(57)【要約】【課題】コストを増加させずに、ゲートウェイ装置に異常が生じてもバス間の通信データの送受信を可能とする車載通信システム及び電子制御ユニットを提供すること。【解決手段】通信データ仲介装置１４が第１の通信バス１１から第２の通信バス１２に通信データＡを仲介する車載通信システム１０において、第１の通信バス１１及び第２の通信バス１２に接続された通信データＡを処理する電子制御ユニット１３Ｂが、通信データ仲介装置１４の異常を検出する異常検出手段１５と、異常検出手段が異常を検出した場合、通信データ仲介装置の機能を代行する代行手段１６と、異常検出手段が異常を検出した場合、通信データの処理を停止するか又は処理を制限する処理制限手段１７と、を有することを特徴とする。【選択図】図３
2008259124.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信データ仲介装置が第１の通信バスから第２の通信バスに通信データを仲介する車載通信システムにおいて、
第１の通信バス及び第２の通信バスに接続された前記通信データを処理する電子制御ユニットが、
前記通信データ仲介装置の異常を検出する異常検出手段と、
前記異常検出手段が異常を検出した場合、前記通信データ仲介装置の機能を代行する代行手段と、
前記異常検出手段が異常を検出した場合、前記通信データの処理を停止するか又は処理を制限する処理制限手段と、を有する、
ことを特徴とする請求項１記載の車載通信システム。
【請求項２】
前記電子制御ユニットは、車両の安全走行、快適走行など運転支援に係る処理を実行する、
ことを特徴とする請求項１記載の車載通信システム。
【請求項３】
第１の通信バス及び第２の通信バスに接続された電子制御ユニットにおいて、
第１の通信バスから第２の通信バスに通信データを仲介する通信データ仲介装置の異常を検出する異常検出手段と、
前記異常検出手段が異常を検出した場合、前記通信データ仲介装置の機能を代行する代行手段と、
前記異常検出手段が異常を検出した場合、前記通信データの処理を停止するか又は処理を制限する処理制限手段と、
を有することを特徴とする電子制御ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載通信システム及び電子制御ユニットに関し、特に、第１の通信バスから第２の通信バスに通信データを仲介する車載通信システム及び電子制御ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両では各種のセンサが搭載されセンサにより検出された信号に基づく運転支援や走行制御など車載装置の制御が行われている。この制御のため、制御対象や信号処理に適した複数の電子制御ユニット（ＥＣＵ）が搭載されており、また、センサにより検出された信号やあるＥＣＵが処理したデータを他のＥＣＵが利用することが多く、ＥＣＵ間で信号及びデータ（以下、単に、通信データという）の共有が必要とされている。
【０００３】
このため、各ＥＣＵを車載ＬＡＮに接続すると共に、通信データを車載ＬＡＮ上に流通させ、各ＥＣＵが必要な通信データを抽出することで通信データの共有を実現している。
【０００４】
ところで、こうした車載ＬＡＮは、例えば、エンジン、自動変速機、ブレーキ等を制御する制御装置間を接続する制御系、ドアのロック・アンロック、空調装置等を制御する制御装置間を接続するボデー系、というように、車両に搭載される各種制御を機能・系統別に区分し、その区分した各グループ毎、すなわち複数のバスに渡り構築される場合が多い。また、車載ＬＡＮの１つのバスに接続できるＥＣＵの数には上限が設けられることがあるため、この要請に従い、車載ＬＡＮは複数のバスにわたり構築される。
【０００５】
しかしながら、異なるバスに接続されたＥＣＵが同じ通信データを必要とする場合があるため、各系統のバスには通信データの中継機能を有するゲートウェイ装置が接続され、各バスに共通の通信データをバス間で送受信できるようにされている。
【０００６】
このため、ゲートウェイ装置の故障等が生じると、一方のバスから他方のバスに通信データが送信不能となり、別のバスのＥＣＵが通信データを共有できなくなるという問題があった。そこで、バス間の接続の信頼性を向上するため、２系統のバスに接続されたいずれかのＥＣＵに送受信不良が生じた場合、２系統のバスに接続された他のＥＣＵによりバス間の通信データを送受信する車両通信システムが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１記載の車両通信システムによれば、２系統のバスに接続されたＥＣＵにゲートウェイの機能を持たせ、当該ＥＣＵが通信データを送受信できない場合は、他のＥＣＵが一方のバスから他方のバスに通信データを送受信する。
【特許文献１】特開２００６−３３３００７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１記載の車両通信システムでは、２系統のバスに接続されたＥＣＵにゲートウェイの機能を持たせるため、当該ＥＣＵの処理負荷が増大してしまうという問題がある。通常、ＥＣＵはコストや車載スペースの制約から処理能力の余裕が小さいことが多く、車載装置の制御の他にゲートウェイとしての処理を要求することは困難である。すなわち、ゲートウェイとしての機能のため、処理能力に余裕を設けた設計をするとコスト増となってしまう。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑み、コストを増加させずに、ゲートウェイ装置に異常が生じてもバス間の通信データの送受信を可能とする車載通信システム及び電子制御ユニット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】
【０００９】
上記課題に鑑み、本発明は、通信データ仲介装置（例えば、ゲートウェイ装置１４）が第１の通信バス（例えば、バス１１）から第２の通信バス（例えば、バス１２）に通信データを仲介する車載通信システムにおいて、第１の通信バス及び第２の通信バスに接続された通信データを処理する電子制御ユニット（例えば、ＥＣＵ１３Ｂ）が、通信データ仲介装置の異常を検出する異常検出手段（例えば、ゲートウェイ異常検出手段１５）と、異常検出手段が異常を検出した場合、通信データ仲介装置の機能を代行する代行手段（例えば、ゲートウェイ代行手段１６）と、異常検出手段が異常を検出した場合、通信データの処理を停止するか又は処理を制限する処理制限手段と、を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、通信データの処理を停止するか処理を制限した電子制御ユニットが、通信データ仲介装置の機能を代行するので、電子制御ユニットの処理に余裕を持たせる必要がなくコストを増加させずにゲートウェイ装置の異常に対応できる。
【００１１】
また、本発明の一形態において、電子制御ユニットは、車両の安全走行、快適走行など運転支援に係る処理を実行する、ことを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、通信データ仲介装置を代行する電子制御ユニットは、処理を停止又は制限しても走行まで不能にしないで、走行に係る機能低下を最低限に抑制して通信データを仲介することができる。
【発明の効果】
【００１３】
コストを増加させずに、ゲートウェイ装置に異常が生じてもバス間の通信データの送受信を可能とする車載通信システム及び電子制御ユニットを提供することを目的とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１５】
図１は、車載通信システム１０の構成図の一例を示す。電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）であるＥＣＵ１３Ａはバス１１に、ＥＣＵ１３Ｃはバス１２に、ゲートウェイ装置１４とＥＣＵ１３Ｂは２つのバス１１、１２の両方に接続されている。２つのバス１１，１２の両方に接続しているＥＣＵ１３Ｂは、優先度の低い処理、例えば当該制御があれば快適な走行が可能であったり、乗り心地がよくなったり、より安全な運転支援が可能となる処理を実行する電子制御ユニットである。本実施形態の車両通信システム１０では、ゲートウェイ装置１４に何らかの異常が生じた場合、ＥＣＵ１３Ｂが優先度の低い処理を停止又は制限し、ゲートウェイ装置１４の代わりに通信データＡの中継を代行する。ＥＣＵ１３Ｂはゲートウェイ異常のために増設されるものでないので、コスト増をもたらすことなく、ゲートウェイ装置１４の異常に対処することができる。
【００１６】
ＥＣＵ１３Ａ、１３Ｂ及び１３Ｃは、それぞれ制御する車載装置及び機能が異なるが、いずれもプログラムを実行するＣＰＵ、プログラム実行の作業領域となりまた一時的にデータを記憶するメモリ（ＲＡＭ）、ブートプログラムやＢＩＯＳを記憶するＲＯＭ、及び、プログラムやファイルを記憶するメモリ及びバス１１，１２を介してデータを入出力する入出力部、が内部バスにより接続されたコンピュータである。
【００１７】
ＥＣＵ１３Ｂは、ＣＰＵがプログラムを実行することで実現される、ゲートウェイ装置１４の異常を検出するゲートウェイ異常検出手段１５、ゲートウェイ装置１４の機能を代行するゲートウェイ代行手段１６、優先度の低い処理を制限する処理制限手段１７、を備える。
【００１８】
バス１１，１２は、ＥＣＵ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃを電気的に接続し、所定のプロトコル（例えば、ＣＡＮ（Controller  Area  Network）プロトコルやＬＩＮ（Local  Interconnect  Network）プロトコル等）に基づき車内ＬＡＮを構成する。なお、プロトコルはバス１１，１２毎に定めることができ、バス１１とバス１２のプロトコルは同じであってもよいし異なっていてもよい。
【００１９】
例えばＣＡＮプロトコルは、１Ｍｂｐｓまでの高速通信，マルチマスター方式によるバスアクセス制御，送信異常時のバスオフ機能などを有する通信プロトコルで、次のようなデータフォーマット「ＳＯＦ；調停フィールド；制御フィールド；データフィールド；ＣＲＣフィールド；ＡＣＫフィールド；ＥＯＦ」を一フレームにして通信データＡをバス１１，１２に送出する。
【００２０】
ＳＯＦはＣＡＮフレームの開始を表すビットを格納する領域、調停フィールドはフレームを識別するためのＩＤ番号を格納する領域、制御フィールドはデータ長などを格納する領域、データフィールドはデータを格納する領域（０〜８バイト）、ＣＲＣフィールドはエラーチェック用の符号を格納する領域、ＡＣＫフィールドはデータ受信したＥＣＵが受信したことを伝える領域、ＥＯＦはフレームの終了を表すビット列を格納する領域、である。
【００２１】
バス１１，１２上の通信データＡにはＩＤと呼ばれる優先順位（ＩＤが低いほど優先順位が高い）を決めるためのユニークな番号が割り当てられ，各ＥＣＵ１３Ａ〜１３ＣはこのＩＤ を参照して受信するかどうかを判断する。
【００２２】
ゲートウェイ装置１４も同様にコンピュータとして構成され、ＣＰＵがプログラムを実行することで、バス１１，１２間の通信データＡの仲介を実行する。ゲートウェイ装置１４は、車載通信システム１０を複数のネットワークに分割することによって、バス１１，１２等における配線長や通信データＡの通信量がもたらす負荷を緩和する。ゲートウェイ装置１４は、一方のバス１１（１２）から他方のバス１２（１１）に、フィルタリングルール及び変換ルールに則って通信データＡを仲介する。別のプロトコルのバスに通信データＡを仲介する場合、ゲートウェイ装置１４はプロトコルを変換する。
【００２３】
例えば、ゲートウェイ装置１４は、接続された一方のバス１１（１２）から他方のバス１２（１１）に仲介すべき通信データＡのデータリストを記憶しており、フレームのＩＤとデータリストに基づき他方のバス１２（１１）に仲介する通信データＡを選択する。
【００２４】
したがって、例えば、ＥＣＵ１３Ａが通信データＡをバス１１に送出した場合、通信データＡはバス１１上を流通すると共に、ゲートウェイ装置１４が通信データＡを仲介してバス１２にも通信データＡを流通させる。これにより、ＥＣＵ１３ＡとＥＣＵ１３Ｃが通信データＡを共有することができる。
【００２５】
ＥＣＵ１３Ａ〜１３ＣはどのようなＥＣＵであってもよいが、例えば、ボデー系の車載ＬＡＮの場合、エアコンＥＣＵ、メータＥＣＵ、ボデーＥＣＵ、照合ＥＣＵ、などである。エアコンＥＣＵは、車載されたエアコンの送風温度、吐出口、風量などを制御するものであり、メータＥＣＵは、車速、エンジン回転数、ドアの開閉状態、変速機のシフトレンジ等、車両の各種状態を運転席前方のインストルメントパネルに表示し、ボデーＥＣＵは、キーレスエントリーシステムや照合ＥＣＵと連携してドアのロック・アンロック等を制御し、照合ＥＣＵは、運転者が所持する電子キーと無線通信して認証が成立した場合にボデーＥＣＵにドアのロック・アンロックを指示したり、エンジンの始動を許可する。
【００２６】
例えば、ＥＣＵ１３ＡがメータＥＣＵ、ＥＣＵ１３ＣがボデーＥＣＵとした場合、車輪速センサが検出して所定のＥＣＵにより送出された（車輪速データ）を、ゲートウェイ装置１４が仲介してバス１１、１２に流出させる。この場合、通信データＡはバス１１から仲介されてもバス１２から仲介されてもよい。メータＥＣＵは車輪速データに応じてインストルメントパネルの速度メータを表示し、ボデーＥＣＵは車速が所定以上の場合にドアを自動的にロックする。ＥＣＵ１３Ｂは、ゲートウェイ装置１４が接続した２つのバス１１、１２のいずれにも接続されたＥＣＵであって、かつ、比較的優先度の低い処理を実行するＥＣＵ、例えば、照合ＥＣＵである。
【００２７】
また、制御系の車載ＬＡＮの場合、ＥＣＵ１３Ａ〜１３Ｃは、エンジンＥＣＵ、ＥＳＣ（electronic  stability  control）ＥＣＵ、エアサスＥＣＵ、ＬＫＡ（Lane  Keeping  Assist）ＥＣＵ、ＡＣＣ（Adaptive  Cruise  Control）ＥＣＵ、などである。エンジンＥＣＵは、車両の動力源であるエンジンの回転数や燃料噴射量を制御するためのものであり、ＥＳＣ・ＥＣＵは車両のオーバステア、アンダーステアなど横滑りを防止して姿勢制御を行うものであり、エアサスＥＣＵはエアサスペンションのエア圧力を制御して車高やロール、乗り心地を調整するものであり、ＬＫＡ・ＥＣＵは、走行車線を区切る白線の認識結果である白線情報に基づき操舵制御して車両が車線を逸脱することなく走行するよう支援を行うものであり、ＡＣＣ・ＥＣＵはエンジンＥＣＵ等と連携して定速素行又は先行車両に追従走行するものである。
【００２８】
例えば、ＥＣＵ１３ＡがＡＣＣ・ＥＣＵ、ＥＣＵ１３ＣがＬＫＡ・ＥＣＵとした場合、車輪速センサが検出して所定のＥＣＵにより送出された通信データ（車輪速データ）Ａを、ゲートウェイ装置１４が仲介してバス１１、１２に流出させる。定速走行している場合、ＡＣＣ・ＥＣＵは車輪速データに応じてエンジンＥＣＵにスロットル開度等の制御を要求し、ＬＫＡ・ＥＣＵは車速に応じて警報タイミングを可変に制御する。ＥＣＵ１３Ｂは、ゲートウェイ装置１４が接続した２つのバス１１、１２のいずれにも接続されたＥＣＵであって、かつ、比較的優先度の低い処理を実行するＥＣＵ、例えば、ＥＳＣ・ＥＣＵである。
【００２９】
このように、ＥＣＵ１３Ｂは、ＥＣＵ１３Ａ及びＥＣＵ１３Ｃに影響されず、２つのバス１１，１２に流通する通信データＡを利用するＥＣＵであって、優先度の低い処理を実行するＥＣＵが相当する。優先度が低い処理を実行するＥＣＵであるので、ＥＣＵ１３Ｂが処理を停止しても車両は走行可能である。したがって、ゲートウェイ装置１４に異常が生じた場合、ＥＣＵ１３Ｂがゲートウェイ機能を代行することができる。
【００３０】
ＥＣＵ１３Ｂは２つのバス１１，１２に接続されているため、ゲートウェイ異常検出手段１５は、ゲートウェイ装置１４を介して２つのバス１１、１２に共通に流通させられる通信データＡを監視し、バス１１又は１２のいずれか一方にのみ通信データＡが流通している場合に、ゲートウェイ装置１４の異常を検出する。
【００３１】
ゲートウェイ代行手段１６は、ゲートウェイ装置１４に代わり、２つのバス１１，１２を仲介すべき通信データＡのデータリスト、フィルタリングルール又は変換ルールに則って、一方のバス１１（１２）から他方のバス１２（１１）に通信データＡを仲介し、必要であればプロトコルを変換する。
【００３２】
ＥＣＵ１３Ｂがゲートウェイ機能を代行する場合、処理制限手段１７は、それまでＥＣＵ１３Ｂが実行していた優先度の低い処理を停止するか、又は、処理を制限した上で継続する（以下、単に処理負荷の制限と称す）。ＥＣＵ１３Ｂの本来の処理に割り当てられる処理負荷を制限するので、ＥＣＵ１３Ｂの処理負荷に余裕を持たせる必要がなく、コスト増となることがない。
【００３３】
ＥＣＵ１３Ｂはゲートウェイ機能の代行処理を優先して実行するので、処理制限手段１７は、例えば、ＥＣＵ１３ＢのＣＰＵ負荷率を監視しＣＰＵ負荷率に応じてどの程度を処理負荷を制限するかを決定する。例えば、ＣＰＵ負荷率が所定の閾値以下の場合にのみ本来の処理である優先度の低い処理を許可するなどが設定により定められている。この閾値を低めに設定すれば、ＥＣＵ１３Ｂが実行していた処理は停止され、この閾値を高めに設定すれば、ゲートウェイ機能の代行の処理負荷が小さい場合にのみＥＣＵ１３Ｂが実行していた処理を実行することができるようになる。
【００３４】
また、ＥＣＵ１３Ｂがいくつかに分離できる複数の処理を実行している場合、処理制限手段１７はそのうち優先度の低い処理を停止してもよい。例えば、ＥＳＣ・ＥＣＵの場合、ＥＳＣよりも処理負荷の小さいＡＢＳ（Anti-Lock  Brake  System）制御も可能であるので、ＥＳＣ制御のうちＡＢＳ制御のみを実行することで処理負荷を制限できる。
【００３５】
図２は、ＥＣＵ１３Ｂが、ゲートウェイ装置１４に異常が生じた場合に、ゲートウェイ機能を代行する手順を示すフローチャート図である。図２のフローチャート図は、例えば、イグニッションオンの後所定のサイクル時間毎に繰り返して実行される。
【００３６】
ゲートウェイ異常検出手段１５は、通信データＡが２つのバス１１，１２に流通するか否かによりゲートウェイ装置１４の異常が検出されるか否かを判定する（Ｓ１０）。なお、例えば、ゲートウェイ装置１４との通信が不能になる等により検出してもよい。異常が検出されなければ、そのまま処理を終了しサイクル時間毎に繰り返す。  
ゲートウェイ装置１４の異常が検出された場合（Ｓ１０のＹｅｓ）、ゲートウェイ代行手段１６はゲートウェイ装置１４の機能を代行し（Ｓ２０）、処理制限手段１７は優先的にゲートウェイ機能を代行できるようＥＣＵ１３Ｂ本来の優先度の低い処理については処理負荷を制限する。
【００３７】
図３は、ＥＣＵ１３Ｂがゲートウェイ機能を代行した車載通信システム１０の構成図の一例を示す。なお、図３において図１と同一構成部分には同一の符号を付しその説明は省略する。図３に示すように、ゲートウェイ装置１４に異常が生じても、ＥＣＵ１３Ｂがゲートウェイ機能を代行するので、通信データＡはバス１１，１２に流通させられることができる。また、ＥＣＵ１３Ｂは優先順位の低い処理を実行しているので、その処理を停止しても少なくとも走行は可能であり、また、ＥＣＵ１３Ｂに処理の余裕を設ける必要もないのでコスト増となることもない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】車載通信システムの構成図の一例である。
【図２】ＥＣＵ１３Ｂが、ゲートウェイ装置に異常が生じた場合に、ゲートウェイ機能を代行する手順を示すフローチャート図である。
【図３】ＥＣＵ１３Ｂがゲートウェイ機能を代行した車載通信システムの構成図の一例である。
【符号の説明】
【００３９】
１０    車載通信システム
１１、１２  バス
１３    電子制御ユニット（ＥＣＵ）
１４    ゲートウェイ装置
１５    ゲートウェイ異常検出手段
１６    ゲートウェイ代行手段
１７    処理制限手段
【図１】
2008259124.tif 000003
【図２】
2008259124.tif 000004
【図３】
2008259124.tif 000005