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技術 車両制御装置

出願人 日立オートモティブシステムズ株式会社
発明者 飯田隆博松原正裕蛯名朋仁
出願日 2016年2月17日 (5年9ヶ月経過) 出願番号 2016-027520
公開日 2017年8月24日 (4年3ヶ月経過) 公開番号 2017-144852
状態 特許登録済
技術分野 デバッグ/監視 交通制御システム 車両用電気・流体回路
主要キーワード 停止トリガ 連続動作時間 電源停止状態 解析担当者 物理値 非日常的 モード特有 変化内容
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年8月24日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (17)

課題

本発明は、顕在化していない不具合解析できるデータ収集を可能とすることを目的とする。

解決手段

本発明は、監視対象から出力される出力結果に基づいて一つまたは複数のイベントからなるイベント列を生成するイベント列生成部と、予め既知のイベント列を記憶する既知イベント列記憶部と、前記イベント列生成部で生成されたイベント列と前記既知のイベント列とを比較するイベント列比較部と、生成されたイベント列の中から前記既知のイベント列と一致しない未知のイベント列を抽出して報告する報告部と、を備える。

概要

背景

本技術分野の背景技術として、特開2010−267207号公報(特許文献1)がある。この公報には、「観測データ特異性を判定することができても、観測データがどの程度基準パターンから外れているか、すなわち、どの程度非日常的なデータであるかを知ること」を課題とし、解決手段として、「ユーザの行動によって得られるイベントデータ系列について、ユーザの日常的な行動を表す基準パターンに対してどの程度日常的でないかを評価することのできる非日常性評価装置非日常性評価方法及びコンピュータプログラムを提供する」と記載されている。

概要

本発明は、顕在化していない不具合解析できるデータ収集を可能とすることを目的とする。本発明は、監視対象から出力される出力結果に基づいて一つまたは複数のイベントからなるイベント列を生成するイベント列生成部と、予め既知のイベント列を記憶する既知イベント列記憶部と、前記イベント列生成部で生成されたイベント列と前記既知のイベント列とを比較するイベント列比較部と、生成されたイベント列の中から前記既知のイベント列と一致しない未知のイベント列を抽出して報告する報告部と、を備える。

目的

この公報には、「観測データの特異性を判定することができても、観測データがどの程度基準パターンから外れているか、すなわち、どの程度非日常的なデータであるかを知ること」を課題とし、解決手段として、「ユーザの行動によって得られるイベントデータ系列について、ユーザの日常的な行動を表す基準パターンに対してどの程度日常的でないかを評価することのできる非日常性評価装置、非日常性評価方法及びコンピュータプログラムを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

監視対象から出力される出力結果に基づいて一つまたは複数のイベントからなるイベント列を生成するイベント列生成部と、予め既知のイベント列を記憶する既知イベント列記憶部と、前記イベント列生成部で生成されたイベント列と前記既知のイベント列とを比較するイベント列比較部と、生成されたイベント列の中から前記既知のイベント列と一致しない未知のイベント列を抽出して報告する報告部と、を備える車両制御装置

請求項2

前記既知イベント列記憶部は、既知のイベント列と、該既知のイベント列を識別する識別情報とを記憶し、前記報告部は、生成されたイベント列が既知のイベント列と一致した場合は、前記既知のイベント列に関する識別情報を報告する、請求項1に記載の車両制御装置。

請求項3

前記未知のイベント列が抽出された場合、前記監視対象からの出力結果のうち該未知のイベント列に関する出力結果を報告する、請求項1に記載の車両制御装置。

請求項4

前記未知イベント列の報告結果を保持し識別情報を付与する未知イベント列パターン記憶部を持つことを特徴とする、請求項1に記載の車両制御装置。

請求項5

未知のイベント列が抽出された場合、前記未知のイベント列が前記未知イベント列パターン記憶部に登録されているかを判定し、登録されている場合は未知イベント列を前記未知イベント列パターン記憶部に記載されている識別情報へと置き換える同一未知イベント列判定部を備える、請求項1に記載の車両制御装置。

技術分野

0001

本発明は、自動車車両制御装置に関する。

背景技術

0002

本技術分野の背景技術として、特開2010−267207号公報(特許文献1)がある。この公報には、「観測データ特異性を判定することができても、観測データがどの程度基準パターンから外れているか、すなわち、どの程度非日常的なデータであるかを知ること」を課題とし、解決手段として、「ユーザの行動によって得られるイベントデータ系列について、ユーザの日常的な行動を表す基準パターンに対してどの程度日常的でないかを評価することのできる非日常性評価装置非日常性評価方法及びコンピュータプログラムを提供する」と記載されている。

先行技術

0003

特開2010−287093号公報

発明が解決しようとする課題

0004

車両制御装置においても、得られたデータ系列と車両の正常な動作を示すパターンとの乖離を評価することで、どれだけ異常な動作をしているかを評価することができる。もし、車両制御装置では異常なパターンを発見した場合は、異常時のデータ系列が不具合に繋がるかを分析し、もし不具合に繋がるのであれば、制御を修正製品に反映させなければならない。しかしながら、特許文献1では、非日常時のデータ系列を出力することができない。

0005

本発明は、顕在化していない不具合を解析できるデータ収集を可能とすることを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

本発明は、監視対象から出力される出力結果に基づいて一つまたは複数のイベントからなるイベント列を生成するイベント列生成部と、予め既知のイベント列を記憶する既知イベント列記憶部と、前記イベント列生成部で生成されたイベント列と前記既知のイベント列とを比較するイベント列比較部と、生成されたイベント列の中から前記既知のイベント列と一致しない未知のイベント列を抽出して報告する報告部と、を備える。

発明の効果

0007

本発明によれば、顕在化していない不具合を解析できるデータ収集が可能な車両制御装置を提供することができる。

図面の簡単な説明

0008

実施例1の車両制御システムである。
実施例1のECUである。
実施例1のソフトウェア構造である。
実施例1のログ収集部の構成である。
実施例1のログ収集部のイベント列生成部の構成である。
実施例1のイベント列生成に用いるデータ列である。
実施例1のイベント列生成に用いる生成条件である。
実施例1のイベント列である。
実施例1の既知イベント列である。
実施例2のログ収集部の構成である。
実施例2の報告用イベント列である。
実施例3のログ収集部の構成である。
実施例3の未知イベント列テーブルである。
実施例4の報告用イベント列である。
実施例4における構成である。
実施例5における構成である。

0009

以下、本発明に好適な実施形態の例(実施例)を説明する。本実施例は、主には車両システムにおける車両制御システムについて説明しており、車両システムにおける実施に好適であるが、車両システム以外への適用を妨げるものではない。

0010

<車両の概要
図1に、本実施例の車両制御システムが有する車両制御装置を用いたシステム構成を示す。車両制御システム1は、複数のECU(Electronic Control Unit等)2が接続された車載ネットワーク3(CAN:Controller Area Network、CANFD:CAN with Flexible Data−rate、Ethernet(登録商標)、等)とで構成される。車載ネットワーク3は、車両制御システム外のネットワーク社外通信経路4(例えば携帯電話通信無線LANWAN、等のプロトコルを使用した通信)で接続されており、ECU2で計算された情報を車外へ送信したり、車外のデータを受信し、車内ネットワーク3へと通知することができる。

0011

<車両ECUの概要>
図2にECU2の構成を示す。ECU2には、車載ネットワーク3へと接続する通信装置201と、プログラムおよび不揮発性のデータを保存するROM(Read Only Memory)202と、揮発性のデータを保存するRAM(Random Access Memory)203と、キャッシュレジスタなどの記憶素子を持ち、制御を実行するCPUなどのプロセッサ204と、専用線で接続された駆動装置または/および認識装置6に対してデータの送受信センサなどから観測値を取得する入出力装置205で構成される。

0012

ソフトウェアの概要>
次にプロセッサ203で動作するソフトウェアモジュール5の構成について図3に示す。アプリケーション501はソフトウェアに1以上存在するソフトウェアモジュールである。アプリケーション501は、駆動装置の制御量や、センサから得られた情報の加工や、センサから得られた情報から推測するドライバ操作量の計算や、故障診断などの、車両制御部品のソフトウェアが計算する機能を計算する。アプリケーション間は相互にデータ送受信しており、RTE502や車載ネットワーク3を介したデータの交換や、アプリケーション同士のデータの交換を行う。

0013

RTE(Run Time Environment)502は、アプリケーション501に対してデータ送受信のためのインタフェースを提供する。アプリケーション501は、RTEを用いてデータ送受信を行うことで、ECU2の構成に依存するBSW504に依存することなくデータの送受信が可能となる。RTE502はソフトウェアに存在しなくともよく、その場合は各アプリケーションはデータの送受信先モジュールに応じたデータ送受信をプログラミングする必要がある。

0014

BSW503は、ECU2のハードウェア構成に依存する機能を実装するソフトウェア部である。例えば、オペレーティングシステム通信ソフトウェア、各種入出力装置から得られる電流値がBSWに相当する。

0015

ログ収集部6はアプリケーション501の一種である。図4にログ収集部6の構造を示す。イベント列生成部601は後述するルールにより、後述するデータ列を後述するイベント列に変換する。イベント列とは、いわば、複数のイベントの集まりである。イベント列生成部601は、後述する監視対象Xからデータを入手しデータ列を構成する。既知イベント列記憶部602は、事前収集した正常な既知イベント列を予め記憶している。イベント列比較部603は既知イベント列に保存された既知イベント列と、イベント列生成部601で構成されたイベント列と比較し、得られたイベント列が既知であるかを判定し判定結果を出力する。報告部604は、イベント列比較部から得られた判定結果と、判定に用いたイベント列を、ログ収集部の出力として出力する。具体的には、報告部604は、生成されたイベント列の中から既知イベント列と一致しない未知イベント列を抽出して報告する。未知イベント列とは、既知イベント列記憶部602に予め登録されていないイベント列である。

0016

監視対象は、同じECU内のアプリケーション501やBSW503や、異なるECUや、モータなどの駆動装置や、入出力装置205に繋がるセンサなど、後述するデータ列を構成可能なデータを計算するものがあてはまる
図7にイベント列生成部601の構造を示す。イベント列生成部601は、データ取得部6011と、イベント生成部6012と、イベント列構成部6013、とで構成されている。データ取得部6011は、監視対象Xから得られたデータを取得し、後述するデータ列を構成する。イベント生成部6012は、後述するイベントを後述するイベント生成条件に照らし合わせて生成する。イベント列構成部6013は、イベント生成部6012で構成されたイベントを、後述するイベント列形式に形成する。

0017

<データ列>
図6にデータ列の例を示す。データ列を構成するデータは、アプリケーションの計算結果や、センサのデータや、BSWやOSの状態や、プロセッサの命令や、時間情報といった制御装置が計算し取得する値を示す。データ列は得られたデータを時系列や、受信した順序で並べたデータの列を表す。

0018

<イベント列>
図7に、イベント列の例を示す。イベント列を構成するイベントは、データ列を構成するデータが変化した場合の情報を表す。ここでのデータが変化した場合とは、例えばセンサが取得した、車体の速度が一定の値から減少に転じた場合、「速度が減少に転じたこと」がイベントとなる。この場合には、「速度が減少に転じたこと」を表すイベントIDが得られる。また、別の例として、ECUの電源入り初期化が開始された場合は「初期化開始」を表わすイベントIDが得られる。また、別の例として、ドライバーブレーキペダルを踏んだ際に、ブレーキペダルの踏み込み量が一定以上になったことを検知し「ブレーキ踏み有り」のイベントIDが得られる。

0019

イベントは連続する物理値の変化以外にも、フラグの切り替わりをイベントとして取得しできる。例えば、モータの連続動作時間が一定時間異常になった場合、高温になり過ぎないようにモータの動作を制限する制御がある、「連続動作時間一定以上」などを表すイベントIDが得られる。また別の例として、ドライバーがACC(Accel Cruise Control)のスイッチをONにした情報を取得し、「ACCフラグON」を示すイベントIDが得られる。

0020

イベントはその他にも、タスクの切り替わりや関数の終了などの処理の切り替わりをイベントとして取得できる。このように、イベントとは、例えば、単一の制御値変化内容を指すものである。

0021

イベントIDは、イベントを一意識別できる値で表現される。例えば、数字を用いて番号を振る、又は複数のアルファベットを用いて表現できる。

0022

イベント列生成部は、データ列から、各イベントIDに関連したデータを抜粋し、イベントを判定する。データ列は、イベントごとに個別にデータを集めてもよいし、複数のイベントに関連する複数のデータを同時に収集してよい。図3にデータ列の例を示す。図3(a)が示すデータ列は、速度を時系列順に取得している。

0023

データは速度以外の物理値や、カウンタなどの連続した数値を使用しても良い。また、同じ物理値を表現した、異なる変数を収集する場合、変数毎に収集しデータ列を構成しても良い。

0024

時間は、秒や分や時間といった単位によって表現できる。整数だけでなく、少数で時間を表現してよい。また、秒や分や時間などの時間情報は、データを取得した日時を表す絶対時間や、基準となるデータの取得時間からの相対時間での表現も可能である。例えば、10ms毎など周期的に取得可能なデータは、時間情報ではなく、取得した順番(1、2、3、4・・・)で表現しても良い。

0025

図7に、データ列をイベントに変換するための変換情報の例を示す。各イベントは、イベントIDと、監視するデータ情報を変換情報として持つ。監視するデータ情報は、図4に示すデータを指定する。イベント生成条件については、後述する。

0026

図8に、イベント列の例を示す。イベント列は、イベント列の順序を表すNoとイベントIDで構成される。イベント列生成部は、取得したデータ列からイベントを生成し、集約する。

0027

集約したイベントを時系列順に並べ替えイベント列を構成する。ここで、イベントを生成した時間とは、イベント生成条件を達成した直後のデータの時間情報を表す。

0028

<既知イベント列>
図9に、既知イベント列の例を示す。既知イベント列は、各既知イベントごとに、既知イベントIDとイベント列を持つ。既知イベントIDはイベントを一意に識別できる値で表現される。例えば、数字を用いて番号を振る、又は複数のアルファベットを用いて表現できる。

0029

既知イベント列を構成するイベント列は、イベントIDで構成される。また、イベントIDと既知イベント列IDが重複しない場合、イベントID以外に既知イベント列IDを用いて、既知イベント列を構成しても良い。

0030

本発明にかかる第2の実施例における車両制御システムについて説明する。第1の実施例と異なる点は、報告するイベント列の一部を既知イベント列と置き換えることで、既知イベント列を簡略化可能な点である。なお、先に説明した実施例と同様の構成は符号を同じくして説明を省略する。

0031

図10に本実施例における、報告部の構成を示す。実施例1に記載の報告部に、既知イベント列報告部6041と、未知イベント列報告部6042を備える。

0032

既知イベント報告部6041は、イベント列比較部603での比較結果が、一致していた場合、イベント列生成部より得られたイベント列の一致部分を既知イベント列IDで置換する。

0033

図11に、既知イベント列で置換後のイベント列を示す。図11の置換後イベント列は、図8のイベント列と図9の既知イベント列を用いて作成した。

0034

本実施例において、イベント列比較部は、一致・不一致を示す判定結果と、一致した場合の既知イベント列IDを通知する。既知イベント列報告部6041は、イベント列生成部601から得られたイベント列から、イベント列生成部から得られた既知イベント列IDに一致する既知イベント列を探索する。探索後、見つかった既知イベント列をイベント列IDへと置換し、置換後イベント列を作成する。既知イベント列報告部6041は、未知イベント列報告部6042へ置換後イベント列を通知する。未知イベント列報告部6042は、あらかじめ決められた分量の未知イベント列を集約し、一括して、報告部604の報告結果として出力する。

0035

本実施例を用いることで、報告するイベント列は既知イベント列IDを用いて簡略化されるため、解析者解析作業の負担が軽減する。また、既知イベント列IDを用いたことで、イベント列のデータ量を削減する効果も得られる。

0036

本発明にかかる第3の実施例における車両制御システムについて説明する。第2の実施例と異なる点は、複数回出現する未知イベント列を収集し、未知イベント列IDをつけることで、報告するイベント列の未知イベント列IDを既知イベント列と置き換えることで、既知イベント列を簡略化可能な点である。なお、先に説明した実施例と同様の構成は符号を同じくして説明を省略する。

0037

図12に本実施例における、ログ収集部6の構成を示す。本実施例では、未知イベント列パターン記憶部605を備え、未知イベント列パターン記憶部605は、未知イベント報告部6042より得られた置換済みイベント列を取得する。そして、未知イベント列パターンを生成する。即ち、未知イベント列パターンとは、複数回登場することを条件としてIDが付与された未知イベント列である。未知イベント列パターン比較部606は、未知イベント列パターン記憶部605から得られた未知イベント列パターンIDと、置換後イベント列とを比較する。未知イベント列パターン比較部は、一致・不一致を示す比較結果と、一致した場合は未知イベント列パターンIDを送信する。

0038

未知イベント列報告部6042は、得られた未知イベント列パターンIDを、置換後イベント列から探索し、置換する。

0039

図13に、未知イベント列パターンテーブルを示す。未知イベント列パターンテーブルは、図9の既知イベント列IDと同じ情報を持つ。ここで未知イベント列パターンIDは、イベント列ID,既知イベント列IDと同様に、数字やアルファベットを用いて表現する。ただし、イベント列ID及び既知イベント列IDと重複してはいけない。また、未知イベント列パターンには既知イベント列IDを含めても良い。図14に、図11の置換後イベント列に対して、未知イベント列パターンIDで置換した例を示す。

0040

報告部は、未知イベント列パターンで置換した置換後イベント列を報告する。

0041

本実施例により、イベント列は良く出る未知イベント列パターンIDを用いて更に簡素化でき、解析担当者の負担が減少する。また、イベント列パターン記憶部のイベント列パターンテーブルを解析することで、既知イベント列を更に増やすことができる。

0042

本発明にかかる第4の実施例における車両制御システムについて説明する。第1の実施例と異なる点は、報告した未知イベント列をトリガとして、より詳細なデータを取得可能な点である。

0043

図15に、ログ収集部6と、ログ収集部6が示す詳細ログ収集部7を示す。詳細ログ収集部は、ECU5に備えられた機能であり、EEPROMやアプリケーション501を用いて保存できる。

0044

本実施例において、報告部604は、イベント列比較部から比較結果を受け取り、既知イベント列と不一致であった場合、未知イベント列を発見したとして、詳細ログ収集部へと報告する。報告には、未知イベント列発見フラグなどの送付のほか、イベント列を送付することで報告としても良い。

0045

詳細ログ収集部7は、ECUのデータログを取得する機能を有しており、普段からデータを受信し、一定期間もしくは1周期分のデータを保持している。詳細ログ収集部7は、ログ収集部6から、未知イベント発見のデータを受信した際に、受信時からの一定期間のデータを、ログ保存部に保存する。

0046

一定期間とは、未知イベント列報告時から、数秒前から数秒後を指す。秒単位だけではなく、分・時間で指定しても良い。

0047

本実施例を用いることで、未知イベント列が発見されたときのみデータを収集することができ、解析者はより正確なデータ解析が可能になる。また、ログ取得部7は、未知イベント列を元にログ取得することにより、解析が必要そうな箇所に絞って詳細なログが取得可能になり、詳細ログの収集量を削減できる。

0048

本発明にかかる第5の実施例における車両制御システムについて図16を用いて説明する。第1の実施例と異なる点は、外部のトリガを用いて、ログ収集部が動作を始めることで、定常動作時計算負荷をかけずに行うことができる点である。
イベント収集トリガ8は、ECU2の一機能、又はアプリケーション501によって実装される。イベント収集トリガ8は、毎周期データを取得しており、取得したデータがイベント収集するタイミングであった場合に、ログ収集部6にイベント収集トリガを送付する。ログ収集部6は、イベント収集トリガを取得した後、実施例1から4に記載の動作を行う。また、イベント収集トリガ8はイベント収集タイミングではないとき、ログ取得禁止の要求を出力し、ログ収集部6はログ取得禁止の要求受信後、実施例1から4に記載の動作を取りやめる。

0049

本実施例におけるイベントを収集するタイミングの例を示す。第一の例は、ECUの状態遷移時を示す。ECUの状態とは、起動、初期化、通常、異常、終了、などを表し、アプリケーションによらず必要な状態を表す。イベント収集トリガは、ECUの状態を表す変数を常に取得しており、起動、初期化、異常、終了などの通常動作電源停止状態との過渡期にある状態のとき、イベント収集トリガをログ収集部6に送信する。

0050

第二の例として、アプリケーションの制御モード変更時の例を示す。ここでの制御モードとは、通常の走行状態以外に、坂道発進時、ACC(Active Cruise Control)、急ブレーキ時、など通常の走行時とは異なる機能が動作する計算方式切替をさす。制御モード変更は、ユーザのボタン操作又は、カメラなどのセンサの取得データを基に行われる。制御モード変更直後は各制御モード特有初期処理などが行われるため、ログ収集部にてその初期処理時のログ収集を行う。イベント収集トリガ8は、各アプリケーション501の制御モードを示すフラグを毎周期取得しており、制御モードの変更があった際にログ収集部6にイベント収集トリガを送信する。イベント収集トリガ8は、制御モード変更からあらかじめ指定された期間を過ぎた後に、ログ収集停止トリガを送信する。

0051

第3の例として、制御指令値急変時の例を示す。制御指令値の急変とは、運転手の操作量、例えばブレーキやアクセルハンドルなどの操作を急激に行った場合を指す。イベント収集トリガ8は、常にドライバーの操作量を取得しておき、値の急変を察知した場合にログ収集部6へとイベント収集トリガを送付する。イベント収集トリガ8は、イベント収集トリガ送付からあらかじめ指定された期間を過ぎた後に、ログ収集停止トリガを送信する。

実施例

0052

本実施例により、定常とは異なる制御が行われた際の、ログを集中して収集することで、不具合などの異常を発見しやすいログに絞った収集が可能になる。

0053

1車両制御システム
2 ECU
3車載ネットワーク
4 車両制御システム
5ソフトウェアモジュール
6ログ収集部
出力装置
入力装置
201通信装置
202 ROM(Read Only Memory)
203 RAM(Random Access Memory)
204 CPU
205入出力装置
501アプリケーション
502RTE
503BSW
601イベント列生成部
602既知イベント列記憶部
603 イベント列比較部
604報告部
6011データ取得部
6012イベント生成部
6013 イベント列構成部
6041 既知イベント列報告部
6042未知イベント列報告部
605 未知イベント列パターン記憶部
606 未知イベント列比較部
X 監視対象

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