JPWO2019030985A1 - 制御装置、制御方法、およびコンピュータプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2017年8月10日出願の日本出願第2017−155930号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
ECUの種類には、例えば、アクセル、ブレーキ、ハンドルの操作に対してエンジンやブレーキ、EPS(Electric Power Steering)等の制御を行う走行系に関わるもの、乗員によるスイッチ操作に応じて車内照明やヘッドライトの点灯/消灯と警報器の吹鳴等の制御を行うボディ系ECU、運転席近傍に配設されるメータ類の動作を制御するメータ系ECUなどがある。
ECUの制御プログラムは、車両の仕向け地やグレードなど応じて異なることがあり、制御プログラムのバージョンアップに対応して、旧バージョンの制御プログラムを新バージョンの制御プログラムに書き換える必要がある。また、たとえば地図情報や制御用のパラメータなど、制御プログラムの実行に必要なデータも書き換える必要がある。
文献1に開示されているオンライン更新は、一般的にエンジン停止時に開始される。そのため、バッテリ残量が少ないと、更新中に電力不足となって更新に失敗したり、バッテリ残量が走行に不足し、走行できなくなったりする場合がある。それに対して文献2の技術を用いると、オンライン更新の開始時のバッテリ残量が確保されていた場合にはオンライン更新が開始される。そのため、当該車両において更新の開始時の電力消費状態が継続した場合には、更新処理中に電力不足となったり、更新完了時にバッテリ残量が走行に不足したりすることが回避される。
この開示によると、制御プログラムの更新完了後にバッテリ残量が不足した状態となっていることを回避することができる。
本実施の形態には、少なくとも以下のものが含まれる。すなわち、
(1)本実施の形態に含まれる制御装置は、1または複数の車載制御装置と車内通信線を介して通信する通信部と、車載制御装置に電力を供給するバッテリの残電量を取得する第1の取得部と、車載制御装置での制御プログラムの更新完了時点までの、各車載制御装置での消費電力予測量を取得する第2の取得部と、バッテリの残電量と消費電力予測量とに基づいて、更新完了時点におけるバッテリの予測残電量が閾値以上であるか否かを判定する第1の判定処理を実行する判定部と、通信部を介して、1または複数の車載制御装置に対して、当該車載制御装置の制御する装置の動作を指示する制御部と、を備え、制御部は、予測残電量が前記閾値未満であることが制御プログラムの更新中の第1の時点において判定された場合に、ユーザインタフェース装置にバッテリの充電開始操作を促す情報出力を行わせる。
各車載制御装置での消費電力予測量を用いてバッテリの残電量を予測することによって、更新完了時点のバッテリの残電量が高精度で予測される。そして、更新完了時点のバッテリの残電量が閾値未満である場合に、ユーザに対して充電開始操作が促される。当該充電開始操作が行われることで、バッテリが充電される。これにより、更新完了後にバッテリの残電量が不足した状態となることを回避できる。
これにより、ユーザが車外である場合には、当該ユーザが確認可能な車外のユーザインタフェース装置によって、当該ユーザに対して充電開始操作が促される。このため、ユーザが車外であっても、遠隔での当該ユーザ操作が促され、より確実にバッテリが充電されるようになる。これにより、更新完了後にバッテリの残電量が不足した状態となることを回避できる。
これにより、ユーザが車内にいる場合には、当該ユーザが確認可能な車載のユーザインタフェース装置によって、当該ユーザに対して充電開始操作が促される。このため、より確実にバッテリが充電されるようになる。これにより、更新完了後にバッテリの残電量が不足した状態となることを回避できる。
車両がいわゆるエンジン車である場合、バッテリに電力を供給する機構はオルタネータを含む。この場合、制御部は、オルタネータからバッテリへの電力供給を停止させるために、オルタネータが接続されたエンジンの稼動を停止させる。また、車両がいわゆるハイブリッド車や電気自動車である場合、バッテリに電力を供給する機構は、走行用の高圧バッテリから車載制御装置に電力供給する補機バッテリに電力供給する際に降圧するためのDC/DCコンバータを含む。この場合、制御部は、高圧バッテリから補機バッテリへの電力供給を停止させるために、DC/DCコンバータをOFFとする。これにより、更新完了時点のバッテリの予測残電量が閾値以上となるまでバッテリが充電されたと判定されると充電が停止される。そのため、更新完了後にバッテリの残電量が不足した状態となることを回避できるとともに、過剰な充電を防止できる。
これにより、第1の時点以降に車載制御装置の消費電力状況が変化して予測残電量が閾値未満となった場合に、ユーザにバッテリの充電を指示するユーザ操作が促される。そのため、車載制御装置の消費電力状況の変化に対応することができる。
これにより、更新中にバッテリの残電量が閾値未満となった時点で制御プログラムの更新が停止する。このため、更新中にバッテリの残量が不足する状態となることを回避できる。
第1の時点において予測残電量が閾値未満であり、かつ、充電開始操作が行われなかった場合、更新が継続するとバッテリ残量が閾値未満に達する可能性がある。その後に第2の判定処理を定期的に実行することによって、バッテリ残電量が閾値未満となったときに更新を停止することができる。これにより、このため、更新中にバッテリの残量が不足する状態となることを回避できる。
車両がいわゆるコンベンショナル車と呼ばれるエンジン車である場合には、エンジン始動によってオルタネータが発電し、バッテリが充電される。また、車両がハイブリッド車である場合には、上記コンバータがONされることで走行用バッテリから補機バッテリへの電力が供給され、充電される。
制御プログラムを更新する車載制御装置以外の車載制御装置において消費が予測される電力量を用いて消費電力予測量を算出することによって、高精度でバッテリの予測残電量が算出される。
制御プログラムを更新する車載制御装置以外の車載制御装置での第1の時点における電力消費状況に基づいて消費電力量が予測されるために、高精度でバッテリの予測残電量が算出される。
かかる制御方法は、上記(1)〜(10)の制御装置と同様の効果を奏する。
かかるコンピュータプログラムは、上記(1)〜(10)の制御装置と同様の効果を奏する。
以下に、図面を参照しつつ、好ましい実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、これらの説明は繰り返さない。
〔システムの全体構成〕
図1は、本発明の実施形態にかかるプログラム更新システムの全体構成図である。
図1に示すように、本実施形態のプログラム更新システムは、広域通信網2を介して通信可能な車両1、管理サーバ5およびDL(ダウンロード)サーバ6を含む。また、ユーザの携帯する、スマートフォン、タブレット型端末等の通信機9も、広域通信網2を介して車両1等と通信可能である。
管理サーバ5は、車両1の更新情報を管理する。DLサーバ6は、更新用プログラムを保存する。管理サーバ5およびDLサーバ6は、たとえば、車両1のカーメーカーにより運営されており、予め会員登録されたユーザが所有する多数の車両1と通信可能である。
車載機器は、ディスプレイ、スピーカ等のユーザインタフェース装置7を含む。
車両1には、共通の車内通信線にバス接続された複数のECU30による通信グループが存在し、ゲートウェイ10は、通信グループ間の通信を中継している。
ゲートウェイ10は、ECU30から取得した情報を無線通信部15に送信し、無線通信部15は、その情報を管理サーバ5などの車外装置に送信する。
また、ECU30同士は、車内通信線を介して情報を送受信する。
図1では、ゲートウェイ10が無線通信部15を介して車外装置と通信を行う場合が例示されているが、ゲートウェイ10が無線通信の機能を有する場合には、ゲートウェイ10自身が管理サーバ5などの車外装置と無線通信を行う構成としてもよい。
図2は、ゲートウェイ10の内部構成を示すブロック図である。
図2に示すように、ゲートウェイ10は、CPU11、RAM(Random Access Memory)12、記憶部13、および車内通信部14などを備える。ゲートウェイ10は、無線通信部15と車内通信線を介して接続されているが、これらは一つの装置で構成してもよい。
CPU11は、たとえば時分割で複数のプログラムを切り替えて実行することにより、複数のプログラムを並列的に実行可能である。なお、CPU11は複数のCPU群を代表するものであってもよい。この場合、CPU11の実現する機能は、複数のCPU群が協働して実現するものである。RAM12は、SRAM(Static RAM)またはDRAM(Dynamic RAM)等のメモリ素子で構成され、CPU11が実行するプログラムおよび実行に必要なデータ等が一時的に記憶される。
この点は、後述のECU30のCPU31(図3参照)が実行するコンピュータプログラム、および、後述の管理サーバ5のCPU51(図4参照)が実行するコンピュータプログラムについても同様である。
なお、以降の説明において、上位装置が下位装置にデータを転送(送信)することを「ダウンロードする」ともいう。
車内通信部14は、CPU11から与えられた情報を対象のECU30へ送信するとともに、ECU30から受信した情報をCPU11に与える。車内通信部14は、上記の通信規格だけでなく、車内ネットワーク4に用いる他の通信規格によって通信してもよい。
無線通信部15は、図示しない基地局により形成される広域通信網2を介して、CPU11から与えられた情報を管理サーバ5等の車外装置に送信するとともに、車外装置から受信した情報をCPU11に与える。
別の通信装置と管理サーバ5等の車外装置とが広域通信網2を通じた無線通信が可能である場合には、車外装置→別の通信装置→有線通信部→ゲートウェイ10の通信経路により、車外装置とゲートウェイ10とが通信可能になる。
図3は、ECU30の内部構成を示すブロック図である。
図3に示すように、ECU30は、CPU31、RAM32、記憶部33、および通信部34などを備える。ECU30は、車両1に搭載された対象機器を個別に制御する車載制御装置である。ECU30の種類には、たとえば、電源制御ECU、エンジン制御ECU、ステアリング制御ECU、およびドアロック制御ECUなどがある。
RAM32は、SRAMまたはDRAM等のメモリ素子で構成され、CPU31が実行するプログラムおよび実行に必要なデータ等が一時的に記憶される。
記憶部33は、CPU31が読み出して実行するプログラムを格納する。記憶部33が記憶する情報には、たとえば、車内の制御対象である対象機器を制御するための情報処理をCPU31に実行させるためのコンピュータプログラムや、パラメータや地図情報などの、当該プログラムを実行する際に用いるデータである制御プログラムが含まれる。
通信部34は、CPU31から与えられた情報をゲートウェイ10へ送信するとともに、ゲートウェイ10から受信した情報をCPU31に与える。通信部34は、上記の通信規格だけなく、車載ネットワークに用いる他の通信規格によって通信してもよい。
ここで、通常モードとは、ECU30のCPU31が、対象機器に対する本来的な制御(たとえば、燃料エンジンに対するエンジン制御や、ドアロックモータに対するドアロック制御など)を実行する制御モードのことである。
すなわち、リプログラミングモードは、CPU31が、記憶部33のROM領域に対して、制御プログラムのデータの消去や書き換えを行う制御モードのことである。CPU31は、この制御モードのときにのみ、記憶部33のROM領域に格納された制御プログラムを新バージョンに更新することが可能となる。
起動部35は、上記のベリファイ処理の完了後に、CPU31を更新後の制御プログラムによって動作させる。
DLサーバ6からゲートウェイ10を介してECU30に更新用プログラムがダウンロードされ、当該更新用プログラムを用いて制御プログラムを更新することを、オンライン更新とも称する。
図4は、管理サーバ5の内部構成を示すブロック図である。
図4に示すように、管理サーバ5は、CPU51、ROM52、RAM53、記憶部54、および通信部55などを備える。
RAM53は、SRAMまたはDRAM等のメモリ素子で構成され、CPU51が実行するプログラムおよび実行に必要なデータ等が一時的に記憶される。
通信部55は、所定の通信規格に則って通信処理を実行する通信装置よりなり、携帯電話網等の広域通信網2に接続されて当該通信処理を実行する。通信部55は、CPU51から与えられた情報を、広域通信網2を介して外部装置に送信するとともに、広域通信網2を介して受信した情報をCPU51に与える。
図5は、本実施形態のプログラム更新システムにおいて実行される、制御プログラムのオンライン更新の流れの一例を示すシーケンス図である。DLサーバ6に1または複数の更新用プログラムが格納され、一例として、管理サーバ5が、予め登録された車両1について、当該車両1のECUの制御プログラムを更新するタイミングを決定する。更新のタイミングは、たとえば、車両1のカーメーカーなどによって設定されてもよい。
図6は、第1の実施の形態にかかる車両1の、電源構成も含めた構成の一例を表わした概略図である。図6は、コンベンショナル車とも呼ばれる、ハイブリッド型車両ではない従来型の車両(エンジン車)の構成の一例を表わしている。図6において、太線は電力線を示している。
図5のステップS6の更新制御処理は、下のSTEP1〜3を含む。
STEP1:バッテリ21の残電量を取得する第1取得処理
STEP2:対象ECU30での更新処理の完了時点までの車両1における消費電力の予測量を取得する第2取得処理
STEP3:バッテリ21の残電量と消費電力の予測量とに基づいて、対象ECU30での更新処理の完了時点におけるバッテリ21の予測される残電量が不足しているか否か判定する判定処理
図2を参照して、ゲートウェイ10のCPU11は、更新制御処理を実行するための機能として、更新制御部111を含む。更新制御部111は、第1取得処理を実行する第1取得部112と、第2取得処理を実行する第2取得部113と、判定処理を実行する判定部114とを含む。これら機能は、CPU11が記憶部13に記憶されている1つまたは複数のプログラムを読み出して実行することによって、CPU11において実現される機能である。しかしながら、当該機能の少なくとも一部が、電子回路などのハードウェアによって実現されてもよい。
第1の操作:図示しないスイッチやキーなどの車両1に備えられたユーザインタフェースを用いた操作
第2の操作:操作端末8を用いた操作
第3の操作:スマートフォンなどの通信機9を用いた操作
第1の操作は車内にユーザが居る場合に可能な操作であり、第2の操作および第3の操作は、ユーザが車内/車外のいずれであっても可能な操作である。
図7は、図5のステップS6の更新制御処理の具体例を表したフローチャートである。図7のフローチャートに表された処理は、ゲートウェイ10のCPU11が、記憶部13に記憶された1つまたは複数のプログラムをRAM12上に読み出して実行することによって図2に示された各機能を実現することで実行される。図7の処理は、図5のステップS4でゲートウェイ10が対象ECUに更新を要求すると開始される。
第1の実施の形態にかかるプログラム更新システムでは、制御プログラムの更新中に、更新完了時点でバッテリ残量が不足することが予測される場合に、ユーザに対して充電開始操作が促される。その出力によって充電開始操作が行われることで、本実施の形態にかかる車両1ではエンジンが駆動する。これに伴ってALT23が発電し、その発電電力によってバッテリ21が充電される。これにより、更新中にバッテリ残量SOCの不足によって更新が停止し、更新に失敗したり、更新用プログラムが破損したりすることを回避できる。また、更新完了後にバッテリ残量SOCが不足した状態となっていることを回避することができる。
ゲートウェイ10でのエンジン稼動の制御は、車両1の走行時の状態で稼動させる通常稼動モードと、更新処理中にバッテリ21充電用に稼動させる更新時稼動モードとを含んでもよい。通常稼動モードでゲートウェイ10は、エンジン起動時に、設定に従って、たとえば、エアコンやオーディオなどの他の機能も同時に起動させてもよい。更新時稼動モードでは、ゲートウェイ10は、通常稼動モードでの設定に関わらず、エンジンのみを始動させる。これにより、効率的にバッテリ21を充電することができる。なお、この制御は、後述する第2の実施の形態および第3の実施の形態でも同様である。
第2の実施の形態にかかるプログラム更新システムでは、バッテリ21への充電が開始した後に、充分に充電されると、バッテリ21に電力を供給する機構にバッテリへの電力供給を停止させる。第1の実施の形態にかかる車両1では、バッテリ21に電力を供給する機構はALT23であり、ALT23からの電力供給を停止するためにエンジンの稼動を停止する。そこで、第2の実施の形態にかかるプログラム更新システムの更新制御処理は、図7のステップS117でエンジン始動を指示した後に、当該エンジンの稼動を停止する制御を含む。このため、第2の実施の形態にかかる判定部114は、第1の判定処理において予測残量SOC’が不足していると判定し、かつ、図7のステップS117でエンジンの始動を指示した後、さらに、エンジン停止の要否を判定する、第3の判定処理を実行する。なお、後述する第3の実施の形態にかかるプログラム更新システムでも、同様の制御を行ってもよい。
第2の実施の形態にかかるプログラム更新システムでは、第1の実施の形態にかかるプログラム更新システムにおいて更新完了時にバッテリ残量が不足することが予測されてバッテリ残量を確保するためにエンジンが始動された場合に、バッテリ残量が必要量確保されると、当該エンジンの稼動が停止される。そのため、不要なエンジン稼動を行うことなく、必要なバッテリ残量が確保される。
図8を参照して、好ましくは、上記ステップS117でエンジンの始動を指示した後、ユーザが車内にいないと判別された場合には(ステップS201でNO)、CPU11は、対象ECU以外のECUに対して、他の機能の停止を指示する(ステップS203)。他の機能は、たとえば、エアコンやオーディオなどが該当する。
なお、第1の実施の形態および第2の実施の形態では、車両1がいわゆるエンジン車であるものとしているが、車両1がエンジンおよびオルタネータのない電動車両であっても同様の更新制御処理が行われてもよい。
2 広域通信網
4 通信ネットワーク
5 管理サーバ
6 DLサーバ
7 ユーザインタフェース装置
8 操作端末
9 通信機(ユーザインタフェース装置)
10 ゲートウェイ、管理装置(制御装置)
11 CPU
12 RAM
13 記憶部
14 車内通信部
15 無線通信部
16 車内通信線
21 バッテリ
21A 高圧バッテリ
21B 補機バッテリ
22 DC/DCコンバータ
23 ALT
24 スタータ
30 ECU
30A バッテリ監視装置(ECU)
30B 始動制御装置(ECU)
30D 受信部(ECU)
31 CPU
32 RAM
33 記憶部
34 通信部
35 起動部
51 CPU
52 ROM
53 RAM
54 記憶部
55 通信部
111 更新制御部
112 第1取得部
113 第2取得部
114 判定部
Claims (12)
- 1または複数の車載制御装置と車内通信線を介して通信する通信部と、
前記車載制御装置に電力を供給するバッテリの残電量を取得する第1の取得部と、
前記車載制御装置での制御プログラムの更新完了時点までの、各前記車載制御装置での消費電力予測量を取得する第2の取得部と、
前記バッテリの残電量と前記消費電力予測量とに基づいて、前記更新完了時点における前記バッテリの予測残電量が閾値以上であるか否かを判定する第1の判定処理を実行する判定部と、
前記通信部を介して、前記1または複数の車載制御装置に対して、当該車載制御装置の制御する装置の動作を指示する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記予測残電量が前記閾値未満であることが前記制御プログラムの更新中の第1の時点において判定された場合に、ユーザインタフェース装置に前記バッテリの充電開始操作を促す情報出力を行わせる、制御装置。 - 前記ユーザインタフェース装置は車外のユーザインタフェース装置を含み、
前記制御部は、ユーザが車内にいない場合には、前記車外のユーザインタフェース装置に前記情報出力を行わせる、請求項1に記載の制御装置。 - 前記ユーザインタフェース装置は車載のユーザインタフェース装置を含み、
前記制御部は、ユーザが車内にいる場合には、前記車載のユーザインタフェース装置に前記情報出力を行わせる、請求項1または請求項2に記載の制御装置。 - 前記充電開始操作に従って前記バッテリの充電が開始された場合に、前記判定部は、前記第1の時点より後の第2の時点で前記第1の判定処理を実行し、
前記制御部は、前記予測残電量が前記閾値以上であることが前記第2の時点において判定された場合に、前記バッテリに電力を供給する機構に前記バッテリへの電力供給を停止させる、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の制御装置。 - 前記予測残電量が前記閾値以上であることが前記第1の時点において判定された場合には、前記判定部は、前記第1の時点以降、前記更新完了時点に達するまで、定期的に前記第1の判定処理を実行する、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の制御装置。
- 前記判定部は、さらに、前記バッテリの残電量が前記閾値以上であるか否かを判定する第2の判定処理を実行し、
前記制御部は、
前記バッテリの残電量が前記閾値未満であることが前記第1の時点において判定された場合に、前記制御プログラムの更新中の前記車載制御装置に前記更新を停止させ、
前記バッテリの残電量が前記閾値以上であることが前記第1の時点において判定された場合に、前記判定部は前記第1の判定処理を実行する、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の制御装置。 - 前記予測残電量が前記閾値未満であることが前記第1の時点において判定され、かつ、前記第1の時点において前記充電開始操作が行われない場合に、前記判定部は、前記第1の時点の後に、前記第2の判定処理を定期的に実行する、請求項6に記載の制御装置。
- 前記充電開始操作は、エンジン始動を指示する操作と、走行用バッテリから補機バッテリへの電力供給の際に電圧を降圧するDC/DCコンバータのON操作と、のいずれか一方の操作を含む、請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の制御装置。
- 前記第2の取得部は、前記制御プログラムの更新に必要な消費電力量と、前記制御プログラムを更新する車載制御装置以外の車載制御装置において前記第1の時点から前記更新完了時点までの間に消費が予測される電力量と、に基づいて前記消費電力予測量を算出する、請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の制御装置。
- 前記第2の取得部は、前記制御プログラムを更新する車載制御装置以外の車載制御装置の前記第1の時点における電力消費状況に基づいて、当該車載制御装置における前記更新完了時点までの消費電力量を予測する、請求項9に記載の制御装置。
- 車載制御装置と車内通信線を介して通信する制御装置による、前記車載制御装置の制御方法であって、
前記車載制御装置に電力を供給可能なバッテリの残電量を取得するステップと、
前記車載制御装置での制御プログラムの更新完了時点までの、各前記車載制御装置での消費電力予測量を取得するステップと、
前記制御プログラムの更新中の前記バッテリの残電量と前記消費電力予測量とに基づいて、前記更新完了時点における前記バッテリの予測残電量が閾値以上であるか否かを判定するステップと、
前記車載制御装置に対して、当該車載制御装置の制御する装置の動作を指示するステップと、を備え、
前記指示するステップは、前記制御プログラムの更新中に前記予測残電量が前記閾値未満であることが前記制御プログラムの更新中に判定された場合に、ユーザインタフェース装置に前記バッテリの充電開始操作を促す情報出力を行わせることを含む、制御方法。 - 車載制御装置と車内通信線を介して通信する制御装置としてコンピュータを機能させるためのコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータを、
前記車載制御装置に電力を供給するバッテリの残電量を取得する第1の取得部と、
前記車載制御装置での制御プログラムの更新完了時点までの、各前記車載制御装置での消費電力予測量を取得する第2の取得部と、
前記バッテリの残電量と前記消費電力予測量とに基づいて、前記更新完了時点における前記バッテリの予測残電量が閾値以上であるか否かを判定する判定処理を実行する判定部と、
前記車載制御装置に対して、当該車載制御装置の制御する装置の動作を指示する制御部、として機能させ、
前記制御部は、前記予測残電量が前記閾値未満であることが前記制御プログラムの更新中に判定された場合に、ユーザインタフェース装置に前記バッテリの充電開始操作を促す情報出力を行わせる、コンピュータプログラム。
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