JP2017047816A - 入力データ処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】入力データの処理効率を向上できる入力データ処理システムを提供する。
【解決手段】複数のスイッチ３０の状態を含む入力データを取得するデータ取得部２０と、複数のスイッチのそれぞれの状態に基づいて、該スイッチに対応するアクチュエータ５０を駆動するための制御データを作成するデータ作成部１１と、制御データを出力するデータ出力部１４と、制御データの更新を許可するか否かを判定する判定部１１と、を備え、データ作成部は、制御データの更新が許可されたスイッチに対応する制御データを更新し、制御データの更新が許可されないスイッチに対応する制御データを現状のままとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、取得した入力データに基づき制御データを生成して出力する入力データ処理システムに関する。

取得した入力データに基づき制御データを生成して出力する入力データ処理システムでは、データ線の削減あるいは効率的利用のため、シリアル通信を用いている。シリアル通信では、通常、ハンドシェイク線、クロック線、データ線（送信および受信）が必要となる。

シリアル通信を用い、通信データが、複数のデータブロックと複数の同期化ブロックとから構成され、同期化ブロックによりデータブロックの同期化を可能とし、シリアル通信を効率よく利用するデータ処理についての技術が開示されている（特許文献１参照）。

特表２００９−５４１８８９号公報

入力データ処理システムでは、入力データであるスイッチの状態をＭＳＤＩ（Multiple Switch Detection Interface）と呼ばれる信号入力処理用のＩＣで状態を保持する。マイコンは、シリアル通信でＭＳＤＩからスイッチの状態（入力データ）を受信し、受信した入力データから。アクチュエータを制御するための制御データを作成し、この制御データを、例えばシリアル通信でアクチュエータを駆動するドライバ回路に出力する。

マイコンでは、シリアル通信割込機能を用いて、取得した入力データの処理を行う。入力データが多いほど、割込処理時間が長くなるため、他の割込要因との兼ね合いから、５ｍｓｅｃあるいは１０ｍｓｅｃといった周期で通信を行っている。これでも、マイコンの処理負荷は高くなりがちである。

また、入力データの処理の際、全てのスイッチの状態を参照して制御データを作成する。しかし、スイッチの中には、アクチュエータの制御に用いないもの、変化の頻度（あるいは使用頻度）の小さいもの、入力データ処理システムを含む装置ではサポートしていないもの（ダミーデータ）もある。使用しないスイッチの状態を毎回参照することは、入力データの処理の効率低下につながる。

特許文献１には、上記課題を解決する方法についての開示・示唆はない。

上記課題を背景として、本発明は、入力データの処理効率を向上できる入力データ処理システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するための入力データ処理システムは、複数のスイッチの状態を含む入力データを取得するデータ取得部と、複数のスイッチのそれぞれの状態に基づいて、該スイッチに対応するアクチュエータを駆動するための制御データを作成するデータ作成部と、制御データを出力するデータ出力部と、制御データの更新を許可するか否かを判定する判定部と、を備え、データ作成部は、制御データの更新が許可されたスイッチに対応する制御データを更新し、制御データの更新が許可されないスイッチに対応する制御データを現状のままとする。

上記構成によって、従来は複数のスイッチの全てについて、対応する制御データを更新していたが、必要なスイッチのみ制御データを更新するので、制御データの作成に要する時間を短縮できる。

入力データ処理システムの構成を示す図。 入力データ処理を説明するフロー図。 設定情報作成処理を説明するフロー図。 入力データ処理システムの構成の別例を示す図。 入力データ処理システムの構成の別例を示す図。 図４における入力データの構成を示す図。 図５における制御データの構成を示す図。 入力データ処理システムにおける入出力信号の状態を示す図。

図１に、入力データ処理システム１を、車両のボデー系装置の制御を行うＢＣＭ（Body Control Module）１０に適用した例を示す。ボデー系装置は、例えば、ヘッドランプやテールランプ等の灯火装置、ドアロック装置、パワーウインドウ装置を含む。これらの装置は、ユーザのスイッチ操作をトリガとして、そのスイッチの状態の組合せにより各種ランプ、ブザー、モータ等のアクチュエータを駆動している。ＢＣＭ１０は、スイッチの状態を入力データとして取得し、アクチュエータを駆動するための制御データを作成して出力する。

ＢＣＭ１０は、判定部、データ作成部、車両種別取得部に相当する周知のマイコン１１、マイコン１１に接続された、記憶部に相当するメモリ１２、データ取得部に相当するＳＰＩ通信部１３、データ出力部に相当するＳＰＩ通信部１４、車内ＬＡＮ６０を介して他の装置と通信を行うためのインターフェース回路であり、車両状態取得部、車両種別取得部に相当する通信ＩＦ１５、ユーザが携帯する携帯キー１７と通信を行うための無線通信部１６を備える。

メモリ１２は、例えば、フラッシュメモリのような不揮発性記憶媒体を用いる。メモリ１２は、ＢＣＭ制御プログラム、および、ＢＣＭ１０の動作に必要なデータを記憶する。マイコン１１がＢＣＭ制御プログラムを実行することで、ＢＣＭ１０の各種機能を実現する。また、メモリ１２は、携帯キー１７を識別するキーＩＤ（後述）、スイッチ群３０（後述）の操作履歴（すなわち、入力されたスイッチの状態の履歴）を記憶する。

ＢＣＭ１０には、信号入力回路２０とドライバ回路４０が接続される。ＢＣＭ１０と、信号入力回路２０およびドライバ回路４０とは、シリアル通信により通信可能である。少なくとも、信号入力回路２０からＢＣＭ１０への送信、ＢＣＭ１０からドライバ回路４０への送信が可能である。通信方式は、例えば、クロック同期式を用いる。

ＳＰＩ通信部１３は、回路を選択するためのＣＳ１１端子（チップセレクト出力）、ＣＬＫ１１端子（クロック信号出力）、ＤＯ１１端子（データ送信）、ＤＩ１１端子（データ受信）を備え、それぞれ、信号入力回路２０の、ＣＳ１端子（チップセレクト入力）、ＣＬＫ１端子（クロック信号入力）、ＤＩ１端子（データ受信）、ＤＯ１（データ送信）端子に接続される。また、ＳＰＩ通信部１３は、信号入力回路２０とシリアル通信を行い、受信したシリアルデータ（入力データ）をパラレルデータに変換するシリアル−パラレル変換回路を含む。

ＳＰＩ通信部１４は、ＣＳ１２端子（チップセレクト出力）、ＣＬＫ１２端子（クロック信号出力）、ＤＯ１２端子（データ送信）、ＤＩ１２端子（データ受信）を備え、それぞれ、ドライバ回路４０の、ＣＳ２端子（チップセレクト入力）、ＣＬＫ２端子（クロック信号入力）、ＤＩ２端子（データ受信）、ＤＯ２端子（データ送信）に接続される。また、ＳＰＩ通信部１４は、マイコン１１が作成した制御データ（パラレルデータ形式）をシリアルデータに変換するパラレル−シリアル変換回路を含み、シリアルデータをドライバ回路４０に送信する。

信号入力回路２０には、ユーザが操作するスイッチを含むスイッチ群３０が接続される。信号入力回路２０は、上述のＭＳＤＩおよびパラレル−シリアル変換回路（図示せず）を含む。ＭＳＤＩは、入力端子（ｃｈ１等）から入力されたスイッチ群３０の状態（パラレルデータ形式）を保持し、パラレル−シリアル変換回路によりシリアルデータに変換し、シリアル通信でＢＣＭ１０に送信する。

ドライバ回路４０には、上述のアクチュエータを含むアクチュエータ群５０が接続される。ドライバ回路４０は、シリアル−パラレル変換回路（図示せず）を含み、シリアル通信でＢＣＭ１０から受信した制御データ（シリアルデータ）をパラレルデータに変換し、対応する出力端子（ｏｕｔ１等）からアクチュエータ群５０に出力する。

携帯キー１７は、周知のリモートキーレスエントリー（以下、「ＲＫＥ」と略称することもある）機能を利用するためのトリガとなるプッシュスイッチ群を含み、該スイッチ群の操作内容に応じて、ドアのロック／アンロックあるいは開閉、トランクリッドのアンロックあるいは開閉等を行うためのＲＫＥコマンドを送信する。携帯キー１７には、自身を識別するキーＩＤが記憶され、ＲＫＥコマンドを送信する際、およびＲＫＥコマンドのデータを送信する際、キーＩＤも送信する。ＢＣＭ１０は、ＲＫＥコマンドのデータを受信すると、該コマンドの内容に基づいて、制御データを作成したり、車内ＬＡＮ６０を介して、他の装置に制御信号を出力する。

ＢＣＭ１０が携帯キー１７にリクエスト信号を送信し、携帯キー１７がＢＤＭ１０にリクエスト信号に応答するレスポンス信号を送信して、レスポンス信号に含まれるキーＩＤと、メモリ１２に記憶されたマスタＩＤとを照合し、照合結果に基づいて、ドアのロック／アンロックあるいはエンジンの始動許可を行う、周知のスマートエントリーシステムとして構成してもよい。

図２に、ＢＣＭ制御プログラムに含まれ、マイコン１１が実行する入力データ処理を示す。まず、入力データの取得タイミングが到来したかを判定する。取得タイミングが到来したとき（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、信号入力回路２０から入力データを取得する（Ｓ１２）。このとき、入力データは、ＳＰＩ通信部１３で、シリアルデータからパラレルデータに変換される。

図６のように、入力データは各スイッチの状態を入力端子ごとに１ビットデータで表し、末尾にバリティビット（２ビット）を付加している。「ｎ／ｃ」は、未使用ビットであることを示す。

図２に戻り、ｎ＝１とし（Ｓ１３）、メモリ１２に記憶された、ｃｈ（ｎ）すなわち、入力端子ｃｈ１の設定情報を参照する（Ｓ１４）。設定情報は、入力端子に対応する制御データの更新を許可するか否かの判定に用い、入力端子ごとに作成される。詳細は、図３を用いて後述する。

入力端子ｃｈ１に対応する設定情報が、入力端子ｃｈ１に対応する制御データの更新を許可しない内容であるとき（Ｓ１５：Ｎｏ）、入力端子ｃｈ１の状態が変化したか否かを判定する。各入力端子の状態は、予め定められた時間遡ってメモリ１２に記憶しておく。入力端子ｃｈ１の状態が変化していないとき（Ｓ２０：Ｎｏ）、Ｓ１７へ進む。

入力端子ｃｈ１に対応する設定情報が、入力端子ｃｈ１に対応する制御データの更新を許可する内容であるとき（Ｓ１５：Ｙｅｓ）、あるいは、制御データの更新を許可されていないが、状態が変化したとき（Ｓ２０：Ｙｅｓ）、制御データ（パラレルデータ）の該当ビットの内容を更新する（Ｓ１６）。この後、Ｓ１７へ進む。

上述の「Ｓ２０：Ｙｅｓ」の構成が、「データ作成部は、制御データの更新が許可されないスイッチの状態に変化があったときは、該スイッチに対応する制御データを更新する」ものに相当する。本構成によって、制御データの更新が許可されないスイッチに対応する制御に影響を及ぼすことを防止できる。

Ｓ１７では、ｎの値をインクリメントし、次の入力端子を判定の対象とする。次に、ｎがＭａｘ（ｎの最大値すなわち入力端子の数で、図１の例では１１）を超えないとき（Ｓ１８：Ｎｏ）、Ｓ１４へ戻り、各入力端子についてＳ１４〜Ｓ１７を実行する。

一方、ｎがＭａｘを超えるとき（Ｓ１８：Ｙｅｓ）、ＳＰＩ通信部１４で、制御データのパラレル−シリアル変換を行い、ドライバ回路４０へ送信する（Ｓ１９）。

図７のように、制御データは制御内容を出力端子ごとにビットデータで表し、末尾にバリティビット（２ビット）を付加している。「ｎ／ｃ」は、未使用ビットであることを示す。

なお、入力データと制御データとは、ｃｈ１とｏｕｔ１、ｃｈ２とｏｕｔ２、...、ｃｈ１１とｏｕｔ１１、という、ミラーのような対応関係ではなく、１つの入力端子に、制御データのうちの複数ビットが対応していることもある。また、両者のデータ長も異なることがある。

図３に、ＢＣＭ制御プログラムに含まれ、マイコン１１が実行する設定情報作成処理を示す。本処理は、図２の入力データ処理の前に実行することが望ましい。本処理を入力データ処理の先頭に含めてもよい。

まず、入力データの取得タイミングが到来したかを判定する。取得タイミングが到来したとき（Ｓ３１：Ｙｅｓ）、信号入力回路２０から入力データを取得する（Ｓ３２）。

次に、携帯キー１７からのＲＫＥコマンドを受信したとき、あるいは、携帯キー１７の照合が正しく行われたとき、キーＩＤから現在操作しているユーザを特定する（Ｓ３３）。ユーザを特定できた場合、以降の操作は、携帯キー１７を所持したユーザによるものと判定し、入力データの内容をキーＩＤに関連付け、ユーザの操作履歴としてメモリ１２に記憶する。

次に、例えば、車内ＬＡＮ６０を介して、他の車載装置から、車両の状態を取得する（Ｓ３４）。車両の状態は、以下のうちの少なくとも一つを含む。
・車両の速度。
・ドアあるいは窓の開閉状態。
・メモリ１２に記憶したスイッチ群３０の操作履歴。

次に、メモリ１２に記憶した、車両の種別を表す車種情報を参照する（Ｓ３５）。

次に、上述の、特定したユーザ、車両状態、車種情報のうちの少なくとも一つを用いて、設定情報に反映する（Ｓ３６）。設定情報は、入力端子に対応する制御データの更新を許可するか否かの判定に用いるもので、メモリ１２に記憶される。以下に設定例を示す。

・車種情報を参照し、該車種でサポートする機能に関するスイッチのみ、対応する制御データの更新を許可する。サポートしない機能に関するスイッチは、制御データの更新を許可しない。

上述の構成が、「車両の種別を取得する車両種別取得部を備え、判定部は、車両の種別に基づいて、制御データの更新を許可するか否かを判定する」ものに相当する。車種あるいは車両のグレードによって、サポートする機能は異なる。機能が異なっても搭載されるハードウエアが同じとき、入力データには使用しないデータ（ダミーデータ等）が含まれる。本構成によって、使用しないデータを参照しないので、制御データの作成に要する時間を短縮できる。

・ドアあるいは窓が開いた状態が所定時間継続しているとき、ユーザが車室内は暑いと感じている、あるいは車室内の換気を必要としていると判定し、ドアあるいは窓に関係するスイッチ、および車室内の空調に関係するスイッチに対応する制御データの更新を許可する。他のスイッチについては、制御データの更新を許可しない。
・車速が増加しているとき、ユーザは運転に集中していると推定し、走行に関係するスイッチ（例えば、灯火関係）に対応する制御データの更新を許可する。

上述の構成が、「車両の状態を取得する車両状態取得部を備え、判定部は、車両の状態に基づいて、制御データの更新を許可するか否かを判定する」ものに相当する。本構成によって、現在、車両で行われている制御を選択して、重点的に制御データを更新できる。

・携帯キー１７の照合あるいは操作が行われたとき、キーＩＤに対応するユーザの操作履歴を参照し、該操作履歴に記憶されているスイッチに対応する制御データの更新を許可する。
・スイッチ群３０の操作履歴を参照し、例えば、サンルーフのフードの開閉を行うフードスイッチのような、使用頻度が少ないスイッチがあるとき、対応する制御データの更新を許可しないように設定。

上述の構成が、「ユーザの、スイッチの操作を含む操作履歴を記憶する記憶部を備え、判定部は、操作履歴に基づいて、制御データの更新を許可するか否かを判定する」ものに相当する。ユーザには、意識している訳ではないが、好みの操作手順があったり、独特の操作パターンがある。本構成によって、操作履歴に基づいて、ユーザが行いそうな操作に関する制御を予測・選択して、重点的に制御データを更新できる。

図４に、入力データ処理システム１の構成の別例を示す。図１では、信号入力回路２０とＢＣＭ１０とのデータ伝送をシリアル通信で行っているが、図４では、ＢＣＭ１０は、信号入力回路２０から、スイッチ群３０の各スイッチの状態を、アナログ電圧として取得する。ＢＣＭ１０の上記以外の構成、および、ドライバ回路４０の構成は、図１と同様である。

図４の構成が、「入力データは、スイッチの状態を反映したアナログデータであり、データ取得部は、取得したアナログデータをデジタルデータに変換し、データ作成部は、デジタルデータに含まれるスイッチの状態に基づいて、制御データを作成する」ものに相当する。本構成によって、上述のシリアル通信とは異なり、アナログ電圧入力線のみが必要で、データ取得に必要な信号線の数を削減できる。シリアル通信機能は、他の機能とポートを兼用しているので、削減したポートを他の機能に割り当てることができる。

信号入力回路２０は、入力回路２１で取り込んだ、スイッチ群３０の各スイッチの状態（デジタルデータ）を、ＤＡコンバータ２２によりアナログ電圧に変換し、アンプ２３でＢＣＭ１０に出力可能な電圧値になるよう増幅する。また、アンプ２３から出力線を分岐させてアンプ２４に接続し、ＡＤコンバータ２５でデジタルデータに戻し、誤り検出部２６で、入力回路２１で取り込んだデジタルデータと比較し、ＤＡ変換の誤りを検出してもよい。誤りを検出したときは、該当するビットデータをマスクしてもよい。

ＢＣＭ１０は、ポートＡＤの状態を定期的に監視し、取得した電圧値を、マイコン１１に含まれる、データ取得部に相当するＡＤコンバータ１１ａでデジタルデータに変換する。

例えば、各スイッチの状態が図６のような構成（ｃｈ４〜ｃｈ８は０とする）で、１６ビットデータの下位１４ビットを使用しているとき、１６進数で「１８０８」となる。ＤＡコンバータの分解能が１６ビットで、出力電圧の範囲が０〜５Ｖとすると、信号入力回路２０から出力する電圧値は、０．５６Ｖとなる。

図５に、入力データ処理システム１の構成の別例を示す。図１では、ＢＣＭ１０とドライバ回路４０とのデータ伝送をシリアル通信で行っているが、図５では、ＢＣＭ１０から、制御データ（デジタルデータ）を、アナログ電圧に変換したものを出力する。ＢＣＭ１０の上記以外の構成、および、信号入力回路２０の構成は、図１と同様である。

図５の構成が、「制御データは、制御内容を反映したデジタルデータであり、データ出力部は、デジタルデータをアナログデータに変換して出力する」ものに相当する。本構成によって、上述のシリアル通信とは異なり、アナログ信号出力線のみでよく、データ出力に必要な信号線の数を削減できる。シリアル通信機能は、他の機能とポートを兼用しているので、削減したポートを他の機能に割り当てることができる。

マイコン１１には、データ出力部に相当するＤＡコンバータ１１ｂが含まれ、作成した制御データを、ＤＡコンバータ１１ｂにて制御データをＤＡ変換して、アナログ電圧をポートＤＡから出力する。

ドライバ回路４０は、ＢＣＭ１０から出力されたアナログ電圧を、アンプ４１で増幅した後、ＡＤコンバータ４２によりデジタルデータに変換し、該デジタルデータを、出力回路４３を介してアクチュエータ群５０に出力する。出力回路４３からのデジタルデータを、誤り検出部４４で取り込み、制御データが正しいものか否かを検出してもよい。誤りを検出したときは、該当するビットデータをマスクしてもよい。

例えば、制御データが図７のような構成（ｏｕｔ４〜ｏｕｔ８は０とする）で、１６ビットデータの下位１４ビットを使用しているとき、１６進数で「２８１８」となる。ＤＡコンバータの分解能が１６ビットで、出力電圧の範囲が０〜５Ｖとすると、信号入力回路２０から出力する電圧値は、０．７８Ｖとなる。

図４と図５の構成を組み合わせて用いてもよい。すなわち、ＢＣＭ１０は、入力データとしてアナログ電圧を取得し、制御データとしてアナログ電圧を出力する。

図８に、入力データ処理システム１における入力信号および出力信号の状態を示す。図８の例では、入力信号（スイッチの数）および出力信号の数は８で、破線で示されたものは、制御データの更新を許可しない。ＢＣＭ１０では、８ビットの入力データのうち、実線で示された３ビット分について、対応する制御データの更新を行い、ドライバ回路４０に出力する。これにより、制御データの作成に要する時間を５／８にすることができる。ドライバ回路４０は、取得した制御データに基づいて、アクチュエータ群５０の駆動制御を行う。図８の例では、更新された信号の数は５（実線表示）で、残り（破線表示）は前の状態を維持する。

以上、実施の形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、上記形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲を逸脱しない限り、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。

１ 入力データ処理システム
１０ ＢＣＭ
１１ マイコン（判定部、データ作成部、車両種別取得部）
１２ メモリ（記憶部）
１３ ＳＰＩ通信部（データ取得部）
１４ ＳＰＩ通信部（データ出力部）
１５ 通信ＩＦ（車両状態取得部、車両種別取得部）
２０ 信号入力回路
３０ スイッチ群（スイッチ）
４０ ドライバ回路
５０ アクチュエータ群（アクチュエータ）

Claims (7)

1. 複数のスイッチの状態を含む入力データを取得するデータ取得部と、
   前記複数のスイッチのそれぞれの状態に基づいて、該スイッチに対応するアクチュエータを駆動するための制御データを作成するデータ作成部と、
   前記制御データを出力するデータ出力部と、
   前記制御データの更新を許可するか否かを判定する判定部と、
   を備え、
   前記データ作成部は、前記制御データの更新が許可されたスイッチに対応する制御データを更新し、前記制御データの更新が許可されないスイッチに対応する制御データを現状のままとする入力データ処理システム。
2. 車両の状態を取得する車両状態取得部を備え、
   前記判定部は、前記車両の状態に基づいて、前記制御データの更新を許可するか否かを判定する請求項１に記載の入力データ処理システム。
3. ユーザの、前記スイッチの操作を含む操作履歴を記憶する記憶部を備え、
   前記判定部は、前記操作履歴に基づいて、前記制御データの更新を許可するか否かを判定する請求項１または請求項２に記載の入力データ処理システム。
4. 車両の種別を取得する車両種別取得部を備え、
   前記判定部は、前記車両の種別に基づいて、前記制御データの更新を許可するか否かを判定する請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の入力データ処理システム。
5. 前記データ作成部は、前記制御データの更新が許可されないスイッチの状態に変化があったときは、該スイッチに対応する制御データを更新する請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の入力データ処理システム。
6. 前記入力データは、スイッチの状態を反映したアナログデータであり、
   前記データ取得部は、取得した前記アナログデータをデジタルデータに変換し、
   データ作成部は、前記デジタルデータに含まれるスイッチの状態に基づいて、前記制御データを作成する請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の入力データ処理システム。
7. 前記制御データは、制御内容を反映したデジタルデータであり、
   前記データ出力部は、前記デジタルデータをアナログデータに変換して出力する請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の入力データ処理システム。

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