CN101583518A - 车辆用控制系统 - Google Patents

Abstract

一种车辆用控制系统，具有：第一车辆用控制装置，其具有配置有实时OS的第一处理器；第二车辆用控制装置，其具有配置有实时OS的第二处理器及配置有多媒体OS的第三处理器，其特征在于，通过上述第一处理器和上述第二处理器进行上述第一车辆用控制装置和上述第二车辆用控制装置之间的通信，并且通过上述第二处理器的通信单元和上述第三处理器的通信单元进行上述第二处理器和上述第三处理器之间的通信。

Description

车辆用控制系统

技术领域

本发明涉及一种在多个车辆用控制装置间进行通信的车辆用控制系统。

背景技术

以往，公知在多个处理器之间进行信息的接收发送的多处理器系统(例如，参照专利文献1)。该多处理器系统在分别搭载有实时OS(操作系统)的处理器之间进行事件信息的发送接收。

专利文献1：日本特开2000-293499号公报

然而，近些年，通过联合多媒体功能(信息系)和车辆控制功能(控制系)进行车辆的高附加值化、高功能化。例如，进行了如下开发：利用搭载有多媒体功能的导航系统的地图信息来检测前方的弯曲，搭载有车辆控制功能的车辆控制系统基于该检测信息自动地减速或对于驾驶员的转向操作自动地进行转向辅助。

在此，对于担当车辆控制功能等的控制系电子控制装置要求可长期稳定动作的可靠性、高实时性，另一方面对于担当多媒体功能等的信息系电子控制装置要求高度的多媒体处理、灵活的功能构成的构筑/更新等。因此，在控制系电子控制装置和信息系电子控制装置中不是使用通用的一种OS，而是对于控制系电子控制装置使用具有与车辆控制相适的高实时性的OS，对于信息系电子控制装置使用与多媒体处理相适的OS。

然而，由于进行多媒体处理等的系统(包含OS)多功能且基于技术进步的更新快，因此软件的可靠性容易降低。因此，在任意一个软件产生故障的情况下，信息系电子控制装置的故障波及正常的控制系电子控制装置，因此可知难于作为车辆系统整体继续运用。

在这一点上，虽然上述的以往技术是在分别搭载实时OS的处理器间进行信息的发送接收的技术，但是在对使用与车辆控制相适的OS的控制系电子控制装置和使用与多媒体处理相适的OS的信息系电子控制装置进行联合的情况下产生的上述的问题不能解决。

因此，本发明的目的在于提供一种车辆用控制系统，具有同时实现控制系电子控制装置所要求的实时性、高可靠性和信息系电子控制装置所要求的灵活性、扩展性的平台。

发明内容

为了达成上述的目的，第一发明是一种车辆用控制系统，具有：第一车辆用控制装置，具备配置有实时OS的第一处理器；和第二车辆用控制装置，具备配置有实时OS的第二处理器及配置有多媒体OS的第三处理器，所述车辆用控制系统的特征在于，

通过所述第一处理器和所述第二处理器进行所述第一车辆用控制装置和所述第二车辆用控制装置之间的通信，

并且通过所述第二处理器的通信单元和所述第三处理器的通信单元进行所述第二处理器和所述第三处理器之间的通信。由此，即使对于第一车辆用控制装置要求实时性、高可靠性，对于第二车辆用控制装置要求灵活性、扩展性，也能够构筑同时实现这些要求的平台。

第二发明是与第一发明相关的车辆用控制系统，其特征在于，

具有第三车辆用控制装置，其具备配置有多媒体OS的第四处理器，通过所述第三处理器和所述第四处理器进行所述第二车辆用控制装置和所述第三车辆用控制装置之间的通信。

第三发明是与第一或第二发明相关的车辆用控制系统，其特征在于，

通过所述第三处理器访问车外的通信装置。由此，第二车辆用控制装置变为可访问车外的通信装置。

第四发明是与第二或第三发明相关的车辆用控制系统，其特征在于，

通过所述第四处理器访问车外的通信装置。由此，第三车辆用控制装置变为可访问车外的通信装置。

第五发明是与第二至第四的发明的任意一项相关的车辆用控制系统，其特征在于，

具有第三车辆用控制装置，其具备配置有多媒体OS的第五处理器，通过所述第四处理器的通信单元和所述第五处理器的通信单元进行所述第四处理器和所述第五处理器之间的通信，通过所述第五处理器访问车外的通信装置。

第六发明是与第一发明相关的车辆用控制系统，其特征在于，

所述第二处理器和所述第三处理器是多核处理器内的处理器内核。

第七发明是与第五发明相关的车辆用控制系统，其特征在于，

所述第四处理器和所述第五处理器是多核处理器内的处理器内核。

附图说明

图1是本发明的车辆用控制系统的第一实施方式。

图2是本发明的车辆用控制系统的第二实施方式。

图3是本发明的车辆用控制系统的第三实施方式。

图4是本发明的车辆用控制系统的第四实施方式。

标号说明

10单核处理器

20、30多核处理器

20a～d、30a～d处理器内核

11a、21a RT-OS(实时OS)

21b～d、31a～d MM-OS(多媒体OS)

22CAN协议栈

23车辆G/W功能

24内核间通信功能

25应用功能

26车外G/W功能

27TCP/IP协议栈

28处理器间通信功能

100控制系ECU

200、300信息系ECU

具体实施方式

以下，参照附图对用于实施本发明的最佳的方式进行说明。

实施例1

图1是本发明的车辆用控制系统的第一实施方式。第一实施方式的车辆用控制系统具有作为控制系电子控制装置的控制系ECU100和作为信息系电子控制装置的信息系ECU200。控制系ECU100和信息系ECU200均搭载在车辆上，进行相互通信。

控制系ECU是具有车辆控制功能并对例如起动/转弯/停止等车辆的动作进行控制的ECU。作为控制系ECU的具体的例子，可以举出控制发动机的发动机ECU、控制转向动作的转向ECU，控制制动动作的制动ECU等。控制系ECU100如图1(a)所示，处理器内核具有一个单核处理器10(以下称为“内核10”)，在内核10中配置有实时操作系统(以下称为“RT-OS”)11a。即，由内核10处理RT-OS11a。

由于RT-OS重视实时地执行处理，因此是分批处理、TSS(TimeSharing System：分时系统)等的功能优良的操作系统(OS)。对于进行车辆控制的控制系ECU100中使用的控制程序，从控制响应性、确保安全性等的观点出发需要实时地执行规定的处理，因此在控制系ECU100中使用能够实现所要求的实时性的RT-OS。作为RT-OS的具体例子，可以举出OSEK、ITRON等。

另一方面，信息系ECU是具有多媒体功能并对例如车辆的基本动作以外的附加功能进行控制的ECU。作为信息系ECU的具体例子可以举出汽车导航用计算机、DVD和音响用计算机、网络访问用计算机、用于与其他车辆或道路侧基础设施或管理中心等的车外通信设备进行通信的通信用计算机等。信息系ECU200如图1(a)所示包括具有多个处理器内核的多核处理器20。多核处理器是将两个以上的处理器内核集成在一个封装包的微处理器。多核处理器内的处理器内核相互独立地动作。在多核处理器20中内置有处理器内核20a、20b、20c、20d这四个处理器内核。在内核20a中配置有RT-OS21a，在内核20b、20c、20d中分别配置有多媒体操作系统(以下称为“MM-OS”)21b、21c、21d。即，由内核20a处理RT-OS21a，由内核20b处理MM-OS21b，由内核20c处理MM-OS21c，由内核20d处理MM-OS21d。

MM-OS是MPEG的Codec等的压缩/解压缩处理、GUI(GraphicalUser Interface：图形用户界面)等的用户界面处理、包含安全管理的因特网连接处理等的多媒体处理比RT-OS优良的OS。在信息系ECU200中使用能够实现所要求的多媒体处理的MM-OS。作为MM-OS的具体的例子，可以举出Linux(注册商标)、QNX(注册商标)等。

图1(a)所示的构成的控制系ECU100和信息系ECU200之间的通信经由通信线路50，由配置有RT-OS11a的内核10和配置有RT-OS21a的内核20a进行。

由于与控制系ECU100进行通信，因此信息系ECU200的内核20a在RT-OS21a上处理ECU间通信程序。同样地，由于与信息系ECU200进行通信，控制系ECU100的内核10在RT-OS11a上处理ECU间通信用程序。作为这样的ECU间通信用程序，如图1(b)所示，存在CAN协议栈和车辆网关(G/W)功能(对于控制系ECU100省略图示)。

由于控制系ECU100和信息系ECU200通过CAN等的控制系统通信协议连接，因此CAN协议栈是选择ECU间通信所需的CAN协议的程序。

车辆G/W功能是为了取得控制系ECU100和信息系ECU200之间的联合而进行规定的联合处理的程序。作为规定的联合处理，例如存在要求控制系ECU100和信息系ECU200间的实时性的通信处理及数据加工处理、对控制系ECU100和信息系ECU200间的功能调出/数据交接进行访问控制的安全管理处理。例如，当信息系ECU200的车辆G/W功能23a进行数据加工处理时，解释来自控制系ECU100的请求信号，对信息系ECU200内的MM-OS侧发送具体的请求内容，基于该请求内容将MM-OS处理的结果返回到控制系ECU100。

另外，图1(b)所示的构成的信息系ECU200内的内核间的通信经由通信线路51，通过配置有RT-OS21a的内核20a的内核间通信单元、配置有MM-OS21b的内核20b的内核间通信单元、配置有MM-OS21c的内核20c的内核间通信单元和配置有MM-OS21d的内核20d的内核间通信单元进行。

作为这些内核间通信单元，存在由各内核在各自的OS上处理的内核间通信用程序。通过由各内核处理的内核间通信程序，进行信息系ECU200内的内核间的通信。作为这样的内核间通信用程序，如图1(b)所示，存在内核间通信功能。

内核间通信功能是进行RT-OS配置的内核和MM-OS配置的内核之间的数据转送、MM-OS配置的内核彼此间的数据转送的处理的程序(例如，共享存储器通信等)。另外，在RT-OS上动作的内核间通信功能可通过定期进行与各MM-OS的通信确认，监视各MM-OS、搭载该MM-OS的内核是否正常动作(监视功能)。进而包含辅助内核间的后述的应用功能的并列处理的功能。

另外，信息系ECU200具有由MM-OS配置的各内核处理的多媒体处理系统的应用程序。作为这样的应用程序如图1(b)所示具有应用功能。

应用功能是进行MPEG的Codec等的压缩/解压缩处理、GUI等的用户界面处理等的多媒体处理的程序。

因此，根据本发明的车辆用控制系统的第一实施方式，通过控制系ECU100的RT-OS11a及信息系ECU200的RT-OS21a、以及CAN协议栈、车辆G/W功能及内核间通信功能，控制系ECU100和信息系ECU200能够实现安全地协调实时性的联合。另外，由于还通过内核间通信功能进行监视，因此能够提高作为控制系ECU100和信息系ECU200的系统整体的可靠性。

即，由于控制系ECU100侧的RT-OS和信息系ECU200侧的MM-OS不直接连接，控制系ECU100和信息系ECU200之间的通信经由信息系ECU200侧的RT-OS进行，因此能够构筑同时实现控制系ECU100所要求的实时性、高可靠性和信息系ECU200所要求的灵活性、扩展性的平台。

实施例2

图2是本发明的车辆用控制系统的第二实施方式。第二实施方式的车辆用控制系统也与第一实施方式相同，具有控制系ECU100和信息系ECU200。对于第二实施方式的功能/构成，对与第一实施方式相同的功能/构成的部分标注相同的标号，省略或简略说明。对于第二实施方式，控制系统ECU100和信息系ECU200均搭载在车辆上，彼此进行通信。

第二实施方式的信息系ECU200通过与因特网等的车外的通信网络52连接来访问车外的通信装置。如果例举车外的通信装置的具体例子，存在个人电脑、移动终端、车车间通信的其他车辆搭载的通信装置、路车间通信的路侧通信基础设施、规定的信息管理中心等。如图2(a)所示，对车外的通信装置的访问通过配置有MM-OS21d的内核20d进行。

为了访问车外的通信装置，信息系ECU200的内核20d在MM-OS21d上处理车外连接用通信程序。作为车外连接用通信程序，如图2(b)所示，存在车外G/W功能和TCP/IP协议栈。

车外G/W功能是进行用于访问车外的通信装置所需的安全管理的程序。另外，在作为插件下载追加功能的情况下，在进行改写、病毒检查等后，仅由该内核实行安装(内核的沙盒化)。即，来自车外的通信装置的文件、程序在使车外G/W功能动作的MM-OS上被下载，由该MM-OS搭载的内核关闭。

TCP/IP协议栈是选择经由因特网等的车外的通信网络52来访问车外的通信装置所需的TCP/IP协议的程序。

因此，根据本发明的车辆用控制系统的第二实施方式，除了第一实施方式的效果外，由于仅由具有车外G/W功能26d的内核20d执行下载的应用程序等，因此能够安全地执行从车外获得的下载应用程序等。

实施例3

图3是本发明的车辆用控制系统的第三实施方式。第三实施方式的车辆用控制系统具有控制系ECU100、信息系ECU200及信息系ECU300。对于第三实施方式的功能/构成，对与第一及第二实施方式相同的功能/构成的部分标注相同的标号，省略或简略说明。对于第三实施方式，控制系ECU100、信息系ECU200及信息系ECU300均搭载在车辆上。控制系ECU100和信息系ECU200相互进行通信，信息系ECU200和信息系ECU300相互进行通信。

图3(a)所示的构成的信息系ECU200和信息系ECU300之间的通信经由车内的通信线路53，由配置有MM-OS21d的内核20d和配置有MM-OS31c的内核30c进行。

为了与信息系ECU300进行通信，信息系ECU200的内核20d在MM-OS21d上处理处理器间通信程序。同样地，为了与信息系ECU200进行通信，信息系ECU300的内核30c在MM-OS31c上处理处理器间通信用程序。作为这样的处理器间通信用程序，如图3(b)所示，存在处理器间通信功能和TCP/IP协议栈。

处理器间通信功能是使MM-OS搭载的内核间(处理器间)的通信抽象化，并在分散配置应用功能的多个处理器间进行协调分散处理的程序。

第三实施方式的TCP/IP协议栈27d、37c是选择经由基于以太网(注册商标)的车内LAN53进行信息系ECU200的多核处理器20和信息系ECU300的多核处理器30之间的通信所需的TCP/IP协议的程序。

因此，根据本发明的车辆用控制系统的第三实施方式，除了第一实施方式的效果外，通过内核间通信功能进行多个内核的并列执行，并且通过处理器间通信功能进行基于多个信息系ECU200、300的分散执行，因此应用功能能够获得最大的效果。

实施例4

图4是本发明的车辆用控制系统的第四实施方式。第四实施方式的车辆用控制系统具有控制系ECU100、信息系ECU200及信息系ECU300。由于第四实施方式是组合第二实施方式和第三实施方式的方式，因此简略说明。

图4(a)所示的构成的信息系ECU200和信息系ECU300之间的通信经由车内的通信线路53，通过配置有MM-OS21d的内核20d和配置有MM-OS31c的内核30c进行。并且，在信息系ECU300中，对车外的通信装置的访问是通过配置有MM-OS31d的内核30d进行。

因此，根据本发明的车辆用控制系统的第四实施方式，能够具有第一至第三实施方式的效果。

以上，根据上述的各实施例，在RT-OS上进行控制系ECU和信息系ECU的联合所需的实时性和通信协议的变换、安全管理、MM-OS(MM-OS搭载内核)的监视。另一方面，在MM-OS上进行多媒体处理、用户界面处理、包含安全管理的外部因特网连接处理。因此，可形成能够长期稳定地利用的高可靠性且具有灵活性、扩展性的平台。

即，信息系ECU的MM-OS、应用程序的更新、异常都经过配置在信息系ECU的内核中的RT-OS，从而能够不影响控制系ECU，能够实现控制系ECU和信息系ECU安全地协调实时性的联合。并且，由于具有可与因特网等的车外通信网连接的车外通信连接单元(例如，车外G/W功能、TCP/IP协议栈等)，可与车外通信网连接。即使经由车外通信获得的信息是给予车辆控制恶劣影响的信息，也能够不给控制系ECU带来恶劣影响，能够安全地执行下载的应用软件。

另外，能够灵活地对应多核化的处理器，容易地构成可长期稳定地利用的平台体系结构。即，信息系ECU200具有可与信息系ECU300连接的车内通信单元(处理器间通信功能、TCP/IP协议栈等)，从而能够在多个信息系ECU进行应用的并列处理、分散处理，因此能够提高应用的处理能力。另外，即使经由车内通信获得的信息是给予车辆控制恶劣影响的信息，也能够不给控制系ECU带来恶劣影响。

通过控制系ECU100实现权利要求书中记载的“第一车辆用控制装置”，通过信息系ECU200实现权利要求书中记载的“第二车辆用控制装置”，通过信息系ECU300实现权利要求书中记载的“第三车辆用控制装置”，通过内核10实现权利要求书中记载的“第一处理器”，通过内核20a实现权利要求书中记载的“第二处理器”，通过内核20b、c、d的任意一个实现权利要求书中记载的“第三处理器”，通过核30c实现权利要求书中记载的“第四处理器”，通过内核30d实现权利要求书中记载的“第五处理器”。

以上，对本发明的优选实施例进行了详细的说明，本发明不限于上述实施例，能够在不脱离本发明的范围内对上述实施例进行各种变形及置换。

例如，如上述的实施例所述，信息系ECU的处理器可以不是多核处理器的构成，而是由多个单核处理器构成。另外，控制系ECU的处理器可以不是一个单核处理器的构成，而是由多个单核处理器、多核处理器构成。

本国际申请基于2007年1月18日提出的日本国专利申请2007-009526号主张优先权，本国际申请引用2007-009526号的全部内容。

Claims (7)

1.一种车辆用控制系统，具有：

第一车辆用控制装置，具备配置有实时操作系统的第一处理器；和

第二车辆用控制装置，具备配置有实时操作系统的第二处理器及配置有多媒体操作系统的第三处理器，

所述车辆用控制系统的特征在于，

通过所述第一处理器和所述第二处理器进行所述第一车辆用控制装置和所述第二车辆用控制装置之间的通信，并且，

通过所述第二处理器的通信单元和所述第三处理器的通信单元进行所述第二处理器和所述第三处理器之间的通信。

2.如权利要求1所述的车辆用控制系统，其中，

具有第三车辆用控制装置，其具备配置有多媒体操作系统的第四处理器，

通过所述第三处理器和所述第四处理器进行所述第二车辆用控制装置和所述第三车辆用控制装置之间的通信。

3.如权利要求1所述的车辆用控制系统，其中，

通过所述第三处理器访问车外的通信装置。

4.如权利要求2所述的车辆用控制系统，其中，

通过所述第四处理器访问车外的通信装置。

5.如权利要求2所述的车辆用控制系统，其中，

具有第三车辆用控制装置，其具备配置有多媒体操作系统的第五处理器，

通过所述第四处理器的通信单元和所述第五处理器的通信单元进行所述第四处理器和所述第五处理器之间的通信，

通过所述第五处理器访问车外的通信装置。

6.如权利要求1所述的车辆用控制系统，其中，

所述第二处理器和所述第三处理器是多核处理器内的处理器内核。

7.如权利要求5所述的车辆用控制系统，其中，

所述第四处理器和所述第五处理器是多核处理器内的处理器内核。

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