DE112021003733T5

DE112021003733T5 - Fahrzeugsteuervorrichtung

Info

Publication number: DE112021003733T5
Application number: DE112021003733.1T
Authority: DE
Inventors: Ryo Tsuchiya; Kazuyoshi Serizawa; Koji Maeda
Original assignee: Hitachi Astemo Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2020-09-30
Filing date: 2021-06-14
Publication date: 2023-06-22
Also published as: JP7469498B2; JPWO2022070525A1; US20230306796A1; WO2022070525A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung behebt das Problem des Verringerns der Prozessorlast einer integrierten Schaltung, die Informationen verarbeitet, die in einer Zonenarchitektur gesammelt werden. Eine Netzmaschine (210) dieser Fahrzeugsteuervorrichtung empfängt Daten, die mehrere Paare der Informationen und einer Quellenadresse der Informationen enthalten, gemäß einem ersten Kommunikationsprotokoll (Protokoll A). Die Netzmaschine (210) identifiziert ein Kommunikationsprotokoll (Protokoll B, C) einer Kommunikationsschnittstelle einer integrierten Zielschaltung (des SoC 220), das der Quellenadresse jedes Elements der Informationen entspricht. Die Netzmaschine (210) sortiert die Informationen nach jedem identifizierten Kommunikationsprotokoll, setzt die sortierten Informationen in Daten des identifizierten Kommunikationsprotokolls um und sendet jedes umgesetzte Datenelement über die Kommunikationsschnittstelle der integrierten Zielschaltung an die integrierte Zielschaltung.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeugsteuervorrichtung.
Hintergrundgebiet
Um die Kosten elektronischer Steuereinheiten (ECU) zu verringern, schreitet die Verschiebung zu Zonenarchitekturen voran. Bei Zonenarchitekturen ist die Softwareverarbeitung in einer integrierten ECU zentralisiert und eine Zonen-ECU dient als ein Netz-HUB und ist mit Sensoren und Aktoren verbunden. Durch das Intergieren von ECU und Netzen kann die Anzahl von ECU und Kabelsträngen verringert werden und die Kosten können verringert werden.
Außerdem sind Gateway-Vorrichtungen bekannt, die sicherstellen können, dass eine Hochgeschwindigkeits-Datenkommunikation mit großer Kapazität die Kommunikation in einem Fahrzeug nicht beeinflusst (siehe z. B. die Patentliteratur 1).
Entgegenhaltungsliste
Patentliteratur
PTL 1: JP 2013-179539 A
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
In Zonenarchitekturen sind im Unterschied zu herkömmlichen Bereichsarchitekturen Netze bereichsübergreifend integriert. Da es notwendig ist, gleichzeitig große Volumina von Kameradaten und Fahrzeugsteuerdaten zwischen der Zonen-ECU und der integrierten ECU zu kommunizieren, ist eine Kommunikation mit geringer Verzögerung und großer Kapazität für das Netz erforderlich. Daher ist die Anwendung eines Ethernet (eingetragenes Warenzeichen) der Gigabit-Klasse in Betracht gezogen worden.
Wenn jedoch ein Fahrzeug-Bordmikrocomputer, der auf einer integrierten ECU angebracht ist und Softwareverarbeitung ausführt, eine Kommunikationsverarbeitung der Gigabit-Klasse durchführt, besteht ein Problem, derart, dass die CPU lediglich durch die Datenverteilung zwischen Bereichen überlastet ist und die Betriebsmittel zum Durchführen wesentlicher Softwareverarbeitung verringert sind.
Wenn außerdem in einer Gateway-Vorrichtung, wie es etwa in Patentliteratur 1 offenbart ist, Daten von verschiedenen Bereichen in einer Zonenarchitektur gesammelt werden, kann das Sortieren der gesammelten Daten nicht durchgeführt werden.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fahrzeugsteuervorrichtung zu schaffen, die die Prozessorlast auf einer integrierten Schaltung, die in einer Zonenarchitektur gesammelte Informationen verarbeitet, verringern kann.
Lösung des Problems
Um die obige Aufgabe zu lösen, enthält eine Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung Folgendes: mindestens eine integrierte Schaltung, die Informationen verarbeitet; und eine Netzmaschine, die Daten, die mehrere Paare der Informationen und einer Quellenadresse der Informationen enthalten, gemäß einem ersten Kommunikationsprotokoll empfängt, ein Kommunikationsprotokoll einer Kommunikationsschnittstelle einer integrierten Zielschaltung, das der Quellenadresse von jedem Element der Informationen entspricht, identifiziert, die Informationen nach jedem identifizierten Kommunikationsprotokoll sortiert, die sortierten Informationen in Daten des identifizierten Kommunikationsprotokolls umsetzt und jedes umgesetzte Datenelement über die Kommunikationsschnittstelle der integrierten Zielschaltung an die integrierte Zielschaltung sendet.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Prozessorlast auf einer integrierten Schaltung, die in einer Zonenarchitektur gesammelte Informationen verarbeitet, verringert werden. Andere Probleme, Konfigurationen und Wirkungen als jene, die oben beschrieben sind, werden durch die folgende Beschreibung der Ausführungsformen verdeutlicht.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm, das die Funktionen eines Gateways veranschaulicht.
2 ist ein Blockdiagramm, das die Systemkonfiguration einer Zonenarchitektur veranschaulicht.
3 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Fahrzeugbordsystems, das eine integrierte ECU gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält.
4 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Protokollumsetzers, der in 3 veranschaulicht ist.
5 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Fahrzeugbordsystems, das eine integrierte ECU gemäß einer Modifikation der ersten Ausführungsform enthält.
6 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Fahrzeugbordsystems, das eine integrierte ECU gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält.
7 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Fahrzeugbordsystems, das eine integrierte ECU gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält.
8 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Fahrzeugbordsystems, das eine integrierte ECU gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält.
9 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Fahrzeugbordsystems, das eine integrierte ECU gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält.
10 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Fahrzeugbordsystems, das eine integrierte ECU gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält.
11 ist ein erläuterndes Diagramm von Daten, die in einem Fahrzeugbordsystem, das eine integrierte ECU enthält, gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
12A ist ein erläuterndes Diagramm von Daten, die durch eine Netzmaschine der integrierten ECU von einer Zonen-ECU empfangen werden.
12B ist ein erläuterndes Diagramm einer Tabelle, die durch eine Netzmaschine verwendet wird, um Daten zu identifizieren oder zu sortieren.
13 ist ein erläuterndes Diagramm von Daten (Eingangsdatenrahmen), die in die Netzmaschine eingegeben werden, und von Daten (Ausgangsrahmen), die von der Netzmaschine ausgegeben werden.
14A veranschaulicht ein spezifisches Beispiel für das Protokoll A.
14B veranschaulicht ein spezifisches Beispiel für das Protokoll B.
14C veranschaulicht ein spezifisches Beispiel für das Protokoll C.
15 ist ein Ablaufplan, der die Verarbeitung der Netzmaschine veranschaulicht.

Beschreibung der Ausführungsformen
Im Folgenden werden die Konfiguration und der Betrieb einer integrierten ECU, die als eine Fahrzeugsteuervorrichtung dient, gemäß der ersten bis siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Obwohl Einzelheiten später beschrieben werden, identifiziert und sortiert (trennt) die integrierte ECU Daten, die aus dem Ethernet (Protokoll durch IEEE 802,3 definiert) eingegeben werden, und sendet die sortierten Daten von einer speziell dafür vorgesehenen Schnittstelle an ein speziell dafür vorgesehenes System-auf- einem Chip (SoC) oder eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU).
(Erstes Vergleichsbeispiel)
Zuerst wird als ein erstes Vergleichsbeispiel zur vorliegenden Erfindung ein Umriss der Funktionen eines Gateways beschrieben. 1 ist ein Blockdiagramm, das die Funktionen eines Gateways veranschaulicht.
Das Gateway ist z. B. mit einer Lenkungstabellen-Bestätigungseinheit, einem Protokollumsetzer und einer Sende/Empfangs-Steuereinheit ausgestattet. Die Sende/Empfangs-Steuereinheit empfängt Daten von jeder ECU. Die Lenkungstabellen-Bestätigungseinheit bezieht sich auf eine Lenkungstabelle, um das Ziel der empfangenen Daten zu bestätigen. Der Protokollumsetzer setzt die empfangenen Daten gemäß dem Kommunikationsprotokoll des Ziels um. Die Sende/Empfangs-Steuereinheit sendet (überträgt) die umgesetzten Daten an das bestätigte Ziel.
Wenn Daten von verschiedenen Bereichen in einer Zonenarchitektur gesammelt werden, können reguläre Gateways die gesammelten Daten nicht sortieren. Es sei erwähnt, dass reguläre Gateways lediglich Steuerdaten und keine Informationsdaten wie etwa von Kameras handhaben.
(Zweites Vergleichsbeispiel)
Als nächstes wird als ein zweites Vergleichsbeispiel zur vorliegenden Erfindung ein Umriss einer Systemkonfiguration einer Zonenarchitektur beschrieben. 2 ist ein Blockdiagramm, das die Systemkonfiguration einer Zonenarchitektur veranschaulicht.
Da die integrierte ECU alle gesammelten Daten über eine einzige Kommunikationsleitung empfängt, ist die Kommunikationslast hoch. Da außerdem die Daten, die durch die integrierte ECU empfangen werden, Daten von verschiedenen Bereichen enthalten, nimmt die CPU-Last zu, wenn das SoC in der integrierten ECU die Daten identifiziert und trennt. Ferner ist es nicht möglich, Sensordaten von einer Kamera oder dergleichen in Übereinstimmung mit einer Bildrate zu senden, während Steuerdaten Priorität gegeben wird.
(Erste Ausführungsform)
3 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Fahrzeugbordsystems, das eine integrierte ECU 200 (eine Fahrzeugsteuervorrichtung) gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält. Das Fahrzeugbordsystem ist hauptsächlich mit einer Zonen-ECU 100 und der integrierten ECU 200 ausgestattet.
Die Zonen-ECU 100 ist über Kommunikationsleitungen mit einem ersten Sensor (10), einem zweiten Sensor (20) und einem dritten Sensor (30) verbunden. Sensordaten von jedem der Sensoren werden in die Zonen-ECU 100 eingegeben. Der erste Sensor (10), der zweite Sensor (20) und der dritte Sensor (30) sind diverse Sensoren, die wahlweise Informationen erfassen, jedoch ist in der vorliegenden Ausführungsform mindestens einer der Sensoren eine Kamera.
Die Steuerdaten 40 werden über eine Kommunikationsleitung in die Zonen-ECU 100 eingegeben. Die Steuerdaten 40 werden z. B. von einem Sensor ausgegeben, der Informationen (einen Lenkbetrag oder dergleichen) erfasst, die als ein Eingang zur Steuerung eines Fahrwerkssystems oder eines Kraftübertragungssystems verwendet werden. Die Zonen-ECU 100 ist über eine Steuerleitung mit einem Aktor 50 verbunden. Der Aktor 50 wird durch ein Steuersignal gesteuert, das einen Sollsteuerungsbetrag angibt. Der Aktor 50 wird z. B. derart gesteuert, dass die Steuerdaten 40 und der Sollsteuerungsbetrag übereinstimmen.
Die Zonen-ECU 100 ist mit einer Daten-Sende/Empfangs-Einrichtung 101, eine Datenkennungs-Zuweisungseinheit 102 und einer Datensammeleinheit 103 ausgestattet.
Die Daten-Sende/Empfangs-Einrichtung 101 sendet und empfängt Daten. Die Datensammeleinheit 103 sammelt die Sensordaten vom ersten Sensor (10), vom zweiten Sensor (20) und vom dritten Sensor (30) und die Steuerdaten 40. Die Datenkennungs-Zuweisungseinheit 102 weist den gesammelten Daten eine Kennung zu. Die Daten-Sende/Empfangs-Einrichtung 101 sendet die gesammelten Daten, denen die Kennung zugewiesen worden ist, an die integrierte ECU 200.
Die integrierte ECU 200 ist mit einer Netzmaschine 210, die durch ein anwenderprogrammierbares Gate-Array (FPGA) gebildet ist, und einem SoC 220, das durch eine integrierte Schaltung gebildet ist, ausgestattet. Die Netzmaschine 210 ist über die Kommunikationsleitung des Protokolls A mit der Zonen-ECU 100 verbunden. Die Netzmaschine 210 ist außerdem über die Kommunikationsleitungen des Protokolls B und des Protokolls C mit dem SoC 220 verbunden. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Protokoll A Ethernet (14A), das Protokoll B ist PCIe, MlPI-CSI2 öder dergleichen für Kameradaten (14B) und das Protokoll C ist CAN, SPI oder dergleichen für Steuerdaten (14C).
Die Netzmaschine 210 ist mit einer Daten-Sende/EmpfangsEinrichtung 211, einer Datenidentifikationseinheit 212 und einem Protokollumsetzer 213 ausgestattet.
Die Daten-Sende/Empfangs-Einrichtung 211 sendet und empfängt Daten. Obwohl Einzelheiten später beschrieben werden, identifiziert die Datenidentifikationseinheit 212 das Protokoll der Kommunikationsschnittstelle des SoC 220, die das Ziel der Daten ist, die von der Zonen-ECU 100 empfangen werden. Der Protokollumsetzer 213 setzt die Daten, die von der Zonen-ECU 100 empfangen werden, in Daten des Protokolls der Kommunikationsschnittstelle des SoC 220, die das Ziel ist, um. Die Daten-Sende/Empfangs-Einrichtung 211 sendet die umgesetzten Daten über die Kommunikationsschnittstelle (eine Kommunikationsvorrichtung, eine Kommunikationsleitung, einen Port oder dergleichen) des SoC 220, die das Ziel ist, an das SoC 220.
Das SoC 220 ist mit einer Daten-Sende/Empfangs-Einrichtung 221, einer Vorverarbeitungseinheit 222, einer Erkennungsverarbeitungseinheit 223, einer Kognitivverarbeitungseinheit 224 und einer Bestimmungs/SteuerungsEinheit 225 ausgestattet.
Die Daten-Sende/Empfangs-Einrichtung 221 sendet und empfängt Daten. Als vorgegebene Vorverarbeitung entfernt die Vorverarbeitungseinheit 222 Rauschen z. B. aus Kameradaten, die über die Kommunikationsleitung des Protokolls B (PCIe, MIPI-CSI2 oder dergleichen) empfangen werden, oder aus Steuerdaten, die über die Kommunikationsleitung des Protokolls C (CAN, SPI oder dergleichen) empfangen werden. Die Erkennungsverarbeitungseinheit 223 detektiert einen Gegenstand wie etwa ein Verkehrszeichen aus den Kameradaten. Die Kognitivverarbeitungseinheit 224 erkennt Informationen wie etwa eine Geschwindigkeitsbegrenzung, die durch das detektierte Verkehrszeichen (den detektierten Gegenstand) oder dergleichen angegeben werden.
Die Bestimmungs/Steuerungs-Einheit 225 steuert das Fahrzeug z. B. derart, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeug innerhalb der erkannten Geschwindigkeitsbegrenzung liegt. Das heißt, die Bestimmungs/SteuerungsEinheit 225 berechnet den Sollsteuerungsbetrag des Aktors aus den Steuerdaten (den Eingangsdaten zur Steuerung), die über die Kommunikationsleitung des Protokolls C (CAN, SPI oder dergleichen) empfangen werden, und den Informationen wie etwa der Geschwindigkeitsbegrenzung, die durch die Kognitivverarbeitungseinheit 224 erkannt werden. Die Daten-Sende/Empfangs-Einrichtung 221 sendet ein Steuersignal, das den Sollsteuerungsbetrag angibt, über die Kommunikationsleitung des Protokolls C (CAN, SPI oder dergleichen) an die Netzmaschine 210. Das Steuersignal wird über die Netzmaschine 210 und die Zonen-ECU 100 an den Aktor 50 gesendet.
4 ist ein Konfigurationsdiagramm des Protokollumsetzers 213, der in 3 veranschaulicht ist. Der Protokollumsetzer 213 ist mit einem Zeitvorgabegenerator 213A und einem Puffer 213B ausgestattet.
Der Zeitvorgabegenerator 213A erzeugt (meldet) eine Zeitvorgabe zum Übertragen von Kameradaten über die Kommunikationsleitung des Protokolls B (PCIe, MlPI-CSI2 oder dergleichen) an das SoC 220 mit einer vorgegebenen Periode (z. B. 40 ms) gemäß der Bildrate der Kamera. Jedoch erzeugt (meldet) der Zeitvorgabegenerator 213A dann, wenn die Steuerdaten empfangen werden, die Zeitvorgabe zum Übertragen der Steuerdaten auf der Grundlage der höchsten Priorität über die Kommunikationsleitung des Protokolls C (CAN, SPI oder dergleichen). Der Puffer 213B führt eine Zwischenspeicherung durch, um Kameradaten mit einer vorgegebenen Periode zu übertragen.
Mit anderen Worten, der Zeitvorgabegenerator 213A der Netzmaschine 210 erzeugt die Zeitvorgabe zum Senden von Fahrzeugsteuerinformationen (Steuerdaten) an die integrierte Schaltung (das SoC 220 oder das SoC 230) mit Priorität vor den Informationen der externen Erkennung (den Kameradaten) und die Zeitvorgabe zum periodischen Senden der Informationen der externen Erkennung (der Kameradaten) an die integrierte Schaltung. Der Puffer 213B der Netzmaschine 210 speichert die Informationen der externen Erkennung (die Kameradaten) zwischen. Somit kann der Umfang der Kommunikation von der Netzmaschine 210 zur integrierten Schaltung (zum SoC 220 oder zum SoC 230) gesteuert werden.
Wie oben beschrieben ist, ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Prozessorlast der integrierten Schaltung (des SoC), die die in der Zonenarchitektur gesammelten Informationen verarbeitet, zu verringern.
In der vorliegenden Ausführungsform ist es durch Ändern der Informationen auf das Protokoll, das einer speziell dafür vorgesehenen Schnittstelle entspricht, die auf dem SoC angebracht ist, und Senden der Informationen möglich, Softwareverarbeitung und CPU-Last zu verringern. Ferner können als ein Ergebnis wichtige Steuerdaten mit geringer Verzögerung durch die CPU verarbeitet werden. Die Bildrate (fps) kann durch das Übertragen von Sensordaten wie etwa Kameradaten zu jeder bestimmten Periode garantiert werden. Als ein Ergebnis kann die Bildrate der Sensordaten garantiert werden.
(Modifikation der ersten Ausführungsform)
5 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Fahrzeugbordsystems, das eine integrierte ECU (eine Fahrzeugsteuervorrichtung) gemäß einer Modifikation der ersten Ausführungsform enthält. Wie in 5 veranschaulicht ist, kann die integrierte ECU einen Schalter enthalten, der für das Protokoll A (Ethernet) ausgelegt ist, um Daten von mehreren Zonen-ECU in die Netzmaschine einzugeben.
(Zweite Ausführungsform)
6 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Fahrzeugbordsystems, das die integrierte ECU 200 (die Fahrzeugsteuervorrichtung) gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält. Das SoC 220 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist mit Hardwarebetriebsmitteln (Datenspeicher, CPU) für jede Kommunikationsschnittstelle ausgestattet.
Eine CPU 1/GPU des SoC 220 verarbeitet die Kameradaten, die über die Kommunikationsleitung des Protokolls B (PCIe, MIPI-CSI2 oder dergleichen) empfangen werden. Mit anderen Worten, die Kameradaten (das Kamerabild) werden in den Bildgebungs-Verarbeitungschip oder den Beschleuniger eingegeben. Es sei erwähnt, dass die CPU 1/GPU in Zusammenarbeit mit einem Datenspeicher für Kameradaten als eine Daten-Sende/Empfangs-Einrichtung 221A, eine Vorverarbeitungseinheit 222A, die Erkennungsverarbeitungseinheit 223 und die Kognitivverarbeitungseinheit 224 fungiert.
Eine CPU 2 des SoC 220 verarbeitet die Steuerdaten, die über die Kommunikationsleitung des Protokolls C (CAN, SPI oder dergleichen) empfangen werden, und führt eine integrierte Steuerung eines Kraftübertragungssystems, eines Fahrwerkssystems, eines Karosseriesystems und dergleichen durch. Es sei erwähnt, dass die CPU 2 in Zusammenarbeit mit einem Datenspeicher für Steuerdaten als eine Daten-Sende/Empfangs-Einrichtung 221B, eine Vorverarbeitungseinheit 222B und die Bestimmungs/Steuerungs-Einheit 225 fungiert.
(Dritte Ausführungsform)
7 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Fahrzeugbordsystems, das die integrierte ECU 200 (die Fahrzeugsteuervorrichtung) gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Vorverarbeitungseinheit 222 nicht im SoC 220, sondern in der Netzmaschine 210 vorgesehen.
Durch das Durchführen der Vorverarbeitung bezüglich der Kameradaten (der Bilddaten) und der Steuerdaten in der Netzmaschine 210 kann die Verarbeitungslast auf der Seite des SoC 220 verringert werden.
(Vierte Ausführungsform)
8 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Fahrzeugbordsystems, das die integrierte ECU 200 (die Fahrzeugsteuervorrichtung) gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält. In der vorliegenden Ausführungsform ist die integrierte ECU 200 mit einem „System-in-Package“ (SiP) ausgestattet.
Das SiP enthält die Netzmaschine 210, die durch das FPGA gebildet ist, und das SoC 230 für Kameradaten. Die CPU oder GPU des SoC 230 führt eine Bildverarbeitung, Ai-Verarbeitung oder dergleichen auf den Kameradaten durch. Es sei erwähnt, dass die CPU oder GPU des SoC 230 in Zusammenarbeit mit dem Datenspeicher des SoC 230 als die Daten-Sende/Empfangs-Einrichtung 221A, die Vorverarbeitungseinheit 222, die Erkennungsverarbeitungseinheit 223 und die Kognitivverarbeitungseinheit 224 fungiert.
(Fünfte Ausführungsform)
9 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Fahrzeugbordsystems, das die integrierte ECU 200 (die Fahrzeugsteuervorrichtung) gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält. In der vorliegenden Ausführungsform ist die integrierte ECU 200 mit dem SoC 220 und dem SoC 230 ausgestattet, die für jede Kommunikationsschnittstelle des Ausgabeziels der Netzmaschine 210 verschieden sind.
(Sechste Ausführungsform)
10 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Fahrzeugbordsystems, das eine integrierte ECU (die Fahrzeugsteuervorrichtung) gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält. Die integrierte ECU gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist mit einem Verarbeitungssystem mit zwei Systemen ausgestattet, die jeweils aus einer Netzmaschine und einem SoC konfiguriert sind.
Mit der redundanten Konfiguration können die Steuerdaten selbst dann, wenn die Netzmaschine oder das SoC eines Systems ausfällt, zuverlässig durch das andere System verarbeitet werden.
(Siebte Ausführungsform)
11 ist ein erläuterndes Diagramm von Daten, die in einem Fahrzeugbordsystem, das eine integrierte ECU (eine Fahrzeugsteuervorrichtung) enthält, gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Es sei erwähnt, dass die Konfiguration des Fahrzeugbordsystems eine beliebige Konfiguration der ersten bis sechsten Ausführungsform sein kann. In der vorliegenden Ausführungsform sammelt die Zonen-ECU 100 mehrere Informationselemente und sendet die gesammelten Informationselemente als ein einziges Paket an die Netzmaschine 210 der integrierten ECU 200.
Insbesondere ordnet die Datensammeleinheit 103 der Zonen-ECU 100 die Informationselemente (die Daten) in der Reihenfolge der Priorität neu an, wenn mehrere Informationselemente in einem einzigen Paket gesammelt werden. Die Priorität ist in der Reihenfolge (der absteigenden Reihenfolge) von Steuerdaten, Sensorinformationen und Unterhaltungsinformationen (im Folgenden als „Unterhaltungsinformationen“ bezeichnet) höher. Das heißt, die Priorität der Steuerdaten ist die höchste und die Priorität der Unterhaltungsinformationen ist die niedrigste.
Es sei erwähnt, dass die Informationselemente, die in den Daten (im Paket) enthalten sind, in der Reihenfolge der Priorität angeordnet sein sollten und die Reihenfolge der Priorität eine absteigende Reihenfolge oder eine aufsteigende Reihenfolge sein kann. Außerdem kann die Priorität in der Reihenfolge (der absteigenden Reihenfolge) von Fahrwerkssystem-Informationen, Kraftübertragungssystem-Informationen, Informationen eines Systems zum autonomen Fahren, Karosseriesystem-Informationen und Infotainmentsystem-Informationen erhöht sein.
Die Daten-Sende/Empfangs-Einrichtung 211 der Netzmaschine 210 empfängt ein Paket von der Zonen-ECU 100. Jedes Informationselement, das im empfangenen Paket enthalten ist, wird im Datenspeicherbereich der Netzmaschine 210 gemäß der Priorität gespeichert.
Die Daten-Sende/Empfangs-Einrichtung 211 der Netzmaschine 210 sendet die Informationen (die Daten), die im Datenspeicherbereich gespeichert sind, gemäß der Zeitvorgabe, die durch den Zeitvorgabegenerator 213A erzeugt wird, an das SoC 220 oder das SoC 230.
Mit anderen Worten, die Netzmaschine 210 sendet die Informationen (Steuerdaten, Kameradaten und dergleichen) in der absteigenden Reihenfolge der Priorität an die integrierte Schaltung (das SoC 220 oder das SoC 230). Somit können die Informationen, die in der Zonenarchitektur gesammelt werden, gemäß der Priorität an die integrierte Schaltung (das SoC 220 oder das SoC 230) gesendet werden.
In der vorliegenden Ausführungsform sendet die Zonen-ECU 100 die mehreren gesammelten Informationselemente als ein einziges Paket, kann jedoch die gesammelten Informationselemente als mehrere Pakete in der absteigenden Reihenfolge der Priorität senden. Es sei erwähnt, dass die Quellenadresse jedes Informationselements zum Paket hinzugefügt wird.
(Identifikation und Sortieren der Daten)
12A ist ein erläuterndes Diagramm von Daten, die durch die Netzmaschine 210 der integrierten ECU 200 von der Zonen-ECU 100 empfangen werden.
Die Daten, die durch die Netzmaschine 210 empfangen werden, sind aus einem Kopf (Ether, IP, UDP) gemäß dem Protokoll A (Ethernet), einer Nutzlast, die eine Dateneinheit ist, und dergleichen konfiguriert. Der IP-Kopf enthält eine Zieladresse, eine Quellenadresse und dergleichen. In der vorliegenden Ausführungsform verwendet die Netzmaschine 210 die Quellenadresse des IP-Kopfs zur Datenidentifikation, jedoch kann die Quellenadresse, die im Ethernet-Kopf enthalten ist, ebenso verwendet werden.
12B ist ein erläuterndes Diagramm einer Tabelle 214, die durch die Netzmaschine 210 verwendet wird, um Daten zu identifizieren oder zu sortieren. Die Tabelle 214 ordnet jeder Quellenadresse ein Ausgangsprotokoll zu, das das Protokoll der Kommunikationsschnittstelle des SoC 220 angibt, die das Ziel ist, und speichert das Ergebnis.
Die Datenidentifikationseinheit 212 der Netzmaschine 210 liest das Ausgangsprotokoll, das der Quellenadresse des IP-Kopfs entspricht, aus der Tabelle 214. Zum Beispiel ist das Ausgangsprotokoll, das einer Quellenadresse (einer Quellen-IP) 192.168.0.1 entspricht, PCie und es wird identifiziert (bestimmt), dass die empfangenen Daten Kameradaten sind. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Ausgangsprotokoll der Art der Daten zugeordnet, jedoch kann die Quellenadresse (die Quellen-IP) der Art der Daten zugeordnet sein.
Es sei erwähnt, dass in der vorliegenden Ausführungsform eine IP-Adresse als die Quellenadresse verwendet wird, jedoch können eine MAC-Adresse oder eine Adresse eines virtuellen Nahbereichsnetzes (VLAN) verwendet werden. Außerdem kann die Quellenadresse in der Nutzlast enthalten sein.
(Ausgangsrahmen)
13 ist ein erläuterndes Diagramm von Daten (Eingangsdatenrahmen), die in die Netzmaschine 210 eingegeben werden, und von Daten (Ausgangsrahmen), die von der Netzmaschine 210 ausgegeben werden.
Wenn die Daten, die in die Netzmaschine 210 eingegeben werden, Sensordaten sind, wird der Ausgangsrahmen erhalten, indem ein Kopf (Ether, IP, UDP) aus dem Eingangsdatenrahmen entfernt wird. Wenn ferner die Daten, die in die Netzmaschine 210 eingegeben werden, Steuerdaten sind, wird der Ausgangsrahmen erhalten, indem der Kopf (Ether, IP, UDP) aus dem Eingangsdatenrahmen entfernt wird und der Kopf (CAN, SPI, usw.) des Ausgangsprotokolls hinzugefügt wird. Jedoch können der Ether-Kopf, der IP-Kopf und der UDP-Kopf des Ausgangsrahmens der Steuerdaten nach der Nutzlast hinzugefügt werden.
(Betrieb der Netzmaschine)
15 ist ein Ablaufplan, der die Verarbeitung der Netzmaschine 210 veranschaulicht.
Nach dem Empfangen von Daten von der Zonen-ECU 100 (S10: JA) identifiziert die Netzmaschine 210 die empfangenen Daten (S15).
Insbesondere empfängt die Netzmaschine 210 Daten (ein Paket) die mehrere Paare der Informationen (Steuerdaten, Kameradaten und dergleichen) und ihrer Quellenadresse enthalten, gemäß einem ersten Kommunikationsprotokoll (Protokoll A). Die Netzmaschine 210 identifiziert das Kommunikationsprotokoll (Protokoll B, C) der Kommunikationsschnittstelle der integrierten Zielschaltung (des SoC 220 oder des SoC 230), das der Quellenadresse jedes Elements der Informationen entspricht.
Die Netzmaschine 210 identifiziert aus dem Kommunikationsprotokoll (Protokoll B, C) der Kommunikationsschnittstelle der integrierten Zielschaltung (des SoC 220 oder des SoC 230), das der Quellenadresse jedes Elements der Informationen (Steuerdaten, Kameradaten und dergleichen) entspricht, ob jedes Informationselement Fahrzeugsteuerinformationen (Steuerdaten), die Informationen angeben, die verwendet werden, um das Fahrzeug zu steuern, oder Informationen der externen Erkennung (Kameradaten), die Informationen angeben, die über die externe Umgebung des Fahrzeugs erkannt werden, ist. Somit kann die Art der Informationen, die in der Zonenarchitektur gesammelt werden, identifiziert werden.
Wenn die identifizierten Daten Kameradaten sind (S20: JA), schreibt die Netzmaschine 210 die Kameradaten in den Puffer 213B (S25). Es sei erwähnt, dass die Bedingung JA in S20 nicht darauf eingeschränkt ist, dass die identifizierten Daten die Kameradaten (Informationen der externen Erkennung) sind, und diese andere Sensordaten sein können, die keine Steuerdaten sind.
Die Netzmaschine 210 sendet die Kameradaten, die im Puffer 213B gespeichert sind, zu jeder vorgegebenen Periode (z. B. 40 ms) (S30: JA) gemäß der Bildrate der Kamera an das SoC 220 (S35). Wenn indes die identifizierten Daten Steuerdaten sind (S20: NEIN), sendet die Netzmaschine 210 die Steuerdaten an das SoC 220 (S35).
Mit anderen Worten, die Netzmaschine 210 sortiert die Informationen (Steuerdaten, Kameradaten und dergleichen) nach jedem identifizierten Kommunikationsprotokoll (Protokoll B, C), setzt die sortierten Informationen in Daten des identifizierten Kommunikationsprotokolls um und sendet jedes umgesetzte Element der Daten über die Kommunikationsschnittstelle (Protokoll B, C) der integrierten Zielschaltung (des SoC 220 oder des SoC 230) an die integrierte Zielschaltung. Somit können die Informationen, die in der Zonenarchitektur gesammelt werden, sortiert werden und die sortierten Informationen können an die integrierte Zielschaltung (das SoC 220 oder das SoC 230) gesendet werden.
Die Netzmaschine 210 sendet die Fahrzeugsteuerinformationen (die Steuerdaten) mit Priorität vor den Informationen der externen Erkennung (den Kameradaten) an die integrierte Schaltung (das SoC 220 oder das SoC 230). Somit kann das Fahrzeug mit geringer Verzögerung gesteuert werden.
Das Kommunikationsprotokoll (Protokoll B, C) der Kommunikationsschnittstelle der integrierten Zielschaltung (des SoC 220 oder des SoC 230), das der Quellenadresse jedes Elements der Informationen (Steuerdaten, Kameradaten und dergleichen) entspricht, unterscheidet sich vom ersten Kommunikationsprotokoll (Protokoll A). Insbesondere ist die Kommunikationsgeschwindigkeit des ersten Kommunikationsprotokolls (Protokoll A) höher als die Kommunikationsgeschwindigkeit des Kommunikationsprotokolls (Protokoll B, C) der Kommunikationsschnittstelle der integrierten Zielschaltung (das SoC 220 oder das SoC 230), das der Quellenadresse jedes Elements der Informationen entspricht. Somit können die Informationen, die in der Zonenarchitektur gesammelt werden, mit hoher Geschwindigkeit von der Zonen-ECU 100 zur integrierten ECU 200 gesendet werden.
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können die folgenden Aspekte aufweisen.

(1) Eine Fahrzeugsteuervorrichtung, die eine zweite Vorrichtung (die Netzmaschine 210) enthält, die ein erstes Kommunikationsverfahren (Protokoll A) verwendet, um erste Informationen zu empfangen, die Fahrzeugsteuerinformationen (Steuerdaten 40) und Informationen der fahrzeugexternen Erkennung (Kameradaten, Punktwolkendaten und dergleichen) enthalten, die durch eine erste Vorrichtung (die Zonen-ECU 100) gesendet werden, die ersten Informationen für jedes zu sendende Informationselement in verschiedene Bereiche (Ziele mit verschiedenen Protokollen) trennt und die getrennten Informationen an einen Client (das SoC 220) sendet, der eine Berechnung durchführt, wobei die zweite Vorrichtung mit einem Protokollumsetzer (213) ausgestattet ist, der gemäß den Informationen ein Verfahren (ein Protokoll) zur Übertragung an den Client auswählt und das Übertragungsprotokoll der Informationen gemäß dem ausgewählten Übertragungsverfahren umsetzt.
(2) Die Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß (1), wobei der Protokollumsetzer (213) das Protokoll in ein Kommunikationsverfahren (Protokoll B, C) umsetzt, das vom ersten Kommunikationsverfahren (Protokoll A) verschieden ist.
(3) Die Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß (2), wobei das erste Kommunikationsverfahren (Protokoll A) bei der Datenübertragung schneller als das andere Kommunikationsverfahren (Protokoll B, C) ist.
(4) Die Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß (1), wobei die zweite Vorrichtung (die Netzmaschine 210) eine Datenquellen-Identifikationseinheit (die Datenidentifikationseinheit 212) aufweist, die identifiziert, ob die ersten Informationen die Fahrzeugsteuerinformationen (die Steuerdaten 40) oder die Informationen der externen Erkennung (die Kameradaten) sind.
(5) Die Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß (1), wobei die zweite Vorrichtung (die Netzmaschine 210) die Fahrzeugsteuerinformationen (die Steuerdaten 40) mit Priorität vor den Informationen der externen Erkennung (den Kameradaten) an den Client (das SoC 220) sendet.
(6) Die Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß (1), wobei der Protokollumsetzer (213) mit einer Puffereinheit (dem Puffer 213B) zum periodischen Senden der Informationen der externen Erkennung (der Kameradaten) aus den ersten Informationen, die von der ersten Vorrichtung (der Zonen-ECU 100) empfangen werden, an den Client (das SoC 220) und einem Zeitvorgabegenerator (213A), der die Zeitvorgabe der Übertragung an den Client erzeugt, ausgestattet ist.

Es sei erwähnt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen eingeschränkt ist und diverse Modifikationen enthält. Zum Beispiel sind die oben beschriebenen Ausführungsformen im Einzelnen beschrieben worden, um die vorliegende Erfindung auf eine leicht zu verstehende Weise zu beschreiben, und sind nicht notwendigerweise auf jene eingeschränkt, , die mit allen beschriebenen Konfigurationen ausgestattet sind. Außerdem kann ein Abschnitt der Konfiguration einer Ausführungsform durch die Konfiguration einer weiteren Ausführungsform ersetzt werden und die Konfiguration einer weiteren Ausführungsform kann ebenso zur Konfiguration einer Ausführungsform hinzugefügt werden. Außerdem ist es möglich, einige der den Konfigurationen der Ausführungsformen mit anderen Konfigurationen zu ergänzen und auszutauschen und sie zu löschen.
Außerdem können einige oder alle der oben beschriebenen Konfigurationen, Funktionen und dergleichen durch Hardware implementiert sein, indem sie z. B. mit einer integrierten Schaltung entworfen werden. Außerdem kann jede der oben beschriebenen Konfigurationen, Funktionen und dergleichen durch Software implementiert sein, indem ein Prozessor ein Programm zum Implementieren jeder Funktion interpretiert und ausführt. Informationen wie etwa ein Programm, eine Tabelle und eine Datei zum Implementieren jeder Funktion können in einem Datenspeicher, einer Aufzeichnungsvorrichtung wie etwa einer Festplatte oder einem Festkörperlaufwerk (SSD) oder einem Aufzeichnungsmedium wie etwa einer IC-Karte, einer SD-Karte oder einer DVD gespeichert sein.
Bezugszeichenliste

10: Sensor
20: Sensor
30: Sensor
40: Steuerdaten
50: Aktor
100: Zonen-ECU
101: Daten-Sende/Empfangs-Einrichtung
102: Datenkennungs-Zuweisungseinheit
103: Datensammeleinheit
210: Netzmaschine
211: Daten-Sende/Empfangs-Einrichtung
212: Datenidentifikationseinheit
213: Protokollumsetzer
213A: Zeitvorgabegenerator
213B: Puffer
214: Tabelle
221: Daten-Sende/Empfangs-Einrichtung
221A: Daten-Sende/Empfangs-Einrichtung
221B: Daten-Sende/Empfangs-Einrichtung
222: Vorverarbeitungseinheit
222A: Vorverarbeitungseinheit
222B: Vorverarbeitungseinheit
223: Erkennungsverarbeitungseinheit
224: Kognitivverarbeitungseinheit
225: Bestimmungs/Steuerungseinheit

Claims

Fahrzeugsteuervorrichtung, die Folgendes umfasst: mindestens eine integrierte Schaltung, die Informationen verarbeitet; und eine Netzmaschine, die Daten, die mehrere Paare der Informationen und einer Quellenadresse der Informationen enthalten, gemäß einem ersten Kommunikationsprotokoll empfängt, ein Kommunikationsprotokoll einer Kommunikationsschnittstelle einer integrierten Zielschaltung, das der Quellenadresse jedes Elements der Informationen entspricht, identifiziert, die Informationen nach jedem identifizierten Kommunikationsprotokoll sortiert, die sortierten Informationen in Daten des identifizierten Kommunikationsprotokolls umsetzt und jedes umgesetzte Datenelement über die Kommunikationsschnittstelle der integrierten Zielschaltung an die integrierte Zielschaltung sendet.
Fahrzeugsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Kommunikationsprotokoll der Kommunikationsschnittstelle der integrierten Zielschaltung, das der Quellenadresse jedes Elements der Informationen entspricht, vom ersten Kommunikationsprotokoll verschieden ist.
Fahrzeugsteuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei eine Kommunikationsgeschwindigkeit des ersten Kommunikationsprotokolls höher als eine Kommunikationsgeschwindigkeit des Kommunikationsprotokolls der Kommunikationsschnittstelle der integrierten Zielschaltung, das der Quellenadresse jedes Elements der Informationen entspricht, ist.
Fahrzeugsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Netzmaschine aus dem Kommunikationsprotokoll der Kommunikationsschnittstelle der integrierten Zielschaltung, das der Quellenadresse jedes Elements der Informationen entspricht, identifiziert, ob jedes Element der Informationen Fahrzeugsteuerinformationen, die Informationen angeben, die verwendet werden, um ein Fahrzeug zu steuern, oder Informationen der externen Erkennung, die Informationen angeben, die über eine externe Umgebung des Fahrzeugs erkannt werden, ist.
Fahrzeugsteuervorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Netzmaschine die Fahrzeugsteuerinformationen mit Priorität vor den Informationen der externen Erkennung an die integrierte Schaltung sendet.
Fahrzeugsteuervorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Netzmaschine ausgestattet ist mit einem Zeitvorgabegenerator, der eine Zeitvorgabe zum Senden der Fahrzeugsteuerinformationen mit Priorität vor den Informationen der externen Erkennung an die integrierte Schaltung und eine Zeitvorgabe zum periodischen Senden der Informationen der externen Erkennung an die integrierte Schaltung erzeugt, und einem Puffer, der die Informationen der externen Erkennung zwischenspeichert.
Fahrzeugsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Informationen, die in den Daten enthalten sind, in der Reihenfolge der Priorität angeordnet sind, und die Netzmaschine die Informationen in der absteigenden Reihenfolge der Priorität an die integrierte Schaltung sendet.