JP7148542B2 - 制御システム動作を検証するための技術 - Google Patents

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Description

著作権情報
(c)2017年、Airbiquity Inc.。本出願の開示の一部は、著作権保護の対象となる題材を含む。著作権者は、特許商標庁のファイル又は記録にて現れる特許文献又は特許開示の任意の者による複製については異議を唱えぬも、その余の事項に関しては全ての著作権類を留保する。37CFR§1.71(d)。
原動機付き車両によって放出される大気汚染物質を制限又は削減するために、車両の製造販売に先立って、排ガスの汚染物質試験をなす義務を多くの車両製造者が課されている。当局は、異なるタイプのエンジン又は車両について排ガス試験を行うための手順/手続を特定する排気ガス試験基準を定立乃至他の態様で定義し得る。試験手順は、車両又はエンジンが動作すると期待されている条件の範囲を正確且つ現実的に表すように通常は設計されている。これらの試験は当局によって規格化されており、連邦からの委任を受けた試験施設で動力計(「ダイノ」)を用いて行われるのであり、ダイノとはエンジンの負荷下挙動を(例えば、エンジンダイノを用いて)シミュレートするものか、完全な駆動系を(例えば、シャシー動力計を用いて)シミュレートするものである。
大方の車両は触媒コンバータを搭載しており、これは内燃型(例えば、ガソリン)や圧縮着火型(例えば、ディーゼル)エンジンによって発生する排気ガスを制限又は削減するための装置である。多くの場合において、車両はエンジン管理システム(EMS、engine management system)を含み得るのであり、これは車両/エンジンの様々な系(例えば、燃料インジェクションシステム、点火又はスパークシステム等)を管理又は制御できるのであり、触媒コンバータによって排気ガスが排気ガス試験基準によって画された必要量に制限/削減されるようにする。大部分の排気ガス試験に合格するために、EMSは燃費を最適化しない態様で燃料インジェクションシステム及びスパークシステムを制御できるのであり、故に、車両について可能な最善燃費をもたらさない。典型的には、排気ガス削減及び燃費についての最適調整値は異なる空燃比及びスパーク点火ポイントで生じる。
もっとも、一部の場合においては、コンポーネントの経年変化やコンポーネント故障等故にEMS及び/又は車両コンポーネントは排気ガス削減に関して最適に調整されていないかもしれない。一部の場合においては、車両製造者が欠陥を有した又はバグのあるOTA(over-the-air)ソフトウェア更新を提供したがために、EMSが排気ガス削減に関して最適に調整されていないかもしれない。これによって、車両の排気ガスが法的に許容された水準を上回っている事態を惹起し得る。
本発明のいくつかの態様の基本的な理解を与えるために、発明の概要を以下に述べる。この概要は発明の主要/重要要素の特定を意図するものではなく、発明の範囲の明確化を意図するものでもない。この概要の唯一の目的は、後述する詳細な説明の前置きとして、発明のいくつかの概念を単純化した形で提示することにある。
車両制御システムの動作を検証するためのシステム、装置、及びコンピュータ可読媒体について開示する。様々な実施形態は、車両埋込型コンピュータ装置(VECD、vehicle-embedded computer device)に関する。様々な実施形態によれば、試験サイクル中に、VECDは次のことをなし得る:制御システムデータ(CSD)について車両内に埋め込まれている制御モジュール及び/又はセンサを監視すること、CSDの組合せに基づいてフィンガプリントを生成して報告をすること、及び、フィンガプリントを車両性能検証システム(VPVS)に報告すること。配備中又は動作サイクル中に際して、VECDは、CSDについて制御モジュール/センサを監視することができ、CSDの組合せに基づいて性能結果(PR、performance result)を生成等でき、PRをVPVSに報告できる。VPVSは、PRとフィンガプリントとの比較に基づいて、車両の制御システムが所望の動作をしているかを検証することができる。FPとPRとの間で(標準偏差又は合理的な程度の誤差内の)相違が検出された場合、車両が所望の通りに動作していないとの報告又はアラートを規制当局、車両製造者、又は車両群保有者に対して、VPVSがもたらすことができる。
実施形態では、車両内に埋め込まれている個々の制御モジュール又は複数のセンサからの制御システムデータを取得することによって、VECDは制御システムデータを監視することができる。実施形態では、取得された制御システムデータに基づいて、車両排ガス試験手順によって定義された動作パラメータに合致する動作サイクル中のリアルタイム動作パラメータを決定することによって、VECDはPRを生成できる。VECDは性能報告を生成でき、該報告は動作サイクル中に収集されたリアルタイム動作パラメータに対応する取得された制御システムデータのデータアイテムを含む。
実施形態では、取得された制御システムデータのデータアイテムは、次のデータを含み得る:複数のセンサのIATセンサのリアルタイム算定/測定吸気温度(IAT、intake air temperature)データと;個々の制御モジュールの1つたるエンジン制御モジュール(ECM、engine control module)からのリアルタイム算定エンジン負荷値と;ECMからの、1つ以上の気筒又は1つ以上のインジェクタについてのリアルタイム燃料インジェクタ起動タイミングデータと;ECMからの、1つ以上の気筒のクランク角との関係での点火イベントを示す、1つ以上の気筒についての点火スパークタイミングデータと;燃料インジェクタ起動タイミングデータの燃料インジェクションタイミングイベントとの関係での複数のセンサの排気センサの排気センサデータであって、排気センサは複数のセンサの排気酸素センサとマニフォルド絶対圧力(MAP)センサとを含む、排気センサデータと;及び/又はその他のタイプのデータ。
実施形態では、VECDは、試験サイクル中に他の制御システムデータについて監視せよとの別のトリガを識別でき、また、別のトリガの検出に応答して他の制御システムデータについて監視できる。VECDは、監視される他の制御システムデータの組合せに基づいて車両フィンガプリントを生成でき、また、車両フィンガプリントを含む別のメッセージをVPVSに提供できる。
実施形態では、他の制御システムデータは個々の制御モジュール及び複数のセンサから取得され得るのであり、また、車両フィンガプリントの他の制御システムデータの組合せは次の事項を含み得る:複数のセンサの排気酸素センサからの排気酸素データと;個々の制御モジュールに属するものたるECMからの車両のエンジンについての毎分におけるエンジン回転数(RPM、revolutions per minute)と;ECMからの、エンジンの1つ以上の気筒又は1つ以上のインジェクタについての燃料インジェクタ起動タイミングデータと;ECMからの、1つ以上の気筒についての点火スパークタイミングデータと;複数のセンサの質量エアフロー(MAF、mass air flow)センサからの吸気エアフローデータと;及び/又はその他のタイプのデータ。
実施形態では、VECDは次のステップをなし得る:VECDが所望の性能パラメータに従って動作していることが検証されない場合に制御システム構成のソフトウェア更新をロールバックせよとのコマンドの受領を制御するステップと;コマンドに基づいて制御システム構成の所望のバージョンを取得するステップと;制御システム構成の所望のバージョンを実装するステップ。
様々な実施形態では、VECDは少なくとも1つのメモリ装置と少なくとも1つのプロセッサとを備え得るのであり、該少なくとも1つのプロセッサは、コントローラエリアネットワーク(CAN、controller area network)か時間トリガプロトコル(TTP、Time-Trigger Protocol)システムかフレックスレイ(FlexRay)システムを介して、通信システム及び個々の制御モジュールと通信可能に結合されている。実施形態では、通信システムは性能結果を含むメッセージをVPVSへ送信するように構成されていることできる。
様々な実施形態はVPVS実装用コンピュータシステムに関連している。様々な実施形態によれば、VPVSを実装するコンピュータシステムは、プロセッサとネットワークインタフェースとを備え得る。ネットワークインタフェースは、VECDが埋め込まれている車両の性能結果を含むメッセージをVECDから受信するように構成されていることができる。性能結果は、車両に埋め込まれている個々の制御モジュールによって収集されたデータに基づいていることができる。ネットワークインタフェースは、VECDが所望の性能パラメータに従って動作されていないことが性能結果によって示される場合に別のコンピュータ装置へフラグを送信するように構成されていることができる。プロセッサは、性能結果のデータアイテムを車両の車両フィンガプリントのデータアイテムと比較するように構成されていることができる。車両フィンガプリントは、車両排ガス試験中に収集された制御システムデータの組合せに基づいていることができる。車両排ガス試験は、制御システムデータを収集すべき間の動作パラメータを定義する車両排ガス試験手順に従って為しうる。プロセッサは、性能結果の少なくとも1つのデータアイテムが車両フィンガプリントの対応するデータアイテムと閾値程相違する場合にフラグを生成するように構成されていることができる。
実施形態では、ネットワークインタフェースは車両レポジトリから車両フィンガプリントを取得するように構成されていることができる。実施形態では、プロセッサは、性能結果のデータアイテムが車両フィンガプリントのデータアイテムと比較されるときのタイムスタンプを生成するように構成されていることができ、また、タイムスタンプとフラグとを含む履歴データを生成するようにも構成されていることができる。実施形態では、ネットワークインタフェースは、車両履歴データを車両レポジトリへ送って格納するように構成されていることができる。実施形態では、ネットワークインタフェースは、性能結果を車両レポジトリへ送ってフィンガプリントと関連付けて格納するように構成されていることができる。
実施形態では、履歴データは、性能結果の1つ以上のデータアイテムと車両フィンガプリントの1つ以上のデータアイテムとの間の差分を示し得る。実施形態では、履歴データは、所望の空燃比と実際の空燃比との間の差分を示し得る。実施形態では、履歴データは、所望点火タイミングと実際の点火タイミングとの間の差分とを示し得る。
本発明の追加の態様及び利点は、添付図面を参照する以下の好適実施形態の詳細な説明から明らかになる。
添付の図面は例示を目的としており、開示の実施形態について取り得る構造及び動作について例を示すものである。図面は、開示された概念の精神及び範疇から逸脱せずに当業者が加え得る形式及び詳細事項についての変更点を何ら制約するものではない。
様々な実施形態を実施できる環境について示す概略図である。 図1の環境において車両の制御システムの動作を検証するための処理について示すタイムライン図である。 様々な実施形態による、車両埋込型コンピュータ装置(VECD)についての例示的実施形態についてのブロック図である。 様々な実施形態による、車両性能検証システム(VPVS、vehicle performance verification system)についての例示的実施形態についてのブロック図である。 図5aは、様々な実施形態による、VECDによって行われ得る例示的プロセスについて示す流れ図であり、該図は様々な実施形態によるフィンガプリントデータ(fingerprint data)の生成及び報告に関する例示的プロセスについての図である。図5bは、様々な実施形態による、VECDによって行われ得る例示的プロセスについて示す流れ図であり、該図は様々な実施形態による性能結果(PR、performance result)の生成及び報告に関する例示的プロセスについての図である。 図6aは、様々な実施形態による、VPVSによって行われ得る例示的プロセスについて示す流れ図であり、該図は様々な実施形態によるフィンガプリントデータ(fingerprint data)の取得に関する例示的プロセスについての図である。図6bは、様々な実施形態による、VPVSによって行われ得る例示的プロセスについて示す流れ図であり、該図は様々な実施形態によるVECDを構成するための例示的プロセスについて示す図である。
開示される実施形態によるシステム、装置、コンピュータ可読媒体、及び方法の例について該節において説明する。様々な実施形態は専ら文脈付加及び開示実施形態の理解促進のために供されていることに留意されたいのであり、供された具体的詳細事項の全部又は一部を欠いていても開示された実施形態は実施可能であるということに当業者ならば気付くであろう。以下においては、限定ではなく説明の目的で、開示実施形態のさまざまな側面の十全な理解を提供するために、具体的な構造、アーキテクチャ、インタフェース、手法等の個別的な詳細が記載される。一部の場合においては、開示された実施形態の明瞭性を不要に損なうことを回避するために、特定の実施詳細事項については詳述していない。他の実施形態及び用途も可能であり、故に後述の例は絶対的又は範囲限定的なものとして解されたくはない。
以下の説明においては、添付の図面に言及するのであり、これらは明細書の一部をなすのであり、例示的なものとして例示的実施形態が示されている。これらの開示された実施形態は当業者による実施を可能とするための十分な詳細事項を伴って説明されているも、これらの例は限定的なものではなく、他の実施形態も用い得られるのであり、諸実施形態の精神及び範囲から逸脱せずにして開示の実施形態に変更を加え得ることに留意されたい。
幾つかの例示的実施形態は、フローチャート、流れ図、データフロー図、構造図又はブロック図等の1つ以上の図に描かれたプロセスとして説明されることがある。フローチャートは動作を逐次的なプロセスとして記述することがあるが、オペレーションの多くは並列で、並行して又は同時に実行されてもよい。加えて、これらの動作の順序は、再配列することができる。プロセスは、その動作が完了したときに終了され得るが、図に含まれない追加的な段階をも有していてもよい。プロセスは、方法、関数、手順、サブルーチン、サブプログラム等に対応しうる。プロセスが関数に対応するとき、その終了は、関数の、呼び出し元関数及び/又はメイン関数への復帰に対応し得る。
本稿は「ある実施形態では」「実施形態では」「幾つかの実施形態では」及び/又は「様々な実施形態において」という句を使うことがあるが、これはそれぞれ同じ又は異なる実施形態の1つ又は複数を指し得る。「備える」、「含む」、「有する」等の用語は、本開示の実施形態に関して使われるところでは、文脈がそうでないことを表さない限り、同義的とされる。句たる「A及び/又はB」は(A)、(B)、又は(A及びB)を意味する。句たる「A/B」及び「A又はB」は(A)、(B)、又は(A及びB)を意味するのでありこれは「A及び/又はB」に似ていることを悟られたい。本願開示との関係では、句たる「A及びBの少なくとも1つ」は(A)、(B)、又は(A及びB)を意味する。
本願にて言及される実施形態は制御システムの動作検証用の方法、システム、及びコンピュータ可読媒体に関するのであり、殊に排ガス調整に用いられる車両制御システムの動作検証に関する。市販前に、排気ガスに関して車両を試験する場合、車両埋込型コンピュータ装置(VECD、vehicle-embedded computer device)が様々な制御システムデータを記録して、規制当局や他の類する管理機関によって制定された排気ガス試験サイクル及び/又は排気ガス基準との関係で、制御システムデータ変数と較正用データについての車両フィンガプリントを作成できる。フィンガプリントは、試験施設内にて動力計(以下、「ダイノ」とも称する)を用いて行われた排気ガス試験中に生成されることができる。VECDはフィンガプリントを車両性能検証システム(VPVS、vehicle performance verification system)に提供でき、これは規制当局(又は排気ガス試験を委任されている民間主体)によって運営されていることができる。
車両が配備された後(例えば、販売されてエンドユーザによって公道上で運用されている場合)VECDは動作中の制御システムデータについて監視することができる。動作中に、車両の運転者によって、リアルタイムで、排気ガス試験サイクルによってシミュレート(simulate)される運転状況を、再現(reproduce)できる。実施形態では、VECDは、定期的に、制御システムデータについて、車両に埋め込まれた様々な制御モジュールに対して、ポーリングを行うことができるのであり、又は、VECDは、様々な基準や条件(例えば、排気ガス基準によって画された条件等)が充足されたらば様々な制御モジュールから制御システムデータを取得することができる。そして、VECDは監視される制御システムデータの組合せに基づいて性能結果を生成でき、性能結果をVPVSに提供できる。
VPVSは、性能結果のデータアイテムをフィンガプリント又は他の履歴データのデータアイテムと比較でき、排気ガス試験サイクル中と同じ又は類似の態様で車両が動作しているかを決定することができる。実施形態では、VPVSは、性能結果と排気ガス試験サイクル中に記録された制御システムデータとの間についての任意の相違の度合い(例えば、標準偏差、指定された誤差限界、及び/又は他の類する閾値)を、決定することができる。実施形態では、VECDが指定された相違の度合いの範囲外で動作しているとVPVSが決定した場合、VPVSは車両が所望の通り動作していないとのアラート、フラグ、又は他の類する表示を生成でき、VPVSはアラート/フラグ/表示を管理機関、車両製造者、及び/又は他の類する主体へ送ることができる。他の実施形態についても説明及び/又は権利付与請求し得る。
諸々の図を参照するに、図1は、様々な実施形態を実施し得る環境100について示す。環境100は、車両105と基地局(BS、base station)110とゲートウェイ(GW、gateway)115とネットワーク120とVPVS125とレポジトリ130とを含む。例示目的で述べるに、以下の説明は車両105が2次元的なフリーウェイ/高速道路/道路環境に配備されたシナリオについて提供されており、車両105は自動車として実装されている。もっとも、該記載にて説明された実施形態はトラック、バス、自動二輪車、原動機付き船舶、及び/又は人間又は物品を搬送できる任意の動力付き装置にも適用可能である。該記載にて説明された実施形態は、車両105が飛行体として実装された3次元(3D)シナリオにも適用可能であり、飛行機、ドローン、無人航空機(UAV、unmanned aerial vehicle)、及び/又は任意のそれに類する動力付き装置が考えられる。
車両105は、任意のタイプの原動機付き車両又は人間若しくは物品の輸送のための車両若しくは装置たり得るのであり、それらには次の機能のための操作系統が装備されていることができる:運転、駐車、旅客快適機能、及び/又は安全、等。本願にて使われる「原動機」、「動力付き」、等の用語は、或る形式のエネルギーを機械的なエネルギーに転換する装置を指し示し得るのであり、内燃機関(ICE、internal combustion engine)、圧縮燃焼機関(CCE、compression combustion engine)電気モータ及びハイブリッド(例えば、ICE/CCEと1つ以上の電気モータとを有するものを含む)が含まれ得る。図1は単一の車両105のみを図示するも、車両105は様々な型式、モデル、グレード等の複数の個別の動力付き車両を表し得るのであり、これらを「車両105」として総称することさえ可能である。
車両105はガソリン(ペトロルとも俗称される)を燃焼するICE又はディーゼル燃料を燃焼するCCEによって駆動され得る。どちらのタイプの燃料を燃焼しても大気汚染を惹起する排気ガスが生起され得るのであり、気候変動及び地球温暖化の元凶とまで非難されている。他のものも含まれ得るも、これらの排気ガスには炭化水素(HC)、窒素酸化物(2NOx)、及び一酸化炭素(2CO)が含まれ得る。大気中へ放出することが許容されている排気ガスの量或いは水準は、管理機関又は規制当局によって律され得る。車両105は触媒コンバータをも含み得るのであり、これは排気ガス制御装置であり、排気ガス内の有毒ガス及び汚染物質をより毒性の減じられた汚染物質に転換するものであり、酸化還元反応を触媒することによってこれをなす。例えば、触媒コンバータは次のことをなし得る:未燃HCを、酸化反応を介してCO2及び水に転換すること;2NOxを、化学的還元過程を介して窒素及び酸素に転換すること;並びに酸化反応を介して2COをCO2に転換すること。使用される触媒コンバータの具体的タイプは実施形態に固有なものたり得る(例えば、車両105のエンジンタイプ、型式、モデル、グレード等に依存)。
様々な実施形態では、車両105はVECD(例えば、図3との関係で示され説明されているVECD300)を含み得るのであり、これは車両の様々な制御モジュールについて監視及び制御をなすために用いられるものであり、これによって車両105の最適性能を担保し得る。本願明細書にて用いられる場合、「車両埋込型コンピュータ装置(vehicle-embedded computer device)」又は「VECD」は、車両の1つ以上のシステムを制御するために用いられる任意のタイプのコンピュータ装置と同義的である又はこれを含み得る(may include)ものとして看做され得る(may be considered)のであり、例えば次のものが挙げられる:電子/エンジン制御ユニット、電子/エンジン制御モジュール、埋込型システム、マイクロコントローラ、制御モジュール、エンジン管理システム(EMS、engine management system)、搭載型診断(OBD、onboard diagnostic)装置、ダッシュトップモバイル機材(DME、dashtop mobile equipment)、モバイルデータ端末(MDT、mobile data terminal)等。追加的には、VECDは次のものをも含み得る:無線型電話若しくはスマートフォン、ラップトップ機、タブレットコンピュータ装置、ウェアラブルコンピュータ装置、マシンタイプ通信(MTC、machine type communication)装置、物のインターネット(IoT、Internet of Things)装置、並びに/又は、デジタルデータを記録、格納、及び/若しくは他のコンピュータ装置へ/コンピュータ装置から}デジタルデータを移転できる任意の他の物理的装置。
制御モジュールは、電子/エンジン制御ユニット(ECU)、電子/エンジン制御モジュール(ECM)、又は車両105の1つ以上の電子系統を御する他の類する埋込型コンピュータ装置たり得る。本願明細書にて用いられる場合、「電子制御ユニット」「エンジン制御ユニット」、「ECU」、「エンジン制御モジュール」、「電子制御モジュール」、又は「ECM」との用語は、「制御モジュール」との用語と互換可能とされ得る。VECD及び/又はECUは、車両105内に埋め込まれた1つ以上のセンサからセンサデータを取得でき、多次元性能マップ又はルックアップテーブルを用いてセンサデータを解釈して、電気機械装置(例えば、アクチュエータ等)を制御して、対応するシステムの性能を調整若しくは変更できる。他のものも含まれ得るも、これらのシステムの例としては、次のものが挙げられる:車両105の気筒における空燃比(AFR)及び/又は、エンジンの毎分回転数(RPM)を制御するためのエンジン制御モジュール(ECM)によって操作される燃料インジェクションシステム;例えば変速機ギア比を制御するための変速機制御ユニット(TCU、transmission control unit)によって操作される変速機システム;可変弁タイミングシステム等。
実施形態では、VECDは1つ以上のプロセッサ及び/又はメモリ装置を含み得るのであり、これらは説明した様々な実施形態による様々な機能を行うように構成されたものたり得る。例えば、VECDは次のステップをなすようにこしらえられていることができる:コンピュータ可読媒体内に格納された命令を実行するかロジックで(例えば適切なビットストリーム、ロジックブロック等を伴って)事前構成されることによって、排気ガス試験サイクル中に1つ以上のECUからの制御システムデータを監視するか他の態様にてこれを取得するステップ;排気ガス試験サイクル中に取得された制御システムデータの組合せに基づいてフィンガプリント(FP)175を生成するステップ;運転サイクル中に1つ以上のECUからの制御システムデータを監視するか他の態様によってそれを取得するステップ;取得された制御システムデータの組合せに基づいて性能結果(PR)177を生成するステップ。
実施形態では、VECDは通信システム(例えば、図3との関係で示された通信システム305)を含むかそれと協働できるのであり、それによって説明される様々な実施形態を実施できるのであり、例えば、1つ以上の無線通信プロトコル及び/又は1つ以上の有線通信プロトコルに準拠して1つ以上のリモート装置(例えば、VPVS125等)と通信することによってそのようにできる。例えば、通信システムはFP175を含む第1のメッセージをVPVS125へネットワーク120を介して送信でき、また、PR177を含む第2のメッセージをVPVS125へ送信することができる。
車両105の通信システムは、BS110又はGW115を介してVPVS125と通信できる。BS110は、BS110と関連付けられている包括領域又はセル内において無線通信サービスをモバイル装置(例えば、車両105内のVECD)に提供するように構成された1つ以上のハードウェアコンピュータ装置たり得る。BS110は、次のものに接続された送信機/受信機(代替的には送受信器)を含み得る:1つ以上の空中線、1つ以上のメモリ装置、1つ以上のプロセッサ、1つ以上のネットワークインタフェースコントローラ、及び/又は他の類するコンポーネント。1つ以上の送信機/受信機は、リンク(例えば、リンク135B)を介して1つ以上のモバイル装置から/モバイル装置へデータ信号を{受信/送信}するように構成され得る。さらに、1つ以上のネットワークインタフェースコントローラは、バックホール(backhaul)接続(不図示)を介して別のBS(不図示)及び/又はGW115と送受信をなすように構成され得るのであり、また、バックホール接続135Cを介してネットワーク120及びVPVS125と通信できる。
例を挙げるに、BS110は次のものたり得る:セルラネットワークと関連付けられている基地局(例えば、LTEネットワークにおける進化型NodeB(eNB))、新ラジオ(NR)アクセステクノロジ網における次世代nodeB(gNB)、WiMax(登録商標)基地局等)、沿道ユニット(RSU、roadside unit)、遠隔ラジオヘッド、中継無線装置、小型セル基地局(例えば、フェムトセル、ピコセル、家庭進化型nodeB(HeNB、home evolved nodeB)、及び類するもの)、又は他の類するネットワーク要素。実施形態では、VECDは車両105の動作中にFP175及び/又はPR177を生成でき、データをBS110へリンク135Bを介して送信でき、BS110はバックホールリンク135Cを通してネットワーク120を介してデータをVPVS125に与えることができる。また、VPVS125は、バックホールリンク135C及びリンク135Bを介して、データ(例えば、従前の制御システム構成を再度有効化せよとのアラート/フラグ又は命令)を車両105のVECDへ送ることができる。様々な実施形態では、車両105内のVECDは、BS110を介して、説明された1つ以上の無線通信プロトコルに従って、車両105の動作中にVPVS125と通信できる。本稿での用法では、用語「リンク」は、有体的であれ無体的であれ、データを伝達するために用いられる任意の伝達媒体(transmission medium)を指し示すために用いられ得る。「リンク」との用語は、「チャネル」、「トンネル」、「データリンク」、「再度リンク」、「キャリア」、「無線周波数キャリア」及び/又はデータが伝達される経路又は媒体を表わす任意の他の類する用語と同義であり、及び/又はそれと等価であってもよい。
GW115はネットワーク構成要素たり得るのであり、所与の環境下におけるネットワーク有効化原動機付き車両(例えば、車両105)、ネットワーク非有効化車両、及び/又は他の類する装置に対して通信サービスをもたらし得る。このようにして、GW115は、より大いなるネットワーク(例えば、ネットワーク120)に直接的に繋がることができない装置と遠隔コンピュータ(例えば、VPVS125)との間で、単一通信連結点として機能できる。GW115は、1つ以上のプロセッサ、通信システム(例えば、ネットワークインタフェースコントローラ、1つ以上のアンテナに接続された1つ以上の送信機/受信機、及びそれらに類するものを含み得る。)、及びコンピュータ可読媒体を含み得る。実施形態では、GW115は、無線アクセスポイント(WAP、wireless access point)、(無線周波数(RF)通信回路を伴っているか伴っていない)家庭/事業用サーバ、小型セル基地局(例えば、フェムトセル、ピコセル、HeNB等)、ルータ、スイッチ、ハブ、無線ビーコン、及び/又は、任意の他の類するネットワーク装置。
GW115は、車両105のVECDから車両FP175及び/又はPR177を提供するために用いられ得るのであり、車両105が通信システムを有していない場合等の車両105が遠隔装置無線通信機能不具備の場合を想定している。そのような実施形態では、GW115のネットワークインタフェースコントローラは、通信ポートを介してVECDと接続するように構成されていることができ、有線接続(例えば、リンク135A)を用いてVECDとデータ通信できる。一部のシナリオでは、ラップトップパソコン(PC)、タブレットコンピュータ装置又はスマホ等の別のコンピュータ装置は、シリアル又はUSBケーブルを用いてVECDと接続でき、転じてそれを用いて有線又は無線接続を介してGW115と通信できる。ネットワークインタフェースコントローラは、別の無線接続(例えば、リンク135D)を用いてネットワーク120を介してVPVS125へ/VPVS125からデータを送信/受信することさえできる。GW115は、本願記載の1つ以上の通信プロトコルに従って有線接続上でデータパケットを処理及び/又はルーティングできる。
追加的に又は代替的には、GW115は、VECD及びVPVS125が相互通信することを可能たらしめることができ、これは次のこと想定している:VECD又は車両105が通信システムを含んでいるもBS110を介してVPVS125と通信不能である場合。そのようなシナリオは、例えば次の場合を含む:車両105のユーザがセルラプラン未加入である場合やユーザのデータプランが容量切れを起こした場合;車両105がセルラ網が希薄か存在していない領域(例えば、ど田舎エリア)で動作している場合;ネットワーク輻輳又は他の類するネットワーク系故障故に車両105がBS110と通信できない場合等。そのような実施形態では、VECDは、BS110との関連で既述したような態様と同じ又は同様な態様で、GW115と通信できる。追加的に又は代替的には、GW115の1つ以上の送信機/受信機(或いは送受信機)は、無線リンク(例えば、リンク135A)上でVECD{へ/から}RF信号を{送信/受信}するように構成されていることができ、また、ネットワークインタフェースコントローラは、有線接続(例えば、リンク135D)を用いてネットワーク125を介してVPVS125{へ/から}データを{送信/受信}するように構成されていることができる。GW115は、本願記載の1つ以上の通信プロトコルに従って有線接続上でデータパケットを処理及び/又はルーティングできる。
一部のシナリオでは、GW115及びBS110を活用して、車両105とVPVS125との間での通信を可能とすることができる。例えば、GW115を試験所又は排気ガス試験施設内に配備でき、それによってVPVS125にFP175を提供でき、車両105が例えば公道上に配備されている場合(世の中に野放しにされて稼働している場合)にBS110を用いてPR177をVPVS125に提供できる。
ネットワーク120は、次のものを表し得る:インターネット、1つ以上のセルラ網、会社又は団体用のプロプライエタリな又はエンタープライズ向けのネットワークを含むLAN又はWAN、又はこれらの組合せ。ネットワーク120は、例えばインターネット等のTCP/IP系ネットワークを含み得る。このような通信システムに用いられるコンポーネントは、選定されたネットワーク及び/又は環境のタイプに少なくとも部分的に依存していることができる。このようなネットワークを介して通信するためのプロトコル及びコンポーネントは周知であり、本明細書にて詳述はしなくとも足りよう。もっとも、ネットワーク120は、ネットワーク関連サービスを提供するために必要な機材及び他の要素(例えば、1つ以上の基地局若しくはアクセスポイント、及び、デジタルデータ若しくは電話をルーティングするための1つ以上のサーバ(例えば、コアネットワーク若しくはバックボーンネットワーク))を所有又は支配するネットワーク運営者と関連付けられているということに留意されたい。
VPVS125は、1つ以上のサービスを様々なコンピュータ装置に提供するための1つ以上のハードウェアコンピュータ装置及び/又はネットワーク要素(例えば、サーバ)を備えることができる。これらのサービスは、車両105内のVECDによってキャプチャ及び報告されたデータを活用できる。VPVS125は、事象ベースドデータをVECDから取得でき、該事象ベースドデータを分析でき、VECDに転送すべきコンテンツを次の形式で生成することができ得る(may be able):HTML、XML、JSON、CFML(ColdFusion Markup Language)、及び/又は任意の他の適切な構造化言語。VPVSは、PHP、ASP.NET、コールドフュージョン、及び/又は何らかの他の適切なサーバサイドスクリプティング言語をもってコンテンツを生成できる。リクエスト及び応答(例えば、情報/コンテンツに関しての要求並びにそれに応答して提供される情報/コンテンツ)のハンドリングは、ウェブサーバ(不図示)によって捌かれ得る。様々な実施形態では、VPVS125はクラウドコンピューティングサービス又はブローカシステム(「クラウドブローカ」、「クラウドサービスプロバイダ」等とも称する)として実装されることができ、これによって次のことを1つ以上のユーザ/主体が行えるようになる:ダッシュボード又は他の類するユーザインタフェースを用いて1つ以上の車両105についての幾つものVECDについてログイン及び管理を行うこと。ユーザ/主体は、ダッシュボード等のユーザインタフェースを用いて車両性能データを閲覧でき、これには、VECDフラグ/アラート、及び/又は複数のVECD及び/又は車両105と関連付けられている他の類するデータが含まれる。実施形態では、そのような主体には車両の排気ガスを監視する1つ以上の政府機関若しくは規制当局が含まれ得るのであり、又は、そのような主体には排気ガス監視を民間主体(例えば、VPVS125の運営者)に任せる顧客(例えば、車両製造者及び/又は販売者)が含まれ得る。
VPVS125は、サーバについての一般的管理及び稼働についての実行可能プログラム命令を提供し得るオペレーティングシステム(OS)を含み得るのであり、また、サーバのプロセッサによって実行されるとサーバが自らの定められし機能を果たすことを可能とし得る命令を格納したコンピュータ可読媒体を含み得る。OSについての適切な実装例及びサーバの一般的な機能については既知であるか又は市販されているのであり、当業者ならば十分に実施可能であることに留意されたい。実施形態では、VPVS125は1つ以上のプロセッサ及び/又はメモリ装置を含み得るのであり、これらは説明した様々な実施形態による様々な機能を行うように構成されたものたり得る。例えば、VPVS125は次のステップをなすようにこしらえられていることができる:コンピュータ可読媒体内に格納された命令を実行するかロジックで(例えば適切なビットストリーム、ロジックブロック等を伴って)事前構成されることによって、PR177のデータアイテムを車両105のFP175のデータアイテムと比較するステップと;PR177のデータアイテムの少なくとも1つが車両FP175の対応するデータアイテムと閾値量や標準偏差等ほどに(既定の誤差限界内で)相違する場合、フラグ又はアラートを含むメッセージを生成するステップ。VPVS125は、車両105のVECDが検証されたか検証されなかったときの時刻/日付を示す履歴データ(HD、historical data)180を生成及び格納できる。実施形態では、VPVS125は、様々なデータ源からの他のタイプのデータにアクセスしてFP175とPR177との間の相違を決定することもできる。そのようなデータには気象条件データ、路面条件データ、地理的エリアについての交通報告、及びそれらに類するデータが含まれ得る。
VPVS125は単一のハードウェア装置で構成されるか、又は、他のネットワーク装置と物理的に若しくは論理的に接続されていることができ、VPVS125が1つ以上の物理的ハードウェア装置上に存していることができる。また、VPVS125はレポジトリ130等の1つ以上のデータ記憶装置と接続されているかそれらと他の態様において関連付けられていることができる。
レポジトリ130は、FP175、PR177、HD180を1つ以上のデータベースオブジェクト内に格納する1つ以上の記憶装置(storage device)を含み得る。データ記憶装置(data storage device)は、次のものの少なくとも1つを含むことができる。:プライマリ記憶装置、2次的記憶装置、3次的記憶装置、非リニア記憶装置、及び/又は他の類するデータ記憶装置。レポジトリ130は関係型データベース管理システム(RDBMS)、オブジェクトデータベース管理システム(ODBMS)、又はそれに比類するものを実装でき、それをもってデータベースオブジェクトに対してなす情報の格納及び検索を実行できる。レポジトリ120は、単一データベースの一部、分散データベース、分散データベースの集合、冗長なオンライン若しくはオフラインバックアップ若しくは他の態様の冗長性を有したデータベース等として実装され得るのであり、分散データベース又はストレージネットワークを含み得る。VPVS125は任意の適切なクエリ言語を活用してレポジトリ130内に情報を格納し、またそこから情報を検索できる。データベースシステム及び記憶装置についての適切な実装例は既知であるか市販されているのであり、当業者によって容易に実施可能である。
レポジトリ130はデータベースオブジェクト、又はフィールド、レコード、及びデータ要素を、対応する車両105についてのデータベースオブジェクト内に格納できる。データベースオブジェクトはFP175、PR177、及び車両105と関連付けられているHD180並びに車両105と関連付けられている他の情報/データを含み得る。例えば、そのような追加的情報は、次のものを含み得る:車両105の車両識別番号(VIN、vehicle identification number)や他の類する大域的に固有な識別子(ID);認証クレデンシャル(例えば、ユーザID/パスワード);鍵情報、デジタル署名、デジタル証明書等);FP175、PR177、及び/又はHD180が生成及び/又は取得された際のタイムスタンプ;FP175、PR177、及び/又はHD180が生成及び/又は取得された所の位置情報(例えば、地理的座標等);個々のVECD及び/又はECUのID又はフィンガプリント;特定の車両105によって実装された特定の制御システム設定(CSC、control system configurations)及び関連情報(例えば、バージョン番号、開発者名及び/又はID、インストールのタイムスタンプ等);特定の車両105によって実装されるOTAソフトウェア更新(例えば、CSC更新等)と関連する情報(例えば、バージョン番号、開発者名及び/又はID、インストールのタイムスタンプ等);及び/又は他の類するID若しくは情報。
FP175は次のものたり得る:レコード、データポイント;データベース要素;例えば排気ガス試験サイクル等の試験サイクル中の車両105の性能に関するデータアイテムについての他の類する集合。実施形態では、FP175は、法定された試験手順たり得る車両排ガス試験(又は試験サイクル)中に収集された制御システムデータの組合せに基づいていることができる。排気ガス試験は、制御システムデータを収集すべき間の動作パラメータを定義する車両排ガス試験手順に従って為しうる。排気ガス試験手続/手順は、規制当局や他の類する行政機関によって制定されていることができる。例として、FP175は、次の1つ以上のデータアイテムを含み得る:車両105の排気酸素センサからもたらされる排気酸素データ;ECMによってもたらされる車両105のエンジンのRPM、ECMによってもたらされるエンジンの1つ以上の気筒又は1つ以上のインジェクタの燃料インジェクタ起動タイミングデータ;ECMからもたらされる1つ以上の気筒についての点火スパークタイミングデータ;質量エアフロー(MAF)センサによってもたらされる吸気エアフローデータ;IATセンサによってもたらされる吸気温(IAT、intake air temperature)データ;複数のセンサのAATセンサの外気温(AAT、ambient air temperature)データ;AAPセンサによってもたらされる外気圧(AAP、ambient air pressure)データ;CCTセンサによってもたらされる触媒コンバータ温度(CCT、catalytic converter temperature)データ;CCOセンサによってもたらされる触媒コンバータ酸素(CCO、catalytic converter oxygen)データ;ECM及び/又はTCUによってもたらされる変速機ギア比;車速センサ(VSS、vehicle speed sensor)、ECM、又はTCUによってもたらされる車速データ;EGR圧センサ及び/又はEGRポジションセンサによってもたらされる排気再循環(EGR、exhaust gas recirculation)データ。さらに、FP175は、先述のデータアイテムが収集された時点についても示す。FP175は、先に列挙されたデータアイテムとの関係で、より多く、より少なく、及び/又はこれらと代替されたデータアイテムを含み得る。
PR177は次のものたり得る:レコード、データポイント;データベース要素;例えば車両105がエンドユーザによって操作又は運転される等の動作サイクル(「オペレーションズサイクル」、「オペレーティングサイクル」、「ドライビングサイクル」等とも称する。)中の車両105の性能に関するデータアイテムについての他の類する集合。実施形態では、PR177は、車両105の運転サイクル中に1つ以上のECU及び/又は車両105の埋込型センサからの制御システムデータの組合せに基づいていることができる。実施形態では、PR177は、FP175と同じ又は同様なタイプのデータを含み得るのであり、及び/又は、FP175と同じ又は同様な形式若しくはデータ構造を有し得る。追加的に又は代替的には、PR177のデータアイテムは次のものを含み得る:IATセンサ及び/又はECU/ECMによってもたらされるリアルタイム算定/測定吸気温度(IAT、intake air temperature)データ;ECU/ECMによってもたらされるリアルタイム算定エンジン負荷値;ECM/ECUからの、1つ以上の気筒又は1つ以上のインジェクタについてのリアルタイム燃料インジェクタ起動タイミングデータ;ECM/ECUからの、 1つ以上の気筒のクランク角との関係での点火イベントを示す、1つ以上の気筒についての点火スパークタイミングデータ;燃料インジェクタ起動タイミングデータの燃料インジェクションタイミングイベントとの関係での排気センサによってもたらされる排気センサデータであって、排気センサは排気酸素センサ及び/又はマニフォルド絶対圧力(MAP)センサとを含む、排気センサデータ;AATセンサによってもたらされるAATデータ;AAPセンサによってもたらされるAAPデータ;CCTセンサによってもたらされるCCTデータ;CCOセンサによってもたらされるCCOデータ;TCU又はECM/ECUからの変速機状態データ;並びに/又はVSSによってもたらされる車速データ。PR177は、先に列挙されたデータアイテムとの関係で、より多く、より少なく、及び/又はこれらと代替されたデータアイテムを含み得る。
HD180は、車両105、車両105の様々なシステム、及び/又は車両105によって実装された1つ以上のECUの動作に関しての性能について示すデータの集合たり得る。実施形態では、HD180はFP175とPR177との間での比較から導出された値を含みうるのであり、例えば、所望の空燃比(例えば、FP175によって示される空燃比)と実際の空燃比(例えば、PR177によって示される空燃比)との間の差分、及び/又は、所望点火タイミング(例えば、FP175によって示される点火タイミング)と実際の点火タイミング(例えば、PR177によって示される点火タイミング)との間の差分等に関し得る。実施形態では、HD180は、(過去にアラート/フラグ/等が生成されていたのであれば)車両105についてFP175とPR177との間での相違に基づいてVPVSによって以前生成された1つ以上のアラートやフラグ等を含み得る。HD180は、タイムスタンプやアラート/フラグ/等についての他の類する情報をも含み得る。一部の実施形態では、HD180は、車両105のVECDが検証された回数及びそれらについてのタイムスタンプについての情報を含み得る。
図2は、図1の環境100の様々な要素によってなされるプロセス200について示す図であり、該プロセスは車両105の制御システムの動作を検証するためのものである。例示目的において、プロセス200の操作は、車両105、VPVS125、及びレポジトリ130によって行われるものとして説明される。図2では不図示であるも、論じる実施形態によれば、車両105、VPVS125、及びレポジトリ130は、リンク135及び/又はネットワーク120を介して相互通信できる。
プロセス200はS202にて開始され得るのであり、車両105のVECDは例えば排気ガス試験サイクル等の試験サイクル中にFP175を生成することができる。試験サイクルは、研究所又は任意の適切に統制された環境内にて行われ得る。S204にて、車両105のVECDは、FP175をVPVS125に提供することができ、また、S206にて、VPVS125はFP175をレポジトリ130内に格納できる。
幾らかの時間の経過後、車両105は配備されてエンドユーザによって使用されることができる。配備中に、車両105のVECDはS208にてPR177を生成でき、S210にて車両105のVECDはPR177をVPVS125へ送ることができ、S212にてこれはレポジトリ130内に格納されることができる。
S214にて、PR177の受領に応答してVPVS125はレポジトリ130からFP175を検索でき、S216にてVPVSはPR177のデータアイテムとFP175のデータアイテムとの間のデータ比較とを行って、PR177内のデータアイテムのいずれかがFP175と(標準偏差又は誤差限界内で)相違するかを決定できる。
S216にてVPVS125がFP175のデータアイテムと比べて実質的に異なるデータアイテムがPR177内に無いと決定した場合、S218にてVPVS125は車両105が検証手順に合格したことを示すHD180を生成でき、S220にてHD180をレポジトリ130内に格納できる。そして、VPVS125は、車両105からの追加のPR177の受領について監視や待機することによってプロセス200を終了か反復できる。
VPVS125がFP175のデータアイテムと比べて実質的に異なるデータアイテムがPR177内に有ると決定した場合、S218にてVPVS125は車両105が検証手順に合格できなかったことを示すHD180を生成でき、S220にてHD180をレポジトリ130内に格納できる。S220にて、VPVS125は車両105の性能相違を示すフラグ/アラートを発行できる。実施形態では、S218にてフラグ/アラートをHD180の一部として生成でき、S220にてレポジトリ130内に格納できる。他の実施形態では、S220にてフラグ/アラートを生成でき、その後レポジトリ130内にてHD180と関連付けて格納することができる。
一部の実施形態では、S224にてVPVS224はソフトウェア更新をロールバックせよとの命令をVECD300へ送ることができ、S226にてVECD300が所望のバージョンのCSC179を有効化できる。S224及びS226は、検証プロセス200の実行前においてVECD300に対してOTA更新が適用された実施形態において、行われ得る。代替的実施形態では、S222にて、VPVS125は、車両105の制御システムを構成する役割を担っている別個の公認された主体へフラグ/アラートを発することができる。そのような実施形態では、S224は別個の公認された主体によってなされ得る。S216~226がなされた後、プロセス200は必要に応じて終了されるか反復されることができる。
図3は、様々な実施形態による、VECD300の例示的実施形態について示す。図3は、車両105及びVECD300内に存し得るコンポーネントの例に関するブロック図である。VECD300は、図2に示したコンポーネントの任意の組合せを含み得る。コンポーネントらは次のようなものとして実装されていることができる:集積回路(IC)やその一部、個別の電子装置、他のモジュール、ロジック、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、若しくはVECD300内において適応されたそれらの組合せ、又はより大いなるシステムのシャシー内に他の態様で統合されたコンポーネント。
VECD300は、車両105の1つ以上のシステムを制御するのに用いられる埋込型システム又は他の類するコンピュータ装置たり得る。例えば、VECD300は、他の箇所で論じているように、電子的エンジン管理システム(EEMS、Electronic Engine Management System )又はECUであることができる。VECD300は、プロセッサ302を含むことができるか、命令を実行することによって基本的四則演算、論理演算、及び入出力オペレーションを行えるように構成された1つ以上の処理要素とされていることができる。プロセッサ302は、次のものたり得る:1つ以上のマイクロプロセッサ、1つ以上の単一コアプロセッサ、1つ以上のマルチコアプロセッサ、1つ以上のマルチスレッドプロセッサ、1つ以上の超低電圧プロセッサ、1つ以上の埋込型プロセッサ、1つ以上のDSP、例えばFPGAや構造化ASICやプログラム可能SoC(PSoC)等の1つ以上のFPD(ハードウェアアクセラレータ)、及び/又は他のプロセッサ若しくは処理用/制御用回路。プロセッサ302はシステムオンアチップ(SoC、system on a chip)の一部たり得るのであり、これにおいてはプロセッサ302及び言及された他のコンポーネントが単一のIC又は単一のパッケージ上に形成されている。
一部の実施形態では、プロセッサ302はセンサハブを含み得るのであり、これはセンサ322から取得されたデータを処理することによって副プロセッサとして機能できる。センサハブは、言及されたプロセッサと同じ又は同様のプロセッサを1つ以上の含み得るのであり、基本的四則演算、論理演算、及び入出力オペレーションを行うことによってセンサ322の各々から取得されたデータを統合するように構成されている。実施形態では、センサハブは次のことをなすことができる:取得されたセンサデータにタイムスタンプを付すること;センサデータについてのクエリに応答してプロセッサ302に対してセンサデータを提供すること;センサデータをバッファリングすること;センサ322の各々について独立なストリームを設けてセンサデータを連続的にプロセッサ302へストリーミングすること;既定の閾値又は条件/トリガに基づいてセンサデータを報告すること;及び/又は他の類するデータ処理機能。
システムメモリ304は、VECD300を動作させるためのデータ又はロジックを格納するように構成された回路類たり得る。メモリ304は、システムメモリを所与の量確保するために用いられ得る幾つかのメモリ装置を含み得る。例示するに、メモリ304は次に列挙するものに関してタイプ・個数・組み合わせ方を任意の適切なものとしたものとすることができ、それらについては既知例に従って任意の適切な実装例に則して構成することができる:揮発性メモリ装置(例えば、RAM、DRAM、SRAM等)、及び/又は、不揮発性メモリ装置(例えば、ROM、EPROM、EEPROM、フラッシュメモリ、アンチフューズ等)。
FPDが用いられる局面においては、プロセッサ302及びメモリ304(及び/又はデータ記憶装置308)は、説明される例示的実施形態の様々な機能を行えるようにプログラムされ得る次のものを備え得る:ロジックブロック若しくはロジックファブリック、メモリセル、入出力(I/O)ブロック、及び他の相互接続型資源。メモリセルはデータをルックアップテーブル(LUT、lookup-table)に格納するために用いることができ、それは例えばCSC179にて設けられており、それはプロセッサ302によって用いられて様々な論理的機能が実装される。メモリセルは、様々なメモリ/記憶装置レベルについての任意の組合せを含み得るのであり、非限定的に例示すれば、EPROM、EEPROM、フラッシュメモリ、SRAM、アンチフューズ等が含まれ得る。
データ記憶装置308は、次の事項に関して恒久的記憶装置を提供することができる:データ、アプリケーション330、FP175、PR177、及びCSC179、オペレーティングシステム等。データ記憶装置308は、他の態様もあるが、次のようにして実装できる:ソリッドステートディスクドライブ(SSDD);SDカードやマイクロSDカードやxDピクチャカード等のフラッシュメモリカード及びUSBフラッシュドライブ;プロセッサ302と関連付けられているダイ上のメモリ若しくはレジスタ;マイクロHDD;抵抗変化メモリ;位相変化メモリ;ホログラフィックメモリ;又は化学的メモリ。示されているように、データ記憶装置308はVECD300内に含まれている。しかし、他の実施形態では、データ記憶装置308は、VECD300の他の要素とは別個のものとして別個に車両105内にて搭載されたものとして実装され得る。動作中には、VPVS125に対して配布がなされる前に、データ記憶装置308は、(試験サイクル中に又はその完了に際して)生成されたFP175及び(動作サイクル中に又はその完了に際して)PR179を格納することができる。
オペレーティングシステム(OS)は汎用OS又はVECD300の為に特別に著されて調整されたOSとされることができる。OSは1つ以上のドライバ、ライブラリ、及び/又はAPIを含み得るのであり、これらはアプリケーション330及び/又はCSC179のためにプログラムコード及び/又はソフトウェアコンポーネントを提供するのであり、これによって1つ以上のECU322に関してデータの制御及び/又は取得/処理をなす。アプリケーション330は、VECD300の様々な機能をなすために用いられるソフトウェアモジュール/コンポーネントたり得る。
動作中には、データ記憶装置308は1つ以上のCSC179を格納できる。CSC179は、車両105によって実装されている様々なシステムについて制御及び/又は監視をなすために1つ以上のECU322によって用いられ得る次のものの集合たり得る:ソフトウェアモジュール、プログラムコード、論理ブロック等。実施形態では、CSC179は、システム又は装置内のソフトウェア要素のアレンジメントによって定義された次のものに関して選ばれ組み合わせたりし得る:ソフトウェアモジュール、ソフトウェアコンポーネント、パラメータ、キャリブレーション、バリアント等。CSC179は、システム構成説明(System Configuration Description)を含み得るのであり、これには1つ以上のECU322に統合すべき関連性のあるシステム情報が示されている。システム構成説明は、特定のECU322についての情報を含むECU抽出情報を1つ以上含み得る。追加的には、システム構成説明は1つ以上のECU構成説明(ECU Configuration Description)を含み得るのであり、これは個々のECUについて基本的ソフトウェア情報を含み、これによって実行可能ソフトウェアモジュール、基本ソフトウェアモジュールのコード、及び/又は1つ以上のソフトウェアコンポーネントのコードを生成できる。実施形態では、CSC179について述べるに、車両105内のVECD300及び/又はECU322によって実装されている場合、VECD300及び/又はECU322は、センサ320のセンサデータ及び/又は他のECU322のシステム制御データを多次元性能マップ又はルックアップテーブルを用いて解釈できるのであり、適宜エンジンアクチュエータ/コンポーネントを調整できる。
或る例では、VECD300及び/又は車両105内の他のECU322がマイクロコントローラとして実装されている場合、CSC179は1つ以上のソフトウェアモジュール、ソフトウェアコンポーネント、プログラムコード等を含み得る。この例では、第1のCSC179がVECD300に対して、1つ以上のECU322に対して他のCSC179を配布せよと命じることができ、また、1つ以上のECU322に対してソフトウェアコンポーネント/アプリケーションを生成及び実行せよと命じるかそのように制御することができ、これはそれらの対応するランタイム環境(RTE、runtime environments)内にてなされ、それらの対応するCSC179に従ってなされる。CSC179のソフトウェアコンポーネント及び/又は個々のECUによって実行されるソフトウェアコンポーネントは、任意の適切な次のような言語を用いて実装され得る:オブジェクト指向プログラミング言語(例えば、C、C++、Java(登録商標)等)、スキーマ言語(例えば、XML schema、AUTomotive Open System Architecture (AUTOSAR) XML schema等)、スクリプティング言語(VBScript、JavaScript等)、及び/又は周知の任意の他のプログラミング言語。追加的には、CSC179は、モデリング環境又はモデルベースド開発ツールを用いて生成することができる。別の例では、VECD300及び/又は車両105内の他のECU322が(例えばFPGA、構造化ASIC、プログラム可能SoC(PSoC)等の)フィールドプログラマブル装置(FPD)として実装されている場合、CSC179は次のようなハードウェア記述言語(HDL、hardware description language)を用いて構成又は他の態様にて定義されていることができる:レジスタ転送論理(RTL、register-transfer logic)、超高速集積回路(VHSIC)HDL(VHDL)、Verilog等。
CSC179は車両105及び/又はVECD300の生産/製造時にVECD300内に設けられていたかもしれないし、又は、OTAインタフェースを用いて設けられていたかもしれない。OTAプロビジョニングが用いられている場合、CSC179は車両製造者、制御システムソフトウェア開発者、遠隔プロビジョニングサービス、及び/又は何らかの他の承認及び認証されたOTAシステムを用いてプロビジョニングされていることができる。OTAプロビジョニングは、既知の方法又は手順によって達成できるのであり、例えば、次のものによって既定されているものたり得る:Groupe Speciale Mobile Association(GSMA)規格、European Telecommunications Standards Institute(ETSI)の技術規格、Third Generation Partnership Project(3GPP)技術規格、Open Mobile Alliance(OMA)規格、AUTOSAR規格、及び/又は他の類する規格。一部の場合においては、プロプライエタリな手順/プロトコルを用いてCSC179をプロビジョニングできる。
実施形態では、車両製造者、制御システム開発者等は、OTAインタフェースを用いると共に、承認及び認証された(approved and authenticated)OTAシステム(例えば、VPVS125若しくは何らかの他の類する主体)及び記憶装置308内に所在している承認/公認の(approved/authorized)OTAソフトウェア(例えば、アプリケーション330のうちの1つ)を用いてソフトウェア更新を発することによってCSC179(又は1つ以上のCSC179のコンポーネント)を更新できる。CSC179にソフトウェア更新が適用される、及び/又は、FP175とPR177との間の不整合がVPVS125によって検出された実施形態においては、VECD300は、所望のプロビジョニング済みのバージョンのCSC179を有効化することによって従前の動作モードに復帰し得る。例えば、OTAシステムによるソフトウェア更新をロールバックせよとVECD300に対して命令又は指示でき、VECD300は記憶装置308内の公認された(authorized)OTAソフトウェアを実装して、OTAシステムについて様々な認証(authentication)手続を行うことができる。(再)有効化すべきCSC179の所望のバージョンは、VECD300が認証された後にOTAシステムによって提供されることができ、又は、(不図示の)記憶装置308内に存するCSC179の格納済みバージョンを先述の認証手続中にOTAシステムによって認証することができる。
VECD300及び/又は車両105のコンポーネントは、バス306を介して相互通信できる。様々な実施形態では、バス306は、コントローラエリアネットワーク(CAN、controller area network)バスシステム、時間トリガプロトコル(TTP、Time-Trigger Protocol)システム、又はフレックスレイ(FlexRay)システムとすることができ、これによって様々な装置(例えば、ECU322、センサ320、EMC324等)がメッセージやフレームを用いて相互通信できるようにし得る。CAN、TTP、及びFlexRayバスシステムについての適切な実装例及び一般的な機能は既知であり、当業者であれば十分に実施できる。追加的に又は代替的には、バス306は次のような任意の幾つかの技術を含み得る:ローカルインターコネクトネットワーク(LIN);業界標準アーキテクチャ(ISA);拡張型ISA(EISA);周辺コンポーネント相互接続(PCI、peripheral component interconnect);PCIの拡張型(PCIx、peripheral component interconnect extended);PCIエクスプレス(PCIe);インター集積回路(I2C、Inter-Integrated Circuit)バス;並列小型コンピュータシステムインタフェース(SPI、Parallel Small Computer System Interface)バス;ポイントツーポイントインタフェース;パワーバス;例えばSoC系インタフェースにおいて用いられているようなプロプライエタリなバス;又は任意の幾つかの他の技術。
通信システム305は無線ネットワーク又は有線ネットワークと通信するための回路を含み得る。例えば、通信システム205は送受信機(Tx)311及びネットワークインタフェースコントローラ(NIC)312を含み得る。NIC312を含めることによって、ネットワーク120及び/又は他の装置に有線通信機能を提供できる。有線通信はイーサネット(登録商標)接続を提供し得るか、又は他にも多数あるも次のような他のネットワークのタイプに基づいていることができる:DeviceNet、ControlNet、Data Highway+、PROFIBUS、PROFINET等。追加のNIC312を含めて(不図示の)第2のネットワーク又は他の装置への接続を許容することができるのであり、例えば、第1のNIC312がイーサネットを介してネットワーク120への通信機能をもたらしており、第2のNIC312がパソコン(PC)装置を含むパーソナルエリアネットワーク(PAN)等の別のタイプのネットワークを介して他の装置への通信機能をもたらすことができる。
Tx311は1つ以上の無線機を含むことができ、これらはネットワーク120及び/又は他の装置と無線的に通信できる。Tx311は有線ネットワーク及び/又は他の装置との通信を可能化するハードウェア装置を含むのであり、これらはソリッドな又は非ソリッドな媒体を伝播する変調された電磁放射を用いる。このようなハードウェア装置には、スイッチやフィルタや増幅器やアンテナ素子等が含まれ得るのであり、これらは空中を経ての(OTA(over the air)な)通信を促進するものであり、このために1つ以上の他の装置へデータを送信するために伝播を生成又は他の態様によって作出するのであり、受信された信号はデジタルデータ等の活用可能な情報に転換するのであり、これらをVECD300の1つ以上の他のコンポーネントに提供し得る。
通信システム305は1つ以上のプロセッサ(例えば、ベースバンドプロセッサやモデム等)を含み得るのであり、それらは次のものに特化していることができる:特定の無線通信プロトコル(例えば、Wi-Fi(登録商標)及び/又はIEEE802.11系プロトコル)、セルラ通信プロトコル(例えば、5G通信システム、LTE、WiMAX(登録商標)等)、無線パーソナルエリアネットワーク(WPAN)プロトコル(例えば、IEEE 802.15.4-802.15.5系プロトコル、ブルートゥース(登録商標)若しくはブルートゥース低エネルギー(BLE)等)、及び/又は有線通信プロトコル(例えば、イーサネット、ファイバ分散データインタフェース(FDDI、Fiber Distributed Data Interface)、ポイントツーポイント(PPP)等)。
入出力(I/O)インタフェース318は、VECD300を例えばセンサ320や電子制御ユニット(ECU、electronic control unit)322や電子機械的コンポーネント(EMC、electro-mechanical component)324等の外部コンポーネント/装置と接続するために用いられる外部拡張バス(例えば、USBやFireWire(登録商標)等)等の回路類を含み得る。回路類は次のものを伴い得る:ポート/レセプタクル、ホストコントローラ、及び/又は他の類するコンポーネント。
センサ320は次のことをなすように構成された任意の装置たり得る:事象又は環境的変化を検出すること;検出された事象を電気的信号及び/又はデジタルデータに変換すること;及び信号/データをVECD300及び/又は1つ以上のECU322へ送信する/送る(transmit/send)こと。実施形態では、他にもあるも、センサ320は次のものを含み得る:酸素データを取得する排気酸素センサ及びマニフォルド圧力データを取得するマニフォルド絶対圧(MAP)センサを含む排気センサ;吸気エアフローデータを取得するMAFセンサ;IATデータを取得するIATセンサ;AATデータを取得するAATセンサ;AAPデータを取得するAAPセンサ;CCTデータを取得するCCTセンサ及びCCOデータを取得するCCOセンサを含む触媒コンバータセンサ;VSSデータを取得する車速センサ(VSS);EGR圧力データを取得するEGR圧力センサ及びEGRピントルの位置/向きデータを取得するEGRポジションセンサを含む排気ガス再循環(EGR)センサ;スロットルのポジション/向き/角度データを取得するスロットルポジションセンサ(TPS、Throttle Position Sensor);クランク/カム/ピストンのポジション/向き/角度データを取得するクランク/カムポジションセンサ;冷媒温度センサ;及び/又は車両105内に埋め込まれている他の類するセンサ。センサ320は次のような他のセンサも含み得る:加速ペダルポジションセンサ(APP、accelerator pedal position)、加速度計、磁気計、levelセンサ、流量/流体センサ、大気圧センサ等。
個々のECUは埋込型システムや他の類するコンピュータ装置たり得るのであり、これらは車両105の対応するシステムを制御できる。実施形態では、個々のECU322は各々VECD300と同じ又は同様のコンポーネントを含み得るのであり、例えばマイクロコントローラ或る異亜は他の類するプロセッサ装置やメモリ装置や通信インタフェース等を有し得る。実施形態では、他のものもあるも、ECU322は次のものを含み得る:駆動系制御ユニット(DCU、Drivetrain Control Unit)、エンジン制御ユニット(ECU、Engine Control Unit)、エンジン制御モジュール(ECM、 Engine Control Module)、EEMS、パワートレイン制御モジュール(PCM、Powertrain Control Module)、変速機制御モジュール(TCM、Transmission Control Module)、アンチロックブレーキシステム(ABS)モジュール及び/又は電子安定性制御(ESC、electronic stability control)システムを含む制動制御モジュール(BCM、Brake Control Module)、中央制御モジュール(CCM、Central Control Module)、中央タイミングモジュール(CTM、Central Timing Module)、一般電子モジュール(GEM、General Electronic Module)、ボディー制御モジュール(BCM、Body Control Module)、懸架制御モジュール(SCM、Suspension Control Module)、扉制御ユニット(DCU、Door Control Unit)、速度制御ユニット(SCU、Speed Control Unit)、人間-機械インタフェース(HMI)ユニット、テレマチック制御ユニット(TTU、Telematic Control Unit)、電池管理システム、及び/又は、車両システム内の任意の他のエンティティ若しくはノード。一部の実施形態では、1つ以上のECU322及び/又はVECD300は可搬性排気ガス測定システム(PEMS、Portable Emissions Measurement System)の一部であるかそれに含まれていることができる。
EMC324は、VECDが機構又はシステムに対して次のことをなすことを可能とする装置たり得る:状態やポジションや向きの変更、移動、及び/又は制御。EMC324は1つ以上のスイッチ、アクチュエータ(例えば、弁アクチュエータ、燃料インジェクタ、点火コイル)、モータ、スラスタ、及び/又は他の類する電子機械的なコンポーネントを含み得る。実施形態では、VECD300及び/又はECU322は、検出されたイベントに基づいて命令又は制御信号をEMC324へ送信する/送ることによって1つ以上のEMC324を動作させるように構成されていることができる。
実施形態では、個々のECU322は次のことをなすことができるようになっていることができる:1つ以上のセンサ320からセンサデータを読み取るか他の態様によって取得すること、センサデータを処理すること、制御システムデータを生成すること、及び制御システムデータをVECD300に提供してFP175及び/又はPR177に含めること。例えば、ECM又はECUは次の事項を提供できる:車両105のエンジンの毎分のエンジン回転数(RPM)、エンジンの1つ以上の気筒の及び/又はエンジンの1つ以上のインジェクタの燃料インジェクタ起動タイミングデータ、1つ以上の気筒の点火スパークタイミングデータ(例えば、1つ以上の気筒のクランク角との関係での点火イベントの表示)、(TCUによってEMC/ECUに供給され得る)変速機ギア比データ及び/又は変速機状態データ、ECMからのリアルタイム算定エンジン負荷値等。TCUは、変速機ギア比データ、変速機状態データ等を提供できるしなどなど。
電池328はVECD300に電力を供給できる。実施形態では、電池328は典型的な鉛酸自動車用電池であることができる。しかし、一部の実施形態、例えば車両105がハイブリッド車両である場合には、電池328はリチウムイオン電池、金属空気電池(例えば、亜鉛空気電池、アルミニウム空気電池、リチウム空気電池)等、とされ得る。電池監視部326がVECD300内に含まれていることができ、これが電池328の様々なパラメータ(例えば、電池328についての充電状態(SoCh、state of charge)や寿命状態(SoH、state of health)や昨日状態(SoF、state of function)等)を追跡/監視することができる。電池監視部326は電池監視ICを含み得るのであり、これは電池情報をバス306を介してプロセッサ302へ伝達できる。
不図示であるも、VECD300に様々な他の装置が内在していたりそれと接続されていたりすることができる。例えば、ディスプレイやタッチスクリーンやキーパッド等の入出力装置が、バス306を介してVECD300に接続されていることができ、入力を受け付けて出力を表示するようにされていることができる。別の例では、全地球的航法衛星システム(GNSS、global navigation satellite system)回路(例えば、全地球測位システム(GPS、global positioning system)回路)及び関連しているアプリケーションがVECD300に含まれていたりそれに接続されていたりすることができるのであり、車両105の地理位置情報を決定できる。別の例では、通信システム305は次のものを含み得る:ユニバーサル集積回路カード(UICC、Universal Integrated Circuit Card)、埋込型UICC(eUICC)、及び/又は1つ以上の無線ネットワーク上で通信するのに用いられ得る他の要素/コンポーネント。
図4は、様々な実施形態による、VPVS125のコンポーネントについて示す。図4に示すように、VPVS125は様々なコンポーネントを含むのであり、これらは図3との関連で説明されたコンポーネントと同じ又は同様たり得る。例えば、プロセッサ402はプロセッサ302と同じ又は同様たり得るのであり、メモリ404はメモリ304と同じ又は同様たり得るのであり、バス406はバス306と同じ又は同様たり得るのであり、記憶装置408は記憶装置308と同じ又は同様たり得るのであり、NIC412はNIC312と同じ又は同様たり得るのであり、I/Oインタフェース418はI/Oインタフェース318と同じ又は同様たり得るのであり、各々は図3との関連で説明されたのと同じ又は同様な態様で動作し得る。簡潔性の要請に鑑みて、以下においては、VECD300の要素とVPVS125の要素との間の差異のみについて論じる。
実施形態では、I/Oインタフェース418はレポジトリ130との関連で情報の取得及び格納のために用いられるのであり、例えば、レポジトリ130が1つ以上のローカルデータ記憶装置にて実装されている場合にUSB接続を用いることができる。一部の実施形態では、NIC412はレポジトリ130との関連で情報の取得及び格納のために用いられるのであり、例えば、レポジトリ130が分散データベースシステムとして実装されている場合にイーサネット接続を用いることができる。
実施形態では、メモリ404は、オペレーティングシステム(OS)433、生成器430、分析器432、及び他のアプリケーションを含み得る。OS433は、コンピュータのハードウェア及びソフトウェア資源を管理でき、また、コンピュータプログラムに共通サービスを提供できる。OS433は、ハードウェア装置へのインタフェースを提供する1つ以上のドライバを含み得るのであり、これによってハードウェアそれ自体の詳細について無知のままOS433、生成器430、分析器432、及び他のアプリケーションがハードウェア機能にアクセスできるようになる。OS433は汎用オペレーティングシステム又はVPVS125の為に特別に著されて調整されたOSとされることができる。
分析器432はソフトウェアモジュール及び/又はプログラムコードの集合たり得るのであり、それがプロセッサ404によって実行されるとVPVS125が先述の様々な例示的実施形態に従って動作できるようになるのであり、例えば、PR177やFP175や他の情報をレポジトリ130及び/又は車両105から取得したり、PR177のデータアイテムをFP175のデータアイテムと比較したり、並びに/又は、レポジトリ130に関してのデータの取得/格納をなしたりすることができる。実施形態では、分析器432はVPVS125が他のデータ(例えば、気象報告、交通量報告、道路状態データ等)を他のデータ源から取得できるようにもできるのであり、これはFP175とPR177との間の相違を決定するためである。
生成器430はソフトウェアモジュール及び/又はプログラムコードの集合たり得るのであり、それがプロセッサ404によって実行されるとVPVS125がFP175とPR177との比較に基づいてHD180を生成できるようになる。実施形態では、この動作には次の動作を伴い得る:タイムスタンプ及び/又はHD180の生成と関連付けられている他の類するデータ、及び/又は、分析器432によってなされた検証/分析手続についてのタイムスタンプを生成すること、並びに、この情報を検証/分析手続で用いられたFP175及び/又はPR177にリンキングすること。また、生成器430は、FP175のデータアイテムとPR177のデータアイテムとの相違が閾値より大きい場合、フラグやアラート等を生成できる。フラグ/アラートはコンピュータ可読形式の様々なデータオブジェクトを含み得るのであり、これらに関してはクライアント装置やユーザシステム等のコンピュータ装置によって視覚的表現をコンパイル又はレンダリングできる。例えば、フラグ/アラートは、HTMLドキュメントであったり、XMLドキュメントであったり、JSONドキュメントであったり、CFMLドキュメントであったりすることができ、及び/又はクライアント装置のブラウザ若しくはアプリケーションコンテナによって復号又はレンダリングできる何らかの他の適切なデータ形式とすることができる。
一部の実施形態では、生成器430はCSC179の所望のバージョンを有効化せよとVECD300に命じるメッセージをも生成できるのであり、該メッセージは例えばOTAインタフェースを用いてVECD300にもたらされ得る。他の実施形態では、先述のように、別個のOTA系を用いて、CSC179の所望のバージョンに復帰せよとVECD300に命じることができる。
不図示であるも、VPVS125に様々な他の装置が内在していたりそれと接続されていたりすることができる。例えば、ディスプレイやタッチスクリーンやキーパッド等の入出力装置が、バス406を介してVPVS125に接続されていることができ、入力を受け付けて出力を表示するようにされていることができる。
図5a及び5bは各々プロセス500a及び500bを示しており、これは様々な実施形態に従ってVECD300によって行われる。図6a及び6bは各々プロセス600a及び600bを示しており、これは様々な実施形態に従ってVPVS125によって行われる。例示目的において、上述の処理の操作は、図1乃至図4で論じられた様々な要素によって行われるものとして説明される。もっとも、多数にわたる実装例、配置例、及び/又は環境下においては、他のコンピューティング装置がこれらの処理をなし得ることに留意されたい。実施形態では、処理はプログラムコードとして実装され得るのであり、これがプロセッサによって実行されると、処理の様々な操作をコンピュータシステムに行わせることになる。図5a乃至5b及び図6a乃至6bにて特定の例及び操作順が示されているも、様々な実施形態では、これらの操作は再配列されたり、追加の操作に分割されたり、組み合わされたり、全く省かれたりすることができる。
図5aは、様々な実施形態によるフィンガプリントデータの生成及び報告に関する例示的プロセス500aについて示す。プロセス500aはS505にて開始され得るのであり、VECD300のプロセッサ302は、制御環境下においてなされる排気ガス試験サイクル等の試験サイクル中に制御システムデータについて監視することができる。監視行為は、制御システムデータ(CSD、control system data)及び/又はセンサデータをキャプチャすることを含み得る。実施形態では、監視行為は、1つ以上のセンサ320及び/又は1つ以上のECU322に対して、特定された/選定された期間について、CSDについてポーリングすること(例えば、定期的ポーリング、逐次的(点呼的)ポーリング等)を含み得る。他の実施形態では、監視は、センサデータ/CSDについての外的要求に応答してのセンサデータ/CSDについての要求又はコマンドを送ることを含み得る。一部の実施形態では、監視は、様々なセンサ/モジュールからのセンサデータ/CSDについて、次のようなトリガ又は事象に着目して待機することを含み得る:(一時停止を伴うか伴わない)既定の時間内において車両105が既定の速さ及び/又は距離に達したこと等。事象/トリガは、標準化された試験用プロトコル/手順によって画された値に基づいていることができる。様々な実施形態では、監視は、遠隔装置例えば試験監視コンピュータ装置若しくは排気ガス監視コンピュータ装置(例えば、先述のラップトップ機等)又はVPVS125等によって発動又はアクティベートされ得る。
S510にて、プロセッサ302は、監視されるCSDの組合せに基づいてFP175を生成できる。例えば、車両105が内燃機関(ICE)(ガソリン)車両である実施形態においては、FP177は次のものを含み得る:1つ以上のO2センサについての排気酸素(O2)センサ出力、エンジンRPM、1つ以上の気筒についての燃料インジェクションタイミング(例えば、オンである時間及びオフである時間)、算定/測定吸気エアフロー値、吸気温度、外気圧及び外気温、触媒コンバータ温度、1つ以上の気筒についてのトランスミッションギア比点火タイミング、車両の速さ、EGR活動/状態、及び/又は他の類する情報。別の例では、車両105がCCE(ディーゼル)車両である実施形態においては、FP177は次のものを含み得る:ICE車両と同じデータアイテム(但し、点火タイミングデータは省略可)。
S515においては、プロセッサ302は、FP175を含むメッセージを生成でき、通信システム305を制御してネットワーク120を介してメッセージをVPVS125へ送信することができる。他の実施形態では、FP175は有線接続(例えば、USBケーブル)を介して別のコンピュータ装置(例えば、ラップトップ機や何らかの他の監視装置)へ移転されることができ、他のコンピュータ装置は、FP175を、既知の方法/手順に従ってVPVS125へ移転することができる。
プロセス500bでは、様々な実施形態による性能結果の生成及び報告に関する例示的プロセス500bについて示す。プロセス500bはS520にて開始され得るのであり、プロセッサ302は、運転サイクル中(例えば、車両105がデプロイされてエンドユーザによって操作されている場合)においてセンサデータ/CSDについて監視を開始せよとのトリガを識別し得る。実施形態では、トリガは、遠隔装置(例えば、VPVS125等)からの外的なセンサデータ/CSDについての要求の受信事象たり得る。一部の実施形態では、トリガは1つ以上の検出された事象とされることができ、例えば、(一時停止を伴うか伴わない)既定の時間内において車両105が既定の速さ及び/又は距離に達したこと等とし得る。事象は、標準化された試験用プロトコル/手順によって画された値に基づいていることができる。一部の実施形態では、トリガは、既定又はランダムな値を付されたタイマの満了たり得るのであり、これは例えばCSC179を用いて構成可能である。
S525では、プロセッサ302は、トリガの検出に応答してCSDについて監視することができる。S525は、S505と同じ又は同様であることができる(但し、操作が行われるべき具体的な環境及び/又は監視すべき具体的なモジュール/センサについてはこの限りではない)。
S530にて、プロセッサ302は、監視されるCSDの組合せに基づいてPR177を生成できる。PR177は、S510にて生成されたFP175と同じ又は同様なデータを含み得る。追加的に又は代替的には、一部の実施形態では、プロセッサ302はPR177を生成して次のデータアイテムの任意のものを含めることができる:エンジンの吸気系に流入するリアルタイム算定/測定気流量、リアルタイム算定エンジン負荷、1つ以上の気筒又は1つ以上のインジェクタについてのリアルタイム燃料インジェクションタイミング(例えば、オンやオフの持続期間)、1つ以上の気筒についてのクランク角との関係での点火スパークタイミング事象、燃料インジェクションのオン及びオフ事象との関連での排気センサ読み取り値、触媒コンバータ温度センサデータ、触媒コンバータO2センサデータ、変速機状態データ、車両の速さ、環境条件等。実施形態では、生成されたPR177は、ネットワーク120へ送信される前に記憶装置308や何らかの他のメモリ装置内に格納され得る。
S535にて、プロセッサ302は、PR177を含むメッセージを生成でき、これは通信システム305に与えられ得るのであり、そしてメッセージはネットワーク120を介してVPVS125へ送信されることができる。他の実施形態では、PR177は有線接続(例えば、USBケーブル)を介して別のコンピュータ装置(例えば、ラップトップ機や何らかの他の監視装置)へ移転されることができ、他のコンピュータ装置は、FP175を、既知の方法/手順に従ってVPVS125へ移転することができる。S535がなされた後、プロセッサ302は、S520に戻ってCSD/センサデータの監視についてのトリガを検出することができる。
S540にて、通信システム305は従前の動作モードに復帰せよとの命令を含むメッセージを受信できるのであり、S545にてプロセッサ302はCSC179の所望のバージョンを実装できる。一部の実施形態では、所望のバージョンは記憶装置308内に格納されていることができ、また、承認/認可(authorized/approved)されたOTAシステムによって認証(authenticate)されることができる。他の実施形態では、承認/認可されたOTAシステムが所望のバージョンをVECD300に提供することができる。どちらの実施形態でも、プロセッサ302はOTAソフトウェアを実装して、認証手続を行って、それによって所望のバージョンを取得するか格納されたCSC179の所望のバージョンを認証することができる。CSC179の所望のバージョンを実装するという行為は、個々のECUに対して、CSC179の所望のバージョンに含まれる対応するECU構成記述を提供することを含み得るのであり、これによって個々のECUがソフトウェアモジュール/コンポーネントを生成及び稼働できるようにして1つ以上の所望の機能を行えるようにする。プロセス500aによって生成されたFP175又は何らかの他の方法/手順によって収集されたFP175は、次のような試験用途に用いることができるということに留意されたい:試験車両105と同じ又は同様の型式、モデル、及びグレードである様々な別の車両105の制御システムの稼働の様子についての試験。なぜならば、様々な車両105から得られる動作エンジン入力値及び動作エンジン出力値は幾ばくかは異なり得るも、エンジン入力値及びエンジン出力値は、燃費に最適化したエンジン系と排気ガス制御に最適化したエンジン系との間で見られる程には相違しないはずだからである。
図6aは、様々な実施形態によるフィンガプリントデータの取得に関する例示的プロセス600aについて示す。プロセス600aは、S605にて開始され得るのであり、NIC412は車両105のVECD300からFP175を受信できる。S610では、プロセッサ402は、NIC412及び/又は入出力インタフェース418を制御してFP175をレポジトリ130内に格納することができる。S615では、プロセッサ402はFP175が正常に受信及び格納されたことを示すアクノレッジメント(ACK)メッセージを生成できるのであり、VECD300への送信のためにACKメッセージをNIC412に提供できる。実施形態では、FP175の受信及び/又は格納が失敗したか又は他の態様で却下された場合、ACKメッセージは、失敗の旨及び/又は失敗の理由を示すことができる。S615の後においては、必要に応じて、プロセス600aは終了されるか反復されることができる。
図6bは、様々な実施形態によるVECDを構成するための例示的プロセス600bについて示す。プロセス600bは、S620にて開始され得るのであり、プロセッサ402はNIC412を介してVECD300から試験サイクルについてのPR177を受信できる。S625では、プロセッサ402は、NIC412及び/又は入出力インタフェース418を制御して格納されたFP175(プロセス600aのS610を参照されたい。)をレポジトリ130から取得することができる。S625では、プロセッサ402がNIC412及び/又は入出力インタフェース418を制御して受信されたPR177をレポジトリ130内に格納することができる。
ループ開始S630では、プロセッサ402は分析器432を実装でき、PR177からデータアイテムを抽出してそしてPR177の各データアイテムを処理できる。S635では、プロセッサ402は分析器432を実装できるのであり、PR177のデータアイテムを識別して、FP175の対応するデータアイテムと比較することができる。S640では、プロセッサ402は分析器432を実装して、被比較データアイテム間の相違(例えば、標準偏差、誤差限界等)が既定の閾値を超過しているかを決定できる。
例えば、車両105がICEを含む場合、EMSや他の類する制御モジュール/システムを設計して車両105の燃料系及び点火系を制御して車両の触媒コンバータについて最大効率を達成し得る。触媒コンバータが効率的に動作している場合、HCや2NOXや2CO等の内燃機関によってもたらされる3主要排気ガスを相当程度に削減し得る。もっとも、EMSが触媒コンバータの効率性を管理するに際してはエンジンの燃料系及び点火系がエンジンが達成可能な最も最適な燃料消費及び/又は燃費をもたらせないかもしれない。車両のEMS較正具合の違いについては、燃費向けの設定と排気ガス削減/制限向け設定とについて下記の表1及び2で示している。
Figure 0007148542000001
Figure 0007148542000002
表1においては、エンジン入力値は、算定/測定された吸気エアフロー対燃料インジェクタフローレートに基づいている空燃比たり得るのであり、後者は例えばPCM等の燃料インジェクションECUによって制御され得る。表2においては、エンジン入力値は、エンジンにおける中から重負荷下におけるクランクシャフト回転のTDCとの関係でのスパーク点火(spark ignition)タイミングたり得る。表1及び2から分かるように、排気ガス削減及び燃費についての最適EMS較正状態は、異なるAFR及び/又はスパーク点火ポイントにおいて生じていることに留意されたい。したがって、実施形態については、S635乃至S640においては、分析器432は次の事項について決定する:PR177によって示されるAFR及び/又はスパークタイミング(spark timing)が、FP175によって示されるAFR及び/又はスパークタイミングと、既定の若しくは選定された閾値にて相違若しくは異なるかという事項。そのような実施形態では、閾値は、(例えば、FP175及び/又は制限/基準のデータアイテムによって示された)所望のAFRと(例えば、PR177のデータアイテムによって示された)実際のAFRとの間の差分、及び/又は、(例えば、FP175及び/又は制限/基準のデータアイテムによって示された)所望のスパークタイミングと(例えば、PR177のデータアイテムによって示された)実際のスパークタイミングとの間の差分を表し得る。
様々な実施形態では、分析器432は、ガソリンやディーゼル等の異なる燃料についての化学量論的AFR及びそれらの可燃性範囲を考慮することによって、リアルタイムAFR及び関連するエンジン制御システム入出力値を決定できる。また、S635-640で用いられた具体的な閾値は、車両105の型式、モデル、及び/又はグレード等の様々な車両パラメータや走行距離計指示値や運転条件(気象条件、交通量等)等に基づいていることができる。
図6bを再び参照するに、S640にて分析器432が、比較されたデータアイテム間の相違が既定の閾値を超過していないと決定した場合、プロセッサ402は分析器432を実装して、ループ終了S650に進んで、(存在する場合には)PR177の次のデータアイテムを処理できる。S640にて分析器432が、比較されたデータアイテム間の相違が既定の閾値を超過していると決定した場合、プロセッサ402は発生器430を実装して、S645に進んで、HD180を生成して、PR177内のデータアイテムとFP175内のデータアイテムとの間の相違をこれに含めるかこれによって指示することができる。
プロセッサ402は分析器432を実装でき、S630に復帰でき、(存在する場合には)PR177の次のデータアイテムを処理できる。PR177内の全てのアイテムに基づいてHD180が生成されたらば、プロセッサ402はS655に進むことができ、生成器430を実装でき、フラグ/アラートを生成すべきかを決定できるのであり、例えばPR177のうちの少なくとも1つのデータアイテムがFP175の対応するデータアイテムと閾値分異なる場合にそうする。生成器430がフラグ/アラートは生成すべからずと決定した場合、プロセッサ402はS620に戻ることができ、将来の動作サイクル中にPR177を取得できる。生成器430がフラグ/アラートを生成すべきであると決定した場合、プロセッサ402はS660に進むことができ、生成器430を実装して、フラグ/アラートを生成してNIC412を介してそれをリモートコンピュータ装置へ送ることができるのであり、それは例えば規制当局若しくは製造者によって運営されているクライアント装置若しくはサーバ及び/又は車両105の制御システムを構成する役割を担っているOTAシステムを含む。一部の実施形態では、リモートコンピュータ装置(例えば、OTAシステム)は、フラグ/アラートの受信に応答してソフトウェア更新をロールバックするようにVECD300に対して命じることができる。他の実施形態では、S660にて、生成器430はソフトウェア更新をロールバックせよとVECD300に命じるメッセージを生成することができ、メッセージはNIC412を用いてVECD300へ送られ得る。S660が行われた後、必要に応じて、プロセス600bは終了されるか反復されることができる。
PR177は、S620にて取得されたPR177と関連付けられている車両105と同じ又は同様の型式・モデル・グレードである別の車両について生成されているか関連付けられている汎用型の又は他の類似型テンプレートと、比較されることができるということに留意されたい。なぜならば、様々な車両105から得られる動作エンジン入力値及び動作エンジン出力値は幾ばくかは異なり得るも、エンジン入力値及びエンジン出力値は、燃費に最適化したエンジン系と排気ガス制御に最適化したエンジン系との間で見られる程には相違しないはずだからである。
上述した殆どの機器はハードウェア及びこれに関連するソフトウェアを有する。例えば、典型的な電子装置は、1つ以上のプロセッサ及びこれらのプロセッサで上述した動作を実行可能なソフトウェア/プログラムを含んでおりやすい。本明細書では、ソフトウェアとの用語は一般的に理解されている意味で用いられる場合には、マシン又はプロセッサにより用い得る、プログラム又はルーチン(サブルーチン、オブジェクト、プラグイン等)及びデータやデータ構造を意味し得る。周知のように、コンピュータプログラムは一般に、マシン可読記憶媒体又はコンピュータ可読記憶媒体内に格納された命令を有している。本発明のある実施例には、マシン可読記憶媒体又はコンピュータ可読記憶媒体、例えば、デジタルメモリ内に記憶された実行可能なプログラム又は命令を含めることができる。本明細書では、如何なる特定の実施例においても通常の意味での「コンピュータ」を必要としていることを黙示しているわけではない。例えば、埋込型又はその他の種々のプロセッサを本明細書で記載した構成要素のような機器に用いることができる。
ソフトウェアを記憶するメモリも周知である。ある実施例では、所定のプロセッサと関連するメモリを、このプロセッサと同じ物理的デバイスに格納できるのであり(「オンボード」メモリ)、例えば、集積回路のマイクロプロセッサ等内に配置されたRAM又はフラッシュ(FLASH)メモリ内に格納することができる。他の例では、メモリが外部ディスクドライブ、ストレージアレイ又は携帯フラッシュキーフォブのような独立デバイスを有するようにする。このような場合には、メモリとデジタルプロセッサとの2つが互いに動作的に結合されるか、又は例えば入出力ポート、ネットワーク接続等により互いに通信する際に、これらのメモリ及びデジタルプロセッサが互いに「関連付けられる」ようになり、プロセッサがメモリ上に記憶されたファイルを読取り得るようになる。関連付けられたメモリは設計(ROM)により又は許可設定により“読取専用”とするか或いはこのようにしないようにすることができる。他の例にはWORM(追記型光ディスク)、EPROM(消去可能PROM)、EEPROM(電気的消去可能PROM)、フラッシュメモリ、等を含めるが、これらに限定されるものではない。これらの技術はしばしばソリッドステート半導体デバイスで実装されている。他のメモリは通常の回転ディスクドライブのような可動部分を具えることができる。このような全てのメモリは、“マシン可読”又は“コンピュータ可読”であり、本明細書に記載した機能を実施するための実行可能な命令を記憶するのに用いることができる。
「ソフトウェア製品」は、一連の実行可能な命令がマシン可読形式で記憶され、適切なマシン又はプロセッサがソフトウェアプロダクトに適切にアクセスすることにより命令を実行してこれら命令により実装される処理を達成し得るようにするメモリデバイスをいう。ソフトウェア製品はソフトウェアを配布するのに用いられることがある。上述の要約したマシン可読メモリ(これらに限定されない)を含むが何れかの種類のマシン可読メモリを用いてソフトウェア製品を形成し得る。とは言え、電送(「ダウンロード」或いは「プロビジョニング」)を介してソフトウェアを配布することも既知であり、この場合、一般的に送信側又は受信側、或いはこれらの双方に対応するソフトウェアプロダクトが存在するものである。
本発明の原理をその好適な実施例で説明し且つ図示したが、このような原理から逸脱することなく、本発明をその構成配置及び細部において変更し得ること明らかである。本発明では、本発明の請求項の精神及び範囲内に入る全ての変形及び変更を要求するものである。

Claims (19)

  1. 車両埋込コンピュータ装置(VECD)によって前記車両の動作中に行われる方法であって、該方法は、
    前記コンピュータ装置が埋め込まれている前記車両の制御システムデータについて監視せよとのトリガを識別するステップと、
    前記トリガの検出に応答して制御システムデータについて監視するステップと、
    前記監視される制御システムデータの組合せに基づいて性能結果を生成するステップと、
    車両性能検証システム(VPVS)への、前記性能結果を含むメッセージの送信を制御するステップとを含み、
    更に、
    試験サイクル中に他の制御システムデータについて監視せよとの別のトリガを識別するステップと、
    前記別のトリガの検出に応答して前記他の制御システムデータについて監視するステップと、
    前記監視される他の制御システムデータの組合せに基づいて車両フィンガプリントを生成するステップと、
    前記車両フィンガプリントを含む別のメッセージの前記VPVSへの送信を制御するステップとを含む、方法。
  2. 請求項1に記載の方法において、前記制御システムデータについての監視ステップは、
    前記車両内に埋め込まれている個々の制御モジュール又は複数のセンサからの前記制御システムデータについての、動作サイクル中になされる受信を、制御することを含む、方法。
  3. 請求項2に記載の方法において、前記性能結果を生成するステップは、
    前記取得された制御システムデータに基づいて、車両排ガス試験手順によって定義された動作パラメータに合致する前記動作サイクル中のリアルタイム動作パラメータを、決定することと、
    性能報告を生成することであって、該報告は、前記動作サイクル中に収集された前記リアルタイム動作パラメータに対応する前記取得された制御システムデータのデータアイテムを含む、生成することとを含む、方法。
  4. 請求項3に記載の方法において前記取得された制御システムデータの前記データアイテムは:前記複数のセンサのIATセンサのリアルタイム算定/測定吸気温度(IAT)データと;前記個々の制御モジュールの1つたるエンジン制御モジュール(ECM)からのリアルタイム算定エンジン負荷値と;前記ECMからの、1つ以上の気筒又は1つ以上のインジェクタについてのリアルタイム燃料インジェクタ起動タイミングデータと;前記ECMからの、 前記1つ以上の気筒のクランク角との関係での点火イベントを示す、前記1つ以上の気筒についての点火スパークタイミングデータと;前記燃料インジェクタ起動タイミングデータの燃料インジェクションタイミングイベントとの関係での前記複数のセンサの排気センサの排気センサデータであって、前記排気センサは前記複数のセンサの前記排気酸素センサとマニフォルド絶対圧力(MAP)センサとを含む、排気センサデータとを含む、方法
  5. 請求項1に記載の方法において前記他の制御システムデータは、前記個々の制御モジュール及び前記複数のセンサから取得されるべきものであり、前記車両フィンガプリントの他の制御システムデータの前記組合せは次の事項を含む、方法:前記複数のセンサの排気酸素センサからの排気酸素データと;前記個々の制御モジュールに属するものたるECMからの前記車両のエンジンについての毎分におけるエンジン回転数(RPM)と;前記ECMからの、前記エンジンの1つ以上の気筒又は1つ以上のインジェクタについての燃料インジェクタ起動タイミングデータと;前記ECMからの、前記1つ以上の気筒についての点火スパークタイミングデータと;前記複数のセンサの質量エアフロー(MAF)センサからの吸気エアフローデータとを含む、方法。
  6. 請求項5に記載の方法において、更に、
    前記VECDが所望の性能パラメータに従って動作していることが検証されない場合に制御システム構成のソフトウェア更新をロールバックせよとのコマンドの受領を制御するステップと、
    前記コマンドに基づいて前記制御システム構成の所望のバージョンを取得するステップと、
    前記制御システム構成の前記所望のバージョンを実装するステップとを含む、方法。
  7. 命令を含む少なくとも1つのコンピュータ可読記憶媒体であって、車両内の車両埋込型コンピュータ装置(VECD)の少なくとも1つのプロセッサによって前記車両の動作中に前記命令が実行されると、請求項1~6のいずれか1つに記載の方法を前記VECDに行わせることとなる、コンピュータ可読記憶媒体。
  8. 車両性能検証システム(VPVS)を実装する装置であって、該装置は:
    ネットワークインタフェース手段であって:
    車両埋込型コンピュータ装置(VECD)から、該VECDが埋め込まれている車両の性能結果を含むメッセージを、受信するステップであって、該性能結果は前記車両内に埋め込まれている個々の制御モジュールによって収集されたデータに基づいている、ステップと、
    前記VECDが所望の性能パラメータに従って動作されていないことが前記性能結果によって示される場合に別のコンピュータ装置へフラグを送信するステップとをなす、ネットワークインタフェース手段と、
    処理手段であって:
    前記性能結果のデータアイテムを前記車両の車両フィンガプリントのデータアイテムと比較するステップであって、前記車両フィンガプリントは車両排ガス試験中に収集された制御システムデータの組合せに基づいており、前記車両排ガス試験は制御システムデータを収集すべき間の動作パラメータを定義する車両排ガス試験手順に従って行われている、ステップと、
    前記性能結果の少なくとも1つのデータアイテムが前記車両フィンガプリントの対応するデータアイテムと閾値程相違する場合に前記フラグを生成するステップとをなす、処理手段とを備える、装置。
  9. 請求項8に記載の装置において、前記ネットワークインタフェースは車両レポジトリから前記車両フィンガプリントを取得するためのものである、装置。
  10. 請求項8に記載の装置において、前記処理手段は、
    前記性能結果の前記データアイテムが車両フィンガプリントのデータアイテムと比較されるときのタイムスタンプを生成するステップと、
    前記タイムスタンプと前記フラグとを含む履歴データを生成するステップとをなすのであり、
    前記ネットワークインタフェースは前記車両履歴データを前記車両レポジトリへ送って格納するためのものである、装置。
  11. 請求項10に記載の装置において、前記履歴データは前記性能結果の1つ以上のデータアイテムと前記車両フィンガプリントの1つ以上のデータアイテムとの間の差分を示す、装置。
  12. 請求項10に記載の装置において、前記履歴データは所望の空燃比と実際の空燃比との間の差分を示すか、或いは、前記履歴データは所望点火タイミングと実際の点火タイミングとの間の差分とを示す、装置。
  13. 請求項8~12のいずれか1つに記載の装置において、前記ネットワークインタフェース手段は前記性能結果を車両レポジトリへ送って前記フィンガプリントとの関連で格納させるためのものである、装置。
  14. 車両埋込型コンピュータシステムであって:
    該車両埋込型コンピュータシステムは少なくとも1つのプロセッサであって:
    車両内に埋め込まれた個々の制御モジュールから前記車両の動作中に制御システムデータを取得するステップであって、前記個々の制御モジュールは前記車両埋込型コンピュータ装置と通信可能に結合されている、ステップと、
    前記取得された制御システムデータの組合せに基づいて性能結果を生成するステップとをなす、少なくとも1つのプロセッサと、
    前記少なくとも1つのプロセッサと通信可能に結合された通信システムであって、該通信システムは前記性能結果を含むメッセージを車両性能検証システム(VPVS)へ送信する、通信システムとを備え、
    前記少なくとも1つのプロセッサは、
    試験サイクル中に他の制御システムデータについて監視せよとの別のトリガを識別するステップと、
    前記別のトリガの検出に応答して前記他の制御システムデータについて監視するステップと、
    前記監視される他の制御システムデータの組合せに基づいて車両フィンガプリントを生成するステップと、
    前記車両フィンガプリントを含む別のメッセージを前記VPVSへ送信するステップとをなす、車両埋込型コンピュータシステム。
  15. 請求項14に記載のコンピュータシステムにおいて、前記少なくとも1つのプロセッサは、前記制御システムデータの或る一部を個々の制御モジュールから取得し、前記制御システムデータの他の一部を前記車両内に埋め込まれた複数のセンサから直接的に取得する、コンピュータシステム。
  16. 請求項15に記載のコンピュータシステムにおいて、前記性能結果を生成するに際して、前記少なくとも1つのプロセッサは、
    前記取得された制御システムデータに基づいて、車両排ガス試験手順によって定義された動作パラメータに合致する前記動作サイクル中のリアルタイム動作パラメータを、決定することと、
    性能報告を生成することであって、該報告は、前記動作サイクル中に収集された前記リアルタイム動作パラメータに対応する 前記取得された制御システムデータのデータアイテムを含む、生成することとをなす、コンピュータシステム。
  17. 請求項16に記載のコンピュータシステムにおいて前記取得された制御システムデータの前記データアイテムは:前記複数のセンサのIATセンサのリアルタイム算定/測定吸気温度(IAT)データと;前記個々の制御モジュールの1つたるエンジン制御モジュール(ECM)からのリアルタイム算定エンジン負荷値と;前記ECMからの、1つ以上の気筒又は1つ以上のインジェクタについてのリアルタイム燃料インジェクタ起動タイミングデータと;前記ECMからの、 前記1つ以上の気筒のクランク角との関係での点火イベントを示す、前記1つ以上の気筒についての点火スパークタイミングデータと;前記燃料インジェクタ起動タイミングデータの燃料インジェクションタイミングイベントとの関係での前記複数のセンサの排気センサの排気センサデータであって、前記排気センサは前記複数のセンサの前記排気酸素センサとマニフォルド絶対圧力(MAP)センサとを含む、排気センサデータとを含む、コンピュータシステム。
  18. 請求項14に記載のコンピュータシステムにおいて、前記車両フィンガプリントの制御システムデータの前記組合せは:前記複数のセンサの排気酸素センサからの排気酸素データと;前記個々の制御モジュールに属するものたるECMからの前記車両のエンジンについての毎分におけるエンジン回転数(RPM)と;前記ECMからの、前記エンジンの1つ以上の気筒又は1つ以上のインジェクタについての燃料インジェクタ起動タイミングデータと;前記ECMからの、前記1つ以上の気筒についての点火スパークタイミングデータと;前記複数のセンサの質量エアフロー(MAF)センサからの吸気エアフローデータとを含む、コンピュータシステム。
  19. 請求項14~18のいずれか1つに記載のコンピュータシステムにおいて、前記少なくとも1つのプロセッサは、コントローラエリアネットワーク(CAN)か時間トリガプロトコル(TTP)システムかフレックスレイシステムを介して、前記通信システム及び前記個々の制御モジュールと通信可能に結合されている、コンピュータシステム。
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