JP2021075125A - 車載装置及び車載プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】接続端子を増加させることなく接続された外部機器に対応する動作を実行することができるようにする。【解決手段】車載装置１は、車載端子１０に外部機器としての拡張ボード２３が直接的に接続されたか、携帯通信端末２が間接的に接続されたかを認識し、拡張ボード２３が接続された場合は当該拡張ボード２３のリソースを利用可能とし、変換用コネクタ２４を介して携帯通信端末２が接続された場合は当該携帯通信端末２と連携して協調動作可能とする。これにより、接続端子を増加させることなく接続された外部機器を認識して対応する動作を実行することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、車載装置及び車載プログラムに関する。

例えばカーナビゲーションやクラスター等に拡張ボードを接続して機能を拡張することが考えられている。

特開２００２?２５９３６７号公報

このように車載装置に例えば拡張ボードを接続するには、特許文献１のようにオプションの拡張ボードを車載装置の接続端子に接続するのが一般的であるが、拡張ボードを接続するためだけの接続端子をインターフェース端子とは別に設けることは、構成が複雑化して車載装置の小形化を阻害する要因となる。

また、拡張ボードを全く使用しないユーザも存在し、その場合は、車載装置に接続端子を新たに設けることは無駄な設計となる。この場合、汎用端子は例えばスマートフォンしか認識できない一方、接続端子は拡張ボードしか認識できないため、互換性がなく利便性が極めて悪い。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、接続端子を増加させることなく接続された外部機器に対応する動作を実行することができる車載装置及び車載プログラムを提供することにある。

請求項１の発明によれば、認識部（３ａ）は、接続端子（１０）に第１外部機器（２３）が直接的に接続されたか、第２外部機器（２）が間接的に接続されたかを認識する。実行部（３ｂ）は、認識部（３ａ）による認識結果に応じて接続されている第１外部機器または第２外部機器に対応した動作を実行する。

一実施形態における全体構成を概略的に示す機能ブロック図 車載側制御部の構成を概略的に示す機能ブロック図 車載装置に拡張ボードを接続する場合を示す概略図 車載装置に携帯通信端末を接続する場合を示す概略図 車載装置に拡張ボードを介して携帯通信端末を接続する場合を示す概略図 外部機器を接続確認する手順を説明するための図

以下、一実施形態について図面を参照して説明する。
図１に示すように車両には例えばカーナビゲーションのような車載装置１が搭載されており、携帯通信端末２と通信可能に構成されている。
車載装置１は、車載側制御部３、ＢＴ（Bluetooth（登録商標））モジュール４、Ｉ／Ｆ５、記憶部６、位置取得部７、表示部８、操作入力部９などを備えている。

車載側制御部３は、図示しないＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びＩ／Ｏバスなどを有する周知のマイクロコンピュータで構成されており、例えばＯＳとしてＬｉｎｕｘ（登録商標）が搭載されている。車載側制御部３は、ＲＯＭあるいは記憶部６などの非遷移的実体的記憶媒体に記憶されているコンピュータプログラムに従って、通信動作やデータ管理動作など車載装置１の動作全般を制御したり、認識部３ａや実行部３ｂとして動作したりする。

記憶部６は、例えばハードディスクドライブなどの不揮発性の記憶媒体で構成されており、上記したコンピュータプログラムやアプリケーションプログラム（以下、ＡＰＰと称する）などの各種のプログラム、及び各プログラムで利用されるデータなどを記憶している。このＡＰＰには、コンテンツを実行するためのＡＰＰも含まれている。記憶部６は、車載装置１に内蔵されている構成であってもよいし、車載装置１から取り外し可能な外部記憶媒体を用いる構成であってもよい。
表示部８は、例えば液晶表示器や有機ＥＬで構成されており、車載側制御部３の指令に基づいて各種の情報を表示する。

操作入力部９は、ユーザによる操作を検知し、その検知結果を車載側制御部３に出力する。車載側制御部３は、操作入力部９に対する操作に基づいて表示部８に情報を出力するとともに、操作内容を通信可能に接続された携帯通信端末２に通知する。

位置取得部７は、図示しない周知の地磁気センサ、ジャイロスコープ、車速センサ及びＧＰＳ受信機などを備えている。位置取得部７は、これら地磁気センサ、ジャイロスコープ、車速センサ及びＧＰＳ受信機などから入力される検出信号を互いに補完することにより車両の現在の位置情報を取得する。位置取得部７は、要求される検出精度で車両の位置情報を取得可能であれば、これら全ての要素を備える必要はなく、また、ステアリングの舵角を検出するステアリングセンサや各車輪の回転を検出する車輪センサ（いずれも図示せず）などと組み合わされて構成されていても良い。位置取得部７は、取得した自車両の位置情報を車載側制御部３に出力する。車載側制御部３は、位置取得部７で取得した車両の位置情報に基づいて経路案内する。

ＢＴモジュール４は、携帯通信端末２との間でＢＴ通信回線を通じてデータ通信を行う。
Ｉ／Ｆ５は車載端子１０（接続端子に相当）と接続されており、その車載端子１０に接続された外部機器と通信可能である。外部機器が車載端子１０に接続された状態では、制御部は拡張ボードとアクセス可能となる。尚、車載端子１０に外部機器が接続される場合は、ロック機構により外部機器のコネクタが車載端子１０に機構的に固定される。

本実施形態では、外部機器として携帯通信端末２や拡張ボードを想定している。この携帯通信端末２は、電話通信網１００を介して外部のセンターに設けられているサーバからコンテンツを取得可能である。携帯通信端末２としてはスマートフォンやタブレットを想定している。携帯通信端末２は、電話通信網１００を介して外部のセンターに設けられているサーバからコンテンツを取得可能である。

携帯通信端末２は、端末側制御部１１、電話通信部１２、ＢＴモジュール１３、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）モジュール１４、記憶部１５、表示部１６、操作キー入力部１７などを備えている。

端末側制御部１１は、図示しないＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びＩ／Ｏバスなどを有する周知のマイクロコンピュータで構成されている。端末側制御部１１は、ＲＯＭあるいは記憶部１５などに記憶されているコンピュータプログラムに従って、通信動作やデータ管理動作、ならびに後述するコンテンツの取得及び実行など携帯通信端末２の動作全般を制御する。

電話通信部１２は、電話通信網１００との間で電話通信を実行する。電話通信網１００は、図示しない携帯電話基地局や基地局制御装置などの周知の公衆回線網を利用する携帯電話通信サービスを提供する設備を含むものである。また、電話通信部１２は、電話通信網１００に接続している図示しないサーバから、ＡＰＰや楽曲や画像（映像含む）などの各種コンテンツを取得する。

ＢＴモジュール１３は、車載装置１との間でＢＴ通信回線を通じたＢＴ通信を行う機能を有する。ＢＴモジュール１３は、ＢＴの通信規格で規定されている複数のプロファイルを同時接続可能に構成されている。これら複数のプロファイルは、機能ごとに定義された通信プロファイルを意味している。

ＵＳＢモジュール１４は、ＵＳＢ端子１８を介して車載装置１との間でＵＳＢ通信回線によりデータ通信を行う。記憶部１５は、各種データを記憶する記憶領域を有していると共に、上記したコンピュータプログラム、及び取得したコンテンツやそのコンテンツを実行するためのＡＰＰを記憶している。この記憶部１５は、例えばメモリカードなど取り外し可能に構成してもよい。

表示部１６は、例えば液晶表示器や有機ＥＬ表示器などで構成されており、端末側制御部１１の指令に基づいて各種の情報を表示する。この表示部１６は、例えば周知の電話帳、受信したメール、取得したコンテンツに関する情報及びコンテンツに対する操作画面などを表示する。

操作キー入力部１７は、表示部１６の画面上に設けられたタッチスイッチ、表示部１６の周囲や近傍に設けられているスイッチ類を含む各種の図示しない操作キーを備えている。操作キー入力部１７は、ユーザが操作キーを操作したことに応じて操作検出信号を端末側制御部１１へ出力する。端末側制御部１１は、操作キー入力部１７から入力した操作検出信号に基づいてユーザによる操作内容を特定するとともに、その操作内容をＢＴ通信により接続相手側の機器である車載装置１に通知する。

車載装置１は、携帯通信端末２とＢＴ通信可能に接続する場合は携帯通信端末２とペアリングを実行する。つまり、ユーザが乗車することで携帯通信端末２と車載装置１とがＢＴによる通信が可能な近距離に配置されたときに、携帯通信端末２と車載装置１とは互いにＢＴにより通信可能に接続する。

ＢＴ通信による接続が過去に行われている状態、即ち、車載装置１及び携帯通信端末２に互いのＢＴ通信に必要な情報が登録されている状態で互いがＢＴ通信可能な近距離に配置されたときには、ユーザが操作を行うことなくＢＴ通信可能に接続される。

本実施形態の場合、車載側制御部３は、図２に示すように、例えば２つのＯＳが動作する仮想環境を構築している。つまり、車載装置１では、同一のハードウエア上で複数のシステムが動作している。ＯＳはリアルタイムＯＳ１９と汎用ＯＳ２０とから構成されている。汎用ＯＳ２０は、リアルタイムＯＳ１９に比べて相対的に処理速度が必要とされないＡＰＰや、画像や動画など汎用的な処理が必要となるＡＰＰなどを実行する。

リアルタイムＯＳ１９及び汎用ＯＳ２０は、リアルタイムＯＳ１９が機能として備えるハイパーバイザ２１上で動作している。ハイパーバイザを個別に設け、そのハイパーバイザ上でリアルタイムＯＳ１９及び汎用ＯＳ２０を動作させるように構成しても良い。

ハイパーバイザ２１は、仮想環境において１つまたは複数のＯＳを動作させるＡＰＰである。本実施形態の場合、ハイパーバイザ２１は、リアルタイムＯＳ１９が備える機能により実現されている。つまり、車載装置１は、厳密に言えばＳｏＣ上でリアルタイムＯＳ１９が動作し、そのリアルタイムＯＳ１９のハイパーバイザ機能上で汎用ＯＳ２０が動作する構成となっている。

リアルタイムＯＳ１９にはミドルウェアとしてサービスバス２２が実装されており、このサービスバス２２により他の装置との間の通信が可能になっている。サービスバス２２は、車載装置１に接続される外部機器に搭載されるミドルウェアであり、個々のサービスバスが接続されて仮想的に１本のサービスバスを構築する。サービス同士の連携は、メッセージという単位で行われる。サービスバスにより物理層やデータリンク層等の下位層が隠蔽されることから、開発者はサービスの開発に専念することができる。

さて、車載装置１の車載端子１０には後述する拡張ボードを接続可能であり、車載端子１０に拡張ボードが接続された状態では、車載装置１は、拡張ボードのリソースを利用可能となる。つまり、車載装置１側のリソースの空き領域が不足するような場合は拡張ボードのリソースを利用して車載情報を処理可能となる。これにより、処理中の車載情報を動作速度が遅くなることなく処理することが可能となるので、車載装置１の操作性が悪化してしまうことを防止することができる。

ところで、近年、車載装置１にAndroid Auto（登録商標）やApple Carplay（登録商標）が搭載されるようになっており、携帯通信端末２と連携して協調動作するために車載装置１に携帯通信端末２を接続する必要がある。この場合、車載装置１に携帯通信端末２を接続するためには車載装置１にＵＳＢ接続用端子を設ければ良いが、車載端子１０に加えてＵＳＢ接続用端子を設けることは全体の構成が複雑化してコストが上昇する。

そこで、本実施形態では、車載装置１の車載端子１０に外部機器としての拡張ボード及び携帯通信端末２を次のように接続可能とした。
（１）図３に示すように車載装置１の車載端子１０に拡張ボード２３（第１外部機器に相当）を直接的に接続する。
（２）図４に示すように車載装置１の車載端子１０に変換用コネクタ２４を介して携帯通信端末２（第２外部機器に相当）を間接的に接続する。
（３）図５に示すように車載装置１の車載端子１０に拡張ボード２３を直接的に接続すると同時に当該拡張ボード２３を介して携帯通信端末２を間接的に接続する。

車載装置１は、接続された外部機器２，２３を特定し、特定した外部機器２，２３に応じた動作を実行する。即ち、図６に示すように外部機器２，２３が接続されると、車載装置１は外部機器２，２３の端末ＩＤを要求し、外部機器２，２３は端末ＩＤを応答する。すると、車載装置１は認証サーバに端末ＩＤの認証を要求し、認証サーバ側で登録有無を確認して応答すると、端末ＩＤを認証する。これにより、車載装置１は、認識した外部機器２，２３に応じて動作する。

外部機器の判別方法の代表例として、公開鍵方式を用いることができる。この公開鍵方式では、車載装置１は、接続された外部機器の端末ＩＤを要求する。接続確認に用いられる暗号化方式は、送信側の暗号化を公開鍵で行うと共に受信側の復号化を秘密鍵で行う公開鍵暗号方式である。公開鍵は、受信側が秘密鍵から作成し、外部の認証サーバに登録する。車載装置１及び携帯通信端末２並びに拡張ボード２３の各々は、自身に固有な秘密鍵を保持している。認証サーバには、拡張ボード２３及び携帯通信端末２の各々に固有な公開鍵が登録されている。

車載装置１は、認証サーバにアクセスすることで外部機器２，２３の公開鍵を取得することができる。同様に携帯通信端末２は、認証サーバにアクセスすることで車載装置１の公開鍵を取得することができる。拡張ボード２３はリアルタイムで車載装置１の認証サーバにアクセスできないことから、車載装置１の公開鍵を予め取得して記憶しておく。

車載装置１と拡張ボード２３との間で接続確認を行う場合は、車載装置１は、拡張ボード２３に固有な公開鍵により暗号化したデータを拡張ボード２３に送信する。拡張ボード２３は、車載装置１から受信したデータを自身に固有な秘密鍵により復号化すると共に、車載装置１に固有な公開鍵により暗号化したデータを車載装置１に送信する。そして、車載装置１は、拡張ボード２３から受信したデータを自身に固有な秘密鍵により複合化する。
以上のようにして、車載装置１と拡張ボード２３との間で接続確認を暗号化して行うことができる。

車載装置１に変換用コネクタ２４や拡張ボード２３を介して携帯通信端末２が接続されている場合は、同様の手順により携帯通信端末２との間で接続確認を暗号化して行う。
尚、接続確認に用いられる暗号化方式は、暗号化を公開鍵で行うと共に復号化を秘密鍵で行う公開鍵暗号方式としたが、暗号化と復号化とを同じ鍵で行う共通鍵暗号方式であっても良い。

鍵暗号方式に代えて顔認証により行うようにしても良い。顔認証の場合は、携帯通信端末２でユーザの生態特徴である顔の特徴を保存しており、車載システムのカメラでユーザの顔を撮影して顔の特徴を比較し、一致したときに認証する。
顔認証に代えて、例えば目の虹彩や指の指紋により認証するようにしても良い。

車載装置１は、上述のようにして接続確認が正常である旨が検出されると、接続された外部機器２，２３に対応して次のように動作する。
（１）図３に示すように車載装置１の車載端子１０に拡張ボード２３の端子２３ａを直接的に接続した場合は、拡張ボード２３のリソースを利用する。
（２）図４に示すように車載装置１の車載端子１０に変換用コネクタ２４の端子２４ａを接続した状態で、変換用コネクタ２４の端子２４ｂに図示しないケーブルを介して携帯通信端末２を接続した場合は、Android AutoやApple Carplayにより携帯通信端末２と連携して協調動作する。

（３）図５に示すように車載装置１の車載端子１０に拡張ボード２３の端子２３ａを接続した状態で、拡張ボード２３の端子２３ｂに図示しないケーブルを介して携帯通信端末２を接続した場合は、拡張ボード２３のリソースを利用すると共にAndroid AutoやApple Carplayにより携帯通信端末２と連携して協調動作する。
一方、接続確認が正常でない旨が検出されると、外部機器に対応した動作を実行することはない。

このような実施形態によれば、次のような効果を奏することができる。
車載装置１は、車載端子１０に外部機器としての拡張ボード２３が直接的に接続されたか、携帯通信端末２が間接的に接続されたかを認識し、拡張ボード２３が接続された場合は当該拡張ボード２３のリソースを利用可能とし、変換用コネクタ２４を介して携帯通信端末２が接続された場合は当該携帯通信端末２と連携して協調動作可能とするので、接続端子を増加させることなく接続された外部機器を認識して対応する動作を実行することが可能となる。

拡張ボード２３を介して携帯通信端末２が接続された場合は、拡張ボード２３のリソースを利用可能と共に携帯通信端末２と連携して協調動作可能となるので、異なる外部機器２，２３に対応した動作が可能となる。

（その他の実施形態）
上記実施形態では、車載装置１のＯＳとしてＬｉｎｕｘを搭載したが、例えばＡｎｄｒｏｉｄ（登録商標）やｉＯＳ（登録商標）やＲＴＯＳ（Real Time Operating System）を搭載するようにしてもよい。
接続された外部機器に対応した動作としては、リソースの使用や連携した協調動作に限定されることなく、例えば外部機器が有するＡＰＰを利用可能としてもよい。

車載装置１にＵＳＢ接続用端子のみ設け、当該ＵＳＢ接続用端子に携帯通信端末２を直接的に接続する一方、変換用コネクタ２４を介して拡張ボード２３を接続するようにしても良い。この場合、ＵＳＢ接続用端子と携帯通信端末２や変換用コネクタ２４を機械的に接続するためのロック機構を設けるのが望ましい。

本開示は、実施形態に準拠して記述されたが、本開示は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリーを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリーと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

図面中、１は車載装置、２は携帯通信端末（第２外部機器）、３ａは認識部、３ｂは実行部、１０は車載端子（接続端子）、２３は拡張ボード（第１外部機器）、である。

Claims (6)

1. 外部機器を接続可能な車載装置であって、
   第１外部機器（２３）が電気的に接続される接続端子（１０）と、
   前記接続端子に前記第１外部機器が直接的に接続されたか、前記第１外部機器と異なる接続形式の第２外部機器（２）が間接的に接続されたかを認識する認識部（３ａ）と、
   前記認識部による認識結果に応じて接続されている前記第１外部機器または前記第２外部機器に対応した動作を実行する実行部（３ｂ）と、
   を備えた車載装置。
2. 前記実行部は、前記第１外部機器が直接的に接続されると共に当該第１外部機器を介して前記第２外部機器が間接的に接続された場合は、前記第１外部機器及び前記第２外部機器に対応した動作を実行する請求項１に記載の車載装置。
3. 前記第２外部機器は、前記第１外部機器または変換用コネクタ（２４）を介して間接的に接続される請求項１または２に記載の車載装置。
4. 前記第１外部機器は、拡張ボード（２３）である請求項１から３のいずれか一項に記載の車載装置。
5. 前記第２外部機器は、携帯通信端末（２）である請求項１から４のいずれか一項に記載の車載装置。
6. 外部機器を接続可能な車載装置に搭載される車載プログラムであって、
   認識部の動作により、第１外部機器が電気的に接続される接続端子に当該第１外部機器が直接的に接続されたか、または前記第１外部機器と異なる接続形式の第２外部機器が間接的に接続されたかを認識する手順と、
   実行部の動作により、前記認識部による認識結果に応じて接続された前記第１外部機器または前記第２外部機器に対応した動作を実行する手順と、
   を実行する車載プログラム。

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