JP3795321B2

JP3795321B2 - Vehicle control system

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Publication number: JP3795321B2
Application number: JP2000356444A
Authority: JP
Inventors: 由樹達富; 寛橋本; 裕司長谷; 淳一小林; 俊明廣田; 浩之阿部
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2000-11-22
Filing date: 2000-11-22
Publication date: 2006-07-12
Anticipated expiration: 2020-11-22
Also published as: JP2002164905A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の制御装置を相互に接続して協調動作させる車両用制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば特開平７−７５０４号公報に開示されたように、車両に搭載された複数の電子制御装置を相互に接続した車載ＬＡＮが知られている。
この車載ＬＡＮでは、複数の電子制御装置（ＥＣＵ）が１つの制御演算通信ユニットにセンサ・データを送り、制御演算通信ユニットは、受信したデータに基づいて演算を行い、それぞれの電子制御装置に制御信号を返す、いわゆるサーバ・クライアント関係のネットワークが形成されている。
このような車載ＬＡＮにおいては、制御演算通信ユニットと複数の電子制御装置とを接続するネットワークに障害が発生すると、システム全体に連鎖的な障害や破損が生じる恐れがある。このため、ネットワークの多重化によって、障害発生時においても正常時と同等の機能を確保するための冗長系を設ける方法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術の一例に係る車載ＬＡＮにおいて、冗長系は、正常時に使用される常用系のネットワーク構成をいわば二重化してなるものであって、障害が発生した常用系から切り換えられて使用される。すなわち、常用系のネットワークが正常時の場合には、冗長系のネットワークはデータの送受信に使用されず、障害発生時の場合には、常用系のネットワークで送受信されていたデータと同一のデータが冗長系のネットワークで送受信される。
このため、常用系のネットワークが正常時の場合には、冗長系のネットワークを有効利用することができないという問題が生じる。しかも、常用系のネットワーク構成を単に二重化することで冗長系のネットワークが形成されているため、車両用制御システム全体の規模が増大してしまい、車両用制御システムを構築する際の費用が嵩むという問題が生じる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ネットワークの多重化を行った場合に、ネットワークの正常時においても冗長系を有効に利用することが可能な車両用制御システムを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明の車両用制御システムは、制御対象（例えば、後述する本実施形態での走行用モータ駆動部１１、燃料電池１２、反応ガス供給部１３、蓄電装置１４、配電部１５、冷却部１６，１６）が接続された複数のサブシステムをなす制御装置（例えば、後述する本実施形態でのモータ制御ＥＣＵ２２、反応ガス供給制御ＥＣＵ２３、配電制御ＥＣＵ２４、セル電圧検出制御ＥＣＵ２５）と、前記複数の制御装置を協調動作させる協調制御装置（例えば、後述する本実施形態での協調制御ＥＣＵ２１）とを、通信線（例えば、後述する本実施形態でのネットワーク５１）を介して相互に接続してなる車両用制御システムであって、前記協調制御装置は、複数の異なる協調制御側通信ポート（例えば、後述する本実施形態での協調制御側通信ポート２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ）と、前記協調制御側通信ポートを介して前記複数の制御装置との間でデータの送受信を行うデータ送受信手段（例えば、後述する本実施形態での通信コントローラ６２）と、前記データの送受信に異常が発生したか否か判定する判定手段（例えば、後述する本実施形態でのＭＰＵ６１）とを備え、前記複数の制御装置のそれぞれは、前記複数の協調制御側通信ポートのうちの少なくとも２つ以上と接続された複数の通信ポート（例えば、後述する本実施形態での通信ポート２２Ａ，２２Ｂ及び通信ポート２３Ａ，２３Ｂ及び通信ポート２４Ｂ，２４Ｃ及び通信ポート２５Ａ，２５Ｃ）を備え、前記協調制御装置の前記データ送受信手段は、前記判定手段による判定結果に応じて、前記制御装置の前記複数の通信ポート毎に異なる前記データを送受信する、または、前記異常が発生した前記通信ポートで送受信されていた前記データを、前記異常が発生していない前記通信ポートのうちの何れかにおいて送受信することを特徴としている。
【０００５】
上記構成の車両用制御システムによれば、複数のサブシステムをなす各制御装置は、協調制御装置と接続された少なくとも２つ以上の異なる通信ポートを備えており、これらの通信ポートの何れにおいても複数のデータの送受信が可能とされているため、例えば何れかの通信ポートにおける通信に障害が発生した場合であっても、障害が発生していない他の通信ポートを介してデータの送受信を行うことができる。
しかも、各制御装置の複数の通信ポートのそれぞれに接続された各協調制御側通信ポートは、いわば別系統の通信系をなすものとされており、ネットワークの正常時においては、各協調制御側通信ポート毎に異なるデータを送受信するように設定することで、複数の通信系を有効利用することができる。
これにより、各制御装置において、いわば冗長系をなすようにして設けられた複数の通信ポートのそれぞれに対して、例えば一対一で対応するようにして複数の異なる協調制御側通信ポートを設ける場合に比べて、車両用制御システム全体の規模が増大したり、車両用制御システムを構築する際の費用が嵩むことを抑制することができる。
【０００６】
さらに、請求項１に記載の本発明の車両用制御システムは、制御対象（例えば、後述する本実施形態での走行用モータ駆動部１１、燃料電池１２、反応ガス供給部１３、蓄電装置１４、配電部１５、冷却部１６，１６）が接続された複数のサブシステムをなす制御装置（例えば、後述する本実施形態でのモータ制御ＥＣＵ２２、反応ガス供給制御ＥＣＵ２３、配電制御ＥＣＵ２４、セル電圧検出制御ＥＣＵ２５）と、前記複数の制御装置を協調動作させる協調制御装置（例えば、後述する本実施形態での協調制御ＥＣＵ２１）とを、通信線（例えば、後述する本実施形態でのネットワーク５１）を介して相互に接続してなる車両用制御システムであって、前記協調制御装置は、複数の異なる協調制御側通信ポート（例えば、後述する本実施形態での協調制御側通信ポート２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ）と、前記協調制御側通信ポートを介して前記複数の制御装置との間でデータの送受信を行うデータ送受信手段（例えば、後述する本実施形態での通信コントローラ６２）と、前記データの送受信に異常が発生したか否か判定する判定手段（例えば、後述する本実施形態でのＭＰＵ６１）と、前記判定手段による判定結果に応じて前記データを分割して複数の分割データを生成するデータ分割手段（例えば、後述する本実施形態ではＭＰＵ６１が兼ねる）とを備え、前記複数の制御装置のそれぞれは、前記複数の協調制御側通信ポートのうちの少なくとも２つ以上と接続された複数の通信ポート（例えば、後述する本実施形態での通信ポート２２Ａ，２２Ｂ及び通信ポート２３Ａ，２３Ｂ及び通信ポート２４Ｂ，２４Ｃ及び通信ポート２５Ａ，２５Ｃ）を備え、前記協調制御装置の前記データ送受信手段は、前記判定手段による判定結果に応じて、前記異常が発生していない場合、前記制御装置の前記複数の通信ポート毎に異なる前記データを送受信し、前記異常が発生した場合、前記異常が発生していない前記複数の通信ポートにおいて前記複数の分割データを分配して送受信し、前記協調制御装置に接続した少なくとも３つ以上の通信路のそれぞれに、互いに異なる組み合わせの複数の前記制御装置を接続するとともに、第１の通信路（例えば、後述する本実施形態では通信系８１）に異常が発生した場合に、該異常が発生していない時に前記第１の通信路を用いて送受信を行っていた第１データ（例えば、後述する本実施形態ではデータ８０ａ）を、該第１データが送受信されていた前記制御装置に接続可能な第２の通信路（例えば、後述する本実施形態では通信系８２）を用いて送受信するとともに、前記異常が発生していない時に前記第２の通信路を用いて送受信を行っていた第２データ（例えば、後述する本実施形態ではデータ８０ｂ）を分割し、分割された前記第２データの一部を、前記異常が発生していない時に第３データ（例えば、後述する本実施形態ではデータ８０ｃ）が送受信されていた前記制御装置に接続可能な第３の通信路（例えば、後述する本実施形態では通信系８３）を用いて送受信することを特徴としている。
【０００７】
上記構成の車両用制御システムによれば、例えば何れかの通信ポートにおける通信に障害が発生した場合であっても、障害が発生していない他の通信ポートを介してデータの送受信を行うことができ、しかも、ネットワークの正常時においては、各協調制御側通信ポート毎に異なるデータを送受信するように設定することで、複数の通信系を有効利用することができる。
加えて、障害が発生した通信ポートで送受信されていたデータを適宜に分割することができると共に、障害が発生していない通信ポートで送受信されているデータを適宜に分割することができる。このため、適宜の通信ポートにおけるデータの送受信に障害が発生した場合であっても、例えば複数の正常な通信系における通信トラフィックが平滑化されるようにデータを分散して送受信したり、例えば適宜の正常な通信系における通信トラフィックが所定の範囲内の値となるようにデータを分配して送受信することができる。
これにより、障害が発生した通信系で送受信されていたデータを、正常な通信系に振り替えて送受信する場合であっても、例えば特定の通信系の通信トラフィックが過剰に増大してしまうことを防止することができる。
さらに、請求項２に記載の本発明の車両用制御システムでは、前記協調制御装置は、前記複数の通信路の何れかに異常が発生した場合に、異常が発生していない他の複数の前記通信路のトラフィックが略等しくなるように前記データを分割することを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の車両用制御システムの一実施形態について添付図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施形態に係る車両用制御システム１０の構成図であり、図２は協調制御ＥＣＵ２１の機能ブロック図であり、図３は複数のサブシステムをなす各ＥＣＵ２２，…，２５の機能ブロック図であり、図４は協調制御ＥＣＵ２１と各ＥＣＵ２２，…，２５とを接続するネットワーク５１の通信経路を示す構成図である。
【０００９】
本実施の形態に係る車両用制御システム１０を備えた燃料電池車両１は、走行用モータ駆動部１１に電力を供給する電源装置として、例えば燃料電池１２及び反応ガス供給部１３と蓄電装置１４とから構成されたハイブリッド型の電源装置を備えており、これらの電源装置から配電部１５を介して電力が供給される走行用モータ駆動部１１の駆動力は、オートマチックトランスミッション或いはマニュアルトランスミッションよりなるトランスミッション（図示略）を介して駆動輪Ｗに伝達される。
また、燃料電池車両１の減速時に駆動輪Ｗ側から走行用モータ駆動部１１側に駆動力が伝達されると、走行用モータ駆動部１１は発電機として機能して、いわゆる回生制動力を発生して車体の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収するようにされている。
【００１０】
本実施の形態による車両用制御システム１０は、例えば、走行用モータ駆動部１１と、燃料電池１２と、反応ガス供給部１３と、蓄電装置１４と、配電部１５と、冷却部１６，１６と、ＥＣＵ１７とを備えて構成されている。
さらに、ＥＣＵ１７は、いわゆるサーバ装置をなす協調制御ＥＣＵ２１と、いわゆるクライアント装置をなす複数のサブシステム、例えば、モータ制御ＥＣＵ２２と、反応ガス供給制御ＥＣＵ２３と、配電制御ＥＣＵ２４と、セル電圧検出制御ＥＣＵ２５とを備えて構成されている。
【００１１】
走行用モータ駆動部１１は、例えば界磁として永久磁石を利用する永久磁石式の３相交流同期モータをなす走行用モータ（図示略）を備えて構成され、モータ制御ＥＣＵ２２から出力されるモータ制御量に基づいて、燃料電池１２及び蓄電装置１４から配電部１５を介して出力される直流電力を３相交流電力に変換して走行用モータへ供給する。
【００１２】
燃料電池１２は、例えば固体ポリマーイオン交換膜等からなる固体高分子電解質膜をアノードとカソードとで両側から挟み込んで形成されたセルに対し、複数のセルを積層して構成されたスタックからなり、燃料として水素ガスが供給される水素極と酸化剤として酸素を含む空気が供給される空気極とを備えている。そして、アノードで触媒反応により発生した水素イオンが、固体高分子電解質膜を通過してカソードまで移動して、カソードで酸素と電気化学反応を起こして発電するようになっている。
【００１３】
反応ガス供給部１３は、燃料電池１２の空気極に空気を供給する空気供給部（図示略）と、水素極に水素ガスを供給する水素供給部（図示略）とを備えて構成されている。
さらに、燃料電池１２の空気極側及び水素極側のそれぞれには、燃料電池１２から排出される各排出ガスつまり空気及び水素ガスを外部に排出するための排圧弁（図示略）が備えられ、さらに、燃料電池１２の空気極側には空気の圧力を検出する圧力計（図示略）が備えられ、燃料電池１２の水素極側には水素ガスの圧力を検出する圧力計（図示略）及び流量を検出する流量計（図示略）が備えられている。
そして、反応ガス供給制御ＥＣＵ２３は、例えば、各圧力計及び流量計にて検出される各検出値を受信して協調制御ＥＣＵ２１へ出力する。さらに、反応ガス供給制御ＥＣＵ２３は、協調制御ＥＣＵ２１から受信した反応ガス制御量、つまり反応ガスの流量及び圧力に応じて、空気を供給するためのエアーコンプレッサーの回転数や排圧弁の開閉動作等を指示する指令信号を出力する。
【００１４】
蓄電装置１４、例えば電気二重層コンデンサや電解コンデンサ等からなるキャパシタとされている。そして、燃料電池１２及び蓄電装置１４は電気的負荷である走行用モータ駆動部１１等に対して並列に接続されている。
配電部１５は、例えば高圧分配器等をなし、配電制御ＥＣＵ２４からの指令信号に基づいて、走行用モータ駆動部１１等の電気的負荷へ供給する電流値を制御する。
冷却部１６は、例えば走行用モータや燃料電池１２等を冷却する水循環系をなすものであって、冷却水を供給するウォータポンプ等を備えて構成されている。
【００１５】
ＥＣＵ１７は、ネットワーク５１を介して相互に接続された複数の各ＥＣＵ２１，…，２５を備えて構成されている。
サーバ装置をなす協調制御ＥＣＵ２１は、クライアント装置をなす複数のサブシステム、例えば、モータ制御ＥＣＵ２２と、反応ガス供給制御ＥＣＵ２３と、配電制御ＥＣＵ２４と、セル電圧検出制御ＥＣＵ２５との協調動作を制御している。
ここで、各サブシステムを構成する各ＥＣＵ２２，…，２５は、協調制御ＥＣＵ２１や制御対象との間で送受信する制御信号に対するＩ／Ｏ処理や、ネットワーク停止時等の異常時における退避処理や保護動作等の制御を行い、協調制御ＥＣＵ２１は、各ＥＣＵ２２，…，２５でのＩ／Ｏ処理により得られた制御信号に基づいて、各ＥＣＵ２２，…，２５を制御するための制御演算を行う。
【００１６】
例えば図２に示すように、協調制御ＥＣＵ２１は、ＭＰＵ６１と、通信コントローラ６２と、プログラム書込制御部６３とを備えて構成されている。
ＭＰＵ６１は、通信コントローラ６２を介して複数のサブシステムをなす各ＥＣＵ２２，…，２５からＩ／Ｏ処理後の各制御信号を受信して、これらの制御信号に基づいて各ＥＣＵ２２，…，２５を協調動作させるための制御演算を行う。
さらに、ＭＰＵ６１は通信コントローラ６２に接続されたネットワーク５１での通信が正常か否かを判定すると共に通信トラフィックを検出して、これらの判定結果及び検出結果に基づいて、後述するように通信経路の切替制御を行う。
また、プログラム書込制御部６３は、例えば各ＥＣＵ２２，…，２５の協調動作の内容等が変更となって、適宜のプログラム書込装置６５が外部からＭＰＵ６１の演算内容を変更する際の書込動作を制御する。
【００１７】
例えば図３に示すように、複数のサブシステムをなす各ＥＣＵ２２，…，２５は、ＭＰＵ７１と、通信コントローラ７２と、プログラム書込制御部７３と、入力回路７４と、出力回路７５とを備えて構成されている。
ＭＰＵ７１は、入力回路７４を介して外部のセンサ・スイッチ７６等から受信した信号や、通信コントローラ７２を介して協調制御ＥＣＵ２１から受信した制御信号に対して、所定の変換処理等からなるＩ／Ｏ処理を行う。そして、入力回路７４からの信号は通信コントローラ７２を介して協調制御ＥＣＵ２１へ送信し、協調制御ＥＣＵ２１からの制御信号は出力回路７５を介してアクチェータ７７へ出力する。
さらに、ＭＰＵ７１は、反応ガス供給部１３等の制御対象の退避動作や燃料電池１２の保護動作等を単独で制御しており、例えばネットワーク５１の停止時等の異常発生時に制御信号をアクチェータ７７へ出力する。
なお、プログラム書込制御部７３は、例えばＭＰＵ７１におけるＩ／Ｏ処理等の処理内容が変更される際の書込動作を制御する。
【００１８】
さらに、例えば図４に示すように、協調制御ＥＣＵ２１の通信コントローラ６２は、冗長系をなす複数（例えば、３つ）の協調制御側通信ポート２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃを備えている。
そして、モータ制御ＥＣＵ２２の通信コントローラ７２は、冗長系をなす複数（例えば、２つ）の通信ポート２２Ａ，２２Ｂを備えている。
また、反応ガス供給制御ＥＣＵ２３の通信コントローラ７２には、冗長系をなす複数（例えば、２つ）の通信ポート２３Ａ，２３Ｂを備えている。
また、配電制御ＥＣＵ２４の通信コントローラ７２には、冗長系をなす複数（例えば、２つ）の通信ポート２４Ｂ，２４Ｃを備えている。
また、セル電圧検出制御ＥＣＵ２５の通信コントローラ７２には、冗長系をなす複数（例えば、２つ）の通信ポート２５Ａ，２５Ｃを備えている。
【００１９】
そして、例えば、協調制御ＥＣＵ２１に接続された第一の協調制御側通信ポート２１Ａには、モータ制御ＥＣＵ２２の一方の通信ポート２２Ａと、反応ガス供給制御ＥＣＵ２３の一方の通信ポート２３Ａとが、通信路８１Ｍを介して接続され、さらに、セル電圧検出制御ＥＣＵ２５の他方の通信ポート２５Ａが通信路８１Ｓを介して接続されている。
【００２０】
さらに、協調制御ＥＣＵ２１の第二の協調制御側通信ポート２１Ｂには、通信路８２Ｍを介して配電制御ＥＣＵ２４の一方の通信ポート２４Ｂが接続され、さらに、モータ制御ＥＣＵ２２の他方の通信ポート２２Ｂと、反応ガス供給制御ＥＣＵ２３の他方の通信ポート２３Ｂとが、通信路８２Ｓを介して接続されている。
【００２１】
さらに、協調制御ＥＣＵ２１の第三の協調制御側通信ポート２１Ｃには、セル電圧検出制御ＥＣＵ２５の一方の通信ポート２５Ｃが通信路８３Ｍを介して接続され、配電制御ＥＣＵ２４の他方の通信ポート２４Ｃが通信路８３Ｓを介して接続されている。
【００２２】
以下に、協調制御ＥＣＵ２１と、複数のサブシステムを構成する各ＥＣＵ２２，…，２５の機能について説明する。
モータ制御ＥＣＵ２２は、協調制御ＥＣＵ２１から受信したモータ制御量、例えば要求トルク値等に基づいて所定の制御マップを参照して、例えばＵ相及びＶ相及びＷ相に対する各交流電圧指令値を出力する。そして、これらの各電圧指令値に応じたＵ相電流及びＶ相電流及びＷ相電流を走行用モータの各相へ供給する。
【００２３】
反応ガス供給制御ＥＣＵ２３は、協調制御ＥＣＵ２１から受信した反応ガス制御量、例えば燃料電池１２に供給される反応ガスつまり水素ガス及び空気の流量及び圧力に基づいて所定の制御マップを参照し、例えば空気を供給するエアーコンプレッサーの回転速度や、例えばステッピングモータ等により調整可能な排圧弁の弁開度等を制御する。
【００２４】
配電制御ＥＣＵ２４は、例えば燃料電池１２から出力される出力電流及び出力電圧の信号や、蓄電装置１４から出力される出力電流及び端子間電圧及び温度の信号等に、所定のＩ／Ｏ処理を施して協調制御ＥＣＵ２１へ送信すると共に、協調制御ＥＣＵ２１から受信した配電制御信号、例えば高圧分配器等の動作を指示する制御信号に基づいて電力供給の切替制御を行う。
【００２５】
セル電圧検出制御ＥＣＵ２５は、燃料電池１２を構成する複数のセルの電圧値をモニタしており、例えば複数のセルに対して検出した電圧値の平均値や偏差、最大値や最小値等を算出して協調制御ＥＣＵ２１へ送信する。
【００２６】
本実施の形態による車両用制御システム１０は上記構成を備えており、次に、この車両用制御システム１０の動作について説明する。
なお、表１にはネットワーク５１の正常時と障害発生時とのそれぞれにおいて選択される通信経路及び送受信されるデータの一例を示した。
【００２７】
【表１】

【００２８】
すなわち、図４および表１に示すように、ネットワーク５１の正常時においては、例えば協調制御ＥＣＵ２１の第一の協調制御側通信ポート２１Ａは、通信路８１Ｍを介してモータ制御ＥＣＵ２２の一方の通信ポート２２Ａと、反応ガス供給制御ＥＣＵ２３の一方の通信ポート２３Ａとの間で第一のデータ８０ａを送受信している。
さらに、協調制御ＥＣＵ２１の第二の協調制御側通信ポート２１Ｂは、通信路８２Ｍを介して配電制御ＥＣＵ２４の一方の通信ポート２４Ｂとの間で第二のデータ８０ｂを送受信しており、協調制御ＥＣＵ２１の第三の協調制御側通信ポート２１Ｃは、通信路８３Ｍを介してセル電圧検出制御ＥＣＵ２５の一方の通信ポート２５Ｃとの間で第三のデータ８０ｃを送受信している。
この場合、各通信路８１Ｍ（８１Ｓ），８２Ｍ（８２Ｓ），８３Ｍ（８３Ｓ）の通信トラフィックは、例えば各３０％とされている。
【００２９】
ここで、例えば通信路８１Ｍに障害が発生した場合には、先ず、通信路８１Ｍを介して送受信していたデータ８０ａを、通信路８２Ｓを介して送受信するように設定する。
そして、通信路８２Ｍを介して送受信していたデータ８０ｂのうちの所定量（例えば、１／２）を通信路８３Ｓを介して送受信する。
すなわち、協調制御ＥＣＵ２１の第二の協調制御側通信ポート２１Ｂは、通信路８２Ｓを介してモータ制御ＥＣＵ２２の通信ポート２２Ｂと、反応ガス供給制御ＥＣＵ２３の他方の通信ポート２３Ｂとの間で第一のデータ８０ａを送受信すると共に、通信路８２Ｍを介して配電制御ＥＣＵ２４の一方の通信ポート２４Ｂとの間で、分割された第二のデータ８０ｂの一方を送受信する。
さらに、協調制御ＥＣＵ２１の第三の協調制御側通信ポート２１Ｃは、通信路８３Ｍを介してセル電圧検出制御ＥＣＵ２５の一方の通信ポート２５Ｃとの間で第三のデータ８０ｃを送受信すると共に、通信路８３Ｓを介して配電制御ＥＣＵ２４の他方の通信ポート２４Ｃとの間で、分割された第二のデータ８０ｂの他方を送受信する。
これにより、各通信路８２Ｍ（８２Ｓ），８３Ｍ（８３Ｓ）の通信トラフィックは、各４５％となる。
【００３０】
上述したように、本実施の形態による車両用制御システム１０によれば、通信制御ＥＣＵ２１に接続された３つの協調制御側通信ポート２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃのうちの何れか２つの協調制御側通信ポートに対して、複数のＥＣＵ２２，…，２５のそれぞれに接続された各２つの通信ポート２２Ａ，２２Ｂ及び通信ポート２３Ａ，２３Ｂ及び通信ポート２４Ｂ，２４Ｃ及び通信ポート２５Ａ，２５Ｃが接続されていることにより、何れかの協調制御側通信ポート２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃに障害が発生した場合であっても、他の正常な協調制御側通信ポート２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃによって各ＥＣＵ２２，…，２５との間でデータの送受信を行うことができる。これにより、例えばネットワーク５１の正常時には使用されずに、異常時のみに使用されるような複数の通信ポート、バスを設ける必要は生じず、例えば通信制御ＥＣＵ２１に、複数のＥＣＵ２２，…，２５の各通信ポート２２Ａ，…，２５Ｃと一対一で対応する複数の通信ポート及び通信経路を設ける場合に比べて、必要とされるバスの設置数を低減することができ、車両用制御システム１０を構築する際に要する費用を削減することが可能となる。
しかも、異常が発生した通信系から正常な通信系へとデータの通信経路を振り替える際に、例えば正常な通信系同士の間においてもデータの割り振り量を調整して、各通信系での通信トラフィックが平滑化されるように設定することで、例えば特定の通信系での通信トラフィックが過剰に増大してデータの伝送遅れ等が発生してしまうことを防止することができる。
【００３１】
なお、本実施の形態においては、第一のデータ８０ａの通信経路を、異常が発生した通信系８１から正常な通信系８２又は８３へと振り替える際に、正常な通信系８２，８３において通信トラフィックが平滑化するように設定したが、これに限定されず、例えば各通信系８２，８３において通信トラフィックにアンバランスが生じるように設定したり、例えば何れかの通信系における通信トラフィックが増大するように設定しても良い。要するに、異常が発生した通信系から正常な通信系へとデータの通信経路を振り替える際に、通信トラフィックが過剰に増大して伝送遅れ等が所定の許容範囲を超えないように設定すれば良い。なお、各通信系８１，８２，８３における通信トラフィックの調整は、例えば予め設定された所定の割り振り率を参照しても良いし、例えば現時点での通信トラフィックを検出して、所定の閾値を超えないように配分しても良い。
【００３２】
また、本実施の形態においては、協調制御ＥＣＵ２１の通信コントローラ６２には、３つの協調制御側通信ポート２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃが接続されるとしたが、これに限定されず、４つ以上の協調制御側通信ポートが接続されても良いし、例えば図５に示す本実施形態の変形例に係る車両用制御システム９０のように、２つの協調制御側通信ポート２１Ａ，２１Ｂが接続されても良い。
図５に示す本実施形態の変形例に係る車両用制御システム９０では、協調制御ＥＣＵ２１の通信コントローラ６２には、冗長系をなす２つの協調制御側通信ポート２１Ａ，２１Ｂが接続されている。
そして、サブシステムをなす複数（例えば、２つ）の第一および第二ＥＣＵ９１，９２の各通信コントローラ７２には、冗長系をなす複数（例えば、各２つ）の通信ポート９１Ａ，９１Ｂおよび通信ポート９２Ａ，９２Ｂがそれぞれ接続されている。
【００３３】
そして、例えば、通信系９３において、協調制御ＥＣＵ２１の第一の協調制御側通信ポート２１Ａには、第一ＥＣＵ９１の一方の通信ポート９１Ａが通信路９３Ｍを介して接続され、第二ＥＣＵ９２の一方の通信ポート９２Ａが通信路９３Ｓを介して接続されている。
さらに、通信系９４において、協調制御ＥＣＵ２１の第二の協調制御側通信ポート２１Ｂには、第二ＥＣＵ９２の他方の通信ポート９２Ｂが通信路９４Ｍを介して接続され、第一ＥＣＵ９１の他方の通信ポート９１Ｂが通信路９４Ｓを介して接続されている。
【００３４】
なお、表２にはネットワーク５１の正常時と障害発生時とのそれぞれにおいて選択される通信経路及び送受信されるデータの一覧を示した。
【００３５】
【表２】

【００３６】
すなわち、図５および表２に示すように、ネットワーク５１の正常時においては、例えば協調制御ＥＣＵ２１の第一の協調制御側通信ポート２１Ａは、通信路９３Ｍを介して第一ＥＣＵ９１の一方の通信ポート９１Ａとの間で第一のデータ９０ａを送受信している。
さらに、協調制御ＥＣＵ２１の第二の協調制御側通信ポート２１Ｂは、通信路９４Ｍを介して第二ＥＣＵ９１の他方の通信ポート９２Ｂとの間で第二のデータ９０ｂを送受信している。
【００３７】
ここで、例えば通信路９３Ｍに障害が発生した場合には、協調制御ＥＣＵ２１の第二の協調制御側通信ポート２１Ｂは、通信路９４Ｓを介して第一ＥＣＵ９１の他方の通信ポート９１Ｂとの間で第一のデータ９０ａを送受信すると共に、通信路９４Ｍを介して第二ＥＣＵ９２の他方の通信ポート９２Ｂとの間で第二のデータ９０ｂを送受信する。
一方、例えば通信路９４Ｍに障害が発生した場合には、協調制御ＥＣＵ２１の第一の協調制御側通信ポート２１Ａは、通信路９３Ｍを介して第一ＥＣＵ９１の一方の通信ポート９１Ａとの間で第一のデータ９０ａを送受信すると共に、通信路９３Ｓを介して第二ＥＣＵ９２の一方の通信ポート９２Ａとの間で第二のデータ９０ｂを送受信する。
【００３８】
すなわち、正常時には、別系統とされる２つの通信系９３，９４によって、それぞれ異なるデータ９０ａ，９０ｂを送受信して、何れかの通信系９３，９４に障害が発生した場合には、障害の発生していない何れかの通信系９３，９４によって、２つデータ９０ａ，９０ｂを送受信する。
【００３９】
なお、本実施の形態においては、車両用制御システム１０，９０は燃料電池車両１に搭載されるとしたが、これに限定されず、その他の車両、例えばハイブリッド車両等に搭載されても良い。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の車両用制御システムによれば、各制御装置において、いわば冗長系をなすようにして設けられた複数の通信ポートのそれぞれに対して、例えば一対一で対応するようにして複数の異なる協調制御側通信ポートを設ける場合に比べて、車両用制御システム全体の規模が増大したり、車両用制御システムを構築する際の費用が嵩むことを抑制することができる。
また、請求項１に記載の車両用制御システムによれば、例えば何れかの通信ポートにおける通信に障害が発生した場合であっても、障害が発生していない他の通信ポートを介してデータの送受信を行うことができ、ネットワークの正常時においては、複数の通信系を有効利用することができる。
しかも、障害が発生した通信系で送受信されていたデータを、正常な通信系に振り替えて送受信する場合であっても、特定の通信系の通信トラフィックが過剰に増大してしまうことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両用制御システムの構成図である。
【図２】協調制御ＥＣＵの機能ブロック図である。
【図３】複数のサブシステムをなす各ＥＣＵの機能ブロック図である。
【図４】協調制御ＥＣＵと各ＥＣＵとを接続するネットワークの通信経路を示す構成図である。
【図５】本実施形態の変形例に係る車両用制御システムの構成図である。
【符号の説明】
１０車両用制御システム
１１走行用モータ駆動部（制御対象）
１２燃料電池（制御対象）
１３反応ガス供給部（制御対象）
１４蓄電装置（制御対象）
１５配電部（制御対象）
１６冷却部（制御対象）
２１協調制御ＥＣＵ（協調制御装置）
２１Ａ，２１Ｂ、２１Ｃ協調制御側通信ポート
２２Ａ，２２Ｂ通信ポート
２３Ａ，２３Ｂ通信ポート
２４Ｂ，２４Ｃ通信ポート
２５Ａ，２５Ｃ通信ポート
２２モータ制御ＥＣＵ（制御装置）
２３反応ガス供給制御ＥＣＵ（制御装置）
２４配電制御ＥＣＵ（制御装置）
２５セル電圧検出制御ＥＣＵ（制御装置）
５１ネットワーク（通信線）
６２通信コントローラ（データ送受信手段）
６１ＭＰＵ（判定手段、データ分割手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle control system in which a plurality of control devices are connected to each other to perform a cooperative operation.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 7-7504, an in-vehicle LAN in which a plurality of electronic control devices mounted on a vehicle are connected to each other is known.
In this in-vehicle LAN, a plurality of electronic control units (ECUs) send sensor data to one control calculation communication unit, and the control calculation communication unit performs calculation based on the received data and controls each electronic control unit. A so-called server / client-related network for returning signals is formed.
In such an in-vehicle LAN, when a failure occurs in a network connecting a control arithmetic communication unit and a plurality of electronic control devices, there is a possibility that a chain failure or breakage may occur in the entire system. For this reason, there is known a method of providing a redundant system for ensuring a function equivalent to that in a normal state even when a failure occurs by multiplexing networks.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the in-vehicle LAN according to the above-described prior art, the redundant system is formed by duplicating the network system of the normal system that is used during normal operation, and is used after being switched from the normal system in which a failure has occurred. The That is, when the normal network is normal, the redundant network is not used for data transmission / reception, and when a failure occurs, the same data as the data transmitted / received on the normal network is stored. It is sent and received over a redundant network.
Therefore, when the normal network is normal, there arises a problem that the redundant network cannot be effectively used. Moreover, since the redundant network is formed by simply duplicating the normal network configuration, the overall size of the vehicle control system increases, and the cost for constructing the vehicle control system increases. Problems arise.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a vehicle control system capable of effectively using a redundant system even when the network is normal when the network is multiplexed. And
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems and achieve the object, a vehicle control system according to the present invention includes a control object (for example, a traveling motor drive unit 11, a fuel cell 12, and a reaction gas supply unit in the present embodiment described later). 13, a power storage device 14, a power distribution unit 15, and

cooling units

16 and 16, a control device that forms a plurality of subsystems (for example, a motor control ECU 22, a reactive gas supply control ECU 23, a power distribution control in this embodiment described later) ECU 24, cell voltage detection control ECU 25) and a cooperative control device (for example, cooperative control ECU 21 in the present embodiment described later) for cooperatively operating the plurality of control devices are connected to a communication line (for example, this embodiment described later). The network control system is connected to each other via a network 51), and the cooperative control device includes a plurality of different cooperative control side communication ports (for example, Data transmission / reception means (for example, data transmission / reception means for transmitting / receiving data between the cooperative control

side communication ports

21A, 21B, 21C) in the present embodiment described later and the plurality of control devices via the cooperative control side communication port (for example, A communication controller 62 in the present embodiment to be described later, and determination means (for example, an MPU 61 in the present embodiment to be described later) for determining whether or not an abnormality has occurred in the data transmission / reception. Is a plurality of communication ports connected to at least two or more of the plurality of cooperative control side communication ports (for example,

communication ports

22A and 22B and

communication ports

23A and 23B and communication in this embodiment to be described later). Ports 24B and 24C and communication ports 25A and 25C), and the data transmission / reception means of the cooperative control device is determined by the determination means. Depending on the result, the data that is different for each of the plurality of communication ports of the control device is transmitted or received, or the data that has been transmitted and received at the communication port in which the abnormality has occurred, the abnormality has not occurred Transmission / reception is performed in any one of the communication ports.
[0005]
According to the vehicle control system configured as described above, each control device forming a plurality of subsystems includes at least two or more different communication ports connected to the cooperative control device. Since it is possible to send and receive multiple data, for example, even when a communication failure occurs in any communication port, data is sent and received via another communication port in which no failure has occurred be able to.
Moreover, each cooperative control side communication port connected to each of the plurality of communication ports of each control device is supposed to form a separate communication system, and when the network is normal, each cooperative control side communication port By setting to transmit and receive different data for each port, a plurality of communication systems can be used effectively.
As a result, in each control device, for example, when providing a plurality of different cooperative control side communication ports so as to correspond one-to-one to each of a plurality of communication ports provided so as to form a redundant system. In comparison, it is possible to suppress an increase in the scale of the entire vehicle control system and an increase in cost when constructing the vehicle control system.
[0006]
Furthermore, the vehicle control system of the present invention described in claim 1 is a control object (for example, a traveling motor drive unit 11, a fuel cell 12, a reactive gas supply unit 13, a power storage device 14, A control device (for example, a motor control ECU 22, a reaction gas supply control ECU 23, a power distribution control ECU 24, a cell voltage detection control in the present embodiment described later) that forms a plurality of subsystems connected to the power distribution unit 15 and the cooling units 16 and 16). ECU 25) and a cooperative control device (for example, cooperative control ECU 21 in the present embodiment described later) for operating the plurality of control devices in a coordinated manner via a communication line (for example, network 51 in the present embodiment described later). And the cooperative control device includes a plurality of different cooperative control side communication ports (for example, this embodiment described later). Data transmission / reception means (for example, in this embodiment to be described later) for transmitting / receiving data to / from the plurality of control devices via the cooperative control

side communication port

21A, 21B, 21C) Communication controller 62), determination means for determining whether or not an abnormality has occurred in the transmission / reception of the data (for example, MPU 61 in the present embodiment described later), and the data is divided according to the determination result by the determination means And a data dividing means for generating a plurality of divided data (for example, the MPU 61 also serves in the present embodiment described later), and each of the plurality of control devices includes at least one of the plurality of cooperative control side communication ports. A plurality of communication ports connected to two or more (for example,

communication ports

22A and 22B and

communication ports

23A and 23B in this embodiment described later) Fine communication port 24B, 24C and a communication port 25A, 25C) wherein the data communication means of the cooperative control system, in accordance with the determination result by the determining means, when the abnormality has not occurred, the control device When the abnormality occurs, the different data is transmitted / received for each of the plurality of communication ports, and the plurality of divided data is distributed and transmitted / received in the plurality of communication ports where the abnormality does not occur, and the cooperative control device A plurality of control devices of different combinations are connected to each of at least three or more communication paths connected to the network, and an abnormality occurs in the first communication path (for example, the communication system 81 in this embodiment described later). In this case, when the abnormality does not occur, the first data transmitted / received using the first communication path (for example, this embodiment described later) In the state, the data 80a) is transmitted / received using a second communication path (for example, the communication system 82 in the present embodiment described later) that can be connected to the control device from which the first data was transmitted / received, and the abnormality The second data (for example, data 80b in the present embodiment to be described later) that has been transmitted and received using the second communication path when no occurrence occurs is divided, and a part of the divided second data is divided A third communication path (for example, in this embodiment to be described later) that can be connected to the control apparatus in which third data (for example, data 80c in the present embodiment to be described later) was transmitted and received when the abnormality did not occur. The communication system 83) is used for transmission / reception .
[0007]
According to the vehicle control system having the above-described configuration, for example, even when a communication failure occurs in any communication port, data can be transmitted / received via another communication port in which no failure has occurred. In addition, when the network is normal, a plurality of communication systems can be used effectively by setting so that different data is transmitted and received for each cooperative control side communication port.
In addition, the data transmitted / received at the communication port in which the failure has occurred can be appropriately divided, and the data transmitted / received in the communication port in which the failure has not occurred can be appropriately divided. For this reason, even when a failure occurs in data transmission / reception in an appropriate communication port, for example, data is distributed and transmitted / received so that communication traffic in a plurality of normal communication systems is smoothed. It is possible to distribute and transmit / receive data so that communication traffic in a normal communication system becomes a value within a predetermined range.
This prevents, for example, excessive increase in communication traffic of a specific communication system, even when data transmitted / received in a communication system in which a failure has occurred is transferred to a normal communication system and transmitted / received. can do.
Furthermore, in the vehicle control system according to the second aspect of the present invention, when an abnormality occurs in any one of the plurality of communication paths, the cooperative control device includes a plurality of other the abnormality that has not occurred. The data is divided so that traffic on the communication path is substantially equal.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a vehicle control system of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a vehicle control system 10 according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a functional block diagram of a cooperative control ECU 21, and FIG. 3 shows ECUs 22,. FIG. 4 is a block diagram showing a communication path of a network 51 that connects the cooperative control ECU 21 and each ECU 22,...
[0009]
The fuel cell vehicle 1 provided with the vehicle control system 10 according to the present embodiment includes, for example, a fuel cell 12, a reactive gas supply unit 13, and a power storage device 14 as power supply devices that supply power to the traveling motor drive unit 11. The driving power of the traveling motor drive unit 11 to which electric power is supplied from these power supply devices via the power distribution unit 15 is a transmission composed of an automatic transmission or a manual transmission ( (Not shown) is transmitted to the drive wheel W.
Further, when the driving force is transmitted from the driving wheel W side to the traveling motor driving unit 11 side during deceleration of the fuel cell vehicle 1, the traveling motor driving unit 11 functions as a generator and generates a so-called regenerative braking force. The kinetic energy of the car body is recovered as electric energy.
[0010]
The vehicle control system 10 according to the present embodiment includes, for example, a traveling motor drive unit 11, a fuel cell 12, a reactive gas supply unit 13, a power storage device 14, a power distribution unit 15, and

cooling units

16 and 16. The ECU 17 is provided.
Further, the ECU 17 includes a cooperative control ECU 21 that forms a so-called server device, and a plurality of subsystems that form a so-called client device, such as a motor control ECU 22, a reactive gas supply control ECU 23, a power distribution control ECU 24, and a cell voltage detection control ECU 25. It is configured with.
[0011]
The traveling motor drive unit 11 includes a traveling motor (not shown) that forms a permanent magnet type three-phase AC synchronous motor that uses a permanent magnet as a field, for example, and is configured to perform motor control output from the motor control ECU 22. Based on the quantity, DC power output from the fuel cell 12 and the power storage device 14 via the power distribution unit 15 is converted into three-phase AC power and supplied to the traveling motor.
[0012]
The fuel cell 12 is composed of a stack formed by laminating a plurality of cells with respect to a cell formed by sandwiching a solid polymer electrolyte membrane made of, for example, a solid polymer ion exchange membrane between the anode and the cathode from both sides, A hydrogen electrode supplied with hydrogen gas as a fuel and an air electrode supplied with air containing oxygen as an oxidant are provided. Then, hydrogen ions generated by the catalytic reaction at the anode pass through the solid polymer electrolyte membrane and move to the cathode, causing an electrochemical reaction with oxygen at the cathode to generate electric power.
[0013]
The reactive gas supply unit 13 includes an air supply unit (not shown) that supplies air to the air electrode of the fuel cell 12 and a hydrogen supply unit (not shown) that supplies hydrogen gas to the hydrogen electrode. .
Further, each of the air electrode side and the hydrogen electrode side of the fuel cell 12 is provided with a discharge pressure valve (not shown) for discharging each exhaust gas discharged from the fuel cell 12, that is, air and hydrogen gas, to the outside. Further, a pressure gauge (not shown) for detecting the pressure of air is provided on the air electrode side of the fuel cell 12, and a pressure gauge (not shown) for detecting the pressure of hydrogen gas is provided on the hydrogen electrode side of the fuel cell 12. A flow meter (not shown) for detecting the flow rate is provided.
Then, for example, the reaction gas supply control ECU 23 receives each detection value detected by each pressure gauge and flow meter and outputs it to the cooperative control ECU 21. Further, the reaction gas supply control ECU 23 controls the number of revolutions of the air compressor for supplying air, the opening / closing operation of the exhaust pressure valve, etc. according to the reaction gas control amount received from the cooperative control ECU 21, that is, the flow rate and pressure of the reaction gas. The command signal to instruct is output.
[0014]
The power storage device 14 is, for example, a capacitor composed of an electric double layer capacitor, an electrolytic capacitor, or the like. The fuel cell 12 and the power storage device 14 are connected in parallel to the traveling motor drive unit 11 that is an electrical load.
The power distribution unit 15 is, for example, a high-voltage distributor, and controls a current value supplied to an electrical load such as the travel motor drive unit 11 based on a command signal from the power distribution control ECU 24.
The cooling unit 16 forms, for example, a water circulation system that cools the traveling motor, the fuel cell 12, and the like, and includes a water pump that supplies cooling water.
[0015]
The ECU 17 includes a plurality of ECUs 21,..., 25 connected to each other via a network 51.
The coordinated control ECU 21 constituting the server device controls the coordinated operations of a plurality of subsystems constituting the client device, for example, the motor control ECU 22, the reaction gas supply control ECU 23, the power distribution control ECU 24, and the cell voltage detection control ECU 25. Yes.
Here, each of the ECUs 22,..., 25 constituting each subsystem has an I / O process for a control signal transmitted / received to / from the cooperative control ECU 21 and the control target, and a save process and protection in case of an abnormality such as a network stop. The cooperative control ECU 21 performs control calculations for controlling the ECUs 22,..., 25 based on control signals obtained by the I / O processing in the ECUs 22,.
[0016]
For example, as shown in FIG. 2, the cooperative control ECU 21 includes an MPU 61, a communication controller 62, and a program write control unit 63.
The MPU 61 receives the control signals after the I / O processing from the ECUs 22,..., 25 constituting a plurality of subsystems via the communication controller 62, and sends the ECUs 22,. Performs control calculations for cooperative operation.
Further, the MPU 61 determines whether or not the communication on the network 51 connected to the communication controller 62 is normal and detects communication traffic. Based on the determination result and the detection result, the MPU 61 determines the communication path as described later. Perform switching control.
Further, the program writing control unit 63 writes when the contents of the cooperative operation of the ECUs 22,..., 25 are changed, and the appropriate program writing device 65 changes the calculation contents of the MPU 61 from the outside. Control the behavior.
[0017]
For example, as shown in FIG. 3, each of the ECUs 22,..., 25 constituting a plurality of subsystems includes an MPU 71, a communication controller 72, a program write control unit 73, an input circuit 74, and an output circuit 75. It is configured.
The MPU 71 performs I / O including predetermined conversion processing on a signal received from the external sensor switch 76 or the like via the input circuit 74 or a control signal received from the cooperative control ECU 21 via the communication controller 72. Process. A signal from the input circuit 74 is transmitted to the cooperative control ECU 21 via the communication controller 72, and a control signal from the cooperative control ECU 21 is output to the actuator 77 via the output circuit 75.
Further, the MPU 71 independently controls the control object retreat operation of the reaction gas supply unit 13 and the like and the protection operation of the fuel cell 12. For example, when an abnormality occurs such as when the network 51 is stopped, a control signal is sent to the actuator 77. Output.
The program writing control unit 73 controls a writing operation when processing contents such as I / O processing in the MPU 71 are changed, for example.
[0018]
Further, for example, as shown in FIG. 4, the communication controller 62 of the cooperative control ECU 21 includes a plurality (for example, three) of cooperative control

side communication ports

21A, 21B, and 21C forming a redundant system.
The communication controller 72 of the motor control ECU 22 includes a plurality (for example, two) of

communication ports

22A and 22B forming a redundant system.
In addition, the communication controller 72 of the reaction gas supply control ECU 23 includes a plurality of (for example, two)

communication ports

23A and 23B forming a redundant system.
Further, the communication controller 72 of the power distribution control ECU 24 includes a plurality of (for example, two) communication ports 24B and 24C forming a redundant system.
The communication controller 72 of the cell voltage detection control ECU 25 includes a plurality of (for example, two) communication ports 25A and 25C forming a redundant system.
[0019]
For example, the first cooperative control side communication port 21A connected to the cooperative control ECU 21 includes one communication port 22A of the motor control ECU 22 and one communication port 23A of the reaction gas supply control ECU 23. The other communication port 25A of the cell voltage detection control ECU 25 is connected via the communication path 81S.
[0020]
Furthermore, one communication port 24B of the power distribution control ECU 24 is connected to the second cooperative control side communication port 21B of the cooperative control ECU 21 via the communication path 82M, and further, the other communication port 22B of the motor control ECU 22; The other communication port 23B of the reaction gas supply control ECU 23 is connected via a communication path 82S.
[0021]
Furthermore, one communication port 25C of the cell voltage detection control ECU 25 is connected to the third cooperative control side communication port 21C of the cooperative control ECU 21 via a communication path 83M, and the other communication port 24C of the power distribution control ECU 24 communicates. It is connected via a path 83S.
[0022]
Hereinafter, functions of the cooperative control ECU 21 and the ECUs 22,..., 25 constituting a plurality of subsystems will be described.
The motor control ECU 22 refers to a predetermined control map based on the motor control amount received from the cooperative control ECU 21, for example, the required torque value, and outputs each AC voltage command value for the U phase, the V phase, and the W phase, for example. . Then, a U-phase current, a V-phase current, and a W-phase current corresponding to each voltage command value are supplied to each phase of the traveling motor.
[0023]
The reaction gas supply control ECU 23 refers to a predetermined control map based on the reaction gas control amount received from the cooperative control ECU 21, for example, the flow rate and pressure of the reaction gas supplied to the fuel cell 12, that is, hydrogen gas and air, for example, air The rotational speed of the air compressor that supplies the pressure, and the opening degree of the exhaust pressure valve that can be adjusted by, for example, a stepping motor are controlled.
[0024]
For example, the power distribution control ECU 24 performs predetermined I / O processing on the output current and output voltage signals output from the fuel cell 12, the output current and inter-terminal voltage and temperature signals output from the power storage device 14, and the like. The power supply switching control is performed based on a power distribution control signal received from the cooperative control ECU 21, for example, a control signal instructing an operation of the high voltage distributor or the like.
[0025]
The cell voltage detection control ECU 25 monitors the voltage values of a plurality of cells constituting the fuel cell 12, and calculates, for example, the average value, deviation, maximum value, minimum value, etc. of the detected voltage values for the plurality of cells. To the cooperative control ECU 21.
[0026]
The vehicle control system 10 according to the present embodiment has the above-described configuration. Next, the operation of the vehicle control system 10 will be described.
Table 1 shows an example of communication paths selected and data transmitted and received when the network 51 is normal and when a failure occurs.
[0027]
[Table 1]

[0028]
That is, as shown in FIG. 4 and Table 1, when the network 51 is normal, for example, the first cooperative control side communication port 21A of the cooperative control ECU 21 is one communication port of the motor control ECU 22 via the communication path 81M. The first data 80a is transmitted and received between 22A and one communication port 23A of the reactive gas supply control ECU 23.
Further, the second cooperative control side communication port 21B of the cooperative control ECU 21 transmits / receives the second data 80b to / from one communication port 24B of the power distribution control ECU 24 via the communication path 82M. The third cooperative control side communication port 21C transmits / receives the third data 80c to / from one communication port 25C of the cell voltage detection control ECU 25 via the communication path 83M.
In this case, the communication traffic of each of the communication paths 81M (81S), 82M (82S), and 83M (83S) is, for example, 30%.
[0029]
Here, for example, when a failure occurs in the communication path 81M, first, the data 80a transmitted / received via the communication path 81M is set to be transmitted / received via the communication path 82S.
Then, a predetermined amount (for example, 1/2) of the data 80b transmitted / received via the communication path 82M is transmitted / received via the communication path 83S.
That is, the second cooperative control side communication port 21B of the cooperative control ECU 21 is connected between the communication port 22B of the motor control ECU 22 and the other communication port 23B of the reaction gas supply control ECU 23 via the communication path 82S. While transmitting / receiving the data 80a, one of the divided second data 80b is transmitted / received to / from one communication port 24B of the power distribution control ECU 24 via the communication path 82M.
Furthermore, the third cooperative control side communication port 21C of the cooperative control ECU 21 transmits / receives the third data 80c to / from one communication port 25C of the cell voltage detection control ECU 25 via the communication path 83M. The other divided second data 80b is transmitted / received to / from the other communication port 24C of the power distribution control ECU 24 via 83S.
Thereby, the communication traffic of each of the communication paths 82M (82S) and 83M (83S) is 45%.
[0030]
As described above, according to the vehicle control system 10 of the present embodiment, any two of the three cooperative control

side communication ports

21A, 21B, and 21C connected to the communication control ECU 21 are provided. On the other hand, the two

communication ports

22A, 22B, the

communication ports

23A, 23B, the communication ports 24B, 24C and the communication ports 25A, 25C connected to each of the plurality of ECUs 22,. Even if a failure occurs in any of the cooperative control

side communication ports

21A, 21B, and 21C, the other normal cooperative control

side communication ports

21A, 21B, and 21C communicate with the ECUs 22,. Data can be sent and received. Thereby, for example, it is not necessary to provide a plurality of communication ports and buses that are not used when the network 51 is normal but are used only when there is an abnormality. For example, the communication control ECU 21 includes a plurality of ECUs 22,. Compared with the case where a plurality of communication ports and communication paths corresponding one-to-one with each communication port 22A,..., 25C are provided, the required number of installed buses can be reduced, and the vehicle control system 10 is constructed. It is possible to reduce the cost required to do this.
In addition, when switching the data communication path from the communication system in which the abnormality occurred to the normal communication system, for example, by adjusting the data allocation amount between the normal communication systems, the communication traffic in each communication system For example, it is possible to prevent communication traffic in a specific communication system from excessively increasing and causing a data transmission delay or the like.
[0031]
In the present embodiment, when the communication path of the first data 80a is transferred from the communication system 81 in which an abnormality has occurred to the normal communication system 82 or 83, the communication traffic in the normal communication systems 82 and 83. However, the present invention is not limited to this. For example, the communication traffic is set to be unbalanced in the communication systems 82 and 83, or the communication traffic in any one of the communication systems is increased. It may be set to. In short, when switching the data communication path from the communication system in which an abnormality has occurred to the normal communication system, the communication traffic may be excessively increased so that the transmission delay does not exceed a predetermined allowable range. The communication traffic in each communication system 81, 82, 83 may be adjusted by referring to a predetermined allocation rate set in advance, for example, or by detecting the current communication traffic and exceeding a predetermined threshold. You may distribute so that there is no.
[0032]
In the present embodiment, the communication controller 62 of the cooperative control ECU 21 is connected to the three cooperative control

side communication ports

21A, 21B, and 21C. The control-side communication port may be connected, or two cooperative control-

side communication ports

21A and 21B may be connected as in the vehicle control system 90 according to the modification of the present embodiment shown in FIG. .
In the vehicle control system 90 according to the modification of the present embodiment shown in FIG. 5, two cooperative control side communication ports 21 </ b> A and 21 </ b> B forming a redundant system are connected to the communication controller 62 of the cooperative control ECU 21.
The communication controllers 72 of the plurality of (for example, two) first and

second ECUs

91 and 92 that form the subsystem include a plurality of (for example, two each)

communication ports

91A and 91B and communication that form a redundant system.

Ports

92A and 92B are connected to each other.
[0033]
For example, in the communication system 93, one communication port 91A of the first ECU 91 is connected to the first cooperative control side communication port 21A of the cooperative control ECU 21 via the communication path 93M. The communication port 92A is connected via the communication path 93S.
Further, in the communication system 94, the other communication port 92B of the second ECU 92 is connected to the second cooperative control side communication port 21B of the cooperative control ECU 21 via the communication path 94M, and the other communication port of the first ECU 91 is connected. 91B is connected via a communication path 94S.
[0034]
Table 2 shows a list of communication paths selected and data transmitted and received when the network 51 is normal and when a failure occurs.
[0035]
[Table 2]

[0036]
That is, as shown in FIG. 5 and Table 2, when the network 51 is normal, for example, the first cooperative control side communication port 21A of the cooperative control ECU 21 is connected to one communication port of the first ECU 91 via the communication path 93M. The first data 90a is transmitted to and received from 91A.
Further, the second cooperative control side communication port 21B of the cooperative control ECU 21 transmits and receives second data 90b to and from the other communication port 92B of the second ECU 91 via the communication path 94M.
[0037]
Here, for example, when a failure occurs in the communication path 93M, the second cooperative control side communication port 21B of the cooperative control ECU 21 communicates with the other communication port 91B of the first ECU 91 via the communication path 94S. The first data 90a is transmitted / received, and the second data 90b is transmitted / received to / from the other communication port 92B of the second ECU 92 via the communication path 94M.
On the other hand, for example, when a failure occurs in the communication path 94M, the first cooperative control side communication port 21A of the cooperative control ECU 21 is connected to the first communication port 91A of the first ECU 91 via the communication path 93M. The first data 90a is transmitted / received, and the second data 90b is transmitted / received to / from one communication port 92A of the second ECU 92 via the communication path 93S.
[0038]
That is, when normal, two communication systems 93 and 94 that are separate systems transmit and receive

different data

90a and 90b, respectively, and a failure occurs in any one of the communication systems 93 and 94, a failure occurs. Two

data

90a and 90b are transmitted and received by any one of the communication systems 93 and 94 that are not.
[0039]
In the present embodiment, the

vehicle control systems

10 and 90 are mounted on the fuel cell vehicle 1. However, the present invention is not limited to this, and may be mounted on other vehicles such as hybrid vehicles.
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the vehicle control system of the present invention , in each control device, for example, one-to-one correspondence with each of a plurality of communication ports provided so as to form a redundant system. Thus, compared to the case where a plurality of different cooperative control side communication ports are provided, it is possible to suppress an increase in the scale of the entire vehicle control system and an increase in the cost for constructing the vehicle control system.
According to the vehicle control system according to claim 1, even when a communication failure in the example one of the communication port occurs, the data via the other communication port that did not fail Transmission and reception can be performed, and when a network is normal, a plurality of communication systems can be used effectively.
In addition, even when data transmitted / received in a communication system in which a failure has occurred is transferred to a normal communication system and transmitted / received, the communication traffic of a specific communication system is prevented from excessively increasing. Can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a vehicle control system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a functional block diagram of a cooperative control ECU.
FIG. 3 is a functional block diagram of each ECU forming a plurality of subsystems.
FIG. 4 is a configuration diagram showing a communication path of a network connecting a cooperative control ECU and each ECU.
FIG. 5 is a configuration diagram of a vehicle control system according to a modified example of the embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Vehicle control system 11 Traveling motor drive part (control object)
12 Fuel cell (control target)
13 Reaction gas supply unit (control target)
14 Power storage device (control target)
15 Power Distribution Unit (Controlled)
16 Cooling unit (control target)
21 Cooperative control ECU (cooperative control device)
21A, 21B, 21C Cooperation control

side communication port

22A,

22B Communication port

23A, 23B Communication port 24B, 24C Communication port 25A, 25C Communication port 22 Motor control ECU (control device)
23 Reaction gas supply control ECU (control device)
24 Distribution control ECU (control device)
25 Cell voltage detection control ECU (control device)
51 Network (communication line)
62 Communication controller (data transmission / reception means)
61 MPU (determination means, data division means)

Claims

A control system for a vehicle formed by connecting a control device forming a plurality of subsystems to which a control target is connected and a cooperative control device for cooperatively operating the plurality of control devices via a communication line,
The cooperative control device includes a plurality of different cooperative control side communication ports, data transmission / reception means for transmitting / receiving data to / from the plurality of control devices via the cooperative control side communication port, and abnormal data transmission / reception. Determining means for determining whether or not the data has occurred, and data dividing means for generating a plurality of divided data by dividing the data according to a determination result by the determining means ,
Each of the plurality of control devices includes a plurality of communication ports connected to at least two or more of the plurality of cooperative control side communication ports,
The data transmission / reception unit of the cooperative control device transmits / receives the different data for each of the plurality of communication ports of the control device when the abnormality does not occur according to the determination result by the determination unit , and the abnormality Occurs, the plurality of divided data is distributed and transmitted / received in the plurality of communication ports in which the abnormality does not occur ,
A plurality of control devices of different combinations are connected to each of at least three or more communication paths connected to the cooperative control apparatus, and the abnormality occurs when an abnormality occurs in the first communication path. Transmitting and receiving the first data that was transmitted and received using the first communication channel when not being transmitted using the second communication channel connectable to the control device that was transmitting and receiving the first data; The second data transmitted / received using the second communication path when the abnormality does not occur is divided, and a part of the divided second data is divided into the second data when the abnormality does not occur. 3. A vehicle control system , wherein 3 data is transmitted and received using a third communication path connectable to the control device from which data has been transmitted and received .

When the abnormality occurs in any of the plurality of communication paths, the cooperative control device divides the data so that traffic in the other plurality of communication paths in which no abnormality has occurred is substantially equal. The vehicle control system according to claim 1, wherein: