JP7154161B2

JP7154161B2 - 車両制御装置

Info

Publication number: JP7154161B2
Application number: JP2019052892A
Authority: JP
Inventors: 浩幸羽生
Original assignee: Hitachi Astemo Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2019-03-20
Filing date: 2019-03-20
Publication date: 2022-10-17
Anticipated expiration: 2039-03-20
Also published as: JP2020155941A

Description

本発明は、車両制御装置に関する。

車両制御装置は、複数のＥＣＵ（Electronic Control Unit）を備えている。複数のＥＣＵ間の通信には、様々な通信方式が採用されている。複数のＥＣＵ間の通信速度は、高速化が進んでいる。ただし、走行時には、ノイズ等の外乱が発生するため、ノイズ耐性と、通信速度とは、トレードオフの関係になっている。

特許文献１には、車両の走行状態に応じたノイズ耐性を考慮して、適切な通信速度を容易に設定する技術が開示されている。この特許文献１の技術では、システム起動時、自動車の加減速時、及び通信データ中に誤り率の検出時に、通信速度を強制的に増減する。

特開２０００－３０７５９２号公報

特許文献１の技術では、通信速度をシステムの状況に応じて変更することが可能である。しかし、頻繁に通信速度を切り替え変更するため、切り替え処理毎に処理負荷が増加する課題があった。

本発明は、上記課題を解決するためのものであり、その目的は、通信速度の変更に伴う処理負荷を抑制することができる技術を提供することにある。

本発明に係る車両制御装置は、車両を制御する複数の制御部を備える車両制御装置であって、前記複数の制御部は、前記複数の制御部間に通信信号の信号品質を測定可能な所定の信号を送受信する信号品質測定部と、前記通信信号の通信速度を変更する通信速度変更部と、を備え、前記信号品質測定部は、前記車両の運転モードの変更時に前記信号品質を測定し、前記通信速度変更部は、前記信号品質の差異に応じて前記通信速度を変更する。

本発明によれば、通信速度の変更に伴う処理負荷を抑制することができる。

実施例１に係る車両制御装置の全体構成を示すブロック図。実施例１に係るＥＣＵ間のデータの送受信動作を示す概略図。実施例１に係るＥＣＵ１０Aによるトレーニング信号の送信動作を示す概略図。実施例１に係るＥＣＵ２０Aによるトレーニング信号の送信動作を示す概略図。実施例１に係る車両制御装置の動作を説明するフローチャート。実施例２に係る車両制御装置の全体構成を示すブロック図。実施例２に係るＥＣＵ間のトレーニング信号の送受信動作を示す概略図。実施例２に係る運転モードの変更時の送受信動作を示す概略図。実施例２に係る車両制御装置の動作を説明するフローチャート。実施例２に係る計測用信号品質情報格納処理を説明するフローチャート。実施例３に係る車両制御装置の全体構成を示すブロック図。

以下、添付図面を参照して幾つかの実施形態について説明する。本実施形態は、本発明を実現するための一例に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではないことに注意すべきである。各図において共通の構成については、同一の参照符号が付されている。

図１は、実施例１に係る車両制御装置の全体構成を示すブロック図である。

車両制御装置１０１は、車両に搭載される。車両制御装置１０１は、車両を制御する「制御部」の一例としての複数のＥＣＵを備えている。複数のＥＣＵは、ＥＣＵ１０Ａと、ＥＣＵ２０Ａとである。

ＥＣＵ１０Ａは、信号品質測定部１１と、通信速度変更部１２と、送受信処理部１３と、通信インタフェース１４と、運転モード管理部１５とを備えている。

ＥＣＵ２０Ａは、信号品質測定部２１と、通信速度変更部２２と、送受信処理部２３と、通信インタフェース２４と、運転モード管理部２５とを備えている。信号品質測定部２１と、通信速度変更部２２と、送受信処理部２３と、通信インタフェース２４と、運転モード管理部２５とは、ＥＣＵ１０Aが備える同一名称の要素と同一のものである。したがって、以下では、信号品質測定部２１と、通信速度変更部２２と、送受信処理部２３と、通信インタフェース２４と、運転モード管理部２５との説明は省略する。

ＥＣＵ１０Ａと、ＥＣＵ２０Ａとは、通信経路Ａを介して接続されている。通信経路Ａは、ＣＡＮ（Controller Area Network）（登録商標）、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）、ＦｌｅｘＲａｙ、ＭＯＳＴ（Media Oriented Systems Transport）、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）等の規格に準拠したネットワークが用いられてよい。なお、ＥＣＵ１０Ａと、ＥＣＵ２０Ａとは、同一の構成である。しかし、ＥＣＵ１０Ａと、ＥＣＵ２０Ａとは、必ずしも同一の構成である必要はなく、異なる構成を有していてもよい。例えば、信号品質測定部１１，２１は、ＥＣＵ１０A及びＥＣＵ２０Aの両方を備える代わりに、ＥＣＵ１０A及びＥＣＵ２０Aのいずれか一方のみを備えてもよい。

信号品質測定部１１は、ＥＣＵ１０Ａ及びＥＣＵ２０Ａ間に通信信号の信号品質を測定可能な「所定の信号」としてのトレーニング信号を送受信する。信号品質は、通信信号のエラー率又は遅延でよい。トレーニング信号とは、例えば、“０”の連続データであり、受信側で通信信号の信号品質を測定可能な信号である。トレーニング信号の通信方式は、自動等化器の機能を有効にするための信号として用いることも可能な通信方式であってよい。トレーニング信号の送出時間、データ種類、及び通信方式の仕様は、特に限定されず、適用する車両制御装置に応じて変更されてよい。トレーニング信号の通信速度は、他の通信信号よりも高く設定されてよい。これにより、通信信号の信号品質の検出時間を短縮することができる。

通信速度変更部１２は、通信信号の信号品質の差異に応じて、ＥＣＵ１０A及びＥＣＵ２０A間で送受信される通信信号の通信速度を変更する。信号品質の差異は、信号品質の基準範囲（例えば、エラー率が１％未満）と、信号品質測定部１１が測定した信号品質の測定値との差であってよい。通信速度変更部１２は、通信信号の通信速度を目標値まで徐々に変更してよいし、１回で変更してもよい。送受信処理部１３は、通信インタフェース１４，２４を介してデータ送受信する。運転モード管理部１５は、車両の運転モードを管理する。ここで、運転モードとは、走行モード、故障状態、又は電気自動車等の低消費電力モードであってよい。走行モードには、アイドリング、加速、減速、定速走行が含まれてよい。

図２は、実施例１に係るＥＣＵ間のデータの送受信動作を示す概略図である。

ＥＣＵ１０Ａが通信経路Ａを介してＥＣＵ２０Ａにデータを送信すると、その送信されたデータをＥＣＵ２０Ａが受信する。一方、ＥＣＵ２０Ａが通信経路Ａを介してＥＣＵ１０Ａにデータを送信すると、その送信されたデータをＥＣＵ１０Ａが受信する。即ち、この図２では、ＥＣＵ１０AとＥＣＵ２０Aとが、データ送信動作と、データ受信動作とを、交互に実行している例を示している。しかし、ＥＣＵ１０AとＥＣＵ２０Aとは、データ送信動作とデータ受信動作とを、必ずしも交互に動作する必要はない。ＥＣＵ１０AとＥＣＵ２０Aとは、一方がデータ送信動作を実行するマスターであり、他方がデータ受信動作を実行するスレーブであってよい。

図３は、実施例１に係るＥＣＵ１０Aによるトレーニング信号の送信動作を示す概略図である。図３では、図２のＡ点において、運転モードが変更された場合の動作について説明する。

ＥＣＵ１０Ａは、運転モードに応じて予め設定された通信速度を指示するトレーニング信号送信コマンドをＥＣＵ２０Ａに送信する。ＥＣＵ２０Ａは、トレーニング信号送信コマンドを受信すると、応答を示すＡＣＫ信号をＥＣＵ１０Ａに送信する。ＥＣＵ１０Ａは、ＥＣＵ２０Ａから送信されたＡＣＫ信号を受信すると、ＥＣＵ２０Ａにトレーニング信号を送信する。

ＥＣＵ２０Aは、ＥＣＵ１０Ａから送信されたトレーニング信号を受信すると、信号品質測定部２１が通信信号の信号品質を測定する。その後、ＥＣＵ２０Ａは、トレーニング信号の受信完了を示すＡＣＫ信号及び信号品質情報をＥＣＵ１０Ａに送信する。ＥＣＵ１０ＡがＥＣＵ２０Ａから送信された信号品質情報を受信する。このとき、ＥＣＵ１０Ａの通信速度変更部１２は、信号品質情報が所定の基準範囲内（例えば、エラー率が１％未満）であった場合、信号品質情報に応じてデータの通信速度を変更し、変更後の通信速度によるデータ送信動作に移行する。

なお、図３では、ＥＣＵ２０Ａから１回目に送信された信号品質情報が所定の基準範囲内であった場合を示している。しかし、ＥＣＵ２０Ａから送信された信号品質情報が所定の基準範囲外であれば、トレーニング信号の通信速度を変更（例えば、低速に変更）して、再度、トレーニング信号送信コマンドの送受信、ＡＣＫ信号の送受信、信号品質情報の送受信を実行する。なお、上述の説明は、トレーニング信号送信コマンドの送受信、ＡＣＫ信号の送受信、及び信号品質情報の送受信を実行するシーケンスである。このシーケンスは、一例であり、これに限定されるものではない。

図４は、実施例１に係るＥＣＵ２０Ａによるトレーニング信号の送信動作を示す概略図である。図４では、図２のＢ点において、運転モードが変更された場合の動作について説明する。図３と異なる点は、ＥＣＵ１０ＡとＥＣＵ２０Ａとの動作が逆になった点であり、各信号の送受信方法は、同様である。したがって、ＥＣＵ１０ＡとＥＣＵ２０Ａとの動作の説明は省略する。

図５は、実施例１に係る車両制御装置の動作を説明するフローチャートである。

図５のフローチャートを参照して、実施例１の動作をより具体的に説明する。以下では、ＥＣＵ１０Ａがトレーニング信号を送信する動作を主に説明する。ＥＣＵ２０Ａがトレーニング信号を送信する動作は、ＥＣＵ１０Ａがトレーニング信号を送信する動作と同様であるので、説明は省略する。

まず、ＥＣＵ１０Ａは、通信制御処理を開始する（Ｓ１００）。

次いで、ＥＣＵ１０Ａは、システム起動開始時であるか否かを判定する（Ｓ１０１）。Ｓ１０１の判定結果が真の場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、Ｓ１０２の処理に進む。Ｓ１０１の判定結果が偽の場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、ステップ１０３の処理に進む。

Ｓ１０２では、ＥＣＵ１０Ａは、通信速度の初期値を設定する。その後、ＥＣＵ１０Ａは、Ｓ１１１の処理に進む。

Ｓ１０３では、ＥＣＵ１０Ａの運転モード管理部１５は、運転モードが変更されたか否かを判定する。Ｓ１０３の判定結果が真の場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、Ｓ１０４の処理に進む。Ｓ１０１の判定結果が偽の場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、Ｓ１１１の処理に進む。

Ｓ１０４では、ＥＣＵ１０Ａは、運転モードに応じて予め算出されたトレーニング信号の通信速度の初期値を設定する。

Ｓ１０５では、ＥＣＵ１０Ａは、トレーニング信号をＥＣＵ２０Ａに送信する。

Ｓ１０６では、ＥＣＵ１０Ａは、トレーニング信号が送信完了したか否かを判定する。Ｓ１０６の判定結果が偽の場合（Ｓ１０６：ＮＯ）、Ｓ１０５の処理に戻る。Ｓ１０６の判定結果が真の場合（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、Ｓ１０７の処理に進む。

Ｓ１０７では、ＥＣＵ１０Ａは、ＥＣＵ２０Ａの信号品質測定部２１によって測定された信号品質情報を受信する。

Ｓ１０８では、ＥＣＵ１０Ａは、信号品質情報に基づいて通信信号の信号品質が所定の基準範囲内か否かを判定する。Ｓ１０６の判定結果が偽の場合（Ｓ１０８：ＮＯ）、Ｓ１０９の処理に進む。Ｓ１０６の判定結果が真の場合（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、Ｓ１１０の処理に進む。

Ｓ１０９では、ＥＣＵ１０Ａは、トレーニング信号の通信速度を低速に変更する。

Ｓ１１０では、ＥＣＵ１０Ａの通信速度変更部１２は、データ通信速度をトレーニング信号の信号品質情報に基づいた通信速度に設定する。

ＥＣＵ１０Ａは、送受信処理部１３に通信速度が設定された送信データを入力し、送受信処理部１３に入力された送信データを、通信インタフェース１４、通信経路Ａ、及び通信インタフェース２４を介して、ＥＣＵ２０Ａの送受信処理部２３に送信する（Ｓ１１１）。こうして、通信制御処理において、ＥＣＵ１０Ａは、通信速度が設定されたデータ送信を終了する（Ｓ１１２）。

以上説明したように、実施例１によれば、車両制御装置１０１は、車両の運転モードの変更時に信号品質を測定可能なトレーニング信号の送受信し、通信信号の信号品質を測定し、信号品質の差異に応じて通信速度を決定する。これにより、運転モードに応じて通信速度を変更する際の処理負荷を抑制することができる。

次に、図６～図１０を参照して、実施例２に係る車両制御装置について説明する。

図６は、実施例２に係る車両制御装置の全体構成を示すブロック図である。図６において、図１と同一の構成要素については、同一の参照符号を付し、以下では重複する説明は省略する。

実施例２では、ＥＣＵ１０B及びＥＣＵ２０Bには、実施例１の構成要素に更なる構成要素が加えられている。即ち、ＥＣＵ１０B及びＥＣＵ２０Bは、「第１通信経路」の一例としての通信経路Ｂと、計測用信号品質測定部１１Ｂ，２１Ｂと、計測用送受信処理部１３Ｂ，２３Ｂと、計測用通信インタフェース１４Ｂ，２４Ｂとを、実施例１の構成要素に加えて更に備えている。実施例２では、車両制御装置１０２は、専用の通信経路Ｂを介してトレーニング信号の送受信し、「第２通信経路」の一例としての通信経路Ａを介してトレーニング信号以外の通信信号の送受信することが可能である。通信経路Ａと通信経路Ｂとは、同じ通信仕様に限定されるものでなく、通信仕様と、通信速度との少なくともいずれか一方が異なってもよい。例えば、通信経路Ｂの通信速度は、通信経路Ａの通信速度よりも高く設定されてよい。これにより、通信経路Ｂにおける通信信号の検出時間を短縮することができる。なお、計測用信号品質測定部１１Ｂ，２１Ｂと、計測用送受信処理部１３Ｂ，２３Ｂとは、通常の信号品質測定部１１，２１及び送受信処理部１３，２３と共通化する構成としてもよい。

図７は、実施例２に係るＥＣＵ間のトレーニング信号の送受信動作を示す概略図である。

図７において、通信経路Ａは、通常データの送受信動作を示しており、図２と同様に、ＥＣＵ１０ＢとＥＣＵ２０Ｂとは、データ送信動作とデータ受信動作とを交互に実行している。一方、通信経路Ｂでは、予め設定された通信速度でトレーニング信号の送受信をＥＣＵ１０ＢとＥＣＵ２０Ｂとで交互に実行している。ＥＣＵ１０ＢとＥＣＵ２０Ｂとは、トレーニング信号受信時に、計測用信号品質情報を格納する。なお、図７において、通信経路Ａと通信経路Ｂとの送受信のタイミングは、必ずしも同期させる必要はない。

図８は、実施例２に係る運転モードの変更時の送受信動作を示す概略図である。

図７のＣ点において、車両制御装置１０２は、運転モードが変更された場合、計測用信号品質取得待ち処理に移行する。なお、待ち時間は、適用する車両制御装置に応じて異なり、特に規定されるものではなく、待ち時間が無い場合もあり得る。

待ち時間経過後、図７のＤ点において、ＥＣＵ１０Ｂは、計測用信号品質測定部１１Ｂが計測用信号品質情報を取得し、計測用信号品質情報に応じた速度変更コマンドをＥＣＵ２０Ｂに送信する。ＥＣＵ２０Ｂは、速度変更コマンドを受信すると、応答を示すＡＣＫ信号をＥＣＵ１０Ｂに返送する。ＥＣＵ１０Ｂは、ＥＣＵ２０Ｂから送信されたＡＣＫ信号を受信すると、変更後の通信速度によるデータ送信動作に移行する。

図８は、ＥＣＵ１０Bが通信速度を変更する例である。しかし、ＥＣＵ２０Bが通信速度を変更してもよい。その場合、ＥＣＵ１０BとＥＣＵ２０Bとの動作が逆になる。しかし、各信号の送受信方法は、同様であるので、動作説明は省略する。

図９は、実施例２に係る車両制御装置の動作を説明するフローチャートであり、図１０は、実施例２に係る計測用信号品質情報格納処理を説明するフローチャートである。

図９及び図１０のフローチャートを参照しながら、実施例２の動作をより具体的に説明する。

図９のフローチャートにおいて、図５のステップと同一の内容のステップは、図９において同一のステップ番号を付しているので、その詳細な説明は行わない。以下では、ＥＣＵ１０Ｂが通信速度を変更する場合の動作を主に説明する。ＥＣＵ２０Ｂが通信速度を変更する場合の動作も同様である。したがって、ＥＣＵ２０Ｂが通信速度を変更する場合の動作の説明は省略する。

図９のフローチャートにおいて、ＥＣＵ１０Ｂは、Ｓ１０３の処理の後に計測用信号品質取得待ち処理を実行する（Ｓ１２０）。

次いで、ＥＣＵ１０Ｂは、計測用信号品質測定部１１Ｂが計測用信号品質情報を取得する（Ｓ１２１）。

ＥＣＵ１０Ｂは、計測用信号品質情報に応じて予め設定された通信速度と、現在の通信速度とを比較して、これらの通信速度の差異（遅延）に応じて通信速度の変更が必要か否かを判定する（Ｓ１２２）。ＥＣＵ１０Ｂは、Ｓ１２２の判定結果が真の場合（Ｓ１２２：ＹＥＳ）、Ｓ１１０の処理に進む。ＥＣＵ１０Ｂは、Ｓ１２２の判定結果が偽の場合（Ｓ１２２：ＮＯ）、Ｓ１１１の処理に進む。

図１０は、実施例２に係る計測用信号品質情報格納処理を説明するフローチャートである。計測用信号品質情報格納処理は、図９のステップ１２１で取得する計測用信号品質情報を格納する処理である。

まず、ＥＣＵ１０Ｂは、計測用信号品質情報格納処理を開始する（Ｓ１３０）。

次いで、ＥＣＵ１０Ｂは、計測用トレーニング信号の通信速度の初期値を設定する（Ｓ１３１）。実施例２では、計測用トレーニング信号の通信速度は、固定値となっている。しかし、例えば、計測用トレーニング信号の通信速度は、運転モードに応じて変更してもよい。

ＥＣＵ１０Ｂは、計測用トレーニング信号を受信する（Ｓ１３２）。

ＥＣＵ１０Ｂは、計測用トレーニング信号を受信が完了したか否かを判定する（Ｓ１３３）。Ｓ１２２の判定結果が偽の場合（Ｓ１３３：ＮＯ）、Ｓ１３２の処理に戻る。Ｓ１２２の判定結果が真の場合（Ｓ１３３：ＹＥＳ）、ステップ１３４に移る。

ＥＣＵ１０Ｂは、受信した計測用トレーニング信号の計測用信号品質情報を格納する（Ｓ１３４）。

こうして、ＥＣＵ１０Ｂは、計測用信号品質情報格納処理を終了する（Ｓ１３５）。

以上説明したように、実施例２によれば、車両の運転モードの変更時のトレーニング信号の送受信処理が通信経路Ｂを介して実行されるため、通信経路Ａでは省略される。したがって、実施例１に比べ、より一層、運転モードに応じて通信速度を変更する際の処理負荷を抑制することができる。

次に、図１１を参照して、実施例３に係る車両制御装置について説明する。

図１１は、実施例３に係る車両制御装置の全体構成を示すブロック図である。

実施例３の車両制御装置１０３は、実施例１の車両制御装置１０の運転モード管理部１５，２５の代わりに、外部データ管理部１６，２６を備えている。外部データ管理部１６，２６は、車両の外部環境を外部データとして管理する。車両の外部環境とは、例えば、温度センサ、湿度センサ、及び雨量センサ等の各種センサが検出した温度、湿度、雨量であってよい。なお、実施例２のブロック図（図６）も、実施例１のブロック図（図１）と同様に置き換えることが可能である。ここでは、置き換えた実施例２のブロック図は省略する。

実施１及び実施例２の車両制御装置１０１，１０２は、信号品質情報を運転モードの変更時に測定した。実施例３の車両制御装置１０３は、外部データ管理部１６，２６による車両の外部環境（温度、湿度、及び雨量等）の変化の検出時に、信号品質を測定するトレーニング信号を送受信して信号品質を測定し、信号品質の差異に応じて通信速度を変更する。外部環境の変化は、例えば、温度が１℃変化した場合、湿度が１％変化した場合、又は雨量が毎時１０ｍｍ変化した場合であってよい。

以上説明したように、実施例３によれば、車両制御装置１０３は、温度等の外部データが変化した場合でも、通信速度を変更することが可能となり、かつ運転モードに応じて通信速度を変更する際の処理負荷を抑制することができる。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した各実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。さらに、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ることが可能であり、さらに、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。さらに、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることが可能である。

１０１，１０２，１０３…車両制御装置、１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，…ＥＣＵ、１１，２１…信号品質測定部、１２，２２…通信速度変更部、１６，２６…外部データ管理部、１１Ｂ，２１Ｂ…計測用信号品質測定部、Ａ，Ｂ…通信経路

Claims

車両を制御する複数の制御部を備える車両制御装置であって、
前記複数の制御部は、
前記複数の制御部間に通信信号の信号品質を測定可能な所定の信号を送受信する信号品質測定部と、
前記通信信号の通信速度を変更する通信速度変更部と、を備え、
前記信号品質測定部は、所定値の温度、湿度、又は雨量の変化の検出時に前記信号品質を測定し、
前記通信速度変更部は、前記信号品質の差異に応じて前記通信速度を変更する車両制御装置。
前記信号品質は、前記通信信号のエラー率又は遅延であり、
前記信号品質の差異は、前記信号品質の基準範囲又は基準値と、前記信号品質測定部が測定した信号品質との差である、
請求項１に記載の車両制御装置。
前記所定の信号の通信速度は、他の通信信号よりも高く設定された、
請求項１又は２に記載の車両制御装置。
前記通信速度変更部は、前記通信速度を徐々に変更する、
請求項１又は２に記載の車両制御装置。