JP5853205B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、通信ネットワークを介して車両に搭載されたＥＣＵ（Electronic Control Unit）と外部デバイスとの間で通信を行う車両制御装置に関し、特に、外部デバイスからの情報に基づいて車両の制御パラメータを可変することができる車両制御装置に関する。

近年、ＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle：ハイブリッド自動車）やＥＶ（Electric Vehicle：電気自動車）が汎用化されつつあり、それに伴ってこれらの車両は通信ネットワークを介して外部デバイスから車両制御装置を制御することができるようになってきている。また、関連技術として、外部デバイスから通信ネットワークを介して車両機能装置（例えば、エンジン制御装置、燃料供給装置、またはブレーキ制御装置など）へアクセスして、車両システムの遠隔診断や遠隔メンテナンスなどを行う技術が開示されている。

ところが、車両の運行に直接関係のない第三者によって外部デバイスから車両制御装置を制御されると、車両の安全走行に支障をきたすおそれがある。したがって、車両の運行に関係する者のみが車両制御装置にアクセスできるようにする必要がある。特許文献１には、車両機能装置の入力側にファイアウォールを設け、このファイアウォールが外部入力の正当性を認めたときのみ、車両担当者が外部デバイスから車両システムのインタフェースにアクセスして遠隔診断や遠隔メンテナンスを行うことができる技術が開示されている。

特表２００５−５０１７７８号公報

しかしながら、外部デバイスからファイアウォールを通過して車両機能装置へ入力された情報は、必ずしも遠隔診断や遠隔メンテナンスを適正に行う情報だけであるとは限らない。あるいは、このようなファイアウォールを前述の車両制御装置の入力側に設けたとしても、そのファイアウォールによって正当性が認証されて入力された情報（例えば、制御パラメータ）は、必ずしも安全走行を行うための制御パラメータだけであるとは限らない。例えば、車両の運行者が誤った制御パラメータを入力したり、走行の安全基準値を超えた制御パラメータを入力したりした場合は、その制御パラメータはファイアウォールを通過して車両制御装置へ入力されてしまうので、車両は適正でない制御パラメータに基づいて運行制御が行われてしまうことになる。したがって、車両の走行時の安全性を維持することができなくなる。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、外部デバイスから通信ネットワークを介して入力された制御パラメータに不備があっても、車両を安全に走行させることができるような車両制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る車両制御装置は、車両に搭載され、通信ネットワークを介して外部デバイスから取得した情報に基づいて前記車両の走行状態を制御することができる車両制御装置であって、前記車両の走行状態を可変させることができる可変制御パラメータを、前記通信ネットワークから取得する通信制御部と、前記可変制御パラメータを蓄積する書込可能記憶部と、デフォルト値として決定され、前記車両の走行状態を初期化する固定制御パラメータを蓄積する書込不可記憶部と、前記車両の挙動の異常を判定する車両情報取得部と、前記可変制御パラメータがある場合には前記可変制御パラメータにて前記車両を走行させ、前記可変制御パラメータがない場合あるいは前記車両情報取得部が前記車両の挙動に異常を検知した場合には、前記固定制御パラメータにて前記車両を走行させる安全関連部と、を備える構成を採る。

本発明によれば、ユーザが任意に設定した可変制御パラメータに基づいて車両が走行していても、車両の挙動（例えば、走る、曲がる、止まるなどの走行状態）に異常が検知されると、直ちに、デフォルト値として決定された固定制御パラメータによる走行状態に切り替わる。これによって、ユーザが可変制御パラメータを誤って設定したり、安全関連部の可変制御パラメータに不備があったりしても、初期化された固定制御パラメータに基づいて車両を安全に走行させることができる。

本発明の一実施の形態に係る車両制御装置を実現するためのシステム構成図 図１に示す書込可能記憶部に蓄積されている可変制御パラメータのテーブルを示す図 図１に示す書込不可記憶部に蓄積されている固定制御パラメータのテーブルを示す図 車両制御装置が外部のサーバから可変制御パラメータを受信した場合の処理の流れを示すフローチャート 図１に示す車両制御装置の書込可能記憶部の可変制御パラメータで走行しているときの処理の流れを示すフローチャート

本発明の実施の形態に係る車両制御装置は、あらかじめ、制御パラメータを固定制御パラメータと可変制御パラメータとに分け、固定制御パラメータは書込不可記憶部へ蓄積され、可変制御パラメータは書込可能記憶部へ蓄積される。また、外部デバイスから通信ネットワークを介して送信されてきた制御パラメータは可変制御パラメータとして書込可能記憶部へ蓄積される。そして、車両制御装置は、可変制御パラメータによる走行中に走行異常を検知した場合は、直ちに固定制御パラメータに切り替える。これによって、常に正当な制御パラメータにしたがって車両の運行制御が行われる。

なお、固定制御パラメータはメーカのデフォルト値に基づいて作成された制御パラメータである。この固定制御パラメータは車両の製造者により安全が確認されたパラメータであることが好ましい。可変制御パラメータは、例えば、車両が販売されたあとに制御パラメータを変更する場合に用いるパラメータである。

以下、本発明に係る車両制御装置の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施の形態を説明するための全図において、同一要素は原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は可能なかぎり省略する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る車両制御装置を実現するためのシステム構成図である。図１に示すように、車両に搭載された車両制御装置１は、携帯端末２を介して基地局３と通信接続され、さらに、基地局３からインターネット４を通してパーソナルコンピュータなどのサーバ５に通信接続されている。なお、車両制御装置１とサーバ５との間の通信は一般的な通信プロトコルによって行われる。

また、図１のシステム構成図では無線によって通信を行う手段が表示されているが、車両制御装置１がサーバ５などの外部デバイスと通信を行う手段は、有線／無線を問わずオープンネットワークと接続されていればどのような通信手段でもよい。あるいは、メモリカードの一種であるＳＤカード（Secure Digital memory card）を用いて通信を行ってもよい。

車両制御装置１は、書込可能記憶部１１と、書込不可記憶部１２と、通信制御部１３と、安全関連部１４と、非安全関連部１５と、緊急停止釦１６と、車両情報取得部１７と、バッテリ１８と、スイッチ１９と、電動機２０と、から主に構成されている。安全関連部１４は、ハンドル制御部１４ａ、ブレーキ制御部１４ｂ及びアクセル制御部１４ｃを有する。非安全関連部１５はナビゲーション装置１５ａ等を有する。

書込可能記憶部１１は、通信制御部１３が書換え可能な領域であればＲＡＭ（Random Access Memory）でもＨＤＤ（Hard Disk Drive）でもよく、かつ電源がなくてもデータを保存できる不揮発性記憶領域によって実現することができる。

書込不可記憶部１２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、または車両制御装置１の中で書き換え不可能となっているＲＡＭなどで実現される。

通信制御部１３は、車両制御装置１が携帯端末２を介してサーバ５などと通信を行うときのインタフェースであり、外部デバイスのサーバ５からのデータを入力したり、車両制御装置１の各種データをサーバ５へ送信したりする機能を有している。

安全関連部１４は、『走る』操作を行うアクセル制御部１４ｃ、『止まる』操作を行うブレーキ制御部１４ｂ、及び『曲がる』操作を行うハンドル制御部１４ａによって構成されている。

非安全関連部１５は、『走る』、『止まる』、及び『曲がる』の基本走行操作に関わらない手段であって、ナビゲーション装置１５ａ、ＥＴＣ、オーディオ装置などで構成される。ただし、車両が自動運転機能を備えている場合はナビゲーション装置１５ａも安全関連部１４の中に入る。自動運転機能は、ナビゲーション装置１５ａが有する経路探索・経路案内等の機能を用いて車両を自動で走行させるので、ナビゲーション装置１５ａが『走る』、『止まる』、及び『曲がる』の基本走行操作に関わる手段となるからである。

車両情報取得部１７は、車両の走行情報やその他の各種情報を取得して通信制御部１３へ送信する機能を備えている。ここで、車両の走行情報とは、例えば、車両の走行速度、車両の旋回角度、車両の加速度である。

バッテリ１８は、電動機２０を駆動する電源及び車両制御装置１の電源である。スイッチ１９は、バッテリ１８からの電力を電動機２０へ供給／遮断するための開閉手段である。

電動機２０は、バッテリ１８からの電力によってＥＶやＨＥＶを走行させる車輪を駆動させるための手段である。なお、車両制御装置１にはＤＣ−ＡＣ変換部は省略されているが、電動機２０は、バッテリ１８からの電力がＤＣ−ＡＣ変換部によってＡＣ変換された交流電力によって車輪を回転駆動させる。

図２は、図１に示す書込可能記憶部１１に蓄積されている可変制御パラメータのテーブルを示す図である。すなわち、書込可能記憶部１１には、ハンドル制御部１４ａの可変制御パラメータのハンドル角度−舵角対応テーブル１４ａ１が蓄積され、ブレーキ制御部１４ｂの可変制御パラメータのブレーキ踏込量−制動量対応テーブル１４ｂ１及びＡＢＳ（Anti-lock Brake System）制御タイミング情報１４ｂ２が蓄積され、アクセル制御部１４ｃの可変制御パラメータのアクセル踏込量−モータ回転量対応テーブル１４ｃ１が蓄積され、さらに、ナビゲーション装置１５ａのデータとして地図情報１５ａ１と施設情報１５ａ２が蓄積されている。

可変制御パラメータは、車両が販売されたあとに制御パラメータを変更する場合に用いるパラメータである。車両が販売されたあとに安全関連部１４の制御パラメータを変更する必要が生じる場合がある。例えば、ブレーキ制御部１４ｂにおいては、車両が販売後にブレーキ感（ブレーキペダルの踏み込んだ際にユーザが受ける制動の感覚）を変更する場合がある。この場合には、可変制御パラメータによりパラメータの変更を行う。ハンドル制御部１４ａ、アクセル制御部１４ｃについても同様に、ユーザが受ける感覚を変更する必要が生じる場合がある。

図３は、図１に示す書込不可記憶部１２に蓄積されている固定制御パラメータのテーブルを示す図である。すなわち、書込不可記憶部１２には、ハンドル制御部１４ａの固定制御パラメータのハンドル角度−舵角対応テーブル１４ａ３が蓄積され、ブレーキ制御部１４ｂの固定制御パラメータのブレーキ踏込量−制動量対応テーブル１４ｂ３及びＡＢＳ制御タイミング情報１４ｂ４が蓄積され、さらに、アクセル制御部１４ｃの固定制御パラメータのアクセル踏込量−モータ回転量対応テーブル１４ｃ３が蓄積されている。

次に、車両制御装置１の通信制御部１３が、車両外部のオープンネットワークに存在するサーバ５から、ユーザの要求した可変制御パラメータを受信した場合の処理の流れについて説明する。図４は、車両制御装置１が外部のサーバ５から可変制御パラメータを受信した場合の処理の流れを示すフローチャートである。

図４において、車両制御装置１の通信制御部１３が、外部のサーバ５からの可変制御パラメータの要求を受信すると、車両制御装置１は可変制御パラメータの更新処理を開始する（ステップＳ１）。すると、車両制御装置１は、サーバ５からの要求内容が、安全関連部１４に関する可変制御パラメータの更新要求であるか否かを判定する（ステップＳ２）。ここで、安全関連部１４に関する可変制御パラメータの更新要求であれば（ステップＳ２でＹＥＳ）、その可変制御パラメータのチェック結果はＯＫであるか否かを判定する（ステップＳ３）。なお、可変制御パラメータのチェック内容は、ウイルスチェック、及びサーバ５から要求された可変制御パラメータが所定値を超えているなどの明らかなエラーのチェックである。要求された可変制御パラメータが所定値を超えているようなエラーは、例えば、ハンドルの回転量に対して、対応する舵角が非常に大きく設定されている場合、アクセルペダルの踏み込み量に対して電動機２０のモータ回転量が大きく設定されている場合、ブレーキペダルの踏み込み量に対して制動量が大きく設定されている場合などである。

ここで、ステップＳ３において、可変制御パラメータのチェック結果がＯＫであれば（ステップＳ３でＹＥＳ）、車両制御装置１の書込可能記憶部１１に対して更新要求のあった可変制御パラメータを蓄積する（ステップＳ４）。そして、その可変制御パラメータの更新処理を実行して、一連の更新処理を終了する（ステップＳ５）。

また、ステップＳ２において、サーバ５からの要求内容が、安全関連部１４に関する可変制御パラメータの更新要求でなければ（ステップＳ２でＮＯ）、書込可能記憶部１１に対して直前の可変制御パラメータを蓄積し（ステップＳ６）、一連の更新処理を終了する（ステップＳ５）。さらに、ステップＳ３において、可変制御パラメータのチェック結果がＯＫでなければ（ステップＳ３でＮＯ）、そのまま可変制御パラメータの更新処理を終了する（ステップＳ５）。

図５は、図１に示す車両制御装置１の書込可能記憶部１１の可変制御パラメータで走行しているときの制御パラメータ初期化処理の流れを示すフローチャートである。車両は、可変制御パラメータが記憶されている場合には、この可変制御パラメータを用いて走行を行う。図５において、車両が書込可能記憶部１１の可変制御パラメータでの走行を開始したときには（ステップＳ１１）、所定のタイミングで走行異常があるか否かをチェックする（ステップＳ１２）。なお、図４に示す可変制御パラメータの変更処理のステップＳ３にて、可変制御パラメータのチェック結果はＯＫであるか否かを判定しているが、この判定がＯＫであっても、実際に車両制御に適用した場合に異常を示すケースも考えられる。そこで、ステップＳ３がＯＫであっても、ステップＳ１２のごとく車両の挙動内容を検知して走行異常であるか否かを判定することには意義がある。

なお、走行異常の検知内容については、車両情報取得部１７が走行中の車両の挙動内容を検知して走行異常であるか否かを判定する。すなわち、次のような場合は車両情報取得部１７が走行異常を検知する。
（１）アクセル制御部１４ｃによって行われる『走る』挙動に対しては、アクセルペダルの踏込み量に対して加速度が所定値以上の場合は走行異常を検知する。
（２）ブレーキ制御部１４ｂによって行われる『止まる』挙動に対しては、ブレーキペダルの踏込み量に対して減速量が所定値より少ない場合は走行異常を検知する。
（３）ハンドル制御部１４ａによって行われる『曲がる』挙動に対しては、ハンドルの回転角に対して車両の回転角が所定値より少ない場合は走行異常を検知する。

再び図５に戻って、ステップＳ１２で、変更された可変制御パラメータによって走行している車両について走行異常が検知されかった場合は（ステップＳ１２でＮＯ）、緊急停止釦１６が押されたか否かを判定する（ステップＳ１３）。ここで、緊急停止釦１６が押されていない場合は（ステップＳ１３でＮＯ）、ブレーキペダルが所定の深さ以上に踏み込まれたか否かを判定する（ステップＳ１４）。

ステップＳ１４で、ブレーキペダルが所定の深さ以上に踏み込まれていなければ（ステップＳ１４でＮＯ）、サーバ５からの要求に基づいて変更された可変制御パラメータによる走行状態は正常であるので、安全関連部１４の各可変制御パラメータ（すなわち、ハンドル制御部１４ａの可変制御パラメータ１４ａ１、ブレーキ制御部１４ｂの可変制御パラメータ１４ｂ１、及びアクセル制御部１４ｃの可変制御パラメータ１４ｃ１）の変更処理を終了する（ステップＳ１５）。

また、ステップＳ１２で変更された可変制御パラメータによって走行している車両の走行異常を検知した場合（ステップＳ１２でＹＥＳ）、ステップＳ１３で緊急停止釦１６が押された場合（ステップＳ１３でＹＥＳ）、またはステップＳ１４でブレーキペダルが所定の深さ以上に踏み込まれている場合（ステップＳ１４でＹＥＳ）の少なくとも何れかの場合は、安全関連部１４の各可変制御パラメータを、書込不可記憶部１２に記憶された各固定制御パラメータ（すなわち、ハンドル制御部１４ａの固定制御パラメータ１４ａ３、ブレーキ制御部１４ｂの固定制御パラメータ１４ｂ３、及びアクセル制御部１４ｃの固定制御パラメータ１４ｃ３）に変更し（ステップＳ１６）、制御パラメータの初期化処理を終了する（ステップＳ１５）。

なお、走行中に図４に示す可変制御パラメータの変更処理を行った場合に、車両制御装置１がネットワーク接続中であるか否かを判定し、ネットワークが接続中であれば、そのネットワークを切断してサーバ５からの通信を遮断し、可変制御パラメータの変更処理を強制終了する。

以上、本発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は前記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、自動運転機能を備えた車両の場合は、ナビゲーション装置１５ａを安全関連部１４に含め、ナビゲーション情報を可変制御パラメータとしてサーバ５から車両制御装置１へ要求することもできる。そのような場合においても、走行異常が検知されたら、図５のフローチャートの流れにしたがって、ユーザがサーバ５から要求したナビゲーション情報を固定制御パラメータに変更して、車両の安全走行を維持させることができる。

本発明によれば、ＨＥＶやＥＶの安全走行システムに利用できることはもちろんであるが、ガソリン車などの一般車両における安全走行システムなどにも有効に利用することができる。

１ 車両制御装置
２ 携帯端末
３ 基地局
４ インターネット
５ サーバ
１１ 書込可能記憶部
１２ 書込不可記憶部
１３ 通信制御部
１４ 安全関連部
１４ａ ハンドル制御部
１４ｂ ブレーキ制御部
１４ｃ アクセル制御部
１４ａ１ 可変制御パラメータのハンドル角度−舵角対応テーブル
１４ａ３ 固定制御パラメータのハンドル角度−舵角対応テーブル
１４ｂ１ 可変制御パラメータのブレーキ踏込量−制動量対応テーブル
１４ｂ２ 可変制御パラメータのＡＢＳ制御タイミング情報
１４ｂ３ 固定制御パラメータのブレーキ踏込量−制動量対応テーブル
１４ｂ４ 固定制御パラメータのＡＢＳ制御タイミング情報
１４ｃ１ 可変制御パラメータのアクセル踏込量−モータ回転量対応テーブル
１４ｃ３ 固定制御パラメータのアクセル踏込量−モータ回転量対応テーブル
１５ 非安全関連部
１５ａ ナビゲーション装置
１５ａ１ 地図情報
１５ａ２ 施設情報
１６ 緊急停止釦
１７ 車両情報取得部
１８ バッテリ
１９ スイッチ
２０ 電動機

Claims (11)

1. 車両に搭載され、通信ネットワークを介して外部デバイスから取得した情報に基づいて前記車両の走行状態を制御することができる車両制御装置であって、
   前記車両の走行状態を可変させることができる可変制御パラメータを、前記通信ネットワークから取得する通信制御部と、
   前記可変制御パラメータを蓄積する書込可能記憶部と、
   デフォルト値として決定され、前記車両の走行状態を初期化する固定制御パラメータを蓄積する書込不可記憶部と、
   前記車両の挙動の異常を判定する車両情報取得部と、
   前記可変制御パラメータがある場合には前記可変制御パラメータにて前記車両を走行させ、前記可変制御パラメータがない場合あるいは前記車両情報取得部が前記車両の挙動に異常を検知した場合には、前記固定制御パラメータにて前記車両を走行させる安全関連部と、
   を備える、車両制御装置。
2. 前記安全関連部が制御する走行状態は、アクセル制御、ブレーキ制御、および、ハンドル制御の少なくとも１つである、
   請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記安全関連部は、前記車両に設置された緊急停止釦が押されたとき、または、ブレーキペダルが所定値以上に踏み込まれたときは、前記可変制御パラメータを強制的に前記固定制御パラメータに変更する、
   請求項１または請求項２に記載の車両制御装置。
4. 前記車両情報取得部は、前記可変制御パラメータにて前記車両が走行している際に、アクセルペダルの踏込み量に対して加速度が所定値以上の場合は、前記車両の挙動の異常と判定する、
   請求項１から請求項３の何れか一項に記載の車両制御装置。
5. 前記車両情報取得部は、前記可変制御パラメータにて前記車両が走行している際に、ブレーキペダルの踏込み量に対して減速量が所定値より少ない場合は、前記車両の挙動の異常と判定する、
   請求項１から請求項３の何れか一項に記載の車両制御装置。
6. 前記車両情報取得部は、前記可変制御パラメータにて前記車両が走行している際に、ハンドルの回転角に対して車両の回転角が所定値より少ない場合は、前記車両の挙動の異常と判定する、
   請求項１から請求項３の何れか一項に記載の車両制御装置。
7. 前記車両情報取得部が前記車両の挙動の異常を検知したときに、前記通信制御部が前記通信ネットワークに接続されている場合には、強制的にその通信ネットワークを遮断する、
   請求項１から請求項６の何れか一項に記載の車両制御装置。
8. ハイブリッド自動車、または電気自動車に搭載された、
   請求項１から請求項７の何れか一項に記載の車両制御装置。
9. 通信ネットワークを介して外部デバイスから取得した、車両の走行状態を可変させることができる可変制御パラメータを蓄積する書込可能記憶部と、
   前記車両の走行状態を初期化する固定制御パラメータを蓄積する書込不可記憶部と、
   前記可変制御パラメータがある場合には、前記可変制御パラメータにて前記車両を走行させ、前記可変制御パラメータがない場合あるいは前記車両の挙動に異常を検知した場合には、前記固定制御パラメータにて前記車両を走行させる安全関連部と、
   を備える、車両制御装置。
10. 前記安全関連部が制御する走行状態は、アクセル制御、ブレーキ制御、および、ハンドル制御の少なくとも１つである、
    請求項９記載の車両制御装置。
11. 前記安全関連部は、前記車両に設置された緊急停止釦が押されたとき、または、ブレーキペダルが所定値以上に踏み込まれたときは、前記可変制御パラメータを強制的に前記固定制御パラメータに変更する、
    請求項９または請求項１０記載の車両制御装置。

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