JP6080904B2 - 車両制御システム、受信制御装置および車両制御装置 - Google Patents
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Description
たとえば、ステアリング制御装置において、特許文献1には、車両に応じてパラメータを変更する技術が開示されている。
この特許文献1には、車両を特定する車両識別コード、および車両に搭載される制御機器を特定する車両制御装置識別コードなどを無線基地局に送信することにより、個々の車両に適したパラメータを受信するようにして、パラメータを変更できるようにすることが記載されている。
(1)高い負荷状態や、異常な制御状態にあるときなど、パラメータを変更すると、ステアリング制御装置やエンジン制御装置の動作が不定になることがある。このため、パラメータを適用する前に、本当にパラメータを適用してもよいかどうかを確認する必要がある。
一般に、ステアリングやエンジン等を制御する装置には高い機能安全基準が適用される。これらの制御装置のパラメータの変更は、受信制御装置の制御によって行われるが、上述のパラメータ適用の可否を受信制御装置に判断させるように構成すると、受信制御装置にも高い機能安全基準を持たせる必要があり、開発困難化の要因となる。
これを受信制御装置で制御するように構成すると、高い機能安全基準を持たせる必要があり、開発困難化の要因となる。
以下、本発明が対象とする典型的な車両制御システムの構成を図1を用いて説明する。
図1は、この発明の実施の形態1によるパラメータ変更システムを示す構成図である。
図1において、車両制御システムは、パラメータを配信するパラメータ配信サーバ10と、その配信経路であるインターネット20と、パラメータを受信する車両30とを備えている。
パラメータ配信サーバ10は、車両30に対して、所定のパラメータを配信する。典型的にはクラウドネットワーク上のデータセンタに存在するが、自動車メーカが独自に構成したり、販売店ごとに構成したり、自動車メーカとは関係がない第三者が構成することを妨げるものではない。
配信経路として用いるインターネット20は、例示として示しているものであり、専用無線ネットワーク、VPN(仮想プライベートネットワーク)等の利用を妨げるものではない。
モデム装置40は、パラメータ配信サーバ10がインターネット20を経由して配信するパラメータ変更情報80(図3参照)を受信する装置である。ここで、物理的な配信手段は限定しないが、たとえばLTE網、3G網、Wi−Fiスポット網等が利用できる。
受信制御装置50は、モデム装置40が受信したパラメータ変更情報80から、適用すべきパラメータ804(図4参照)を抽出し、各車両制御装置60に配信するための装置である。
車両制御装置60は、エンジン制御装置60aや、ステアリング制御装置60b、ブレーキ制御装置60c等、車内の各所に配置された車両を制御するための装置である。本発明はそれぞれの制御装置固有の機能性には影響なく利用可能であるので、今後、これらを一括して車両制御装置60として扱う。
車内ネットワーク70は、車両内にあり、各種制御装置を相互に接続するネットワークである。物理的な手段は限定しないが、たとえばCAN(Contoller Area Network)や車載イーサネット(登録商標)等が利用できる。
パラメータ変更情報受信手段501は、モデム装置40が受信したパラメータ変更情報80を一時的にパラメータ変更情報保存手段502に記録する。
パラメータ変更情報保存手段502は、パラメータ変更情報80を一時的に保存する。
パラメータ変更通知手段503は、パラメータ変更情報80に記載されたルールに従って、パラメータ804が変更されるべきであることを車両制御装置60に通知する。
パラメータ配信手段504は、パラメータ変更情報80から適用すべきパラメータ804を抽出し、この抽出したパラメータ804を車両制御装置60に送信する。
図2において、車両制御装置60は、次の各手段を有している。
更新可否判定手段601は、現在、車両制御装置60のパラメータが変更可能かどうかを判断する。
パラメータ適用手段602は、受信したパラメータ804を各種アクチュエータに適用する手段である。この適用は、アクチュエータの動作タイミング等の変更を通じてなされるが、もちろんそれに限定されるものではない。
パラメータ保存手段603は、受信したパラメータ804を一時的に車両制御装置60内に保存する手段である。
図3は、この発明の実施の形態1によるパラメータ変更システムのパラメータ変更情報を示す図である。
図3において、パラメータ変更情報80は、パラメータ配信ルール801、パラメータテーブル802および削除ルール803を有する。
パラメータ配信ルール801は、パラメータテーブル802上のどのパラメータをどのタイミングで車両制御装置60に配信するかを決定するための規則である。
パラメータテーブル802は、一旦、パラメータ変更情報保存手段502に保存されて、パラメータ配信ルール801によって指定可能なパラメータ804を一つ以上含んでいるテーブルであり、テーブル中のパラメータ804は、パラメータ配信ルール801の指定により、車両制御装置60に送信される。
削除ルール803は、パラメータ変更情報80をパラメータ変更情報保存手段502からいつ削除するかを決定するための規則である。
図4において、パラメータ804は、車両制御装置60が制御するアクチュエータやセンサ等を制御するためのパラメータである。例としては、スパークプラグの点火タイミング、ヘッドライトの光量、ステアリングの“重さ”などを決定づけるパラメータであるが、これらに限定されるものではない。
たとえば図4に示すパラメータテーブル802には、「山道」「高速道路」「一般道」と名前が付けられたパラメータ804a〜804cが記載されている。パラメータ804は、車両制御装置60の制御を変更するパラメータであれば、単一の数値であっても複数の数値の組み合わせであってもよい。図4に例として示したパラメータテーブル802では、4種類のエンジン回転数に対してそれぞれ適用するパラメータが記載されている。
図7(a)は適用すべきパラメータを示す図、図7(b)は車両制御装置内のパラメータを示す図、図7(c)は送信する差分形式のパラメータメッセージを示す図である。
図7(a)と図7(b)との違いは、パラメータ番号2のパラメータ値であり、図7(c)では、この違いをパラメータ差分+1としている。図7(c)のパラメータ・ダイジェストとは、差分形式のメッセージを生成する際に前提としたパラメータのメッセージダイジェストを記載したものである。このメッセージダイジェストは、パラメータの検証に用いられる。メッセージダイジェストの計算方法には、たとえばSHA−256(Secure Hash Algorithm)などのハッシュ関数を用いる方法がある。
図8において、60、601〜603は図2におけるものと同一のものである。図8では、車両制御装置60に差分検証手段604を設け、この差分検証手段604は、パラメータメッセージが差分形式の場合に、パラメータ804を適用する前に、妥当なパラメータメッセージかどうかを検証する。
ステップ1:パラメータ変更情報の受信
まず、図5を用いて、受信制御装置50がパラメータ変更情報を受信する動作を説明する。
受信制御装置50は、パラメータ配信サーバ10から、パラメータ変更情報80を受信する(S101)。
パラメータ変更情報80は、動的に生成されてもよいし、どのようなタイミングで受信制御装置50に送られてもよい。
動的に生成する場合には、あらかじめ受信制御装置50から、VIN(車両識別番号)、GPS等により取得される現在位置、現在の車速、現在の制御状態、現在の乗車人員、および車両制御装置60による要求情報等を周期的に、あるいは随時、パラメータ配信サーバ10に送信しておく。パラメータ配信サーバ10は、これらの送信された情報に基づき、パラメータ変更情報80を動的に生成し、受信制御装置50に送信する。
配信するタイミングも、どのようなタイミングで有ってもよい。たとえば、7日ごとなど、定期的に配信するようにしてもよいし、あるいは送信された情報に基づき、最適なタイミングで送るようにしてもよい。
受信制御装置50は、受信したパラメータ変更情報80を、一旦、パラメータ変更情報保存手段502に蓄積しておく(S102)。
次に、図6を用いて、受信制御装置50がパラメータ変更通知の送信を判定する動作について説明する。
パラメータ変更通知手段503は、定期的に、パラメータ変更情報保存手段502に蓄積されたパラメータ変更情報80が、パラメータ配信ルール801を満たしているかどうかを判定する(S201)。
パラメータ配信ルール801には、たとえば以下のようなものを記載することが考えられるが、これに限定されるものではない。すなわち、たとえば「無条件」「車両状態が特定の条件を満たしたら」「車両制御装置から要求時」が記載される。
「車両状態が特定の条件を満たしたら」が指定された場合には、受信制御装置50は、定期的に車両状態(車内ネットワークで取得可能な、走行速度やブレーキ状態等の情報を含む)を判断し、条件を満たしていたらパラメータ804を配信する。
「車両制御装置から要求時」が指定された場合には、車両制御装置60から特定のメッセージが受信制御装置50に送信されたときにパラメータ804を配信する。このルールは、特に、以前になされたパラメータの変更を無効化したい場合に有効である。
S201で、パラメータ804を配信すべきと判定されたときは、パラメータ配信手段504により、車両制御装置60にパラメータ804の配信を行う(S202)。
S203で、パラメータ変更情報80を削除すべきと判定されたときには、パラメータ変更情報保存手段502からパラメータ変更情報80の削除を行う(S204)。
次に、図9を用いて、単一の車両制御装置60のパラメータを更新する際の動作について説明する。
受信制御装置50のパラメータ変更通知手段503が、パラメータ変更を通知すべきと判断した場合には、通知メッセージm101を車両制御装置60に配信する(S301)。
車両制御装置60は、パラメータがその時点で変更可能かどうか、更新可否判定手段601を用いて判定を行い、適用可能な場合には、要求メッセージm102を受信制御装置50に送信する(S302)。
受信制御装置50は、要求メッセージm102を受信すると、パラメータメッセージm103を車両制御装置60に配信する(S303)。
車両制御装置60は、パラメータメッセージm103を受信すると、パラメータ保存手段603に一時的にパラメータ804を格納し、パラメータ適用手段602により、パラメータ804を使って各種アクチュエータの制御を行う(S304)。
また、S304において、パラメータメッセージm103は、図7に示すような差分形式であってもよく、この場合は、S304において、パラメータを適用する前に、差分検証手段604によって妥当なパラメータメッセージm103かどうかを検証する。
差分形式のメッセージが前提としているパラメータ(例えば、前回送信したときのパラメータで、車両制御装置内のパラメータとみなし得る。)と、実際に車両制御装置60に含まれているパラメータが相違する場合、そのまま差分メッセージを適用すると危険な状況に陥ってしまう可能性がある。差分形式のメッセージに記載されたパラメータ・ダイジェストと、実際に車両制御装置60に含まれているパラメータから計算したメッセージダイジェストを比較することにより、誤って差分メッセージを適用してしまう危険性を減じることができる。
また、パラメータ配信ルール801を受信制御装置50で判断することにより、安全には直接影響しない諸条件を車両制御装置60側で判断する必要がなくなる。
また、パラメータを差分形式で配信することにより、パラメータの全部が車内ネットワークを流れることがなくなり、自動車メーカの知的財産権保護に貢献することができる。
図10は、この発明の実施の形態2による車両制御装置を示す構成図である。
図10において、60、601〜604は図8におけるものと同一のものである。図10では、車両制御装置60に同期メッセージ送受信手段605を設けている。同期メッセージ送受信手段605は、複数の車両制御装置のパラメータを同期して変更させる場合に、後述する同期メッセージm206、m207、m208、m209を送受信する。
ステップ3’:パラメータ変更通知の送信およびパラメータの適用
図11を用いて、複数の車両制御装置61、62のパラメータを同期させて更新する際の動作について説明する。
パラメータ変更通知手段503が、パラメータ変更を通知すべきと判断した場合には、通知メッセージm201を車両制御装置61と車両制御装置62とに配信する(S401)。
車両制御装置61は、更新可否判定手段601を用いて、当該パラメータがその時点で変更可能かどうかの判定を行い、適用可能で有る場合には、要求メッセージm202を受信制御装置50に送信する(S402)。
車両制御装置62は、更新可否判定手段601を用いて、当該パラメータがその時点で変更可能かどうかの判定を行い、適用可能で有る場合には、要求メッセージm203を受信制御装置50に送信する(S403)。
受信制御装置50は、要求メッセージm202、m203を受信すると、パラメータメッセージm204を、車両制御装置61と車両制御装置62に配信する(S404)。
この同期メッセージm206には、パラメータメッセージm204から計算されたメッセージダイジェストが記載されている。
同様に、車両制御装置62は、パラメータメッセージm204を受信すると、パラメータ保存手段603に一時的にパラメータを格納して、同期メッセージ送受信手段605を用い、同期メッセージm207を車両制御装置61に送信する(S406)。
同期メッセージm207にも同様に、パラメータメッセージm204から計算されたメッセージダイジェストが記載されている。
車両制御装置62の同期メッセージ送受信手段605は、同期メッセージm206を受信すると、そのメッセージに記載されるメッセージダイジェストに妥当性があるか判断し、妥当であったとき、さらに、同期メッセージm209を車両制御装置61に送信する(S408)。このメッセージにも、パラメータメッセージm204から計算されたメッセージダイジェストが記載されている。
ここで、規定の回数は、各車両制御装置61、62に期待される機能安全基準の高さによる。繰り返せば繰り返すほど、相互に矛盾がないことを保証できる。
S409で、規定の回数繰り返したあと、車両制御装置61では送信した同期メッセージm206、m208の数と、受信した同期メッセージm207、m209の数が一致したときに、パラメータ適用手段602により、パラメータを使って各種アクチュエータの制御を行う(S410)。
車両制御装置62も同様であるが、同期メッセージm206、m208と同期メッセージm207、m209の関係が逆になる(S411)。
また、複数の車両制御装置が、実際にパラメータ804を適用するかどうかは、車両制御装置60相互の判断によるため、受信制御装置50が判断する必要がない。したがって、受信制御装置50の機能安全基準を引き下げることができる。
この場合は、すべての他の車両制御装置に同期メッセージを送り、すべての他の車両制御装置から同期メッセージの返信があった場合に、次の同期メッセージを送信することになる。
50 受信制御装置、60 車両制御装置、61 車両制御装置、62 車両制御装置、
70 車内ネットワーク、80 パラメータ変更情報、
501 パラメータ変更情報受信手段、502 パラメータ変更情報保存手段、
503 パラメータ変更通知手段、504 パラメータ配信手段、
601 更新可否判定手段、602 パラメータ適用手段、
603 パラメータ保存手段、604 差分検証手段、
605 同期メッセージ送受信手段、
801 パラメータ配信ルール、802 パラメータテーブル、803 削除ルール、804 パラメータ
Claims (13)
- 車両に搭載され、制御パラメータに基づき、上記車両の制御を行う車両制御装置、
および上記車両に搭載され、パラメータ配信サーバから配信された制御パラメータを含むパラメータ変更情報を受信し、この受信した上記パラメータ変更情報のうちの制御パラメータを上記車両制御装置に配信する受信制御装置を備え、
上記受信制御装置は、
上記パラメータ配信サーバから配信されたパラメータ変更情報を一時保存するパラメータ変更情報保存手段と、
このパラメータ変更情報保存手段によって保存された上記パラメータ変更情報に含まれるパラメータ配信ルールに基づいて、当該制御パラメータの変更を上記車両制御装置に通知するパラメータ変更通知手段と、
このパラメータ変更通知手段によって変更が通知された制御パラメータを上記車両制御装置に配信するパラメータ配信手段とを有し、
上記車両制御装置は、
当該車両制御装置の制御状態に基づき、上記受信制御装置から配信された制御パラメータの更新可否を判定する更新可否判定手段と、
この更新可否判定手段により更新可と判定された上記制御パラメータを上記制御に適用するパラメータ適用手段とを有することを特徴とする車両制御システム。 - 上記更新可否判定手段は、上記パラメータ変更通知手段による上記制御パラメータの変更が通知された場合に当該制御パラメータの更新可否を判定し、更新可の場合に上記受信制御装置に当該制御パラメータの送信を要求し、上記パラメータ配信手段は、この要求を受けて当該制御パラメータを配信することを特徴とする請求項1記載の車両制御システム。
- 上記パラメータ配信手段は、上記パラメータ変更通知手段による上記制御パラメータの変更の通知と同期して、上記制御パラメータを上記車両制御装置に配信することを特徴とする請求項1記載の車両制御システム。
- 上記パラメータ配信手段は、上記配信する制御パラメータとして、当該制御パラメータと前回配信した制御パラメータとの差分を上記車両制御装置に配信し、
上記車両制御装置は、上記受信制御装置から配信される制御パラメータとして、当該制御パラメータと前回配信された制御パラメータとの差分が配信された場合に、当該車両制御装置の制御パラメータに基づいて、上記差分による制御パラメータの検証を行う差分検証手段を有することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項記載の車両制御システム。 - 上記車両には、複数台の上記車両制御装置が搭載され、
上記各車両制御装置は、
上記受信制御装置から配信される制御パラメータを受信した場合に、この制御パラメータから生成されたチェック用のメッセージダイジェストを含む同期メッセージを生成して、他の車両制御装置に送信するとともに、上記他の車両制御装置から受信した同期メッセージに含まれる上記メッセージダイジェストを検証する同期メッセージ送受信手段を有することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項記載の車両制御システム。 - 上記各車両制御装置は、上記同期メッセージ送受信手段による上記メッセージダイジェストの検証を行うつど、上記受信制御装置から配信された制御パラメータから新たに生成された上記メッセージダイジェストを含む上記同期メッセージを再送信するとともに、送受信した同期メッセージの数が所定数に達し、かつ送信した同期メッセージの数と受信した同期メッセージの数が同じである場合に、上記パラメータ適用手段により当該制御パラメータを上記制御に適用することを特徴とする請求項5記載の車両制御システム。
- 車両に搭載され、車両制御装置の制御パラメータの更新を制御する受信制御装置であって、
パラメータ配信サーバから配信された制御パラメータを含むパラメータ変更情報を一時保存するパラメータ変更情報保存手段、
このパラメータ変更情報保存手段によって保存された上記パラメータ変更情報に含まれるパラメータ配信ルールに基づいて、当該制御パラメータの変更を上記車両制御装置に通知するパラメータ変更通知手段、
およびこのパラメータ変更通知手段によって変更が通知された制御パラメータを上記車両制御装置に配信するパラメータ配信手段を備え、
上記パラメータ配信ルールは、上記制御パラメータを配信するタイミングを規定していることを特徴とする受信制御装置。 - 上記パラメータ配信手段は、上記パラメータ変更通知手段による上記制御パラメータの変更が通知され、これに対する上記車両制御装置からの当該制御パラメータの配信要求を待って、上記制御パラメータを上記車両制御装置に配信することを特徴とする請求項7記載の受信制御装置。
- 上記パラメータ配信手段は、上記パラメータ変更通知手段による上記制御パラメータの変更の通知と同期して、上記制御パラメータを上記車両制御装置に配信することを特徴とする請求項7記載の受信制御装置。
- 車両に搭載され、制御パラメータに基づき、上記車両の制御を行う車両制御装置であって、
上記車両制御装置の制御状態に基づき、パラメータ配信サーバから受信制御装置経由で配信された制御パラメータの更新可否を判定する更新可否判定手段、
およびこの更新可否判定手段により更新可と判定された上記制御パラメータを上記制御に適用するパラメータ適用手段を備えたことを特徴とする車両制御装置。 - 上記受信制御装置から配信される制御パラメータとして、当該制御パラメータと前回配信された制御パラメータとの差分が配信された場合に、上記車両制御装置の制御パラメータに基づいて、上記差分による制御パラメータの検証を行う差分検証手段を備えたことを特徴とする請求項10記載の車両制御装置。
- 上記受信制御装置から配信される制御パラメータは、上記前回配信された制御パラメータから生成されたチェック用のメッセージダイジェストを含み、
上記差分検証手段は、上記メッセージダイジェストと、上記車両制御装置の制御パラメータから生成したメッセージダイジェストとを比較することにより、上記差分による制御パラメータの検証を行うことを特徴とする請求項11記載の車両制御装置。 - 上記受信制御装置から配信される制御パラメータを受信した場合に、この制御パラメータから生成されたチェック用のメッセージダイジェストを含む同期メッセージを生成して、他の車両制御装置に送信するとともに、上記他の車両制御装置から受信した同期メッセージに含まれる上記メッセージダイジェストを検証する同期メッセージ送受信手段を備えたことを特徴とする請求項10から請求項12のいずれか一項記載の車両制御装置。
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