JP2020173561A - 車載コンピュータ、車載通信システム、コンピュータ実行方法及びコンピュータプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】車載コンピュータと、複数の車載制御装置と、当車載制御装置に接続される端末機器とを備える車載通信システムにおいて、端末機器を動作させるために必要な物理リソースを車載コンピュータが提供及び管理することによって、車載通信システム全体の物理リソースを効率的に利用することができる車載コンピュータを提供する。【解決手段】車載コンピュータであって、車載通信線を介して車載制御装置と通信する通信部、制御部及び記憶部を含む物理リソースと、物理リソースを割り当てて仮想制御装置を生成する管理処理部とを備え、前記仮想制御装置は前記車載通信線に接続された仮想的な車載制御装置として動作する。【選択図】図3
Description
本開示は、車載コンピュータ、車載通信システム、コンピュータ実行方法及びコンピュータプログラムに関する。
車両には、車載ネットワークに接続された複数の電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit、以下、ECUと呼ぶ。)が搭載されている。複数のECUは、例えばパワー・トレーン系、ボディ系、空調系等のドメイン毎にまとめられ、セントラルゲートウェイに接続されている。
近年、インターネットに常時接続するコネクティッドカー機能、OTA(Over The Air)リプログラミング機能、先進運転支援システム(ADAS: Advanced Driver-Assistance Systems)、自動運転技術、人工知能技術等の導入に伴い、車載ネットワークが複雑化しており、ECUの物理リソースを効率的な利用が困難になりつつある。
近年、インターネットに常時接続するコネクティッドカー機能、OTA(Over The Air)リプログラミング機能、先進運転支援システム(ADAS: Advanced Driver-Assistance Systems)、自動運転技術、人工知能技術等の導入に伴い、車載ネットワークが複雑化しており、ECUの物理リソースを効率的な利用が困難になりつつある。
特許文献1には、HyperVisor等を利用した仮想化技術により、物理プロセッサを複数の仮想プロセッサコアとして並列動作させ、複数の機能処理部を独立的に動作させることが可能な車載装置が開示されている。特許文献1に係る車載装置は、アプリケーションを実行する機能ドメインと、アプリケーションのバックアップデータを揮発性メモリから不揮発性メモリに書き込むバックアップ処理ドメインとを備えており、各ドメインは独立的に動作する。
本開示の目的は、車載コンピュータと、複数の車載制御装置と、当該車載制御装置に接続される端末機器とを備える車載通信システムにおいて、端末機器を動作させるために必要な物理リソースを車載コンピュータが提供及び管理することによって、車載通信システム全体の物理リソースを効率的に利用することができる車載コンピュータ、車載通信システム、コンピュータ実行方法及びコンピュータプログラムを提供することにある。
本態様に係る車載コンピュータは、車載コンピュータであって、車載通信線を介して車載制御装置と通信する通信部、制御部及び記憶部を含む物理リソースと、前記物理リソースを割り当てて仮想制御装置を生成する管理処理部とを備え、前記仮想制御装置は、前記車載制御装置に接続された端末機器の動作を制御する、前記車載通信線に接続された仮想的な車載制御装置として動作する。
本態様に係る車載通信システムは、車載コンピュータと、該車載コンピュータに車載通信線を介して接続された複数の車載制御装置とを備える車載通信システムであって、前記車載コンピュータは車載通信線を介して前記車載制御装置と通信する通信部、制御部及び記憶部を含む物理リソースと、前記物理リソースを割り当てて仮想制御装置を生成する管理処理部とを備え、前記仮想制御装置は、前記車載制御装置に接続された端末機器の動作を制御する、前記車載通信線に接続された仮想的な車載制御装置として動作する。
本態様に係るコンピュータ実行方法は、車載通信線を介して車載制御装置と通信する通信部、制御部及び記憶部を含む物理リソースを備えた車載コンピュータは、前記物理リソースを割り当てて、仮想制御装置を生成し、前記仮想制御装置を、前記車載制御装置に接続された端末機器の動作を制御する、前記車載通信線に接続された仮想的な車載制御装置として動作させる。
本態様に係るコンピュータプログラムは、車載通信線を介して車載制御装置と通信する通信部、制御部及び記憶部を含む物理リソースを備えた車載コンピュータに、前記物理リソースを割り当てて、仮想制御装置を生成し、前記仮想制御装置を、前記車載制御装置に接続された端末機器の動作を制御する、前記車載通信線に接続された仮想的な車載制御装置として動作させる処理を実行させる。
上記によれば、車載コンピュータと、複数の車載制御装置と、当該車載制御装置に接続される端末機器とを備える車載通信システムにおいて、端末機器を動作させるために必要な物理リソースを車載コンピュータが提供及び管理することによって、車載通信システム全体の物理リソースを効率的に利用することができる車載コンピュータ、車載通信システム、コンピュータ実行方法及びコンピュータプログラムを提供することが可能となる。
なお、本願は、このような特徴的な処理部を備える管理処理部として実現することができるだけでなく、上記の通り、かかる特徴的な処理をステップとする管理処理方法として実現したり、かかるステップをコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現したりすることができる。また、管理処理部の一部又は全部を実現する半導体集積回路として実現したり、管理処理部を含むその他のシステムとして実現したりすることができる。
[本開示の実施形態の説明]
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。また、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。また、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
(1)本態様に係る車載コンピュータは、車載コンピュータであって、車載通信線を介して車載制御装置と通信する通信部、制御部及び記憶部を含む物理リソースと、前記物理リソースを割り当てて仮想制御装置を生成する管理処理部とを備え、前記仮想制御装置は、前記車載制御装置に接続された端末機器の動作を制御する、前記車載通信線に接続された仮想的な車載制御装置として動作する。
本態様によれば、管理処理部は、車載コンピュータの物理リソースを割り当てることによって、端末機器の動作を制御する仮想制御装置を生成することができる。言い換えると、仮想制御装置は外部機器に代替し、車載通信線に接続された仮想的な車載制御装置として動作する。端末装置が接続された車載制御装置は当該端末機器の動作に必要な物理リソースを有する必要は無い。従って、車載通信システムに多くの車載制御装置が接続される場合において、各車載制御装置に必要な物理リソースを小さくすることができる。
また、車載通信システムに多くの車載制御装置が接続され、各車載制御装置が端末機器用の物理リソースを有していると、余った未使用の物理リソースが車載ネットワーク全体に散らばり、管理が困難になる。本多様によれば、端末機器の動作に必要な物理リソースを車載コンピュータに集約させることにより、物理リソースの効率的な利用が可能となる。
なお、外部機器は、コンピュータ機器に限定されるものでは無く、車載コンピュータ、車載通信線に接続された他の車載制御装置等の動作に影響を与え得る任意の装置、機器が含まれる。例えば、外部機器はアクチュエータを含む機器、センサを含む機器、画像表示機器、オーディオ機器、通信機器、故障診断機器等が含まれる。
また、車載通信システムに多くの車載制御装置が接続され、各車載制御装置が端末機器用の物理リソースを有していると、余った未使用の物理リソースが車載ネットワーク全体に散らばり、管理が困難になる。本多様によれば、端末機器の動作に必要な物理リソースを車載コンピュータに集約させることにより、物理リソースの効率的な利用が可能となる。
なお、外部機器は、コンピュータ機器に限定されるものでは無く、車載コンピュータ、車載通信線に接続された他の車載制御装置等の動作に影響を与え得る任意の装置、機器が含まれる。例えば、外部機器はアクチュエータを含む機器、センサを含む機器、画像表示機器、オーディオ機器、通信機器、故障診断機器等が含まれる。
(2)前記管理処理部は、前記車載通信線を介して前記車載制御装置から前記端末機器の使用状態を示す情報を受信し、受信した前記情報に基づいて前記端末機器が使用される状態であるか否かを判定し、前記端末機器が使用される状態にあると判定した場合、前記仮想制御装置を生成する構成が好ましい。
本態様によれば、端末機器が使用されるときのみ、端末機器に係る仮想ECUを生成することにより、車載コンピュータの物理リソースを効率的に利用することができる。
(3)前記管理処理部は、前記端末機器が使用されない状態にあると判定した場合、前記仮想制御装置を消滅させる構成が好ましい。
本態様によれば、端末機器に係る仮想ECUが生成されている場合、端末機器が不使用になった場合、当該仮想ECUを消滅させ、物理リソースを解放することによって、より効率的に車載コンピュータの物理リソースを利用することができる。
(4)前記管理処理部は、複数の前記端末機器に対応する複数の前記仮想制御装置が生成されている場合、一の前記仮想制御装置を消滅させたとき、前記一の前記仮想制御装置に割り当てられていた前記物理リソースを、他の前記複数の仮想制御装置に分配する構成が好ましい。
本態様によれば、端末機器に係る仮想ECUが生成されている場合、端末機器が不使用になった場合、当該仮想ECUを消滅させ、解放された物理リソースを他の仮想ECUに分配することによって、車載コンピュータの物理リソースを有効利用することができる。
(5)前記管理処理部は、複数の前記端末機器に対応する複数の前記仮想制御装置を生成する場合、前記複数の端末機器の使用状況に応じて、前記複数の仮想制御装置にそれぞれ割り当てる前記物理リソースの割当量を変更する構成が好ましい。
本態様によれば、複数の端末機器が使用されている場合、複数の端末機器の使用状況に応じて、その動作に必要な物理リソースを動的に割り当てることによって、より効率的に車載コンピュータの物理リソースを利用することができる。
(6)割当量が変更される前記物理リソースは前記通信部のリソースを含む構成が好ましい。
本態様によれば、複数の端末機器の仮想制御装置に対して、通信部に係る物理リソースを動的に割り当てることができ、車載コンピュータの通信部の物理リソースを効率的に利用することができる。
(7)本態様に係る車載通信システムは、車載コンピュータと、該車載コンピュータに車載通信線を介して接続された複数の車載制御装置とを備える車載通信システムであって、前記車載コンピュータは前記車載通信線を介して前記車載制御装置と通信する通信部、制御部及び記憶部を含む物理リソースと、前記物理リソースを割り当てて仮想制御装置を生成する管理処理部とを備え、前記仮想制御装置は、前記車載制御装置に接続された端末機器の動作を制御する、前記車載通信線に接続された仮想的な車載制御装置として動作するものである。
本態様によれば、態様(1)同様、端末機器を動作させるために必要な物理リソースを車載コンピュータが提供及び管理することによって、車載通信システム全体の物理リソースを効率的に利用することができる。
(8)本態様に係るコンピュータ実行方法は、車載通信線を介して車載制御装置と通信する通信部、制御部及び記憶部を含む物理リソースを備えた車載コンピュータは、前記物理リソースを割り当てて、仮想制御装置を生成し、前記仮想制御装置を、前記車載制御装置に接続された端末機器の動作を制御する、前記車載通信線に接続された仮想的な車載制御装置として動作させる。
本態様によれば、態様(1)同様、端末機器を動作させるために必要な物理リソースを車載コンピュータが提供及び管理することによって、車載通信システム全体の物理リソースを効率的に利用することができる。
(9)本態様に係るコンピュータプログラムは、車載通信線を介して車載制御装置と通信する通信部、制御部及び記憶部を含む物理リソースを備えた車載コンピュータに、前記物理リソースを割り当てて、仮想制御装置を生成し、前記仮想制御装置を、前記車載制御装置に接続された端末機器の動作を制御する、前記車載通信線に接続された仮想的な車載制御装置として動作させる。
本態様によれば、態様(1)同様、端末機器を動作させるために必要な物理リソースを車載コンピュータが提供及び管理することによって、車載通信システム全体の物理リソースを効率的に利用することができる。
[本開示の実施形態の詳細]
本開示の実施形態に係る車載通信システムを、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
本開示の実施形態に係る車載通信システムを、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
以下、本開示をその実施形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。図1は車載通信システムの構成例を示すブロック図、図2は車載通信システムのネットワーク構成を示すブロック図、図3は車載コンピュータ1の機能ブロック図である。
本実施形態に係る車載通信システムは、車載コンピュータ1と、複数のエリアECU2と、当該エリアECU2に接続された端末機器3と、複数のECU4と、車外通信装置5と、表示装置6とを備える。複数のエリアECU2及びECU4はそれぞれ第1車載通信線121及び第2車載通信線122にて車載コンピュータ1に接続されている。車外通信装置5及び表示装置6は車載コンピュータ1の入出力I/F13に接続されている。
車載コンピュータ1は、制御部10、記憶部11、通信部12及び入出力I/F13を備える。車載コンピュータ1は、セントラルECUとも称される。通信部12は、1又は複数のイーサネット(Ethernet/登録商標)通信部12a及び1又は複数のCAN(Control Area Network)通信部12bを含む。なお、本実施形態では、イーサネット通信部12a及びCAN通信部12bの双方を備える例を説明するが、イーサネット通信部12aのみを備える構成であっても良い。
記憶部11は、RAM(Random Access Memory)等の揮発性のメモリ素子と、フラッシュメモリ又はEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)等の不揮発性のメモリ素子とを備える。記憶部11は、仮想化オペレーティングシステム(仮想化OS)11a、本実施形態に係るコンピュータプログラム(コンピュータPG)11b、ゲストOS11c、専用プログラム11d、その他制御部10の動作に必要な各種データを記憶する。また、記憶部11は、端末機器3の識別情報と、当該端末機器3を仮想ECU102として動作させるのに適したゲストOS11cと、専用プログラム11dとの対応関係を示すテーブルを記憶している。
仮想化オペレーティングシステム11aは、例えばHypervisorである。仮想化オペレーティングシステム11aは、当該仮想化オペレーティングシステム11a上に、仮想ECU102が動作可能な複数の仮想環境を構築する機能を有する。仮想環境は、制御部10、記憶部11、通信部12等を含む物理リソースを割り当ててなる仮想制御部、仮想記憶部、仮想イーサネット通信部、仮想CAN通信部(図3中、空白ブロック)等を含む。仮想ECU102はこれらの仮想ハードウェア上でゲストOS11c及び各種プログラムを動作させることによって、実物の物理的なエリアECU2又はECU4のように動作する。つまり、仮想ECU102は、第1車載通信線121に接続されたエリアECU2、又は第2車載通信線122に接続されたECU4として、他のエリアECU2及びECU4と通信を行うことができる。
また、仮想化オペレーティングシステム11aには、1又は複数の仮想ECU102の生成、動作及び消滅を管理するための仮想管理ECU101が生成されるものとする。仮想管理ECU101は、仮想化オペレーティングシステム11a上で常時動作している。仮想管理ECU101は、仮想化オペレーティングシステム11aを用いて、他の仮想ECU102を生成し、消滅させることができる。仮想管理ECU101には、仮想ECU102を生成するためのゲストOS11c,専用プログラム11dを記憶する仮想的な記憶部11が割り当てられており、当該プログラム等にアクセスすることができる。仮想ECU102は、端末機器3の動作を制御するための装置であって、第1車載通信線121又は第2車載通信線122に接続された仮想的な車載制御装置として動作するものである。言い換えると、仮想ECU102は、端末機器3に代替して動作する装置である。また、仮想管理ECU101は、仮想化オペレーティングシステム11aを通じて、各仮想ECU102の動作状態を監視することができる。更に、仮想管理ECU101は、仮想化オペレーティングシステム11aを通じて、エリアECU2と通信を行い、エリアECU2に接続された端末機器3の使用状態を監視することができる。更にまた、仮想管理ECU101は、車外通信装置5を介して外部サーバAにもアクセスできるものとする。
また、仮想化オペレーティングシステム11aには、1又は複数の仮想ECU102の生成、動作及び消滅を管理するための仮想管理ECU101が生成されるものとする。仮想管理ECU101は、仮想化オペレーティングシステム11a上で常時動作している。仮想管理ECU101は、仮想化オペレーティングシステム11aを用いて、他の仮想ECU102を生成し、消滅させることができる。仮想管理ECU101には、仮想ECU102を生成するためのゲストOS11c,専用プログラム11dを記憶する仮想的な記憶部11が割り当てられており、当該プログラム等にアクセスすることができる。仮想ECU102は、端末機器3の動作を制御するための装置であって、第1車載通信線121又は第2車載通信線122に接続された仮想的な車載制御装置として動作するものである。言い換えると、仮想ECU102は、端末機器3に代替して動作する装置である。また、仮想管理ECU101は、仮想化オペレーティングシステム11aを通じて、各仮想ECU102の動作状態を監視することができる。更に、仮想管理ECU101は、仮想化オペレーティングシステム11aを通じて、エリアECU2と通信を行い、エリアECU2に接続された端末機器3の使用状態を監視することができる。更にまた、仮想管理ECU101は、車外通信装置5を介して外部サーバAにもアクセスできるものとする。
コンピュータプログラム11bは、エリアECU2に設けられた端末機器3が使用される際に、端末機器3の動作を制御するための装置であって、第1車載通信線121又は第2車載通信線122に接続された仮想的な車載制御装置として動作する仮想ECU102を生成及び消滅させる等、仮想ECU102の管理を行うためのプログラムである。コンピュータプログラム11bは、例えば、仮想管理ECU101が実行する。
ゲストOS11cは、仮想ECU102を動作させるためのOSである。ゲストOS11cは、仮想的ハードウェアを有する仮想ECU102にインストールされ、仮想ECU102の基本OSとして機能する。ゲストOS11cは、例えば、Autosar、Linux(登録商標)、Android(登録商標)、QNX(登録商標)、Ubuntu(登録商標)等である。
専用プログラム11dは、端末機器3の動作を制御するための装置であって、第1車載通信線121又は第2車載通信線122に接続された仮想的な車載制御装置として動作する仮想ECU102にインストールされ動作するプログラムである。専用プログラム11dは、車載コンピュータ1に接続される特定の端末機器3を動作させるための専用のプログラムである。
なお、上記各種プログラムは、車載コンピュータ1の製造段階において記憶部11に書き込まれてもよい。外部サーバ装置(不図示)などが配信するものを車載コンピュータ1が通信にて取得してもよい。メモリカード又は光ディスク等の記録媒体に記録されたものを車載コンピュータ1が読み出して記憶部11に記憶してもよい。記録媒体に記録されたものを書込装置が読み出して車載コンピュータ1の記憶部11に書き込んでもよい。各種プログラムは、ネットワークを介した配信の態様で提供されてもよい。各種プログラムは、記録媒体に記録された態様で提供されてもよい。
制御部10は、例えばCPU(Central Processing Unit)又はMPU(Micro-Processing Unit)等の演算処理装置を用いて構成され、記憶部11に記憶された仮想化オペレーティングシステム11a、コンピュータプログラム11b等を読み出して実行することにより、種々の演算処理を行う。また、制御部10は、任意の経過時間を計時するためのタイマを有する。
イーサネット通信部12aは、100BASE−T1又は1000BASE−T1等の通信プロトコルに準拠して通信を行うイーサネットPHY部である。イーサネット通信部12aには、上記通信プロトコルに準拠した第1車載通信線121を介して複数のエリアECU2が接続されている。
エリアECU2は、例えば図2に示すように、車両Cの右前、左前、右後、左後等、特定のエリアに設けられた端末機器3の動作を制御する電子制御ユニットである。端末機器3は、車外を撮像する車載カメラ、LIDAR(Light Detection And Ranging)、車内カメラ等の各種センサである。端末機器3は、エンターテイメント系の画像、音声を出力するオーディオ装置であっても良い。また、端末機器3は、電子制御ユニットであっても良い。
エリアECU2は、端末機器3の使用状態、使用される状態にあるか否かを監視しており、端末機器3の使用状態を示す情報を車載コンピュータ1ないし仮想管理ECU101へ、第1車載通信線121を介して送信する。エリアECU2は、例えば、乗員の有無を検出する着座センサの出力、端末機器3の電源ボタン、タッチパルの操作状態等を検出することによって、端末機器3が使用される状態にあるか否かを認識することができる。
エリアECU2は、例えば図2に示すように、車両Cの右前、左前、右後、左後等、特定のエリアに設けられた端末機器3の動作を制御する電子制御ユニットである。端末機器3は、車外を撮像する車載カメラ、LIDAR(Light Detection And Ranging)、車内カメラ等の各種センサである。端末機器3は、エンターテイメント系の画像、音声を出力するオーディオ装置であっても良い。また、端末機器3は、電子制御ユニットであっても良い。
エリアECU2は、端末機器3の使用状態、使用される状態にあるか否かを監視しており、端末機器3の使用状態を示す情報を車載コンピュータ1ないし仮想管理ECU101へ、第1車載通信線121を介して送信する。エリアECU2は、例えば、乗員の有無を検出する着座センサの出力、端末機器3の電源ボタン、タッチパルの操作状態等を検出することによって、端末機器3が使用される状態にあるか否かを認識することができる。
なお、一部又は全部の端末機器3の動作及び各種演算処理は車載コンピュータ1側で実行されるように構成することができる。しかし、安全性確保のためのシステム冗長化の観点から、エリアECU2は、車載コンピュータ1が異常停止した場合に、自装置及び端末機器3の最低限の動作を制御できるように構成することが望ましい。
CAN通信部12bは、CAN通信プロトコルに準拠して通信を行うCANトランシーバである。CAN通信部12bには、CAN通信プロトコルに準拠した第2車載通信線122を介して複数のECU4が接続されている。
CAN通信部12bを複数備える場合、複数のECU4は複数の機能ドメイン毎に、それぞれ対応するCAN通信部12bに接続される。複数の機能ドメインには、例えば、認知系のドメイン、判断系のドメイン、操作系のドメイン等がある。車載コンピュータ1は、各CAN通信部12bに接続されたECU4が送受信するデータを中継する中継装置として機能する。
CAN通信部12bを複数備える場合、複数のECU4は複数の機能ドメイン毎に、それぞれ対応するCAN通信部12bに接続される。複数の機能ドメインには、例えば、認知系のドメイン、判断系のドメイン、操作系のドメイン等がある。車載コンピュータ1は、各CAN通信部12bに接続されたECU4が送受信するデータを中継する中継装置として機能する。
認知系のドメインに属するECU4は、例えば、車載カメラ、LIDAR、超音波センサ、ミリ波センサ等のセンサと接続している。当該ECU4は、当該センサから出力された出力値を例えばデジタル変換し、第2車内通信線を介して判断系ドメインのECU4へ送信する。
判断系のドメインに属するECU4は、例えば、認知系ドメインに属するECU4から送信されたデータを受信する。判断系ドメインのECU4は、受信したデータに基づき、車両Cの自動運転機能を発揮するためのデータを生成し、又はデータを加工する処理を行う。判断系ドメインのECU4は、当該生成等したデータを、第2車内通信線を介して操作系ドメインのECU4へ送信する。
操作系のドメインに属するECU4は、例えば、モータ、エンジン又はブレーキ等のアクチュエータと接続している。操作系のドメインのECU4は、判断系ドメインのECU4から送信されたデータを受信し、受信したデータに基づき当該アクチュエータの動作を制御して、車両Cの走行、停止又は操舵等の操作を行い、自動運転機能を発揮する。
なおここでは、CAN通信部12bに接続されたECU4が、認知、判断、操作に係る処理を実行する例を説明したが、エリアECU2及び車載コンピュータ1と協動でかかる操作を実行するように構成しても良い。特に、大容量のデータ通信が必要な処理はエリアECU2側で実行することが望ましい。また、人工知能に係る演算処理等、高負荷の演算処理は、車載コンピュータ1側で実行するように構成しても良い。
判断系のドメインに属するECU4は、例えば、認知系ドメインに属するECU4から送信されたデータを受信する。判断系ドメインのECU4は、受信したデータに基づき、車両Cの自動運転機能を発揮するためのデータを生成し、又はデータを加工する処理を行う。判断系ドメインのECU4は、当該生成等したデータを、第2車内通信線を介して操作系ドメインのECU4へ送信する。
操作系のドメインに属するECU4は、例えば、モータ、エンジン又はブレーキ等のアクチュエータと接続している。操作系のドメインのECU4は、判断系ドメインのECU4から送信されたデータを受信し、受信したデータに基づき当該アクチュエータの動作を制御して、車両Cの走行、停止又は操舵等の操作を行い、自動運転機能を発揮する。
なおここでは、CAN通信部12bに接続されたECU4が、認知、判断、操作に係る処理を実行する例を説明したが、エリアECU2及び車載コンピュータ1と協動でかかる操作を実行するように構成しても良い。特に、大容量のデータ通信が必要な処理はエリアECU2側で実行することが望ましい。また、人工知能に係る演算処理等、高負荷の演算処理は、車載コンピュータ1側で実行するように構成しても良い。
入出力I/F13は、車外通信装置5及び表示装置6等と通信するためのインタフェースである。車外通信装置5及び表示装置6は、シリアルケーブル等のワイヤーハーネスを介して入出力I/F13に接続されている。
車外通信装置5は、無線通信を行うためのアンテナ50を備え、WiFi等のインターネット通信ネットワーク、3G、LTE、4G、5G等のモバイル通信ネットワークを通じて無線通信を行う通信装置である。車外通信装置5は、例えばテレマティクス制御ユニット(TCU)である。車外通信装置5は、例えば、外部サーバAとデータの送受信を行う。外部サーバAは、端末機器3を仮想ECU102として動作させるために必要な専用プログラム11dを記憶している。車外通信装置5は、必要な専用プログラム11dの配信を外部サーバAに要求し、外部サーバAは要求に応じて専用プログラム11dを車載コンピュータ1へ無線送信する。車載コンピュータ1は、車外通信装置5にて当該専用プログラム11dを取得することができる。
なお、本実施形態は車外通信装置5と車載コンピュータ1が別体であるものとして説明するが、車載コンピュータ1が車外通信装置5の構成ないし機能を有するように構成しても良い。
また、外部サーバAは、OTAサーバであっても良い。当該外部サーバAは、車載コンピュータ1、エリアECU2、ECU4等のプログラム、仮想ECU102用のゲストOS11c、専用プログラム11dを更新するための更新プログラムを送信する。車載コンピュータ1は、外部サーバAから送信された更新プログラムを受信する。車載コンピュータ1は、受信した更新プログラムを用いて、自装置である車載コンピュータ1、エリアECU2、ECU4、仮想ECU102の各種プログラムを更新する。
表示装置6は、例えばカーナビゲーションのディスプレイ等のHMI(Human Machine Interface)装置である。表示装置6は、車載コンピュータ1の制御部10から入出力I/F13を介して出力されたデータ又は情報を表示する。
図4は仮想管理ECU101の管理処理手順を示すフローチャート、図5は物理リソースの動的割り当て処理を示す説明図、図6は物理リソースの再分配処理を示す機能ブロック図である。
エリアECU2は、自装置の接続された端末機器3の使用状況を常時検出しており、端末機器3の使用状態を示す情報を、第1車載通信線121を介して車載コンピュータ1ないし仮想管理ECU101へ送信する(ステップS11)。仮想管理ECU101は、エリアECU2から送信された情報を受信し、受信した情報に基づいて、各エリアECU2に設けられた端末機器3の使用状態を監視する(ステップS12)。次いで、仮想管理ECU101は、使用が開始される端末機器3があるか否かを判定する(ステップS13)。使用が開始される端末機器3が無いと判定した場合(ステップS13:NO)、ステップS15に処理を進める。使用が開始される端末機器3があると判定した場合(ステップS13:YES)、仮想管理ECU101は、仮想化オペレーティングシステム11aを用いて、当該端末機器3の動作を制御する装置であって、第1車載通信線121又は第2車載通信線122に接続された仮想的な車載制御装置として動作する仮想ECU102に必要な物理リソースを割り当てることにより、仮想環境を構成し、当該仮想ECU102を生成する処理を実行する(ステップS14)。
次いで、仮想管理ECU101は、生成された1又は複数の仮想ECU102の動作を監視し、複数の仮想ECU102による物理リソースの使用状況に応じて、当該物理リソースを動的に割り当てる(ステップS15)。例えば、図3及び図5に示すように、イーサネット通信部12aの物理リソースの割り当てを変更する。図3及び図5中、「1G」、「2G」、「3G」は、仮想管理ECU101及び仮想ECU102に割り当てられているイーサネット通信部12aの物理リソース量を示している。右から2番目の仮想ECU102の物理リソース「1G」分が、右から3番目の仮想ECU102に再分配されていることが分かる。
仮想管理ECU101は、仮想化オペレーティングを通じて、複数の仮想ECU102に割り当てられている物理リースの使用状況を認識することができる。つまり仮想管理ECU101は、物理リソースをあまり使用していない仮想ECU102の物理リソースを減らし、減らした分の物理リソースを、物理リソースが足りていない仮想ECU102に再分配する。
なお、物理リソースの動的割り当ては、仮想化オペレーティングシステム11aが、自動的に行うものでは無く、仮想管理ECU101が実行する。仮想ECU102の特徴、機能を認識すること無く、仮想化オペレーティングシステム11aの判断で、物理リソースの割り当てを行うと、車両Cの制御に不測の不具合が生ずるためである。
このため、仮想管理ECU101は、単に端末機器3の使用状況だけで物理リソースの動的割り当てを行うのでは無く、端末機器3に係る仮想ECU102の機能及び特性に応じて物理リースの割り当てを行うことが望ましい。例えば、仮想管理ECU101は、端末機器3の仮想ECU102に割り当てるべき物理リソースの下限値を仮想記憶部に記憶すると良い。仮想管理ECU101は、仮想記憶部が記憶する下限値を下回らない範囲で、物理リースの動的割り当てを行う。
なお、物理リソースの動的割り当ては、仮想化オペレーティングシステム11aが、自動的に行うものでは無く、仮想管理ECU101が実行する。仮想ECU102の特徴、機能を認識すること無く、仮想化オペレーティングシステム11aの判断で、物理リソースの割り当てを行うと、車両Cの制御に不測の不具合が生ずるためである。
このため、仮想管理ECU101は、単に端末機器3の使用状況だけで物理リソースの動的割り当てを行うのでは無く、端末機器3に係る仮想ECU102の機能及び特性に応じて物理リースの割り当てを行うことが望ましい。例えば、仮想管理ECU101は、端末機器3の仮想ECU102に割り当てるべき物理リソースの下限値を仮想記憶部に記憶すると良い。仮想管理ECU101は、仮想記憶部が記憶する下限値を下回らない範囲で、物理リースの動的割り当てを行う。
以上の処理で生成された仮想ECU102は、端末機器3の動作を制御するための装置であって、第1車載通信線121又は第2車載通信線122に接続された仮想的な車載制御装置として動作する(ステップS16)。例えば、エリアECU2は、端末機器3の動作に係るデータを仮想管理ECU101との間で送受信する(ステップS17)。仮想管理ECU101ないし仮想化オペレーティングシステム11aは、当該送受信したデータを用いて、仮想ECU102が端末機器3として動作する。
次いで、仮想管理ECU101は、ステップS12と同様にして、各エリアECU2に設けられた端末機器3の使用状態を監視し、使用を終了する端末機器3があるか否かを判定する(ステップS18)。使用を終了する端末機器3が無いと判定した場合(ステップS18:NO)、仮想管理ECU101は処理を終える。
使用を終了する端末機器3があると判定した場合(ステップS18:YES)、仮想管理EUCは、使用を終了する端末機器3に係る仮想ECU102を消滅させる(ステップS19)。次いで、仮想管理ECU101は、消滅させた仮想ECU102に割り当てられていた物理リソースを、他の仮想ECU102に再分配し(ステップS20)、処理を終える。例えば、図3及び図6に示す例では、右から2番目の仮想ECU102が消滅した場合、当該仮想ECU102のイーサネット通信部12aの物理リース「2G」分がそれぞれ、2つの仮想ECU102に「1G」ずつ再分配されている。
このように構成された実施形態によれば、車載コンピュータ1と、複数のエリアECU2を備える車載通信システムにおいて、端末機器3を動作させるために必要な物理リソースを車載コンピュータ1が提供及び管理することにより、車載通信システムの物理リソースを効率的に利用することができる。
具体的には、エリアECU2は端末機器3の動作に必要な物理リソースを有する必要は無い。従って、車載通信システムに多くのエリアECU2が接続される場合において、各エリアECU2に必要な物理リソースを小さくすることができる。
本実施形態によれば、端末機器3の動作に必要な物理リソースを車載コンピュータ1に集約させることにより、物理リソースの効率的な利用が可能となる。
具体的には、エリアECU2は端末機器3の動作に必要な物理リソースを有する必要は無い。従って、車載通信システムに多くのエリアECU2が接続される場合において、各エリアECU2に必要な物理リソースを小さくすることができる。
本実施形態によれば、端末機器3の動作に必要な物理リソースを車載コンピュータ1に集約させることにより、物理リソースの効率的な利用が可能となる。
端末機器3が使用されるときのみ、端末機器3に係る仮想ECU102を生成することにより、車載コンピュータ1の物理リソースを効率的に利用することができる。
端末機器3に係る仮想ECU102が生成されている場合、端末機器3が不使用になった場合、当該仮想ECU102を消滅させ、物理リソースを解放することによって、より効率的に車載コンピュータ1の物理リソースを利用することができる。
端末機器3に係る仮想ECU102が生成されている場合、端末機器3が不使用になった場合、当該仮想ECU102を消滅させ、解放された物理リソースを他の仮想ECU102に分配することによって、車載コンピュータ1の物理リソースを有効利用することができる。
複数の端末機器3が使用されている場合、複数の端末機器3の使用状況に応じて、その動作に必要な物理リソースを動的に割り当てることによって、より効率的に車載コンピュータ1の物理リソースを利用することができる。
複数の端末機器3の仮想ECU102に対して、通信部12に係る物理リソースを動的に割り当てることができ、車載コンピュータ1の通信部12の物理リソースを効率的に利用することができる。
1 車載コンピュータ
2 エリアECU(車載制御装置)
3 端末機器
4 ECU
5 車外通信装置
6 表示装置
10 制御部
11 記憶部
11a 仮想化オペレーティングシステム
11b コンピュータプログラム
11c ゲストOS
11d 専用プログラム
12 通信部
12a イーサネット通信部
12b CAN通信部
13 入出力I/F
50 アンテナ
101 仮想管理ECU(管理処理部)
102 仮想ECU(仮想的な車載制御装置)
121 第1車載通信線
122 第2車載通信線
A 外部サーバ
C 車両
2 エリアECU(車載制御装置)
3 端末機器
4 ECU
5 車外通信装置
6 表示装置
10 制御部
11 記憶部
11a 仮想化オペレーティングシステム
11b コンピュータプログラム
11c ゲストOS
11d 専用プログラム
12 通信部
12a イーサネット通信部
12b CAN通信部
13 入出力I/F
50 アンテナ
101 仮想管理ECU(管理処理部)
102 仮想ECU(仮想的な車載制御装置)
121 第1車載通信線
122 第2車載通信線
A 外部サーバ
C 車両
Claims (9)
- 車載コンピュータであって、
車載通信線を介して車載制御装置と通信する通信部、制御部及び記憶部を含む物理リソースと、
前記物理リソースを割り当てて仮想制御装置を生成する管理処理部と
を備え、
前記仮想制御装置は、前記車載制御装置に接続された端末機器の動作を制御する、前記車載通信線に接続された仮想的な車載制御装置として動作する
車載コンピュータ。 - 前記管理処理部は、
前記車載通信線を介して前記車載制御装置から前記端末機器の使用状態を示す情報を受信し、
受信した前記情報に基づいて前記端末機器が使用される状態であるか否かを判定し、
前記端末機器が使用される状態にあると判定した場合、前記仮想制御装置を生成する
請求項1に記載の車載コンピュータ。 - 前記管理処理部は、
前記端末機器が使用されない状態にあると判定した場合、前記仮想制御装置を消滅させる
請求項2に記載の車載コンピュータ。 - 前記管理処理部は、
複数の前記端末機器に対応する複数の前記仮想制御装置が生成されている場合、一の前記仮想制御装置を消滅させたとき、前記一の前記仮想制御装置に割り当てられていた前記物理リソースを、他の前記複数の仮想制御装置に分配する
請求項3に記載の車載コンピュータ。 - 前記管理処理部は、
複数の前記端末機器に対応する複数の前記仮想制御装置を生成する場合、前記複数の端末機器の使用状況に応じて、前記複数の仮想制御装置にそれぞれ割り当てる前記物理リソースの割当量を変更する
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の車載コンピュータ。 - 割当量が変更される前記物理リソースは前記通信部のリソースを含む
請求項5に記載の車載コンピュータ。 - 車載コンピュータと、該車載コンピュータに車載通信線を介して接続された複数の車載制御装置とを備える車載通信システムであって、
前記車載コンピュータは
前記車載通信線を介して前記車載制御装置と通信する通信部、制御部及び記憶部を含む物理リソースと、
前記物理リソースを割り当てて仮想制御装置を生成する管理処理部と
を備え、
前記仮想制御装置は、前記車載制御装置に接続された端末機器の動作を制御する、前記車載通信線に接続された仮想的な車載制御装置として動作する
車載通信システム。 - 車載通信線を介して車載制御装置と通信する通信部、制御部及び記憶部を含む物理リソースを備えた車載コンピュータは、
前記物理リソースを割り当てて、仮想制御装置を生成し、
前記仮想制御装置を、前記車載制御装置に接続された端末機器の動作を制御する、前記車載通信線に接続された仮想的な車載制御装置として動作させる
コンピュータ実行方法。 - 車載通信線を介して車載制御装置と通信する通信部、制御部及び記憶部を含む物理リソースを備えた車載コンピュータに、
前記物理リソースを割り当てて、仮想制御装置を生成し、
前記仮想制御装置を、前記車載制御装置に接続された端末機器の動作を制御する、前記車載通信線に接続された仮想的な車載制御装置として動作させる
処理を実行させるためのコンピュータプログラム。
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---|---|---|---|
JP2019074323A JP2020173561A (ja) | 2019-04-09 | 2019-04-09 | 車載コンピュータ、車載通信システム、コンピュータ実行方法及びコンピュータプログラム |
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
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-
2019
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-
2020
- 2020-02-21 WO PCT/JP2020/007111 patent/WO2020208954A1/ja active Application Filing
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DE102021130898A1 (de) | 2020-11-27 | 2022-06-02 | Denso Corporation | Elektronische steuerungseinheit, softwareaktualisierungsverfahren, softwareaktualisierungsprogramm und elektronisches steuerungssystem |
DE102021130897A1 (de) | 2020-11-27 | 2022-06-02 | Denso Corporation | Elektronische steuerungseinheit, softwareaktualisierungsverfahren, softwareaktualisierungsprogramm und elektronisches steuerungssystem |
US11836475B2 (en) | 2020-11-27 | 2023-12-05 | Denso Corporation | Electronic control unit, software update method, software update program product and electronic control system |
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