KR20020092969A - 차량의 주행제어장치 - Google Patents

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KR20020092969A
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구라가키사토루
다케자키지로
니시노기미오
미노와도시미치
요시카와도쿠지
엔도요시노리
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가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼
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Abstract

본 발명의 목적은 복수의 장치에 있어서 정보를 공유하는 것을 가능하게 하여 제어성이 향상된 차량의 제어장치를 제공하는 것에 있다. 0S 전환수단(OS-CH)은 복수개의 오퍼레이팅시스템(0S1, OS2)을 전환한다. 공유 오브젝트(CO)는 복수개의 오퍼레이팅시스템으로부터 참조 가능한 메모리자원을 가지고 있다. 공유 오브젝트 (CO)는 적어도 도로정보를 공유하고, 한쪽의 오퍼레이팅시스템의 어플리케이션이 등록한 도로정보를 다른쪽의 오퍼레이팅시스템의 어플리케이션으로부터 참조 가능하다.

Description

차량의 주행제어장치{VEHICLE CONTROL DEVICE}
종래의 차량의 주행제어장치에서는 예를 들면 자기차와 앞쪽 차량의 차간 거리를 계측하여 자기차의 차속에 따라 차간 거리가 일정하게 되도록 스로틀밸브의 개방도를 제어하거나, 또 브레이크를 제어하거나 하고 있다. 또 자기차의 차속이 일정하게 되도록 스로틀밸브의 개방도를 제어하거나, 또 브레이크를 제어하거나 하고 있다.
본 발명은 차량의 주행제어장치에 관한 것으로, 특히 차간 거리나 차속 등을 제어하는 것에 적합한 차량의 주행제어장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 의한 차량의 제어장치의 구성을 나타내는 시스템구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 의한 차량의 제어장치에 사용하는 차량속도제어기(SC)의 구성을 나타내는 시스템구성도,
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 의한 차량의 제어장치에 사용하는 차량속도제어기(SC)의 연산처리부(100) 및 입출력제어부(110)의 하드웨어구성도,
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 의한 차량의 제어장치에 사용하는 차량속도제어기(SC)의 하드웨어구성과 소프트웨어구성을 나타내는 블록도,
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 의한 차량의 제어장치에 사용하는 프로세서 (102)의 내부구성을 나타내는 블록도,
도 6은 본 발명의 일 실시형태에 의한 차량의 제어장치에 사용하는 공유 오브젝트의 작성처리의 내용을 나타내는 플로우차트,
도 7은 본 발명의 일 실시형태에 의한 차량의 제어장치에 사용하는 공유 오브젝트의 등록처리의 내용을 나타내는 플로우차트,
도 8은 본 발명의 일 실시형태에 의한 차량의 제어장치에 사용하는 공유 오브젝트의 참조처리의 내용을 나타내는 플로우차트,
도 9는 본 발명의 일 실시형태에 의한 차량의 제어장치에 사용하는 차량속도제어기(SC)의 하드웨어구성과 소프트웨어구성을 나타내는 블록도,
도 10은 본 발명의 일 실시형태에 의한 차량의 제어장치에 설치한 차량속도 제어장치의 처리내용을 나타내는 플로우차트,
도 11은 본 발명의 일 실시형태에 의한 차량의 제어장치에 설치한 차량속도 제어장치의 처리내용을 나타내는 플로우차트이다.
그러나 종래의 차량의 제어장치를 사용하여 실제의 도로상에서 실주행을 행한 바, 도로상황에 따라 제어성능이 저하하는 것이 있음이 판명되었다. 예를 들면 도로가 커브져 있는 경우나, 언덕길에 다다렀을 경우에 있어서, 종래의 차량의 제어장치에서는 차속의 변화 등에 의하여 실제의 도로상황의 변화를 검지하고 나서 차간 거리의 제어나 차속의 제어를 개시하기 때문에 제어개시가 늦어져 실제로 적정한 제어에 이르기까지의 타임러그가 발생하게 된다. 그 결과 원활한 차량의 제어를 행할 수 없다는 문제가 있음이 판명되었다. 예를 들면 오르막 언덕길에서는,언덕길에 이르면 속도가 저하하고, 그 속도저하를 검출하고 나서 속도를 증가하도록 제어하게 되어 차속을 일정하게 유지할 수 없는 경우가 있다. 특히 오름 구배가 급할 수록 응답의 지연이 눈에 띄게 된다. 또 커브에서는 속도를 저하할 필요가 있음에도 불구하고 실제의 속도저하까지의 타임러그가 발생한다.
그래서 본 발명자들은 카 네비게이션으로 대표되는 위치정보 표시장치가 가지고 있는 도로의 커브나 언덕길 데이터를 사용하여, 도로상황의 변화를 사전에 예측함으로써, 차량의 제어장치의 제어성을 향상시키는 방식의 검토를 행하였다. 그 때문에 위치정보 표시장치와 차량의 제어장치를 연휴시켜 각각의 장치의 정보를 공유화하는 방식에 대하여 검토하였다. 이들 다른 기능을 가지는 복수개의 장치의 정보를 공유화하는 경우, 복수개의 장치 사이를 접속하는 통신선을 적게 하기 위해서는직렬통신으로 동시 공용화를 도모하는 방식이 검토되었다.
그러나 복수개의 장치의 정보를 공유화하기 위하여 직렬통신을 사용하면 정보를 공유화하기 위한 태스크가 필요하게 된다. 특히 고도의 운전지원을 겨냥한 시스템에 있어서는, 공유할 필요가 있는 정보가 많아져, 직렬통신을 사용하는 경우에는 정보를 공유화하기 위한 통신 태스크가 개개의 장치 본래의 기능을 실현하는 데 필요한 태스크보다 길어져 정보를 공유한 제어를 행할 수 없다는 문제가 있음이 판명되었다.
본 발명의 목적은 복수의 장치에 있어서 정보를 공유하는 것을 가능하게 하여 제어성이 향상된 차량의 제어장치를 제공하는 것에 있다.
(1) 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 복수개의 오퍼레이팅시스템과,이들 복수개의 오퍼레이팅시스템을 전환하는 0S 전환수단과, 상기 복수개의 오퍼레이팅시스템으로부터 참조 가능한 메모리자원을 가지는 공유 오프젝트를 구비하고, 공유 오브젝트는 적어도 도로정보를 공유하여 한쪽의 오퍼레이팅시스템의 어플리케이션이 등록한 도로정보를 다른쪽 오퍼레이팅시스템의 어플리케이션으로부터 참조 가능하게 한 것이다.
이와 같은 구성에 의하여 복수의 장치에 있어서 정보를 공유하는 것을 가능하게 하여 제어성을 향상할 수 있게 된다.
(2) 상기 (1)에 있어서, 바람직하게는 상기 공유 오브젝트는 한쪽의 오퍼레이팅시스템으로부터 도로정보를 상기 공유 오브젝트에 등록 또는 참조하고 있는 기간은, 다른쪽의 오퍼레이팅시스템으로부터 상기 공유 오브젝트에 도로정보를 등록 또는 참조하는 것을 금지하도록 한 것이다.
이와 같은 구성에 의하여 다른쪽의 오퍼레이팅시스템에 의한 공유 오브젝트의 도로정보의 등록 또는 참조시의 부정정보의 참조를 방지할 수 있게 된다.
(3) 상기 (1)에 있어서, 바람직하게는 상기 공유 오브젝트는 한쪽의 오퍼레이팅시스템으로부터 도로정보를 상기 공유 오브젝트에 정보를 등록 또는 참조하였을 때, 다른쪽의 오퍼레이팅시스템의 어플리케이션에 상기 공유 오브젝트의 도로정보가 등록 또는 참조된 것을 통지하도록 한 것이다.
이와 같은 구성에 의하여 다른쪽의 오퍼레이팅시스템의 어플리케이션은 도로정보의 갱신을 인식할 수 있게 된다.
(4) 상기 (1)에 있어서, 바람직하게는 한쪽의 오퍼레이팅시스템의 어플리케이션은 방송 또는 통신에 의하여 수신한 신호를 해석하고, 도로정보를 추출함과 동시에, 상기 공유 오브젝트에 도로정보를 등록하고, 다른쪽의 오퍼레이팅시스템의 어플리케이션은 상기 공유 오브젝트에 등록된 도로정보를 참조하여 자기차의 주행속도를 제어하도록 한 것이다.
(5) 상기 (4)에 있어서, 바람직하게는 한쪽의 오퍼레이팅시스템의 어플리케이션은 방송 내지 통신으로 수신한 신호를 해석하여 도로정보에 부대하는 정보를 추출함과 동시에, 상기 공유 오브젝트에 부대정보를 등록하고, 다른쪽의 오퍼레이팅시스템의 어플리케이션은 상기 공유 오브젝트에 등록된 도로정보 및 부대정보 및 자기차주위의 주행 환경정보를 참조하여 자기차의 주행속도를 제어하도록 한 것이다.
(6) 또 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 복수개의 오퍼레이팅시스템 (OS1, OS2)과, 상기 복수개의 오퍼레이팅시스템으로부터 참조 가능한 메모리자원을 가지는 공유 오브젝트(CO)를 구비하고, 공유 오브젝트(CO)는 적어도 도로정보를 공유하여 한쪽의 오퍼레이팅시스템의 어플리케이션이 등록한 도로정보를 다른쪽의 오퍼레이팅시스템의 어플리케이션으로부터 참조 가능하게 한 것이다.
(7) 상기 (6)에 있어서, 바람직하게는 상기 공유 오브젝트(CO)는 한쪽의 오퍼레이팅시스템으로부터 도로정보를 상기 공유 오브젝트에 등록 또는 참조하고 있는 기간은, 다른쪽의 오퍼레이팅시스템으로부터 상기 공유 오브젝트에 도로정보를 등록 또는 참조하는 것을 금지하도록 한 것이다.
(8) 상기 (6)에 있어서, 바람직하게는 상기 공유 오브젝트(CO)는 한쪽의 오퍼레이팅시스템으로부터 도로정보를 상기 공유 오브젝트에 정보를 등록 또는 참조하였을 때, 다른쪽의 오퍼레이팅시스템의 어플리케이션에 상기 공유 오브젝트의 도로정보가 등록 또는 참조된 것을 통지하도록 한 것이다.
(9) 상기 (6)에 있어서, 바람직하게는 한쪽의 오퍼레이팅시스템의 어플리케이션은 방송 또는 통신에 의하여 수신한 신호를 해석하여 도로정보를 추출함과 동시에, 상기 공유 오브젝트에 도로정보를 등록하고, 다른쪽의 오퍼레이팅시스템의 어플리케이션은 상기 공유 오브젝트에 등록된 도로정보를 참조하여 자기차의 주행속도를 제어하도록 한 것이다.
(10) 상기 (9)에 있어서, 바람직하게는 한쪽의 오퍼레이팅시스템의 어플리케이션은 방송내지 통신으로 수신한 신호를 해석하여 도로정보에 부대하는 정보를 추출함과 동시에, 상기 공유 오브젝트에 부대정보를 등록하고, 다른쪽의 오퍼레이팅시스템의 어플리케이션은 상기 공유 오브젝트에 등록된 도로정보 및 부대정보 및 자기차 주위의 주행 환경정보를 참조하여 자기차의 주행속도를 제어하도록 한 것이다.
이하, 도 1 내지 도 11을 사용하여 본 발명의 일 실시형태에 의한 차량의 제어장치의 구성에 대하여 설명한다.
최초로, 도 1을 사용하여 본 실시형태에 의한 차량의 제어장치의 시스템구성에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 의한 차량의 제어장치의 구성을 나타내는 시스템구성도이다.
차량속도제어기(SC), 레이더센서(RS), 엔진제어기(EC), 브레이크제어기(BC), 변속기제어기(TC)는 서로 로컬에어리어네트워크(LAN)를 거쳐 접속되어 있고, 서로 제어신호나 데이터를 송수신한다.
레이더센서(RS)는 선행차와 자기차와의 차간 거리와, 선행차와 자기차와의 상대속도를 검출한다. 레이더센서(RS)는 검출한 차간 거리와 상대속도를 로컬에어리어네트워크(LAN)를 거쳐 차량속도제어기(SC)에 송신한다.
차량속도제어기(SC)는, 도 2를 사용하여 뒤에서 설명하는 바와 같이 차륜 속도센서를 구비하고 있어, 자기차 속도를 검출한다. 또 차량속도제어기(SC)는 목표차간 거리 설정수단(SET)을 사용하여 운전자의 조작에 의하여 설정된 목표차간 거리를 도입한다. 차량속도제어기(SC)는 도 2를 사용하여 뒤에서 설명하는 바와 같이 카 네비게이션과 같은 위치정보 표시수단을 구비하고 있어, 도로의 커브나 언덕길 등의 도로정보를 위치정보 표시수단과 공유하고 있다.
차량속도제어기(SC)는 레이더센서(RS)로부터 송신된 차간 거리, 상대속도와, 차륜 속도센서에 의하여 검출된 자기차 속도와, 설정수단(SET)에 의하여 설정된 목표차간 거리와, 위치정보 표시수단과 공유하고 있는 도로정보에 의거하여 목표속도를 산출한다. 또 차량속도제어기(SC)는 산출된 목표속도와 자기차 속도에 의거하여 목표 토오크를 산출하여, 엔진제어기(EC)와 브레이크제어기(BC)에 각각 목표 토오크지령을 송신한다. 또 차량속도제어기(SC)는 기어비를 변경할 필요가 있으면 변속기제어기(TC)에 기어변경지령을 송신한다.
엔진제어기(EC)는 차량속도제어기(SC)로부터 송신된 목표 토오크지령에 의거하여 목표 토오크가 양(正)일 때에는 전자제어스로틀(12)의 개방도나, 연료분사밸브 (14)로부터 분사되는 연료량이나 점화플러그(16)의 점화 타이밍을 적절하게 조작하여 엔진토오크를 제어한다.
브레이크제어기(BC)는 차량속도제어기(SC)로부터 송신된 목표 토오크지령에 의거하여 목표 토오크가 음(負)일 때에 유압펌프(21)나 비례 솔레노이드밸브(22)를 조작하여 차륜의 브레이크토오크를 제어한다. 밸브(23)는 비례 솔레노이드밸브로 조정되는 자동 브레이크유압과, 운전자가 브레이크페달(24)을 조작함으로써 마스터 실린더(25)로부터 가해지는 풋브레이크유압 중, 어느 하나의 큰 유압을 ABS(26)를 거쳐 브레이크기구(27)에 전달하여, 브레이크(28)를 제어한다. 브레이크유압센서 (28)는 브레이크기구(27)에 걸리는 브레이크유압을 검출한다. 브레이크제어기(BC)는 브레이크유압센서(14)에 의하여 검출된 브레이크유압의 값을 참조하여 비례 솔레노이드밸브(22)를 피드백제어한다. 또 브레이크제어기(BC)는 차량속도제어기(SC)에 의하여 검출되어, 로컬에어리어네트워크(LAN)를 거쳐 보내진 4개의 차륜의 차륜속도 데이터 에 의거하여 브레이크의 록상태를 검출하면 차륜록의 해제지령을 ABS(26)에 출력한다. ABS(26)는 차륜록의 해제지령에 의거하여 4개의 브레이크기구(27)를 제어하여 차륜록을 해제한다.
변속기제어기(TC)는 차량속도제어기(SC)로부터 송신된 기어변경지령에 의거하여 자동변속기를 제어한다.
다음에 도 2를 사용하여, 본 실시형태에 의한 차량의 제어장치에 사용하는 차량속도제어기(SC)의 시스템구성에 대하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 의한 차량의 제어장치에 사용하는 차량속도제어기(SC)의 구성을 나타내는 시스템구성도이다.
본 실시형태에 의한 차량속도제어기(SC)는 카 네비게이션과 같은 위치정보 표시수단과, 차간 거리를 제어하는 차속 제어수단의 적어도 2개의 기능을 가지고 있고, 각각의 기능에 대응한 오퍼레이팅시스템(OS)을 탑재하고 있다. 또한 차량속도제어기(SC)는 2개의 OS 이외에도 OS를 구비하고 있으나, 적어도 위치정보 표시수단의 0S와, 차속 제어수단(0S)은 도로정보 등의 위치정보를 공유하는 것이다.
차량속도제어기(SC)는 연산처리부(100)와, 입출력제어부(110)를 구비하고 있다.
연산처리부(100)는 위치를 측정하기 위한 각종 센서[차륜 속도센서(150), 방위센서(155), 자이로(160), GPS 수신장치(165)]으로부터 출력되는 센서정보로부터 현재위치를 검출한다. 그리고 얻어진 현재위치정보를 기초로 지도표시에 필요한 지도메시데이터를 지도 데이터베이스(125)로부터 판독하여 지도 데이터를 그래픽 전개한다. 이 지도 데이터에 현재지를 나타내는 마크를 겹쳐, 디스플레이(120)에 표시하는 현재위치표시를 디스플레이(120)에 표시한다. 또 연산처리부(100)는 사용자로부터 지시된 목적지와 현재지를 연결하는 최적의 경로를 탐색하고, 그 경로를 지도에 겹쳐 디스플레이(120)에 표시하여 유저를 목적지로 유도하는 경로유도를 실행한다. 또한 연산처리부(100)는 사용자가 필요로 하는 동적정보를 정보서비스센터에 문의하여 얻어진 동적정보를 디스플레이(120)에 표시한다. 이상과 같이 연산처리부 (100)는 카 네비게이션과 같은 위치정보 표시수단으로서의 기능을 가지고 있어, 도 4를 사용하여 뒤에서 설명하는 바와 같이 이 기능을 달성하기 위한 제 1의 0S를 구비하고 있다.
또 연산처리부(100)는 레이더센서(RS)로부터 송신된 차간 거리, 상대속도와, 차륜 속도센서에 의하여 검출된 자기차 속도와, 설정수단(SET)에 의하여 설정된 목표 차간 거리와, 위치정보 표시수단과 공유하고 있는 도로정보에 의거하여 목표속도를 산출한다. 그리고 차량속도제어기(SC)는 산출된 목표속도와 자기차 속도에 의거하여 목표 토오크를 산출하고, 엔진제어기(EC)와 브레이크제어기(BC)에 각각 목표 토오크지령을 송신한다. 또 차량속도제어기(SC)는 기어비를 변경할 필요가 있으면 변속기제어기(TC)에 기어변경지령을 송신한다. 이상과 같이 연산처리부(100)는 차속제어수단으로서의 기능을 가지고 있어, 도 4를 사용하여 뒤에서 설명하는 바와 같이 이 기능을 달성하기 위한 제 2의 OS를 구비하고 있다.
입출력제어부(110)는 연산처리부(100)와 주변 장치를 접속하는 유닛이고, 주변 장치의 인터페이스에 따른 I/0를 구비한다. 입출력제어부(110)의 상세에 대해서는 도 3을 사용하여 뒤에서 설명한다. 입출력제어부(110)에는 디스플레이(120), 지도 데이터베이스(125), 음성 입출력장치(130), 입력장치(135), LAN 장치(140), 통신장치(145), 차륜 속도센서(150), 방위센서(155), 자이로(160), GPS수신장치(165), 방송수신장치(170)가 접속되어 있다.
디스플레이(120)는 입출력제어부(110)에서 생성된 그래픽스정보를 표시하는 유닛이고, CRT나 액정디스플레이로 구성된다. 또 연산처리부(100)와 디스플레이 (120) 사이의 신호(S1)는 RGB 신호나 NTSC(National Television System Committee)신호이다.
통신장치(145)는 공중회선망이나 전용회선망과 접속하여 쌍방향 통신하기 위한 장치이고, 공중회선망에 접속하기 위한 기기로서 휴대전화나 PHS 등이, 전용회선망으로서 MCA 무선 등이 있다. 또 유료도로의 요금이나 통행세를 징수하기 위하여 설치가 진행되고 있는 ETC(자동요금 징수시스템)라는 DSRC(단거리 스폿통신)도 여기에 포함된다. 통신장치(145)를 거쳐 차량탑재용 네비게이션수단으로부터 인터넷에 접속함으로써 매우 풍부한 최신 콘텐츠를 차내에 도입할 수 있다. 콘텐츠의 예로서 자기차량이 위치하는 장소의 반경 2km내의 지도 메시데이터, 안내정보, 검색정보, 도로구배, 도로의 곡율반경, 교차점의 위치를 포함하는 지도정보가 있다.
방송수신장치(170)는 지상에 설치된 방송국이나 위성으로부터 보내지는 방송파를 수신하기 위한 장치이다. 방송파는 크게 아날로그방송과 디지털방송으로 분리되어, 주로 디지털방송으로 수신한 내용을 수신기에서 디코드하여 연산처리부(100)에서 필터링처리함으로써 필요한 정보를 추출한다.
지도 데이터베이스(125)는 CD-ROM이나 DVD-ROM, DVD-RAM, IC 카드, 하드디스크라는 대용량 기억매체로 구성된다. 지도 데이터베이스는 지도표시에서 필요로 하는 지도 메시데이터, 안내정보, 검색정보 등을 저장하고 있다. 또통신장치(145)나 방송수신장치(170)를 거쳐 차량 외부로부터 지도 메시데이터, 안내정보, 검색정보나, 차량제어에서 필요로 하는 도로구배, 도로의 곡율반경, 목표지점까지의 거리 등을 기록하고, 또는 수시 갱신하여 저장하고 있다.
음성 입출력장치(130)는 경로유도 등에 있어서 연산처리부(100)가 생성한 사용자에게의 메시지(예를 들면 유도 안내음성)를 음성신호로 변환한다. 또 음성 입출력장치(130)는 사용자가 발한 소리를 음성인식하고, 그 인식결과를 연산처리부 (130)에 전송한다. 또한 음성 입출력장치(130)는 음성신호를 디지털신호로 변환하는 기능만 탑재하고, 음성인식은 연산처리부(100)에서 실행하여도 좋은 것이다.
입력장치(135)는 사용자로부터의 지시를 접수하는 유닛이고, 스크롤키나 축척변경키 등의 하드스위치, 조이스틱 및 디스플레이상에 설치된 터치패널, 스티어링에 설치된 세트, 리듐, 취소, 차간 거리설정 스위치 등으로 구성한다. 또 적외선으로 통신하는 원격제어기이어도 좋다.
LAN 장치(140)는 차량내에 설치된 여러가지 기기와 쌍방향 통신하기 위한 장치이다. LAN은 그 용도별로 다른 LAN에 접속하는 것이 일반적이고, 정보계, 제어계, 전장계, 진단계로 분류할 수 있다. 또 각각의 용도에서 요구되는 전송속도나 품질이 다르기 때문에, 복수방식의 LAN을 탑재하여도 좋다.
차량탑재 네비게이션수단으로 위치를 검출하기 위하여 사용하는 센서는 차륜의 원주와 계측되는 차륜의 회전수의 곱으로부터 거리를 측정하고, 또한 쌍이 되는 차륜의 회전수의 차로부터 이동체가 구부러진 각도를 계측하는 차륜 속도센서(150)나, 지구가 유지하고 있는 자장을 검지하여 이동체가 향하고 있는 방위각을 검출하는 방위센서(155)나, 광파이버자이로나 진동자이로라는 이동체가 회전한 각도를 검출하는 자이로(160)나, GPS 위성으로부터의 신호를 수신하고 이동체와 GPS 위성 사이의 거리와 거리의 변화율을 3개 이상의 위성에 대하여 측정함으로써 이동체의 현재위치, 이동속도 및 이동방위를 측정하는 GPS 수신장치(165) 등으로 구성한다. 또한 위치검출에는 모든 센서가 필수는 아니고, 각각의 센서 단독 내지 조합이어도 좋다.
다음에 도 3을 사용하여 본 실시형태에 의한 차량의 제어장치에 사용하는 차량속도제어기(SC)의 연산처리부(100) 및 입출력제어부(110)의 하드웨어구성에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 의한 차량의 제어장치에 사용하는 차량속도제어기(SC)의 연산처리부(100) 및 입출력제어부(110)의 하드웨어구성도이다.
입출력제어부(110)는 연산처리부(100)와 주변 장치를 접속하는 유닛이고, 주변 장치의 인터페이스에 따른 I/0를 구비하고 있다. I/0에는 A/D 변환기(111), SCI(Serial Communication Interface)(112), PIO(병렬 Input Output)(113), 카운터(114), 묘획제어기(115) 등이 있다. A/D 변환기(111)는 입력된 아날로그신호를 디지털신호로 변환한다. SCI(112)는 소정의 통신속도로 시계열적으로 통신하는 직렬신호를 병렬신호로, 병렬신호를 직렬신호로 변환한다. PI0(113)는 병렬신호를 소정의 타이밍으로 샘플링한다. 카운터(114)는 펄스신호를 적분함으로써 소정시간 단위로 입력된 펄스수를 카운트하고 있다. 묘획제어기(115)는 묘획 데이터를 화소정보로 고속으로 변환하고, 소정의 비트율로 디스플레이에 표시신호를 출력한다.
입출력제어부(110)는 프로세서버스(PB)를 거쳐 연산처리부(100)에 접속되어 있다. 또 주변 장치와의 입출력 동작완료 등을 통지하기 위하여 인터럽트 신호선 (IS)이 프로세서(112)에 대하여 출력된다. 도 3에서는 설명을 위하여 인터럽트 신호선(IS)과 프로세서버스(PB)가 신호선이도록 기재하고 있으나, 실제로는 인터럽트 신호선(IS)은 프로세서버스(PB)의 일부이다.
연산처리부(100)는 수치연산 및 각 장치를 제어한다는 여러가지 처리를 실행하는 프로세서(102)와, 지도 데이터, 검색 데이터, 연산 데이터라는 데이터류 및 처리프로그램을 저장하는 메모리(104)와, 고속으로 메모리와 메모리 사이 및 메모리와 각 장치 사이의 데이터전송을 실행하는 DMA(Direct Memory Access)(106)라는 장치에 의하여 구성되어 있다. 본 실시형태의 특징인 공유 오브젝트는 메모리(104)에 저장된다.
다음에 도 4를 사용하여, 본 실시형태에 의한 차량의 제어장치에 사용하는 차량속도제어기(SC)의 하드웨어구성과 소프트웨어구성의 관계에 대하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 의한 차량의 제어장치에 사용하는 차량속도제어기(SC)의 하드웨어구성과 소프트웨어구성을 나타내는 블록도이다.
프로세서(102)는 복수개의 오퍼레이팅시스템을 동작시키기 위한 마이크로프로세서이다. 메모리(104)는 오퍼레이팅시스템프로그램(OS1, OS2)과, 각 오퍼레이팅시스템상에서 동작하는 태스크프로그램(TA, TB, TC, TD, TE, TF)과, OS간 제어기능 프로그램(CONT)을 유지하고 있다.
오퍼레이팅시스템 프로그램(OS1, OS2)은 리스케줄러프로그램(OS1-R, OS2-R)과, 각 오퍼레이팅시스템을 위한 입출력 드라이버프로그램(OS1-D, OS2-D)과, 인터럽트 핸들러프로그램(OS1-I, OS2-I)을 가지고 있다.
OS간 제어기능 프로그램(CONT)은 공유 오브젝트(CO)와, OS 콘텍스트전환(OS-CH)을 가지고 있다. 공유 오브젝트(CO)는 OS간 공유메모리(CM)와, OS간 통신기능 (CoF)과, OS간 세마포르기능(CeF)을 가지고 있다. 또한 이들 프로그램은 프로세서 (102)에 의하여 판독되어 실행된다.
프로세서(102)는 인터럽트 신호선(IS)에 의하여 통지되는 외부 인터럽트 등으로부터의 내부 인터럽트를 마스크할 수 있는 기능을 구비하고 있다. 인터럽트 마스크란, 프로그램이 인터럽트 마스크를 해제할 때까지 특정한 인터럽트가 들어 가는 것을 지연시키는 기능이다. 일반적으로 인터럽트 마스크기능에는 다음의 3종류가 존재한다.
(1) 모든 인터럽트 마스크 : 모든 인터럽트를 마스크한다.
(2) 개별 인터럽트 마스크 : 개개의 인터럽트를 각각 마스크할 수 있도록 한다.
(3) 인터럽트 레벨마스크 : 각 인터럽트에 레벨을 설정하여, 지정레벨 이하의 인터럽트를 마스크한다.
프로세서(102)의 종류에 따라, 상기 (1), (2)의 조합, 또는 (1), (3)의 조합 중 어느 하나를 장비하는 것이 많은 것이다. 후자의 조합을 장비하는 프로세서를 채용하는 경우, 대응하는 입출력장치의 중요성이나 최소 응답시간에 따라 인터럽트레벨을 할당하게 된다.
본 실시형태에 의한 차량속도제어기(SC)는 2개의 오퍼레이팅시스템(OS1, OS2)을 병렬로 동작시킨다. 오퍼레이팅시스템(OS1, OS2)은 각자에게 할당된 메모리 및 프로세서 자원을 사용하여 태스크(TA, ···, TF)를 실행한다. 또한 도면 중에서는 오퍼레이팅시스템수가 2개, 전 태스크수가 6개인 예를 나타내고 있으나, 이들수치보다도 많은, 또는 적은 오퍼레이팅시스템, 태스크를 설치하는 것도 가능하다. 본 실시형태에서는 오퍼레이팅시스템상의 태스크수의 동적인 변경은 상정하지 않으나, 각 오퍼레이팅시스템이 동적으로 태스크생성·삭제를 행하는 것은 가능하다. 또 오퍼레이팅시스템(OS1, OS2)의 조합은 어떠한 종류이어도 좋고, 예를 들면 한쪽을 단기동 주기의 리얼타임 OS(예 : 기동주기 1O[ms]), 다른쪽을 장기동 주기의 리얼타임 OS(예 : 기동주기 1OO[ms])으로 한다. 또 설명의 편의상, 제 2 오퍼레이팅시스템(OS2)의 우선순위는 제 1 오퍼레이팅시스템(OS2)보다 우선순위가 높다고 가정한다. 이 가정에서는 제 2 오퍼레이팅시스템(OS2) 중 어느 하나의 태스크가 실행상태인 경우는 제 2 오퍼레이팅시스템(OS2)이 프로세서 자원을 사용하여 제 2 오퍼레이팅시스템(OS2)의 모든 태스크가 아이들상태 또는 웨이트상태인 경우는 제 1 오퍼레이팅시스템(0S1)에 콘텍스트가 전환되고 프로세서 자원을 사용한다.
오퍼레이팅시스템(OS1, OS2)의 입출력 드라이버(OS1-D, OS2-D)는 입출력장치와의 사이에서 데이터입출력을 처리한다. 입출력 드라이버(OS1-D, OS2-D)는 각 태스크로부터 입출력장치를 제어하기 위한 인터페이스를 제공하고, 입출력장치를 판독기록함으로써 데이터 입출력하거나, 입출력장치를 제어한다는 기능을 제공한다.
인터럽트핸들러(OS1-I, OS2-I)는 입출력장치로부터의 인터럽트 요구를 받는다. 인터럽트 핸들러(OS1-I, OS2-I)는 인터럽트의 종류별로 호출되어, 사용자가 정의한 인터럽트 처리프로그램을 실행한다.
리스케줄러(208, 209)는 태스크의 생성·삭제·정지·재개나, 외부 인터럽트·내부 인터럽트에 따라 태스크전환을 행하지 않으면 안되는 경우에 기동된다. 리스케줄러는 직전에 실행하고 있던 태스크의 실행환경(프로그램 카운터, 스테이터레지스터, 범용레지스터 등)을 태스크 관리테이블에 저장하고, 새롭게 실행해야 할 태스크를 결정하고, 그 태스크의 실행환경을 태스크관리테이블로부터 인출하여 각 레지스터에 설정함으로써 선택한 태스크를 실행한다.
OS간 제어기능(CONT)은 제 1 오퍼레이팅시스템(OS1) 및 제 2 오퍼레이팅시스템(OS2)을 하나의 프로세서(102)상에서 연휴하면서 동작시키기 위한 것이다. OS간 제어기능(CONT)은 공유 오브젝트(CO)와, OS 콘텍스트전환(OSCH)을 구비하고 있다. 공유 오브젝트(CO)는 복수의 오퍼레이팅시스템상에서 동작하는 복수의 태스크로부터 모든 태스크가 공유해야 할 정보의 배타(排他)관리나 동기처리를 실행하는 기능이다. 공유 오브젝트(CO)는 OS간 공유메모리(CM)와, OS간 통신기능(CoF)과, OS간 세마포르기능(CeF)을 구비하고 있다. OS간 공유메모리(CM)는 제 1 오퍼레이팅시스템 (OS1)과 제 2 오퍼레이팅시스템(OS2) 사이의 양자로부터 엑세스 가능한 메모리이다. OS간 통신기능(CoF)은 제 1 오퍼레이팅시스템(OS1)과 제 2 오퍼레이팅시스템 (OS2) 사이에서 메시지전송을 행하는 것이다. OS간 세마포르기능(CeF)은 제 1 오퍼레이팅시스템(OS1)과 제 2 오퍼레이팅시스템(OS2) 사이에서, 배타제어 및 동기를 실현하는 것이다. 또 OS 콘텍스트전환(218)은 제 1 오퍼레이팅시스템(OS1)과 제 2 오퍼레이팅시스템(OS2)의 실행환경을 전환하는 것이다.
차량속도제어기(SC)에 있어서, 공유 오브젝트(C0)가 관리하는 정보는 예를 들면 자기차량의 현재위치나, 목적지, 경유지라는 노드단위로 관리해야 할 위치정보나, 지체정보나 소정지점까지의 경로정보라는 링크단위로 관리해야 할 위치정보나, 위치정보와 그것에 부가된 정적정보·동적정보나, 자기차량 주위의 정보인 차간 거리나, 상대속도나, 자기차 속도 등이 있다. 정적정보란, 시설의 명칭이나 서비스내용이라는 시간에 의하여 변화하지 않는 정보이다. 동적정보란, 영업시간이나 주차장의 만공(滿空)정보라는 시간과 함께 변화되는 정보이다. 또한 공유 오브젝트에 등록하는 정보는 이들에 한정된 것이 아니라, 다양한 정보를 등록·참조하는 것이 가능하다.
그런데, 복수의 오퍼레이팅시스템으로부터 0S간 공유메모리를 참조할 때, 다음과 같은 문제가 발생한다. 제 1로, 예를 들면 제 1 오퍼레이팅시스템(0S1)상에서 실행되는 어플리케이션으로부터 정보등록을 하고 있는 도중에 0S 콘텍스트전환이 발생하고, 제 2 오퍼레이팅시스템(OS2)상에서 실행되는 어플리케이션으로부터 동일정보를 참조하려고 하는 경우, 정보의 등록이 중도중단으로 잘못된 정보를 참조할 가능성이 있다.
제 2로, 제 1 오퍼레이팅시스템(OS1)상에서 실행되는 어플리케이션으로부터 정보등록을 하여도 제 2 오퍼레이팅시스템(OS2)상에서 실행 중의 어플리케이션이 정보갱신을 인식할 수 없게 된다. 제 3으로, 각각의 어플리케이션에 상기 기능을개별로 설치하면 새로운 정보를 복수의 오퍼레이팅시스템 사이에서 공유하려고 하였을 때 프로그램의 수정이 발생하여 개발공정수나 기간이 증가하게 된다.
따라서 본 실시형태에서는 상기한 문제를 해결하기 위하여 어플리케이션으로부터 복수의 오퍼레이팅시스템에서 공유해야 할 정보를 관리하는 공유 오브젝트 (C0)를 분리·독립시켜 복수의 오퍼레이팅시스템으로부터 동시에 공유 오브젝트 (C0)에의 등록·참조가 발생하여도 정보를 배타적으로 엑세스하는 기능이나, 공유 오브젝트에 등록이나 참조라는 작업을 하였을 때, 다른 어플리케이션에 정보등록이나 갱신이 되었다는 취지의 메시지를 통지하는 기능을 구비하도록 하고 있다. 이들 기능은 공유 오브젝트(C0)로부터 0S간 공유 메모리(CM), 0S간 통신기능(CoF), OS간 세마포르기능(CeF)을 조합하여 호출함으로써 실현한다.
공유 오브젝트(C0)에 엑세스하기 위한 인터페이스로서 각각의 오퍼레이팅시스템의 어플리케이션에 대하여 공유 오브젝트의 작성, 공유 오브젝트에의 등록, 공유오브젝트의 참조, 공유 오브젝트의 삭제라는 API(Application Programing Interface)를 사용하고 있다. 또 오브젝트마다의 엑세스를 실현하기 위하여 공유해야 할 오브젝트마다 다른 API를 설치하거나, 또는 API에 대한 인수로 오브젝트를 판별하도록 하고 있다. 이들 공통의 API를 사용하여 각 어플리케이션으로부터 공유 오브젝트에 엑세스한다.
공유 오브젝트(C0)의 0S간 공유 메모리(CM)는 오퍼레이팅시스템 사이에서 고속의 데이터교환을 실현하는 것을 목적으로 하여, 제 1 오퍼레이팅시스템(OS1)과 제 2 오퍼레이팅시스템(OS2)의 양자로부터 판독/기록이 가능한 것이다. OS간 통신기능(CoF)은 각 오퍼레이팅시스템에 대응하는 메시지큐를 준비하여 각 오퍼레이팅시스템 사이에서 메시지를 주고 받는다. OS간 세마포르기능(CeF)은 바이너리세마포르이고, 오퍼레이팅시스템 사이에서의 배타제어를 실현하기 위하여 사용한다. OS 콘텍스트전환(218)은 인터럽트 요구나 OS간 제어기능의 호출에 의하여 오퍼레이팅시스템의 전환이 필요하다고 판단되었을 때 콘텍스트를 전환한다.
다음에 도 5를 사용하여 본 실시형태에 의한 차량의 제어장치에 사용하는 프로세서(102)의 내부구성에 대하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 의한 차량의 제어장치에 사용하는 프로세서 (102)의 내부구성을 나타내는 블록도이다.
프로세서(102)는 캐시메모리(102A)와, CPU(102B)와, 범용레지스터(102C)와, 프로그램카운터(102D)와, 스테이터스레지스터(102E)와, 인터럽트제어기(102F)와, 타이머장치(102G)를 구비하고 있다. 캐시메모리(102A), CPU(102B), 범용레지스터 (102C), 프로그램카운터(102D), 스테이터스레지스터(102E)는 서로 데이터전송을 행하는 데이터버스(DaB) 및 어드레스지정을 행하는 어드레스버스(AdB)에 의하여 접속되고 있다.
캐시메모리(102A)는 메모리(104)상의 데이터 또는 명령을 일시적으로 저장하는 버퍼기억장치이다. CPU(102B)는 연산회로이고, 메모리(104) 또는 캐시메모리 (102A)상에 존재하는 명령을 순차 판독하여 실행한다. 명령실행에 있어서 연산결과를 일시적으로 유지하기 위한 범용 레지스터(102C)와, 실행명령 어드레스를 유지하는 프로그램카운터(102D)와, 실행상태를 유지하는 스테이터스레지스터(102E)가사용된다.
입출력제어부(110)로부터의 인터럽트 신호선(IS)과, 타이머장치(102G)는 인터럽트제어기(102F)에 접속된다. 인터럽트제어기(102F)는 CPU(102B)에 대하여 인터럽트 상태신호(ISS)를 생성한다. 인터럽트 상태신호(ISS)는 CPU(102B)에 대하여 현재어떠한 종류의 인터럽트가 발생하고 있는지를 나타내는 신호선이다. 통상 스테이터스레지스터(102E)는 현재의 인터럽트 마스크에 관한 정보를 가지고 있고, 인터럽트 상태신호(ISS)에서 지정되는 인터럽트를 받는지의 여부를 결정한다. 인터럽트를 접수하는 경우, 인터럽트제어기(102F)는 프로그램카운터(102D), 스테이터스레지스터(102E) 등의 값을 재기록하고, 대응하는 인터럽트 처리프로그램을 실행시킨다.
다음에 도 6을 사용하여 공유 오브젝트의 작성에 대하여 설명하고, 도 7을 사용하여 공유 오브젝트에의 등록에 대하여 설명하고, 도 8을 사용하여 공유 오브젝트의 참조에 대하여 설명한다.
제일 먼저 도 6을 사용하여 공유 오브젝트의 작성처리의 내용에 대하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시형태에 의한 차량의 제어장치에 사용하는 공유 오브젝트의 작성처리의 내용을 나타내는 플로우차트이다.
단계(s100)에 있어서, 제 2 오퍼레이팅시스템(OS2)은 지정된 공유 오브젝트의 속성이나, 필요한 메모리량에 의거하여 공유 오브젝트(C0)가 사용하는 0S간 공유메모리(CM)를 취득한다. 0S간 공유메모리(CM)는 공유메모리로서 할당된 메모리공간으로부터 미사용의 메모리공간을 색출하여 그 메모리구간을 상기 공유 오브젝트 (CO)에 할당한다.
단계(s110)에 있어서, 제 2 오퍼레이팅시스템(OS2)은 OS간 공유메모리(CM)를 취득할 수 있었는지의 여부를 판단하여, 취득할 수 있었던 경우에는 단계(s120)로 진행하고, 취득할 수 없었던 경우에는 단계(s140)로 진행한다. 예를 들면 빈 메모리공간이 부족하여 0S간 공유 메모리를 취득할 수 없었다는 에러가 발생한 경우는 에러처리(s14O)로 처리를 천이한다.
OS간 공유메모리(CM)의 취득이 성공하면, 단계(s120)에 있어서, 제 2 오퍼레이팅시스템(OS2)은 공유오브젝트(CM)를 배타적으로 관리하기 위한 OS간 세마포르 (CeF)를 작성한다. 여기서 사용하는 OS간 세마포르(CeF)는 바이너리세마포르이고, 복수의 오퍼레이팅시스템상의 하나의 태스크만 세마포르를 취득할 수 있다.
다음에, 단계(s130)에 있어서, 제 2 오퍼레이팅시스템(OS2)는 OS간 세마포르(CeF)가 세마포르를 작성할 수 있었는지의 여부를 판단한다. 세마포르를 작성할 수 있었을 경우는 단계(s150)로 진행하고, 실패한 경우는 에러처리(s140)로 천이한다.
단계(s110)의 판단에서 0S간 공유메모리를 취득할 수 있었던 경우나, 단계 (s130)의 판단에서 OS간 세마포르(CeF)를 작성할 수 없었던 경우에는 단계(s140)에 있어서 제 2 오퍼레이팅시스템(OS2)은 에러처리를 실행한다. 에러처리의 내용으로서는 취득한 자원을 해방한다. 여기서 해방하는 자원이란 OS간 공유메모리나 OS간 세마포르이다. 이들 자원을 해방함으로써 0S간 공유메모리나 0S간 세마포르에서사용하는 메모리자원이 누설되는 것을 방지한다.
단계(s130)의 판단에서 OS간 세마포르(CeF)를 작성할 수 있었던 경우에는 단계(s150)에 있어서, 제 2 오퍼레이팅시스템(OS2)은 작성한 공유 오브젝트(C0)에 정보를 등록 내지 참조하였을 때, 0S간 메시지통신으로 메시지를 송신할지를 판정한다. 여기서의 판정처리는 공유 오브젝트작성시의 입력 파라미터로부터 판정하여 메시지통신지가 입력되어 있는 경우는 통신요구 있음으로 판단한다. 통신요구 있음으로 판정된 경우는 단계(1007)로 진행하고, 없음으로 판정된 경우는 공유 오브젝트의 작성처리를 종료한다.
통신요구 있음으로 판정되면, 단계(s160)에 있어서 제 2 오퍼레이팅시스템 (OS2)은 공유 오브젝트(CO)에 정보를 등록 내지 참조하였을 때, 0S간 메시지통신으로 메시지송신하는 상대방의 태스크를 등록한다. 여기서 등록하는 태스크는 하나이어도 좋고, 복수이어도 좋다.
또한 상기한 설명에서는 공유 오브젝트작성시에 공유 오브젝트에 정보를 등록 내지 참조하였을 때, 0S간 메시지통신으로 메시지송신하는 상대방의 태스크를 등록하는 것으로서 설명하였으나, 다시 공유 오브젝트에 정보를 등록 내지 참조하는 어플리케이션으로부터 메시지를 통지하는 장치를 설정하는 구성이어도 좋다. 이에 의하여 공유 오브젝트작성후도 자유롭게 메시지 통지처를 설정할 수 있으므로, 기존의 어플리케이션의 수정 내지 위치정보를 등록·참조하는 어플리케이션을 새롭게 추가할 수 있게 된다.
또한 상기한 설명에서는 공유 오브젝트의 작성을 제 2 오퍼레이팅시스템(OS2)이 행하는 것으로 하고 있으나, 제 1 오퍼레이팅시스템(OS1)이 행하여도 좋다.
또 상기한 설명은, 공유 오브젝트(C0)의 작성처리에 대한 것이나, 공유 오브젝트의 삭제처리에서는 상기한 에러처리와 마찬가지로 공유 오브젝트가 사용하고 있는 0S간 공유메모리 및 0S간 세마포르를 해방하는 처리를 실행한다.
다음에 도 7을 사용하여 공유 오브젝트에의 등록처리에 대하여 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시형태에 의한 차량의 제어장치에 사용하는 공유 오브젝트의 등록처리의 내용을 나타내는 플로우차트이다.
단계(s200)에 있어서, 등록처리를 실행하는 오퍼레이팅시스템(예를 들면 제 1 오퍼레이팅시스템)은 등록하는 오브젝트 종별에 따라 대응하는 OS간 세마포르 (CeF)를 취득한다. 세마포르를 취득하는 방법에는 세마포르를 취득할 수 없을 때는 즉시 에러리턴하는 방법, 소정시간 취득할 수 없을 때는 에러리턴하는 방법, 취득할 수 있을 때까지 영원히 기다리는 방법 등이 있다. 여기서는 소정시간 취득할 수 없을 때는 에러리턴하는 방법을 채용하도록 하고 있다. 에러리턴한 경우는 공유 오브젝트에의 등록처리를 종료한다.
다음으로, 단계(s210)에 있어서, 등록처리를 실행하는 오퍼레이팅시스템은 등록하는 오브젝트 종별에 따라 0S간 공유메모리(CM)에 주어진 정보를 등록한다.
다음에, 단계(s220)에 있어서, 등록처리를 실행하는 오퍼레이팅시스템은 현재 등록처리 중인 공유 오브젝트에 있어서, 정보등록되었을 때에 메시지 통신해야 할 태스크가 등록되어 있는지를 판단한다. 등록되어 있지 않은 경우는 단계(s240)로 천이하고, 등록되어 있는 경우는 단계(s230)로 진행한다.
메시지통신해야 할 태스크가 등록되어 있는 경우에는, 단계(s230)에 있어서 등록처리를 실행하는 오퍼레이팅시스템은 등록되어 있는 1 내지 복수의 태스크에 공유 오브젝트에의 등록이 실행된 것을 메시지통신으로 통지한다. 여기서 등록한 태스크와 통지하는 태스크가 동일 오퍼레이팅시스템상에서 동작하고 있는 경우는, 그 오퍼레이팅시스템에 구비된 메시지통신을, 다른 오퍼레이팅시스템상에서 동작하고 있는 경우는 0S간 메시지통신을 사용한다.
다음으로 단계(s240)에 있어서, 등록처리를 실행하는 오퍼레이팅시스템은 단계(s200)에서 취득한 OS간 세마포르를 해방하고 공유 오브젝트에의 등록처리를 종료한다.
이상의 처리에 있어서, 단계(s210 내지 s230)의 처리가 실행 중은, OS간 세마포르기능(CeF)은 다른 OS로부터의 세마포르취득을 금지하도록 하고 있다. 따라서 예를 들면 제 1 오퍼레이팅시스템(0S1)상에서 실행되는 어플리케이션으로부터 정보등록을 하고 있는 도중에 OS 콘텍스트전환이 발생하고, 제 2 오퍼레이팅시스템 (OS2)상에서 실행되는 어플리케이션으로부터 동일정보를 참조하려고 하는 경우, 정보의 등록이 중도에서 중단하면 잘못된 정보를 참조하는 사태를 회피할 수 있다.
또 제 1 오퍼레이팅시스템(0S1)상에서 실행되는 어플리케이션으로부터 정보등록하면, 단계(s230)의 처리에 의하여 다른 태스크에 등록 메시지를 송신하도록 하고 있으므로, 제 2 오퍼레이팅시스템(OS2)상에서 실행 중인 장치가 정보갱신을 인식하는 것이 가능하게 된다.
또한 공유 오브젝트는 각각의 어플리케이션이 공유하고 있으므로, 새로운 정보를 복수의 오퍼레이팅시스템 사이에서 공유하려고 할 때에도 프로그램의 수정이 불필요하게 되어 개발공정수나 기간을 단축할 수 있다.
다음에 도 8을 사용하여 공유 오브젝트의 참조처리에 대하여 설명한다.
도 8은 본 발명의 일 실시형태에 의한 차량의 제어장치에 사용하는 공유 오브젝트의 참조처리의 내용을 나타내는 플로우차트이다.
단계(s300)에 있어서, 참조처리를 실행하는 오퍼레이팅시스템(예를 들면 제 1 오퍼레이팅시스템)은 참조하는 오브젝트 종별에 따라 대응하는 OS간 세마포르 (CeF)를 취득한다. 세마포르를 취득하는 방법으로는 세마포르를 취득할 수 없을 때는 즉시 에러리턴하는 방법, 소정시간 취득할 수 없을 때는 에러리턴하는 방법, 취득할 수 있을 때까지 영원히 기다리는 방법 등이 있다. 여기서는 소정시간 취득할 수 없을 때는 에러리턴하는 방법을 채용하도록 하고 있다. 에러리턴한 경우는 공유 오브젝트에의 참조처리를 종료한다.
다음에 단계(s310)에 있어서, 참조처리를 실행하는 오퍼레이팅시스템은 참조하는 오브젝트 종별에 따라 0S간 공유메모리(CM)에 주어진 정보를 참조한다.
다음에 단계(s320)에 있어서, 참조처리를 실행하는 오퍼레이팅시스템은 현재참조처리 중인 공유 오브젝트에 있어서, 정보참조되었을 때에 메시지통신해야 할 태스크가 등록되어 있는지를 판단한다. 등록되어 있지 않은 경우는 단계(s340)로 천이하고, 등록되어 있는 경우는 단계(s330)로 진행한다.
메시지통신해야 할 태스크가 등록되어 있는 경우에는 단계(s230)에 있어서,참조처리를 실행하는 오퍼레이팅시스템은 등록되어 있는 1 내지 복수의 태스크에 공유 오브젝트에의 참조가 실행된 것을 메시지통신으로 통지한다. 여기서 참조한 태스크와 통지하는 태스크가 동일 오퍼레이팅시스템상에서 동작하고 있는 경우는 그 오퍼레이팅시스템에 구비된 메시지통신을, 다른 오퍼레이팅시스템상에서 동작하고 있는 경우는 0S간 메시지통신을 사용한다.
다음에 단계(s340)에 있어서, 참조처리를 실행하는 오퍼레이팅시스템은 단계 (s300)에서 취득한 OS간 세마포르를 해방하고, 공유 오브젝트에의 참조처리를 종료한다.
이상의 처리에 있어서, 단계(s310 내지 s330)의 처리가 실행 중에는 OS간 세마포르기능(CeF)은 다른 OS로부터의 세마포르취득을 금지하도록 하고 있다. 따라서 예를 들면 제 1 오퍼레이팅시스템(0S1)상에서 실행되는 어플리케이션으로부터 정보의 참조을 한창 하고 있는 도중에는 0S 콘텍스트전환이 발생하여, 제 2 오퍼레이팅시스템(OS2)상에서 실행되는 어플리케이션으로부터 동일정보를 등록하려고 함으로써 잘 못된 정보를 참조하는 사태를 회피할 수 있다.
또 제 1 오퍼레이팅시스템(0S1)상에서 실행되는 어플리케이션으로부터 정보를 참조하면, 단계(s330)의 처리에 의하여 다른 태스크에 등록 메시지를 송신하도록 하고 있기 때문에, 제 2 오퍼레이팅시스템(OS2)상에서 실행 중인 어플리케이션이 정보의 참조를 인식하는 것이 가능하게 된다.
다음에 도 9 내지 도 11을 사용하여, 본 실시형태에 의한 차량의 제어장치의 구체예에 대하여 설명한다.
제일 먼저 도 9를 사용하여 본 실시형태에 의한 차량의 제어장치에 차량속도어플리케이션과 네비게이션어플리케이션을 설치한 경우의 본 실시형태에 의한 차량속도제어기(SC)의 하드웨어구성과 소프트웨어구성의 관계에 대하여 설명한다.
도 9는 본 발명의 일 실시형태에 의한 차량의 제어장치에 사용하는 차량속도제어기(SC)의 하드웨어구성과 소프트웨어구성을 나타내는 블록도이다. 또한 도 4와 동일부호는 동일부분을 나타내고 있다.
본 실시형태에서는 제 1 오퍼레이팅시스템(0S1)의 어플리케이션으로서, 차량속도어플리케이션(SCA)을 설치하고 있다. 또 제 2 오퍼레이팅시스템(OS2)의 어플리케이션으로서 네비게이션어플리케이션(NA)를 설치하고 있다. 제 1 오퍼레이팅시스템(OS1)은 주행제어를 고속·고신뢰로 행하기 위한 단순한 구성의 리얼타임 오퍼레이팅시스템이다. 제 2 오퍼레이팅시스템(OS2)은 카 네비게이션이라는 저속이나 복잡한 리얼타임처리를 요구하는 어플리케이션을 실행하기 위한 리얼타임 오퍼레이팅시스템이다.
네비게이션 기본기능(SCA-P)은 네비게이션어플리케이션에서 필요로 하는 기본기능을 구비한 라이브러리이다. 네비게이션 기본기능(SCA-P)에는 지도표시기능, 검색기능, 자기차 위치측정기능, 권장경로탐색기능, 권장경로유도기능 등을 구비하고 있다. 네비게이션어플리케이션(NA)은 위치정보나 사용자 조작정보를 해석하여 네비게이션 기본기능(SCA-P)을 호출함으로써 디스플레이나 음성이라는 출력 인터페이스를 거쳐 사용자에게 네비게이션정보를 제공한다. 도로정보매니저(NA-R)는 도로정보를 공유 오브젝트(C0)에 등록함과 동시에, 공유 오브젝트(C0)로부터 도로정보를 참조한다. 여기서 공유 오브젝트(C0)에 등록하는 정보는 차량위치의 도로구배나 도로의 곡율반경등의 도로정보나, 시설의 위치정보나 그것에 부대하는 정적/동적인 정보나, 도로지체정보나, 권장경로정보 등의 부대정보이다. 여기서 도로지체정보나 권장경로정보의 표현방법으로서, 위치정보점 열의 나열로 표현하는 방법이나, 선형상의 링크로 표현하는 방법 등, 여러가지 방법이 있다.
도로정보핸들러(SCA-R)는 도로정모매니저(NA-R)가 등록한 도로정보를 참조함과 동시에, 공유 오브젝트(C0)에 필요한 정보를 등록한다. 속도제어 기본기능 (SCA-P)은 차간 거리, 상대속도, 자기차 속도로부터 목표속도를 설정하나, 그때 도로정보핸들러(SCA-P)가 공유 오브젝트(CO)로부터 참조한 도로정보에 의거해서도 목표속도를 설정한다. 그리고 속도제어 기본기능(SCA-P)은 목표속도에 의거하여 목표 엔진토오크나 목표제동 토오크를 계산한다.
다음에 도 10 및 도 11을 사용하여, 본 실시형태에 의한 차량의 제어장치에 설치한 차량속도어플리케이션의 처리내용에 대하여 설명한다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 일 실시형태에 의한 차량의 제어장치에 설치한 차량속도어플리케이션의 처리내용을 나타내는 플로우차트이다. 또한 도 11의 단계 (s435)는 도 10의 단계(s430)로부터 계속되는 처리이다.
단계(s400)에 있어서, 차량속도어플리케이션(SCA)의 속도제어 기본기능(SCA-S)은 도 2에 나타낸 차륜 속도센서(150)의 출력에 의하여 자기차 속도(V0)를 취득한다.
다음에 단계(s405)에 있어서, 속도제어 기본기능(SCA-S)은 도 1에 나타낸 레이더센서(RS)의 출력에 의하여 상대속도(Vr)를 취득한다.
다음에 단계(s410)에 있어서, 속도제어 기본기능(SCA-S)은 목표차간 거리(Dr)를 설정한다. 선행차 속도는 자기차 속도(V0)와 상대속도(Vr)의 합으로부터 측정이 가능하다. 선행 차속도가 제로 이하일 때, 목표차간 거리(Dr)는 정지차간 거리로 설정한다. 선행차 속도가 제로 이상일 때는 자기차 속도(V0)에 따라 주행목표차간 거리(Dr)를 설정한다.
다음에 단계(s415)에 있어서, 차속제어 기본기능(SCA-S)은 측정차간 거리 (Dm)를 취득한다.
다음에 단계(s420)에 있어서, 속도제어 기본기능(SCA-S)은 직선로의 목표속도 (Vtmp)를 설정한다. 목표속도(Vtmp)의 설정은 이하의 수학식(1)에 의하여 계산된다.
여기서 ki, kp, kd는 제어정수이고, 소정의 값으로 설정되어 있다.
다음에 단계(s425)에 있어서, 도로정보핸들러(SCA-R)는 공유 오브젝트(C0b)의 0S간 공유메모리(CM)로부터 도로정보를 취득한다. 그리고 속도제어 기본기능(SCA-S)은 취득한 도로정보로부터 지금부터 주행하는 도로의 곡율반경(r)을 계산한다. 도로정보는 도로의 각 포인트(노드)의 좌표(위도경도의 좌표)이므로, 이들 노드를 연속적으로 연결함으로써 도로의 곡율을 구할 수 있다. 또 도로정보에는 도로의 각 포인트(노드)의 좌표 외에 표고(標高)도 포함되어 있으므로, 이들 노드를 연속적으로 연결함으로써 도로의 구배를 구할 수도 있다.
다음에 단계(s430)에 있어서, 속도제어 기본기능(SCA-S)은 곡률반경(r)으로부터 결정되는 보정속도(Vcoast)를 사용하여 이하의 수학식(2)로부터 목표속도(Vcmd)를 결정한다. 보정속도(Vcoast)는 도로의 곡율반경에 따라 감속하기 위한 속도의 보정분이다.
다음에 도 11의 단계(s435)에 있어서, 속도제어 기본기능(SCA-S)은 목표속도 (Vcmd)와, 자기차 속도(V0)로부터 목표 토오크(Tcmd)를 이하의 수학식(3)을 이용하여 산출한다.
여기서, Kj와 Kq는 각각 제어정수이고, 소정의 값으로 설정되어 있다.
다음에 단계(s440)에 있어서, 속도제어 기본기능(SCA-S)은 소정의 토오크 (Tth)와 목표 토오크(Tcmd)를 비교한다. 목표 토오크가 큰 경우에는 단계(s455) 이후의 처리로 진행하고, 목표 토오크가 작은 경우는 단계(s445) 이후의 처리로 진행한다.
목표 토오크가 작은 경우는 브레이크를 걸 필요가 있는 경우이고, 단계 (s445)에 있어서, 목표 엔진토오크를 도 1의 엔진제어기(EC)에 송신한다. 그 송신내용은 엔진의 회전수를 아이들회전수로 설정하는 목표 엔진토오크이다. 엔진제어기(EC)는 이 목표 엔진토오크에 따라 엔진을 제어한다.
다음에 단계(s440)에 있어서, 속도제어 기본기능(SCA-S)은 도 1의 브레이크제어기(BC)에 목표 토오크를 송신한다. 그 송신내용은 소정의 토오크(Tth)와 목표 토오크(Tcmd)가 일치하도록 하기 위한 브레이크의 걸림정도를 나타내는 토오크이다. 브레이크제어기(BC)는 이 목표 토오크에 따라 브레이크의 걸림정도를 제어한다.
한편, 목표 토오크가 큰 경우에는 단계(s455)에 있어서, 속도제어 기본기능 (SCA-S)은 엔진 회전수와 차륜 회전수로부터 현재의 변속비(n)를 계산한다.
다음에 단계(s460)에 있어서, 속도제어 기본기능(SCA-S)은 산출한 변속비(n)가 차량에 탑재하고 있는 변속기의 소정의 변속비와 동일한지의 여부로 변속 중을 판정한다. 변속 중인 경우에는 단계(s485)로 진행하고, 변속 중이 아닌 경우에는 단계(s465)로 진행한다.
변속 중이 아닌 경우에는, 단계(s465)에 있어서 속도제어 기본기능(SCA-S)은 차량에 탑재하고 있는 변속기의 기어비를 사용하고 각각의 기어를 사용한 경우의 목표 엔진 회전수를 계산한다.
다음에 단계(s470)에 있어서, 속도제어 기본기능(SCA-S)은 각각의 기어를 사용한 경우의 목표 엔진 토오크를 계산한다.
다음에 단계(s475)에 있어서, 속도제어 기본기능(SCA-S)은 목표 엔진 회전수와, 목표 엔진 토오크와, 엔진 열효율의 맵으로부터 각각의 기어비를 사용한 경우의 엔진 열효율을 검색한다. 그 중에서 엔진 열효율이 최량인 기어비와, 목표 엔진 회전수, 목표 엔진 토오크를 선택한다. 예를 들면 도 11의 단계(s475) 중에 나타낸 맵의 예에서는 1속의 기어비일 때 엔진 열효율은 20%, 2속의 기어비일 때 엔진 열효율은 30% 이므로, 엔진 열효율에 따른 기어비를 선택한다.
다음에 단계(s480)에 있어서, 속도제어 기본기능(SCA-S)은 변속기제어기(TC)에 기어비를 지령값으로서 송신한다.
다음에 단계(s485)에 있어서, 속도제어 기본기능(SCA-S)은 엔진 제어기(EC)에 목표 엔진 토오크를 지령값으로서 송신한다. 엔진 제어기(EC)는 수신한 목표 엔진 토오크에 의거하여 엔진을 제어한다. 또한 단계(s460)에서 변속 중이라고 판정한 경우, 엔진 제어기는 변속기제어기의 지령에 의거하여 동작하므로, 차간 거리 제어기로부터의 지령은 송신하지 않는 것이다. 그리고 단계(s485)가 실행된다.
다음에 단계(s490)에 있어서, 속도제어 기본기능(SCA-S)은 브레이크제어기에 목표 토오크(이 예에서는 자동 브레이크해제)의 지령을 송신한다.
이상의 설명에서는 도로정보 중의 곡율반경의 정보에 의거하여 주행속도를 제어하도록 하고 있으나, 다른 도로정보에 의거하여 주행속도를 제어하도록 하여도 좋은 것이다. 즉, 상기한 바와 같이 도로정보매니저(NA-R)는 도로정보를 공유 오브젝트(C0)에 등록함과 동시에, 공유 오브젝트(C0)로부터 도로정보를 참조한다. 여기서 공유 오브젝트(C0)에 등록하는 정보는 차량위치의 도로구배나 도로의 곡율반경 등의 도로정보나, 시설의 위치정보나 그것에 부대하는 정적/동적인 정보나, 도로지체정보나, 권장경로정보 등의 부대정보이다. 차량속도어플리케이션(SCA)은 공유 오브젝트 (CO)에 등록된 도로정보 중, 예를 들면 구배를 참조하여 자기차의 주행속도를 제어할 수도 있다.
또한 네비게이션어플리케이션(NA)는 방송수신장치(170)나 GPS 수신장치(160)와 같은 방송 또는 통신에 의하여 수신한 신호를 해석하여 도로정보를 추출함과 동시에, 도로정보에 부대하는 정보를 추출하여 공유 오브젝트(C0)에 부대정보를 등록한다. 차량속도제어 어플리케이션(SCA)은 공유 오브젝트(C0)에 등록된 도로정보 및 부대정보에 의거하여, 자기차의 주행속도를 제어할 수 있다. 또 공유 오브젝트 (CO)에 네비게이션어플리케이션(NA)이 등록한 자기차 주위의 주행 환경정보를 참조하여 자기차의 주행속도를 제어할 수도 있다.
또 이상의 설명에서는 ACC(차속제어)와 카 네비게이션과의 조합에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이 2개 이외에도 적용 가능하다. 예를 들면
1) 엔진제어(연료제어, 스로틀제어 등, 점화타이밍제어, EGR 제어 등),
2) 레이더제어(주파수제어, FFT, 트럭킹처리 등),
3) ACC제어(차속제어),
4) 브레이크제어(브레이크액 압력제어),
5) AT제어(솔레노이드 온/오프, 라인압력, 변속비 등),
6) 카 네비게이션,
7) 스티어링제어(전류, 유압, 스티어링토오크 등),
8) 카메라제어(초점거리, 조리개, 광량, 파장 등)의 적어도 2개 이상의 조합에 대해서도 적용 가능한 것이다.
이상 설명한 바와 같이 본 실시형태에서는 복수개의 장치가 가지는 기능을 하나의 장치로 실현하여 정보를 공유화하기 위한 통신 태스크를 설정하는 일 없이, 도로정보를 기초로 한 차량속도의 설정이 가능하게 되어 운전자에 대하여 보다 고도의 운전지원을 행하는 차량의 주행제어장치를 제공할 수 있다.
또 복수개의 오퍼레이팅시스템이 하나의 프로세서상에서 동작하는 위치정보 표시장치에 있어서, 공유 오브젝트를 사용함으로써 각각의 오퍼레이팅시스템에 설치된 어플리케이션으로부터 비동기로 도로정보를 등록, 참조할 수가 있기때문에, 다른 오퍼레이팅시스템사이에서 도로정보를 사용하여 연휴동작하는 어플리케이션을 용이하게 개발하는 것이 가능하게 된다. 공유 오브젝트를 도입함으로써 이들 기능이 실현되기 때문에 사용감이 좋은 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다.
또한 한쪽의 오퍼레이팅시스템의 어플리케이션으로부터 도로정보를 공유 오브젝트에 한창 등록·변경하고 있는 도중에 다른쪽의 오퍼레이팅시스템의 어플리케이션으로부터 도로정보를 공유 오브젝트에 등록 내지 참조를 금지하도록 동작하기 때문에 잘못된 위치정보를 참조하는 것을 회피하여 시스템의 신뢰성을 향상할 수 있다.
그리고 한쪽의 오퍼레이팅시스템의 어플리케이션으로부터 도로정보를 공유 오브젝트에 등록·갱신하였을 때, 복수의 오퍼레이팅시스템에서 동작하고 있는 어플리케이션에 대하여 도로정보의 등록, 참조를 통지하는 메시지를 송신하도록 동작하기 때문에, 메시지에 동기하여 즉시 도로정보를 참조할 수 있다는 리얼타임성이 개선됨과 동시에, 최소한의 프로세서부하로 상기 처리를 실행할 수 있다.
본 발명에 의하면 차량의 제어장치에 있어서, 복수의 장치에서 정보를 공유하는 것을 가능하게 하여 제어성을 향상할 수 있다.

Claims (10)

  1. 복수개의 오퍼레이팅시스템(0S1, 0S2)과;
    이들 복수개의 오퍼레이팅시스템을 전환하는 0S 전환수단(OS-CH)과;
    상기 복수개의 오퍼레이팅시스템으로부터 참조 가능한 메모리자원을 가지는 공유 오브젝트(CO)를 구비하고,
    공유 오브젝트(CO)는 적어도 도로정보를 공유하고, 한쪽의 오퍼레이팅시스템의 어플리케이션이 등록한 도로정보를, 다른쪽의 오퍼레이팅시스템의 어플리케이션으로부터 참조 가능한 것을 특징으로 하는 차량의 주행제어장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 공유 오브젝트(CO)는 한쪽의 오퍼레이팅시스템으로부터 도로정보를 상기공유 오브젝트에 등록 또는 참조하고 있는 기간은, 다른쪽의 오퍼레이팅시스템으로부터 상기 공유 오브젝트에 도로정보를 등록 또는 참조하는 것을 금지하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행제어장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 공유 오브젝트(CO)는 한쪽의 오퍼레이팅시스템으로부터 도로정보를 상기공유 오브젝트에 정보를 등록 또는 참조하였을 때, 다른쪽의 오퍼레이팅시스템의 어플리케이션에 상기 공유 오브젝트의 도로정보가 등록 또는 참조되었음을 통지하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행제어장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    한쪽의 오퍼레이팅시스템의 어플리케이션은 방송 또는 통신에 의하여 수신한 신호를 해석하여 도로정보를 추출함과 동시에, 상기 공유 오브젝트에 도로정보를 등록하고, 다른쪽의 오퍼레이팅시스템의 어플리케이션은 상기 공유 오브젝트에 등록된 도로정보를 참조하여 자기차의 주행속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행제어장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    한쪽의 오퍼레이팅시스템의 어플리케이션은 방송 내지 통신으로 수신한 신호를 해석하고, 도로정보에 부대하는 정보를 추출함과 동시에, 상기 공유 오브젝트에 부대정보를 등록하고, 다른쪽의 오퍼레이팅시스템의 어플리케이션은 상기 공유 오브젝트에 등록된 도로정보 및 부대정보 및 자기차 주위의 주행 환경정보를 참조하여 자기차의 주행속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행제어장치.
  6. 복수개의 오퍼레이팅시스템(0S1, OS2)과;
    상기 복수개의 오퍼레이팅시스템으로부터 참조 가능한 메모리자원을 가지는 공유 오브젝트(CO)를 구비하고,
    공유 오브젝트(CO)는 적어도 도로정보를 공유하고, 한쪽의 오퍼레이팅시스템의 어플리케이션이 등록한 도로정보를, 다른쪽의 오퍼레이팅시스템의 어플리케이션으로부터 참조 가능한 것을 특징으로 하는 차량의 주행제어장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 공유 오브젝트(CO)는 한쪽의 오퍼레이팅시스템으로부터 도로정보를 상기공유 오브젝트에 등록 또는 참조하고 있는 기간은 다른쪽의 오퍼레이팅시스템으로부터 상기 공유 오브젝트에 도로정보를 등록 또는 참조하는 것을 금지하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행제어장치.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 공유 오브젝트(CO)는 한쪽의 오퍼레이팅시스템으로부터 도로정보를 상기공유 오브젝트에 정보를 등록 또는 참조하였을 때, 다른쪽의 오퍼레이팅시스템의 어플리케이션에 상기 공유 오브젝트의 도로정보가 등록 또는 참조된 것을 통지하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행제어장치.
  9. 제 6항에 있어서,
    한쪽의 오퍼레이팅시스템의 어플리케이션은 방송 또는 통신에 의하여 수신한 신호를 해석하여 도로정보를 추출함과 동시에, 상기 공유 오브젝트에 도로정보를 등록하고, 다른쪽의 오퍼레이팅시스템의 어플리케이션은 상기 공유 오브젝트에 등록된 도로정보를 참조하여 자기차의 주행속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행제어장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    한쪽의 오퍼레이팅시스템의 어플리케이션은 방송 내지 통신에 의하여 수신한 신호를 해석하여 도로정보에 부대하는 정보를 추출함과 동시에, 상기 공유 오브젝트에 부대정보를 등록하고, 다른쪽의 오퍼레이팅시스템의 어플리케이션은 상기 공유 오브젝트에 등록된 도로정보 및 부대정보 및 자기차 주위의 주행 환경정보를 참조하여 자기차의 주행속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행제어장치.
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