CN113311738A - 车载机器控制装置 - Google Patents

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Abstract

一种车载机器控制装置，减少车型扩展时的软件开发工时。车载机器控制装置(400)具备将基于来自传感器设备(200)的输出的控制信号输出到致动器(300)的控制部。控制部具备中间件层(430)和设备驱动程序层(440)来作为软件结构。中间件层(430)具有：路由选择模块(434)，根据从传感器设备(200)输出的通信数据的种类，选择将通信数据按原样输出、或者对通信数据进行规定的处理后输出；以及加工用模块，对通信数据进行规定的处理。路由选择模块(434)具有使通信数据输出到所述设备驱动程序的功能。

Description

车载机器控制装置
技术领域
在此公开的技术属于与车载机器控制装置有关的技术领域。
背景技术
近年，从国家层面正在推进自动驾驶系统的开发，车辆所具备的致动器几乎全部被电子控制。进行这些致动器的控制的控制装置大多具有依据AUTOSAR(AUTomotive OpenSystem Architecture：汽车开放系统架构)的标准的软件结构。
例如在专利文献1中公开了如下方法：关于具有经由运行时(runtime)环境连接的多个AUTOSAR软件组件的AUTOSAR软件系统，对AUTOSAR软件组件进行旁路。
专利文献1：日本特开2012-133786号公报
发明内容
发明要解决的问题
另外，在如AUTOSAR那样的分层的软件架构中，应用(application)调用每个外围设备的设备驱动程序所提供的API(Application Programing Interface：应用程序接口)，进行与各I/O的交换。
在此，例如设想如下场合：某ECU(在此称为第一ECU)将经由I/O从传感器/开关接收到的通信数据进行传送以使与处于车载网络上的其它ECU(在此称为第二ECU)的I/O连接的致动器进行动作。在以往技术中，例如，为了将在第一ECU中从传感器接收到的通信数据经由车载网络传送到第二ECU，需要制作使用针对该数据的交接的API(ApplicationProgramming Interface)的程序。另外，在第二ECU中，为了将经由车载网络从第一ECU接收到的通信数据发送到致动器，需要制作使用针对该数据的输出的API的程序。
搭载于车辆的车载机器庞大，如果针对各车载机器(包括传感器、开关、致动器)制作使用这样的连接关系的API的程序，则软件的开发工时增加。并且，在设备的连接目的地的端口改变、或者设备的I/O的信号形式、交换的信息的形式改变等情况下，需要变更涉及应用的API的调用的源代码，因此这一点也是软件的开发工时增加的主要原因。
在此公开的技术鉴于所述方面，其目的在于降低软件的开发工时。
用于解决问题的方案
为了解决所述问题，在此处公开的技术中，将具有多个传感器和多个设备的车辆的车载机器控制装置作为对象，具备控制部，该控制部被输入来自所述传感器的输出，并且将基于来自该传感器的输出的控制信号输出到所述设备，所述控制部具有如下部分来作为软件结构：设备驱动程序层，包括硬件抽象化功能和它们的设备驱动程序；以及中间件层，设置于所述设备驱动程序层的上层，所述中间件层具有：路由选择模块，根据从所述传感器输出的通信数据的种类，选择将该通信数据按原样输出、或者对该通信数据进行规定的处理后输出；以及加工用模块，对所述通信数据进行规定的处理，所述路由选择模块具有不经由所述应用层而使所述通信数据输出到所述设备驱动程序的功能。
根据该方式，在中间件层中设置有统一地规定了传感器的数据的处理和交接的路由选择模块和加工用模块。由此，不需要每个应用的数据交接用的API函数程序，能够大幅降低软件的开发工时。
在上述车载机器控制装置中，在所述车辆中设置有多个所述控制部，还具备统一控制所述多个控制部的中央控制器，所述路由选择模块构成为能够选择将所述通信数据不发送到所述中央控制器而输出到所述设备的通信路径。
根据该方式，能够不经由中央控制器而在控制部间完成处理。由此，能够减轻中央控制器的处理负担。另外，能够减少在中央控制器与控制部之间传输的数据量，因此能够缓解通信的拥挤。
发明的效果
如以上说明的那样，根据在此公开的技术，能够提高车载机器控制装置的处理速度。另外，能够大幅降低软件开发的工时。
附图说明
图1是表示车辆控制系统的结构例的图。
图2是表示中央控制器的结构例的图。
图3A是表示车载机器控制装置的结构例的图。
图3B是表示车载机器控制装置的结构例的图。
附图标记说明
40：区域ECU(控制部)；
200：传感器设备(传感器)；
300：致动器(设备)；
400：车载机器控制装置；
420：应用层；
430：中间件层；
434：路由选择模块；
440：设备驱动程序层；
467b：物理量变换模块；
467c：滤波模块
具体实施方式
以下，关于例示性的实施方式，参照附图详细地进行说明。
(车辆控制系统)
图1是表示车辆控制系统的结构例的图。图1的车辆控制系统搭载于车辆1，具备多个区域ECU 40和统一管理多个区域ECU 40的中央控制器10。
区域ECU 40构成为能够连接配置于与该区域ECU 40相同的区域的车载机器20。另外，区域ECU 40具有作为对经由车内的网络(以下称为车载网络CNW)传输的信息进行中继的网络集线器装置的功能。
车载网络CNW是环状网络。此外，关于车载网络CNW的通信方式不特别限定。以下，设车载网络CNW是依据CAN(Controller Area Network：控制器局域网)通信的协议的网络(以下仅称为CAN)。此外，车载网络CNW也可以是依据以太网(注册商标)的协议的网络等其它通信方式。在以下的说明中，对构成车载网络CNW的CAN总线附加L的符号来进行说明。另外，为了便于说明，在L的符号之后附加了号码(1～7)。在将CAN总线不特别区分的情况下，有时仅称为CAN总线L。
在车辆1内划定多个区域，按每个该区域配置有多个区域ECU 40。在本实施方式中，将车辆1分为6个区域，在各区域设置区域ECU 40。以下，为了便于说明，有时将配置于车辆1的左侧的左侧区域的区域ECU40称为第一区域ECU 41，将配置于车辆1的左后侧的左后区域的区域ECU 40称为第二区域ECU 42。第一区域ECU 41与第二区域ECU 42之间通过CAN总线L2被连接。
〈车载机器〉
车载机器20具备包括传感器设备200和信号接收设备的输入机器以及致动器300。传感器设备200是传感器的一例，致动器300是设备的一例。
《传感器设备、信号接收设备》
传感器设备200例如包括：(1)多个摄像机201，设置于车辆1的车身等且对车外环境进行摄影；(2)多个雷达202，设置于车辆1的车身等且对车外的目标等进行探测；(3)位置传感器(省略图示)，利用全球定位系统(Global Positioning System：GPS)检测车辆1的位置(车辆位置信息)；(4)车辆状态传感器(省略图示)，由车速传感器、加速度传感器、横摆角速度传感器等检测车辆的行为的传感器类的输出构成，获取车辆1的状态；(5)乘客状态传感器203，由车内摄像机等构成，获取车辆1的乘客的状态；(6)驾驶操作传感器206，检测驾驶员的驾驶操作；以及(7)传感器211(以下称为无钥匙传感器211)，用于使无钥匙装置工作。驾驶操作传感器206例如包括加速器开度传感器、转向角传感器、制动器油压传感器等。无钥匙传感器211例如包括接收来自无钥匙遥控器80的开锁/上锁信号的接收装置以及探测持有钥匙的驾驶员接近或触摸门把手的人体感应传感器。另外，传感器设备200中包括检测由乘客进行的操作的开关。开关例如包括用于供乘客对电动门进行开闭的门开闭开关212、用于使电动车窗动作的开关、玻璃清洗液液面开关、脚踏开关等。
信号接收设备例如包括接收来自外部的网络、其它车辆的信号的接收装置。
《致动器》
致动器300包括驱动系统的致动器、转向系统的致动器、制动系统的致动器等。作为驱动系统的致动器的例子，可列举发动机、变速器、马达。作为制动系统的致动器的例子，可列举制动器。作为转向系统的致动器的例子，可列举转向器。另外，致动器300例如包括用于锁定侧门的门锁定装置301、通过电动方式使门开闭的门开闭装置302、控制前照灯FL的点亮的点亮控制装置310、气囊装置311、音响装置312等。
〔中央控制器〕
如图2所示，中央控制器10具备CPU 100、存储器160以及连接部170。中央控制器10既可以由单一的IC(Integrated Circuit：集成电路)构成，也可以由多个IC构成。
中央控制器10构成为能够经由车载网络CNW来与各区域ECU 40相互通信。如前所述，对各区域ECU 40连接车载机器20。即，中央控制器10与致动器300、传感器设备200等电连接。而且，中央控制器10例如基于由传感器设备200得到的信息控制致动器300和车辆控制系统的各部。
〈CPU〉
CPU 100通过从存储器160读出并执行程序来进行各种处理。具体地说，例如读取由传感器设备200检测出的检测数据，或者为了实现各种功能而进行各种运算处理，或者生成并输出用于控制致动器300的控制信号。CPU 450既可以通过微型计算机(所谓的微机)来实现，也可以通过SoC(System-on-Chip：片上系统)来实现。
-硬件-
CPU 100具备按照保存在存储器160中的程序执行各种运算处理的运算处理部和连接部170来作为硬件结构。
连接部170具有多个通信端口(省略图示)，构成为能够连接构成车载网络CNW的CAN总线。在图2的例子中，对连接部170连接用于与第一区域ECU 41连接的CAN总线L1、用于与配置于左前区域的区域ECU 40连接的CAN总线L5、用于与配置于右前区域的区域ECU 40连接的CAN总线L7以及用于与配置于右侧区域的区域ECU 40连接的CAN总线L4。即，中央控制器10在车载网络CNW中与4个区域ECU 40连接。连接部170具有作为用于与区域ECU 40的双向通信的前端电路的功能，例如内置模拟/数字变换电路、驱动器电路/接收器电路等。此外，关于连接到中央控制器10的区域ECU 40的数量不特别限定。
-软件-
CPU 100具有最上层的应用层110、位于应用层110的下层的运行时环境140以及位于运行时环境140的下层的设备驱动程序层150来作为软件结构。CPU 100也可以采用依据所谓的AUTOSAR的软件结构。在该情况下，应用层110对应于AUTOSAR的应用层，例如由一个或多个SWC(Software Component：软件组件)模块构成。运行时环境140相当于AUTOSAR的RTE。而且，设备驱动程序层150相当于包括AUTOSAR的Complex Driver(复杂驱动)和MCAL(Microcontroller Abstraction Layer：微控制器抽象层)的BSW(Basic Software：基本软件)。
〈应用层〉
应用层110安装有用于实现针对车载机器20的各种功能的应用111。应用111包括车外环境识别模块113、驾驶操作识别模块114、车辆行为估计模块115、乘客状态估计模块116以及行驶控制模块120。
《车外环境识别模块》
车外环境识别模块113基于多个摄像机201的输出、多个雷达202的输出、位置传感器(省略图示)的输出、车外通信部(省略图示)的输出以及车辆行为估计模块115的输出，识别车辆的外部环境。车外环境识别模块113是车外环境识别单元的一例。
例如，车外环境识别模块113使用通过深度学习来生成的学习模型，根据上述的输出来生成表示车辆的外部环境的车外环境信息。在深度学习中，使用多层神经网络(DeepNeural Network：深层神经网络)。作为多层神经网络的例子，可列举CNN(ConvolutionalNeural Network：卷积神经网络)。
具体地说，车外环境识别模块113通过对由摄像机201得到的图像进行图像处理，来生成表示行驶路等车辆能够移动的区域的二维图数据。另外，车外环境识别模块113基于雷达202的检测结果获取作为与存在于车辆的周边的物体有关的信息的物体信息。车外环境识别模块113基于所述物体信息，识别存在于车辆的周边的物体中的在进行车辆的行驶和停车的过程中有可能成为障碍的路上障碍物。作为物体的例子，可列举随着时间经过而位移的运动体以及不随着时间经过而位移的静止体。作为运动体的例子，可列举自动四轮车、自动二轮车、自行车、行人等。作为静止体的例子，可列举标识、街道树、中央分隔带、电线杆、建筑物等。另外，物体信息中包括物体的位置坐标、物体的速度等。此外，车外环境识别模块113也可以除了基于雷达202的检测结果以外，还基于由摄像机201得到的图像获取物体信息，或者代替雷达202的检测结果而基于由摄像机201得到的图像获取物体信息。然后，车外环境识别模块113通过将二维图数据与物体信息进行合并，来生成表示车外环境的合并图数据(三维图数据)。二维图数据、物体信息、合并图数据是车外环境信息的一例。
《驾驶操作识别模块》
驾驶操作识别模块114基于驾驶操作传感器206的输出，识别施加到车辆的驾驶操作。例如，驾驶操作识别模块114使用通过深度学习来生成的学习模型，根据驾驶操作传感器206的输出来生成表示施加到车辆的驾驶操作的数据。
《车辆行为估计模块》
车辆行为估计模块115基于车辆状态传感器(省略图示)的输出来估计车辆的行为(例如速度、加速度、横摆角速度等)。例如，车辆行为估计模块115使用通过深度学习来生成的学习模型，根据车辆状态传感器的输出来生成表示车辆的行为的数据。
例如，在车辆行为估计模块115中使用的学习模型是车辆6轴模型。车辆6轴模型是将行驶中的车辆的“前后”、“左右”、“上下”这3轴方向的加速度和“俯仰”、“侧倾”、“横摆”这3轴方向的角速度进行模型化而成的。即，车辆6轴模型是并非仅在经典的车辆运动工程学的平面上(仅在车辆的前后左右(X-Y移动)和横摆运动(Z轴)上)捕捉车辆的运动、而是使用经由悬架装置搭载在4个车轮上的车体的俯仰(Y轴)及侧倾(X轴)运动和Z轴的移动(车体的上下运动)的合计6轴来再现车辆的行为的数值模型。
《乘客状态估计模块》
乘客状态估计模块116基于乘客状态传感器203的输出来估计驾驶员的状态(例如驾驶员的健康状态、情绪、姿势等)。例如，乘客状态估计模块116使用通过深度学习来生成的学习模型，根据乘客状态传感器的输出来生成表示驾驶员的行为的数据。然后，乘客状态估计模块116例如检测驾驶员的身体状况异常。
《行驶控制模块》
行驶控制模块120基于车外环境识别模块113的输出、驾驶操作识别模块114的输出、车辆行为估计模块115的输出以及乘客状态估计模块116的输出，对各区域ECU 40输出用于控制致动器300的控制信号。行驶控制模块120具有路径生成模块121、路径决定模块122、车辆运动决定模块123以及致动器控制模块。
《路径生成模块》
路径生成模块121基于车外环境识别模块113的输出，生成用于使车辆行驶到作为车辆的行驶目标的目标位置的一个或多个候选路径。候选路径是车辆能够行驶的路径，是目标路径的候选。候选路径中例如包括躲避由车外环境识别模块113识别出的路上障碍物的行驶路径。
例如，路径生成模块121使用状态格(State Lattice)法生成候选路径。虽然省略具体的图示，但是路径生成模块121在由车外环境识别模块113识别出的行驶路上设定由多个网格点构成的网格区，朝向车辆的前进方向将多个网格点按顺序进行连结，由此设定多个行驶路径。另外，路径生成模块121对多个行驶路径中的各个行驶路径赋予路径成本。例如，随着行驶路径中的车辆的安全性变高，对该行驶路径赋予的路径成本变小。然后，路径生成模块121基于对多个行驶路径中的各个行驶路径赋予的路径成本，从多个行驶路径中选择一个或多个行驶路径来作为候选路径。
另外，路径生成模块121在如检测出驾驶员的身体状况异常的情况那样的紧急时的退避行驶控制中，搜索使车辆紧急停车的停车位置来设定为目标位置，生成到停车位置为止的退避路径。
《路径决定模块》
路径决定模块122基于车外环境识别模块113的输出、驾驶操作识别模块114的输出、乘客状态估计模块116的输出中的至少一个，从由路径生成模块121生成的一个或多个候选路径中选择作为目标路径的候选路径。例如，路径决定模块122在驾驶员为正常的状态(通常行驶状态)下选择多个候选路径中的驾驶员感到最舒适的候选路径。
另外，路径决定模块122在如检测出驾驶员的身体状况异常的情况那样的紧急时的退避行驶控制中，选择由路径生成模块121生成的退避路径来作为目标路径。
《车辆运动决定模块》
车辆运动决定模块123基于由路径决定模块122选择为目标路径的候选路径决定目标运动。该目标运动是指为了追踪目标路径来行驶所需的车辆的运动。在该例子中，车辆运动决定模块123分别导出用于达成目标运动的驱动力、制动力以及转向量即目标驱动力、目标制动力以及目标转向量。例如，车辆运动决定模块123基于车辆6轴模型运算目标路径中的车辆的运动，基于该运算结果决定目标运动。
《致动器控制模块》
致动器控制模块基于由车辆运动决定模块123决定的目标运动生成用于控制致动器300的控制信号，并将其输出到运行时环境140。致动器控制模块具有PT控制模块124、制动器控制模块125以及转向控制模块126。PT控制模块124将表示目标驱动力的驱动指令值发送到驱动系统的致动器。制动器控制模块125将表示目标制动力的制动指令值发送到制动系统的致动器。转向控制模块126将表示目标转向量的转向指令值发送到转向系统的致动器。
〈运行时环境〉
运行时环境构成为将应用111与安装在设备驱动程序层150中的软件进行抽象化来连接。运行时环境能够使用周知结构。
〈设备驱动程序层〉
在设备驱动程序层150中例如安装操作系统、设备驱动程序。设备驱动程序包括依据车载网络CNW的通信协议的通信驱动程序(省略图示)。例如，在车载网络是CAN的情况下，设置CAN驱动程序来作为通信驱动程序。安装在设备驱动程序层150中的软件能够使用周知结构的软件。
-存储器-
存储器160具备存储有用于使CPU 100动作的程序的代码区以及存储CPU 100中的处理结果等数据的能够改写的数据区来作为存储区。具体地说，在代码区中，保存有用于使前述的应用111、运行时环境、操作系统以及设备驱动程序动作的程序。此外，也可以如后述的区域ECU 40的存储器460那样，在存储器160的数据区设置映射表，使得能够通过变更数据区的数据来变更应用111与设备驱动程序之间的通信路径。
〔车载机器控制装置〕
车载机器控制装置400搭载于一个或多个区域ECU 40。即，车载机器控制装置400既可以搭载于全部区域ECU 40，也可以搭载于多个区域ECU 40中的一部分区域ECU 40。另外，车载机器控制装置400也可以搭载于连接在区域ECU 40的下级的、为了专用于各致动器而设置的专用ECU(省略图示)。作为专用ECU，例如例示用于驱动发动机的发动机驱动用ECU。中央控制器10和各ECU既可以由单一的IC(Integrated Circuit：集成电路)构成，也可以由多个IC构成。
图3A和图3B是表示车载机器控制装置400的结构例的框图。车载机器控制装置400例如由CPU 450(处理器)和存储器460构成。在本实施方式中，设图3A的车载机器控制装置400搭载于第一区域ECU 41，图3B的车载机器控制装置400搭载于第二区域ECU 42。此外，在以下的说明中，在图3A和图3B中，对共同的结构附加共同的符号，有时省略重复的说明、个别的说明。另外，在将图3A和图3B不区分地说明的情况下，有时仅称为图3。
〈CPU〉
在图3A和图3B中共同地，CPU 450通过从存储器460读出并执行程序462来进行各种处理。具体地说，CPU 450例如读取由传感器设备200检测出的检测数据，或者为了实现各种功能而进行各种运算处理，或者生成并输出用于控制致动器300的控制信号。CPU 450是控制部的一例。此外，关于CPU 450的具体的方式不特别限定。例如，既可以通过微型计算机(所谓的微机)来实现，也可以通过SoC(System-on-Chip)来实现。
《硬件》
在图3A和图3B中共同地，CPU 450具备按照保存在存储器460中的程序执行各种运算处理的运算部和外围设备功能单元480来作为硬件结构。在此所说的外围设备是指与中央控制器10和/或区域ECU 40进行组合来使用的车载机器20。
外围设备功能单元480具备用于使外围设备、即车载机器20发挥功能的一个或多个外围设备功能部481。如图3所示，外围设备功能部481中例如包括模拟数字转换器481a(以下称为ADC 481a)、数字输入部481b、数字输出部481c以及PWM控制部481d。此外，作为外围设备功能部481，既可以搭载图3的结构481a～481d的一部分，也可以包括其它结构。此外，以下，在将ADC 481a、数字输入部481b、数字输出部481c以及PWM控制部481d的各外围设备功能不特别区分地说明的情况下，仅记载为外围设备功能部481。
外围设备功能部481分别具有多个通道。构成为对各通道能够连接车载机器20的输入输出部(例如I/O连接用的连接器)。在图3中示出了如下例子：作为上述通道，针对ADC481a设置有输入用的通道CHa1、CHa2，针对数字输入部481b设置有输入用的通道CHb1、CHb2，针对数字输出部481c设置有输出用的通道CHc1、CHc2，针对PWM控制部481d设置有输出用的通道CHc1、CHc2。此外，通道数不限定于2个，也可以是3个以上。另外，也可以在单一的外围设备功能部481中设置输入用和输出用这两方的通道。
《软件》
如图3B所示，第二区域ECU 42的CPU 450具有应用层420、中间件层(Middlewarelayer)430以及设备驱动程序层440来作为软件结构。如图3A所示，第一区域ECU 41的CPU450成为从第二区域ECU 42的CPU 450中省略应用层420的结构。即，第一区域ECU 41的CPU450具有中间件层430和设备驱动程序层440。
在图3A和图3B中共同地，CPU 450也可以采用依据所谓的AUTOSAR的软件结构。在该情况下，图3B的应用层420对应于AUTOSAR的应用层，例如由一个或多个SWC(SoftwareComponent)模块构成。另外，在图3A和图3B中共同地，设备驱动程序层440和中间件层430相当于AUTOSAR的BSW(Basic Software)，设备驱动程序层440相当于AUTOSAR的MCAL(Microcontroller Abstraction Layer)。此外，也可以将中间件层作为Complex Driver安装。
在图3B的第二区域ECU 42中，在应用层420中安装用于实现针对车载机器20的各种功能的应用421。应用421能够采用周知结构的应用。关于应用421的具体例，稍后进行说明。
在图3A和图3B中共同地，在设备驱动程序层440中安装将在中间件层430中处理的软件的指令变换为硬件用的指令的设备驱动程序单元441。
在设备驱动程序单元441中安装包括在外围设备功能单元480中的每个外围设备功能部481的设备驱动程序。如前所述，在图3的例子中，作为外围设备功能部481，包括ADC481a、数字输入部481b、数字输出部481c以及PWM控制部481d。因此，设备驱动程序单元441中包括作为用于ADC 481a的设备驱动程序的ADC驱动程序441a、作为用于数字输入部481b和数字输出部481c的设备驱动程序的DIO驱动程序441b以及作为用于PWM控制部481d的设备驱动程序的PWM驱动程序441d。即，ADC驱动程序441a连接于ADC 481a，DIO驱动程序441b连接于数字输入部481b和数字输出部481c，PWM驱动程序441d连接于PWM控制部481d。
另外，设备驱动程序单元441中包括用于与车载网络CNW连接的通信驱动程序441e。通信驱动程序441e依据车载网络CNW的通信协议。例如，在车载网络是CAN的情况下，设置CAN驱动程序来作为通信驱动程序441e。此外，能够应用本公开的技术的车载网络的通信协议不限定于CAN，例如也可以是以太网等其它通信协议。
设备驱动程序是具有硬件依赖性的软件。一般来说，在设备驱动程序层440中还安装不依赖于硬件的软件(例如操作系统等)，但是与本申请发明的关联性低，因此在本实施方式中省略了图示和说明。
在图3A和图3B中共同地，中间件层430安装路由选择模块(routing module)434，该路由选择模块434包括用于与应用421交换数据的一个或多个第一通信包431、用于与设备驱动程序交换数据的一个或多个第二通信包432以及用于与车载网络交换数据的外部通信包433。
在图3的例子中，作为第一通信包431，安装有IO_1、IO_2、…IO_X(X是自然数)。作为第二通信包432，安装有：(1)用于与ADC驱动程序441a交换数据的ADC_1、ADC_2、…ADC_L(L是自然数)；(2)用于与DIO驱动程序441b交换数据的DI_1、DI_2、…DI_M(M是自然数)和DO_1、DO_2、…DO_N(N是自然数)；以及(3)用于与PWM驱动程序441d交换数据的PWM_1、PWM_2、…PWN_Q(Q是自然数)。作为外部通信包433，安装有SIG_A、SIG_B。
在此，外部通信包433为了向车载网络传送数据而成为适合于车载网络CNW的包结构。例如在车载网络CNW是CAN的情况下，通信包SIG_A、SIG_B构成为能够经由通信驱动程序441e在与其它区域ECU 40、中央控制器10之间进行依据CAN通信协议的通信。更具体地说，在通信包SIG_A、SIG_B中，例如为了制作CAN通信的“标准格式”或“扩展格式”的数据帧而对从传感器设备200获取到的数据实施大小调整处理、形式变换等数据加工处理后进行保存。另外，在通信包SIG_A、SIG_B中，在经由CAN总线L接收到信号的情况下，进行从其数据帧中取出为了使致动器300动作所需的信息的数据获取处理后传输到通信包IO。关于上述的大小调整处理、数据加工处理和/或数据获取处理，例如既可以分别在代码区461中定义，也可以分别在数据区465中以能够改写的形式等进行保存。
另外，虽然没有具体地进行图示，但是在图3中存在以下的连接关系。通信包ADC_1连接于ADC 481a的通道CHa1，通信包ADC_2连接于ADC 481a的通道CHa2。通信包DI_1连接于数字输入部481b的通道CHb1，通信包DI_2连接于数字输入部481b的通道CHb2。通信包DO_1连接于数字输出部481c的通道CHc1，通信包DO_2连接于数字输出部481c的通道CHc2。通信包PWM_1连接于PWM控制部481d的通道CHd1，通信包PWM_2连接于PWM控制部481d的通道CHd2。
路由选择模块434基于保存在存储器460中的、第一路线模块466和第二路线模块467之中由选择模块468选择出的模块的映射模块，生成路由选择模块434内的通信包彼此的通信路径。关于个别的通信路径的生成例，稍后进行说明。
此外，虽然未图示，但是在图3B的中间件层430中也可以在应用层420与路由选择模块434之间安装有运行时环境(RTE)。运行时环境构成为将应用421与安装在设备驱动程序层440中的软件进行抽象化来连接。
〈存储器〉
在图3A和图3B中共同地，存储器460具备存储有用于使CPU 450动作的程序462的代码区461以及存储有CPU 450中的处理结果和第一路线模块466、第二路线模块467及选择模块468等数据的能够改写的数据区465来作为存储区。
《代码区》
在代码区中，例如在车载机器控制装置400的设计阶段将预先制作的程序462进行编译后安装。例如，在图3A的事例中，在第一区域ECU 41的代码区461中保存有路由选择模块434的基本框架、构成设备驱动程序单元441的各驱动程序的程序462。例如在图3B的事例中，在第二区域ECU 42的代码区461中保存有用于使第二区域ECU 42的应用421动作的程序462。另外，作为第二区域ECU 42的程序462，保存有与第一区域ECU 41的代码区461同样的程序。
《数据区》
如前所述，在数据区465中保存有包括第一路线模块466、第二路线模块467以及选择模块468的数据。
第一路线模块466是规定第一通信包431、第二通信包432和/或外部通信包433的相互间的连接关系的模块。在图3A和图3B的例子中，第一路线模块466是将从传感器设备200输出的通信数据按原样输出到通信驱动程序441e的模块。具体地说，第一路线模块466包括规定第一通信包431、第二通信包432和/或外部通信包433的相互间的连接关系的映射模块466a。
第二路线模块467是规定第一通信包431、第二通信包432和/或外部通信包433的相互间的连接关系的模块。另外，在图3A和图3B的例子中，第二路线模块467对从传感器设备200输出的通信数据进行规定的处理后输出。关于规定的处理的内容不特别限定。例如，规定的处理中包括对于通信数据的滤波处理、将通信数据的物理量变换为不同的物理量的物理量变换处理。规定的处理是由保存在数据区465中的加工用模块执行的。在图3A和图3B的例子中，示出作为上述的加工用模块具备物理量变换模块467b和滤波模块467c的例子。
物理量变换模块467b按照物理量变换规则对在由映射模块467a生成的通信路径中传输的数据中包含的物理量数据进行变换。在图3A的例子中，物理量变换模块467b对关于在通信包ADC_1与通信包IO_1之间传输的数据的物理量进行变换。另外，针对在通信包DI_2与通信包IO_2之间传输的数据，不进行物理量的变换。关于物理量变换模块467b的应用方法不特别限定，例如，如图3A所示，从映射模块467a向物理量变换模块467b传递通信数据，对该通信数据中包含的物理量数据应用按照物理量变换模块467b内的物理量变换规则的运算。
滤波模块467c对在由映射模块467a生成的通信路径中传输的通信数据执行规定的滤波处理。关于滤波处理的内容不特别限定，作为滤波处理，例如包括去除满足规定的频率范围、规定的条件的噪声的噪声去除处理、信号的间除处理等。
另外，第二路线模块467包括规定第一通信包431、第二通信包432和/或外部通信包433的相互间的连接关系的映射模块467a。在映射模块467a中，具有除了上述的连接关系的规定以外、还规定经过加工用模块的通信数据的功能。关于包括个别的通信路径的生成例和加工用模块的动作，在以下的“车载机器控制装置的动作例”中进行说明。此外，关于滤波模块467c的应用方法不特别限定，例如，既可以如图3A所示那样从物理量变换模块467b向滤波模块467c传递通信数据，对该通信数据执行滤波处理，也可以从映射模块467a对滤波模块467传递通信数据。在滤波模块467c中，应用按照滤波模块467c内的滤波规则的运算。
〔车载机器控制装置的动作例〕
接着，使用图3A和图3B说明车载机器控制装置400的动作的一例。如前所述，设图3A的车载机器控制装置400搭载于第一区域ECU 41，图3B的车载机器控制装置400搭载于第二区域ECU 42。
此外，在本动作例中，第一区域ECU 41的通信包SIG_A构成为能够经由车载网络CNW在与中央控制器10之间发送接收通信包。第一区域ECU 41的通信包SIG_B构成为能够经由车载网络CNW在与第二区域ECU 42的通信包SIG_A之间发送接收通信包。此外，关于使用通信包SIG_A、SIG_B的双向通信(相互间的数据的发送接收)，能够应用周知技术。具体地说，例如在将车载网络设为CAN通信的情况下，不管有无数据都周期性地发送通信包，或者根据规定的触发来发送通信包。上述的通信包SIG_A、SIG_B能够应对这两方，成为与这样的包通信对应的结构。
另外，在本动作例中，第一区域ECU 41不使用摄像机201和无钥匙传感器211的输出。因而，在第一区域ECU 41的代码区461中不包括基于摄像机201和无钥匙传感器211的与致动器300的控制有关的处理。另外，在第二区域ECU 42的代码区461中不包括与门锁定装置301有关的处理。
对第一区域ECU 41主要连接配置于车辆1的左侧区域的传感器设备200和致动器300。在图1中，示出了对第一区域ECU 41连接了对车辆左侧进行摄像的摄像机201、无钥匙传感器211、门开闭开关212、气囊装置311以及音响装置312的例子。如图3A所示，摄像机201连接于ADC481a的通道CHa1，无钥匙传感器211连接于数字输入部481b的通道CHa2。在图3A中，省略了门开闭开关212、气囊装置311以及音响装置312的图示。
对第二区域ECU 42主要连接配置于车辆1的左后区域的传感器设备200和致动器300。在图1中，示出了对第二区域ECU 42连接了用于检测车辆左后方的障碍物的雷达202、用于锁定左侧门的门锁定装置301、用于通过自动方式使左侧门开闭的门开闭装置302以及音响装置312的例子。如图3B所示，门锁定装置301连接于数字输出部481c的通道CHc1，门开闭装置302连接于PWM控制部481d的通道CHd1。在图3B中，省略了雷达202和音响装置312的图示。
首先，说明在图3A的第一区域ECU 41中进行的由摄像机201进行摄影得到的图像的处理。当由摄像机201进行摄影得到的图像信号被ADC481a接收时，该图像信号经由ADC驱动程序441a作为通信包ADC_1被发送到路由选择模块434。在第一区域ECU 41的选择模块468中，选择了第二路线模块467。因而，在第一区域ECU 41中，作为路由选择模块434应用第二路线模块467的映射模块467a。
在第一区域ECU 41的映射模块467a中，通信包ADC_1被发送到滤波模块467c，执行规定的滤波处理。通信包ADC_1在滤波处理之后被发送到物理量变换模块467b，执行基于物理量变换规则的变换处理。在此，例如设在物理量变换模块467b中保存有“D×2-1”的运算式来作为物理量变换规则。于是，在物理量变换模块467b中，对通信包ADC_1中包含的物理量执行“D×2-1”的变换运算。变换运算的结果经由通信包IO_1被发送到通信包SIG_A。如前所述，第一区域ECU 41的通信包SIG_A经由通信驱动程序441e被发送到中央控制器10的连接部170。然后，在中央控制器10中，从第一区域ECU 41接收到的摄像机201的图像信息被输入到车外环境识别模块113，使用于前述的车外环境信息的生成。此外，例如在图3A的结构中，在想要将从摄像机201输出的图像信号按原样发送到中央控制器10的情况下，可以在选择模块468中选择第一路线模块466。这样，通过在选择模块468中变更作为应用对象的路线模块，能够选择是否执行规定的加工处理。由此，无需进行代码区的变更而能够选择是否进行数据的加工，因此能够大幅降低软件的开发工时。
接着，说明在图3A的第一区域ECU 41中进行的无钥匙传感器211的读出处理。当从通道CHb2接收到来自无钥匙传感器211的检测信号时，检测信号经由数字输入部481b和DIO驱动程序441b作为通信包DI_2被发送到路由选择模块434。在路由选择模块434中，应用第二路线模块467的映射模块467a。
在映射模块467a中，通信包DI_2被发送到通信包IO_2。然后，通信包IO_2被发送到通信包SIG_B。如前所述，第一区域ECU 41的通信包SIG_B构成为经由通信驱动程序441e向第二区域ECU 42的通信包SIG_A发送数据。
通过这样，即使不在第一区域ECU 41中设置应用，由摄像机201进行摄影得到的图像信号也被发送到中央控制器10，无钥匙传感器211的检测信号也被发送到第二区域ECU42。
在图3B的第二区域ECU 42中，当从第一区域ECU 41接收到无钥匙传感器211的检测信号时，该接收信号经由通信驱动程序441e被保存到通信包SIG_A。在第二区域ECU 42的选择模块468中，选择了第一路线模块466。因而，在第二区域ECU 42中，作为路由选择模块434应用第一路线模块466的映射模块466a。
当应用第二区域ECU 42的映射模块466a时，通信包SIG_A被发送到通信包IO_1，通信包IO_1经由通信包IO_3被发送到通信包DO_1。通信包DO_1经由DIO驱动程序441b和数字输出部481c的通道CHc1被输出到门锁定装置301。然后，在门锁定装置301中，基于来自无钥匙传感器211的输出信号，执行门锁定装置301的上锁/开锁处理。这样，连接于第一区域ECU41的无钥匙传感器211的检测信号不经过第二区域ECU42的应用421而被传输到门锁定装置301，执行门锁定装置301的上锁/开锁处理。
如以上那样，根据本实施方式，例如在想要将由连接于第一区域ECU41的车载机器20(例如传感器设备200)得到的数据在用车载网络CNW连接的其它区域ECU 40(例如第二区域ECU 42)中使用的情况下，在第一区域ECU 41中，无需进行利用应用的程序代码的准备而能够向车载网络CNW传输数据。另外，如上所述，在第二区域ECU中，在使用由用车载网络CNW连接的第一区域ECU 41检测出的数据的情况下，无需执行应用421。由此，能够简化软件的设计工序和验证工序，能够大幅降低软件的开发工时。另外，能够不经由应用421而在区域ECU 40间交换数据，因此能够提高车载机器控制装置400的处理速度。
另外，例如在第二区域ECU 42中想要对无钥匙传感器211的检测信号实施加工处理的情况下，可以在选择模块468中选择第二路线模块467，应用加工用模块。由此，在使用其它区域ECU 40的数据的情况下，即使需要进行规定的加工处理，也不需要每个应用的数据交接用的API函数程序，并且不需要为了进行加工处理而执行应用421。由此，与上述的情况同样地，能够大幅降低软件的开发工时，并且能够提高车载机器控制装置400的处理速度。
并且，在上述的实施方式中，在车辆内划定多个区域，按每个该区域设置区域ECU40，设置有统一控制该区域ECU 40的中央控制器10。如前所述，在区域ECU 40中，通过选择模块468的设定变更，能够选择将通信数据按原样输出到其它区域ECU 40、或者对通信数据进行规定的处理后输出。即，根据本实施方式的结构，能够根据从传感器设备200输出的通信数据的种类选择是否执行规定的运算处理、加工处理。由此，能够使向车载网络CNW传输的数据最优化。另外，能够不经由中央控制器10而在区域ECU 40间完成处理。由此，能够减轻中央控制器10的处理负担。另外，能够减少向车载网络CNW传输的数据量，因此能够缓解车载网络CNW中的通信的拥挤。此处的区域ECU 40是控制部的一例。
关于在此所说的通信数据的种类不特别限定。在上述的实施方式中，例如能够进行如下选择：在从摄像机201输出的图像数据的数据容量大的情况下，对该数据进行规定的滤波处理来使数据变小后传输到车载网络CNW，关于如无钥匙传感器211的检测信号那样容量小的数据，按原样传输到车载网络CNW。另外，此时，无需准备专用的应用或者变更所准备的应用。
在此公开的技术不限于前述的实施方式，在不脱离权利要求书的主旨的范围内能够进行代用。另外，前述的实施方式只不过是例示，不应该限定性地解释本公开的范围。本公开的范围是由权利要求书定义的，属于权利要求书的均等范围的变形、变更全部都在本公开的范围内。
例如，在上述的图3B中，第二区域ECU 42的应用421也可以使用第一区域ECU 41中的无钥匙传感器211中的检测结果控制左侧门的开闭。即，作为应用421用的程序，也可以在第二区域ECU 42的代码区461中保存有经由通信包IO_1获取无钥匙传感器211的检测结果的输入数据的程序以及用于基于该输入数据经由通信包IO_X控制门开闭装置302的控制程序。
产业上的可利用性
在此公开的技术在设计车载机器控制装置时有用。

Claims (3)

1.一种车载机器控制装置，是具有多个传感器和多个设备的车辆的车载机器控制装置，其特征在于，
具备控制部，该控制部被输入来自所述传感器的输出，并且将基于来自该传感器的输出的控制信号输出到所述设备，
所述控制部具有如下部分来作为软件结构：
设备驱动程序层，包括硬件抽象化功能和这些硬件抽象化功能的设备驱动程序；以及
中间件层，设置于所述设备驱动程序层的上层，
所述中间件层具有：
路由选择模块，根据从所述传感器输出的通信数据的种类，选择将该通信数据按原样输出、或者对该通信数据进行规定的处理后输出；以及
加工用模块，对所述通信数据进行规定的处理，
所述路由选择模块具有使所述通信数据输出到所述设备驱动程序的功能。
2.根据权利要求1所述的车载机器控制装置，其特征在于，
所述加工用模块包括：
滤波模块，对所述通信数据进行滤波处理；以及
变换模块，使所述通信数据的物理量变换为不同的物理量，
所述规定的处理包括由所述滤波模块进行的滤波处理和由所述变换模块进行的向物理量的变换处理。
3.根据权利要求1或2所述的车载机器控制装置，其特征在于，
在所述车辆中设置有多个所述控制部，
所述车载机器控制装置还具备统一控制所述多个控制部的中央控制器，
所述路由选择模块构成为能够选择将所述通信数据不发送到所述中央控制器而输出到所述设备的通信路径。
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