JP7354601B2

JP7354601B2 - 車載ネットワークシステム

Info

Publication number: JP7354601B2
Application number: JP2019108202A
Authority: JP
Inventors: 芳正黒川; 哲弘山下
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2019-06-10
Filing date: 2019-06-10
Publication date: 2023-10-03
Anticipated expiration: 2039-06-10
Also published as: EP3944563A1; EP3944563A4; US20220332333A1; CN113711543A; JP2020199880A; WO2020250529A1; CN113711543B

Description

ここに開示された技術は、車載用のネットワークシステムに関する技術分野に属する。

特許文献１には、車載機器の機能に応じて複数のドメインに区分けし、ドメイン毎にドメイン制御部を設け、複数のドメイン制御部を統合制御部で制御する技術が開示されている。特許文献１では、例えば、各機器制御部が、単一または複数のＥＣＵで実現されており、それらのＥＣＵが階層型のネットワークにより接続されている。

特開２０１７－０６１２７８号公報

一般的に、ネットワークシステムの一部に障害や異常が発生し、通信経路の一部が途絶する可能性があることが知られている。その場合に、特許文献１のような構成にした場合、統合制御部やドメイン制御部から車載機器を制御するＥＣＵへの通信が阻害される恐れがある。

ここに開示された技術は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするとこは、車載ネットワークの一部が途絶した場合に主要機能が喪失されるのを防ぐことにある。

前記課題を解決するために、ここに開示された技術では、車載ネットワークシステムを対象とし、当該車載ネットワークシステムは、主演算装置と、前記主演算装置から放射状に延びる複数の通信経路と、いずれかの前記通信経路を介して主演算装置に接続された複数の副演算装置とを備え、前記複数の副演算装置は、前記複数の通信経路を介して前記主演算装置に接続された少なくとも１つの第１副演算装置を含み、前記各通信経路では、通信種別に応じた優先順位があらかじめ設定され、前記主演算装置は、前記第１副演算装置と通信する前記通信経路の一部に途絶が確認された場合に、前記通信経路の残部において、前記優先順位が所定の基準よりも低い通信を減らし、当該減らした領域に前記途絶された通信経路での通信のうち前記優先順位が所定の基準よりも高い通信を割り当てる、という構成とした。

この構成によると、主演算装置と第１副演算装置との間を、複数の通信経路を介して接続している。これにより、主演算装置と第１副演算装置とは、１つの通信経路が途絶した場合においても、他の通信経路を介して通信を継続することができる。また、一部の通信経路で途絶された場合に、途絶されていない通信経路（通信経路の残部）において、優先順位が所定の基準よりも低い通信を減らし、減らした領域に主演算装置と第１副演算装置との間で途絶された通信のうち優先順位が所定の基準よりも高い通信を割り当てている。これにより、優先順位が相対的に高い機能、いわゆる「主要機能」が喪失されるのを防ぐことができる。

以上説明したように、ここに開示された技術によると、複数の通信経路を設けるとともに、通信に途絶が発生した場合に通信種別に応じた優先順位に基づいた通信の割り当てをおこなうので、車載ネットワークの一部が途絶した場合に主要機能が喪失されるのを防ぐことができる。

自動車の制御系を示すブロック図車両のフロント部分におけるネットワークの概略構成を示す図通信種別に応じた優先順位の一例を示す図ネットワークシステムの通信量の制御について説明するための図ネットワークシステムの通信量の制御について説明するための図

以下、例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本実施形態に係る車両１０の制御系の構成を概略的に示すブロック図である。車両１０は、アシスト運転及び自動運転ができるように構成されている。

本実施形態において、車両１０は、アシスト運転及び自動運転を可能にするために、センサデバイス２０からの出力や、車外のネットワークから受けた情報に基づいて、車両１０が走行すべき経路を算出するとともに、該経路を追従するための車両１０の運動を決定する主演算装置１００を有する。主演算装置１００は、１つ又は複数のチップで構成されたマイクロプロセッサであって、ＣＰＵやメモリ等を有している。なお、図１においては、本実施形態に係る経路生成機能を発揮するための構成を中心に示しており、主演算装置１００が有する全ての機能を示しているわけではない。

主演算装置１００に情報を出力するセンサデバイス２０は、例えば、（１）車両１０のボディ等に設けられかつ車外環境を撮影する複数のカメラ２１、（２）車両１０のボディ等に設けられかつ車外の物標等を検知する複数のレーダ２２、（３）全地球測位システム（Global Positioning System：ＧＰＳ）を利用して、車両１０の位置（車両位置情報）を検出する位置センサ２３、（４）車速センサ、加速度センサ、ヨーレートセンサ等の車両の挙動を検出するセンサ類の出力から構成され車両１０の状態を取得する車両状態センサ２４、（５）車内カメラ等により構成され、車両１０の乗員の状態を取得する乗員状態センサ２５、（６）運転者の運転操作を検出するための運転操作情報取得部２６、を含む。また、主演算装置１００には、車外のネットワークと接続された車外通信部３０を介して自車両１０の周囲に位置する他車両からの通信情報やナビゲーションシステムからの交通情報が入力される。

各カメラ２１は、車両１０の周囲を水平方向に３６０°撮影できるようにそれぞれ配置されている。各カメラ２１は、生成した画像データを主演算装置１００に出力する。各カメラ２１が取得した画像データは、主演算装置１００以外にも、ＨＭＩ（Human Machine Interface）ユニット７０に入力される。ＨＭＩユニット７０は、取得した画像データに基づく情報を車内のディスプレイ装置等に表示する。

各レーダ２２は、カメラ２１と同様に、検出範囲が車両１０の周囲を水平方向に３６０°広がるようにそれぞれ配置されている。なお、レーダ２２の種類は、特に限定されず、例えば、ミリ波レーダや赤外線レーダを採用することができる。

主演算装置１００は、センサデバイス２０（カメラ２１やレーダ２２等）からの出力や、車外のネットワークから受けた情報に基づいて、車両１０の目標運動を決定し、決定された目標運動を実現するための駆動力、制動力、操舵量を算出し、算出結果をエンジンやブレーキ等を制御するコントロールユニット８０に出力するように構成されている。

主演算装置１００は、車外環境認識部１２０と、候補経路生成部１５１と、車両挙動推定部１５２と、乗員挙動推定部１５３と、経路決定部１５４と、車両運動決定部１５５と、物理量算出部１６０とを有する。

車外環境認識部１２０は、車両１０の目標運動を設定するために、カメラ２１等のセンサデバイス２０からの出力や車外通信部３０からの入力情報を基に車外環境を認識する。例えば、車外環境認識部１２０は、カメラ２１から受信した撮像データや、レーダ２２から受信した反射波のピークリスト等を基に、車外の物体が何であるかを認識する。具体的には、車外環境認識部１２０は、上記の撮像データやピークリスト等によって車外の物体を検知し、主演算装置１００に格納されているデータベース等にある識別情報等を用いて、車外の物体が何であるかを識別する。

さらに、車外環境認識部１２０は、認識された車外の物体情報を基にして、車両１０の周囲の３次元情報と車外環境モデルとを対照することにより、道路および障害物を含む車外環境を認識し、それをマップにする処理を行う。車外環境認識部１２０は、車両周囲の３次元情報に対して、道路や障害物等を認識し、認識された車外の物体情報を基にして、フリースペースすなわち物体が存在しない領域を特定する。ここでの処理には、例えば深層学習によって生成された学習済みモデルである車外環境モデルが利用される。そして、車外環境認識部１２０は、フリースペースを表す２次元のマップを生成するとともに、生成された２次元のマップと物標の測位情報とを結合させて、車両１０の周囲を表す３次元マップを生成する。ここでは、カメラ２１の設置位置および撮像方向の情報、レーダ２２の設置位置および送信方向の情報が用いられる。そして、車外環境認識部１２０は、生成された３次元マップと、車外環境モデルとを対比することによって、道路及び障害物を含む車外環境を認識し、認識結果を候補経路生成部１５１に出力する。なお、深層学習では、例えば、多層ニューラルネットワーク（ＤＮＮ：Deep Neural Network）が用いられる。多層ニューラルネットワークとして、例えば、ＣＮＮ（Convolutional Neural Network）がある。

候補経路生成部１５１は、車外環境認識部１２０で認識された車外環境に応じて車両１０が走行可能な１つ又は複数の候補経路を算出する。具体的に、候補経路生成部１５１では、車外環境認識部１２０の出力、位置センサ２３の出力、及び車外通信部３０を介して外部ネットワーク等から受信された情報等を基にして、車両１０が走行可能な候補経路が生成される。

車両挙動推定部１５２は、車両状態センサ２４からの出力を基にして車両１０の挙動を推定する。具体的に、車両挙動推定部１５２は、車両状態センサ２４からの出力を基に、車両の挙動を示す車両６軸モデルを生成する。車両状態センサ２４は、車両１０の状態を計測するものであり、例えば、車速センサ、加速度センサ、ヨーレートセンサ等の車両１０の挙動を検出するセンサを含む。

乗員挙動推定部１５３は、乗員状態センサ２５からの出力を基にして車両１０の乗員の挙動を推定する。乗員挙動推定部１５３は、乗員状態センサ２５の検出結果から、運転者の健康状態や感情を推定する。乗員状態センサ２５は、例えば、生体情報センサであり、皮膚温センサ、心拍センサ、血流量センサ、発汗センサ等を含む。運転者の健康状態としては、例えば、健康、軽い疲労、体調不良、意識低下等がある。感情としては、例えば、楽しい、普通、退屈、イライラ、不快等がある。

経路決定部１５４は、乗員挙動推定部１５３の出力に基づいて、車両１０が走行すべき経路を決定する。候補経路生成部１５１が生成した経路が１つである場合には、経路決定部１５４は当該経路を車両１０が走行すべき経路とする。候補経路生成部１５１が生成した経路が複数ある場合には、乗員挙動推定部１５３の出力を考慮して、例えば、複数の候補経路のうち乗員（特に運転者）が最も快適と感じる経路、すなわち、障害物を回避するに当たって慎重過ぎるなどの冗長さを運転者に感じさせない経路を選択する。

車両運動決定部１５５は、経路決定部１５４が決定した走行経路に追従して走行するための車両１０の目標運動を決定する。目標運動とは、例えば、走行経路に追従して走行させるための操舵および加減速のことをいう。また、車両運動決定部１５５は、車両６軸モデルを参照して、経路決定部１５４が選択した走行経路について、車体の動きを演算する。

物理量算出部１６０は、目標運動を達成するための駆動力、制動力、操舵量を算出するものであり、駆動力算出部１６１、制動力算出部１６２、及び操舵量算出部１６３で構成されている。駆動力算出部１６１は、目標運動を達成するために、エンジン及びトランスミッション等のパワートレイン装置（図示省略）が生成すべき目標駆動力を算出する。制動力算出部１６２は、目標運動を達成するために、ブレーキ装置（図示省略）が生成すべき目標制動力を算出する。操舵量算出部１６３は、目標運動を達成するために、ステアリング装置（図示省略）が生成すべき目標操舵量を算出する。

さらに、主演算装置１００は、車両運動決定部１５５の出力に基づいて、ランプやドアなどの車両１０のボディ関係のデバイスの動作を設定する周辺機器動作設定部１７０を備える。

主演算装置１００での演算結果は、コントロールユニット８０及びボディ系制御ユニット６０に出力される。

コントロールユニット８０は、パワートレインＥＣＵ８１、ブレーキマイコン８２、ＥＰＡＳマイコン８３で構成される。具体的に、パワートレインＥＣＵ８１には、駆動力算出部１６１が算出した目標駆動力に関する情報が入力される。ブレーキマイコン８２には、制動力算出部１６２が算出した目標制動力に関する情報が入力される。ＥＰＡＳマイコン８３には、操舵量算出部１６３が算出した目標操舵量に関する情報が入力される。ボディ系制御ユニット６０には、周辺機器動作設定部１７０が設定したボディ関係の各デバイスの動作に関する情報が入力される。パワートレインＥＣＵ８１、ブレーキマイコン８２及びＥＰＡＳマイコン８３は、副演算装置の一例である。

具体的な図示は省略するが、パワートレインＥＣＵ８１は、基本的には、目標駆動力を達成するように、インジェクタの燃料噴射時期や点火プラグ点火時期を算出して、これらの走行用デバイスに制御信号を出力する。ブレーキマイコン８２は、基本的には、目標駆動力を達成するように、ブレーキアクチュエータの制御量を算出して、ブレーキアクチュエータに制御信号を出力する。ＥＰＡＳマイコン８３は、基本的には、目標操舵量を達成するように、ＥＰＡＳ装置に供給する電流量を算出して、ＥＰＡＳ装置に制御信号を出力する。

ボディ系制御ユニット６０には、ボディ関係の各デバイスを制御するために、各デバイスにそれぞれ対応するように設けられた、マイコンやマイコンを含む演算装置（以下、総称して演算装置ともいう）が含まれる。本実施形態では、ボディ系制御ユニット６０に含まれる演算装置として、ライトを制御するためのライト制御マイコン６１、フロントガラス用のワイパーを制御するためのワイパー制御マイコン６２、左ドアを制御するための左ドア制御マイコン６３、右ドアを制御するための右ドア制御マイコン６４、車両左側を監視する左監視装置６５、及び、車両右側を監視する右監視装置６６を例示している。ただし、ボディ系制御ユニット６０は、これらに限定されない。ライト制御マイコン６１、ワイパー制御マイコン６２、左ドア制御マイコン６３、右ドア制御マイコン６４、左監視装置６５及び右監視装置６６は、副演算装置の一例である。

図２は、主演算装置１００と、ボディ系制御ユニット６０及びコントロールユニット８０の各演算装置６１～６４，８１～８３との接続例を示している。換言すると、図２は、主演算装置１００、ボディ系制御ユニット６０、及びコントロールユニット８０で構成される車載ネットワークシステムの構成例を示している。

図２に示すように、車載ネットワークシステムでは、主演算装置１００から複数の通信経路Ｒ１～Ｒ４が放射状に延びている。具体的に、図２には、主演算装置１００の端子Ｐ１に通信経路Ｒ１が接続され、端子Ｐ２に通信経路Ｒ２が接続され、端子Ｐ３に通信経路Ｒ３が接続され、端子Ｐ４に通信経路Ｒ４が接続されている例を示している。通信経路Ｒ１～Ｒ４には、例えば、ワイヤーハーネス等が用いられる。なお、ネットワークを構成するためのハブについて、図２での図示及び本実施形態内での説明を省略している。

通信経路Ｒ１には、ブレーキマイコン８２、パワートレインＥＣＵ８１、ＥＰＡＳマイコン８３及びライト制御マイコン６１が接続されている。通信経路Ｒ１は、主演算装置１００とブレーキマイコン８２とを接続する経路Ｒ１１、経路Ｒ１１と分岐点ＤＰ１との間を接続する経路Ｒ１２、分岐点ＤＰ１とライト制御マイコン６１とを接続する経路Ｒ１３、並びに、分岐点ＤＰ１とパワートレインＥＣＵ８１及びＥＰＡＳマイコン８３とを接続する経路Ｒ１４で構成されている。

通信経路Ｒ２には、ブレーキマイコン８２、ＥＰＡＳマイコン８３、パワートレインＥＣＵ８１及びワイパー制御マイコン６２が接続されている。通信経路Ｒ２は、主演算装置１００と分岐点ＤＰ２との間を接続する経路Ｒ２１、分岐点ＤＰ２とブレーキマイコン８２とを接続する経路Ｒ２２、分岐点ＤＰ２とＥＰＡＳマイコン８３とを接続する経路Ｒ２３、経路Ｒ２３とパワートレインＥＣＵ８１とを接続する経路Ｒ２４、並びに、経路Ｒ２４とワイパー制御マイコン６２とを接続する経路Ｒ２５で構成されている。

すなわち、パワートレインＥＣＵ８１、ブレーキマイコン８２及びＥＰＡＳマイコン８３は、通信経路Ｒ１と通信経路Ｒ２の２つの通信経路を介して主演算装置１００に接続されている。パワートレインＥＣＵ８１、ブレーキマイコン８２及びＥＰＡＳマイコン８３は、第１副演算装置の一例である。なお、第１副演算装置（パワートレインＥＣＵ８１、ブレーキマイコン８２、ＥＰＡＳマイコン８３）が、３つ以上の通信経路を介して主演算装置１００に接続されていてもよい。

通信経路Ｒ３には、右ドア制御マイコン６４、右監視装置６６及び左監視装置６５が接続されている。通信経路Ｒ３は、主演算装置１００と右ドア制御マイコン６４とを接続する経路Ｒ３１、経路Ｒ３１と右監視装置６６との間を接続する経路Ｒ３２、及び、経路Ｒ３２と左監視装置６５を接続する経路Ｒ３３で構成されている。

通信経路Ｒ４には、左ドア制御マイコン６３、左監視装置６５及び右監視装置６６が接続されている。通信経路Ｒ４は、主演算装置１００と左ドア制御マイコン６３とを接続する経路Ｒ４１、経路Ｒ４１と左監視装置６５との間を接続する経路Ｒ４２、及び、経路Ｒ４２と右監視装置６６を接続する経路Ｒ４３で構成されている。左監視装置６５及び右監視装置６６は、第１副演算装置の一例である。

パワートレインＥＣＵ８１、ブレーキマイコン８２及びＥＰＡＳマイコン８３は、主演算装置１００を介さない通信経路により相互間が接続され、各走行用デバイスの各制御量に関する情報を互いに共有して、これらを協調させる制御を実行可能に構成されている。

例えば、路面が滑りやすい状態にあるときなどには、車輪が空転しないように、車輪の回転を落とすことが求められる（いわゆるトラクションコントロール）。車輪の空転の抑制には、パワートレインの出力を落としたり、ブレーキ装置の制動力を利用したりする方法があるが、パワートレインＥＣＵ８１とブレーキマイコン８２とが通信可能になっていることにより、パワートレインとブレーキ装置との両方を利用した最適な対応を取ることができる。

また、例えば、車両１０のコーナリングなどは、目標操舵量に応じて、パワートレイン及びブレーキ装置（ＤＳＣ装置を含む）の制御量を微調整することで、ローリングと車両１０の前部が沈み込むピッチングとを同期して発生させてダイアゴナルロール姿勢を生じさせることができる。ダイアゴナルロール姿勢を生じさせることにより、外側の前輪にかかる荷重が増大して、小さな舵角で旋回でき、車両１０にかかる転がり抵抗を小さくすることができる。

なお、前述のとおり、図２の例では、通信経路Ｒ１，Ｒ２の一部を用いて、ブレーキマイコン８２及びＥＰＡＳマイコン８３の相互間を接続するようにしている。このように、使用する通信経路を共用化することで、配線数及び配線領域を削減することができる。ただし、図２のような構成に限定されるものではなく、パワートレインＥＣＵ８１、ブレーキマイコン８２及びＥＰＡＳマイコン８３の相互間の接続を、それぞれを専用通信線で接続するようにしてもよい。これにより、パワートレインＥＣＵ８１、ブレーキマイコン８２及びＥＰＡＳマイコン８３の相互間通信について、他の通信からの影響を受けないようにすることができる。

図３に示すように、ネットワークシステムでは、主演算装置１００と各演算装置６１～６６，８１～８３との間の通信、及び各演算装置６１～６６，８１～８３同士の間の通信において、通信種別に応じた優先順位があらかじめ設定されている。優先順位は、例えば、通信内容の重要度、例えば、間引きした場合の影響度、安全性への寄与度、情報がなくてもリカバリー可能か否か等の基準に基づいて設定されている。より具体的に、例えば、制御種別による優先順位は、高いものから順に、走行制御、ＡＤＡＳ（Advanced driver-assistance systems：走行支援機能）関連の制御、ワイパーやライト等のボディ関連の制御、オーディオ等のエンターテイメント機器制御が設定される。走行制御の中では、制動制御（車両の停止動作）の優先順位が最も高く、次に、操舵制御（車両が曲がる動作）や駆動制御（車両の走行動作）の優先順位が高く設定される。ＡＤＡＳ関連の制御の中では、自動ブレーキ等の制動に関する制御の優先順位が最も高く、次に、操舵に関する制御や駆動に関する制御の優先順位が高く設定される。また、センサデバイス２０の優先順位に関し、車両１０の制御性能に影響が高い方のセンサデバイス２０の通信の優先順位が高く設定される。例えば、ＡＤＡＳ関連の制御が、カメラ２１とレーダ２２の両方をコラボレーションさせて性能が発揮できるように構成され、一方の通信が停止しても性能が得られるようになっている場合に、カメラ２１とレーダ２２のうち、性能低下の度合いが高いセンサとの通信の優先順位が高く設定される。

なお、図３では、優先度が高い方から順に、「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」の符号が付されているものとする。以下の説明において、説明の便宜上、各演算装置６１～６６，８１～８３を総称して、単に「副演算装置」と呼ぶ場合がある。また、２つの通信経路Ｒ１，Ｒ２を介して主演算装置１００に接続されているパワートレインＥＣＵ８１、ブレーキマイコン８２及びＥＰＡＳマイコン８３の総称として、「副演算装置」と区別して「第１副演算装置」と呼ぶ場合がある。すなわち、副演算装置には、第１副演算装置のように複数の通信経路を介して主演算装置１００に接続されている演算装置と、単一の通信経路に接続される演算装置との両方が含まれていてもよい。

例えば、図３において、Ｗ１の行には、主演算装置１００とパワートレインＥＣＵ８１との間の通信のうち、通信種別が「走行制御」についての優先順位が記載されている。「走行制御」とは、例えば、駆動力、制動力、操舵量のように、車両１０の走行に関わる制御である。「走行制御」は、車両１０の「主要機能」であり、制御の中でも優先度が非常に高いため、優先順位が「Ａ」に設定されている。

同様にして、主演算装置１００とブレーキマイコン８２との間の「走行制御」の通信（Ｗ２の行参照）、パワートレインＥＣＵ８１とブレーキマイコン８２との間の「走行制御」の通信（Ｗ３の行参照）、及び主演算装置１００とＥＰＡＳマイコン８３との間の「走行制御」の通信（Ｗ６の行参照）について、通信の重要度を示す優先順位が「Ａ」に設定されている。

一方で、ボディ系の制御、例えば、主演算装置１００とワイパー制御マイコン６２との間の「ワイパー制御」の通信は、「走行制御」と比較すると、優先順位が低いため、優先順位が「Ｃ」に設定されている（Ｗ５の行参照）。同様に、ボディ系の制御である、主演算装置１００とライト制御マイコン６１との間の「ライト制御」の通信は、「走行制御」と比較すると、優先順位が低く設定されている（Ｗ４の行参照）。ただし、夜間の走行時における「ライト制御」は、「ワイパー制御」と比較すると、安全性の観点から優先順位が高い。そこで、「ライト制御」のうち、夜間の優先順位が「ワイパー制御」の「Ｃ」よりも高い「Ｂ」に設定され、昼間の優先順位が「ワイパー制御」と同じ「Ｃ」に設定されている。このように、同一の通信種別に対して、走行シーンや走行条件等に応じて複数の優先順位が設定されていてもよい。

また、前述のとおり、主演算装置１００と第１副演算装置との間は、２つの通信経路Ｒ１，Ｒ２を介して互いに接続されている。そこで、図３に示すように、第１副演算装置については、２つの通信経路Ｒ１，Ｒ２のうち、どの通信経路をメインの通信経路として使用するかをあらかじめ定めるようにしてもよい。図３では、主として使用する通信経路を「メインルート」と記載し、どこかの通信経路で途絶が生じた場合等に使用するサブの通信経路を「サブルート」と記載している。

優先順位は、例えば、演算装置１００の記憶部（図示省略）に格納されている。優先順位の格納形態は、特に限定されないが、例えば、図３のようなテーブルとして格納されている。なお、優先順位（例えば、テーブル）の格納場所は、演算装置１００の記憶部に限定されない、例えば、ネットワークを構成するために設けられているハブ（図示省略）が参照できるようにするために、演算装置１００に加えてまたは代えて、各ハブに優先順位が記憶されていてもよい。

（通信量の制御１）
次に、図４を参照しつつ、ネットワークシステムの通信量の制御について説明する。図４の上段は、図２に示す放射状のネットワークシステムにおいて、通信の途絶が発生していない状態における通信量の一例を示す図であり、下段は、通信経路Ｒ２１で通信の途絶が発生した場合（図２の「×印」参照）における通信量の一例を示す図である。なお、図４では、矢印の長さが通信量に対応しているものとする。また、パワートレインＥＣＵ８１、ブレーキマイコン８２及びＥＰＡＳマイコン８３の相互間通信は、停止されているものとする。すなわち、図３のＷ３の行の通信は、行われていないものとする。また、図４及び後述する図５において、Ｗ１～Ｗ６は、図３のＷ１～Ｗ６の行の通信内容に対応しているものとし、説明の便宜上、通信データにも図３の行を示す符号と同じ符号を付すものとする。

図４上段に示すように、通信量の途絶がない場合、通信経路Ｒ１には、主演算装置１００とブレーキマイコン８２との間の通信データＷ２、及び主演算装置１００とライト制御マイコン６１との間の通信データＷ４が伝送されている。通信経路Ｒ２では、主演算装置１００とＥＰＡＳマイコン８３との間の通信データＷ６、主演算装置１００とパワートレインＥＣＵ８１との間の通信データＷ１、及び主演算装置１００とワイパー制御マイコン６２との間の通信データＷ５が伝送されている。

図４下段に示すように、通信経路Ｒ２１で通信の途絶が発生した場合、主演算装置１００は、通信経路Ｒ１において、優先順位に基づいて、ライト制御マイコン６１との間の通信（通信データＷ４）を停止する。さらに、主演算装置１００は、通信経路Ｒ１において、ブレーキマイコン８２との間の通信量（通信データＷ２）を減少させて、空いている通信帯域を広げている。さらに、主演算装置１００は、途絶された通信経路Ｒ２を介して通信されていた、主演算装置１００とパワートレインＥＣＵ８１との間の通信データＷ１、及び主演算装置１００とＥＰＡＳマイコン８３との間の通信データＷ６を、別の通信経路である、通信経路Ｒ１を介して伝送している。また、主演算装置１００とワイパー制御マイコン６２との間の通信データＷ５は、優先順位に基づいて停止させている。

これにより、車載ネットワークの一部が途絶した場合に主要機能である、「走行制御」の機能が喪失されるのを防ぐことができる。なお、通信の途絶が発生した場合（図４下段の場合）に、優先順位等に応じて、通信データＷ１や通信データＷ６の通信量を減少させるようにしてもよい。

（通信量の制御２）
次に、図５を参照しつつ、ネットワークシステムの通信量の他の制御について説明する。図５では、図４と同様に、上段に通信の途絶がない状態における通信量の一例を示し、下段に通信経路Ｒ２１で通信の途絶が発生した場合（図２の「×印」参照）における通信量の一例を示している。また、図４の場合とは異なり、図面上段において、主演算装置１００とライト制御マイコン６１との間の通信（図３のＷ４に相当）が停止され、パワートレインＥＣＵ８１とブレーキマイコン８２との間の通信（図３のＷ３に相当）が行われているものとする。

図５上段に示すように、通信量の途絶がない場合に、通信経路Ｒ１において、通信経路Ｒ１１には、主演算装置１００とブレーキマイコン８２との間の通信データＷ２が伝送されている。また、通信経路Ｒ１２及びＲ１４には、パワートレインＥＣＵ８１とブレーキマイコン８２との間の通信データＷ３が伝送されている。

同様に、通信量の途絶がない場合に、通信経路Ｒ２において、通信経路Ｒ２１及びＲ２３には、主演算装置１００とＥＰＡＳマイコン８３との間の通信データＷ６、主演算装置１００とパワートレインＥＣＵ８１との間の通信データＷ１、及び主演算装置１００とワイパー制御マイコン６２との間の通信データＷ５が伝送されている。また、通信経路Ｒ２４には、通信データＷ１及び通信データＷ５が伝送され、通信経路Ｒ２５には、通信データＷ５が伝送されている。

図５下段に示すように、通信経路Ｒ２１で通信の途絶が発生した場合に、主演算装置１００は、パワートレインＥＣＵ８１とブレーキマイコン８２との間の通信を停止させる。さらに、主演算装置１００は、主演算装置１００とブレーキマイコン８２との間の通信量を減少させて、空いている通信帯域を広げている。さらに、主演算装置１００は、途絶された通信経路Ｒ２１を介して通信されていた、主演算装置１００とパワートレインＥＣＵ８１との間の通信データＷ１、及び主演算装置１００とＥＰＡＳマイコン８３との間の通信データＷ６を、別の通信経路である、通信経路Ｒ１を介して伝送している。これにより、車載ネットワークの一部が途絶した場合に主要機能である、「走行制御」の機能が喪失されるのを防ぐことができる。また、主演算装置１００とワイパー制御マイコン６２との間の通信データＷ５は、優先順位に基づいて停止させている。

さらに、主演算装置１００は、通信経路Ｒ２のうち、途絶されていない通信経路である通信経路Ｒ２２，Ｒ２３，Ｒ２４を用いて、パワートレインＥＣＵ８１及びブレーキマイコン８２に、通信経路Ｒ１２及びＲ１４を介して行っていた両者間の通信を行わせている。これにより、車載ネットワークの一部が途絶した場合に主要機能である、「走行制御」の機能が喪失されるのを防ぐことができる。さらに、通信経路Ｒ２の中で、通信経路Ｒ１の通信を代替できる通信経路がある場合に、そちらの通信経路を活用することにより、通信量の低減を抑制することができる。

以上をまとめると、本実施形態に係る車載ネットワークシステムは、主演算装置１００と、主演算装置１００から放射状に延びる複数の通信経路Ｒ１～Ｒ４と、いずれかの通信経路を介して主演算装置１００に接続された複数の副演算装置６１～６６，８１～８３とを備える。複数の副演算装置６１～６６，８１～８３は、複数の通信経路Ｒ１～Ｒ４を介して主演算装置１００に接続された第１副演算装置６５，６６，８１～８３を含む。各通信経路Ｒ１～Ｒ４では、通信種別に応じた優先順位があらかじめ設定されている。主演算装置１００は、第１副演算装置６５，６６，８１～８３と通信する通信経路Ｒ１～Ｒ４の一部に途絶が確認された場合に、通信経路Ｒ１～Ｒ４の残部において、優先順位が所定の基準よりも低い通信を減らし、減らした領域に第１副演算装置との通信のうち優先順位が所定の基準よりも高い通信を割り当てるように構成されている。

このように、主演算装置１００と、第１副演算装置６５，６６，８１～８３との間を、少なくとも２つの通信経路Ｒ１～Ｒ４を介して互いに接続するようにしているので、１つの通信経路が途絶した場合においても、他の通信経路を介して通信することができる。また、一部の通信経路で途絶が確認された場合に、途絶されていない通信経路（通信経路の残部）において、通信種別に応じた優先順位にしたがって通信量を調整するようにしている、すなわち、優先順位が所定の基準よりも低い通信を減らし、減らした領域に主演算装置と第１副演算装置との通信のうち優先順位が所定の基準よりも高い通信を割り当てている。これにより、主要機能（上記実施形態では「走行制御」の機能）が喪失されるのを防ぐことができる。

なお、「所定の基準」をどのように設定するかは特に限定されないが、例えば、「所定の基準」として、安全な走行を継続する上で必要な要素か否か、というように、安全性、走行性能等の必要機能を実現するのに必要な情報か否かを所定の基準としてもよい。特に、例えば、所定の基準として、走行制御の中でも、走行中の車両１０が止まるのに必要な機能か否かが主要な基準となる。

また、所定の基準よりも低い通信を減らす方法は、特に限定されないが、例えば、所定の基準や優先順位に応じて、通信周期を遅くしたり、１単位通信あたりの通信量を減らしたり、通信の間引きを行ったり、間引き率を従前よりも高める等を行うことで、通信量を減らすことができる。

なお、上記の実施形態において、互いに異なる通信経路Ｒ１～Ｒ４同士を接続する接続経路を設けるようにしてもよい。図示は省略するが、例えば、図２において、通信経路Ｒ１の経路Ｒ１３と、通信経路Ｒ２の経路Ｒ２５とを接続する接続経路を設けるようにしてもよい。また、例えば、図２において、通信経路Ｒ３３の経路Ｒ３３と、通信経路Ｒ４の経路Ｒ４３とを接続する接続経路を設けるようにしてもよい。このような接続経路を設けることで、副演算装置のうちの第１副演算装置の数を増やすことができる。また、主演算装置と第１副演算装置との間を接続する互いに異なる通信経路の数を増やすことができる。

ここに開示された技術は、車載用のネットワークシステムとして有用である。

１００主演算装置
６１ライト制御マイコン（副演算装置）
６２ワイパー制御マイコン（副演算装置）
６３左ドア制御マイコン（副演算装置）
６４右ドア制御マイコン（制御装置）
６５左監視装置（第１副演算装置）
６６右監視装置（第１副演算装置）
８１パワートレインＥＣＵ（第１副演算装置）
８２ブレーキマイコン（第１副演算装置）
８３ＥＰＡＳマイコン（第１副演算装置）
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４通信経路

Claims

車両走行に係る演算を行う主演算装置と、
前記主演算装置から車体の各所に向けて別々に延びる複数の通信経路と、
前記通信経路上に設けられ、それぞれに制御対象となる車載機器を制御する複数の副演算装置と、を含んでなる車載ネットワークシステムであって、
前記通信経路を伝送される通信データの種類に応じて通信の優先順位が記憶された記憶デバイスを有し、
少なくとも一の前記副演算装置は、前記複数の通信経路のうちの互いに異なる通信経路の両方を介して前記主演算装置に接続され、
前記主演算装置は、前記一の副演算装置に接続された一の通信経路が途絶した場合に、他の通信経路における通信を継続するにあたり、前記優先順位が所定の基準よりも低い通信データの通信量を減らし、当該減らした領域に前記途絶された通信経路で通信される通信データのうち前記優先順位が所定の基準よりも高い通信を割り当てるように構成され、
前記主演算装置から離れた位置において、前記一の副演算装置に接続された前記互いに異なる通信経路同士を接続する接続経路をさらに備える
ことを特徴とする車載ネットワークシステム。
請求項１の車載ネットワークシステムにおいて、
前記一の副演算装置は、パワートレイン装置、ブレーキ装置及び電動パワーステアリング装置を含む走行制御に係る車載機器のうち少なくとも１つを制御する副演算装置である
ことを特徴とする車載ネットワークシステム。
請求項１または２に記載の車載ネットワークシステムにおいて、
前記複数の副演算装置は、単一の前記通信経路を介して前記主演算装置に接続され、ボディ関係のデバイスを制御する、前記一の副演算装置と異なる他の副演算装置を含む
ことを特徴とする車載ネットワークシステム。