JP7567172B2 - 車載機器制御装置 - Google Patents

Description

ここに開示された技術は、車載機器制御装置に関する技術分野に属する。

近年では、国家的に自動運転システムの開発が進められており、車両に備えられたアクチュエータのほぼ全てが電子制御されるようになっている。これらアクチュエータの制御を行う制御装置は、ＡＵＴＯＳＡＲ（AUTomotive Open System ARchitecture）の規格に準拠するソフトウェア構造を有することが多い。

例えば特許文献１には、ランタイム環境を介して接続された複数のＡＵＴＯＳＡＲソフトウェア要素を有するＡＵＴＯＳＡＲソフトウェアシステムに関し、ＡＵＴＯＳＡＲソフトウェア要素をバイパスする方法が開示されている。

特開２０１２－１３３７８６号公報

ところで、ＡＵＴＯＳＡＲのような階層的ソフトアーキテクチャにおいて、アプリケーションは、ペリフェラル毎のデバイスドライバが提供しているＡＰＩ（Application Programing Interface)を呼び出し、各Ｉ／Ｏとのやり取りを行う。

ここで、例えば、あるＥＣＵ（ここでは、第１ＥＣＵという）がＩ／Ｏを介して車載機器から取得された転送データを、車載ネットワーク上にある他のＥＣＵ（ここでは、第２ＥＣＵという）転送する場面を想定する。従来技術では、第１ＥＣＵにおいて、Ｉ／Ｏから取得された転送データがアプリケーションに入力され、アプリケーションにおいて通信プロトコルに応じた転送データの変換処理等が実行され、アプリケーションからの指示に基づいて転送データが第２ＥＣＵに転送されることになる。

そうすると、アプリケーションのプログラムに、第２ＥＣＵへのデータ転送プログラムを組み込む必要があり、例えば、特許文献１の技術のように、専用のアプリケーションを用意する必要がある。また、デバイスの接続先のポートが変わったり、デバイスのＩ／Ｏの信号形態ややりとりする情報の態様が変わった場合等に、アプリケーションのＡＰＩの呼び出しに係るソースコードを変更する必要があり、ソフトウェアの開発工数が増加してしまう。

ここに開示された技術は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ソフトウェアの開発工数を低減させることにある。

前記課題を解決するために、ここに開示された技術では、車載機器を制御する制御部と記憶部とを備える車載機器制御装置を対象として、前記制御部は、ソフトウェアの構成として、前記車載機器についての諸機能を実現するためのアプリケーションが実装されたアプリケーション層と、アプリケーションから受け取ったコマンドをハードウェア用のコマンドに変換するデバイスドライバと、前記アプリケーションとデータをやり取りする１または複数の第１通信パケットと、前記デバイスドライバとデータをやり取りする複数の第２通信パケットとが実装されたミドルウェア層と、を有し、前記記憶部には、それぞれの前記第１通信パケットと前記第２通信パケットとの接続関係を規定した書き換え可能な内部マッピングテーブル、及び、前記第１通信パケットまたは前記第２通信パケットと前記ミドルウェア層に接続される通信ネットワークとの直接通信経路を規定した書き換え可能な外部マッピングテーブル、が格納され、前記ミドルウェア層では、前記内部マッピングテーブル及び前記外部マッピングテーブルに基づいて通信経路が生成される。

本態様によると、車載機器制御装置で取得されたデータをミドルウェア層に接続される通信ネットワークの先に接続された車載機器で利用したい場合に、アプリケーションを介さずにデータをやり取りすることができるので、車載機器制御装置の処理速度を向上させることができる。さらに、車載機器で取得された取得データの行先変更のためにアプリケーションを用意したり、実行させる必要がない。これにより、ソフトウェアの開発工数を大幅に低減することができる。

以上説明したように、ここに開示された技術によると、車載機器制御装置の処理速度を向上させることができる。また、ソフトウェア開発の工数を大幅に低減することができる。

車両制御システムの構成例を示す図である。 実施形態の車載機器制御装置の構成例を示す図である。 実施形態の車載機器制御装置の構成例を示す図である。 比較例の車載機器制御装置の構成例を示す図である。

以下、例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

(車両制御システム)
図１は車両制御システムの構成例を示す図である。図１の車両制御システムは、車両１に搭載されており、車両１の所定のゾーン毎に配置された複数のゾーンＥＣＵ４０と、複数のゾーンＥＣＵ４０を統括する中央演算装置１０とを備える。本実施形態の車両制御システムでは、車両１を６つのゾーンに分け、各ゾーンにゾーンＥＣＵ４０が設けられている例を示している。ゾーンＥＣＵ４０は、車載機器を接続することができるように構成されている。また、ゾーンＥＣＵ４０は、車内のネットワーク（以下、車載ネットワークＣＮＷという）を介して伝送される情報を中継するネットワークハブ装置としての機能を有する。本実施形態では、車載ネットワークＣＮＷは、ＣＡＮプロトコルに準拠したリング状のネットワークであるものとする。なお、車載ネットワークＣＮＷの通信方式は特に限定されず、車載ネットワークＣＮＷがＣＡＮ通信プロトコル以外の通信プロトコル（例えば、イーサネット（登録商標）のプロトコル）に準拠したネットワークであってもよい。

以下において、説明の便宜上、車両１の左前側の左フロントゾーンに配置されたゾーンＥＣＵ４０を第１ゾーンＥＣＵ４１といい、車両１の左後側の左リアゾーンに配置されたゾーンＥＣＵ４０を第２ゾーンＥＣＵ４２ということがある。また、第１ゾーンＥＣＵ４１と第２ゾーンＥＣＵ４２と間は、ＣＡＮバスＬ２で接続されている。

〈車載機器〉
車載機器２０は、センサデバイス２００及び信号受信デバイスを含む入力機器と、アクチュエータ３００とを含む。

《センサデバイス、信号受信デバイス》
センサデバイス２００は、例えば、（１）車両１のボディ等に設けられかつ車外環境を撮影する複数のカメラ２０１、（２）車両１のボディ等に設けられかつ車外の物標等を検知する複数のレーダ２０２、（３）全地球測位システム（Global Positioning System：ＧＰＳ）を利用して、車両１の位置（車両位置情報）を検出する位置センサ（図示省略）、（４）車速センサ、加速度センサ、ヨーレートセンサ等の車両の挙動を検出するセンサ類の出力から構成され車両１の状態を取得する車両状態センサ（図示省略）、（５）車内カメラ２０３等により構成され、車両１の乗員の状態を取得する乗員状態センサ、（６）運転者の運転操作を検出する運転操作センサ２０６、（７）キーレス装置を作動させるためのセンサ２１１（以下、キーレスセンサ２１１という）を含む。運転操作センサ２０６は、例えば、アクセル開度センサ、操舵角センサ、ブレーキ油圧センサなどを含む。キーレスセンサ２１１は、例えば、キーレスリモコン８０からの開錠／施錠信号を受信する受信装置と、鍵を所持した運転者が近づいたり、ドアノブに触れたことを検知する人感センサが含まれる。また、センサデバイス２００には、乗員による操作を検出するスイッチが含まれる。スイッチは、例えば、乗員が電動ドアを開閉するためのドア開閉スイッチ２１２、電動パワーウィンドウを動作させるためのスイッチ、ウォッシャーレベルスイッチ、フードスイッチ等を含む。

信号受信デバイスは、例えば、外部のネットワークや、他車両からの信号を受信する受信装置が含まれる。

《アクチュエータ》
アクチュエータ３００は、駆動系のアクチュエータ、操舵系のアクチュエータ、制動系のアクチュエータなどを含む。駆動系のアクチュエータの例としては、エンジン、トランスミッション、モータが挙げられる。制動系のアクチュエータの例としては、ブレーキが挙げられる。操舵系のアクチュエータの例としては、ステアリングが挙げられる。また、アクチュエータ３００は、例えば、サイドドアをロックするためのドアロック装置３０１、電動でドアを開閉させるドア開閉装置３０２、前照灯ＦＬの点灯を制御する点灯制御装置３１０、エアバック装置３１１、音響装置３１２等を含む。

〔車載機器制御装置〕
車載機器制御装置１００は、１または複数のゾーンＥＣＵ４０に搭載される。すなわち、車載機器制御装置１００は、すべてのゾーンＥＣＵに搭載されてもよいし、ゾーンＥＣＵの一部に搭載されてもよい。また、車載機器制御装置１００が、（１）中央演算装置１０に搭載されてもよいし、（２）ゾーンＥＣＵ４０の下位に接続された、各アクチュエータ専用に設けられた専用ＥＣＵ（図示省略）に搭載されてもよい。専用ＥＣＵは、例えば、エンジンを駆動するためのエンジン駆動用ＥＣＵが例示される。中央演算装置１０及び各ＥＣＵは、単一のＩＣ（Integrated Circuit）により構成されてもよいし、複数のＩＣにより構成されてもよい。

図２Ａ及び図２Ｂは、車載機器制御装置１００の構成例を示すブロック図である。車載機器制御装置１００は、例えば、ＣＰＵ１５０（プロセッサ）とメモリ１６０とにより構成される。本実施形態では、図２Ａの車載機器制御装置１００は第１ゾーンＥＣＵ４１に搭載され、図２Ｂの車載機器制御装置１００は第２ゾーンＥＣＵ４２に搭載されているものとする。図２Ａ及び図２Ｂにおいて、車載機器制御装置１００のハードウェア及びソフトウェアの基本的な構成は同じであり、共通の構成について共通の符号を付している。また、図２Ａと図２Ｂとで共通の構成について説明では、まとめて図２と記載し、個別の説明を省略する場合がある。

〈ＣＰＵ〉
ＣＰＵ１５０は、メモリ１６０からプログラム１６２を読み出して実行することにより各種の処理をおこなう。具体的には、例えば、センサデバイス２００で検出された検出データを読み取ったり、諸機能を実現するために各種の演算処理を行ったり、アクチュエータ３００を制御するための制御信号を生成して出力する。ＣＰＵ１５０は、制御部の一例である。なお、ＣＰＵ１５０の具体的な態様は、特に限定されない。例えば、マイクロコンピュータ（いわゆるマイコン）で実現されていてもよいし、ＳｏＣ（System-on-Chip）で実現されてもよい。

《ハードウェア》
ＣＰＵ１５０は、ハードウェアの構成として、メモリ１６０に格納されたプログラムにしたがって各種の演算処理を実行する演算部と、ペリフェラル機能ユニット１８０とを備える。ここでいうペリフェラルとは、中央演算装置１０及び／またはゾーンＥＣＵ４０と組み合わせて利用される車載機器２０を指すものとする。

ペリフェラル機能ユニット１８０は、ペリフェラル、すなわち、車載機器２０を機能させるための１または複数のペリフェラル機能部１８１を備える。図２に示すように、ペリフェラル機能部１８１には、例えば、アナログデジタルコンバータ１８１ａ（以下、ＡＤＣ１８１ａという）、デジタル入力部１８１ｂ、デジタル出力部１８１ｃ及びＰＷＭ制御部１８１ｄが含まれる。なお、ペリフェラル機能部１８１として、図２の構成１８１ａ～１８１ｄの一部が搭載されてもよいし、他の構成が含まれていてもよい。なお、以下において、ＡＤＣ１８１ａ、デジタル入力部１８１ｂ、デジタル出力部１８１ｃ及びＰＷＭ制御部１８１ｄの各ペリフェラル機能を特に区別しないで説明する場合、単にペリフェラル機能部１８１と記載する。

ペリフェラル機能部１８１は、それぞれ、複数のチャネルを有する。各チャネルには、車載機器２０の入出力部（例えば、Ｉ／Ｏ接続用のコネクタ）が接続できるように構成されている。図２では、上記チャネルとして、ＡＤＣ１８１ａに入力用のチャネルＣＨａ１，ＣＨａ２が、デジタル入力部１８１ｂに入力用のチャネルＣＨｂ１，ＣＨｂ２が、デジタル出力部１８１ｃに出力用のチャネルＣＨｃ１，ＣＨｃ２が、ＰＷＭ制御部１８１ｄに出力用のチャネルＣＨｃ１，ＣＨｃ２が、それぞれ設けられている例を示している。なお、チャネル数は、２つに限定されず、３つ以上であってもよい。また、単一のペリフェラル機能部１８１に、入力用及び出力用の両方のチャネルが設けられていてもよい。

《ソフトウェア》
ＣＰＵ１５０は、ソフトウェアの構成として、最上位のアプリケーション層１２０と、アプリケーション層の下位にあるミドルウェア層１３０と、ミドルウェア層１３０の下位にあるデバイスドライバ層１４０とを有する。ＣＰＵ１５０は、いわゆるＡＵＴＯＳＡＲに準拠したソフトウェア構造を採用してもよい。この場合、アプリケーション層１２０は、ＡＵＴＯＳＡＲのアプリケーション層に対応し、例えば、１または複数のＳＷＣ（Software Component）モジュールで構成される。また、ミドルウェア層１３０及びデバイスドライバ層１４０はＢＳＷ（Basic Software）に相当し、デバイスドライバ層１４０はＭＣＡＬ（Microcontroller Abstraction Layer）に相当する。なお、ミドルウェア層１３０をＣｏｍｐｌｅｘ Ｄｒｉｖｅｒとして実装してもよい。

アプリケーション層１２０には、車載機器２０に対する諸機能を実現するためのアプリケーション１２１が実装される。アプリケーション１２１には、周知構成のものが採用できる。アプリケーション１２１の具体例について、後ほど説明する。

デバイスドライバ層１４０には、アプリケーション１２１から受け取ったコマンドをハードウェア用のコマンドに変換するデバイスドライバユニット１４１が実装される。

デバイスドライバユニット１４１には、ペリフェラル機能ユニット１８０に含まれるペリフェラル機能部１８１毎のデバイスドライバが実装される。前述のとおり、図２の例では、ペリフェラル機能部１８１として、ＡＤＣ１８１ａ、デジタル入力部１８１ｂ、デジタル出力部１８１ｃ及びＰＷＭ制御部１８１ｄが含まれる。そこで、デバイスドライバユニット１４１には、ＡＤＣ１８１ａのためのデバイスドライバであるＡＤＣドライバ１４１ａと、デジタル入力部１８１ｂ及びデジタル出力部１８１ｃのためのデバイスドライバであるＤＩＯドライバ１４１ｂと、及びＰＷＭ制御部１８１ｄのためのデバイスドライバであるＰＷＭドライバ１４１ｄとが含まれる。すなわち、ＡＤＣドライバ１４１ａはＡＤＣ１８１ａに接続され、ＤＩＯドライバ１４１ｂはデジタル入力部１８１ｂ及びデジタル出力部１８１ｃに接続され、ＰＷＭドライバ１４１ｄはＰＷＭ制御部１８１ｄに接続される。

また、デバイスドライバユニット１４１には、車載ネットワークＣＮＷと接続するための通信ドライバ１４１ｅが含まれる。通信ドライバ１４１ｅは、車載ネットワークＣＮＷの通信プロトコルに準拠したものとなる。例えば、車載ネットワークがＣＡＮ（Controller Area Network）プロトコルに準拠して構成されている場合、通信ドライバ１４１ｅとしてＣＡＮドライバを設ける。なお、本開示の技術が適用できる車載ネットワークの通信プロトコルは、ＣＡＮに限定されず、例えば、イーサネット等の他の通信プロトコルであってもよい。

デバイスドライバは、ハードウェア依存性のあるソフトウェアである。一般的に、デバイスドライバ層１４０には、ハードウェアに依存しないソフトウェア（例えば、オペレーティングシステム等）も実装されるが、本願発明との関連性が低いので、本実施形態では、図示及び説明を省略している。

ミドルウェア層１３０は、アプリケーション１２１とデータをやり取りするための１または複数の第１通信パケット１３１と、デバイスドライバとデータをやり取りするための１または複数の第２通信パケット１３２と、車載ネットワークとデータをやり取りするための外部通信パケット１３３と含むマッピングモジュール１３４が実装される。

図２の例では、第１通信パケット１３１として、ＩＯ＿１，ＩＯ＿２，…ＩＯ＿Ｘ（Ｘは自然数）が実装されている。第２通信パケット１３２として、（１）ＡＤＣドライバ１４１ａとデータをやり取りするためのＡＤＣ＿１，ＡＤＣ＿２，…ＡＤＣ＿Ｌ（Ｌは自然数）、（２）ＤＩＯドライバ１４１ｂとデータをやり取りするためのＤＩ＿１，ＤＩ＿２，…ＤＩ＿Ｍ（Ｍは自然数）及びＤＯ＿１，ＤＯ＿２，…ＤＯ＿Ｎ（Ｎは自然数）、（３）ＰＷＭドライバ１４１ｄとデータをやり取りするためのＰＷＭ＿１，ＰＷＭ＿２，…ＰＷＮ＿Ｑ（Ｑは自然数）が実装されている。外部通信パケット１３３として、ＳＩＧ＿Ａ，ＳＩＧ＿Ｂが実装されている。

ここで、外部通信パケット１３３は、車載ネットワークにデータを転送するために、車載ネットワークＣＮＷに適合するようなパケット構成になっている。例えば、車載ネットワークＣＮＷがＣＡＮの場合、通信パケットＳＩＧ＿Ａ，ＳＩＧ＿Ｂは、通信ドライバ１４１ｅを介して、他のゾーンＥＣＵ４０や中央演算装置１０との間で、ＣＡＮ通信プロトコルに準拠した通信ができるように構成されている。より具体的には、通信パケットＳＩＧ＿Ａ，ＳＩＧ＿Ｂには、例えば、ＣＡＮ通信の「標準フォーマット」または「拡張フォーマット」のデータフレームを作成するために、センサデバイス２００から取得したデータのサイズ調整処理や、形式変換等のデータ加工処理が施されて格納される。上記のサイズ調整処理やデータ加工処理は、例えば、コード領域１６１で定義されていてもよいし、データ領域１６５において、書き換え可能な形式等で保存されていてもよい。

また、具体的に図示はしないが、図２では、以下の接続関係がある。通信パケットＡＤＣ＿１はＡＤＣ１８１ａのチャネルＣＨａ１に、通信パケットＡＤＣ＿２はＡＤＣ１８１ａのチャネルＣＨａ２にそれぞれ接続される。通信パケットＤＩ＿１はデジタル入力部１８１ｂのチャネルＣＨｂ１に、通信パケットＤＩ＿２はデジタル入力部１８１ｂのチャネルＣＨｂ２にそれぞれ接続される。通信パケットＤＯ＿１はデジタル出力部１８１ｃのチャネルＣＨｃ１に、通信パケットＤＯ＿２はデジタル出力部１８１ｃのチャネルＣＨｃ２にそれぞれ接続される。通信パケットＰＷＭ＿１はＰＷＭ制御部１８１ｄのチャネルＣＨｄ１に、通信パケットＰＷＭ＿２はＰＷＭ制御部１８１ｄのチャネルＣＨｄ２にそれぞれ接続される。

マッピングモジュール１３４は、メモリ１６０に格納された内部マッピングテーブル１６６ａに基づいて、アプリケーション層１２０とデバイスドライバとの通信経路を生成する。また、外部マッピングテーブル１６６ｂに基づいて、第１通信パケット１３１または第２通信パケット１３２と、外部通信パケット１３３との通信経路を生成する。個別の通信経路の生成例については、後ほど説明する。

なお、図示しないが、ミドルウェア層１３０において、アプリケーション層１２０とマッピングモジュール１３４との間に、ランタイム環境（ＲＴＥ）が実装されていてもよい。ランタイム環境は、アプリケーション１２１とデバイスドライバ層１４０に実装されたソフトウェアとを抽象化して接続するように構成される。

〈メモリ〉
メモリ１６０は、記憶領域として、ＣＰＵ１５０を動作させるためのプログラム１６２が記憶されたコード領域１６１と、ＣＰＵ１５０での処理結果及びマッピングテーブル１６６等のデータを記憶する書き換え可能なデータ領域１６５とを備える。

《コード領域》
コード領域には、例えば、車載機器制御装置１００の設計段階において、あらかじめ作成されたプログラム１６２がコンパイルされて実装されている。例えば、図２Ａのケースにおいて、第１ゾーンＥＣＵ４１のコード領域１６１には、第１ゾーンＥＣＵ４１のアプリケーション１２１を動作させるためのプログラム１６２が格納されている。例えば、図２Ｂのケースにおいて、第２ゾーンＥＣＵ４２のコード領域１６１には、第２ゾーンＥＣＵ４２のアプリケーション１２１を動作させるためのプログラム１６２が格納されている。

なお、本実施形態では、第１ゾーンＥＣＵ４１は、キーレスセンサ２１１及びドア開閉スイッチ２１２の出力は、使用しないものとする。したがって、第１ゾーンＥＣＵ４１のコード領域１６１には、キーレスセンサ２１１及びドア開閉スイッチ２１２に基づいたアクチュエータ３００の制御に関する処理が含まれていないものとする。後述する図３についても同様とする。一方で、第２ゾーンＥＣＵ４２は、第１ゾーンＥＣＵ４１での検出結果を用いて、左サイドドアの制御をするものとする。したがって、第２ゾーンＥＣＵ４２のコード領域１６１には、キーレスセンサ２１１の検出結果及びドア開閉スイッチ２１２の操作結果の入力データを取得するプログラム及びその入力データに基づいたドアロック装置３０１及びドア開閉装置３０２の制御プログラムが格納されている。

《データ領域》
前述のとおり、データ領域１６５には、マッピングテーブル１６６が格納されている。マッピングテーブル１６６は、内部マッピングテーブル１６６ａと、外部マッピングテーブル１６６ｂとを含む。なお、発明の理解が容易になるように、便宜上、内部マッピングテーブル１６６ａと外部マッピングテーブル１６６ｂとを分けて規定しているが、データまたはデータ領域として、両マッピングテーブル１６６ａ，１６６ｂが明確に分離されている必要はない。例えば、内部マッピングテーブル１６６ａと外部マッピングテーブル１６６ｂとがデータ領域１６５内で混在して配置または混合して配置されていても構わない。また、単一ユニットのデータ（例えば、単一のプログラムコード）に対して、内部マッピングテーブル１６６ａ及び外部マッピングテーブル１６６ｂの両方の情報が含まれていてもよい。

内部マッピングテーブル１６６ａは、第１通信パケット１３１と第２通信パケット１３２との接続関係を規定したテーブルである。より具体的には、例えば、複数の第１通信パケット１３１と複数の第２通信パケット１３２がある場合に、それぞれの接続対象となる通信パケットが規定されている。図２Ａのケースでは、通信パケットＩＯ＿１の接続対象が通信パケットＡＤＣ＿１であり、通信パケットＩＯ＿２の接続対象が通信パケットＤＩ＿２であることが規定されている。図２Ｂのケースでは、通信パケットＩＯ＿３の接続対象が通信パケットＤＯ＿１であり、通信パケットＩＯ＿Ｘの接続対象が通信パケットＰＷＭ＿１であることが規定されている。なお、第１通信パケット１３１または第２通信パケット１３２のいずれか一方が単一のパケットであってもよい。

外部マッピングテーブル１６６ｂは、第１通信パケット１３１または第２通信パケット１３２と車載ネットワークＣＮＷとの直接通信経路を規定したテーブルである。より具体的には、第１通信パケット１３１または第２通信パケット１３２と外部通信パケット１３３との通信経路が規定されている。図２Ａのケースでは、通信パケットＩＯ＿１の接続対象が通信パケットＳＩＧ＿Ａであり、通信パケットＩＯ＿２の接続対象が通信パケットＳＩＧ＿Ｂであることが規定されている。図２Ｂのケースでは、通信パケットＩＯ＿１の接続対象が通信パケットＳＩＧ＿Ａであり、通信パケットＩＯ＿２の接続対象が通信パケットＳＩＧ＿Ｂであることが規定されている。

〔車載機器制御装置の動作例〕
次に、図２Ａ及び図２Ｂを用いて、車載機器制御装置１００の動作の一例を説明する。前述のとおり、図２Ａの車載機器制御装置１００は第１ゾーンＥＣＵ４１に搭載され、図２Ｂの車載機器制御装置１００は第２ゾーンＥＣＵ４２に搭載されているものとする。また、第１ゾーンＥＣＵ４１及び第２ゾーンＥＣＵ４２の各通信パケットＳＩＧ＿Ａ、ＳＩＧ＿Ｂは、第１ゾーンＥＣＵ４１と第２ゾーンＥＣＵ４２との間で車載ネットワークＣＮＷを介して相手方のＥＣＵに搭載された対応する通信パケットＳＩＧ＿Ａ、ＳＩＧ＿Ｂと通信パケットを送受信できるように構成されている。通信パケットＳＩＧ＿Ａ、ＳＩＧ＿Ｂ同士の双方向通信（相互間のデータの送受信）については、周知技術が適用できる。具体的に、例えば、車載ネットワークをＣＡＮ通信とする場合、データの有無にかかわらず通信パケットを周期的に送信すること、または、所定のトリガに応じて通信パケットを送信することが行われる。上記の通信パケットＳＩＧ＿Ａ、ＳＩＧ＿Ｂは、その両方に対応することができ、そのようなパケット通信に対応した構成になっている。

第１ゾーンＥＣＵ４１には、主に車両１の左フロントゾーンに配置されたセンサデバイス２００及びアクチュエータ３００が接続される。図１では、第１ゾーンＥＣＵ４１に、車両左側を撮像するカメラ２０１、キーレスセンサ２１１及びドア開閉スイッチ２１２が接続された例を示している。図２Ａに示すように、キーレスセンサ２１１はＡＤＣ１８１ａのチャネルＣＨａ１に接続され、ドア開閉スイッチ２１２はデジタル入力部１８１ｂのチャネルＣＨａ２に接続されている。図２Ａでは、カメラ２０１の図示を省略している。

第２ゾーンＥＣＵ４２には、主に車両１の左リアゾーンに配置されたセンサデバイス２００及びアクチュエータ３００が接続される。図１では、第２ゾーンＥＣＵ４２に、車両左後方の障害物を検出するためのレーダ２０２、左サイドドアをロックするためのドアロック装置３０１、左サイドドアを自動で開閉させるためのドア開閉装置３０２及び音響装置３１２が接続された例を示している。図２Ｂに示すように、ドアロック装置３０１はデジタル出力部１８１ｃのチャネルＣＨｃ１に接続され、ドア開閉装置３０２はＰＷＭ制御部１８１ｄのチャネルＣＨｄ１に接続されている。図２Ｂでは、レーダ２０２及び音響装置３１２の図示を省略している。

まず、図２Ａの第１ゾーンＥＣＵ４１において、キーレスセンサ２１１の読み出し処理について説明する。キーレスセンサ２１１からの検出信号がチャネルＣＨａ１から受信されると、検出信号はＡＤＣドライバ１４１ａを介して、通信パケットＡＤＣ＿１としてマッピングモジュール１３４に送信される。マッピングモジュール１３４では、まず、内部マッピングテーブル１６６ａが適用され、通信パケットＡＤＣ＿１は通信パケットＩＯ＿１に送信される。次に、外部マッピングテーブル１６６ｂが適用され、通信パケットＩＯ＿１は通信パケットＳＩＧ＿Ａに送信される。前述のとおり、第１ゾーンＥＣＵ４１の通信パケットＳＩＧ＿Ａは、通信ドライバ１４１ｅを介して第２ゾーンＥＣＵ４２の通信パケットＳＩＧ＿Ａにデータを送信するように構成されている。

次に、図２Ａの第１ゾーンＥＣＵ４１において、ドア開閉スイッチ２１２の読み出し処理について説明する。ドア開閉スイッチ２１２からの検出信号がチャネルＣＨｂ２から受信されると、検出信号は、ＤＩＯドライバ１４１ｂを介して、通信パケットＤＩ＿２としてマッピングモジュール１３４に送信される。マッピングモジュール１３４では、まず、内部マッピングテーブル１６６ａが適用され、通信パケットＤＩ＿２は通信パケットＩＯ＿２に送信される。次に、外部マッピングテーブル１６６ｂが適用され、通信パケットＩＯ＿２は通信パケットＳＩＧ＿Ｂに送信される。前述のとおり、第１ゾーンＥＣＵ４１の通信パケットＳＩＧ＿Ｂは、通信ドライバ１４１ｅを介して第２ゾーンＥＣＵ４２の通信パケットＳＩＧ＿Ｂにデータを送信するように構成されている。

このようにして、キーレスセンサ２１１の検出信号及びドア開閉スイッチ２１２の検出信号は、第１ゾーンＥＣＵ４１のアプリケーション１２１を介することなく、第２ゾーンＥＣＵ４２に送信される。

図２Ｂの第２ゾーンＥＣＵ４２において、第１ゾーンＥＣＵ４１からキーレスセンサ２１１の検出信号を受信すると、その受信信号は、通信ドライバ１４１ｅを介して通信パケットＳＩＧ＿Ａに格納される。マッピングモジュール１３４では、まず、外部マッピングテーブル１６６ｂが適用され、通信パケットＳＩＧ＿Ａは、通信パケットＩＯ＿１に送信される。通信パケットＩＯ＿１は、アプリケーション１２１によって読み出される。第２ゾーンＥＣＵ４２のアプリケーション１２１では、第１ゾーンＥＣＵ４１から受信したキーレスセンサ２１１の検出信号に基づいてドアロック装置３０１の施錠／開錠処理についての命令をパケット化し、マッピングモジュール１３４に通信パケットＩＯ＿３として送信する。マッピングモジュール１３４では、内部マッピングテーブル１６６ａが適用される。前述のとおり、内部マッピングテーブル１６６ａにおいて、通信パケットＩＯ＿３は、通信パケットＤＯ＿１に接続されている。これにより、アプリケーション１２１の命令に基づいてＤＩＯドライバ１４１ｂが動作し、ドアロック装置３０１の施錠または開錠が実行される。

同様にして、図２Ｂの第２ゾーンＥＣＵ４２において、第１ゾーンＥＣＵ４１からドア開閉スイッチ２１２の検出信号を受信すると、その受信信号は、通信ドライバ１４１ｅを介して通信パケットＳＩＧ＿Ｂに格納される。マッピングモジュール１３４では、まず、外部マッピングテーブル１６６ｂが適用され、通信パケットＳＩＧ＿Ｂは、通信パケットＩＯ＿２に送信される。通信パケットＩＯ＿２は、アプリケーション１２１によって読み出される。第２ゾーンＥＣＵ４２のアプリケーション１２１では、第１ゾーンＥＣＵ４１から受信した開閉スイッチ２１２の検出信号に基づいて左サイドドアの開閉処理についての命令をパケット化し、マッピングモジュール１３４に通信パケットＩＯ＿４として送信する。マッピングモジュール１３４では、内部マッピングテーブル１６６ａが適用される。前述のとおり、内部マッピングテーブル１６６ａにおいて、通信パケットＩＯ＿４は、通信パケットＰＷＭ＿１に接続されている。これにより、アプリケーション１２１の命令に基づいてＰＷＭドライバ１４１ｄが動作し、ドア開閉装置３０２が駆動され、左サイドドアの開閉制御が実行される。なお、上記実施形態では、通信パケットＳＩＧ＿Ｂが通信パケットＩＯ＿２に送信されてアプリケーション１２１によって読み出されるものとしたが、これに限定されない。例えば、マッピングモジュール１３４において、通信パケットＳＩＧ＿Ｂをアプリケーション１２１を介さずに通信パケットＰＷＭ＿１に送信し、通信パケットＰＷＭ＿１からＰＷＭドライバ１４１ｄに送信するようにしてもよい。このようなアプリケーション１２１を介さずに処理を行うような場合に、ゾーンＥＣＵ４０からアプリケーション層１２０をなくしてもよい。その場合に、第１通信パケット１３１をなくして、外部通信パケット１３３と第２通信パケット１３２とを接続するようなマッピングテーブルを用意し、そのマッピングテーブルに基づいてルーティングを実行するようにしてもよい。

〔比較例〕
図３に図２Ａの構成との比較例を示す。なお、図２Ａと図３で共通する構成については、下２桁の数字または下２桁及びその後ろの符号を共通にしている。例えば、車載機器制御装置５００は、車載機器制御装置１００に相当する。

図３では、ミドルウェア層５３０として単一の通信パケットが実装されている。また、アプリケーション１２１がＣＡＮ通信を行うための通信ドライバ５４１ｅに直接接続されている。それ以外の構成は、図２Ａと共通である。

具体的に、図３のプログラム５６２では、コード領域５６１において、ＣＰＵ５５０を動作させるため処理内容が実装される。プログラム５６２には、各処理内容を送信するミドルウェア層５３０での通信パケットについて、ペリフェラル機能部１８１での接続先チャネルがあわせて設定される。このような構成にすることにより、上記実施形態と同様の動作を実現することができる。

一方で、図３の構成では、チャネルＣＨａ１からＡＤＣ５８１ａに入力されたキーレスセンサ２１１の検出信号は、ＡＤＣドライバ５４１ａ及び通信パケットＡＤＣ＿１を介してアプリケーション５２１に入力される。そして、アプリケーション５２１から通信ドライバ５４１ｅを介して、車載ネットワークＣＮＷにキーレスセンサ２１１の検出信号が出力される。同様に、チャネルＣＨｂ２からデジタル入力部５８１ｂに入力されたドア開閉スイッチ２１２の検出信号は、ＤＩＯドライバ５４１ｂ及び通信パケットＤＩ＿２を介してアプリケーション５２１に入力され、アプリケーション５２１から通信ドライバ５４１ｅを介して、車載ネットワークＣＮＷにドア開閉スイッチ２１２の検出信号が出力される。

以上のように、本実施形態の車載機器制御装置１００において、ＣＰＵ１５０は、ソフトウェアの構成として、アプリケーション層１２０と、ミドルウェア層１３０と、デバイスドライバユニット１４１とを有する。そして、ミドルウェア層１３０には、アプリケーションとデータをやり取りする第１通信パケット１３１と、デバイスドライバとデータをやり取りする第２通信パケット１３２とが実装されている。そして、メモリ１６０に、第１通信パケット１３１と第２通信パケット１３２との接続関係を規定した書き換え可能な内部マッピングテーブル１６６ａ、及び、第１通信パケット１３１または第２通信パケット１３２とミドルウェア層１３０に接続される車載ネットワークＣＮＷとの直接通信経路を規定した書き換え可能な外部マッピングテーブル１６６ｂとを格納している。ミドルウェア層１３０では、内部マッピングテーブル１６６ａと外部マッピングテーブル１６６ｂとに基づいて、アプリケーション１２１を介さずにミドルウェア層１３０において閉じられた形で各通信パケットと車載ネットワークＣＮＷとの通信経路を生成するようにしている。

これにより、例えば、第１ゾーンＥＣＵ４１に接続された車載機器２０（例えば、センサデバイス２００）で得られたデータを、車載ネットワークＣＮＷで接続された他のゾーンＥＣＵ４０（例えば、第２ゾーンＥＣＵ４２）で利用したい場合に、第１ゾーンＥＣＵ４１において、アプリケーション１２１のプログラムコードでの手当なしに車載ネットワークＣＮＷにデータを流すことができる。また、上記のように、ゾーンＥＣＵ４０で得られた取得データを、車載ネットワークＣＮＷで接続された他のゾーンＥＣＵ４０で利用したい場合に、取得データの行先変更のためにアプリケーション１２１を用意したり、実行させる必要がない。これにより、ソフトウェアの設計工程及び検証工程を簡素化することができ、ソフトウェアの開発工数を大幅に低減することができる。また、アプリケーション１２１を介さずにゾーンＥＣＵ４０間でデータをやり取りすることができるので、車載機器制御装置１００の処理速度を向上させることができる。

ここに開示された技術は、前述の実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。また、前述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本開示の範囲を限定的に解釈してはならない。本開示の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本開示の範囲内のものである。

例えば、上記実施形態では、外部マッピングテーブル１６６ｂにおいて、外部通信パケット１３３と第１通信パケット１３１との接続関係が規定されているものとしたが、これに限定されない。例えば、外部マッピングテーブル１６６ｂにおいて、外部通信パケット１３３の構成要素と、第２通信パケット１３２の構成要素との接続関係が規定されていてもよい。また、外部マッピングテーブル１６６ｂにおいて、外部通信パケット１３３の構成要素と第１通信パケット１３１の構成要素との接続関係、外部通信パケット１３３の構成要素と第２通信パケット１３２の構成要素との接続関係の両方が規定されていてもよい。

ここに開示された技術は、車載機器制御装置を設計するのに有用である。

１００ 車載機器制御装置
１２０ アプリケーション層
１２１ アプリケーション
１３０ ミドルウェア層
１３１ 第１通信パケット
１３２ 第２通信パケット
１４１ａ ＡＤＣドライバ（デバイスドライバ）
１４１ｂ ＤＩＯドライバ（デバイスドライバ）
１４１ｄ ＰＷＭドライバ（デバイスドライバ）
１５０ ＣＰＵ（制御部）
１６０ メモリ（記憶部）
１６６ａ 内部マッピングテーブル
１６６ｂ 外部マッピングテーブル

Claims (1)

1. 車載機器を制御する制御部と記憶部とを備える車載機器制御装置であって、
   前記制御部は、ソフトウェアの構成として、
   前記車載機器についての諸機能を実現するためのアプリケーションが実装されたアプリケーション層と、
   アプリケーションから受け取ったコマンドをハードウェア用のコマンドに変換するデバイスドライバユニットを含むデバイスドライバ層であって、前記デバイスドライバユニットが、前記車載機器を機能させるペリフェラル機能ユニットのためのデバイスドライバと、車載ネットワークと接続するための通信ドライバとを含む前記デバイスドライバ層と、
   前記アプリケーションとデータをやり取りする１または複数の第１通信パケットと、前記ペリフェラル機能ユニットのための前記デバイスドライバとデータをやり取りする複数の第２通信パケットと、前記車載ネットワークとデータをやり取りするための外部通信パケットが実装されたミドルウェア層と、
   を有し、
   前記記憶部は、前記制御部を動作させるためのプログラムが記憶されたコード領域と、データ領域とを備え、
   前記記憶部のデータ領域には、それぞれの前記第１通信パケットと前記第２通信パケットとの接続関係を規定した書き換え可能な内部マッピングテーブル、及び、前記第１通信パケットまたは前記第２通信パケットと前記外部通信パケットとの直接通信経路を規定した書き換え可能な外部マッピングテーブル、が格納され、
   前記ミドルウェア層では、前記内部マッピングテーブル及び前記外部マッピングテーブルに基づいて通信経路が生成され、前記アプリケーション層を介さずに、前記第１通信パケットまたは前記第２通信パケットと前記外部通信パケットとの通信経路が生成される、ことを特徴とする車載機器制御装置。

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