JP2021048549A

JP2021048549A - 車両用通信装置、車両用通信システム及び通信方法

Info

Publication number: JP2021048549A
Application number: JP2019171419A
Authority: JP
Inventors: 晃由山田; Akiyoshi Yamada
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-09-20
Filing date: 2019-09-20
Publication date: 2021-03-25
Anticipated expiration: 2039-09-20
Also published as: CN112543219A; US20210092091A1; DE102020122637A1; JP7243544B2

Abstract

【課題】車内ネットワーク上に同一品番の装置が搭載される場合であっても、車内の通信を正しく行うことができる車両用通信装置、車両用通信システム及び通信方法を得る。【解決手段】車両用通信装置は、アドレスが複数記憶された記憶部の中の１つのアドレスを、車両の制御を行う第１制御装置が他の第２制御装置と通信する際の通信用アドレスとして設定するアドレス設定部と、通信用アドレスにより第１制御装置から第２制御装置へデータを送信する送信部と、送信部によって送信されたデータが第２制御装置で受信できなかった場合に、記憶部の中の他のアドレスを通信用アドレスとして再設定するアドレス再設定部と、を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、車両用通信装置、車両用通信システム及び通信方法に関する。

特許文献１には、マスタ制御部から各スレーブ制御部までがワイヤハーネスで接続された構造において、それぞれのワイヤハーネスの線長に応じて抵抗値が異なる性質を利用することで、各スレーブ制御部に対して自動的にＩＤを割り当てる車載通信システムが開示されている。

特開２００７−９２６４０号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、車両（ネットワーク）内で同じ抵抗値のワイヤハーネスを利用すると、スレーブ制御部間においてＩＤの重複が発生してしまい、通信不可となってしまう。ここで、車両用通信装置の通信にイーサネット（登録商標）などのコンピュータネットワークを用いる方法も考えられる。しかしながら、同一品番の装置ではユニークなアドレスが設定されていないため、このような装置が車両内に複数搭載された場合、アドレスの割り振りルールによってはアドレスが重複することとなる。すなわち、車内の通信を正しく行うには改善の余地がある。

本発明は上記事実を考慮し、車内ネットワーク上に同一品番の装置が搭載される場合であっても、車内の通信を正しく行うことができる車両用通信装置、車両用通信システム及び通信方法を得ることを目的とする。

請求項１に記載の車両用通信装置は、アドレスが複数記憶された記憶部の中の１つのアドレスを、車両の制御を行う第１制御装置が他の第２制御装置と通信する際の通信用アドレスとして設定するアドレス設定部と、前記通信用アドレスにより前記第１制御装置から前記第２制御装置へデータを送信する送信部と、前記送信部によって送信されたデータが前記第２制御装置で受信できなかった場合に、前記記憶部の中の他のアドレスを前記通信用アドレスとして再設定するアドレス再設定部と、を有する。

請求項１に記載の車両用通信装置では、記憶部に複数のアドレスが記憶されている。そして、アドレス設定部は、記憶部の中の１つのアドレスを第１制御装置が第２制御装置と通信する際の通信用アドレスとして設定する。また、送信部は、通信用アドレスにより第１制御装置から第２制御装置へデータを送信する。ここで、送信部によって送信されたデータが第２制御装置で受信できなかった場合には、アドレス再設定部によって他のアドレスが通信用アドレスとして再設定される。これにより、車内ネットワーク上に同一品番の装置が搭載されてアドレスが重複した場合であっても、他のアドレスが再設定されることで、車内の通信を正しく行うことができる。

請求項２に記載の車両用通信装置は、請求項１において、前記送信部によって送信されたデータが前記第２制御装置で受信された場合に、前記通信用アドレスに基づいて第１制御装置が制御する機器のパラメータを設定するパラメータ設定部をさらに有する。

請求項２に記載の車両用通信装置では、通信用アドレスに基づいて第１制御装置が制御する機器が特定されるため、パラメータ設定部によってこの機器の正しいパラメータを設定することができる。これにより、第１制御装置によって機器を正しく制御することができる。

請求項３に記載の車両用通信装置は、請求項２において、前記機器は、車両の周辺情報を検出するセンサである。

請求項３に記載の車両用通信装置では、センサの検出視野角などのパラメータを正しく設定することができる。

請求項４に記載の車両用通信システムは、請求項１〜３の何れか１項に記載の車両用通信装置と、前記第２制御装置とを備え、前記第２制御装置には、外部から送信されたデータを受信するための複数のポートと、前記ポート毎に設定されて特定のアドレス以外から送信されたデータの受信を拒否するフィルタとが設けられている。

請求項４に記載の車両用通信装置では、ポート毎にフィルタを設定することで、容易に特定のアドレスからのデータのみを受信させることができる。これにより、簡易な構成で第２制御装置と通信する際の正しい通信用アドレスを設定することができる。

請求項５に記載の通信方法は、アドレスが複数記憶された記憶部の中の１つのアドレスを、車両の制御を行う第１制御装置が他の第２制御装置と通信する際の通信用アドレスとして設定するアドレス設定ステップと、前記通信用アドレスにより第１制御装置から前記第２制御装置へデータを送信する送信ステップと、前記送信ステップにおいて送信されたデータが前記第２制御装置で受信できなかった場合に、前記記憶部の中の他のアドレスを前記通信用アドレスとして再設定するアドレス再設定ステップと、を有する。

請求項５に記載の車両用通信装置では、アドレス設定ステップでは、記憶部の中の１つのアドレスを第１制御装置が第２制御装置と通信する際の通信用アドレスとして設定する。また、送信ステップでは、通信用アドレスにより第１制御装置から第２制御装置へデータを送信する。さらに、アドレス再設定ステップでは、送信部によって送信されたデータが第２制御装置で受信できなかった場合に他のアドレスを通信用アドレスとして再設定する。これにより、車内ネットワーク上に同一品番の装置が搭載されてアドレスが重複した場合であっても、他のアドレスが再設定されることで、車内の通信を正しく行うことができる。

以上説明したように、本発明に係る車両用通信装置、車両用通信システム及び通信方法によれば、車内ネットワーク上に同一品番の装置が搭載される場合であっても、車内の通信を正しく行うことができる。

車両用通信システムのハードウェア構成を示すブロック図である。車両用通信装置の機能構成の一例を示すブロック図である。通信開始処理の流れの一例を示すフローチャート図である。

実施形態に係る車両用通信装置１２を含む車両用通信システム５０について、図面を参照して説明する。

図１に示されるように、本実施形態の車両用通信システム１２は、第１制御装置としてのＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）１０と、第２制御装置としての他ＥＣＵ１００とを含んで構成されている。また、本実施形態の車両用通信装置１２は、ＥＣＵ１０の一部とされており、このＥＣＵ１０は、後述する通信インタフェース２２を介して他ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、通信可能な環境が構築されている。

（ＥＣＵ１０の構成）
ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ：プロセッサ）１４、記憶部としてのＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）１６、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）１８、ストレージ２０、通信インタフェース２２及び入出力インタフェース２４を含んで構成されている。各構成は、バス１１を介して相互に通信可能に接続されている。

ＣＰＵ１４は、中央演算処理ユニットであり、各種プログラムを実行したり、各部を制御したりする。すなわち、ＣＰＵ１４は、ＲＯＭ１６又はストレージ２０からプログラムを読み出し、ＲＡＭ１８を作業領域としてプログラムを実行する。ＣＰＵ１４は、ＲＯＭ１６又はストレージ２０に記録されているプログラムに従って、上記各構成の制御および各種の演算処理を行う。

ＲＯＭ１６は、各種プログラムおよび各種データを格納する。ＲＡＭ１８は、作業領域として一時的にプログラム又はデータを記憶する。ストレージ２０は、ＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）又はＳＳＤ（ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＤｒｉｖｅ）により構成され、オペレーティングシステムを含む各種プログラム、及び各種データを格納する。本実施形態では、ＲＯＭ１６には、ネットワーク上の所在を示すアドレスが複数記憶されている。また、ＲＯＭ１６又はストレージ２０には、他ＥＣＵ１００との通信を開始させるための通信開始プログラムなどが格納されている。なお、本実施形態では一例として、ＲＯＭ１６にＩＰアドレスが複数記憶されているが、これに限定されず、ＭＡＣアドレス等の他のアドレスとしてもよい。

通信インタフェース２２は、ＥＣＵ１０が他ＥＣＵ１００とコンピュータネットワークによって通信するためのインタフェースであり、たとえば、イーサネット（登録商標）などの規格が用いられる。本実施形態ではイーサネット（登録商標）の規格が用いられている。

入出力インタフェース２４には、ＥＣＵ１０が制御する機器としてのセンサ本体２６が接続されている。本実施形態のセンサ本体２６は、一例として、車両の前部における車両幅方向中央部に搭載されて車両の周辺情報を検出するレーザレーダ（ＬＩＤＡＲ：ＬａｓｅｒＩｍａｇｉｎｇＤｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＲａｎｇｉｎｇ）とされている。また、車両の両側部にもそれぞれ同様のレーザレーダが搭載されている。そして、ＥＣＵ１０から他ＥＣＵ１００へ延在された通信ケーブルは、センサ本体２６に対応する他ＥＣＵ１００の第１ポート１０８に接続されている。

（他ＥＣＵ１００の構成）
本実施形態の他ＥＣＵ１００は、車両に搭載された複数のセンサ類の制御を行う中央制御装置とされており、ＥＣＵ１０を含む複数の制御装置と電気的に接続されている。具体的には、他ＥＣＵ１００は、ＥＣＵ１０を含む各制御装置とそれぞれ通信を行うための複数の通信機構を備えており、本実施形態では、第１通信機器１０２、第２通信機器１０４及び第３通信機器１０６を備えている。

第１通信機器１０２は、第１ポート１０８と第１フィルタ１１０とを含んでいる。また、第２通信機器１０４は、第２ポート１１２と第２フィルタ１１４とを含んでいる。第３通信機器１０６は、第２ポート１１６と第３フィルタ１１８とを含んでいる。

ここで、第１ポート１０８、第２ポート１１２及び第２ポート１１６には、予め接続先の機器が設定されており、第１ポート１０８には上述したようにセンサ本体２６が接続先の機器として設定されている。また、第２ポート１１２には、一例として、図示しない車両右側のレーザレーダが接続先の機器として設定されており、第２ポート１１６には、図示しない車両左側のレーザレーダが接続先の機器として設定されている。

第１フィルタ１１０は、特定されたアドレス以外のアドレスから第１ポート１０８へデータが送信された場合に、このデータの受信を拒否する。同様に、第２フィルタ１１４は、特定されたアドレス以外のアドレスから第２ポート１１２へデータが送信された場合に、データの受信を拒否し、第３フィルタ１１８は、特定されたアドレス以外のアドレスから第２ポート１１６へデータが送信された場合に、データの受信を拒否する。そして、第１フィルタ１１０、第２フィルタ１１４及び第３フィルタ１１８はそれぞれ、異なるアドレスに対してフィルタリングするように設定されている。すなわち、第１フィルタ１１０は、センサ本体２６に対応するアドレスからのデータを受信するようにフィルタリングを行う。また、第２フィルタ１１４は、車両右側のレーザレーダに対応するアドレスからのデータを受信するようにフィルタリングを行い、第３フィルタ１１８は、車両左側のレーザレーダに対応するアドレスからのデータを受信するようにフィルタリングを行う。

（車両用通信装置１２の機能構成）
ＥＣＵ１０を構成する車両用通信装置１２は、上記のハードウェア資源を用いて、各種の機能を実現する。車両用通信装置１２が実現する機能構成について図２を参照して説明する。

図２に示されるように、車両用通信装置１２は、機能構成として、アドレス設定部３０、送信部３２、パケット解析部３４、アドレス再設定部３６及びパラメータ設定部３８を含んで構成されている。各機能構成は、ＣＰＵ１４がＲＯＭ１６又はストレージ２０に記憶されたプログラムを読み出し、実行することにより実現される。

アドレス設定部３０は、ＲＯＭ１６に記憶された複数のアドレスの中から、１つのアドレスをＥＣＵ１０と他ＥＣＵ１００との通信用アドレスとして設定する。例えば、アドレス設定部３０は、ＲＯＭ１６に記憶されたアドレスリストの一番目のアドレスを通信用アドレスとして設定する。

送信部３２は、アドレス設定部３０によって設定された通信用アドレスによりＥＣＵ１０から他ＥＣＵ１００へデータを送信する。本実施形態では、一例として、ｐｉｎｇメッセージを送信する。そして、ｐｉｎｇがＥＣＵ１０に戻ってきた場合に、データが正常に送信されたと判断する。一方、ｐｉｎｇがＥＣＵ１０に戻ってこない場合には、データが送信されなかったと判断する。

パケット解析部３４は、他ＥＣＵ１００から受信したデータ（すなわち、パケット）を解析する機構である。

アドレス再設定部３６は、送信部３２によって送信されたデータが他ＥＣＵ１００で受信できなかった場合に、ＲＯＭ１６の中の他のアドレスを通信用アドレスとして再設定する。すなわち、送信部３２からｐｉｎｇメッセージを送信した後、ＥＣＵ１０にデータが戻ってこない場合には、データが送信されなかったと判断し、アドレス再設定部３６によって他のアドレスリストから他のアドレスを通信用アドレスとして再設定する。

パラメータ設定部３８は、送信部３２によって送信されたデータが他ＥＣＵ１００で受信された場合に、通信用アドレスに基づいてＥＣＵ１０が制御するセンサ本体２６のパラメータを設定する。具体的には、機器のパラメータと通信用アドレスとの対応関係を示すテーブルがＲＯＭ１６又はストレージ２０に記憶されている。そして、パラメータ設定部３８は、テーブルを参照することで、データが送信された際の通信用アドレスと対応する機器のパラメータを取得し、このパラメータを機器のパラメータとして設定する。本実施形態では、センサ本体２６に対してレーザレーダのパラメータを設定する。なお、ここでいうパラメータとは、センサの視野角などのパラメータである。

（作用）
次に、本実施形態の作用を説明する。

（通信開始処理の一例）
図３は、車両用通信装置１２による通信開始処理の流れの一例を示すフローチャートである。ここでは一例として、車両の組付けが完了した状態でＥＣＵ１０及び他ＥＣＵ１００に電力が供給された際の通信開始処理について説明する。

ステップＳ２０２では、ＣＰＵ１４は、アドレス設定部３０の機能により通信用アドレスを設定する。ここでは、上述したように、ＲＯＭ１６に記憶されたアドレスリストの一番目のアドレスを通信用アドレスとして設定する（アドレス設定ステップ）。

ステップＳ２０４では、ＣＰＵ１４は、送信部３２の機能によりＥＣＵ１０から他ＥＣＵ１００へデータ（ｐｉｎｇメッセージ）を送信する（送信ステップ）。

続いて、ステップＳ２０６では、ＣＰＵ１４は、送信が成功したか否かについて判断する。具体的には、ＣＰＵ１４は、ｐｉｎｇメッセージが戻ってきた場合、送信が成功したと判断し、ｐｉｎｇメッセージが戻ってこない状態で所定の時間が経過した場合、送信が成功しなかったと判断する。ここで、ｐｉｎｇメッセージが戻ってくる場合とは、ＥＣＵ１０が接続されている他ＥＣＵ１００の第１ポート１０８にデータが送信できた場合である。すなわち、第１フィルタ１１０によって受信が拒否されなかった場合である。

ＣＰＵ１４は、ステップＳ２０６で送信が成功したと判断した場合、ステップＳ２１０の処理へ移行する。また、ＣＰＵ１４は、ステップＳ２０６で送信が成功しなかったと判断した場合、ステップＳ２０８の処理へ移行する。

ＣＰＵ１４は、ステップＳ２０８では、アドレス再設定部３６の機能により、ＲＯＭ１６に記憶されたアドレスリストの中の他のアドレスを通信用アドレスとして再設定する（アドレス再設定ステップ）。本実施形態では、アドレスリストの中の二番目のアドレスを通信用アドレスとして再設定する。すなわち、通信用アドレスとして設定されていたアドレスの次のアドレスを通信用アドレスとして再設定し、ステップＳ２０４の処理へ移行する。このため、ステップＳ２０６で送信が成功するまでアドレス再設定部３６によってアドレスの再設定が行われ、再設定されたアドレスでデータの送信を行う。

一方、ＣＰＵ１４は、ステップＳ２０６で送信が成功したと判断した場合、ステップＳ２１０の処理へ移行し、パケット解析部３４の機能によって受信したパケットの解析を行う。

続いて、ステップＳ２１２では、ＣＰＵ１４は、パラメータ設定部３８の機能によりセンサ本体２６のパラメータを設定する。本実施形態では、センサ本体２６のパラメータとして、車両の前部における車両幅方向中央部のレーザレーダの検出視野角などのパラメータを設定する。そして、ＣＰＵ１４は、通信開始処理を終了させる。これにより、センサ本体２６を車両の前部における車両幅方向中央部のレーザレーダとして機能させることができる。

以上のように、本実施形態では、送信部３２によって送信されたデータが他ＥＣＵ１００で受信できなかった場合には、アドレス再設定部３６によって他のアドレスが通信用アドレスとして再設定される。これにより、車内ネットワーク上に同一品番の装置が搭載されてアドレスが重複した場合であっても、他のアドレスが再設定されることで、車内の通信を正しく行うことができる。

また、本実施形態では、通信用アドレスに基づいてＥＣＵ１０が制御するセンサ本体２６が特定されるため、パラメータ設定部３８によってこのセンサ本体２６の正しいパラメータを設定することができる。これにより、ＥＣＵ１０によってセンサ本体２６を正しく制御することができる。特に、本実施形態では、センサ本体２６であるレーザレーダの検出視野角などのパラメータを正しく設定することができる。

さらに、本実施形態では、ポート毎にフィルタが設定されているため、容易に特定のアドレスからのデータのみを受信させることができる。すなわち、第１フィルタ１１０、第２フィルタ１１４及び第３フィルタ１１８を設けるだけで、確実にそれぞれが接続される制御装置が制御する機器に対応する正しいアドレスを設定することができる。

以上、実施形態及び変形例について説明したが、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。例えば、上記実施形態及び変形例では、ＲＯＭ１６にアドレスが記憶されていたが、これに限定されず、他の記憶部に複数のアドレスを記憶させてもよい。

また、上記実施形態及び変形例では、車両の前部における車両幅方向中央部に搭載されたレーザレーダをセンサ本体の一例として説明したが、これに限定されない。例えば、車両の外周部分に設けられた他のセンサ類を制御する制御装置に適用してもよい。すなわち、超音波センサ、光学カメラ、ミリ波レーダなどのセンサ類を制御する制御装置の一部を構成する通信装置に適用してもよい。また、センサ類に限らず、灯具など他の機器を制御する制御装置に適用してもよい。

さらに、上記実施形態及び変形例では、コンピュータネットワークによって通信する規格として、イーサネット（登録商標）を用いているが、これに限定されない。すなわち、制御装置間で通信する際のネットワーク上の所在を示すアドレスが重複し得る通信規格であれば、他の通信規格によって構築された車内ネットワークに本発明を適用してもよい。

さらにまた、上記実施形態及び変形例でＣＰＵ１４がソフトウェア（プログラム）を読み込んで実行した通信開始処理を、ＣＰＵ以外の各種のプロセッサが実行してもよい。この場合のプロセッサとしては、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）等の製造後に回路構成を変更可能なＰＬＤ（ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＬｏｇｉｃＤｅｖｉｃｅ）、及びＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が例示される。また、通信開始処理を、これらの各種のプロセッサのうちの１つで実行してもよいし、同種又は異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせ（例えば、複数のＦＰＧＡ、及びＣＰＵとＦＰＧＡとの組み合わせ等）で実行してもよい。また、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路である。

１０ＥＣＵ（第１制御装置）
１２車両用通信装置
２６センサ
３０アドレス設定部
３２送信部
３６アドレス再設定部
３８パラメータ設定部
１００他ＥＣＵ（第２制御装置）
１０８第１ポート
１１０第１フィルタ
１１２第２ポート
１１４第２フィルタ
１１６第３ポート
１１８第３フィルタ

Claims

アドレスが複数記憶された記憶部の中の１つのアドレスを、車両の制御を行う第１制御装置が他の第２制御装置と通信する際の通信用アドレスとして設定するアドレス設定部と、
前記通信用アドレスにより前記第１制御装置から前記第２制御装置へデータを送信する送信部と、
前記送信部によって送信されたデータが前記第２制御装置で受信できなかった場合に、前記記憶部の中の他のアドレスを前記通信用アドレスとして再設定するアドレス再設定部と、
を有する車両用通信装置。
前記送信部によって送信されたデータが前記第２制御装置で受信された場合に、前記通信用アドレスに基づいて第１制御装置が制御する機器のパラメータを設定するパラメータ設定部をさらに有する請求項１に記載の車両用通信装置。
前記機器は、車両の周辺情報を検出するセンサである請求項２に記載の車両用通信装置。
請求項１〜３の何れか１項に記載の車両用通信装置と、
前記第２制御装置とを備え、
前記第２制御装置には、外部から送信されたデータを受信するための複数のポートと、前記ポート毎に設定されて特定のアドレス以外から送信されたデータの受信を拒否するフィルタとが設けられている車両用通信システム。
アドレスが複数記憶された記憶部の中の１つのアドレスを、車両の制御を行う第１制御装置が他の第２制御装置と通信する際の通信用アドレスとして設定するアドレス設定ステップと、
前記通信用アドレスにより第１制御装置から前記第２制御装置へデータを送信する送信ステップと、
前記送信ステップにおいて送信されたデータが前記第２制御装置で受信できなかった場合に、前記記憶部の中の他のアドレスを前記通信用アドレスとして再設定するアドレス再設定ステップと、
を有する通信方法。