JP2000284808A - 車両制御通信システム - Google Patents

車両制御通信システム

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JP2000284808A JP11093535A JP9353599A JP2000284808A JP 2000284808 A JP2000284808 A JP 2000284808A JP 11093535 A JP11093535 A JP 11093535A JP 9353599 A JP9353599 A JP 9353599A JP 2000284808 A JP2000284808 A JP 2000284808A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両の高機能化に伴う制御モジュール数の増
大、高速化、制御モジュールの一部仕様変更、および制
御モジュール間の情報通信量が増大しても、少ない開発
労力と時間で柔軟かつ容易に対応でき、開発効率を向上
させること。 【解決手段】 ECI(エンジン制御)等の複数の制御
機能単位をI/O処理機能と演算制御機能とに分離し、
制御機能単位毎のI/O処理機能は各I/O処理ノード
31a〜31c,32a,32b,33a,33bによ
って構成され、演算制御機能は、関連性のある制御機能
単位をまとめた各車両制御グループ11〜13ごとに1
つの演算制御ノード21〜23として構成され、各車両
制御グループ11〜13内の情報送受信は、通信回線N
11〜N13を介して行われ、各車両制御グループ11
〜13間の情報送受信は通信回線N2を介して行われ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、車両に搭載され
た複数の機器に対する各制御を所定の複数の制御機能単
位に分割し、この複数の制御機能単位毎に、該制御機能
単位の制御に必要な状態情報を複数のセンサによって検
出し、この検出した状態情報および他の制御機能単位か
らの情報をもとに当該制御機能単位の制御対象である複
数のアクチュエータをそれぞれ駆動制御する際に用いる
車両制御通信システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、車両には複数の制御用プロセ
ッサが搭載され、各制御用プロセッサを用いて各種の車
両制御を行っていた。例えば、エンジンの制御には、エ
ンジン制御用プロセッサを用いて、エンジンの運転状況
に対応した燃料噴射量等を演算し、この演算結果をもと
にエンジンに対する燃料噴射制御を行っていた。また、
トランスミッション制御、ブレーキ制御、オートドライ
ブ制御等も、それぞれ対応する個々の制御用プロセッサ
が用いられて各制御が行われていた。
【0003】ところで、近年、車両制御に対する要求は
徐々に高度化しつつあり、各種の車両制御を各種制御用
プロセッサ自体で個々別々に制御することだけでは、こ
の高度な車両制御を行うことが困難であり、各種制御用
プロセッサ、すなわち各種制御モジュール間で情報を交
換し、この交換した情報をもとに統合的な車両制御を行
う必要がある。このため、例えば特開昭62−2378
95号公報に記載された車載通信装置では、各種制御モ
ジュール間をLAN等の通信手段を用いて接続して、車
両制御の通信システム化を行い、各種車両制御の統合的
な制御を行って高度な車両制御を実現している。
【0004】一方、各種制御モジュールは、センサを用
いて車両の状態を検出し、この検出した車両の状態をも
とに必要な場合は補正演算を施して、制御対象のアクチ
ュエータを駆動制御している。この各種制御モジュール
に入力されるセンサの数やアクチュエータの数は、高度
な制御に伴ってその数が増大するとともに、これまでに
ない車両制御機能を実現するために制御モジュールの数
も増大しつつある。この結果、高度な車両制御を実現す
るために上述した通信手段を用いて各種制御モジュール
間を単に接続すると、そのための通信回線数や通信処理
にかかる装置部分の構成が増大する。
【0005】このため、例えば特開平4−114203
号公報に記載された車両用電子制御システムでは、複数
の制御モジュールを統括する主制御モジュールを設け、
複数の制御モジュールと主制御モジュールとの間を通信
回線で接続し、主制御モジュールが複数の制御モジュー
ルを従属させた形態で集中的に管理、制御するようにし
ている。これにより、この車両用電子制御システムで
は、各種車両制御を統合的に制御することができ、高度
な車両制御を行うことができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
車両の開発に伴って、逐次、制御モジュールに対するセ
ンサやアクチュエータの一部仕様変更や演算処理の仕様
変更がなされる場合が多くなっており、この場合に、従
来の車両制御通信システムでは、制御モジュール単位で
システムを構築しているため、新たな制御モジュールを
設計し直す必要があり、開発効率の低下を招かざるを得
ないという問題点があった。
【0007】また、車種毎に、異なる制御モジュールの
組合せや、制御モジュールの用い方が異なる場合があ
り、この場合にも、車種毎に制御モジュールを設計し直
し必要があり、開発効率の低下を招かざるを得ないとい
う問題点があった。
【0008】さらに、近年の車両の高機能化に伴って、
各制御モジュール自体に要求される機能も増大し、高機
能化・高速処理化する傾向にあり、各制御モジュール自
体に高度な処理能力が要求されつつあり、しかも、車両
に搭載される制御モジュール数は増加する傾向であるこ
とから、制御モジュール間で授受される情報通信量も増
大しつつあり、LAN等の通信手段によって全ての制御
モジュールを接続する従来の通信形態では情報通信量の
増大に迅速に対応できず、主制御モジュールを用いて各
制御モジュールを従属させて各制御モジュール間相互の
通信を行わせる従来の車両制御通信システムでは主制御
モジュールにかかる負荷が増大し、いずれも高機能化さ
れた車両で授受される情報通信量に対応した制御を十分
に行うことができないという問題点があった。
【0009】一方、従来の車両制御通信システムでは、
一元的な通信システムを構築しているため、一つの制御
モジュール内で異常が発生した場合、他の制御モジュー
ルはその異常を知らずに制御動作を続行することから、
各制御モジュール自体が個々にシステム状態を監視する
ようにしていたので、各制御モジュールにかかる負担が
大きいという問題点があった。
【0010】また、車両の高機能化に伴って各種の車両
制御通信システムが開発されているが、高度な車両制御
を行うに従って、不正な通信ノードの搭載あるいは悪意
の通信ノードによる通信によって、本来の車両制御用の
情報が改ざんされる可能性があり、さらにはこれらの不
正な通信ノードあるいは悪意の通信ノードを介して車両
制御用の情報が盗聴される可能性があり、これらの改ざ
んあるいは盗聴を未然に防止することが要望されてい
る。現実的には、同一あるいは同種の車両制御通信シス
テムを搭載した車両が近接した場合、各車両制御通信シ
ステム上の情報が相互に干渉しあうことによって、予期
しない誤動作が生じる可能性もあり、このような誤動作
による車両事故を未然に防止する必要もある。
【0011】この発明は上記に鑑みてなされたもので、
車両の高機能化に伴う制御モジュール数の増大、高速
化、制御モジュールの一部仕様変更、および制御モジュ
ール間の情報通信量が増大しても、少ない開発労力と時
間で柔軟かつ容易に対応でき、開発効率を向上させるこ
とができる車両制御通信システムを提供するとともに、
システム内で授受される情報の改ざんあるいは盗聴を未
然に防止することができる車両制御通信システムを得る
ことを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明にかかる車両制御通信システムは、車両に
搭載された複数の機器に対する制御を所定の複数の制御
機能単位に分割し、この複数の制御機能単位毎に、該制
御機能単位の制御に必要な状態情報を複数のセンサによ
って検出し、この検出した状態情報および他の制御機能
単位からの情報をもとに当該制御機能単位の制御対象で
ある複数のアクチュエータをそれぞれ駆動制御する車両
制御通信システムにおいて、前記複数の制御機能単位
は、複数の制御機能グループに分類され、前記複数の制
御機能グループのそれぞれは、当該制御機能グループ内
の複数の制御機能単位に対応する前記センサおよび前記
アクチュエータに対する入出力処理を当該複数の制御機
能単位で行う複数のI/O処理手段と、少なくとも、前
記複数のI/O処理手段から入力される情報をもとに当
該複数の制御機能単位に対応する複数の演算処理を行
い、該演算処理結果をそれぞれ対応する前記複数のI/
O処理手段に出力する演算処理手段と、前記複数のI/
O処理手段と前記演算処理手段とを通信接続する第1の
通信手段と、を備え、前記複数の制御機能グループ間
は、前記複数の制御機能グループ内の各前記演算処理手
段間を通信接続する第2の通信手段によって通信接続さ
れることを特徴とする。
【0013】この発明によれば、例えばECI(エンジ
ン制御)やABS(アンチロックブレーキシステム)等
の複数の制御機能単位を複数の制御機能グループに分類
し、複数のI/O処理手段は、各複数の制御機能グルー
プ内において、比較的負荷が小さく、リアルタイム性を
要する処理を制御機能単位で行い、演算処理手段は、各
複数の制御機能グループ内において、複数のI/O処理
手段から入力される情報をもとに複数の制御機能単位に
対応する複数の演算処理を行い、この演算処理結果をそ
れぞれ対応する複数のI/O処理手段に出力するという
高速処理が必要な処理を行い、各制御機能グループ内に
おいて、複数のI/O処理手段と演算処理手段とは第1
の通信手段によって通信接続されるとともに、各制御機
能グループ間は第2の通信手段によって通信接続され、
各制御機能グループ内の情報の送受信は第1の通信手段
を介して行われ、各制御機能グループ間の情報の送受信
は第2の通信手段を介して行うという階層的な通信が行
われる。
【0014】つぎの発明にかかる車両制御通信システム
は、上記の発明において、前記複数の制御機能グループ
内の第1の通信手段は、少なくとも2以上の前記制御機
能グループ間を通信接続することを特徴とする。
【0015】この発明によれば、第1の通信手段が、少
なくとも2以上の制御機能グループ間を通信接続した構
成となり、通信接続された制御機能グループ間では、制
御機能グループ間で送受信される情報も、この第1の通
信手段を介して送受信される。
【0016】つぎの発明にかかる車両制御通信システム
は、車両に搭載された複数の機器に対する各制御を所定
の複数の制御機能単位に分割し、この複数の制御機能単
位毎に、該制御機能単位の制御に必要な状態情報を複数
のセンサによって検出し、この検出した状態情報および
他の制御機能単位からの情報をもとに当該制御機能単位
の制御対象である複数のアクチュエータをそれぞれ駆動
制御する車両制御通信システムにおいて、前記複数の制
御機能単位に対応する前記センサおよび前記アクチュエ
ータに対する入出力処理を前記複数の制御機能単位で行
う複数のI/O処理手段と、前記複数の制御機能単位を
複数の制御機能グループに分類し、少なくとも、この分
類した複数の制御機能グループに属する前記複数のI/
O処理手段から入力される情報をもとに当該複数の制御
機能単位に対応する複数の演算処理を行って、当該制御
機能グループ内のそれぞれ対応する前記複数のI/O処
理手段に出力する複数の演算処理手段と、前記複数のI
/O処理手段および前記複数の演算処理手段の間を通信
接続する通信手段と、を備えたことを特徴とする。
【0017】この発明によれば、複数の制御機能単位
は、さらに、この複数の制御機能単位に対応するセンサ
およびアクチュエータに対する入出力処理を該複数の制
御機能単位で行う複数のI/O処理手段と、複数の制御
機能グループに分類されて、少なくとも、この分類した
複数の制御機能グループに属する複数のI/O処理手段
から入力される情報をもとに当該複数の制御機能単位に
対応する複数の演算処理を行って当該制御機能グループ
内のそれぞれに対応する複数のI/O処理手段に出力す
る複数の演算処理手段に分割あるいは統合され、各I/
O処理手段および各演算処理手段は1つの通信手段によ
って通信接続され、各I/O処理手段および各演算処理
手段間の情報は、この通信手段を介して送受信される。
【0018】つぎの発明にかかる車両制御通信システム
は、上記の発明において、前記通信手段に接続され、前
記複数のI/O処理手段および前記複数の演算処理手段
間での情報送受信に関するスケジューリングを行うスケ
ジューラをさらに備えたことを特徴とする。
【0019】この発明によれば、スケジューラが、複数
のI/O処理手段および複数の演算処理手段間での情報
送受信に関するスケジューリングを行って、効率的な通
信処理を行わせる。
【0020】つぎの発明にかかる車両制御通信システム
は、上記の発明において、前記スケジューラは、前記複
数の演算処理手段のいずれかに設けられることを特徴と
する。
【0021】この発明によれば、スケジューラを複数の
演算処理手段のいずれかに設け、スケジューラによるス
ケジューリングを複数の演算処理手段のいずれかに行わ
せるようにしている。
【0022】つぎの発明にかかる車両制御通信システム
は、上記の発明において、前記複数のI/O処理手段お
よび前記複数の演算処理手段は、少なくとも通常処理動
作状態とする通常モードと保守点検状態とする保守モー
ドとを有し、前記スケジューラは、前記複数のI/O処
理手段および前記複数の演算処理手段による送信状態を
監視し、異常を検出した場合に前記通信手段を用いて前
記複数のI/O処理手段および前記複数の演算処理手段
に対して警報メッセージを送出し、前記複数のI/O処
理手段および前記複数の演算処理手段を前記通常モード
から前記保守モードに移行させることを特徴とする。
【0023】この発明によれば、各I/O処理手段およ
び各演算処理手段は、少なくとも通常処理動作状態とす
る通常モードと保守点検状態とする保守モードとを有
し、スケジューラは、各I/O処理手段および各演算処
理手段による送信状態を監視し、異常を検出した場合に
通信手段を用いて各I/O処理手段および各演算処理手
段に対して警報メッセージを送出し、各I/O処理手段
および各演算処理手段を通常モードから保守モードに移
行させて、各I/O処理手段および各演算処理手段の暴
走等を未然に防止させる。
【0024】つぎの発明にかかる車両制御通信システム
は、上記の発明において、前記第1の通信手段、前記第
2の通信手段、および前記通信手段によって送受信され
る情報の情報フォーマットは、標準化された情報フォー
マットであることを特徴とする。
【0025】この発明によれば、第1の通信手段、第2
の通信手段、および通信手段によって送受信される情報
の情報フォーマットは、標準化された情報フォーマット
を用いて共通化を図っている。
【0026】つぎの発明にかかる車両制御通信システム
は、上記の発明において、前記複数のI/O処理手段お
よび前記複数の演算処理手段は、前記第1の通信手段、
前記第2の通信手段、および前記通信手段を介して送信
される情報に当該車両制御通信システムに固有の認証情
報を付加して送信するとともに、受信した情報の認証処
理を行う認証手段をさらに備えたことを特徴とする。
【0027】この発明によれば、各I/O処理手段およ
び各演算処理手段は、認証手段を有し、この認証手段
は、第1の通信手段、第2の通信手段、および通信手段
を介して送受信される情報に当該車両制御通信システム
に固有の認証情報を付加して送信するとともに、受信し
た情報の認証処理を行う。
【0028】つぎの発明にかかる車両制御通信システム
は、上記の発明において、前記複数のI/O処理手段お
よび前記複数の演算処理手段は、前記第1の通信手段、
前記第2の通信手段、および前記通信手段を介して送信
される情報を暗号鍵を用いて暗号化し、この暗号化され
た情報を復号する暗号化/復号化手段をさらに備えたこ
とを特徴とする。
【0029】この発明によれば、各I/O処理手段およ
び各演算処理手段は、暗号化/復号化手段を有し、暗号
化/復号化手段は、第1の通信手段、第2の通信手段、
および通信手段を介して送受信される情報を暗号鍵を用
いて暗号化し、この暗号化された情報を復号する。
【0030】
【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照して、この
発明にかかる車両制御通信システムの好適な実施の形態
を詳細に説明する。
【0031】実施の形態1.まず、この発明の実施の形
態1について説明する。図1は、この発明の実施の形態
1である車両制御通信システムの構成を示すブロック図
である。図1に示す車両制御通信システム1は、図示し
ない車両に搭載され、エンジン制御(ECI)、オート
マチック制御(AT)、スロットル制御(DBW)、ア
ンチロックブレーキシステム(ABS)、トラクション
コントロールシステム(TCS)、パワーステアリング
制御(EPS)およびアドバンスクルーズコントロール
(ACC)の各車両制御を行うもので、各車両制御は、
3つの車両制御グループ11〜13に分類される。
【0032】車両制御グループ11は、ECI機能とA
T機能とDBW機能との3つの制御機能を有し、車両制
御グループ12は、ABS機能とTCS機能との2つの
制御機能を有し、車両制御グループ13は、EPS機能
とACC機能との2つの制御機能を有する。各車両制御
グループ11〜13のグループ分類は、各制御機能が比
較的に密接に関連するからである。
【0033】車両制御グループ11〜13は、各車両制
御グループに含まれる制御機能の演算制御機能とI/O
処理機能とを分離させているとともに、各車両制御グル
ープ11〜13内では、それぞれ包含する制御機能の演
算制御機能をひとつにまとめたモジュールとしている。
このまとめたモジュールは、車両制御グループ11〜1
3にそれぞれ対応した演算制御ノード21〜23として
実現される。
【0034】また、I/O処理機能は、各制御機能に対
応する個々のモジュールとしたI/O処理ノード31a
〜31c、32a,32b、33a,33bとして実現
される。すなわち、車両制御グループ11内には、EC
I機能とAT機能とDBW機能とに対する演算制御を行
う演算制御ノード21と、ECI機能に対するI/O処
理を行うI/O処理ノード31aと、AT機能に対する
I/O処理を行うI/O処理ノード31bと、DBW機
能に対するI/O処理を行うI/O処理ノード31cと
を有する。
【0035】また、車両制御グループ12内には、AB
S機能とTCS機能とに対する演算制御を行う演算制御
ノード22と、ABS機能に対するI/O処理を行うI
/O処理ノード32aと、TCS機能に対するI/O処
理を行うI/O処理ノード32bとを有する。また、車
両制御グループ13内には、EPS機能とACC機能と
に対する演算制御を行う演算制御ノード23と、EPS
機能に対するI/O処理を行うI/O処理ノード33a
と、ACC機能に対するI/O処理を行うI/O処理ノ
ード33bとを有する。
【0036】車両制御グループ11〜13の間の情報交
換は、通信回線N2を介して行われる。一方、車両制御
グループ11内では、通信回線N11を介して演算制御
ノード21および各I/O処理ノード31a〜31c間
の情報の送受信を行い、車両制御グループ12内では、
通信回線N12を介して演算制御ノード22および各I
/O処理ノード32a,32b間の情報の送受信を行
い、車両制御グループ13内では、通信回線N13を介
して演算制御ノード23および各I/O処理ノード33
a,33b間の情報の送受信を行う。
【0037】車両制御グループ11内のI/O処理ノー
ド31aは、ECI機能のI/O処理を行うECII/
O処理部61aを有したプロセッサであるCPU51a
と、通信回線N11との通信処理を行う通信処理部91
aとを有する。また、I/O処理ノード31bは、AT
機能のI/O処理を行うATI/O処理部61bを有し
たプロセッサであるCPU51bと、通信回線N12と
の通信処理を行う通信処理部91bとを有する。
【0038】また、I/O処理ノード31cは、DBW
機能のI/O処理を行うDBWI/O処理部61cを有
したプロセッサであるCPU51cと、通信回線N11
との通信処理を行う通信処理部91cとを有する。一
方、車両制御グループ11内の演算制御ノード21は、
ECI機能の演算制御を行うECI演算制御部41aと
AT機能の演算制御を行うAT演算制御部41bとDB
W機能の演算制御を行うDBW演算制御部41cとを有
した単一のプロセッサであるCPU41と、通信回線N
11を介した通信処理を行う通信処理部81と、通信回
線N2を介した通信処理を行う通信処理部71とを有す
る。
【0039】同様にして、車両制御グループ12内にお
ける2つのI/O処理ノード32a,32bは、それぞ
れABSI/O処理部62a,TCSI/O処理部62
bを有したプロセッサCPU52a,52bと、通信回
線N12を介した通信処理を行う通信処理部92a,9
2bを有し、1つの演算制御ノード22は、ABS演算
制御部42a,TCS演算制御部42bを有した単一の
プロセッサCPU42と、通信回線N12を介した通信
処理を行う通信処理部82と、通信回線N2を介した通
信処理を行う通信処理部72とを有する。
【0040】また、車両制御グループ13内における2
つのI/O処理ノード33a,33bは、それぞれEP
SI/O処理部63a,ACCI/O処理部63bを有
したプロセッサCPU53a,53bと、通信回線N1
3を介した通信処理を行う通信処理部83と、通信回線
N2を介した通信処理を行う通信処理部73とを有す
る。
【0041】車両制御グループ11のI/O処理ノード
31aは、センサ群S1aからECI機能に関するセン
サ情報が入力されると、CPU51aによってこのセン
サ情報を所定の情報形式に変換する。例えば、センサ群
S1aが検出した値がアナログの電圧値である場合に、
これをA/D変換して、デジタル値に変換する。この変
換されたセンサ情報は、通信処理部91aによって所定
の通信形式に変換されて通信回線N11を介して演算制
御ノード21に送信される。
【0042】同様に、I/O処理ノード31bは、セン
サ群S1bからAT機能に関するセンサ情報が入力され
ると、CPU51bによってこのセンサ情報を所定の情
報形式に変換する。そして、この変換されたセンサ情報
は、通信処理部91bによって所定の通信形式に変換さ
れて通信回線N11を介して演算制御ノード21に送信
される。また、I/O処理ノード31cは、センサ群S
1cからDBW機能に関するセンサ情報が入力される
と、CPU51cによってこのセンサ情報を所定の情報
形式に変換する。そして、この変換されたセンサ情報
は、通信処理部91cによって所定の通信形式に変換さ
れて通信回線N11を介して演算制御ノード21に送信
される。
【0043】演算制御ノード21は、通信処理部81を
介して通信回線N11上のセンサ情報を取得する。CP
U41は、取得したセンサ情報がI/O処理ノード31
aから送られたECI機能に関する情報である場合に
は、ECI演算制御部41aによってECIの制御に関
する演算処理を実行させる。例えば、ECIに関するセ
ンサ情報をもとにECIに関するアクチュエータ群A1
aを駆動するための制御情報を生成し、必要に応じて、
補正データ等の演算処理も行う。
【0044】同様に、CPU41は、取得したセンサ情
報がI/O処理ノード31bから送られたAT機能に関
する情報である場合には、AT演算制御部41bによっ
てATの制御に関する演算処理を実行させる。また、C
PU41は、取得したセンサ情報がI/O処理ノード3
1cから送られたDBW機能に関する情報である場合に
は、DBW演算制御部41cによってDBWの制御に関
する演算処理を実行させる。
【0045】CPU41は、ECI演算処理、AT演算
処理、あるいはDBW演算処理に必要な情報を他の演算
制御ノード22,23から取得する必要があるときは、
通信処理部71および通信回線N2を介して該当する他
の演算制御ノード22,23にアクセスし、必要な情報
を取得する。この必要な情報は、センサ情報そのもので
ある場合もあるし、CPU42,43によって演算処理
された演算結果である場合もある。また、CPU41
は、他の演算制御ノード22,23から情報取得のアク
セスがあった場合には、該当する情報をアクセス元の演
算制御ノード22,23に送信する。また、CPU41
は自発的に、その情報を他の演算制御ノード22,23
に送信してもよい。
【0046】CPU41は、演算処理結果である制御情
報を通信処理部81および通信回線N11を介して、対
応する制御情報をそれぞれI/O処理ノード31a〜3
1cに送出する。各I/O処理ノード31a〜31cで
は、それぞれ通信処理部91a〜91cを介して対応す
る制御情報を受信し、CPU51a〜51cは、それぞ
れ制御情報をアクチュエータ群A1a〜A1cにアクチ
ュエータ情報として伝達する。例えば、CPU51a
は、EC1に関するデジタルの制御情報をアナログの電
圧値に変換して対応するアクチュエータ群A1aに、ア
クチュエータ情報として出力する。
【0047】同様にして、車両制御グループ12内にお
いても、演算制御ノード22とI/O処理ノード32
a,32bとが通信回線N12によって相互に接続され
るとともに、通信回線N2を介して他の演算制御ノード
21,23と通信接続される。各I/O処理ノード32
a,32bは、それぞれプロセッサであるCPU52
a,52bを有し、演算制御ノード22は、単一のプロ
セッサであるCPU42を有する。
【0048】CPU42は、CPU41と同様に、AB
S機能の演算制御を行うABS演算制御部42aとTC
S機能の演算制御を行うTCS演算制御部42bとを有
し、センサ群S2a,S2bから取得されたセンサ情報
をもとにアクチュエータ群A2a,A2bを駆動制御す
るアクチュエータ情報を生成するために、これらABS
機能とTCS機能との演算制御を単一のプロセッサ内で
処理する。一方、各I/O処理ノード32a,32bの
各CPU52a,52bは、それぞれセンサ群S2a,
S2bからのセンサ情報を所定の情報形式に入力変換
し、通信回線N12を介して演算制御ノード22に出力
するとともに、通信回線N12を介して入力された制御
情報を所定のアクチュエータ情報に変換して各アクチュ
エータ群A2a,A2bに出力する。
【0049】同様にして、車両制御グループ13内にお
いても、演算制御ノード23とI/O処理ノード33
a,33bとが通信回線N13によって相互に接続され
るとともに、通信回線N3を介して他の演算制御ノード
21,22と通信接続される。各I/O処理ノード33
a,33bは、それぞれプロセッサであるCPU53
a,53bを有し、演算制御ノード23は、単一のプロ
セッサであるCPU43を有する。
【0050】CPU43は、CPU41と同様に、EP
S機能の演算制御を行うEPS演算制御部43aとAC
C機能の演算制御を行うACC演算制御部43bとを有
し、センサ群S3a,S3bから取得されたセンサ情報
をもとにアクチュエータ群A3a,A3bを駆動制御す
るアクチュエータ情報を生成するために、これらEPS
機能とACC機能との演算制御を単一のプロセッサ内で
処理する。一方、各I/O処理ノード33a,33bの
各CPU53a,53bは、それぞれセンサ群S3a,
S3bからのセンサ情報を所定の情報形式に入力変換
し、通信回線N13を介して演算制御ノード23に出力
するとともに、通信回線N13を介して入力された制御
情報を所定のアクチュエータ情報に変換して各アクチュ
エータ群A3a,A3bに出力する。
【0051】このようにして、実施の形態1では、EC
I機能、AT機能、DBW機能、ABS機能、TCS機
能、EPS機能およびACC機能からなる各車両制御の
機能をそれぞれ、演算制御機能をもつ演算制御ノード2
1〜23とI/O処理機能をもつI/O処理ノード31
a〜31c、32a,32b、33a,33bとに分離
し、相互に深い関連をもつ車両制御機能であるECI機
能とAT機能とDBW機能、ABS機能とTCS機能、
およびEPS機能とACC機能の3つの車両制御グルー
プ11〜13に分割し、この分割された車両制御グルー
プ11〜13内の各演算制御ノード21〜23は、それ
ぞれ単一のプロセッサ41〜43を用いてこの車両制御
グループ21〜23内に含まれる演算制御処理を行うよ
うにするとともに、各車両制御グループ11〜13内で
は、演算制御ノード21〜23と各I/O処理ノード3
1a〜31c、32a,32b、33a,33bとを接
続する通信回線N11〜N13を含む通信ネットワーク
で情報の送受信を行い、他の車両制御グループ11〜1
3との間の通信処理は、各車両制御グループ11〜13
間を接続する通信回線N2を含む通信ネットワークで相
互に情報の送受信を行うようにしている。
【0052】一般にセンサ群S1a〜S1c、S2a,
S2b、S3a,S3bからの入力処理とアクチュエー
タ群A1a〜A1c、A2a,A2b、A3a,A3b
に対する出力処理であるI/O処理は、その処理が単純
な処理で処理負荷が小さく低速のプロセッサを用いるこ
とができ、それぞれ接続されるセンサ群およびアクチュ
エータ群に左右される処理であるので、各車両制御機能
単位でI/O処理ノードの構成とすることは、開発効率
を格段に向上させることができる。一方、演算制御処理
は、補正データ演算等の処理負荷の大きい場合が多い
が、分割された車両制御グループ単位で単一の高速プロ
セッサを用いて演算制御を行うことは開発環境を統一す
ることになり、却って開発効率を向上させることにな
る。
【0053】また、一般に、車両制御グループ内で送受
信される情報量は大きいため、各車両制御グループ毎に
通信回線N11〜N13を含む通信ネットワークをそれ
ぞれ持たせて、各車両制御グループ内で通信接続するよ
うにしている。この結果、車両制御グループ内のおける
ノード間のみの情報の送受信を行えば良いので演算制御
ノードおよび各I/O処理ノードの効率的な処理に加え
て、高速の通信ネットワークとすることによってリアル
タイムの車両制御を容易に実現することができる。一
方、車両制御グループ間は、通信回線N2を含む通信ネ
ットワークによって接続され、高機能の車両制御を実現
することができ、特に車両制御グループ間で送受信され
る情報は少ないので、使用帯域を低く抑えた低速の通信
ネットワークを用いることができる。
【0054】すなわち、CPU41〜43は高速のプロ
セッサで構成し、CPU51a〜51c、52a,52
b、53a,3bは低速のプロセッサで構成し、通信回
線N11〜N13を含む通信ネットワークは高速のネッ
トワークで構成し、通信回線N2を含む通信ネットワー
クは低速のネットワークで構成することができ、このよ
うな構成によっても、高機能の車両制御をリアルタイム
で行うことができるとともに、演算制御ノードとI/O
処理ノードとの分割モジュール構成とすることによって
開発効率も格段に向上させることができる。
【0055】実施の形態2.つぎに、実施の形態2につ
いて説明する。上述した実施の形態1では、各車両制御
グループ11〜13内で送受信される情報はそれぞれ通
信回線N11〜N13を介して行われ、各車両制御グル
ープ11〜13間で送受信される情報は通信回線N2を
介して行う構成としたが、実施の形態2では、関連性が
強く送受信される情報量が多い車両制御グループ11,
12間を通信回線N11,N12に代えて1つの通信回
線N21で通信接続するようにしている。
【0056】図2は、この発明の実施の形態2である車
両制御通信システムの構成を示すブロック図である。図
2において、演算制御ノード21,22およびI/O処
理ノード31a〜31c、32a,32bはそれぞれ通
信回線N21を介して相互に接続される。その他の構成
は実施の形態1と同様であり、同一の構成部分について
は同一符号を付している。
【0057】この場合、演算制御ノード21と演算制御
ノード22とを1つの演算制御ノードとすることが考え
られるが、そのような場合には実施の形態1と同様な構
成となる。この実施の形態2では、開発効率を考慮する
と、実施の形態1に示す車両制御グループ11〜13を
維持することが必要であるが、車両制御グループ11,
12間で送受信される情報量が多い場合には、リアルタ
イム処理に支障を来すため、これを解決すべく通信回線
N21を介した高速通信を実現しようとするものであ
る。
【0058】従って、I/O処理ノード31a〜31c
と演算制御ノード22とが通信回線N21を介して通信
する場合や、I/O処理ノード32a,32bと演算制
御ノード21とが通信回線N21を介して通信する場合
はほとんどないが、演算制御ノード21,22間の通信
は、通信回線N21が用いられ、それぞれの演算制御ノ
ード21,22での演算結果等の情報が送受信されるこ
とになる。
【0059】なお、演算制御ノード21,22は、通信
回線N2を介して他の演算制御ノード21〜23と通信
接続されるが、この通信回線N2を用いた通信は、通信
回線N21が構成されていることから、演算制御ノード
21,23間および演算制御ノード22,23間の通信
に用いられ、演算制御ノード21,22間の通信は、通
信回線N21を介して行われることになる。
【0060】上述した実施の形態2では、各車両制御グ
ループ11〜13内で送受信される情報が多く、しかも
特定の車両制御グループ間でも送受信される情報が比較
的多い場合にも、車両制御をリアルタイムで処理するこ
とが可能となる。
【0061】実施の形態3.つぎに、実施の形態3につ
いて説明する。上述した実施の形態1,2ではいずれ
も、各車両制御グループ11〜13間を通信回線N2を
用いて通信接続するようにしているが、この実施の形態
3では、通信回線N2を設けず、単一の通信回線N31
のみを用いて、各演算制御ノード21〜23および各I
/O処理ノード31a〜31c、32a,32b、33
a,33bを論理的に接続する構成としている。
【0062】図3は、この発明の実施の形態3である車
両制御通信システムの構成を示すブロック図である。図
3において、通信回線N31は、実施の形態1における
通信回線N11〜N13を1つの通信回線とした構成で
あり、この通信回線N31には、上述したように各演算
制御ノード21〜23および各I/O処理ノード31a
〜31c、32a,32b、33a,33bを論理的に
接続する。ここで、論理的とは、通信ネットワーク上の
各ノードに対してアドレスを持たせるということであ
る。
【0063】従って、通信回線N31で送受信される情
報は、実施の形態1における通信回線N11〜N13上
と通信回線N2上で送受信される情報である。この場
合、実施の形態1,2と同様に各車両制御グループ11
〜13は、演算制御ノード21〜23とI/O処理ノー
ド31a〜31c、32a,32b、33a,33bと
に分離されているので、通信回線N31を含む通信ネッ
トワークを高速化することによって、高機能な車両であ
っても、リアルタイムでの車両制御を可能にする。
【0064】この実施の形態3では、単一の通信回線N
31のみを設けているので、車両制御グループ11〜1
3間を通信接続する通信回線N2を設ける必要がなく、
しかも、この通信回線N2を用いるための通信処理部7
1〜73を設ける必要がないので簡易な構成となり、ハ
ーネス数を削減することができる。しかも、この実施の
形態3では実施の形態1,2と同様な演算制御ノード2
1〜23とI/O処理ノード31a〜31c、32a,
32b、33a,33bとからなるノード構成としてい
るため、新たなノードの追加等の設計変更が生じても、
通信回線N31に接続すればよいので柔軟なノード配置
が可能となり、開発効率の向上をもたらす。
【0065】実施の形態4.つぎに、実施の形態4につ
いて説明する。上述した実施の形態3では、全てのノー
ド21〜23、31a〜31c、32a,32b、33
a,33bに対して同じ通信処理を行わせるようにして
いたが、実施の形態4では、通信回線N31の使用を統
括的に制御するスケジューラ機能を新たに持たせるよう
にしている。
【0066】図4は、この発明の実施の形態4である車
両制御通信システムの構成を示すブロック図である。図
4において、通信回線N31には、各演算制御ノード2
1〜23および各I/O処理ノード31a〜31c、3
2a,32b、33a,33bを論理的に接続するとと
もに、これらのノードのスケジューリングを行うスケジ
ューラノード24が接続される。
【0067】スケジューラノード24は、スケジューラ
44と通信処理部84とを有し、通信処理部84は、通
信回線N31を介して各ノード21〜23、31a〜3
1c、32a,32b、33a,33bから送信される
送信要求を受け付け、スケジューラ44内に設けられた
ノード構成テーブル44aおよび送信制御テーブル44
b等を参照して管理し、送信要求した各ノード21〜2
3、31a〜31c、32a,32b、33a,33b
に対し、通信回線N31を介して送信制御情報を送信す
る。
【0068】図5は、スケジューラ44内のノード構成
テーブル44aの構成の一例を示す図であり、図6は、
スケジューラ44内の送信制御テーブル44bの構成の
一例を示す図である。図5において、ノード構成テーブ
ル44aは、通信回線N31に接続される全ノードであ
る演算処理ノード21〜23およびI/O処理ノード3
1a〜31c、32a,32b、33a,33bに対す
るノードの優先度およびノードの必要帯域を設定してい
る。ノードの優先度は、3種類設けられ、各ノードは、
「High」→「Middle」→「Low」の順に送
信の優先度が設定される。また、ノードの必要帯域は、
通信回線N31を用いる帯域であり、各ノードで送受信
される情報量および演算速度を考慮して設定される。
【0069】ここでは、時分割制御をするため、使用帯
域は「msec」オーダで規定され、例えば、I/O処
理ノード31a,31bに対しては必要帯域を10ms
ec、I/O処理ノード31c,32a,32bに対し
ては必要帯域を20msec、I/O処理ノード33
a,33bに対しては必要帯域を30msecに設定し
ている。また、演算制御ノード21〜23に対して必要
帯域が「0」となっているのは、通常演算制御ノード2
1〜23からの送信要求はなく、演算制御ノード21〜
23間で情報の送受信が必要な場合に送信要求されるか
らである。すなわち、I/O処理ノード31a〜31
c、32a,32b、33a,33bからの送信要求
は、それぞれのI/O処理ノードに対応する演算制御ノ
ード21〜23との送受信を行うことを意味し、その送
受信のために必要な帯域が必要帯域となる。
【0070】一方、図6に示す送信制御テーブル44b
は、ノード構成テーブル44aに設定されたノードの優
先度およびノードの必要帯域に基づいて生成され、各ノ
ードに対して、必要帯域から割り当てられた送信周期、
送信履歴、およびノード状態が更新記憶され、スケジュ
ーラ44は、各ノードに対する送信タイミングの制御を
行う。「送信履歴」とは、複数の送信要求が図示しない
受信バッファに待ち行列として保持された場合に、その
待ち行列の処理状態を履歴として記憶するものである。
【0071】図6に示す「送信履歴」の例では、I/O
処理ノード31cは「送信中」となっており、現在I/
O処理ノード31cによる送信処理が行われ、I/O処
理ノード32a,32b、33a,33bは「未送信」
となっており、各I/O処理ノードは、送信待機中の状
態となっている。この送信待機中の各I/O処理ノード
は、それぞれ優先度に基づいた送信順で送信されること
になる。また、「ノード状態」は、各ノードが正常に動
作しているか否かを監視し、その結果を更新記憶してお
くものであり、後述するように、あるノードのノード状
態が「異常」となった場合に、スケジューラ44は、各
ノードに警告メッセージを送信する。
【0072】つぎに、図7を参照してスケジューラ44
による送信制御の一例について説明する。図7はスケジ
ューラ44による送信制御シーケンスの一例を示す図で
あり、I/O処理ノード31a,31bから送信要求が
あった場合の例を示している。
【0073】図7において、まずI/O処理ノード31
a,31bから順次、スケジューラノード24に対して
送信要求があると(S1,S2)、スケジューラ44
は、送信制御テーブル44bの送信履歴を未送信状態に
し、その後、優先度の高いI/O処理ノード31aに対
して送信許可メッセージを送信する(S3)。この送信
許可メッセージを受信したI/O処理ノード31aは、
送信許可メッセージを受信したことを示す応答をスケジ
ューラノード24に送信し(S4)、その後ECI制御
処理を行う演算制御ノード21に検出情報のデータを送
信する(S5)。検出情報のデータを受信した演算制御
ノード21は、ECI演算制御部41aによって演算処
理を実行し、その演算結果のデータをI/O処理ノード
31aに送信する(S6)。
【0074】その後、スケジューラノード24のスケジ
ューラ44は、I/O処理ノード31bに対して送信許
可メッセージを送信し(S7)、この送信許可メッセー
ジを受信したI/O処理ノード31bは、送信許可メッ
セージを受信したことを示す応答をスケジューラノード
24に送信する(S8)。その後、I/O処理ノード3
1bは、AT制御処理を行う演算制御ノード21に検出
情報のデータを送信する(S9)。一方、この検出情報
のデータを受信した演算制御ノード21は、AT演算制
御部41bによって演算処理を実行し、その演算結果の
データをI/O処理ノード31bに送信する(S1
0)。
【0075】なお、このI/O処理ノード31a,31
bによる送受信は、上述した送信周期「10msec」
の間に行われる。この場合、I/O処理ノード31aの
送信周期の満了とともに、つぎのI/O処理ノード31
bに対してスケジューラノード24がI/O処理ノード
31bに対して送信許可メッセージを送信するようにし
ているが、個別に各I/O処理ノード31a,31bが
スケジューラノード24に対して送信完了のメッセージ
を送信し、そのメッセージを受信した後に、つぎのI/
O処理ノードに対して送信許可メッセージを送信するよ
うにしてもよい。
【0076】また、演算制御ノード21〜23間の送受
信に関しては、上述したように、演算制御ノード21〜
23からの送信要求によって行われる。この場合もスケ
ジューラノード24が送信要求した演算制御ノード21
〜23に対して送信許可メッセージを送出し、この送信
許可メッセージを受信した演算制御ノードは、送信許可
メッセージを受信したことを示す応答をスケジューラノ
ード24に対して送信し、その後演算制御ノード間でデ
ータの送受信が行われることになる。
【0077】このようなスケジューラ44による送信管
理制御によって、例えば各ノードから送信要求が複数存
在する場合における衝突等をなくすことができ、整然と
した情報の送受信制御がなされ、通信回線N31の使用
効率が格段に向上することになる。このことは、高機能
が要求される車両に対する車両制御であっても、リアル
タイムの制御を実現できることになる。
【0078】なお、スケジューラ44は、通信回線N3
1上を流れる情報をもとに各ノードの状態を監視し、送
信制御テーブル44b内の「ノード状態」として更新記
憶する。例えば、あるI/O処理ノードが、送信許可メ
ッセージを受信したことを示す応答をしたにもかかわら
ずその後データを送信しない場合や、送信許可メッセー
ジを送信したI/O処理ノード以外のI/O処理ノード
からデータが送信された場合等が生じた場合には、スケ
ジューラ44は、当該I/O処理ノードのノード状態を
「異常」に設定し、通信回線N31に接続される全ての
演算制御ノードおよびI/O処理ノードに対して、警報
メッセージを同報する。
【0079】一方、各演算制御ノードおよび各I/O処
理ノードは、通常の車両制御にかかる動作を行う通常動
作モードと、異常が発生した場合において予め決定され
た安全状態に移行制御される保守モードとを有し、この
警報メッセージを受信した各演算制御ノードおよび各I
/O処理ノードは、通常動作モードから保守モードに強
制移行する。
【0080】このようにスケジューラ44が通信回線N
31上を流れる情報をモニタして各演算制御ノードおよ
び各I/O処理ノードの状態を監視し、異常が発生した
場合に警報メッセージを同報して通常動作モードから保
守モードに移行させるようにしているので、車両制御通
信システムの制御機能を安全に保つことができる。ひい
ては、車両制御通信システムの障害による車両事故の未
然防止を行うことができる。
【0081】ところで、通信回線N13上で送受信され
る情報のデータ形式は、例えば各車両制御グループ11
〜13単位で設定することができるが、同一の通信回線
N13を用いて通信を行っている以上、各演算制御ノー
ドおよび各I/O処理ノードが送受信するデータ形式は
標準化されたデータ形式を統一して用いることが好まし
い。
【0082】このような標準化されたデータ形式に統一
しておくことによって、演算制御ノード、特にI/O制
御ノードの追加、変更等の設計変更等が生じた場合に
も、設計変更が容易となり、柔軟な車両制御通信システ
ムの構築に容易に対応することができることになる。
【0083】実施の形態5.つぎに、実施の形態5につ
いて説明する。上述した実施の形態4では、スケジュー
ラ44がスケジューラノード24として通信回線N31
に接続された構成であったが、実施の形態5では、この
スケジューラ44を高速処理が可能なCPUをもつ演算
制御ノード内に構成するようにしている。
【0084】図8は、この発明の実施の形態5である車
両制御通信システムの構成を示すブロック図である。図
8において、演算制御ノード23内のCPU43は、実
施の形態4におけるスケジューラ44と同一構成をもつ
スケジューラ部43cを有し、スケジューラノード24
を取り除いた構成としている。その他の構成は、実施の
形態4と同じであり、同一構成の部分は同一符号を付し
ている。
【0085】このスケジューラ部43cが設けられるC
PUは、スケジューラ部43cの付加によって負荷が増
大するため、処理能力に余裕のあるCPUをもつ演算制
御ノードのCPUに含ませることが好ましい。
【0086】この実施の形態5によれば、実施の形態4
に示すような特別のスケジューラノード24を設けて通
信回線N31に接続する必要がないので、ハーネス数等
を少なくすることができるとともに、このスケジューラ
ノード24が通信回線N31に対して通信処理を行うた
めの通信処理部84の構成も必要がなくなるため、装置
構成自体も簡易になる。
【0087】実施の形態6.つぎに、実施の形態6につ
いて説明する。上述した実施の形態3では、通信回線N
31を介した情報の送受信を行う場合、各ノードは少な
くとも送信先ノードのアドレスを付加して送信先に送信
し、この送信先ノードは、受信したアドレスが自ノード
のアドレスに一致している場合に受信処理を行うように
しているが、この実施の形態6では、さらに各ノードの
通信処理部が、各ノード間に固有、すなわち車両通信制
御システムに固有の認識情報を付加して送信し、この固
有の認識情報が付加された情報を認識する認識部を設け
るようにしている。
【0088】図9は、この発明の実施の形態6である車
両制御通信システムの構成を示すブロック図である。図
9において、各演算制御ノード21〜23および各I/
O処理ノード31a〜31c、32a,32b、33
a,33bの各通信処理部81〜83、91a〜91
c、92a,92b、93a,93bは、それぞれ認識
部101〜103、111a,111b、112a,1
12b、113a,113bを有する。
【0089】その他の構成は実施の形態3と同じであ
り、同一構成の部分については同一符号を付している。
これら認識部は、この車両制御通信システム6に固有の
認識情報を付加し、受信した情報から固有の認識情報を
認識する処理を行う。従って、この車両制御通信システ
ム6とアドレス配置構成までもが同じ構成をもつ他の車
両制御通信システムが存在する場合であっても、この固
有の認識情報のみを異ならせるだけで、容易に車両制御
通信システム間を識別でき、互いに干渉し、他の車両制
御通信システム内の情報を改ざんすることもない。
【0090】この実施の形態6によれば、現実に生産ラ
インで同一あるいは同種の構成の車両制御通信システム
が搭載された車両が出荷され、この同一あるいは同種の
構成をもった車両制御通信システムを搭載した車両が近
傍に配置されても、それぞれ固有の識別情報を用いて情
報の送受信を行うようにしているので、相互に干渉しあ
うこともなく、情報の改ざんによって生じる車両事故等
を未然に防止することができる。加えて、悪意あるユー
ザが、演算制御ノードやI/O処理ノードを改造するこ
とを防止することもできる。
【0091】なお、この実施の形態は、他の実施の形態
1,2,4,5における通信処理部にも同様にして認識
部を設け、各車両制御通信システム間の干渉による情報
の改ざん等を未然に防止するようにしてもよい。
【0092】また、認識部は、必ずしも通信処理部内に
設ける必要もなく、各ノード内に設けられればよいのは
言うまでもない。
【0093】実施の形態7.つぎに、実施の形態7につ
いて説明する。上述した実施の形態6では、各車両制御
通信システムに固有の識別情報を持たせ、この固有の識
別情報を付加し、識別する識別を設けるようにしていた
が、この実施の形態7では、各ノードに固有の暗号鍵を
持たせて通信回線N31を介して送受信される情報を暗
号化するようにしている。
【0094】図10は、この発明の実施の形態7である
車両制御通信システムの構成を示すブロック図である。
図10において、各演算制御ノード21〜23および各
I/O処理ノード31a〜31c、32a,32b、3
3a,33bの各通信処理部81〜83、91a〜91
c、92a,92b、93a,93bは、それぞれ暗号
化/復号化部121〜123、131a〜131c、1
32a,132b、133a,133bを有する。その
他の構成は実施の形態3と同じであり、同一構成の部分
については同一符号を付している。これら暗号化/復号
化部は、各制御機能単位で同じ暗号鍵を有している。
【0095】例えば、図11(a)に示すように、演算
制御ノード21の通信処理部81内の暗号化/復号化部
121は、CPU41が演算制御する対象である3つの
暗号鍵K1〜K3を有している。暗号鍵K1〜K3は、
それぞれECI制御用、AT制御用、およびDBW制御
用の暗号鍵である。一方、図11(b)〜(d)に示す
ように、I/O処理ノード31aの通信処理部91a内
の暗号化/復号化部131aは、ECI制御用の暗号鍵
K1を有し、I/O処理ノード31bの通信処理部91
b内の暗号化/復号化部131bは、AT制御用の暗号
鍵K2を有し、I/O処理ノード31cの通信処理部9
1c内の暗号化/復号化部131cは、DBW制御用の
暗号鍵K3を有している。
【0096】この場合、例えばI/O処理ノード31a
から演算制御ノード21に通信回線N31を介して情報
を送信する場合、まず通信処理部91aの暗号化/復号
化部131aは、送信すべき情報を暗号鍵K1を用いて
暗号化し、この暗号化した情報を通信回線N31を介し
て演算制御ノード21に送信する。演算制御ノード21
の通信処理部81内の暗号化/復号化部121は、例え
ばアドレスを参照してECI制御用の暗号鍵K1を選択
し、この選択した暗号鍵K1を用いて受信した情報を復
号化し、この復号化した情報をCPU41に送出する。
なお、暗号化する情報は、アドレス等のヘッダ内容を除
いた情報本体としてもよいし、情報本体の一部としても
よい。
【0097】ここで、演算制御ノード21〜23間でも
通信回線N31を介した情報の送受信が行われ、これに
対応した暗号鍵を設けてもよい。この場合は、各演算制
御ノード21〜23は、全てのノードの暗号鍵を有する
ことになる。もちろん、演算制御ノード21〜23間で
送受信される情報量が少ない場合が多いので、これら演
算制御ノード21〜23間で送受信される情報を暗号化
しないようにしてもよい。
【0098】また、上述した暗号化/復号化処理は、自
ノードと相手ノードとが同一の暗号鍵をもち、この同一
の暗号鍵を用いて暗号化と復号化とを行う共通鍵暗号法
を採用しているが、これに限らず、公開鍵暗号法を用い
るようにしてもよい。但し、公開鍵暗号法に比較して共
通鍵暗号法は、暗号化/復号化にかかる演算が単純であ
ることから、暗号化/復号化にかかる時間が短いため、
リアルタイム処理を実現する上では、共通鍵暗号法を採
用するのが好ましい。
【0099】この実施の形態7によれば、通信回線N3
1を介して送受信される情報は暗号化されているため、
たとえこの情報を傍受することができたとしての情報の
内容自体を復号化することが困難となり、情報の漏洩や
改ざんがなされることがなくなることになり、車両制御
通信システムの安全性が高まり、引いては車両事故等を
未然に防止できることなる。
【0100】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、例えばECI(エンジン制御)やABS(アンチロ
ックブレーキシステム)等の複数の制御機能単位を複数
の制御機能グループに分類し、複数のI/O処理手段
は、各複数の制御機能グループ内において、当該制御機
能グループ内の複数の制御機能単位に対応するセンサお
よびアクチュエータに対する入出力処理という比較的負
荷の小さな処理を制御機能単位で行い、演算処理手段
は、各複数の制御機能グループ内において、複数のI/
O処理手段から入力される情報をもとに複数の制御機能
単位に対応する複数の演算処理を行い、この演算処理結
果をそれぞれ対応する複数のI/O処理手段に出力する
という高速処理が必要な処理を行い、各制御機能グルー
プ内において、複数のI/O処理手段と演算処理手段と
は第1の通信手段によって通信接続されるとともに、各
制御機能グループ間は第2の通信手段によって通信接続
され、各制御機能グループ内の情報の送受信は第1の通
信手段を介して行われ、各制御機能グループ間の情報の
送受信は第2の通信手段を介して行うという階層的な通
信が行われるようにしているので、例えば各I/O処理
手段を低速のプロセッサで構成し、演算処理手段を高速
のプロセッサで構成することによって、負荷分散が適切
に行われるとともに、I/O処理手段は個別の処理機能
を有している一方、演算処理手段は各制御機能グループ
間で類似した処理を行うという特性を有していることか
ら、設計の一部変更、制御機能追加、制御機能削除等の
設計変更が頻繁に生起する場合においても開発効率を格
段に向上させることができるという効果を奏する。
【0101】また、制御機能グループは、もともと複数
の制御機能単位を含むものであり、この制御機能グルー
プ内において送受信される情報量は多い一方、各制御機
能グループ間で送受信される情報量は少ないため、第1
の通信手段を高速通信が可能なネットワークとし、第2
の通信手段を低速通信が可能なネットワークとすること
によって、通信機能の適切な負荷配分がなされ、上述し
たI/O処理手段と演算制御手段との分離によって、高
機能が要求される車両制御であってもリアルタイムの処
理を可能とするという効果を奏する。
【0102】つぎの発明によれば、第1の通信手段が、
少なくとも2以上の制御機能グループ間を通信接続した
構成となり、通信接続された制御機能グループ間では、
制御機能グループ間で送受信される情報も、この第1の
通信手段を介して送受信されるようにしているので、例
えば、分類された制御機能グループの中に比較的関連性
があって、相互に情報の送受信を必要とする制御機能グ
ループが存在する場合には、第2の通信手段を高速化す
ることなく、簡易に車両制御のリアルタイム処理を実現
することができるという効果を奏する。
【0103】つぎの発明によれば、複数の制御機能単位
は、さらに、この複数の制御機能単位に対応するセンサ
およびアクチュエータに対する入出力処理を該複数の制
御機能単位で行う複数のI/O処理手段と、複数の制御
機能グループに分類されて、少なくとも、この分類した
複数の制御機能グループに属する複数のI/O処理手段
から入力される情報をもとに当該複数の制御機能単位に
対応する複数の演算処理を行って当該制御機能グループ
内のそれぞれに対応する複数のI/O処理手段に出力す
る複数の演算処理手段に分割あるいは統合され、各I/
O処理手段および各演算処理手段は1つの通信手段によ
って通信接続され、各I/O処理手段および各演算処理
手段間の情報は、この通信手段を介して送受信されるよ
うにしているので、例えば各I/O処理手段を低速のプ
ロセッサで構成し、演算処理手段を高速のプロセッサで
構成することによって、負荷分散が適切に行われて高機
能な車両制御のリアルタイム処理を可能とするととも
に、I/O処理手段は個別の処理機能を有している一
方、演算処理手段は各制御機能グループ間で類似した処
理を行うという特性を有しており、各I/O処理手段お
よび各演算処理手段はそれぞれ1つの通信手段に接続さ
れることから、設計の一部変更、制御機能追加、制御機
能削除等の設計変更が頻繁に生起する場合においても開
発効率を格段に向上させることができるという効果を奏
する。
【0104】また、各I/O処理手段および各演算処理
手段は、1つの通信手段に接続されることから、各I/
O処理手段および各演算処理手段の配置を柔軟に行うこ
とができるとともに、配線数が少ないためシステム構成
が簡易となり、この点からも開発効率を格段に向上させ
ることができるという効果を奏する。
【0105】つぎの発明によれば、スケジューラが、複
数のI/O処理手段および複数の演算処理手段間での情
報送受信に関するスケジューリングを行って、効率的な
通信処理を行わせるようにしているので、各I/O処理
手段あるいは各演算処理手段からの送信要求が複数存在
する場合における衝突回避のための無駄な通信を軽減
し、整然とした情報の送受信制御がなされ、通信手段の
使用効率を格段に向上させることができ、結果的に、高
機能が要求される車両制御をリアルタイムで行うことが
できるという効果を奏する。
【0106】つぎの発明によれば、スケジューラを複数
の演算処理手段のいずれかに設け、スケジューラによる
スケジューリングを複数の演算処理手段のいずれかに行
わせるようにしているので、スケジューラ機能をもった
特定のモジュールを設ける必要がなく、通信手段に接続
するための構成を削減することができるという効果を奏
する。
【0107】つぎの発明によれば、各I/O処理手段お
よび各演算処理手段は、少なくとも通常処理動作状態と
する通常モードと保守点検状態とする保守モードとを有
し、スケジューラは、各I/O処理手段および各演算処
理手段による送信状態を監視し、異常を検出した場合に
通信手段を用いて各I/O処理手段および各演算処理手
段に対して警報メッセージを送出し、各I/O処理手段
および各演算処理手段を通常モードから保守モードに移
行させて、各I/O処理手段および各演算処理手段の暴
走等を未然に防止させるようにしているので、車両制御
通信システムの安全性を保持でき、車両制御通信システ
ムの障害による車両事故等を未然に防止することができ
るという効果を奏する。
【0108】つぎの発明によれば、第1の通信手段、第
2の通信手段、および通信手段によって送受信される情
報の情報フォーマットは、標準化された情報フォーマッ
トを用いて共通化を図っているので、演算処理手段ある
いはI/O処理手段の追加、変更等の設計変更等が生じ
た場合にも、設計変更が容易となり、柔軟な車両制御通
信システムを容易に構築することができるという効果を
奏する。
【0109】つぎの発明によれば、各I/O処理手段お
よび各演算処理手段は、認証手段を有し、この認証手段
は、第1の通信手段、第2の通信手段、および通信手段
を介して送受信される情報に当該車両制御通信システム
に固有の認証情報を付加して送信するとともに、受信し
た情報の認証処理を行うようにしているので、例えば、
同一あるいは同種の構成の車両制御通信システムが搭載
された車両が存在し、この同一あるいは同種の構成をも
った車両制御通信システムを搭載した車両が近傍に配置
されても、それぞれ固有の識別情報を用いて情報の送受
信を行うようにしているので、相互に干渉しあうことも
なく、情報の改ざんによって生じる車両事故等を未然に
防止することができるという効果を奏する。加えて、悪
意あるユーザが、演算制御ノードやI/O処理ノードを
改造することを防止することもできるという効果を奏す
る。
【0110】つぎの発明によれば、各I/O処理手段お
よび各演算処理手段は、暗号化/復号化手段を有し、暗
号化/復号化手段は、第1の通信手段、第2の通信手
段、および通信手段を介して送受信される情報を暗号鍵
を用いて暗号化し、この暗号化された情報を復号するよ
うにしているので、第1の通信手段、第2の通信手段、
および通信手段を介して送受信される情報は、暗号化さ
れているのため、たとえこの情報を傍受することができ
たとしての情報の内容自体を復号化することは困難であ
り、情報の漏洩や改ざんがなされることがなくなること
になり、車両制御通信システムの安全性が高まり、引い
ては車両事故等を未然に防止できるという効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1である車両制御通信
システムの構成を示すブロック図である。
【図2】 この発明の実施の形態2である車両制御通信
システムの構成を示すブロック図である。
【図3】 この発明の実施の形態3である車両制御通信
システムの構成を示すブロック図である。
【図4】 この発明の実施の形態4である車両制御通信
システムの構成を示すブロック図である。
【図5】 この発明の実施の形態4におけるノード構成
テーブルの構成の一例を示す図である。
【図6】 この発明の実施の形態4における送信制御テ
ーブルの構成の一例を示す図である。
【図7】 この発明の実施の形態4におけるスケジュー
ラによる送受信処理手順の一例を示すシーケンス図であ
る。
【図8】 この発明の実施の形態5である車両制御通信
システムの構成を示すブロック図である。
【図9】 この発明の実施の形態6である車両制御通信
システムの構成を示すブロック図である。
【図10】 この発明の実施の形態7である車両制御通
信システムの構成を示すブロック図である。
【図11】 この発明の実施の形態7において使用する
暗号鍵の一例を示す図である。
【符号の説明】
1〜7、車両制御通信システム 11〜13、車両制御
グループ 21〜23、演算制御ノード 24、スケジ
ューラノード 31a〜31c,32a,32b,33
a,33b、I/O処理ノード 41〜43,51a〜
51c,52a,52b,53a,53b、CPU 4
1a、ECI演算制御部 41b、AT演算制御部 4
1c、DBW演算制御部 42a、ABS演算制御部
42b、TCS演算制御部 43a、EPS演算制御部
43b、ACC演算制御部 43c、スケジューラ部
44、スケジューラ 44a、ノード構成テーブル
44b、送信制御テーブル 61a、ECII/O処理
部 61b、ATI/O処理部 61c、DBWI/O
処理部 62a、ABSI/O処理部 62b、TCS
I/O処理部 63a、EPSI/O処理部 63b、
ACCI/O処理部71〜73,81〜84,91a〜
91c,92a,92b,93a,93b、通信処理部
101〜103,111a〜111c,112a,1
12b,113a,113b 認識部 121〜12
3,131a〜131c,132a,132b,133
a,133b、暗号化/複合化部 N2,N11〜N1
3,N21,N31、通信回線 S1a〜S1c,S2
a,S2b,S3a,S3b、センサ群 A1a〜A1
c、A2a,A2b,A3a,A3b、アクチュエータ
群。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成11年12月3日(1999.12.
3)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0027
【補正方法】変更
【補正内容】
【0027】この発明によれば、各I/O処理手段およ
び各演算処理手段は、認証手段を有し、この認証手段
は、第1の通信手段、第2の通信手段、および通信手段
を介して送信される情報に当該車両制御通信システムに
固有の認証情報を付加して送信するとともに、受信した
情報の認証処理を行う。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0051
【補正方法】変更
【補正内容】
【0051】このようにして、実施の形態1では、EC
I機能、AT機能、DBW機能、ABS機能、TCS機
能、EPS機能およびACC機能からなる各車両制御の
機能をそれぞれ、演算制御機能をもつ演算制御ノード2
1〜23とI/O処理機能をもつI/O処理ノード31
a〜31c、32a,32b、33a,33bとに分離
し、相互に深い関連をもつ車両制御機能であるECI機
能とAT機能とDBW機能、ABS機能とTCS機能、
およびEPS機能とACC機能の3つの車両制御グルー
プ11〜13に分割し、この分割された車両制御グルー
プ11〜13内の各演算制御ノード21〜23は、それ
ぞれ単一のプロセッサ41〜43を用いてこの車両制御
グループ1〜3内に含まれる演算制御処理を行うよ
うにするとともに、各車両制御グループ11〜13内で
は、演算制御ノード21〜23と各I/O処理ノード3
1a〜31c、32a,32b、33a,33bとを接
続する通信回線N11〜N13を含む通信ネットワーク
で情報の送受信を行い、他の車両制御グループ11〜1
3との間の通信処理は、各車両制御グループ11〜13
間を接続する通信回線N2を含む通信ネットワークで相
互に情報の送受信を行うようにしている。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0109
【補正方法】変更
【補正内容】
【0109】つぎの発明によれば、各I/O処理手段お
よび各演算処理手段は、認証手段を有し、この認証手段
は、第1の通信手段、第2の通信手段、および通信手段
を介して送信される情報に当該車両制御通信システムに
固有の認証情報を付加して送信するとともに、受信した
情報の認証処理を行うようにしているので、例えば、同
一あるいは同種の構成の車両制御通信システムが搭載さ
れた車両が存在し、この同一あるいは同種の構成をもっ
た車両制御通信システムを搭載した車両が近傍に配置さ
れても、それぞれ固有の識別情報を用いて情報の送受信
を行うようにしているので、相互に干渉しあうこともな
く、情報の改ざんによって生じる車両事故等を未然に防
止することができるという効果を奏する。加えて、悪意
あるユーザが、演算制御ノードやI/O処理ノードを改
造することを防止することもできるという効果を奏す
る。
【手続補正4】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図8
【補正方法】変更
【補正内容】
【図8】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04Q 9/00 301 H04Q 9/00 301B 321 321D Fターム(参考) 3G084 BA13 BA32 BA33 EB02 EB05 EB07 EB22 FA00 5B045 AA00 GG06 GG07 JJ32 5H215 AA10 BB01 BB09 BB11 BB20 CC05 CC09 CX01 CX08 GG03 KK03 5K048 BA42 DC04 EA14 EB02 EB10 EB12 9A001 BB04 CC07 EE03 HH34 JJ18 JJ77 KK54 LL03

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両に搭載された複数の機器に対する制
    御を所定の複数の制御機能単位に分割し、この複数の制
    御機能単位毎に、該制御機能単位の制御に必要な状態情
    報を複数のセンサによって検出し、この検出した状態情
    報および他の制御機能単位からの情報をもとに当該制御
    機能単位の制御対象である複数のアクチュエータをそれ
    ぞれ駆動制御する車両制御通信システムにおいて、 前記複数の制御機能単位は、複数の制御機能グループに
    分類され、 前記複数の制御機能グループのそれぞれは、 当該制御機能グループ内の複数の制御機能単位に対応す
    る前記センサおよび前記アクチュエータに対する入出力
    処理を当該複数の制御機能単位で行う複数のI/O処理
    手段と、 少なくとも、前記複数のI/O処理手段から入力される
    情報をもとに当該複数の制御機能単位に対応する複数の
    演算処理を行い、該演算処理結果をそれぞれ対応する前
    記複数のI/O処理手段に出力する演算処理手段と、 前記複数のI/O処理手段と前記演算処理手段とを通信
    接続する第1の通信手段と、 を備え、 前記複数の制御機能グループ間は、前記複数の制御機能
    グループ内の各前記演算処理手段間を通信接続する第2
    の通信手段によって通信接続されることを特徴とする車
    両制御通信システム。
  2. 【請求項2】 前記複数の制御機能グループ内の第1の
    通信手段は、少なくとも2以上の前記制御機能グループ
    間を通信接続することを特徴とする請求項1に記載の車
    両制御通信システム。
  3. 【請求項3】 車両に搭載された複数の機器に対する各
    制御を所定の複数の制御機能単位に分割し、この複数の
    制御機能単位毎に、該制御機能単位の制御に必要な状態
    情報を複数のセンサによって検出し、この検出した状態
    情報および他の制御機能単位からの情報をもとに当該制
    御機能単位の制御対象である複数のアクチュエータをそ
    れぞれ駆動制御する車両制御通信システムにおいて、 前記複数の制御機能単位に対応する前記センサおよび前
    記アクチュエータに対する入出力処理を前記複数の制御
    機能単位で行う複数のI/O処理手段と、 前記複数の制御機能単位を複数の制御機能グループに分
    類し、少なくとも、この分類した複数の制御機能グルー
    プに属する前記複数のI/O処理手段から入力される情
    報をもとに当該複数の制御機能単位に対応する複数の演
    算処理を行って、当該制御機能グループ内のそれぞれ対
    応する前記複数のI/O処理手段に出力する複数の演算
    処理手段と、 前記複数のI/O処理手段および前記複数の演算処理手
    段の間を通信接続する通信手段と、 を備えたことを特徴とする車両制御通信システム。
  4. 【請求項4】 前記通信手段に接続され、前記複数のI
    /O処理手段および前記複数の演算処理手段間での情報
    送受信に関するスケジューリングを行うスケジューラを
    さらに備えたことを特徴とする請求項3に記載の車両制
    御通信システム。
  5. 【請求項5】 前記スケジューラは、前記複数の演算処
    理手段のいずれかに設けられることを特徴とする請求項
    4に記載の車両制御通信システム。
  6. 【請求項6】 前記複数のI/O処理手段および前記複
    数の演算処理手段は、少なくとも通常処理動作状態とす
    る通常モードと保守点検状態とする保守モードとを有
    し、 前記スケジューラは、前記複数のI/O処理手段および
    前記複数の演算処理手段による送信状態を監視し、異常
    を検出した場合に前記通信手段を用いて前記複数のI/
    O処理手段および前記複数の演算処理手段に対して警報
    メッセージを送出し、前記複数のI/O処理手段および
    前記複数の演算処理手段を前記通常モードから前記保守
    モードに移行させることを特徴とする請求項5に記載の
    車両制御通信システム。
  7. 【請求項7】 前記第1の通信手段、前記第2の通信手
    段、および前記通信手段によって送受信される情報の情
    報フォーマットは、標準化された情報フォーマットであ
    ることを特徴とする請求項1〜6のうちのいずれか一つ
    に記載の車両制御通信システム。
  8. 【請求項8】 前記複数のI/O処理手段および前記複
    数の演算処理手段は、 前記第1の通信手段、前記第2の通信手段、および前記
    通信手段を介して送信される情報に当該車両制御通信シ
    ステムに固有の認証情報を付加して送信するとともに、
    受信した情報の認証処理を行う認証手段を、さらに備え
    たことを特徴とする請求項1〜7のうちのいずれか一つ
    に記載の車両制御通信システム。
  9. 【請求項9】 前記複数のI/O処理手段および前記複
    数の演算処理手段は、 前記第1の通信手段、前記第2の通信手段、および、前
    記通信手段を介して送信される情報を暗号鍵を用いて暗
    号化し、この暗号化された情報を復号する暗号化/復号
    化手段を、さらに備えたことを特徴とする請求項1〜8
    のうちのいずれか一つに記載の車両制御通信システム。
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