(57)【要約】【課題】制御を行うための通信システムに故障が発生した場合にも、故障前と同等の制御を行えるようにする。【解決手段】内蔵されたワイパ制御プログラムに基づきワイパ制御を実行するための制御信号を発生させるワイパＥＣＵ１と、ワイパ制御とは異なる他の制御を実行するための他のＥＣＵ２と、ワイパＥＣＵ１からの制御信号が入力され、制御信号に基じた出力を発生させる入出力ＥＣＵ３と、各ＥＣＵ１〜３それぞれの間を接続する多重通信線４とを備え、ワイパＥＣＵ１と入出力ＥＣＵ３との間において通信システム故障を予測し、多重通信線４を介してワイパＥＣＵ１に内蔵された制御プログラムを他のＥＣＵ２に転送して、他のＥＣＵ２内にインストールする。そして、ワイパＥＣＵ１に代わって他のＥＣＵ２がワイパ制御を実行するための制御信号を入出力ＥＣＵ３に出力し、ワイパ制御を実行する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、内蔵された制御プログラムに基づき第１の制御を実行するための制御信号を発生させる第１制御装置（１）と、
前記車両に搭載され、前記第１の制御とは異なる第２の制御を実行するための第２制御装置（２）と、
前記第１制御装置からの制御信号が入力され、前記制御信号に基づいた出力を発生させる入出力制御装置（３）と、
前記第１制御装置、前記第２制御装置および前記入出力制御装置それぞれの間を接続し、これら各制御装置間での通信を可能とした多重通信線（４）とを備え、
前記第１制御装置と前記第２制御装置は車載機器制御用として既に前記車両に搭載されている汎用制御装置であり、
前記第１制御装置と前記入出力制御装置との間において通信システム故障を予測した場合、前記多重通信線を介して前記第１制御装置に内蔵された制御プログラムを前記第２制御装置に転送し、前記第２制御装置内にインストールすると共に、該インストール後には前記第１制御装置に代わって前記第２制御装置が前記第１の制御を実行するための制御信号を前記入出力制御装置に出力し、この制御信号に基づいて前記入出力制御装置が前記第１の制御を実行するようになっていることを特徴とする車両用制御装置。
【請求項２】
前記第１制御装置、前記第２制御装置および前記入出力制御装置は、それぞれ別体のチップとして構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用制御装置。
【請求項３】
前記第１制御装置は、前記第１制御装置が前記入出力制御装置に所定の信号を送信しているにも関わらず、前記入力制御装置からの返信信号を受信することができない場合、もしくは返信信号を受信していても、その返信信号の内容として予想されるものから抜けがある場合に前記通信システム故障であると予測して、前記制御プログラムの転送を行うようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用制御装置。
【請求項４】
前記第１制御装置は、前記システム故障が所定頻度以上に起こる場合に、前記制御プログラムの転送を行うようになっていることを特徴とする請求項３に記載の車両用制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種制御を行うための通信システムに故障が発生した場合にも、それらの制御が行えなくなることを防止できるフェールセーフ機能を備えた車両用制御装置に関し、例えば、ワイパ駆動を行うためのワイパ駆動制御装置に適用して好適である。
【０００２】
【従来の技術】
車両制御を行うための通信システムに故障が発生した場合、その制御を安全側に固定したり、制御を制限するなどの対処がとられる。この対処策は各システム毎に決定されており、通信システム故障時にはそれに応じて決まった一定の制御がなされる。
【０００３】
例えば、通信システム故障時には、Ｈｉレベル出力が必然的に出力されるような回路構成とすることで、各システムがＨｉレベル出力に対応した制御を行えるよう安全側に固定する設定とされる。また、通信システムが故障してもまだ使用できる制御形態がある場合、例えばオート制御が使用不能となった場合でもマニュアル制御が使用可能である場合には、マニュアル制御のみを使用可能としたような制御を制限する設定とされる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２２１０７５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように制御を安全側に固定したり、制御を制限するなどの対処をするだけでは、通信システムの故障時に制限された制御機能しか実現できない。
【０００６】
また、制御システムの構成を二重系統とすることで、一方のシステムが故障した際には他方のシステムを稼動させるという継続手法が考えられるが、重複したシステムが必要となり、コスト的に有効ではない。
【０００７】
本発明は上記点に鑑みて、制御を行うための通信システムに故障が発生した場合にも、故障前と同等の制御が行えるようにすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、車両に搭載され、内蔵された制御プログラムに基づき第１の制御を実行するための制御信号を発生させる第１制御装置（１）と、車両に搭載され、第１の制御とは異なる第２の制御を実行するための第２制御装置（２）と、第１制御装置からの制御信号が入力され、制御信号に基づいて出力を発生させる入出力制御装置（３）と、第１制御装置、第２制御装置および入出力制御装置それぞれの間を接続し、これら各制御装置間での通信を可能とした多重通信線（４）とを備え、第１制御装置と第２制御装置は車載機器制御用として既に前記車両に搭載されている汎用制御装置であり、第１制御装置と入出力制御装置との間において通信システム故障を予測した場合、多重通信線を介して第１制御装置に内蔵された制御プログラムを第２制御装置に転送し、第２制御装置内にインストールすると共に、該インストール後には第１制御装置に代わって第２制御装置が第１の制御を実行するための制御信号を入出力制御装置に出力し、この制御信号に基づいて入出力制御装置が第１の制御を実行することを特徴としている。
【０００９】
このような構成の車両用制御装置においては、第１制御装置と入出力制御装置との間において、通信システム故障が予測された段階で第１制御装置から第２制御装置へプログラムをインストールしている。このため、第１制御装置が完全に故障する前に、確実にプログラムのインストールが可能である。そして、第１制御装置の通信システム故障が発生した後においても、第１制御装置が実行していたものと同様の第１の制御を第２制御装置に実行させるというフェールセーフ機能を得ることができる。また、車載機器制御用として既に車両に搭載されている汎用制御装置を利用しているため、第１制御装置の通信システムの故障を予測した場合にそのプログラムのみをインストールするために別途制御装置を設置する必要性をなくすことも可能である。
【００１０】
この場合、請求項２に示すように、第１制御装置、第２制御装置および入出力制御装置は、それぞれ別体のチップとして構成される。
【００１１】
具体的には、請求項３に示すように、第１制御装置は、第１制御装置が入出力制御装置に所定の信号を送信しているにも関わらず、入力制御装置からの返信信号を受信することができない場合、もしくは返信信号を受信していても、その返信信号の内容として予想されるものから抜けがある場合に通信システム故障であると予測して、制御プログラムの転送を行う。また、請求項４に示すように、システム故障が所定頻度以上に起こる場合に、制御プログラムの転送が行われるようにしても良い。
【００１２】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１に、本発明の第１実施形態にかかるフェールセーフ機能を備えた車両用制御装置のブロック構成を示す。この図に基づいて車両用制御装置の構成についての説明を行う。
【００１４】
図１に示すように、車両用制御装置は、第１制御装置としてのワイパＥＣＵ１、ワイパＥＣＵ１とは異なる制御を行う第２制御装置としての他のＥＣＵ２、入出力制御装置としての入出力ＥＣＵ３、これら各ＥＣＵ１〜３を接続する多重通信線（車両ＬＡＮ）４およびワイパモータ５を備えて構成されている。
【００１５】
ワイパＥＣＵ１は、車両に搭載されたシステムの制御に関する演算処理を実行する制御装置である。本実施形態では、ワイパＥＣＵ１は、運転者によるワイパ駆動要求信号に基づき、予めインストールされた制御プログラムを実行することで運転者の要求に応じたワイパ駆動を行うための制御信号を発生させる。ワイパ駆動要求信号とは、具体的には、運転者が車室内におけるステアリングの裏側に配置されたワイパ駆動用レバーのスイッチ等をオンした時に送られる信号を意味する。
【００１６】
他のＥＣＵ２は、車両に搭載されたシステムの制御として、ワイパ制御とは異なるものに関する演算処理を実行する制御装置である。ここでいう他のＥＣＵ２とは、例えばエアコン制御用ＥＣＵ、ＡＢＳ制御用ＥＣＵもしくはエンジン制御用ＥＣＵ等のように汎用制御装置として構成されるもので、ワイパＥＣＵ１と別構成のチップとして設けられ、そのチップ内に少なくともワイパ駆動用のプログラムが記憶できる程度の空き容量を有しているものを意味する。他のＥＣＵ２は、ワイパＥＣＵ１の通信システム故障が発生する前には、ワイパ制御とは異なる他の車両制御のみが実行されている。そして、ワイパＥＣＵ１の通信システム故障が発生した際には、他のＥＣＵ２は、多重通信線４を介してワイパＥＣＵ１に記憶されたワイパ駆動用プログラムをインストールし、ワイパＥＣＵ１の代りにワイパ駆動のための制御信号を発生させるようになっている。
【００１７】
入出力ＥＣＵ３は、ワイパ制御を実行する際にワイパＥＣＵ１または他のＥＣＵ２からの制御信号を入力し、所定の出力を発生させるような入出力処理装置に相当し、ワイパ出力回路を構成している。例えば、入出力ＥＣＵ３は、ワイパＥＣＵ１からの制御信号が多重通信線４を介して送られてくると、その制御信号に応じた出力（出力電圧）を発生させる。この入出力ＥＣＵ３も、ワイパＥＣＵ１とは別チップとして構成されている。
【００１８】
そして、ワイパモータ５は、入出力ＥＣＵ３によって駆動されるもので、入出力ＥＣＵ３が発生させる出力に応じたワイパ駆動、例えばＬｏｗスピード駆動やＨｉスピード駆動を行う。
【００１９】
このように構成された車両用制御装置が実行するワイパ駆動およびフェイルセーフ処理について、図２から図５に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００２０】
図２は、入出力ＥＣＵ３が実行する処理のフローチャート、図３は、ワイパＥＣＵ１が実行する処理のフローチャートである。また、図４は、他のＥＣＵ２が実行する処理のフローチャート、図５は、他のＥＣＵ２のＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）が実行する処理のフローチャートである。
【００２１】
入出力ＥＣＵ３は、図２に示すように、ステップ１１０において、現在のワイパ制御を実行しているマスターＥＣＵが他のＥＣＵ２であるか否かを判定する。この処理は、例えば入出力ＥＣＵ３内のフラグが立っているか否かによって判定され、このフラグは後述する図５のステップ４４０において、ワイパ制御のマスターＥＣＵが他のＥＣＵ２となったことを示す制御マスター切り換え信号が他のＥＣＵ２から入出力ＥＣＵ３に送られた時に立てられるようになっている。
【００２２】
そして、ステップ１１０において否定判定されれば、ステップ１２０に進み、ワイパＥＣＵ１によるワイパ駆動を実行するために、ワイパＥＣＵ１からワイパ駆動指示内容を示す制御信号を取得する。一方、肯定判定されれば、ステップ１３０に進み、他のＥＣＵ２によるワイパ駆動を実行するために、他のＥＣＵ２からワイパ駆動指示内容を示す制御信号を取得する。
【００２３】
この後、ステップ１４０において、ステップ１２０またはステップ１３０で取得した制御信号に応じた出力をワイパーモータ駆動出力として発生させる。これにより、ワイパモータ５は、運転者からの要求に応じたワイパ駆動を行う。
【００２４】
ワイパＥＣＵ１は、図３に示すように、ステップ２１０において、ワイパＥＣＵ１自身が故障し得るか否かを予測する。この処理では、例えばワイパＥＣＵ１が多重通信線４を介して入出力ＥＣＵ３に所定の信号を送信しているにも関わらず、入出力ＥＣＵ３からの返信信号を受信することができない場合や、返信信号を受信することができていても、その返信信号の内容として予想されるものから抜けがある場合に、もしくはこのような状態が所定頻度以上起こる場合にワイパＥＣＵ１が故障しうると予測する。このステップで否定判定されれば、ワイパＥＣＵ１の通信システム故障が発生しないものとして、ステップ２２０に進んでワイパ制御を実行（継続）する。また、肯定判定されれば、ステップ２３０に進んでワイパＥＣＵ１自身に記憶されているワイパ制御プログラムを他のＥＣＵ２に転送し、処理を終了する。
【００２５】
他のＥＣＵ２は、図４に示すように、ステップ３１０において、ワイパＥＣＵ１からワイパ制御プログラムが転送されているか否かを判定する。この処理は、上記図３のステップ２３０においてワイパＥＣＵ１からワイパ制御プログラムが転送された場合に、他のＥＣＵ２内においてその旨を示すフラグが立てられることから、そのフラグを参照することにより行われる。そして、ステップ３１０において否定判定されれば、他のＥＣＵ２ではなくワイパＥＣＵ１でワイパ駆動が実行されるものとして、そのまま処理を終了する。一方、肯定判定されれば、受信したワイパ制御プログラムを他のＥＣＵ２自身の空きエリアに書き込んだあと、他のＥＣＵ２自身が実行するプログラムの他に追加タスクが発生した旨を示す追加タスク発生信号をＯＳに対して送信する。
【００２６】
他のＥＣＵ２のＯＳは、図５に示すように、ステップ４１０において、追加タスクがあるか否かの判定を行う。この処理は、上記図４のステップ３３０においてＯＳが追加タスク発生信号を受け取ると、ＯＳ内においてその旨を示すフラグが立てられることから、そのフラグを参照することにより行われる。そして、ステップ４１０において否定判定されれば、追加タスクはないとして処理を終了し、肯定判定されれば、タスクスケジューリングの再構築を行う。例えば、他のＥＣＵ２が実行しなければならない制御プログラム（１）、（２）がすでに存在している場合には、その制御プログラム（１）、（２）の後にワイパ制御プログラムを制御プログラム（３）として設定し、実行しなければならない処理が制御プログラム（１）、（２）だけであったものを制御プログラム（１）〜（３）というように順序の再設定を行う。
【００２７】
次いで、ステップ４３０に進み、実行環境の再構築処理を実行する。すなわち、ＯＳにおけるマイコンのリソースの割当てを変更し、制御プログラム（３）として設定されたワイパ制御プログラムに対してもリソース機能が与えられるようにする。
【００２８】
そして、ステップ４４０に進み、ワイパ制御のマスターＥＣＵが他のＥＣＵ２に変更された旨を示す制御マスター切り換え信号を入出力ＥＣＵ３に送信し、処理を終了する。この制御マスター切り換え信号が送信されると、入出力ＥＣＵ３はその信号を受信し、入出力ＥＣＵ３内のフラグを立てる等の処理を行う。
【００２９】
以上のように、本実施形態においては、ワイパＥＣＵ１の通信システム故障が発生しうる場合を予測し、ワイパＥＣＵ１によるワイパ制御が不能になりつつあるものと想定して、ワイパＥＣＵ１の通信システムが完全に故障してしまう前にワイパＥＣＵ１に記憶してあるワイパ制御プログラムを他のＥＣＵ２に確実に転送するようにしている。そして、他のＥＣＵ２は、転送されてきたワイパ制御プログラムをインストールし、インストールした後にはワイパＥＣＵ１に代わってワイパ制御を実行するようになっている。
【００３０】
そして、本実施形態では、ワイパＥＣＵ１に代えて、他のＥＣＵ２によってワイパ制御が実行できるようにすべく、ワイパＥＣＵ１と入出力ＥＣＵ３とを別構成としている。この理由について、図６（ａ）、（ｂ）に示す従来と同様のワイパ駆動用ＥＣＵを用いた場合と本実施形態のようにワイパＥＣＵ１と入出力ＥＣＵ３とを別構成とした場合それぞれの通信形態を参照して説明する。
【００３１】
図６（ａ）に示されるように、従来よりワイパ制御に用いられているワイパ駆動用ＥＣＵ５０は、本実施形態に示すワイパＥＣＵ１と入出力ＥＣＵ３とが一体になっているような構成になっている。このような構成にされている場合、図６（ａ）中に矢印で表した通信経路のように、通信システム故障が発生しているワイパ駆動用ＥＣＵ５０を通じて他のＥＣＵ５１からの制御信号の受け渡しを行わなければならない。このため、ワイパ駆動用ＥＣＵ５０に通信システム故障の発生を予測した際に他のＥＣＵ５１にワイパ制御プログラムを転送したとしても、他のＥＣＵ５１はワイパモータ５２を駆動することができない。
【００３２】
しかしながら、本実施形態のようにワイパＥＣＵ１と入出力ＥＣＵ３とを別構成としていれば、図６（ｂ）中に矢印で表した通信経路のように、通信システム故障が発生しているワイパＥＣＵ１の通信経路を通らなくても他のＥＣＵ２からの制御信号の受け渡しを行うことが可能となる。このため、ワイパＥＣＵ１の通信システム故障の発生を予測した際に他のＥＣＵ２にワイパ制御プログラムを転送しておけば、他のＥＣＵ２によってワイパ制御を実行することが可能となるのである。
【００３３】
このような構成の車両用制御装置とすることにより、ワイパＥＣＵ１の通信システム故障が発生した後においても、ワイパＥＣＵ１が実行していたものと同様のワイパ制御を他のＥＣＵ２に実行させるというフェールセーフ機能を得ることができる。
【００３４】
また、他のＥＣＵ２として、車両用制御として既に車両に搭載されている汎用制御装置を利用しているため、ワイパＥＣＵ２の通信システムの故障を予測した場合にワイパ制御プログラムのみをインストールするために別途ＥＣＵを設置する必要性をなくすことも可能である。
【００３５】
（他の実施形態）
上記第１実施形態では、ワイパ駆動用のワイパＥＣＵ１を例に挙げて説明したが、ワイパＥＣＵ１におけるワイパ制御プログラムに限らず、他の制御プログラム、例えばヘッドランプの制御プログラム等についてもプログラムの転送を行うことで、上記第１実施形態と同様のフェールセーフ機能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる車両用制御装置のブロック構成を示す図である。
【図２】図１に示す入出力ＥＣＵ３が実行する処理のフローチャートである。
【図３】図１に示すワイパＥＣＵ１が実行する処理のフローチャートである。
【図４】図１に示す他のＥＣＵ２が実行する処理のフローチャートである。
【図５】図１に示す他のＥＣＵ２のＯＳが実行する処理のフローチャートである。
【図６】（ａ）は、従来と同様にワイパ駆動用ＥＣＵを構成した場合における通信形態を示す模式図であり、（ｂ）は、本実施形態における車両用制御装置の通信形態を示す模式図である。
【符号の説明】
１…ワイパＥＣＵ、２…他のＥＣＵ、３…入出力ＥＣＵ、４…多重通信線、
５…ワイパモータ。
【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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