JP7164483B2 - 電子制御装置、制御システム - Google Patents
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Description
本発明の第2の態様による制御システムは、第1センサ情報を出力する第1センサ、第2センサ情報を出力する第2センサ、および前記第1センサおよび前記第2センサと接続される電子制御装置とを含む制御システムであって、前記電子制御装置は、前記第1センサと第1主通信路により接続され、前記第2センサと第2副通信路により接続され、前記第1主通信路および前記第2副通信路の少なくとも一方を用いて情報を受信する第1受信部と、前記第1センサと第1副通信路により接続され、前記第2センサと第2主通信路により接続され、前記第1副通信路および前記第2主通信路の少なくとも一方を用いて情報を受信する第2受信部と、前記第1主通信路、前記第2主通信路、前記第1受信部、および前記第2受信部の少なくとも1つの障害を検出する診断部と、前記診断部が障害を検出した前記第1主通信路、前記第2主通信路、前記第1受信部、および前記第2受信部のいずれかを用いることなく、前記第1センサ情報および前記第2センサ情報の受信が可能なように、前記第1受信部および前記第2受信部の少なくとも一方が情報の受信に用いる通信路を切り替える構成変更部とを備える。
以下、図1~図4を参照して、本発明にかかる電子制御装置であるECUおよび制御システムの第1の実施の形態を説明する。
図1は制御システム1の全体構成図である。制御システム1は、不図示の車両に搭載される。制御システム1は、第1センサ11と、第2センサ12と、ECU2とを備える。
図2はECU2の動作を示すフローチャートである。ECU2は、ECU2の起動後は常に以下の処理を実行する。ECU2はまずステップS601において、診断部34が主通信路4または副通信路5の経路のエラーを検出したか否かを判断する。ECU2は、診断部34が経路のエラーを検出したと判断する場合はステップS602に進み、診断部34が経路のエラーを検出していないと判断する場合はステップS604に進む。
本実施形態での動作例として、第1主通信路41が故障した場合の動作例1-1と、第1受信部21が故障した場合の動作例1-2について、図3~図4を用いて説明する。
図3は、動作例1-1を示す図である。本動作例では、主通信路4のうち、第1主通信路41が故障した場合の動作例を説明する。図3に第1主通信路41の故障発生によるセンサごとの通信経路の変更例を示す。図3の上部は第1主通信路41の故障前におけるデータフローを示し、図3の下部は第1主通信路41の故障後におけるデータフローを示す。図3の上部に示すように、第1センサ11が出力する第1センサ情報は、第1主通信路41、および第1受信部21を経由して第1処理部31に到達する。同じく図3の上部に示すように、第2センサ12が出力する第2センサ情報は、第2主通信路42、および第2受信部22を経由して第2処理部32に到達する。
図4は、動作例1-2を示す図である。本動作例では、主通信路4のうち、第1受信部21が故障した場合の動作例を説明する。図4に第1受信部21の故障発生によるセンサごとの通信経路の変更例を示す。図4の上部は第1受信部21の故障前におけるデータフローを示し、図4の下部は第1受信部21の故障後におけるデータフローを示す。図4の上部は図3の上部と同様なので説明を省略する。
(1)電子制御装置であるECU2は、第1センサ情報を出力する第1センサ11および第2センサ情報を出力する第2センサ12と接続される。ECU2は、第1センサ11と第1主通信路41により接続され、第2センサ12と第2副通信路52により接続され、第1主通信路41および第2副通信路52の少なくとも一方を用いて情報を受信する第1受信部21と、第1センサ11と第1副通信路51により接続され、第2センサ12と第2主通信路42により接続され、第1副通信路51および第2主通信路42の少なくとも一方を用いて情報を受信する第2受信部22と、第1主通信路41、第2主通信路42、第1受信部21、および第2受信部22の少なくとも1つの障害を検出する診断部34と、診断部34が障害を検出した第1主通信路41、第2主通信路42、第1受信部21、および第2受信部22のいずれかを用いることなく、第1センサ情報および第2センサ情報の受信が可能なように、第1受信部21および第2受信部22の少なくとも一方が情報の受信に用いる通信路を切り替える制御部36とを備える。そのため、センサ信号の伝送経路の一部や信号の受信部の一部に異常が生じても、センサ信号の受信を継続できる。具体的には、第1主通信路41、第2主通信路42、第1副通信路51、第2副通信路52、第1受信部21、および第2受信部22のいずれに異常が生じても、第1センサ情報および第2センサ情報の受信を継続できる。
第1受信部21および第2受信部22は共通するハードウエアにより実現されてもよい。たとえば1つの半導体チップと4つのケーブル接続口により第1受信部21および第2受信部22が実現されてもよい。本変形例によれば低コストにECU2を実現できる。ただし本変形例では、同一の半導体チップにより実現されているので、第1受信部21および第2受信部22の一方のみが故障することは想定されない。そのため上述した動作例1-1は本変形例でも実現可能であるが、動作例1-2は本変形例では実現ができない。
車両走行制御部37、診断部34、構成変更部35、および制御部36は、FPGA3により実現されなくてもよい。たとえば車両走行制御部37、診断部34、構成変更部35、および制御部36は、ASIC(application specific integrated circuit、特定用途向け集積回路)により実現されてもよいし、中央演算装置であるCPUがROMに格納されるプログラムをRAMに展開して実行することで実現してもよい。また車両走行制御部37はECU2に含まれなくてもよい。
構成変更部35は、第1主通信路41に障害が検出された際に、第1処理部31および第2処理部32の再構成を行う代わりに次のように信号線を再構成してもよい。ただし本変形例における制御部36の動作は第1の実施の形態と同様である。本変形例では構成変更部35は、第1主通信路41に障害が検出されると、第2受信部22が受信した第1センサ情報が第1処理部31に伝達されるように信号線を再構成し、かつ第1受信部21が受信した第2センサ情報が第2処理部32に伝達されるように信号線を再構成する。
第1センサ11および第2センサ12の少なくとも一方は、常に2つの通信経路にセンサ情報を出力してもよい。この場合には、制御部36は常に2つの通信経路にセンサ情報を出力しているセンサには、動作指令を出力しなくてよい。
第1処理部31、第2処理部32、および構成変更部35がプログラムの実行により実現されてもよい。たとえばECU2がCPU、ROM、およびRAMを備え、ROMに格納されたプログラムをRAMに展開してCPUが実行することにより第1処理部31、第2処理部32、および構成変更部35を実現してもよい。この場合には、第1処理と第2処理のそれぞれがプログラム本体、またはプログラム内の関数に相当する。構成変更部35は、第1受信部21が受信した情報と第2受信部22が受信した情報を、それぞれどちらの関数に入力するかを決定するプログラムまたは関数に相当する。
制御部36は、車両走行制御部37に走行モードを指定可能であってもよい。この場合に制御部36は、診断部34が第1受信部21または第2受信部22に障害を検出すると、車両の走行制御モードを安全性を重視する縮退モードに設定する。なお、診断部34が第1受信部21または第2受信部22に障害を検出することは、構成変更部35によって第1処理部31および第2処理部32のいずれか一方が、第1処理および第2処理の両方を実行するように論理回路を書き換えられことと同義である。
(7)ECU2は車両に搭載され、車両の走行制御モードを設定する制御部36を備える。制御部36は、構成変更部35によって第2処理部32が第1処理および第2処理を実行するようにFPGA3が書き換えられると、車両の走行制御モードを安全性を重視する縮退モードに設定する。第2受信部22だけを使って第1情報と第2情報を受信する場合は、第1受信部21および第2受信部22を使って第1情報と第2情報を受信する場合よりも受信可能なデータ量が減少する可能性がある。そのため得られるセンサ情報のデータ量が減少する可能性に考慮して、車両走行制御部37の走行制御モードを縮退モードに設定することで安全性を向上することができる。
図5~図7を参照して、本発明にかかる電子制御装置であるECUおよび制御システムの第2の実施の形態を説明する。以下の説明では、第1の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第1の実施の形態と同じである。本実施の形態では、主に、3つのセンサの情報を処理する点で、第1の実施の形態と異なる。
本実施形態での動作例として、第1主通信路41が故障した場合の動作例2-1と、第1受信部21が故障した場合の動作例2-2について、図6~図7を用いて説明する。
図6は、動作例2-1を示す図である。本動作例では、主通信路4のうち、第1主通信路41が故障した場合の動作例を説明する。図6にセンサごとの第1主通信路41故障時の通信経路の変更例を示す。図6の上部は第1主通信路41の故障前のデータフローを示し、図6の下部は第1主通信路41の故障後のデータフローを示す。図6の上部に示すように、第1センサ11が出力する第1センサ情報は、第1主通信路41A、および第1受信部21を経由して第1処理部31に到達する。
図7は、動作例2-2を示す図である。本動作例では、主通信路4Aのうち、第1受信部21が故障した場合の動作例を説明する。図7にセンサごとの第1受信部21故障時の主通信路4Aの変更例を示す。図7の上部は第1受信部21の故障前のデータフローを示し、図7の下部は第1受信部21の故障後のデータフローを示す。図7の上部は図6の上部と同様なので説明を省略する。
図8を参照して、本発明にかかる電子制御装置であるECUおよび制御システムの第3の実施の形態を説明する。以下の説明では、第1の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第1の実施の形態と同じである。本実施の形態では、主に、外部からトリガ信号を受けて動作する点で、第1の実施の形態と異なる。
(8)診断部34は、第1副通信路51の障害を検出可能である。制御部36および構成変更部35は、第1構成の場合に診断部34が第1副通信路51に障害を検出すると、第1構成に変更する。制御部36および構成変更部35は、外部からトリガ信号が入力されるたびに第1構成と第2構成とを切り替える。このように定期的に主通信路4と副通信路5の切り替えを実施することにより、主通信路4だけでなく副通信路5も定期的に診断可能となり、故障切り替え時の多重障害を防止し、更なる高信頼化を実現できる。
図9を参照して、本発明にかかる電子制御装置であるECUおよび制御システムの第4の実施の形態を説明する。以下の説明では、第1の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第1の実施の形態と同じである。本実施の形態では、主に、2つの通信路を1つの物理ケーブルで実現する点で、第1の実施の形態と異なる。
2…ECU
3…FPGA
4…主通信路
5…副通信路
6…トリガ信号
10、10A…センサ群
11…第1センサ
12…第2センサ
13…第3センサ
21…第1受信部
22…第2受信部
23…第3受信部
31…第2処理部
31…第1処理部
32…第2処理部
33…第3処理部
34…診断部
35…構成変更部
36…制御部
37…車両走行制御部
41…第1主通信路
42…第2主通信路
43…第3主通信路
51…第1副通信路
52…第2副通信路
71…第1差動ケーブル
72…第2差動ケーブル
Claims (9)
- 第1センサ情報を出力する第1センサおよび第2センサ情報を出力する第2センサと接続される電子制御装置であって、
前記第1センサと第1主通信路により接続され、前記第2センサと第2副通信路により接続され、前記第1主通信路および前記第2副通信路の少なくとも一方を用いて情報を受信する第1受信部と、
前記第1センサと第1副通信路により接続され、前記第2センサと第2主通信路により接続され、前記第1副通信路および前記第2主通信路の少なくとも一方を用いて情報を受信する第2受信部と、
前記第1主通信路、前記第2主通信路、前記第1受信部、および前記第2受信部の少なくとも1つの障害を検出する診断部と、
前記診断部が障害を検出した前記第1主通信路、前記第2主通信路、前記第1受信部、および前記第2受信部のいずれかを用いることなく、前記第1センサ情報および前記第2センサ情報の受信が可能なように、前記第1受信部および前記第2受信部の少なくとも一方が情報の受信に用いる通信路を切り替える制御部とを備える電子制御装置。 - 請求項1に記載の電子制御装置において、
前記診断部は、前記第1主通信路の障害を検出し、
前記制御部は、
前記第1受信部が前記第1センサから前記第1主通信路を介して前記第1センサ情報を受信し、かつ前記第2受信部が前記第2センサから前記第2主通信路を介して前記第2センサ情報を受信している場合において、前記診断部が前記第1主通信路に障害を検出すると、
前記第1受信部が前記第2センサから前記第2副通信路を介して前記第2センサ情報を受信し、かつ前記第2受信部が前記第1センサから前記第1副通信路を介して前記第1センサ情報を受信するように通信路を切り替える電子制御装置。 - 請求項1に記載の電子制御装置において、
前記診断部は、前記第1受信部の障害を検出し、
前記制御部は、
前記第1受信部が前記第1センサから前記第1主通信路を介して前記第1センサ情報を受信し、かつ前記第2受信部が前記第2センサから前記第2主通信路を介して前記第2センサ情報を受信している場合において、前記診断部が前記第1受信部に障害を検出すると、
前記第2受信部が前記第1副通信路および前記第2主通信路を介して前記第1センサ情報および前記第2センサ情報を受信するように通信路を切り替える電子制御装置。 - 請求項1に記載の電子制御装置において、
前記第1受信部が受信した情報を処理する第1処理部と、
前記第2受信部が受信した情報を処理する第2処理部と、をさらに備え、
前記第1処理部および前記第2処理部は書き換え可能な論理回路により実現され、
前記診断部が検出した障害に基づき、前記第1処理部および前記第2処理部の少なくとも一方を書き換える構成変更部をさらに備える電子制御装置。 - 請求項4に記載の電子制御装置において、
前記診断部は、前記第1主通信路の障害を検出可能であり、
前記制御部および前記構成変更部は、第1構成と第2構成とを変更可能であり、
前記第1構成とは、前記第1受信部が前記第1センサから前記第1主通信路を介して前記第1センサ情報を受信し、かつ前記第2受信部が前記第2センサから前記第2主通信路
を介して前記第2センサ情報を受信し、前記第1処理部は前記第1センサ情報を処理する第1処理を実行し、前記第2処理部は前記第2センサ情報を処理する第2処理を実行する構成であり、
前記第2構成とは、前記第1受信部が前記第2センサから前記第2副通信路を介して前記第2センサ情報を受信し、前記第2受信部が前記第1センサから前記第1副通信路を介して前記第1センサ情報を受信し、前記第1処理部は前記第2処理を実行し、前記第2処理部は前記第1処理を実行する構成であり、
前記制御部および前記構成変更部は、前記第1構成の場合に前記診断部が前記第1主通信路に障害を検出すると、前記第2構成に変更する電子制御装置。 - 請求項5に記載の電子制御装置において、
前記診断部は、前記第1副通信路の障害をさらに検出可能であり、
前記制御部および前記構成変更部は、前記第1構成の場合に前記診断部が前記第1副通信路に障害を検出すると、前記第2構成に変更し、
前記制御部および前記構成変更部は、外部からトリガ信号が入力されるたびに、または前記電子制御装置が起動するたびに前記第1構成と前記第2構成とを切り替える電子制御装置。 - 請求項4に記載の電子制御装置において、
前記診断部は、前記第1受信部の障害を検出可能であり、
前記診断部が前記第1受信部の障害を検出する前は、前記第1受信部が前記第1センサから前記第1主通信路を介して前記第1センサ情報を受信し、かつ前記第2受信部が前記第2センサから前記第2主通信路を介して前記第2センサ情報を受信しており、さらに前記第1処理部は前記第1センサ情報を処理する第1処理を実行し、前記第2処理部は前記第2センサ情報を処理する第2処理を実行し、
前記構成変更部は、前記診断部が前記第1受信部に障害を検出すると、
前記第2受信部が前記第1副通信路および前記第2主通信路を介して前記第1センサ情報および前記第2センサ情報を受信するように通信路を切り替え、さらに、
前記第2処理部が前記第1処理および前記第2処理を実行するように前記論理回路を書き換える電子制御装置。 - 請求項7に記載の電子制御装置において、
前記電子制御装置は車両に搭載され、
前記車両の走行制御モードを設定するモード制御部をさらに備え、
前記モード制御部は、前記構成変更部によって前記第2処理部が前記第1処理および前記第2処理を実行するように前記論理回路が書き換えられると、前記車両の走行制御モードを安全性を重視する縮退モードに設定する電子制御装置。 - 第1センサ情報を出力する第1センサ、第2センサ情報を出力する第2センサ、および前記第1センサおよび前記第2センサと接続される電子制御装置とを含む制御システムであって、
前記電子制御装置は、
前記第1センサと第1主通信路により接続され、前記第2センサと第2副通信路により接続され、前記第1主通信路および前記第2副通信路の少なくとも一方を用いて情報を受信する第1受信部と、
前記第1センサと第1副通信路により接続され、前記第2センサと第2主通信路により接続され、前記第1副通信路および前記第2主通信路の少なくとも一方を用いて情報を受信する第2受信部と、
前記第1主通信路、前記第2主通信路、前記第1受信部、および前記第2受信部の少なくとも1つの障害を検出する診断部と、
前記診断部が障害を検出した前記第1主通信路、前記第2主通信路、前記第1受信部、および前記第2受信部のいずれかを用いることなく、前記第1センサ情報および前記第2センサ情報の受信が可能なように、前記第1受信部および前記第2受信部の少なくとも一方が情報の受信に用いる通信路を切り替える構成変更部とを備える制御システム。
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