することを含む機能を有する車載システム１０が搭載された車両の状態が遷移すると判断される場合に、車両の状態が遷移した後に車載システム１０に要求される通信量及び演算量を取得し、少なくとも車両のバッテリの状態に基づいて、前記取得した通信量及び演算量が実現されるように車載システム１０のパラメータを変更するか否かを判断する。【選択図】図１

Description

本発明は車載機器制御装置に関する。

特許文献１には、セントラルゲートウェイ及び複数のＥＣＵ（Electronic Control Unit）を含む車載ネットワークにおいて、車両に搭載されているバッテリの状態を監視し、バッテリ残量が少なくなったときに、ＥＣＵを強制的にスリープ状態へ移行させるなどの制御を行うことが開示されている。

特開２０１４−０８８１５０号公報

車両においてバッテリの電力を消費する車載機器としては、まず、ヘッドライト、尾灯、室内灯などの照明機器が挙げられる。これらの照明機器は車両による移動に欠かせないものである。それに加えて、エアコン、オーディオ、ディスプレイなどの電子機器が大抵の車両に搭載されている。これらの電子機器は移動中の車内快適性を確保するために欠かせないものである。

それに加えて近年は、事故の予防・軽減のためにＡＤＡＳ（Advanced Driver Assistance System、先進運転支援システム）が搭載された車両が増えてきている。ＡＤＡＳが搭載された車両においては、車両に搭載されるカメラなどのセンサの数量の増加、高精細化が進んでいる。

また最近、インターネットヘの常時接続が可能なＣｏｎｎｅｃｔｅｄカーと呼ばれる車両も登場してきている。Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄカーでは、携帯電話網やＷｉＦｉ等に接続するために通信機器が搭載される。

更に、近い将来には、ＡＤＳ（Autonomous Driving System、自動運転システム）に対応した車両、ＭａａＳ（Mobility as a Service、サービス提供手段としての乗り物）に対応した車両の登場が見込まれる。ＡＤＳ対応車両では車両に搭載されるカメラなどのセンサの更なる数量増加、高精細化が見込まれる。また、高度な演算を行う車載コンピュータの搭載が必須になる。ＭａａＳ対応車両では、例えば物流、医療、飲食、空間などのサービスを提供するために、医療機器、調理機器、大型モニタなど、これまでの車両には無かった新たな電子機器が追加搭載されることが見込まれる。

従って、図１６に示すように、車載機器の増加及び車載機器がユーザに提供するサービスの多様化に伴い、車載機器の消費電力は今後もますます増加する見込みである。

これに対し、上記のようにユーザに何らかのサービスを提供する機能を有する車載機器が搭載された車両に特許文献１に記載の技術を適用した場合、バッテリ残量が少なくなるとＥＣＵを強制的にスリープ状態へ移行させるなどのサービスの提供を停止する制御が行われることで、所望のサービスが受けられなくなったり、車内の快適性が損なわれる虞がある。

本発明は上記事実を考慮して成されたもので、車載機器によるサービスの提供時間の長時間化を可能とする車載機器制御装置を得ることが目的である。

請求項１記載の発明に係る車載機器制御装置は、ユーザにサービスを提供することを含む機能を有する車載機器が搭載された車両の状態が遷移すると判断される場合に、前記車両の状態が遷移した後に前記車載機器に要求される通信量及び演算量の少なくとも一方を取得する取得部と、少なくとも前記車両のバッテリの状態に基づいて、前記取得部で取得された通信量及び演算量の少なくとも一方が実現されるように前記車載機器のパラメータを変更するか否かを判断する判断部と、を含んでいる。

請求項１記載の発明では、車両の状態が遷移すると判断される場合に、少なくとも車両のバッテリの状態に基づいて、車両の状態が遷移した後に車載機器に要求される通信量及び演算量の少なくとも一方が実現されるように車載機器のパラメータを変更するか否かを判断する。これにより、車載機器のパラメータを変更すると判断した場合には、車載機器のパラメータを変更することで、車両の状態が遷移した後に車載機器に要求される通信量及び演算量の少なくとも一方が車載機器で実現されることになり、遷移後の車両の状態に応じて車載機器の動作が調整される。また、車載機器のパラメータを変更しないと判断した場合には、車載機器のパラメータを変更しないことで、車載機器が遷移前の車両の状態に応じた動作のまま継続される。

このように、請求項１記載の発明では、少なくとも車両のバッテリの状態に基づいて、車載機器の動作を選択的に調整することにより、バッテリ残量が少なくなるとサービスの提供を停止する制御を行う場合と比較して、車載機器によるサービスの提供時間の長時間化を可能とすることができる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記車両の走行状態及び提供するサービスの少なくとも一方が変化した場合に、前記車両の状態が遷移すると判断する。

車両の走行状態の変化や、車載機器が提供するサービスの変化は、何れもバッテリの放電量の変化に繋がる。請求項２記載の発明は、バッテリの放電量の変化に繋がる事象の発生を、車両の状態の遷移として判断することができる。

請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明において、前記車両の走行状態別の通信量及び演算量の少なくとも一方を規定する第１情報と、提供するサービス別の通信量及び演算量の少なくとも一方を規定する第２情報と、を記憶する記憶部を更に含み、前記取得部は、前記車両の状態遷移後の走行状態に対応する前記第１情報と、前記車両の状態遷移後に提供するサービスに対応する前記第２情報とを掛け合わせることで、前記要求される通信量及び演算量の少なくとも一方を取得する。

請求項３記載の発明では、車両の状態が遷移した後に車載機器に要求される通信量及び演算量の少なくとも一方を取得することを、第１情報と第２情報とを掛け合わせる、という簡易な処理によって実現することができる。

請求項４記載の発明は、請求項１〜請求項３の何れかの発明において、前記判断部は、前記車両のバッテリの状態、前記車両の走行状態、及び、前記車載機器のパラメータの変更に伴って前記車載機器の消費電力が減少すると予測されるか否かに基づいて、前記車載機器のパラメータを変更するか否かを判断する。

請求項４記載の発明は、車載機器のパラメータを変更するか否かの判断を、安全性や、車載機器のパラメータを変更することに伴うバッテリ残量の変化傾向を考慮して、より適正に行うことができる。

請求項５記載の発明は、請求項１〜請求項４の何れかの発明において、前記判断部は、前記バッテリの状態が放電中か否かを判定する第１の判定が否定され、かつ、前記車両が走行中か否かを判定する第２の判定が肯定された場合に、前記車載機器のパラメータを変更しないと判断する。

請求項５記載の発明では、バッテリの状態が放電中でなく、車両が走行中の場合に、車載機器のパラメータを変更しないと判断することで、安全性を優先することができる。

請求項６記載の発明は、請求項１〜請求項５の何れかの発明において、前記判断部は、前記バッテリの状態が放電中か否かを判定する第１の判定が否定され、かつ、前記車両が走行中か否かを判定する第２の判定が否定された場合に、前記車載機器のパラメータを変更すると判断する。

請求項６記載の発明では、バッテリの状態が放電中でなく、車両が走行中でない場合に、車載機器のパラメータを変更すると判断することで、車載機器のパラメータの変更を安全に行うことができる。

請求項７記載の発明は、請求項１〜請求項６の何れかの発明において、前記判断部は、前記バッテリの状態が放電中か否かを判定する第１の判定が肯定され、かつ、前記車載機器のパラメータの変更に伴って前記車載機器の消費電力が減少すると予測されるか否かを判定する第３の判定が肯定された場合に、前記車載機器のパラメータを変更すると判断する。

請求項７記載の発明では、バッテリの状態が放電中で、車載機器のパラメータの変更に伴って車載機器の消費電力が減少すると予測される場合に、車載機器のパラメータを変更すると判断することで、バッテリの放電量を抑制することができる。

請求項８記載の発明は、請求項１〜請求項７の何れかの発明において、前記判断部は、前記バッテリの状態が放電中か否かを判定する第１の判定が肯定され、かつ、前記車載機器のパラメータの変更に伴って前記車載機器の消費電力が減少すると予測されるか否かを判定する第３の判定が否定され、かつ、前記バッテリの残量が所定値以上か否かを判定する第４の判定が否定された場合に、前記車載機器のパラメータを変更しないと判断する。

請求項８記載の発明では、バッテリの状態が放電中で、車載機器のパラメータの変更に伴って車載機器の消費電力が減少しないと予測され、バッテリの残量が所定値以上でない場合に、車載機器のパラメータを変更しないと判断することで、バッテリの放電量の増加を回避することができる。

請求項９記載の発明は、請求項１〜請求項８の何れかの発明において、前記判断部は、前記バッテリの状態が放電中か否かを判定する第１の判定が肯定され、かつ、前記車載機器のパラメータの変更に伴って前記車載機器の消費電力が減少すると予測されるか否かを判定する第３の判定が否定され、かつ、前記バッテリの残量が所定値以上か否かを判定する第４の判定が肯定された場合に、前記車載機器のパラメータを変更すると判断する。

請求項９記載の発明では、バッテリの状態が放電中で、車載機器のパラメータの変更に伴って車載機器の消費電力が減少しないと予測され、バッテリの残量が所定値以上の場合に、車載機器のパラメータを変更すると判断することで、バッテリの放電量の増加を許容して、車載機器のパラメータを変更することができる。

請求項１０記載の発明は、請求項４〜請求項９の何れかの発明において、前記判断部は、前記第１の判定が肯定され、かつ、車両が移動中か否かを判定する第５の判定が肯定され、かつ、前記車載機器のパラメータの変更に要する時間が所定時間未満か否かを判定する第６の判定が否定された場合に、前記車載機器のパラメータを変更しないと判断する。

請求項１０記載の発明では、バッテリの状態が放電中で、車両が移動中で、車載機器のパラメータの変更に要する時間が所定時間未満でない場合に、車載機器のパラメータを変更しないと判断する。これにより、例えば車両を発進せざるを得ない状況になった際に、車載機器のパラメータの変更が完了してない状態、すなわちサービスを正常に提供できる環境が整っていない状態になっていることを抑制することができる。

本発明は、車載機器によるサービスの提供時間の長時間化が可能になる、という効果を有する。

車載システムの概略構成を示すブロック図である。セントラルＥＣＵのコントローラで実行される車載システム管理処理の一例を示すフローチャートである。車両状態の定義の一例を示す概念図である。「走行状態」に属する各状態毎の通信及び演算量に関する設定（走行状態情報）の一例を示す図表である。「稼働サービス」に属する各サービス毎の通信及び演算量に関する設定（稼働サービス情報）の一例を示す図表である。「走行状態」で要求される通信量・演算量と「稼働サービス」で要求される通信量・演算量とを掛け合わせて遷移後の車両状態で要求される通信量・演算量を推定する処理を説明するためのイメージ図である。遷移後の車両状態で要求される通信量・演算量から無線通信部、スイッチ／通信制御部及びＣＰＵの設定を算出して消費電力を求める処理を説明するためのイメージ図である。無線通信制御部、スイッチ／通信制御部及びＣＰＵに対する設定の変更指示を説明するためのイメージ図である。要求値への変更判断処理の一例を示すフローチャートである。要求値への変更判断処理の条件分岐の各ルートにおける作用効果を示す図表である。要求値への変更判断処理において、車両走行中に新たなサービスがオンになった場合の処理の流れを示すイメージ図である。要求値への変更判断処理の他の例を示すフローチャートである車載システムのパラメータ設定の変更に要する時間を判定するための表の一例を示す図表である。走行状態の定義の他の例を示す概念図である。車載システムの各通信リンクに対するリンクスピードの設定の他の例を示すイメージ図である。車両における電力消費の傾向を示す線図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。

〔第１実施形態〕
図１には、実施形態に係る車載システム１０が示されている。なお、車載システム１０は車載機器の一例である。車載システム１０はセントラルＥＣＵ１２を含んでいる。セントラルＥＣＵ１２は、Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄカー、ＡＤＳ、ＭａａＳなどに対応するため、高度な演算処理を行う車載コンピュータとして車載システム１０に設けられている。

詳しくは、セントラルＥＣＵ１２は、複数のＣＰＵコア１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄが搭載されたＣＰＵ（Central Processing Unit）１４と、ＣＰＵを内蔵したコントローラ１８と、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）などのメモリ２０と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）などの不揮発性の記憶部２２と、無線通信制御部２４と、通信制御部２６と、を含んでいる。ＣＰＵ１４、コントローラ１８、メモリ２０、記憶部２２、無線通信制御部２４及び通信制御部２６は内部バス２８を介して互いに通信可能に接続されている。

記憶部２２には、Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄカー、ＡＤＳ、ＭａａＳなどのサービスを提供するための複数のサービス提供プログラム３０Ａ〜３０Ｃ、車載システム管理プログラム３２、走行状態情報３４及び稼働サービス情報３６が各々記憶されている。サービス提供プログラム３０Ａ〜３０ＣはＣＰＵ１４によって実行され、車載システム管理プログラム３２はコントローラ１８によって実行される。なお、図１はサービス提供プログラム３０が記憶部２２に３個記憶された構成を示しているが、記憶部２２に記憶されているサービス提供プログラム３０の数は３個に限られるものではない。記憶部２２は記憶部の一例であり、セントラルＥＣＵ１２のコントローラ１８は車載機器制御装置の一例としても機能する。

ＣＰＵ１４は、ＣＰＵ１４に搭載されたＣＰＵコア１６のうちの何個を稼働させるかを変更可能とされており、稼働させるＣＰＵコア１６の数の設定は、Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄカー、ＡＤＳ、ＭａａＳなどのサービス提供プログラム３０の実行状況などの車両の状態に応じてコントローラ１８により変更される。またＣＰＵ１４は、ＣＰＵコア１６の動作周波数も変更可能とされており、ＣＰＵコア１６の動作周波数の設定は、サービス提供プログラム３０の実行状況などの車両の状態に応じてコントローラ１８により変更される。このように、アプリケーション動作状況に応じて稼働させるＣＰＵコアの数や動作周波数を変える制御は、データセンタのサーバ機器やスマートフォンなどで実用化されている。

なお、図１はＣＰＵ１４に４個のＣＰＵコア１６Ａ〜１６Ｄが搭載された構成を示しているが、ＣＰＵ１４に搭載されるＣＰＵコア１６の数は４個に限られるものではない。また、セントラルＥＣＵ１２は、ＣＰＵコアが１個以上搭載されたＣＰＵが複数設けられているマルチプロセッサの構成でもよい。

無線通信制御部２４は、Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄカー、ＡＤＳ、ＭａａＳなどのサービスを提供するために、無線通信により車外のデータセンタとデータの送受を行う。移動中の常時接続として一般的に使われるインフラは携帯電話網であり、無線通信制御部２４は、無線通信の通信方式（以下、車外通信方式という）として、３Ｇ（第３世代）、４Ｇ（第４世代）、５Ｇ（第５世代）など複数の通信規格の中から選択的に使用する。無線通信制御部２４の車外通信方式の設定は、Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄカー、ＡＤＳ、ＭａａＳなどのサービス提供プログラム３０の実行状況などの車両の状態に応じてコントローラ１８により変更される。

また、車載システム１０は、複数のスイッチ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄと、スイッチ４０Ａに接続されたＥＣＵ４２Ａと、スイッチ４０Ｂに接続されたＥＣＵ４２Ｂと、スイッチ４０Ｃに接続されたＥＣＵ４２Ｃと、スイッチ４０Ｄに接続されたＥＣＵ４２Ｄと、を含んでいる。スイッチ４０Ａ〜４０Ｄの間、及び、スイッチ４０ＡとセントラルＥＣＵ１２の通信制御部２６との間は、イーサネット（Ethernet（登録商標、以下同様））通信線４４を介して接続されている。

スイッチ４０Ａ〜４０Ｄは、セントラルＥＣＵ１２と各ＥＣＵ４２Ａ〜４２Ｄとの間におけるデータ通信の中継を行う。スイッチは、従来より、高速大容量のイーサネット通信で使われているものであり、オフィス・学校等の建物内でよく使われている。最近では車載ネットワークでも使われるようになってきている。

また、イーサネット通信には、複数のリンクスピード（イーサネット通信線４４を伝送されるデータの通信速度）があり、100Mbps（メガビット／秒）、１Gbps（ギガビット／秒）、２．５Gbps、５Gbps等が規格化されている。そして、スイッチ４０Ａ〜４０Ｄ及び通信制御部２６は、スイッチ４０Ａ〜４０Ｄの間、及び、スイッチ４０ＡとセントラルＥＣＵ１２との間のイーサネット通信におけるリンクスピードを、同じイーサネット通信線４４のまま設定を変えるだけで変更可能とされている。このように複数のリンクスピードに対応したスイッチは、オフィス・学校等のイーサネット通信向けに実用化されている。スイッチ４０Ａ〜４０Ｄの間、及び、スイッチ４０ＡとセントラルＥＣＵ１２との間のイーサネット通信におけるリンクスピードの設定は、Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄカー、ＡＤＳ、ＭａａＳなどのサービス提供プログラム３０の実行状況などの車両の状態に応じてセントラルＥＣＵ１２のコントローラ１８により変更される。

ＥＣＵ４２Ａ〜４２Ｄは、車両の各部の管理又は制御を行うＥＣＵであり、ＥＣＵ４２Ａ〜４２Ｄの中には、車両のバッテリの管理を行うＥＣＵが含まれている。

なお、図２はスイッチ４０及びＥＣＵ４２が各々４個設けられた構成を示しているが、スイッチ４０及びＥＣＵ４２の数は４個に限られるものではない。また、スイッチ４０Ａ〜４０Ｄの間、及び、スイッチ４０ＡとセントラルＥＣＵ１２との間は、イーサネット通信以外の通信規格に準拠した通信であってもよい。

次に第１実施形態の作用として、コントローラ１８が、無線通信制御部２４の車外通信方式、スイッチ４０／通信制御部２６のリンクスピード、ＣＰＵ１４の稼働ＣＰＵコア数及びＣＰＵコア１６の動作周波数の各々の設定をどのようにして変更するのかについて、図２を参照して説明する。なお、図２に示す車載システム管理処理は、コントローラ１８が車載システム管理プログラム３２を実行することで実現される。

車載システム管理処理のステップ１００において、コントローラ１８は、車両状態の遷移が発生したか否か判定する。本実施形態における車両状態の定義の一例を図３に示す。車両状態は、各状態で必要通信量（データ量）と通信・サービスに伴う必要演算量（ＣＰＵ処理量）が相違するように規定され、図３に示す「走行状態」と「稼働サービス」の掛け合わせとして定義される。

まず、「走行状態」は、その中のいずれか１つしか取り得ない車両走行の状態であり、「走行５０」と「停止５６」の２つの状態に大別される。「走行５０」は一定以上の速度で車両が移動している状態であり、通信量・演算量ともに多い。「走行５０」は「自動運転５２」と「マニュアル運転５４（自動運転でない）」の２つの状態に分かれる。「自動運転５２」は通信量・演算量が特に多い状態であり、「マニュアル運転５４」は相対的に通信量・演算量が少ない状態である。

「停止５６」は車両が止まっている状態であるが、「停止５６」もまた「停車５８」及び「駐車６０」の２つの状態に分かれる。「停車５８」はいつでも走行を再開できるようにエンジンが掛かっている状態であり、ある程度の通信量・演算量が必要になる。「駐車６０」は車両のイグニッション電源がオフの状態であり、要求される通信量・演算量はともに最小である。

「走行状態」に含まれる各状態毎に通信量・演算量に関する設定を纏めた情報（走行状態情報３４）を図４に示す（図１も参照）。図４に示す走行状態情報のうち、「冗長経路」は車載システム１０内で通信障害が発生した場合に備えてデータ送受信を行うための通信経路を複数設けるか否かを表す。「冗長経路」が「不要」の場合、イーサネット通信線４４の何れか１か所でリンクスピードをゼロにすることができ、省電力につながる。走行状態情報は第１情報の一例である。

一方、「稼働サービス」は各サービス毎に独立してオンオフが可能なものであり、どの走行状態で稼働可能かはサービスによって異なる。また、通信量・演算量がサービスによってまちまちである。ＭａａＳ対応車両で考えられる個々のサービス毎に通信量・演算量に関する設定を纏めた情報（稼働サービス情報３６）を図５に示す（図１も参照）。稼働サービス情報３６は第２情報の一例である。なお、図５では、ＭａａＳ対応車両で考えられるサービスとして、「移動宅配ＢＯＸ」「ドローン連携」「医療・調理」「シアター・オフィス」を挙げているが、これらに限定されるものではない。

ステップ１００では、「走行状態」及び「稼働サービス」の少なくとも一方の状態が変化した場合に車両状態の遷移が発生したと判定する。ステップ１００の判定が否定された場合は、ステップ１００の判定が肯定される迄、ステップ１００を繰り返す。

車両状態の遷移が発生すると、ステップ１００の判定が肯定されてステップ１０２へ移行する。ステップ１０２において、コントローラ１８は、遷移後の車両状態で要求される無線通信制御部２４、スイッチ４０／通信制御部２６及びＣＰＵ１４の設定（車載システム１０のパラメータの設定）を算出する。

具体的には、遷移後の「走行状態」で要求される通信量・演算量を図４に示す走行状態情報３４から予測すると共に、遷移後の「稼働サービス」で要求される通信量・演算量を図５に示す稼働サービス情報３６から予測し、更に予測した通信量・演算量を掛け合わせることで、遷移後の車両状態で要求される通信量・演算量を推定する。

一例として、遷移後の車両状態が「停車５８」かつ「ドローン連携」の場合に要求される通信量・演算量の一例を図６に示す。この例では、車外通信量、車内通信量及び演算量のそれぞれについて、「走行状態」及び「稼働サービス（場合によっては複数）」の中から最大の値に合わせている。冗長経路については、「要」に設定されているものが何もなければ「不要」（そうでなければ「要」）とする。

次に、遷移後の車両状態で要求される通信量・演算量から、遷移後の車両状態で要求される無線通信制御部２４、スイッチ４０／通信制御部２６及びＣＰＵ１４のパラメータの設定（「車外通信方式」「車内リンクスピード」「稼働ＣＰＵ数」「ＣＰＵ動作周波数」「冗長経路」）を算出し、算出した設定に変更した場合の消費電力（推定値）を求める。一例として図７は、遷移後の車両状態が「停車５８」かつ「ドローン連携」の場合に要求される無線通信制御部２４、スイッチ４０／通信制御部２６及びＣＰＵ１４のパラメータの設定と消費電力（推定値）を算出した例を示す。なお、図７における破線は、無線通信制御部２４、スイッチ４０／通信制御部２６及びＣＰＵ１４の各パラメータが何れの情報に依存して設定されるのかを示す。

このように、本実施形態では、車両状態毎に必要な無線通信制御部２４、スイッチ４０／通信制御部２６及びＣＰＵ１４のパラメータの設定を、各状態で極力、最低限の消費電力となるように算出する。なお、上述したステップ１０２は取得部の一例である。

ステップ１０４において、コントローラ１８は、要求値への変更判断処理を行う。この要求値への変更判断処理では、車載システム１０のパラメータ（無線通信制御部２４、スイッチ４０／通信制御部２６及びＣＰＵ１４のパラメータ）の設定を変更するか、パラメータの設定を変更することなく維持するかを判断するが、詳細は後述する。なお、ステップ１０４は判断部の一例である。

ステップ１０６において、コントローラ１８は、ステップ１０４の要求値への変更判断処理において、無線通信制御部２４、スイッチ４０／通信制御部２６及びＣＰＵ１４のパラメータの設定を変更すると判断したか否かを判定する。ステップ１０６の判定が否定された場合はステップ１００に戻る。この場合、無線通信制御部２４、スイッチ４０／通信制御部２６及びＣＰＵ１４のパラメータの設定は変更することなく維持される。

一方、ステップ１０６の判定が肯定された場合はステップ１０８へ移行し、ステップ１０８において、コントローラ１８は、車載システム１０内の通信及び車外通信を一時停止させる。次のステップ１１０において、コントローラ１８は、例として図８に示すように、無線通信制御部２４、スイッチ４０／通信制御部２６及びＣＰＵ１４に対してパラメータの設定の変更を指示することで、「車外通信方式」「車内リンクスピード」「稼働ＣＰＵ数」「ＣＰＵ動作周波数」「冗長経路」の各パラメータのうちの少なくとも１つの設定を変更させる。設定変更が完了すると、次のステップ１１２において、コントローラ１８は、車載システム１０内の通信及び車外通信を再開させる。

なお、ステップ１０８で通信を一時停止させているのは、通信を継続しながら通信機器の設定値を変えることはできないことが一般的であるためである。但し、通信の一時停上の開始及び終了のタイミングについては、コントローラ１８から各ＥＣＵ４２Ａ〜４２Ｄへ通知することができる。これにより、データ送信を行うＥＣＵ４２は、通信が一時停止している間、通信データを貯めておき、通信が再開したら、貯めていた通信データを纏めて送信することが可能である。通信の時間遅延やジッタ（通信時間のゆらぎ）を許容できる通信サービスであれば、通信が一時停止している間データを貯めておくことで、サービスが停止することを回避することができる。

次に、図９を参照し、要求値への変更判断処理を説明する。要求値への変更判断処理のステップ１２０において、コントローラ１８は、車両のバッテリの状態が放電中か否かを判定する。なお、ステップ１２０の判定が否定された場合には、車両が所定速度以上で走行している状態か、或いは、家・スタンドなどでバッテリを充電している状態である。ステップ１２０は第１の判定の一例である。

ステップ１２０の判定が否定された場合はステップ１２２へ移行し、ステップ１２２において、コントローラ１８は、車両が走行中か否か判定する。ステップ１２２は第２の判定の一例である。ステップ１２２の判定が肯定された場合はステップ１２８へ移行する。ステップ１２８において、コントローラ１８は、車載システム１０（無線通信制御部２４、スイッチ４０／通信制御部２６及びＣＰＵ１４）のパラメータの設定維持を出力し、要求値への変更判断処理を終了する。

このように、バッテリの状態が放電中でなく、車両が走行中の場合に、車載システム１０のパラメータの設定を変更しないと判断するので、車載システム１０のパラメータの設定の変更に伴って安全性が低下することを回避することができる。

また、ステップ１２２の判定が否定された場合はステップ１３０へ移行する。ステップ１３０において、コントローラ１８は、車載システム１０（無線通信制御部２４、スイッチ４０／通信制御部２６及びＣＰＵ１４）のパラメータの設定変更の実施を出力し、要求値への変更判断処理を終了する。このように、バッテリの状態が放電中でなく、車両が走行中でない場合は、車載システム１０のパラメータの設定を変更すると判断するので、車載システム１０のパラメータの設定変更を安全に行うことができる。

一方、バッテリの状態が放電中の場合（ステップ１２０の判定が肯定された場合）としては、駐車中（イグニッション電源オフ）、停車中（アイドリング中）、渋滞による低速走行中などの状態が挙げられる。これらの状態は、車載システム１０のパラメータの設定を変更するには比較的安全な走行状態である一方、バッテリの残量が低下していく状況である。そのため、バッテリ上がり防止の観点から以下の判定を行う。

すなわち、ステップ１２０の判定が肯定された場合は、ステップ１２４へ移行する。ステップ１２４において、コントローラ１８は、車載システム１０のパラメータの設定変更に伴って車載システム１０の消費電力が減少すると予測されるか否か判定する。ステップ１２４は第３の判定の一例である。ステップ１２４の判定が肯定された場合はステップ１３０へ移行し、車載システム１０のパラメータの設定変更の実施を出力する。

このように、バッテリの状態が放電中で、車載システム１０のパラメータの設定変更に伴って車載システム１０の消費電力が減少すると予測される場合には、車載システム１０のパラメータの設定を変更すると判断するので、バッテリの放電量を抑制することができる。

一方、ステップ１２４の判定が否定された場合、すなわちコントローラ１８は、車載システム１０のパラメータの設定変更に伴って車載システム１０の消費電力が減少しないと予測される場合には、ステップ１２６へ移行する。ステップ１２６において、コントローラ１８は、バッテリの残量が閾値以上か否かを判定する。ステップ１２６は第４の判定の一例である。ステップ１２６の判定が否定された場合はステップ１２８へ移行し、車載システム１０のパラメータの設定維持を出力する。

このように、バッテリの状態が放電中で、車載システム１０のパラメータの設定変更に伴って車載機器の消費電力が減少しないと予測され、バッテリの残量が閾値以上でない場合に、車載システム１０のパラメータの設定を変更しないと判断するので、バッテリの放電量が増加することを回避することができる。

また、ステップ１２６の判定が肯定された場合はステップ１３０へ移行し、車載システム１０のパラメータの設定変更の実施を出力する。このように、バッテリの状態が放電中で、車載システム１０のパラメータの設定変更に伴って車載システム１０の消費電力が減少しないと予測され、バッテリの残量が閾値以上の場合に、車載システム１０のパラメータの設定を変更すると判断するので、バッテリの放電量の増加を許容して、車載システム１０のパラメータの設定を変更することができる。

上述したように、図９に示す要求値への変更判断処理は、車載システム１０のパラメータの設定変更に際して安全面を考慮し、車両の停止中や、バッテリ残量が少なくてやむを得ない時などに限って車載システム１０のパラメータの設定変更を行っている。図９に示す要求値への変更判断処理の条件分岐の各ルートにおける作用効果は、図１０に示すように纏められる。図１０に示している括弧付き数字は、図９内の括弧付き数字と対応している。

なお、マニュアル運転から自動運転に切り替わったり、新たなサービスがオンに切り替わるなどにより、車両状態の遷移が発生した場合、図９に示す要求値への変更判断処理で車載システム１０のパラメータの設定を維持すると判断されたとしても、しばらくは問題にならない。

すなわち、ファイルダウンロードや映像・音声のストリーミング配信のようなサービスは、ベストエフォート通信の環境を前提として作られている。ベストエフォート通信とは、通信速度や通信遅延・ジッタが一定でなくて増減することを許容する通信である。例えばファイルダウンロードにおいて、通信速度が遅いときには通信が長時間化するが、その後、通信速度が速くなった時に遅れを取り戻すことができる。また、例えば映像・音声のストリーミング配信においても、通信速度や演算処理能力が低いときには画質・音質を落としてストリーミング配信を行うが、その後、通信速度や演算処理能力が回復したときに高画質・高音質に切り替えることができる。

例として、図９に示す要求値への変更判断処理において、車両走行中に新たなサービスがオンになった場合の処理の流れを図１１に示す。車両状態が変わった直後は走行中であるため、図１１に(1)と表記して示すように、車載システム１０のパラメータの設定は変更されないが、オンになったサービスがベストエフォートのサービスであれば、この時点からサービスの提供を開始することが可能である。その後、車両が停止すると、図１１に(2)と表記して示すように、オンになったサービスに応じて車載システム１０のパラメータの設定が変更され、図１１に(3)と表記して示すように、オンになったサービスが快適に受けられるようになる。

以上説明したように、本実施形態では、ユーザにサービスを提供することを含む機能を有する車載システム１０が搭載された車両の状態が遷移すると判断される場合に、車両の状態が遷移した後に車載システム１０に要求される通信量及び演算量を取得し、少なくとも車両のバッテリの状態に基づいて、前記取得した通信量及び演算量が実現されるように車載システム１０のパラメータの設定を変更するか否かを判断する。これにより、車載システム１０によるサービスの提供時間の長時間化を可能とすることができる。

また、本実施形態では、車両の走行状態及び提供するサービスの少なくとも一方が変化した場合に、車両の状態が遷移すると判断するので、バッテリの放電量の変化に繋がる事象の発生を、車両の状態の遷移として判断することができる。

また、本実施形態では、車両の走行状態別の通信量及び演算量の少なくとも一方を規定する走行状態情報３４と、提供するサービス別の通信量及び演算量の少なくとも一方を規定する稼働サービス情報３６と、を記憶しておき、車両の状態遷移後の走行状態に対応する走行状態情報３４と、車両の状態遷移後に提供するサービスに対応する稼働サービス情報３６とを掛け合わせることで、要求される通信量及び演算量を取得する。これにより、車両の状態が遷移した後に車載システム１０に要求される通信量及び演算量を取得することを、走行状態情報３４と稼働サービス情報３６とを掛け合わせる、という簡易な処理によって実現することができる。

また、本実施形態では、車両のバッテリの状態、車両の走行状態、及び、車載システム１０のパラメータの設定変更に伴って車載システム１０の消費電力が減少すると予測されるか否かに基づいて、車載システム１０のパラメータの設定を変更するか否かを判断している。これにより、車載システム１０のパラメータの設定を変更するか否かの判断を、安全性や、車載システム１０のパラメータの設定を変更することに伴うバッテリ残量の変化傾向を考慮して、より適正に行うことができる。

〔第２実施形態〕
次に本発明の第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態は第１実施形態と同一の構成であるので、各部分に同一の符号を付して構成の説明を省略し、以下、第２実施形態の作用を説明する。

第１実施形態で説明した要求値への変更判断処理（図９）では、バッテリの状態が放電中（ステップ１２０の判定が肯定）で、車載システム１０のパラメータの設定変更に伴って車載システム１０の消費電力が減少すると予測される場合（ステップ１２４の判定が肯定）に、車載システム１０のパラメータの設定を変更すると判断している（ステップ１３０）。これに該当する状況としては、例えば、渋滞による低速走行中や、信号待ちによる停車中に、車載システム１０のパラメータの設定変更が発生する状況が挙げられる。

しかしながら、渋滞による低速走行中や、信号待ちによる停車中であっても、車載システム１０のパラメータの設定変更を発生させたくない場合が考えらえる。具体的には、車載システム１０のパラメータの設定変更が秒単位の短時間で終わることが保証されない場合には、車載システム１０のパラメータの設定変更が完了していない状態、つまりサービスを正常に提供できる環境が整っていない状態でも、車両を発進せざるを得ない状況に陥る可能性がある。

上記を考慮し、第２実施形態では、要求値への変更判断処理として図１２に示す処理を行う。第２実施形態に係る要求値への変更判断処理では、ステップ１２０の判定が肯定された場合にステップ１３２へ移行する。

ステップ１３２において、コントローラ１８は、車両が移動中か否か判定する。ステップ１３２は第５の判定の一例である。この判定は、例えば、車載カメラによって撮影された画像を活用し、当該画像から車両が道路上にいるか否かを判断することで実現できる。車両が道路上にいない（例えば、駐車場内にいるなど）と判断できる場合は、車両が移動中ではない（渋滞による低速走行中や、信号待ちによる停車中ではない）と判定し、ステップ１３２の判定が否定されてステップ１２４へ移行する。そして、ステップ１２４以降の処理を行う。

一方、車両が道路上にいる場合には、道路状況に応じて車両を発進せざる負えない状況となる可能性が高いと判断できる。このため、車両が道路上にいる場合は、ステップ１３２の判定が肯定されてステップ１３４へ移行する。ステップ１３４において、コントローラ１８は、車載システム１０のパラメータの設定変更に要する時間が所定時間未満か否か判定する。ステップ１３４は第６の判定の一例である。

車載システム１０のパラメータの設定変更に要する時間は、変更対象とするパラメータの項目（「車外通信方式」「車内リンクスピード」「稼働ＣＰＵ数」「ＣＰＵ動作周波数」「冗長経路」）に依存する。図１３に一例を示すように、「車外通信方式」のみを変更する場合は車両の走行に直接影響がないため、設定変更に要する時間を「短い」と判定することができる。一方、「稼働ＣＰＵ数」や「ＣＰＵ動作周波数」を変更する場合は、通信だけでなくソフトウェアの動作も一時停止・再開が必要になるため、設定変更に要する時間を「長い」と判定する。ステップ１３４の判定は、図１３に示すような表を用いて行うことができる。

車載システム１０のパラメータの設定変更に要する時間が所定時間以上の場合には、ステップ１３４の判定が否定されてステップ１２８へ移行し、車載システム１０のパラメータの設定維持を出力する。これにより、例えば車両を発進せざるを得ない状況になった際に、車載システムのパラメータの設定変更が完了してない状態、すなわちサービスを正常に提供できる環境が整っていない状態になっていることを抑制することができる。また、車載システム１０のパラメータの設定変更に要する時間が所定時間未満の場合には、ステップ１３４の判定が肯定されてステップ１２４へ移行し、ステップ１２４以降の処理を行う。

なお、図３には「走行状態」を４つの状態に分け、自動運転中の停車状態とマニュアル運転中の停車状態とを「停車（アイドリング）」に共通化した例を示した。しかし、「走行状態」の分け方は図３に示す例に限定されるものではない。例えば、同じ「停車（アイドリング）」の状態であっても、自動運転中の方がマニュアル運転中よりも通信量・演算量が多いと想定される。このため、例として図１４に示すように、「走行状態」を５つの状態に分けてもよい。

また、上記ではセントラルＥＣＵ１２及び各スイッチ４０Ａ〜４０Ｄを接続する各通信リンク（イーサネット通信線４４）における「車内リンクスピード」を、車載システム１０内で一律のリンクスピードに設定する態様を説明した（図７も参照）。例えば、図２のステップ１０２の要求値の算出において、「車内リンクスピード」として２．５Gbpsが算出された場合には、例として図１５（Ａ）に示すように、各通信リンクにおける「車内リンクスピード」は一律に２．５Gbpsに設定される。しかし、これに限定されるものではない。

例えば、セントラルＥＣＵ１２及び各スイッチ４０Ａ〜４０Ｄに接続されるＥＣＵ４２Ａ〜４２Ｄの送受信データ量は一律でないことが一般的であり、各通信リンクを流れるデータ量についても一律にはならないことが多い。ここで、車載システム１０内における送受信データ量を通信リンク毎に個別に見積もれるのであれば、一例として図１５（Ｂ）に示すように、「車内リンクスピード」を通信リンク毎に異なる値に設定してもよい。このように、各通信リンクにおける「車内リンクスピード」を、送受信データ量が最大となる通信リンクにおけるリンクスピードに全て合せることに代えて、送受信データ量が比較的小さい通信リンクにおける「車内リンクスピード」を個別に下げることで、更なる省電力化を実現することができる。

また、上記では、車両の状態が遷移すると判断される場合に、車両の状態が遷移した後に車載システム１０に要求される通信量及び演算量を各々取得し、少なくとも車両のバッテリの状態に基づいて、前記取得した通信量及び演算量が各々実現されるように車載システム１０のパラメータの設定を変更するか否かを判断する態様を説明した。しかし、これに限定されるものではなく、通信量及び演算量の何れか一方を処理対象としてもよい。

１０車載システム（車載機器）
１２セントラルＥＣＵ
１４ＣＰＵ
１６Ａ〜１６ＤＣＰＵコア
１８コントローラ
２２記憶部
２４無線通信制御部
２６通信制御部
４０Ａ〜４０Ｄスイッチ
４２Ａ〜４２ＤＥＣＵ
４４イーサネット通信線

Claims

ユーザにサービスを提供することを含む機能を有する車載機器が搭載された車両の状態が遷移すると判断される場合に、前記車両の状態が遷移した後に前記車載機器に要求される通信量及び演算量の少なくとも一方を取得する取得部と、
少なくとも前記車両のバッテリの状態に基づいて、前記取得部で取得された通信量及び演算量の少なくとも一方が実現されるように前記車載機器のパラメータを変更するか否かを判断する判断部と、
を含む車載機器制御装置。
前記車両の走行状態及び前記車載機器が提供するサービスの少なくとも一方が変化した場合に、前記車両の状態が遷移すると判断する請求項１記載の車載機器制御装置。
前記車両の走行状態別の通信量及び演算量の少なくとも一方を規定する第１情報と、提供するサービス別の通信量及び演算量の少なくとも一方を規定する第２情報と、を記憶する記憶部を更に含み、
前記取得部は、前記車両の状態遷移後の走行状態に対応する前記第１情報と、前記車両の状態遷移後に提供するサービスに対応する前記第２情報とを掛け合わせることで、前記要求される通信量及び演算量の少なくとも一方を取得する請求項１又は請求項２記載の車載機器制御装置。
前記判断部は、前記車両のバッテリの状態、前記車両の走行状態、及び、前記車載機器のパラメータの変更に伴って前記車載機器の消費電力が減少すると予測されるか否かに基づいて、前記車載機器のパラメータを変更するか否かを判断する請求項１〜請求項３の何れか１項記載の車載機器制御装置。
前記判断部は、前記バッテリの状態が放電中か否かを判定する第１の判定が否定され、かつ、前記車両が走行中か否かを判定する第２の判定が肯定された場合に、前記車載機器のパラメータを変更しないと判断する請求項１〜請求項４の何れか１項記載の車載機器制御装置。
前記判断部は、前記バッテリの状態が放電中か否かを判定する第１の判定が否定され、かつ、前記車両が走行中か否かを判定する第２の判定が否定された場合に、前記車載機器のパラメータを変更すると判断する請求項１〜請求項５の何れか１項記載の車載機器制御装置。
前記判断部は、前記バッテリの状態が放電中か否かを判定する第１の判定が肯定され、かつ、前記車載機器のパラメータの変更に伴って前記車載機器の消費電力が減少すると予測されるか否かを判定する第３の判定が肯定された場合に、前記車載機器のパラメータを変更すると判断する請求項１〜請求項６の何れか１項記載の車載機器制御装置。
前記判断部は、前記バッテリの状態が放電中か否かを判定する第１の判定が肯定され、かつ、前記車載機器のパラメータの変更に伴って前記車載機器の消費電力が減少すると予測されるか否かを判定する第３の判定が否定され、かつ、前記バッテリの残量が所定値以上か否かを判定する第４の判定が否定された場合に、前記車載機器のパラメータを変更しないと判断する請求項１〜請求項７の何れか１項記載の車載機器制御装置。
前記判断部は、前記バッテリの状態が放電中か否かを判定する第１の判定が肯定され、かつ、前記車載機器のパラメータの変更に伴って前記車載機器の消費電力が減少すると予測されるか否かを判定する第３の判定が否定され、かつ、前記バッテリの残量が所定値以上か否かを判定する第４の判定が肯定された場合に、前記車載機器のパラメータを変更すると判断する請求項１〜請求項８の何れか１項記載の車載機器制御装置。
前記判断部は、前記第１の判定が肯定され、かつ、車両が移動中か否かを判定する第５の判定が肯定され、かつ、前記車載機器のパラメータの変更に要する時間が所定時間未満か否かを判定する第６の判定が否定された場合に、前記車載機器のパラメータを変更しないと判断する請求項５〜請求項９の何れか１項記載の車載機器制御装置。