特開 2024-18616 車両制御システム

(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】P2024018616

(43)【公開日】2024-02-08

(54)【発明の名称】車両制御システム

(51)【国際特許分類】

   H04L 12/28 20060101AFI20240201BHJP

   B60R 16/023 20060101ALN20240201BHJP

【ＦＩ】

H04L12/28 200Z

H04L12/28 100A

B60R16/023 P

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022122050

(22)【出願日】2022-07-29

(71)【出願人】

【識別番号】000003137

【氏名又は名称】マツダ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】藤江 紀彰

(72)【発明者】

【氏名】廣▲瀬▼ 晋吾

(72)【発明者】

【氏名】森本 康治

【テーマコード（参考）】

5K033

【Ｆターム（参考）】

5K033AA05

5K033BA06

5K033CB03

5K033DA01

5K033EC01

(57)【要約】

【課題】車両の機能進化及び機能変化に対してフレキシブルかつ迅速に対応する。
【解決手段】車両制御システム１は、複数のスレーブノード７と、通信ネットワークＢを介してそれぞれのスレーブノード７と通信を行うマスターノード２とを備える。複数のスレーブノード７は、それぞれ、車載デバイスに接続される複数のポートＰを備える。そして、通常動作に先立って、マスターノード２は、初期コンフィグデータを通信ネットワークＢを介してそれぞれのスレーブノード７に送信し、それぞれのスレーブノード７では、マスターノード２から受信した初期コンフィグデータに基づいてポートＰの入出力設定を実行する。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両制御システムであって、
それぞれが、車載デバイスに接続される複数の汎用入出力ポートを有する、複数のスレーブノードと、
コンフィグデータを有し、通信ネットワークを介してそれぞれの前記スレーブノードと通信を行うマスターノードとを備え、
前記コンフィグデータは、前記複数のスレーブノードのそれぞれの前記汎用入出力ポートに接続される車載デバイスとの接続関係を示す接続データ及びそれぞれの前記スレーブノードにおける前記各汎用入出力ポートの入出力設定を示す初期コンフィグデータを含み、
前記マスターノードは、前記初期コンフィグデータを前記通信ネットワークを介してそれぞれの前記スレーブノードに送信し、
それぞれの前記スレーブノードでは、前記マスターノードから受信した前記初期コンフィグデータに基づいて前記汎用入出力ポートの入出力設定を実行し、当該入出力設定で設定された入力ポートへの入力を検知信号として前記通信ネットワークを介して前記マスターノードに送信し、
前記マスターノードは、前記接続データ及び前記スレーブノードから受信した前記検知信号の経時変化に基づいて、前記入力ポートを介して取得された情報を認知するとともに、前記入出力設定で設定された出力ポートの出力内容を命令する操作命令信号を生成して、前記通信ネットワークを介して１または複数の前記スレーブノードに送信し、
前記操作命令信号を受信した１または複数の前記スレーブノードは、前記操作命令信号に基づく前記出力ポートから前記操作命令信号に基づく操作信号を出力する、車両制御システム。

【請求項2】

前記スレーブノードは、前記汎用入出力ポートの入出力設定の実行後に当該入出力設定の状態を示すアクノリッジを返すものとし、
前記マスターノードは、前記アクノリッジの内容に基づいて、前記スレーブノードの入出力設定に異常があると判断した場合、前記初期コンフィグデータを前記通信ネットワークを介して当該異常があると判断したスレーブノードに再送信し、
前記スレーブノードでは、前記マスターノードから受信した前記初期コンフィグデータに基づいて前記汎用入出力ポートの入出力設定を再設定する、請求項１に記載の車両制御システム。

【請求項3】

前記通信ネットワークにおいて、前記初期コンフィグデータ及び前記アクノリッジの通信は、前記検知信号及び前記操作命令信号の通信よりも優先される、請求項２に記載の車両制御システム。

【請求項4】

前記複数のスレーブノードの一部または全部は、互いに同一の構成である請求項１に記載の車両制御システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

ここに開示された技術は、車両制御システムに関する技術分野に属する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、車載ネットワークを介してＥＣＵ同士が接続され、それぞれのＥＣＵにセンサやアクチュエータ等の機器が接続されている車載ネットワークの構成例が示されている（特許文献１の図１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－２１２７２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、近年、アプリケーション技術の進化に伴い、特に、車両のふるまいについての機能進化及び機能変化が加速している。

【0005】

従来の車両開発では、車両の機能進化及び機能変化に対して、それぞれの機能を実現する車載デバイスごとに個別に作り込みをし、完成後に後付けで車両に搭載する手法がとられてきた。例えば、ドアの開閉動作に関する追加機能を設ける場合、その新機能に関連する車載デバイスユニット（例えば、センサ、アクチュエータ及びそれらを制御するＥＣＵ）について単体で作り込みをしてから、車両に搭載したり、既存の車載デバイスとの交換をしたりしていた。従来構成のように機能毎に区分けすることにより、進化した機能だけをアドオン的に車両に採用しやすく、開発を機能毎に委託しやすいメリットがある。車両の機能進化が緩やかな場合、この従来構成は大変効率が良い。

【0006】

しかしながら、車両の振る舞いの進化や、車両末端の機能進化が生じるスピードが速くなると、それに対応するための開発量が、どうしても増えてしまう。すなわち、従来の開発スタイルでは、急速な車両の機能進化及び機能変化にフレキシブルかつ迅速な対応ができないという課題がある。

【0007】

例えば、車両の振る舞いが少しだけ進化する場合であっても、センサ・アクチュエータ・ＥＣＵのすべてを刷新する必要がある。また、センサ・アクチュエータの機能進化、機能変化が有った場合、ＥＣＵも含めたすべてを刷新する必要がある。さらに、アクチュエータのサプライヤが変更された場合に、ＥＣＵ内部の制御ソフトウェアも含めて、全てを刷新する必要がある。

【0008】

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、車両の機能進化及び機能変化に対してフレキシブルかつ迅速に対応ができる車両制御システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

前記課題を解決するために、ここに開示された技術では、車両制御システムを対象として、それぞれが、車載デバイスに接続される複数の汎用入出力ポートを有する、複数のスレーブノードと、コンフィグデータを有し、通信ネットワークを介してそれぞれの前記スレーブノードと通信を行うマスターノードとを備え、コンフィグデータは、前記複数のスレーブノードのそれぞれの前記汎用入出力ポートに接続される車載デバイスとの接続関係を示す接続データ及びそれぞれの前記スレーブノードにおける前記各汎用入出力ポートの入出力設定を示す初期コンフィグデータを含み、前記マスターノードは、前記初期コンフィグデータを前記通信ネットワークを介してそれぞれの前記スレーブノードに送信し、それぞれの前記スレーブノードでは、前記マスターノードから受信した前記初期コンフィグデータに基づいて前記汎用入出力ポートの入出力設定を実行し、当該入出力設定で設定された入力ポートへの入力を検知信号として前記通信ネットワークを介して前記マスターノードに送信し、前記マスターノードは、前記接続データ及び前記スレーブノードから受信した前記検知信号の経時変化に基づいて、前記入力ポートを介して取得された情報を認知するとともに、前記入出力設定で設定された出力ポートの出力内容を命令する操作命令信号を生成して、前記通信ネットワークを介して１または複数の前記スレーブノードに送信し、前記操作命令信号を受信した１または複数の前記スレーブノードは、前記操作命令信号に基づく前記出力ポートから前記操作命令信号に基づく操作信号を出力する、構成とした。

【0010】

このように、上記の態様では、マスターノードから初期コンフィグデータを通信ネットワークを介してそれぞれのスレーブノードに送信し、それぞれのスレーブノードにおいて、マスターノードから受信した初期コンフィグデータに基づいて汎用入出力ポートの入出力設定を実行するようにしている。この入出力設定は、入力ポートの設定と、出力ポートの設定を含む。

【0011】

これにより、車両のアプリケーションの機能変更について、スレーブノードの構成を変更することなく、すなわち、スレーブノードに影響を与えることなく実現できるようになる。具体的には、車両のアプリケーションの機能変更がある場合に、マスターノードからスレーブノードに送信する初期コンフィグデータの内容を変更することで対応ができるようになる。すなわち、スレーブノードのハードウェアを置き換える必要がなくなる。言い換えると、アプリケーションの機能進化をマスターノードのアプリケーションの変更により吸収することができるようになる。これにより、車両のアプリケーションの機能進化及び機能変化に対してフレキシブルかつ迅速に対応ができる。

【0012】

さらに、スレーブノードは、入力ポートへの入力を検知信号としてマスターノードに送信する機能、及び、マスターノードから受信する操作命令信号に基づく出力ポートから操作命令信号に基づく操作信号を出力する機能を実行するようにしている。このように、スレーブノードに割り当てる機能を非常にシンプルなものにしているので、スレーブノードに接続されるセンサや操作対象によらずに、汎用性の高い共通化されたスレーブノードを用いることができる。すなわち、複数のスレーブノードの一部または全部を互いに同一の構成とすることができる。これにより、車両のアプリケーションの機能進化や機能変化があったり、センサや操作対象を車種やグレードごとに異ならせるような場合においても、開発工数を大幅に削減することができるとともに、コストを大幅に削減することができる。

【発明の効果】

【0013】

以上説明したように、ここに開示された技術によると、アプリケーションの機能進化や機能変化をマスターノードで吸収することができるので、車両のアプリケーションの機能進化や機能変化に対してフレキシブルかつ迅速に対応ができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】車両制御システムの構成例を示すブロック図

【図2】マスターノードの構成例を示すブロック図

【図3】スレーブノードの構成例を示すブロック図

【図4】ドライバユニットの構成例を示す回路ブロック図

【図5】マスターコンフィグ領域の一例を示す図

【図6】スレーブコンフィグ領域の一例を示す図

【図7】スレーブコンフィグ領域の他の例を示す図

【図8】車両制御システムの動作の一例を示すフローチャート

【図9】車両制御システムの動作の一例を示すフローチャート

【図10】車両制御システムの動作の一例を示すフローチャート

【図11】図１０の動作で送受信されるコンフィグデータの一例を示す図

【発明を実施するための形態】

【0015】

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。図中同一または相当部分には同一の符号を付すものとし、繰り返しの説明を省略する場合がある。また、以下の実施形態では、本開示の内容に関連性の高い構成を中心に説明する。

【0016】

なお、以下の実施形態は、例示的なものであり、記載の有無や例示した数値等によって本開示の内容を限定する意図はまったくない。

【0017】

また、本開示において、「システム」、「ユニット」、「モジュール」、「ノード」という用語が示す構成に関し、その一部または全部は、特定用途向け集積回路（ASIC：Application specific integrated circuit）またはプログラマブルロジックアレイ（PLA : Programmable logic array）などの専用回路で実現され得る。同様に、「システム」、「ユニット」、「モジュール」、「ノード」は、コンピュータで読み取り可能な命令（例えば、プログラム）を実行して、所定の処理ステップを実行することにより特定の機能を実行させるプロセッサ回路で実現され得る。

【0018】

＜車両制御システム＞
図１は、実施形態の車両制御システムの構成の一例を示す。

【0019】

図１に示すように、車両制御システム１は、車両ＣＡに搭載されており、マスターノード２と複数のスレーブユニットとが車載の通信ネットワークを介して接続された構成となっている。

【0020】

図１の例では、複数のスレーブユニットとして、コンビスイッチユニット４、左右のサイドミラーユニット５、ステアリングスイッチユニット６、クラスタースイッチユニット３１、オーバーヘッドコンソールユニット３２、左右のシートヒーターユニット３３、及び、左右のドアラッチユニット３４を例示している。各スレーブユニットには、それぞれに共通の構成を有するスレーブノード７（図４参照）が搭載されている。なお、説明の便宜上、サイドミラーユニット５、ドアラッチユニット３４、シートヒーターユニット３３は、それぞれ左右で共通の符号を付して説明する。

【0021】

具体的に、マスターノード２と、複数のスレーブユニット（この例では、コンビスイッチユニット４、ステアリングスイッチユニット６、クラスタースイッチユニット３１、右のサイドミラーユニット５、右のシートヒーターユニット３３、右のドアラッチユニット３４）とが、通信ネットワークＢ１によりバス接続されている。また、マスターノード２と、他の複数のスレーブユニット（この例では、オーバーヘッドコンソールユニット３２、左のサイドミラーユニット５、左のシートヒーターユニット３３及び左のドアラッチユニット３４）とが、通信ネットワークＢ２によりバス接続されている。

【0022】

通信ネットワークＢ１，Ｂ２は、例えば、ＣＸＰＩ（Clock Extension Peripheral Interface）に準拠した通信回線である。なお、通信方式は、ＣＸＰＩに限定されず、他の通信方式（有線方式、無線方式を問わない）を用いてもよい。また、通信ネットワークに使用される通信回線の本数は、特に限定されない。また、通信ネットワークＢの途中に通信中継用のＨＵＢ（図示省略）やＥＣＵ（図示省略）などを設けてもよい。

【0023】

図２は、マスタノード２の構成の一例を示すブロック図であり、図３は、スレーブノード７の構成の一例を示すブロック図である。

【0024】

－マスターノード－
図２に例示するマスターノード２は、通信モジュール２１と、認知モジュール２２と、判断モジュール２３と、操作モジュール２４と、メモリ２５とを備える。

【0025】

マスターノード２は、例えば、１つまたは複数の電子制御ユニット（ＥＣＵ）により構成される。電子制御ユニットは、単一のＩＣ（Integrated Circuit）を用いて構成されてもよいし、複数のＩＣを用いて構成されてもよい。また、ＩＣ内には、単一のコアまたはダイが設けられてもよいし、連携する複数のコアまたはダイが設けられてもよい。

【0026】

〔通信モジュール〕
通信モジュール２１は、通信ネットワークＢを介して各スレーブノード７からの受信信号を受信したり、各スレーブノード７に送信信号を送信したりする機能を有する。

【0027】

〔メモリ〕
メモリ２５は、それぞれのスレーブノード７に対応するコンフィグデータ（以下、「マスターコンフィグデータ」という）が格納されたマスターコンフィグ領域２７（図５参照）を備える。

【0028】

マスターコンフィグデータは、それぞれのスレーブノード７に設定される初期コンフィグデータと、接続データとを含む。言い換えると、マスターノード２は、それぞれのスレーブノード７に設定されている初期コンフィグデータを保有している。

【0029】

接続データは、スレーブノード７の各ポートＰと車載デバイスのデバイスポートとの接続関係を示すデータである。言い換えると、接続データは、スレーブノード７の各ポートＰに、車載デバイスのどういった機能のデバイスポートが接続されているかを示すデータである。

【0030】

図５には、マスターコンフィグデータのうち、コンビスイッチユニット４のマスターコンフィグデータＭＣ（図５上段：「第１のマスターコンフィグデータＭＣ１」ともいう）、及び、サイドミラーユニット５のマスターコンフィグデータＭＣ（図５下段：「第２のマスターコンフィグデータＭＣ２」ともいう）の一例を示す。

【0031】

第１のマスターコンフィグデータＭＣ１は、（１）コンビスイッチユニット４の各ポートＰ１～Ｐ１２と、ワイパスイッチ４１、ライトスイッチ４２及びターンスイッチ４３の各デバイスポートとの間の接続関係を示す接続データと、（２）コンビスイッチユニット４の初期コンフィグデータＳＣとを含む。

【0032】

より具体的に、コンビスイッチユニット４のポートＰ１には、ワイパスイッチ４１のＯＮ／ＯＦＦ操作信号が出力されるデバイスポートが接続されているので、その接続関係が第１のマスターコンフィグデータＭＣ１の接続データとして保存される。

【0033】

同様に、コンビスイッチユニット４のポートＰ２～Ｐ４には、ワイパスイッチ４１の速度設定信号が出力されるデバイスポートが接続され、ポートＰ５には、ライトスイッチ４２のライトＯＦＦ設定信号が出力されるデバイスポートが接続されているので、それぞれの接続関係が第１のマスターコンフィグデータＭＣ１の接続データとして保存される。他のポートＰ５～Ｐ１２、及び、右サイドミラーユニット５の各ポートＰ１～１２についても同様である。

【0034】

なお、メモリ２５は、上記ＥＣＵを構成するＩＣに内蔵された内部メモリであってもよく、上記ＩＣに外付けされた外付けメモリであってもよい。また、メモリには、例えば、上記ＩＣに搭載されたＣＰＵを動作させるためのプログラムが記憶されてもよく、ＣＰＵでの処理結果などの情報が記憶されてもよい。

【0035】

また、説明の便宜上、第１のマスターコンフィグデータＭＣ１の初期コンフィグデータＳＣに「ＳＣ１」の符号を付し、第２のマスターコンフィグデータＭＣ２の初期コンフィグデータＳＣに「ＳＣ２」の符号を付して区別して説明する場合がある。

【0036】

〔認知モジュール〕
認知モジュール２２は、メモリ２５に格納されたマスターコンフィグデータＭＣと、スレーブノード７から受信される検出信号の経時変化に基づいて、車載デバイスに搭載されたセンサで取得された情報を認知する認知処理を実行する。ここでは、認知処理において認知された情報を「認知情報」という。認知モジュール２２は、スレーブノード７から受信した検知信号のデコード処理を行うデコードモジュール２２１と、デコードした検知信号の情報化処理を行い、検知情報の具体的な内容を認知する情報化モジュール２２２とを含む。検知信号については、後ほど具体的に説明する。

【0037】

なお、本開示において「センサ」との用語は、温度・電圧・電流等の各種の物理量の測定・検知をするセンサに加えて、各種の操作を受け付けるスイッチ、車内外を撮像するカメラ、車外の物標等を認識するレーダを含み、機械電気変換信号等を出力するものを広く含む概念で用いる。センサは、車両の挙動情報、乗員の操作情報、アクチュエータを流れる電流や印加される電圧の情報、車両の故障状態情報、乗員の状態情報及び／または外部環境情報等（以下、総称して「検知情報」という）を取得する。

【0038】

〔判断モジュール〕
判断モジュール２３は、認知モジュール２２で認知された認知情報に基づいて、車両ＣＡの行動を決定する判断処理を実行する。判断モジュール２３は、車両ＣＡの行動の目的を決定する目的決定モジュール２３１と、決定された目的を達成するための行動計画を設定する行動計画モジュール２３２と、行動計画で列挙された行動の中で、実際に実行に移す行動を決定する行動決定モジュール２３３と、決定された行動を実現するための手段を選択する対応決定モジュール２３４とを備える。

【0039】

〔操作モジュール〕
操作モジュール２４は、判断処理で決定された車両の行動に対応する操作デバイスを特定し、特定された操作デバイスの操作を命令する操作命令信号を生成して、操作デバイスが接続されたスレーブノードに送信する操作処理を実行する。操作モジュール２４は、決定された行動を実現するための操作対象及びその操作量を決定する操作決定モジュール２４１と、操作命令信号を生成し、スレーブノードに送信する命令生成モジュール２４２とを備える。

【0040】

ここで、操作対象は、行動や対応を実現するために操作する対象物を広く含むものとし、例えば、照明デバイスとアクチュエータを含む。照明デバイスは、前照灯、インジケータ、ターンランプ等に用いられる各種ＬＥＤや電球等を含む。アクチュエータは、ワイパー、ミラー駆動用のモータといったボディ系デバイスと、エンジン、ブレーキ等に用いられる動力系デバイスとを含む。

【0041】

－スレーブユニット－
図３では、図１に例示したスレーブユニットのうち、コンビスイッチユニット４及び右のサイドミラーユニット５（以下、「右サイドミラーユニット５」という）の構成例を示す。

【0042】

図３に示すように、コンビスイッチユニット４及び右サイドミラーユニット５には、それぞれ、共通のスレーブノード７が設けられている。各スレーブノード７には、車載デバイスを接続するための汎用入出力ポートＰ（以下、単に「ポートＰ」という）が１２個ずつ設けられている。スレーブノード７は、例えば、ＩＣ(Integrated Circuit) で実現される。

【0043】

この例において、コンビスイッチユニット４では、ポートＰ１～Ｐ４にワイパ操作を受け付けるワイパスイッチ４１が接続され、ポートＰ５～Ｐ９にライト操作を受け付けるライトスイッチ４２が接続され、ポートＰ１０，Ｐ１１にターンランプの操作を受け付けるターンスイッチ４３が接続される。Ｐ１２はリザーブ用のポートＰである。ワイパスイッチ４１、ライトスイッチ４２及びターンスイッチ４３は、センサを含む車載デバイスの一例である。

【0044】

同様に、右サイドミラーユニット５では、ポートＰ１，Ｐ２にターンランプ用のＬＥＤ５１（以下、「ターンＬＥＤ５１」という）が接続され、ポートＰ３～Ｐ６にインジケータ用のＬＥＤ５２が接続され、ポートＰ７～Ｐ１２にミラー格納用のモータ５３が接続される。ここで、ターンＬＥＤ５１、ＬＥＤ５２及びモータ５３は、センサ及び操作対象を含む車載デバイスの一例である。言い換えると、ターンＬＥＤ５１、ＬＥＤ５２及びモータ５３は、センサの出力を受けてマスターノードに検知信号を出力する機能と、マスターノードから受信した操作命令信号に基づく操作信号を操作命令信号に基づくポートＰから出力する機能を有するスレーブノードの一例である。

【0045】

〔スレーブノード〕
スレーブノード７は、それぞれ、通信モジュール７１と、レジスタ７２と、セレクタ７３と、ドライバ群７４とを備える。

【0046】

〔通信モジュール〕
通信モジュール７１は、通信ネットワークＢを介してマスターノード２の通信モジュール２１と接続され、通信モジュール２１との間でＣＸＰＩに準拠した双方向通信ができるように構成されている。通信モジュール７１は、例えば、通信ネットワークＢに接続される入出力回路、入出力回路に接続されたエンコーダ及びデコーダ等を備える。なお、通信モジュール７１の具体的な回路構成については、従前から知られている構成を適用できるので、ここではその詳細説明を省略する。

【0047】

〔ドライバ群〕
ドライバ群７４は、それぞれのポートＰに１対１接続された複数のドライバユニット７４０を備える。例えば、スレーブノード７に１２個のポートＰが設けられている場合、ドライバ群７４には、１２個のドライバユニット７４０が設けられる。

【0048】

ドライバユニット７４０は、外部設定により、ポートＰを入力ポートとして使用したり、ポートＰを出力ポートとして使用したりできるＩＯ回路である。ドライバユニット７４０として、例えば、従来から知られている汎用入出力回路（GPIO : General Purpose Input/Output）を適用することができる。図７には、ドライバユニット７４０の構成例を示す。

【0049】

図７に例示するドライバユニット７４０は、ポートＰに接続された出力回路７４３と、出力レジスタ７４２の出力設定データに基づいて出力回路７４３を駆動するドライバ回路７４１とを備える。出力レジスタ７４２の出力設定データは、ＯＵＴ端子から入力された設定信号により書き換えが可能になっている。

【0050】

ドライバユニット７４０は、ポートＰへの入力を受ける入力回路７４５と、入力回路７４５に受けた入力を検知信号に変換するレシーバ回路７４６とを備える。レシーバ回路７４６は、ＡＤコンバータ７４７と比較器７４８とを備える。ＡＤコンバータ７４７は、ポートＰの属性がアナログ入力の場合に、ポートＰの入力をアナログ－デジタル変換してＡＩ端子から出力する。比較器７４８は、ポートＰの属性がデジタル入力の場合に、ポートＰの入力をデジタル信号としてＤＩ端子から出力する。

【0051】

ドライバユニット７４０は、操作命令信号に基づくコンフィグ信号に基づいて、各構成要素の設定が変更できるようになっている。例えば、コンフィグ信号に基づいてレシーバ回路７４６のデジタルフィルタのフィルタ定数が変更できるようになっている。

【0052】

〔セレクタ〕
セレクタ７３は、後述するスレーブコンフィグ領域７７に設定された各ポートＰの属性データに基づいて、それぞれのドライバユニット７４０の端子（ＯＵＴ端子、ＡＩ端子、ＤＩ端子）のうち、どの端子を有効にするのかを選択する機能を有する。

【0053】

ＡＩ端子が有効にされた場合、ポートＰからアナログ入力信号が入力される。この場合、アナログ入力信号は、入力回路７４５及びＡＤコンバータ７４７でデジタル信号に変換されてＡＩ端子から出力され、セレクタ７３を介してレジスタ７２の検知信号領域に書き込まれる。後述する図６及び図７では、検知信号と記載した列が検知信号領域に相当する。検知信号領域は、スレーブコンフィグ領域７７に含まれてもよいし、含まれてなくてもよい。

【0054】

ＤＩ端子が有効にされた場合、ポートＰからデジタル入力信号が入力される。この場合、デジタル入力信号は、入力回路７４５及び比較器７４８を介してＤＩ端子から出力され、セレクタ７３を介してレジスタ７２の検知信号領域に書き込まれる。

【0055】

ＯＵＴ端子が有効にされた場合、操作命令信号に基づく出力設定データが、ドライバ回路７４１の出力レジスタ７４２に反映される。ドライバ回路７４１は、出力回路７４３をドライブして、出力レジスタ７４２の出力設定データに基づく操作信号（デジタル信号、アナログ信号、または、ＰＷＭ信号のいずれか）をポートＰから出力させる。

【0056】

ここで、出力設定データは、例えば、マスターノード２から受信された操作命令信号に基づいて、セレクタ７３内の論理回路（図示省略）を用いたり、レジスタ７２の値を用いたりして生成される。言い換えると、操作命令信号に基づくポートＰに接続されたドライバ回路７４１の出力レジスタ７４２に、操作命令信号に基づく出力設定がされる。そして、出力回路７４３は、その出力設定データに基づいて、ポートＰを介して操作命令信号に基づく操作信号を出力する。操作命令信号は、例えば、操作対象が接続されたポートＰの識別データと、その識別データに紐づけられた各ポートＰの出力設定とを含む信号である。

【0057】

なお、セレクタの具体的な回路構成については、従来から知られている構成を用いることができるので、ここではその詳細説明を省略する。

【0058】

〔レジスタ〕
レジスタ７２には、スレーブノード７毎に設定されたコンフィグデータ（以下、「スレーブコンフィグデータ」という）が格納されたスレーブコンフィグ領域７７が設けられる。

【0059】

スレーブコンフィグデータは、例えば、（１）各ポートＰの属性データ、（２）属性が入力であるポートＰ（以下、単に「入力ポートＰ」という）のフィルタ定数、（３）入力ポートＰへの入力信号に基づくＷａｋｅＵｐ設定データ、（４）属性が出力であるポートＰ（以下、単に「出力ポートＰ」という）の出力設定データ、を含む。本開示では、スレーブコンフィグデータの初期設定情報のことを「初期コンフィグデータ」と称する。初期コンフィグデータの設定フローについては、後ほど説明する。

【0060】

スレーブコンフィグ領域７７には、上記スレーブコンフィグデータに加えて、前述の検知信号が格納される。なお、検知信号は、スレーブコンフィグ領域７７以外の記憶領域に格納されてもよい。

【0061】

図６には、コンビスイッチユニット４に接続されたスレーブノード７のスレーブコンフィグ領域７７の一例を示す。また、図７には、右サイドミラーユニット５のスレーブノード７のスレーブコンフィグ領域７７の一例を示す。以下の説明では、便宜上、図６のスレーブコンフィグ領域７７をコンビコンフィグ領域７７１と称し、図７のスレーブコンフィグ領域７７をサイドコンフィグ領域７７２と称して説明する場合がある。

【0062】

図６及び図７において、各ポートＰの属性データは、Ｉ／Ｏ属性の欄に記載されている。ＤＩはポートＰがデジタルインプットであることを示す。また、ＤＯはポートＰがデジタルアウトプット、ＡＩはポートＰがアナログインプット、ＡＯはポートＰがアナログアウトプット（図示省略）、ＰＷＭはポートＰがＰＷＭ出力であることを示す。言い換えると、ＤＩ及びＡＩは、ポートＰが入力ポートに設定されることを示し、ＤＯ，ＡＯ及びＰＷＭは、ポートＰを出力ポートに設定されることを示している。

【0063】

例えば、図６に示すコンビコンフィグ領域７７１の初期コンフィグデータ（ｔ＝Ｔ１１）において、ポートＰ１～Ｐ１１は、デジタルインプットすなわち入力ポートである。また、ポートＰ１～Ｐ１１のフィルタ定数は、それぞれ、Ｑｓ１～Ｑｓ１１である。

【0064】

そうすると、コンビスイッチユニット４では、コンフィグ信号により、ポートＰ１に接続されるドライバユニット７４０のデジタルフィルタの値がＱｓ１に設定される。ポートＰ２～Ｐ１１についても同様である。

【0065】

また、コンビスイッチユニット４のセレクタ７３は、それぞれのポートＰ１～Ｐ１１に接続されるドライバユニット７４０のＤＩ端子を有効にする。これにより、前述のとおり、ポートＰ１～Ｐ１１からデジタル入力信号が、セレクタ７３を介してレジスタ７２の検知信号領域に書き込まれる。

【0066】

－車両制御システムの動作－
図８～図１０は、車両制御システムの動作の一例を示すフローチャートである。

【0067】

〔ステップＳ１〕
車両制御システム１において、マスターノード２及びスレーブノード７に電源が投入されると、ステップＳ１の初期コンフィグレーション処理が実行される。図８の例では、初期コンフィグレーション処理（ステップＳ１）は、ステップＳ１１～Ｓ１３で構成される。

【0068】

ステップＳ１１において、マスターノード２は、スレーブノード７に対して、そのスレーブノード７に応じた初期コンフィグデータを送信する。図９の例では、まず、マスターノード２は、第１のマスターコンフィグデータＭＣ１を参照し、コンビスイッチユニット４のスレーブノード７に対して、初期コンフィグデータＳＣ１を送信する。

【0069】

ステップＳ１２において、通信ネットワークＢを介してマスターノード２から初期コンフィグデータＳＣを受信したスレーブノード７は、受信した初期コンフィグデータＳＣに基づいてポートＰの入出力設定を実行する。図９の例では、コンビスイッチユニット４のスレーブノード７は、初期コンフィグデータＳＣ１を受信し、受信した初期コンフィグデータＳＣ１をコンビコンフィグ領域７７１に格納する（図６のｔ＝Ｔ１１参照）。そうすると、セレクタ７３の作用により、コンビスイッチユニット４のドライバユニット７４０の各ポートの入出力設定が実行される。入出力設定には、例えば、ポートＰの入出力属性の設定、入力ポートＰのフィルタ定数の設定、前述のＷａｋｅＵｐ設定等が含まれる。

【0070】

コンビスイッチユニット４のスレーブノード７は、ドライバユニット７４０の各ポートの入出力設定が完了すると、マスターノード２にアクノリッジを返信する。この際に、アクノリッジの返信とともに、マスターノード２からのリクエストを受けて、検知信号領域に格納された初期状態における検出データを返信するようにしてもよい。マスターノード２では、コンビスイッチユニット４から受信した検出データをメモリ２５に格納する（図１１上段表の「Ｓ１（受信）」列参照）。

【0071】

次のステップＳ１３において、マスターノード２は、スレーブノード７から返信されたアクノリッジに基づいて、初期コンフィグレーション処理が完了したかどうかを判定する。そして、初期コンフィグレーション処理が完了していなければ、フローはステップＳ１１に戻り、ステップＳ１１，Ｓ１２の処理が繰り返される。

【0072】

例えば、図９のように、コンビスイッチユニット４からのアクノリッジがＯＫの場合、次のスレーブノード７（例えば、右サイドミラーユニット５）の初期コンフィグレーション処理が実行される。例えば、右サイドミラーユニット５のスレーブノード７では、マスターノード２から受信した初期コンフィグデータＳＣ２をサイドコンフィグ領域７７２に格納する（図７のｔ＝Ｔ１１参照）。コンビスイッチユニット４の場合と同様に、セレクタ７３の作用により、右サイドミラーユニット５のドライバユニット７４０の各ポートの入出力設定が実行される。また、右サイドミラーユニット５は、マスターノード２にアクノリッジＲＣを返信し、例えば、検知信号として初期状態における検出データを返信する。マスターノード２では、コンビスイッチユニット４から受信した検出データをメモリ２５に格納する（図１１下段表の「Ｓ１（受信）」列参照）。

【0073】

そして、すべてのスレーブノード７に対する初期コンフィグレーション処理が完了すると、ステップＳ１３においてＹＥＳ判定となり、フローは次のステップＳ３に進む。

【0074】

一方で、例えば、前述の例で、コンビスイッチユニット４から受信されたアクノリッジがＮＧの場合には、マスターノード２は、コンビスイッチユニット４のスレーブノード７に対する初期コンフィグレーション処理を再実行する。すなわち、マスターノード２は、初期コンフィグデータをコンビスイッチユニット４のスレーブノード７に再送する。なお、初期コンフィグレーション処理の再実行回数については、特に限定されず、任意に設定することができる。

【0075】

なお、初期コンフィグレーション処理の実行の過程において、初期コンフィグレーション処理が完了すると、そのスレーブノード７は通常動作ができるようになる。すなわち、あるスレーブノード７において、他のスレーブノード７の初期コンフィグレーション処理の途中で、入力ポートＰからの入力が変化し、検知信号領域の変化が検出される場合がある。このような場合には、他のスレーブノード７の初期コンフィグレーション処理の方が優先される。

【0076】

言い換えると、通信ネットワークＢにおいて、マスターノード２からスレーブノード７に送信される初期コンフィグレーション及びスレーブノード７からマスターノード２に送信されるアクノリッジの通信は、マスターノード２とスレーブノード７の間の他の通信（例えば、検知信号及び操作命令信号の送受信）よりも優先される。

【0077】

なお、通信ネットワークＢ上のどの通信を優先するかについて、マスターノード２において任意に設定できるようにしてもよい。

【0078】

〔ステップＳ３〕
ステップＳ３では、通常動作が行われる。例えば、それぞれのスレーブノード７では、入力ポートＰへの入力または入力の変化を検知信号としてマスターノードに送信する。マスターノード２では、検知信号を受信すると、前述の認知処理、判断処理、及び、操作処理を実行する。そして、マスターノード２は、操作処理において、入出力設定で出力設定された出力ポートＰの出力内容を命令する操作命令信号を生成し、通信ネットワークＢを介して操作対象となる１または複数のスレーブノードに送信する。操作命令信号を受信した１または複数のスレーブノードは、操作命令信号に基づく出力ポートＰから操作命令信号に基づく操作信号を出力する。

【0079】

この例では、図１０に示すように、通常動作において、ターンスイッチ４３がドライバーにより右ターン側に操作された場合の処理について説明する。

【0080】

〔ステップＳ３１〕
ターンスイッチ４３が右ターン側に操作されると、ターンスイッチ４３のデジタルアウトプットポートＤＯＲからドライバ群７４の入力ポートＰ１０にＯＮ設定信号が入力される。例えば、入力ポートＰ１０には、「０」から「１」に変化するデジタル信号が入力される。このデジタル信号の変化は、ドライバ群７４及びセレクタ７３を介して、コンビコンフィグ領域７７１の検知信号領域に書き込まれる（図６のｔ＝Ｔ１２参照）。

【0081】

〔ステップＳ３２〕
スレーブノード７では、検知信号領域の変化が検出されると、マスターノード２にイベント通知を送信する。イベント通知では、検知信号領域の変化内容が通知される。

【0082】

この例では、前述のターンスイッチ４３の操作により検知信号領域の入力ポートＰ１０の値が「０」から「１」に変化するので（図６参照）、コンビスイッチユニット４は、検知信号領域の値の変化をマスターノード２に通知する。具体的に、例えば、コンビスイッチユニット４は、検知信号として入力ポートＰ１０の変化が反映された検知信号領域全体の検出データＤ４をマスターノード２に送信する。このように、検知信号領域全体の検出データＤ４をマスターノード２に送信してもよいし、値の変化があった入力ポートＰの検出データのみをマスターノード２に送信してもよい。

【0083】

〔ステップＳ３３，Ｓ３４〕
次のステップＳ３３において、マスターノード２では、イベント通知の内容に応じた処理（「イベント処理」ともいう）を実行する。イベント処理では、前述の認知処理、判断処理及び操作処理が実行される。

【0084】

この例では、マスターノード２は、認知処理として、ステップＳ１で受信した検出データと、今回受信した検出データＤ４との差分データに基づく、情報化処理を実行する。具体的に、マスターノード２は、コンビスイッチユニット４のポートＰ１０の変化と、接続データとに基づいて、ターンスイッチ４３が右ターン側に操作されたことを認知する。

【0085】

次に、マスターノード２は、判断処理では、目的決定モジュール２３１、行動計画モジュール２３２、行動決定モジュール２３３及び対応決定モジュール２３４による判断処理を実行する。この例では、「車両ＣＡの右ターンランプ（右サイドミラーユニット５の右ターンランプを含む）をオンにする」という行動が、車両ＣＡの実行対象の行動として決定される。

【0086】

次に、マスターノード２は、操作処理として、右ターンランプが接続されたスレーブノード７を操作対象とし、操作内容として右ターンランプを点滅させることを決定する。そして、マスターノード２は、右ターンランプを点滅させることを命令する操作命令信号Ｃ５を生成して、右ターンランプが接続された１または複数のスレーブノード７（右サイドミラーユニット５を含む）に送信する（ステップＳ３４）。具体的に、右サイドミラーユニット５に送信される操作命令信号は、例えば、出力ポートＰ２からオン操作信号（例えば、点滅操作信号）を出力させることを命令する信号である。

【0087】

〔ステップＳ３５，Ｓ３６〕
右サイドミラーユニット５のスレーブノード７は、操作命令信号を受信し（ステップＳ３５）、操作命令信号Ｃ５に基づくポートから操作命令信号に基づく操作信号を出力する。具体的には、右サイドミラーユニット５のスレーブノード７は、操作命令信号Ｃ５に基づいて、ポートＰ２からオン制御を指示するデジタル形式の操作信号を出力する（ステップＳ３６）。

【0088】

〔ステップＳ３７，Ｓ３８〕
ステップＳ３７において、マスターノード２は、操作命令信号を送信したスレーブノード７に対して、操作命令信号Ｃ５に基づく出力設定がされているかどうかを確認するアクノリッジを要求する。そして、次のステップＳ３８において、アクノリッジの要求を受けたスレーブノード７は、操作命令信号に基づく出力設定の状況を示すアクノリッジをマスターノード２に返信する。

【0089】

この例では、マスターノード２と右サイドミラーユニット５のスレーブノード７との間で、アクノリッジの送受信が行われる。

【0090】

上記のようにして、検知信号が変化するたびに、スレーブノード７からマスターノード２へのイベント通知があり、そのイベント通知に基づくイベント処理が実行され、イベント処理に基づく操作対象が操作される。

【0091】

〔ステップＳ４〕
図８に戻り、マスターノード２は、通常動作と並行して、所定の期間ごとに、それぞれのスレーブノード７のスレーブコンフィグ領域７７の設定内容を確認するための定期リクエスト処理を実行する。

【0092】

具体的には、図９に示すように、マスターノード２は、それぞれのスレーブノード７（例えば、コンビスイッチユニット４）に対して、スレーブコンフィグ領域７７の設定内容を送信するように命令するリクエストを送信する。リクエストを受信したスレーブノードは、スレーブコンフィグ領域７７の設定内容を含むアクノリッジＲＣを返信する。マスターノード２は、受信したアクノリッジＲＣを確認し、スレーブコンフィグ領域７７の設定内容が問題なければ、次のスレーブノード７（例えば、右サイドミラーユニット５）に進む。このようにして、マスターノード２は、すべてのスレーブノード７のスレーブコンフィグ領域７７が正常な状態に保たれているかを、定期的にチェックする。

【0093】

図８のステップＳ４１に示すように、すべてのスレーブノード７のアクノリッジがＯＫの場合、処理は、ステップＳ３の通常動作に戻る。

【0094】

一方で、スレーブノード７の電源供給が一時的に不安定になったり、電源供給が停止するなどして、スレーブノード７の機能が停止する場合がある。このような場合、そのスレーブノード７では、設定内容などをいったんリセットして立ち上げなおす、いわゆる復帰動作が実行される（ステップＳ６）。

【0095】

例えば、レジスタ７２が揮発性の記憶領域の場合には、スレーブコンフィグ領域７７の設定内容もリセットされる、または、設定内容が意図しない値に書き換えられる場合がある。そうすると、図８のステップＳ４２に示すように、定期リクエスト処理において、復帰動作をしたスレーブノード７のアクノリッジがＮＧとなる。

【0096】

〔ステップＳ７〕
マスターノード２は、アクノリッジＲＣの内容に基づいて、スレーブノードの入出力設定に異常があると判断した場合、初期コンフィグレーション処理を再実行する。このときの初期コンフィグレーション処理（ステップＳ７）は、ステップＳ７１～Ｓ７３で構成され、前述のステップＳ１１～Ｓ１３と同様の処理である。

【0097】

具体的に、ステップＳ７１において、マスターノード２は、異常があると判断したスレーブノード７に対して、そのスレーブノードに応じた初期コンフィグデータを再送信する。

【0098】

ステップＳ７２において、通信ネットワークＢを介してマスターノード２から初期コンフィグデータＳＣを受信したスレーブノード７は、受信した初期コンフィグデータＳＣに基づいてポートＰの入出力設定を再実行する。各ポートＰの入出力設定が完了すると、スレーブノード７は、マスターノード２にアクノリッジＲＣを返信する。

【0099】

次のステップＳ７３において、マスターノード２は、スレーブノード７から返信されたアクノリッジＲＣに基づいて、初期コンフィグレーション処理が完了したかどうかを判定する。そして、初期コンフィグレーション処理が完了していなければ、フローはステップＳ７１に戻り、ステップＳ７１，Ｓ７２の処理が繰り返される。

【0100】

そして、異常があると判断されたすべてのスレーブノード７に対する初期コンフィグレーション処理の再実行が完了すると、ステップＳ７３においてＹＥＳ判定となり、フローはステップＳ３に戻る。

【0101】

以上のように、本実施形態の車両制御システムは、複数のスレーブノード７と、通信ネットワークＢを介してそれぞれのスレーブノード７と通信を行うマスターノード２とを備える構成とした。複数のスレーブノード７は、それぞれ、車載デバイスに接続される複数のポートＰ（汎用入出力ポートＰ）を備える。そして、通常動作に先立って、マスターノード２は、初期コンフィグデータを通信ネットワークＢを介してそれぞれのスレーブノード７に送信し、それぞれのスレーブノード７では、マスターノード２から受信した初期コンフィグデータに基づいてポートＰの入出力設定を実行する初期コンフィグレーション処理を実行するようにしている。

【0102】

このように、本開示では、初期コンフィグレーション処理を実行する構成とすることにより、車両ＣＡの、アプリケーションの機能進化や機能変化をマスターノードで吸収することができるので、車両のアプリケーションの機能進化や機能変化に対してフレキシブルかつ迅速に対応ができる。

【0103】

具体的には、アプリケーションの機能進化や機能変化には、大別すると、（１）機能や振る舞いが進化・変化する場合、（２）末端のハードウェアが進化・変化する場合、（３）上記（１），（２）の両方が進化・変化する場合があり得る。

【0104】

上記（１）の機能進化・機能変化の例として、例えば、ポートＰに接続されたセンサが、ＯＮ／ＯＦＦスイッチだったものが、ホール素子の非接触センサに変わるような場合が想定される。この場合、本実施形態では、マスターノード２からスレーブノード７に、そのセンサの接続されたポートＰをＤＩからＡＩに変更するコンフィグデータを送信することで対応ができる。すなわち、機能進化・機能変化をマスターノードで吸収することができる。

【0105】

上記（２）の機能進化・機能変化の例として、例えば、スイッチのレイアウト位置が変更され、接続先のポートＰが変わるような場合が想定される。この場合、本実施形態では、それぞれのポートＰに何が繋がっているかという接続データを基に、マスターノード２からスレーブノード７にコンフィグデータを送信することで対応ができる。すなわち、機能進化・機能変化をマスターノードで吸収することができる。

【0106】

以上のように、車両ＣＡのアプリケーションの機能変更がある場合に、初期コンフィグレーション処理で送信する初期コンフィグデータＳＣまたはその後に送信するコンフィグデータの内容を変更することで対応ができるようになる。そうすると、車両の機能進化・機能変化に対してスレーブノード７のハードウェアを置き換える必要がなくなる。これにより、車両ＣＡのアプリケーションの機能進化及び機能変化に対してフレキシブルかつ迅速に対応ができる。

【0107】

さらに、スレーブノード７に割り当てる機能を、非常にシンプルなものにしているので、スレーブノード７に接続されるセンサや操作対象によらずに、共通化された汎用性の高いスレーブノード７を用いることができる。これにより、車両ＣＡのアプリケーションの機能を進化や変化させたり、センサや操作対象を車種ごとに異ならせるような場合においても、開発工数を大幅に削減することができるとともに、コストを大幅に削減することができる。

【産業上の利用可能性】

【0108】

ここに開示された車両制御システムは、車両の機能進化及び機能変化に対してフレキシブルかつ迅速に対応できるので有用である。

【符号の説明】

【0109】

１ 車両制御システム
２ マスターノード
７ スレーブノード
Ｂ 通信ネットワーク
Ｃ５ 操作命令信号
ＭＣ コンフィグデータ
ＳＣ１ 初期コンフィグデータ
Ｐ ポート（汎用入出力ポート）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】