JP7367728B2 - 車両用システム - Google Patents

Description

本開示は、車両で利用される車両用システムに関する。

近年、例えば特許文献１に示されているように、車両に搭載される装置に複数の機能を実装することがある。以下、車両に搭載される装置を車両用装置と称する。

特許第６１３０６１７号

ところで、車両用装置に実装される機能は、製品の種類によって異なることがある。例えば、同じメーカの同一製品群であっても、相対的に高価な製品の方が相対的に安価な製品よりも機能の数や種類が多いことがある。そして、そのような製品は、異なるハードウェア構成やソフトウェア構成によって複数の製品が用意されていた。

しかしながら、そのような構成ではハードウェアやソフトウェアを製品ごとに開発や設計をする必要があり、費用や人員において多大なリソーセスを必要としていた。また、出荷後に機能を追加あるいは拡張することも困難であった。

本開示は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、機能が異なる製品であってもリソーセスを削減して開発や設計をすることができるとともに、機能の拡張も容易に行うことができる車両用システムを提供することにある。

上記目的を達成するために、本開示の一態様としての車両用システムは、製品の種類によらず共通する機能が実装されている車両用装置と、製品の種類によって異なる機能が実装されており、通信回線を介して車両用装置に接続される外部装置と、を備える。これにより、車両用システムは、共通する機能については車両用装置に集約されることから製品として異なる場合であっても同じハードウェアを用いて開発や設計をすることが可能となり、機能が異なる製品であってもリソーセスを削減して開発や設計をすることができるとともに、機能の拡張も容易に行うことができる。

第１実施形態による車両用システムの構成例を模式的に示す図 車両用システムのソフトウェアの構成例を模式的に示す図 データの送受信が行われる経路を模式的に示す図 車両用システムの他のハードウェアの構成例を模式的に示す図 車両用システムの他のソフトウェアの構成例を模式的に示す図 車両用システムの他の接続例を模式的に示す図 第２実施形態による車両用システムの構成例を模式的に示す図 車両用システムの他のハードウェアの構成例を模式的に示す図 データの送受信が行われる経路を模式的に示す図 第３実施形態による車両用システムの構成例を模式的に示す図 データの送受信が行われる経路を模式的に示す図

以下、複数の実施形態について説明する。また、各実施形態において実質的に共通する部位には同一符号を付すものとする。

（第１実施形態）
以下、第１実施形態について説明する。図１に示すように、車両用システム１は、車両用装置２と外部装置３とにより構成されている。これら車両用装置２および外部装置３は、例えばＳｏＣで構成された半導体集積回路として実現されており、互いに通信可能に接続される。この車両用装置２には、車両に搭載されている各種の周辺機器４が車両用装置２との間で通信可能、あるいは、車両用装置２から制御可能に接続されている。ただし、詳細は後述するが、図１は、車両用システム１の構成例の１つを示している。

車両用装置２と外部装置３との間は、通信回線５を介して通信可能に接続される。そして、車両用装置２と外部装置３とが連携して作動することにより車両用システム１を構成している。本実施形態では通信回線５としてＵＳＢによる通信経路を想定しており、通信回線５は物理的にはＵＳＢケーブルで構成されている。なお、ＵＳＢは、Universal Serial Busの略である。ただし、通信回線５はＵＳＢに限らず、有線ＬＡＮや無線ＬＡＮあるいは近距離無線通信などで構成することができる。

また、車両用装置２は、車両に搭載されている各種の電子制御装置であるＥＣＵ６と車内ネットワーク６ａによって通信可能に接続されている。車内ネットワーク６ａは、例えばＣＡＮを採用することができる。なお、ＥＣＵはElectronic Control Unitの略であり、ＣＡＮはController Area Networkの略である。また、図１では説明の簡略化のために１つのＥＣＵ６を示しているが、車両には複数のＥＣＵ６が搭載されている。また、ＥＣＵ６との間の接続はＣＡＮに限らず、ＬＩＮ、ＦｌｅｘＲａｙあるいはいわゆるＩＰネットワークで構成することができる。

車両用装置２は、車両を利用する際に提供される機能を実行可能な制御部２０１、周辺機器４との間で各種の信号を入出力するための外部入出力回路２０２、制御部２０１と通信可能であって車両を利用する際に提供される機能を実行可能な外部装置３が接続されるＵＳＢコネクタ２０３などを備えている。また、図１では説明の簡略化のために外部入出力回路２０２を１つのブロックとして示しているが、周辺機器４に対応した複数の回路で構成することができる。

制御部２０１は、ＣＰＵ２０４、ＲＯＭ２０５、ＲＡＭ２０６、入出力ポート２０７、および通信回路２０８などを備えており、それらがバス２０９によって接続されている。ＣＰＵ２０４は、ＲＯＭ２０５に記憶されているプログラムを実行することにより、車両用装置２を制御するための各種の処理を実行し、自身に実装されている各種の機能を提供する。なお、ＣＰＵ２０４は、１つあるいは複数の半導体装置によって構成することができる。

ＲＯＭ２０５は、例えばｅＭＭＣで構成された不揮発性のメモリである。なお、ｅＭＭＣは、embedded Multi Media Cardの略である。このＲＯＭ２０５には、ＣＰＵ２０４が実行する各種のプログラム、プログラムを実行する際に参照されるデータ、および、周辺機器４の設定情報などの各種のデータを記憶している。また、ＲＯＭ２０５は、例えばプログラムが記憶されている読み出し専用の領域と、例えばデータを記憶可能な書き込み可能な領域とが設けられており、車両用装置２の記憶部を構成している。

ＲＡＭ２０６は、揮発性のメモリで構成されており、演算結果等のデータを一時的に記憶する。なお、ＲＡＭ２０６に一時的に記憶されるデータは、必要であればＲＯＭ２０５の書き込み可能な領域に記憶される。このとき、ＲＯＭ２０５への書き込みは、任意のタイミングで書き込むことができるが、データが更新されたタイミングや車両用装置２の電源がオフされるタイミングで書き込むことができる。

入出力ポート２０７は、制御部２０１と周辺機器４や外部装置３との間で信号の入出力を行わせるための回路である。通信回路２０８は、本実施形態ではＵＳＢ方式に対応したものであり、通信回線５を介して外部装置３との間でデータの送受信を行う。外部装置３との接続は、ＵＳＢコネクタ２０３経由で行われる。

外部装置３は、例えばＳｏＣで構成された半導体集積回路として実現されており、本実施形態では車両用装置２とＵＳＢで接続されるＵＳＢモジュールとして構成されている。この外部装置３は、通信回線５により車両用装置２の制御部２０１と通信可能に接続されており、車両用装置２との間でデータを送受信可能であるとともに、車両用装置２を介して周辺機器４やＥＣＵ６へのアクセス、あるいは、ＥＣＵ６との間のデータ通信が可能になっている。また、外部装置３は、通信回線５つまりはＵＳＢケーブルを介して車両用装置２から電源が供給可能である。

外部装置３は、自身に実装されている機能を実行する外部制御部３０１と、自身に接続されている周辺機器４などとの間で各種の信号を入出力するための外部入出力回路３０２を備えている。外部制御部３０１は、ＣＰＵ３０４、ＲＯＭ３０５、ＲＡＭ３０６、入出力ポート３０７、および通信回路３０８を備えており、それらがバス３０９によって接続されている。なお、図１では説明の簡略化のために外部入出力回路３０２を１つのブロックとして示しているが、接続される装置に対応した複数の回路で構成することができる。

ＣＰＵ３０４は、ＲＯＭ３０５に記憶されているプログラムを実行することにより、外部装置３を制御するとともに、車両用装置２との間の通信や自身に実装されている各種の機能を提供する。このＣＰＵ３０４は、１つあるいは複数の半導体装置により構成することができる。本実施形態では、外部制御部３０１は、車両用装置２の制御部２０１と同じものを採用している。ただし、外部制御部３０１は、制御部２０１よりも処理性能が高いものを採用することができるし、制御部２０１よりも処理性能が低いものを採用することもできる。

ＲＯＭ３０５は、ＣＰＵ３０４が実行するプログラムやプログラムを実行する際に参照されるデータなどを記憶する。このＲＯＭ３０５は、外部装置３に設けられた外部側記憶部を構成している。また、外部装置３は、車両用装置２側から送信されたデータを記憶したり、自身が記憶しているデータを車両用装置２側に送信したりすることができる。

入出力ポート３０７は、外部制御部３０１と他の装置との間で信号の入出力を行わせるための回路である。本実施形態では、他の装置として、車両用装置２、車両用装置２に接続されている周辺機器４やＥＣＵ６、ユーザの外部端末７との間で通信を行う外部通信回路３１０などを想定している。

通信回路３０８は、本実施形態では車両用装置２と通信するためのＵＳＢ規格に準拠したものである。外部通信回路３１０は、例えばＷｉ－Ｆｉ（登録商標）による通信を行うＷｉ－Ｆｉ通信回路３１０ａ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）により通信を行うＢＴ通信回路３１０ｂ、電話回線網のような広域ネットワークを利用して通信を行う移動体通信回路３１０ｃなどにより構成されている。本実施形態では、外部端末７との間ではＢＴ通信回路３１０ｂにより通信が行われる。ただし、外部通信回路３１０は、必ずしも上記した複数の方式を備えていなくてもよいし、例えば有線接続方式で通信するなど他の方式の構成とすることができる。

周辺機器４は、例えばセンタディスプレイ４ａ、メータディスプレイ４ｂ、ヘッドアップディスプレイ４ｃ、スピーカ４ｄ、カメラ４ｅ、位置検出機４ｆ、チューナ４ｇ、ＤＳＭ４ｈ、ＬＩＤＡＲ４ｉなどが想定される。ただし、図１に示した周辺機器４の種類や数は一例であり、車両用装置２は必ずしもこれら全てと接続されている必要は無く、また、例示していない他の周辺機器４を接続することもできる。

センタディスプレイ４ａは、例えば運転席と助手席との間の前方に配置される。このセンタディスプレイ４ａは、例えばナビゲーション機能などを実行する際の表示画面や、表示領域に対応して設けられている図示しないタッチパネルを利用する際の操作画面として使用される。つまり、センタディスプレイ４ａは、ユーザの操作を入力する入力部としても機能する。

ただし、入力部としては、タッチパネル以外にも例えば画面の周囲に図示しない機械式の操作スイッチを配置して操作を入力する構成とすることができる。また、入力部としては、他のディスプレイや図示しないステアリングスイッチなどを採用したり、それらをタッチパネルや操作スイッチとを共用したりすることができる。

メータディスプレイ４ｂは、ステアリングの前方に配置されて、速度や回転数などのメータ表示、警告灯などの表示を行う。ヘッドアップディスプレイ４ｃは、運転者の前方に配置されているウィンドシールドやダッシュボードに配置された表示板に各種の情報を表示する。

スピーカ４ｄは、車室内に設置され、車両用装置２あるいは外部装置３から出力される音声データに基づいた音声を出力する。スピーカ４ｄは、例えば車両用装置２や外部装置３からの警告や操作案内あるいは楽曲の再生などに用いられる。また、スピーカ４ｄは、外部端末７からの音声の出力に利用することができる。

位置検出機４ｆは、図示しないＧＰＳ受信機やジャイロセンサなどによって構成されており、車両の現在位置や向きを取得する。なお、ＧＰＳは、Global Positioning Systemの略である。ＧＰＳ受信機は、ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ測位信号を受信して、受信したＧＰＳ測位信号を出力するものであり、ジャイロセンサは、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を中心とした回転の角速度を検出するものである。

カメラ４ｅは、例えば、車両の後側に取り付けられており、車両の後方の状況を連続して撮影する。このカメラ４ｅで撮像された画像は、例えば画像内に存在する物体の検出結果や車両を誘導するための誘導ラインなどとともにセンタディスプレイ４ａや他のディスプレイに表示される。チューナ４ｇは、ＡＭ放送およびＦＭ放送のラジオ放送信号を受信する。また、チューナ４ｇとしてテレビ放送を受信するものを備えることもできる。

ＤＳＭ４ｈは、撮像装置などで構成されており、運転者の顔を撮影した顔画像を画像解析することにより運転者の状態を検出するドライバステータスモニタである。なお、ＤＳＭは、Driver Status Monitorの略である。ＬＩＤＡＲ４ｉは、レーザ光を送受信することで、車両の周囲に存在する物体の位置を検出する。なお、ＬＩＤＡＲは、Light Detection and Rangingの略である。

ＥＣＵ６は、車両に搭載されている電子機器である。一般的な車両には複数のＥＣＵ６が搭載されており、車両用装置２は、これらのＥＣＵ６からエンジンやモータのような駆動部の駆動状態やドアの開閉状態などの車両に関する各種の情報を取得する。なお、図１では説明の簡略化のために１つのＥＣＵ６を示しているが、車両用装置２は複数のＥＣＵ６と車内ネットワーク６ａを介して通信可能に接続されている。

このＥＣＵ６は、自身に実装されている機能を実行するＥＣＵ制御部６０１と、車両用装置２や他のＥＣＵ６あるいは自身に接続されているセンサ等の車載機器１０など通信するための外部入出力回路６０２を備えている。ＥＣＵ制御部６０１は、ＣＰＵ６０４、ＲＯＭ６０５、ＲＡＭ６０６、入出力ポート６０７を備えており、それらがバス６０９によって接続されている。なお、図１では説明の簡略化のために外部入出力回路６０２を１つのブロックとして示しているが、接続される装置に対応した複数の回路で構成することができる。

ＣＰＵ６０４は、ＲＯＭ６０５に記憶されているプログラムを実行することによりＥＣＵ６を制御するとともに、車両用装置２との間の通信や自身に実装されている各種の機能を提供する。このＣＰＵ６０４は、１つあるいは複数の半導体装置により構成することができる。ＲＯＭ６０５は、ＣＰＵ６０４が実行するプログラムやプログラムを実行する際に参照されるデータなどを記憶する。このＲＯＭ６０５は、ＥＣＵ６に設けられたＥＣＵ側記憶部を構成している。

入出力ポート６０７は、ＥＣＵ制御部６０１と他の装置との間で信号の入出力を行わせるための回路である。本実施形態では、他の装置として、車両用装置２、車両用装置２に接続される外部装置３、外部装置３に接続される外部端末７などを想定している。そして、ＥＣＵ６は、車両用装置２側からの要求に応じてデータを送受信可能になっている。

外部端末７は、例えばいわゆるスマートフォンやタブレット端末などを想定している。ただし、後述するように外部装置３は車両から持ち出して利用することができるため、そのような場合には例えばパソコンなども外部端末７として想定される。

次に、車両用システム１の基本的なソフトウェア構成について説明する。図２に示すように、車両用システム１では、車両用装置２および外部装置３にそれぞれオペレーティングシステムが実装されている。以下、オペレーティングシステムをＯＳ８と称する。なお、ＯＳはOperating Systemの略である。また、図２では、説明の簡略化のために幾つかの周辺機器４の図示を省略するとともに、各ＯＳ８が提供可能な機能を実現するアプリケーション９のうち幾つかを抜粋した例示している。ただし、車両用装置２および外部装置３が備えるアプリケーション９は図２に示したものに限定されない。以下、アプリケーション９を単にアプリとも称する。

車両用装置２は、制御部２０１上に、ハイパーバイザ２１１、サービスバス２１２、ファイアウォール２１３、ＲＴＯＳ８１、ＭＭＯＳ８２Ａが実装されている。なお、ＲＴＯＳはReal Time ＯＳの略であり、ＭＭＯＳはMulti Media ＯＳの略である。

つまり、本実施形態の場合、車両用装置２には複数のＯＳ８が動作可能な仮想化環境が構築されている。ただし、本実施形態では車両用装置２と外部装置３にそれぞれＭＭＯＳ８２を実装していることから、両者を区別し易くするために、車両用装置２に実装されているＭＭＯＳ８２にはＡを付し、外部装置３に実装されているＭＭＯＳ８２にはＢを付して説明する。また、ＲＴＯＳ８１やＭＭＯＳ８２に共通する事項を説明する場合には単にＯＳ８と称することがある。また、ＭＭＯＳ８２ＡとＭＭＯＳ８２Ｂとに共通する事項を説明する場合には単にＭＭＯＳ８２と称することがある。

ハイパーバイザ２１１は、一般的な技術であるため詳細な説明は省略するが、ＲＴＯＳ８１とＭＭＯＳ８２Ａのような複数のＯＳ８を制御部２０１上で並列に実行可能とするためのプログラムであり、各ＯＳ８を管理する機能や各ＯＳ８間の通信を補助する機能などを有している。ただし、ハイパーバイザ２１１は、例えばＲＴＯＳ８１が備える機能の一部として実装することもできる。

サービスバス２１２は、各ＯＳ８のアプリケーション層と、それよりも下位の任意の層を示す下位層との間のデータのやり取りを行うためのプログラムである。このサービスバス２１２は、車両用装置２と外部装置３とがあたかも１つの装置であるかのようにデータをやり取りすることを可能とするために、下位層で用いるデータとアプリケーション層で用いるデータとの対応付けを行うためのデータベースを備えている。

また、サービスバス２１２は、データベースを参照することによってアプリケーション層と下位層との間でデータの形式を変換し、車両用装置２内におけるＲＴＯＳ８１とＭＭＯＳ８２Ａとの間、および、車両用装置２と外部装置３との間におけるデータのやり取りを可能にする。

ファイアウォール２１３は、各ＯＳ８間の不正なアクセスや、外部からのＲＴＯＳ８１やＭＭＯＳ８２Ａに対する不正なアクセスなどを制限する機能を備えている。なお、ファイアウォール２１３を実装するか否かは適宜選択すればよく、他の手法でセキュリティを確保できる場合にはファイアウォール２１３を実装しない構成とすることもできる。

ＲＴＯＳ８１は、リアルタイム性が求められる処理の実行に適したものであり、車両の制御や安全性に関わる処理などを主として実行する。このＲＴＯＳ８１には、ＨＭＩ処理部２２０が実装されている。ＨＭＩ処理部２２０は、周辺機器４や他のアプリケーション９から入力されるデータに基づいて、センタディスプレイ４ａやメータディスプレイ４ｂあるいはヘッドアップディスプレイ４ｃへの表示制御に関する処理を実行する。また、ＨＭＩ処理部２２０は、アプリケーション９から指示や画像作成の命令等に従って、図示しないＧＰＵを利用した画像データの作成等の処理も実行する。なお、なお、ＨＭＩは、Human Machine Interfaceの略であり、ＧＰＵは、Graphics Processing Unitの略である。

また、ＲＴＯＳ８１では、各種の表示出力や音声出力などの処理が実行される。そのため、ＲＴＯＳ８１にはアプリケーション９として例えばメータアプリ９ａ、ＨＵＤアプリ９ｂ、カメラアプリ９ｃなどが実装されており、それぞれ機能を提供する。なお、ＨＵＤはHead Up Displayの略である。

メータアプリ９ａは、メータディスプレイ４ｂに表示する例えば速度計や警告灯などの画像を生成するための指示や必要になる画像を生成するための演算を行う。つまり、本実施形態のメータアプリ９ａは、メータディスプレイ４ｂへのアクセスを直接的に行うのではなく、メータディスプレイ４ｂへの画像の表示はＨＭＩ処理部２２０に行わせる構成となっている。

ＨＵＤアプリ９ｂは、ヘッドアップディスプレイ４ｃへの表示を制御するための機能を実現するものである。このＨＵＤアプリ９ｂは、画像を生成するための指示や必要になる画像を生成するための演算を行う構成となっており、実際のヘッドアップディスプレイ４ｃへの画像の表示はＨＭＩ処理部２２０に行わせる構成となっている。

カメラアプリ９ｃは、カメラ４ｅによる撮影画像の表示を制御する機能を実現するためのものであり、画像中に存在する物体を検出、車両がバックする際の誘導ラインの演算等の処理を行う。このカメラアプリ９ｃは、画像を生成するための指示や必要になる画像を生成するための演算を行うものであり、センタディスプレイ４ａへの画像の表示や撮影画像と誘導ラインとの合成などはＨＭＩ処理部２２０に行わせる構成となっている。

ＭＭＯＳ８２Ａは、例えば一般的な外部端末７などに利用されている汎用的なものであって、マルチメディア系の処理の実行に適したものである。本実施形態では、ＭＭＯＳ８２としてＡｎｄｒｏｉｄ（登録商標）を採用している。また、ＭＭＯＳ８２Ａ２とＭＭＯＳ８２Ｂは、同一のバージョンあるいは十分な互換性を有するバージョンであるものとする。

このＭＭＯＳ８２Ａには、例えばラジオアプリ９ｄ、エアコンアプリ９ｅ、ナビアプリ９ｆなどが実装されており、それぞれ機能を提供する。ラジオアプリ９ｄは、チューナ４ｇで受信したラジオ放送信号やテレビ放送信号に基づいてスピーカ４ｄに音声を出力する。エアコンアプリ９ｅは、車両に搭載されているエアコンディショナの制御を行う。ナビアプリ９ｆは、位置検出機４ｆが検出した位置情報などに基づいて、車両の現在地の表示、現在地から目的地までの経路の案内のための演算等を行うことでいわゆるナビゲーション機能を提供する。

本実施形態において車両用装置２に実装されているこれらの機能は、製品が変わったとしても利用される機能となっている。換言すると、車両用装置２には、主として製品の種類によらず共通する機能が実装されている。ただし、ここで例示した機能の種類や数は一例であり、車両用装置２に実装される機能はこれらに限定されない。

一方、外部装置３のＭＭＯＳ８２Ｂには、ＨＭＩ処理部３２０や外部通信アプリ９ｇが実装されている。このＨＭＩ処理部３２０は、車両用装置２のＨＭＩ処理部２２０と同様に表示制御に関する処理を実行する。このとき、ＨＭＩ処理部３２０は、外部装置３に接続されている周辺機器４であるリアシートディスプレイ４ｊへの表示に関する処理を実行する。また、外部通信アプリ９ｇは、外部端末７との間の通信に関する処理を実行する。つまり、車両用システム１では、車両用装置２には備わっていない機能、換言すると、製品の種類によって異なる機能が実装されている。ただし、ここで例示した機能の種類や数は一例であり、外部装置３に実装される機能はこれらに限定されない。

次に、上記した構成の作用および効果について説明する。
まず、車両用システム１は、上記したように各装置間での通信が可能な構成となっている。例えば、図３に矢印Ｔ１で示したように、車両用システム１は、車両用装置２から外部装置３を介してリアシートディスプレイ４ｊに情報をシームレスに表示することができる。つまり、車両用システム１は、外部装置３側に実装されている機能を車両用装置２から利用可能に構成されている。

また、矢印Ｔ２で示したように、車両用システム１は、外部装置３から車両用装置２を介してセンタディスプレイ４ａに情報をシームレスに表示することができる。つまり、車両用システム１は、車両用装置２側に実装されている機能を外部装置３側から利用可能に構成されている。なお、外部装置３側とは、外部装置３と外部端末７とを含む意味である。

この場合、車両用装置２から直接的にリアシートディスプレイ４ｊに表示したり、外部装置３から直接的にセンタディスプレイ４ａに表示したりする構成としてもよいが、表示するデータを相手に受け渡し、相手側で表示制御を行う構成とすることもできる。すなわち、車両用システム１は、例えば車両用装置２の処理の一部を外部装置３に移管したり、外部装置３の処理の一部を車両用装置２に移管したりすることができる。

あるいは、車両用システム１は、矢印Ｔ３で示したようにＥＣＵ６が車載機器１０から収集したデータを車両用装置２に送信して車両用装置２で利用したり、矢印Ｔ４で示したように車両用装置２を経由して外部装置３に送信して外部装置３で利用したり、矢印Ｔ５で示したように、外部装置３を経由して外部端末７のデータをＥＣＵ６に送信してＥＣＵ６で利用したりすることができる。つまり、車両用システム１は、外部装置３から車両用装置２を介してＥＣＵ６に実装されている機能を利用可能であるとともに、自身に実装されている機能をＥＣＵ６から利用可能になっている。

さて、ここまでは車両用システム１の１つの利用形態について説明してきたが、前述のように、車両用システム１に求められる機能は製品の種類によって異なることがある。例えば、同じメーカの同一製品群の車両用装置２であっても、その仕様は、例えば相対的に高価な製品のほうが実装されている機能の数や種類が多いことがある。また、車両用装置２は、車両に搭載されている周辺機器４の種類や数に応じて要求されるハードウェア構成やソフトウェア構成が異なることも想定される。

そして、従来では、その仕様や要求されるハードウェア構成やソフトウェア構成に応じた複数種類の車両用装置２を個別に開発や設計していた。しかし、その場合には、車両用装置２の種類ごとにハードウェアやソフトウェアを開発する必要があり、費用や人員において多大なリソーセスを必要としていた。また、仮に予め拡張性を持たせておいたとしても、出荷後に機能を追加あるいは拡張するためにはディーラやメーカでの作業が必要になっていた。さらに、将来の拡張性を見越して予め高性能のハードウェアを用意することは、主にコスト面から好ましくない。

そこで、車両用システム１は、求められる機能が異なる製品であってもリソーセスを削減して開発や設計をすることができるとともに、製品の種類や搭載される車両に応じて機能の拡張も容易に行うことができるようにしている。

まず、上記したように図１は車両用システム１の構成例の１つであり、リアシートディスプレイ４ｊを備えた車両に用いることを想定したものである。そして、図４は、リアシートディスプレイ４ｊは備えていないものの、音声を入力するためのマイク４ｋを備えた車両に用いる場合の車両用システム１の構成例を示している。また、図５は、図４に示した車両用システム１のソフトウェア構成例を示している。

そして、車両用システム１は、図１の構成例と図４の構成例とを比較することで明らかなように、外部装置３に接続される周辺機器４がリアシートディスプレイ４ｊであってもマイク４ｋであっても、車両用装置２のハードウェア構成は共通したものになっている。また、図２の構成例と図５の構成例とを比較することで明らかなように、外部装置３に接続される周辺機器４がリアシートディスプレイ４ｊであってもマイク４ｋであっても、車両用装置２のソフトウェア構成は共通したものになっている。なお、図５では、ＨＭＩ処理部３２０にて音声入力に関する処理を実行することを想定しているが、音声処理用のアプリケーション９を実装することもできる。

つまり、車両用システム１では、周辺機器４の種類や数が異なっていても、車両用装置２を基本的に同じハードウェア構成および同じソフトウェア構成とすることができる。これにより、車両用装置２については、同じハードウェアを用いて開発や設計をすることができる。そして、外部装置３は、例えば車両に搭載されている周辺機器４によって異なるソフトウェア構成となっている。なお、外部装置３のハードウェア構成は、周辺機器４に種類や数によって変更することもできる。

すなわち、車両用システム１は、製品の種類によって共通する機能については車両用装置２に実装し、製品の種類によって異なる機能については外部装置３に実装している。これにより、車両用装置２は、共通する機能を提供する構成での開発や設計、つまりは、製品の種類によらず共通するハードウェアを利用した開発や設計を行うことができる。

そして、車両用装置２と外部装置３との間は、本実施形態ではＵＳＢケーブルによって接続されている。そのため、車両用装置２と外部装置３との接続を容易に行うことができる。換言すると、車両用装置２に対して、製品の種類によって異なる機能を容易に追加および拡張することができる。また、出荷後において機能を追加あるいは拡張する場合であっても、容易に作業することができる。

したがって、機能が異なる製品であってもリソーセスを削減して開発や設計をすることができるとともに、機能の拡張も容易に行うことができる車両用システム１を提供することができる。

また、車両用システム１は、外部装置３に実装されている機能を車両用装置２から利用可能になっている。これにより、車両用装置２が備えていない機能を、車両用装置２が主体となってシームレスに制御することができる。

また、車両用システム１は、車両用装置２に実装されている機能を外部装置３側から利用可能になっている。これにより、外部装置３が備えていない機能を、外部装置３が主体となってシームレスに制御することができる。

また、車両用システム１は、外部装置３から車両用装置２を介してＥＣＵ６に実装されている機能を利用可能であるとともに、自身に実装されている機能をＥＣＵ６から利用可能になっている。これにより、各装置のリソースを有効活用することができる。

また、車両用システム１は、図６に示すように、車両用装置２と複数の外部装置３とを接続することができる。この場合、図６に他の構成例その１として示すように、車両用装置２に接続されている外部装置３にさらに他の外部装置３を接続するデイジーチェーン方式で複数の外部装置３を接続する構成とすることができる。この場合、外部装置３間を例えばＵＳＢケーブルで接続することにより、機能の拡張を容易に行うことができる。

あるいは、車両用システム１は、他の構成例その２として示すように、車両用装置２に対して複数の外部装置３を接続する構成とすることができる。この場合、例えば車両用装置２に複数のＵＳＢポートを設け、各外部装置３との間をそれぞれＵＳＢケーブルで接続することにより、機能の拡張を容易に行うことができる。また、車両用装置２との間の接続、および外部装置３間の接続は、他の有線方式あるいは無線方式で接続することができる。このとき、無線通信方式で接続することにより、機能の拡張をさらに容易に行うことができる。

また、外部装置３に対して、製品の出荷後に更新が必要になることが想定される機能、または、車両用装置２に実装されている機能に比べて更新頻度が相対的に多いことが想定される機能を実装する構成とすることができる。この場合、機能としてはＯＳ８およびアプリケーション９の双方を含んでいる。例えば、本実施形態で外部装置３側のＯＳ８として採用しているＡｎｄｒｏｉｄＯＳは、車両用装置２の製品寿命に比べると、バージョンアップによる更新の頻度が非常に高いと考えられる。また、ＯＳ８がバージョンアップした場合にはアプリケーション９の更新も必要になると考えられるとともに、アプリケーション９をバージョンアップしたい場合にはＯＳ８の更新が必要になることもある。

そこで、外部装置３にそれらの機能を集約することにより、製品の出荷後であってもＯＳ８やアプリケーション９の更新をすることができる。また、外部装置３そのものを更新することも可能となり、更新の作業などを容易に行うことができる。また、車両用装置２側には基本的に更新が必要ないことから、例えば安全にかかわる処理を担っていることが想定される車両用装置２に影響を与えることも防止できる。

また、ハイパーバイザ２１１を各ＯＳ８から独立した形で実装し、そのハイパーバイザ２１１上で各ＯＳ８を動作させる例を示したが、他の構成とすることができる。例えばＲＴＯＳ８１がハイパーバイザ２１１機能を備えている場合には、まずＲＴＯＳ８１を起動してハイパーバイザ２１１機能を有効化した後、そのＲＴＯＳ８１上でＭＭＯＳ８２Ａを実行させる構成とすることもできる。

車両用装置２に複数のＯＳ８を実装し、外部装置３に１つのＯＳ８を実装するソフトウェア構成例を示したが、他のソフトウェア構成とすることができる。例えば、車両用装置２に１つのＲＴＯＳ８１を実装し、外部装置３に複数のＯＳ８を実装する構成とすることができる。

（第２実施形態）
以下、第２実施形態について説明する。第２実施形態では、車両用システム１の具体的な利用形態であって、主として外部装置３側のデータを車両用装置２側で利用する例について説明する。また、車両用システム１の基本的なハードウェアおよびソフトウェアの構成は、外部装置３の一部構成を除いて概ね第１実施形態と共通することため図１から図６も参照しながら説明する。

車両用装置２は、搭乗者がいない運転停止状態ではメイン電源からの電源供給がオフされている。そのため、車両用装置２が利用するナビゲーション時の目的地などの設定用のデータや、ＥＣＵ６から取得される車速や燃料の残量あるいはバッテリの状態といった制御用または制御系のデータは、実際に車両に搭乗し、エンジンキーをオンしたり始動スイッチを操作したりすることによって車両用装置２を動作させる必要があった。

換言すると、車両用装置２側に対して何らかの設定等をしたり、車両用装置２側から何らかのデータを受け取ったりするためには、基本的に車両用装置２の近くで操作する必要があった。なお、車両用装置２側とは、車両用装置２、車両用装置２に接続されている周辺機器４やＥＣＵ６を意味している。

そこで、本実施形態の車両用システム１は、車両に搭乗することなく、事前にあるいは遠隔から車両用装置２側に対して設定やデータの受け渡しを可能にしている。具体的には、第１実施形態で説明したように、車両用システム１の外部装置３は、外部端末７と通信可能に接続されることで、外部端末７との間でデータの送受信が可能になっている。また、車両用システム１を構成する車両用装置２、外部装置３およびＥＣＵ６は、互いに通信可能に接続されることで、同様にデータの送受信が可能になっている。

そして、本実施形態では、外部装置３に実装されている外部通信アプリ９ｇは、外部端末７との間の通信に関する処理を実行するとともに、外部端末７から車両用装置２や周辺機器４あるいはＥＣＵ６に受け渡すためのデータを受け取り、受け取ったデータを車両用装置２や周辺機器４あるいはＥＣＵ６に受け渡す処理を実行する。

つまり、外部装置３は、外部端末７からアクセスが可能に構成されているとともに、そのアクセスの結果である例えばデータを車両用装置２や周辺機器４あるいはＥＣＵ６に反映可能になっている。このとき、受け渡されるデータとしては、外部端末７で検索して車両用装置２が備えるナビアプリ９ｆで利用するための目的地のデータ、外部端末７に記憶されていて周辺機器４であるスピーカ４ｄから出力される楽曲データ、例えばシートの位置や傾きを好みに合わせて変更するために電子制御装置であるＥＣＵ６に送信したいシートポジションなどが想定される。ただし、受け渡すデータの種類や数はこれらに限定されない。

このとき、外部装置３は、図７に示すように、車両用装置２を経由して、車両に搭載されている車載バッテリ１１からバックアップ電源供給を受ける構成となっている。なお、図７では、バックアップ電源を＋Ｂと示している。この場合、通信回線５を電源供給可能なケーブルで構成することにより、電源供給を受けることができる。

あるいは、外部装置３は、図８に示すように、内蔵している内蔵バッテリ３１１から電源供給を受けることにより、車両用装置２と物理的に接続されていなくても単体で動作が可能な構成とすることができる。この場合、外部装置３を車両の外に持ち出すことも可能になる。なお、図８では、車両用装置２を破線とすることにより、外部装置３が車両用装置２と接続されていないことを模式的に示している。

また、図８では、車両用装置２と接続されている場合にはバックアップ電源から電源供給を受け、車両用装置２との接続が解除された場合には内蔵バッテリ３１１から電源供給を受ける構成を示している。以下、車載バッテリ１１と内蔵バッテリ３１１とを併用する構成を例にして説明する。ただし、外部装置３は、車載バッテリ１１と内蔵バッテリ３１１の少なくとも一方から電源供給を受ける構成であればよい。また、外部装置３は、車載バッテリ１１からではなく、ＵＳＢケーブルを接続した外部端末７などの別の装置から電源供給を受ける構成とすることもできる。

この場合、外部端末７との通信にＢＴ通信回路３１０ｂを利用することで電力消費を抑制すれば、車載バッテリ１１からバックアップ電源が供給されている場合であっても、例えば車両の外部のスマートフォンなどとの間で通信することができる。なお、図７では、車両用装置２側を破線とすることにより、車両用装置２が動作していない状態であることを模式的に示している。

そして、このような構成の車両用システム１は、車両停止状態であっても外部端末７との間で通信可能であるとともに、外部端末７から例えば目的地の設定を行うことが可能になる。なお、外部端末７からアクセスされた結果、例えば設定や制御のためのデータは、外部装置３のＲＯＭ３０５の書き込み可能な領域に記憶される。

このとき、外部装置３に対する操作は、外部端末７を用いることにより行うことができる。これにより、比較的メーカごとにメニュー表示等が異なり、ある程度操作に慣れている必要がある車両用装置２ではなく、ユーザが普段から利用していると想定されるスマートフォンなどから設定等の操作を行うことが可能になり、操作性を向上させることもできる。

そして、車両用システム１は、図９に示すように車両用装置２に接続された際、記憶しているデータつまりは外部端末７からのアクセスの結果を、矢印Ｔ２１にて示すように車両用装置２に対して、あるいは、矢印Ｔ２２にて示すようにＥＣＵ６に対して送信つまりは反映させる。なお、図９では、外部端末７を破線とすることにより、アクセス結果を反映させる際には外部端末７は不要であることを模式的に示している。

このような構成とすることにより、車両用システム１では、車両に搭乗するよりも前の時点で、また、必ずしも車両用装置２の近くに居る必要が無い遠隔で、車両用装置２側に対する設定等を行うことができる。また、例えば遠隔から操作可能であることから、実際に搭乗する人物とは異なる人物による設定等を行うこともできる。

以上説明したように、車両用システム１は、車両用装置２と、単体で動作可能であり、車両用装置２と通信可能に接続される外部装置３と、を備えている。そして、外部装置３は、外部端末７からアクセスが可能であるとともに、当該アクセスの結果を車両用装置２に反映可能になっている。これにより、車両用システム１は、実際に車両に搭乗したり、車両用装置２を動作させたりすることなく、事前にあるいは遠隔から車両用装置２側に対して設定等を行うことができる。

また、車両用システム１では、外部装置３は、車両用装置２に実装されている機能に関して外部端末７からアクセスが可能であり、車両用装置２に接続された際、当該外部端末７からのアクセスの結果を車両用装置２側に反映させる。これにより、車両用装置２を直接的に操作しなくても設定等を行うことができ、車両用装置２の操作に不慣れな者であっても容易に設定を行うことができる。

また、車両用システム１では、外部装置３は、車両用装置２に接続されている周辺機器４に関して外部端末７からアクセスが可能であり、車両用装置２に接続された際、当該外部端末７からのアクセスの結果を車両用装置２側に反映させる。これにより、車両用装置２だけでなく、周辺機器４に対する設定も外部端末７から行うことができ、車両用装置２の操作に不慣れな者であっても容易に設定を行うことができる。

また、車両用システム１では、外部装置３は、車両用装置２が動作していない場合であっても、あるいは、車両用装置２と接続されていない状態であっても、単体で動作が可能である。これにより、車両に搭乗しなくても、遠隔からでも車両の外に持ち出したような場合であっても、車両用装置２側に設定等を行うことができる。

また、車両用システム１では、外部装置３は、有線方式または無線方式の通信経路によって外部端末７と通信可能に接続される。これにより、外部端末７から外部装置３へのアクセスを容易に行うことができる。

また、車両用システム１では、外部装置３は、車載バッテリ１１から電源供給を受けることにより単体での動作を可能にする。これにより、車両用装置２が動作していなくても外部端末７からアクセスすることができる。

また、車両用システム１では、外部装置３は、内蔵している内蔵バッテリ３１１から電源供給を受けることにより単体での動作を可能にする。これにより、車両用装置２と接続しなくても、また、外部装置３を車両の外に持ち出したりした場合であっても、外部端末７からアクセスすることができる。

また、本実施形態の車両用システム１によっても、製品の種類によって異なる機能を容易に追加および拡張することができるとともに、車両用装置２と外部装置３との接続を容易に行うことができることから出荷後において機能の追加や拡張の作業を容易に行うことができるなど、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第３実施形態）
以下、第３実施形態について説明する。第３実施形態では、車両用システム１の他の具体的な利用形態であって、主として車両用装置２側のデータを外部装置３側で利用する例について説明する。また、車両用システム１の構成は概ね第２実施形態と共通するため図６から図８を参照しつつ、基本的なハードウェアおよびソフトウェアの構成については図１から図５も参照しながら説明する。

車両用装置２は、搭乗者がいない運転停止状態ではメイン電源からの電源供給がオフされている。そのため、車両用装置２に記憶されている例えばＤＳＭ４ｈのモニター結果のデータや、ＥＣＵ６から取得される車速や燃料の残量あるいはバッテリの状態といった制御用または制御系のデータを外部で利用したい場合には、実際に車両に搭乗し、エンジンキーをオンしたり始動スイッチを操作したりすることによって車両用装置２を動作させる必要があった。

換言すると、車両用装置２側からデータを取得するためには、基本的に車両用装置２の近くで操作する必要があった。なお、車両用装置２側とは、車両用装置２、車両用装置２に接続されている周辺機器４やＥＣＵ６を意味している。

そこで、本実施形態の車両用システム１は、車両に搭乗することなく、また、車両用装置２を始動させることなく、あるいは、遠隔からであっても、車両用装置２側から取得したデータに対して、外部装置３あるいは外部端末７からのアクセスを可能にしている。

車両用システム１では、第１実施形態で説明したように、車両用装置２、外部装置３、周辺機器４およびＥＣＵ６との間が通信可能に接続されている。そのため、図１０に示すように、外部装置３を車両用装置２に接続した状態では、矢印Ｔ３１にて示すように車両用装置２に記憶されているデータを外部装置３に送信したり、矢印Ｔ３２にて示すようにＥＣＵ６が例えば車載機器１０から収集したデータを外部装置３に送信したりすることができる。

このとき、車両用装置２側から外部装置３側へのデータの送信、つまりは、外部装置３側からのデータの吸い上げは、車両用装置２の動作中に所定の周期で定期的に行ったり、データが変更されたタイミングで行ったり、走行データに異常があるなど外部に通知すべきデータが発生したタイミングで行うなど、適宜あるいは任意のタイミングで行うことができる。

そして、外部装置３は、外部端末７との間でのデータの送受信も可能になっている。つまり、外部装置３は、車両用装置２側から受信したデータに対する外部端末７からのアクセスを可能にしている。そのため、矢印Ｔ３３にて示すように例えばＢＴ通信回路３１０ｂにより外部装置３からユーザが所有するスマートフォン等の外部端末７にデータを送信したり、矢印Ｔ３４にて示すように移動体通信回路３１０ｃにより広域ネットワーク網１２を介して例えばクラウドサーバやストレージで構成された外部端末７ａにデータを送信したりすることができる。

このとき、移動体通信回路３１０ｃを経由したデータの吸い上げであれば、車両が走行中であっても行うことができ、搭乗者特には運転者の状態や車両の状態をリアルタイムに吸い上げることができる。ただし、外部端末７で吸い上げるデータの種類や数はこれに限定されず、必要なデータを適宜選択することができる。また、外部端末７ａは、クラウドサーバやストレージに限らず、ユーザが所有する携帯端末やパソコン等であってもよい。以下、それらを単に外部端末７と総称する。

また、外部装置３は、第２実施形態で説明したように、また、図１１に示すように、車両用装置２が動作していない状態であっても、また、車両用装置２側との接続が解除された状態であっても、単体で動作することができる。なお、図１１では、車両用装置２側を破線にて示すことにより、接続が解除された状態および車両用装置２が動作していない状態を模式的に示している。

そして、単体で動作が可能な外部装置３と外部端末７との間で通信することにより、車両用装置２の電源がオフされている場合であっても、あるいは、外部装置３を車両の外に持ち出した状態であっても、外部装置３に記憶されている上記した各種のデータを外部端末７で収集することができる。また、外部端末７にデータを送信せず、外部装置３が単体でそれらのデータを利用することもできる。

以上説明したように、車両用システム１は、車両用装置２と、単体で動作可能であり、車両用装置２と通信可能に接続される外部装置３と、を備えている。そして、外部装置３は、車両用装置２側からデータを受信するとともに、受信したデータに対する外部端末７からのアクセスを可能にする。

これにより、車両用システム１は、車両に搭乗することなく、また、車両用装置２を始動させることなく、あるいは、遠隔からであっても車両用装置２側から取得したデータに対して、外部装置３あるいは外部端末７からアクセスすることができる。

また、車両用システム１では、外部装置３は、車両用装置２が動作していない場合であっても、あるいは、車両用装置２と接続されていない状態であっても、単体で動作が可能である。これにより、車両に搭乗しなくても、遠隔からでも車両の外に持ち出したような場合であっても、車両用装置２側に設定等を行うことができる。

また、車両用システム１では、外部装置３は、有線方式または無線方式の通信経路によって外部端末７と通信可能に接続される。これにより、外部端末７から外部装置３へのアクセスを容易に行うことができる。

また、車両用システム１では、外部装置３は、車載バッテリ１１から電源供給を受けることにより単体での動作を可能にする。これにより、車両用装置２が動作していなくても外部端末７からアクセスすることができる。

また、車両用システム１では、外部装置３は、内蔵している内蔵バッテリ３１１から電源供給を受けることにより単体での動作を可能にする。これにより、車両用装置２と接続しなくても、また、外部装置３を車両の外に持ち出したりした場合であっても、外部端末７からアクセスすることができる。

また、本実施形態の車両用システム１によっても、製品の種類によって異なる機能を容易に追加および拡張することができるとともに、車両用装置２と外部装置３との接続を容易に行うことができることから出荷後において機能の追加や拡張の作業を容易に行うことができるなど、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

さらに、第２実施形態と組み合わせて、外部装置３を外部端末７からアクセスが可能であるとともに、当該アクセスの結果を車両用装置２に反映可能にすることにより、車両用システム１は、実際に車両に搭乗したり、車両用装置２を動作させたりすることなく、事前にあるいは遠隔から車両用装置２側に対して設定等を行うことができるなど、第２実施形態と同様の効果も得ることができる。

本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例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含まれるものである。

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ェ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と一つ以上のハードウェ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は車両用システム、２が車両用装置、３は外部装置、４は周辺機器、５は通信回線、６はＥＣＵ（電子制御装置）、７は外部端末、８はＯＳ(機能）９はアプリケーション（機能）、１０は車載機器、１１は車載バッテリ、２２０、３２０はＨＭＩ処理部（機能）、３１１は内蔵バッテリを示す。

Claims (4)

1. 製品の種類によらず共通する機能が実装されている車両用装置（２）と、
   製品の種類によって異なる機能が実装されており、実装されている機能を前記車両用装置と接続されていない独立した状態で動作可能であるとともに、通信回線（５）を介して前記車両用装置に接続される外部装置（３）と、を備え、
   前記車両用装置は、前記外部装置と通信可能に接続されている場合、自身が制御の主体となって前記外部装置に実装されている機能を利用することが可能であり、
   前記外部装置は、前記車両用装置と通信可能に接続されている場合、自身が制御の主体となって前記車両用装置に実装されている機能を利用することが可能である車両用システム。
2. 前記車両用装置と通信可能に接続され、前記車両用装置とは独立して単体で動作可能である電子制御装置（６）を備え、
   前記外部装置は、前記車両用装置を介して前記電子制御装置と通信可能に接続され、前記電子制御装置に実装されている機能を利用可能にした、または、自身に実装されている機能を前記電子制御装置から利用可能にした請求項１記載の車両用システム。
3. 前記外部装置は、製品の出荷後に更新が必要になることが想定される機能、または、前記車両用装置に実装されている機能に比べて更新頻度が相対的に多いことが想定される機能が実装されている請求項１または２記載の車両用システム。
4. 前記車両用装置は、複数の前記外部装置と接続可能である請求項１から３のいずれか一項記載の車両用システム。

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