JP7484687B2 - 車載ネットワークシステム - Google Patents

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Description

本発明は、車載ネットワークシステムに関する。
下記特許文献1には、パーシャルネットワークに適用されたバスに複数のECUが接続された車載ネットワークシステムが開示されている。
この車載ネットワークシステムは、一部のECUのみをノーマル状態(ウェイクアップ状態)からスリープ状態へ移行可能である。ECUがスリープ状態になると、ノーマル状態のときよりECUの消費電力が小さくなる。
国際公開第2020/125939号公報
ノーマル状態にあるECUは、所定の待機時間が経過した後にスリープ状態へ移行する。従って、ECUに設定する待機時間の長さを工夫することにより、ECUの消費電力を小さくすることが可能である。上記特許文献1の技術では、ECUの待機時間に関して改善の余地がある。
本発明は上記事実を考慮し、パーシャルネットワークに適用されるバスに接続された複数のECUの消費電力を小さくすることが可能な車載ネットワークシステムを得ることを目的とする。
請求項1に記載の車載ネットワークシステムは、車両に搭載され且つパーシャルネットワークに適用されるバスに接続され、ノーマル状態と、前記ノーマル状態にあるときより消費電力が少ないスリープ状態と、の間で移行可能な複数のECUと、前記各ECUへNMメッセージを送信可能であり、前記スリープ状態にある前記ECUに前記NMメッセージを受信させることにより前記ノーマル状態へ移行させるメッセージ送信部と、前記各ECUに少なくとも1つの待機時間を付与し、且つ、少なくとも1つの前記ECUに付与する前記待機時間を他の前記ECUに付与する前記待機時間とは異ならせる待機時間付与部と、前記ECUが1つの前記NMメッセージを送信又は受信したときに1つの前記待機時間の計測を開始し、前記待機時間が経過したか否かを判定する判定部と、全ての前記待機時間が経過したと前記判定部によって判定された前記ECUを、前記スリープ状態に移行させる状態切替部と、を備え、複数の前記ECUが含まれるクラスタが前記バスに複数設けられ、前記各ECUが、それぞれ1つの前記クラスタにのみ含まれ、全ての前記ECUが、前記バスにおける通信状態、前記ECUの状態及び前記ECUに接続された接続装置の状態の少なくとも1つに基づいて、前記クラスタ毎に前記待機時間を設定する、前記待機時間付与部である待機時間設定部と、自身が含まれる前記クラスタにおいて自身とは別の前記ECUへ、前記NMメッセージを送信可能な前記メッセージ送信部と、前記別のECUから前記NMメッセージを受信可能なメッセージ受信部と、前記メッセージ送信部が前記NMメッセージを送信した送信時刻と、前記メッセージ受信部が前記NMメッセージを受信した受信時刻の一方であり且つ他方より後の時刻である最新送受信時刻から、自身が含まれる前記クラスタの前記待機時間が経過したか否かを判定する前記判定部と、前記待機時間が経過したと前記判定部が判定したときに、自身が設けられた前記ECUを前記スリープ状態に移行させる前記状態切替部と、を有する
請求項1に記載の車載ネットワークシステムは、各ECUに少なくとも1つの待機時間を付与する待機時間付与部を有する。さらに車載ネットワークシステムは、ECUが1つのNMメッセージを送信又は受信したときに1つの待機時間の計測を開始し、待機時間が経過したか否かを判定する判定部を有する。さらに車載ネットワークシステムは、判定部によって全ての待機時間が経過したと判定されたECUをスリープ状態に移行させる状態切替部を有する。従って、所定時刻においてNMメッセージを送信又は受信したノーマル状態にあるECUは、所定時刻から待機時間が経過したときにスリープ状態へ移行する。
さらに、待機時間付与部は、少なくとも1つのECUに付与する待機時間を他のECUに付与する待機時間とは異ならせる。そのため、各ECUに適切な待機時間を付与することが可能である。そして、各ECUに適切な待機時間を付与することにより、バスに接続された複数のECUの消費電力を小さくできる。
請求項1に記載の発明では、待機時間設定部が、バスにおける通信状態、ECUの状態及びECUに接続された接続装置の状態の少なくとも1つに基づいて、クラスタ毎に待機時間を設定する。さらに、各ECUの判定部は、送信時刻と受信時刻の一方であり且つ他方より後の時刻である最新送受信時刻から、自身が含まれるクラスタの待機時間が経過したか否かを判定する。そして判定部が、待機時間が経過したと判定したときに、状態切替部がECUをスリープ状態に移行させる。車載ネットワークシステムの状態に応じてクラスタ毎に待機時間が設定されるので、バスに接続された複数のECUの消費電力を小さくできる。さらに1つのクラスタに含まれる全てのECUが同時にスリープ状態に移行する。そのため、1つのクラスタに含まれる各ECUのスリープ開始時刻の差が大きなることに起因するクラスタにおける不具合の発生が防止される。
請求項2に記載の発明に係る車載ネットワークシステムは、車両に搭載され且つパーシャルネットワークに適用されるバスに接続され、ノーマル状態と、前記ノーマル状態にあるときより消費電力が少ないスリープ状態と、の間で移行可能な複数のECUと、
前記各ECUへNMメッセージを送信可能であり、前記スリープ状態にある前記ECUに前記NMメッセージを受信させることにより前記ノーマル状態へ移行させるメッセージ送信部と、前記各ECUに少なくとも1つの待機時間を付与し、且つ、少なくとも1つの前記ECUに付与する前記待機時間を他の前記ECUに付与する前記待機時間とは異ならせる待機時間付与部と、前記ECUが1つの前記NMメッセージを送信又は受信したときに1つの前記待機時間の計測を開始し、前記待機時間が経過したか否かを判定する判定部と、全ての前記待機時間が経過したと前記判定部によって判定された前記ECUを、前記スリープ状態に移行させる状態切替部と、を備え、複数の前記ECUが含まれるクラスタが前記バスに複数設けられ、少なくとも1つの前記ECUが複数の前記クラスタに含まれ、全ての前記ECUが、前記バスにおける通信状態、前記ECUの状態及び前記ECUに接続された接続装置の状態の少なくとも1つに基づいて、前記クラスタ毎に前記待機時間を設定する、前記待機時間付与部である待機時間設定部と、自身が含まれる前記クラスタにおいて自身とは別の前記ECUへ、前記NMメッセージを送信可能な前記メッセージ送信部と、前記別のECUから前記NMメッセージを受信可能なメッセージ受信部と、自身が含まれる全ての前記クラスタにおいて、前記メッセージ送信部が前記NMメッセージを送信した送信時刻と、前記メッセージ受信部が前記NMメッセージを受信した受信時刻の一方であり且つ他方より後の時刻である最新送受信時刻から前記待機時間が経過したか否かを判定する前記判定部と、自身が含まれる全ての前記クラスタの前記待機時間が経過したと前記判定部が判定したときに、自身が設けられた前記ECUを前記スリープ状態に移行させる前記状態切替部と、を有する
請求項2に記載の発明では、待機時間設定部が、バスにおける通信状態、ECUの状態及びECUに接続された接続装置の状態の少なくとも1つに基づいて、クラスタ毎に待機時間を設定する。さらに、各ECUの判定部は、自身が含まれる全てのクラスタにおいて、送信時刻と受信時刻の一方であり且つ他方より後の時刻である最新送受信時刻から待機時間が経過したか否かを判定する。そして判定部が、自身が含まれる全てのクラスタの待機時間が経過したと判定したときに、状態切替部がECUをスリープ状態に移行させる。車載ネットワークシステムの状態に応じてクラスタ毎に待機時間が設定されるので、バスに接続された複数のECUの消費電力を小さくできる。
請求項3に記載の発明に係る車載ネットワークシステムは、請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記待機時間設定部が、前記NMメッセージに前記待機時間に関する情報を付加し、前記ECUは、前記NMメッセージを送信又は受信したときに前記NMメッセージに付加された前記待機時間を認識する。
請求項3に記載の発明では、各ECUは、待機時間に関する情報が付加されたNMメッセージを送信又は受信するときに待機時間を認識する。従って、1つのクラスタに所属する全てのECUが、当該クラスタの待機時間を認識できる。
請求項4に記載の発明に係る車載ネットワークシステムは、請求項1~3の何れか1項に記載の発明において、前記待機時間設定部が、前記車両の走行、制動及び操舵の少なくとも1つとの関連性を有する前記ECU及び前記接続装置の少なくとも1つに異常があると判定されたときに、所定の前記クラスタに設定する前記待機時間を、異常がないと判定されたときより長くする。
請求項4に記載の発明では、所定のクラスタに設定される待機時間は、車両の走行、制動及び操舵の少なくとも1つとの関連性を有するECU及び接続装置の少なくとも1つに異常があるときに、異常がないと判定されたときより長くなる。そのため、このようなECU及び接続装置に異常がある場合に、これらの異常状態を長い時間(待機時間)を掛けて正確に判定した上で、その後の制御を実行できる。
請求項5に記載の発明に係る車載ネットワークシステムは、請求項1~3の何れか1項に記載の発明において、前記車両が他車両との車車間通信によって取得可能なデータと同じ種類のデータを取得可能なデータ取得装置を備え、前記待機時間設定部が、前記データ取得装置に接続された前記ECUが含まれる前記クラスタに設定する前記待機時間を、前記車車間通信が行われているときに、前記車車間通信を行われていないときより短くする。
車両が他車両と車車間通信を開始してから、車車間通信によって所定のデータを取得するまでの時間は短い。さらに、車両と他車両とが車車間通信を実行可能な時間は短時間の可能性がある。そのため、当該データと同じ種類のデータを取得可能なデータ取得装置が取得したデータの代わりに、車車間通信を介して取得した当該データを用いて制御を行う場合は、データ取得装置に接続されたECUを素早くスリープさせるのが好ましい。請求項5に記載の発明では、当該データ取得装置に接続されたECUが含まれるクラスタに設定される待機時間が、車車間通信が行われているときに、車車間通信を行われていないときより短くなる。従って、データ取得装置に接続されたECUを素早くスリープさせることが可能である。
以上説明したように、本発明に係る車載ネットワークシステムは、パーシャルネットワークに適用されるバスに接続された複数のECUの消費電力を小さくすることが可能である、という優れた効果を有する。
第1実施形態に係る車載ネットワークシステムを備える車両の模式図である。 図1に示される車載ネットワークシステムのECUの制御ブロック図である。 図2に示されるECUの機能ブロック図である。 図2に示されるECUが生成するNMメッセージを示す図である。 図1に示される第1ECUのROMに記録された一次元マップを示す図である。 図1に示される第2ECUのROMに記録された一次元マップを示す図である。 図1に示される第3ECUのROMに記録された一次元マップを示す図である。 図1に示される第4ECUのROMに記録された一次元マップを示す図である。 図1に示される車載ネットワークシステムが実行する動作を表すシーケンス図である。 図2に示されるECUが行う処理を示すフローチャートである。 図2に示されるECUが行う処理を示すフローチャートである。 図2に示されるECUが行う処理を示すフローチャートである。 比較例の車載ネットワークシステムが実行する動作を表すシーケンス図である。 第2実施形態に係る車載ネットワークシステムが実行する動作を表すシーケンス図である。 第2実施形態に係るECUが生成するNMメッセージを示す図である。 第2実施形態に係るECUが行う処理を示すフローチャートである。 第2実施形態に係るECUの機能ブロック図である。 第1変形例に係る車載ネットワークシステムを備える車両の模式図である。 第2変形例に係る車載ネットワークシステムを備える車両の模式図である。
<第1実施形態>
以下、本発明に係る車載ネットワークシステム10の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は、実施形態の車載ネットワークシステム10を備える車両12を示している。車載ネットワークシステム10は、第1バス14A、第2バス14B、ECU14X、ゲートウェイ15、第1ECU(Electronic Control Unit)16、第2ECU17、第3ECU18及び第4ECU19を有する。ゲートウェイ15は、第1ECU16、第2ECU17、第3ECU18及び第4ECU19と第1バス14Aにより接続されている。ゲートウェイ15に接続された第2バス14Bに1つ又は複数のECU14Xが接続されている。第1バス14A、第1ECU16、第2ECU17、第3ECU18及び第4ECU19を有するネットワークはCAN(Controller Area Network)であり、且つ、パーシャルネットワークマネジメント(PNM: Partial Network Management)に適用されている。第1ECU16、第2ECU17、第3ECU18及び第4ECU19はAUTOSAR仕様に準拠したNM対応ECUである。なお、以下の説明では、第1ECU16、第2ECU17、第3ECU18及び第4ECU19を「NM対応ECU」と総称することがある。第2バス14B及びECU14Xを有するネットワークは、例えば、CAN、Ethernet(登録商標)又はFlex Ray(登録商標)である。第1ECU16、第2ECU17、第3ECU18、第4ECU19及びECU14Xは、第1バス14A、ゲートウェイ15及び第2バス14Bを介して、様々な情報を互いに送受信可能である。
図1に示されるように、本実施形態の第1ECU16に無線通信装置20が接続されている。無線通信装置20は、無線通信により取得した情報を、所定周期で第1ECU16へ送信する。例えば、無線通信装置20は、他車両40(図1参照)と無線通信可能である。例えば、車両12の乗員がディスプレイ(図示省略)のタッチパネルを操作すると、無線通信装置20は他車両40の無線通信装置と無線通信を実行する。
第2ECU17にカメラ21が接続されている。カメラ21は、車両12の周辺(外部)に位置する被写体を撮像する周辺カメラ及び車内の被写体を撮像する車内カメラを具備する。各カメラ21は、取得した撮像データを所定周期で第2ECU17へ送信する。
第3ECU18にGPS受信機22が接続されている。GPS受信機22は、人工衛星から送信されたGPS信号に基づき車両12が走行している地点の位置情報(緯度、経度等)を所定周期で取得し、取得した位置情報を所定周期で第3ECU18へ送信する
第4ECU19に車輪速センサ23が接続されている。車輪速センサ23は取得した車輪速に関する情報を所定周期で第4ECU19へ送信する。
第1ECU16、第2ECU17、第3ECU18及び第4ECU19は、ノーマル状態と、ノーマル状態にあるときより消費電力が少ないスリープ状態と、に移行可能である。図1に示されるように、第1ECU16及び第2ECU17がAクラスタ10Aを形成し、第2ECU17及び第3ECU18がBクラスタ10Bを形成し、第3ECU18及び第4ECU19がCクラスタ10Cを形成している。
図2に示されるように、第1ECU16は、CPU(Central Processing Unit:プロセッサ)16A、ROM(Read Only Memory)16B、RAM(Random Access Memory)16C、ストレージ16D、通信I/F(Inter Face)16E及び入出力I/F16Fを含んで構成されている。CPU16A、ROM16B、RAM16C、ストレージ16D、通信I/F16E及び入出力I/F16Fは、バス16Zを介して相互に通信可能に接続されている。第1ECU16は、タイマー(図示省略)から時刻に関する情報を取得可能である。なお、図示は省略されているが、ゲートウェイ15、第2ECU17、第3ECU18、第4ECU19及びECU14Xのハードウェア構成は第1ECU16と同じである。
CPU16Aは、中央演算処理ユニットであり、各種プログラムを実行したり、各部を制御したりする。すなわち、CPU16Aは、ROM16B又はストレージ16Dからプログラムを読み出し、RAM16Cを作業領域としてプログラムを実行する。CPU16Aは、ROM16B又はストレージ16Dに記録されているプログラムに従って、各構成の制御及び各種の演算処理を行う。
ROM16Bは、各種プログラム及び各種データを格納する。RAM16Cは、作業領域として一時的にプログラム又はデータを記憶する。ストレージ16Dは、HDD(Hard Disk Drive)又はSSD(Solid State Drive)等の記憶装置により構成され、各種プログラム及び各種データを格納する。通信I/F16Eは、第1ECU16が他の機器と通信するためのインタフェースである。通信I/F16Eは第1バス14Aに接続される。入出力I/F16Fは、車両12に搭載される各装置と通信するためのインタフェースである。例えば、入出力I/F16Fには無線通信装置20が接続されている。
図3には、第1ECU16の機能構成の一例がブロック図で示されている。第1ECU16は、機能構成として、メッセージ生成部161、メッセージ送信部162、メッセージ受信部163、判定部164、状態切替部165及び状態判定部166を有する。メッセージ生成部161、メッセージ送信部162、メッセージ受信部163、判定部164、状態切替部165及び状態判定部166は、CPU16AがROM16Bに記憶されたプログラムを読み出し、実行することにより実現される。なお、第2ECU17、第3ECU18及び第4ECU19も、機能構成として、メッセージ生成部161、メッセージ送信部162、メッセージ受信部163、判定部164、状態切替部165及び状態判定部166を有する。
メッセージ生成部161は、図4に示されるNMメッセージ27(ネットワークマネジメントメッセージ)を生成する。NMメッセージ27には、NMメッセージ27を受信するNM対応ECUのIDに関する情報が付されている。本実施形態では、第1ECU16のIDは「16」であり、第2ECU17のIDは「17」であり、第3ECU18のIDは「18」であり、第4ECU19のIDは「19」である。NMメッセージ27には、上記IDに関する情報とは異なる情報を付加可能である。ノーマル状態にあるNM対応ECUの各メッセージ生成部161は、一定周期でNMメッセージ27を繰り返し生成する。但し、第1ECU16、第2ECU17、第3ECU18及び第4ECU19のNMメッセージ27の生成周期は互いに異なる。以下、第1ECU16が生成し且つIDが「17」であるNMメッセージ27を「NMメッセージ27-1」と称する場合がある。第2ECU17が生成し且つIDが「16」のNMメッセージ27を「NMメッセージ27-2A」と称し、第2ECU17が生成し且つIDが「18」のNMメッセージ27を「NMメッセージ27-2B」と称する場合がある。第3ECU18が生成し且つIDが「17」のNMメッセージ27を「NMメッセージ27-3B」と称し、第3ECU18が生成し且つIDが「19」のNMメッセージ27を「NMメッセージ27-3C」とする場合がある。第4ECU19が生成し且つIDが「18」のNMメッセージ27を「NMメッセージ27-4」と称する場合がある。
ノーマル状態にあるNM対応ECUのメッセージ送信部162は、メッセージ生成部161が生成したNMメッセージ27を一定周期で繰り返し送信する。第1ECU16、第2ECU17、第3ECU18及び第4ECU19の送信周期は生成周期と同一である。即ち、第1ECU16、第2ECU17、第3ECU18及び第4ECU19の送信周期は互いに異なる。第1ECU16のメッセージ送信部162はNMメッセージ27-1をAクラスタ10Aに含まれる第2ECU17へ送信する。第2ECU17のメッセージ送信部162は、NMメッセージ27-2A及びNMメッセージ27-2Bを、Aクラスタ10Aに含まれる第1ECU16及びBクラスタ10Bに含まれる第3ECU18へ送信する。第3ECU18のメッセージ送信部162は、NMメッセージ27-3B及びNMメッセージ27-3Cを、Bクラスタ10Bに含まれる第2ECU17及びCクラスタ10Cに含まれる第4ECU19へ送信する。第4ECU19のメッセージ送信部162はNMメッセージ27-4をCクラスタ10Cに含まれる第3ECU18へ送信する。
メッセージ受信部163は、自身が含まれるクラスタにおいて自身とは別のNM対応ECUが送信したNMメッセージ27を受信する。
判定部164は、ノーマル状態にあるNM対応ECUのメッセージ受信部163が最新のNMメッセージ27を受信した時刻から、自身が含まれるクラスタに付与された待機時間が経過したか否かを判定する。第1ECU16のROM16Bには、図5に示される一次元マップ28-1が記録されている。第2ECU17のROM16Bには、図6に示される一次元マップ28-2が記録されている。第3ECU18のROM16Bには、図7に示される一次元マップ28-3が記録されている。第4ECU19のROM16Bには、図8に示される一次元マップ28-4が記録されている。以下、一次元マップ28-1、28-2、28-3、28-4を一次元マップ28と総称する場合がある。一次元マップ28には自身が所属するクラスタの名称及びクラスタに付与された待機時間が記録されている。例えば、ノーマル状態にある第1ECU16のメッセージ受信部163が、第2ECU17が送信した最新のNMメッセージ27-2Aを所定時刻において受信すると、第1ECU16の判定部164は、図5に示される一次元マップ28-1を参照して、所定時刻から10秒(待機時間)が経過したか否かを判定する。
状態切替部165は、判定部164によって待機時間が経過したと判定されたノーマル状態にあるNM対応ECUをスリープ状態に移行させる。さらに状態切替部165は、スリープ状態にあるNM対応ECUのメッセージ受信部163がNMメッセージ27を受信したときに、このNM対応ECUをノーマル状態に移行させる。
状態判定部166は、自身が含まれるNM対応ECUがノーマル状態とスリープ状態のいずれにあるかを判定する。
続いて、本実施形態のNM対応ECUが行う処理の流れについて、図9のシーケンス図及び図10~図12のフローチャートを用いて説明する。
NM対応ECUは、所定時間が経過する毎に、図10のフローチャートの処理を繰り返し実行する。
まずステップS10においてNM対応ECUの状態判定部166は、自身がスリープ状態にあるか否かを判定する。
ステップS10においてNoと判定したとき、NM対応ECUはステップS11へ進み、状態判定部166がフラグを「1」に設定する。一方、ステップS10においてYesと判定したとき、NM対応ECUはステップS12へ進み、状態判定部166がフラグを「0」に設定する。なお、フラグの初期値は「0」である。
NM対応ECUは、ステップS11又はステップS12の処理を終えたとき、図10のフローチャートの処理を一旦終了する。
NM対応ECUは、所定時間が経過する毎に、図11のフローチャートの処理を繰り返し実行する。
まずステップS20においてNM対応ECUのメッセージ生成部161は、フラグが「1」か否かを判定する。
ステップS20においてYesと判定したとき、NM対応ECUはステップS21へ進む。メッセージ生成部161がNMメッセージ27を生成し、且つ、メッセージ送信部162がNMメッセージ27を送信する。
図9に実線で示された矢印X1は、第1ECU16が第2ECU17へNMメッセージ27-1を送信することを表している。
図9に点線で示された矢印X2Aは、第2ECU17が第1ECU16及び第3ECU18へNMメッセージ27-2Aを送信することを表している。但し、上述のように、第1ECU16がNMメッセージ27-2Aを受信する一方で、第3ECU18はNMメッセージ27-2Aを受信しない。そのため図9では、第2ECU17から第3ECU18へ向かう矢印X2Aの図示が省略されている。図9に点線で示された矢印X2Bは、第2ECU17がNMメッセージ27-2Bを送信することを表している。但し、上述のように、第1ECU16がNMメッセージ27-2Bを受信しない一方で、第3ECU18はNMメッセージ27-2Bを受信する。そのため図9では、第2ECU17から第1ECU16へ向かう矢印X2Bの図示が省略されている。
図9に一点鎖線で示された矢印X3Bは、第3ECU18が第2ECU17及び第4ECU19へNMメッセージ27-3Bを送信することを表している。但し、上述のように、第2ECU17がNMメッセージ27-3Bを受信する一方で、第4ECU19はNMメッセージ27-3Bを受信しない。そのため図9では、第3ECU18から第4ECU19へ向かう矢印X3Bの図示が省略されている。図9に一点鎖線で示された矢印X3Cは、第3ECU18が第2ECU17及び第4ECU19へNMメッセージ27-3Cを送信することを表している。但し、上述のように、第2ECU17がNMメッセージ27-3Cを受信しない一方で、第4ECU19はNMメッセージ27-3Cを受信する。そのため図9では、第3ECU18から第2ECU17へ向かう矢印X3Cの図示が省略されている。
図9に二点鎖線で示された矢印X4は、第4ECU19が第3ECU18へNMメッセージ27-4を送信することを表している。
例えば、時刻t0において、第4ECU19が第3ECU18へNMメッセージ27-4を送信する。さらに時刻t1において、第3ECU18が第4ECU19へNMメッセージ27-3Cを送信する。なお、時刻t1と時刻t0との差は極めて小さい。さらに、時刻t3において、第2ECU17が第3ECU18へNMメッセージ27-2Bを送信する。
NM対応ECUは、ステップS20でNoと判定したとき又はステップS21の処理を終えたとき、図11のフローチャートの処理を一旦終了する。
NM対応ECUは、所定時間が経過する毎に、図12のフローチャートの処理を繰り返し実行する。
まずステップS30においてNM対応ECUの判定部164は、フラグが「1」か否かを判定する。
ステップS30においてYesと判定したとき、NM対応ECUはステップS31へ進む。判定部164は、最新のNMメッセージ27を受信した所定時刻から待機時間が経過したか否かを、一次元マップ28を参照しながら判定する。さらに判定部164は、自身が含まれるNM対応ECUが複数のクラスタに所属する場合は、全てのクラスタにおいて待機時間が経過したか否かを判定する。
例えば、Cクラスタ10Cにのみ所属する第4ECU19は、図9の時刻t1において第3ECU18からNMメッセージ27-3Cを受信する。そして第4ECU19の判定部164は、時刻t1から60秒が経過した時刻t2bにおいて、ステップS31でYesと判定する。
例えば、Bクラスタ10B及びCクラスタ10Cに所属する第3ECU18は、図9の時刻t0においてクラスタCにおける最新のNMメッセージ27-4を受信し、且つ、時刻t3においてクラスタBにおける最新のNMメッセージ27-2Bを受信する。従って、時刻t0から待機時間(60秒)が経過した時刻t2aにおいて、第3ECU18の判定部164は、待機時間が経過したと判定する。さらに、時刻t3から待機時間(3秒)が経過した時刻t4において、第3ECU18の判定部164は、待機時間が経過したと判定する。なお、時刻t2aと時刻t2bとの差は極めて小さい。そして第3ECU18の判定部164は、時刻t2aより後の時刻t4において、ステップS31でYesと判定する。
ステップS31においてYesと判定したとき、NM対応ECUはステップS32へ進む。従って、例えば、時刻t2bにおいて第4ECU19の状態切替部165が、第4ECU19をスリープ状態へ移行させる。さらに、クラスタCにおける待機時間(60秒)が経過し且つクラスタBにおける待機時間(3秒)が経過した時刻t4において第3ECU18の状態切替部165が、第3ECU18をスリープ状態へ移行させる。
一方、ステップS30でNoと判定したとき、NM対応ECUはステップS33へ進み、メッセージ受信部163が、自身が含まれるクラスタにおいてNMメッセージ27を新規に受信したか否かを判定する。
ステップS33においてYesと判定したとき、NM対応ECUはステップS34へ進む。例えば、時刻t4より後の時刻において第3ECU18のメッセージ受信部163が第2ECU17からNMメッセージ27を新規に受信したとき、第3ECU18はステップS34へ進む。そして、第3ECU18の状態切替部165が、第3ECU18をスリープ状態からノーマル状態へ切り替える(ウェイクアップさせる)。
NM対応ECUは、ステップS31若しくはステップS33でNoと判定したとき又はステップS32若しくはステップ34の処理を終えたとき、図12のフローチャートの処理を一旦終了する。
(作用並びに効果)
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
本実施形態の車載ネットワークシステム10では、第1バス14Aに複数のクラスタ(Aクラスタ10A、Bクラスタ10B、Cクラスタ10C)が設けられ、且つ、各クラスタに複数のECU(第1ECU16、第2ECU17、第3ECU18、第4ECU19)が含まれる。さらに第2ECU17及び第3ECU18が、複数のクラスタに含まれる。さらに、各一次元マップ28(待機時間付与部)が、各クラスタ(Aクラスタ10A、Bクラスタ10B、Cクラスタ10C)に、互いに異なる1つの待機時間を付与する。そして各NM対応ECUの判定部164は、別のNM対応ECUからNMメッセージ27を受信した所定時刻から、自身が含まれるクラスタの待機時間が経過したか否かを判定する。そして判定部が、自身が所属する全てのクラスタの待機時間が経過したと判定したときに、状態切替部165が、ノーマル状態にあるNM対応ECUをスリープ状態に移行させる。そのため、Cクラスタ10Cにのみ含まれる第4ECU19と、Bクラスタ10B及びCクラスタ10Cに含まれる第3ECU18と、をそれぞれ別々にスリープ状態へ移行させられる。そのため、第1バス14Aに接続された複数のNM対応ECUの消費電力を小さくすることが可能である。
図13は比較例を示す。この比較例ではAクラスタ10A、Bクラスタ10B、Cクラスタ10Cの待機時間が同一に設定されている。即ち、Aクラスタ10A、Bクラスタ10B、Cクラスタ10Cの待機時間は60秒である。この場合、クラスタCにおける待機時間(60秒)が経過し且つクラスタBにおける待機時間(60秒)が経過した時刻t5において、第3ECU18の状態切替部165が、第3ECU18をスリープ状態へ移行させる。そのため、第3ECU18の状態切替部165のスリープ状態の開始時刻(t5)が、上記実施形態のスリープ状態の開始時刻(t4)より後になる。そのため、比較例の第1バス14Aに接続された複数のNM対応ECUの消費電力は、上記実施形態の複数のNM対応ECUの消費電力より大きくなる。
<第2実施形態>
次に、図14~図17を参照しながら、本発明に係る車載ネットワークシステム10の第2実施形態について説明する。なお、第1実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、適宜説明を省略する。
第2実施形態のNM対応ECUのROM16Bには一次元マップ28は記録されていない。
図15に示されるように、第2実施形態のNM対応ECUは、機能構成として、メッセージ生成部161、メッセージ送信部162、メッセージ受信部163、判定部164、状態切替部165及び状態判定部166に加えて待機時間設定部167を有する。図16に示されるように、第2実施形態のNM対応ECUのメッセージ生成部161が生成するNMメッセージ27には、NMメッセージ27を受信するNM対応ECUのIDに関する情報及び待機時間に関する情報が付されている。待機時間に関する情報は、NM対応ECUの待機時間設定部167が生成し且つNMメッセージ27に付加する。
各NM対応ECUの待機時間設定部167は、車載ネットワークシステム10の構成要素に異常(故障)を検出可能である。各NM対応ECU(待機時間設定部167)は、自身に接続された接続装置(無線通信装置20、カメラ21、GPS受信機22、車輪速センサ23)からの情報に基づいて、接続装置の異常を検出可能である。さらに各待機時間設定部167は、第1バス14Aの通信異常を検出可能である。さらに各NM対応ECUの待機時間設定部167は、他のNM対応ECUから受信した情報及びECU14Xから受信した情報に基づいて、他のNM対応ECU及び他のNM対応ECUに接続された接続装置の異常、第2バス14Bの通信異常、並びに第2バス14Bに設けられたECU14X及びECU14Xに接続された接続装置(例えば、スピーカ、ディスプレイなど)の異常を検出可能である。待機時間設定部167は車載ネットワークシステム10の異常を検出したとき、車載ネットワークシステム10が異常状態にあると判定する。さらに待機時間設定部167は、後述する特別条件が成立しているか否かを判定する。
待機時間設定部167が、異常状態になく且つ特別条件が成立しないと判定した場合、待機時間設定部167がNMメッセージ27に付する待機時間は「10秒」である。また、待機時間設定部167が、異常状態になく且つ特別条件が成立すると判定した場合、待機時間設定部167がNMメッセージ27に付する待機時間は「3秒」である。
また、車載ネットワークシステム10の構成要素の中の車両の走行、制動及び操舵の少なくとも1つとの関連性を有さないもの(以下、非関連性部位)が異常状態にあると待機時間設定部167が判定した場合、待機時間設定部167がNMメッセージ27に付する待機時間は「60秒」である。例えば、車両に設けられたスピーカ、エアコンディショナー及びナビゲーションシステム、又は、これらが接続されたECUに異常がある場合、NMメッセージ27に付される待機時間は「60秒」である。
また、車載ネットワークシステム10の構成要素の中の車両の走行、制動及び操舵の少なくとも1つとの関連性を有するもの(以下、関連性部位)が異常状態にあると待機時間設定部167が判定した場合、待機時間設定部167がNMメッセージ27に付する待機時間は「90秒」である。例えば、無線通信装置20、車輪速センサ23、ブレーキアクチュエータ、EPS(electric power steering)用のアクチュエータ、エンジンのスタータモータ、又はこれらが接続されたECUに異常がある場合、NMメッセージ27に付される待機時間は「90秒」である。
さらに本実施形態では、例えば車両12と他車両40の距離が所定の長さ以下のときに、待機時間設定部167が上記特別条件が成立すると判定する。換言すると、車両12(無線通信装置20)と他車両40とが車車間通信を実行可能になったときに、待機時間設定部167が上記特別条件が成立すると判定する。
第2実施形態のNM対応ECUの判定部164は、ノーマル状態にあるNM対応ECUのメッセージ送信部162が最新のNMメッセージ27を送信した時刻である送信時刻及びメッセージ受信部163が最新のNMメッセージ27を受信した時刻である受信時刻を認識する。さらに判定部164は、送信時刻及び受信時刻の一方であり且つ他方より後の時刻である最新送受信時刻を認識する。最新のNMメッセージ27を送信したNM対応ECUは、送信したNMメッセージ27に記録された待機時間が最新送受信時刻(送信時刻)から経過したか否かを判定する。最新のNMメッセージ27を受信したNM対応ECUは、受信したNMメッセージ27に記録された待機時間が最新送受信時刻(受信時刻)から経過したか否かを判定する。
続いて、本実施形態のNM対応ECUが行う処理の流れについて、図14のシーケンス図並びに図10、図11及び図17のフローチャートを用いて説明する。
本実施形態のNM対応ECUは、所定時間が経過する毎に、図10のフローチャートの処理を繰り返し実行する。
本実施形態のNM対応ECUは、所定時間が経過する毎に、図11のフローチャートの処理を繰り返し実行する。
ステップS20においてYesと判定したとき、NM対応ECUはステップS21へ進み、メッセージ生成部161がNMメッセージ27を生成し且つメッセージ送信部162がNMメッセージ27を送信する。例えば、図14の時刻t0において、第4ECU19が第3ECU18へNMメッセージ27-4を送信する。さらに時刻t1において、第3ECU18が第4ECU19へNMメッセージ27-3Cを送信する。さらに、時刻t2において、第2ECU17が第3ECU18へNMメッセージ27-2Bを送信する。
さらに本実施形態のNM対応ECUは、所定時間が経過する毎に、図17のフローチャートの処理を繰り返し実行する。なお、図17のステップS40、S42、S43及びS44は、図12のステップS30、S32、S33及びS34とそれぞれ同一である。
ステップS40においてYesと判定したとき、NM対応ECUはステップS41へ進み、最新のNMメッセージ27を送信又は受信した最新送受信時刻から、最新のNMメッセージ27に記録された待機時間が経過したか否かを判定する。
例えば、時刻t0において第3ECU18及び第4ECU19は、NMメッセージ27-4を送受信する。このとき待機時間設定部167が、異常状態になく且つ特別条件が成立しないと判定したと仮定する。そのため、待機時間設定部167がこのNMメッセージ27-4に付する待機時間は「10秒」である。
さらに時刻t1において、第3ECU18及び第4ECU19は、NMメッセージ27-3Cを送受信する。このとき待機時間設定部167が、非関連性部位が異常状態にあると判定したと仮定する。そのため、待機時間設定部167がこのNMメッセージ27-3Cに付する待機時間は「60秒」である。従って、時刻t1から60秒が経過した時刻t4において、第4ECU19の判定部164はステップS41でYesと判定する。
さらに時刻t2において第2ECU17及び第3ECU18は、NMメッセージ27-2Bを送受信する。このとき車両12と他車両40の距離が所定の長さ以下となっていると仮定する。換言すると、このとき待機時間設定部167が、上記特別条件が成立していると判定したと仮定する。そのため、待機時間設定部167がこのNMメッセージ27-2Bに付する待機時間は「3秒」である。従って、時刻t2から3秒が経過した時刻t3において、第3ECU18の判定部164は待機時間が経過したと判定する。さらに時刻t1から60秒が経過した時刻t4において、第3ECU18の判定部164は、待機時間が経過したと判定する。そして第3ECU18の判定部164は、時刻t3より後の時刻t4において、ステップS41でYesと判定する。
ステップS41においてYesと判定したとき、NM対応ECUはステップS42へ進む。従って、時刻t4において第4ECU19の状態切替部165が、第4ECU19をスリープ状態へ移行させる。さらに、時刻t4において第3ECU18の状態切替部165が、第3ECU18をスリープ状態へ移行させる。
(作用並びに効果)
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
本実施形態の車載ネットワークシステム10のNM対応ECUの待機時間設定部167は、車載ネットワークシステム10の構成要素の状態に基づいて、クラスタ毎に待機時間を設定する。換言すると、第1バス14A及び第2バス14Bにおける通信状態、ECUの状態並びにECUに接続された接続装置の状態に基づいて、クラスタ毎に待機時間を設定される。このように車載ネットワークシステム10の状態に応じてクラスタ毎に待機時間が設定されるので、第1バス14Aに接続された複数のNM対応ECUの消費電力を小さくすることが可能である。
さらに、ノーマル状態にあるNM対応ECUは、最新送受信時刻から、最新のNMメッセージ27に記録された待機時間が経過したときにスリープ状態に移行する。従って、車載ネットワークシステム10の状態に応じてクラスタ毎に設定された待機時間が経過したときにNM対応ECUがスリープ状態に移行する。そのため、Cクラスタ10Cにのみ含まれる第4ECU19と、Bクラスタ10B及びCクラスタ10Cに含まれる第3ECU18とを、車載ネットワークシステム10の状態に応じた所定のタイミングで、それぞれ別々にスリープ状態へ移行させられる。従って、第1バス14Aに接続された複数のNM対応ECUの消費電力を小さくすることが可能である。
さらに、上記異常状態にある場合に所定のクラスタに設定される待機時間(60秒又は90秒)は、上記異常状態にない場合に所定のクラスタに設定される待機時間(10秒又は3秒)より長くなる。そのため、例えば、少なくとも1つのECU又は接続装置に異常がある場合に、長時間(待機時間)を掛けてこの異常状態を正確に判定した上で、その後の制御を実行できる。
さらに、車載ネットワークシステム10の構成要素の中の車両の走行、制動及び操舵の少なくとも1つとの関連性を有するものである関連性部位が異常状態にあると待機時間設定部167が判定した場合は、待機時間設定部167がNMメッセージ27に付する待機時間は「90秒」である。関連性部位が異常状態にある場合は、非関連性部位が異常状態にある場合よりもさらに正確に異常状態を判定する必要がある。本実施形態では、この場合に待機時間が90秒に設定されるので、関連性部位の異常状態を正確に判定可能である。
車両12の無線通信装置20が他車両40と車車間通信を開始してから、車車間通信によって所定のデータを取得するまでの時間は短い。さらに、車両12と他車両40とが車車間通信を実行可能な時間は短時間の可能性がある。そのため、当該データ(例えば、カメラが取得する撮像データ、GPS位置情報)と同じ種類のデータを取得可能なデータ取得装置(例えば、カメラ21、GPS受信機22)が取得したデータの代わりに、車車間通信を介して取得した当該データ(例えば、撮像データ、GPS位置情報)を用いて制御を行う場合は、データ取得装置に接続されたNM対応ECU(例えば、第2ECU17、第3ECU18)を素早くスリープさせるのが好ましい。本実施形態では、例えば車両12と他車両40の距離が所定の長さ以下のときに、上記特別条件が成立する。そして特別条件が成立するときに、データ取得装置に接続されたNM対応ECUが含まれるクラスタに設定される待機時間(3秒)が、車車間通信を行われていないときの待機時間(10秒)より短くなる。従って、データ取得装置に接続されたNM対応ECUを素早くスリープさせることが可能である。
以上、本実施形態に係る車載ネットワークシステム10について説明したが、車載ネットワークシステム10は本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、適宜設計変更可能である。
第2実施形態の車載ネットワークシステム10のNM対応ECUの待機時間設定部167は、第1バス14A及び第2バス14Bにおける通信状態、ECUの状態並びにECUに接続された接続装置の状態の少なくとも1つに基づいて、クラスタ毎に待機時間を設定してもよい。
図18に示す変形例の車載ネットワークシステム10ではBクラスタ10Bが存在しない。即ち、第2ECU17はAクラスタ10Aにのみ所属し、第4ECU19はCクラスタ10Cにのみ所属する。
図18の変形例に第1実施形態の技術思想を適用した場合は、1つのクラスタ(例えばCクラスタ10C)に含まれるNM対応ECU同士が短時間の間にNMメッセージ27を送受信することにより、全てのNM対応ECUをほぼ同時にスリープ状態に移行させられる。例えば、図9の時刻t0において第4ECU19がNMメッセージ27-4を送信し且つ時刻t1において第3ECU18がNMメッセージ27-3Cを送信すれば、第3ECU18及び第4ECU19は時刻t2a、t2bにおいてほぼ同時にスリープ状態に移行する。
また、図18の変形例に第2実施形態の技術思想を適用した場合は、1つのクラスタ(例えばCクラスタ10C)に含まれる全てのNM対応ECUが同時にスリープ状態に移行する。例えば、図14の時刻t1において第3ECU18がNMメッセージ27-3Cを送信した場合、第3ECU18及び第4ECU19は時刻t2bにおいて同時にスリープ状態に移行する。
このように図18の変形例では、1つのクラスタに含まれる全てのNM対応ECUを同時又はほぼ同時にスリープ状態に移行させることが可能である。従って、1つのクラスタに含まれる1つのNM対応ECUのスリープ開始時刻と、当該クラスタに含まれる他のNM対応ECUのスリープ開始時刻と、の差が大きなることが防止される。そのため、この差が大きくなることに起因するクラスタにおける不具合の発生が防止される。
図19に示す変形例の車載ネットワークシステム10では、第1バス14Aにクラスタが形成されていない。また、各NM対応ECUは、メッセージ生成部161及びメッセージ送信部162を具備しない。代わりにゲートウェイ15がメッセージ生成部161及びメッセージ送信部162を具備する。さらに各NM対応ECUのROM16Bには、自身の待機時間に関する情報が記録されている。第1ECU16、第2ECU17、第3ECU18及び第4ECU19の待機時間は互いに異なる。
ゲートウェイ15が生成し且つ第1バス14Aに送信するNMメッセージ27は、図4に示されたNMメッセージ27と同じである。従って、ゲートウェイ15が第1バス14Aに繰り返し送信するNMメッセージ27を、ノーマル状態にあるいずれかのNM対応ECUのメッセージ受信部163が受信すると、最新のNMメッセージ27の受信時刻からROM16Bに記録された待機時間が経過したか否かを判定部164が判定する。そして判定部164が待機時間が経過したと判定すると、状態切替部165が当該NM対応ECUをスリープ状態に移行させる。
このように図19の変形例では、各NM対応ECUの待機時間が異なる。そのため、各NM対応ECUに適切な待機時間を付与することにより、第1バス14Aに接続された複数のNM対応ECUの消費電力を小さくすることが可能である。
1つのクラスタに3つ以上のECUが含まれてもよい。
上述した各待機時間を別の長さにしてもよい。例えば、関連性部位が異常状態にある場合の待機時間が100秒に設定されてもよい。
上記とは別の条件が成立したときに特別条件が成立してもよい。
10 車載ネットワークシステム
10A Aクラスタ
10B Bクラスタ
10C Cクラスタ
12 車両
14A 第1バス(バス)
16 第1ECU(ECU)(NM対応ECU)
162 メッセージ送信部
163 メッセージ受信部
164 判定部
165 状態切替部
167 待機時間設定部(待機時間付与部)
17 第2ECU(ECU)(NM対応ECU)
18 第3ECU(ECU)(NM対応ECU)
19 第4ECU(ECU)(NM対応ECU)
27(27-1、27-2A、27-2B、27-3B、27-3C、27-4) NMメッセージ
28(28-1、28-2、28-3、28-4) 一次元マップ(待機時間付与部)
40 他車両

Claims (5)

  1. 車両に搭載され且つパーシャルネットワークに適用されるバスに接続され、ノーマル状態と、前記ノーマル状態にあるときより消費電力が少ないスリープ状態と、の間で移行可能な複数のECUと、
    前記各ECUへNMメッセージを送信可能であり、前記スリープ状態にある前記ECUに前記NMメッセージを受信させることにより前記ノーマル状態へ移行させるメッセージ送信部と、
    前記各ECUに少なくとも1つの待機時間を付与し、且つ、少なくとも1つの前記ECUに付与する前記待機時間を他の前記ECUに付与する前記待機時間とは異ならせる待機時間付与部と、
    前記ECUが1つの前記NMメッセージを送信又は受信したときに1つの前記待機時間の計測を開始し、前記待機時間が経過したか否かを判定する判定部と、
    全ての前記待機時間が経過したと前記判定部によって判定された前記ECUを、前記スリープ状態に移行させる状態切替部と、
    備え、
    複数の前記ECUが含まれるクラスタが前記バスに複数設けられ、
    前記各ECUが、それぞれ1つの前記クラスタにのみ含まれ、
    全ての前記ECUが、
    前記バスにおける通信状態、前記ECUの状態及び前記ECUに接続された接続装置の状態の少なくとも1つに基づいて、前記クラスタ毎に前記待機時間を設定する、前記待機時間付与部である待機時間設定部と、
    自身が含まれる前記クラスタにおいて自身とは別の前記ECUへ、前記NMメッセージを送信可能な前記メッセージ送信部と、
    前記別のECUから前記NMメッセージを受信可能なメッセージ受信部と、
    前記メッセージ送信部が前記NMメッセージを送信した送信時刻と、前記メッセージ受信部が前記NMメッセージを受信した受信時刻の一方であり且つ他方より後の時刻である最新送受信時刻から、自身が含まれる前記クラスタの前記待機時間が経過したか否かを判定する前記判定部と、
    前記待機時間が経過したと前記判定部が判定したときに、自身が設けられた前記ECUを前記スリープ状態に移行させる前記状態切替部と、
    を有する車載ネットワークシステム。
  2. 車両に搭載され且つパーシャルネットワークに適用されるバスに接続され、ノーマル状態と、前記ノーマル状態にあるときより消費電力が少ないスリープ状態と、の間で移行可能な複数のECUと、
    前記各ECUへNMメッセージを送信可能であり、前記スリープ状態にある前記ECUに前記NMメッセージを受信させることにより前記ノーマル状態へ移行させるメッセージ送信部と、
    前記各ECUに少なくとも1つの待機時間を付与し、且つ、少なくとも1つの前記ECUに付与する前記待機時間を他の前記ECUに付与する前記待機時間とは異ならせる待機時間付与部と、
    前記ECUが1つの前記NMメッセージを送信又は受信したときに1つの前記待機時間の計測を開始し、前記待機時間が経過したか否かを判定する判定部と、
    全ての前記待機時間が経過したと前記判定部によって判定された前記ECUを、前記スリープ状態に移行させる状態切替部と、
    を備え、
    複数の前記ECUが含まれるクラスタが前記バスに複数設けられ、
    少なくとも1つの前記ECUが複数の前記クラスタに含まれ、
    全ての前記ECUが、
    前記バスにおける通信状態、前記ECUの状態及び前記ECUに接続された接続装置の状態の少なくとも1つに基づいて、前記クラスタ毎に前記待機時間を設定する、前記待機時間付与部である待機時間設定部と、
    自身が含まれる前記クラスタにおいて自身とは別の前記ECUへ、前記NMメッセージを送信可能な前記メッセージ送信部と、
    前記別のECUから前記NMメッセージを受信可能なメッセージ受信部と、
    自身が含まれる全ての前記クラスタにおいて、前記メッセージ送信部が前記NMメッセージを送信した送信時刻と、前記メッセージ受信部が前記NMメッセージを受信した受信時刻の一方であり且つ他方より後の時刻である最新送受信時刻から前記待機時間が経過したか否かを判定する前記判定部と、
    自身が含まれる全ての前記クラスタの前記待機時間が経過したと前記判定部が判定したときに、自身が設けられた前記ECUを前記スリープ状態に移行させる前記状態切替部と、
    を有する車載ネットワークシステム。
  3. 前記待機時間設定部が、前記NMメッセージに前記待機時間に関する情報を付加し、
    前記ECUは、前記NMメッセージを送信又は受信したときに前記NMメッセージに付加された前記待機時間を認識する請求項1又は請求項2に記載の車載ネットワークシステム。
  4. 前記待機時間設定部が、
    前記車両の走行、制動及び操舵の少なくとも1つとの関連性を有する前記ECU及び前記接続装置の少なくとも1つに異常があると判定されたときに、所定の前記クラスタに設定する前記待機時間を、異常がないと判定されたときより長くする請求項1~3の何れか1項に記載の車載ネットワークシステム。
  5. 前記車両が他車両との車車間通信によって取得可能なデータと同じ種類のデータを取得可能なデータ取得装置を備え、
    前記待機時間設定部が、前記データ取得装置に接続された前記ECUが含まれる前記クラスタに設定する前記待機時間を、前記車車間通信が行われているときに、前記車車間通信を行われていないときより短くする請求項1~3の何れか1項に記載の車載ネットワークシステム。
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