JP5310138B2 - 車両制御システム - Google Patents
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Description
ところで、車載ソフトウェアの量的拡大および複雑化に伴い、車載ソフトウェアの標準化が求められている。そこで、車両、電子制御装置(ECU:Electronic Control Unit
)等の製造に関わる企業によって構成される協会、例えばAUTOSAR(Automotive Open System Architecture)により、車載ソフトウェアを標準化し、異なる車両において、共通のソフトウェアを使用することが検討されている。AUTOSARでは、車載ソフトウェアの標準化のうち、ソフトウェア間の通信をVFB(Virtual Functional Bus)により標準化している。これにより、異なる車両において、車両の構成および通信ハードウェアの違いを意識することなく、標準化された共通の通信仕様によりソフトウェア間で通信できる。
しかしながら、AUTOSARが提供するVFBにおいては、ソフトウェア間の通信が標準化されているために、機能ドメイン制御手段内およびサブドメイン制御手段内における通信と、ローカル通信手段における通信と、グローバル通信手段における通信とのような階層化は意識されておらず、共通の通信仕様で通信が行われる。その結果、複数階層の同一階層および異なる階層間での通信、例えば、ローカル通信手段における通信と、グローバル通信手段における通信と、グローバル通信手段とローカル通信手段との通信との区別ができないので、アプリケーションレベルで同一階層および異なる階層間での通信を区別して処理することが困難である。
そこで、請求項1に記載の発明によると、機能ドメイン制御手段およびサブドメイン制御手段に実装されたソフトウェア間の通信はAUTOSARが提供するVFB上で設定されており、VFB上での通信を、機能ドメイン制御手段内およびサブドメイン制御手段内における通信と、ローカル通信手段における通信と、グローバル通信手段における通信
との三階層構造とし、三階層構造の同一階層および異なる階層間での通信仕様がVFB上でそれぞれ設定されている。
これにより、車載ソフトウェアの作成者は、VFB上において、三階層構造の同一階層および異なる階層間でそれぞれ設定された通信仕様に基づき、同一階層および異なる階層間における通信を区別して、ソフトウェア間の通信処理を作成できる。もちろん、車載ソフトウェアの作成者は、車両の構成および通信ハードウェアの違いを意識することなく、設定された通信仕様に基づき、ソフトウェア間の通信処理を作成できる。
請求項3に記載の発明によると、情報共有手段は、機能ドメイン内の機能ドメイン制御手段とサブドメイン制御手段とが通信するためのローカルな通信手段、ならびに機能ドメインが複数設けられている場合には複数の機能ドメイン間で通信するためのグローバルな通信手段であり、情報共有領域は通信手段で通信される通信フレームである。
これにより、通信フレームに全ての共有情報が設定されてから、エラー検出コードを算出するためにダミーデータ分の時間を確保できるので、エラー検出コードの算出が間に合わなくなることを防止できる。
か否かを検証する検証手段を備える。
これにより、エラー検出コードが誤っていると検証手段が判定すると、例えば共有情報の再送信等の適切なフェイルセーフ処理を実施できる。
これにより、エラー検出コードが誤っていることを送信者および受信者が即時に知ることができる。その結果、エラー検出コードの誤りに気付かずにエラー検出コードが誤っていた共有情報に基づいて後続の通信処理または制御処理が実行されることを即時に防止できる。
これにより、通信マスタ手段に異常が発生しても、サブマスタ手段により通信手段の管
理を継続できる。
情報共有手段として既存のメモリ装置を使用できるので、新たに情報共有手段を設ける必要がない。その結果、情報共有手段を設けるために製造コストが増加することを防止できる。
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態による車両制御システムを図1に示す。
車両制御システム10は、パワートレイン(Power Train)ECU20、シャーシ(Chassis)ECU30、ボディ(Body)ECU40、インフォテインメント(Infotainment)ECU50、サブドメインECU60、62、64、66等から構成されている。パワートレインECU20、シャーシECU30、ボディECU40、インフォテインメントECU50は、それぞれ車両に搭載されている制御対象の機能、言い換えれば車両における制御対象の役割に応じて分類された機能ドメインであるパワートレインドメイン、シャーシドメイン、ボディドメイン、インフォテインメントドメイン毎に、実装した制御プログラムにより制御対象の挙動を制御するための制御処理を実行する機能ドメインECUである。
インフォテインメントECU50は、制御対象であるオーディオ装置、ナビゲーション装置等の挙動をインフォテインメントドメイン単位で統合して制御する。インフォテインメントECU50には、通信調停手段52が設けられている。
通信調停手段22、32、42、52の機能は実質的に同じであるから、パワートレインドメインの通信調停手段22を例にして通信調停手段による通信調停処理ついて説明する。
パワートレインドメインのサブドメインECU60による通信が、例えば他の機能ドメインであるシャーシドメインのサブドメインECU66が必要とするものである場合、シャーシECU30の通信調停手段32は、パワートレインドメインのサブドメインECU60による通信の優先順位を上げて、グローバルネットワーク300からシャーシドメインのローカルネットワーク310に送信してもよい。
パワートレインECU20に設けた情報管理手段24は、どの機能ドメインECUおよびサブドメインECUからの共有情報を、通信フレーム320のどこに、どのデータ長で設定するか等の共有情報に関する設定を管理する。そして、車両構成に変更があると、グローバルネットワーク300およびローカルネットワーク310を介して車両構成の変更情報を取得し、変更情報に基づいて、共有情報に関する設定を管理する。
次に、第1実施形態における通信フレーム320による情報共有を実行する情報共有ルーチン1について説明する。図4に、情報共有ルーチン1のフローチャートを示す。情報共有ルーチン1はCANおよびFlexRayのいずれにも適用できる。図4の情報共有ルーチン1は常時実行される。
(1)CRCコードの送信途中でCRCコードの異常を通信マスタ装置100以外の機能ドメインECUが検出すると、異常を検出した機能ドメインECUが残りのCRCコードに、全て「Low」、または「High」の異常値を設定する。CANおよびFlexRayの両方で使用できる。
(2)通信途中の通信よりも優先順位の高いIDを送信する。CANにおいて使用できる。
(3)エラーフレームを送信する。CANにおいて使用できる。
(1)通信フレームにおいて既存の共有情報用のIDを使用し、コントロールフィールドのDLC(Data Length Field)において、例えばオプション品が搭載されない場合はDLC=1とし、オプション品の追加により共有情報が追加される場合には、DLC=2とする。これにより、データフィールドの2バイト目のデータが有効となり、オプション品の追加に伴って追加される共有情報を設定できる。
(2)追加されるオプション品が純正品であり、追加される可能性があるオプション品が分かっている場合には、追加されるオプション品のために予め共有情報用のIDを割り当てておく。そして、該当するオプション品が追加されると、対応するIDが割り当てられる。
(3)オプション品が追加されると、リモートフレームによりオプション品側から通信マスタ装置100にIDとデータフィールドにおけるデータ位置の割り振りを要求する。通信マスタ装置100は、未使用のIDから他のオプション品のために割り当てられていないIDを共有情報用として割り当てる。これにより、追加されると予測されていないオプション品に対しても、IDを割り当てて共有情報を追加できる。
FlexRayの場合は、上記の(1)、(2)と同様な方式でオプション品の追加に伴って共有情報を追加できる。ただし、FlexRayにはCANのリモートフレームに相当する通信フレームは存在しない。そこで、オプション品側がスタティックセグメンで割り当てられたスロット、あるいはダイナミックセグメントにおけるスロットで、共有情報用のIDとデータ位置の割り当てを要求してもよい。
このように、グローバルネットワーク300およびローカルネットワーク310を情報共有手段として通信フレーム320に共有情報を設定することにより、通信マスタ装置100が共有情報を設定して送信すると、共有情報を必要なECUが共有情報を受信することにより共有情報を取得できる。したがって、共有情報のリアルタイム性が向上する。
また、グローバルネットワーク300およびローカルネットワーク310が異常となり通信が不能になる確率は低いと考えられる。したがって、グローバルネットワーク300およびローカルネットワーク310を情報共有手段とすることにより、情報共有が妨げられることを極力低減できる。
本発明の第2実施形態を図6および図7に示す。第1実施形態と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。
次に、第2実施形態における通信フレームによる情報共有を実行する情報共有ルーチン2について説明する。
[第3実施形態]
本発明の第3実施形態を図9および図10に示す。第2実施形態と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。
本発明の第4実施形態をCANによる通信フレームを例にして図11に示す。第2実施形態と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。
各サブドメインECU110がデータフィールドに共有情報を順次設定する場合、通信マスタ装置100の通信ラインの周辺だけにノイズが発生し、通信マスタ装置100が誤ったデータを受信することが考えられる。この場合、通信マスタ装置100は、誤った受信データに基づいてCRCコードを算出するので、CRCコードは誤ったコードになる。
[第5実施形態]
本発明の第5実施形態をCANによる通信フレームを例にして図12に示す。第4実施形態と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。
[第6実施形態]
本発明の第6実施形態による車両制御システムを図13に示す。
図14に示すように、パワートレインECU20に設けた共有メモリ26には、例えば、センサ信号、診断情報、ナビゲーション情報の中で、複数の機能ドメインECUおよびサブドメインECUが共有する共有情報が、共有領域の所定位置に設定されている。共有メモリ26に設定される情報は情報管理手段24が管理する。
(情報共有ルーチン3)
次に、情報共有ルーチン3による共有メモリ26における情報共有について説明する。図15に、情報共有ルーチン3のフローチャートを示す。図15の情報共有ルーチン3は常時実行される。
パワートレインドメインと異なる機能ドメインの機能ドメインECUは、パワートレインECU20がグローバルネットワーク300に送信した共有情報の書き込み通知を受信して、共有情報の書き込みを知ることができる。
本発明の第7実施形態を図16に示す。第6実施形態と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。
[第8実施形態]
本発明の第8実施形態を図17に示す。第6実施形態と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。
以上説明した上記実施形態では、グローバルネットワーク300およびローカルネットワーク310または共有メモリを情報共有手段とし、情報管理手段が、機能ドメインECUおよびサブドメインECUによる情報共有領域への共有情報の設定を管理している。
上記実施形態では、情報共有手段として、グローバルネットワーク300およびローカルネットワーク310または共有メモリのいずれかを使用した。これに対し、グローバルネットワーク300およびローカルネットワーク310と共有メモリとの両方を情報共有手段としてもよい。
Claims (17)
- 車両に搭載された制御対象の挙動を制御する車両制御システムにおいて、
前記制御対象の機能で分類された機能ドメイン毎に前記制御対象の挙動を制御する機能ドメイン制御手段と、
前記機能ドメインにおいて、前記機能ドメインよりも詳細な機能で分類されたサブドメイン毎に前記制御対象の挙動を制御するサブドメイン制御手段と、
前記機能ドメイン内で前記機能ドメイン制御手段と前記サブドメイン制御手段とが通信するためのローカル通信手段と、
前記ローカル通信手段を介して前記機能ドメイン制御手段および前記サブドメイン制御手段が情報を共有する情報共有領域を有する情報共有手段と、
前記機能ドメイン制御手段および前記サブドメイン制御手段による前記情報共有領域における情報の共有を車両構成に基づいて管理する情報管理手段と、
を備え、
前記機能ドメインが複数設けられており、複数の前記機能ドメインの間で通信するためのグローバル通信手段を備える場合、前記機能ドメイン制御手段および前記サブドメイン制御手段に実装されたソフトウェア間の通信はAUTOSAR(Automotive Open System Architecture)が提供するVFB(Virtual Functional Bus)上で設定されており、前記VFB上での通信を、前記機能ドメイン制御手段内および前記サブドメイン制御手段内における通信と、前記ローカル通信手段における通信と、前記グローバル通信手段における通信との三階層構造とし、前記三階層構造の同一階層および異なる階層間での通信仕様が前記VFB上でそれぞれ設定されている、
ことを特徴とする車両制御システム。 - 複数の前記機能ドメインの間で通信するためのグローバル通信手段を備え、
前記グローバル通信手段を介し、異なる前記機能ドメインの前記機能ドメイン制御手段および前記サブドメイン制御手段が前記情報共有領域の情報を共有する、
ことを特徴とする請求項1に記載の車両制御システム。 - 前記情報共有手段は、前記機能ドメイン内の前記機能ドメイン制御手段と前記サブドメイン制御手段とが通信するためのローカルな通信手段、ならびに前記機能ドメインが複数設けられている場合には複数の前記機能ドメインの間で通信するためのグローバルな通信手段であり、前記情報共有領域は前記通信手段で通信される通信フレームであることを特徴とする請求項1または2に記載の車両制御システム。
- 前記情報管理手段は前記通信手段による通信を管理する通信マスタ手段として機能し、
前記通信マスタ手段は、前記機能ドメイン制御手段および前記サブドメイン制御手段の少なくともいずれかが送信する通信情報から共有情報を選択し、選択した前記共有情報を前記通信フレームに設定して送信する、
ことを特徴とする請求項3に記載の車両制御システム。 - 前記情報管理手段は前記通信手段による通信を管理する通信マスタ手段として機能し、
前記機能ドメイン制御手段および前記サブドメイン制御手段の少なくともいずれかは、共有情報を送信するとき、前記通信マスタ手段が管理する順番にしたがって前記通信マス
タ手段が作成する前記通信フレームに前記共有情報を順次設定する、
ことを特徴とする請求項3に記載の車両制御システム。 - 前記通信フレームにおいて、前記共有情報の後に前記通信フレームに設定された情報のエラー検出コードが設定され、
前記通信マスタ手段は、前記共有情報と前記エラー検出コードとの間にダミーデータを設定する、
ことを特徴とする請求項5に記載の車両制御システム。 - 前記通信マスタ手段は、前記通信フレームに設定された情報のエラー検出コードを算出し、前記通信フレームの前記共有情報の後に前記エラー検出コードを設定することを特徴とする請求項4から6のいずれか一項に記載の車両制御システム。
- 前記通信フレームに設定された前記エラー検出コードが正しいか否かを検証する検証手段を備えることを特徴とする請求項6または7に記載の車両制御システム。
- 前記検証手段は、前記エラー検出コードが誤っていると判定すると、前記エラー検出コードが誤っている前記通信フレームの送信を遮断することを特徴とする請求項8に記載の車両制御システム。
- 前記通信マスタ手段とともに前記通信フレームに設定された情報のエラー検出コードを算出するコード算出手段を備え、前記通信マスタ手段と前記コード算出手段とは、それぞれ算出した前記エラー検出コードの一部を前記共有情報の後に設定して前記エラー検出コードを完成させることを特徴とする請求項5または6に記載の車両制御システム。
- 前記通信マスタ手段は、通信エラーの発生時に前記通信フレームを再送信するとき、最初に通信エラーとなった前記通信フレームを送信したときの時刻を前記共有情報として前記通信フレームに設定することを特徴とする請求項4から10のいずれか一項に記載の車両制御システム。
- 前記通信マスタ手段の異常時に、前記通信マスタ手段の代わりに前記通信手段による通信を管理するサブマスタ手段を備えることを特徴とする請求項4から11のいずれか一項に記載の車両制御システム。
- 前記機能ドメインが複数設けられており、複数の前記機能ドメインの間で通信するためのグローバル通信手段を備える場合、
前記ローカル通信手段において前記サブドメイン制御手段による前記グローバル通信手段への通信開始要求を検出すると、前記ローカル通信手段において前記グローバル通信手段への通信開始要求を検出された通信の優先順位が、所定の優先順位よりも高く、かつ前記グローバル通信手段において通信開始要求を検出された他の通信の優先順位よりも高い場合、前記ローカル通信手段において通信開始要求を検出された前記グローバル通信手段への通信を許可する通信調停手段を備えることを特徴とする請求項1から12のいずれか一項に記載の車両制御システム。 - 前記通信調停手段は、前記グローバル通信手段において通信が行われている途中で前記ローカル通信手段において前記グローバル通信手段への通信開始要求を検出すると、前記グローバル通信手段で実行中の通信が終了してから、前記ローカル通信手段において通信開始要求を検出された前記グローバル通信手段への通信を許可することを特徴とする請求項13に記載の車両制御システム。
- 前記情報管理手段は、データと、前記機能ドメイン制御手段および前記サブドメイン制御手段による制御処理の開始タイミングと、前記制御処理の同期タイミングとの少なくともいずれかを共有情報として前記情報共有領域に設定することを特徴とする請求項1から14のいずれか一項に記載の車両制御システム。
- 前記情報共有手段は前記機能ドメイン制御手段が有するメモリ装置であり、前記情報共有領域は前記メモリ装置に設けられた共有領域であることを特徴とする請求項1から15のいずれか一項に記載の車両制御システム。
- 前記機能ドメイン制御手段および前記サブドメイン制御手段が実行する制御処理に共通する共通処理を実行し、前記機能ドメイン制御手段および前記サブドメイン制御手段を構成する処理装置とは異なる共通処理装置を備え、前記情報管理手段は前記共通処理装置に設けられていることを特徴とする請求項1から16のいずれか一項に記載の車両制御システム。
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