JP6455082B2

JP6455082B2 - 車載機器制御システム

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Publication number: JP6455082B2
Application number: JP2014223970A
Authority: JP
Inventors: 信広久保
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2014-11-04
Filing date: 2014-11-04
Publication date: 2019-01-23
Anticipated expiration: 2034-11-04
Also published as: JP2016088242A

Description

本発明は、車載機器制御システムに関する。

乗用車やトラック等の車両の操舵力を軽減するため、操舵補助モータによって操舵を補助する、いわゆる電動パワーステアリング（ＥＰＳ：ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｔｅｅｒｉｎｇ）装置がある。ＥＰＳ装置では、操舵補助モータの駆動力を、減速機を介してギヤまたはベルト等の伝送機構により、ステアリングシャフトまたはラック軸に補助力を付与するようになっている。

ＥＰＳ装置は、エンジン・コントロール・モジュール（ＥＣＭ：ＥｎｇｉｎｅＣｏｎｔｒｏｌＭｏｄｕｌｅ）や、ライトやドアロックなどの車体の電装品を制御するボディ・コントロール・モジュール（ＢＣＭ：ＢｏｄｙＣｏｎｔｒｏｌＭｏｄｕｌｅ）、アンチロック・ブレーキ・システム（ＡＢＳ：ＡｎｔｉｌｏｃｋＢｒａｋｅＳｙｓｔｅｍ）などを含む他の電子制御ユニット（ＥＣＵ：ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）との間がＣＡＮ（ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）と呼ばれる車載用通信バスで接続され、各ＥＣＵ間で相互にデータの送受信を行うことで、車両の制御を行っている。

近年、緊急自動ブレーキなどに代表される前方衝突被害軽減や車線維持のための車両制御などの走行支援や、車線逸脱警報などの警報発令を行う先進運転支援システム（ＡＤＡＳ：ＡｄｖａｎｃｅｄＤｒｉｖｅｒＡｓｓｉｓｔａｎｃｅＳｙｓｔｅｍ）や、パーキングアシスト、危険回避、自動操舵などに必要なフロント・カメラ・モジュール（ＦＣＭ：ＦｒｏｎｔＣａｍｅｒａＭｏｄｕｌｅ）や、クリアランスソナーやバックソナーなどの超音波センサの搭載が進み、車載用通信バスの通信量が増加傾向にある。

このような車載用通信バスの通信量の増加により、トラフィックジャムが発生して各ＥＣＵがウェイト状態となる場合がある。特に、ＥＰＳやＡＤＡＳ等では、リアルタイムでの処理が要求されるため、高い信頼性が求められる。制御系の２重化を図ることで信頼性を維持するものとして、例えば、特許文献１では、複数の制御対象と同数のシーケンスコントローラに複数の制御対象のプログラムを記憶しておき、ある制御対象のシーケンスコントローラが故障した場合に、他の制御対象のシーケンスコントローラに制御を代行させる手法が開示されている。

特開平９−３０５２０６号公報

システムの安全性や信頼性を考慮する上では、上記従来技術のような、ハードウェアの２重化、ソフトウェアの２重化、コントローラの２重化、トランシーバと配線（バス）の２重化等により冗長性を持たせることが一般的に行われているが、これら従来の手法は、システムを維持することを目的として同一のハードウェアやソフトウェアを複数有するものであるため、システムが健全である状態ではリソースを有効活用できないこととなり不効率である。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、リソース利用効率が高く、且つ、高い信頼性を得ることが可能な車載機器制御システムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る車載機器制御システムは、車両に搭載されて前記車両の動作制御に関わる３以上の複数種のモジュールが車載用通信バスにより接続され、複数種の前記モジュールが相互にデータの送受信を行うことで、車載機器の制御を行う車載機器制御システムであって、前記車載用通信バスは、複数種の前記モジュールの全てが接続される第１バスと、複数種の前記モジュールのうち、複数種の前記モジュールよりも少ない２以上が接続される第２バスと、を有し、複数種の前記モジュールは、前記第１バスと前記第２バスとの双方に接続された第１モジュール群と、前記第１バスのみに接続された第２モジュール群と、を含み、前記第２バスは、前記第１モジュール群が扱う第１データ群を送受信し、前記第１バスは、前記第１モジュール群が扱う第２データ群と前記第２モジュール群が扱う第３データ群とを送受信する。

本発明の望ましい態様として、前記第２バスは、前記第１バスよりもデータ転送速度が速い。

本発明の望ましい態様として、前記第１モジュール群に属する少なくとも１つのモジュールは、前記第１バス及び前記第２バスが正常であるか否かを判定し、前記車両における動作モードを選択するモード選択モジュールとして機能する。

本発明の望ましい態様として、前記モード選択モジュールは、前記第１バスと前記第２バスとが共に正常であると判定した場合には、前記第１バス及び前記第２バスを介して送受信される前記第１データ群と前記第２データ群と前記第３データ群とを用いた第１モードを選択し、前記第１バスが正常であり、且つ、前記第２バスが異常であると判定した場合には、前記第１バスを介して送受信される前記第２データ群と前記第３データ群とを用いた第２モードを選択し、少なくとも前記第１バスが異常であると判定した場合には、前記各モジュールの自律動作による第３モードを選択する。

本発明の望ましい態様として、前記モード選択モジュールは、電動パワーステアリング装置として前記車両の運転者の操舵負担を軽減する操舵補助力を付与する機能を有し、前記第１バス及び前記第２バスが正常であるか否かを判定して、前記第１バスと前記第２バスとが共に正常であると判定した場合には、前記第１バス及び前記第２バスを介して送受信される前記第１データ群と前記第２データ群と前記第３データ群とを用いた第１運転支援モードを選択し、前記第１バスが正常であり、且つ、前記第２バスが異常であると判定した場合には、前記第１バスを介して送受信される前記第２データ群と前記第３データ群とを用いた第２運転支援モードを選択し、少なくとも前記第１バスが異常であると判定した場合には、前記各モジュールの自律動作による第３運転支援モードを選択する。

本発明によれば、リソース利用効率が高く、且つ、高い信頼性を得ることが可能な車載機器制御システムを提供することができる。

図１は、本実施形態に係る車載機器制御システムの一例を示す図である。図２は、本実施形態に係る車載機器制御システムにおけるモジュール、データ、バス、及び運転支援モードの関係の一例を示す図である。図３は、電動パワーステアリング装置の一般的な構成を示す図である。図４は、コントロールユニットのハードウェア構成の一例を示す図である。図５は、本実施形態に係る車載機器制御システムにおけるモード選択フローの一例を示す図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

（実施形態）
図１は、本実施形態に係る車載機器制御システムの一例を示す図である。図１に示すように、本実施形態に係る車載機器制御システムは、車両に搭載される各モジュール（車載機器制御システムを構成する各要素）１００〜８００の間が、ＣＡＮ（ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）やＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）などの通信プロトコルを採用した車載用通信バスである第１バス１１及び第２バス１２を介して接続され構成される。なお、本実施形態における第１バス及び第２バスは、主として操舵補助などの運転支援に関するデータを送受信するものであり、第１バス及び第２バスによるデータの送受信が行えない状態であっても、ドライバーの操縦による操舵、制動、加速を含む全ての車両動作は可能であるものとする。

本実施形態において、第１バスは、例えば、通信プロトコルとしてＣＡＮを用いたバスであるものとする。ＣＡＮは、耐ノイズ性の強化を考慮して設計されたものであり、データ転送速度は、例えば、遅いもの（ＬｏｗＳｐｅｅｄＣＡＮ）では最大１２５ｋｂｐｓ程度、早いもの（ＨｉｇｈＳｐｅｅｄＣＡＮ）では最大１Ｍｂｐｓ程度である。第１バス１１に接続されるモジュールとしては、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ：ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｔｅｅｒｉｎｇ）１００、エンジン・コントロール・モジュール（ＥＣＭ：ＥｎｇｉｎｅＣｏｎｔｒｏｌＭｏｄｕｌｅ）２００、ボディ・コントロール・モジュール（ＢＣＭ：ＢｏｄｙＣｏｎｔｒｏｌＭｏｄｕｌｅ）３００、アンチロック・ブレーキ・システム（ＡＢＳ：ＡｎｔｉｌｏｃｋＢｒａｋｅＳｙｓｔｅｍ）４００、メータコントローラ（ＭＥＴ：ＭｅｔｅｒＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）５００、先進運転支援システム（ＡＤＡＳ：ＡｄｖａｎｃｅｄＤｒｉｖｅｒＡｓｓｉｓｔａｎｃｅＳｙｓｔｅｍ）６００、フロント・カメラ・モジュール（ＦＣＭ：ＦｒｏｎｔＣａｍｅｒａＭｏｄｕｌｅ）７００、クリアランスソナーやバックソナー等の超音波センサ８００などを含んでいる。

また、本実施形態において、第２バスは、例えば、通信プロトコルとしてＦｌｅｘＲａｙを用いたバスであるものとする。ＦｌｅｘＲａｙは、次世代車載ネットワークの１つであり、バージョン３．０におけるデータ転送速度が最大２０Ｍｂｐｓ（１０Ｍｂｐｓ、５Ｍｂｐｓ、２．５Ｍｂｐｓもサポート）でＣＡＮよりも高速通信が可能である。第２バス１２に接続されるモジュールとしては、ＥＰＳ１００、ＡＢＳ４００、ＡＤＡＳ６００、ＦＣＭ７００、超音波センサ８００などを含んでいる。

ＥＰＳ１００は、運転者の操舵負担を軽減する操舵補助力を付与する機能を有している。このＥＰＳ１００については後述する。

ＥＣＭ２００は、エンジンの燃料噴射や点火あるいはスタータモータの動作などを行うエンジン制御モジュールである。

ＢＣＭ３００は、ライトやドアロックなどの車体の電装品を制御する制御モジュールである。

ＡＢＳ４００は、急ブレーキあるいは低摩擦路でのブレーキ操作において、車輪のロックによる滑走発生を低減する機能を有している。

ＭＥＴ５００は、エンジンの回転数や車速などを表示するメータ装置の作動を制御する制御モジュールである。

ＡＤＡＳ６００は、将来における自動運転の礎の１つになるものであり、ＥＰＳ１００などと協働して、パーキングアシスト、危険回避（衝突回避や衝突被害の軽減）、自動操舵などの運転支援を可能としている。

ＦＣＭ７００及び超音波センサ８００は、例えば、ＡＤＡＳ６００における前方衝突被害軽減や車線維持のための車両制御に用いられる。

次に、図１及び図２を用いて、第１バス及び第２バスで扱う各データの分類及び運転支援モードについて説明する。図２は、本実施形態に係る車載機器制御システムにおけるモジュール、データ、バス、及び運転支援モードの関係の一例を示す図である。

図２に示す例では、第１バス及び第２バスの双方に接続されるモジュールを第１モジュール群とし、第１バスのみに接続されるモジュールを第２モジュール群としている。

また、第１モジュール群の各モジュールが扱うデータを第１データ群、及び第２データ群に分類し、第２モジュール群の各モジュールが扱うデータを第３データ群に分類している。

第１データ群の各データは、第２バス１２を介して各モジュール間で送受信される。第２データ群及び第３データ群の各データは、第１バス１１を介して各モジュール間で送受信される。

ここで、第１バス１１及び第２バス１２の双方に接続される第１モジュール群に属するモジュールは、危険回避や自動操舵などの高度な運転支援機能の実現に必要なモジュールであり、例えば、図１に示すＥＰＳ１００、ＡＢＳ４００、ＡＤＡＳ６００、ＦＣＭ７００、超音波センサ８００などである。高度な運転支援機能を実現するためには、データのリアルタイム処理が必要であり、且つ、送受信するデータ量（情報量）も多くなる。このため、本実施形態では、通信プロトコルとして例えばＣＡＮを用いた第１バス１１に加えて、より高速なデータ送受信が可能な通信プロトコルとして、例えばＦｌｅｘＲａｙを用いた第２バス１２を併設してバスを２重化している。これにより、運転支援機能の安全性・信頼性の向上を図ることができる。

また、第１モジュール群の各モジュールが扱うデータを第１データ群と第２データ群とに分類し、第２バス１２が、第１データ群に属するデータを送受信し、第１バス１１が、第２データ群に属するデータを送受信する構成とすることで、第２バス１２のトラフィックジャムを抑制することができる。なお、第１データ群に属するデータと第２データ群に属するデータとは、実現する運転支援機能の種別に応じて分類すればよい。例えば、第１データ群のデータが必要な運転支援機能と、第２データ群及び第３データ群のデータのみで実現可能な運転支援機能とで分類するのが好ましい。

第１運転支援モードでは、第１バス１１及び第２バス１２の双方により送受信された全てのデータ（第１データ群、第２データ群、及び第３データ群の各データ）を用いて、全ての運転支援機能が動作可能なフルスペックでの運転支援が行われる。

第２運転支援モードでは、第１バス１１により送受信された全てのデータ（第２データ群、及び第３データ群の各データ）を用いて、限定的な運転支援が行われる。例えば、ＡＤＡＳ６００における自動操舵に関わるデータを第１データ群としている場合、この第２運転支援モードでは、自動操舵機能は動作せず、ドライバーの操舵により車両走行を行うダウングレードした運転支援となる。

第３運転支援モードでは、第１バス１１及び第２バス１２の双方により送受信された全てのデータ（第１データ群、第２データ群、及び第３データ群の各データ）を用いることなく、例えば、ＥＰＳ１００やＡＢＳ４００の自律動作による運転支援（例えば、ＥＰＳ１００による操舵補助）のような、第２運転支援モードよりもさらに限定的な運転支援が行われる。

ここで、第１運転支援モードにおけるフルスペックでの運転支援と、第２運転支援モードにおけるダウングレードした運転支援との違いについて説明する。

フルスペックでの運転支援では、運転支援機能として車両が具備した機能の全てが、各運転支援機能の動作条件を満たせば、運転者が意図するタイミングで常時利用可能である。

一方、ダウングレードした運転支援では、例えば、ＥＰＳ１００が第１バス１１及び第２バス１２の判定を行った際、通信障害等が発生してフルスペックでの運転支援機能を利用できないと判定した場合に、運転者に障害発生を通知（例えば、警報ランプやブザー等による通知）することにより、運転者が障害発生を認識して安全に操作可能な状態に遷移するまでの一時的な運転支援を行うものである。このダウングレードした運転支援では、フルスペックでの運転支援に比べて、各モジュール１００〜８００で行われる制御周期が粗く（長く）なるため、例えば、ＥＰＳ１００におけるステアリングホイールの操舵フィーリングの違和感を運転者が感じやすくなってしまうこととなる。

本実施形態では、上述したように、ＥＰＳ１００が第１バス１１及び第２バス１２の判定を行い、上述した第１運転支援モード、第２運転支援モード、及び第３運転支援モードの何れかを選択するモード選択モジュールとして機能することにより、後述するモード選択フローを実施する例について説明する。ここでは、まず、図３及び図４を用いて、ＥＰＳ１００の構成について説明する。

図３は、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）１００の一般的な構成を示す図である。図３において、操向ハンドル１のコラム軸２は減速ギア３、ユニバーサルジョイント４ａおよび４ｂ、ピニオンラック機構５を経て操向車輪のタイロッド６に連結されている。コラム軸２には、操向ハンドル１の操舵トルクＴを検出するトルクセンサ１０が設けられており、操向ハンドル１の操舵力を補助する操舵補助モータ２０が、減速ギア３を介してコラム軸２に連結されている。ここで、操舵補助モータ２０は、例えば、ブラシレスモータやブラシモータである。

ＥＰＳ１００を制御するコントロールユニット（ＥＣＵ）３０は、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴと車速センサ７で検出された車両速度（車速）Ｖとに基づいて、操舵補助モータ２０の電流指令値を演算し、操舵補助モータ２０の電流検出値と電流指令値とに基づいて、操舵補助モータ２０の電流検出値が電流指令値に追従するように操舵補助モータ２０を駆動制御する。

図４は、図３のコントロールユニット（ＥＣＵ）３０のハードウェア構成の一例を示す図である。ＥＣＵ３０は、図４に示すように、ＭＣＵ（マイクロコントロールユニット）１１０と、モータ駆動回路１０８と、電流検出回路１２０と、位置検出回路１３０等を備えている。

ＭＣＵ１１０は、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、ＥＥＰＲＯＭ１０４、インターフェース（Ｉ／Ｆ）１０５ａ、インターフェース（Ｉ／Ｆ）１０５ｂ、Ａ／Ｄ変換器１０６、ＰＷＭコントローラ１０７などを備え、これらがＥＣＵ３０内部でバス接続されている。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に格納された制御プログラムを実行して電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）１００を制御する。

インターフェース１０５ａは、第１バス１１に接続され、インターフェース１０５ｂは、第２バス１２に接続されている。ＥＣＵ３０は、第１バス１１及び第２バス１２を介して、図１に示す他の各モジュール２００〜８００との間で相互にデータの送受信を行う。

ＲＯＭ１０２は操舵補助モータ２０の制御プログラムを記憶するためのメモリとして使用され、ＲＡＭ１０３は当該プログラムを動作させるためのワークメモリとして使用される。ＥＥＰＲＯＭ１０４は電源遮断後においても記憶内容を保持可能なメモリであり、制御プログラムが入出力する制御データなどが格納される。

Ａ／Ｄ変換器１０６は、トルクセンサ１０からの操舵トルクＴ、電流検出回路１２０からの操舵補助モータ２０の電流検出値Ｉｍ、および位置検出回路１３０からのモータ回転角信号θ等を入力し、デジタル信号に変換する。

ＰＷＭコントローラ１０７は操舵補助モータ２０の電流指令値に基づきＵＶＷ各相のＰＷＭ制御信号を出力する。モータ駆動回路１０８は、インバータ回路などにより構成され、ＰＷＭコントローラ１０７から出力された信号に基づき操舵補助モータ２０を駆動する。電流検出回路１２０は操舵補助モータ２０の電流値を検出し、電流検出値ＩｍをＡ／Ｄ変換器１０６に出力する。位置検出回路１３０は、レゾルバなどの位置センサ２５からの出力信号をモータ回転角信号θとして、Ａ／Ｄ変換器１０６に出力する。

上記構成において、ＣＰＵ１０１が、ＲＯＭ１０２に格納されたプログラムを実行することにより、運転者の操舵負担を軽減する操舵補助力を付与する機能を実現する。また、例えば、ＡＤＡＳ６００から操舵トルク指令が入力された場合には、トルクセンサ１０からの操舵トルクＴに代えて、ＡＤＡＳ６００からの操舵トルク指令を用いることで、ＡＤＡＳ６００による自動操舵機能が実現する。

また、ＣＰＵ１０１は、インターフェース（Ｉ／Ｆ）１０５ａ、インターフェース（Ｉ／Ｆ）１０５ｂの状態を監視し、第１バス１１及び第２バス１２が正常であるか否かを判定すると共に、第１バス１１及び第２バス１２の状態（正常または異常）に応じて、車両における運転支援モードを選択する。

次に、図５を用いて、ＥＰＳ１００によるモード選択フローについて説明する。図５は、本実施形態に係る車載機器制御システムにおけるモード選択フローの一例を示す図である。

（ステップＳ１）
ＣＰＵ１０１は、まず第１バス１１の判定を行う。ＣＰＵ１０１は、第１バス１１におけるデータ転送のタイムアウトエラーが発生したか否かを判定する（ステップＳ１１）。

第１バス１１におけるデータ転送のタイムアウトエラーが発生していない場合には（ステップＳ１１；Ｎｏ）、ＣＰＵ１０１は、第１バス１１におけるデータ長エラーが発生したか否かを判定する（ステップＳ１２）。

第１バス１１におけるデータ長エラーが発生していない場合には（ステップＳ１２；Ｎｏ）、ＣＰＵ１０１は、第１バス１１におけるデータのチェックコードエラーが発生したか否かを判定する（ステップＳ１３）。

第１バス１１におけるデータのチェックコードエラーが発生していない場合には（ステップＳ１３；Ｎｏ）、ＣＰＵ１０１は、第１バス１１が正常であると判定する（ステップＳ１４）。

第１バス１１におけるデータ転送のタイムアウトエラーが発生した場合（ステップＳ１１；Ｙｅｓ）、第１バス１１におけるデータ長エラーが発生した場合（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、及び第１バス１１におけるデータのチェックコードエラーが発生した場合（ステップＳ１３；Ｙｅｓ）には、ＣＰＵ１０１は、第１バス１１が異常であると判定する（ステップＳ１５）。

（ステップＳ２）
上述したステップＳ１において第１バス１１が正常であると判定した場合（ステップＳ１４）、ＣＰＵ１０１は、続いて第２バス１２の判定を行う。ＣＰＵ１０１は、第２バス１２におけるデータ転送のタイムアウトエラーが発生したか否かを判定する（ステップＳ２１）。

第２バス１２におけるデータ転送のタイムアウトエラーが発生していない場合には（ステップＳ２１；Ｎｏ）、ＣＰＵ１０１は、第２バス１２におけるデータ長エラーが発生したか否かを判定する（ステップＳ２２）。

第２バス１２におけるデータ長エラーが発生していない場合には（ステップＳ２２；Ｎｏ）、ＣＰＵ１０１は、第２バス１２におけるデータのチェックコードエラーが発生したか否かを判定する（ステップＳ２３）。

第２バス１２におけるデータのチェックコードエラーが発生していない場合には（ステップＳ２３；Ｎｏ）、ＣＰＵ１０１は、第２バス１２が正常であると判定する（ステップＳ２４）。

第２バス１２におけるデータ転送のタイムアウトエラーが発生した場合（ステップＳ２１；Ｙｅｓ）、第２バス１２におけるデータ長エラーが発生した場合（ステップＳ２２；Ｙｅｓ）、及び第２バス１２におけるデータのチェックコードエラーが発生した場合（ステップＳ２３；Ｙｅｓ）には、ＣＰＵ１０１は、第２バス１２が異常であると判定する（ステップＳ２５）。

（ステップＳ３）
上述したステップＳ１及びステップＳ２におけるバス判定結果に基づき、ＣＰＵ１０１は、運転支援モードを決定する。

第１バス１１が正常であると判定し（ステップＳ１４）、且つ、第２バス１２が正常であると判定した場合には（ステップＳ２４）、ＣＰＵ１０１は、第１バス１１及び第２バス１２の双方により送受信された全てのデータ（第１データ群、第２データ群、及び第３データ群の各データ）を用いて、フルスペックでの運転支援を行う第１運転支援モードに決定し（ステップＳ３１）、当該フローを終了する。

第１バス１１が正常であると判定し（ステップＳ１４）、且つ、第２バス１２が異常であると判定した場合には（ステップＳ２５）、ＣＰＵ１０１は、第１バス１１により送受信されたデータ（第２データ群、及び第３データ群の各データ）を用いて、ダウングレードした運転支援を行う第２運転支援モードに決定し（ステップＳ３２）、当該フローを終了する。

第１バス１１が異常であると判定した場合（ステップＳ１５）、ＣＰＵ１０１は、例えば、ＥＰＳ１００の自律動作による操舵補助を行う第３運転支援モードに決定し（ステップＳ３３）、当該フローを終了する。

上述したモード選択フローは、アイドリング時を含む車載機器制御システムの稼働時の任意のタイミングで実施すればよい。例えば、所定の時間間隔で繰り返し実行するようにしてもよいし、また、例えば、自動車の運転状況に応じて、実行頻度を可変するようにしてもよい。

なお、上述した第１バス１１及び第２バス１２におけるデータ転送のタイムアウトエラー判定（ステップＳ１１，Ｓ２１）については、例えば、ＣＰＵ１０１が、インターフェース（Ｉ／Ｆ）１０５ａ，１０５ｂから入力される各データの受信周期が所定周期内であるか否かを判定することで実現できる。このデータ転送のタイムアウトエラー判定に用いる所定周期は、第１バス１１と第２バス１２とで異なる周期としてもよいし、運転支援機能の種別や、バスのトラフィック状況に応じて可変するようにしてもよい。また、第１バス１１及び第２バス１２におけるデータ長エラー判定（ステップＳ１２，Ｓ２２）については、例えば、ＣＰＵ１０１が、データのヘッダに書き込まれたビット長であるか否かをカウントすることで実現することができる。また、第１バス１１及び第２バス１２におけるデータのチェックコードエラー判定（ステップＳ１３，Ｓ２３）については、例えば、ＣＰＵ１０１が、チェックサムやＣＲＣを用いて誤り検出を行うことで実現できる。これらの各エラー判定の手法により本発明が限定されるものではない。

以上説明したように、実施形態の車載機器制御システムは、車載機器制御システムを構成する全てのモジュールを第１バス１１に接続すると共に、特に、リアルタイム処理が必要であり、且つ、送受信するデータ量（情報量）が多い第１モジュール群に属するモジュールについては、第１バス１１よりも高速なデータ送受信が可能な第２バス１２を併設し、第１モジュール群の各モジュールが扱うデータを第１データ群と第２データ群とに分類し、第１データ群に属するデータを、第２バス１２を介して送受信し、第２データ群に属するデータを、第１バス１１を介して送受信することで、第１バス１１及び第２バス１２の利用効率を高めつつ、トラフィックジャムを抑制することができる。また、トラフィックジャムが抑制されることで、信頼性の高い車載機器制御システムを得ることができる。

また、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）１００をモード選択モジュールとして機能させ、第１バス１１と第２バス１２とが共に正常である場合には、第１バス１１及び第２バス１２を介して送受信される第１データ群と第２データ群と第３データ群とを用いた第１運転支援モードを選択する。また、第１バス１１が正常であり、且つ、第２バス１２が異常である場合には、第１バス１１を介して送受信される第２データ群と第３データ群とを用いた第２運転支援モードを選択する。また、少なくとも第１バス１１が異常である場合には、各モジュールの自律動作による第３運転支援モードを選択する。これにより、例えば、第１運転支援モードでは全ての運転支援機能が動作可能なフルスペックでの運転支援を行い、第２運転支援モードでは、第１運転支援モードよりも限定的なダウングレードした運転支援を行い、第３運転支援モードでは、第２運転支援モードよりもさらに限定的な運転支援を行うことができ、第１バス１１及び第２バス１２の状態（正常または異常）に応じた運転支援機能を実現することができる。

なお、本実施形態では、通信プロトコルとしてＣＡＮを用いたバスを第１バス１１とし、通信プロトコルとしてＦｌｅｘＲａｙを用いたバスを第２バス１２とする例を示したが、例えば、データ転送速度が最大１２５ｋｂｐｓ程度の低速ＣＡＮ（ＬｏｗＳｐｅｅｄＣＡＮ）を第１バス１１とし、データ転送速度が最大１Ｍｂｐｓ程度の高速ＣＡＮ（ＨｉｇｈＳｐｅｅｄＣＡＮ）を第２バス１２としてもよいことは言うまでもない。また、例えば、第１バス１１及び第２バス１２を双方とも同一スペックのＣＡＮとした場合であっても、運転支援機能を実現する第１モジュール群のデータを、実現する運転支援機能の種別に応じて第１データ群と第２データ群とに分類することで、第１バス１１及び第２バス１２双方のトラフィックジャムを抑制することができると共に、第２バス１２のデータにエラーが生じた場合でも、第１バス１１のデータのみを用いて、限定的な運転支援を行うことが可能である。

また、本実施形態では、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）１００がモード選択モジュールとして機能することにより、モード選択フローを実施する例を示したが、ＥＰＳ１００と先進運転支援システム（ＡＤＡＳ）６００とが協働して、モード選択フローを実施するようにしてもよい。例えば、ＡＤＡＳ６００が第２バス１２に所定周期内で第１データ群のデータを送出できなかった場合に、第２バス１２のトラフィックジャムが発生したものと見做し、第１バス１１を介して、ＥＰＳ１００に第２運転支援モードを選択したことを示す情報を送り、ＥＰＳ１００がその情報を受信することで、第２運転支援モードでの制御を行うようにすることが考えられる。

また、本実施形態では、ＡＤＡＳ６００の機能である運転支援機能に着目し、第２バス１２に接続するモジュール群、第１バス１１及び第２バス１２で扱うデータ群を分類する例を示したが、ＡＤＡＳ６００とは異なる他のモジュールの機能に着目して、第２バス１２に接続するモジュール群、第１バス１１及び第２バス１２で扱うデータ群を適切に分類することで、第１バス１１及び第２バス１２の利用効率を高めつつ、トラフィックジャムを抑制して、信頼性の高い車載機器制御システムが得られることは言うまでもない。

また、本実施形態では、第１バス１１と第２バス１２とで２重化した例を示したが、第２バス１２を複数設けることで、各バスに接続されるモジュール群や、各バスで扱うデータ群をより柔軟に設定することが可能である。

また、運転支援機能などの付加機能が稼働している状態では、各モジュール間のデータ送受信が多くなる。このため、付加機能の動作モード（本実施形態における運転支援モード）に応じて、データの通信周期を変えるようにしてもよい。このとき、例えば、付加機能の起動時には、データの通信周期を短くするのが好ましい。また、付加機能の稼働時には、第１バス１１及び第２バス１２のトラフィックが高くなるため、機能毎の情報に優先度を設け、優先度が高い情報のデータの送受信が滞らないように、優先度が低い情報のデータの送受信周期を長くするようにしてもよい。

１操向ハンドル
２コラム軸
３減速ギア
４ａ，４ｂユニバーサルジョイント
５ピニオンラック機構
６タイロッド
７車速センサ
１０トルクセンサ
１１第１バス
１２第２バス
２０操舵補助モータ
３０コントロールユニット（ＥＣＵ）
１００電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）
１１０ＭＣＵ
１０１ＣＰＵ
１０２ＲＯＭ
１０３ＲＡＭ
１０４ＥＥＰＲＯＭ
１０５ａ，１０５ｂインターフェース（Ｉ／Ｆ）
１０６Ａ／Ｄ変換器
１０７ＰＷＭコントローラ
１０８モータ駆動回路
１２０電流検出回路
１３０位置検出回路
２００エンジン・コントロール・モジュール（ＥＣＭ）
３００ボディ・コントロール・モジュール（ＢＣＭ）
４００アンチロック・ブレーキ・システム（ＡＢＳ）
５００メータコントローラ（ＭＥＴ）
６００先進運転支援システム（ＡＤＡＳ）
７００フロント・カメラ・モジュール（ＦＣＭ）
８００超音波センサ

Claims

車両に搭載されて前記車両の動作制御に関わる３以上の複数種のモジュールが車載用通信バスにより接続され、複数種の前記モジュールが相互にデータの送受信を行うことで、車載機器の制御を行う車載機器制御システムであって、
前記車載用通信バスは、
複数種の前記モジュールの全てが接続される第１バスと、
複数種の前記モジュールのうち、複数種の前記モジュールよりも少ない２以上が接続される第２バスと、
を有し、
複数種の前記モジュールは、
前記第１バスと前記第２バスとの双方に接続された第１モジュール群と、
前記第１バスのみに接続された第２モジュール群と、
を含み、
前記第１モジュールが扱うデータは、第１データ群と、当該第１データ群とは異なる第２データ群とに分類され、
前記第２バスは、
前記第１データ群を送受信し、
前記第１バスは、
前記第２データ群と前記第２モジュール群が扱う第３データ群とを送受信する
ことを特徴とする車載機器制御システム。
前記第２バスは、前記第１バスよりもデータ転送速度が速いことを特徴とする請求項１に記載の車載機器制御システム。
前記第１モジュール群に属する少なくとも１つのモジュールは、
前記第１バス及び前記第２バスが正常であるか否かを判定し、前記車両における動作モードを選択するモード選択モジュールとして機能する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の車載機器制御システム。
前記モード選択モジュールは、
前記第１バスと前記第２バスとが共に正常であると判定した場合には、前記第１バス及び前記第２バスを介して送受信される前記第１データ群と前記第２データ群と前記第３データ群とを用いた第１モードを選択し、
前記第１バスが正常であり、且つ、前記第２バスが異常であると判定した場合には、前記第１バスを介して送受信される前記第２データ群と前記第３データ群とを用いた第２モードを選択し、
少なくとも前記第１バスが異常であると判定した場合には、前記各モジュールの自律動作による第３モードを選択する
ことを特徴とする請求項３に記載の車載機器制御システム。
前記モード選択モジュールは、電動パワーステアリング装置として前記車両の運転者の操舵負担を軽減する操舵補助力を付与する機能を有し、
前記第１バス及び前記第２バスが正常であるか否かを判定して、
前記第１バスと前記第２バスとが共に正常であると判定した場合には、前記第１バス及び前記第２バスを介して送受信される前記第１データ群と前記第２データ群と前記第３データ群とを用いた第１運転支援モードを選択し、
前記第１バスが正常であり、且つ、前記第２バスが異常であると判定した場合には、前記第１バスを介して送受信される前記第２データ群と前記第３データ群とを用いた第２運転支援モードを選択し、
少なくとも前記第１バスが異常であると判定した場合には、前記各モジュールの自律動作による第３運転支援モードを選択する
ことを特徴とする請求項３に記載の車載機器制御システム。