JP2024018637A - 車両制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】マスターノードとスレーブノードとの間の通信容量を出来る限り小さくする。【解決手段】マスターノードと、各操作デバイスとそれぞれ接続され、マスターノードからの操作命令信号に基づいて、各操作デバイスにオン／オフ信号を出力する複数のスレーブノードと、を備え、各スレーブノードは、各操作デバイスを動作させるためのオン／オフ信号の１サイクル分のパターンである動作パターンを複数記憶しているとともに、マスターノードから各動作パターンのうち出力すべき動作パターンを指定する操作命令信号が入力されたときに、対応するパターンのオン／オフ信号により対応する操作デバイスを動作させる。【選択図】図１０

Description

ここに開示された技術は、車両制御システムに関する技術分野に属する。

近年、車載デバイスの電動化が顕著であり、車載デバイスを電子制御により制御するようになっている。

特許文献１には、車載ネットワークを介してＥＣＵ同士が接続され、それぞれのＥＣＵにセンサやアクチュエータ等の機器が接続されている車載ネットワークの構成例が示されている（特許文献１の図１参照）。

特開２０１７－２１２７２５号公報

ところで、近年では、車載デバイスの電子化が著しく、エンジンなどの動力源のみでなく、ドアロック装置やターンランプなどの所謂ボディ系装置も電子制御により動作するようになっている。このような車載デバイスの電子化に伴って、通信のためのワイヤーハーネスの数が膨大になるという課題が生じていた。これに対応するために、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）などの多重通信規格によりワイヤーハーネスの数を削減することが行われている。

しかしながら、ＣＡＮなどの通信規格では、車載デバイス毎に専用のマイコンを設ける必要があり、車載デバイスのコストが高くなって、延いては車両自体の製造コストが高くなるという問題があった。そこで、専用のマイコンを有する制御装置（マスターノード）と、汎用の制御回路（スレーブノード）とで構成され、これらの間で通信を行うことが可能な通信方式であるＣＸＰＩ（Clock Extension Peripheral Interface）の導入が検討されている。

前述のようなＣＸＰＩの通信方式では、複数のイベントが同時に発生した場合には、非破壊型の調停が実施され、調停に勝利したスレーブノードが優先される。このため、スレーブノードが多数ある場合には、マスターノードと各スレーブノードとの間の通信容量が膨大になることに加えて、インターバルが長くなって、応答性が悪化するおそれがある。

ここに開示された技術は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、マスターノードとスレーブノードとの間の通信容量を出来る限り小さくすることにある。

前記課題を解決するために、ここに開示された技術では、車両に搭載されかつそれぞれがオン／オフ信号により作動する複数の操作デバイスを制御する車両制御システムを対象として、マスターノードと、前記各操作デバイスとそれぞれ接続され、前記マスターノードからの操作命令信号に基づいて、前記各操作デバイスにオン／オフ信号を出力する複数のスレーブノードと、を備え、前記各スレーブノードは、前記各操作デバイスを動作させるためのオン／オフ信号の１サイクル分のパターンである動作パターンを複数記憶しているとともに、前記マスターノードから前記各動作パターンのうち出力すべき動作パターンを指定する操作命令信号が入力されたときに、対応するパターンのオン／オフ信号により対応する前記操作デバイスを動作させる、という構成とした。

この構成によると、マスターノードは各スレーブノードに対して動作パターンを指定するだけでよくなる。これにより、指令がかなり簡易化されて、マスターノードとスレーブノードとの間の通信容量を小さくすることができる。

前記車両制御システムにおいて、前記マスターノードは、前記動作パターンを前記各スレーブノードにそれぞれ記憶させるべく、前記各スレーブノードをそれぞれコンフィグレーションする、という構成でもよい。

この構成によると、スレーブノードに記憶されている動作パターンを適宜変更することができる。これにより、操作デバイスの仕様が変更されたとしても、変更後の操作デバイスに対応した動作パターンを改めてスレーブノードに記憶させれば、変更後の操作デバイスを適切に動作させることができる。

前記車両制御システムにおいて、前記マスターノードは、前記動作パターンを指定する操作命令信号と共に、該操作命令信号による操作の即時実行を指示する特定情報を前記各スレーブノードにそれぞれ送信可能に構成されており、前記スレーブノードは、前記操作命令信号に加えて、前記特定情報を受信したときには、現在実行中の操作を停止させて、新たに受信した操作命令信号に対応するパターンのオン／オフ信号により前記操作デバイスを動作させるように構成されている、という構成でもよい。

この構成によると、ドアロックの解除など緊急性が高い操作であっても適切に実行することができる。特に、マスターノードからスレーブノードに対してパターンを指定するようにして、通信容量を削減しているため、緊急性の高い操作を応答性良く実行することができる。

特定信号による即時実行が可能な前記車両制御システムにおいて、前記操作デバイスは、ドアロック装置のドアロック駆動モータを含み、前記各スレーブノードうち前記ドアロック駆動モータを作動させるスレーブノードは、ドアロックをオフにする前記操作命令信号に加えて、前記特定情報を受信したときには、現在実行中の制御を停止させて、ドアロックをオフにすべく前記ドアロック駆動モータを動作させるように構成されている、という構成でもよい。

この構成よると、ドアロックの解除という緊急性が高い操作を応答性よく適切に実行することができる。

前記車両制御システムにおいて、前記マスターノードは、前記動作パターンに加えて、前記操作デバイスを当該動作パターンで動作させる回数を指定する情報を前記各スレーブノードにそれぞれ送信可能に構成されている、という構成でもよい。

この構成よると、ターンランプのように周期性を持って作動する操作デバイスの操作を簡易化することができる。また、マスターノードとスレーブノードとの間の通信の回数を削減できるため、マスターノードとスレーブノードとの間の通信容量をより小さくすることができる。

以上説明したように、ここに開示された技術によると、マスターノードとスレーブノードとの間の通信容量を小さくすることができる。

図１は、車両制御システムの構成例を示すブロック図である。 図２は、マスターノードとスレーブノードの機能分配の一例を示す概念図である。 図３は、マスターノードの構成例を示すブロック図である。 図４は、スレーブノードの構成例を示すブロック図である。 図５は、ドライバ群の構成例を示す回路ブロック図である。 図６は、車両制御システムの動作の一例を示すフローチャートである。 図７は、ドアロック駆動モータを操作するスレーブノードに記憶された動作パターンを例示する図である。 図８は、ターンＬＥＤを操作するスレーブノードに記憶された動作パターンを例示する図である。 図９は、動作パターンを複数回実行する命令セットによりターンＬＥＤを動作させる場合の模式図である。 図１０は、ドアロック駆動モータを動作させる場合のフローチャートである。 図１１は、ターンＬＥＤを動作させる場合のフローチャートである。 図１２は、ドアロック駆動モータを即時動作させる場合のフローチャートである。

以下、例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

本開示において、「システム」「ユニット」「モジュール」「ノード」という用語が示す構成に関し、その一部または全部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）またはＰＬＡ（Programmable Logic Array）等の専用回路によって実現され得る。また、その一部または全部は、コンピュータで読み取り可能な命令（例えばプログラム）を実行して、所定の処理ステップを実行することにより特定の機能を実行させるプロセッサ回路によって実現され得る。

また、以下の説明において、「車載デバイス」とは、車両ＣＡに搭載されたデバイスであって、センサ及び操作対象となるデバイス（モータやＬＥＤなど）の少なくとも一方を有するものを示す。車載デバイスのうち特に操作対象となるデバイスを示すときには、単に操作デバイスということがある。

（車両制御システムの構成）
図１は、実施形態の車両制御システムの構成の一例を示す。

図１に示すように、車両制御システム１は、車両ＣＡに搭載されており、マスターノード２と複数のスレーブユニットとが車載の通信ネットワークを介して接続された構成となっている。

図１の例では、複数のスレーブユニットとして、コンビスイッチユニット４、左右のサイドミラーユニット５、ステアリングスイッチユニット６、クラスタースイッチユニット３１、オーバーヘッドコンソールユニット３２、左右のシートヒーターユニット３３、及び、左右のドアロックユニット３４を例示している。各スレーブユニットは、それぞれに共通の構成を有するスレーブノード７（図４参照）が搭載されたユニットである。便宜上、サイドミラーユニット５、ドアロックユニット３４、シートヒーターユニット３３は、それぞれ左右で共通の符号を付すものとする。

マスターノード２と各スレーブノード７との間は、ＣＸＰＩ（Clock Extension Peripheral Interface）に準拠した通信回線Ｂで接続されている。

具体的に、マスターノード２と、複数のスレーブユニット（この例では、コンビスイッチユニット４、ステアリングスイッチユニット６、クラスタースイッチユニット３１、右のサイドミラーユニット５、右のシートヒーターユニット３３、右のドアロックユニット３４）とが、通信回線Ｂ１でバス接続されている。また、マスターノード２と、他の複数のスレーブユニット（この例では、オーバーヘッドコンソールユニット３２、左のサイドミラーユニット５、左のシートヒーターユニット３３及び左のドアロックユニット３４）とが、通信回線Ｂ２でバス接続されている。詳しくは後述するが、本実施形態では、フェールセーフ機能を考慮して、複数（図１では２つ）の通信回線を備える構成となっている。なお、通信回線Ｂ１と通信回線Ｂ２とは通信的に接続されていてもよい。また、通信回線数は３つ以上であってもよい。なお、通信方式は、ＣＸＰＩに限定されず、他の通信方式（有線方式、無線方式を問わない）を用いてもよい。

図２は、車両ＣＡの行動に対するマスターノード２とスレーブノード７の機能分配の一例を示す概念図である。図２では、車両ＣＡの動作工程を、認知工程Ｉｚ、判断工程Ｐｚ、操作工程Ｏｚに分け、それぞれの工程を細分化している。そして、マスターノード２に分配された機能２０を破線で囲み、スレーブノード７に分配された機能３０を実線で囲んでいる。

以下の説明では、マスターノード２及びスレーブノード７において、認知工程Ｉｚ、判断工程Ｐｚおよび操作工程Ｏｚの各工程で実行される処理について、晴天から雨天への天気の変化（以下、単に「天気の変化」という）が起こった場合の例を交えて説明する。

〔認知工程〕
認知工程Ｉｚでは、車載デバイスに搭載されたセンサの出力信号に基づいて、センサで取得された情報を認知する。本開示において「センサ」との用語は、温度・電圧・電流等の各種の物理量の測定・検知をするセンサに加えて、各種の操作を受け付けるスイッチ、車内外を撮像するカメラ、車外の物標等を認識するレーダ、アクチュエータの機械電気変換信号等を広く含む概念で用いる。センサは、車両の挙動情報、乗員の操作情報、乗員の状態情報及び／または外部環境情報等（以下、総称して「検知情報」という）を取得する。

認知工程Ｉｚは、スレーブノード７で実行される工程Ｉｚ２，Ｉｚ３及びマスターノード２で実行される工程Ｉｚ４，Ｉｚ５を含む。

まず、工程Ｉｚ１において、車載デバイスに搭載されたセンサで何らかの検知情報が検知される。具体例として、前述の「天気の変化」があった場合、センサとしての雨滴センサ及び受光センサ（図示省略）で検知情報（例えば、雨滴の付着、受光量の変化）が検知される。

スレーブノード７では、後述するポートＰを介してセンサの出力を受ける（工程Ｉｚ２）。ここでの出力には、例えば、センサの検知信号、センサで検出される電流・電圧・温度等の物理量、アクチュエータの機械電気変換信号等が含まれる。

次の工程Ｉｚ３において、スレーブノード７は、センサ出力のシグナル化処理を行い、検知信号としてマスターノード２に送信する。ここでいうシグナル化処理は、例えば、ＣＸＰＩに準拠した信号へのプロトコル変換である。

すなわち、スレーブノード７では、工程Ｉｚ２，Ｉｚ３において、入力情報の具体的内容についての認知及び判断は行わずに、センサからの入力を所定の信号形式に変換し、検知信号としてマスターノード２に送信する。

マスターノード２では、スレーブノード７から検知信号を受信し（工程Ｉｚ４）、その検知信号の経時変化と後述する接続データとに基づいて、センサからスレーブノード７に入力された検知情報の具体的な内容を認知する（工程Ｉｚ５）。前述の「天気の変化」の例では、情報化処理により、例えば、フロントガラスを透過する光度が所定値未満になって車外が暗くなっており、かつ、雨が降ってきたという認知情報が得られる。以下の説明では、認知工程で認知された情報を「認知情報」と呼ぶ。

〔判断工程〕
判断工程Ｐｚでは、認知工程において認知された認知情報に基づいて車両ＣＡの行動や対応を決定する。判断工程Ｐｚの構成要素である工程Ｐｚ１～Ｐｚ４は、マスターノード２で実行される。

具体的に、工程Ｐｚ１において、マスターノード２では、認知工程Ｉｚで認知された認知情報に基づいて、車両ＣＡの行動の目的を決定する。前述の「天気の変化」の例では、例えば「車外環境が暗くなりかつ雨が降ってきた場合に対応したふるまいをする」という目的が決定される。

次の工程Ｐｚ２において、マスターノード２では、工程Ｐｚ１で決定された目的を達成するための行動計画を設定する。このとき、代替手段を含めた行動計画が列挙され、例えば、行動計画をリスト化した行動リストが生成される。例えば、上記の「車外環境が暗くかつ降雨時のふるまい」に対応した行動計画の中には、「ワイパーを作動する」、「車両ＣＡのオートライト機能をオンにする」、「車両ＣＡの上限速度を制限する」といった行動計画が含まれる。

次の工程Ｐｚ３において、マスターノード２では、行動計画で列挙された行動の中で、実際に実行に移す行動を決定する。例えば、行動リストの中から実際に実行させる行動を選択する。前述の「天気の変化」の例では、例えば、「ワイパーを作動する」及び「車両のオートライト機能をオンにする」という行動が、実行対象の行動として選択される。

次の工程Ｐｚ４において、マスターノード２では、工程Ｐｚ３で決定された行動を実現するための手段（以下、「対応手段」ともいう）を選択する。「天気の変化」の例では、例えば、「ワイパーを作動する」及び「車両のオートライト機能をオンにする」という行動に対して、ワイパーユニット（図示省略）、ヘッドライトユニット（図示省略）及びテールライトユニット（図示省略）が選択される。

〔操作工程〕
操作工程Ｏｚは、マスターノード２で実行される工程Ｏｚ１，Ｏｚ２及びスレーブノード７で実行される工程Ｏｚ３～Ｏｚ５を含む。

工程Ｏｚ１において、マスターノード２は、判断工程Ｐｚで決定された行動や対応を実現するための操作対象及びその操作量を決定する。ここで、操作対象は、行動や対応を実現するために操作する対象物を広く含むものとし、例えば、照明デバイスとアクチュエータを含む。照明デバイスは、前照灯、インジケータ、ターンランプ等に用いられる各種ＬＥＤや電球等を含む。アクチュエータは、ワイパーやミラー駆動用のモータといったボディ系デバイスと、エンジン、ブレーキ等に用いられる動力系デバイスとを含む。

前述の「天気の変化」の例では、例えば、ワイパーユニットの操作内容として、フロントガラス用のワイパーをオンすること及びそのワイパーの操作スピードや操作間隔が決定される。また、例えば、ヘッドライトユニット及びテールライトユニットの操作内容として、ヘッドライト及びテールライトを点灯させること及びその照度が決定される。

次の工程Ｏｚ２において、マスターノード２は、（１）操作対象が接続されたポートＰ（以下、「操作ポートＰ」という）を接続データに基づいて特定し、（２）操作ポートＰの出力内容を命令する命令コードを生成し、（３）操作ポートＰが設けられたスレーブノードに送信する処理を実行する。前述の「天気の変化」の例では、例えば、マスターノード２は、ワイパーが接続された操作ポートＰの出力内容を命令する操作命令信号をワイパーユニットに送信し、ヘッドライトが接続された操作ポートＰの出力内容を示す操作命令信号をヘッドライトユニットに送信し、テールライトが接続された操作ポートＰの出力内容を示す操作命令信号をテールライトユニットに送信する。

各スレーブノード７では、マスターノード２から操作命令信号を受信し、操作命令信号に基づく操作ポートＰから命令コードに基づく操作信号を出力する。

具体的には、各スレーブノード７は、操作命令信号のプロトコル変換及び／または指定されたレジスタの参照等を経て、操作命令信号に基づいて操作ポートＰから出力する信号を生成する（工程Ｏｚ３）。そして、操作命令信号で指定された操作ポートＰから操作デバイスに対して操作信号を出力する（工程Ｏｚ４）。これにより、（１）ワイパーユニットではワイパーが駆動され、（２）ヘッドライトユニットではヘッドライトが点灯され、（３）テールライトユニットではテールライトが点灯される。

次に、マスターノード２及びスレーブノード７の構成について詳細に説明する。図３は、マスターノード２の構成の一例を示すブロック図であり、図４は、スレーブノード７の構成の一例を示すブロック図である。

図３に例示するマスターノード２は、通信モジュール２１と、認知モジュール２２と、判断モジュール２３と、操作モジュール２４と、メモリ２５とを備える。

マスターノード２は、例えば、１つまたは複数の電子制御ユニット（ＥＣＵ）により構成される。電子制御ユニットは、単一のＩＣ（Integrated Circuit）を用いて構成されてもよいし、複数のＩＣを用いて構成されてもよい。また、ＩＣ内には、単一のコアまたはダイが設けられてもよいし、連携する複数のコアまたはダイが設けられてもよい。

通信モジュール２１は、通信回線Ｂを介して各スレーブノード７からの受信信号を受信したり、各スレーブノード７に送信信号を送信したりする機能を有する。

メモリ２５は、それぞれのスレーブノード７に対応するコンフィグデータ等が格納されている。なお、メモリ２５は、上記ＥＣＵを構成するＩＣに内蔵された内部メモリであってもよく、上記ＩＣに外付けされた外付けメモリであってもよい。また、メモリには、例えば、上記ＩＣに搭載されたＣＰＵを動作させるためのプログラムが記憶されてもよく、ＣＰＵでの処理結果などの情報が記憶されてもよい。

認知モジュール２２は、前述の認知工程Ｉｚのうちの工程Ｉｚ４，Ｉｚ５の認知処理を実行する。具体的には、認知モジュール２２は、メモリに格納された接続データと、スレーブノードから受信される検出信号の経時変化に基づいて、検知デバイスで取得された検知情報を認知する認知処理を実行する。

認知モジュール２２は、スレーブノード７から受信した検知信号のデコード処理をするデコードモジュール２２１と、前述の工程Ｉｚ５の情報化処理をする情報化モジュール２２２とを含む。

判断モジュール２３は、前述の判断工程Ｐｚ（Ｐｚ１～Ｐｚ４）の判断処理を実行する。具体的には、判断モジュール２３は、認知モジュール２２で実行された認知処理において認知された認知情報に基づいて、車両ＣＡの行動を決定する判断処理を実行する。

判断モジュール２３は、前述の工程Ｐｚ１を実行する目的決定モジュール２３１と、前述の工程Ｐｚ２を実行する行動計画モジュール２３２と、前述の工程Ｐｚ３を実行する行動決定モジュール２３３と、前述の工程Ｐｚ４を実行する対応決定モジュール２３４とを備える。

操作モジュール２４は、操作工程Ｏｚのうちの工程Ｏｚ１，Ｏｚ２の処理を実行する。具体的に、判断処理で決定された車両の行動に対応する操作デバイスを特定し、特定された操作デバイスの操作を命令する操作命令信号を生成して、操作デバイスが接続されたスレーブノードに送信する操作処理を実行する。

操作モジュール２４は、前述の工程Ｏｚ１を実行する操作決定モジュール２４１と、前述の工程Ｏｚ２を実行する命令生成モジュール２４２とを備える。

図４では、図１に例示したスレーブノード７のうち、コンビスイッチユニット４、右のサイドミラーユニット５（以下、右サイドミラーユニット５という）、及び右のドアロックユニット３４（以下、右ドアロックユニット３４という）の構成例を示す。

図４に示すように、コンビスイッチユニット４、右サイドミラーユニット５、及び右ドアロックユニット３４には、それぞれ、共通のスレーブノード７が設けられている。各スレーブノード７には、車載デバイスを接続するためのポートＰが設けられている。

この例において、コンビスイッチユニット４には、ポートＰ１～Ｐ４にワイパーを操作するワイパースイッチ４１、ポートＰ５～Ｐ９にライトを操作するライトスイッチ４２、ポートＰ１０，Ｐ１１にターンライトを操作するターンスイッチ４３がそれぞれ接続されている。Ｐ１２はリザーブ用のポートである。ワイパースイッチ４１、ライトスイッチ４２及びターンスイッチ４３は、車載デバイスのうちのセンサのみを含むものの一例である。

右サイドミラーユニット５には、ポートＰ１，Ｐ２にターンライト用のＬＥＤ５１（以下、「ターンＬＥＤ５１」という）、ポートＰ３～Ｐ６にインジケータ用のＬＥＤ５２、ポートＰ７～Ｐ１２にミラー格納用のモータ５３がそれぞれ接続されている。ここで、ターンＬＥＤ５１、ＬＥＤ５２及びモータ５３は、車載デバイスのうちの操作デバイスの一例である。特に、モータ５３はモータの回転位置を検出する位置センサを有しており、センサと操作デバイスとの両方を有する車載デバイスである。

右ドアロックユニット３４には、ポートＰ１にドアロックスイッチ３４１、ポートＰ２～Ｐ６にドアロック用のドアロック駆動モータ３４２がそれぞれ接続されている。ドアロック駆動モータ３４２は、モータの回転位置を検出する位置センサを有しており、センサと操作デバイスとの両方を有する車載デバイスである。なお、図４では、一部のポートＰを省略しているが、右ドアロックユニット３４にも１２個のポートＰがある。

各スレーブノード７は、それぞれ、通信モジュール７１と、レジスタ７２と、セレクタ７３と、ドライバ群７４と、タイマー７５とを備える。

通信モジュール７１は、通信回線Ｂを介して後述するマスターノード２の通信モジュール２１と接続され、ＣＸＰＩに準拠した双方向通信ができるように構成されている。通信モジュール７１は、例えば、通信回線Ｂに接続される入出力回路、入出力回路から出力する信号を生成するエンコーダ、入出力回路から出力する信号を変換するデコーダ等を備える。なお、通信モジュール７１の具体的な回路構成については、従前から知られている構成を適用できるので、ここではその詳細説明を省略する。

ドライバ群７４は、それぞれのポートＰに１対１接続された複数のドライバ群７４０を備える。例えば、スレーブノード７に１２個のポートＰが設けられている場合、ドライバ群７４には、１２個のドライバ群７４０が設けられる。

ドライバ群７４０は、外部設定により入力ポートとして使用したり、出力ポートとして使用したりできるＩＯ回路である。ドライバ群７４０として、例えば、従来から知られている汎用入出力回路（GPIO : General Purpose Input/Output）を適用することができる。図５には、ドライバ群７４０の構成例を示す。

図５に例示するドライバ群７４０は、ポートＰに接続された出力回路７４３と、出力レジスタ７４２の設定値に基づいて出力回路７４３を駆動するドライバ回路７４１とを備える。出力レジスタ７４２の設定値は、ＯＵＴ端子から入力された設定信号により書き換えが可能になっている。

ドライバ群７４０は、ポートＰへの入力を受ける入力回路７４５と、入力回路７４５に受けた入力を検出信号に変換するレシーバ回路７４６とを備える。レシーバ回路７４６は、ＡＤコンバータ７４７と比較器７４８とを備える。ＡＤコンバータ７４７は、ポートＰの属性がアナログ入力の場合に、ポートＰの入力をアナログ－デジタル変換してＡＩ端子から出力する。比較器７４８は、ポートＰの属性がデジタル入力の場合に、ポートＰの入力をデジタル信号としてＤＩ端子から出力する。

ドライバ群７４０は、コンフィグ信号に基づいて、各構成要素の設定が変更できるようになっている。例えば、コンフィグ信号に基づいてレシーバ回路７４６のデジタルフィルタのフィルタ乗数が変更できるようになっている。

セレクタ７３は、レジスタ７２に記録された各ポートＰの属性情報に基づいて、それぞれのドライバ群７４０の端子（ＯＵＴ端子、ＡＩ端子、ＤＩ端子）のうち、どの端子を有効にするのかを選択する機能を有する。

ＡＩ端子が有効にされた場合、ポートＰからアナログ入力信号が入力される。この場合、アナログ入力信号は、入力回路７４５及びＡＤコンバータ７４７でデジタル信号に変換されてＡＩ端子から出力され、セレクタ７３を介してレジスタ７２に書き込まれる。

ＤＩ端子が有効にされた場合、ポートＰからデジタル入力信号が入力される。この場合、デジタル入力信号は、入力回路７４５及び比較器７４８を介してＤＩ端子から出力され、セレクタ７３を介してレジスタ７２に書き込まれる。

ＯＵＴ端子が有効にされた場合、出力設定情報が、セレクタ７３を介してドライバ回路７４１の出力レジスタ７４２に反映される。そして、ドライバ回路７４１は、出力レジスタ７４２の設定情報に基づいて、出力回路７４３を介してポートＰからデジタル信号、アナログ信号、または、ＰＷＭ信号のいずれかを出力させる。

なお、セレクタの具体的な回路構成については、従来から知られている構成を用いることができるので、ここではその詳細説明を省略する。

レジスタ７２には、スレーブノード７毎に設定されたコンフィグデータが格納される。コンフィグデータは、各ポートＰの属性データを含む。

タイマー７５は、水晶発振器などの一定の周波数で動作する発信器と、発信器からクロックをカウントするカウンタとを有する。タイマー７５は、例えば、マスターノードから情報が送られてきてからの経過時間などの計測する際に利用される。また、タイマー７５は、決まった時間だけ操作デバイスをオンさせる必要があるときに、該操作デバイスをオンさせてからの経過時間を計測する際に利用される。

次に、車両制御システムの動作の一例を図６に示すフローチャートを参照しながら説明する。ここでは、ステップＳ１の初期コンフィグレーション処理後において、運転者により、コンビスイッチユニット４に設けられたターンスイッチ４３が右ターン側に操作された場合の処理について説明する。

車両制御システム１において、電源が投入されると、ステップＳ１の初期コンフィグレーション処理が実行される。

初期コンフィグレーション処理では、マスターノード２から各スレーブノード７に、初期コンフィグデータが送信される。各スレーブノード７では、マスターノード２から受信した初期コンフィグデータをレジスタ７２に格納する。そして、各スレーブノード７は、レジスタ７２に初期コンフィグデータを格納した後、設定完了の返信をする。なお、初期コンフィグデータがあらかじめ各スレーブノード７に格納されている場合には、ステップＳ１では何もせずに次のステップに進む。

次に、ステップＳ２において、ターンスイッチ４３が右ターン側に操作されると、ターンスイッチ４３のデジタルアウトプットポートＤＯＲからドライバ群７４のポートＰ１０にＯＮ設定信号が入力される。

次いで、ステップＳ３において、スレーブノード７は、マスターノード２にイベント通知を送信する。イベント通知では、検知信号領域の変化内容が通知される。

次のステップＳ４において、マスターノード２では、イベント通知の内容に応じた処理（「イベント処理」ともいう）を実行する。イベント処理では、前述の認知工程、判断工程及び操作工程の処理が実行される。

この例では、マスターノード２は、認知工程として、ステップＳ１で受信した検出データと、今回受信した検出データＤ４との差分データに基づく、情報化処理を実行する。具体的に、マスターノード２は、コンビスイッチユニット４のポートＰ１０の変化と、接続データとに基づいて、ターンスイッチ４３が右ターン側に操作されたことを認知する。

次に、マスターノード２は、判断工程の工程Ｐｚ１～Ｐｚ４を経て、「車両ＣＡの右ターンランプ（右サイドミラーユニット５の右ターンランプを含む）をオンにする」という行動が、車両ＣＡの実行対象の行動として決定される。

次に、マスターノード２は、操作工程として、右ターンランプが接続されたスレーブノード７を操作対象とし、操作内容として右ターンランプを点滅させることを決定する。そして、マスターノード２は、右ターンランプを点滅させることを命令する操作命令信号を生成し、該操作命令信号を右ターンランプが接続されたスレーブノード７（右サイドミラーユニット５を含む）に送信する。

次に、ステップＳ６において、右サイドミラーユニット５のスレーブノード７は、操作命令信号を受信する。

次いで、ステップＳ７において、右サイドミラーユニット５のスレーブノード７は、操作命令信号に基づくポートから操作命令信号に基づく操作信号を出力する。具体的には、右サイドミラーユニット５のスレーブノード７は、操作命令信号に基づいて、ポートＰ２からオン制御を指示するデジタル形式の操作信号を出力する。

次に、ステップＳ８において、マスターノード２は、操作命令信号を送信したスレーブノード７に対して、操作命令信号に基づく出力設定がされているかどうかを確認するアクノリッジを要求する。そして、次のステップＳ９において、アクノリッジの要求を受けたスレーブノード７は、操作命令信号に基づく出力設定の状況を示すアクノリッジをマスターノード２に返信する。

（タイマー自律制御）
ここで、ＣＸＰＩのようなイベント型の通信方式では、複数のイベントが同時に発生した場合には、非破壊型の調停が実施され、調停に勝利したスレーブノード７が優先される。このため、前述の様にスレーブノード７が多数設けられている場合には、複数のイベントが同時に発生したときに、スレーブノード７からマスターノード２に通知を送った後、スレーブノード７がマスターノード２からの操作命令信号を受信するまでの時間である通信インターバルが長くなって、応答性が悪化するおそれがある。また、スレーブノード７が多数設けられていると、マスターノード２と各スレーブノード７との間の通信容量が膨大になる。これによっても、通信インターバルが長くなって、応答性が悪化するおそれがある。このため、出来る限り通信インターバルを短くするためにも、マスターノード２と各スレーブノード７との間の通信容量を出来る限り小さくすることが求められている。

そこで、本実施形態では、各スレーブノード７に各操作デバイスを動作させるためのオン／オフ信号の１サイクル分のパターンである動作パターンを複数記憶させて、マスターノード２は、各動作パターンのうち出力すべき動作パターンを指定する操作命令信号をスレーブノード７に送信するようにした。そして、マスターノード２から操作命令信号を受信したスレーブノード７は、対応するパターンのオン／オフ信号により操作デバイスを動作させる。

図７及び図８は、スレーブノード７が記憶している動作パターンの一例である。図７は、ドアロックユニット３４においてドアロック駆動モータ３４２を操作するスレーブノード７（以下、第１スレーブノードという）が記憶している動作パターンである。図８は、右サイドミラーユニット５のスレーブノード７（以下、第２スレーブノードという）が記憶している動作パターンである。これらの動作パターンは、コンフィグ情報として第１及び第２スレーブノードにそれぞれ記憶されている。なお、スレーブノード７がメモリを有する場合には、メモリにこれらの動作パターンが記憶されていてもよい。

ドアロック駆動モータ３４２は、基本的に、ドアロックをオンにする機能と、ドアロックをオフにする機能の２つの機能のみを有する。このため、図７に示すように、第１スレーブノードは、ドアロックをオンにするためのパターン１のオン／オフ信号と、ドアロックをオフにするためのパターン２のオン／オフ信号のみを記憶している。図７に示すように、それぞれの信号はオン時間ｔ_ｏｎとオフ時間ｔ_ｏｆｆとがそれぞれ定義されている。パターン１のオン／オフ信号とパターン２のオン／オフ信号とは、オン時間ｔ_ｏｎ及びオフ時間ｔ_ｏｆｆは同じである。一方で、パターン２のオン／オフ信号では、モータを逆回転させる必要があるため、電圧としてはマイナスになっている。パターン１のオン時間ｔ_ｏｎは、ドアをロックできるだけドアロック駆動モータ３４２を回転させるのに十分な時間に設定されており、パターン２のオン時間ｔ_ｏｎについても、ドアロックをオフできるだけドアロック駆動モータ３４２を逆回転させるのに十分な時間に設定されている。

ターンＬＥＤ５１は、方向指示器としてのみならず、ハザードランプとしての機能も有している。このため、図８に示すように、第２スレーブノードは、複数の動作パターンのオン／オフ信号を記憶していてもよい。図８に示すパターン１～５は、オンするタイミング（すなわち、最初のオフ時間ｔ_ｏｆｆ）及びオン時間ｔ_ｏｎの長さがそれぞれ異なり、オンした後にオフするタイミング及びオフ時間ｔ_ｏｆｆは同じである。具体的には、パターン１は、オンするタイミングが最も早くかつオン時間ｔ_ｏｎも最も長いオン／オフ信号である。オン／オフ信号は、パターン１に対して、パターン２，３，４，及び５となるに連れてオンするタイミングが遅くなりかつオン時間ｔ_ｏｎも短くなる。そして、パターン５が、５つのパターンの中では、オンするタイミングが最も遅くかつオン時間ｔ_ｏｎも最も短いオン／オフ信号である。第２スレーブノードが、ここで示すパターン１～５以外の動作パターンを記憶していてもよい。

図７及び図８に示すように、各動作パターンのオン／オフ信号は、オン／オフの時間ｔ_ｏｎ，ｔ_ｏｆｆが定義されたものである。前述したように、各スレーブノード７はそれぞれタイマー７５を有しているため、各スレーブノード７は、動作パターンを指定されれば、指定された動作パターンのオン／オフ信号に定義されたオン／オフのタイミング及びオン／オフの時間に従って、自身のタイマー７５により時間を計測しながら自律的に操作デバイスを動作させることができる。つまり、各スレーブノード７は、マスターノード２からオン／オフを逐次指示されずとも、自律的に操作デバイスをオン／オフさせることができるようになる。これにより、マスターノード２と各スレーブノード７との間の通信容量を小さくすることができる。

図７及び図８に示すような動作パターンは、前述したように、マスターノード２が各スレーブノード７をコンフィグレーションすることで、各スレーブノード７にそれぞれ記憶される。操作デバイスが交換されて、動作パターンを変更する必要が生じたときには、マスターノード２が対応するスレーブノード７を再度コンフィグレーションすることで、適切な動作パターンをスレーブノード７に記憶させる。

マスターノード２は、各スレーブノード７に対して、動作パターンを指定する操作命令信号のみでなく、操作命令信号による操作の即時実行を指示する特定情報を各スレーブノード７にそれぞれ送信可能に構成されている。この特定情報は、命令セットの一部として、操作命令信号と同時にマスターノード２からスレーブノード７に送信される。特定情報を含む命令セットを受信したスレーブノード７は、現在実行中の操作を停止させて、新たに受信した命令セットの操作命令信号に対応するパターンのオン／オフ信号により操作デバイスを操作する。マスターノード２は、例えば、車両衝突時などには、第１スレーブノードに対して、パターン２を指定する操作命令信号と前記特定情報とを命令セットにして出力して、ドアロックをオフする操作を即時実行させる。

また、マスターノード２は、操作命令信号において、動作パターンに加えて、操作デバイスを当該動作パターンで動作させる回数を示す情報を、命令セットの一部として各スレーブノード７にそれぞれ送信可能に構成されている。動作パターンを実行する回数を指定する情報を含む命令セットを受信したスレーブノード７は、指定された動作パターンのオン／オフ信号を連続して指定された回数分実行する。つまり、動作パターンを実行する回数を指定する情報を受信したスレーブノード７は、各サイクルの間にインターバルを設けることなく、指定された動作パターンが１サイクル分終了した直後に次のサイクルを実行する。

例えば、図９に示すように、マスターノード２が、第２スレーブノードに対して、パターン３を３回実行するように指定する命令セットを送信したとする。当該命令セットを受信した第２スレーブノードは、パターン３のオン／オフ信号を連続して３回実行する。具体的には、第２スレーブノードは、１回目のパターン３のオン／オフ信号における後半のオフ時間と２回目のパターン３のオン／オフ信号における前半のオフ時間とが連続し、２回目のパターン３のオン／オフ信号における後半のオフ時間と３回目のパターン３のオン／オフ信号における前半のオフ時間とが連続するように、出力信号を生成して、ターンＬＥＤ５１を作動させる。

次に、操作デバイスを操作する際のフローについて図１０～図１２を参照しながら説明する。

図１０は、ドアロックをオンする際のフローを示す。初期状態として、ドアロックはオフの状態であるとする。

まず、ドアロックスイッチ３４１が押されたときに、ドアロックユニット３４の第１スレーブノードは、ドアロックスイッチ３４１が押されたことをマスターノード２に通知する（ステップＳ１０１）。

次に、マスターノード２は、ドアロックスイッチ３４１がオンされたことを認知する（ステップＳ１０２）。

次いで、マスターノード２は、パターン１を指定する操作命令信号及び実行する回数を１回とする情報を含む命令セット１を生成して、該命令セット１を第１スレーブノードに送信する（ステップＳ１０３）。

次に、第１スレーブノードは、マスターノード２から命令セット１を受信する（ステップＳ１０４）。

そして、第１スレーブノードは、マスターノードから受信した命令セット１に従って、パターン１のオン／オフ信号によりドアロック駆動モータ３４２を作動させる（ステップＳ１０５）。

命令セット１に指定されたパターン１のオン／オフ信号によるドアロック駆動モータ３４２の操作が終了した時には、第１スレーブノードは、マスターノード２に命令セット１に基づく操作が完了したことを通知する。

以上により、ドアロックをオンにする動作が完了する。

図１１は、ターンＬＥＤ５１を点滅させる際のフローを示す。図１１は、コンビスイッチユニット４のターンスイッチ４３が右ターン側にオンされた後のフローを示している。

まず、コンビスイッチユニット４のターンスイッチ４３が右ターン側にオンされたときには、マスターノード２は、ターンスイッチ４３が右ターン側にオンされたことを認知する（ステップＳ２０１）。

次に、マスターノード２は、パターン３を指定する操作命令信号及び実行する回数を５回とする情報を含む命令セット１を生成して、該命令セット１を右サイドミラーユニット５の第２スレーブノードに送信する（ステップＳ２０２）。

次いで、第２スレーブノードは、マスターノード２から命令セット１を受信する（ステップＳ２０３）。

マスターノード２からの命令セット１を受信した第２スレーブノードは、該命令セット１に従って、パターン３のオン／オフ信号により右サイドミラーユニット５のターンＬＥＤ５１を作動させる（ステップＳ２０４）。

第２スレーブノードは、パターン３のオン／オフ信号による操作が５回終了した時には、マスターノード２に操作が完了したことを通知する（ステップＳ２０５）。

第２スレーブノードから完了の通知を受けたマスターノード２は、コンビスイッチユニット４からターンスイッチ４３がオフされたことを通知されていない限り、同じ動作パターンを同じ回数だけ実行することを指定する命令セットを第２スレーブノードに送信する。ここでは、パターン３を指定する操作命令信号及び実行する回数を５回とする情報を含む命令セット２を生成して第２スレーブノードに送信する（ステップＳ２０６）。

次に、第２スレーブノードは、マスターノード２から命令セット２を受信する（ステップＳ２０７）。

マスターノード２からの命令セット２を受信した第２スレーブノードは、該命令セット２に従って、パターン３のオン／オフ信号により右サイドミラーユニット５のターンＬＥＤ５１を作動させる（ステップＳ２０８）。

次に、コンビスイッチユニット４のターンスイッチ４３がオフされたとする（図示省略）。コンビスイッチユニット４からターンスイッチ４３がオフされたことがマスターノードに通知されたときには、マスターノード２は、ターンスイッチ４３がオフされたことを認知する（ステップＳ２０９）。

次に、マスターノード２は、ターンＬＥＤ５１の操作を停止させる操作命令信号を第２スレーブノードに送信する（ステップＳ２１０）。

次いで、第２スレーブノードは、マスターノード２から操作を停止させる操作命令信号を受信する（ステップＳ２１１）。

その後、第２スレーブノードは、ターンＬＥＤ５１の作動を停止させる（ステップＳ２１２）。このとき、第２スレーブノードは、実行中の１サイクル分の処理が完了した後で、残りのサイクルを実行しないようにして停止させてもよいし、実行中の操作を強制的にオフするようにして停止させてもよい。

図示は省略しているが、第２スレーブノードは、ターンＬＥＤ５１の動作の停止が完了したときには、マスターノード２に通知する。

以上によって、ターンＬＥＤ５１の動作が完了する。

図１２は、ドアロックを即時にオフさせる際のフローを示す。初期状態として、ドアロックはオフの状態であるとする。

まず、ドアロックスイッチ３４１が押されたときに、ドアロックユニット３４の第１スレーブノードは、ドアロックスイッチ３４１が押されたことをマスターノード２に通知する（ステップＳ３０１）。

次に、マスターノード２は、ドアロックスイッチ３４１がオンされたことを認知する（ステップＳ３０２）。

次いで、マスターノード２は、パターン１を指定する操作命令信号及び実行する回数を１回とする情報を含む命令セット１を生成して、該命令セット１を第１スレーブノードに送信する（ステップＳ３０３）。

次に、第１スレーブノードは、マスターノード２から命令セット１を受信する（ステップＳ３０４）。

次いで、第１スレーブノードは、マスターノードから受信した命令セット１に従って、パターン１のオン／オフ信号によりドアロック駆動モータ３４２を作動させる（ステップＳ３０５）。

そして、車両が衝突するなどして、ドアロックを即時にオフする必要が生じたときには、まず、マスターノード２は、ドアロックを即時にオフする必要ありと判断する（ステップＳ３０６）。マスターノード２は、不図示のＧセンサ等からの検出信号に基づいて、衝突したか否かを判断して、ドアロックを即時にオフする必要があるか否かを判断する。

次に、マスターノード２は、第１スレーブノードからの操作が完了した旨の通知を待つことなく、パターン２を指定する操作命令信号及び実行する回数を１回とする情報に加えて、即時実行を命令する特定情報を含む命令セット２を第１スレーブノードに送信する（ステップＳ３０７）。

次いで、第１スレーブノードは、マスターノード２から命令セット２を受信する（ステップＳ３０８）。

マスターノード２から命令セット２を受信した第１スレーブノードは、命令セット１に基づく操作を停止させる（ステップＳ３０９）。これにより、ドアロック駆動モータ３４２が停止される。

そして、第１スレーブノードは、命令セット２に従って、ドアロックをオフするようにパターン２のオン／オフ信号でドアロック駆動モータ３４２を作動させる（ステップＳ３１０）。

命令セット２に指定されたパターン２のオン／オフ信号による操作が終了した時には、第１スレーブノードは、マスターノード２に命令セット２に基づく操作が完了したことを通知する。

（まとめ）
したがって、本実施形態では、マスターノード２と、各操作デバイスとそれぞれ接続され、マスターノード２からの操作命令信号に基づいて、各操作デバイスにオン／オフ信号を出力する複数のスレーブノード７と、を備え、各スレーブノード７は、各操作デバイスを動作させるためのオン／オフ信号の１サイクル分のパターンである動作パターンを複数記憶しているとともに、マスターノード２から各動作パターンのうち出力すべき動作パターンを指定する出力信号が入力されたときに、対応するパターンのオン／オフ信号により対応する操作デバイスを動作させる。これにより、マスターノード２は各スレーブノード７に対して動作パターンを指定するだけでよくなるため、指令がかなり簡易化される。この結果、マスターノード２とスレーブノード７との間の通信容量を小さくすることができる。

また、本実施形態では、マスターノード２は、動作パターンを各スレーブノード７にそれぞれ記憶させるべく、各スレーブノード７をそれぞれコンフィグレーションする。これにより、スレーブノード７に記憶されている動作パターンを適宜変更することができる。このため、操作デバイスの仕様が変更されたとしても、変更後の操作デバイスに対応した動作パターンを改めてスレーブノード７に記憶させれば、変更後の操作デバイスを適切に動作させることができる。この結果、スレーブノード７が作動させる操作デバイスの機能変化や機能進化に対してフレキシブルに対応することができる。

また、本実施形態では、マスターノード２は、動作パターンを指定する操作命令信号と共に、該操作命令信号による操作の即時実行を指示する特定情報を各スレーブノード７にそれぞれ送信可能に構成されており、スレーブノード７は、操作命令信号に加えて、特定情報を受信したときには、現在実行中の操作を停止させて、新たに受信した操作命令信号に対応するパターンのオン／オフ信号により操作デバイスを動作させるように構成されている。これにより、ドアロックの解除など緊急性が高い操作であっても適切に実行することができる。特に、マスターノード２からスレーブノード７に対してパターンを指定するようにして、通信容量を削減しているため、緊急性の高い操作を応答性良く実行することができる。

また、本実施形態では、マスターノード２は、出力信号において、動作パターンに加えて、操作デバイスを当該動作パターンで動作させる回数を指定する情報を、各スレーブノード７にそれぞれ送信可能に構成されている。これにより、ターンＬＥＤ５１のように周期性を持って作動する操作デバイスの操作を簡易化することができる。また、マスターノード２とスレーブノード７との間の通信の回数を削減できるため、マスターノード２とスレーブノード７との間の通信容量をより小さくすることができる。

（その他の実施形態）
ここに開示された技術は、前述の実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。

例えば、前述の実施形態では、ドアロック駆動モータ３４１及びターンＬＥＤ５１を作動させる場合を例示したが、オン／オフ信号により作動する操作デバイスであれば、本開示の車両制御システムの制御対象となり得る。

また、前述の実施形態では、スレーブノード７が、指定された動作パターンで操作デバイスを動作させる回数が１回であるときであっても、操作デバイスを動作させる回数を指定する情報がマスターノード２から送信されていた。これに限らず、スレーブノード７が、指定された動作パターンで操作デバイスを動作させる回数が１回でよいときには、マスターノード２は、操作デバイスを動作させる回数を指定しなくてもよい。このときには、スレーブノード７は、指定された動作パターンのオン／オフ信号により操作デバイスを１回だけ（１サイクル分だけ）動作させて、その後は、操作デバイスにオン／オフ信号を出力しないように構成される。

前述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本開示の範囲を限定的に解釈してはならない。本開示の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本開示の範囲内のものである。

ここに開示された技術は、車両に搭載され、それぞれがオン／オフ信号により作動する複数の操作デバイスを制御する車両制御システムとして有用である。

１ 車両制御システム
２ マスターノード
７ スレーブノード
５１ ターンＬＥＤ（操作デバイス）
３４２ ドアロック駆動モータ（操作デバイス）
ＣＡ 車両

Claims (5)

1. 車両に搭載されかつそれぞれがオン／オフ信号により作動する複数の操作デバイスを制御する車両制御システムであって、
   マスターノードと、
   前記各操作デバイスとそれぞれ接続され、前記マスターノードからの操作命令信号に基づいて、前記各操作デバイスにオン／オフ信号を出力する複数のスレーブノードと、を備え、
   前記各スレーブノードは、前記各操作デバイスを動作させるためのオン／オフ信号の１サイクル分のパターンである動作パターンを複数記憶しているとともに、前記マスターノードから前記各動作パターンのうち出力すべき動作パターンを指定する出力信号が入力されたときに、対応するパターンのオン／オフ信号により対応する前記操作デバイスを動作させることを特徴とする車両制御システム。
2. 請求項１に記載の車両制御システムにおいて、
   前記マスターノードは、前記動作パターンを前記各スレーブノードにそれぞれ記憶させるべく、前記各スレーブノードをそれぞれコンフィグレーションすることを特徴とする車両制御システム。
3. 請求項１に記載の車両制御システムにおいて、
   前記マスターノードは、前記動作パターンを指定する操作命令信号と共に、該操作命令信号による制御の即時実行を指示する特定情報を前記各スレーブノードにそれぞれ送信可能に構成されており、
   前記スレーブノードは、前記操作命令信号に加えて、前記特定情報を受信したときには、現在実行中の操作を停止させて、新たに受信した操作命令信号に対応するパターンのオン／オフ信号により前記操作デバイスを動作させるように構成されていることを特徴とする車両制御システム。
4. 請求項３に記載の車両制御システムにおいて、
   前記操作デバイスは、ドアロック装置のドアロック駆動モータを含み、
   前記各スレーブノードうち前記ドアロック駆動モータを作動させるスレーブノードは、ドアロックをオフにする前記操作命令信号に加えて、前記特定情報を受信したときには、現在実行中の制御を停止させて、ドアロックをオフにすべく前記ドアロック駆動モータを動作させるように構成されていることを特徴とする車両制御システム。
5. 請求項１に記載の車両制御システムにおいて、
   前記マスターノードは、前記動作パターンに加えて、前記操作デバイスを当該動作パターンで動作させる回数を指定する情報を、前記各スレーブノードにそれぞれ送信可能に構成されていることを特徴とする車両制御システム。