JP4753623B2 - 車両制御用プログラム及び車両用電子制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、アプリケーション・レイヤと、プラットフォーム・レイヤとで階層化された構造を持ち、実装されるアプリケーション間のデータの授受をプラットフォームを介して行う車両制御用プログラム及びこの車両制御用プログラムを実行するコンピュータを備えた車両用電子制御装置に関する。

車両の電子制御装置（以下、ＥＣＵという）は、車両の制御機構との間で信号のやり取りを行って車両の電子制御を行うものであり、例えば、エンジン制御ＥＣＵには車両に装備されているセンサ群で検出された、車速、エンジン回転数、空気流入量等の情報が入力され、エンジン制御ＥＣＵはこれらの情報に基づいて所定の演算処理を行い、その演算結果（例えば、燃料噴射量やバイパス空気量などを制御するための信号）を車両に装備された、電動スロットルやスタータ噴射弁等の制御機構へ送出し、燃料の噴射量や流入空気量の制御などを行っている。

車両にはこのような電子制御装置が多数、例えば、上記のようなエンジン制御ＥＣＵ、所定の条件成立時にエンジン自動停止再始動制御を行うエコランＥＣＵ、ランプやドアなどの制御を行うボディＥＣＵ、自動変速（ＡＴ）制御ＥＣＵ、エアバッグＥＣＵ、セキュリティＥＣＵ等が搭載されており、これらの各ＥＣＵは、担当する制御対象について、単体で独自に制御しているが、他のＥＣＵとの情報授受が必要な場合もある。
このため、車両に搭載する複数のＥＣＵを関連付けして各種制御を行うために、その複数のＥＣＵを共通のバスラインに接続するとともに、代表的標準ネットワークプロトコルであるントロールエリアネットワーク（Controller Area Network、以下ＣＡＮという）プロトコルを使用して相互通信制御を行っている。

一方、車両用電子制御装置は組み込み型のマイクロコンピュータ（以下、マイコンという）を備えており、このマイコン上で動作するソフトウェアは、一般的に、ハードウェアに依存するプログラムであるプラットフォーム・レイヤと、車両用の制御に依存するプログラムであるアプリケーション・レイヤとで階層化された構造を備えている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−９７１０２号公報

プラットフォーム・レイヤのプログラムは、ハードウェアデバイスからデータを入力して、その入力したデータに基づくデータを、例えばＡＰＩ（Application Program Interface）のようなインターフェースを介して、アプリケーション・レイヤのプログラムによる処理に対して提供したり、アプリケーション・レイヤのプログラムによる処理によって得られたデータをハードウェアデバイスに対して出力したりする処理をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
また、アプリケーション・レイヤのプログラムは、このプラットフォーム・レイヤから入力されたデータを用いた処理や、このプラットフォーム・レイヤを介して出力するデータを生成する処理をコンピュータに実行させるためのプログラムである。

このように、プラットフォーム・レイヤのプログラムは、ハードウェアデバイスに対するアクセスを行うプログラムを含む一方、アプリケーション・レイヤのプログラムは、直接ハードウェアデバイスへのアクセスを行うプログラムを含まず、プラットフォーム・レイヤのプログラムによる処理にハードウェアデバイスとの入出力をさせている。こうすることにより、アプリケーションプログラムの開発者は、ハードウェアの詳細構成や制御方法を意識することなくアプリケーションプログラムを作成することができる。

ところで、現状の車載制御ＥＣＵでは、図７に示すように、始動充電制御、エコラン制御、プッシュスタート、電源マネージメント等のアプリケーション機能毎にＥＣＵが存在しているが、コストの問題から今後、図８に示すように各機能を一つのＥＣＵに統合することが予想されている。

また、このように複数のアプリケーション機能を一つのＥＣＵに統合した場合、図９に示すように、グレード毎に機能の有／無、すなわち、機能の抜き差しの必要性が生じてくることが予想される。なお、図９（ａ）はエコラン機能を備えていないグレードＡの統合ＥＣＵであり、図９（ｂ）はプッシュスタート機能を備えていないグレードＢの統合ＥＣＵである。また、図９（ｃ）はエコラン、プッシュスタートの両機能とも備えていないグレードＣのＥＣＵである。

そして、始動充電制御、エコラン制御、プッシュスタート、電源マネージメントのアプリケーション機能を一つのＥＣＵに統合した場合、例えば、図１０に示すように、エコランモードを各アプリケーションに公開し、始動充電制御、プッシュスタート、電源マネージメントの各機能で使用することとなるが、図９（ａ）に示すようにエコラン機能を無しにすると、エコランモードが各アプリケーションに公開されなくなるため、始動充電制御、プッシュスタート、電源マネージメントのアプリケーションプログラム側でエコランモードを削除しなければならない。

すなわち、統合ＥＣＵにてアプリケーションの追加もしくは削除、あるいは、ハードウェアもしくは通信ノードの追加・削除等のバリエーション（部品の抜き差し）が発生した場合、部品抜きされたアプリケーションやハードウェアのデータを参照していたアプリケーション側でソフト変更が発生するので、グレードごとのプログラム作成工程が長くなり、コストが増加するという問題が発生すると考えられる。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたもので、部品抜き差しをアプリケーション側で考慮することなくアプリケーションプログラムを開発でき、開発コストを削減することができる車両制御用プログラム及び車両用電子制御装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明に係る車両制御用プログラム（１）は、
アプリケーション・レイヤと、プラットフォーム・レイヤとで階層化された構造を持ち、実装されるアプリケーション間のデータの授受を、プラットフォームを介して行う車両制御用プログラムであって、
上記プラットフォーム・レイヤが、
対象システムの変更によりアプリケーションが削除された際に、当該アプリケーションが従来公開しており、他アプリケーションが参照していたデータとして、上記プラットフォーム・レイヤ内で別に定める所定値が設定され、他アプリケーションに対して公開されるように、アプリケーション間のデータの設定を変更する機能を実現させるためのプログラムを含むことを特徴とする。

また、本発明に係る車両制御用プログラム（２）は、車両制御用プログラム（１）において、
上記プラットフォーム・レイヤにて公開する所定値が、当該アプリケーションが非作動時の値であることを特徴とする。

さらに、本発明に係る車両制御用プログラム（３）は、車両制御用プログラム（１）において、
上記プラットフォーム・レイヤが、アプリケーションと制御装置間通信及びハードウェア入出力端子間とのデータ授受を実施する分散層と、制御装置間の通信制御を行う通信層と、制御装置のハードウェアに対する入出力設定を行う入出力ドライバ層とを備え、上記分散層が、対象システムの変更によりハードウェアもしくは通信ノードの追加・削除が発生した時に、アプリケーションに対して授受するハードウェア情報もしくは通信データ情報の設定を変更する機能を実現させるためのプログラムを含むことを特徴とする。

また、本発明に係る車両制御用プログラム（４）は、車両制御用プログラム（３）において、
車両制御装置の実装アプリケーション、ハードウェア及び車両に実装される通信ノードの実装有無を設定するデータベースを有し、上記プラットフォーム・レイヤ内の分散層が、当該データベースに登録された情報に基づいて、分散層を介して授受されるデータの接続及び振り分けを自動で変更する機能を実現させるためのプログラムを含むことを特徴とする。

さらに、本発明に係る車両制御用プログラム（５）は、車両制御用プログラム（３）において、
所定のハードウェアもしくは通信ノードが削除された際、当該ハードウェアもしくは通信ノードにより従来設定され、アプリケーションにて参照していたデータとして、プラットフォーム・レイヤ内の分散層にて別に定める所定値が設定され、アプリケーションに対して公開されることを特徴とし、
本発明に係る車両制御用プログラム（６）は、車両制御用プログラム（５）において、
上記分散層にて設定される所定値が、通信ノード削除の場合は通信初期値、ハードウェアの場合は端子オープン時の値などの固定値であることを特徴とする。

また、本発明に係る車両用電子制御装置（１）は、車両制御用プログラム（１）〜車両制御用プログラム（６）のいずれかの車両制御用プログラムに基づいてその機能を実現するコンピュータを備えたことを特徴とする。

本発明に係る車両制御用プログラム（１）、（２）によれば、例えば、エコラン有／無車両のエコランモードの公開を行う場合、図１に示すように、プラットフォーム・レイヤが、エコランアプリケーション有りの場合、エコラン制御にて演算したモードをスルーで始動充電制御、プッシュスタート、電源マネージメントの各アプリケーションに公開し、エコランアプリケーション無しの場合、エンジン回転数に応じてモード１（通常走行中）またはモード０（エンスト）を算出し、各アプリケーションに公開するようにすることができる。

このように、アプリケーション側で参照ＲＡＭの削除を行わず、プラットフォーム機能でエコラン有／無により公開するエコランモードを切替えることによりアプリケーション側でのソフト変更を吸収することができるので、アプリケーション開発者はバリエーションによる部品の抜き差し時に発生するソフト構成変更を考慮せずにソフトウェア設計を行うことが可能となる。

また、プラットフォーム機能にてバリエーションによるソフト変更を吸収し、各アプリケーションに加工後のデータを公開することにより、アプリケーション側でのソフト変更をなしにすることができるので、もし、データ削除などの変更をアプリケーション側で行うと、上記の例では、３つのアプリケーションについてソフト変更を行わなければならないが、プラットフォーム機能にてソフト変更を吸収することにより１箇所のみの変更でよくなり、ソフトウェア開発工程を短縮することができる。

また、本発明に係る車両制御用プログラム（３）〜（６）によれば、例えば、プッシュスタート有／無車両における始動制御側でのスタート駆動信号を参照する場合、図２に示すように、プッシュスタートアプリケーション有りの場合、プッシュスタートアプリケーションがスタータ駆動信号（ＳＴＳＷ信号）をプッシュボタン操作（ＳＳＷ）にて検出し、プラットフォーム・レイヤが、プッシュスタートアプリケーションからのＳＴＳＷ信号を始動充電アプリケーションに入力し、プッシュスタートアプリケーション無しの場合、プラットフォーム・レイヤが、ＳＴＳＷ信号としてイグニッショキースイッチ（ＩＧＳＷ）による外部ＳＴＳＷ信号を始動充電アプリケーションに入力することができる。

このように、対象システムの変更によりハードウェアもしくは通信ノードの追加・削除が発生した時に、アプリケーション側でどの信号をモニタするかを切替えず、プラットフォーム機能で切替えることにより、アプリケーション側でのソフト変更を吸収することができるので、上記と同様に、アプリケーション開発者はバリエーションによる部品の抜き差し時に発生するソフト構成変更を考慮せずにソフトウェア設計を行うことが可能となり、ソフトウェア開発工程を短縮することができる。

以下、本発明の車両制御用プログラムの実施例について、図面を用いて説明する。図３は本発明の車両用制御プログラムを実装したＥＣＵの実施例を示すブロック図であり、図に示すように、このＥＣＵ１は、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、入出力回路１４、通信ＩＣ１５とこれらを接続するバスライン等から構成され、このＥＣＵ１にスタータモータ２、ＣＡＮバス３、バッテリ４等が接続されている。

そして、ＣＰＵ１１はＥＣＵ１のハードウェア各部を制御するとともに、ＲＯＭ１２に記憶されたプログラムに基づいて様々なプログラムを実行する。ＲＯＭ１２は各種のアプリケーションを実行させるプログラムを記憶するとともに、アプリケーション、ハードウェア及び通信ノードの有／無を示すデータベースを記憶している。また、ＲＡＭ１３はＳＲＡＭ等で構成され、プログラムの実行時に発生する一時的なデータを記憶する。

図４はＲＯＭ１２に記憶されるデータベースの一例であり、この例では、プッシュスタートアプリケーション有り、エコランアプリケーション無し、プッシュスタートスイッチ（ＳＴＳＷ）有り、イグニッションスイッチ（ＩＧＳＷ）無し、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）ＥＣＵ有り、エアコン（Ａ／Ｃ）ＥＣＵ有り、が設定されている。

入出力回路１４には、外部の入力端子Ａやスタータモータ２等が接続され、外部からの信号を受け取るとともに、ＥＣＵ１からの制御信号等を外部に出力する。また、通信ＩＣ１５は、ＣＡＮバス３を介してエンジンＥＣＵ５、エアコン（Ａ／Ｃ）ＥＣＵ６、・・・等の他のＥＣＵとの相互通信を行う。

一方、各種のアプリケーションをＣＰＵ１１に実行させるためにＲＯＭ１２に記憶されているプログラムは、図５に示すように、アプリケーション・レイヤ２１とプラットフォーム・レイヤ２２とで階層化された構造を備えている。
アプリケーション・レイヤ２１のプログラムは、ハードウェアデバイスを直接制御する処理を行わず、要求仕様を実現するための処理をＣＰＵ１１が実行するためのプログラムであり、プッシュスタートアプリケーション３１、エコランアプリケーション３２、始動充電アプリケーション３３及び電源マネージメントアプリケーション３４とから構成されている。

プッシュスタートアプリケーション３１は、プッシュＳＷ（ＳＴＡＲＴ−ＳＷ）の押下を起動要件として動作して始動要求を出力し、エコランアプリケーション３２は、エンジンの駆動と停止を行いながら車両を走行させるエコラン（アイドリングストップ）機能を実行し、エンジン停止信号及び始動要求信号を出力する。

また、始動充電アプリケーション３３は、エンジン始動及びオルタネータにより発電された電力によるバッテリの充電制御等の機能を実行して始動信号を出力し、電源マネージメントアプリケーション３４は、電源接続等を作動要件として車載用電子機器等の電源の制御を行うとともに、バッテリ４の電圧、電流を検出して充電要求信号を出力する。

一方、プラットフォーム・レイヤ２２のプログラムには、実装されるアプリケーション間のデータの授受を実行するプログラムが含まれており、エコランアプリケーション３２からのエンジン停止信号を通信ＩＣ１５、ＣＡＮバス３を介してエンジンＥＣＵ５に出力し、電源マネージメントアプリケーション３４からの充電要求信号を始動充電アプリケーション３３に伝達するとともに、始動充電アプリケーション３３からの始動信号をスタータモータ２に出力する。

また、このプラットフォーム・レイヤ２２のデータ授受プログラムは、図４に示すデータベースの内容に基づいて、エコランアプリケーション有りの場合、エコランアプリケーション３２からの始動要求信号を始動充電アプリケーション３３に伝達し、エコランアプリケーション無しの場合、エコランアプリケーション３２からの始動要求信号として常時オフ信号を始動充電アプリケーション３３に伝達する。
さらに、プッシュスタートアプリケーション有りの場合、プッシュスタートアプリケーション３１からの始動要求信号を始動充電アプリケーション３３に伝達し、プッシュスタートアプリケーション無しの場合、キースタータＳＷからの信号を始動充電アプリケーション３３に伝達する。

以上のように、エコランアプリケーションやプッシュスタートアプリケーションの有／無に応じてプラットフォーム機能で信号の伝達を切替えるので、アプリケーション側でのソフト変更を必要とせず、アプリケーション開発者はバリエーションによる部品の抜き差し時に発生するソフト構成変更を考慮せずにソフトウェア設計を行うことが可能となる。

次に、対象システムの変更によりハードウェアもしくは通信ノードの追加・削除が発生した時に、アプリケーションに対して授受するハードウェア情報もしくは通信データ情報の設定をプラットフォーム・レイヤのプログラムが変更する実施例について、図６に示す汎用的なＥＣＵにより説明する。

この実施例のＥＣＵ４１はＣＰＵ５１、端子Ａ用入力回路５２、通信ＩＣ５３等よりなり、ＣＡＮバス４２を介して他のＥＣＵ４３、４４等と接続されている。
なお、入力端子Ａはシステム変更により追加・削除が行われる入力端子であり、ＥＣＵ４３、４４はシステム変更により追加・削除が行われるＥＣＵである。

各種のアプリケーションをＣＰＵ５１に実行させるためのプログラムは、アプリケーションプログラム１、２、３よりなるアプリケーション・レイヤと、分散層６１、入出力ドライバ層６２、通信層６３よりなるプラットフォーム・レイヤにより構成されており、分散層６１は、対象システムの変更によりハードウェアもしくは通信ノードの追加・削除が発生した時に、アプリケーションに対して授受するハードウェア情報もしくは通信データ情報の設定を変更する機能を実行する。
また、入出力ドライバ層６２は制御装置のハードウェアに対する入出力設定を行い、通信層６３は、ＥＣＵ間の通信制御を行う。

そして、プラットフォーム・レイヤ内の分散層６１は、ＥＣＵ４１の実装アプリケーション、ハードウェア及び車両に実装されるＥＣＵ４３、４４等の通信ノードの実装有無を設定するデータベースを有し、データベースに登録された情報に基づいて、分散層６１を介して授受されるデータの接続及び振り分けを自動で変更する機能を実現させるためのプログラムを含んでおり、所定のアプリケーションが削除された際には、上記の実施例と同様に、当該アプリケーションが従来公開しており、他アプリケーションが参照していたデータとして、分散層６１内で別に定める所定値を設定し、アプリケーションに対して公開する。このとき、分散層６１で公開する所定値は、当該アプリケーションが非作動時の値である。

また、所定のハードウェアもしくは通信ノードが削除された場合、アプリケーションにて参照していたデータとして別に定める所定値を設定し、アプリケーションに対して公開する。例えば、入力端子Ａに接続されたハードウェアが取り外された場合、分散層６１は、アプリケーション１が参照していたデータを所定値ａに設定してアプリケーション１に対して公開し、ＣＡＮバス４２に接続されたＥＣＵ４４が取り外された場合、分散層６１は、ＥＣＵ４４により従来設定され、アプリケーション２にて参照していたデータとして別に定める所定値ｂを設定し、アプリケーション２に対して公開する。

なお、ＥＣＵ４４が取り外された場合、分散層６１がアプリケーション２に公開する所定値ｂは、ＥＣＵ４４の通信初期値であり、入力端子Ａに接続されたハードウェアが取り外された場合に、分散層６１がアプリケーション１に公開する所定値ａは、端子オープン時の値に設定される。

以上のように、対象システムの変更によりハードウェアもしくは通信ノードの追加・削除が発生した時に、アプリケーション側でどの信号をモニタするかを切替えず、プラットフォーム機能で切替えることにより、アプリケーション側でのソフト変更を吸収することができるので、上記と同様に、アプリケーション開発者はバリエーションによる部品の抜き差し時に発生するソフト構成変更を考慮せずにソフトウェア設計を行うことが可能となる。

なお、上記の実施例１では、ＥＣＵのアプリケーションとして電源マネージメント、プッシュスタート、エコラン、始動充電を例として説明したが、その他のアプリケーションを備えた車両用電子制御装置にも本発明を適用することが可能である。

エコラン有／無車両のエコランモードの公開を行う場合の、プラットフォーム・レイヤの作用を説明するための図である。 プッシュスタート有／無車両におけるスタート駆動信号参照時の、プラットフォーム・レイヤの作用を説明するための図である。 本発明の車両用制御プログラムを実装したＥＣＵの実施例を示すブロック図である。 ＲＯＭに記憶されるアプリケーション、ハードウェア及び通信ノードの有／無を示すデータベースの一例を示す図である。 各種のアプリケーションを実行させるためにＲＯＭに記憶されているプログラムの構造を示す図である。 ハードウェアもしくは通信ノードの追加・削除が発生した時に、それに伴う情報の設定をプラットフォーム・レイヤが変更する実施例を示すブロック図である。 現状の車載制御ＥＣＵを説明するための図である。 各機能を一つに統合したＥＣＵを説明するための図である。 複数のアプリケーション機能を一つのＥＣＵに統合した場合のグレード毎の変更を説明するための図である。 統合ＥＣＵにおけるエコランモードの他アプリケーションへの公開を説明するための図である。

１、４１、４３、４４ ＥＣＵ
１１、５１ ＣＰＵ
１２ ＲＯＭ
１３ ＲＡＭ
１４ 入出力回路
１５、５３ 通信ＩＣ
２ スタータモータ
３ ＣＡＮバス
４ バッテリ
５ エンジンＥＣＵ
６ エアコン（Ａ／Ｃ）ＥＣＵ
２１ アプリケーション・レイヤ
２２ プラットフォーム・レイヤ
３１ プッシュスタートアプリケーション
３２ エコランアプリケーション
３３ 始動充電アプリケーション
３４ 電源マネージメントアプリケーション
５２ 端子Ａ用入力回路
６１ 分散層
６２ 入出力ドライバ層
６３ 通信層

Claims (7)

1. アプリケーション・レイヤと、プラットフォーム・レイヤとで階層化された構造を持ち、実装されるアプリケーション間のデータの授受を、プラットフォームを介して行う車両制御用プログラムであって、
   上記プラットフォーム・レイヤが、
   対象システムの変更によりアプリケーションが削除された際に、当該アプリケーションが従来公開しており、他アプリケーションが参照していたデータとして、上記プラットフォーム・レイヤ内で別に定める所定値が設定され、他アプリケーションに対して公開されるように、アプリケーション間のデータの設定を変更する機能を実現させるためのプログラムを含むことを特徴とする車両制御用プログラム。
2. 請求項１に記載された車両制御用プログラムにおいて、
   上記プラットフォーム・レイヤにて公開する所定値が、当該アプリケーションが非作動時の値であることを特徴とする車両制御用プログラム。
3. 請求項１に記載された車両制御用プログラムにおいて、
   上記プラットフォーム・レイヤが、アプリケーションと制御装置間通信及びハードウェア入出力端子間とのデータ授受を実施する分散層と、制御装置間の通信制御を行う通信層と、制御装置のハードウェアに対する入出力設定を行う入出力ドライバ層とを備え、上記分散層が、対象システムの変更によりハードウェアもしくは通信ノードの追加・削除が発生した時に、アプリケーションに対して授受するハードウェア情報もしくは通信データ情報の設定を変更する機能を実現させるためのプログラムを含むことを特徴とする車両制御用プログラム。
4. 請求項３に記載された車両制御用プログラムにおいて、
   車両制御装置の実装アプリケーション、ハードウェア及び車両に実装される通信ノードの実装有無を設定するデータベースを有し、上記プラットフォーム・レイヤ内の分散層が、当該データベースに登録された情報に基づいて、分散層を介して授受されるデータの接続及び振り分けを自動で変更する機能を実現させるためのプログラムを含むことを特徴とする車両制御用プログラム。
5. 請求項３に記載された車両制御用プログラムにおいて、
   所定のハードウェアもしくは通信ノードが削除された際、当該ハードウェアもしくは通信ノードにより従来設定され、アプリケーションにて参照していたデータとして、プラットフォーム・レイヤ内の分散層にて別に定める所定値が設定され、アプリケーションに対して公開されることを特徴とする車両制御用プログラム。
6. 請求項５に記載された車両制御用プログラムにおいて、
   上記分散層にて設定される所定値が、通信ノード削除の場合は通信初期値、ハードウェアの場合は端子オープン時の値などの固定値であることを特徴とする車両制御用プログラム。
7. 請求項１〜請求項６のいずれかに記載された車両制御用プログラムに基づいて当該請求項における機能を実現するコンピュータを備えたことを特徴とする車両用電子制御装置。

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