特許 7388035 車両制御システム及び車両制御システムの設計方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-20

(45)【発行日】2023-11-29

(54)【発明の名称】車両制御システム及び車両制御システムの設計方法

(51)【国際特許分類】

   B60R 16/023 20060101AFI20231121BHJP

   H04L 69/00 20220101ALI20231121BHJP

   H04L 12/28 20060101ALI20231121BHJP

【ＦＩ】

B60R16/023 P

H04L69/00

H04L12/28 400

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2019141119

(22)【出願日】2019-07-31

(65)【公開番号】P2021027388

(43)【公開日】2021-02-22

【審査請求日】2022-06-21

(73)【特許権者】

【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】黒川 芳正

(72)【発明者】

【氏名】山下 哲弘

【審査官】菅 和幸

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－０３４３７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１８２１２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０８４１１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１６６５８１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｌ １２／２８

Ｂ６０Ｒ １６／０２３

Ｈ０４Ｌ １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の所定のゾーン毎に配置された複数のゾーンＥＣＵと、当該複数のゾーンＥＣＵを統括する中央演算装置とが設けられ、前記車両に設置された情報取得手段からの起動信号にしたがって当該車両に設置された車載デバイスを動作させるための車両制御システムの設計方法であって、
前記中央演算装置と、前記複数のゾーンＥＣＵとをデイジーチェーン状に接続して第１の通信プロトコルに準拠した基幹ネットワークを構築するステップと、
前記複数のゾーンＥＣＵのうちの所定のゾーンＥＣＵから前記中央演算装置に向かうネットワークが順次起動されて前記中央演算装置が起動するまでの第１起動時間を算出するステップと、
前記中央演算装置から前記複数のゾーンＥＣＵのうちの所定のゾーンＥＣＵに向かうネットワークが順次起動されて当該ゾーンＥＣＵが起動するまでの第２起動時間を算出するステップと、
前記第１の通信プロトコルよりも低速な通信用の第２の通信プロトコルに準拠する信号線を用いて、前記情報取得手段及び前記車載デバイスを前記複数のゾーンＥＣＵの中からそれぞれどのゾーンＥＣＵに接続するかを決定するのに際して、前記第１起動時間および前記第２起動時間に、前記情報取得手段とその接続先のゾーンＥＣＵと間の遅延時間および前記車載デバイスとその接続先のゾーンＥＣＵとの間の遅延時間を加えて、全体の合計時間が所定の遅延時間未満になるように、前記情報取得手段の接続先及び前記車載デバイスの接続先を決定するステップとを備える、ことを特徴とする車両制御システムの設計方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

ここに開示された技術は、車両制御システム及び車両制御システムの設計方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、車載機器の機能に応じて複数のドメインに区分けし、ドメイン毎にドメイン制御部を設け、複数のドメイン制御部を統合制御部で制御する技術が開示されている。特許文献１では、例えば、各機器制御部が、単一または複数のＥＣＵで実現されており、それらのＥＣＵが階層型のネットワークにより接続されている。

【0003】

特許文献２には、車載ネットワークシステムにおいて、異なるネットワークのノード同士のデータ送受を中継するゲートウェイやネットワークハブ（ＨＵＢ）を設ける技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１７－６１２７８号公報

【文献】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】

【0005】

ところで、昨今、自動運転システムをはじめとして、車内外の環境情報や運転者情報（以下、まとめて単に「車内外環境情報」という）等に応じて車両を制御する車両の自動化（一部自動化を含む）に関する技術開発が推進されている。一般に、車両の自動化技術では、カメラやセンサ等（以下、単に「センサ」という）により車内外環境情報（運転者の操作情報を含む）が取得され、取得された車内外環境情報を基に演算処理がされ、その演算結果を基に車両に搭載された各種のアクチュエータが制御される。そして、将来的には、上記の演算処理機能及び各アクチュエータの制御機能が、車両全体の動作を統括して管理するような中央演算装置に集約されていくことが想定される。

【0006】

一方で、上記のように機能が集約された中央演算装置に対して、各センサや各アクチュエータをそれぞれ直接接続するのは、信号配線が膨大になるため現実的ではない。

【0007】

そこで、特許文献２のように、ネットワークハブ装置やゲートウェイ装置として機能するようなＥＣＵ（Electronic Control Unit）を設け、そのＥＣＵを介して通信させるような車載ネットワークが構築されることが想定される。すなわち、ＥＣＵをデイジーチェーン接続することが想定される。さらに、基幹ネットワークは、イーサネット（登録商標）のような高速インターフェースで構成される一方で、末端部分等において従前のＣＡＮインターフェースが残ることが想定される。

【0008】

そうすると、データを送受信する際に待ち時間が発生したり、プロトコル変換のためのプロトコル変換時間発生することが想定される。また、例えば、車両の停車中等において、消費電力の削減を目的として、各ＥＣＵをスリープ状態または電源ＯＦＦ状態にすることがある。車載ネットワークでは、車両の各部に設置されたセンサやスイッチ等に基づいて各機能を起動させる場合があり、その場合に、デイジーチェーン接続されたネットワーク構成において、起動信号の伝搬による起動遅れ時間が問題となる場合がある。

【0009】

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は、アクチュエータの制御機能を中央演算装置に取り込むための設計方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

前記課題を解決するために、ここに開示された技術では、車両の所定のゾーン毎に配置された複数のゾーンＥＣＵと、当該複数のゾーンＥＣＵを統括する中央演算装置とが設けられ、前記車両に設置された情報取得手段からの起動信号にしたがって当該車両に設置された車載デバイスを動作させるための車両制御システムの設計方法を対象として、前記中央演算装置と、前記複数のゾーンＥＣＵとをデイジーチェーン状に接続して基幹ネットワークを構築するステップと、前記複数のゾーンＥＣＵのうちの所定のゾーンＥＣＵから前記中央演算装置に向かうネットワークが順次起動されて前記中央演算装置が起動するまでの第１起動時間を算出するステップと、前記中央演算装置から前記複数のゾーンＥＣＵのうちの所定のゾーンＥＣＵに向かうネットワークが順次起動されて当該ゾーンＥＣＵが起動するまでの第２起動時間を算出するステップと、前記第１起動時間と前記第２起動時間との合計時間が所定の遅延時間未満になるように、前記複数のゾーンＥＣＵの中から前記情報取得手段の接続先及び前記車載デバイスの接続先を決定するステップとを備える、ことを特徴とする。

【0011】

また、ここに開示された技術では、車両の所定のゾーン毎に配置された複数のゾーンＥＣＵと、当該複数のゾーンＥＣＵを統括する中央演算装置とが設けられ、前記車両に設置された情報取得手段からの起動信号にしたがって当該車両に設置された車載デバイスを作動させるための車両制御システムの設計方法を対象として、前記中央演算装置と、前記複数のゾーンＥＣＵとをデイジーチェーン状に接続してネットワークを構築する方法として、前記複数のゾーンＥＣＵのうちの前記情報取得手段から起動信号を受信する第１ゾーンＥＣＵから前記中央演算装置に向かう第１ネットワークが順次起動されて前記中央演算装置が起動するまでの第１起動時間と、前記中央演算装置から前記複数のゾーンＥＣＵのうちの前記車載デバイスの制御信号を出力する第２ゾーンＥＣＵに向かう第２ネットワークが順次起動されて当該第２ゾーンＥＣＵが起動するまでの第２起動時間と、の合計時間が所定の遅延時間未満になるように、前記第１ネットワーク及び前記第２ネットワークのネットワーク経路を設定することを含む、ことを特徴とする。

【0012】

車両の動作を統括する中央演算装置と、前記中央演算装置にデイジーチェーン状に接続された複数のゾーンＥＣＵとを備え、前記車両に設置された情報取得手段からの起動信号にしたがって当該車両に設置された車載デバイスを作動させるための車両制御システムを対象として、前記複数のゾーンＥＣＵは、前記情報取得手段が接続された第１ゾーンＥＣＵと、前記車載デバイスが接続された第２ゾーンＥＣＵとを含み、前記第１ゾーンＥＣＵ及び前記第２ゾーンＥＣＵは、前記第１ゾーンＥＣＵが前記情報取得手段からの前記起動信号を受信し、前記第１ゾーンＥＣＵから前記中央演算装置に向かう第１ネットワークが順次起動されて前記中央演算装置が起動するまでの第１起動時間と、前記中央演算装置が起動されてから前記中央演算装置から前記第２ゾーンＥＣＵに向かう第２ネットワークが順次起動されて当該第２ゾーンＥＣＵが起動するまでの第２起動時間との合計時間が所定の遅延時間未満になるように、前記第１ゾーンＥＣＵ及び前記第２ゾーンＥＣＵが設定された、ことを特徴とする。

【0013】

これらの態様によると、車載ネットワークにおいて、複数の通信プロトコルが混在し、かつ、互いに異なる通信プロトコルがデイジーチェーンで接続されるような複雑なネットワークシステムにおいて、起動遅れを考慮したネットワークを構成することができる。

【発明の効果】

【0014】

ここに開示された技術によると、アクチュエータの制御機能を中央演算装置に取り込むための設計方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】車載ネットワークシステムの構成例を示す図である。

【図2】第１ゾーンＥＣＵの機能構成例を示す図である。

【図3】第３ゾーンＥＣＵの機能構成例を示す図である。

【図4】第５ゾーンＥＣＵの機能構成例を示す図である。

【図5】実施形態１の車両制御システムの設計方法を示すフロー図である。

【図6】実施形態１の車両制御システムの設計方法を説明するための図である。

【図7】実施形態１の車両制御システムの設計方法を説明するための図である。

【図8】実施形態１の車両制御システムの設計方法を説明するための図である。

【図9】実施形態１の車両制御システムの設計方法を説明するための図である。

【図10】実施形態１の車両制御システムの設計方法を説明するための図である。

【図11】実施形態２の車両制御システムの設計方法を示すフロー図である。

【図12】実施形態２の車両制御システムの設計方法を説明するための図である。

【図13】実施形態２の車両制御システムの設計方法を説明するための図である。

【図14】実施形態２の車両制御システムの設計方法を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

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。なお、本明細書では、車両に搭載されるセンサやアクチュエータ等の走行制御を司る装置類のことを、車載デバイス、または、単にデバイスという。

【0017】

（実施形態１）
図１は車載ネットワークシステムの構成例を示す図である。図１の車載ネットワークシステムは、車両１に搭載されており、中央演算装置１０と、複数のゾーンＥＣＵ２とを備える。本実施形態の車載ネットワークシステムでは、車両１を複数（本実施形態では７つ）のゾーンに分け、各ゾーンにゾーンＥＣＵ２が設けられる。なお、詳細は後述するが、各ゾーンＥＣＵ２は、ネットワークを介して伝送される情報を中継する機能を有するネットワークハブ装置としての機能を有する。

【0018】

以下の説明において、車両１の左前部座席近傍の左ダッシュゾーンに配置されたゾーンＥＣＵ２を第１ゾーンＥＣＵ２１、車両１の右前部座席近傍の右ダッシュゾーンに配置されたゾーンＥＣＵ２を第２ゾーンＥＣＵ２２ということがある。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ＥＣＵ２を第３ゾーンＥＣＵ２３、車両１の右前側の右フロントゾーンに配置されたゾーンＥＣＵ２を第４ゾーンＥＣＵ２４ということがある。車両１の左後側の左リアゾーンに配置されたゾーンＥＣＵ２を第５ゾーンＥＣＵ２５といい、車両１の右後側の右リアゾーンに配置されたゾーンＥＣＵ２を第６ゾーンＥＣＵ２６ということがある。車両１のセンターコンソール近傍のコンソールゾーンに配置されたゾーンＥＣＵ２を第７ゾーンＥＣＵ２７ということがある。なお、各ゾーンＥＣＵ２１～２７を区別しないときには、単にゾーンＥＣＵ２という。また、ゾーンの数を増減させるときには、それに応じてゾーンＥＣＵ２の個数も増減する。

【0019】

ゾーンＥＣＵ２は、後述するスマートＥＣＵ、スマートアクチュエータ、センサやアクチュエータ等の車載デバイスを接続することができるように構成されている。なお、本実施形態では、ゾーンＥＣＵ２が、各ゾーンに設けられている例を示しているが、これに限定されず、例えば、ゾーンによらずに、特定の機能に対応する車載デバイスを接続するためのゾーンＥＣＵを設けてもよい。また、ゾーン内に複数のゾーンＥＣＵを設けてもよい。また、スマートＥＣＵがゾーンＥＣＵとしての機能を兼ねたり、ゾーンＥＣＵがスマートＥＣＵとしての機能を兼ねていてもよい。

【0020】

図１において、第１ゾーンＥＣＵ２１、第２ゾーンＥＣＵ２２、第３ゾーンＥＣＵ２３、第４ゾーンＥＣＵ２４は、中央演算装置１０との間で、イーサネット信号の送受信を行うイーサハブ装置（図１ではＥ－ＥＣと表記している）としての機能を有する。中央演算装置１０と第１ゾーンＥＣＵ２１との間はイーサネットケーブルＥＢ１で接続され、中央演算装置１０と第２ゾーンＥＣＵ２２との間はイーサネットケーブルＥＢ２で接続されている。中央演算装置１０と第３ゾーンＥＣＵ２３との間はイーサネットケーブルＥＢ３で接続され、中央演算装置１０と第４ゾーンＥＣＵ２４との間はイーサネットケーブルＥＢ４で接続され、第３ゾーンＥＣＵ２３と第４ゾーンＥＣＵ２４との間はイーサネットケーブルＥＢ５で接続されている。ここで、イーサネット信号はイーサネットプロトコルに準拠した信号である。同様に、後述するＣＡＮ信号はＣＡＮプロトコルに準拠した信号であり、ＣＡＮ－ＦＤ信号はＣＡＮ－ＦＤプロトコルに準拠した信号であり、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）信号はＬＩＮプロトコルに準拠した信号である。

【0021】

図１において、第５ゾーンＥＣＵ２５、第６ゾーンＥＣＵ２６、第７ゾーンＥＣＵ２７は、中央演算装置１０及び／または他のゾーンＥＣＵ２との間で、ＣＡＮ－ＦＤ（CAN with Flexible Data-Rate）信号またはＣＡＮ（Controller Area Network）信号の送受信を行うＣＡＮハブ装置（図１ではＣ－ＥＣと表記している）としての機能を有する。第１ゾーンＥＣＵ２１と第５ゾーンＥＣＵ２５との間はＣＡＮ－ＦＤケーブルＣＢ５で接続され、第２ゾーンＥＣＵ２２と第６ゾーンＥＣＵ２６との間はＣＡＮ－ＦＤケーブルＣＢ６で接続され、第５ゾーンＥＣＵ２５と第６ゾーンＥＣＵ２６との間はＣＡＮ－ＦＤケーブルＣＢ８で接続されている。第１ゾーンＥＣＵ２１と第７ゾーンＥＣＵ２７との間はＣＡＮ－ＦＤケーブルＣＢ７で接続されている。

【0022】

本実施形態では、中央演算装置１０と各ゾーンＥＣＵ２との間の信号伝送経路、及び、ゾーンＥＣＵ２間の信号伝送経路で形成されるネットワークを「基幹ネットワーク」と呼ぶ。図１では、イーサネットケーブルＥＢ１～ＥＢ５、及び、ＣＡＮ－ＦＤケーブルＣＢ５～ＣＢ８により、基幹ネットワークが構成されている。図１では、基幹ネットワークのうち、イーサネット信号（イーサネット規格に準拠した信号）の伝送経路を太実線で示し、ＣＡＮ－ＦＤ信号またはＣＡＮ信号の伝送経路を中太実線で示している。また、各ゾーンＥＣＵ２１～２７から車載デバイス側の信号伝送経路を、「デバイス側ネットワーク」と呼ぶ。図１では、各ゾーンＥＣＵ２１～２７から各車載デバイスへの信号経路、すなわちデバイス側ネットワークを細実線で示している。細実線の信号経路には、アナログ／デジタルの各信号経路、ＣＡＮ信号経路、ＬＩＮ信号経路、ＣＡＮ－ＦＤ信号経路が含まれる。

【0023】

中央演算装置１０は、車両１の自動運転やアシスト運転を可能にするために、車両１に搭載されたセンサ類の出力等を受けて、車両１が走行すべき経路を算出し、この経路を追従するための車両１の運動を決定する。中央演算装置１０は、例えば、１つまたは複数のチップで構成されたプロセッサであり、ＡＩ（Artificial Intelligence）機能を有している場合もある。中央演算装置１０に情報を出力するセンサ類は、例えば、車外環境を撮影するカメラ、車外の物標等を検知するレーダ、車両１の位置を検出するＧＰＳ（Global Positioning System）センサ、車速、加速度、ヨーレート等の車両の挙動を検出する車両状態センサ、車内カメラ等の車両の乗員の状態を取得する乗員状態センサ等を含む。また、中央演算装置１０には、自車両の周囲に位置する他車両からの通信情報やナビゲーションシステムからの交通情報が入力されてもよい。

【0024】

図２は、第１ゾーンＥＣＵ２１の機能構成例を示している。

【0025】

第１ゾーンＥＣＵ２１は、通信部１２０と、プロトコル変換部１４０と、信号変換部１５０とを備える。プロトコル変換部１４０は、ＣＡＮ変換部１４１と、ＬＩＮ変換部１４２とを備える。信号変換部１５０は、デジタル入力回路１５１、アナログ入力回路１５２、コントロール出力回路１５３，１５４を備える。

【0026】

第１ゾーンＥＣＵ２１には、基幹ネットワークと接続される通信ポート（以下、基幹ポートという）として、イーサネットケーブルＥＢ１が接続される基幹ポート１０１と、ＣＡＮ－ＦＤケーブルＣＢ５が接続される基幹ポート１０２とが設けられている。換言すると、基幹ポート１０１及び基幹ポート１０２は、基幹ネットワーク上を伝送される信号である基幹ネットワーク信号が入出力されるポートである。

【0027】

第１ゾーンＥＣＵ２１には、デバイス側ネットワークと接続される通信ポートとして、通信ポート１１１～１１８が設けられている。第１ゾーンＥＣＵ２１は、通信ポート１１１～１１３を経由してＣＡＮ信号の入出力を行い、通信ポート１１４を経由してＬＩＮ信号の入出力を行い、通信ポート１１５を経由してデジタル制御信号の入力を行い、通信ポート１１６を経由してアナログ制御信号の入力を行い、通信ポート１１７，１１８を経由してアナログ制御信号の出力を行う。通信ポート１１１には、例えば、スマートＥＣＵ１６１が接続され、その先にエアバック装置Ｄ１１が接続される。通信ポート１１２には、例えば、サイドドアを施錠／開錠するためのスマートアクチュエータ１６２が接続される。通信ポート１１３には、例えば、ブザー音等を発するためのスマートアクチュエータ１６３が接続される。通信ポート１１４には、例えば、キーレス装置を作動させるためのセンサ１６４（以下、キーレスセンサ１６４という）が接続される。通信ポート１１５には、例えば、スイッチ１６５（例えば、クラッチカットスイッチ、ブレーキスイッチ等）が接続される。通信ポート１１６には、例えば、センサ１６６（例えば、アクセルペダルセンサ、クラッチストロークセンサ等）が接続される。通信ポート１１７には、例えば、ドアミラーのターンランプ１６７が接続される。通信ポート１１８には、例えば、アクチュエータ１６８（例えば、ホーン、キーレスブザー、メーター装置等に付属して設けられた表示灯等）が接続される。なお、図面では、説明がわかりやすいように、スマートアクチュエータ１６２に加えて、ロック機構のシンボルマークを図示している。また、スマートアクチュエータ１６３に加えて、音源機構のシンボルマークを図示している。

【0028】

なお、具体的な図示は省略するが、各通信ポート１１１～１１８に対し、車載デバイスから延びるケーブルの先端に設けられたコネクタを差し込むことで、車載デバイスの取り付けや取り外しができるように構成されていてもよい。また、各通信ポート１１１～１１８にスマートコネクタ（図示省略）が接続され、その先に、車載デバイスが取り付けられるようにしてもよい。スマートコネクタは、例えば、アナログ／デジタル変換回路やドライバ回路等が内蔵され、車載デバイスとしてのアクチュエータに駆動信号を送信する機能を有していたり、車載デバイスとしてのセンサからの入力信号をゾーンＥＣＵ２に伝達したりする機能を有する。

【0029】

通信部１２０は、基幹ポート１０１に接続された第１送受信部１２１と、基幹ポート１０２に接続された第２送受信部１２２と、ネットワークマネジメント部１２３とを備える。

【0030】

第１送受信部１２１は、基幹ポート１０１及びイーサネットケーブルＥＢ１を介して中央演算装置１０との間で基幹ネットワーク信号（イーサネット信号）を送受信する機能を有する。具体的な図示は省略するが、第１送受信部１２１は、例えば、イーサネット信号を生成する符号化回路と、符号化回路で生成されたイーサネット信号を中央演算装置１０に出力するドライバ回路と、中央演算装置１０から出力されたイーサネット信号を受信するレシーバ回路と、レシーバ回路で受信されたイーサネット信号を復号化する復号化回路とを備える。

【0031】

第２送受信部１２２は、基幹ポート１０２及びＣＡＮ－ＦＤケーブルＣＢ５を介して第５ゾーンＥＣＵ２５との間で基幹ネットワーク信号（ＣＡＮ－ＦＤ信号）を送受信する機能を有する。具体的な図示は省略するが、第２送受信部１２２は、例えば、ＣＡＮ－ＦＤ信号を生成する符号化回路と、符号化回路で生成されたイーサネット信号を第５ゾーンＥＣＵ２５に出力するドライバ回路と、第５ゾーンＥＣＵ２５から出力されたＣＡＮ－ＦＤ信号を受信するレシーバ回路と、レシーバ回路で受信されたＣＡＮ－ＦＤ信号を復号化する復号化回路とを備える。

【0032】

ネットワークマネジメント部１２３は、（ａ）基幹ネットワーク上において、すなわち基幹ポート１０１，１０２の間で基幹ネットワーク信号を中継する中継機能と、（ｂ）基幹ネットワーク信号の中から自ＥＣＵに接続されたデバイス用の信号を抽出して分配する分配機能と、（ｃ）自ＥＣＵに接続されたデバイスから中央演算装置１０及び／または他のゾーンＥＣＵ２に伝送するデータを集約する集約機能とを備える。なお、以下の説明（他のゾーンＥＣＵ２についての説明を含む）では、上記のそれぞれの機能を単に、「（ａ）中継機能」、「（ｂ）分配機能」、「（ｃ）集約機能」と呼ぶ場合がある。

【0033】

プロトコル変換部１４０は、通信方式間でデータがやり取りできるようにプロトコル変換をする。具体的には、プロトコル変換部１４０は、ネットワークマネジメント部１２３に接続され、上記のネットワークマネジメント部１２３の「（ａ）中継機能」、「（ｂ）分配機能」、「（ｃ）集約機能」のそれぞれに応じたプロトコル変換を行う。なお、本実施形態において、プロトコル変換には、ＣＡＮと、ＣＡＮ－ＦＤとの間におけるデータ長変換等の変換処理も含むものとする。

【0034】

「（ａ）中継機能」では、ネットワークマネジメント部１２３は、中央演算装置１０から入力されたイーサネット信号の中で、第５ゾーンＥＣＵ２５に送信するデータ（以下、中継データという）を抽出してプロトコル変換部１４０に出力する。プロトコル変換部１４０では、中継データをＣＡＮプロトコルデータに変換し、ネットワークマネジメント部１２３に出力する。ネットワークマネジメント部１２３では、上記ＣＡＮプロトコルデータを基にＣＡＮ信号を生成する。そして、第２送受信部１２２が基幹ポート１０２を介して上記ＣＡＮ信号を第５ゾーンＥＣＵ２５に出力する。同様に、ネットワークマネジメント部１２３は、第５ゾーンＥＣＵ２５から入力されたＣＡＮ－ＦＤ信号の中で、中央演算装置１０に送信するデータ（以下、中継データという）を抽出してプロトコル変換部１４０に出力する。プロトコル変換部１４０は、中継データをイーサネットプロトコルに準拠した形式のデータに変換し、ネットワークマネジメント部１２３に出力する。ネットワークマネジメント部１２３では、上記の変換データを基にイーサネット信号を生成する。そして、第１送受信部１２１が基幹ポート１０１を介して上記イーサネット信号を中央演算装置１０に出力する。

【0035】

以上を遅延時間の観点でまとめると、「（ａ）中継機能」に係る処理（以下、中継処理という）では、少なくとも、受信遅延時間、プロトコル変換時間、送信遅延時間が発生する。受信遅延時間は、通信部１２０での受信処理による受信遅延時間である。受信遅延時間には、例えば、第１送受信部１２１または第２送受信部１２２において物理層等の受信処理時間及びその後の復号化処理時間、並びに、ネットワークマネジメント部１２３において中継データを抽出する抽出処理時間が含まれる。プロトコル変換時間には、プロトコル変換部１４０での通信方式間のプロトコル変換の時間が含まれる。送信遅延時間は、プロトコル変換されたデータを通信部１２０から送信するための送信処理による遅延時間である。送信遅延時間には、例えば、第１送受信部１２１または第２送受信部１２２における符号化処理時間及び物理層等による送信処理時間が含まれる。

【0036】

また、第１ゾーンＥＣＵ２１では、起動動作や復帰動作に係る起動遅延時間が発生する場合がある。例えば、「（ａ）中継機能」では、イーサネットケーブルＥＢ１またはＣＡＮ－ＦＤケーブルＣＢ５から起動信号が送られてくることが想定される。この起動信号を受けた場合に、通信部１２０のＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路が停止しているような状態のときには、起動遅延時間として、例えば、物理層の起動／安定化時間及び隣接する中央演算装置１０やゾーンＥＣＵ２との間の通信確立に要する通信確立時間が生じる。通信部１２０のＰＬＬ回路が停止しているような状態として、例えば、第１ゾーンＥＣＵ２１の電源オフ状態またはスリープ状態がある。

【0037】

「（ｂ）分配機能」では、ネットワークマネジメント部１２３は、中央演算装置１０から入力されたイーサネット信号の中から、自ＥＣＵに接続されたデバイス用のデータ（以下、自ＥＣＵ用データという）を抽出する。ネットワークマネジメント部１２３は、上記自ＥＣＵ用データについて、プロトコル変換部１４０に接続されたデバイス用のデータか、信号変換部１５０に接続されたデバイス用のデータかを判断し、それぞれに分配する。プロトコル変換部１４０では、ネットワークマネジメント部１２３から通信ポート１１１～１１３に接続されたデバイス用のデータが受信されると、ＣＡＮ変換部１４１が受信データをＣＡＮプロトコルに準拠した信号に変換して通信ポート１１１～１１３に出力する。これにより、スマートＥＣＵ１６１、スマートアクチュエータ１６２，１６３のそれぞれに中央演算装置からの信号（例えば、制御信号）が伝達される。信号変換部１５０では、ネットワークマネジメント部１２３から通信ポート１１７に接続されたターンランプ１６７の制御用のデータが受信されると、コントロール出力回路１５３が中央演算装置１０から受けた制御値に従って、例えばターンランプ１６７のアナログ制御信号を生成し、通信ポート１１７に出力する。同様に、信号変換部１５０において、ネットワークマネジメント部１２３から通信ポート１１８に接続されたアクチュエータ１６８の制御用のデータが受信されると、コントロール出力回路１５４が中央演算装置１０から受けた制御値に従って、例えばアクチュエータ１６８のアナログ制御信号を生成し、通信ポート１１８に出力する。なお、第５ゾーンＥＣＵ２５から入力されたＣＡＮ信号の中に自ＥＣＵに接続されたデバイス用のデータが含まれていた場合についても上記の中央演算装置１０の場合と同様の処理が行われる。

【0038】

以上を遅延時間の観点でまとめると、「（ｂ）分配機能」に係る処理（以下、分配処理という）では、プロトコル変換部１４０を経由する場合、少なくとも、受信遅延時間、プロトコル変換時間、処理遅延時間が発生する。また、分配処理において、信号変換部１５０を経由する場合、少なくとも、通信部１２０での受信処理による受信遅延時間、信号変換部１５０での処理遅延時間が発生する。受信遅延時間は、通信部１２０での受信処理による遅延時間であり、例えば、中継処理の場合と同様に、受信処理時間、復号化処理時間及びネットワークマネジメント部１２３において自ＥＣＵ用データを抽出する抽出処理時間が含まれる。プロトコル変換時間には、プロトコル変換部１４０による通信方式間のプロトコル変換の時間が含まれる。処理遅延時間には、スマートＥＣＵ１６１またはスマートアクチュエータ１６２，１６３での処理遅延時間が含まれる。

【0039】

また、第１ゾーンＥＣＵ２１の「（ｂ）分配機能」では、第１ゾーンＥＣＵ２１に接続された車載デバイスが電源オフ状態やスリープ状態の場合、上記の「（ａ）中継機能」で記載した起動遅延時間に加えて、または、代えて車載デバイスの復帰のための起動遅延時間が発生する。

【0040】

「（ｃ）集約機能」では、例えば、プロトコル変換部１４０が、キーレスセンサ１６４からの開錠／施錠信号（ＬＩＮ信号）を受信し、ＬＩＮプロトコルに準拠したデータからイーサネットプロトコルに準拠したデータに変換して、ネットワークマネジメント部１２３に送信する。また、例えば、信号変換部１５０では、デジタル入力回路１５１がスイッチ１６５からの入力信号を受信し、アナログ入力回路１５２がセンサ１６６からの入力信号を受信し、それぞれ受信データをネットワークマネジメント部１２３に送信する。ネットワークマネジメント部１２３では、プロトコル変換部１４０からの受信データ及び信号変換部１５０からの受信データを集約する。第１送受信部１２１では、ネットワークマネジメント部１２３で集約されたデータをイーサネット信号として基幹ポート１０１を介して中央演算装置１０に出力する。なお、集約機能で集約されたデータを第５ゾーンＥＣＵ２５に送信する場合についても、上記の中央演算装置１０に出力する場合と同様の処理が行われる。

【0041】

また、例えば、プロトコル変換部１４０が、キーレスセンサ１６４からの出力信号（ＬＩＮ信号）を受信した場合に、第１ゾーンＥＣＵ２１の電源オフ状態またはスリープ状態のとき、第１ゾーンＥＣＵ２１では、通信部１２０での復帰動作が実行される。また、通信部１２０は、復帰動作完了後に、中央演算装置１０及び／または第５ゾーンＥＣＵ２５に、キーレスセンサ１６４から開錠（施錠）信号を受信したことを送信する。この送信信号は、中央演算装置１０及び／または第５ゾーンＥＣＵ２５を復帰動作させるための復帰信号としての機能を有する。

【0042】

以上を遅延時間の観点でまとめると、「（ｃ）集約機能」に係る処理（以下、集約処理という）において、プロトコル変換部１４０を経由する場合、少なくとも、プロトコル変換時間、集約処理時間、送信遅延時間が発生する。また、集約処理において、信号変換部１５０を経由する場合、少なくとも、集約処理時間、送信遅延時間が発生する。プロトコル変換時間には、プロトコル変換部１４０による通信方式間のプロトコル変換の時間が含まれる。集約処理時間には、ネットワークマネジメント部１２３において、信号変換部１５０及び／またはプロトコル変換部１４０から受信したデータを、それぞれの送信先ごとに集約するための時間が含まれる。送信遅延時間は、ネットワークマネジメント部１２３で集約されたデータを通信部１２０から送信するための送信処理による遅延時間である。送信遅延時間には、例えば、第１送受信部１２１または第２送受信部１２２における符号化処理時間及び物理層等による送信処理時間が含まれる。

【0043】

また、第１ゾーンＥＣＵ２１の「（ｃ）集約機能」では、第１ゾーンＥＣＵ２１に接続された所定の車載デバイスからの復帰信号（例えば、キーレスセンサ１６４の開錠信号）を受けた場合に、中央演算装置１０や第５ゾーンＥＣＵ２５に上記復帰信号を送信するための起動遅延時間が発生する。例えば、通信部１２０のＰＬＬ回路が停止しているような状態の場合、起動遅延時間として、物理層の起動／安定化時間、及び、隣接する中央演算装置１０やゾーンＥＣＵ２との間の通信確立に要する通信確立時間が発生する。また、起動遅延時間には、ネットワークマネジメント部１２３での復帰処理時間も含まれる場合がある。

【0044】

図３は、第３ゾーンＥＣＵ２３の機能構成例を示している。なお、ここでは、第１ゾーンＥＣＵ２１と共通の構成について説明を省略する場合がある。

【0045】

第３ゾーンＥＣＵ２３は、通信部３２０と、プロトコル変換部３４０と、信号変換部３５０とを備える。プロトコル変換部３４０は、ＣＡＮ変換部３４１を備える。信号変換部３５０は、デジタル入力回路３５１と、アナログ入力回路３５２と、コントロール出力回路３５３とを備える。

【0046】

第３ゾーンＥＣＵ２３には、イーサネットケーブルＥＢ３が接続される基幹ポート３０１と、イーサネットケーブルＥＢ５が接続される基幹ポート３０２とが設けられている。換言すると、基幹ポート３０１及び基幹ポート３０２は、基幹ネットワーク信号が入出力されるポートである。

【0047】

第３ゾーンＥＣＵ２３には、デバイス用ポートとして、通信ポート３１１～３１５が設けられている。第３ゾーンＥＣＵ２３は、通信ポート３１１，３１２を経由してＣＡＮ信号の入出力を行い、通信ポート３１３を経由してデジタル制御信号の入力を行い、通信ポート３１４を経由してアナログ制御信号の入力を行い、通信ポート３１５を経由してアナログ制御信号の出力を行う。通信ポート３１１には、例えば、車両１の衝突を検知する衝突検知部３６１が接続される。通信ポート３１２には、例えば、車両フロント側のターンランプを動作させるためのスマートアクチュエータ３６２が接続される。通信ポート３１３には、例えば、スイッチ３６３（例えば、ウォッシャーレベルスイッチ、フードスイッチ等）が接続される。通信ポート３１４には、例えば、センサ３６４（例えば、外気温センサ、エアフローセンサ等）が接続される。通信ポート３１５には、例えば、アクチュエータ３６５（例えば、ホーン、キーレスブザー等）が接続される。なお、図面では、説明がわかりやすいように、スマートアクチュエータ３６２に加えて、ターンランプのシンボルマークを図示している。

【0048】

通信部３２０は、基幹ポート３０１に接続された第３送受信部３２１と、基幹ポート３０２に接続された第４送受信部３２２と、ネットワークマネジメント部３２３とを備える。なお、通信部３２０において、本願発明に関連する構成及び機能は、前述の第１ゾーンＥＣＵ２１の通信部１２０と同様であり、ここではその詳細説明を省略する。具体的には、第１ゾーンＥＣＵ２１の通信部１２０と第３ゾーンＥＣＵ２３の通信部３２０とを比較すると、第１ゾーンＥＣＵ２１では第２送受信部１２２がＣＡＮ－ＦＤプロトコルに準拠し、第３ゾーンＥＣＵ２３では第４送受信部３２２がイーサネットプロトコルに準拠している点が異なる。しかしながら、各通信方式に準拠した送受信回路の構成や遅延情報は、従来から知られている技術を基に置き換えることができる。

【0049】

プロトコル変換部３４０は、通信方式間でデータがやり取りできるようにプロトコル変換をする。ここでは、プロトコル変換部３４０について、前述の第１ゾーンＥＣＵ２１のプロトコル変換部１４０との相違点を中心に説明するものとし、共通する内容について説明を省略する場合がある。

【0050】

第３ゾーンＥＣＵ２３は、「（ａ）中継機能」において、イーサネット信号－イーサネット信号間の中継を行う。したがって、プロトコル変換部３４０では、前述のプロトコル変換部１４０のように、中継処理の過程でのプロトコル変換を必要としない。すなわち、第３ゾーンＥＣＵ２３の中継処理では、少なくとも、受信遅延時間、送信遅延時間が発生する。また、第３ゾーンＥＣＵ２３では、起動動作や復帰動作に係る起動遅延時間が発生する場合がある。なお、受信遅延時間、送信遅延時間及び起動遅延時間については、前述の第１ゾーンＥＣＵ２１と同様であり、ここではその詳細説明を省略する。

【0051】

第３ゾーンＥＣＵ２３の「（ｂ）分配機能」及び分配処理による遅延時間は、前述の第１ゾーンＥＣＵ２１と共通した内容であり、ここではその詳細説明を省略する。遅延時間の観点でまとめのみ記載すると、第３ゾーンＥＣＵ２３の分配処理において、（１）プロトコル変換部３４０を経由する場合、少なくとも、受信遅延時間、プロトコル変換時間、処理遅延時間が発生する。また、（２）信号変換部３５０を経由する場合、少なくとも、通信部３２０での受信処理による受信遅延時間、信号変換部３５０での処理遅延時間が発生する。また、前述の起動動作や復帰動作において、第３ゾーンＥＣＵ２３に接続された車載デバイスが電源オフ状態やスリープ状態の場合、車載デバイスの復帰のための起動遅延時間が発生する場合がある。なお、受信遅延時間、プロトコル変換時間、処理遅延時間及び起動遅延時間については、前述の第１ゾーンＥＣＵ２１と同様であり、ここではその詳細説明を省略する。

【0052】

第３ゾーンＥＣＵ２３の「（ｃ）集約機能」及び集約処理による遅延時間は、前述の第１ゾーンＥＣＵ２１と共通した内容であり、ここではその詳細説明を省略する。遅延時間の観点でまとめのみ記載すると、第３ゾーンＥＣＵ２３の集約処理において、（１）プロトコル変換部３４０を経由する場合、少なくとも、プロトコル変換時間、集約処理時間、送信遅延時間が発生する。また、（２）信号変換部３５０を経由する場合、少なくとも、集約処理時間、送信遅延時間が発生する。また、第３ゾーンＥＣＵ２３に接続された所定の車載デバイスからの復帰信号を受けた場合に、中央演算装置１０や第４ゾーンＥＣＵ２４に上記復帰信号を送信するための起動遅延時間が発生する場合がある。なお、プロトコル変換時間、集約処理時間、送信遅延時間及び起動遅延時間については、前述の第１ゾーンＥＣＵ２１と同様であり、ここではその詳細説明を省略する。

【0053】

図４は、第５ゾーンＥＣＵ２５の機能構成例を示している。なお、ここでは、第１ゾーンＥＣＵ２１及び／または第３ゾーンＥＣＵ２３と共通の構成について説明を省略する場合がある。

【0054】

第５ゾーンＥＣＵ２５は、通信部５２０と、プロトコル変換部５４０と、信号変換部５５０とを備える。プロトコル変換部５４０は、ＣＡＮ変換部５４１と、ＬＩＮ変換部５４２とを備える。信号変換部５５０は、デジタル入力回路５５１と、アナログ入力回路５５２と、コントロール出力回路５５３とを備える。

【0055】

第５ゾーンＥＣＵ２５には、ＣＡＮ－ＦＤケーブルＣＢ５が接続される基幹ポート５０１と、ＣＡＮ－ＦＤケーブルＣＢ８が接続される基幹ポート５０２とが設けられている。換言すると、第５ゾーンＥＣＵ２５では、基幹ポート５０１及び基幹ポート５０２に入出力されるのがＣＡＮ－ＦＤ信号であり、基幹ポート５０１と基幹ポート５０２とが直接接続されている。

【0056】

第５ゾーンＥＣＵ２５には、デバイス用ポートとして、通信ポート５１１～５１６が設けられている。第５ゾーンＥＣＵ２５は、通信ポート５１１，５１２を経由してＣＡＮ信号の入出力を行い、通信ポート５１３を経由してＬＩＮ信号の入出力を行い、通信ポート５１４を経由してデジタル制御信号の入力を行い、通信ポート５１５を経由してアナログ制御信号の入力を行い、通信ポート５１６を経由してアナログ制御信号の出力を行う。通信ポート５１１には、例えば、ブザー音等を発するためのスマートアクチュエータ５６１が接続される。通信ポート５１２には、例えば、サイドドアをロックするためのスマートアクチュエータ５６２が接続される。通信ポート５１３には、例えば、バックソナー装置５６３が接続される。通信ポート５１４には、例えば、スイッチ５６４が接続される。例えば、通信ポート５１５には、センサ５６５（例えば、フューエルセンサ、キックセンサ等）が接続される。通信ポート５１６には、例えば、車両左後方に設けられたターンライト５６６が接続される。なお、図面では、説明がわかりやすいように、スマートアクチュエータ５６１に加えて、音源機構のシンボルマークを図示している。また、スマートアクチュエータ５６２に加えて、ロック機構のシンボルマークを図示している。

【0057】

通信部５２０は、基幹ポート５０１と基幹ポート５０２とを接続する共通通信線に接続された送受信部５２１と、ネットワークマネジメント部５２２とを備える。具体的な図示は省略するが、送受信部５２１は、例えば、ＣＡＮ－ＦＤ信号を生成する符号化回路と、上記共通通信線に接続されたドライバ回路及びレシーバ回路と、レシーバ回路で受信されたＣＡＮ－ＦＤ信号を復号化する復号化回路とを備える。

【0058】

プロトコル変換部５４０は、通信方式間でデータがやり取りできるようにプロトコル変換をする。ここでは、プロトコル変換部５４０について、前述の第１ゾーンＥＣＵ２１のプロトコル変換部１４０との相違点を中心に説明するものとし、共通する内容について説明を省略する場合がある。

【0059】

第５ゾーンＥＣＵ２５では、基幹ポート５０１と基幹ポート５０２とが直接接続されているので、「（ａ）中継機能」という概念がない。すなわち、第５ゾーンＥＣＵ２５では、隣接する２つのゾーンＥＣＵ２間を中継する中継処理は行われず、基幹ポート５０１と基幹ポート５０２との間の遅延時間は、共通通信線の信号伝搬時間のみであり、極めて小さい。同様に、第５ゾーンＥＣＵ２５の「（ａ）中継機能」において、起動遅延時間は発生しない。

【0060】

第５ゾーンＥＣＵ２５の「（ｂ）分配機能」及び分配処理による遅延時間は、前述の第１ゾーンＥＣＵ２１と共通した内容であり、ここではその詳細説明を省略する。遅延時間の観点でまとめのみ記載すると、第５ゾーンＥＣＵ２５の分配処理において、（１）プロトコル変換部５４０を経由する場合、少なくとも、受信遅延時間、プロトコル変換時間、処理遅延時間が発生する。また、（２）信号変換部５５０を経由する場合、少なくとも、通信部５２０での受信処理による受信遅延時間、信号変換部５５０での処理遅延時間が発生する。また、前述の起動動作や復帰動作において、第５ゾーンＥＣＵ２５に接続された車載デバイスが電源オフ状態やスリープ状態の場合、車載デバイスの復帰のための起動遅延時間が発生する場合がある。なお、受信遅延時間、プロトコル変換時間、処理遅延時間及び起動遅延時間については、前述の第１ゾーンＥＣＵ２１と同様であり、ここではその詳細説明を省略する。

【0061】

第５ゾーンＥＣＵ２５の「（ｃ）集約機能」及び集約処理による遅延時間は、前述の第１ゾーンＥＣＵ２１と共通した内容であり、ここではその詳細説明を省略する。遅延時間の観点でまとめのみ記載すると、第５ゾーンＥＣＵ２５の集約処理において、（１）プロトコル変換部５４０を経由する場合、少なくとも、プロトコル変換時間、集約処理時間、送信遅延時間が発生する。また、（２）信号変換部５５０を経由する場合、少なくとも、集約処理時間、送信遅延時間が発生する。また、第５ゾーンＥＣＵ２５に接続された所定の車載デバイスからの復帰信号を受けた場合に、第１ゾーンＥＣＵ２１や第６ゾーンＥＣＵ２６に上記復帰信号を送信するための起動遅延時間が発生する場合がある。なお、プロトコル変換時間、集約処理時間、送信遅延時間及び起動遅延時間については、前述の第１ゾーンＥＣＵ２１と同様であり、ここではその詳細説明を省略する。

【0062】

＜車両制御システムの設計方法＞
－概要－
前述の「発明が解決しようとする課題」に記載したとおり、将来的に、演算処理機能及び各アクチュエータの制御機能が、車両全体の動作を統括して管理するような中央演算装置に集約されていくことが想定される。このことは、現在、車両のゾーン毎に設けられたＥＣＵや、引用文献１のように機能毎に設けられたＥＣＵ（以下、まとめて「従来型のＥＣＵ」と称する）に搭載されている演算機能や制御機能が、中央演算装置に取り込まれていくことを意味する。

【0063】

そこで、本願発明者らは、鋭意検討を重ね、従来型のＥＣＵに搭載された演算機能や制御機能を中央演算装置に取り込んでいくのに際して、より多くの機能を取り込むこと、及び、そのための設計工数をできるだけ削減することを実現する設計方法を見いだした。

【0064】

簡単に本開示の設計方法の概要を説明すると、従来型のＥＣＵを用いた制御方法によって問題なく動作している制御機能を、中央演算装置に取り込む場合に、従来型のＥＣＵと大きく異なる要素の１つとして、通信遅延の問題がある。前述のとおり、機能が集約された中央演算装置に対して、各センサや各アクチュエータをそれぞれ直接接続するのは、信号配線が膨大になるため現実的ではないので、車載ネットワークが構築されることが想定される。そうすると、中央演算装置と車載デバイスや車載デバイスを制御するＥＣＵとの間に、ネットワークハブ装置やゲートウェイ装置等の中継装置が介在することになり、通信遅延が発生する。そうすると、ある入力や状況が発生してから実際に車載デバイスが動作するまでの応答速度が要求される制御に関して、この通信遅延が問題となる場合がある。

【0065】

特に、中央演算装置に機能を集約する場合、高速かつ大容量のデータ伝送を実現する必要があり、そのためには、高速インターフェース技術を適用する必要がある。一般的に、高速インターフェース技術では、高速信号をやり取りするための物理層を設ける必要があり、その物理層を起動させるために、数十ｍｓオーダーの起動時間が必要とされる。また、車載ネットワークにおいて、例えば、ＣＡＮ、ＣＡＮ－ＦＤ、イーサネットのように、複数の通信プロトコルが混在し、かつ、互いに異なる通信プロトコルに対応する車載デバイス（ゾーンＥＣＵを含む）をデイジーチェーン状に接続することが想定される。

【0066】

そこで、本願発明では、特に、起動時間及び／または復帰時間（以下、単に起動時間という）に着目し、この起動時間として許容される起動遅延時間の基準として「許容遅延時間」を設定し、その許容遅延時間を基に、車載デバイスの接続場所を設定する点に特徴がある。または、上記の「許容遅延時間」を設定し、その許容遅延時間を基に、デイジーチェーン状のネットワーク経路を構成する点に特徴がある。起動遅延時間は、信号等の制御の基となる入力が行われる車載デバイス（ゾーンＥＣＵを含む）から中央演算装置１０までの間の起動遅延時間（以下、入力側起動遅延時間という）と、中央演算装置１０から上記入力に対して動作させる車載デバイス側の制御回路（ゾーンＥＣＵを含む）までの間の起動遅延時間（以下、出力側通信遅延時間という）とを含む。

【0067】

すなわち、本願発明では、入力側起動遅延時間及び出力側起動遅延時間と、許容遅延時間との関係に基づいて、車載デバイスの接続場所を設定する、及び／または、デイジーチェーン状のネットワーク経路を構成する点に特徴がある。ここで、「許容遅延時間」は、任意に設定することができる時間であり、特に限定されるものではない。例えば、車両安全基準等の標準規格等に基づいて設定されてもよいし、車両の挙動や他の機能との関連性等に基づいて設定されてもよい。また、運転者等に違和感やストレスを与えないという観点で設定されてもよい。

【0068】

ここで、本実施形態では、図１に示すように、車両１を複数（本実施形態では７つ）のゾーンに分け、各ゾーンにゾーンＥＣＵ２を設けて、それらを接続することで基幹ネットワークを構築している。そして、各ゾーンＥＣＵ２に通信ポートを設け、その通信ポートに車載デバイスを接続している。このような構成にすることで、中央演算装置１０と各通信ポートとの間の起動遅延時間をあらかじめ把握しやすくなる。すなわち、車載デバイスをゾーンＥＣＵ２の各通信ポートに接続する前の段階で、通信ポート毎に中央演算装置１０との間の通信遅延時間を見積もることができるようになっている。これにより、複雑な演算処理をすることなく、比較的容易に、車載デバイスの接続場所を設定する、及び／または、デイジーチェーン状のネットワーク経路を構成することができる。

【0069】

－車両制御システムの設計フロー－
以下において、図５～図１０を用いて、本実施形態の車両制御システムの設計方法について、具体的な設計フローを説明する。なお、例えば、本設計方法を実現するための設計プログラムを用意し、コンピュータを用いてその設計プログラムを実行するように構成されていてもよい。

【0070】

図５において、ステップＳ１では、車載ネットワークのベースとなるネットワークを構築する。例えば、まず、図６の太線及び中太線で示す基幹ネットワークを構築する。その後、基幹ネットワークでネットワークハブ装置としての機能を有する各ゾーンＥＣＵ２からのサブネットワークを構成し、中央演算装置１０からデイジーチェーン状に広がる車載ネットワークを構成する。なお、実施形態では、説明が煩雑になるのを避けるため、サブネットワークの記載を省略している。

【0071】

ステップＳ２では、制御対象となる車載デバイス（以下、動作デバイスという）の接続先を設定する。動作デバイスの接続先の基準は、特に限定されるものではない。例えば、動作デバイスは、最初の接続先として、配置場所に最も近い位置に設置されているゾーンＥＣＵ２またはそのゾーンＥＣＵ２のサブネットワークに接続されたＥＣＵ（スマートＥＣＵを含む）に優先的に接続される。

【0072】

ステップＳ３では、情報取得手段（例えば、前述のセンサやスイッチ等）の接続先を設定する。情報取得手段の接続先の基準は、特に限定されるものではない。例えば、情報取得手段は、最初の接続先として、配置場所に最も近い位置に設置されているゾーンＥＣＵ２またはそのゾーンＥＣＵ２のサブネットワークに接続されたＥＣＵ（スマートＥＣＵを含む）に優先的に接続される。

【0073】

ステップＳ４では、まず、各通信経路の起動時間を算出する。具体的に、センサやスイッチ等の情報取得手段と、動作デバイスとの間の通信経路を特定する。

【0074】

図７は、図６の構成からキーレスセンサ１６４及びドアを施錠／開錠するためのスマートアクチュエータ１６２，５６２に関連するネットワークを抽出したものである。図７では、「情報取得手段」が車両用のリモコン８０からの情報を取得するキーレスセンサ１６４であり、「動作デバイス」がドアを施錠／開錠するためのスマートアクチュエータ１６２，５６２である場合を示している。

【0075】

図７の例の場合、入力側の通信経路として、キーレスセンサ１６４からＬＩＮ信号線を介して第１ゾーンＥＣＵ２１を通り、イーサネットケーブルＥＢ１を介して中央演算装置１０に至る経路が特定される。また、図７の例の場合、ドアを施錠／開錠するためのスマートアクチュエータ１６２，５６２は、４つ搭載されているので、４つの出力側の通信経路が特定される。

【0076】

具体的に、第１の出力側の通信経路として、中央演算装置１０からイーサネットケーブルＥＢ１を介して第１ゾーンＥＣＵ２１を通り、ＣＡＮ信号線ＣＳ１５を介してスマートアクチュエータ１６２に至る経路が特定される。第２の出力側の通信経路として、中央演算装置１０からイーサネットケーブルＥＢ１を介して第１ゾーンＥＣＵ２１を通り、イーサネットケーブルＥＢ５１を介して第７ゾーンＥＣＵ２７を通り、ＣＡＮ－ＦＤケーブルＣＢ５２を介して第５ゾーンＥＣＵ２５を通り、ＣＡＮ信号線ＣＳ５１を介してスマートアクチュエータ５６２に至る経路が特定される。第３の出力側の通信経路として、中央演算装置１０からイーサネットケーブルＥＢ２を介して第２ゾーンＥＣＵ２２を通り、ＣＡＮ信号線ＣＳ２２を介してスマートアクチュエータ１６２に至る経路が特定される。第４の出力側の通信経路として、中央演算装置１０からイーサネットケーブルＥＢ２を介して第２ゾーンＥＣＵ２２を通り、ＣＡＮ－ＦＤケーブルＣＢ６を介して第６ゾーンＥＣＵ２６を通り、ＣＡＮ信号線ＣＳ６１を介してスマートアクチュエータ５６２に至る経路が特定される。

【0077】

次に、各通信経路における起動遅延時間を算出する。例えば、入力側の通信経路において、第１ゾーンＥＣＵ２１から中央演算装置１０に向かうネットワークが起動されて中央演算装置１０が起動するまでの起動遅延時間（第１起動時間に相当）を算出する。起動遅延時間の算出は、各種のパラメータを設定したシミュレーションのように具体的な演算処理をしてもよいし、あらかじめデータベース（図５ではＤＢと記載）に登録されているデータを使用して簡単な演算処理をするようにしてもよい。起動遅延時間の算出は、入力側の通信経路及び出力側の通信経路の演算が終了するまで繰り返される。

【0078】

具体的には、第１の出力側の通信経路において、中央演算装置１０から第１ゾーンＥＣＵ２１に向かうネットワークが起動されて第１ゾーンＥＣＵ２１が起動するまでの起動遅延時間（第２起動時間に相当）を算出する。同様に、第２の出力側の通信経路において、中央演算装置１０から第５ゾーンＥＣＵ２５に向かうネットワークを構成する第１ゾーンＥＣＵ２１、第７ゾーンＥＣＵ２７が順次起動されて第５ゾーンＥＣＵ２５が起動するまでの起動遅延時間（第２起動時間に相当）を算出する。第３、第４の出力側の通信経路についても同様にして、起動遅延時間を算出する。なお、図５において、各通信経路における起動遅延時間の算出は、並列または同時に実行してもよい。

【0079】

図８及び図９は、起動遅延時間について説明するための図であり、一例として、キーレスセンサ１６４にリモコンからの施錠／開錠のための操作情報が入力されてから、第２ゾーンＥＣＵ２２に接続されたスマートアクチュエータ１６２によりドアが施錠／開錠されるまでのフローを示している。

【0080】

図８及び図９に示すように、例えば、キーレスセンサ１６４に開錠操作信号が入力されると、キーレスセンサ１６４において起動／送信信号処理が実行され、第１ゾーンＥＣＵ２１に開錠操作信号が出力される。開錠操作信号は、起動信号の一例である。

【0081】

キーレスセンサ１６４では、起動遅延時間ｔ１として、例えば、開錠操作信号を送信するための送信回路の起動時間、送信信号処理による送信遅延時間が発生する。ｔ１２は、キーレスセンサ１６４と第１ゾーンＥＣＵ２１との間の通信経路（ＬＩＮ信号線ＣＳ１３）における通信遅延時間（起動遅延時間に相当）である。

【0082】

第１ゾーンＥＣＵ２１では、前述の「中継処理」が実施されるので、起動遅延時間ｔ１３として、通信部１２０の起動時間、受信処理による受信遅延時間、中央演算装置１０への送信処理による送信遅延時間が生じる。ｔ１４は、第１ゾーンＥＣＵ２１と中央演算装置１０との間の通信経路（イーサネットケーブルＥＢ１）における通信遅延時間（起動遅延時間に相当）である。

【0083】

中央演算装置１０では、起動遅延時間ｔ１５として、中央演算装置１０の起動時間、第１ゾーンＥＣＵ２１からのイーサネット信号受信に係る受信処理時間、第１ゾーンＥＣＵ２１及び第２ゾーンＥＣＵ２２へのイーサネット信号送信に係る受信処理時間が生じる。中央演算装置１０の起動時間には、例えば、ＰＬＬ等の物理層（図示省略）の起動時間が含まれる。送信遅延時間には、例えば、符号化処理時間及び物理層等による送信処理時間が含まれる。受信遅延時間には、例えば、物理層等の受信処理時間及びその後の復号化処理時間が含まれる。なお、中央演算装置１０では、故障判定処理、制御動作決定処理（フェイルセーフ処理を含む）が実行される。これらの故障判定処理及び制御動作決定処理は、通信遅延時間には含まれないが、例えば、中央演算装置１０にこれらの処理を取り込むことで、従来型のＥＣＵよりも各処理に時間がかかる場合、その処理時間を起動遅延時間に含めるようにしてもよい。ｔ１６は、中央演算装置１０と第２ゾーンＥＣＵ２２との間の通信経路（イーサネットケーブルＥＢ２）における通信遅延時間（起動遅延時間に相当）である。

【0084】

第２ゾーンＥＣＵ２２では、前述の「中継処理」が実施されるので、起動遅延時間ｔ１７として、通信部（第１ゾーンＥＣＵ２１の通信部１２０に相当）の起動時間、受信処理による受信遅延時間、プロトコル変換部（第１ゾーンＥＣＵ２１のプロトコル変換部１４０に相当）によるプロトコル変換時間、中央演算装置１０への送信処理による送信遅延時間が生じる。ｔ１８は、第２ゾーンＥＣＵ２２とスマートアクチュエータ１６２との間の通信経路（ＣＡＮ信号線ＣＳ２２）における通信遅延時間（起動遅延時間に相当）である。

【0085】

スマートアクチュエータ１６２に第２ゾーンＥＣＵ２２からの開錠操作信号が受信されると、ドア開錠される。第２ゾーンＥＣＵ２２で開錠操作信号を出力してから、スマートアクチュエータ１６２がドアを開錠するまでの間の処理において、何らかの起動遅延時間ｔ１９が発生する場合に、その起動遅延時間ｔ１９を、起動遅延時間ｔ１１～ｔ１８の計算結果に加算するようにしてもよい。

【0086】

以上のようにして、図５のステップＳ４では、キーレスセンサ１６４に開錠操作信号が入力された時刻Ｔｓからスマートアクチュエータ１６２から制御信号が出力される時刻Ｔｆまでの間の起動遅延時間Ｔ１０が算出される。例えば、キーレスセンサ１６４にリモコンからの施錠／開錠のための操作情報が入力されてから、第２ゾーンＥＣＵ２２に接続されたスマートアクチュエータ１６２によりドアが施錠／開錠されるまでの起動遅延時間Ｔ１０は、起動遅延時間ｔ１１～ｔ１９の和である。

【0087】

図５のステップＳ４では、すべての動作対象のデバイスについて、上記の起動遅延時間の算出が行われる。例えば、図７の例では、４つのスマートアクチュエータ１６２，５６２のそれぞれについて、スマートアクチュエータ１６２に操作信号が入力された場合の起動遅延時間が算出される。

【0088】

次のステップＳ５では、上記の起動遅延時間Ｔ１０と、ドアロック装置についての許容遅延時間とが比較される。許容遅延時間とは、例えば、作動対象の車載デバイスについて、起動信号が情報取得手段に入力されてから車載デバイスが接続されたゾーンＥＣＵまたは出力回路が制御信号を出力させるまでに許容される時間であり、例えば、車載デバイス毎にあらかじめ設定されている。例えば、ドアロック装置の場合、キーレスセンサ１６４にリモコン８０からの操作信号が入力されてから、スマートアクチュエータ１６２，５６２に制御信号が出力されるまでに許容される時間が、上記の許容遅延時間に相当する。起動遅延時間Ｔ１０は、換言すると、複数のゾーンＥＣＵ２のいずれかに情報取得手段を接続し、複数のゾーンＥＣＵ２のいずれかに動作対象となる車載デバイス（以下、動作デバイスともいう）を接続した場合に、最低限必要となる起動遅延時間である。そこで、ステップＳ５では、この起動遅延時間Ｔ１０を所定の基準時間として設定し、この起動遅延時間Ｔ１０と、動作デバイスについての許容遅延時間とを比較する。

【0089】

そして、例えば、すべてのスマートアクチュエータ１６２，５６２についての起動遅延時間が許容遅延時間以内であれば（ステップＳ５でＹＥＳ）、スマートアクチュエータ１６２，５６２についての設計処理は終了する。

【0090】

一方で、スマートアクチュエータ１６２，５６２についての起動遅延時間が許容遅延時間を超える場合（ステップＳ５でＮＯ）、フローはステップＳ６に進む。

【0091】

ステップＳ６では、設計変更場所を検討する。例えば、情報取得手段及び／または動作デバイスの接続先の変更を検討する。換言すると、第１起動時間と第２起動時間との合計時間が所定の遅延時間未満になるように、複数のゾーンＥＣＵ２の中から情報取得手段の接続先及び／または車載デバイスの接続先を決定するという作業を行う。上記の例では、第１起動時間は、情報取得手段としてのキーレスセンサ１６４にリモコン８０からの操作信号が入力されてから、中央演算装置１０が起動するまでの時間である。また、第２起動時間は、中央演算装置から動作デバイスとしてのドアロック装置が接続されたゾーンＥＣＵ２またはドアロック装置の制御回路が起動するまでの時間である。ここで、例えば、図７のネットワーク構成において、第５ゾーンＥＣＵ２５に接続されたスマートアクチュエータ５６２の起動遅延時間がＮＧの場合に、第５ゾーンＥＣＵ２５に接続されたスマートアクチュエータ５６２を、第１ゾーンＥＣＵ２１に接続することを試してもよい。接続を変更した場合、例えば、図５のステップＳ４，Ｓ５の処理を再度実行するとよい。

【0092】

また、例えば、図７のネットワーク構成において、第５ゾーンＥＣＵ２５に接続されたスマートアクチュエータ５６２の起動遅延時間がＮＧの場合に、ネットワーク構成を変更するようにしてもよい。例えば、図１０（図１のネットワーク構成に相当）では、図７からネットワーク構成を変更した例を示している。具体的に、図１０の例では、第１ゾーンＥＣＵ２１と第５ゾーンＥＣＵ２５との間の接続に関し、第７ゾーンＥＣＵ２７を経由する構成に代えて、第１ゾーンＥＣＵ２１と第５ゾーンＥＣＵ２５との間をＣＡＮ－ＦＤケーブルＣＢ５で直接接続するようにしている。このように、中央演算装置１０とゾーンＥＣＵ２との間に介在するゾーンＥＣＵの数を減らしたり、相互間を接続する通信プロトコルを変更することで、起動遅延時間を短縮させることも可能である。なお、図７から図１０の変更をする場合、基幹ネットワークの構成を変更している。一方で、基幹ネットワークは、基盤となるネットワークであり、一般的には、基幹ネットワークの下にも多数のネットワーク（デイジーチェーン状のネットワークを含む）が構成されるので、まずは、基幹ネットワークは変更せずに、ゾーンＥＣＵ以降のネットワークを変更するとよい。

【0093】

以上のように、本実施形態によると、複数のゾーンＥＣＵ２のうちの情報取得手段から起動信号を受信する所定のゾーンＥＣＵ（以下、第１ゾーンＥＣＵと称する）から中央演算装置１０に向かうネットワークが順次起動されて中央演算装置１０が起動するまでの第１起動時間を算出する。また、中央演算装置からの起動信号にしたがって動作する車載デバイスに制御信号を出力する所定のゾーンＥＣＵ（以下、第２ゾーンＥＣＵと称する）に向かうネットワークが順次起動されて第２ゾーンＥＣＵが起動するまでの第２起動時間を算出する。そして、第１起動時間と第２起動時間との合計時間が所定の許容遅延時間未満になるように、情報取得手段の接続先、前記車載デバイスの接続先、及び／またはネットワーク経路を決定するようにしている。ここでのネットワーク経路とは、第１ゾーンＥＣＵから中央演算装置１０に向かうネットワーク経路及び中央演算装置１０から第２ゾーンＥＣＵに向かうネットワーク経路を含む。

【0094】

これにより、車載ネットワークにおいて、複数の通信プロトコルが混在し、かつ、互いに異なる通信プロトコルがデイジーチェーンで接続されるような複雑なネットワークシステムにおいて、起動遅れを考慮したネットワークを構成することができる。また、上記の実施形態のように、許容遅延時間を設けることで、複雑な演算処理等をする前に、大枠で車載ネットワークの構成及び車載デバイス（情報取得手段、動作デバイスを含む）の接続先を決定することができる。なお、本開示において、ゾーンＥＣＵとは、上記実施形態で説明したゾーンＥＣＵ２に加えて、ゾーンＥＣＵ２に接続されたスマートＥＣＵを包含する概念である。

【0095】

また、上記実施形態では、車両１を複数（本実施形態では７つ）のゾーンに分け、各ゾーンにゾーンＥＣＵ２を設けて、それらを接続することで基幹ネットワークを構築している。そして、各ゾーンＥＣＵ２に通信ポートを設け、その通信ポートに対して、コネクタ等を用いて車載デバイスを接続するようにしている。これにより、各ゾーンＥＣＵ２と中央演算装置１０との間の起動遅延時間をあらかじめシミュレーション等で求めることができるようになる。そうすると、情報取得手段の接続先及び動作デバイスの接続先を決定するのに際して、あらかじめ接続先として不適格なゾーンＥＣＵを判別することができ、設計効率を高めることができる。

【0096】

（実施形態２）
次に、図１１～図１４を用いて、実施形態２の設計方法について説明する。なお、車載ネットワークシステムの構成は、上記実施形態１と共通であり、ここではその詳細説明を省略する。

【0097】

なお、例えば、本設計方法を実現するための設計プログラムを用意し、コンピュータを用いてその設計プログラムを実行するように構成されていてもよい。

【0098】

図１１において、ステップＳ１０では、センサやスイッチ等の入力側の車載デバイス（以下、入力デバイスという）と、制御対象となる車載デバイス（以下、動作デバイスという）との間の通信経路が特定される。例えば、図１２では、入力デバイスが衝突検知部３６１であり、動作デバイスがエアバック装置Ｄ１１である場合を示している。図１２の例の場合、ステップＳ１０では、入力側の通信経路として、衝突検知部３６１からＬＩＮ信号線ＣＳ３１を介して第３ゾーンＥＣＵ２３を通り、イーサネットケーブルＥＢ３を介して中央演算装置１０に至る経路が特定される。また、出力側の通信経路として、中央演算装置１０からイーサネットケーブルＥＢ１を介して第１ゾーンＥＣＵ２１を通り、ＣＡＮ信号線ＣＳ１１を介してスマートＥＣＵ１６１に至る経路が特定される。

【0099】

ステップＳ１１では、特定された通信経路において、通信プロトコルの変換の有無が判定される。図１２の例では、入力側の通信経路では通信プロトコルの変換はないが、出力側の通信経路でイーサネットプロトコルからＣＡＮプロトコルへの変換が行われるので、ＹＥＳ判定となり、フローは次のステップＳ１５に進む。

【0100】

ステップＳ１５～Ｓ１７では、通信遅延時間が推定される。なお、図１１では、便宜上、ステップＳ１５～Ｓ１７の通信遅延時間及び後述するステップＳ１８の制御処理時間を分けて記載しているが、ステップＳ１５～Ｓ１８を並列または同時に実行してもよい。

【0101】

図１３及び図１４は、通信遅延時間について説明するための図であり、衝突検知部３６１で衝突が検知されてから、エアバック装置Ｄ１１に信号が出力されるまでの時間的なフローを示している。エアバック装置Ｄ１１は、作動対象のアクチュエータの一例である。

【0102】

図１３及び図１４に示すように、衝突検知部３６１に衝突情報が入力されると、衝突検知部３６１において送信信号処理が実行され、第３ゾーンＥＣＵ２３に衝突検知信号が出力される。衝突検知部３６１は、情報取得手段の一例であり、衝突検知部３６１から出力される衝突検知信号は、作動情報の一例である。

【0103】

衝突検知部３６１では、通信遅延時間ｔ１として、送信信号処理による送信遅延時間が発生する。送信遅延時間には、例えば、符号化処理時間及び物理層等による送信処理時間が含まれる。ｔ１２は、衝突検知部３６１と第３ゾーンＥＣＵ２３との間の通信経路（ＬＩＮ信号線ＣＳ３１）における通信遅延時間である。

【0104】

第３ゾーンＥＣＵ２３では、前述の「中継処理」が実施されるので、通信遅延時間ｔ１３として、受信処理による受信遅延時間、中央演算装置１０への送信処理による送信遅延時間が生じる。ｔ１４は、第３ゾーンＥＣＵ２３と中央演算装置１０との間の通信経路（イーサネットケーブルＥＢ３）における通信遅延時間である。

【0105】

中央演算装置１０では、通信遅延時間ｔ１５として、第３ゾーンＥＣＵ２３からのイーサネット信号受信に係る受信処理時間、第１ゾーンＥＣＵ２１及び第２ゾーンＥＣＵ２２へのイーサネット信号送信に係る受信処理時間が生じる。送信遅延時間には、例えば、符号化処理時間及び物理層等による送信処理時間が含まれる。受信遅延時間には、例えば、物理層等の受信処理時間及びその後の復号化処理時間が含まれる。なお、中央演算装置１０では、故障判定処理、制御動作決定処理（フェイルセーフ処理を含む）が実行される。これらの故障判定処理及び制御動作決定処理は、通信遅延時間には含まれないが、例えば、中央演算装置１０にこれらの処理を取り込むことで、従来型のＥＣＵよりも各処理に時間がかかる場合、ステップＳ１８において、その処理時間を通信遅延時間に含めるようにしてもよい。ｔ１６は、中央演算装置１０と第１ゾーンＥＣＵ２１との間の通信経路（イーサネットケーブルＥＢ１）における通信遅延時間である。

【0106】

第１ゾーンＥＣＵ２１では、前述の「中継処理」が実施されるので、通信遅延時間ｔ１７として、受信処理による受信遅延時間、プロトコル変換部１４０によるプロトコル変換時間、中央演算装置１０への送信処理による送信遅延時間が生じる。ｔ１８は、第１ゾーンＥＣＵ２１とスマートＥＣＵ１６１との間の通信経路（ＣＡＮ信号線ＣＳ１１）における通信遅延時間である。

【0107】

スマートＥＣＵ１６１では、通信遅延時間ｔ１９として、第１ゾーンＥＣＵ２１から信号送信処理による受信遅延時間が生じる。受信遅延時間には、例えば、物理層等の受信処理時間及びその後の復号化処理時間が含まれる。その後、スマートＥＣＵ１６１においてエアバック装置Ｄ１１の制御信号が生成され、出力される。

【0108】

以上のようにして、ステップＳ１５～Ｓ１８のフローでは、衝突検知部３６１で衝突が検知された時刻ＴｓからスマートＥＣＵ１６１から制御信号が出力される時刻Ｔｆまでの間の通信遅延時間Ｔ１０が算出される。図１４に示すように、図１２の例での通信遅延時間Ｔ１０は、通信遅延時間ｔ１１～ｔ１９の和となる。

【0109】

次のステップＳ１９では、上記の通信遅延時間Ｔ１０と、エアバック装置Ｄ１１についての許容遅延時間とが比較される。許容遅延時間とは、作動対象のアクチュエータについて、作動情報が情報取得手段に入力されてからアクチュエータの制御信号を出力させるまでに許容される時間であり、例えば、アクチュエータ毎にあらかじめ設定されている。例えば、エアバック装置の場合、衝突検知部３６１から衝突検知信号が出力されてからエアバック装置Ｄ１１に制御信号が出力されるまでに許容される時間が、上記の許容遅延時間に相当する。通信遅延時間Ｔ１０は、換言すると、第１ゾーンＥＣＵ２１または第３ゾーンＥＣＵ２３の一方に入力デバイスを接続し、他方に動作デバイスを接続した場合に、最低限必要となる遅延時間である。そこで、ステップＳ１９では、この通信遅延時間Ｔ１０を所定の基準時間として設定し、この通信遅延時間Ｔ１０と、エアバック装置Ｄ１１についての許容遅延時間とを比較する。

【0110】

そして、エアバック装置Ｄ１１の許容遅延時間が所定の基準時間未満（通信遅延時間Ｔ１０）であれば（ステップＳ１９でＹＥＳ）、フローは、ステップＳ２０に進み、エアバック装置Ｄ１１の作動信号生成部は、中央演算装置１０への取り込みができないと判断する。ステップＳ２０では、例えば、エアバック装置Ｄ１１の作動信号生成部は、第１ゾーンＥＣＵ２１やスマートＥＣＵ１６１に設けるように設計する。また、ステップＳ２０において、第１ゾーンＥＣＵ２１または第３ゾーンＥＣＵ２３以外のゾーンＥＣＵ２での接続を検討してもよい。一方で、エアバック装置Ｄ１１の許容時間が所定の基準時間以上（通信遅延時間Ｔ１０）であれば（ステップＳ１９でＮＯ）、フローはステップＳ２１に進み、エアバック装置Ｄ１１の作動信号生成部を中央演算装置１０に取り込むことができる可能性があると判断する。

【0111】

ステップＳ１１に戻り、ステップＳ１１でＮＯ判定の場合、すなわち、特定された通信経路においてプロトコルの変換がない場合、フローはステップＳ１２に進む。ステップＳ１２，Ｓ１３では、通信遅延時間が推定される。なお、ステップＳ１２は前述のステップＳ１６と同様の処理であり、ステップＳ１３は前述のステップＳ１７と同様の処理であるので、ここではその詳細説明を省略する。また、前述のステップＳ１８と同様に、中央演算装置に処理を取り込むことで従来型のＥＣＵよりも各処理に時間がかかる場合、その時間をステップＳ１４において通信遅延時間に含めるようにしてもよい。ステップＳ１２～Ｓ１４の処理が終わると、フローはステップＳ１９に進む。そして、ステップＳ１９において、例えば、エアバック装置Ｄ１１の許容時間が所定の基準時間（通信遅延時間Ｔ１０）未満であれば（ステップＳ１９でＹＥＳ）、フローはステップＳ２０に進み、エアバック装置Ｄ１１の作動信号生成部を中央演算装置１０に取り込むことができず、ゾーンＥＣＣ２１，２２またはスマートＥＣＵ１６１にエアバック装置Ｄ１１の作動信号生成部（コントロール出力回路を含む）を設ける（残置させる）ように設計する。

【0112】

以上のように、本実施形態によると、作動対象のアクチュエータについて、作動情報が情報取得手段に入力されてからアクチュエータの制御信号を出力するまでに許容される許容時間を設定している。上記実施形態では、一例として、作動対象のアクチュエータに相当するエアバック装置Ｄ１１について、衝突検知部３６１で衝突が検知されてからエアバック装置Ｄ１１の制御信号を出力するまでに許容される許容遅延時間を設定した例を示した。そして、本実施形態では、許容遅延時間が所定の基準時間未満の場合、アクチュエータの作動信号生成部はゾーンＥＣＵ２に設けるように設計する。例えば、エアバック装置Ｄ１１のように、衝突が検知されてからの応答速度が求められるような場合には、許容遅延時間が相対的に短く設定される。その結果、許容遅延時間が所定の基準時間未満となれば、エアバック装置Ｄ１１の作動信号生成部はゾーンＥＣＵ２に設けるように設計するとなる。この場合、上記のエアバック装置Ｄ１１は、第２作動信号生成部に相当する。一方で、車内灯や前照灯のような照明装置や、ブザー等の音響装置等は、運転者の操作や車外環境等が認知されてから作動対象のアクチュエータに制御信号を出力するまでに許容される許容遅延時間は相対的に長く設定することができる。その結果、許容時間が所定の基準時間以上となれば、作動信号生成部を中央演算装置１０に取り込むことができる、すなわち、中央演算装置１０内に設けるように設計することができると判断される。この場合、上記の照明装置及び音響装置は、第１作動信号生成部に相当する。このように、許容遅延時間を設けることで、複雑な演算処理等をする前に、大枠で中央演算装置１０側に取り込める可能性のある機能と、ゾーンＥＣＵ２側に設ける機能とを切り分けることができる。

【0113】

また、車両１を複数（本実施形態では７つ）のゾーンに分け、各ゾーンにゾーンＥＣＵ２を設けて、それらを接続することで基幹ネットワークを構築している。そして、各ゾーンＥＣＵ２に通信ポートを設け、その通信ポートに対して、コネクタ等を用いて車載デバイスを接続するようにしている。これにより、各ゾーンＥＣＵ２と中央演算装置１０との間の遅延時間をあらかじめシミュレーション等で求めることができるようになる。そうすると、作動信号生成部を第１ゾーンＥＣＵ側に設ける基準となる「所定の基準時間」を設定することが容易になり、かつ、その設定精度も高まる。なお、基幹ネットワークをあらかじめ構成している場合に、基幹ネットワークでの通信遅延情報やプロトコル変換時間等の設計データやシミュレーションデータをあらかじめデータベース（図１１ではＤＢ１～ＤＢ３と記載）に登録し、各設計フローにおいて、データベースＤＢ１～ＤＢ３のデータを参照するようにしてもよい。そうすることで、設計効率を高め、高速の処理が可能となる。

【0114】

なお、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種々の変更、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。

【産業上の利用可能性】

【0115】

ここに開示された技術は、車両制御システムを設計するのに有用である。

【符号の説明】

【0116】

２ ゾーンＥＣＵ
１０ 中央演算装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】