JP7207301B2 - 更新制御装置、制御方法、およびコンピュータプログラム - Google Patents
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Description
本出願は、2017年6月13日出願の日本出願第2017-116109号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
ECUの種類には、例えば、アクセル、ブレーキ、ハンドルの操作に対してエンジンやブレーキ、EPS(Electric Power Steering)等の制御を行う走行系に関わるもの、乗員によるスイッチ操作に応じて車内照明やヘッドライトの点灯/消灯と警報器の吹鳴等の制御を行うボディ系ECU、運転席近傍に配設されるメータ類の動作を制御するメータ系ECUなどがある。
ECUの制御プログラムは、機能向上や防犯対策などを目的とした制御プログラムのバージョンアップに対応して、旧バージョンの制御プログラムを新バージョンの制御プログラムに書き換える必要がある。また、たとえば地図情報や制御用のパラメータなど、制御プログラムの実行に必要なデータも書き換える必要がある。
対象装置:制御プログラムの更新対象である車載制御装置
非対象装置:制御プログラムの更新対象ではない車載制御装置
対象装置:制御プログラムの更新対象である車載制御装置
非対象装置:制御プログラムの更新対象ではない車載制御装置
対象装置:制御プログラムの更新対象である車載制御装置
非対象装置:制御プログラムの更新対象ではない車載制御装置
特許文献1に開示されているようなオンライン更新では、制御プログラムの更新を指示されたECUが更新を実行できない状態である場合には、ネットワークを介してダウンロードされた更新用プログラムはゲートウェイなどの制御装置にいったん保存され、更新を実行できる状態になると、制御装置から転送されて更新が開始されることが想定される。制御プログラムの更新を実行できない状態とは、たとえば、対象のECUが走行に関わる機能を制御するECUであって、車両が走行中の状態や、対象のECUが起動していない状態などである。
この開示によると、車載制御装置が制御プログラムの更新ができない状態である場合における当該車載制御装置での更新を制御することができる。
本実施の形態には、少なくとも以下のものが含まれる。すなわち、
(1)本実施の形態に含まれる更新制御装置は、車載制御装置と車内通信線を含む伝送路を介して通信する通信部と、下記の対象装置が制御プログラムの更新処理を実行できない場合に、下記の非対象装置である代替装置に更新処理の一部の代替を要求する要求メッセージを、通信部に送信させる制御部と、を備える。
対象装置:制御プログラムの更新対象である車載制御装置
非対象装置:制御プログラムの更新対象ではない車載制御装置
これにより、更新対象の車載制御装置が制御プログラムの更新処理を実行できない状態であっても、代替装置によって更新処理の少なくとも一部が実行される。そのため、更新対象の車載制御装置が制御プログラムの更新処理実行できる状態になるまで1台の装置で更新用プログラムを保存しておく場合と比較して、更新用プログラムの保存先を分散することができ、当該1台の装置のメモリの圧迫を回避することができる。また、更新制御処理の開始を早めることができ、その結果、更新対象の車載制御装置での更新完了の遅延を抑えることができる。
これにより、非対象装置の応答内容に応じて代替装置を決定することができる。
これにより、優先度の高い車載制御装置を代替装置と決定することができる。
これにより、動的な処理能力が高い車載制御装置を代替装置と決定することができる。その結果、代替装置と決定された車載制御装置の過負荷を回避できる。
これにより、適切な車載制御装置を代替装置と決定することができる。
通信部が車内通信線に接続された機器を選択的に起動する機能を有しない場合、1つの車内通信線でデータを転送すると当該車内通信線に接続されたすべての車載制御装置が起動する。この場合に、更新対象の車載制御装置と異なる車内通信線に接続された車載制御装置を代替装置とすることによって当該代替装置と同一の車内通信線に接続された他の車載制御装置が起動していない場合にも起動させてしまう、という事態を回避できる。
これにより、非対象装置が代替する更新処理の一部が、当該非対象装置が本来実行する処理に影響を及ぼす可能性がある場合であっても、車両走行への当該影響を防止できる。
これにより、代替車載制御処理の過負荷を抑えながら、更新対象の車載制御装置での更新の完了を早めることができる。
かかる制御方法は、上記(1)~(8)の更新制御装置と同様の効果を奏する。
かかるコンピュータプログラムは、上記(1)~(8)の更新制御装置と同様の効果を奏する。
以下に、図面を参照しつつ、好ましい実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、これらの説明は繰り返さない。
〔システムの全体構成〕
図1は、実施形態にかかるプログラム更新システムの全体構成図である。
図1に示すように、本実施形態のプログラム更新システムは、一例として広域通信網2である通信ネットワークを介して通信可能な車両1、管理サーバ5およびDL(ダウンロード)サーバ6を含む。
管理サーバ5は、車両1の更新情報を管理する。DLサーバ6は、更新用プログラムを保存する。管理サーバ5およびDLサーバ6は、たとえば、車両1のカーメーカーにより運営されており、予め会員登録されたユーザが所有する多数の車両1と通信可能である。
車内ネットワーク4は複数の車内通信線16A,16Bを有する。車内ネットワーク4は、車内通信線16Aにバス接続されたECU30A~30C、車内通信線16Bにバス接続されたECU30D,30Eである、複数の通信グループを含む。ゲートウェイ10は、通信グループ間の通信を中継している。このため、ゲートウェイ10には車内通信線16A,16Bが接続されている。車内通信線16A,16Bを車内通信線16とも総称する。
ゲートウェイ10は、ECU30から取得した情報を無線通信部15に送信し、無線通信部15は、その情報を管理サーバ5などの車外装置に送信する。
また、ECU30同士は、車内通信線を介して情報を送受信する。
図1では、ゲートウェイ10が無線通信部15を介して車外装置と通信を行う場合が例示されているが、ゲートウェイ10が無線通信の機能を有する場合には、ゲートウェイ10自身が管理サーバ5などの車外装置と無線通信を行う構成としてもよい。
図2は、ゲートウェイ10の内部構成を示すブロック図である。
図2に示すように、ゲートウェイ10は、CPU11、RAM(Random Access Memory)12、記憶部13、および車内通信部14などを備える。ゲートウェイ10は、無線通信部15と車内通信線を介して接続されているが、これらは一つの装置で構成してもよい。
CPU11は、たとえば時分割で複数のプログラムを切り替えて実行することにより、複数のプログラムを並列的に実行可能である。なお、CPU11は複数のCPU群を代表するものであってもよい。この場合、CPU11の実現する機能は、複数のCPU群が協働して実現するものである。RAM12は、SRAM(Static RAM)またはDRAM(Dynamic RAM)等のメモリ素子で構成され、CPU11が実行するプログラムおよび実行に必要なデータ等が一時的に記憶される。
この点は、後述のECU30のCPU31(図3参照)が実行するコンピュータプログラム、および、後述の管理サーバ5のCPU51(図4参照)が実行するコンピュータプログラムについても同様である。
なお、以降の説明において、上位装置が下位装置にデータを転送(送信)することを「ダウンロードする」ともいう。
車内通信部14は、CPU11から与えられた情報を対象のECU30へ送信するとともに、ECU30から受信した情報をCPU11に与える。車内通信部14は、上記の通信規格だけでなく、車内ネットワーク4に用いる他の通信規格によって通信してもよい。
無線通信部15は、図示しない基地局により形成される広域通信網2を介して、CPU11から与えられた情報を管理サーバ5等の車外装置に送信するとともに、車外装置から受信した情報をCPU11に与える。
別の通信装置と管理サーバ5等の車外装置とが広域通信網2を通じた無線通信が可能である場合には、車外装置→別の通信装置→通信部→ゲートウェイ10の通信経路により、車外装置とゲートウェイ10とが通信可能になる。
図3は、ECU30の内部構成を示すブロック図である。
図3に示すように、ECU30は、CPU31、RAM32、記憶部33、および通信部34などを備える。ECU30は、車両1に搭載された対象機器を個別に制御する車載制御装置である。ECU30の種類には、たとえば、電源制御ECU、エンジン制御ECU、ステアリング制御ECU、およびドアロック制御ECUなどがある。
RAM32は、SRAMまたはDRAM等のメモリ素子で構成され、CPU31が実行するプログラムおよび実行に必要なデータ等が一時的に記憶される。
記憶部33は、CPU31が読み出して実行するプログラムを格納する。記憶部33が記憶する情報には、たとえば、車内の制御対象である対象機器を制御するための情報処理をCPU31に実行させるためのコンピュータプログラムや、パラメータや地図情報などの、当該プログラムを実行する際に用いるデータである制御プログラムが含まれる。
通信部34は、CPU31から与えられた情報をゲートウェイ10へ送信するとともに、ゲートウェイ10から受信した情報をCPU31に与える。通信部34は、上記の通信規格だけなく、車載ネットワークに用いる他の通信規格によって通信してもよい。
ここで、通常モードとは、ECU30のCPU31が、対象機器に対する本来的な制御(たとえば、燃料エンジンに対するエンジン制御や、ドアロックモータに対するドアロック制御など)を実行する制御モードのことである。
すなわち、リプログラミングモードは、CPU31が、記憶部33のROM領域に対して、制御プログラムのデータの消去や書き換えを行う制御モードのことである。CPU31は、この制御モードのときにのみ、記憶部33のROM領域に格納された制御プログラムを新バージョンに更新することが可能となる。
起動部35は、上記のベリファイ処理の完了後に、CPU31を更新後の制御プログラムによって動作させる。
DLサーバ6からゲートウェイ10を介してECU30に更新用プログラムがダウンロードされ、当該更新用プログラムを用いて制御プログラムを更新することを、オンライン更新とも称する。
図4は、管理サーバ5の内部構成を示すブロック図である。
図4に示すように、管理サーバ5は、CPU51、ROM52、RAM53、記憶部54、および通信部55などを備える。
RAM53は、SRAMまたはDRAM等のメモリ素子で構成され、CPU51が実行するプログラムおよび実行に必要なデータ等が一時的に記憶される。
通信部55は、所定の通信規格に則って通信処理を実行する通信装置よりなり、携帯電話網等の広域通信網2に接続されて当該通信処理を実行する。通信部55は、CPU51から与えられた情報を、広域通信網2を介して外部装置に送信するとともに、広域通信網2を介して受信した情報をCPU51に与える。
図5は、比較例のプログラム更新システムにおいて実行される、制御プログラムのオンライン更新の流れの一例を示すシーケンス図である。比較例の制御プログラムの更新シーケンスおよび後述する実施の形態にかかる制御プログラムの更新シーケンスでは、いずれも、図1に示されたECU30Aの制御プログラムを更新するECU(対象ECUとも称する)とする場合を例に説明する。対象ECUが図1に示された他のECU30である場合も、同じ動作が行われる。DLサーバ6に1または複数の更新用プログラムが格納され、一例として、管理サーバ5が、予め登録された車両1について、当該車両1のECUの制御プログラムを更新するタイミングを決定する。更新のタイミングは、たとえば、車両1のカーメーカーなどによって設定されてもよい。
プロセス#1:ファイル(更新用プログラム)を記憶部33に保存する
プロセス#2:暗号化されたファイルを復号処理して圧縮ファイルを取得する
プロセス#3:復号後の、圧縮ファイルを解凍処理して更新用プログラムを取得する
プロセス#4:更新前(旧バージョン)の制御プログラムに更新用プログラムを適用して、更新後(新バージョン)の制御プログラムを構築する
プロセス#5:記憶部33の制御プログラムの保存領域に新バージョンの制御プログラムを上書きすることで、旧バージョンの制御プログラムを書き換える
図6は、第1の実施の形態にかかるプログラム更新システムにおいて実行される、制御プログラムのオンライン更新の流れの一例を示すシーケンス図である。図6において、図5の比較例のオンライン更新の流れと同じ動作については、同じステップ番号で表されている。
図2を参照して、ゲートウェイ10のCPU11は、更新制御処理を実行するための機能として更新制御部111を含む。更新制御処理は、決定処理を含む。そこで、更新制御部111は、決定処理を実行するための機能として決定部112を含む。これらの機能は、CPU11が記憶部13に記憶されている1つまたは複数のプログラムを読み出して実行することによって、CPU11において実現される機能である。しかしながら、これら機能の少なくとも一部が、電子回路などのハードウェアによって実現されてもよい。
決定処理は、代替ECUを決定する第1の処理と、当該代替ECUが代替するプロセスを決定する第2の処理と、を含む。決定部112は、第1の処理において、対象ECU以外の非対象装置である複数のECU30のうち、動的な処理能力が所定値以上ある、たとえば、CPU31の使用率が閾値以下であるECU30を代替ECUに決定する。これにより、代替ECUでの過負担を回避できる。
図7は、更新制御処理の具体例を表したフローチャートである。図7のフローチャートに表された処理は、ゲートウェイ10のCPU11が、記憶部13に記憶された1つまたは複数のプログラムをRAM12上に読み出して実行することによって決定部112および更新制御部111の機能を実現することで実行される。図7の処理は、ゲートウェイ10がDLサーバ6から更新用プログラムをダウンロードすると開始される。
第1の実施の形態にかかるプログラム更新システムでは、ゲートウェイ10がDLサーバ6から更新用プログラムをダウンロードした際に、対象ECUが更新処理が不可状態であった場合に、他のECU30が当該更新用プログラムを受信し、更新処理の少なくとも一部のプロセスを代替する。
なお、図6の例では、対象ECUが可状態となると、ゲートウェイ10が代替ECUでの第1の更新処理の処理結果を取得して対象ECUに送信するものとしている。対象ECUへの処理結果の送信は、この方法に限定されない。ゲートウェイ10は、代替ECUに対して対象ECUに第1の更新処理の処理結果を送信することを指示してもよい。これにより、データ送信を効率化することができる。これは、以降の実施の形態でも同様である。
代替ECUは、複数のECUであってもよい。つまり、決定部112は、決定処理の第1の処理において、CPU31の使用率が閾値以下である複数のECUを代替ECUに決定してもよい。この場合、決定部112は、第2の処理において、複数の代替ECUそれぞれが代替するプロセスを決定する。そして、更新制御部111は、プロセスの順に従って、当該プロセスを代替する代替ECUに、先のプロセスを実行した代替ECUでの処理結果を送信して、処理を要求する。
第1の実施の形態にかかるプログラム更新システムでは、ゲートウェイ10が更新制御装置として機能して、上記の更新制御処理を実行する。しかしながら、更新制御装置はゲートウェイ10に限定されない。他の例として、対象ECUが更新制御装置として機能して、自身が更新を制御するための更新制御処理を実行してもよい。この場合、対象ECUのCPU31は、図3に表されたように、更新制御処理を実行するために更新制御部111に相当する更新制御部311を含む。さらに、更新制御部311は、決定部112に相当する決定部312を含む。
更新制御装置のさらに他の例として、管理サーバ5が更新制御装置として機能してもよい。このため、第3の実施の形態にかかるプログラム更新システムでは、管理サーバ5のCPU51は、図4に表わされたように、更新制御処理を実行するために更新制御部111に相当する更新制御部511を含む。さらに、更新制御部511は、決定部112に相当する決定部512を含む。
2 広域通信網
4 車内ネットワーク
5 管理サーバ
6 DLサーバ
10 ゲートウェイ
11 CPU
12 RAM
13 記憶部
14 車内通信部
15 無線通信部
16,16A,16B 車内通信線
30 ECU
31 CPU
32 RAM
33 記憶部
34 通信部
35 起動部
51 CPU
52 ROM
53 RAM
54 記憶部
55 通信部
111 更新制御部
112 決定部
311 更新制御部
312 決定部
511 更新制御部
512 決定部
Claims (8)
- 車載制御装置と車内通信線を含む伝送路を介して通信する通信部と、
下記の対象装置が制御プログラムの更新処理を実行できない場合に、下記の非対象装置である代替装置に前記更新処理の一部の代替を要求する要求メッセージを、前記通信部に送信させる制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記代替の可否を問い合わせる前記非対象装置宛の問い合わせメッセージを前記通信部に送信させ、前記非対象装置からの応答メッセージの内容に応じて、前記非対象装置を前記代替装置とするか否かを決定し、
前記通信部に複数の前記車内通信線が終端し、かつ、前記通信部が前記車内通信線に接続された機器を選択的に起動する機能を有しない場合は、前記制御部は、
前記対象装置と同じ前記車内通信線に繋がる前記非対象装置を、前記対象装置と異なる前記車内通信線に繋がる前記非対象装置よりも高優先とする、更新制御装置。
対象装置:制御プログラムの更新対象である車載制御装置
非対象装置:制御プログラムの更新対象ではない車載制御装置 - 前記制御部は、
複数の前記非対象装置に、優先度に従って前記代替の可否を問い合わせる、請求項1に記載の更新制御装置。 - 前記制御部は、
動的な処理能力が所定値以上であることを含む前記応答メッセージを受信した場合は、当該応答メッセージの送信元の前記非対象装置を前記代替装置と決定する、請求項1又は請求項2に記載の更新制御装置。 - 前記制御部は、
前記応答メッセージの送信元の複数の前記非対象装置から優先度に従って前記代替装置を決定する、請求項3に記載の更新制御装置。 - 前記制御部は、車両走行に無関係な制御機能を担う前記非対象装置を、その他の機能を担う前記非対象装置よりも高優先とする、請求項1~請求項4のいずれか一項に記載の更新制御装置。
- 前記更新処理は複数のプロセスを含み、
前記制御部は、前記複数のプロセスのうちの前記代替装置に代替を要求するプロセスを決定する、請求項1~請求項5のいずれか一項に記載の更新制御装置。 - 車載制御装置と車内通信線を含む伝送路を介して通信する通信部を含む更新制御装置での制御方法であって、
下記の対象装置による制御プログラムの更新処理の一部の代替の可否を問い合わせる問い合わせメッセージを下記の非対象装置宛に送信し、前記非対象装置からの応答メッセージの内容に応じて、前記非対象装置を、前記更新処理の一部を代替する代替装置とするか否かを決定するステップと、
前記対象装置が前記制御プログラムの更新処理を実行できない場合に、前記代替装置に前記更新処理の一部の代替を要求する要求メッセージを送信するステップと、を備え、
前記通信部に複数の前記車内通信線が終端し、かつ、前記通信部が前記車内通信線に接続された機器を選択的に起動する機能を有しない場合に、前記対象装置と同じ前記車内通信線に繋がる前記非対象装置を、前記対象装置と異なる前記車内通信線に繋がる前記非対象装置よりも高優先とする、更新制御方法。
対象装置:制御プログラムの更新対象である車載制御装置
非対象装置:制御プログラムの更新対象ではない車載制御装置 - 車載制御装置と車内通信線を含む伝送路を介して通信する更新制御装置としてコンピュータを機能させるためのコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータを、
車載制御装置と車内通信線を含む伝送路を介して通信する通信部と、
下記の対象装置が制御プログラムの更新処理を実行できない場合に、下記の非対象装置である代替装置に前記更新処理の一部の代替を要求する要求メッセージを、前記通信部に送信させる制御部と、として機能させ、
前記制御部は、
前記代替の可否を問い合わせる前記非対象装置宛の問い合わせメッセージを前記通信部に送信させ、前記非対象装置からの応答メッセージの内容に応じて、前記非対象装置を前記代替装置とするか否かを決定し、
前記通信部に複数の前記車内通信線が終端し、かつ、前記通信部が前記車内通信線に接続された機器を選択的に起動する機能を有しない場合は、前記制御部は、
前記対象装置と同じ前記車内通信線に繋がる前記非対象装置を、前記対象装置と異なる前記車内通信線に繋がる前記非対象装置よりも高優先とする、コンピュータプログラム。
対象装置:制御プログラムの更新対象である車載制御装置
非対象装置:制御プログラムの更新対象ではない車載制御装置
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