JP2023085001A - 車載装置、プログラム及び情報処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車載装置に複数のアクチュエータが接続される場合、車載装置から、これら複数のアクチュエータそれぞれに対し送信される信号が流れる信号ピンに関する制御を、効率的に行う車載装置等を提供する。【解決手段】車載装置は、車両に搭載され、複数のアクチュエータが接続される車載装置であって、前記アクチュエータを制御するための制御信号を生成する制御部と、複数の前記アクチュエータそれぞれに接続される信号ピンを介して、前記制御部が生成した前記制御信号を出力する出力処理部と、前記制御部と前記出力処理部とを接続し、前記制御信号を送信するための内部ピンとを備え、前記内部ピンの本数は、前記信号ピンの本数よりも少ない。【選択図】図１

Description

本発明は、車載装置、プログラム及び情報処理方法に関する。

車両には、例えば、ワイパー駆動装置、車両の内外の灯火装置、ドアロック装置、パワーウインドウ等のボディ系の装置の制御を統括して行う車載ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）であるボディＥＣＵが搭載されている（例えば特許文献１）。特許文献１のワイパー駆動装置は、車載ＥＣＵ（ボデーＥＣＵ）を含み、車載ＥＣＵに適用されている制御プログラムにより駆動される。

特開２０１７－２２４９２６号公報

しかしながら、特許文献１の車載ＥＣＵにおいては、当該車載ＥＣＵに複数のアクチュエータが接続される場合、車載ＥＣＵから、これら複数のアクチュエータそれぞれに対し送信される信号が流れる信号ピンを、効率的に制御する点について考慮されていない。

本開示は、車載装置に複数のアクチュエータが接続される場合、車載装置から、これら複数のアクチュエータそれぞれに対し送信される信号が流れる信号ピンに関する制御を、効率的に行う車載装置等を提供することを目的とする。

本開示の一態様に係る車載装置は、車両に搭載され、複数のアクチュエータが接続される車載装置であって、前記アクチュエータを制御するための制御信号を生成する制御部と、複数の前記アクチュエータそれぞれに接続される信号ピンを介して、前記制御部が生成した前記制御信号を出力する出力処理部と、前記制御部と前記出力処理部とを接続し、前記制御信号を送信するための内部ピンとを備え、前記内部ピンの本数は、前記信号ピンの本数よりも少ない。

本開示の一態様によれば、車載装置に複数のアクチュエータが接続される場合、車載装置から、これら複数のアクチュエータそれぞれに対し送信される信号が流れる信号ピンに関する制御を、効率的に行う車載装置等を提供することができる。

実施形態１に係る車載システムのシステム構成を例示する模式図である。 車載システムに含まれる車載装置（統合ＥＣＵ）の内部構成を例示するブロック図である。 ＶＭＩＤ等の仮想環境情報を例示する説明図（ＶＭＩＤテーブル）である。 車載装置に含まれる内部ピン及び信号ピンの出力状態を例示する説明図（タイミングチャート）である。 車載装置の制御部及び出力処理部の処理を例示するフローチャートである。

［本発明の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列挙して説明する。また、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。

（１）本開示の一態様に係る車載装置は、車両に搭載され、複数のアクチュエータが接続される車載装置であって、前記アクチュエータを制御するための制御信号を生成する制御部と、複数の前記アクチュエータそれぞれに接続される信号ピンを介して、前記制御部が生成した前記制御信号を出力する出力処理部と、前記制御部と前記出力処理部とを接続し、前記制御信号を送信するための内部ピンとを備え、前記内部ピンの本数は、前記信号ピンの本数よりも少ない。

本態様にあたっては、車載装置は、内部ピンによって通信可能に接続される制御部と出力処理部とを備え、出力処理部に設けられている信号ピンの本数は、内部ピンの本数よりも多くなっている。すなわち、信号ピンの本数は、車載装置に接続されるアクチュエータの個数に応じて増加するところ、制御部と出力処理部とを接続する内部ピンの本数を例えば１本とすることにより、内部ピンの本数を信号ピンの本数よりも少なくすることができる。複数のアクチュエータが、これら複数の信号ピンそれぞれに接続される場合であっても、制御部は、内部ピンからのみ制御信号を出力処理部に出力することにより、当該制御信号は、出力処理部によって適切な信号ピンから出力されるものとなる。これにより、車載装置に複数のアクチュエータが接続される場合であっても、これら複数のアクチュエータそれぞれに対する制御信号を生成する制御部は、これら制御信号を内部ピンからのみ出力するものでよく、当該制御部における処理を効率的に行うことができる。出力処理部は、制御部から取得した制御信号を適切な信号ピンから出力するため、複数のアクチュエータそれぞれに対し送信される信号が流れる信号ピンに関する制御を、効率的に行うことができる。

（２）本開示の一態様に係る車載装置は、前記出力処理部は、前記制御部から出力された前記制御信号を、前記内部ピンを介して取得し、取得した前記制御信号を、該制御信号の出力先となるアクチュエータが接続される信号ピンから出力する。

本態様にあたっては、出力処理部は、内部ピンを介して制御部から出力された制御信号に応じて、当該制御信号の出力先となるアクチュエータが接続される信号ピンから出力する。すなわち、出力処理部は、例えば１本の内部ピンと、複数の信号ピンのうち、当該制御信号の出力先となるアクチュエータが接続される信号ピンとの接続との接続を切り替える切替回路として機能するものとなる。従って、内部ピンと、制御信号の出力先となるアクチュエータが接続される信号ピンとを、論理的又は物理的に接続及び切断することができ、内部ピンと信号ピンとの接続状態を切り替えることができる。制御部から出力される制御信号は、例えば、ハイ信号又はロー信号であり、制御部からハイ信号が出力された場合、制御信号の出力先となるアクチュエータが接続される信号ピンからもハイ信号が出力され、制御部からロー信号が出力された場合、信号ピンからもロー信号が出力される。これにより、車載装置に複数のアクチュエータが接続される場合であっても、これら複数のアクチュエータそれぞれに対し送信される信号が流れる信号ピンに関する制御を効率的に行うことができる。

（３）本開示の一態様に係る車載装置は、複数の前記アクチュエータそれぞれに対応した複数のプログラムと、前記制御部によって起動される仮想化オペレーティングシステムが記憶されている記憶部とを備え、前記制御部は、前記仮想化オペレーティングシステムを起動することにより複数の仮想環境を生成し、生成した複数の前記仮想環境それぞれを動作環境として、複数の前記プログラムそれぞれを実行し、複数の前記プログラムそれぞれが生成した前記制御信号を出力する。

本態様にあたっては、車載装置の記憶部等、当該車載装置の制御部がアクセス可能な記憶領域には、複数のアクチュエータそれぞれに対応した複数のプログラムと、前記制御部によって起動されるＨＶ（HyperVisor）等の仮想化オペレーティングシステムが記憶されている。この場合、制御部は、仮想化オペレーティングシステムを管理するＶＭ管理部（ＶＭコントロールパネル）として機能する。制御部は、仮想化オペレーティングシステムを起動することにより複数の仮想環境（ＶＭ：仮想マシン）を生成し、生成された仮想環境それぞれにおいて、それぞれのプログラムが実行される。これにより、各プログラムは、互いに異なる仮想環境にて実行されるものとなり、これらプログラム間における相互干渉が発生することを防止することができる。

（４）本開示の一態様に係る車載装置は、前記制御部は、複数の前記仮想環境それぞれに対し、前記内部ピンの割り当てを切り替え、前記内部ピンが割り当てられている仮想環境にて実行されているプログラムが生成した制御信号を出力する。

本態様にあたっては、仮想化オペレーティングシステムのＶＭ管理部として機能する制御部は、複数の仮想環境それぞれに対する内部ピンの割り当てを、例えば、周期的に、又は予め定められた割当時間テーブルに基づき切り替えるため、それぞれの仮想環境に実行されているプログラムによる内部ピンへのアクセスにおける競合が発生することを防止することができる。例えば、車載装置の制御部にて実行される複数のプログラムが、従来、複数の車載ＥＣＵ等にて実行されていた個々のプログラムを集約又は統合した場合であっても、これら集約等されたプログラムそれぞれを、別個の動作環境となる仮想環境で実行することにより、これらプログラム間での相互干渉が発生することを防止できる。その上で、個々のプログラムが生成した制御信号を出力する際に用いられるのは、従来の車載ＥＣＵ等にて実行されていた際と同様に内部ピンとすることで、当該内部ピンを出力先とするプログラムを改変することなく、車載装置にて流用することができる。上述のとおり、制御部によって実行されるプログラム、すなわち各仮想環境に実行されているプログラムにより生成され、内部ピンを介して出力処理部に出力される制御信号は、当該出力処理部によって、制御信号の送信先となるアクチュエータが接続される信号ピンから出力される。従って、複数の車載ＥＣＵ等から流用したプログラムを改変することなく、これら複数のプログラムを統合して、単一の車載装置に実装することができる。

（５）本開示の一態様に係る車載装置は、前記制御部は、前記内部ピンが割り当てられる仮想環境を示す仮想環境情報を出力し、前記出力処理部は、前記制御部から出力された前記仮想環境情報に基づき、取得した前記制御信号を出力する信号ピンを特定し、前記特定した信号ピンから前記制御信号を出力する。

本態様にあたっては、仮想化オペレーティングシステムのＶＭ管理部として機能する制御部は、内部ピンが割り当てられている仮想環境を示す、ＶＭＩＤ（仮想マシンのＵＵＩＤ）等の仮想環境情報を、出力処理部に出力する。当該仮想環境情報（ＶＭＩＤ）に対し、実行されるプログラム、及び当該プログラムによる制御対象となるアクチュエータが接続されている信号ピンは、互いに関連付けられて、例えばテーブル形式のデータ（ＶＭＩＤテーブル）として記憶部に記憶されている。出力処理部は、現時点にて内部ピンが割り当てられている仮想環境を示す仮想環境情報（ＶＭＩＤ）を取得することより、内部ピンからの制御信号を出力する信号ピン（信号ピンの番号）を特定し、特定した信号ピンから制御信号を出力する。このように、制御部から出力された仮想環境情報に基づき、制御信号を出力する信号ピンを特定することにより、制御部による仮想環境の管理処理と、出力処理部による信号ピンの特定、及び当該特定した信号ピンと内部ピンとの接続切替に関する切替処理とを、同期させて連動することができる。

（６）本開示の一態様に係る車載装置は、前記出力処理部は、前記仮想環境情報に基づき、前記特定した信号ピンからの制御信号の出力状態を保持する。

本態様にあたっては、出力処理部は、取得した仮想環境情報に基づき、特定した信号ピンから制御信号を出力した場合、当該特定した信号ピンに対応する仮想環境情報を次回、取得するまでの間、当該制御信号の出力状態を保持又は維持する。これにより、内部ピンに対し、論理的又は物理的に接続される信号ピンが切り替えられた場合であっても、信号ピンからの制御信号の出力状態を保持し、当該出力状態が保持された御信号によって、信号ピンに接続されるアクチュエータの制御を継続することができる。

（７）本開示の一態様に係る車載装置は、前記制御部と前記出力処理部との間には、前記仮想環境情報を送信するための第２内部ピンが設けられている。

本態様にあたっては、制御部と出力処理部との間には、アクチュエータに送信する制御信号が流れる内部ピンと、仮想環境情報を送信するための第２内部ピンとが設けられているため、制御部と出力処理部との通信において、制御信号と仮想環境情報とによる競合が発生することを防止することができる。

（８）本開示の一態様に係る車載装置は、前記出力処理部は、論理回路を含むハードウェア処理部として構成される。

本態様にあたっては、出力処理部は、例えば、ＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）又はＦＰＧＡ（field-programmable gate array）等の論理回路によるハードウェア処理部として構成されるため、例えば、マイコン等を用いたソフトウェア処理部と比較して、内部ピンと信号ピンとの接続切替に関する処理を高速に行うことができる。

（９）本開示の一態様に係る車載装置は、前記信号ピン又は前記内部ピンは、ＧＰＩＯにより構成される。

本態様にあたっては、出力処理部に設けられる信号ピンは、ＧＰＩＯ（general purpose input/output）を含む。更に、内部ピンもＧＰＩＯにより構成されるものであってもよい。このようにＧＰＩＯを用いた信号の入出力を行うことにより、プログラムを実行する制御部が、直接、制御信号のハイ／ローを制御することができる。

（１０）本開示の一態様に係るプログラムは、車両に搭載され、複数のアクチュエータが接続され、前記アクチュエータを制御するための制御信号を生成する制御部と、複数の前記アクチュエータそれぞれに接続される信号ピンを介して、前記制御部が生成した前記制御信号を出力する出力処理部と、前記制御部と前記出力処理部とを接続し、前記制御信号を送信するためのものであり、前記信号ピンの本数よりも少ない本数の内部ピンとを備えるコンピュータに、前記制御部に、前記内部ピンを介して前記制御信号を出力させ、前記出力処理部に、前記内部ピンを介して取得した前記制御信号を、該制御信号の出力先となるアクチュエータが接続される信号ピンから出力させる処理を実行させる。

本態様にあたっては、コンピュータを、複数のアクチュエータそれぞれに対し送信される信号が流れる信号ピンに関する制御を効率的に行う車載装置として機能させるプログラムを提供することができる。

（１１）本開示の一態様に係る情報処理方法は、車両に搭載され、複数のアクチュエータが接続され、前記アクチュエータを制御するための制御信号を生成する制御部と、複数の前記アクチュエータそれぞれに接続される信号ピンを介して、前記制御部が生成した前記制御信号を出力する出力処理部と、前記制御部と前記出力処理部とを接続し、前記制御信号を送信するためのものであり、前記信号ピンの本数よりも少ない本数の内部ピンとを備えるコンピュータに、前記制御部に、前記内部ピンを介して前記制御信号を出力させ、前記出力処理部に、前記内部ピンを介して取得した前記制御信号を、該制御信号の出力先となるアクチュエータが接続される信号ピンから出力させる処理を実行させる。

本態様にあたっては、コンピュータを、複数のアクチュエータそれぞれに対し送信される信号が流れる信号ピンに関する制御を効率的に行う車載装置として機能させる情報処理方法を提供することができる。

［本開示の実施形態の詳細］
本開示をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。本開示の実施形態に係る車載システムＳを、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

（実施形態１）
以下、実施の形態について図面に基づいて説明する。図１は、実施形態１に係る車載システムＳのシステム構成を例示する模式図である。図２は、車載システムＳに含まれる車載装置１（統合ＥＣＵ）の内部構成を例示するブロック図である。車載システムＳは、車両Ｃに搭載される車載装置１（統合ＥＣＵ）を主たる装置として構成され、当該車載装置１には、複数のアクチュエータ１０１が接続され、更に個別ＥＣＵ１０２が接続されるものであってもよい。個別ＥＣＵ１０２は、車両Ｃにおける各エリアに配置され、各種のセンサ等が接続されるものであってもよい。個別ＥＣＵ１０２は、例えば、センサから出力された信号（入力信号）を取得（受信）し、取得した入力信号に基づき生成した要求信号を車載装置１に送信する。

車載装置１は、当該車載装置１自身（自装置）に直接、接続される複数のアクチュエータ１０１への制御信号を生成及び出力するものであり、例えば、ヴィークルコンピュータ等の中央制御装置として機能する統合ＥＣＵである。車載装置１（統合ＥＣＵ）と個別ＥＣＵ１０２とは、車載ネットワークを介して通信可能に接続されており、これら複数の個別ＥＣＵ１０２それぞれから送信される要求信号に応じて、複数のアクチュエータ１０１への制御信号の生成及び出力するものであってもよい。

車載装置１は、制御部２、記憶部５、車内通信部６、及び出力処理部４を備える。制御部２、記憶部５及び車内通信部６は、内部バス等により通信可能に接続されている。

制御部２と出力処理部４とは、例えばＧＰＩＯによって構成される内部ピン３１及び第２内部ピン３２によって通信可能に接続されている。詳細は後述するが、内部ピン３１は、仮想環境２１にて実行されるプログラムが生成した制御信号が出力され、当該仮想環境２１に応じて特定される信号ピン４３に接続される、データ信号用ピンに相当する。第２内部ピン３２は、ＶＭ管理部２２が出力する仮想環境２１情報が出力され、出力処理部４を制御するための制御用ピンに相当する。内部ピン３１及び第２内部ピン３２は、ピン形状の導電体に限定されず、例えば、端子、回路基板に設けられた伝導パターン等のランド、又は通信線等の導電体により構成されるものであってもよい。

記憶部５は、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性のメモリ素子又は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）若しくはフラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ素子、又は、これら記憶デバイスの組み合わせにより構成してあり、制御プログラムＰ（プログラム製品）及び処理時に参照するデータが予め記憶してある。記憶部５に記憶された制御プログラムＰ（プログラム製品）は、車載装置１が読み取り可能な記録媒体５１から読み出された制御プログラムＰ（プログラム製品）を記憶したものであってもよい。また、図示しない通信網に接続されている図示しない外部コンピュータから制御プログラムＰ（プログラム製品）をダウンロードし、記憶部５に記憶させたものであってもよい。

当該制御プログラムＰは、例えば、カーエアコン又はドアミラー等の各種のアクチュエータ１０１を制御するためのプログラム（アプリケーション）を含む。更に、記憶部５には、例えば、Ｈｙｐｅｒｖｉｓｏｒ（ハイパーバイザー）等の仮想オペレーティングシステム、及び当該仮想オペレーティングシステムにて生成した複数の仮想環境２１（ＶＭ：仮想マシン）を制御及び管理するための管理テーブル（ＶＭＩＤテーブル）が、記憶されている。

制御部２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＭＰＵ（Micro Processing Unit）等により構成してあり、記憶部５に予め記憶された制御プログラムＰ及びデータを読み出して実行することにより、種々の制御処理及び演算処理等を行うようにしてある。制御部２は、例えば、シングルコアのシングルＣＰＵ、シングルコアのマルチＣＰＵ、マルチコアのシングルＣＰＵ、及びマルチコアのマルチＣＰＵを含む。制御部２は、ＣＰＵ及び記憶部５等がパッケージ化されたマイコンによって構成されるものであってもよい。なお、本実施形態においてはメモリ管理ユニット（Ｍｅｍｏｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ：ＭＭＵ）が配置されていないマイコンを用いることができる。

制御部２は、記憶部５に記憶されているハイパーバイザー等の仮想化オペレーティングシステムを起動することにより、仮想化オペレーティングシステムにおける全般的な管理機能を発揮するＶＭ管理部２２（コントロールパネル）として機能する。ＶＭ管理部２２として機能する制御部２は、仮想環境２１を管理するために予め定められているＶＭＩＤテーブルに基づき、複数の仮想環境２１（ＶＭ１、ＶＭ２等）を生成する。制御部２（ＶＭ管理部２２）は、生成したこれら仮想環境２１に対し、内部ピン３１及びＣＰＵ等、物理リソースの利用時間（タイムスライス）を割り当てることにより、これら仮想環境２１の管理を行う。各種のアクチュエータ１０１を制御するためのプログラムそれぞれは、生成された仮想環境２１それぞれを動作環境として、実行される。これにより、各プログラムは、互いに異なる仮想環境２１にて実行されるものとなり、これらプログラム間における相互干渉が発生することを防止することができる。

車内通信部６は、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）又はイーサネット（Ethernet／登録商標）の通信プロトコルを用いた入出力インターフェイスであり、制御部２は、車内通信部６を介して車載ネットワークに接続されている個別ＥＣＵ１０２等と相互に通信する。

出力処理部４は、切替管理部４１、状態保持部４２、及び複数の信号ピン４３を含み、例えば、ＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）又はＦＰＧＡ（field-programmable gate array）等の論理回路によるハードウェア処理部として構成される。ＡＳＩＣ又はＦＰＧＡ等の含まれるＲＯＭには、ＶＭＩＤテーブルが記憶されているものであってもよい。出力処理部４と制御部２とは、内部ピン３１及び第２内部ピン３２によって通信可能に接続されている。出力処理部４が備える複数の信号ピン４３それぞれには、アクチュエータ１０１が接続される。

切替管理部４１は、例えばマルチプレクサにより構成され、ＶＭ管理部２２として機能する制御部２から出力される仮想環境２１情報（ＶＭＩＤ等）に応じて、内部ピン３１と、ＶＭＩＤに対応した信号ピン４３とを物理的又は論理的に接続する。制御部２から出力される仮想環境２１情報は、仮想環境２１（ＶＭ）の識別番号を示すＶＭＩＤ、又は信号ピン４３の番号（信号ピン番号）を含む。切替管理部４１は、上述のとおりＡＳＩＣ等のＲＯＭに記憶されているＶＭＩＤテーブルを参照することにより、仮想環境２１情報に基づき、内部ピン３１に接続する信号ピン４３を特定するものであってもよい。これにより、切替管理部４１は、制御部２（ＶＭ管理部２２）による切替制御に応じて、内部ピン３１と、内部ピン３１が割り当てられる仮想環境２１（ＶＭ）にて実行されるプログラムが生成及び出力した制御信号の出力先となるアクチュエータ１０１が接続されている信号ピン４３とを、接続する。

複数の信号ピン４３は、切替管理部４１から突設されており、例えばＧＰＩＯによって構成される。複数の信号ピン４３それぞれには、アクチュエータ１０１が、直接的に、又は信号線等のハーネスを介して接続される。これら複数の信号ピン４３それぞれには、当該信号ピン４３を一意に特定するための信号ピン番号が付与されているものであってもよい。信号ピン４３は、ピン形状の導電体に限定されず、例えば、端子、回路基板に設けられた伝導パターン等のランド、又は通信線等の導電体により構成されるものであってもよい。

状態保持部４２は、例えばフリップフロップによって構成され、信号ピン４３それぞれに対応して設けられている。状態保持部４２は、個々の信号ピン４３と切替管理部４１との間に介在して、設けられているものであってもよい。状態保持部４２は、信号ピン４３と内部ピン３１とが切替管理部４１によって接続された際、当該内部ピン３１から出力された制御信号の出力状態を保持するように構成されている。すなわち、状態保持部４２は、信号ピン４３と内部ピン３１とが切替管理部４１によって接続され、内部ピン３１からハイの制御信号が出力された場合、信号ピン４３と内部ピン３１との接続が解除、すなわち信号ピン４３と内部ピン３１とが物理的又は論理的に切断された後も、ハイの制御信号が出力される状態を保持する。これにより、切替管理部４１によって内部ピン３１に接続される一の信号ピン４３が、他の信号ピン４３に切り替えられた後も、当該一の信号ピン４３から出力される制御信号の出力状態を保持することができる。

本実施形態において、出力処理部４は、ＡＳＩＣ等の論理回路によるハードウェア処理部として構成されるとしたが、これに限定されない。出力処理部４は、制御部２と同様にＣＰＵ等を含むマイコン等によるソフトウェア処理部として構成されるものであってもよい。ＧＰＩＯ等による内部ピン３１を用いて制御部２及び出力処理部４との通信を行うことにより、プログラムを実行する制御部２（仮想環境２１）が直接、制御信号のハイ／ローを制御するものとしたが、これに限定されない。制御部２及び出力処理部４との通信プロコトルを信号レベルで直接制御しないＵＡＲＴ／Ｉ２Ｃ／ＳＰＩ等のシリアル通信を用いて、制御部２と出力処理部４との通信を行うものであってもよい。

図３は、ＶＭＩＤ等の仮想環境２１情報を例示する説明図（ＶＭＩＤテーブル）である。上述のとおり、車載装置１の記憶部５には、生成した個々の仮想環境２１（ＶＭ）に対する、内部ピン３１及びＣＰＵ等の物理リソースに対する利用時間（タイムスライス）の割当（スケジューリング）を管理するための管理テーブル（ＶＭＩＤテーブル）が、記憶されている。ＶＭ管理部２２として機能する制御部２は、当該ＶＭＩＤテーブルに基づき、個々の仮想環境２１（ＶＭ）に対する内部ピン３１及びＣＰＵ等の利用時間の割当（スケジューリング）を行う。

ＶＭＩＤテーブルは、管理項目（フィールド）として、例えば、ＶＭＩＤ、プログラム名、割当時間、信号ピン番号、及びアクチュエータ１０１名の項目を含む。ＶＭＩＤの項目には、生成した仮想環境２１（ＶＭ）を一意に特定するための識別番号（ＩＤ）が格納される。プログラム名の項目には、対応するＶＭＩＤの仮想環境２１（ＶＭ）を動作環境として実行されるプログラムの名称が格納される。割当時間の項目には、対応するＶＭＩＤに対する、内部ピン３１及びＣＰＵ等の物理リソースの利用時間（タイムスライス）が、格納される。

信号ピン番号の項目には、対応するＶＭＩＤの仮想環境２１にて実行されるプログラムが生成した制御信号の出力先となるアクチュエータ１０１が接続される信号ピン４３の番号が、格納される。アクチュエータ１０１名には、対応する信号ピン番号の信号ピン４３に接続されるアクチュエータ１０１の名称が格納される。

図４は、車載装置１に含まれる内部ピン３１及び信号ピン４３の出力状態を例示する説明図（タイミングチャート）である。本タイミングチャートにおいて、横軸は経過時間を示すものであり、当該横軸にて示される数字は、経過時間に応じた状態の番号を意図する。

制御部２は、記憶部５に記憶されている ハイパーバイザー等の仮想化オペレーティングシステムを起動することにより、仮想化オペレーティングシステムのＶＭ管理部２２として機能する。ＶＭ管理部２２として機能する制御部２は、仮想環境２１を管理するために予め定められているＶＭＩＤテーブルに基づき、複数の仮想環境２１（ＶＭ１、ＶＭ２等）を生成し、生成したこれら仮想環境２１に対し、内部ピン３１及びＣＰＵ等、物理リソースの利用時間（タイムスライス）を割り当てることにより、これら仮想環境２１の管理を行う。本実施形態における図示においては、２つの仮想環境２１（ＶＭ１、ＶＭ２）にて説明するが、仮想環境２１の個数は２つに限定されず、３つ以上であってもよいことは言うまでもない。

信号ピン４３は、これら２つの仮想環境２１（ＶＭ１、ＶＭ２）に対応した２つの信号ピン４３（信号ピン４３[１]、信号ピン４３[２]）により構成される。仮想環境２１（ＶＭ１）には、信号ピン４３[１]が対応する。仮想環境２１（ＶＭ２）には、信号ピン４３[２]が対応する。

状態１の時点において、仮想環境２１（ＶＭ２）は、制御部２の内部ピン３１をハイ（High）に（信号レベルをハイに設定）することにより、当該内部ピン３１からハイの制御信号を出力する。本実施形態における図示のとおり、状態１の時点の直前には、ＶＭ管理部２２は、仮想環境２１（ＶＭ２）を動作させて内部ピン３１を割り当てており、更に、当該内部ピン３１に対し、仮想環境２１（ＶＭ２）に対応する信号ピン４３[２]を接続するように出力処理部４に対し仮想環境２１情報を送信している。これにより、信号ピン４３[２]からは、仮想環境２１（ＶＭ２）から出力されたハイの制御信号が、出力される。

状態２の時点において、ＶＭ管理部２２は、仮想環境２１（ＶＭ２）から、仮想環境２１（ＶＭ１）に制御を切り替える。すなわち、ＶＭ管理部２２は、仮想環境２１（ＶＭ１）を動作させ、内部ピン３１を割り当てる。更に、ＶＭ管理部２２は、出力処理部４の信号を保持するように設定する。ＶＭ管理部２２は、内部ピン３１の出力を仮想環境２１（ＶＭ１）の元の状態に復元する。本実施形態においては、内部ピン３１の出力を仮想環境２１（ＶＭ１）の元の状態に復元することにより、内部ピン３１からは、ロー（Low）の制御信号が、出力される。出力処理部４は、ＶＭ管理部２２から第２内部ピン３２を介して出力される仮想環境２１情報に応じて、仮想環境２１（ＶＭ２）に対応する信号ピン４３[２]から出力されている制御信号の出力状態を保持している。すなわち、仮想環境２１（ＶＭ１）に制御が切り替えられた後も、信号ピン４３[２]からハイの制御信号が出力される状態が、保持される。

状態３の時点において、仮想環境２１（ＶＭ１）は、制御部２の内部ピン３１をハイ（High）に（信号レベルをハイに設定）することにより、当該内部ピン３１からハイの制御信号を出力する。これにより、信号ピン４３[１]からは、仮想環境２１（ＶＭ１）から出力されたハイの制御信号が、出力される。

状態４の時点において、仮想環境２１（ＶＭ２）は、制御部２の内部ピン３１をロー（Low）に（信号レベルをローに設定）することにより、当該内部ピン３１からローの制御信号を出力する。ＶＭ管理部２２は、状態４の時点の直前に、仮想環境２１（ＶＭ１）から、仮想環境２１（ＶＭ２）に制御を切り替えている。ＶＭ管理部２２は、当該仮想環境２１の切り替えに併せて、出力処理部４に対し仮想環境２１情報を出力し、内部ピン３１と信号ピン４３[２]とを接続させる。これにより、信号ピン４３[２]からは、仮想環境２１（ＶＭ２）から出力されたローの制御信号が、出力される。

状態５の時点において、ＶＭ管理部２２は、仮想環境２１（ＶＭ２）から、仮想環境２１（ＶＭ１）に制御を切り替える。ＶＭ管理部２２は、当該仮想環境２１の切り替えに併せて、出力処理部４に対し仮想環境２１情報を出力し、内部ピン３１と信号ピン４３[１]とを接続させる。

状態６の時点において、仮想環境２１（ＶＭ１）は、制御部２の内部ピン３１をロー（Low）に（信号レベルをローに設定）することにより、当該内部ピン３１からローの制御信号を出力する。これにより、信号ピン４３[１]からは、仮想環境２１（ＶＭ１）から出力されたローの制御信号が、出力される。

図５は、車載装置１の制御部２及び出力処理部４の処理を例示するフローチャートである。車載装置１の制御部２及び出力処理部４は、例えば車両Ｃが起動状態又は停止状態において、定常的に以下の処理を行う。

制御部２は、記憶部５に記憶されているＶＭＩＤテーブルを参照することにより、いずれかの仮想環境２１（ＶＭ）に内部ピン３１を割り当てる（Ｓ１０１）。仮想化オペレーティングシステムを起動した制御部２は、仮想化オペレーティングシステムのＶＭ管理部２２としても機能している。ＶＭ管理部２２として機能する制御部２は、ＶＭＩＤテーブルを参照することにより、現時点において内部ピン３１を割り当てる仮想環境２１を特定し、当該特定した仮想環境２１に対し、物理リソースである内部ピン３１を割り当てる。制御部２（ＶＭ管理部２２）は、仮想環境２１に内部ピン３１を割り当てる処理を行うにあたり、当該仮想環境２１に対し、物理リソースであるＣＰＵ等の利用時間（タイムスライス）を割り当てることにより、当該仮想環境２１である仮想マシンを動作させ、内部ピン３１を割り当てるものであってもよい。このようにＶＭ管理部２２として機能する制御部２は、生成した複数の仮想環境２１に対する内部ピン３１及びＣＰＵ等、物理リソースの利用時間（タイムスライス）を割り当てることにより、これら仮想環境２１の管理を行う。

制御部２は、内部ピン３１が割り当てられる仮想環境２１（ＶＭ）に関する仮想環境２１情報（ＶＭＩＤ）を、第２内部ピン３２から出力する（Ｓ１０２）。ＶＭ管理部２２として機能する制御部２は、現時点にて内部ピン３１が割り当てられた仮想環境２１（ＶＭ）に関する仮想環境２１情報（ＶＭＩＤ）を、第２内部ピン３２を介して、出力処理部４に出力する。当該仮想環境２１情報は、例えば、記憶部５に記憶されているＶＭＩＤテーブルに格納されているＶＭＩＤである。又は、制御部２（ＶＭ管理部２２）は、当該ＶＭＩＤに対応する信号ピン番号を仮想環境２１情報として、第２内部ピン３２を介して出力処理部４に出力するものであってもよい。

制御部２は、内部ピン３１が割り当てられる仮想環境２１（ＶＭ）にて実行されているプログラムが生成した制御信号を、内部ピン３１から出力する（Ｓ１０３）。このように制御部２（ＶＭ管理部２２）によって、仮想環境２１（ＶＭ）に対し、物理リソースである内部ピン３１が割り当てられることにより、当該仮想環境２１にて実行されているプログラムが生成した制御信号が、内部ピン３１から出力される。すなわち、仮想環境２１（ＶＭ）にて実行されるプログラムそれぞれは、物理リソースとして同一となる内部ピン３１（ＧＰＩＯ等）へのアロケーション等、制御における競合を意識（回避）する必要がなくなる。すなわち、仮想環境２１（ＶＭ）間における内部ピン３１に対するＩ／Ｏアクセスを調停することを不要とすることができる。これにより、仮想環境２１を動作環境として実行されているプログラムが、例えば、車載ＥＣＵ等にて稼働していたプログラムを車載装置１に転用（移植）したものであっても、内部ピン３１等の物理リソースへのアクセス形態は従来の車載ＥＣＵ等の動作環境を継承することができるため、当該転用を行うにあたってのプログラムの修正又は改変を不要とすることができる。

制御部２は、仮想環境２１（ＶＭ）への割当時間が経過したか否かを判定する（Ｓ１０４）。制御部２は、例えば記憶部５に記憶されているＶＭＩＤテーブルを参照することにより、現時点にて内部ピン３１が割り当てられている仮想環境２１（ＶＭ）への割当時間が経過したか否かを判定する。又は、ＶＭＩＤテーブルにて格納されている割当時間に応じて、個々の仮想環境２１（ＶＭ）が動作する時間、すなわちＣＰＵ等の利用時間（タイムスライス）が定義されている場合、当該ＣＰＵ等の利用時間が経過したか否かを判定するものであってもよい。

割当時間が経過していない場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、制御部２は、再度、Ｓ１０３の処理を実行すべくループ処理を行う。これにより、現時点にて内部ピン３１が割り当てられている仮想環境２１にて実行されているプログラムにて生成された制御信号が当該内部ピン３１から出力される状態が、継続される。

割当時間が経過した場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、制御部２は、再度、Ｓ１０１の処理を実行すべくループ処理を行う。これにより、ＶＭＩＤテーブルにおいて、現時点にて内部ピン３１が割り当てられている仮想環境２１（ＶＭ１）の次の順位（次位）として定められている仮想環境２１（ＶＭ２）に内部ピン３１を割り当て、当該仮想環境２１（ＶＭ２）にて実行されているプログラムが生成した制御信号を、内部ピン３１を介して出力処理部４に出力することができる。

出力処理部４は、制御部２から仮想環境２１情報（ＶＭＩＤ）を取得する（Ｔ１０１）。出力処理部４は、制御部２から取得した仮想環境２１情報（ＶＭＩＤ）に応じて、内部ピン３１と信号ピン４３とを接続する（Ｔ１０２）。出力処理部４は、第２内部ピン３２を介して、制御部２からＶＭＩＤ又は信号ピン番号を含む仮想環境２１情報を取得する。出力処理部４は、当該仮想環境２１情報に応じて、内部ピン３１を介して出力される制御信号に対応する信号ピン４３を、特定することができる。すなわち、出力処理部４は、制御部２から取得した仮想環境２１情報に基づき、例えばマルチプレクサ等により構成される切替管理部４１によって、内部ピン３１と信号ピン４３との接続を切り替える等の処理を行う。これにより、内部ピン３１と、当該内部ピン３１から出力される制御信号に対応する信号ピン４３とは、物理的又は論理的に接続される。

出力処理部４は、内部ピン３１を介して、制御部２から制御信号を取得する（Ｔ１０３）。出力処理部４は、取得した制御信号を信号ピン４３から出力する（Ｔ１０４）。出力処理部４は、内部ピン３１を介して、制御部２から取得した制御信号を、マルチプレクサ等の切替管理部４１によって当該内部ピン３１に接続されている信号ピン４３から出力する。当該信号ピン４３には、制御信号による制御対象となるアクチュエータ１０１が、直接、又は信号線等のハーネスを介して接続されている。これにより、車載装置１は、当該アクチュエータ１０１を制御信号に応じて駆動させることができる。

出力処理部４は、信号ピン４３からの制御信号の出力状態を維持する（Ｔ１０５）。出力処理部４は、例えば、フリップフロップ等により構成される状態保持部４２によって、信号ピン４３からの制御信号の出力状態を維持（保持）する。これにより、当該信号ピン４３に対応する仮想環境２１情報（ＶＭＩＤ）が、制御部２から次に出力されるまでの間、信号ピン４３からの制御信号の出力状態が維持されるものとなる。すなわち、内部ピン３１が、他の信号ピン４３と接続されている間においても、当該信号ピン４３からの制御信号の出力状態は維持される。これにより、車載装置１は、当該アクチュエータ１０１を制御信号に応じた駆動を継続させることができる。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

Ｃ 車両
Ｓ 車載システム
１ 車載装置（統合ＥＣＵ）
２ 制御部
２１ 仮想環境（ＶＭ）
２２ ＶＭ管理部
３１ 内部ピン
３２ 第２内部ピン
４ 出力処理部
４１ 切替管理部
４２ 状態保持部
４３ 信号ピン
５ 記憶部
５１ 記録媒体
Ｐ 制御プログラム（プログラム製品）
６ 車内通信部
１０１ アクチュエータ（ＡＣＴ）
１０２ 個別ＥＣＵ

Claims (11)

1. 車両に搭載され、複数のアクチュエータが接続される車載装置であって、
   前記アクチュエータを制御するための制御信号を生成する制御部と、
   複数の前記アクチュエータそれぞれに接続される信号ピンを介して、前記制御部が生成した前記制御信号を出力する出力処理部と、
   前記制御部と前記出力処理部とを接続し、前記制御信号を送信するための内部ピンとを備え、
   前記内部ピンの本数は、前記信号ピンの本数よりも少ない
   車載装置。
2. 前記出力処理部は、
   前記制御部から出力された前記制御信号を、前記内部ピンを介して取得し、
   取得した前記制御信号を、該制御信号の出力先となるアクチュエータが接続される信号ピンから出力する
   請求項１に記載の車載装置。
3. 複数の前記アクチュエータそれぞれに対応した複数のプログラムと、前記制御部によって起動される仮想化オペレーティングシステムが記憶されている記憶部とを備え、
   前記制御部は、
   前記仮想化オペレーティングシステムを起動することにより複数の仮想環境を生成し、
   生成した複数の前記仮想環境それぞれを動作環境として、複数の前記プログラムそれぞれを実行し、
   複数の前記プログラムそれぞれが生成した前記制御信号を出力する
   請求項１又は請求項２に記載の車載装置。
4. 前記制御部は、
   複数の前記仮想環境それぞれに対し、前記内部ピンの割り当てを切り替え、
   前記内部ピンが割り当てられている仮想環境にて実行されているプログラムが生成した制御信号を出力する
   請求項３に記載の車載装置。
5. 前記制御部は、前記内部ピンが割り当てられる仮想環境を示す仮想環境情報を出力し、
   前記出力処理部は、
   前記制御部から出力された前記仮想環境情報に基づき、取得した前記制御信号を出力する信号ピンを特定し、
   前記特定した信号ピンから前記制御信号を出力する
   請求項４に記載の車載装置。
6. 前記出力処理部は、前記仮想環境情報に基づき、前記特定した信号ピンからの制御信号の出力状態を保持する
   請求項５に記載の車載装置。
7. 前記制御部と前記出力処理部との間には、前記仮想環境情報を送信するための第２内部ピンが設けられている
   請求項５又は請求項６に記載の車載装置。
8. 前記出力処理部は、論理回路を含むハードウェア処理部として構成される
   請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の車載装置。
9. 前記信号ピン又は前記内部ピンは、ＧＰＩＯにより構成される
   請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の車載装置。
10. 車両に搭載され、複数のアクチュエータが接続され、
    前記アクチュエータを制御するための制御信号を生成する制御部と、
    複数の前記アクチュエータそれぞれに接続される信号ピンを介して、前記制御部が生成した前記制御信号を出力する出力処理部と、
    前記制御部と前記出力処理部とを接続し、前記制御信号を送信するためのものであり、前記信号ピンの本数よりも少ない本数の内部ピンと
    を備えるコンピュータに、
    前記制御部に、前記内部ピンを介して前記制御信号を出力させ、
    前記出力処理部に、前記内部ピンを介して取得した前記制御信号を、該制御信号の出力先となるアクチュエータが接続される信号ピンから出力させる
    処理を実行させるプログラム。
11. 車両に搭載され、複数のアクチュエータが接続され、
    前記アクチュエータを制御するための制御信号を生成する制御部と、
    複数の前記アクチュエータそれぞれに接続される信号ピンを介して、前記制御部が生成した前記制御信号を出力する出力処理部と、
    前記制御部と前記出力処理部とを接続し、前記制御信号を送信するためのものであり、前記信号ピンの本数よりも少ない本数の内部ピンと
    を備えるコンピュータに、
    前記制御部に、前記内部ピンを介して前記制御信号を出力させ、
    前記出力処理部に、前記内部ピンを介して取得した前記制御信号を、該制御信号の出力先となるアクチュエータが接続される信号ピンから出力させる
    処理を実行させる情報処理方法。

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