JP2012530395A - 車両通信インタフェース及びその作動方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は、ソフトウェアアプリケーションと、VCIの物理インタフェースに接続される複数のソフトウェアドライバとの間で、単一の通信プロトコルを使用可能にする車両通信インタフェース(VCI)に関する。また、本発明は、パーソナルコンピュータ等のホストシステムを使用した車両との通信方法に関する。また、本発明は、車両から受信した情報を処理するソフトウェアアプリケーションと複数のソフトウェアドライバとの間で、単一の通信プロトコルを使用する方法に関する。
【選択図】図1
【選択図】図1
Description
本発明は、概して車内に配置された電子制御式システムと通信するように設計されたシステム及び装置に関する。また、本発明は、概して電子制御式システムと通信するための方法に関する。
現在利用可能な車両通信インタフェース(VCI)装置によって、車両(例えば、自動車)内部の1つ又はそれ以上の電子制御式システムと車両外部のホストシステム(例えば、パーソナルコンピュータ)との間の通信を行うことができる。このようなVCIの通信は、車内のシステムが使用する通信プロトコルと車外のホストシステムが使用する通信プロトコルとの間を効率的に「変換」することで可能になっている。
実際には、現在利用可能なVCIによって、例えば、自動車のアンチロックブレーキシステム(ABS)及び/又は変速機システムは、自動車診断ソフトウェアを実行するパーソナルコンピュータと通信することができる。詳細には、VCIは自動車の通信プロトコル(例えば、コントローラー・エリア・ネットワーク(CAN)プロトコル、ISO9141プロトコル、CCDプロトコル、ディジタルコマンド言語(DCLプロトコル)及び/又はJl850プロトコル)と、パーソナルコンピュータが使用するプロトコル(例えば、RS232プロトコル、ユニバーサル・シリアル・バス(USB)プロトコル、イーサネットプロトコル、ブルートゥース(登録商標)プロトコル、及び/又はWiFi(商標)プロトコル)との間を変換する。この変換によって、データ及び/又はコマンドは自動車システムとパーソナルコンピュータとの間で伝送可能になる。同様に、この変換によって、コンピュータを利用して1つ又はそれ以上の自動車システムを診断することが可能になる。
前述のように、ホストシステム(例えば、パーソナルコンピュータ)は複数の通信プロトコルを使用する。従って、現在利用可能な特定のVCI装置は、ホストシステムの1つ又はそれ以上のポートに接続されるように設計された複数の物理ソケットを備えている。例えば、現在利用可能な特定のVCI装置は、RS232ソケット、USBソケット、イーサネットソケット、ブルートゥース(登録商標)ソケット、及びWiFi(商標)ソケットを有している。同様に、これらのソケットの各々は、VCI内に配置された関連のソフトウェアドライバを有している。
また、現在利用可能な特定のVCI装置は、1つ又はそれ以上のソフトウェアアプリケーションを備えており、その多くは車内システムから受信したデータを少なくとも何らかの処理を行うことが可能である。これらのソフトウェアアプリケーションが、VCIが備える物理ソケットの各々に関連するソフトウェアドライバと通信するためには、アプリケーションと各々のソフトウェアドライバとの間に別個のアプリケーションインタフェースが必要である。各々のアプリケーションインタフェースは別個にプログラムする必要があるので、各々の追加のアプリケーションインタフェースが原因でVCI装置を製造する複雑性及びコストが高くなる。
少なくとも前述の点に鑑みて、VCI内に見いだされるソフトウェアアプリケーションと、外部ホストシステムとの通信を容易にする複数のソフトウェアドライバとの間のアプリケーションインタフェースの数を最小限にした、新規の車両通信インタフェース(VCI)装置を提供することが望まれるであろう。また、外部ホストシステムがVCIを利用して車両と通信することを可能にするための、新規で一層コスト効率の良い方法を提供することが望まれるであろう。
前述のニーズは本発明の1つ又はそれ以上の実施形態により大部分が満たされる。1つの実施形態ではVCIを備える。VCIは、車両から受信したデータを処理するように構成されたソフトウェアアプリケーションを含む。また、VCIは、第1の通信プロトコルを用いて第1のホストシステムインタフェースと通信するように構成された第1のドライバを含む。更に、VCIは、第2の通信プロトコルを用いて第2のホストシステムインタフェースと通信するように構成された第2のドライバを含む。更に、VCIは、第3の通信プロトコルを用いてアプリケーション、第1のドライバ、及び第2のドライバの各々と通信するように構成された標準化インタフェースも含む。
本発明の別の実施形態では車両と通信する方法を提供する。本方法は、ソフトウェアアプリケーションを用いて車両から受信した情報を処理する段階を含む。また、本方法は、第1のドライバ及び第1の通信プロトコルを用いて第1のホストシステムインタフェースと通信する段階を含む。更に、本方法は、第2のドライバ及び第2の通信プロトコルを用いて第2のホストシステムインタフェースと通信する段階を含む。更に、本方法は、標準化インタフェース及び第3の通信プロトコルを用いてアプリケーション、第1のドライバ、及び第2のドライバと通信する段階を含む。
本発明の更に別の実施形態では別のVCIを備える。VCIは、車両から受信した情報を処理する手段を含む。また、VCIは、第1の通信プロトコルを用いて第1のホストシステムインタフェースと通信するための手段を含む。更に、VCIは、第2の通信プロトコルを用いて第2のホストシステムインタフェースと通信するための手段を含む。更に、VCIは、第3の通信プロトコルを用いて、前記処理する手段、第1のホストシステムインタフェースと通信する手段、及び第2のホストシステムインタフェースと通信する手段と通信する手段を含む。
本発明の特定の実施形態は、本明細書の詳細な説明が良く理解できるように、及び現在の技術的な貢献を良く理解できるように多少広範に概要が説明されている。勿論、以下に説明され、添付請求項の主題を形成する本発明の別の実施形態が存在する。
この点において、本発明の少なくとも1つの実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、その用途において、以下に説明される又は図面に示される詳細構造及び構成要素の配置に限定されるものではないことを理解されたい。本発明は、詳細な説明とは別に具現化でき、種々の方法で実施及び実行することができる。また、本明細書及び要約で用いる用語及び専門語は説明目的であり限定するものと見なすべきでないことを理解されたい。
従って、当業者であれば、本開示が立脚する概念は、本発明の幾つかの目的を実現する別の構成、方法、及びシステムを設計するための基礎として容易に利用できることを理解できるはずである。従って、請求項は本発明の精神及び範囲から逸脱しない限りにおいて、このような均等物を含むと見なされることは重要である。
本発明は、図面を参照して説明するが、全体を通して同じ図面番号は同じ部品を参照するものである。図1は、本発明の実施形態による車両通信インタフェース(VCI)10の概略図である。図1に示すように、VCI10は、複数の車両インタフェース14、16、18、20、22を介して車両12へ接続されると共に、複数のホストシステムインタフェース26、28、30、32、34を介してホストシステム24へ接続される。詳細には、ホストシステムインタフェース26、28、30、32、34は、有線又は無線のどちらかでホストシステム24の複数のポート36、38、40、42、44に接続される。
図1には車両インタフェース14、16、18、20、22に使用するものとしてCAN、ISO9141、CCD、DCL、及びJ1850プロトコルが示されているが、本発明の特定の実施形態によれば、1つ又はそれ以上インタフェースが別のプロトコルを使用することもできる。また、図1にはホストシステムインタフェース26、28、30、32、34に使用するものとしてUSB、USB On−The−Go(OTG)、WiFi(商標)、ブルートゥース(登録商標)、及びイーサネットプロトコルが示されているが、1つ又はそれ以上のインタフェースに別のプロトコルを使用することは本発明の実施形態の範囲にある。
前述の構成要素に加えて、図1に示すVCI10は、ソフトウェアアプリケーション46、複数のソフトウェアドライバ48、50、52、54、56、及びソフトウェアアプリケーション46とソフトウェアドライバ48、50、52、54、56との間で作動する標準化インタフェース58を含む。図1には示されていないが、ソフトウェアアプリケーション46、ソフトウェアドライバ48、50、52、54、56及び標準化インタフェース58の全ては、VCI10内に設けることができる1つ又はそれ以上のプロセッサ及び/又は記憶装置の記憶場所に実装することができる。
ソフトウェアアプリケーション46は、車両12からVCI10の車両インタフェース14、16、18、20、22の1つを経由して受信されるデータを処理するように構成される。例えば、ソフトウェアアプリケーション46は、車両のアンチロックブレーキシステムから受信したデータをホストシステム24がブレーキの故障を示すものとして識別できる信号へ変換できる。
本発明の特定の実施形態によれば、ソフトウェアアプリケーション46が車両12からの受信データを処理した後、このデータは標準化インタフェース58へ転送される。標準化インタフェース58はソフトウェアアプリケーション46及びソフトウェアドライバ48、50、52、54、56,の各々と通信するように構成されているので、この通信は典型的には単一のプロトコルを用いて行われる。図1に示す本発明の実施形態において、使用されるプロトコルは、伝送制御プロトコル/インターネットプロトコル(TCP/IP)プロトコルである。しかしながら別のプロトコルも使用できる。
ホストシステムインタフェース26、28、30、32、34は、典型的にはTCP/IPプロトコルを用いてホストシステム24と通信するように構成されていないので、ソフトウェアドライバ48、50、52、54、56の各々は、典型的には接続されるホストシステムインタフェースと別の通信プロトコルを用いて通信するように構成されている。例えば、図1に示す最も左側のソフトウェアドライバ48と最も右側のソフトウェアドライバ56の両者は、TCP/IPプロトコルを用いて標準化インタフェース58と通信するが、最も左側のソフトウェアドライバ48は最も左側のホストシステムインタフェース26とUSBプロトコルを用いて通信するように構成され、一方で、最も右側のソフトウェアドライバ56は最も右側のホストシステムインタフェース34とイーサネットプロトコルを用いて通信するように構成されている。
本発明の特定の実施形態において、標準化インタフェース58は、ホストシステムインタフェース26、28、30、32、34の1つに電子的に接続されるホストシステム24に対してIPアドレスを割り当てるように構成されている。これにより前述のTCP/IPプロトコルを実施することが可能になる。
図1に示すように、特定のホストシステムインタフェース(例えば、USBインタフェース26、USB OTGインタフェース28、及びイーサネットインタフェース34)は、ホストシステム24に対して物理的に接続するように構成されている。このような物理的接続は、例えば、ケーブルを用いて行うことができる。また、図1に示すように、特定のホストシステムインタフェース(例えば、WiFi(商標)インタフェース30及びブルートゥース(登録商標)インタフェース32)は、ホストシステム24に対して無線通信するように構成されている。
本発明の特定の実施形態において、第1のソフトウェアドライバと第1のホストシステムインタフェースとの間に用いる通信プロトコルは、第2のソフトウェアドライバと第2のホストシステムインタフェースとの間に用いる通信プロトコルとは異なっている。例えば、VCI内で用いる通信プロトコルとしては、2つ又はそれ以上のRS232プロトコル、USBプロトコル、USB OTGプロトコル、イーサネットプロトコル、ブルートゥース(登録商標)プロトコル、及びWiFi(商標)プロトコルを挙げることができる。勿論、別の通信プロトコルを使用することは本発明の範疇である。
図2は本発明の実施形態による図1に示すVCI10内に含まれる物理的構成要素の概略図である。詳細には、図2では、前述の車両インタフェース14、16、18、20、22及びホストシステムインタフェース26、28、30、32、34だけでなく、プロセッサ60、メモリ62、ディスプレイ64、及びオペレータインタフェース66も含まれている。本発明の本実施形態において、ソフトウェアアプリケーション46及びソフトウェアドライバ48、50、52、54、56は、プロセッサ60を用いて実装され、必要であれば、メモリ62に部分的に又は完全に格納することもできる。本発明の全てのVCI装置が含むわけではないが、例えば、ディスプレイ64及びオペレータインタフェース66により、オペレータはVCI10の状態を見ること及びソフトウェアアプリケーション46から情報を取得すること、及び/又はオペレータは、例えばオペレータインタフェース66としてのタッチスクリーン又はキーパッドを用いてVCI 10へ入力を行うことができる。
図3は、本発明の実施形態による車両との通信方法のステップを示すフローチャートである。フローチャートのステップ68では、ソフトウェアアプリケーションを用いて車両から受信した情報を処理する。本発明の特定の実施形態において、情報は、変速機システム、燃料噴射システム、及び定速走行システム等の自動車の電子システムから受信する。情報としては、1つ又はそれ以上の車両システムに関連するエラーメッセージ、車両システムの操作パラメータ(例えば、回転情報、温度、電流又は電圧レベル等)を挙げることがでる。本ステップが図1に示すVCI10を用いて実装される場合、情報は、1つ又はそれ以上の車両インタフェース14、16、18、20、22を経由してVCIに入力され、ソフトウェアアプリケーション46を用いて処理される。
図3のステップ70では、第1のドライバ及び第1の通信プロトコルを用いて第1のホストシステムインタフェースと通信する。本ステップは、例えば、ステップ68で言及した情報の少なくとも一部を、図1のソフトウェアアプリケーション46からホストシステム24へWiFiソフトウェアドライバ52及びWiFi物理インタフェース30を経由してWiFプロトコルを用いて無線送信することで実行できる。
次に、ステップ72では、第1の通信プロトコルが、RS232プロトコル、USBプロトコル、USB OTGプロトコル、イーサネットプロトコル、ブルートゥース(登録商標)プロトコル、及びWiFi(商標)プロトコルの少なくとも1つを含むように選択される。本ステップを図1に示すVCI10を用いて実行する場合、通信プロトコルの選択は、どのホストシステムインタフェースを使用するかに依存する。例えばVCI10がホストシステム24のイーサネットポートに接続される場合はイーサネットプロトコルが選択されることになる。
図3のステップ74では、第2のドライバ及び第2の通信プロトコルを用いて第2のホストシステムインタフェースと通信する。本ステップは、例えば、ステップ68で言及した情報の少なくとも一部を、図1のソフトウェアアプリケーション46からホストシステム24へUSBソフトウェアドライバ48及びUSB物理インタフェース26を経由してUSBプロトコル及びUSBインタフェース26をホストシステムのUSBポート36へ接続するケーブルを用いて送信することで実行できる。
図3に示すフローチャートのステップ76では、第2の通信プロトコルが、RS232プロトコル、USBプロトコル、USB OTGプロトコル、イーサネットプロトコル、ブルートゥース(登録商標)プロトコル、及びWiFi(商標)プロトコルの少なくとも1つを含むように選択される。本発明の特定の実施形態では、第1の通信プロトコル及び第2の通信プロトコルはお互いに異なるように選択される。例えば、第1の通信プロトコルがRS232プロトコルに選択されると、第2の通信プロトコルはRS232プロトコル以外に選択できる。
ステップ72の実行と同様に、ステップ76における通信プロトコルの選択は、どのホストシステムインタフェースを使用するかに依存する。しかしながら、一度実行されると、ステップ72及び76により、図1に示すVCI10は、ホストシステムの異なるポートに接続することができる。例えば、VCI10は、ブルートゥース(登録商標)を用いて1つのPCに無線接続することができると共に、別のPCの別のUSBポートにケーブル接続することができる。典型的には、本発明のVCIは、一度に1つのホストシステムにのみ接続される。しかしながら、VCIを複数のホストシステムに接続することは本発明の範疇である。
図3に示すフローチャートのステップ78では、標準化インタフェース及び第3の通信プロトコルを用いてアプリケーション、第1のドライバ、及び第2のドライバと通信する。本ステップを実行する場合、本発明の特定の実施形態では、第3の通信プロトコルがTCP/IPプロトコルを含むように選択される。これらの特定の実施形態において、ステップ80では、標準化インタフェース及びIPアドレスを用いて、第1のホストシステムインタフェースに電子接続されるホストシステムを指定する。
図1に示すVCI10を用いて図3に示すフローチャートのステップ78及び80を実行する場合、車両12から受信された情報は、ソフトウェアアプリケーション46が、車両インタフェース14、16、18、20、22の1つを経由して、VCI10と通信する車両電子システムが使用する通信プロトコル(例えば、CANプロトコル、ISO9141プロトコル、CCDプロトコル、DCLプロトコル、Jl850プロトコル等)を用いて受信する。その際、情報は、車両インタフェース14、16、18、20、22とソフトウェアアプリケーション46との間に配置できる1つ又はそれ以上のソフトウェアドライバ(図示せず)を用いてソフトウェアアプリケーション46に伝達される場合もある。
ソフトウェアアプリケーション46で受信されると、情報はソフトウェアアプリケーション46で処理されてTCP/IPプロトコルを用いて標準化インタフェース58へ送られる。その際、標準化ソフトウェアアプリケーション46は処理済み情報をTCP/IPプロトコルを用いて1つ又はそれ以上のソフトウェアドライバ48、50、52、54、56へ送り、該ドライバはこの情報を関連のホストシステムインタフェース26、28、30、32、34へ、最終的にはホストシステム24へ送る。
前述の装置及び方法の1つの利点は、別々のソフトウェアドライバを備えて別々のソフトウェアドライバを各々のホストシステムインタフェースのために別々に開発するのではなく、単一の標準化インタフェースを使用して、ソフトウェアアプリケーションと全てのソフトウェアドライバとの間で情報を伝えることができる。これにより、VCI及び通信方法の全体的な複雑性及びコストが低減する。
図3に戻ると、ステップ82では、ホストシステムを第1のホストシステムインタフェースへ物理的に接続する。もしくは、ステップ84では、第1のホストシステムインタフェースと該インタフェースに接続されたホストシステムとの間で無線通信を行う。典型的には、ステップ82又はステップ84は本発明の方法を実行する場合に選択される。しかしながら、複数のホストシステムへの接続が望ましい場合にステップ82及び84を一緒に実行すること又は順次実行することは本発明の範疇である。
本発明の多くの特徴及び利点は詳細な明細書から理解できるので、添付の請求項は発明の真の精神及び範疇にある本発明の全ての特徴及び利点をカバーすることが意図されている。更に、当業者であれば多数の変更物及び変形物を容易に思い付くので、本発明は図示及び説明した特定の構造及び作動に限定されるものではなく、全ての適切な変更物及び均等物、本発明の範疇に存在し、その範疇に入るものである。
Claims (20)
- 車両から受信したデータを処理するように構成されたソフトウェアアプリケーションと;
第1の通信プロトコルを用いて第1のホストシステムインタフェースと通信するように構成された第1のドライバと;
第2の通信プロトコルを用いて第2のホストシステムインタフェースと通信するように構成された第2のドライバと;
第3の通信プロトコルを用いて前記アプリケーション、前記第1のドライバ、及び前記第2のドライバの各々と通信するように構成された標準化インタフェースと;
を備えることを特徴とする車両通信インタフェース(VCI)。 - 前記第3の通信プロトコルが、伝送制御プロトコル/インターネットプロトコル(TCP/IP)プロトコルを備えることを特徴とする請求項1に記載のVCI。
- 前記標準化インタフェースが、第1のホストシステムインタフェースに電子的に接続されるホストシステムに対するIPアドレスを割り当てるように更に構成されることを特徴とする請求項2に記載のVCI。
- 前記第1のホストシステムインタフェースが、ホストシステムと物理的に接続されるように構成されることを特徴とする請求項1に記載のVCI。
- 前記第1のホストシステムインタフェースが、ホストシステムと無線通信するように構成されることを特徴とする請求項1に記載のVCI。
- 前記第1の通信プロトコルが、RS232プロトコル、ユニバーサル・シリアル・バス(USB)プロトコル、USB On−The−Go(OTG)プロトコル、イーサネットプロトコル、ブルートゥース(登録商標)プロトコル、及びWiFi(商標)プロトコルのうちの少なくとも1つを備えるように選択されることを特徴とする請求項1に記載のVCI。
- 前記第2の通信プロトコルが、RS232プロトコル、USBプロトコル、USB OTGプロトコル、イーサネットプロトコル、ブルートゥース(登録商標)プロトコル、及びWiFi(商標)プロトコルのうちの少なくとも1つを備えるように選択されることを特徴とする請求項6に記載のVCI。
- 前記第1の通信プロトコルと前記第2の通信プロトコルとが互いに異なることを特徴とする請求項7に記載のVCI。
- 車両と通信を行う方法であって、
ソフトウェアアプリケーションを用いて車両から受信した情報を処理する段階と;
第1のドライバ及び第1の通信プロトコルを用いて第1のホストシステムインタフェースと通信する段階と;
第2のドライバ及び第2の通信プロトコルを用いて第2のホストシステムインタフェースと通信する段階と;
標準化インタフェース及び第3の通信プロトコルを用いて前記アプリケーション、前記第1のドライバ、及び前記第2のドライバと通信する段階と;
を含む方法。 - 前記第3の通信プロトコルが、伝送制御プロトコル/インターネットプロトコル(TCP/IP)プロトコルを備えることを特徴とする請求項9に記載の方法。
- 前記標準化インタフェースを用いて、前記第1のホストシステムインタフェースに接続されるホストシステムに対するIPアドレスを割り当てる段階を更に含むことを特徴とする請求項10に記載の方法。
- コンピュータを前記第1のホストシステムインタフェースへ物理的に接続する段階を更に含むことを特徴とする請求項9に記載の方法。
- 前記第1のホストシステムインタフェースと該インタフェースへ接続されるホストシステムとの間を無線通信する段階を更に含むことを特徴とする請求項9に記載の方法。
- 前記第1の通信プロトコルが、RS232プロトコル、ユニバーサル・シリアル・バス(USB)プロトコル、USB On−The−Go(OTG)プロトコル、イーサネットプロトコル、ブルートゥース(登録商標)プロトコル、及びWiFi(商標)プロトコルのうちの少なくとも1つを備えるように選択される段階を更に含むことを特徴とする請求項9に記載の方法。
- 前記第2の通信プロトコルが、RS232プロトコル、ユニバーサル・シリアル・バス(USB)プロトコル、USB On−The−Go(OTG)プロトコル、イーサネットプロトコル、ブルートゥース(登録商標)プロトコル、及びWiFi(商標)プロトコルのうちの少なくとも1つを備えるように選択される段階を更に含むことを特徴とする請求項14に記載の方法。
- 前記第1の通信プロトコルと前記第2の通信プロトコルとは互いに異なることを特徴とする請求項15に記載の方法。
- 車両から受信した情報を処理する手段と;
第1の通信プロトコルを用いて第1のホストシステムインタフェースと通信するための手段と;
第2の通信プロトコルを用いて第2のホストシステムインタフェースと通信するための手段と;
第3の通信プロトコルを用いて前記処理手段、前記第1のホストシステムインタフェースと通信する手段、及び前記第2のホストシステムインタフェースと通信する手段と通信する手段と;
を備えることを特徴とする車両通信インタフェース(VCI)。 - 前記標準化インタフェースを用いて、前記第1のホストシステムインタフェースに接続されるホストシステムに対するIPアドレスを割り当てる手段を更に備えることを特徴とする請求項17記載のVCI。
- 前記第1のホストシステムインタフェースと該第1のホストシステムインタフェースに接続されるホストシステムとの間で無線通信を行う手段を更に備えることを特徴とする請求項17に記載のVCI。
- 前記第1の通信プロトコル及び前記第2の通信プロトコルは互いに異なることを特徴とする請求項17に記載のVCI。
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