特開 2024-154992 電子制御装置及び電子制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024154992

(43)【公開日】2024-10-31

(54)【発明の名称】電子制御装置及び電子制御方法

(51)【国際特許分類】

   G06F 9/54 20060101AFI20241024BHJP

【ＦＩ】

G06F9/54 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023069285

(22)【出願日】2023-04-20

(71)【出願人】

【識別番号】000003997

【氏名又は名称】日産自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000486

【氏名又は名称】弁理士法人とこしえ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】柳浦 佳典

(57)【要約】

【課題】通信用のデータを記憶するバッファの消費量を抑制できる電子制御装置を提供する。
【解決手段】
本実施形態に係る電子制御装置１００は、複数のＳＷ－Ｃ１～３と、ＲＴＥ４と、メモリ５とを備え、メモリ５は、ＳＷ－Ｃ１の送信ポート１１とＳＷ－Ｃ２の受信ポート２１との間で送受信される第１データを記憶するバッファと、ＳＷ－Ｃ２の送信ポート１２とＳＷ－Ｃ２の受信ポート２２との間で送受信される第２データを記憶するバッファとを共用した共用バッファである。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のソフトウェアコンポーネント（ＳＷ－Ｃ）と、
前記複数のＳＷ－Ｃを接続するランタイム環境（ＲＴＥ）と、
前記ＲＴＥ上に設けられるメモリとを備え、
前記複数のＳＷ－Ｃは、
第１送信ポートを含む第１ＳＷ－Ｃ、第１受信ポートと第２送信ポートを含む第２ＳＳＷ－Ｃ、及び、第２受信ポートを含む第３ＳＷ－Ｃを有し、
前記メモリは、
前記第１送信ポートと前記第２受信ポートとの間で送受信される第１データを記憶するバッファと、前記第２送信ポートと前記第２受信ポートとの間で送受信される第２データを記憶するバッファとを共用した共用バッファであり、
前記第１データと前記第２データのいずれか一方を記録する電子制御装置。

【請求項2】

請求項１記載の電子制御装置において、
前記第１送信ポートと前記第１受信ポートは、前記第１データの通信用のポートとしてグループ化され、
前記第２送信ポートと前記第２受信ポートは、前記第２データの通信用のポートとしてグループ化されている電子制御装置。

【請求項3】

請求項１又は２記載の電子制御装置において、
前記複数のＳＷ－Ｃは、
３つ以上の前記ＳＷ－Ｃをデイジーチェーンで接続したＳＷ－Ｃグループを複数有し、
前記メモリは、前記ＳＷ－Ｃグループ内で送受信されるデータを記憶する前記共用バッファとして、前記ＳＷ－Ｃグループ毎に設けられている電子制御装置。

【請求項4】

請求項１又は２記載の電子制御装置において、
前記ＲＴＥは、
前記第１送信ポートと前記第１受信ポートを選択して、前記第１データの通信を実行し、
前記第２送信ポートと前記第２受信ポートを選択して、前記第２データの通信を実行する電子制御装置。

【請求項5】

請求項１又は２記載の電子制御装置において、
前記メモリは、
前記第１データを前記共用バッファに記憶し、
前記共用バッファに記憶された前記第１データに、前記第２データを上書きして、前記共用バッファを更新する電子制御装置。

【請求項6】

請求項１又は２記載の電子制御装置において、
前記共用バッファの記録容量は、
前記第１データの最大容量及び前記第２データの最大容量うち大きい方のデータ容量以上、前記第１データの最大容量と前記第２データの最大容量とを合計したデータ容量未満である電子制御装置。

【請求項7】

電子制御装置により実行され、複数のソフトウェアコンポーネント（ＳＷ－Ｃ）の間でデータの送受信を行う電子制御方法であって、
前記電子制御装置は、
第１ＳＷ－Ｃに含まれる第１送信ポートと第２ＳＷ－Ｃに含まれる第１受信ポートとの間で送受信される第１データを記憶するバッファと、前記第２ＳＷ－Ｃに含まれる第２送信ポートと第３ＳＷ－Ｃに含まれる第２受信ポートとの間で送受信される第２データを記憶するバッファとを共用した共用バッファを備え、
前記第１送信ポートから前記第１データを出力し、
前記第１データが前記共用バッファに記録された後に、前記第１受信ポートから前記第１データを入力して、前記第１データの入力後に、前記第２送信ポートから前記第２データを出力し、
前記第２データが前記共用バッファに記録された後に、前記第２受信ポートから前記第２データを入力する電子制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子制御装置及び電子制御方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１記載の車両用制御システムは、連携制御の実行を管理する連携制御実行管理部を有している。この連携制御実行管理部は、複数の連携制御の各々について、複数のドメイン制御部アプリケーションで個別に実行される個別制御と、その個別制御間のデータの入出力関係とに関する情報を記憶した記憶部を含んでいる。記憶部は、個別制御間のデータの入出力関係に関する情報が記憶されている。またＲＴＥが、ドメイン制御部アプリケーション間の通信を提供している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－０８５６８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら上記車両制御システムにおいて、複数のドメイン制御部アプリケーションが、互いにデータを送受信して複数の連携制御を行う場合には、ＲＴＥにより通信されるデータを保存するためのバッファを記録部に設ける。このとき、ドメイン制御部アプリケーションの互いに通信経路毎に、専用のバッファをそれぞれ設けた場合には、通信用データを記憶するバッファの消費量が大きくなるという問題がある。

【0005】

本発明が解決しようとする課題は、通信用のデータを記憶するバッファの消費量を抑制できる電子制御装置及び電子制御方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、ＳＷ－Ｃの送信ポートとＳＷ－Ｃの受信ポートとの間で送受信される第１データを記憶するバッファと、ＳＷ－Ｃの送信ポートとＳＷ－Ｃの受信ポートとの間で送受信される第２データを記憶するバッファとを共用することによって、上記課題を解決する。

【発明の効果】

【0007】

本発明は、通信に使用されるバッファの消費量を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本実施形態に係る電子制御装置のソフトウェア構造の概略図である。

【図2】図２は、Ｒａｎｎｎａｂｌの概念図である。

【図3】図３は、タスク（ＴＡＳＫ）の概念図である

【図4】図４は、比較例に係る電子制御装置のソフトウェア構造の概略図である。

【図5】図５は、変形例に係る電子制御装置のソフトウェア構造の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明に係る電子制御装置及び電子制御方法の実施の形態を図面に基づいて説明する。

【0010】

図１は、本実施形態に係る電子制御装置１００のソフトウェア構造の概略図である。電子制御装置１００は、車両に搭載される電子制御ユニット（ＥＣＵ）であり、車両の負荷を制御するコントローラである。車両には、数百程度の電子制御装置１００が搭載されており、各電子制御装置１００は、車両の駆動システムの制御や、ライト等の補器系統の制御等、車両の各機能を制御する。

【0011】

電子制御装置１００は、図１に示すように、Ａｕｔｏｓａｒ（AUTomotive Open System Architecture）に準拠するソフトウエア構造を有している。電子制御装置１００は、複数のソフトウェアコンポーネント（ＳＷ－Ｃ）１～３と、複数のＳＷ－Ｃを接続するランタイム環境（ＲＴＥ）４と、ＲＴＥ４上に設けられるメモリ５を備えている。複数のＳＷ－Ｃ１～３はアプリケーション層に設けられている。電子制御装置１００のソフトウェア子構造は、アプリケーション層及びＲＴＥ４（ＲＴＥ層）の他に、ＢＳＷ層（Basic Software）を含む。ＢＳＷ層は、図１では図示を省略しているが、基本ソフトウェアモジュール等を含んでいる。

【0012】

ＳＷ－Ｃ１～３は、電子制御装置１００が機能（制御処理）を実行される処理のプログラム（アプリケーション）である。ＳＷ－Ｃ１～３は、電子制御装置１００に含まれるハードウェアにより実行され、他のアプリケーションとの間でデータの入手を行い、またデータ処理を行う。近年のアプリケーション複雑化に伴い、アプリケーション層に含まれるＳＷ－Ｃ１～３の数は数百以上になっている。なお、図１の例では、数百以上のＳＷ－Ｃの中から３つＳＷ－Ｃ１～３が図示されているが、電子制御装置１００は、４個以上のＳＷ－Ｃを有している。

【0013】

ＳＷ－Ｃ１は送信ポート１１を含み、ＳＷ－Ｃ２は送信ポート１１及び受信ポート２１を含み、ＳＷ－Ｃ３は受信ポート２２を含む。送信ポート１１と受信ポート２１がＲＴＥ上のメモリ５を介して接続されており、送信ポート１２と受信ポート２２がメモリ５を介して接続されている。またＳＷ－Ｃ１～３はデイジーチェーンで接続されている。そして、送信ポート１１及び受信ポート２１は、ＳＷ－Ｃ１の送信ポート１１とＳＷ－Ｃ２の受信ポート２１との間で送受信されるデータ（以下、第１データとも称す）用のＳｅｎｄｅｒ／Ｒｅｃｅｉｖｅｒポートとしてグループ化されている。また、送信ポート１２及び受信ポート２２は、ＳＷ－Ｃ２の送信ポート１２とＳＷ－Ｃ３の受信ポート２２との間で送受信されるデータ（以下、第２データとも称す）用のＳｅｎｄｅｒ／Ｒｅｃｅｉｖｅｒポートとしてグループ化されている。なお、送信ポート１１、１２は本発明の「第１、第２送信ポート」に相当し、受信ポート２１、２２は本発明の「第１、第２受信ポート」に相当する。

【0014】

ＲＥＣ４は、ＳＷ－Ｃ１～３を接続する通信用のインタフェースレイヤーであり、複数のＳＷ－Ｃ１～３間の通信とＳＷ－Ｃ１～３とＢＳＷとの通信を実現する。なお通信は、データ通信やＡＰＩ呼び出しである。ＡＵＴＯＳＡＲでは、ＲＴＥ４を通して、複数のＳＷ－Ｃ１～３間の通信が行われ、ＳＷ－ＣとＢＳＷとの間の通信もＲＴＥ４を通して行われる。ＲＥＣ４は、複数のＳＷ－Ｃ１～３間の通信用のメモリ５を備えている。ＲＥＣ４は、ＳＷ－Ｃ１とＳＷ－Ｃ２との間でデータを通信する場合には、送信ポート１１と受信ポート２１を選択し、ＳＷ－Ｃ２とＳＷ－Ｃ３との間でデータを通信する場合には、送信ポート１２と受信ポート２２を選択する。メモリ５はＲＴＥ４上に設けられ、ＳＷ－Ｃ１～３間で送受信されるデータを記憶するバッファ（ＲＡＭ）である。

【0015】

電子制御装置１００に含まれるＳＷ－Ｃ１～３の数が増えると、ＳＷ－Ｃ間の通信で送受信されるデータの容量や、通信回数が増える。ＲＥＣ４は、メモリ５に通信用バッファを確保してデータの送受信を実現しているが、通信されたデータ容量が増加すると、通信用バッファの消費量も多くなる。メモリ５は、第１データを記憶するバッファと、第２データを記憶するバッファとを共用した共用バッファである。言い換えると、メモリ５は、ＳＷ－Ｃ１とＳＷ－Ｃ２との間で送受信されるデータを一時的に記憶（保持）する領域と、ＳＷ－Ｃ２とＳＷ－Ｃ３との間で送受信されるデータを一時的に記憶する領域とが、同じ領域に割り当てられている。メモリ５の共用バッファは、第１データと第２データのいずれか一方を記憶でき、第１データと第２データを共に記憶しない。メモリ５の共用バッファの記憶容量は第１データの最大容量及び第２データの最大容量うち大きい方のデータ容量以上であり、第１データの最大容量と第２データの最大容量とを合計したデータ容量未満である。つまり、メモリ５は、一対のＳＷ－Ｃ１～３の間で送受信されるデータの容量で大きい方を記憶できる容量を有している。

【0016】

次に、複数のＳＷ－Ｃ１～３間におけるデータ送受信方法（電子制御方法）について説明する。電子制御装置１００に含まれる複数のＳＷ－ＣのうちＳＷ－Ｃ１～３は、共用バッファを介してデイジーチェーンで接続されており、以下の条件（１）、（２）を満たすデータ通信を行う。
（１）ＳＷ－Ｃ１とＳＷ－Ｃ２との間でデータを送受信し、ＳＷ－Ｃ２とＳＷ－Ｃ３との間でデータを送受信すること
（２）メモリ５の共用バッファにおけるデータ更新（記憶）が、第１データ、第２データの順番で行われること

【0017】

条件（１、２）を満たす通信は、ＡＵＴＯＳＡＲで規定された処理順序の下、１つのパイプライン処理でシリアルにデータ通信を行うようなケース（以下、ケースＡとも称す）や、例えば、診断コマンド等、電子制御装置１００の異常診断のために必要なデータを転送するようなケース（以下、ケースＢとも称す）で行われる。

【0018】

ケースＡの一例として、車両が停車中か否かを判定するための制御処理として、以下の制御フローが電子制御装置１００で実行される。
ステップＳ１：ＳＷ－Ｃ１は車速データをＳＷ－Ｃ２に出力する。
ステップＳ２：ＳＷ－Ｃ２は車速データから車速が０であるか０より大きいか判定処理を行い、判定結果を「０」と「１」で示した判定結果データをＳＷ－Ｃ３に出力する。
ステップＳ３：ＳＷ－Ｃ３には、判定結果データが入力され、ＳＷ－Ｃ３は、判定結果「０」である場合には車両停車中と判定し、判定結果「１」である場合には車両停車中ではないと判定する。

【0019】

上記ケースＡの一例では、ステップＳ１で車速データがメモリ５の共用バッファに記録される。ＳＷ－Ｃ２がステップＳ２の処理を実行すると、共用バッファに記録された車速データが受信ポート２１から入力され、車速の判定処理後に、判定結果データが送信ポート１２から出力され、共用バッファに記録される。つまり、共用バッファに記録された車速データは、ＳＷ－Ｃ２の処理後は不要になるため、メモリ５のうちデータ転送用のバッファを共用して判定結果データの転送用に使用する。これにより、データ転送用バッファの消費量を抑制できる。

【0020】

またケースＢの診断コマンドは、ＵＳＤ（Unified Diagnostic Service）で規定されており、ＥＣＵの異常診断時には複数の診断コマンドは同時に実行されない。診断コマンドは、ＳＷ－Ｃ１からＳＷ－Ｃ２に送信され、その後、ＳＷ－Ｃ２からＳＷ－Ｃ３に送信されるため、診断コマンドの転送に使用されるバッファを共用できる。これにより、データ転送用バッファの消費量を抑制できる。

【0021】

電子制御装置１００は、各種処理をタスクで実現しており、タスクにはＲａｎｎａｂｌｅ（Ｒａｎｎａｂｌｅインタフェース）が割り付けられている。Ｒａｎｎａｂｌｅは処理単位を示しており、処理順序、データ入出力のポート、送受信されるデータのデータサイズ等で示される。図２は、Ｒａｎｎａｂｌｅの概念図（表）である。Ｒａｎｎａｂｌｅ Ａでは、「送信ポート１１から２バイトのデータ（第１データ）を出力する」処理が実行される。Ｒａｎｎａｂｌｅ Ｂでは、「受信ポート２１からデータが入力し、送信ポート１２から４バイトのデータ（第２データ）が出力する」処理が実行される。Ｒａｎｎａｂｌｅ Ｃでは、「受信ポート２２からデータが入力する」処理が実行される。

【0022】

図３はタスク（ＴＡＳＫ）の概念図である。電子制御装置１００は、Ｒｕｎｎａｂｌｅ間の実行プライオリティを同一にする為に、同一タスクへ実行を割り付けており、タスク内で定義づけた順に、Ｒａｎｎａｂｌｅを実行する。図３の例では、ＴＡＳＫ Ｄにて、Ｒａｎｎａｂｌｅ Ａ、Ｒａｎｎａｂｌｅ Ｂ、Ｒａｎｎａｂｌｅ Ｃの順番で実行される。

【0023】

具体的には、ＳＷ－Ｃ１はＲａｎｎａｂｌｅ Ａを実行する。第１データがメモリ５の共用バッファに記録される。ＳＷ－Ｃ２は、第１データの記録をトリガーにして、Ｒａｎｎａｂｌｅ Ｂを実行する。メモリ５の共用バッファには、第２データが記録される。つまり、共用バッファに記録されていた第１データに、第２データを上書きして、共用バッファを更新する。ＳＷ－Ｃ３は、第２データの記録をトリガーにして、Ｒａｎｎａｂｌｅ Ｃを実行する。このように、デイジーチェーンで接続された複数のＳＷ－Ｃ１～３の通信では、共用バッファのデータ更新順序が決められており、入出力データ（第１、第２データ）の転送用バッファが同一メモリで共用されている。さらに、互いに異なるポートで送受信されるデータは、サイズの異なるものでもよい。

【0024】

なお、ＳＷ－Ｃ１～３間でデータを送受信する際に、メモリ５でバッファを共有するために、メモリ共有化のコード（ユニオン）を用いてもよい。ユニオンは、Ｒａｎｎａｂｌｅ Ａ～Ｃを実行するためのプログラムに含まれており、メモリ５における、第１データと第２データの記憶領域を共有化するコードである。

【0025】

次に、比較例に係る電池制御装置のメモリ５１、５２と比較して、共用バッファの消費量について説明する。図４は比較例に係る電子制御装置１００のソフトウェア構造の概略図である。図４に示すように、ＲＴＥ４上のメモリ５１、５２は共用バッファではなく、メモリ５１は第１データを記憶するバッファであり、ＳＷ－Ｃ１とＳＷ－Ｃ２との間で送受信されるデータを記憶する領域として割り当てられている。メモリ５２は第２データを記憶するバッファであり、ＳＷ－Ｃ２とＳＷ－Ｃ３との間で送受信されるデータを記憶する領域として割り当てられている。メモリ５１の記憶容量は第１データの最大容量であり、メモリ５２の記憶容量は第２データの最大容量である。例えば第１データの最大容量が３８４ｂｙｔｅである場合には、メモリ５１には、少なくとも３８４ｂｙｔｅを記憶容量とするバッファが使用される。また、例えば第２データの最大容量が５１２ｂｙｔｅである場合には、メモリ５２には、少なくとも５１２ｂｙｔｅを記憶容量とするバッファが使用される。そして、複数のＳＷ－Ｃ１～３間の通信において、データ記憶のために消費されるバッファの消費量は、メモリ５１とメモリ５２の合計記憶容量である８６４ｂｙｔｅとなる。

【0026】

一方、本実施形態では、メモリ５は、第１データを記憶するバッファと、第２データを記憶するバッファとを共用した共用バッファであるため、最大容量が大きい方の第１データを記憶できる容量（５１２ｂｙｔｅ）を記憶容量とすればよい。つまり、本実施形態では比較例に比べて、３８４ｂｙｔｅ分の消費量を削減できる。なお、車載用のメモリの容量は数百Ｋｂｙｔｅから数Ｍｂｙｔｅのもとが使用されていることから、３８４ｂｙｔｅの削減量はかなり有効なものである。

【0027】

上記のように本実施形態に係る電子制御装置１００は、複数のＳＷ－Ｃ１～３と、ＲＴＥ４と、メモリ５とを備え、メモリ５は、ＳＷ－Ｃ１の送信ポート１１とＳＷ－Ｃ２の受信ポート２１との間で送受信される第１データを記憶するバッファと、ＳＷ－Ｃ２の送信ポート１２とＳＷ－Ｃ２の受信ポート２２との間で送受信される第２データを記憶するバッファとを共用した共用バッファであり、第１データと第２データのいずれか一方を記録する。これにより、通信に使用されるバッファの消費量を抑制できる。

【0028】

また本実施形態に係る電子制御方法は、複数のＳＷ－Ｃ１～３の間でデータの送受信を行う方法であって、電子制御装置１００は、第１データを記憶するバッファと第２データを記憶するバッファとを共用した共用バッファを備え、送信ポート１１から第１データを出力し、第１データがメモリ５の共用バッファに記録された後に、受信ポート２１から第１データを入力して、第１データの入力後に、送信ポート１２から第２データを出力し、第２データがメモリ５の共用バッファに記録された後に、第２受信ポート２２から第２データを入力する。これにより、通信に使用されるバッファの消費量を抑制できる。

【0029】

また本実施形態に係る電子制御装置１００において、送信ポート１１と受信ポート２１は第１データ通信用のポートとしてグループ化され、送信ポート１２と受信ポート２２は第２データ通信用のポートとしてグループ化されている。これにより、通信に使用されるバッファの消費量を抑制できる。

【0030】

また本実施形態に係る電子制御装置１００において、ＲＴＥ４は、送信ポート１１と受信ポート２１を選択して、第１データの通信を実行し、送信ポート１２と受信ポート２２を選択して、第２データの通信を実行する。これにより、通信に使用されるバッファの消費量を抑制できる。

【0031】

また本実施形態に係る電子制御装置１００において、メモリ５は、第１データを共用バッファに記憶し、共用バッファに記憶された第１データに、第２データを上書きして、共用バッファを更新する。これにより、通信に使用されるバッファの消費量を抑制できる。

【0032】

また本実施形態に係る電子制御装置１００において、メモリ５の共用バッファの記録容量は、第１データの最大容量及び第２データの最大容量うち大きい方のデータ容量以上、第１データの最大容量と第２データの最大容量とを合計したデータ容量未満である。これにより、通信に使用されるバッファの消費量を抑制できる。

【0033】

なお、本実施形態の変形例に係る電子制御装置１００は、デイジーチェーンで接続された複数のＳＷ－Ｃ１～３を複数有してもよい。図５は変形例に係る電子制御装置１００のソフトウェア構造の概略図である。図５に示すように、電子制御装置１００は３個のＳＷ－Ｃ１～３をデイジーチェーンで接続したＳＷ－Ｃグループ３１と、ＳＷ－Ｃグループ３１と同様の構成をもつＳＷ－Ｃグループ３２を有している。ＳＷ－Ｃグループ３１は、ＳＷ－Ｃグループ３１のグループ内で送受信されるデータを記憶するメモリ５を備えている。ＳＷ－Ｃグループ３２は、ＳＷ－Ｃグループ３２のグループ内で送受信されるデータを記憶するメモリ５を備えている。メモリ５は、第１データを記憶するバッファと、ＳＷ－Ｃグループ３２のグループ内で送受信されるデータを記憶するバッファとを共用した共用バッファであり、ＳＷ－Ｃグループ毎に設けられている。これにより、通信に使用されるバッファの消費量を抑制できる。

【0034】

なお、変形例を含めて本実施形態では、３個のＳＷ－Ｃ１～３をデイジーチェーンで接続したが、４個以上のＳＷ－Ｃ１～３をデイジーチェーンで接続してもよく。メモリ５は、４個以上のＳＷ－Ｃ１～３内で送受信されるデータを記憶する共用バッファとしてもよい。

【符号の説明】

【0035】

１～３ ソフトウェアコンポーネント（ＳＷ－Ｃ）
４ ランタイム環境（ＲＴＥ）
５ メモリ
１１、１２ 送信ポート
２１、２２ 受信ポート
３１、３２ ＳＷ－Ｃグループ
１００ 電子制御装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】