JP2022096920A - Electronic control device mounted on vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に搭載される電子制御装置に関する。 The present invention relates to an electronic control device mounted on a vehicle.
近年、運転中の安全性要求の高まりに伴い、所謂自動運転システムが必要となってきている。自動運転システムは、レーダー（RAdio Detecting And Ranging）、ＬＩＤＡＲ(LIght Detection And Ranging）、カメラ、等の周辺センサーより周辺移動物体、走行路などの情報を取得し、自動でエンジン、ブレーキ、アクチュエータなどのコントロールユニットに操舵量、制動量などの指令を出す。 In recent years, with the increasing demand for safety during driving, a so-called automatic driving system has become necessary. The autonomous driving system acquires information on peripheral moving objects, driving paths, etc. from peripheral sensors such as radar (RAdio Detecting And Ranging), LIDAR (LIght Detection And Ranging), cameras, etc., and automatically installs engines, brakes, actuators, etc. It issues commands such as steering amount and braking amount to the control unit.
この自動運転システムの実現のため、扱うデータ量が増大傾向にある。この増大するデータを処理するため、複数のマイクロコンピュータ（以下「マイコン」と略記）を含むマルチマイコン構成の車載システムが主流になりつつある。自動運転システムにおいて、マルチマイコンの基本構成は、たとえば認識マイコンと制御マイコンの組み合わせとなる。この認識マイコンと制御マイコンの協調制御や同期のため、マイコン間の通信が必要となる。 Due to the realization of this automated driving system, the amount of data handled is increasing. In order to process this increasing amount of data, an in-vehicle system having a multi-microcomputer configuration including a plurality of microcomputers (hereinafter abbreviated as "microcomputer") is becoming mainstream. In an automated driving system, the basic configuration of a multi-microcomputer is, for example, a combination of a recognition microcomputer and a control microcomputer. Communication between the recognition microcomputer and the control microcomputer is required for cooperative control and synchronization.
通常、マイコン間通信によるデータ受け渡しは、シリアル・ペリフェラル・インタフェース(Serial Peripheral Interface)（以下「ＳＰＩ」と略記）通信経路を使用している。このような構成の例は特許文献１に記載される。
Normally, data transfer by communication between microcomputers uses a serial peripheral interface (hereinafter abbreviated as "SPI") communication path. An example of such a configuration is described in
しかしながら、従来の技術では、データのリアルタイム性を維持するのが困難であるという課題があった。 However, with the conventional technique, there is a problem that it is difficult to maintain the real-time property of the data.
たとえば、ＳＰＩ通信に障害が発生した場合、マイコン間の通信が不調となり、データのリアルタイム性が確保できなくなるので、制御の精度が低下するおそれがある。 For example, when a failure occurs in SPI communication, communication between microcomputers becomes unsuccessful, and real-time data cannot be ensured, so that control accuracy may decrease.
また、将来的に、自動運転システムが扱う地図情報などの通信データが膨大になると、ＳＰＩ通信だけでは通信容量が不足し、通信遅延が発生してデータのリアルタイム性が確保できなくなる可能性がある。 In addition, in the future, if the amount of communication data such as map information handled by the autonomous driving system becomes enormous, there is a possibility that the communication capacity will be insufficient with SPI communication alone, communication delays will occur, and real-time data data cannot be ensured. ..
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、車両に搭載される電子制御装置において、データのリアルタイム性をより確実に維持するものを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide an electronic control device mounted on a vehicle that more reliably maintains the real-time property of data.
本発明に係る電子制御装置の一例は、
車両に搭載される電子制御装置であって、
前記電子制御装置は、第１マイコンおよび第２マイコンを備え、
前記第１マイコンは、データ受信部と、第１ＳＰＩ通信部と、第１イーサネット通信部と、第２運転情報生成部とを備え、
前記データ受信部は第１運転情報を受信し、前記第１運転情報は、前記車両に搭載されたセンサーによって検出された前記車両の走行状況に関する情報であり、
前記第２運転情報生成部は第２運転情報を生成し、前記第２運転情報は、前記走行状況の時間変化に関する情報を含み、
前記第２マイコンは、第２ＳＰＩ通信部と、第２イーサネット通信部と、指令信号生成部とを備え、
前記第２ＳＰＩ通信部は、ＳＰＩ通信を介して前記第１ＳＰＩ通信部から前記第１運転情報を受信し、
前記第２イーサネット通信部は、イーサネット通信を介して前記第１イーサネット通信部から前記第２運転情報を受信し、
前記指令信号生成部は、前記第１運転情報および前記第２運転情報の少なくとも一方に基づき、前記車両に搭載されたアクチュエータを駆動または制御するための指令信号を生成する、
ことを特徴とする。
An example of the electronic control device according to the present invention is
An electronic control device mounted on a vehicle
The electronic control device includes a first microcomputer and a second microcomputer.
The first microcomputer includes a data receiving unit, a first SPI communication unit, a first Ethernet communication unit, and a second operation information generation unit.
The data receiving unit receives the first driving information, and the first driving information is information about the traveling state of the vehicle detected by the sensor mounted on the vehicle.
The second operation information generation unit generates the second operation information, and the second operation information includes information regarding a time change of the traveling situation.
The second microcomputer includes a second SPI communication unit, a second Ethernet communication unit, and a command signal generation unit.
The second SPI communication unit receives the first operation information from the first SPI communication unit via SPI communication, and receives the first operation information.
The second Ethernet communication unit receives the second operation information from the first Ethernet communication unit via Ethernet communication, and receives the second operation information.
The command signal generation unit generates a command signal for driving or controlling an actuator mounted on the vehicle based on at least one of the first operation information and the second operation information.
It is characterized by that.
本発明に係る車両に搭載される電子制御装置は、データのリアルタイム性をより確実に維持することができる。 The electronic control device mounted on the vehicle according to the present invention can more reliably maintain the real-time property of data.
たとえば、ＳＰＩ通信に障害が発生した場合には、イーサネット（登録商標）通信でマイコン間通信を継続することができ、データのリアルタイム性が維持される。また、膨大なデータを扱う場合には、ＳＰＩ通信に加えてイーサネット通信を併用することで、データのリアルタイム性が維持される。とくに、イーサネット通信は一般的にＳＰＩ通信より通信容量が大きいので、膨大なデータの処理に適している可能性がある。 For example, when a failure occurs in SPI communication, communication between microcomputers can be continued by Ethernet (registered trademark) communication, and the real-time property of data is maintained. Further, when handling a huge amount of data, the real-time property of the data is maintained by using Ethernet communication in addition to SPI communication. In particular, since Ethernet communication generally has a larger communication capacity than SPI communication, it may be suitable for processing a huge amount of data.
以下、図面を用いて本発明を実施するための実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
［実施例１］
図１は、実施例１に係る自動運転制御ユニット１００の構成を示している。自動運転制御ユニット１００は、車両に搭載される電子制御装置（ＥＣＵ）である。自動運転制御ユニット１００は、二つのマイコン（第１マイコンを構成する認識マイコン１０１および第２マイコンを構成する制御マイコン１０２）を備える。
[Example 1]
FIG. 1 shows the configuration of the automatic
各マイコンは公知のコンピュータとしての構成を有し、たとえば演算手段および記憶手段を備える。演算手段はたとえばプロセッサを含み、記憶手段はたとえば半導体メモリ装置等の記憶媒体を含む。記憶媒体の一部または全部が、過渡的でない記憶媒体であってもよい。記憶手段はプログラムを記憶してもよい。プロセッサがこのプログラムを実行することにより、各マイコンは本明細書において説明される機能を実現してもよい。 Each microcomputer has a structure as a known computer, and includes, for example, an arithmetic means and a storage means. The arithmetic means includes, for example, a processor, and the storage means includes, for example, a storage medium such as a semiconductor memory device. A part or all of the storage medium may be a non-transient storage medium. The storage means may store the program. By executing this program by the processor, each microcomputer may realize the function described in this specification.
マイコン間の通信は、ＳＰＩ通信１０６とイーサネット通信１０５で実現される。また、車載システムにおいて、自動運転制御ユニット１００は、車両内の通信ネットワーク（イーサネット、ＣＡＮ、ＬＩＮなど）を介して、各種のセンサーユニット１０３および各種の制御機構ユニット１０４と接続されている。センサーユニット１０３は、車両に搭載されたセンサーであり、例えば、地図センサー、カメラ、レーダー、ＬＩＤＡＲなどである。制御機構ユニット１０４は、例えば、パワーステアリング装置の制御装置、アクセル制御用のスロットルコントローラー、ブレーキ装置用制御装置などである。
Communication between microcomputers is realized by
認識マイコン１０１、制御マイコン１０２、およびセンサーユニット１０３は、イーサネットスイッチ１０７を介して互いに接続されており、イーサネット通信１０５を介して通信可能である。認識マイコン１０１と制御マイコン１０２との通信（マイコン間通信）は、ＳＰＩ通信１０６により行うことができ、また、イーサネットスイッチ１０７を介して、イーサネット通信１０５により行うこともできる。
The
これにより、認識マイコン１０１が有する車両の走行状況に関する信号を、ＳＰＩ通信１０６に加え、イーサネット通信１０５によって、制御マイコン１０２に送信することができる。例えば、通常は、通信周期の短いＳＰＩ通信１０６によりＳＰＩ通信信号を送信し、ＳＰＩ通信に障害が発生した場合にイーサネット通信１０５によりイーサネット通信信号を送信することで、ＳＰＩ通信１０６の障害時におけるバックアップを行うことができる。
Thereby, the signal regarding the traveling condition of the vehicle possessed by the
イーサネット通信１０５は、ＳＰＩ通信１０６ほど通信周期が短くない場合があるが、１回のイーサネット通信１０５（たとえば１つのイーサネットパケット）は、１回のＳＰＩ通信（たとえば１つのＳＰＩパケット）よりも大容量のデータを送信することが可能である。このため、複数回のＳＰＩ通信に係る信号をまとめてイーサネット通信で送信することができ、イーサネット通信の通信周期の長さを補うことができる。
The Ethernet
なお、ＳＰＩ通信１０６とイーサネット通信１０５における通信データ容量や通信周期の関係は、上記のものに限られるものではない。
The relationship between the communication data capacity and the communication cycle in the
センサーユニット１０３は、たとえばレーダーであり、車両周辺の移動物体との距離を検知する。検知された距離に関する情報は、イーサネットスイッチ１０７経由で認識マイコン１０１に送信される。また、地図データなどのメディアデータも、センサーユニット１０３からイーサネットスイッチ１０７経由で認識マイコン１０１に送信される。認識マイコン１０１では、車両と移動物体との距離と、地図データとを総合的に解析し、信号の変換を行って制御マイコン１０２で処理可能な形式とする。変換済みのデータは、ＳＰＩ通信１０６経由で認識マイコン１０１から制御マイコン１０２に送信される。
The
制御マイコン１０２は、認識マイコン１０１から送信されたデータを用いて、制御機構ユニット１０４に対する指令信号を生成する。この指令信号の演算の方法については、後述する。制御機構ユニット１０４は、指令信号の内容に応じて、車両を制御する。
The
図２は、実施例１に係る認識マイコン１０１（第１マイコン）の詳細構成を示している。認識マイコン１０１は、データ受信機構２０１（データ受信部）と、データ処理機構２０２と、マイコン間通信信号抽出機構２０３と、送信経路ビジー判定機構２０４と、ＳＰＩ通信送信部２０５（第１ＳＰＩ通信部）と、連続データ作成機構２０６（第２運転情報生成部）と、イーサネット通信送信部２０７（第１イーサネット通信部）とを備える。
FIG. 2 shows a detailed configuration of the recognition microcomputer 101 (first microcomputer) according to the first embodiment. The
データ受信機構２０１は、第１運転情報を受信する。第１運転情報は、センサーユニット１０３によって検出された車両の走行状況に関する情報である。なお、「走行状況」とは、車両の挙動または車両周辺の状態を表す情報を含み、とくに車両が走行している場合の状況に限らない。
The
走行状況に関する情報の例を図２に示している。たとえば、センサーが車両の周囲を撮影するカメラである場合には、走行状況に関する情報は、カメラによって撮影された画像情報を含む。また、センサーが車両の周囲の物体を検知するレーダーである場合には、走行状況に関する情報は、レーダーによって検知された物体の情報を含む。 FIG. 2 shows an example of information regarding the driving situation. For example, if the sensor is a camera that captures the surroundings of the vehicle, the travel information includes image information captured by the camera. Further, when the sensor is a radar that detects an object around the vehicle, the information on the traveling condition includes the information of the object detected by the radar.
また、走行状況に関する情報は、車両の進行方向における道路形状に関する情報（たとえば道路の白線に関する情報）、車両の周囲の移動物体に関する情報（たとえば車両周辺の障害物に関する情報）、等を含んでもよい。さらに、第１運転情報は、ＭＡＣアドレス、サービスＩＤ、等の情報を含んでもよい。 Further, the information on the traveling situation may include information on the road shape in the traveling direction of the vehicle (for example, information on the white line of the road), information on moving objects around the vehicle (for example, information on obstacles around the vehicle), and the like. .. Further, the first operation information may include information such as a MAC address and a service ID.
次に、データ処理機構２０２は、第１運転情報の変換（たとえば分析および認識）を行う。例えば、センサーユニット１０３から受信した信号を分析し、カメラによって撮影された移動物体が車両（自車）に対してどのような速度で運動しているかを表す相対速度信号に変換する。
Next, the
次に、マイコン間通信信号抽出機構２０３は、データ処理機構２０２によって生成された信号のうちから、制御マイコン１０２に送信すべき信号を抽出する。
Next, the inter-microcomputer communication
送信経路ビジー判定機構２０４は、抽出された信号について経路ビジー判定を行う。経路ビジー判定は、たとえばＳＰＩ通信が経路ビジー状態であるか否かの判定である。経路ビジーとは、たとえば通信規格においてＰａｔｈ＿Ｂｕｓｙと表現される状態であり、また、たとえば、通信が遅延したり、送信不可能になったりする可能性がある状態である。たとえば、ＳＰＩ通信において障害が発生した場合には、経路ビジー状態となる。
The transmission path
ＳＰＩ通信送信部２０５は、送信経路ビジー判定機構２０４の判定結果に応じ、信号を制御マイコン１０２に送信する。たとえば、ＳＰＩ通信が経路ビジー状態でない場合には、送信経路ビジー判定機構２０４はＳＰＩ通信送信部２０５に第１運転情報の信号を送信し、ＳＰＩ通信送信部２０５はＳＰＩ通信を介して第１運転情報の信号を送信する。
The SPI
ＳＰＩ通信が経路ビジー状態である場合（すなわちＳＰＩ通信送信部２０５が送信待機状態である場合）には、送信経路ビジー判定機構２０４はＳＰＩ通信送信部２０５に信号を送信せず、したがってＳＰＩ通信送信部２０５も第１運転情報の信号を送信しない。
When the SPI communication is in the path busy state (that is, when the SPI
また、マイコン間通信信号抽出機構２０３によって抽出された信号は、ＳＰＩ通信送信部２０５に送信される一方、連続データ作成機構２０６にも送信される。連続データ作成機構２０６は、第１運転情報に基づき、走行状況の時間変化に関する情報を含む第２運転情報を生成する（具体的な処理の例は後述する）。
Further, the signal extracted by the inter-microcomputer communication
連続データ作成機構２０６で生成された第２運転情報は、イーサネット通信送信部２０７に送信される。イーサネット通信送信部２０７は、イーサネットスイッチ１０７を介して、第２運転情報を制御マイコン１０２に送信する。
The second operation information generated by the continuous
なお、本実施例では、イーサネット通信送信部２０７は、ＳＰＩ通信が経路ビジー状態であるか否かに関わらず第２運転情報を送信するが、ＳＰＩ通信が経路ビジー状態である場合にのみ第２運転情報を送信するよう構成することも可能である。
In this embodiment, the Ethernet
上記のように、ＳＰＩ通信１０６において障害が発生した場合等には、ＳＰＩ通信１０６に代えてイーサネット通信１０５を用いることができるので、制御機構ユニット１０４による車両の制御が継続できる。
As described above, when a failure occurs in the
図３は、ＳＰＩパケットフォーマット３１０とイーサネットパケットフォーマット３２０の例を示している。ＳＰＩパケットにおいて、データ３１１（この例では２３４バイト）は第１運転情報を表すことができ、イーサネットパケットにおいて、連続データ３２１（この例では１５００バイト）は第２運転情報を表すことができる。
FIG. 3 shows an example of the
連続データ作成機構２０６では、第１運転情報に基づいて、複数の時刻に係る第１運転情報を含む第２運転情報を作成する。連続データ３２１は、データ３１１と、データ３１１の過去値（すなわち、走行状況の過去値）と、データ３１１の未来予測値（すなわち、走行状況の未来予測値）とを含む。たとえば、図３においてデータ＿＃０はデータ３１１と同一すなわち現在値であり、データ＿＃－１およびデータ＿＃－２はデータ３１１の過去値であり、データ＿＃１～データ＿＃３はデータ３１１の未来予測値である。これらのデータは、それぞれがデータ３１１と同じ２３４バイトのサイズを有する。
The continuous
このように、本実施例では、ある時刻（第１時刻。たとえば現在）に係る第２運転情報は、当該時刻（現在時刻）に係る走行状況に関する情報と、当該時刻より過去（過去時刻）に係る走行状況に関する情報と、当該時刻より未来（未来時刻）に係る走行状況に関する情報とを含む。ここで、上記の第１時刻は、たとえば第２運転情報のパケット自体に付与されるタイムスタンプによって表される。なお、変形例として、第２運転情報は、過去時刻に係る情報を含まないものであってもよい。 As described above, in this embodiment, the second operation information related to a certain time (first time, for example, the present) is the information about the traveling situation related to the time (current time) and the past (past time) from the time. It includes information on the driving situation related to the driving situation and information on the driving situation related to the future (future time) from the time concerned. Here, the above-mentioned first time is represented by, for example, a time stamp given to the packet itself of the second operation information. As a modification, the second operation information may not include information related to the past time.
上述のように、データ３１１はたとえば相対速度信号である。未来予測値を生成するための具体的な手法（関数およびその変数等）は、従来技術等に基づき、当業者が適宜設計可能である。たとえば統計計算、線形補間、等を用いることができる。
As mentioned above, the
連続データ作成機構２０６は、第１運転情報のデータ３１１のサイズの情報を用いて、連続データ３２１の要素数を決める。図３の例では、ＳＰＩパケットのデータサイズが２３４バイトであり、イーサネットのパケットにおけるペイロード最大サイズが１５００バイトである。連続データ作成機構２０６は、現在の相対速度信号すなわちデータ３１１と、その過去値および未来予測値とを含む連続データ３２１を作成する。連続データ３２１に含まれる各時刻のデータには、それぞれの時刻を表すタイムスタンプが付与される。
The continuous
連続データ３２１のそれぞれに付与されるタイムスタンプは、現在時刻（たとえばＳＰＩパケットに付与されるタイムスタンプ）と、所定の周期（通信周期または測定周期等）とに基づいて算出することができる。周期はたとえば１０ｍｓである。
The time stamp given to each of the
このように、第２運転情報は、タイムスタンプによって表される複数の時刻に係る走行状況に関する情報を含む。 As described above, the second driving information includes information regarding the traveling situation at a plurality of times represented by the time stamp.
この構成によれば、イーサネット通信１０５で扱う連続データのそれぞれにタイムスタンプが付与されているので、ＳＰＩ通信データとイーサネット通信データとの同期を図ることができる。即ち、制御マイコン１０２で必要としているタイミングのデータを、このタイムスタンプに基づきイーサネット通信１０５の連続信号のうちから選択することができる。
According to this configuration, since each of the continuous data handled by the
さらに、イーサネット通信１０５は、比較的大容量のデータの通信に適しているため、連続データのようなデータサイズの大きい信号を適切に送信することができる。
Further, since the
図４は、連続データの作成方法を表している。マイコン間通信信号抽出機構２０３は、まず、ある時刻（第１時刻、たとえば現在時刻）において受信したデータ４０１を、送信メモリ４０２において時刻ｔ０に対応する位置に保存する。
FIG. 4 shows a method of creating continuous data. First, the inter-microcomputer communication
また、送信メモリ４０２において１周期だけ過去の時刻ｔ－１および２周期だけ過去の時刻ｔ－２に対応する位置に、それぞれ前回値Ｄａｔａ－１と前々回値Ｄａｔａ－２を保存する。更に、１～３周期だけ未来の時刻ｔ１～ｔ３に対応する位置に、各時刻の未来予測値を保存する。図４に示すように、さらに未来の時刻ｔ４およびｔ５の未来予測値を保存してもよい。未来予測値は、新たなデータ４０１を受信するたびに更新される。
Further, in the
この連続データ作成機構２０６で作成された連続データには、現在時刻ｔ０のデータに加え、前回値、前々回値等の過去のデータも含まれるため、これらの連続データと、ＳＰＩ通信データの過去値とを比較することにより、ＳＰＩ通信データの信頼性を検証することができる（具体例は図７等に関連して後述する）。
Since the continuous data created by the continuous
また、ＳＰＩ通信１０６の障害により最新のデータが受信できない場合には、過去に受信した連続データに含まれる未来予測値を用いることにより、制御機構ユニット１０４の制御を継続することができる。
Further, when the latest data cannot be received due to the failure of the
ＳＰＩ通信送信部２０５は、ＳＰＩ通信１０６におけるマイコン間通信信号の送信周期に応じてデータ４０１を取得し、これをデータ３１１としてＳＰＩパケットに含めて制御マイコン１０２に送信する。一方、イーサネット通信送信部２０７も、イーサネット通信１０５におけるマイコン間通信信号の送信周期に応じて、連続データを含むイーサネットパケットを制御マイコン１０２に送信する。
The SPI
上記の構成によれば、イーサネット通信１０５で送信される信号には未来予測値が含まれているので、ＳＰＩ通信１０６の障害時にイーサネット通信１０５をバックアップ信号として使用することができる。すなわち、最新のデータを待つ間に、過去に受信した未来予測値を用いて制御機構ユニット１０４への指令信号を生成することができる。
According to the above configuration, since the signal transmitted by the
図５は、実施例１に係る制御マイコン１０２（第２マイコン）の詳細構成を示している。制御マイコン１０２は、ＳＰＩ通信受信部５２１（第２ＳＰＩ通信部）と、ＳＰＩ通信異常検知機構５２２と、イーサネット通信受信部５１１（第２イーサネット通信部）と、イーサネット通信異常検知機構５１２と、ＲＡＭ１ ５２３と、ＲＡＭ２ ５１３と、信号選択機構５３０（情報比較部）と、ＲＡＭ１２ ５３１と、指令信号変換機構５３２（指令信号生成部）と、指令送信機構５３３とを備える。
FIG. 5 shows a detailed configuration of the control microcomputer 102 (second microcomputer) according to the first embodiment. The
ＳＰＩ通信受信部５２１は、ＳＰＩ通信１０６を介して、認識マイコン１０１のＳＰＩ通信送信部２０５からＳＰＩパケット（第１運転情報を含む）を受信する。同様に、イーサネット通信受信部５１１は、認識マイコン１０１のイーサネット通信送信部２０７からイーサネットパケット（第２運転情報を含む）を受信する。
The SPI
ＳＰＩ通信異常検知機構５２２は、ＳＰＩ通信受信部５２１がＳＰＩ通信送信部２０５から第１運転情報を正常に受信したか否かを判定する（判定の具体例は図６に関連して後述する）。正常に受信した場合には、第１運転情報をＲＡＭ１ ５２３に保存する。同様に、イーサネット通信異常検知機構５１２は、イーサネット通信受信部５１１がイーサネット通信送信部２０７から第２運転情報を正常に受信したか否かを判定する。正常に受信した場合には、第２運転情報をＲＡＭ２ ５１３に保存する。
The SPI communication
信号選択機構５３０は、最終的に制御機構ユニット１０４に送信するデータを選択するため、ＲＡＭ１ ５２３およびＲＡＭ２ ５１３に保存されたデータに基づき、対象となるデータを選択する。データは、たとえば図３の例では、データ３１１と、データ＿＃－２～データ＿＃３とのうちいずれかが選択される。具体的な選択方法については、図７に関連して後述する。
In order to select the data to be finally transmitted to the
信号選択機構５３０は、選択したデータを送信対象としてＲＡＭ１２ ５３１に保存する。指令信号変換機構５３２は、ＲＡＭ１２に保存されたデータを、制御機構ユニット１０４が認識できる形式の指令信号に変換する。すなわち、第１運転情報および第２運転情報の少なくとも一方に基づき、車両に搭載されたアクチュエータを駆動または制御するための指令信号を生成する。指令送信機構５３３は、この指令信号を制御機構ユニット１０４に通知する。
The
指令信号の例を図５に示している。たとえば、操舵量に関する信号を含んでもよいし、制動量に関する信号を含んでもよい。 An example of the command signal is shown in FIG. For example, it may include a signal relating to the steering amount or may include a signal relating to the braking amount.
上記の構成により、信号選択機構５３０は、ＳＰＩ通信受信部５２１で受信したデータとイーサネット通信受信部５１１で受信したデータを比較して、データの検証を行うことができる。信号選択機構５３０は、検証の結果を記憶手段に記録してもよい。このような結果を記録しておくと、後に信頼性の検証を行うことができる。
With the above configuration, the
図６は、ＳＰＩ通信異常検知機構５２２とイーサネット通信異常検知機構５１２が判定する通信異常の種類を示す。
Ｎｏ．１の通信障害６０１は、通信が完全に不可能となる状態である。
Ｎｏ．２の受信欠落６０２は、あるタイミングまたは時間のデータが受信できない状態である。
Ｎｏ．３のチェックサム異常６０３は、受信したパケットのデータと、当該パケットのチェックサム値とで不整合が発生した状態である。
Ｎｏ．４のメッセージカウンター異常６０４は、パケットがメッセージ番号の順に受信されていない、または、所定期間内に受信した複数のパケットのメッセージ番号が連番になっていない、等の状態である。
FIG. 6 shows the types of communication abnormalities determined by the SPI communication
No.
No. The
No. The
No. The
これらの状態のいずれかが発生した場合には、ＳＰＩ通信異常検知機構５２２およびイーサネット通信異常検知機構５１２は情報を正常に受信していないと判定する。そうでない場合には、ＳＰＩ通信異常検知機構５２２およびイーサネット通信異常検知機構５１２は情報を正常に受信していると判定する。
When any of these states occurs, the SPI communication
図７は、制御マイコン１０２が認識マイコン１０１からデータを受信した後に、ＲＡＭ１２の内容が更新されるまでのシーケンスを示すフローチャートである。図７のシーケンスが開始されると、先ず、ステップ７００においてＲＡＭの初期化を行ってもよい。
FIG. 7 is a flowchart showing a sequence from when the
次に、ステップ７０１において、ＳＰＩ通信異常検知機構５２２とイーサネット通信異常検知機構５１２がそれぞれ通信異常の判定を行う。判定の結果はたとえばフラグに記録される。ＳＰＩ通信異常フラグは、ＳＰＩ通信異常検知機構５２２が通信異常を検知した場合には偽に、そうでない場合には真にセットされる。イーサネット通信異常フラグは、イーサネット通信異常検知機構５１２が通信異常を検知した場合には偽に、そうでない場合には真にセットされる。
Next, in
ステップ７０２において、ＳＰＩ通信異常フラグのチェックを行う。上述のように、ＳＰＩ通信異常フラグは、図６に示した４つの種類の異常のいずれかが検知されたとき、偽にセットされる。
In
ステップ７０２の判定結果がＮｏの場合（すなわちＳＰＩ通信が正常な場合）、処理はステップ７０３に移行する。ステップ７０３では、ＳＰＩ通信１０６で受信したＲＡＭ１のデータをＲＡＭ１２に保存する。保存されたデータは、後に制御機構ユニット１０４に送信される。
If the determination result in
ステップ７０２の判定結果がＹｅｓの場合（すなわちＳＰＩ通信に異常が発生した場合）、処理はステップ７０４に移行する。ステップ７０４において、イーサネット通信異常フラグのチェックを行う。イーサネット通信異常フラグは、上述のように、図６に示した４つの種類の異常のいずれかが検知されたとき、偽にセットされる。
If the determination result in
ステップ７０４の判定結果がＮｏの場合（すなわちイーサネット通信が正常な場合）、処理はステップ７０５に移行する。ステップ７０５において、イーサネット通信１０５で受信したＲＡＭ２のデータ（図３のデータ＿＃０または図４のＤａｔａ０）をＲＡＭ１２に保存する。保存されたデータは、後に制御機構ユニット１０４に送信される。
If the determination result in
このように、指令信号変換機構５３２は、
‐ＳＰＩ通信受信部５２１がＳＰＩ通信送信部２０５から第１運転情報を正常に受信した場合に、第１運転情報に基づき指令信号を生成し、
‐ＳＰＩ通信受信部５２１がＳＰＩ通信送信部２０５から第１運転情報を正常に受信しなかった場合に、第２運転情報に基づき指令信号を生成する。
In this way, the command
-When the SPI
-When the SPI
このように、ＳＰＩ通信１０６に障害が発生した場合であっても、イーサネット通信１０５によってデータ通信が可能なので、データのリアルタイム性がより確実に維持される。
As described above, even if a failure occurs in the
ステップ７０４の判定結果がＹｅｓの場合（すなわちイーサネット通信に異常が発生した場合）、処理はステップ７０６に移行する。ステップ７０６において、ＲＡＭ２に保存されている以前のイーサネットパケットに含まれていた未来予測値（図３のデータ＿＃１または図４のＤａｔａ１）をＲＡＭ１２に保存する。保存されたデータは、後に制御機構ユニット１０４に送信される。
If the determination result in
このように、すべての通信経路に障害が発生した場合であっても、過去のパケットに含まれていた未来予測値を用いて後の処理を継続することができるので、データのリアルタイム性がより確実に維持される。 In this way, even if a failure occurs in all communication paths, the future processing contained in the past packets can be used to continue the subsequent processing, so that the real-time property of the data is improved. It will be maintained reliably.
なお、新たなＳＰＩパケットを受信した場合等において、ＳＰＩ通信異常フラグが変更され、ステップ７０２の判定結果が偽から真に変わると、当該新たなＳＰＩパケットについてはステップ７０３の処理が実行されることになる。
When the SPI communication error flag is changed and the determination result in
すなわち、指令信号変換機構５３２は、ＳＰＩ通信受信部５２１がＳＰＩ通信送信部２０５から第１運転情報を正常に受信しなかった後に、ＳＰＩ通信受信部５２１がＳＰＩ通信送信部２０５から第１運転情報を正常に受信した場合に、当該正常に受信した第１運転情報に基づき指令信号を生成する。
That is, in the command
上記の制御により、ＳＰＩ通信１０６の信号の受信が再開した場合には、イーサネット通信１０５の未来予測値より精度の高いＳＰＩパケットのデータを用いることができるので、データのリアルタイム性がより確実に維持される。
With the above control, when the reception of the signal of the
イーサネット通信１０５のデータを使用する場合は、イーサネットパケットに含まれるタイムスタンプの値を参照し、制御マイコン１０２で使用する該当データを抽出する。たとえば、イーサネットパケットに含まれるデータのうちから、現在時刻またはＳＰＩパケットが受信されるはずであった時刻に最もよく一致するタイムスタンプを有するデータを選択する。
When using the data of the
ステップ７０３、７０５または７０６の後、ステップ７０７において、信号選択機構５３０は、データの整合性を検証し、結果を出力する。
図８を用いて、検証される情報と、検証の結果として記録される情報の例を以下に挙げる。
ある時刻ｔ１１（第１時刻）に係るイーサネットパケットの第２運転情報は、当該時刻ｔ１１に係る走行状況に関する情報Ｂ１１を含む。また、当該時刻ｔ１１に係るＳＰＩパケットの第１運転情報は、当該時刻ｔ１１に係る走行状況に関する情報Ａ１１を含む。信号選択機構５３０は、情報Ｂ１１と情報Ａ１１とを比較し、その比較結果を出力する。
After
Using FIG. 8, examples of the information to be verified and the information recorded as a result of the verification are given below.
The second operation information of the Ethernet packet related to a certain time t11 (first time) includes the information B11 regarding the traveling condition related to the time t11. Further, the first operation information of the SPI packet related to the time t11 includes the information A11 regarding the traveling situation related to the time t11. The
時刻ｔ１１に係るイーサネットパケットの第２運転情報は、当該時刻ｔ１１より過去の時刻ｔ１０に係る走行状況に関する情報Ｂ１０（過去値）を含む。また、時刻ｔ１０に係るＳＰＩパケットの第１運転情報は、当該時刻ｔ１０に係る走行状況に関する情報Ａ１０を含む。信号選択機構５３０は、情報Ｂ１０と情報Ａ１０とを比較し、その比較結果を出力する。
The second operation information of the Ethernet packet related to the time t11 includes the information B10 (past value) regarding the traveling situation related to the time t10 past the time t11. Further, the first operation information of the SPI packet related to the time t10 includes the information A10 regarding the traveling situation related to the time t10. The
時刻ｔ１１に係るイーサネットパケットの第２運転情報は、当該時刻ｔ１１より未来の未来時刻ｔ１２に係る走行状況に関する情報Ｂ１２（未来予測値）を含む。また、時刻ｔ１２に係るＳＰＩパケットの第１運転情報は、当該時刻ｔ１２に係る走行状況に関する情報Ａ１２を含む。信号選択機構５３０は、情報Ｂ１２と情報Ａ１２とを比較し、その比較結果を出力する。
The second operation information of the Ethernet packet related to the time t11 includes information B12 (future predicted value) regarding the traveling situation related to the future future time t12 from the time t11. Further, the first operation information of the SPI packet related to the time t12 includes the information A12 regarding the traveling situation related to the time t12. The
比較結果の出力先は、たとえば制御マイコン１０２の記憶手段に格納されるエラーログファイルであるが、通信ネットワークまたは出力装置であってもよい。また、出力形式は任意に設計可能である。たとえば比較される情報が一致した場合には何も出力せず、一致しなかった場合には、比較されたパケットそれぞれについてパケット番号および情報の内容を出力してもよい。
The output destination of the comparison result is, for example, an error log file stored in the storage means of the
図９は、ＲＡＭ２ ５１３のデータ構成を示している。ＲＡＭ２ ５１３の記憶領域はアドレス９０１によって区画され、タイムスタンプ情報領域９０２およびデータ格納領域９０３を含む。イーサネット通信１０５で受信したイーサネットパケットに含まれる各データについて、そのデータとそのデータのタイムスタンプ情報とを関連付けてアドレス領域に保存する。
FIG. 9 shows the data structure of the
本実施例では、認識マイコン１０１と制御マイコン１０２とがＳＰＩ通信１０６およびイーサネット通信１０５によりデータの通信を行うようになっているため、通信の冗長性が確保される。例えば、通常は、通信周期の短い（通信頻度の高い）ＳＰＩ通信の第１運転情報を利用し、ＳＰＩ通信に障害が発生した場合には、イーサネット通信の第２運転情報を利用することで、ＳＰＩ通信の障害時におけるバックアップを行うことができる。
In this embodiment, since the
イーサネット通信は、ＳＰＩ通信より通信周期が長い（通信頻度が低い）場合があるが、１つのパケットでＳＰＩ通信よりも大量のデータを送信することが可能であるため、走行状況（たとえば第１運転情報）の時間変化に関する複数のデータ単位を第２運転情報に含めて、まとめて送信することができる。これによって通信周期の長さを補うことができる。 Ethernet communication may have a longer communication cycle (communication frequency is lower) than SPI communication, but since it is possible to transmit a larger amount of data than SPI communication in one packet, driving conditions (for example, first operation). A plurality of data units related to the time change of information) can be included in the second operation information and transmitted collectively. This makes it possible to supplement the length of the communication cycle.
なお、ＳＰＩ通信とイーサネット通信における通信データ容量や通信周期の関係は、上記のものに限られるものではない。 The relationship between the communication data capacity and the communication cycle in SPI communication and Ethernet communication is not limited to the above.
本実施例では、第２運転情報は、走行状況の未来予測値に関する情報を含む。 In this embodiment, the second driving information includes information regarding the future predicted value of the driving situation.
よって、ＳＰＩ通信の障害時にイーサネット通信をバックアップ信号として使用することができる。とくに、イーサネット通信で送信される第２運転情報には、未来予測値が含まれているため、次の通信周期の第２運転情報を待つ間に、この未来予測値を用いて指令信号を生成することができる。 Therefore, Ethernet communication can be used as a backup signal when SPI communication fails. In particular, since the second operation information transmitted by Ethernet communication includes the future predicted value, a command signal is generated using this future predicted value while waiting for the second operation information in the next communication cycle. can do.
本実施例では、指令信号生成部は、
‐第２ＳＰＩ通信部が第１ＳＰＩ通信部から第１運転情報を正常に受信した場合に、第１運転情報に基づき指令信号を生成し、
‐第２ＳＰＩ通信部が第１ＳＰＩ通信部から第１運転情報を正常に受信しなかった場合に、第２運転情報に基づき指令信号を生成する。
In this embodiment, the command signal generation unit is
-When the 2nd SPI communication unit normally receives the 1st operation information from the 1st SPI communication unit, a command signal is generated based on the 1st operation information.
-When the second SPI communication unit does not normally receive the first operation information from the first SPI communication unit, a command signal is generated based on the second operation information.
よって、ＳＰＩ通信の障害時においても、イーサネット通信を用いて指令信号の生成を継続することができる。 Therefore, even when the SPI communication fails, the generation of the command signal can be continued using the Ethernet communication.
本実施例では、第２運転情報は、走行状況の過去値に関する情報を含む。 In this embodiment, the second driving information includes information regarding the past value of the driving situation.
よって、第２運転情報が、第１運転情報よりも過去の値である過去値を含んでいるため、この過去値と第１運転情報との比較により、各情報の信頼性を検証することができる。また、線形補間等を用いて第１運転情報の未来予測値を生成することができる。 Therefore, since the second operation information includes a past value that is a past value than the first operation information, it is possible to verify the reliability of each information by comparing this past value with the first operation information. can. Further, the future predicted value of the first operation information can be generated by using linear interpolation or the like.
本実施例では、第２マイコンはさらに情報比較部を備え、
第１時刻に係る第２運転情報は、第１時刻より過去の過去時刻に係る走行状況に関する情報を含み、
情報比較部は、
‐過去時刻に係る第１運転情報に含まれる、過去時刻に係る走行状況に関する情報と、
‐第１時刻に係る第２運転情報に含まれる、過去時刻に係る走行状況に関する情報と、
の比較結果を出力する。
In this embodiment, the second microcomputer further includes an information comparison unit.
The second operation information relating to the first time includes information regarding the driving situation related to the past time past the first time.
The information comparison department
-Information on the driving situation related to the past time and information on the driving situation related to the past time included in the first driving information related to the past time.
-Information on the driving situation related to the past time included in the second driving information related to the first time, and
The comparison result of is output.
よって、複数の制御周期で受信した複数単位の第１運転情報と、複数の過去値を含む第２運転情報とを比較し、各情報の信頼性を検証することができる。このため、同一種類の信号同士を比較する場合に比べ、高い信頼性検証判断を行うことができる。 Therefore, it is possible to compare the first operation information of a plurality of units received in a plurality of control cycles with the second operation information including a plurality of past values, and verify the reliability of each information. Therefore, a higher reliability verification judgment can be made as compared with the case where signals of the same type are compared with each other.
本実施例では、指令信号生成部は、
‐第２ＳＰＩ通信部が第１ＳＰＩ通信部から第１運転情報を正常に受信した場合に、第１運転情報に基づき指令信号を生成し、
‐第２ＳＰＩ通信部が第１ＳＰＩ通信部から第１運転情報を正常に受信しなかった場合に、第２運転情報に基づき指令信号を生成する。
In this embodiment, the command signal generation unit is
-When the 2nd SPI communication unit normally receives the 1st operation information from the 1st SPI communication unit, a command signal is generated based on the 1st operation information.
-When the second SPI communication unit does not normally receive the first operation information from the first SPI communication unit, a command signal is generated based on the second operation information.
よって、ＳＰＩ通信の障害時においても、イーサネット通信を用いて指令信号の生成を継続することができる。 Therefore, even when the SPI communication fails, the generation of the command signal can be continued using the Ethernet communication.
本実施例では、指令信号生成部は、第２ＳＰＩ通信部が第１ＳＰＩ通信部から第１運転情報を正常に受信しなかった後に、第２ＳＰＩ通信部が第１ＳＰＩ通信部から第１運転情報を正常に受信した場合に、当該正常に受信した第１運転情報に基づき指令信号を生成する。 In this embodiment, in the command signal generation unit, after the second SPI communication unit does not normally receive the first operation information from the first SPI communication unit, the second SPI communication unit normally receives the first operation information from the first SPI communication unit. When it is received, a command signal is generated based on the normally received first operation information.
よって、第１運転情報の受信が再開した場合には、第２運転情報の未来予測値より精度の高い第１運転情報を用いて指令信号を生成することにより、より適切なアクチュエータ制御を行うことができる。 Therefore, when the reception of the first operation information is resumed, more appropriate actuator control is performed by generating a command signal using the first operation information with higher accuracy than the future predicted value of the second operation information. Can be done.
本実施例では、第２マイコンはさらに情報比較部を備え、
第１時刻に係る第２運転情報は、第１時刻より過去の過去時刻に係る走行状況に関する情報、または、第１時刻より未来の未来時刻に係る走行状況に関する情報を含み、
情報比較部は、
‐過去時刻に係る第１運転情報に含まれる、過去時刻に係る走行状況に関する情報と、
‐第１時刻に係る第２運転情報に含まれる、過去時刻に係る走行状況に関する情報と、
の比較結果を出力するか、または、
‐未来時刻に係る第１運転情報に含まれる、未来時刻に係る走行状況に関する情報と、
‐第１時刻に係る第２運転情報に含まれる、未来時刻に係る走行状況に関する情報と、
の比較結果を出力する。
In this embodiment, the second microcomputer further includes an information comparison unit.
The second driving information relating to the first time includes information relating to the driving situation relating to the past time past the first time, or information relating to the driving situation relating to the future time future from the first time.
The information comparison department
-Information on the driving situation related to the past time and information on the driving situation related to the past time included in the first driving information related to the past time.
-Information on the driving situation related to the past time included in the second driving information related to the first time, and
Output the comparison result of
-Information on the driving situation related to the future time and information on the driving situation related to the future time included in the first driving information related to the future time.
-Information on the driving situation related to the future time included in the second driving information related to the first time, and
The comparison result of is output.
よって、複数の制御周期で受信した複数単位の第１運転情報と、複数の過去値を含む第２運転情報とを比較し、第１運転情報の信頼性を検証することができる。このため、同一種類の信号同士を比較する場合に比べ、高い信頼性検証判断を行うことができる。 Therefore, the reliability of the first operation information can be verified by comparing the first operation information of a plurality of units received in a plurality of control cycles with the second operation information including a plurality of past values. Therefore, a higher reliability verification judgment can be made as compared with the case where signals of the same type are compared with each other.
本実施例では、第２運転情報は、タイムスタンプによって表される複数の時刻に係る走行状況に関する情報を含む。 In the present embodiment, the second operation information includes information on the traveling situation at a plurality of times represented by the time stamp.
よって、第１運転情報と第２運転情報との間のデータの同期（対応付け）が可能となる。たとえば、第２運転情報を第１運転情報の代替情報として用いる場合に、第１運転情報と第２運転情報との同期を図ることができる。 Therefore, data can be synchronized (corresponded) between the first operation information and the second operation information. For example, when the second operation information is used as alternative information for the first operation information, the first operation information and the second operation information can be synchronized.
本実施例では、
センサーは、車両の周囲を撮影するカメラまたは車両の周囲の物体を検知するレーダーであり、
第１運転情報は、カメラによって撮影された画像情報またはレーダーによって検知された物体の情報を含む。
In this example,
A sensor is a camera that captures the surroundings of a vehicle or a radar that detects objects around the vehicle.
The first driving information includes image information taken by a camera or information on an object detected by a radar.
イーサネット通信は、比較的大容量のデータの通信に適しているため、例えば画像情報のようなデータ量の大きい信号を適切に送受信することができる。 Since Ethernet communication is suitable for communication of a relatively large amount of data, it is possible to appropriately transmit and receive a signal having a large amount of data such as image information.
本実施例では、第１運転情報は、車両の進行方向における道路形状に関する情報を含む。 In this embodiment, the first driving information includes information regarding the road shape in the traveling direction of the vehicle.
よって、例えば、アクチュエータが操舵用ステアリング装置である場合、指令信号生成部は、道路形状の情報に基づき、操舵量の演算を行うことができる。 Therefore, for example, when the actuator is a steering steering device for steering, the command signal generation unit can calculate the steering amount based on the information of the road shape.
本実施例では、第１運転情報は、車両の周囲の移動物体に関する情報を含む。 In this embodiment, the first driving information includes information about moving objects around the vehicle.
よって、例えば、アクチュエータが操舵用ステアリング装置である場合、指令信号生成部は、移動物体との接触を回避するような指令信号を生成することができる。また、アクチュエータが制動用ブレーキ装置である場合、指令信号生成部は、移動物体との衝突を回避するようにブレーキをかけることができる。 Therefore, for example, when the actuator is a steering steering device for steering, the command signal generation unit can generate a command signal that avoids contact with a moving object. Further, when the actuator is a braking brake device, the command signal generation unit can apply a brake so as to avoid a collision with a moving object.
本実施例では、指令信号は、操舵量に関する信号を含む。 In this embodiment, the command signal includes a signal relating to the steering amount.
よって、アクチュエータとしての操舵用ステアリング装置に対し、操舵指令信号を出力することで、車両の操舵制御を行うことができる。 Therefore, it is possible to control the steering of the vehicle by outputting a steering command signal to the steering steering device for steering as an actuator.
本実施例では、第２運転情報は、車両の進行方向における道路形状の未来予測値を含む。 In this embodiment, the second driving information includes a future predicted value of the road shape in the traveling direction of the vehicle.
よって、ＳＰＩ通信に障害が発生した場合においても、イーサネット通信によって道路形状に関する情報を取得することができる。また、第２運転情報には、道路形状に関する情報の未来予測値が含まれているため、イーサネット通信の次の制御周期の信号を受信するまでの間、この未来予測値を用いて継続して指令信号を生成することができる。 Therefore, even when a failure occurs in SPI communication, information on the road shape can be acquired by Ethernet communication. Further, since the second driving information includes the future predicted value of the information regarding the road shape, the future predicted value is continuously used until the signal of the next control cycle of the Ethernet communication is received. A command signal can be generated.
本実施例では、第２運転情報は、車両の周囲の移動物体に関する情報の未来予測値を含む。 In this embodiment, the second driving information includes a future predicted value of information about a moving object around the vehicle.
よって、ＳＰＩ通信に障害が発生した場合においても、イーサネット通信によって移動物体に関する情報を取得することができる。また、第２運転情報には、移動物体に関する情報の未来予測値が含まれているため、イーサネット通信の次の制御周期の信号を受信するまでの間、この未来予測値を用いて継続して指令信号を生成することができる。 Therefore, even if a failure occurs in SPI communication, information about a moving object can be acquired by Ethernet communication. Further, since the second operation information includes the future predicted value of the information about the moving object, the future predicted value is continuously used until the signal of the next control cycle of the Ethernet communication is received. A command signal can be generated.
本実施例では、指令信号は、制動量に関する情報を含む。 In this embodiment, the command signal includes information regarding the braking amount.
よって、アクチュエータとしての制動用ブレーキ装置に対し、制動量指令信号を出力することで、車両の制動制御を行うことができる。 Therefore, the braking control of the vehicle can be performed by outputting the braking amount command signal to the braking braking device as the actuator.
本実施例では、第２運転情報は、車両の進行方向における道路形状の未来予測値を含む。 In this embodiment, the second driving information includes a future predicted value of the road shape in the traveling direction of the vehicle.
よって、ＳＰＩ通信に障害が発生した場合においても、イーサネット通信によって道路形状に関する情報を取得することができる。また、第２運転情報には、道路形状に関する情報の未来予測値が含まれているため、イーサネット通信の次の制御周期の信号を受信するまでの間、この未来予測値を用いて継続して指令信号を生成することができる。 Therefore, even when a failure occurs in SPI communication, information on the road shape can be acquired by Ethernet communication. Further, since the second driving information includes the future predicted value of the information regarding the road shape, the future predicted value is continuously used until the signal of the next control cycle of the Ethernet communication is received. A command signal can be generated.
本実施例では、第２運転情報は、車両の周囲の移動物体に関する情報の未来予測値を含む。 In this embodiment, the second driving information includes a future predicted value of information about a moving object around the vehicle.
よって、ＳＰＩ通信に障害が発生した場合においても、イーサネット通信によって移動物体に関する情報を取得することができる。また、第２運転情報には、移動物体に関する情報の未来予測値が含まれているため、イーサネット通信の次の制御周期の信号を受信するまでの間、この未来予測値を用いて継続して指令信号を生成することができる。 Therefore, even if a failure occurs in SPI communication, information about a moving object can be acquired by Ethernet communication. Further, since the second operation information includes the future predicted value of the information about the moving object, the future predicted value is continuously used until the signal of the next control cycle of the Ethernet communication is received. A command signal can be generated.
本実施例では、第１ＳＰＩ通信部が送信待機状態である場合に、第１イーサネット通信部は、イーサネット通信を介して第２イーサネット通信部に第２運転情報を送信する。 In this embodiment, when the first SPI communication unit is in the transmission standby state, the first Ethernet communication unit transmits the second operation information to the second Ethernet communication unit via Ethernet communication.
よって、ＳＰＩ通信が経路ビジー状態であっても、イーサネット通信によって第２運転情報を取得することができる。 Therefore, even if the SPI communication is in the busy route state, the second operation information can be acquired by the Ethernet communication.
上述の実施例１では、第２運転情報は、走行状況の時間変化に関する情報として、走行状況の現在値、過去値および未来予測値を含むが、過去値または未来予測値のいずれかを省略してもよい。 In the first embodiment described above, the second driving information includes the current value, the past value, and the future predicted value of the driving situation as the information regarding the time change of the driving situation, but either the past value or the future predicted value is omitted. You may.
［実施例２］
実施例２では、実施例１における送信経路ビジー判定機構２０４の動作の具体例を示す。今後、自動運転システム等が膨大なデータを扱う時に、送信データ量の増大により、従来の技術ではリアルタイム性が低下する可能性がある。これを防ぐために、本実施例では、ＳＰＩ通信よりも一般的に通信容量の大きいイーサネット通信を用いることで、大容量データ通信のリアルタイム性をより確実に維持する。
[Example 2]
In the second embodiment, a specific example of the operation of the transmission path
図１０は、実施例２に係る送信処理のシーケンスを示すフローチャートである。このフローチャートは、マイコン間通信信号抽出機構２０３が認識マイコン１０１と制御マイコン１０２の間とで通信する信号を特定した後に、送信経路ビジー判定機構２０４がＳＰＩの経路ビジー状態を判定して、ＳＰＩ通信送信部２０５が送信できないデータをイーサネット通信送信部２０７が制御マイコン１０２に送信するまでのシーケンスを示す。
FIG. 10 is a flowchart showing a sequence of transmission processing according to the second embodiment. In this flowchart, after the inter-microcomputer communication
フローが開始すると、ステップ１００１において、送信経路ビジー判定機構２０４はマイコン間通信信号のデータサイズを取得する。以下に説明する例では、データサイズはたとえば２５６バイトであると想定する。なお、様々なデータサイズのデータを扱うことも可能である。
When the flow starts, in
ステップ１００２では、送信経路ビジー判定機構２０４は、通信仕様に規定された周期の設定値からマイコン間通信信号の送信周期を取得する。
In
図１１に送信周期の例を示す。図１１（ａ）は、送信周期の種類と、周期ごとに送信されるメッセージの数とを示す。この例では送信経路ビジー判定機構２０４の送信周期は１０ｍｓであるとする。また、この例では、たとえば１周期ごと（１０ｍｓ）ごとに送信されるメッセージが５０個あり、２周期ごと（２０ｍｓごと）に送信されるメッセージが２０個あり、３周期ごと（３０ｍｓごと）に送信されるメッセージが１０個あり、４周期ごと（４０ｍｓごと）に送信されるメッセージが１０個ある。
FIG. 11 shows an example of the transmission cycle. FIG. 11A shows the type of transmission cycle and the number of messages transmitted in each cycle. In this example, it is assumed that the transmission cycle of the transmission path
図１１（ｂ）は、送信時刻ごとに送信されるメッセージの合計個数を示す。時刻０ｍｓにおいてすべてのメッセージが送信されたと想定すると、たとえば時刻４０ｍｓでは、送信周期が４０ｍｓの約数となっているメッセージ（すなわち、送信周期１０ｍｓ、２０ｍｓまたは４０ｍｓのもの）がすべて送信され、それ以外のメッセージ（たとえば送信周期２００ｍｓのメッセージ）は送信されないので、合計５０＋２０＋１０＝８０個のメッセージが送信されることになる。
FIG. 11B shows the total number of messages transmitted at each transmission time. Assuming that all messages are transmitted at time 0 ms, for example, at
同様に、時刻１０００ｍｓでは、送信周期が１０ｍｓ、２０ｍｓ、４０ｍｓ、１００ｍｓ、２００ｍｓ、５００ｍｓ、１０００ｍｓのメッセージ（合計１０４個）が送信されることになる。この場合、時刻１０００ｍｓに送信されるデータの総量は、２５６バイト×１０４個＝２６６２４バイト＝２６Ｋバイトとなる。 Similarly, at a time of 1000 ms, messages having a transmission cycle of 10 ms, 20 ms, 40 ms, 100 ms, 200 ms, 500 ms, and 1000 ms (104 in total) are transmitted. In this case, the total amount of data transmitted at the time of 1000 ms is 256 bytes × 104 pieces = 26624 bytes = 26 Kbytes.
ステップ１００３では、送信経路ビジー判定機構２０４は、ステップ１００１で取得したデータサイズとステップ１００２で取得した送信周期とを用いて、単位時間送信サイズを計算する。単位時間送信サイズは、たとえば１送信周期で送信されるデータのサイズである。たとえば時刻１０００ｍｓでは、上記のように単位時間送信サイズは２６Ｋバイトとなる。
In
ステップ１００４では、送信経路ビジー判定機構２０４は送信バッファ余裕量を取得する。送信バッファ余裕量の計算方法として、送信バッファの総数から、パケットが割り当てられた送信バッファの合計数を引いた数が、送信バッファ余裕量となる。
In
図１２に、送信バッファ余裕量の具体的な計算方法例を示す。送信バッファが［０］から［Ｎ］までのＮ＋１個あるとする。図１２（ａ）はすべてのバッファが空である場合を示し（図ではＳｔａｔｕｓ［…］＝０として示す）、この場合には余裕度はＮ＋１である。 FIG. 12 shows an example of a specific calculation method of the transmission buffer margin amount. It is assumed that there are N + 1 transmission buffers from [0] to [N]. FIG. 12A shows a case where all the buffers are empty (shown as Status [...] = 0 in the figure), and in this case, the margin is N + 1.
その後、４つのメッセージの送信要求があったとする。メッセージはそれぞれバッファに割り当てられる（図ではＳｔａｔｕｓ［…］＝１として示す）。この場合には、図１２（ｂ）に示すように余裕度が４だけ減少し、Ｎ－３となる。 After that, it is assumed that there is a request to send four messages. Each message is assigned to a buffer (in the figure, it is shown as Status [...] = 1). In this case, as shown in FIG. 12B, the margin is reduced by 4 to become N-3.
さらにその後、３つのメッセージの送信処理が完了したとする。この場合には、図１２（ｃ）に示すように余裕度が３だけ増加し、Ｎとなる。 After that, it is assumed that the transmission processing of the three messages is completed. In this case, as shown in FIG. 12 (c), the margin increases by 3 and becomes N.
ステップ１００５では、送信経路ビジー判定機構２０４は、取得したデータを比較する。まず、単位時間送信サイズとＳＰＩ通信送信能力を表す閾値とを比較する。ここで、ＳＰＩ通信送信能力を表す閾値は、たとえばハードウェア仕様およびＳＰＩ通信仕様より定められた設計値である。
In
具体例として、ＳＰＩ通信用のクロック周波数が２０ＭＨｚである場合には、ＳＰＩ通信送信能力は１秒で２０Ｍビットであり、１周期（１０ｍｓ）あたりに換算すると２００Ｋビット＝２５Ｋバイトとなる。図１１の例では、時刻１０００ｍｓでは単位時間送信サイズは２６Ｋバイトであるため、単位時間送信サイズはＳＰＩ通信送信能力を超える。 As a specific example, when the clock frequency for SPI communication is 20 MHz, the SPI communication transmission capacity is 20 Mbits in 1 second, and 200 Kbits = 25 Kbytes when converted per cycle (10 ms). In the example of FIG. 11, since the unit-time transmission size is 26 Kbytes at a time of 1000 ms, the unit-time transmission size exceeds the SPI communication transmission capacity.
また、送信サイズ（必要バッファ数）と送信バッファ余裕量の比較を行う。必要バッファ数の計算は、たとえば送信すべきメッセージの総数と、１つのバッファで送信可能なメッセージの数とに基づいて計算可能である。 In addition, the transmission size (the number of required buffers) and the transmission buffer margin are compared. The required number of buffers can be calculated based on, for example, the total number of messages to be transmitted and the number of messages that can be transmitted in one buffer.
ステップ１００５で比較した結果、ステップ１００３で計算した単位時間送信サイズが閾値より上回り、かつ、送信サイズ（必要バッファ数）がステップ１００４で取得した送信バッファ余裕量より上回る場合には、処理はステップ１００８に移行する。
As a result of comparison in
ステップ１００８では、送信経路ビジー判定機構２０４はＳＰＩ通信が経路ビジー状態であると判定し、ステップ１００９に移行する。
In
その後、ステップ１００９において、送信経路ビジー判定機構２０４はＳＰＩの経路ビジーフラグ（たとえばＰａｔｈ＿Ｂｕｓｙフラグ）が「Ｙｅｓ」である状態をイーサネット通信送信部２０７に通知する。イーサネット通信送信部２０７は、この送信周期のデータをイーサネット通信１０５で制御マイコン１０２に送信する。
After that, in
一方、ステップ１００５で比較した結果、Ｎｏの場合（すなわち、ステップ１００３で計算した単位時間送信サイズが閾値以下であるか、または、送信サイズ（必要バッファ数）がステップ１００４で取得した送信バッファ余裕量以下である場合）には、ステップ１００６に移行して、送信経路ビジー判定機構２０４はこの送信周期にＳＰＩ通信１０６が経路ビジー状態でない状態と判定し、ステップ１００７に移行する。
On the other hand, as a result of comparison in
その後、ステップ１００７において、送信経路ビジー判定機構２０４はＳＰＩ通信の経路ビジーフラグが「Ｎｏ」である状態をＳＰＩ通信送信部２０５に通知する。ＳＰＩ通信送信部２０５は、この送信周期のデータをＳＰＩ通信１０６制御マイコン１０２に送信する。
After that, in
上記の実施により、ＳＰＩ通信１０６が経路ビジー状態（Ｐａｔｈ＿ＢｕｓｙフラグがＯＮ）となり、ＳＰＩ通信１０６によって認識マイコン１０１からＳＰＩ通信信号を制御マイコン１０２に送信することができず、待機状態となっている場合には、比較的大容量のデータ通信が可能なイーサネット通信１０５によって、待機していたデータを送信する。これにより、制御マイコン１０２は、ＳＰＩ通信１０６で待機していた信号のデータ情報をイーサネット通信１０５によって取得することができる。
When the
１００…自動運転制御ユニット
１０１…認識マイコン（第１マイコン）
１０２…制御マイコン（第２マイコン）
１０３…センサーユニット
１０４…制御機構ユニット
１０５…イーサネット通信
１０６…ＳＰＩ通信
１０７…イーサネットスイッチ
２０１…データ受信機構
２０２…データ処理機構
２０３…マイコン間通信信号抽出機構
２０４…送信経路ビジー判定機構
２０５…ＳＰＩ通信送信部
２０６…連続データ作成機構
２０７…イーサネット通信送信部
３１０…ＳＰＩパケットフォーマット
３１１…データ
３２０…イーサネットパケットフォーマット
３２１…連続データ
４０１…データ
４０２…送信メモリ
５１１…イーサネット通信受信部
５１２…イーサネット通信異常検知機構
５１３…ＲＡＭ２
５２３…ＲＡＭ１
５２１…ＳＰＩ通信受信部
５２２…ＳＰＩ通信異常検知機構
５３０…信号選択機構
５３１…ＲＡＭ１２
５３２…指令信号変換機構
５３３…指令送信機構
６０１…通信障害
６０２…受信欠落
６０３…チェックサム異常
６０４…メッセージカウンター異常
９０１…アドレス
９０２…タイムスタンプ情報領域
９０３…データ格納領域
100 ... Automatic
102 ... Control microcomputer (second microcomputer)
103 ...
523 ... RAM1
521 ...
532 ... Command
Claims (19)
前記電子制御装置は、第１マイコンおよび第２マイコンを備え、
前記第１マイコンは、データ受信部と、第１ＳＰＩ通信部と、第１イーサネット通信部と、第２運転情報生成部とを備え、
前記データ受信部は第１運転情報を受信し、前記第１運転情報は、前記車両に搭載されたセンサーによって検出された前記車両の走行状況に関する情報であり、
前記第２運転情報生成部は第２運転情報を生成し、前記第２運転情報は、前記走行状況の時間変化に関する情報を含み、
前記第２マイコンは、第２ＳＰＩ通信部と、第２イーサネット通信部と、指令信号生成部とを備え、
前記第２ＳＰＩ通信部は、ＳＰＩ通信を介して前記第１ＳＰＩ通信部から前記第１運転情報を受信し、
前記第２イーサネット通信部は、イーサネット通信を介して前記第１イーサネット通信部から前記第２運転情報を受信し、
前記指令信号生成部は、前記第１運転情報および前記第２運転情報の少なくとも一方に基づき、前記車両に搭載されたアクチュエータを駆動または制御するための指令信号を生成する、
ことを特徴とする電子制御装置。 An electronic control device mounted on a vehicle
The electronic control device includes a first microcomputer and a second microcomputer.
The first microcomputer includes a data receiving unit, a first SPI communication unit, a first Ethernet communication unit, and a second operation information generation unit.
The data receiving unit receives the first driving information, and the first driving information is information about the traveling state of the vehicle detected by the sensor mounted on the vehicle.
The second operation information generation unit generates the second operation information, and the second operation information includes information regarding a time change of the traveling situation.
The second microcomputer includes a second SPI communication unit, a second Ethernet communication unit, and a command signal generation unit.
The second SPI communication unit receives the first operation information from the first SPI communication unit via SPI communication, and receives the first operation information.
The second Ethernet communication unit receives the second operation information from the first Ethernet communication unit via Ethernet communication, and receives the second operation information.
The command signal generation unit generates a command signal for driving or controlling an actuator mounted on the vehicle based on at least one of the first operation information and the second operation information.
An electronic control device characterized by that.
‐前記第２ＳＰＩ通信部が前記第１ＳＰＩ通信部から前記第１運転情報を正常に受信した場合に、前記第１運転情報に基づき前記指令信号を生成し、
‐前記第２ＳＰＩ通信部が前記第１ＳＰＩ通信部から前記第１運転情報を正常に受信しなかった場合に、前記第２運転情報に基づき前記指令信号を生成する
ことを特徴とする電子制御装置。 The electronic control device according to claim 2, wherein the command signal generation unit is used.
-When the second SPI communication unit normally receives the first operation information from the first SPI communication unit, the command signal is generated based on the first operation information.
-An electronic control device characterized in that when the second SPI communication unit does not normally receive the first operation information from the first SPI communication unit, the command signal is generated based on the second operation information.
前記第２マイコンはさらに情報比較部を備え、
第１時刻に係る前記第２運転情報は、前記第１時刻より過去の過去時刻に係る前記走行状況に関する情報を含み、
前記情報比較部は、
‐前記過去時刻に係る前記第１運転情報に含まれる、前記過去時刻に係る前記走行状況に関する情報と、
‐前記第１時刻に係る前記第２運転情報に含まれる、前記過去時刻に係る前記走行状況に関する情報と、
の比較結果を出力することを特徴とする電子制御装置。 The electronic control device according to claim 4.
The second microcomputer further includes an information comparison unit.
The second operation information relating to the first time includes information relating to the traveling situation relating to the past time past the first time.
The information comparison unit
-Information on the driving situation related to the past time and information on the driving situation related to the past time included in the first operation information related to the past time.
-Information on the driving situation related to the past time and information on the running situation related to the past time included in the second driving information related to the first time.
An electronic control device characterized by outputting the comparison result of.
‐前記第２ＳＰＩ通信部が前記第１ＳＰＩ通信部から前記第１運転情報を正常に受信した場合に、前記第１運転情報に基づき前記指令信号を生成し、
‐前記第２ＳＰＩ通信部が前記第１ＳＰＩ通信部から前記第１運転情報を正常に受信しなかった場合に、前記第２運転情報に基づき前記指令信号を生成する
ことを特徴とする電子制御装置。 The electronic control device according to claim 1, wherein the command signal generation unit is used.
-When the second SPI communication unit normally receives the first operation information from the first SPI communication unit, the command signal is generated based on the first operation information.
-An electronic control device characterized in that when the second SPI communication unit does not normally receive the first operation information from the first SPI communication unit, the command signal is generated based on the second operation information.
前記第２マイコンはさらに情報比較部を備え、
第１時刻に係る前記第２運転情報は、前記第１時刻より過去の過去時刻に係る前記走行状況に関する情報、または、前記第１時刻より未来の未来時刻に係る前記走行状況に関する情報を含み、
前記情報比較部は、
‐前記過去時刻に係る前記第１運転情報に含まれる、前記過去時刻に係る前記走行状況に関する情報と、
‐前記第１時刻に係る前記第２運転情報に含まれる、前記過去時刻に係る前記走行状況に関する情報と、
の比較結果を出力するか、または、
‐前記未来時刻に係る前記第１運転情報に含まれる、前記未来時刻に係る前記走行状況に関する情報と、
‐前記第１時刻に係る前記第２運転情報に含まれる、前記未来時刻に係る前記走行状況に関する情報と、
の比較結果を出力することを特徴とする電子制御装置。 The electronic control device according to claim 1.
The second microcomputer further includes an information comparison unit.
The second driving information relating to the first time includes information relating to the traveling situation related to the past time past the first time, or information relating to the traveling situation relating to the future time future from the first time.
The information comparison unit
-Information on the driving situation related to the past time and information on the driving situation related to the past time included in the first operation information related to the past time.
-Information on the driving situation related to the past time and information on the running situation related to the past time included in the second driving information related to the first time.
Output the comparison result of
-Information on the driving situation related to the future time and information on the driving situation related to the future time included in the first driving information related to the future time.
-Information on the driving situation related to the future time and information on the driving situation related to the future time included in the second driving information related to the first time.
An electronic control device characterized by outputting the comparison result of.
前記センサーは、前記車両の周囲を撮影するカメラまたは前記車両の周囲の物体を検知するレーダーであり、
前記第１運転情報は、前記カメラによって撮影された画像情報または前記レーダーによって検知された物体の情報を含む、
ことを特徴とする電子制御装置。 The electronic control device according to claim 1.
The sensor is a camera that photographs the surroundings of the vehicle or a radar that detects an object around the vehicle.
The first driving information includes image information taken by the camera or information of an object detected by the radar.
An electronic control device characterized by that.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020210184A JP2022096920A (en) | 2020-12-18 | 2020-12-18 | Electronic control device mounted on vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020210184A JP2022096920A (en) | 2020-12-18 | 2020-12-18 | Electronic control device mounted on vehicle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2022096920A true JP2022096920A (en) | 2022-06-30 |
Family
ID=82165135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020210184A Pending JP2022096920A (en) | 2020-12-18 | 2020-12-18 | Electronic control device mounted on vehicle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2022096920A (en) |
-
2020
- 2020-12-18 JP JP2020210184A patent/JP2022096920A/en active Pending
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