JP2021020653A - 車両制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】車両の駆動制御、制動制御、及び操舵制御に関わらないデバイスについて、制御信号に関する異常が発生したとしても出来る限り高い応答性を得る。【解決手段】デバイスの制御信号を生成する中央ＥＣＵ１０と、中央ＥＣＵ１０とデバイスとの通信経路の間に設けられた中継装置とを備え、車両の駆動制御、制動制御及び操舵制御に関わらない特定選択型デバイスに制御信号を出力する中継装置であって、少なくとも一部のセンサ１００の出力に基づいて特定選択型デバイスを制御可能なサブ制御部を有する特定中継装置を含み、特定中継装置は、中央ＥＵＣ１０からの制御信号に関する異常である中央制御異常があったときには、サブ制御部により、自己に接続された特定選択型デバイスを制御する。【選択図】図３

Description

ここに開示された技術は、車両制御システムに関する技術分野に属する。

近年、車載機器の電動化が顕著であり、車両の運動を電子制御により制御するようになっている。

例えば、特許文献１には、通信線を介してデータ通信可能な各種電気的装置を、複数にグループ分けし、各グループ毎に、電気的装置をデータ通信用の通信線を介して互いに接続すると共に、該各グループの通信線間には、該通信線間でデータ（制御信号）を中継可能な特定電気的装置を接続することにより、各通信線に接続された全ての電気的装置が通信線を介して互いにデータを送受信するよう構成された車両用通信システムが開示されている。

この特許文献１では、データの伝送経路の異常及び異常箇所が検出されたときに、該異常箇所を通過するデータを特定するとともに、該特定したデータを異常箇所を通過させることなく伝送可能な迂回経路を設定し、該データが該迂回経路を通って伝送されるようにしている。

特許３９１２２１８号公報

特許文献１のように制御信号の迂回経路を設定するようにすれば、通信線に異常が発生したときでも、制御信号を目的のデバイスに伝達させることができる。しかし、一般に、制御信号の伝達経路は該制御信号が最短で目的のデバイスに到達するように設定されるため、迂回経路を通ると制御信号が目的のデバイスに到達までに時間がかかる。

車両のデバイスには、パワーウィンドウ装置など、車両の駆動制御、制動制御、及び操舵制御に関わらないが、高い応答性が求められるデバイスがある。特に、車両の衝突時など通信異常が発生しやすい環境において高い応答性が求められるデバイスについては、応答時間を出来る限り短くすることが望ましい。

ここに開示された技術は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするとこは、車両の駆動制御、制動制御、及び操舵制御に関わらないデバイスについて、制御信号に関する異常が発生したとしても出来る限り高い応答性を得ることにある。

前記課題を解決するために、ここに開示された技術では、車両制御システムを対象として、複数のセンサと、前記各センサの出力に基づいて、複数のデバイスへの制御信号を生成する中央制御装置と、前記中央制御装置と前記各デバイスと通信経路の間にそれぞれ設けられ、前記中央制御装置で生成された制御信号を中継する複数の中継装置とを備え、前記中継装置は、車両の駆動制御、制動制御及び操舵制御に関わらない特定デバイスに制御信号を出力する中継装置であって、少なくとも一部の前記センサの出力に基づいて前記特定デバイスを制御可能なサブ制御部を有する特定中継装置を含み、前記サブ制御部は、少なくとも一部の前記センサの出力に応じて、前記特定デバイスを作動状態又は非作動状態にする制御信号を出力するように構成されており、前記特定中継装置は、前記中央制御装置からの制御信号に関する異常である中央制御異常があったときには、前記サブ制御部により、自己に接続された前記特定デバイスを制御する、という構成とした。

この構成によると、中央制御異常が発生したときには、特定中継装置のサブ制御部により特定デバイスの制御が可能である。特定中継装置は、中央制御装置と特定デバイスとの通信経路の間にあるため、特定中継装置から特定デバイスへの制御信号の通信時間を出来る限り短くすることができる。これにより、特定デバイスについて、制御信号の通信経路に異常が発生したとしても出来る限り高い応答性を得ることができる。

また、サブ制御部は、特定デバイスを作動状態又は非作動状態にする制御信号を出力するだけであり、高い処理能力が求められない。このため、サブ制御部の処理時間は短く、特定デバイスの応答性を高くすることができる。

前記車両制御システムにおいて、前記複数のセンサのうち前記特定デバイスの作動にのみ関連する特定センサからの信号に基づく該特定デバイスの制御は、前記サブ制御部により実行され、前記中央制御装置は、前記各センサの出力から得られかつ前記車両の外部環境に関する情報である車外環境情報に基づいて、前記各特定デバイスへの制御信号を生成するように構成されており、前記特定中継装置は、前記中央制御異常がないときにおいて、前記中央制御装置からの、前記車外環境情報に基づく制御信号を自己に接続された前記特定デバイスに送信し、前記特定中継装置の前記サブ制御部は、前記中央制御異常の有無に関わらず、前記特定センサからの信号に応じて、自己に接続された前記特定デバイスを制御するように構成されている、という構成でもよい。

この構成によると、中央制御異常の有無に関わらず、特定センサからの信号による制御をサブ制御部のみで担うようにすれば、中央制御異常が発生したとしても特定センサからの信号により特定デバイスを作動させることができる。また、該信号の通信経路は、中央制御異常の前後で変化しないため、中央制御異常時であっても応答性への影響はかなり小さい。したがって、高い応答性が得やすくなる。

前記車両制御システムにおいて、前記中央制御異常は、前記中央制御装置自体の異常を含み、前記中央制御装置は、自己の異常を診断する中央異常診断部を有するとともに、該中央異常診断部により自己の異常が検知されたときには、前記特定中継装置に前記中央制御異常の発生を通知する、という構成でもよい。

この構成によると、特定中継装置は、中央制御装置自体に異常が生じたことを認定できる。これにより、中央制御装置からの特定デバイスに関する制御信号を、該特定デバイスに伝達しないようにすることができる。一方で、特定デバイスの作動自体は、サブ制御部により可能である。この結果、フェールセーフ性を向上させることができる。

前記車両制御システムにおいて、前記特定デバイスは、パワーウィンドウ装置を含む、という構成でもよい。

すなわち、パワーウィンドウ装置は、車両衝突時には開き状態にすることが望ましく、パワーウィンドウ装置の電動モータは、車両衝突時に応答性よく作動すべきデバイスである。よって、特定デバイスがパワーウィンドウ装置を含んでいれば、制御信号の通信経路に異常が発生したとしても出来る限り高い応答性を得るという効果をより適切に発揮することができる。

以上説明したように、ここに開示された技術によると、中央制御装置からの制御信号の通信経路に異常が生じたときでも、車両の駆動制御、制動制御、及び操舵制御に関わらないデバイスである特定デバイスと中央制御装置との通信経路の間にある特定中継装置のサブ制御部から制御信号を出力できる。これにより、特定デバイスについて、制御信号に関する異常が発生したとしても出来る限り高い応答性を得ることができる。

例示的な実施形態に係る車両制御システムが搭載された車両の通信経路の一部を示す模式図である。 中央ＥＣＵ及び運転席側のゾーンＥＣＵの構成を示すブロック図である。 中央制御異常があったときに各ゾーンＥＣＵが出力する信号を示すブロック図である。

以下、例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本実施形態に係る車両制御システムが搭載された車両１の通信経路の構成を概略的に示す。この車両１は、運転者の操作により走行するマニュアル運転の他に、運転者の操作をアシストして走行するアシスト運転、及び運転者の操作なしに走行する自動運転が可能な自動車である。この車両１は、駆動制御、制動制御、及び操舵制御において、電気的に制御を行うバイワイヤ方式が採用されている。すなわち、車両１では、アクセルペダルの操作、ブレーキペダルの操作、及びステアリングホイールの操作がセンサにより検知されて、該センサの出力に基づく制御信号により各制御を担うアクチュエータが制御されるようになっている。

車両１は、図１に示すように、複数種類の車載デバイスを有する。車載デバイスは、車両１の基本動作である、駆動、制動、及び操舵に関連しない所謂ボディ系デバイスも含まれる。尚、図１で示す車載デバイスは、車両１に搭載された車載デバイスの一例であり、車両１が、図１に示す車載デバイス以外の車載デバイスを有することを排除しない。

本実施形態において、車載デバイスは主に３つのタイプに分類される。第１のタイプは、車両１の基本動作に関する車載デバイスであり、緊急時においても連続的な制御の継続が求められる車載デバイスである。第２のタイプは、車両１の基本動作には関連しない車載デバイスであって、緊急時において、車両１の状態によって作動又は非作動を区別すべき車載デバイスである。第３のタイプは、車両１の基本動作には関連しない車載デバイスであって、緊急時において、作動又は非作動のいずれかの状態を継続すればよい車載デバイスである。以下、第１のタイプに属する車載デバイスを基本デバイスといい、第２のタイプに属する車載デバイスを選択型デバイスといい、第３のタイプに属する車載デバイスを固定型デバイスという。

基本デバイスとしては、例えば、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ装置）Ｄ１１や、電動ブレーキ装置、エンジンのスロットル弁や燃料噴射弁が含まれる。選択型デバイスとしては、ブレーキランプＤ２１、パワーウィンドウ装置Ｄ２２、エアバッグ装置のインフレータＤ２３、エアバッグ装置の電話機構Ｄ２４等が含まれる。固定型デバイスとしては、前照灯Ｄ３１等が含まれる。尚、パワーウィンドウ装置Ｄ２２、インフレータＤ２３、及び電話機構Ｄ２４は特定デバイスの一例である。

車両１は、各種車載デバイスを作動制御するために、中央制御装置としての中央ＥＣＵ１０（Electric Control Unit）と、中央ＥＣＵ１０と通信可能に構成された複数（図１では６つ）のゾーンＥＣＵ２０とを有する。

中央ＥＣＵ１０は、車両１に搭載された各車載デバイスを制御するための制御信号を生成する。車両１においては、各車載デバイスの制御信号は、基本的には、中央ＥＣＵ１０で生成され、ゾーンＥＣＵ２０等を経由して各車載デバイスに伝達される。

中央ＥＣＵ１０には、図１〜図３に示すように、車両１に搭載された複数のセンサ１００からの信号が入力される。複数のセンサ１００は、例えば、車両のボディ等に設けられかつ車外環境を撮影する複数のカメラ１０１と、車両のボディ等に設けられかつ車外の物標等を検知する複数のレーダ１０２と、全地球測位システム（Global Positioning System：ＧＰＳ）を利用して、車両の位置（車両位置情報）を検出する位置センサ１０３と、車両の乗員の有無を含めて該乗員の状態を取得する乗員状態センサ１０４と、車両の運転者によるブレーキペダルの踏み込み量を取得するブレーキペダルセンサ１０５、車両の運転者によるステアリングの操舵角を取得する操舵角センサ１０６と、車両の運転者によるアクセルペダルの踏み込み量を取得するアクセル開度センサ１０７とを含む。尚、ここに示すセンサ１０１〜１０７は、中央ＥＣＵ１０に情報を入力するセンサの一例であり、本実施形態は、センサ１０１〜１０７以外のセンサから中央ＥＣＵ１０に情報が入力されることを排除しない。

各カメラ１０１は、車両の周囲を水平方向に３６０°撮影できるようにそれぞれ配置されている。各カメラ１０１は、車外環境を示す光学画像を撮像して画像データを生成する。各カメラ１０は、生成した画像データを中央ＥＣＵ１０に出力する。

各レーダ１０２は、カメラ１０１と同様に、検出範囲が車両の周囲を水平方向に３６０°広がるようにそれぞれ配置されている。レーダ１０２の種類は特に限定されず、例えば、ミリ波レーダや赤外線レーダを採用することができる。

乗員状態センサ１０４は、例えば、車室内を撮影する車室内カメラやシートクッションに設けられた荷重センサにより構成されている。各乗員状態センサ１０４は、生成した画像データ及び検出結果を中央ＥＣＵ１０に出力する。

中央ＥＣＵ１０は、例えば、１つまたは複数のチップで構成されたプロセッサである。中央ＥＣＵ１０は、ＡＩ（Artificial Intelligence）機能を有している場合もある。

中央ＥＣＵ１０は、車両１がマニュアル運転やアシスト運転を行っているときには、アクセル開度センサ１０７、ブレーキペダルセンサ１０６、及び操舵各センサ１０５等の検知値に基づいて、各車載デバイスが出力すべき駆動力、制動力、及び操舵角を算出する。中央ＥＣＵ１０は、算出した駆動力、制動力、及び操舵角、すなわち、各車載デバイスにより実現すべき駆動力、制動力、及び操舵角の目標状態を表す目標信号を生成する。尚、中央ＥＣＵ１０は、特に車両１がアシスト運転を行っているときには、駆動力、制動力、及び操舵角を算出する際に、後述する車両１の目標運動を考慮する。

中央ＥＣＵ１０は、車両１の自動運転やアシスト運転を可能にするために、複数のセンサ１０１〜１０７からの情報を受けて、車両１が走行すべき経路を算出する。中央ＥＣＵ１０は、算出した経路を追従するための車両１の運動を決定する。

中央ＥＣＵ１０は、複数のセンサ１００からの情報を受けて、車両１の車外環境を推定する。車外環境は、物標の有無、道路状態、周囲の明るさ等である。中央ＥＣＵ１０は、カメラ１０１で撮影された車外の画像及び物標の認定結果に対して、レーダ１０２で取得される物標との相対距離等の情報を統合して、車外環境を示す３Ｄマップを作成する。

中央ＥＣＵ１０は、作成した３Ｄマップを基にして、車両１の走行経路を算出するための２Ｄマップを作成する。中央ＥＣＵ１０は、作成した２Ｄマップを基に、車両１の走行経路を生成する。中央ＥＣＵ１０は、生成した走行経路を追従するための車両の目標運動を決定し、決定した目標運動を実現するための、駆動力、制動力、及び操舵角をそれぞれ算出する。中央ＥＣＵ１０は、算出した駆動力、制動力、及び操舵角、すなわち、各基本デバイスにより実現すべき駆動力、制動力、及び操舵角の目標状態を表す目標信号を生成する。

中央ＥＣＵ１０は、推定した車外環境や算出した走行経路に基づいて、車両１の駆動制御、制動制御、及び操舵制御に関わらないボディ系デバイスへの制御信号を生成する。例えば、中央ＥＣＵ１０は、周囲が暗いと推定したときには、前照灯Ｄ３１を点灯させるように、前照灯Ｄ３１に送る制御信号を生成したり、トンネルに入るときに窓が開いていれば、窓を閉じさせるように、パワーウィンドウ装置Ｄ２２に送る制御信号を生成したりする。

中央ＥＣＵ１０は、乗員状態センサ１０４で得られた情報に基づいて、車室内の乗員の状態について、深層学習により生成した学習済みモデルを利用して推定する。乗員の状態とは、乗員の健康状態や感情を意味する。乗員の健康状態としては、例えば、健康、軽い疲労、体調不良、意識低下等がある。乗員の感情としては、例えば、楽しい、普通、退屈、イライラ、不快等がある。中央ＥＣＵ１０は、乗員の健康状態や乗員の感情も考慮して、各種制御信号を生成する。例えば、中央ＥＣＵ１０は、車室内の温度が高く、乗員の気分が優れないと推定したときには、空調装置を作動させたり、パワーウィンドウ装置Ｄ２２を作動させて窓を開けたりする。

図２及び図３に示すように、中央ＥＣＵ１０は、自己の異常を診断する中央異常診断部１１を有する。中央異常診断部１１は、例えばＢＩＳＴ（Ｂｕｉｌｔ−Ｉｎ Ｓｅｌｆ Ｔｅｓｔ）により、該中央ＥＣＵ１０の異常を診断する。中央ＥＣＵ１０は、中央異常診断部１１の診断結果をゾーンＥＣＵ２０（ここでは、後述の第１のゾーンＥＣＵ２１及び第４のゾーンＥＣＵ２４）に通知する。

ゾーンＥＣＵ２０は、中央ＥＣＵ１０と各車載デバイスと通信経路の間でかつ車両１の所定のゾーン毎にそれぞれ設けられている。各ゾーンＥＣＵ２０は、中央ＥＣＵ１０で生成された制御信号を中継する中継装置を構成する。本実施形態では、車両右中央に配置されたゾーンＥＣＵ２０を第１のゾーンＥＣＵ２１といい、車両右後側に配置されたゾーンＥＣＵ２０を第２のゾーンＥＣＵ２２といい、車両右前側に配置されたゾーンＥＣＵ２０を第３のゾーンＥＣＵ２３といい、車両左中央に配置されたゾーンＥＣＵ２０を第４のゾーンＥＣＵ２４といい、車両左後側に配置されたゾーンＥＣＵ２０を第５のゾーンＥＣＵ２５といい、車両左後側に配置されたゾーンＥＣＵ２０を第６のゾーンＥＣＵ２６ということがある。ゾーンは任意に定めることができ、ゾーンの数が増減すれば、それに伴いゾーンＥＣＵ２０の数も増減する。

図１に示すように、第１のゾーンＥＣＵ２１は、中央ＥＣＵ１０に通信線ＭＣＬにより接続されるとともに、第２及び第３のゾーンＥＣＵ２２，２３とも通信線ＭＣＬにより接続されている。第４のゾーンＥＣＵ２４は、中央ＥＣＵ１０に通信線ＭＣＬにより接続されるとともに、第５及び第６のゾーンＥＣＵ２５，２６とも通信線ＭＣＬにより接続されている。つまり、第１のゾーンＥＣＵ２１は、通信線ＭＣＬを介して第２及び第３のゾーンＥＣＵ２２，２３と通信可能に構成されている。一方で、第４のゾーンＥＣＵ２４は、通信線ＭＣＬを介して第５及び第６のゾーンＥＣＵ２５，２６と通信可能に構成されている。尚、中央ＥＣＵ１０とゾーンＥＣＵ２０とを接続する通信線ＭＣＬ及びゾーンＥＣＵ２０同士を接続する通信線ＭＣＬは、例えばＥＴＨＥＲＮＥＴ（登録商標）の通信ケーブルで構成されている。

一方で、各ゾーンＥＣＵ２０と各車載デバイスとは、通信線ＳＣＬを用いて接続されている。通信線ＳＣＬは、例えばＣＡＮの通信ケーブルで構成されている。図示は省略しているが、各ゾーンＥＣＵ２０には、ＥＴＨＥＲＮＥＴ（登録商標）からＣＡＮへのプロトコル変換を行う機能がそれぞれ設けられている。

次に、ゾーンＥＣＵ２０の構成について説明する。ここでは、図２を参照しながら、第１〜第３のゾーンＥＣＵ２１〜２３の構成を詳細に説明する。

図２に示すように、第１のゾーンＥＣＵ２１は、例えば、ＥＰＳ装置Ｄ１１、右フロントサイドドアのパワーウィンドウ装置Ｄ２２、右リアサイドドアのパワーウィンドウ装置Ｄ２２とそれぞれ通信線ＳＣＬを用いて接続されている。つまり、第１のゾーンＥＣＵ２１は、特定デバイスであるパワーウィンドウ装置Ｄ２２と接続された特定中継装置を構成する。尚、図２では、他の車載デバイスについては図示を省略しているが、第１のゾーンＥＣＵ２１は、他の車載デバイスとも接続されていてもよい。

第１のゾーンＥＣＵ２１とＥＰＳ装置Ｄ１１との通信経路の間には、第１のゾーンＥＣＵ２１に中継された制御信号（目標信号）に基づいてＥＰＳ装置Ｄ１１を制御するＥＰＳＥＣＵ３１が設けられている。第１のゾーンＥＣＵ２１は、中央ＥＣＵ１０から送られた情報を、そのままＥＰＳＥＣＵ３１に伝達する。尚、前述のように、ゾーンＥＣＵ２０は、中央ＥＣＵ１０から送られた制御信号をプロトコル変換するため、制御信号そのものは変化している。ＥＰＳＥＣＵ３１については後述する。

第１のゾーンＥＣＵ２１は、該第１のゾーンＥＣＵ２１と中央ＥＣＵ１０との間の通信状態の異常を診断する通信診断部２１ａを有する。通信診断部２１ａは、中央ＥＣＵ１０に通信診断用の第１テスト信号を送信する。通信診断部２１ａから第１テスト信号を受信した中央ＥＣＵ１０は、第１テスト信号を受信したことを示す第２テスト信号を通信診断部２１ａに返信する。通信診断部２１ａは、中央ＥＣＵ１０から第２テスト信号を受信できたときには、中央ＥＣＵ１０と第１のゾーンＥＣＵ２１との通信状態が正常であると判断する。一方で、通信診断部２１ａは、中央ＥＣＵ１０から第２テスト信号を受信できないときには、中央ＥＣＵ１０と第１のゾーンＥＣＵ２１との通信状態に異常があると判断する。通信診断部２１ａは、第１のゾーンＥＣＵ２１と中央ＥＣＵ１０との間の通信状態に異常があったときには、第２及び第３のゾーンＥＣＵ２２，２３に、該通信状態の異常を通知する。通信診断部２１ａは、例えば、車両１のイグニッションオン時に、第１のゾーンＥＣＵ２１と中央ＥＣＵ１０との間の通信状態の異常を診断する。尚、通信状態の異常とは、例えば通信線ＭＣＬの断線である。

第１のゾーンＥＣＵ２１は、パワーウィンドウ装置Ｄ２２を制御するためのパワーウィンドウ制御部２１ｂ（以下、Ｐ／Ｗ制御部２１ｂという）を備える。Ｐ／Ｗ制御部２１ｂは、車両の乗員がパワーウィンドウ用スイッチ１０８（以下、Ｐ／Ｗスイッチ１０８）を押したときに、パワーウィンドウ装置Ｄ２２を作動させるための制御部である。具体的には、車両の乗員がＰ／Ｗスイッチ１０８を押したときに、パワーウィンドウ装置Ｄ２２を直接的に作動させるためのスイッチ信号が第１のゾーンＥＣＵ２１に入力される。このスイッチ信号は、中央ＥＣＵ１０には入力されずに、第１のゾーンＥＣＵ２１のみに入力される。このスイッチ信号を受けたＰ／Ｗ制御部２１ｂは、パワーウィンドウ装置Ｄ２２に制御信号を出力する。Ｐ／Ｗ制御部２１ｂから出力される信号は、パワーウィンドウ装置Ｄ２２を作動状態又は非作動状態にする制御信号である。このことから、Ｐ／Ｗ制御部２１ｂは、少なくとも一部のセンサ（Ｐ／Ｗスイッチ１０８）の出力が入力されるとともに、該センサの出力に基づいてパワーウィンドウ装置Ｄ２２を制御するサブ制御部に相当する。また、第１のゾーンＥＣＵ２１は特定中継装置に相当する。さらに、Ｐ／Ｗスイッチ１０８は、パワーウィンドウ装置Ｄ２２の作動にのみ関連する特定センサに相当する。

また、Ｐ／Ｗ制御部２１ｂは、ウィンドウガラスと車体フレームとの間に乗員の首が挟まれたことを検知したときには、ウィンドウガラスを開き状態にすべくパワーウィンドウ装置Ｄ２２に制御信号を送信する。ウィンドウガラスと車体フレームとの間に乗員の首が挟まれたか否かは、パワーウィンドウ装置Ｄ２２の電動モータに所定負荷以上の負荷がかかったか否かで判定する。第１のゾーンＥＣＵ２１には、該電動モータＤ２２の負荷を検出するモータ負荷センサ１１０の信号が入力されるようになっている。

第１のゾーンＥＣＵ２１のＰ／Ｗ制御部２１ｂは、中央ＥＣＵ１０の異常の有無及び中央ＥＣＵ１０と第１のゾーンＥＣＵ２１との通信状態の異常の有無に関わらず、Ｐ／Ｗスイッチ１０８からのスイッチ信号に基づいて、パワーウィンドウ装置Ｄ２２を制御する。

また、第１のゾーンＥＣＵ２１は、中央ＥＣＵ１０に異常がないときにおいて、中央ＥＣＵ１０からパワーウィンドウ装置Ｄ２２を作動させる制御信号を受けたときは、該制御信号をパワーウィンドウ装置Ｄ２２に伝達する。この制御信号は、各センサ１００の出力から得られかつ車両１の外部環境に関する情報である車外環境情報に基づいて、中央ＥＣＵ１０により生成された制御信号である。この制御信号は、上述のスイッチ信号とは別にパワーウィンドウ装置Ｄ２２を作動させる制御信号である。尚、中央ＥＣＵ１０からの制御信号及びＰ／Ｗスイッチ１０８のスイッチ信号が略同時に第１のゾーンＥＣＵ２１に入力されたときには、Ｐ／Ｗスイッチ１０８のスイッチ信号が優先されるようになっている。

ＥＰＳＥＣＵ３１は、中央ＥＣＵ１０から伝達された目標操舵角の情報に基づいて、ＥＰＳ装置Ｄ１１が目標操舵角を実現するように、ＥＰＳ装置Ｄ１１の制御量（電動モータに供給する電流量等）を算出する。ＥＰＳＥＣＵ３１は、算出した制御量に基づく信号をＥＰＳ装置Ｄ１１に出力する。

ＥＰＳＥＣＵ３１は、複数のセンサの内の一部から情報を取得可能に構成されている。本実施形態では、ＥＰＳＥＣＵ３１は、少なくとも操舵角センサ１０５の出力を取得可能に構成されている。

ＥＰＳＥＣＵ３１は、ＥＰＳＥＣＵ３１の異常を診断する特定異常診断部３１ａを有する。特定異常診断部３１ａは、特に後述の予備演算部３１ｂの異常を診断する。特定異常診断部３１ａはＢＩＳＴにより、該ＥＰＳＥＣＵ３１自身の異常を診断する。ＥＰＳＥＣＵ３１は、特定異常診断部３１ａの診断結果を第１のゾーンＥＣＵ２１に通知する。第１のゾーンＥＣＵ２１は、ＥＰＳＥＣＵ３１から通知された結果を中央ＥＣＵ１０に通知する。

ＥＰＳＥＣＵ３１は、センサ１００の出力に基づいてＥＰＳ装置Ｄ１１の目標操舵角を算出可能な予備演算部３１ｂを有する。予備演算部３１ｂは、中央ＥＣＵ１０が正常でありかつ中央ＥＣＵ１０からＥＰＳＥＣＵ３１までの通信状態が正常であるときには、ＥＰＳ装置Ｄ１１の目標操舵角の算出をしない。一方で、予備演算部３１ｂは、中央ＥＣＵ１０に異常があるか、又は中央ＥＣＵ１０からＥＰＳＥＣＵ３１までの通信状態に異常があるときには、ＥＰＳ装置Ｄ１１の目標操舵角を算出する。予備演算部３１ｂは、ＥＰＳＥＣＵ３１に入力されるセンサの情報に基づいて、ＥＰＳ装置Ｄ１１の目標操舵角を算出する。予備演算部３１ｂは、算出した目標操舵角に基づく信号をＥＰＳ装置Ｄ１１に送信する。

予備演算部３１ｂは、中央ＥＣＵ１０のように車外環境に合わせた制御を行わず、車両１の乗員の操作に基づくＥＰＳ装置Ｄ１１の制御のみを行う。

図２に示すように、第２のゾーンＥＣＵ２２は、例えば、右側のブレーキランプＤ２１と通信線ＳＣＬを用いて接続されている。第２のゾーンＥＣＵ２２は、複数のセンサの内の一部から情報を取得可能に構成されている。本実施形態では、第２のゾーンＥＣＵ２２は、少なくともブレーキペダルセンサ１０６の出力を取得可能に構成されている。尚、他の車載デバイスについては図示を省略しているが、第２のゾーンＥＣＵ２２は、基本デバイスとは接続されず、選択型デバイス及び固定型デバイスと接続されている。

第２のゾーンＥＣＵ２２は、ブレーキランプＤ２１とは通信線ＳＣＬにより直接的に接続されている。第２のゾーンＥＣＵ２２は、中央ＥＣＵ１０から送られたブレーキランプＤ２１の情報を、そのままブレーキランプＤ２１に伝達する。つまり、ブレーキランプＤ２１は、基本的には、中央ＥＣＵ１０から送られかつ第２のゾーンＥＣＵ２２を中継した制御信号に基づいて作動する。

第２のゾーンＥＣＵ２２は、自己に接続された選択型デバイス（ここでは、ブレーキランプＤ２１）に、該選択型デバイスを作動させるか否かを判定可能な予備判定部２２ａを有する。

予備判定部２２ａは、中央ＥＣＵ１０が正常でありかつ中央ＥＣＵ１０から第２のゾーンＥＣＵ２２までの通信状態が正常であるときには、ブレーキランプＤ２１を作動させるか否かの判定をしない。一方で、予備判定部２２ａは、中央ＥＣＵ１０に異常があるか、又は中央ＥＣＵ１０から第２のゾーンＥＣＵ２２までの通信状態に異常があるときには、ブレーキランプＤ２１を作動させるか否かの判定を行う。予備判定部２２ａは、第２のゾーンＥＣＵ２２に入力されるセンサの情報及び他のゾーンＥＣＵ２０から入力される情報の少なくとも一方に基づいて、ブレーキランプＤ２１を作動させるか否かを判定する。予備判定部２２ａは、ブレーキランプＤ２１を作動させる制御信号を該ブレーキランプＤ２１に送信する。尚、第２のゾーンＥＣＵ２２は、第１のゾーンＥＣＵ２１からの通知により、中央ＥＣＵ１０に異常及び中央ＥＣＵ１０と第１のゾーンＥＣＵ２１との通信状態の異常を認定する。

第２のゾーンＥＣＵ２２は、第２のゾーンＥＣＵ２２自身の異常を診断する機能を有していない。

図２に示すように、第３のゾーンＥＣＵ２３は、例えば、右側の前照灯Ｄ３１と通信線ＳＣＬにより接続されている。本実施形態では、第３のゾーンＥＣＵ２３は、センサからの出力が入力されないようになっている。尚、他の車載デバイスについては図示を省略しているが、第３のゾーンＥＣＵ２３は、基本デバイス及び選択型デバイスとは接続されず、固定型デバイスとのみ接続されている。

第３のゾーンＥＣＵ２３は、前照灯Ｄ３１とは通信線ＳＣＬにより直接的に接続されている。第３のゾーンＥＣＵ２３は、中央ＥＣＵ１０から送られた前照灯Ｄ３１の情報を、そのまま前照灯Ｄ３１に伝達する。つまり、前照灯Ｄ３１は、基本的には、中央ＥＣＵ１０から送られかつ第３のゾーンＥＣＵ２３を中継した制御信号に基づいて作動する。

第３のゾーンＥＣＵ２３は、自己に接続された固定型デバイス（ここでは、前照灯Ｄ３１）に、該固定型デバイスを作動状態にする信号又は非作動状態にする信号の一方を出力する固定信号出力部２３ａを有する。

固定信号出力部２３ａは、中央ＥＣＵ１０が正常でありかつ中央ＥＣＵ１０から第３のゾーンＥＣＵ２３までの通信状態が正常であるときには、オン信号を前照灯Ｄ３１に出力をしない。一方で、固定信号出力部２３ａは、中央ＥＣＵ１０に異常があるか、又は中央ＥＣＵ１０から第３のゾーンＥＣＵ２３までの通信状態に異常があるときには、前照灯Ｄ３１にオン信号を出力する。これにより、中央ＥＣＵ１０に異常があるか、又は中央ＥＣＵ１０と第１のゾーンＥＣＵ２１との通信状態に異常があるときには、前照灯Ｄ３１は点灯した状態が維持されるようになる。

第３のゾーンＥＣＵ２３は、第３のゾーンＥＣＵ２３自身の異常を診断する機能を有していない。

第４〜第６のゾーンＥＣＵ２４〜２６についても、第１〜第３のゾーンＥＣＵ２１〜２３と同等の設計方法で構成されている。すなわち、第４のゾーンＥＣＵ２４のように中央ＥＣＵ１０と接続されているゾーンＥＣＵ２０は、第１のゾーンＥＣＵ２１のように、通信診断部２１ａを有している。また、第４のゾーンＥＣＵ２４のようにパワーウィンドウ装置Ｄ２２が接続されているゾーンＥＣＵ２０は、第１のゾーンＥＣＵ２１のように、Ｐ／Ｗ制御部２１ｂを有している。第５のゾーンＥＣＵ２５のように、基本デバイスと接続されずに選択型デバイス（ここではブレーキランプＤ２１）と接続されているゾーンＥＣＵ２０は、第２のゾーンＥＣＵ２２のように、予備判定部２２ａを有している。第６のゾーンＥＣＵ２６のように、固定型デバイス（ここでは、前照灯Ｄ３１）のみと接続されているゾーンＥＣＵ２０は、第３のゾーンＥＣＵ２３のように、固定信号出力部２３ａを有している。

本実施形態では、図１〜図３に示すように、エアバッグ装置を作動させるエアバッグＥＣＵ４０は、ゾーンＥＣＵ２０とは独立して設けられている。エアバッグＥＣＵ４０は、インフレータＤ２３及び電話機構Ｄ２４と直接接続されている。つまり、エアバッグＥＣＵ４０は、中央ＥＣＵ１０とインフレータＤ２３と通信経路の間、及び中央ＥＣＵ１０と電話機構Ｄ２４と通信経路の間に設けられた中継装置に相当する。

エアバッグＥＣＵ４０には、車両にかかる瞬間加速度を検出するＧセンサ１０９からの検出信号が入力される。この検出信号は、エアバッグＥＣＵ４０のみに入力される。エアバッグＥＣＵ４０は、Ｇセンサ１０９の検出信号に基づいて車両１の衝突の有無を判断する。

エアバッグＥＣＵ４０は、エアバッグ制御部４０ａを有する。エアバッグ制御部４０ａは、Ｇセンサ１０９からの信号により車両１が衝突したと判断したときには、インフレータＤ２３のスクイブに着火させて、エアバッグの包袋を展開する。また、エアバッグ制御部４０ａは、車両１が衝突したと判断されたときに、電話機構Ｄ２４を作動させて車外の所定のステーションに車両１が衝突したことを報知する。このことから、エアバッグ制御部４０ａは、Ｇセンサ１０９からの信号によりインフレータＤ２３及び電話機構Ｄ２４を作動状態にする信号を出力するサブ制御部に相当する。また、エアバッグＥＣＵ４０は、Ｇセンサ１０９の出力に基づいて特定デバイス（ここでは、インフレータＤ２３及び電話機構Ｄ２４）を制御可能なエアバッグ制御部４０ａを有する特定中継装置に相当する。さらに、Ｇセンサ１０９は該特定デバイスの作動にのみ関連する特定センサに相当する。

エアバッグＥＣＵ４０のエアバッグ制御部４０ａは、中央ＥＣＵ１０の異常の有無及び中央ＥＣＵ１０とエアバッグＥＣＵ４０との通信状態の異常の有無に関わらず、Ｇセンサ１０９の出力に基づいて、インフレータＤ２３及び電話機構Ｄ２４を制御する。

また、エアバッグＥＣＵ４０は、中央ＥＣＵ１０から衝突の可能性がある通知を受けたときは、インフレータＤ２３のスクイブが断線していないか否かを確認する。

ここで、中央ＥＣＵ１０から送信される制御信号に関する異常である中央制御異常があったときには、中央ＥＣＵ１０からの制御信号では車載デバイスが正常に作動しなくなるおそれがある。特に、通信線が断線するなどの中央ＥＣＵ１０から制御信号が届かなくなるという中央制御異常が生じたときには、車載デバイスの正常な作動が困難になる。従来のように、中央ＥＣＵ１０との通信線に異常が生じたときに、迂回経路を形成して中央ＥＣＵ１０からの信号が通知できるようにすることも考えられる。しかし、車載デバイスには、パワーウィンドウ装置Ｄ２２やエアバッグ装置など、車両の駆動制御、制動制御、及び操舵制御に関わらないが、車両の状況に応じた判定と高い応答性とが求められる選択型デバイス（以下、特定選択型デバイスという）がある。従来のように迂回経路を用いると通信時間が長くなって、応答性が低下してしまうおそれがある。特に、車両１に水没のおそれがあるなどの緊急時においては、中央制御異常が生じやすい一方で、中央制御異常が生じたとしても、パワーウィンドウ装置Ｄ２２には迅速な応答が求められる。

これに対して、本実施形態では、パワーウィンドウ装置Ｄ２２やエアバッグ装置等の特定選択型デバイスについては、中央ＥＣＵ１０からデバイスまでの通信経路の途中にサブ制御部（Ｐ／Ｗ制御部２１ｂ、エアバッグ制御部４０ａ）を設けている。このサブ制御部には、一部のセンサ１００からの出力が入力される。このため、前記中央制御異常（ここでは通信線の断線）があったときでも、前記サブ制御部により、一部のセンサ１００の出力に応じて、特定選択型デバイスを制御することができる。

図３には、中央制御異常があったときに各ゾーンＥＣＵ２０が出力する信号を示す。図３では、自動的に送られる信号については黒線の矢印で示し、センサ１００に応じて出力される信号については点線で示している。

通信診断部２１ａにより第１のゾーンＥＣＵ２１と中央ＥＣＵ１０との間の通信線ＭＣＬの断線が検知されたときには、第１のゾーンＥＣＵ２１から第２及び第３のゾーンＥＣＵ２２，２３に通知する。

次に、第１のゾーンＥＣＵ２１は、ＥＰＳＥＣＵ３１に該第１のゾーンＥＣＵ２１と中央ＥＣＵ１０との間の通信線が断線したことを通知する。

第１のゾーンＥＣＵ２１から通知を受けたＥＰＳＥＣＵ３１は、予備演算部３１ｂにより、ＥＰＳＥＣＵ３１に入力されるセンサの情報に基づいて、ＥＰＳ装置Ｄ１１の制御量を算出する。ＥＰＳＥＣＵ３１は、予備演算部３１ｂで算出した制御量でもってＥＰＳ装置Ｄ１１を制御する。

また、第１のゾーンＥＣＵ２１のＰ／Ｗ制御部２１ｂは、Ｐ／Ｗスイッチ１０８からの出力又はモータ負荷センサ１１０の出力に応じて、パワーウィンドウ装置Ｄ２２を制御する。

第２のゾーンＥＣＵ２２は、予備判定部２２ａにより、第２のゾーンＥＣＵ２２に入力されるセンサの情報及び他のゾーンＥＣＵ２０から入力される情報の少なくとも一方に基づいて、ブレーキランプＤ２１を作動させるか否かを判定する。予備判定部２２ａは、ブレーキランプＤ２１を作動させる制御信号を該ブレーキランプＤ２１に送信する。

第３のゾーンＥＣＵ２３は、前照灯Ｄ３１を点灯状態に維持すべく、固定信号出力部２３ａにより前照灯Ｄ３１にオン信号を出力する。

ここで、エアバッグＥＣＵ４０については、エアバッグＥＣＵ４０と中央ＥＣＵ１０との間の通信線ＭＣＬの断線があったとしても、車外環境に基づくスクイブの断線チェックがなくなるだけで、特に制御状態が変わることはない。

このように、本実施形態では、中央制御異常が発生したときには、特定中継装置（例えば、第１のゾーンＥＣＵ２１及びエアバッグＥＣＵ４０）のサブ制御部（例えば、Ｐ／Ｗ制御部２１ｂ及びエアバッグ制御部４０ａ）により特定選択型デバイスの制御が可能である。特定中継装置は、中央ＥＣＵ１０と特定選択型デバイスとの通信経路の間にあるため、特定中継装置から特定選択型デバイスへの制御信号の通信時間を出来る限り短くすることができる。これにより、特定選択型デバイスについて、制御信号の通信経路に異常が発生したとしても出来る限り高い応答性を得ることができる。

特に、前記サブ制御部は、特定選択型デバイスを作動状態又は非作動状態にする制御信号を出力するだけであり、高い処理能力が求められない。このため、前記サブ制御部の処理時間は短い。したがって、特定選択型デバイスの応答性を高くすることができる。よって、中央制御異常が発生したとしても、特定選択型デバイスの、出来る限り高い応答性を得ることができる。

また、本実施形態では、Ｐ／Ｗスイッチ１０８やＧセンサ１０９などの特定選択型デバイスの作動にのみ関連する特定センサからの信号に基づく該特定選択型デバイスの制御は、前記中央制御異常の有無に関わらず、前記サブ制御部で実行される。このため、特定センサからの信号に基づく制御信号の通信経路は、中央制御異常の前後で変化しない。この結果、中央制御異常時であっても応答性への影響はかなり小さくなる。したがって、高い応答性が得やすくなる。

ここで、制御信号に関する異常としては、通信線の断線のみならず、中央ＥＣＵ１０自体の異常により中央ＥＣＵ１０から送信される制御信号自体に生じる異常がある。そこで、本実施形態では、中央異常診断部１１により中央ＥＣＵ１０に異常が検知されたときには、中央ＥＣＵ１０は、第１のゾーンＥＣＵ２１及びエアバッグＥＣＵ４０に異常通知を送信する。そして、異常通知を受けた第１のゾーンＥＣＵ２１及びエアバッグＥＣＵ４０は、中央ＥＣＵ１０との通信を打ち切る。その後、自身や他のＥＣＵ（例えば、第２〜第６のゾーンＥＣＵ、ＥＰＳＥＣＵ３１）に入力されるセンサの出力に基づいて特定選択型デバイスを含む車載デバイスの制御を行う。これにより、フェールセーフ性を向上させることができる。

ここに開示された技術は、前述の実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。

例えば、前述の実施形態では、運転席側のゾーンＥＣＵ（第１〜第３のゾーンＥＣＵ２１〜２３）と助手席側のゾーンＥＣＵ（第４〜第６のゾーンＥＣＵ２４〜２６）は、中央ＥＣＵ１０を介してしか接続されていなかった。これに限らず、例えば、第２のゾーンＥＣＵ２２と第５のゾーンＥＣＵ２５とを通信線で接続したり、第３のゾーンＥＣＵ２３と第６のゾーンＥＣＵ２６とを通信線で接続したりして、ループ状の通信網が形成されるようにしてもよい。この構成によると、各ゾーンＥＣＵ２０が中央ＥＣＵ１０からの情報及び自身以外のゾーンＥＣＵ２０からの情報を取得しやすくなる。これにより、制御システムの冗長性を向上させることができ、フェールセーフ性を向上させることができる。

また、前述の実施形態では、ＥＰＳＥＣＵ３１にのみ特定異常診断部３１ａが設けられていた。これに限らず、第１のゾーンＥＣＵ２１に、Ｐ／Ｗ制御部２１ｂの異常を診断する診断部を設けてもよい。また、エアバッグＥＣＵ４０にも，エアバッグ制御部４０ａの異常を診断する診断部を設けてもよい。

また、前述の実施形態では、ゾーンＥＣＵ２０にＰ／Ｗ制御部２１ｂが設けられていた。これに限らず、エアバッグＥＣＵ４０のように、パワーウィンドウ装置Ｄ２２用のＥＣＵをゾーンＥＵＣ２０とは別に設けてもいい。このとき、パワーウィンドウ装置Ｄ２２用のＥＣＵには、自己と中央ＥＣＵ１０との通信状態の異常を検知するための通信診断部２１ａを設けておくことが望ましい。

また、前述の実施形態では、特定ゾーンＥＣＵ（第１及び第４のゾーンＥＣＵ２１，２４）のみが通信診断部２１ａを有していた。これに限らず、各ゾーンＥＣＵ２０やエアバッグＥＣＵ４０に通信診断部２１ａをそれぞれ設けてもよい。

また、前述の実施形態では、自動運転が可能な車両を対象としていたが、必ずしも自動運転が可能な車両で無くてもよい。

前述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本開示の範囲を限定的に解釈してはならない。本開示の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本開示の範囲内のものである。

ここに開示された技術は、車両制御システムにおいて、車両の駆動制御、制動制御、及び操舵制御に関わらないデバイスについて、制御信号に関する異常が発生したとしても出来る限り高い応答性を得る際に有用である。

１０ 中央ＥＣＵ（中央制御装置）
１１ 中央異常診断部
２０ ゾーンＥＣＵ
２１ 第１のゾーンＥＣＵ（特定中継装置）
２１ａ 通信診断部
２１ｂ パワーウィンドウ制御部（サブ制御部）
４０ エアバッグＥＣＵ（特定中継装置）
４０ａ エアバッグ制御部（サブ制御部）
１０８ パワーウィンドウスイッチ（特定センサ）
１０９ Ｇセンサ（特定センサ）
１１０ モータ負荷センサ（特定センサ）
Ｄ２２ パワーウィンドウ装置（特定デバイス）
Ｄ２３ インフレータ（特定デバイス）
Ｄ２４ 電話機構（特定デバイス）

Claims (4)

1. 車両制御システムであって、
   複数のセンサと、
   前記各センサの出力に基づいて、複数のデバイスへの制御信号を生成する中央制御装置と、
   前記中央制御装置と前記各デバイスと通信経路の間にそれぞれ設けられ、前記中央制御装置で生成された制御信号を中継する複数の中継装置とを備え、
   前記中継装置は、車両の駆動制御、制動制御及び操舵制御に関わらない特定デバイスに制御信号を出力する中継装置であって、少なくとも一部の前記センサの出力に基づいて前記特定デバイスを制御可能なサブ制御部を有する特定中継装置を含み、
   前記サブ制御部は、少なくとも一部の前記センサの出力に応じて、前記特定デバイスを作動状態又は非作動状態にする制御信号を出力するように構成されており、
   前記特定中継装置は、前記中央制御装置からの制御信号に関する異常である中央制御異常があったときには、前記サブ制御部により、自己に接続された前記特定デバイスを制御することを特徴とする車両制御システム。
2. 請求項１に記載の車両制御システムにおいて、
   前記複数のセンサのうち前記特定デバイスの作動にのみ関連する特定センサからの信号に基づく該特定デバイスの制御は、前記サブ制御部により実行され、
   前記中央制御装置は、前記各センサの出力から得られかつ前記車両の外部環境に関する情報である車外環境情報に基づいて、前記各特定デバイスへの制御信号を生成するように構成されており、
   前記特定中継装置は、前記中央制御異常がないときにおいて、前記中央制御装置からの、前記車外環境情報に基づく制御信号を自己に接続された前記特定デバイスに送信し、
   前記特定中継装置の前記サブ制御部は、前記中央制御異常の有無に関わらず、前記特定センサからの信号に応じて、自己に接続された前記特定デバイスを制御するように構成されていることを特徴とする車両制御システム。
3. 請求項１又は２に記載の車両制御システムにおいて、
   前記中央制御異常は、前記中央制御装置自体の異常を含み、
   前記中央制御装置は、自己の異常を診断する中央異常診断部を有するとともに、該中央異常診断部により自己の異常が検知されたときには、前記特定中継装置に前記中央制御異常の発生を通知することを特徴とする車両制御システム。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の車両制御システムにおいて、
   前記特定デバイスは、パワーウィンドウ装置を含むことを特徴とする車両制御システム。

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