(57)【要約】【課題】車両用統合制御システムにおいて、ネットワーク内でデータ中継を行う中継装置を改良することで、システムを大きく変更することなくセンサ入力や制御処理などによって得られた制御情報の妥当性を検出する。【解決手段】車両制御システムはサブシステム１とサブシステム２と車間距離制御システム３から成る。そして、サブシステム１，２、および車間距離制御システム３はそれぞれのＧＷ ＥＣＵを介してＦｌｅｘＲａｙ４で繋がっている。それぞれのＧＷ ＥＣＵは、受信したデータに受信したときの時刻情報を付与する時刻付与処理部を備える。【選択図】  図１
2011131762.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の制御装置と前記複数の制御装置同士を接続するネットワークとを備えており、前記ネットワーク上に流れる複数の制御情報に付与された時刻情報を比較し、前記複数の制御情報の妥当性を検証する車両制御システムに用いられるデータ中継用制御装置であって、
前記複数の制御装置中の制御装置が送信した制御情報を受信して時刻情報を付与する時刻付与手段と、
受信した複数の制御情報に対して前記時刻付与手段が付与した時刻情報同士を比較する時刻情報比較手段と、
のうち少なくとも一つの手段を有するデータ中継用制御装置。
【請求項２】
前記車両制御システムは、少なくとも一つ以上の制御装置と前記制御装置を接続するイベント駆動型ネットワークとを有する複数のサブシステムと、前記サブシステム同士を接続するサブシステム間ネットワークと、を備え、
前記データ中継用制御装置は、前記複数のサブシステムの一つに属しており、前記イベント駆動型ネットワークと前記サブシステム間ネットワークとで前記複数の制御情報の中継を行い、
前記時刻付与手段は、前記イベント駆動型ネットワークから前記サブシステム間ネットワークへ中継を行う際に時刻情報を付与することを特徴とする請求項１記載のデータ中継用制御装置。
【請求項３】
前記複数のサブシステム中の他のサブシステムに属するデータ中継用制御装置と、時刻の同期を行う時刻同期手段を備えることを特徴とする請求項２記載のデータ中継用制御装置。
【請求項４】
前記時刻情報比較手段によって時刻情報を比較し、それらの差が所定の閾値よりも大きいとき、比較を行った複数の制御情報が妥当でないことを検出する請求項１から３いずれか一項記載のデータ中継用制御装置。
【請求項５】
前記時刻情報比較手段が第一の時刻情報と第二の時刻情報を比較する場合において、
前記第一の時刻情報を含む制御情報を受信し、
前記第二の時刻情報を含む制御情報を受信できないとき、
前記制御情報が妥当でないことを検出する請求項１から４いずれか一項記載のデータ中継用制御装置。
【請求項６】
前記サブシステム間ネットワークは時間駆動型ネットワークであることを特徴とする請求項２記載のデータ中継用制御装置。
【請求項７】
前記データ中継用制御装置は、前記時間駆動型ネットワークに接続されたデータ中継用制御装置間で、ネットワークに流れる信号に時刻の基準を定め、時刻の同期を行う手段を備えることを特徴とする請求項６記載のデータ中継用制御装置。
【請求項８】
前記車両制御システムは、前記サブシステム間ネットワークに接続されたデータ中継用制御装置間で、あるデータ中継用制御装置が前記サブシステム間ネットワークに同期用の基準信号を送信し、他のデータ中継用制御装置は受信した基準信号に合わせて自身の時刻を調整する手段を備えることを特徴とする請求項２記載のデータ中継用制御装置。
【請求項９】
前記データ中継用制御装置は、データ中継処理以外の車両制御処理を行う制御装置であることを特徴とする請求項１から８いずれか一項記載のデータ中継用制御装置。
【請求項１０】
前記データ中継用制御装置は、前記時刻情報比較手段による比較が終わった後、制御情報から時刻情報を除去することを特徴とする請求項１から９いずれか一項記載のデータ中継用制御装置。
【請求項１１】
前記データ中継用制御装置は、前記時刻情報を除去した前記制御情報をイベント駆動型ネットワークへ送信することを特徴とする請求項１０記載のデータ中継用制御装置。
【請求項１２】
前記時刻情報比較手段が、データ中継用制御装置以外の特定の車両制御処理を目的とした制御装置に備えられた車両制御用システムに用いられる、請求項１から１１いずれか一項記載のデータ中継用制御装置。
【請求項１３】
前記時刻情報比較手段による比較結果に基づいて前記車両制御システムの異常状態、または古い制御情報を検知する請求項１から１２いずれか一項記載のデータ中継用制御装置。
【請求項１４】
複数の制御装置と前記複数の制御装置同士を接続するネットワークとを備えており、前記ネットワーク上に流れる複数の制御情報に付与された時刻情報を比較し、前記複数の制御情報の妥当性を検証する車両制御システムであって、
前記複数の制御装置中のある制御装置は、前記複数の制御装置中の他の制御装置が送信した制御情報を受信して時刻情報を付与し、
前記複数の制御装置中の時刻情報を付与した制御装置と異なる制御装置は、受信した複数の制御情報に対して付与された時刻情報同士を比較することを特徴とする車両制御システム。
【請求項１５】
前記車両制御システムは、少なくとも一つ以上の制御装置と前記制御装置を接続するイベント駆動型ネットワークと、前記イベント駆動型ネットワーク外と制御情報の中継を行うデータ中継装置とを有する複数のサブシステムと、前記データ中継装置を介して前記サブシステム同士を接続するサブシステム間ネットワークと、を備え、
前記データ中継装置は、前記イベント駆動型ネットワークから前記サブシステム間ネットワークへ中継を行う際に制御情報に時刻情報を付与することを特徴とする請求項１４記載の車両制御システム。
【請求項１６】
前記サブシステム間ネットワークは時間駆動型ネットワークであることを特徴とする請求項１５記載の車両制御システム。
【請求項１７】
前記データ中継用制御装置は、他のデータ中継用制御装置と時刻の同期を行うことを特徴とする請求項１５，１６いずれか一項記載の車両制御システム。
【請求項１８】
少なくとも一つ以上の制御装置と、
前記制御装置同士を接続するネットワークと、
前記ネットワーク外へ制御情報を中継するためのデータ中継用制御装置と、
を有する車両制御用のサブシステムであって、
前記データ中継用制御装置は、前記制御装置が送信した制御情報を受信して時刻情報を付与する時刻付与手段と、
受信した複数の制御情報に対して前記時刻付与手段が付与した時刻情報同士を比較し、前記複数の制御情報の妥当性を検証する時刻情報比較手段と、
のうち少なくとも一つの手段を有することを特徴とするサブシステム。
【請求項１９】
前記ネットワークはイベント駆動型ネットワークであり、
前記時刻付与手段は、前記イベント駆動型ネットワークから時間駆動型ネットワークを介して他のサブシステムへ制御情報を中継する際に、時刻情報を付与することを特徴とする請求項１８記載のサブシステム。
【請求項２０】
前記時間駆動型ネットワークに流れる信号に基づいて、前記時間駆動型ネットワークに接続された他のサブシステム中のデータ中継用制御装置と時刻の同期を行うことを特徴とする請求項１９記載のサブシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両制御システム、または車両制御システムのネットワークにおいてデータを中継する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の多くの車両制御システムは電子化された車両制御機器を操作するＥＣＵ、すなわち電子制御装置（Electronic Control Unit）と、複数のＥＣＵ間の通信を可能にする車載ＬＡＮ（Local Area Network）から構成される。この車載ＬＡＮの一つとして、広く利用されているネットワークにＣＡＮ（Controller Area Network）がある。
【０００３】
一方で、環境負荷低減を実現する車両システムの高機能化に伴い、ＣＡＮの通信帯域が不足してきており、ＣＡＮよりも通信容量の大きいＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）の採用が進んでいる。ＦｌｅｘＲａｙはＣＡＮと比べて約１０倍の伝送速度を備えるため、大量のデータを通信することが可能である。
【０００４】
車両制御システムは、非周期的にデータを送信するイベント駆動型ネットワークであるＣＡＮや、周期的にデータを送信する時間駆動型ネットワークであるＦｌｅｘＲａｙ等の複数のネットワークで構成され、ネットワークを介して複数のＥＣＵが連携して処理を行う処理統合制御システムとなっている。
【０００５】
このようなネットワークを介してデータ通信を行うためには、複数のネットワーク間でデータを中継するＧＷ ＥＣＵ（ゲートウェイＥＣＵ）、すなわちデータ中継用制御装置が必要となる。
【０００６】
また、車両制御システムのように安全性に対する要求度が高いセーフティクリティカルシステムでは、ＥＣＵの故障等による車両異常状態を検知し、車両制御に影響を及ぼす機能を停止するための異常通知処理や保守点検時に異常の詳細を分析するために車両の異常状態をログとして残す処理を必要とする。特にＥＣＵの故障により一定時間更新されなかった、古い制御情報（制御に使用するデータ）を用いて統合制御システムが異常な制御を行うことを防ぐため、一定時間更新されなかった古い制御情報を検出したいという要求がある。
【０００７】
そこで一台のＥＣＵ内におけるデータのやり取りで、古いデータを検出するために、データの取得時刻情報を記憶しておき、そのデータを用いる演算を行うときに、ＥＣＵが保持する現在時刻とそのデータの取得時刻とを比較することにより、古い制御情報の使用を防ぐ方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
また、制御データを受信した際に時刻情報を付与し、実際にそのデータを使用するときにノードの現在時刻とそのデータが備える時刻情報を比較し、そのデータが有効であることを確認することにより古い制御データの使用を防ぐ方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−３８７８２号公報
【特許文献２】特開２００７−２３８０４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記の方法を車両用統合制御システムに適応しようとすると、車両制御を行うＥＣＵにデータ取得時刻を付与する処理を追加するなど、システムに大きな変更が必要となる。
【００１１】
本発明はこのような問題を考慮してなされたものであり、車両用統合制御システムにおいて、ネットワーク内でデータ中継を行う中継用制御装置を改良することで、一定期間中にセンサ入力や制御処理などによって得られた制御情報の妥当性を検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明は、複数の制御装置と前記複数の制御装置同士を接続するネットワークとを備えており、前記ネットワーク上に流れる複数の制御情報に付与された時刻情報を比較し、前記複数の制御情報の妥当性を検証する車両制御システムに用いられるデータ中継用制御装置であって、
前記複数の制御装置中の制御装置が送信した制御情報を受信して時刻情報を付与する時刻付与手段と、
受信した複数の制御情報に対して前記時刻付与手段が付与した時刻情報同士を比較する時刻情報比較手段と、
のうち少なくとも一つの手段を有するデータ中継用制御装置を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明した通り、本発明によれば、車両用統合制御システムにおいて、システムの変更を抑制しながら、制御情報の妥当性を検証できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一般的なＥＣＵの装置構成である。
【図２】実施例１における車両制御システムを示す構成図である。
【図３】データ中継処理と車両制御処理が混在するＧＷ ＥＣＵを示す図である。
【図４】ＦｌｅｘＲａｙの通信サイクルに合わせてＧＷ ＥＣＵの時刻の同期を取ることを示す図である。
【図５】ＦｌｅｘＲａｙに同期用の基準信号を送信し、それに合わせてＧＷ ＥＣＵの時刻の同期を取ることを示す図である。
【図６】ＧＷ ＥＣＵが行うタイマ同期処理のフローチャートである。
【図７】ＧＷ ＥＣＵが車速情報を受信したときに時刻情報を付与することを示す図である。
【図８】ＧＷ ＥＣＵが行うＣＡＮから受信した制御情報を中継するときに行う処理のフローチャートである。
【図９】ＧＷ ＥＣＵが車速情報と車間距離情報を受信したときに比較することにより、システムの異常を検出することを示す図である。
【図１０】ＧＷ ＥＣＵが行うＦｌｅｘＲａｙから受信した制御情報を中継するときに行う処理のフローチャートである。
【図１１】ＧＷ ＥＣＵでないＥＣＵが時刻比較処理を備えることを示す図である。
【図１２】実施例１におけるＣＡＮからＦｌｅｘＲａｙへデータを中継する場合のデータ構造の一例である。
【図１３】実施例２における車両制御システムを示す構成図である。
【図１４】実施例３における車両制御システムを示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
車両中の一台のＥＣＵ（制御装置）内におけるデータのやり取りにおいて、データの取得時刻とＥＣＵが保持する現在時刻とを比較する方法は、一台のＥＣＵ内の古い制御情報の検出にはそのまま適用できる。しかし、車両用統合制御システムのように、ネットワークを介して制御情報が転送され、制御情報が取得されたＥＣＵとは異なるＥＣＵでその制御情報が使用されるとき、その制御情報の新旧や異常の有無などの妥当性を判断できない。
【００１６】
また、車両用統合制御システムにおいて、制御情報の取得時刻からの経過時間を用いて制御情報の妥当性を検証する方法では、時刻情報を付与したＥＣＵの時刻と制御情報を使用する他のＥＣＵが保持する現在時刻とが同期していない問題が生じる。これにより、制御情報に付与された時刻情報と他のＥＣＵの現在時刻とが比較できない。さらに、各々のＥＣＵに制御情報を取得した時刻を付与する機能を新たに追加すると、時刻情報を含まないネットワーク上で制御情報を送信するＥＣＵと、ＦｌｅｘＲａｙなどの他のネットワークへのデータ中継を行うＥＣＵとがつながっている場合に、本来時刻情報が流れないネットワーク上に新たに時刻情報が流れることになるため通信負荷が生じてしまう。また、各々のＥＣＵへの時刻情報付与機能の追加など、開発済みのシステムの再設計が必要となってしまう。
【００１７】
本発明では、複数ＥＣＵ間でデータをやり取りしながら車両制御を行うシステムにおいて、各々のＥＣＵで制御情報が取得された時刻に基づいて制御情報の妥当性を判断するのではなく、データ中継用制御装置に時刻付与機能を追加し、データ中継用制御装置がＥＣＵからの制御情報を受信・中継した時刻に基づいてシステムの異常検出を行うことに注目している。
【００１８】
以下、本発明の具体的な実施形態について図を用いて説明する。
【実施例１】
【００１９】
ここでは、本発明にかかる車両制御システム及びＥＣＵの第一の実施形態について、図を参照して詳細に説明する。
【００２０】
まず、図１に一般的なＥＣＵの装置構成の概略を示す。ＥＣＵ１０１は、外部とのデータの入出力を行うための入出力回路１０７と、演算処理を行うための演算装置１０５と、データを格納するためのメモリ１０６とを備えている。演算装置１０５はメモリ１０６に対してプログラムや制御情報の読み書きを行い、車両制御のための演算処理を行う。ＥＣＵ外部とのデータのやり取りは、入出力回路１０７を介して行われる。例えば、車両の運転状態や制御対象機器の挙動などの入力はセンサ１０２から入出力回路１０７を介して入力される。また、他のＥＣＵなどから制御情報を受信したり、ＥＣＵ１０１で取得または演算された制御情報を他のＥＣＵに送信する際には、入出力回路１０７と、ＣＡＮ１０３やＦｌｅｘＲａｙなどのネットワークまたは通信バスを介してデータのやり取りがされる。そして、種々の制御情報をもとに、ＥＣＵ１０１は制御対象のアクチュエータ１０４に入出力回路１０７を介して制御信号を出力する。
【００２１】
続いて図２に本発明の第一の実施形態である車両制御システムを示す。ここでは、車両用統合制御システムの一例として車間距離を制御するシステムを挙げている。車両制御システムはサブシステム１とサブシステム２と車間距離制御システム３から成る。車間距離制御システムもサブシステムの一つである。サブシステムは、特定の制御対象機器の制御に特化した単一又は複数のＥＣＵと、ＥＣＵを接続するネットワーク（例えば、ＣＡＮや通信バスなど）と、他のネットワークとでデータを中継するデータ中継用制御装置（ＧＷ ＥＣＵ）などによって構成される。例えば、サブシステム１はエンジン制御ＥＣＵ１１とＧＷ ＥＣＵ１２とＣＡＮ１０で構成され、サブシステム２は、車間距離センサ搭載ＥＣＵ２１とＧＷ ＥＣＵ２２とＣＡＮ２０で構成され、車間距離制御システム３はＧＷ ＥＣＵ３１と衝突予測演算ＥＣＵ３２で構成されている。そして、サブシステム１，２、および車間距離制御システム３はそれぞれのＧＷ ＥＣＵを介してサブシステム間のネットワークであるＦｌｅｘＲａｙ４で繋がっている。ここで、ＣＡＮはイベント駆動型のネットワークのため、ネットワークには時刻情報がなく、一方でＦｌｅｘＲａｙは通信サイクルを持つ時間駆動型のネットワークのため、ネットワーク上に時刻情報が流れている違いがある。
【００２２】
サブシステム１に属するエンジン制御ＥＣＵ１１はエンジンを制御する処理を行う他に、車速を算出し、車速情報を衝突予測演算ＥＣＵ３２へ送信する役割をもつ。そのため、エンジン制御ＥＣＵ１１は車速算出処理部１１１と、車速算出処理部１１１による処理結果をＣＡＮ１０に送信する通信処理部１１２とをメモリに備えており、演算装置によって読み出されてそれぞれの処理を行っている。
【００２３】
またＧＷ ＥＣＵ１２は、上述の通りＣＡＮ１０から受信する車速情報をＦｌｅｘＲａｙ４へ送信するデータ中継を行う。そのため、ＧＷ ＥＣＵ１２は他のＥＣＵと同様にメモリにデータ中継処理部１２１を備える。また後に説明を行うが、他に時刻付与処理部１２２，時刻比較処理部１２３，タイマ同期処理部１２４，ＣＡＮ１０から車速情報を受信し、ＦｌｅｘＲａｙ４へ送信する通信処理部１２５を備えている。なお、ＧＷ ＥＣＵの装置構成は、図１に示した一般的なＥＣＵの装置構成から、センサやアクチュエータとの入出力を行う入出力回路を省略するなどの簡略化が可能である。但し、図１には図示していないが、二つ以上のネットワークに接続される。
【００２４】
サブシステム２に属する車間距離センサ搭載ＥＣＵ２１は、車間距離を算出し、車間距離情報を衝突予測演算ＥＣＵ３２へ送信する役割をもつ。そのため、車間距離センサ搭載ＥＣＵ２１は、車間距離算出処理部２１１と車間距離情報をＣＡＮ２０に送信する通信処理部２１２を備える。
【００２５】
同様に、ＧＷ ＥＣＵ２２はＣＡＮ２０から受信する車間距離情報をＦｌｅｘＲａｙ４へ送信するデータ中継を行う。そのため、ＧＷ ＥＣＵ２２はデータ中継処理部２２１を備え、また時刻付与処理部２２２，時刻比較処理部２２３，タイマ同期処理部２２４，ＣＡＮ２０から車間距離情報を受信し、ＦｌｅｘＲａｙ４へ送信する２２５の通信処理部を備える。
【００２６】
車間距離制御システム３に属するＧＷ ＥＣＵ３１はＦｌｅｘＲａｙ４から受信する車速情報と車間距離情報をＣＡＮ３０に送信するデータ中継を行う。そのため、ＧＷ ＥＣＵ３１はデータ中継処理部３１１を備え、また時刻付与処理部３１２と時刻比較処理部３１３，タイマ同期処理部３１４，ＦｌｅｘＲａｙ４から車速情報を受信し、ＣＡＮ３０へ送信する通信処理部３１５を備える。
【００２７】
また、衝突予測演算ＥＣＵ３２はＣＡＮ３０から車速情報と車間距離情報を受信し、衝突予測を行う役割をもつ。そのため、衝突予測演算ＥＣＵ３２は、車速情報と車間距離情報から衝突予測を行う衝突予測処理部３２１と、ＣＡＮ３０からのデータを受信する通信処理部３２２を備える。
【００２８】
なお、衝突予測演算ＥＣＵ３２での衝突予測は、システムが正常に動作しているときは一定期間内に取得された車速情報と車間距離情報を用いる。二つの情報が一定期間内に取得されたものでない場合、もはや二つの情報の関連性が保障できず、衝突予測に寄与する情報でないからである。
【００２９】
なお、本実施形態ではＧＷ ＥＣＵ３１が備える時刻付与処理部３１２は使用されないため、時刻付与処理部を持たなくても良い。これにより、ＧＷ ＥＣＵ３１のメモリの使用容量が削減できる。一方で、他のＧＷ ＥＣＵと同様に時刻付与処理部を持たせておくと、他のＧＷ ＥＣＵと仕様をそろえることができるため、ＧＷ ＥＣＵ同士の仕様の互換性や、開発工数の削減に有利である。また本実施形態では説明の簡略化のため、車間距離制御システム３からサブシステム１，２への制御情報の送信を示していないが、ＧＷ ＥＣＵの仕様をそろえておくことで、車間距離制御システム３からサブシステム１，２へ制御情報を送信する場合も対応することができる。
【００３０】
さらに、本実施形態では、ＧＷ ＥＣＵは主にデータ中継を行うように構成されているが、図３に示すようにＧＷ ＥＣＵにエンジン制御などの、データ中継機能以外の機能を搭載してもよい。つまり、ＧＷ ＥＣＵはＥＣＵの一つの種類であると捉えてよい。ＧＷ ＥＣＵ１３はエンジンを制御するエンジン制御処理部１１３と、あるネットワークから受信したデータを他のネットワークへ送信するデータの中継を行うデータ中継処理部１１４を備える。このとき、ＧＷ ＥＣＵは特定の車両制御に関わるエンジン制御処理部１１３と、データ中継処理部１１４とを備えることになるが、これらの処理部１１３，１１４は別々のメモリに備えられ、ハードウェア上分けられていてもよく、同一のメモリに備えられ、ソフトウェア上で分けられていてもよい。
【００３１】
図４はＦｌｅｘＲａｙ４に接続された各々のＧＷ ＥＣＵがＦｌｅｘＲａｙ４における４１の通信サイクルに同期して自身のタイマを更新する流れを示す。この処理によって、ＦｌｅｘＲａｙ４の通信サイクルを基準に、車両制御システム全体で共通の時間軸を持つことができる。ＧＷ ＥＣＵ１２はまずＦｌｅｘＲａｙ４における通信サイクル４１に合わせてタイマ同期処理部１２４のタイマ同期処理１２４０を呼び出す。タイマ同期処理１２４０はソフトウェアタイマ１２６の値を更新する。この実施例ではＦｌｅｘＲａｙの通信サイクル（グローバル時間）を用いてタイマの同期を行い、タイマはソフトウェアタイマとして実現する。
【００３２】
また、ＧＷ ＥＣＵ２２はＧＷ ＥＣＵ１２と同様に、ＦｌｅｘＲａｙ４における通信サイクル４１に合わせてタイマ同期処理２２４０を呼び出す。タイマ同期処理２２４０はソフトウェアタイマ２２６の値を更新する。ＧＷ ＥＣＵ３１はＧＷ ＥＣＵ１２とＧＷ ＥＣＵ２２と同様にＦｌｅｘＲａｙ４における通信サイクル４１に合わせてタイマ同期処理３１４０を呼び出す。タイマ同期処理３１４０はソフトウェアタイマ３１６の値を更新する。このように、少なくとも１つ以上の時間駆動型のネットワークに接続され、そのネットワークに接続されたデータ中継用制御装置間で、ネットワークに流れる信号に時刻の基準を定め、それに対して時刻の調整を行うことにより、システム全体の時刻の同期を行う。これにより、データ中継用制御装置が同期用の信号をネットワークに送信しなくても、ネットワークに接続されたデータ中継用制御装置間で容易に時刻の同期を行うことができる。したがって、同期用の信号をネットワークに送信せずに済むため、ネットワークの負荷が小さく、データ中継用制御装置へのオーバヘッドが小さい効果がある。また、開発済みのシステムの変更が少なくて済む。
【００３３】
ＦｌｅｘＲａｙの通信サイクルを利用しなくともタイマの同期を行う方法はある。他の方法の一例として、図５に示すようにタイマの同期信号を各データ中継用制御装置からＦｌｅｘＲａｙに送信し、その信号に合わせてタイマを合わせる方法が考えられる。ＧＷ ＥＣＵ１１２はまずタイマ同期処理部１２４のタイマ同期処理１２４０を呼び出す。タイマ同期処理１２４０はソフトウェアタイマ１２６の値を更新し、その値を通信処理部１２５の通信処理１２５０を用いてＦｌｅｘＲａｙ４に送信する。送信されたタイマの同期信号４２はＧＷ ＥＣＵ２２のとＧＷ ＥＣＵ３１に受信される。ＧＷ ＥＣＵ２２は通信処理２２５０を用いてタイマの同期信号４２を受信し、タイマ同期処理２２４０を呼び出す。タイマ同期処理２２４０はタイマの同期信号に含まれたソフトウェアタイマ１２６の値をソフトウェアタイマ２２６に上書きする。ＧＷ ＥＣＵ３１においても同様の処理を行いソフトウェアタイマ１２６の値とソフトウェアタイマ３１６の値を同期させる。
【００３４】
上述の通り、実施例のＦｌｅｘＲａｙの通信サイクルによってタイマの同期を行う方法は、この方法と比べ、タイマの同期信号で用いる通信データ量の分だけＦｌｅｘＲａｙの通信負荷が下がり、各々ＧＷ ＥＣＵにおける同期信号を送受信する処理のオーバヘッドが低減する効果がある。また、タイマの同期信号を送信するＥＣＵとそれを受信するＥＣＵの間で、通信処理時間とＦｌｅｘＲａｙ通信時間の分だけタイマの同期にずれが生じるため、タイマの同期信号を用いて、複数のＥＣＵ間でタイマの同期を行うことは困難である。しかし、このように同一のネットワークに接続されたデータ中継用制御装置間で、あるデータ中継用制御装置がネットワークに同期用の基準信号を送信し、前記データ中継用制御装置を除くデータ中継用制御装置が受信した基準信号に合わせて自身の時刻を調整するようにすれば、データ中継用制御装置間を結ぶネットワークの種類に関係なく、データ中継用制御装置間で時刻の同期を行うことができる。
【００３５】
図６はＧＷ ＥＣＵ１２におけるタイマ同期処理１２４０のフローチャートである。この図を用いてタイマ同期処理１２４０の詳細な流れの一例を説明する。タイマ同期処理１２４０はまずステップ１２４１において、ＦｌｅｘＲａｙ通信における通信サイクル（コミュニケーションサイクル）の割り込みで起動され、ステップ１２４２に移る。ステップ１２４２では、ソフトウェアタイマのカウントをインクリメントし、処理を終了する。同様の処理をＧＷ ＥＣＵ２２，ＧＷ ＥＣＵ３１のも行うため、１２６，２２６，３１６のソフトウェアタイマの値は同期する。
【００３６】
なお、システム起動時における１２６，２２６，３１６のソフトウェアタイマの初期値は一致するようにするとよい。例えば、１２６，２２６，３１６のソフトウェアタイマの初期値は０である。
【００３７】
以上の様に、本実施例では制御情報に時刻情報を付与するデータ中継用制御装置間で時刻が同期しているため、時刻情報を付与するデータ中継用制御装置間で共通の時刻情報を付与することができる。
【００３８】
図７はサブシステム１に属するエンジン制御ＥＣＵ１１が算出した車速情報にＧＷ ＥＣＵ１２が時刻情報を付与し、ＦｌｅｘＲａｙ４へデータを中継する流れを示す。エンジン制御ＥＣＵ１１はまず車速算出処理部１１１による車速算出処理１１１０によって車速情報を算出する。そして通信処理１１２０を用いてその車速情報をＣＡＮ１０へ送信する。ＧＷ ＥＣＵ１２は通信処理１２５０によってＣＡＮ１０から車速情報を受信する。そして時刻付与処理１２２０は受信した車速情報に、ＧＷ ＥＣＵ１２が保持している現在の時刻情報を付与する。データ中継処理１２１０は、時刻情報が付与された車速情報の送信先を決定し、通信処理１２５０によりＦｌｅｘＲａｙ４へ送信する。これにより、他のＥＣＵからの制御情報をＧＷ ＥＣＵが受信し、データを中継するときにＧＷ ＥＣＵによって時刻情報が付与される。これにより、ＧＷ ＥＣＵ以外のＥＣＵの処理内容を変更することなく、制御情報に時刻情報を付与することができ、かつＣＡＮの負荷を増大させることがない。図８はＧＷ ＥＣＵ１２におけるＣＡＮからのデータ中継処理手順の一例を示すフローチャートである。この図を用いてＧＷ ＥＣＵ１２の詳細な処理の流れを説明する。まずＣＡＮ１０から受信したデータがあることを確認する。受信したデータがないとき、ステップ１２５１を繰り返す。受信したデータがあるならば、ステップ１２５２に移る。ステップ１２５２は受信したデータをメモリに格納するために通信処理１２５０における受信処理を行い、ステップ１２５３へ移動する。ステップ１２５３は時刻付与処理部１２２の時刻付与処理１２２０に相当し、受信したデータに受信したときの自身の時刻情報を付与し、ステップ１２５４に移る。ステップ１２５４はデータ中継処理部１２１のデータ中継処理１２１０であり、時刻情報が付与されたデータに対応するＦｌｅｘＲａｙ通信情報を設定し、ステップ１２５５に移る。ＦｌｅｘＲａｙ通信情報とは、例えばＦｌｅｘＲａｙのフレームＩＤやペイロード長等のＦｌｅｘＲａｙを用いてデータ通信をするときに必要となる情報を示す。ステップ１２５５は時刻情報が付与されたデータを通信処理１２５０における送信処理を行う。
【００３９】
図９はＧＷ ＥＣＵ３１がＧＷ ＥＣＵ１２から送信された車速情報の時刻情報とＧＷ ＥＣＵ２２から送信された車間距離情報の時刻情報を比較し、異常を検知する流れを示す。ＧＷ ＥＣＵ１２は時刻情報を付与した車速情報を通信処理１２５０を用いてＦｌｅｘＲａｙ４に送信する。また、ＧＷ ＥＣＵ２２も同様に時刻情報を付与した車間距離情報を通信処理２２５０を用いてＦｌｅｘＲａｙ４に送信する。ＧＷ ＥＣＵ３１はＧＷ ＥＣＵ１２が送信した時刻情報付き車速情報４３と、ＧＷ ＥＣＵ２２が送信した時刻情報付き車間距離情報４４を通信処理３１５０を用いて受信し、時刻比較処理３１３０を呼び出す。時刻比較処理３１３０は受信した時刻情報を比較し、例えば一定の値以上の差であるときは、二つの情報の関連性が保障できないため、異常と判断する。一方で、差が一定の値以内であるときは正常と見なし、データ中継処理３１１０を呼び出す。データ中継処理３１１０は受信したデータに応じて送信先を決定し、通信処理３１５０を用いてＣＡＮ３０に送信する。
【００４０】
図１０はＧＷ ＥＣＵ３１におけるＦｌｅｘＲａｙ４からのデータ中継処理手順を示すフローチャートである。この図を用いてＧＷ ＥＣＵ３１の詳細な処理の流れを説明する。まず、ＧＷ ＥＣＵ３１はステップ３１３１の受信処理を行い、ステップ３１３２に移る。ステップ３１３２は、受信した一つ目の制御情報の時刻情報と二つ目の制御情報の時刻情報とを比較する。この実施例では、一つ目の制御情報は車速情報を、二つ目の制御情報は車間距離情報を示し、システムが正常な場合、これら二種類の情報は、共に一定期間内に取得され、車両制御に使用されるものである。それら二つの時刻情報の差が使用可能であることを示す時間の閾値を越えるとき、ステップ３１３３に移る。一方で、それらの時刻情報の閾値を越えないとき、ステップ３１３５に移る。ステップ３１３３は、比較した二つの時刻情報の差が閾値よりも大きくなっていたためにデータが異常であると判断し、ステップ３１３４に移る。これは、二つの制御情報が一定期間内に取得されたことが確認できず、制御情報同士の関連性が保障できない異常状態が発生したことを表している。ステップ３１３４は、異常であると判断した二つの制御情報とそれらの時刻情報をメモリに保存し、処理を終了する。この実施例では異常であると判断したとき、それらの制御情報と時刻情報をメモリに保存する処理を行っているが、この処理に限らない。例えば、他のＥＣＵに異常を知らせるために異常通知信号を送信する処理を行っても良い。さらに、この実施例では二つの制御情報の時刻情報を比較しているが、比較する時刻情報の個数は二つとは限らない。例えば比較する制御情報の時刻情報は三つ以上であっても良い。三つの時刻情報を比較する場合、もし一つの時刻情報だけ異なっているならば、その制御情報が異常であると判断することが可能になる。また、比較する二つの時刻情報のうち、一方の時刻情報が受信できないとき、前回受信時からデータに変更がないときなどにシステムの異常を検出するようにしてもよい。これにより、比較対象である時刻情報が一定時間受信されないときでも、システムの異常を検出することができる。
【００４１】
なお、ステップ３１３５は二つの制御情報の差が閾値以下であるときに行われる。ステップ３１３５は制御情報の時刻情報を取り除き、ステップ３１３６に移る。この実施例ではＧＷ ＥＣＵ３１が制御情報の時刻情報を取り除いているが、時刻情報を取り除かなくても良い。これは、中継先のネットワークの種類等に応じて変更できるものである。たとえば、中継先のネットワークがイベント駆動型のネットワークであれば、中継先のネットワークの通信負荷を考慮して、時刻情報を除去すればよい。また、時刻情報を取り除かないことによってＣＡＮ３０における通信帯域の負荷が上がるが、ＣＡＮ３０から制御情報と時刻情報を受信するＥＣＵが、図１１に示すように、ＧＷ ＥＣＵと同様の時刻比較処理部を有する衝突予測演算ＥＣＵ４００１であるならば、時刻比較処理部４００３によって再度時刻情報の比較処理が可能になり、システムの異常検出を行うことができる。このように異なるＥＣＵで２度時刻の比較処理を行うことによって、１度時刻の比較処理を行うよりも、さらにシステムの異常を検出しやすくなる。
【００４２】
ステップ３１３６はデータ中継処理３１１０であり、二つの制御情報に応じた送信先を決定し、ステップ３１３７に移る。ステップ３１３７は通信処理３１５０であり、制御情報をＣＡＮ３０に送信し、処理を終了する。以上によって、制御情報の時刻情報を比較することによってシステムの異常を検出する。
【００４３】
本実施例のネットワークに流れるデータの一例を図１２に示す。中継データ５０１，５０２はそれぞれＦｌｅｘＲａｙに中継される制御情報を含む。これらの中継データに含まれる制御情報同士は全く関係のないものであっても、関連性のあるものであってもよい。また、一度に通信される中継データは二つ以上であっても一つであってもよい。関連性がある制御情報を隣り合う中継データに入れるように中継すれば、制御情報の管理や比較処理に有利である。なお、これらの中継データはＣＡＮから受信したデータ・フィールド以上のデータサイズを持つ。
【００４４】
識別データ５２はＣＡＮから中継されたデータ・フィールドをＦｌｅｘＲａｙで識別するためのデータ（例えば、ＣＡＮＩＤ＋ＤＬＣ，システムのデータＩＤなど）である。データ・フィールド５３はＣＡＮから中継されたデータ・フィールドであり、制御情報はここに含まれている。
【００４５】
時刻データ５１は、時刻付与処理１２２０などで付与された時刻情報、つまりＧＷ ＥＣＵによって受信された時刻またはＦｌｅｘＲａｙへ中継された時刻を表し、中継データが含む制御情報と対をなすものである。時刻の基準は、図４，図５で説明したタイマ同期処理によって同期している時間やＦｌｅｘＲａｙのグローバル時間など、ＦｌｅｘＲａｙに接続されたＧＷ ＥＣＵ間で同期している時間である。
【００４６】
図１２では、ＣＡＮからＦｌｅｘＲａｙへデータを中継する場合のデータ構造の一例を示しているが、本発明はＣＡＮ以外の通信方式を持つ通信バスなどのネットワークを採用することも可能である。その場合は、ＧＷ ＥＣＵが中継するデータのサイズがＦｌｅｘＲａｙの一つのフレームで送信可能なサイズ（２５４バイト）を超える場合に、データを分割して送信し、時刻比較処理を行うＧＷ ＥＣＵなどで分割されたデータを結合する処理が必要になる。また、ＦｌｅｘＲａｙに代えて他の通信方式のネットワークを採用することもできるが、その際には図５で説明したような、ＦｌｅｘＲａｙのグローバル時間を利用しないＧＷ ＥＣＵ同士の時刻を同期させる工夫が必要となる。
【００４７】
本実施例では、データ中継用制御装置において少なくとも２つ以上の制御情報に付与された時刻情報を比較するため、それらの制御情報の妥当性を判断できる。また、制御情報に付与された時刻情報同士を比較するため、時刻情報を付与したＥＣＵと時刻情報を比較するＥＣＵとが異なる場合でも、システムの異常を検出できる。また、第一のネットワーク（例えばＣＡＮ）から制御情報を受信したときに、第二のネットワーク（例えばＦｌｅｘＲａｙ）に制御情報と制御情報が受信された時刻情報を送信するため、第一のネットワークに制御情報と時刻情報を流すよりもネットワークの負荷が小さい効果がある。
【実施例２】
【００４８】
実施例１と同様の処理を備えた車両制御システムにおいて、実施形態が実施例１と異なるシステムの例を図１３に示す。
【００４９】
図１３の車両制御システムは車間距離制御システム５００１とサブシステム５００２から成る。車間距離制御システム５００１は衝突予測演算ＥＣＵ５０１１とＧＷ ＥＣＵ５０１２で構成され、サブシステム５００２はエンジン制御ＥＣＵ５０２１と車間距離センサ搭載ＥＣＵ５０２２とＧＷ ＥＣＵ５で構成される。衝突予測演算ＥＣＵ５０１１は衝突予測処理部５１１１と時刻比較処理部５１１２と通信処理部５１１３を備え、ＧＷ ＥＣＵ５０１２はデータ中継処理部５１２１と時刻比較処理部５１２２と通信処理部５１２３を備える。エンジン制御ＥＣＵ５０２１は車速算出処理部５２１１と通信処理部５２１２を備え、車間距離センサ搭載ＥＣＵ５０２２は車間距離算出処理部５２２１と通信処理部５２２２を備え、ＧＷ ＥＣＵ５０２３はデータ中継処理部５２３１と時刻付与処理部５２３２と通信処理部５２３３を備える。
【００５０】
この実施例は、実施例１とは異なり、車速情報と車間距離情報を中継するＧＷ ＥＣＵが同一である。ＧＷ ＥＣＵ５０２３は時刻付与処理部５２３２を用いてＣＡＮ５０２０から受信した車速情報と車間距離情報の各々に時刻情報を付与し、通信処理部５２３３を用いてＦｌｅｘＲａｙ５００３へ送信する。ＧＷ ＥＣＵ５０１２は、通信処理部５１２３を用いて時刻情報を含む車速情報と車間距離情報を受信し、時刻比較処理部５１２２を用いてそれらの時刻情報を比較する。これにより、それらの制御情報を異常でないと判断したとき、通信処理部５１２３を用いてＣＡＮ５０１０に時刻情報が付与された車速情報と車間距離情報を送信する。衝突予測演算ＥＣＵ５０１１は、通信処理部５１１３を用いて時刻情報を含む車速情報と車間距離情報を受信し、時刻比較処理部５１１２を用いてそれらの時刻情報を比較する。これによりそれらの時刻情報を異常でないと判断したとき、それらの制御情報を衝突予測処理部５１１１での処理に用いる。
【００５１】
この実施例では、実施例１とは異なり、制御情報に時刻情報を付与するＧＷ ＥＣＵが同一であるため、ＧＷ ＥＣＵはタイマ同期処理部を持たない。これにより、ＧＷ ＥＣＵ５０１２とＧＷ ＥＣＵ５０２３はタイマ同期処理を行わないため、それらのオーバヘッドが低減できる。
【００５２】
また、この実施例では制御情報に付与された時刻情報に対して５１１２および５１２２にて２度時刻比較処理を行っているため、システムの異常を検出できる範囲が広がり、システムの異常を検出しやすくなる。
【実施例３】
【００５３】
実施例１，２と同様の処理を備えた車両制御システムにおいて、実施形態が実施例１，２と異なるシステムの例を図１４に示す。
【００５４】
図１４の車両制御システムはエンジン制御ＥＣＵ６００１と車間距離センサ搭載ＥＣＵ６００２とＧＷ ＥＣＵ６００３と衝突予測演算ＥＣＵ６００４とそれらＥＣＵを結ぶＣＡＮ６００５から構成される。エンジン制御ＥＣＵ６００１は車速算出処理部６０１１と通信処理部６０１２を備え、車間距離センサ搭載ＥＣＵ６００２は車間距離算出処理部６０２１と通信処理部６０２２を備え、ＧＷ ＥＣＵ６００３はデータ中継処理部６０３１と時刻付与処理部６０３２と通信処理部６０３３を備え、衝突予測演算ＥＣＵ６００４は衝突予測処理部６０４１と時刻比較処理部６０４２と通信処理部６０４３を備える。
【００５５】
この実施例は、実施例１，２とは異なり、エンジン制御ＥＣＵ６００１と車間距離センサ搭載ＥＣＵ６００２と衝突予測演算ＥＣＵ６００４とが同一のネットワーク上にある。エンジン制御ＥＣＵ６００１は車速算出処理６０１１によって算出した車速情報を通信処理部６０１２を用いてＣＡＮ６００５に送信する。車間距離センサ搭載ＥＣＵ６００２は車間距離算出処理部６０２１を用いて算出した車間距離情報をＣＡＮ６００５に送信する。ＧＷ ＥＣＵ６００３は通信処理部６０３３によって車速情報と車間距離情報を受信し、時刻付与処理部６０３２によって各々に時刻情報を付与する。そして、データ中継処理部６０３１によって制御情報に応じた送信先を決定し、通信処理部６０３３によってＣＡＮ６００５に送信する。衝突予測演算ＥＣＵ６００４は通信処理部６０４３によって時刻情報が付与された車速情報と車間距離情報を受信し、時刻比較処理部６０４２によって時刻情報を比較する。時刻比較処理部６０４２は、それらの時刻情報の差が定義した一定値より大きいときに制御情報が異常であると判断する。
【００５６】
この実施例ではＧＷ ＥＣＵ６００３が制御情報の送信先を決定し、その他のＥＣＵはすべてＧＷ ＥＣＵ６００３に制御情報を送信する。このように送信先を決定する処理を一つのＥＣＵに集中させることにより、容易に制御情報の送信先が管理できる。また、各々のＥＣＵからの制御情報をまとめて受信して、受信した時刻を付与するため、ＣＡＮ６００５の負荷が増大しない。
【００５７】
以上複数の実施例を踏まえて説明した通り、本発明は、データ中継用制御装置に受信した制御情報に時刻情報を付与する機能を持たせ、再度ネットワークに送信する。そして、その時刻情報を含む制御情報を受信したデータ中継用制御装置がそれらの制御情報の時刻情報同士を比較することによって、データの妥当性を検出する。
【００５８】
これにより、統合制御システムにおいて、例えばＥＣＵの故障により制御処理が停止し、制御情報の送信が行われない場合でも、データ中継用制御装置によって制御情報の妥当性が検出できる。また、実施例１および２の実施形態によれば、制御情報を送信するＥＣＵとデータ中継用制御装置を繋ぐ、時刻情報を含まないネットワークには時刻情報が流れない。従って、この発明を用いても時刻情報を含まない制御情報を送信するＥＣＵとデータ中継用制御装置間のネットワークの負荷を変えずにシステムの異常を検出できる。
【００５９】
また、時刻情報をネットワークに送信しない開発済みのシステムに対して本発明を適用すれば、制御情報を送信するＥＣＵとデータ中継用制御装置を接続するネットワークに時刻情報が流れないため、ＥＣＵの再設計やネットワークに送信する通信データの再設計を行わずにシステムの異常を検出できる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
図１０の時刻比較処理部３１３のように２つの制御情報に付与された時刻情報を比較し、その差分から制御情報の妥当性を判断する。これにより制御情報が異常であると判断したとき、そのときの車両情報をログとして残すことや、異常を検出したことを他のＥＣＵに通知し、異常と判断した制御情報を使用する機能を停止させることが可能になる。また、異常と判断した制御情報を送信させないことや、その制御情報を制御処理に使用しないことが可能になる。これによって車両制御システムの安全性が向上する。
【符号の説明】
【００６１】
４  ＦｌｅｘＲａｙ
１０，２０，３０  ＣＡＮ
１１  エンジン制御ＥＣＵ
１２，２２，３１  ＧＷ ＥＣＵ
２１  車間距離センサ搭載ＥＣＵ
３２  衝突予測演算ＥＣＵ
１２２，２２２，３１２  時刻付与処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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