(57)【要約】【課題】車両の制御のための複数の処理を実行する中央処理ＥＣＵの処理負荷増を抑制したネットワークシステムを提供することを目的とする。【解決手段】ネットワークシステムは車両に搭載される。ネットワークシステムは、車両の制御のための複数の処理を実行する中央処理ＥＣＵと、中央処理ＥＣＵからデータを受信して、データに基づいて、車両が備えるセンサまたはアクチュエータの制御をそれぞれ実行する複数の周辺処理ＥＣＵとを備える。中央処理ＥＣＵは、複数の処理を実行する実行部と、実行部の処理負荷を算出する負荷算出部と、負荷算出部が算出した処理負荷が一定値を超える場合、実行部が実行している処理の一部について、周辺処理ＥＣＵに実行させるとともに、実行部による実行を停止させる実行切替部とを備える。【選択図】図２
2020082953.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されたネットワークシステムであって、
車両の制御のための複数の処理を実行する中央処理ＥＣＵと、前記中央処理ＥＣＵからデータを受信して、前記データに基づいて、車両が備えるセンサまたはアクチュエータの制御をそれぞれ実行する複数の周辺処理ＥＣＵとを備え、
前記中央処理ＥＣＵは、
前記複数の処理を実行する実行部と、
前記実行部の処理負荷を算出する負荷算出部と、
前記負荷算出部が算出した処理負荷が一定値を超える場合、前記実行部が実行している処理の一部について、前記周辺処理ＥＣＵに実行させるとともに、前記実行部による実行を停止させる実行切替部とを備える、ネットワークシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両等に搭載されるネットワークシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両には、複数のバスを含むネットワークシステムが搭載されている。各バスにはそれぞれ１つ以上のＥＣＵ（Electronic Control Unit）と呼ばれる車載機器が接続されている。また、各バスはゲートウェイ装置に接続され、バス間でのデータの中継がゲートウェイ装置によって行われる。各ＥＣＵは、典型的にはプロセッサを備え、互いにバスを介してデータを送受信したり、車両が備えるセンサから情報を取得したりして、センサや車両が備えるアクチュエータの制御を行って、車両の各機能を分担して実行する。
【０００３】
このようなネットワークシステムにおいて処理負荷を低減することが提案されている。特許文献１は、車載ネットワークシステムにおいて、現在の車両の状態に基づいて優先度の低いデータフレームを特定し、優先度の低いデータフレームの伝送処理やゲートウェイによる中継処理を抑制することを開示している。また、特許文献２は、車載ネットワーク装置において、現在の車両の状態に基づいて優先度の高いデータフレームを特定し、優先度の低いデータフレームに対する不正データ検知処理を抑制することを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１８−９８７３３号公報
【特許文献２】特開２０１７−４７８３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
複数のＥＣＵが分担して実行していた車両の制御のための複数の処理を、１つの中央処理ＥＣＵに集約、統合することで、機能の高度化および多様化を推進し、また、機能の更新、追加を容易にすることが検討されている。中央処理ＥＣＵの処理負荷の抑制に、上述の特許文献の方法を適用することができるが、すべての処理対象のデータに優先度が付けられるとは限らず、効果に限度がある。また、複数のＥＣＵで処理を分担する場合は処理負荷のばらつきも分散され、平常時と高負荷時との処理負荷の差は限定的であるが、中央処理ＥＣＵに処理を集約すると平常時と高負荷時との処理負荷の差が大きくなる。そのため、中央処理ＥＣＵに処理を集約する場合は、高負荷時の対策がとくに重要であり、さらなる処理負荷の抑制方法が望まれる。
【０００６】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、車両の制御のための複数の処理を実行する中央処理ＥＣＵの処理負荷増を抑制したネットワークシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の一局面は、車両に搭載されたネットワークシステムであって、車両の制御のための複数の処理を実行する中央処理ＥＣＵと、中央処理ＥＣＵからデータを受信して、データに基づいて、車両が備えるセンサまたはアクチュエータの制御をそれぞれ実行する複数の周辺処理ＥＣＵとを備え、中央処理ＥＣＵは、複数の処理を実行する実行部と、実行部の処理負荷を算出する負荷算出部と、負荷算出部が算出した処理負荷が一定値を超える場合、実行部が実行している処理の一部について、周辺処理ＥＣＵに実行させるとともに、実行部による実行を停止させる実行切替部とを備える、ネットワークシステムである。
【発明の効果】
【０００８】
以上のように、本発明によれば、車両の制御のための複数の処理を実行する中央処理ＥＣＵの処理負荷増を抑制したネットワークシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係るネットワークシステムの構成図
【図２】本発明の一実施形態に係る中央処理ＥＣＵの処理の一例を示すフローチャート
【図３】本発明の一実施形態に係る中央処理ＥＣＵの処理の他の例を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明に係るネットワークシステムにおいては、中央処理ＥＣＵが車両制御のための複数の機能を実現するための処理を実行する。中央処理ＥＣＵが通常実行する処理のうち所定の処理については、中央ＥＣＵの処理負荷が高くなる場合は、中央処理ＥＣＵ以外のＥＣＵである周辺処理ＥＣＵで実行して、中央ＥＣＵの処理負荷増大を抑制する。
【００１１】
（実施形態）
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１２】
＜構成＞
図１に、本実施形態に係るネットワークシステム１の構成を示す。ネットワークシステム１は、車両に搭載され、ＥＣＵとして中央処理ＥＣＵ１０と、１つ以上の周辺処理ＥＣＵ２１、２２、２３、…とを備える。中央処理ＥＣＵ１０と周辺処理ＥＣＵ２１、２２、２３、…は、バス５０を介して接続されている。周辺処理ＥＣＵ２１には、１つ以上のセンサ３１と１つ以上のアクチュエータ４１とが接続されている。同様に、周辺処理ＥＣＵ２２には、１つ以上のセンサ３２と１つ以上のアクチュエータ４２とが接続されている。また、周辺処理ＥＣＵ２３には、１つ以上のセンサ３３と１つ以上のアクチュエータ４３とが接続されている。周辺処理ＥＣＵの数は限定されない。また、中央処理ＥＣＵ１０には、車載通信モジュールであるＤＣＭ（Data Communication Module）６０が接続されており車外の特定のサーバー等と通信を行うことができる。
【００１３】
中央処理ＥＣＵ１０は、周辺処理ＥＣＵ２１、２２、２３、…から受信したデータ等に基づいて、車両の各機能を実現するための複数の処理を実行し、周辺処理ＥＣＵ２１、２２、２３、…に処理結果を表すデータを送信する。各機能とは、例えば、ナビゲーション、交通情報、オーディオ、ビデオ等のインフォテインメントと呼ばれるユーザーへの情報提示機能、ＡＤＡＳと呼ばれる先進運転支援機能、自動運転機能、車外との無線通信を用いた車外連携サービス機能、車外との無線通信によって受信した更新データによる中央処理ＥＣＵ１０あるいは周辺処理ＥＣＵ２１、２２、２３、…のプログラムの更新（ＯＴＡソフト更新）機能、ユーザー（ドライバ）の視線方向や注意レベル等を監視するドライバ監視機能等である。
【００１４】
各周辺処理ＥＣＵ２１、２２、２３、…は、それぞれに接続されたセンサから情報を取得して、これに基づいて中央処理ＥＣＵ１０にデータを送信したり、中央処理ＥＣＵ１０から受信したデータに基づいて、それぞれに接続されているセンサやアクチュエータを制御したりすることができる。センサは例えば、車速センサ、カメラ、レーダー、スイッチ等であり、車両やその周囲の各種状態や、ユーザーによる入力等を取得する。アクチュエータは例えば、エンジン、ブレーキ、変速機、パワーステアリング、エアコン、ナビゲーション装置等のような、力、エネルギー、情報等の出力装置である。なお、周辺処理ＥＣＵは、その機能に応じて、センサのみ備えてもよいし、アクチュエータのみ備えてもよい。また、周辺処理ＥＣＵとセンサ、アクチュエータとの接続の態様は限定されず、図１に示すようにローカルなバスを用いてもよいし、センサごと、アクチュエータごとに個別の信号線を用いてもよい。また、ローカルなバスと個別の信号線との両方が用いられてもよい。
【００１５】
また、本実施形態では、中央処理ＥＣＵ１０は、ＤＣＭ６０を用いた車外との通信において、車両の機能に支障をもたらすような、不正なデータを受信した場合にこれを検知する、通信監視機能を実行することができる。ＤＣＭ６０から受信する全データが中央処理ＥＣＵ１０を経由するので、中央処理ＥＣＵ１０が通信監視機能を有することで、監視対象となるデータの漏れのない総合的な監視が可能である。本実施形態では、各周辺処理ＥＣＵ２１、２２、２３、…も、自装置がバス５０から受け取るデータや、自装置と自装置に接続されたセンサ、アクチュエータとの間のデータの監視を行うことができる。各周辺処理ＥＣＵ２１、２２、２３、…がこのように自装置周辺の通信監視機能を有することで、中央処理ＥＣＵ１０による通信監視機能が動作していなくても、漏れのない監視が全体として可能となる。本実施形態では、後述するように、中央処理ＥＣＵ１０の起動時や負荷が所定値以下であるような場合は、中央処理ＥＣＵ１０が通信監視機能のための処理を実行し、所定値を超える場合は、周辺処理ＥＣＵ２１、２２、２３、…が通信監視機能のための処理を実行する。
【００１６】
中央処理ＥＣＵ１０は、上述の各機能のための処理を実行する実行部１１と、後述する負荷の算出を行う負荷算出部１２および負荷低減のための処理を実行する実行切替部１３とを備える。これらの各部は、例えばＣＰＵとメモリとを備えるコンピュータによって実現される。
【００１７】
＜処理＞
図２は、本実施形態の一例に係る中央処理ＥＣＵ１０の処理を表すフローチャートである。図２を参照して、処理を説明する。本処理は、例えばネットワークシステム１が起動し、中央処理ＥＣＵ１０の実行部１１が通信監視機能を実行開始した時に開始される。実行部１１は、中央処理ＥＣＵ１０の動作中、周辺処理ＥＣＵ２１、２２、２３、…から受信するデータ等に基づいて、複数の機能のための処理を実行する。また、実行部１１は、周辺処理ＥＣＵ２１、２２、２３、…から受信するデータ等に基づいて、中央ＥＣＵ１０の通信監視機能以外の各機能のうち、非動作状態の機能のいずれを動作状態（オン）にし、動作状態の機能のいずれを非動作状態（オフ）とするかを決定する。
【００１８】
（ステップＳ１０１）：実行部１１は、上述した決定の結果、各機能のオン／オフに変化が発生すれば、ステップＳ１０２に進む。各機能のオン／オフに変化が発生しなければ、本ステップＳ１０１を繰り返す。
【００１９】
（ステップＳ１０２）：実行部１１は、オンからオフに変化した機能があれば、その機能のための処理の実行を停止する。なお、オフからオンに変化した機能があっても、本ステップでは、その機能のための処理の実行を開始しない。
【００２０】
（ステップＳ１０３）：負荷算出部１２は、現在オンである機能に対応付けられた負荷値に基づいて、中央処理ＥＣＵ１０の処理負荷を算出する。負荷値とは例えば、各機能を実行するために、実行部１１の処理を実行するＣＰＵに要求されるクロック周波数やメモリ使用量である。負荷算出部１２は、各機能とその負荷値を対応付けたテーブルを予め保持している。以下の表１に、テーブルの例を示す。負荷算出部１２は、テーブルを参照して、オン状態の機能の負荷値を取得し、例えば負荷値の合計値を、中央処理ＥＣＵ１０の処理負荷として算出することができる。なお、このようなテーブルは、設計値に基づいて定めてもよいし、過去の動作中における学習値に基づいて定めてもよい。
【００２１】
【表１】
2020082953.tif 000003
【００２２】
（ステップＳ１０４）：実行切替部１３は、ステップＳ１０３で算出した最新の中央処理ＥＣＵ１０の処理負荷と、前回に算出した処理負荷とを比較する。比較の結果、処理負荷が所定の変化をした場合、ステップＳ１０５に進み、所定の変化をしていない場合、ステップＳ１０６に進む。所定の変化とは、前回の処理負荷が所定値以下であり、最新の処理負荷が所定値より大きくなり、処理負荷が許容範囲内から許容範囲外に増加したと考えることができる変化、あるいは、前回の処理負荷が所定値より大きく、最新の処理負荷が所定値以下となり、処理負荷が許容範囲外から許容範囲内に減少したと考えることができる変化である。なお、本処理開始後、最初に処理負荷を算出したときは、前回に算出した処理負荷が存在しないので、例えば、最新の処理負荷と初期値０とを比較すればよい。
【００２３】
なお、所定値として、第１所定値と、第１所定値より小さい第２所定値とを定め、前回の処理負荷が第１所定値以下であり、最新の処理負荷が第１所定値より大きい場合、および、前回の処理負荷が第２所定値より大きく、最新の処理負荷が第２所定値以下である場合に、所定の変化が発生したと判定してもよい。こうすれば、所定の変化が発生したと判定される頻度が低下して、つぎに説明するステップＳ１０５に進む頻度が低くなり、所定の処理を実行するＥＣＵの切り替えの発生頻度が低くなるため、ネットワークシステム１の動作が安定する。
【００２４】
（ステップＳ１０５）：実行切替部１３は、通信監視機能のための処理を実行するＥＣＵを、中央処理ＥＣＵ１０と周辺処理ＥＣＵ２１、２２、２３、…との間で切り替える。最新の処理負荷が前回の処理負荷より大きくなって本ステップに進んだ場合は、実行部１１が、通信監視機能のための処理を実行している。実行切替部１３は、周辺処理ＥＣＵ２１、２２、２３、…に、指示を表すデータを送信して通信監視機能のための処理の実行を開始させ、実行部１１に、通信監視機能のための処理の実行を停止させる。これにより実行部１１の処理負荷を抑制できる。
【００２５】
また、最新の処理負荷が前回の処理負荷より小さくなって本ステップに進んだ場合は、周辺処理ＥＣＵ２１、２２、２３、…が、通信監視機能のための処理を実行している。実行切替部１３は、実行部１１に、通信監視機能のための処理の実行を開始させ、周辺処理ＥＣＵ２１、２２、２３、…に、指示を表すデータを送信して通信監視機能のための処理の実行を停止させる。
【００２６】
（ステップＳ１０６）：ステップＳ１０１で、オフからオンに変化した機能があれば、本ステップでは、その機能のための処理の実行を実際に開始する。実行部１１が、ステップＳ１０２でオンからオフに変化した機能のための処理の実行を停止する場合や、ステップＳ１０５で通信監視機能のための処理の実行を停止する場合は、確実に実行停止して処理負荷を低下させてから、オフからオンに変化した機能のための処理の実行を開始することができる。この後ステップＳ１０１に進み、ステップＳ１０１〜Ｓ１０６の処理が繰り返される。
【００２７】
以上の処理は、機能ごとの負荷値が事前に予測できる場合に好適に実行可能である。以下に、機能ごとの負荷値の予測が困難である場合の好適な処理の例を示す。図３は、このような、本実施形態の他の例に係る中央処理ＥＣＵ１０の処理を表すフローチャートである。図３を参照して、処理を説明する。上述の処理と同様の事項については、説明を省略あるいは簡素化する。
【００２８】
（ステップＳ２０１）：実行部１１は、上述のステップＳ１０１と同様、非動作状態の機能のいずれを動作状態（オン）にし、動作状態の機能のいずれを非動作状態（オフ）とするかを決定する。このような決定の結果、各機能のオン／オフに変化が発生すれば、ステップＳ２０２に進む。各機能のオン／オフに変化が発生しなければ、本ステップＳ２０１を繰り返す。
【００２９】
（ステップＳ２０２）：実行部１１は、上述のステップＳ１０２と同様、オンからオフに変化した機能があれば、その機能のための処理の実行を実際に停止する。
【００３０】
（ステップＳ２０３）：実行部１１は、オフからオンに変化した機能があれば、その機能のための処理の実行を実際に開始する。
【００３１】
（ステップＳ２０４）：負荷算出部１２は、現在の中央処理ＥＣＵ１０の処理負荷を算出する。本例では、処理負荷は、例えば実行部１１の処理を実行するＣＰＵが備える負荷等の各種の状態検出機能を用いて算出することができる。
【００３２】
（ステップＳ２０５）：実行切替部１３は、ステップＳ２０４で算出した最新の中央処理ＥＣＵ１０の処理負荷と、所定値とを比較する。処理負荷が所定値より大きい場合はステップＳ２０６に進み、処理負荷が所定値以下である場合はステップＳ２０７に進む。処理負荷が所定値より大きい場合は、処理負荷が許容範囲外であると考えることができる。処理負荷が所定値以下である場合は、処理負荷が許容範囲内であると考えることができる。
【００３３】
（ステップＳ２０６）：実行切替部１３は、通信監視機能のための処理を、周辺処理ＥＣＵ２１、２２、２３、…が実行している場合、本ステップではとくに処理を行わず、その状態を継続させる。実行切替部１３は、通信監視機能のための処理を、実行部１１が実行している場合、周辺処理ＥＣＵ２１、２２、２３、…に、指示を表すデータを送信して通信監視機能のための処理の実行を開始させ、実行部１１に、通信監視機能のための処理の実行を停止させる。これにより実行部１１の処理負荷を抑制できる。この後ステップＳ２０１に進み、ステップＳ２０１〜Ｓ２０７の処理が繰り返される。
【００３４】
（ステップＳ２０７）：実行切替部１３は、通信監視機能のための処理を、実行部１１が実行している場合、本ステップではとくに処理を行わず、その状態を継続させる。実行切替部１３は、通信監視機能のための処理を、周辺処理ＥＣＵ２１、２２、２３、…が実行している場合、実行部１１に、通信監視機能のための処理の実行を開始させ、周辺処理ＥＣＵ２１、２２、２３、…に、指示を表すデータを送信して通信監視機能のための処理の実行を停止させる。この後ステップＳ２０１に進み、ステップＳ２０１〜Ｓ２０７の処理が繰り返される。
【００３５】
本処理は、機能ごとの負荷値が事前に予測できない場合であっても好適に実行可能である。なお、上述したいずれの処理例においても、通信監視機能のための処理を実行するＥＣＵを、中央処理ＥＣＵ１０と周辺処理ＥＣＵ２１、２２、２３、…との間で切り替えることとしたが、これは一例であり、中央処理ＥＣＵ１０と周辺処理ＥＣＵ２１、２２、２３、…とのいずれも実行可能な処理であれば、通信監視機能の代わりに他の処理であってもよい。
【００３６】
＜効果＞
以上のような処理により、本発明に係るネットワークシステム１においては、中央処理ＥＣＵ１０の処理負荷が高くなる場合は、中央処理ＥＣＵ１０が通常実行する処理のうち、通信監視機能のための処理のような所定の処理を、中央処理ＥＣＵ１０の代わりに周辺処理ＥＣＵ２１、２２、２３、…が実行する。これにより、中央ＥＣＵの処理負荷が高くなるのを抑制することができる。
【００３７】
本発明は、ネットワークシステムだけでなく、ネットワークシステムにおけるＥＣＵの処理負荷抑制方法、ＥＣＵのコンピュータが実行する処理負荷抑制プログラムおよびこれを記憶したコンピュータ読み取り可能な非一時的記憶媒体、ネットワークシステムを備えた車両等として捉えることが可能である。また、本発明は、車両に搭載されるネットワークシステム以外のネットワークシステムにも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、車両等に搭載されるネットワークシステムに有用である。
【符号の説明】
【００３９】
１  ネットワークシステム
１０    中央処理ＥＣＵ
１１    実行部
１２    負荷算出部
１３    実行切替部
２１、２２、２３    周辺処理ＥＣＵ
３１、３２、３３    センサ
４１、４２、４３    アクチュエータ
５０    バス
６０    ＤＣＭ
【図１】
2020082953.tif 000004
【図２】
2020082953.tif 000005
【図３】
2020082953.tif 000006