JP2014028547A - 車載ネットワークシステム - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、ネットワークに接続された複数の電子制御装置の通信メッセージの送信周期を適正化して、ネットワーク環境を効率良く利用することができる車載ネットワークシステムを実現することを目的とする。
【解決手段】この発明は、車両に搭載された複数の電子制御装置が通信線を介して接続された車載ネットワークシステムにおいて、前記複数の電子制御装置の各々は、車両状態を検出する車両状態検出手段と、前記車両状態検出手段により検出された車両状態に基づいて通信メッセージの送信周期を予め設定された送信周期に変更する通信制御手段とを備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

この発明は車載ネットワークシステムに係り、特に、ネットワークに接続された複数の電子制御装置の通信メッセージの送信周期を適正化して、ネットワーク環境を効率良く利用することができる車載ネットワークシステムに関する。

車両には、エンジン制御装置、トランスミッション制御装置、ブレーキ制御装置、空調制御装置などの複数の電子制御装置が搭載されている。これら車両に搭載された複数の電子制御装置は、通信線を介して接続され、車載ネットワークシステムを構成している。車載ネットワークシステムでは、主にＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等のＬＡＮが使用されている。電子制御装置の通信メッセージは、ＣＡＮ等の通信で使用される通信フレームにより送信され、その用途によって定期的に送受信が行われている。
複数の電子制御装置間の送受信においては、常時全ての通信メッセージが同じ送信周期で各電子制御装置に送受信されることを必要とされているわけではない。車両条件によっては、不要な通信メッセージの送受信もあることで、電子制御装置の処理負荷増大やネットワーク負荷の増加要因となり、必要な情報をより早く伝達する妨げとなっている。
従来の車載ネットワークシステムには、複数の電子制御装置がＣＡＮにより接続された車載ネットワーク上の信号が多くなり、負荷が増大した場合に信号を減らすなどの調停処理を実施することで、ネットワークの負荷増大時の通信を確保しているものがある。（特開２０１０−２８３５５号公報）

特開２０１０−２８３５５号公報

ところが、前記特許文献１の車載ネットワークシステムでは、信号を減らすなどの調停処理を実施することによってネットワークの負荷を低減することはできるが、その調停処理の実施時に車両に必要な信号をも減らしてしまうおそれがある。
前記特許文献１の車載ネットワークシステムは、処理実施のタイミングが”ネットワークの負荷増大時”という予測の難しい条件であるため、調停処理が起きるタイミングを設計者は確実に予期することができない。これにより、必要な状態で必要な周期で通信ができているのか、設計者にはわからない。”ネットワークの負荷増大時”を判定する機能をシステムに組み込むためには、車両が直面する全ての状況で、調停処理の影響を調査する必要がある。
このため、従来の車載ネットワークシステムでは、適切なタイミングで調停処理を実施することが難しく、ネットワーク環境を効率良く利用することができなかった。

この発明は、ネットワークに接続された複数の電子制御装置の通信メッセージの送信周期を適正化して、ネットワーク環境を効率良く利用することができる車載ネットワークシステムを実現することを目的とする。

この発明は、車両に搭載された複数の電子制御装置が通信線を介して接続された車載ネットワークシステムにおいて、前記複数の電子制御装置の各々は、車両状態を検出する車両状態検出手段と、前記車両状態検出手段により検出された車両状態に基づいて通信メッセージの送信周期を予め設定された送信周期に変更する通信制御手段とを備えることを特徴とする。

この発明は、車両状態に基づいて通信メッセージの送信周期を予め設定された送信周期に変更することで、通信メッセージの送信周期を適正化することができる。
このため、この発明は、特定の車両状態において必要な通信メッセージの送信量を増やすことができ、特定の車両状態において必要な通信メッセージの遅延時間を減少させることができる。
また、この発明は、ネットワーク環境を効率よく利用することができ、電子制御装置のプログラム書き換えにおいて外部ツールとの通信を短時間で終えることができる。

図１は車載ネットワークシステムのシステム構成図である。（実施例） 図２は車載ネットワークシステムの制御フローチャートである。（実施例）

以下、図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。

図１、図２は、この発明の実施例を示すものである。図１において、１は車載ネットワークシステムである。車載ネットワークシステム１は、車両に搭載された複数の電子制御装置２−１〜２−ｎが、ＬＡＮ（ＣＡＮ）の通信線３を介して接続されている。
複数の電子制御装置２−１〜２−ｎの各々は、車両状態を検出する車両状態検出手段４−１〜４−ｎを備えている。各車両状態検出手段４−１〜４−ｎには、それぞれ車両状態入力手段５−１〜５−ｎが接続されている。各車両状態入力手段５−１〜５−ｎは、例えばスイッチ１〜スイッチｎやセンサ１〜センサｎからなり、検出信号を電子制御装置２−１〜２−ｎの各々に入力する。各車両状態検出手段４−１〜４−ｎは、各々の車両状態入力手段５−１〜５−ｎから入力する信号により車両状態を検出する。また、複数の電子制御装置２−１〜２−ｎの各々は、車両状態入力手段５−１〜５−ｎからそれぞれ入力した信号を通信線３上に送信し、車両状態を判断するデータとして共有する。
前記複数の電子制御装置２−１〜２−ｎの各々は、車両状態に基づいて予め設定された通信メッセージの送信周期を記憶する送信周期記憶手段６−１〜６−ｎと、車両状態に基づいて通信メッセージの送信周期を変更する通信制御手段７−１〜７−ｎと、を備えている。各通信制御手段７−１〜７−ｎは、車両状態検出手段４−１〜４−ｎにより検出された車両状態に基づいて、送信周期記憶手段６−１〜６−ｎに記憶された通信メッセージの送信周期を参照し、通信メッセージの送信周期を予め設定された送信周期に変更する。

前記車両状態に基づく通信メッセージの送信周期の変更については、通信メッセージを、例えば、ＩＤ（通信フレーム）によって、以下のように群分けする。
・群分け
Ａ群：ＩＤ ００１−２００｛車両の走行や安全に関わる信号（車速、エンジン回転数、エンジントルク関連信号等）｝
Ｂ群：ＩＤ ２０１−３００｛車両の仕様情報｝
Ｃ群：ＩＤ ３０１−４００｛テスタ（外部ツール）等との故障診断通信｝

これらＡ群、Ｂ群、Ｃ群の通信メッセージは、イグニッションスイッチオン（以下「ＩＧ−ＯＮ」と記す。）の状態と、車両走行中（以下「走行中」と記す。）の状態とにおいて、以下のようになっている。
・ＩＧ−ＯＮ
Ａ群：停車中であるため高速でのやりとりは不要。
Ｂ群：走行開始するまでに情報を取得（確定）させたいため、高速通信が望ましい。
Ｃ群：車両の故障診断や、ＥＣＵのプログラミング（書き換え）を円滑に行うため、高速通信が望ましい。
・走行中
Ａ群：車両の制御や安全に関わるため、高速での通信が必要。
Ｂ群：走行前に既に確定しているはずであり、高速通信は不要。
Ｃ群：走行中は外部ツールでの故障診断や電子制御装置のプログラミングはしないため、高速での通信は不要。

これより、Ａ群、Ｂ群、Ｃ群について、ＩＧ−ＯＮと、走行中との各条件において、車両状態に基づく通信メッセージの送信周期の変更を、以下のように設定する。
群 ＩＤ ＩＧ−ＯＮ 走行中
Ａ群 ＩＤ ００１−２００ １００ｍｓ １０ｍｓ
Ｂ群 ＩＤ ２０１−３００ １０ｍｓ １０００ｍｓ
Ｃ群 ＩＤ ３０１−４００ １０ｍｓ ５００ｍｓ

このように設定されたＡ群、Ｂ群、Ｃ群についての車両状態に基づく通信メッセージの送信周期は、複数の電子制御装置２−１〜２−ｎの各送信周期記憶手段６−１〜６−ｎに、各通信メッセージのＩＤ毎の送信周期変更マップとして記憶しておく。複数の電子制御装置２−１〜２−ｎの各通信制御手段７−１〜７−ｎは、車両状態検出手段４−１〜４−ｎにより検出された車両状態に基づいて、送信周期記憶手段６−１〜６−ｎに記憶された通信メッセージの送信周期変更マップを参照し、通信メッセージの送信周期を予め設定された送信周期に変更する。

次に作用を説明する。
車載ネットワークシステム１は、図２に示すように、送信周期の変更のプログラムがスタートすると（Ｓ０１）、車両状態検出手段４−１〜４−ｎにより検出された車両状態に変更があるかを各通信制御手段７−１〜７−ｎにより判断する（Ｓ０２）。
この判断（Ｓ０２）がＹＥＳの場合は、送信周期記憶手段６−１〜６−ｎに記憶された各通信メッセージのＩＤ毎の送信周期変更マップを参照し、車両状態に対応した送信周期に変更し（Ｓ０３）、プログラムをエンドにする（Ｓ０４）。この判断（Ｓ０２）がＮＯの場合は、プログラムをエンドにする（Ｓ０４）。
前記車両状態に対応した送信周期の変更（Ｓ０３）においては、例えば、Ａ群のＩＤ ００１−２００の通信メッセージは、ＩＧ−ＯＮでは送信周期を１００ｍｓとし、走行中では短い送信周期の１０ｍｓとする。Ｂ群のＩＤ ２０１−３００の通信メッセージは、ＩＤ−ＯＮでは送信周期を１０ｍｓとし、走行中では長い送信周期の１０００ｍｓとする。Ｃ群のＩＤ ３０１−４００の通信メッセージは、ＩＤ−ＯＮでは送信周期を１０ｍｓとし、走行中では長い送信周期の５００ｍｓとする。

このように、車載ネットワークシステム１は、各車両状態応じて必要な信号メッセージの送信周期を短くし、多くの信号メッセージをネットワーク上に供給する一方、各車両状態に応じて不要な信号メッセージ群の周期を長くし、この群によるネットワーク占有率を下げる。これより、車載ネットワークシステム１は、車両状態に基づいて通信メッセージの送信周期を変更することで、通信メッセージの送信周期を適正化することができる。
このため、車載ネットワークシステム１は、限られたネットワーク環境で、必要な信号メッセージを、必要なときにより多くネットワーク上へ供給し、より信頼性のある制御を実現することができる。よって、車載ネットワークシステム１は、特定の車両状態において必要な通信メッセージの送信量を増やすことができ、特定の車両状態において必要な通信メッセージの遅延時間を減少させることができる。
また、車載ネットワークシステム１は、ＩＧ−ＯＮ（エンジンを始動していない）中の各群のネットワーク占有率を下げることにより、外部ツールとの通信への影響を抑えることができる。よって、車載ネットワークシステム１は、ネットワーク環境を効率よく利用することができ、電子制御装置のプログラム書き換えにおいて外部ツールとの通信を短時間で終えることができる。

なお、上述実施例においては、通信メッセージをＩＤ（通信フレーム）によってＡ群、Ｂ群、Ｃ群、に群分けして送信周期の変更を設定したが、通信メッセージのＩＤ毎に送信周期の変更を設定することもできる。

また、上述実施例においては、車両状態をＩＧ−ＯＮと走行中とを条件として信号メッセージの送信周期を設定したが、故障状態、または夜、昼、気温、天気等を条件にして設定することもできる。

例えば、電子制御装置によっては、ＩＧ−ＯＮからＩＧ−ＯＦＦまでのＩＧサイクル中に故障が発生した場合、車両が故障状態から復帰した場合もＩＧ−ＯＦＦするまではフェールセーフ状態を継続するものがある（ＥＳＰ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ Ｐｒｏｇｒａｍ（横滑り防止装置）等）。このような電子制御装置に対しては、通常高速な通信が必要である。しかし、故障確定後は、高速で通信したとしても受け付けられないため、高速での通信をする必要がなくなる。
そこで、このような動作をする電子制御装置については、故障状態と非故障状態とで信号メッセージの送信周期を変更可能に設定することで、通信メッセージの送信周期を適正化することができる。

また、例えば、ライト点灯中、ライト消灯中で、昼、夜を区別するとした場合、ライトの制御に必要な信号（ライトの照射方向（上下左右）の調整信号等）については、ライト点灯中にのみ高速での通信が必要となる。しかし、ライト消灯中は、ライトの制御に必要な信号が不要となる。
そこで、ライトの制御装置については、昼、夜とで信号メッセージの送信周期を変更可能に設定することで、通信メッセージの送信周期を適正化することができる。

さらに、気温については、空調装置がＯＮの間は空調制御に必要な信号を高速で通信する必要があるが、空調装置がＯＦＦの間は空調制御に必要な信号を高速で通信する必要がない。
そこで、空調装置の制御装置については、ＯＮとＯＦＦとで信号メッセージの送信周期を変更可能に設定することで、通信メッセージの送信周期を適正化することができる。
なお、天気については、空調装置のＯＮ／ＯＦＦと同様に、ワイパ装置のＯＮ／ＯＦＦがあてはまるので、ワイパ装置の制御装置については、ＯＮとＯＦＦとで信号メッセージの送信周期を変更可能に設定することで、通信メッセージの送信周期を適正化することができる。

この発明は、ネットワークに接続された複数の電子制御装置の通信メッセージの送信周期を適正化して、ネットワーク環境を効率良く利用することができるものであり、車載ネットワークシステムに限らず、複数の電子制御装置が接続されたネットワークシステムについて適用することが可能である。

１ 車載ネットワークシステム
２−１〜２−ｎ 電子制御装置
３ 通信線
４−１〜４−ｎ 車両状態検出手段
５−１〜５−ｎ 車両状態入力手段
６−１〜６−ｎ 送信周期記憶手段
７−１〜７−ｎ 通信制御手段

Claims (1)

1. 車両に搭載された複数の電子制御装置が通信線を介して接続された車載ネットワークシステムにおいて、前記複数の電子制御装置の各々は、車両状態を検出する車両状態検出手段と、前記車両状態検出手段により検出された車両状態に基づいて通信メッセージの送信周期を予め設定された送信周期に変更する通信制御手段とを備えることを特徴とする車載ネットワークシステム。

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