JP7841384B2 - 車両制御システム - Google Patents

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。

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）。

特許文献２には、中央演算装置と車載デバイスとの間にハブ装置を設けて、車載ネットワークの末端において車両の機能を分散化させる技術が開示されている。

特許文献３には、ＷＡＫＥポートに与えられる信号に応じてウェイクアップするウェイクアップモードおよび作動を休止するスリープモードを有するＬＩＮ通信装置についての技術が開示されている。

特開２０１７－２１２７２５号公報 国際公開第２０２１－０１０３２４号明細書 特開２００５－１４２６６２号公報

ところで、近年、アプリケーション技術の進化に伴い、特に、車両の振る舞いについての機能進化及び機能変化が加速している。

従来の車両開発では、車両の機能進化及び機能変化に対して、それぞれの機能を実現する車載デバイスごとに個別に作り込みをし、完成後に後付けで車両に搭載する手法がとられてきた。例えば、ドアの開閉動作に関する追加機能を設ける場合、その新機能に関連する車載デバイスユニット（例えば、センサ、アクチュエータ及びそれらを制御するＥＣＵ）について単体で作り込みをしてから、車両に搭載したり、既存の車載デバイスとの交換をしたりしていた。従来構成のように、機能毎に区分けすることにより、進化した機能だけをアドオン的に車両に採用しやすく、開発を機能毎に委託しやすいメリットがある。車両の機能進化が緩やかな場合、この従来構成は大変効率が良い。

しかしながら、車両の振る舞いの進化や、車両末端の機能進化が生じるスピードが速くなると、それに対応するための開発量が、どうしても増えてしまう。すなわち、従来の開発スタイルでは、急速な車両の機能進化及び機能変化にフレキシブルかつ迅速な対応ができないという課題がある。

そこで、特許文献２に示されるように、中央演算装置を設けて、ハブを介して車載デバイスを接続することにより、車載ネットワークの末端側において機能を分散化させることが考えられる。この場合に、特許文献３に示されるように、末端側において、めいめいの判断でウェイクアップができるようにすると、消費電力が十分に削減できない場合が生じ得る。

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、車両の制御システムにおいて、ネットワークの末端側に機能を分散化させた場合においても、消費電力の増加を抑制することができる車両制御システムを提供することにある。

前記課題を解決するために、ここに開示された技術では、車両制御システムを対象として、それぞれが、車載デバイスからの入力を受け付ける１または複数の入力ポートを含む複数のポートを有する、複数のスレーブノードと、それぞれの前記スレーブノードの前記入力ポートに接続される車載デバイスのデバイスポート情報を有し、通信ネットワークを介してそれぞれの前記スレーブノードと通信を行うマスタノードとを備え、前記マスターノードは、前記ネットワークを介して、それぞれの前記スレーブノードに対して、スリープ期間中における監視対象の前記入力ポートである監視対象ポート指定し、前記スレーブノードは、スリープ期間中において、前記監視対象ポートからの入力が検知された場合に、前記マスターノードにウェイクアップ信号を送信し、かつ、前記マスターノードのウェイクアップが確認された後に、前記監視対象ポートからの入力に基づくイベントを通知するイベント通知信号を送信し、前記マスターノードは、スリープ期間中に前記ウェイクアップ信号を受けた場合に、ウェイクアップ動作を行い、前記スレーブノードから受信した前記イベント通知信号及び前記デバイスポート情報に基づいて、前記監視対象ポートから取得された情報を認知する、構成とした。

上記態様の車両制御システムでは、車両制御システムをマスター・スレーブ構成にして、それぞれのスレーブノードに対して車載デバイスを接続する構成を採用している。このような構成を採用し、スレーブノードの構成を細分化していくことで、末端に機能を分散させていくことが可能になる。そして、本態様では、マスターノードが、それぞれのスレーブノードに対してスリープ期間中における監視対象ポートを指定している。これにより、スレーブノードの構成を細分化していく場合においても、消費電力の増加を防いで、適切な消費電力の管理が可能となる。

上記態様において、前記指定信号は、前記監視ポートごとの監視インターバルの命令を含み、前記スレーブノードは、スリープ期間中において、前記監視ポートからの入力の変化を前記監視インターバルで監視する、としてもよい。

これにより、上記態様に加えて、さらに消費電力の低減が可能となる。

上記態様において、前記複数のポートは、汎用入出力ポートであり、前記マスターノードは、前記各汎用入出力ポートの入出力の設定内容を示す初期コンフィグデータをそれぞれの前記スレーブノードに送信するように構成され、前記監視対象ポートの情報は、前記初期コンフィグデータに含まれる、としてもよい。

このように、初期コンフィグデータをスレーブノードに設定した上で、監視対象ポートを指定する構成とすることで、車両のアプリケーションの機能進化や機能変化に対してフレキシブルかつ迅速に対応できるようにスレーブノードの構成を細分化していきつつ、消費電力の増加の抑制を図ることができる。

以上説明したように、ここに開示された技術によると、車両の制御システムにおいて、ネットワークの末端側に機能を分散化させた場合においても、消費電力の増加を抑制することができる。

車両制御システムの構成例を示すブロック図 マスターノードの構成例を示すブロック図 スレーブノードの構成例を示すブロック図 ドライバユニットの構成例を示す回路ブロック図 マスターコンフィグ領域の一例を示す図 マスターコンフィグ領域の他の例を示す図 スレーブコンフィグ領域の一例を示す図 スレーブコンフィグ領域の他の例を示す図 スレーブコンフィグ領域の他の例を示す図 車両制御システムの動作の一例を示すフローチャート 車両制御システムの動作の一例を示すフローチャート 図１１の動作で送受信されるコンフィグデータの一例を示す図

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。図中同一または相当部分には同一の符号を付すものとし、繰り返しの説明を省略する場合がある。また、以下の実施形態では、本開示の内容に関連性の高い構成を中心に説明する。

なお、以下の実施形態は、例示的なものであり、記載の有無や例示した数値等によって本開示の内容を限定する意図はまったくない。

また、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、特定用途向け集積回路（ASIC：Application specific integrated circuit）またはプログラマブルロジックアレイ（PLA : Programmable logic array）などの専用回路で実現され得る。同様に、「システム」、「ユニット」、「モジュール」、「ノード」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で実現され得る。

＜車両制御システム＞
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、左右のドアラッチユニット３４を例示している。各スレーブユニットには、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）が搭載されている。なお、説明の便宜上、サイドミラーユニット５、ドアラッチユニット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して説明する。

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、右のドアラッチユニット３４）とが、通信ネットワークＢ１により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及び左のドアラッチユニット３４）とが、通信ネットワークＢ２によりバス接続されている。

通信ネットワークＢ１，Ｂ２は、例えば、ＣＸＰＩ（Clock Extension Peripheral Interface）に準拠した通信回線である。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。また、通信ネットワークに使用される通信回線の本数は、特に限定されない。また、通信ネットワークＢの途中に通信中継用のＨＵＢ（図示省略）やＥＣＵ（図示省略）などを設けてもよい。

図２は、マスタノード２の構成の一例を示すブロック図であり、図３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。

－マスターノード－
図２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〕
通信モジュール２１は、通信ネットワーク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〕
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（以下、「マスターコンフィグデータ」という）が格納されたマスターコンフィグ領域２７（図５参照）を備える。

マスターコンフィグデータは、それぞれのスレーブノード７に設定される初期コンフィグデータと、デバイスポート情報とを含む。言い換えると、マスターノード２は、それぞれのスレーブノード７に設定されている初期コンフィグデータを保有している。

デバイスポート情報は、スレーブノード７の各ポートＰと車載デバイスのデバイスポートとの接続関係を示すデータである。言い換えると、デバイスポート情報は、スレーブノード７の各ポートＰに、車載デバイスのどういった機能のデバイスポートが接続されているかを示すデータである。

図５には、マスターコンフィグデータのうち、コンビスイッチユニット４のマスターコンフィグデータＭＣ（図５上段：「第１のマスターコンフィグデータＭＣ１」ともいう）、及び、サイドミラーユニット５のマスターコンフィグデータＭＣ（図５下段：「第２のマスターコンフィグデータＭＣ２」ともいう）の一例を示す。また、図６には、ステアリングスイッチユニット６のマスターコンフィグデータＭＣ（「第３のマスターコンフィグデータＭＣ３」ともいう）の一例を示す。

第１のマスターコンフィグデータＭＣ１は、（１）コンビスイッチユニット４の各ポートＰ１～Ｐ１２と、ワイパスイッチ４１、ライトスイッチ４２及びターンスイッチ４３の各デバイスポートとの間の接続関係を示すデバイスポート情報と、（２）コンビスイッチユニット４の初期コンフィグデータＳＣ１とを含む。

より具体的に、コンビスイッチユニット４のポートＰ１には、ワイパスイッチ４１のＯＮ／ＯＦＦ操作信号が出力されるデバイスポートが接続されているので、その接続関係が第１のマスターコンフィグデータＭＣ１のデバイスポート情報として保存される。

同様に、コンビスイッチユニット４のポートＰ２～Ｐ４には、ワイパスイッチ４１の速度設定信号が出力されるデバイスポートが接続され、ポートＰ５には、ライトスイッチ４２のライトＯＦＦ設定信号が出力されるデバイスポートが接続されているので、それぞれの接続関係が第１のマスターコンフィグデータＭＣ１のデバイスポート情報として保存される。他のポートＰ６～Ｐ１２、及び、右サイドミラーユニット５の各ポートＰ１～１２についても同様である。

第３のマスターコンフィグデータＭＣ３は、（１）ステアリングスイッチユニット６の各ポートＰ１～Ｐ１２と、オートクルーズ用及びオーディオ用の操作スイッチ６１、イルミネーションＬＥＤ６２の各デバイスポートとの間の接続関係を示すデバイスポート情報と、（２）ステアリングスイッチユニット６の初期コンフィグデータＳＣ３とを含む。

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。

また、説明の便宜上、第１のマスターコンフィグデータＭＣ１の初期コンフィグデータＳＣに「ＳＣ１」の符号を付し、第２のマスターコンフィグデータＭＣ２の初期コンフィグデータＳＣに「ＳＣ２」の符号を付し、第３のマスターコンフィグデータＭＣ３の初期コンフィグデータＳＣに「ＳＣ３」の符号を付して区別して説明する場合がある。

〔認知モジュール〕
認知モジュール２２は、メモリ２５に格納されたマスターコンフィグデータＭＣと、スレーブノード７から受信される検知信号の経時変化に基づいて、車載デバイスに搭載されたセンサで取得された情報を認知する認知処理を実行する。ここでは、認知処理において認知された情報を「認知情報」という。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行うデコードモジュール２２１と、デコードした検知信号の情報化処理を行い、検知情報の具体的な内容を認知する情報化モジュール２２２とを含む。検知信号については、後ほど具体的に説明する。

なお、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を含み、機械電気変換信号等を出力するもの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、アクチュエータを流れる電流や印加される電圧の情報、車両の故障状態情報、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。

〔判断モジュール〕
判断モジュール２３は、認知モジュール２２で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、車両ＣＡの行動の目的を決定する目的決定モジュール２３１と、決定された目的を達成するための行動計画を設定する行動計画モジュール２３２と、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行動決定モジュール２３３と、決定された行動を実現するための手段を選択する対応決定モジュール２３４とを備える。

〔操作モジュール〕
操作モジュール２４は、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、決定された行動を実現するための操作対象及びその操作量を決定する操作決定モジュール２４１と、操作命令信号を生成し、スレーブノードに送信する命令生成モジュール２４２とを備える。

－スレーブユニット－
図３では、図１に例示したスレーブユニットのうち、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）及びステアリングスイッチユニット６の構成例を示す。

図３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及びステアリングスイッチユニット６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汎用入出力ポートＰ（以下、単に「ポートＰ」という）が１２個ずつ設けられている。スレーブノード７は、例えば、ＩＣ(Integrated Circuit) で実現される。

この例において、コンビスイッチユニット４では、ポートＰ１～Ｐ４にワイパ操作を受け付けるワイパスイッチ４１が接続され、ポートＰ５～Ｐ９にライト操作を受け付けるライトスイッチ４２が接続され、ポートＰ１０，Ｐ１１にターンランプの操作を受け付けるターンスイッチ４３が接続される。Ｐ１２はリザーブ用のポートＰである。ワイパスイッチ４１、ライトスイッチ４２及びターンスイッチ４３は、センサを含む車載デバイスの一例である。

右サイドミラーユニット５では、ポートＰ１，Ｐ２にターンランプ用のＬＥＤ５１（以下、「ターンＬＥＤ５１」という）が接続され、ポートＰ３～Ｐ６にインジケータ用のＬＥＤ５２が接続され、ポートＰ７～Ｐ１２にミラー格納用のモータ５３が接続される。ここで、ターンＬＥＤ５１、ＬＥＤ５２及びモータ５３は、センサ及び操作対象を含む車載デバイスの一例である。言い換えると、ターンＬＥＤ５１、ＬＥＤ５２及びモータ５３は、センサ及び操作対象を有するスレーブノードの一例である。

ステアリングスイッチユニット６では、ポートＰ１～Ｐ１０にオートクルーズ用及びオーディオ用の操作スイッチ６１が接続され、ポートＰ１１，Ｐ１２にイルミネーションＬＥＤ６２が接続される。操作スイッチ６１は、センサを含む車載デバイスの一例である。イルミネーションＬＥＤ６２は操作対象含む車載デバイスの一例である。

〔スレーブノード〕
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とを備える。

〔通信モジュール〕
通信モジュール７１は、通信ネットワークＢを介してマスターノード２の通信モジュール２１と接続され、通信モジュール２１との間で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、通信ネットワークＢに接続される入出力回路、入出力回路に接続されたエンコーダ及び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〕
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ユニット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個のドライバユニット７４０が設けられる。

ドライバユニット７４０は、外部設定により、ポートＰを入力ポートとして使用したり、ポートＰを出力ポートとして使用したりできるＩＯ回路である。ドライバユニット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４には、ドライバユニット７４０の構成例を示す。

図４に例示するドライバユニット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の出力設定データ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の出力設定データは、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。

ドライバユニット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に受けた入力を検知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。

ドライバユニット７４０は、操作命令信号に基づく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定数が変更できるようになっている。

〔セレクタ〕
セレクタ７３は、後述するスレーブコンフィグ領域７７に設定された各ポートＰの属性データに基づいて、それぞれのドライバユニット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の検知信号領域に書き込まれる。後述する図７～図９では、検知信号と記載した列が検知信号領域に相当する。検知信号領域は、スレーブコンフィグ領域７７に含まれてもよいし、含まれてなくてもよい。

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の検知信号領域に書き込まれる。

ＯＵＴ端子が有効にされた場合、操作命令信号に基づく出力設定データが、ドライバ回路７４１の出力レジスタ７４２に反映される。ドライバ回路７４１は、出力回路７４３をドライブして、出力レジスタ７４２の出力設定データに基づく操作信号（デジタル信号、アナログ信号、または、ＰＷＭ信号のいずれか）をポートＰから出力させる。

ここで、出力設定データは、例えば、マスターノード２から受信された操作命令信号に基づいて、セレクタ７３内の論理回路（図示省略）を用いたり、レジスタ７２の値を用いたりして生成される。言い換えると、操作命令信号に基づくポートＰに接続されたドライバ回路７４１の出力レジスタ７４２に、操作命令信号に基づく出力設定がされる。そして、出力回路７４３は、その出力設定データに基づいて、ポートＰを介して操作命令信号に基づく操作信号を出力する。操作命令信号は、例えば、操作対象が接続されたポートＰの識別データと、その識別データに紐づけられた各ポートＰの出力設定とを含む信号である。

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〕
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（以下、「スレーブコンフィグデータ」という）が格納されたスレーブコンフィグ領域７７が設けられる。

スレーブコンフィグデータは、例えば、（１）各ポートＰの属性データ、（２）属性が入力であるポートＰ（以下、単に「入力ポートＰ」という）のフィルタ定数、（３）監視対象ポートの設定データ、（４）属性が出力であるポートＰ（以下、単に「出力ポートＰ」という）の出力設定データ、を含む。本開示では、スレーブコンフィグデータの初期設定情報のことを「初期コンフィグデータ」と称する。

ここで、監視対象ポートＰｘとは、スリープ期間中における監視対象の入力ポートＰである。スレーブノード７は、スリープ期間中において、監視対象ポートＰｘからの入力が検知された場合に、マスターノードにウェイクアップ信号を送信するように構成されている。

初期コンフィグデータの設定フロー及びスリープ動作及びその復帰動作については、後ほど説明する。

スレーブコンフィグ領域７７には、上記スレーブコンフィグデータに加えて、前述の検知信号が格納される。なお、検知信号は、スレーブコンフィグ領域７７以外の記憶領域に格納されてもよい。

図７～図９は、スレーブノード７のスレーブコンフィグ領域７７の一例を示す。図７にはコンビスイッチユニット４の一例を示し、図８には右サイドミラーユニット５の一例を示し、図９にはステアリングスイッチユニット６の一例を示す。

以下の説明では、便宜上、図７のスレーブコンフィグ領域７７をコンビコンフィグ領域７７１と称し、図８のスレーブコンフィグ領域７７をサイドコンフィグ領域７７２と称し、図９のスレーブコンフィグ領域７７をステアコンフィグ領域７７３と称して説明する場合がある。

図７～図９において、各ポートＰの属性データは、Ｉ／Ｏ属性の欄に記載されている。ＤＩはポートＰがデジタルインプットであることを示す。また、ＤＯはポートＰがデジタルアウトプット、ＡＩはポートＰがアナログインプット、ＡＯはポートＰがアナログアウトプット（図示省略）、ＰＷＭはポートＰがＰＷＭ出力であることを示す。言い換えると、ＤＩ及びＡＩは、ポートＰが入力ポートに設定されることを示し、ＤＯ，ＡＯ及びＰＷＭは、ポートＰが出力ポートに設定されることを示している。

例えば、図７に示すコンビコンフィグ領域７７１の初期コンフィグデータ（ｔ＝Ｔ１１）において、ポートＰ１～Ｐ１１は、デジタルインプットすなわち入力ポートである。 ポートＰ１～Ｐ１１のフィルタ定数は、それぞれ、Ｑｓ１～Ｑｓ１１である。入力ポートＰ１１は、スリープ期間中の監視対象ポートＰｘに設定され、その監視インターバルがＴｉ１に設定されている。監視インターバルは、スリープ期間中における監視対象ポートＰｘの監視のインターバルを示す。言い換えると、コンビスイッチユニット４のスレーブノード７は、監視インターバルＴｉ１ごとに、監視対象ポートＰｘである入力ポートＰ１１の入力を監視する。そうすると、コンビスイッチユニット４では、コンフィグ信号により、ポートＰ１に接続されるドライバユニット７４０のデジタルフィルタの値がＱｓ１に設定される。ポートＰ２～Ｐ１１についても同様である。

なお、コンビスイッチユニット４において、入力ポートＰ１１は、左ターンスイッチに接続されており、マスターノード２はデバイスポート情報によりその接続関係を把握している。一方で、この例において、コンビスイッチユニット４のスレーブノード７は、入力ポートＰ１１の接続先についての情報は有していない。

また、コンビスイッチユニット４のセレクタ７３は、それぞれのポートＰ１～Ｐ１１に接続されるドライバユニット７４０のＤＩ端子を有効にする。これにより、前述のとおり、ポートＰ１～Ｐ１１からデジタル入力信号が、セレクタ７３を介してレジスタ７２の検知信号領域に書き込まれる。

例えば、図９に示すステアコンフィグ領域７７３の初期コンフィグデータ（ｔ＝Ｔ１１）において、ポートＰ１～Ｐ３，Ｐ６はデジタルインプットであり、ポートＰ４，Ｐ５，Ｐ７～Ｐ１０はアナログインプットである。すなわち、Ｐ１～Ｐ１０は、入力ポートである。ポートＰ１～Ｐ３，Ｐ６のフィルタ定数は、それぞれ、Ｑｕ１～Ｑｕ３，Ｑｕ６である。ポートＰ１１，Ｐ１２は、ＰＷＭポートであり、出力ポートである。また、入力ポートＰ６は、監視対象ポートＰｘに設定され、その監視インターバルがＴｉ２に設定されている。言い換えると、ステアリングスイッチユニット６のスレーブノード７は、監視インターバルＴｉ２ごとに、監視対象ポートＰｘである入力ポートＰ６の入力を監視する。

なお、ステアリングスイッチユニット６において、入力ポートＰ６は、オーディオのＯＮ／ＯＦＦスイッチに接続されており、マスターノード２はデバイスポート情報によりその接続関係を把握している。一方で、この例において、ステアリングスイッチユニット６のスレーブノード７は、入力ポートＰ６の接続先についての情報は有していない。

－車両制御システムの動作－
図１０，図１１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。

〔ステップＳ１〕
車両制御システム１において、マスターノード２及びスレーブノード７に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。

まず、マスターノード２は、スレーブノード７に対して、そのスレーブノードに応じた初期コンフィグデータを送信する。通信ネットワークＢを介してマスターノード２から初期コンフィグデータＳＣを受信したスレーブノード７は、受信した初期コンフィグデータＳＣに基づいてポートＰの入出力設定を実行する。

図１０の例では、まず、マスターノード２は、第１のマスターコンフィグデータＭＣ１を参照し、コンビスイッチユニット４のスレーブノード７に対して、初期コンフィグデータＳＣ１を送信する。コンビスイッチユニット４のスレーブノード７は、初期コンフィグデータＳＣ１を受信し、受信した初期コンフィグデータＳＣ１をコンビコンフィグ領域７７１に格納する（図７のｔ＝Ｔ１１参照）。そうすると、セレクタ７３の作用により、コンビスイッチユニット４のドライバユニット７４０の各ポートの入出力設定が実行される。入出力設定には、例えば、ポートＰの入出力属性の設定、入力ポートＰのフィルタ定数の設定、設定データに基づく監視対象ポートの設定等が含まれる。

コンビスイッチユニット４のスレーブノード７は、ドライバユニット７４０の各ポートの入出力設定が完了すると、マスターノード２にアクノリッジを返信する。この際に、アクノリッジの返信とともに、マスターノード２からのリクエストを受けて、検知信号領域に格納された初期状態における検知データを返信するようにしてもよい。マスターノード２では、コンビスイッチユニット４から受信した検知データをメモリ２５に格納する（図１２上段表の「Ｓ１（受信）」列参照）。

次に、マスターノード２は、スレーブノード７から返信されたアクノリッジに基づいて、初期コンフィグレーション処理が完了したかどうかを判定する。図１０のように、コンビスイッチユニット４からのアクノリッジがＯＫの場合、次のスレーブノード７の初期コンフィグレーション処理が順次実行される。

例えば、右サイドミラーユニット５のスレーブノード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ＳＣ２をサイドコンフィグ領域７７２に格納する（図８のｔ＝Ｔ１１参照）。コンビスイッチユニット４の場合と同様に、セレクタ７３の作用により、右サイドミラーユニット５のドライバユニット７４０の各ポートの入出力設定が実行される。また、右サイドミラーユニット５は、マスターノード２にアクノリッジＲＣを返信し、例えば、マスターノード２からのリクエストを受けて、初期状態における検知データを返信する。マスターノード２では、コンビスイッチユニット４から受信した検知データをメモリ２５に格納する（図１２下段表の「Ｓ１（受信）」列参照）。

例えば、ステアリングスイッチユニット６のスレーブノード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ＳＣ３をステアコンフィグ領域７７３に格納する（図９のｔ＝Ｔ１１参照）。コンビスイッチユニット４の場合と同様に、セレクタ７３の作用により、ステアリングスイッチユニット６のドライバユニット７４０の各ポートＰの入出力設定が実行される。

そして、すべてのスレーブノード７に対する初期コンフィグレーション処理が完了すると、フローは次のステップＳ３に進む。

一方で、例えば、前述の例で、コンビスイッチユニット４から受信されたアクノリッジがＮＧの場合には、マスターノード２は、ＮＧが発生したスレーブノード７に対する初期コンフィグレーション処理を再実行する。なお、初期コンフィグレーション処理の再実行回数については、特に限定されず、任意に設定することができる。

〔ステップＳ３〕
ステップＳ３では、通常動作が行われる。例えば、それぞれのスレーブノード７では、入力ポートＰへの入力または入力の変化を検知信号としてマスターノードに送信する。マスターノード２では、検知信号を受信すると、前述の認知処理、判断処理、及び、操作処理を実行する。そして、マスターノード２は、操作処理において、入出力設定で出力設定された出力ポートＰの出力内容を命令する操作命令信号を生成し、通信ネットワークＢを介して操作対象となる１または複数のスレーブノードに送信する。操作命令信号を受信した１または複数のスレーブノードは、操作命令信号に基づく出力ポートＰから操作命令信号に基づく操作信号を出力する。

この例では、図１１に示すように、通常動作において、ターンスイッチ４３がドライバーにより右ターン側に操作された場合の処理について説明する。

〔ステップＳ３１〕
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の入力ポートＰ１０にＯＮ設定信号が入力される。例えば、入力ポートＰ１０には、「０」から「１」に変化するデジタル信号が入力される。このデジタル信号の変化は、ドライバ群７４及びセレクタ７３を介して、コンビコンフィグ領域７７１の検知信号領域に書き込まれる（図７のｔ＝Ｔ１２参照）。

〔ステップＳ３２〕
スレーブノード７では、検知信号領域の変化が検出されると、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。

この例では、前述のターンスイッチ４３の操作により検知信号領域の入力ポートＰ１０の値が「０」から「１」に変化するので（図７参照）、コンビスイッチユニット４は、検知信号領域の値の変化をマスターノード２に通知する。具体的に、例えば、コンビスイッチユニット４は、検知信号として入力ポートＰ１０の変化が反映された検知信号領域全体の検知データをマスターノード２に送信する。このように、検知信号領域全体の検知データをマスターノード２に送信してもよいし、値の変化があった入力ポートＰの検知データのみをマスターノード２に送信してもよい。

〔ステップＳ３３，Ｓ３４〕
次のステップＳ３３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、前述の認知処理、判断処理及び操作処理が実行される。

この例では、マスターノード２は、認知処理として、ステップＳ１で受信した検知データと、今回受信した検知データ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、デバイスポート情報とに基づいて、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、判断処理では、目的決定モジュール２３１、行動計画モジュール２３２、行動決定モジュール２３３及び対応決定モジュール２３４による判断処理を実行する。この例では、「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として決定される。

次に、マスターノード２は、操作処理として、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Ｃ５を生成して、右ターンランプが接続された１または複数のスレーブノード７（右サイドミラーユニット５を含む）に送信する（ステップＳ３４）。具体的に、右サイドミラーユニット５に送信される操作命令信号は、例えば、出力ポートＰ２からオン操作信号（例えば、点滅操作信号）を出力させることを命令する信号である。

〔ステップＳ３５，Ｓ３６〕
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し（ステップＳ３５）、操作命令信号Ｃ５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Ｃ５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（ステップＳ３６）。

〔ステップＳ３７，Ｓ３８〕
ステップＳ３７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Ｃ５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Ｓ３８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。

この例では、マスターノード２と右サイドミラーユニット５のスレーブノード７との間で、アクノリッジの送受信が行われる。

上記のようにして、検知信号が変化するたびに、スレーブノード７からマスターノード２へのイベント通知があり、そのイベント通知に基づくイベント処理が実行され、イベント処理に基づく操作対象が操作される。

〔ステップＳ４〕
図１０に戻り、ステップＳ４において、マスターノード２は、スリープ処理を実行する。スリープ処理は、例えば、車両ＣＡが駐車場に入庫されて、イグニッション電源がＯＦＦにされた場合のように、車両ＣＡがしばらく利用される見込みが少ない場合に実行される。スリープ処理の実行トリガについては、特に限定されず、例えば、マスターノード２のアプリケーションにおいて任意に設定することができる。

スリープ処理では、マスターノード２は、スリープの対象となるスレーブノード７に対して、スリープ状態に移行することを指示するスリープ信号を送信する。スリープ信号を受信したスレーブノード７は、スリープ状態への移行処理を実行する。

スレーブノード７において、監視対象ポートＰｘがＯＮに設定されている入力ポートＰがある場合、スリープ期間中における監視対象ポートＰｘの監視を実行する。また、監視対象ポートＰｘの設定に加えて監視インターバルが設定されている場合には、指定された監視インターバルで監視対象ポートＰｘを監視する。この例では、コンビスイッチユニット４のスレーブノード７は、監視インターバルＴｉ１ごとに、監視対象ポートＰｘである入力ポートＰ１１の入力を監視する。また、ステアリングスイッチユニット６のスレーブノード７は、監視インターバルＴｉ２ごとに、監視対象ポートＰｘである入力ポートＰ６の入力を監視する。

マスターノード２は、すべてのスリープの対象となるスレーブノード７にスリープ信号を送り終わると、スリープ状態に移行する。

〔ステップＳ５〕
スリープ期間中において、監視対象ポートＰｘからの入力が検知された場合に、マスターノードにウェイクアップ信号を送信する。例えば、スリープ期間中に、ステアリングスイッチユニット６のオーディオのＯＮ／ＯＦＦスイッチが操作されると、監視対象ポートＰｘである入力ポートＰの入力が変化する。そうすると、ステアリングスイッチユニット６のスレーブノード７は、マスターノード２にウェイクアップ信号を送信する。

また、例えば、チャタフィルタは、スレーブ側で実施される。例えば、スレーブノード７おいて、チャタフィルタ後に変化が検知された場合、そのスレーブノード７は、マスターノード２にウェイクアップ信号を送信する。チャタフィルタのコンフィグにより、ノイズ等による誤ったウェイクアップを防止し、結果として電力を低減することができる。

より具体的には、例えば、スレーブノード７は、監視を行う監視回路、間欠監視を行う場合の電源回路、マスターノード２と通信を行う通信モジュール７１を含む通信回路を備える。そして、スリープ状態でのウェイクアップ監視中には、監視回路にのみ常時給電がされ、電源回路は、間欠動作（例えば１０ｍｓｅｃに１回、 １０μｓｅｃだけ通電）をする。そして、監視対象ポートＰｘからウェイクアップ信号を受けると、通信回路に通電がされて、スレーブノード７の全体が起動された状態になる。そして、スレーブノード７は、マスターノード２にウェイクアップ信号を送信する。

〔ステップＳ６〕
マスターノード２は、スリープ期間中に、監視対象ポートＰｘが設定されたスレーブノード７からウェイクアップ信号を受けた場合、ウェイクアップ処理を実行する。具体的には、スリープ状態となっている各回路に対して電源の供給が開始されるようにする。また、スリープ状態に移行しているスレーブノード７に対して、ウェイクアップ信号を送信する。ウェイクアップ信号を受信したスレーブノード７では、ウェイクアップ処理が実行される。なお、前述のとおり、ウェイクアップ信号を受けたスレーブノード７（この例ではステアリングスイッチユニット６のスレーブノード７）は、ステップＳ５の時点で全体が起動された状態になっている。

〔ステップＳ７〕
次に、ステアリングスイッチユニット６は、マスターノード２のウェイクアップが確認されると、ウェイクアップのきっかけとなったイベントを発生させるイベント通知を実行する。この例では、ステアリングスイッチユニット６は、検知信号領域の値の変化をマスターノード２に通知する。具体的に、例えば、ステアリングスイッチユニット６は、入力ポートＰ６の変化が反映された検知信号領域全体の検知データをマスターノード２に送信する。

〔ステップＳ８〕
マスターノード２では、ステアリングスイッチユニット６から受信したイベント通知に基づくイベント処理を実行する。

具体的に、まず、マスターノード２は、スレーブノード７から受信したイベント通知信号及びデバイスポート情報に基づいて、監視対象ポートＰｘから取得された情報を認知する。この例では、オーディオのＯＮ／ＯＦＦスイッチが操作されたことを認知する。

その後、必要に応じて、オーディオのＯＮ／ＯＦＦスイッチが操作されたという認知情報に基づいた判断処理及び操作処理が実行される。

以上のように、本実施形態の車両制御システムは、スリープ動作およびその復帰動作として、（１）マスターノード２において、それぞれのスレーブノード７に対して、スリープ期間中の監視対象ポート指定する、（２）スレーブノード７は、スリープ期間中において、監視対象ポートＰｘからの入力が検知された場合に、マスターノード２にウェイクアップ信号及びイベント通知信号を送信する、（３）マスターノード２は、ウェイクアップ信号に基づいてウェイクアップ動作を行い、イベント通知信号及びデバイスポート情報に基づいて、監視対象ポートから取得された情報を認知する、という処理を実行するようにしている。

これにより、スレーブノード７の構成を細分化していく場合においても、消費電力の増加を防いで、適切な消費電力の管理が可能となる。

ここに開示された車両制御システムは、車両の機能進化及び機能変化に対してフレキシブルかつ迅速に対応できるので有用である。

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
Ｂ 通信ネットワーク
ＳＣ１ 初期コンフィグデータ
Ｐ ポート

Claims (3)

1. 車両制御システムであって、
   それぞれが、車載デバイスからの入力を受け付ける１または複数の入力ポートを含む複数のポートを有する、複数のスレーブノードと、
   それぞれの前記スレーブノードの前記入力ポートに接続される車載デバイスのデバイスポート情報を有し、通信ネットワークを介してそれぞれの前記スレーブノードと通信を行うマスターノードとを備え、
   前記マスターノードは、前記通信ネットワークを介して、それぞれの前記スレーブノードに対して、スリープ期間中における監視対象の前記入力ポートである監視対象ポートを指定し、
   前記スレーブノードは、スリープ期間中において、前記監視対象ポートからの入力が検知された場合に、前記マスターノードにウェイクアップ信号を送信し、かつ、前記マスターノードのウェイクアップが確認された後に、前記監視対象ポートからの入力に基づくイベントを通知するイベント通知信号を送信し、
   前記マスターノードは、スリープ期間中に前記ウェイクアップ信号を受けた場合に、ウェイクアップ動作を行い、前記スレーブノードから受信した前記イベント通知信号及び前記デバイスポート情報に基づいて、前記監視対象ポートから取得された情報を認知する、車両制御システム。
2. 前記マスターノードは、それぞれの前記スレーブノードに対して、前記監視対象ポートの指定に加えて、前記監視対象ポートごとの監視インターバルを指令し、
   前記スレーブノードは、スリープ期間中において、前記監視対象ポートからの入力を前記監視インターバルで監視する、請求項１に記載の車両制御システム。
3. 前記複数のポートは、汎用入出力ポートであり、
   前記マスターノードは、前記各汎用入出力ポートの入出力の設定内容を示す初期コンフィグデータをそれぞれの前記スレーブノードに送信するように構成され、前記監視対象ポートの情報は、前記初期コンフィグデータに含まれる、請求項１または２に記載の車両制御システム。