JP2020101877A - 車両用電子制御装置、異常信号生成方法、異常信号生成プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
本発明では、自動車に搭載されるハードウエアシステム(Electric Control Unit、映像撮影システム、ブレーキ制御システム等)と、ソフトウエアシステム(Operating System等のスーパーバイザ及びその上に実装されるアプリ)との間のやり取り(信号の通信など)を制御するハイパーバイザが用いられる。一般的には、ハードウエアシステムやソフトウエアシステムにおいて生じる信号は、信号の発生源から直接に送信先に送信される。しかし、本発明では、特定のアプリ又はハードウエア宛に送信される信号は、送信先に到達する前に、ハイパーバイザで一旦捕捉され、予め用意される信号生成テーブルに基づいて異常信号が生成される。このように、信号生成テーブルに基づいて異常信号が送信先(テスト用実行環境となる検証対象のシステム)に転送されることで、送信先のシステムにおいて所望の故障を模擬的にシミュレートすることができる。また、異常信号を送信先に転送した後、宛先のシステムにおける動作の結果(システムがどう反応したか)をデータログ等で記録することで、異常信号がシステムに与えた影響を評価・検証することができる。これにより、自動車に搭載されるハードウエアシステムとソフトウエアシステムの互換性を、コストの高いシミュレーション手段の導入やハードウエアシステム及びソフトウエアシステムの変更を用いることなく、検証することが可能となる。
なお、図1では、CPUを二つ有し、メモリとハードウエア信号転送部を1つずつ有するECU1000を示したが、本発明はそれに限定されず、各部品の数を適宜に変更してもよい。
一般的に、自動車などに搭載される電子処理システムは、RAMやCPUなどのハードウエア資源を提供するハードウエア層と、一つまたは複数の仮想機械の稼働を管理するハイパーバイザ層と、それぞれの仮想機械のOS(Operating System)を実装するスーパーバイザ層と、アプリケーションソフトウェアが稼働するアプリケーション層からなる。そして、ハイパーバイザは、仮想機械を制御する上位の制御プログラムとして、下位の層で実装されるスーパーバイザやアプリケーションソフトウェアにリソースの分配などを行う。そして、本発明におけるハイパーバイザは、外部の装置とのコミュニケーションを統括する。つまり、本発明におけるハイパーバイザ1100は、ECU1000(すなわち、ハードウエア層)と、後述する仮想化環境1200(すなわち、スーパーバイザ層及びアプリケーション層)の稼働を管理し、ECU1000と仮想化環境1200との間におけるコミュニケーション(信号のやり取りなど)を制御するものである。
また、図1に示されるように、信号転送部1110は、異常信号生成部1120と通信可能であり、異常信号生成部1120は、信号転送部1110で受信される信号と、信号生成テーブル1121とに基づいて、異常信号を生成する。ハイパーバイザは、ECU1000におけるCPU1010、1015やメモリ1030などのリソースを用いて、仮想化環境1200を構成する。
なお、図1では、ECU1000が1つのハードウエア信号転送部1020を備える場合を示しているが、ハードウエア信号転送部1020を複数備えられてもよい。そして、ハードウエア信号転送部1020が複数備えられている場合には、それぞれのハードウエア信号転送部に対応する信号転送部ga信号転送部1110内に備えられていてもよい。
また、上述したように、アプリ1212は、ハイパーバイザ1100の信号転送部1110を介して、ECU1000に信号を送信したり、ECUから信号を受信したりする。さらに、アプリ1212は、アプリ内におけるリソース使用率や動作の結果を記録するデータログ1213を備える。
中央サーバ150とは、検証対象のシステム(アプリ等のソフトウエア又はECU等のハードウエアシステム)の耐故障性を検証するために、特定のエラーや故障を引き起こす異常信号の影響を検証するテスト用実行環境111を提供するサーバ装置である。このテスト用実行環境111とは、異常信号を模擬的にシミュレートし、当該信号の動作結果や影響を検証・分析するための空間である。
なお、本実施例では、一例として、テスト用実行環境111が仮想化環境において作成される論理空間を説明するが、テスト用実行環境111はこれに限定されず、特定のハードウエアデバイスとしてもよい。例えば、テスト用実行環境111は、異常信号の動作・影響を検証するために予め設定されたECU、カメラ、自動運転システム、ブレーキ制御部等のハードウエアであってもよい。
なお、説明を簡易にするため、入力識別ID1122が1桁の数字である場合を図3に示しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、入力識別ID1122は、特定の信号を一意に識別する文字列であってもよく、特定の信号の種類を示すものであってもよい。信号生成テーブル1121が用いられる処理については後述する。
これらの人工知能は、例えば、蓄積された過去の異常データを分析し、様々な条件化でどのような異常信号が生じるか、ソフトウエアシステム又はハードウエアシステムが特定の異常信号を受信した場合にどのように作動するか等を学習し、学習モデルを構築してもよい。そして、構築した学習モデルを使用することで、検証対象となるシステムに特定の異常状態を発生させるための最適な異常信号生成条件を導出し、これらの生成条件を信号生成テーブル1121として定めてもよい。これにより、特定の異常状態を最適に引き起こせる条件を自動的に生成することができる。
なお、以下の説明では、アプリ宛の信号をECU側から発信する例として説明するが、本発明はこれに限定されない。例えば、本処理は、特定のソフトウエアシステム宛の信号をハードウエア側から発信する場合に適用してもよく、特定のハードウエアシステム宛の信号をソフトウエア側から発信する場合に適用してもよい(すなわち、検証対象のシステムがソフトウエアかハードウエアかは任意である)。
なお、受信した元信号のタイミングを変更することにより異常信号を生成することを一例として説明したが、本発明はこれに限定されず、元信号に対してデータの変更、出力信号IDの変更など、タイミング変更以外の加工が行われていてもよい。異常信号の生成処理が終了すると(信号生成テーブルにおいて対象の信号について記載されている変更がすべて行われた時)、本処理はステップ2003に進み、信号転送部は異常信号を送信先(例えば、テスト用実行環境となるアプリ、スーパーバイザ、又はハードウエアデバイス)へと転送する。
次に、図5を参照して、ハードウエアシステム又はソフトウエアシステムの状態情報を用いて異常信号を生成する処理について説明する。ここで説明する処理は、検証対象のシステム(アプリ等のソフトウエア又はECU等のハードウエア)の耐故障性を検証するために、実施例1に説明したような元信号を用いずに、検証システムの状態情報を用いて所望の故障を引き起こす異常信号を(一から)生成する処理である。
なお、実施例1に説明した処理と同じように、以下の説明では、アプリ宛の信号がECU側で発信することを一例として説明するが、本発明はそれに限定されない。例えば、本処理は、特定のソフトウエアシステム宛の信号がハードウエア側から発信される場合に適用されてもよく、特定のハードウエアシステム宛の信号がソフトウエア側から発信される場合に適用されてもよい。すなわち、検証対象のシステムがソフトウエアかハードウエアかは任意である。
ここでは、異常信号の内容に関する条件および出力信号IDに関する条件がある場合を一例として説明したが、本発明はこれに限定されず、異常信号のタイミングに関する条件など、他の条件に従って異常信号を生成することも可能である。異常信号の生成処理が終了すると、本処理はステップ3006に進み、信号転送部は異常信号を検証対象となるシステムへと転送する。
1100 ハイパーバイザ
1110 信号転送部
1120 異常信号生成部
1121 信号生成テーブル
1200 仮想化環境
1300 車両用電子制御装置
1400 データログ分析部
Claims (11)
- ハイパーバイザを含む車両用電子制御装置であって、
前記ハイパーバイザは、
異常信号生成部と、信号転送部とを備え、
前記異常信号生成部は、
信号生成に関する条件を定める信号生成テーブルに基づき、異常信号を生成し、
前記信号転送部は、
前記異常信号をテスト用実行環境に転送する、
ことを特徴とする車両用電子制御装置。 - 請求項1に記載の車両用電子制御装置において、
前記異常信号生成部は、
前記ハイパーバイザに連携しているソフトウエアシステムまたはハードウエアシステムから受信した元信号を、前記信号生成テーブルに基づいて加工することで、前記異常信号として生成する、
ことを特徴とする車両用電子制御装置。 - 請求項2に記載の車両用電子制御装置において、
前記異常信号生成部は、前記元信号のデータ列の所定箇所を所定の値に置換することで、前記異常信号を生成する、
ことを特徴とする車両用電子制御装置。 - 請求項1に記載の車両用電子制御装置において、
前記異常信号生成部は、
前記ハイパーバイザに連携しているソフトウエアシステムまたはハードウエアシステムから取得するシステム状態を示す状態情報と、前記信号生成テーブルとに基づき、前記異常信号を生成する、
ことを特徴とする車両用電子制御装置。 - 請求項1に記載の車両用電子制御装置において、
前記信号生成テーブルは、信号を識別する識別子と、信号のタイミングに関する信号タイミング条件と、信号のデータに関する信号データ条件と、が定められたテーブルである、
ことを特徴とする車両用電子制御装置。 - 請求項1に記載の車両用電子制御装置において、
前記信号生成テーブルは、過去の異常データの分析に基づき、人工知能によって生成される、
ことを特徴とする車両用電子制御装置。 - 請求項1に記載の車両用電子制御装置において、
前記ハイパーバイザは、第1の異常信号のテスト用実行環境における動作結果を記録するデータログを含み、
前記異常信号生成部は、前記データログに記録される前記第1の異常信号の前記動作結果に応じて、第2の異常信号を生成する、
ことを特徴とする車両用電子制御装置。 - 請求項1に記載の車両用電子制御装置において、
前記信号転送部は、
前記ハイパーバイザに連携しているソフトウエアシステムまたはハードウエアシステムからの信号を受信し、
前記信号に含まれる信号識別子が、前記信号生成テーブルに予め記録された信号識別子に一致する場合、
前記異常信号生成部は、
前記信号識別子を前記信号生成テーブルに基づいて変換することで前記異常信号を生成する、
ことを特徴とする車両用電子制御装置。 - 請求項1に記載の車両用電子制御装置において、
前記異常信号生成部は、
前記ハイパーバイザに連携しているソフトウエアシステムまたはハードウエアシステムから、当該システムのシステム状態を示す状態情報を取得し、
前記状態情報に示される前記システム状態が、前記信号生成テーブルに予め記録されたシステム状態に一致する場合、
前記信号生成テーブルに基づいて、前記異常信号を生成する、
ことを特徴とする車両用電子制御装置。 - ハイパーバイザを含む車両用電子制御装置における異常信号生成方法であって、
前記ハイパーバイザは、
異常信号生成部と、信号転送部とを備え、
前記異常信号生成方法は、
信号生成に関する条件を定める信号生成テーブルに基づき、異常信号を前記異常信号生成部によって生成する工程と、
前記異常信号を前記信号転送部によってテスト用実行環境に転送する工程と、
を含む異常信号生成方法。 - ハイパーバイザを含む車両用電子制御装置における異常信号生成プログラムであって、
前記ハイパーバイザは、
異常信号生成部と、信号転送部とを備え、
前記異常信号生成プログラムは、
信号生成に関する条件を定める信号生成テーブルに基づき、異常信号を前記異常信号生成部によって生成する手順と、
前記異常信号を前記信号転送部によってテスト用実行環境に転送する手順と、
を前記車両用電子制御装置に実行させるための異常信号生成プログラム。
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JP2010093431A (ja) * | 2008-10-06 | 2010-04-22 | Anritsu Engineering Kk | 通信異常発生装置 |
JP2016213736A (ja) * | 2015-05-12 | 2016-12-15 | コハダ株式会社 | 試験プログラム及び試験装置 |
JP2018032392A (ja) * | 2016-08-26 | 2018-03-01 | 株式会社日立製作所 | 複数のシミュレータを含むシミュレーション |
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2018
- 2018-12-20 JP JP2018237890A patent/JP7204471B2/ja active Active
-
2019
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