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WO2019187203A1 - 制御装置、車両内通信システム、通信制御方法及びプログラム - Google Patents

制御装置、車両内通信システム、通信制御方法及びプログラム Download PDF

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WO2019187203A1
WO2019187203A1 PCT/JP2018/032193 JP2018032193W WO2019187203A1 WO 2019187203 A1 WO2019187203 A1 WO 2019187203A1 JP 2018032193 W JP2018032193 W JP 2018032193W WO 2019187203 A1 WO2019187203 A1 WO 2019187203A1
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WO
WIPO (PCT)
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control
ecu
vehicle
communication
entry
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English (en)
French (fr)
Inventor
康博 水越
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Priority to JP2020508945A priority patent/JP7124863B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/30Services specially adapted for particular environments, situations or purposes
    • H04W4/40Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for vehicles, e.g. vehicle-to-pedestrians [V2P]
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/28Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/2803Home automation networks
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/30Services specially adapted for particular environments, situations or purposes
    • H04W4/40Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for vehicles, e.g. vehicle-to-pedestrians [V2P]
    • H04W4/48Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for vehicles, e.g. vehicle-to-pedestrians [V2P] for in-vehicle communication

Definitions

  • the present invention is based on the priority claim of Japanese patent application: Japanese Patent Application No. 2018-061359 (filed on Mar. 28, 2018), the entire contents of which are incorporated herein by reference. Shall.
  • the present invention relates to a control device, an in-vehicle communication system, a communication control method, and a program.
  • Patent Document 1 discloses an in-vehicle gateway (referred to as a GW ECU) that performs protocol conversion between an ECU corresponding to CAN and an ECU corresponding to a communication protocol other than CAN. Further, in this document, the gateway monitors the voltage between the CAN compatible ECU and the gateway and the communication cycle from the CAN compatible ECU in order to prevent unauthorized messages from being relayed from the CAN compatible ECU to other protocol compatible ECUs. It is described.
  • CAN is an abbreviation for Controller Area Network
  • ECU is an abbreviation for Electronic Control Unit.
  • Patent Document 3 discloses a configuration for causing the repro function to rewrite a program stored in the memory of the ECU by transmitting update data to the repro function in the vehicle.
  • Repro is an abbreviation for reprogramming. *
  • Non-Patent Document 1 is a specification of an open flow switch used for constructing an SDN.
  • the in-vehicle network is not a single network, but a plurality of functions such as a powertrain system, a body control system, a multimedia system, an advanced driving support / automatic driving system, and the like.
  • An in-vehicle network has been established.
  • Each vehicle-mounted network is connected to an ECU responsible for each function.
  • these ECUs can add functions by program update (also called reprogramming) using update data as in Patent Document 3.
  • next-generation vehicles it is assumed that a larger number of ECUs are mounted and play a critical role represented by automatic driving in cooperation with each other. Naturally, it is considered that there are many cases where cooperation between ECUs is required by updating the ECU program represented by reprogramming.
  • communication in the vehicle is controlled by referring to the control entry and setting the control entry in a plurality of switches that relay packets input / output to / from an ECU mounted on the vehicle.
  • a control device is provided that includes a control unit that performs the operation of the control entry according to the content of updating the program of the ECU.
  • an in-vehicle communication system that includes a plurality of switches that relay packets input / output to / from an ECU mounted on a vehicle with reference to a control entry, and the control device described above.
  • communication in the vehicle is controlled by setting the control entry to a plurality of switches that relay packets input to and output from an ECU mounted on the vehicle with reference to the control entry.
  • a control device including a control unit for permitting connection of a device for updating the ECU program, and a step of operating the control entry in accordance with contents for updating the ECU program
  • a communication control method is provided. This method is associated with a specific machine called a control device that realizes in-vehicle communication by setting a control entry in a switch.
  • a computer program for realizing the functions of the control device described above is provided.
  • This program can be recorded on a computer-readable (non-transitory) storage medium. That is, the present invention can be embodied as a computer program product.
  • connection lines between blocks such as drawings referred to in the following description include both bidirectional and unidirectional directions.
  • the unidirectional arrow schematically shows the main signal (data) flow and does not exclude bidirectionality.
  • ports and interfaces at input / output connection points of each block in the figure they are not shown.
  • the present invention refers to a control entry and refers to a plurality of switches 20A to 20C mounted on a vehicle (hereinafter, switches 20A to 20C unless otherwise distinguished from the switch 20). This can be realized by the control device 10A that controls the above.
  • the plurality of switches 20 refer to control entries, and packets are input / output to / from ECUs 30A to 30D (hereinafter referred to as ECU 30 unless otherwise distinguished). Relay.
  • ECU 30 ECUs 30A to 30D
  • Relay Relay.
  • the number of ECUs 30 is described as four, but the number of ECUs is not limited to this.
  • control unit 11A controls communication within the vehicle by setting a control entry in the switch 20.
  • the ECUs 30 do not have to communicate with all other ECUs, as long as they can communicate with other ECUs and sensors related to their functions.
  • the control unit 11A logically divides the network constituted by the switches 20 into a plurality of domains (see FIG. 3).
  • the operation unit 12A performs operations such as addition, change, and deletion of the control entry according to the contents of reprogramming using update data for updating the ECU program.
  • the control unit 11A controls the switch 20 to divide the in-vehicle network into three networks of a powertrain system, a body control system, and a multimedia system. To do. Then, it is assumed that a function for blinking a hazard lamp is added in order to call attention to the following vehicle when rejoining the advanced driving support system (ADAS) side road by reprogramming.
  • ADAS advanced driving support system
  • the operation unit 12A operates the control entry so that each of the ECUs can transmit and receive a packet under a predetermined condition.
  • FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the in-vehicle communication system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 there is shown a configuration in which an open flow controller (OFC) 100 and a plurality of open flow switches (OFS) 200A to 200C are arranged in a vehicle.
  • OFC open flow controller
  • OFFS open flow switches
  • the OpenFlow switches 200A to 200C are referred to as OFS 200 unless otherwise distinguished.
  • the OFC 100 is a device equivalent to the OpenFlow controller described in Non-Patent Document 1, and corresponds to the control device 10A described above.
  • the OFS 200 selects a communication path according to the flow entry set from the OFC 100 and realizes communication between the ECU 30 and communication between the ECU 30 and the sensor.
  • the OFS 200 is connected in a ring shape. In this way, by connecting the OFS 200 in a ring shape, when a path is switched according to the flow type, or when a failure occurs in a link between any of the switches, a detour that does not go through that link Can be used as a backup path.
  • the OFS 200B is connected to a TCU (Tele-Communication Unit) 500, and can be connected to the configuration management function 600 on the cloud side via the TCU 500.
  • TCU Tele-Communication Unit
  • the configuration management function 600 on the cloud side communicates with the reprogramming unit 104 in the vehicle via the TCU 500, and manages the configuration of the vehicle represented by the version of the ECU 30.
  • the cloud-side configuration management function 600 transmits renewal data for updating the ECU program to the reprogramming unit 104 as necessary, and performs reprogramming.
  • the update data includes communication control information (a combination of ECUs for which communication is newly permitted or prohibited) along with reprogramming.
  • a flow entry or route information set in each OFS 200 may be transmitted instead of a combination of ECUs in which communication is newly permitted or prohibited.
  • the OFC 100 and OFS 200 are connected via a control channel indicated by a broken line in FIG.
  • ECU30 is an apparatus which controls each part of vehicles, such as an engine, an electric motor, a battery, and a transmission, for example.
  • the ECU 30 is assumed to correspond to either CAN or Ethernet.
  • FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of the in-vehicle communication system according to the first embodiment of the present invention.
  • the OFC 100 in FIG. 6 includes an OFS control unit 101, a reprogramming unit 104, and a network configuration storage unit (NW configuration storage unit) 103.
  • NW configuration storage unit NW configuration storage unit
  • the NW configuration storage unit 103 stores connection information of a plurality of OFSs 200 and information such as ECUs and sensors connected to the respective OFSs. If there is a difference in the communication band (data transfer rate) of the link between the OFSs 200, these pieces of information may be held in the NW configuration storage unit 103. By doing in this way, it becomes possible to make OFC100 calculate the path
  • the OFS control unit 101 refers to the NW configuration storage unit 103, creates a flow entry that realizes communication between the ECUs 30, and sets the flow entry in the OFS 200.
  • the OFC 100 does not need to create a flow entry each time. For example, some flow entries may be set at the time of vehicle shipment.
  • the OFC 100 may dynamically set an alternative route of the OFS control unit 101 and a route to a predetermined backup ECU. Since the basic operations of these OFC 100 and OFS 200 are described in Non-Patent Document 1, description thereof will be omitted.
  • the reprogramming unit 104 When the reprogramming unit 104 receives update data for updating the ECU program via the TCU 500 from the configuration management function 600 on the cloud side, the reprogramming unit 104 performs reprogramming. Further, when the reprogramming is completed, the reprogramming unit 104 extracts communication control information (a combination of ECUs for which communication is newly permitted or prohibited) that should be applied along with the reprogramming from the update data, and the OFS control unit 101. Send to. Therefore, in the present embodiment, the OFS control unit 101 and the reprogramming unit 104 perform the operation corresponding to the operation unit 12A described above.
  • communication control information a combination of ECUs for which communication is newly permitted or prohibited
  • the update data of the ECU 30 is transmitted from the cloud-side configuration management function 600 at a predetermined timing such as a new function release of a manufacturer of a vehicle or various in-vehicle components.
  • a predetermined timing such as a new function release of a manufacturer of a vehicle or various in-vehicle components.
  • the functions of the ECU 30A and the ECU 30D are updated, and the ECU 30A and the ECU 30D are generated by the updated function.
  • the update data of the ECU 30 is received by the reprogramming unit 104 of the OFC 100 via the TCU 500 and OFS 200B.
  • the reprogramming unit 104 of the OFC 100 performs reprogramming of the ECU 30A and the ECU 30D when receiving the update data.
  • the OpenFlow mechanism since the OpenFlow mechanism is used, reprogramming for a plurality of ECUs can be performed in parallel as long as communication contention, that is, contention condition for flow entry does not occur. .
  • Examples of this reprogramming include the following. (1) When automatic driving level 3 (conditional automatic driving) by the driver is selected, the seat height of the driver's seat is lowered by a predetermined width. (2) When automatic operation level 3 (conditional automatic operation) is selected, the operation interval of the wiper is fixed to a specified value in rainy weather or at night. (3) When automatic driving level 3 (conditional automatic driving) is selected, automatic control for switching the light distribution pattern of the headlights in the rain or at night according to the vehicle situation is started. (4) When automatic driving level 3 (conditional automatic driving) is selected, the compression rate of the in-vehicle camera is lowered and the sensitivity is increased to improve the recognition rate in rainy weather or at night.
  • the reprogramming unit 104 of the OFC 100 extracts the communication control information from the update data and transmits it to the OFS control unit 101 as shown in FIG.
  • the OFS control unit 101 of the OFC 100 that has received the communication control information refers to the information stored in the NW configuration storage unit 103 and calculates a route between the ECUs 30 defined in the communication control information.
  • a route passing through OFS 200A, 200B, and 200C is calculated as a route between ECUs 30A and 30D.
  • the OFC 100 sets a flow entry that causes the OFS 200A, 200B, and 200C on the route to transfer communication with the ECUs 30A and 30D. It is preferable that information for specifying communication between the ECUs 30A and 30D is set in the flow entry match condition.
  • Non-Patent Document 1 examples include communication addresses of the ECUs 30A and 30D, other header information of packets to be exchanged, and the like.
  • a necessary communication band (data transfer rate) associated with (3) to (4) may be set.
  • protocol conversion is required depending on the communication destination ECU. In that case, the flow entry for converting the CAN frame and the Ethernet frame exemplified in Non-Patent Document 1 may be set in the OFS 200.
  • the OFC 100 deletes or changes the corresponding flow entry and blocks the corresponding communication. If the ECU sends a packet that should not be sent after reprogramming, the communication will be interrupted. Therefore, the deletion and rewriting of the flow entry by the OFC 100 of this embodiment is a kind of fail-safe mechanism. Will work as.
  • reprogramming may enable the use of specific functions that were previously prohibited. It is also assumed that a specific function can be used by making it possible to receive data that has been transmitted by a certain ECU but has been blocked by the control of the OFC 100. In this case, the OFC 100 according to the present embodiment performs flow entry operations such as deleting a flow entry that has blocked the corresponding communication and changing / setting a necessary flow entry.
  • the switch in the vehicle is controlled using the open flow, but the present invention can also be realized using a method other than the open flow.
  • the update data of the ECU 30 is received from the configuration management function 600 on the cloud side.
  • the transmission subject of the update data is not limited to this example.
  • it may be a device that transmits update data to the ECU via a communication interface such as OBD (On Board Diagnostics) or OBD2 (OBD second generation).
  • OBD On Board Diagnostics
  • OBD2 OBD second generation
  • the control device or OFC performs control to permit communication between the reprogramming device and the ECU.
  • a program that causes a computer (9000 in FIG. 11) functioning as a control device or OFC to realize the functions as these devices.
  • a computer is exemplified by a configuration including a CPU (Central Processing Unit) 9010, a communication interface 9020, a memory 9030, and an auxiliary storage device 9040 in FIG. That is, the CPU 9010 in FIG. 11 may execute a switch control program and a reprogramming processing program to update each calculation parameter held in the auxiliary storage device 9040 or the like.
  • a CPU Central Processing Unit
  • each unit (processing means, function) of the control device or OFC described in the above embodiment is a computer program that causes a processor mounted on the control device or OFC to execute the above-described processes using the hardware. Can be realized.
  • the control unit of the control device described above can adopt a configuration in which the change contents of the control entry are extracted from the update data and instructed to the operation unit.
  • the control unit of the control device described above is A control entry for executing a protocol conversion between the device and the ECU may be set for the switch.
  • control device 11A control unit 12A operation unit 20, 20A to 20C switch 30, 30A to 30D ECU 100 Open Flow Controller (OFC) 200, 200A-200C Open Flow Switch (OFS) 101 OFS control unit 103 Network configuration storage unit (NW configuration storage unit) 104 Reprogramming part 500 TCU 600 Configuration management function 9000 Computer 9010 CPU 9020 Communication interface 9030 Memory 9040 Auxiliary storage device

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)

Abstract

本発明は、車両に搭載されたECUの機能追加に伴うECU間の連携のための設定作業の省力化を目的とする。制御装置は、制御エントリを参照して、車両に搭載されたECUに入出力されるパケットを中継する複数のスイッチに前記制御エントリを設定することにより、前記車両内の通信を制御する制御部と、前記ECUのプログラムを更新する更新用データを用いたリプログラミングの内容に応じて、前記制御エントリの操作を行う操作部と、を備える。

Description

制御装置、車両内通信システム、通信制御方法及びプログラム
 (関連出願についての記載)
 本発明は、日本国特許出願:特願2018-061359号(2018年3月28日出願)の優先権主張に基づくものであり、同出願の全記載内容は引用をもって本書に組み込み記載されているものとする。
 本発明は、制御装置、車両内通信システム、通信制御方法及びプログラムに関する。
 特許文献1に、CAN対応のECUと、CAN以外の通信プロトコルに対応したECU間のプロトコル変換を行う車載ゲートウェイ(GWECUと呼んでいる)が開示されている。また、同文献では、CAN対応ECUからその他プロトコル対応ECUに不正なメッセージが中継されてしまうことを防ぐため、ゲートウェイが、CAN対応ECUとゲートウェイ間の電圧やCAN対応ECUからの通信周期を監視することが記載されている。ここで、CANは、Controller Area Networkの略であり、ECUは、Electronic Control Unitの略である。
 特許文献2には、イーサネット(以下、「イーサネット」は登録商標)バスを介して、2つの車載ゲートウェイを2本の通信路で接続し、一方の通信路の障害時に、他方の通信路を用いて通信を継続する構成が開示されている。
 特許文献3に、車両内のリプロ機能に更新用データを送信することで、リプロ機能に、ECUのメモリに記憶されたプログラムを書き換えさせるための構成が開示されている。なお、リプロは、リプログラミングの略である。 
 また、近年、ソフトウェアを用いてネットワークの仮想化を実現するSDN(Software Defined Network)という技術が知られている。非特許文献1は、SDNを構築するにあたり用いられるオープンフロースイッチの仕様書である。
特開2016-111477号公報 特開2017-5617号公報 特開2015-209028号公報
OpenFlow Switch Specification Version 1.5.1 (Protocol version 0x06)、ONF、[online]、[平成30(2018)年3月16日検索]、インターネット〈URL: https://3vf60mmveq1g8vzn48q2o71a-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2014/10/openflow-switch-v1.5.1.pdf〉
 以下の分析は、本発明によって与えられたものである。特許文献1、2に記載されているように、車載ネットワークは単一のネットワークではなく、パワートレイン系、ボディ制御系、マルチメディア系、先進運転支援・自動運転系など、機能ごとに、複数の車載ネットワークが構築されている。それぞれの車載ネットワークには、それぞれの機能を担うECUが接続されている。一方、これらのECUは、特許文献3のような更新用データを用いたプログラム更新(リプログラミングとも呼ばれる)により機能を追加することが可能である。
 次世代型車両では、より多数のECUが搭載され、それらが互いに連携して自動運転に代表されるクリティカルな役割を担うことが想定される。当然に、リプログラミングに代表されるECUのプログラムの更新によってECU同士の連携が必要となる場合も多くなると考えられる。
 本発明は、車両に搭載されたECUの機能追加に伴うECU間の連携のための設定作業の省力化に貢献できる制御装置、車両内通信システム、通信制御方法及びプログラムを提供することを目的とする。
 第1の視点によれば、制御エントリを参照して、車両に搭載されたECUに入出力されるパケットを中継する複数のスイッチに前記制御エントリを設定することにより、前記車両内の通信を制御する制御部と、前記ECUのプログラムを更新する内容に応じて、前記制御エントリの操作を行う操作部と、を備える制御装置が提供される。
 第2の視点によれば、制御エントリを参照して、車両に搭載されたECUに入出力されるパケットを中継する複数のスイッチと、上記した制御装置と、を含む車両内通信システムが提供される。
 第3の視点によれば、制御エントリを参照して、車両に搭載されたECUに入出力されるパケットを中継する複数のスイッチに前記制御エントリを設定することにより、前記車両内の通信を制御する制御部を備えた制御装置が、前記ECUのプログラムを更新する機器の接続を許可するステップと、前記ECUのプログラムを更新する内容に応じて、前記制御エントリの操作を行うステップと、を含む通信制御方法が提供される。本方法は、スイッチに、制御エントリを設定することにより車両内の通信を実現する制御装置という、特定の機械に結びつけられている。
 第4の視点によれば、上記した制御装置の機能を実現するためのコンピュータプログラムが提供される。なお、このプログラムは、コンピュータが読み取り可能な(非トランジトリーな)記憶媒体に記録することができる。即ち、本発明は、コンピュータプログラム製品として具現することも可能である。
 本発明によれば、車両に搭載されたECUの機能追加に伴うECU間の連携のための設定作業を省力化することが可能となる。
本発明の一実施形態の構成を示す図である。 本発明の一実施形態の制御装置の構成を示す図である。 本発明の一実施形態の制御装置の動作を説明するための図である。 本発明の一実施形態の制御装置の動作を説明するための図である。 本発明の第1の実施形態の車両内通信システムの構成を示す図である。 本発明の第1の実施形態の車両内通信システムの模式的構成を示す図である。 本発明の第1の実施形態の動作を説明するための図である。 本発明の第1の実施形態の動作を説明するための図である。 本発明の第1の実施形態の動作を説明するための図である。 本発明の第1の実施形態の動作を説明するための図である。 本発明の制御装置を構成するコンピュータの構成を示す図である。
 はじめに本発明の一実施形態の概要について図面を参照して説明する。なお、この概要に付記した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、本発明を図示の態様に限定することを意図するものではない。また、以降の説明で参照する図面等のブロック間の接続線は、双方向及び単方向の双方を含む。一方向矢印については、主たる信号(データ)の流れを模式的に示すものであり、双方向性を排除するものではない。また、図中の各ブロックの入出力の接続点には、ポート乃至インタフェースがあるが図示省略する。
 本発明は、その一実施形態において、図1に示すように、制御エントリを参照して、車両に搭載された複数のスイッチ20A~20C(以下、スイッチ20A~20Cを特に区別しない場合スイッチ20と記す。)を制御する制御装置10Aにて実現できる。
 より具体的には、前記複数のスイッチ20は、制御エントリを参照して、車両に搭載されたECU30A~30D(以下、ECU30A~30Dを特に区別しない場合ECU30と記す。)に入出力されるパケットを中継する。なお、図1の例では、ECU30の数は4つであるものとして説明するが、ECUの数はこれに限定されない。
 そして、図2に示すように、制御装置10Aは、制御部11Aと、操作部12Aと、を備える。そして、制御部11Aは、前記スイッチ20に制御エントリを設定することにより、前記車両内の通信を制御する。なお、ECU30はそれぞれ他のすべてのECUと通信する必要はなく、自身の機能に関連する他のECUやセンサと通信ができればよい。本実施形態では、制御部11Aが、スイッチ20によって構成されるネットワークを論理的に複数のドメインに分割しているものとして説明する(図3参照)。
 一方、操作部12Aは、前記ECUのプログラムを更新する更新用データを用いたリプログラミングの内容に応じて、前記制御エントリの追加、変更、削除等の操作を行う。
 例えば、図3に示すように、制御部11Aが、スイッチ20を制御することにより、車載ネットワークを、パワートレイン系と、ボディ制御系と、マルチメディア系の3つのネットワークに分割していたものとする。そして、リプログラミングにより、先進運転支援システム(ADAS)側方道路への合流時に、後続車へ注意を喚起するため、ハザードランプを点滅させる機能が追加されたものとする。
 この場合、リプログラミングにより、パワートレイン系の自動運転制御部を構成するECU、マルチメディア系の車載カメラを制御するECU及びボディ制御系のハザードランプを制御するECU間で新規な通信が発生する。そこで、操作部12Aは、上記各ECUが、所定の条件で、パケットを授受できるように、制御エントリの操作を行う。
 これにより、ECU30内のプログラムの更新(リプログラミング)の完了後、速やかに当該機能の利用を開始することが可能となる。もちろん、リプログラミングにより特定の機能が削除又は変更となり、特定のECU間での通信が不要となる場合も想定される。その場合、操作部12Aは、上記各ECUの制御エントリを削除又は変更する。このようにすることで、スイッチ20が、不要となった制御エントリにより意図しないパケットを転送してしまうといった事態を防ぐことが可能となる。
[第1の実施形態]
 続いて、本発明の第1の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図5は、本発明の第1の実施形態の車両内通信システムの構成を示す図である。図5を参照すると、車両内にオープンフローコントローラ(OFC)100と、複数のオープンフロースイッチ(OFS)200A~200Cとが配置された構成が示されている。なお、以下、オープンフロースイッチ200A~200Cを特に区別しない場合、OFS200と記す。
 OFC100は、非特許文献1に記載されているオープンフローコントローラ相当の機器であり、上述した制御装置10Aに対応する。
 OFS200は、OFC100から設定されたフローエントリに従って、通信経路を選択してECU30間の通信やECU30とセンサ間の通信を実現する。図5の例では、OFS200は、リング状に接続されている。なお、このように、OFS200をリング状に接続したりすることで、フロー種別に応じて経路を切り替えたり、いずれかのスイッチ間のリンクに障害が発生した際に、そのリンクを経由しない迂回路をバックアップ経路として利用することが可能となっている。また、OFS200Bは、TCU(Tele-Communication Unit)500と接続され、TCU500経由でクラウド側の構成管理機能600と接続可能となっている。
 クラウド側の構成管理機能600は、TCU500経由で車両内のリプログラミング部104と通信し、ECU30のバージョンに代表される車両の構成を管理する。また、クラウド側の構成管理機能600は、必要に応じて、リプログラミング部104に対し、ECUのプログラムを更新する更新用データを送信し、リプログラミングを実施させる。また、この更新用データには、リプログラミングに伴い通信制御情報(新規に通信が許可又は禁止されるECUの組み合わせ)が含まれている。なお、この通信制御情報として、新規に通信が許可又は禁止されるECUの組み合わせではなく、各OFS200に設定するフローエントリや経路情報を送信してもよい。
 OFC100とOFS200は、図5の破線で示す制御チャネルを介して接続されている。
 ECU30は、例えば、エンジン、電動機、バッテリー、変速機など車両の各部を制御する機器である。また、本実施形態では、ECU30は、CAN又はイーサネットのいずれかに対応しているものとする。
 続いて、上記ECU30間の通信を実現するOFC100の構成について図面を参照して詳細に説明する。図6は、本発明の第1の実施形態の車両内通信システムの模式的構成を示す図である。図6のOFC100は、OFS制御部101と、リプログラミング部104と、ネットワーク構成記憶部(NW構成記憶部)103とを備えている。
 NW構成記憶部103は、複数のOFS200の接続関係と各OFSに接続されているECUやセンサ等の情報を記憶する。OFS200間のリンクの通信帯域(データ転送速度)に違いがある場合、これらの情報をNW構成記憶部103に保持させておいてもよい。このようにすることで、OFC100に、ECU間の通信に必要な通信帯域(データ転送速度)を確保できる経路を計算させることが可能となる。
 OFS制御部101は、NW構成記憶部103を参照して、ECU30間の通信を実現するフローエントリを作成し、OFS200に設定する。なお、OFC100がその都度フローエントリを作成する必要はなく、例えば、一部のフローエントリは、車両出荷時に設定されていてもよい。一方、機器やOFSの故障が発生した場合、OFC100が、OFS制御部101の代替経路や所定のバックアップ用のECUとの経路を動的に設定してもよい。これらのOFC100及びOFS200の基本動作は、非特許文献1に記載されているので、説明を省略する。
 リプログラミング部104は、クラウド側の構成管理機能600から、TCU500経由でECUのプログラムを更新する更新用データを受信すると、リプログラミングを実施する。また、リプログラミング部104は、リプログラミングが完了すると、更新用データからリプログラミングに伴い適用すべき通信制御情報(新規に通信が許可又は禁止されるECUの組み合わせ)を取り出して、OFS制御部101に対して送信する。従って、本実施形態では、OFS制御部101とリプログラミング部104とが、上記した操作部12A相当の動作を行うことになる。
 続いて、本実施形態の動作について図面を参照して詳細に説明する。例えば、図7に示すように、車両や各種車載コンポーネントのメーカーの新機能リリースなどの所定のタイミングで、クラウド側の構成管理機能600からECU30の更新用データが送信されたものとする。以下の説明では、ECU30Aと、ECU30Dの機能が更新され、更新後の機能によりECU30AとECU30D間が発生するものとして説明する。
 ECU30の更新用データは、TCU500、OFS200Bを介してOFC100のリプログラミング部104にて受信される。
 OFC100のリプログラミング部104は、図8に示すように、更新用データを受信すると、ECU30AとECU30Dのリプログラミングを実施する。本実施形態では、オープンフローの仕組みを用いているため、通信の競合、即ち、フローエントリのマッチ条件の競合が発生しない限り、複数のECUに対するリプログラミングを並行して実施することが可能である。
 このリプログラミングとしては、例えば、以下のようなものが挙げられる。
(1)ドライバーによる自動運転レベル3(条件付き自動運転)が選択された場合、運転席のシートの高さを所定幅下げる。
(2)自動運転レベル3(条件付き自動運転)が選択された場合、雨天や夜間にワイパーの動作間隔を規定値に固定する。
(3)自動運転レベル3(条件付き自動運転)が選択された場合、雨天や夜間のヘッドライトの配光パターンを車両状況に応じて切り替える自動制御を開始する。
(4)自動運転レベル3(条件付き自動運転)が選択された場合、雨天や夜間に、車載カメラの圧縮率を下げ、かつ、感度を上げ認識率を向上させる。
 上記リプログラミングが完了すると、OFC100のリプログラミング部104は、図9に示すように、更新用データから通信制御情報を取り出して、OFS制御部101に送信する。
 通信制御情報を受信したOFC100のOFS制御部101は、NW構成記憶部103の情報を参照して、通信制御情報に規定されたECU30間の経路を計算する。ここでは、ECU30A、30D間の経路として、OFS200A、200B、200Cを経由する経路が計算されたものとする。次に、OFC100は、図9に示すように、該経路上のOFS200A、200B、200Cに、ECU30A、30Dとの通信を転送させるフローエントリを設定する。このフローエントリのマッチ条件には、ECU30A、30D間の通信を特定するための情報が設定されていることが好ましい。このような情報としては、ECU30A、30Dのそれぞれの通信アドレスや、授受されるパケットのその他ヘッダ情報等が挙げられる。また、上記フローエントリにおいて、上記(3)~(4)に伴う必要な通信帯域(データ転送速度)などを設定してもよい。また、通信先のECUによっては、プロトコル変換が必要となる。その場合は、非特許文献1に例示されているCANフレームとイーサネットフレームの変換を行うフローエントリをOFS200に設定すればよい。
 以上の結果、図10に示すように、リプログラミング後速やかに、ECU30A、30D間の通信を許可し、リプログラミングによる新規の機能を利用することが可能となる。その理由は、ECU30のリプログラミングと連携した通信制御を実施可能な構成を採用したことにある。
 また、リプログラミングにより、安全性などの観点から、特定の機能の利用が禁止されることもある。この場合、本実施形態のOFC100は、該当するフローエントリを削除又は変更して、該当する通信を遮断する。仮に、リプログラミング後に、ECUが本来送出してはならないパケットを送出した場合も通信が遮断されることになるので、本実施形態のOFC100によるフローエントリのこれらの削除や書き換えは一種のフェールセーフ機構として働くことになる。
 また、リプログラミングにより、従前禁止されていた特定の機能の利用が可能になる場合もある。あるECUが送信されているもののOFC100の制御により遮断されていたデータを受信できるようにすることで、特定の機能を利用できるようになる形態も想定される。この場合、本実施形態のOFC100は、該当する通信を遮断していたフローエントリを削除したり、必要なフローエントリを変更・設定したりするといったフローエントリの操作を行うことになる。
 以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の基本的技術的思想を逸脱しない範囲で、更なる変形・置換・調整を加えることができる。例えば、各図面に示したネットワーク構成、各要素の構成、メッセージの表現形態は、本発明の理解を助けるための一例であり、これらの図面に示した構成に限定されるものではない。また、以下の説明において、「A及び/又はB」は、A及びBの少なくともいずれかという意味で用いる。
 例えば、上記した実施形態では、オープンフローを用いて車両内のスイッチを制御するものとして説明したが、オープンフロー以外の方式を用いて本発明を実現することも可能である。
 また、上記した実施形態では、クラウド側の構成管理機能600からECU30の更新用データを受け取るものとして説明したが、更新用データの送信主体はこの例に限られない。例えば、OBD(On Board Diagnosis)や、OBD2(OBD second generation)などの通信インタフェースを介して、ECUに更新データを送信する機器であってもよい。この場合、制御装置又はOFCは、これらのリプログラミングを行う機器とECUの通信を許可する制御を行うことになる。
 また、上記した第1、第2の実施形態に示した手順は、制御装置又はOFCとして機能するコンピュータ(図11の9000)に、これらの装置としての機能を実現させるプログラムにより実現可能である。このようなコンピュータは、図11のCPU(Central Processing Unit)9010、通信インタフェース9020、メモリ9030、補助記憶装置9040を備える構成に例示される。すなわち、図11のCPU9010にて、スイッチ制御プログラムやリプログラミング処理プログラムを実行し、その補助記憶装置9040等に保持された各計算パラメーターの更新処理を実施させればよい。
 即ち、上記した実施形態に示した制御装置又はOFCの各部(処理手段、機能)は、制御装置又はOFCに搭載されたプロセッサに、そのハードウェアを用いて、上記した各処理を実行させるコンピュータプログラムにより実現することができる。
 最後に、本発明の好ましい形態を要約する。
[第1の形態]
 (上記第1の視点による制御装置参照)
[第2の形態]
 上記した制御装置の操作部による前記制御エントリの操作は、
 前記ECUのプログラムを更新する更新用データを用いたリプログラミングの内容に基づいて行われることが好ましい。
[第3の形態]
 上記した制御装置による前記制御エントリの操作は、前記リプログラミングにより追加された機能に対応する前記ECU間の通信を許可又は禁止するものとなる。
[第4の形態]
 上記した制御装置の制御部は、
 前記リプログラミングを行う機器と、前記リプログラミングの対象となるECU間の通信を許可し、
 前記操作部が、前記リプログラミングの完了後に、前記制御エントリの操作を実行する構成を採ることができる。
[第5の形態]
 前記更新用データに、前記制御エントリの変更内容(前述の通信制御情報)が含まれている場合、
 上記した制御装置の前記制御部は前記更新用データから、前記制御エントリの変更内容を取り出して、前記操作部に指示する構成を採ることができる。
[第6の形態]
 上記した制御装置の前記制御部は、
 前記スイッチに対し、前記機器と前記ECU間のプロトコルの変換を実施させる制御エントリを設定することもできる。
[第7の形態]
 (上記第2の視点による車両内通信システム参照)
[第8の形態]
 (上記第3の視点による通信制御方法参照)
[第9の形態]
 (上記第4の視点によるプログラム参照)
 なお、上記第7~第9の形態は、第1の形態と同様に、第2~第6の形態に展開することが可能である。
 なお、上記の特許文献および非特許文献の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示(請求の範囲を含む)の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の開示の枠内において種々の開示要素(各請求項の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む)の多様な組み合わせ、ないし選択(部分的削除を含む)が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。特に、本書に記載した数値範囲については、当該範囲内に含まれる任意の数値ないし小範囲が、別段の記載のない場合でも具体的に記載されているものと解釈されるべきである。
 10A 制御装置
 11A 制御部
 12A 操作部
 20、20A~20C スイッチ
 30、30A~30D ECU
 100 オープンフローコントローラ(OFC)
 200、200A~200C オープンフロースイッチ(OFS) 
 101 OFS制御部
 103 ネットワーク構成記憶部(NW構成記憶部)
 104 リプログラミング部
 500 TCU
 600 構成管理機能
 9000 コンピュータ
 9010 CPU
 9020 通信インタフェース
 9030 メモリ
 9040 補助記憶装置

Claims (9)

  1.  制御エントリを参照して、車両に搭載されたECUに入出力されるパケットを中継する複数のスイッチに前記制御エントリを設定することにより、前記車両内の通信を制御する制御部と、
     前記ECUのプログラムを更新する内容に応じて、前記制御エントリの操作を行う操作部と、
     を備える制御装置。
  2.  前記操作部による前記制御エントリの操作は、
     前記ECUのプログラムを更新するリプログラミング用の更新用データに基づいて行われる請求項1の制御装置。
  3.  前記制御エントリの操作は、前記ECUのプログラムの更新により追加された機能に対応する前記ECU間の通信を許可又は禁止するものである請求項1又は2の制御装置。
  4.  前記制御部は、
     前記リプログラミングを行う機器と、前記リプログラミングの対象となるECU間の通信を許可し、
     前記操作部は、
     前記リプログラミングの完了後に、前記制御エントリの操作を実行する請求項2の制御装置。
  5.  前記更新用データに、前記制御エントリの変更内容が含まれており、
     前記制御部は前記更新用データから、前記制御エントリの変更内容を取り出して、前記操作部に指示する請求項2の制御装置。
  6.  上記した制御装置の前記制御部は、
     前記スイッチに対し、前記ECUに入出力されるパケットのプロトコルの変換を実施させる制御エントリを設定する請求項1から5いずれか一の制御装置。
  7.  制御エントリを参照して、車両に搭載されたECUに入出力されるパケットを中継する複数のスイッチと、
     前記スイッチに、前記制御エントリを設定することにより、前記車両内の通信を制御する制御装置と、を含み、
     前記制御装置は、
     前記ECUのプログラムを更新する内容に応じて、前記制御エントリの操作を行う操作部を備える
     車両内通信システム。
  8.  制御エントリを参照して、車両に搭載されたECUに入出力されるパケットを中継する複数のスイッチに前記制御エントリを設定することにより、前記車両内の通信を制御する制御部を備えた制御装置が、
     前記ECUのプログラムを更新する機器の接続を許可するステップと、
     前記ECUのプログラムを更新する内容に応じて、前記制御エントリの操作を行うステップと、
     を含む通信制御方法。
  9.  制御エントリを参照して、車両に搭載されたECUに入出力されるパケットを中継する複数のスイッチに前記制御エントリを設定することにより、前記車両内の通信を制御する制御部を備えた制御装置に搭載されたコンピュータに、
     前記ECUのプログラムを更新する機器の接続を許可する処理と、
     前記ECUのプログラムを更新する内容に応じて、前記制御エントリの操作を行う処理と、
     を実行させるプログラム。
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