JP2006319381A - Method for transmitting urgent message - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は緊急メッセージ送信方法に関し、特に車載LAN(Local Area Network)のシステムの中でCAN(Controller Area Network)通信プロトコルを採用しているネットワークにて緊急メッセージが発生した場合に他のメッセージに優先して緊急メッセージを送信する緊急メッセージ送信方法に関する。 The present invention relates to an emergency message transmission method, and in particular, priority is given to other messages when an emergency message occurs in a network adopting a CAN (Controller Area Network) communication protocol in an in-vehicle LAN (Local Area Network) system. The present invention relates to an emergency message transmission method for transmitting an emergency message.
車両には、特定の制御機能を持ったコンピュータやセンサからなる複数の電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)が用いられており、これらは、LANによって相互に接続され、ネットワークを構成している(たとえば、特許文献1参照。)。車載LANのシステムでは、各種通信プロトコルが採用されているが、中でもCAN通信プロトコルが主流になりつつある。ここで、このCAN通信プロトコルを採用したネットワークについて説明する。 A vehicle uses a plurality of electronic control units (ECUs) composed of computers and sensors having specific control functions, which are connected to each other via a LAN to form a network. (For example, refer to Patent Document 1). In the in-vehicle LAN system, various communication protocols are employed, and the CAN communication protocol is becoming mainstream. Here, a network adopting this CAN communication protocol will be described.
図5はCAN通信プロトコルによるネットワークの一例を示すシステム図である。
このシステムは、電子制御ユニットとする複数のノード101〜106を有し、これらのノード101〜106は、CANバス107に接続されている。CANバス107に接続されたすべてのノード101〜106は、メッセージをフレーム化して送信することができる。たとえば、ノード101を代表して説明すると、このノード101では、n個のメッセージを送信することができるよう設定されているものとする。
FIG. 5 is a system diagram showing an example of a network based on the CAN communication protocol.
This system has a plurality of
メッセージを送信するフレームには、あらかじめ固有のID(Identifier)が設定されており、CANバス107に送出する送信周期がフレームごとに設定されている。また、各メッセージには、優先度が付けられており、その優先度は、IDによって決定される。たとえば図示の例では、1番目のフレームのIDが16進数で「100」、2番目のフレームのIDが「200」、n−1番目のフレームのIDが「300」、n番目のフレームのIDが「400」であるとした場合、IDの数値が最も小さい1番目のフレームの優先度が最も高く、これより大きくなるほど優先度が低くなることを意味している。
A unique ID (Identifier) is set in advance in a frame for transmitting a message, and a transmission cycle to be sent to the
各ノード101〜106は、フレームごとに設定された周期で各メッセージを定期送信するが、そのときに、メッセージの送信が他のノードによるメッセージの送信と競合してしまった場合、優先度の高いメッセージを送信したノードが優先してメッセージを送信することができ、優先度の低いメッセージを送信したノードはメッセージの送信動作を中止して受信動作に移る。
各ノードであらかじめ設定されているメッセージごとのIDおよび定期送信の周期は固定されていて変更することはできないので、CANバスに送り出すときのメッセージの優先順位も変更することはできない。そのため、発生確率の極めて低いイベントであるために低い優先順位、長い送信周期にそれぞれ設定されていたメッセージが、たとえば同時に発生した他のイベントとの組み合わせではそのメッセージを緊急に送信すべきであるというような事態が突然発生した場合、あるいは、データ自身が複数の危険度レベルを持っていて、発生確率は極めて低いが、発生してしまうと極めて重大な安全上の問題が出るといった場合には、そのメッセージを他のメッセージに優先して早期に送信することはできないという問題点があった。 Since the ID for each message and the periodic transmission period set in advance at each node are fixed and cannot be changed, the priority order of messages when being sent to the CAN bus cannot be changed. Therefore, an event with a very low probability of occurrence, and a message that has been set to a low priority and a long transmission cycle should be sent urgently in combination with other events that occurred at the same time, for example. If this happens suddenly, or if the data itself has multiple risk levels and the probability of occurrence is very low, it will cause a very serious safety issue. There was a problem that the message could not be transmitted early in preference to other messages.
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、緊急送信を要するメッセージが突然発生した場合に、そのメッセージを早期に送信することができるような緊急メッセージ送信方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and it is an object of the present invention to provide an emergency message transmission method capable of transmitting an early message when a message requiring emergency transmission suddenly occurs. And
本発明では上記問題点を解決するために、複数のノードがCANバスに接続されたネットワークにて優先順位を表すIDおよび送信周期が決められたメッセージを緊急に送信できるようにした緊急メッセージ送信方法において、通常メッセージが緊急の送信を要する緊急メッセージに変わったときに、前記通常メッセージのデータを、自ノードにおいてあらかじめ用意され、かつ優先順位が最も高く送信周期の最も短い緊急メッセージ送信用フレームに複写し、前記緊急メッセージ送信用フレームを前記CANバスに送信する第1ステップと、前記緊急メッセージ送信用フレームのみ受信可能な緊急メッセージ受信用フレームを用意した他ノードが前記緊急メッセージを受けたとき、前記他ノードが前記緊急メッセージを前記通常メッセージのIDにて前記通常メッセージの送信周期よりも短い周期で前記CANバスに再送信する第2ステップと、を有することを特徴とする緊急メッセージ送信方法が提供される。 In the present invention, in order to solve the above-described problem, an emergency message transmission method which allows an emergency message to be transmitted in a network in which a plurality of nodes are connected to a CAN bus and in which an ID indicating a priority order and a transmission cycle are determined. When the normal message is changed to an emergency message that requires urgent transmission, the data of the normal message is copied to the emergency message transmission frame that is prepared in advance in the own node and has the highest priority and the shortest transmission cycle. The first step of transmitting the emergency message transmission frame to the CAN bus, and when another node that has prepared an emergency message reception frame that can receive only the emergency message transmission frame receives the emergency message, Another node sends the emergency message to the normal message The normal emergency message transmission method characterized in that it comprises a second step, the retransmitting to the CAN bus in a shorter period than the transmission period of the message is provided by ID.
このような緊急メッセージ送信方法によれば、第1ステップにて通常メッセージを緊急メッセージとして自ノード内で優先順位が最も高く最も短い送信周期に設定された緊急メッセージ送信用フレームにより送信し、第2ステップでは、その緊急メッセージ送信用フレームを特定の他ノードが受け、受けた緊急メッセージを元の通常メッセージのIDにて通常メッセージの送信周期よりも短い周期で再送信するようにした。これにより、優先順位も送信周期も変更することができないメッセージでも、送信周期を短く変更して送信することができるようになるので、突然発生した緊急送信を要するような緊急メッセージを早期に送信することが可能になる。 According to such an emergency message transmission method, in the first step, a normal message is transmitted as an emergency message by an emergency message transmission frame having the highest priority and set in the shortest transmission cycle in the own node, In the step, the emergency message transmission frame is received by a specific other node, and the received emergency message is retransmitted at a cycle shorter than the transmission cycle of the normal message with the original normal message ID. As a result, even a message whose priority order and transmission cycle cannot be changed can be transmitted with a short transmission cycle, so an emergency message requiring sudden emergency transmission is transmitted early. It becomes possible.
本発明の緊急メッセージ送信方法は、変更することができない送信周期を他ノードが緊急メッセージに変わった通常メッセージの送信周期よりも短い送信周期で再送信するようにしたので、早期にメッセージの送信が可能になるという利点がある。 In the emergency message transmission method of the present invention, the transmission cycle that cannot be changed is retransmitted at a transmission cycle shorter than the transmission cycle of the normal message that the other node has changed to the emergency message. There is an advantage that it becomes possible.
また、他ノードが再送信するときに、本来の通常メッセージのIDで再送信するので、受信側のノードは、受信するIDの変更など特別な処理をすることなく、受信することができる。 Further, when another node retransmits, it retransmits with the original ID of the normal message, so that the receiving node can receive without performing special processing such as changing the received ID.
さらに、発生確率は極めて低いが、発生してしまうと極めて重大な安全上の問題が出るといったメッセージのフレームには、通常は、その最悪の条件に合わせて、優先順位の高いIDおよび短い送信周期を設定するが、本発明の緊急メッセージ送信方法によれば、フレームのIDおよび送信周期を発生確率の高い側の条件にて設定、つまり、優先度が低くて送信周期を長く設定することができるので、バス負荷を低く抑えることができ、しかも、緊急送信を要するメッセージが突然発生したような場合には、短い送信周期で送信することが可能になる。 In addition, a message frame that has a very low probability of occurrence but would result in a very serious safety issue will usually have a high priority ID and a short transmission period in accordance with its worst case conditions. However, according to the emergency message transmission method of the present invention, it is possible to set the frame ID and the transmission period under conditions with a higher probability of occurrence, that is, the transmission period can be set longer with low priority. As a result, the bus load can be kept low, and if a message requiring urgent transmission suddenly occurs, it can be transmitted in a short transmission cycle.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図1は本発明の緊急メッセージ送信方法を説明するためのシステム図である。
システムとしては、電子制御ユニットとする複数のノード11〜16がCANバス17に接続されてネットワークを構成しているとする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a system diagram for explaining an emergency message transmission method according to the present invention.
As a system, it is assumed that a plurality of
ここで、CANバス17に接続されたノード11〜16の中で、突発的な緊急メッセージを送信する可能性のあるノード、ここでは一例としてノード11には、通常設定されているn個のメッセージ送信用のフレーム21の他に、緊急メッセージ送信用フレーム22が追加設定されている。この緊急メッセージ送信用フレーム22は、ノード11の中で優先順位が最も高いIDが設定され、かつ、最も短い送信周期に設定されている。もちろん、このような緊急メッセージ送信用フレーム22は、送信される通常メッセージが緊急メッセージになり得るすべての他のノードにおいても、ノードごとに設定される。
Here, among the
一方、CANバス17に接続されたノード11〜16の中に任意の1つ、ここでは、ノード14には、通常メッセージ受信用のフレーム23の他に、緊急メッセージ送信用フレーム22のみを受信可能に設定された緊急メッセージ受信用フレーム24が追加設定されている。
On the other hand, any one of the
次に、一例として、ノード11があるメッセージをフレーム(1)によって、設定された周期でCANバス17上の任意のノードに対し送信しているときに、それが緊急に送信すべきメッセージに変わった場合の緊急メッセージ送信手順について説明する。
Next, as an example, when a message is transmitted to an arbitrary node on the
図2は特定ノードから緊急メッセージが送信されるときの動作を示すフローチャート、図3は緊急メッセージ送信フレームのデータ構造を示す図、図4は特定ノードにおける緊急メッセージの再送信動作を示すフローチャートである。 FIG. 2 is a flowchart showing an operation when an emergency message is transmitted from a specific node, FIG. 3 is a diagram showing a data structure of an emergency message transmission frame, and FIG. 4 is a flowchart showing an emergency message retransmission operation in the specific node. .
CAN通信プロトコルにおけるデータフレームは、図3に示したように、フレーム開始ビットSOF、アービトレーションフィールドID、コントロールフィールドControl、データフィールドData、巡回冗長検査フィールドCRC、応答フィールドACKおよびフレーム終了ビットEOFからなっており、優先度を表すIDの情報は、アービトレーションフィールドIDに格納され、送信されるメッセージのデータはデータフィールドDataに格納される。 As shown in FIG. 3, the data frame in the CAN communication protocol includes a frame start bit SOF, an arbitration field ID, a control field Control, a data field Data, a cyclic redundancy check field CRC, a response field ACK, and a frame end bit EOF. The ID information indicating the priority is stored in the arbitration field ID, and the data of the message to be transmitted is stored in the data field Data.
まず、図2において、通常メッセージが緊急メッセージとして送信したい状況が発生したとする。この例としては、たとえば、車間距離制御ECUのノードが車間距離を計測していてそのデータを通常メッセージとして定期的にCANバス17に送信しているときに、その計測データが危険度のレベルとして最も高い危険度のレベルに達したとき、緊急メッセージとしてブレーキ制御ECUのノードに送信するといった場合がある。
First, in FIG. 2, it is assumed that a situation occurs in which a normal message is desired to be transmitted as an emergency message. As an example of this, for example, when the node of the inter-vehicle distance control ECU measures the inter-vehicle distance and periodically transmits the data to the
このような場合、その通常メッセージのデータは、まず、優先順位が最も高く、送信周期の最も短い緊急メッセージ送信用フレーム22に複写される(ステップS1)。すなわち、通常メッセージ送信用のフレームのデータフィールドDataにあるデータが緊急メッセージ送信用フレーム22のデータフィールドDataに複写される。
In such a case, the data of the normal message is first copied to the emergency
次に、通常メッセージ送信用のフレームのアービトレーションフィールドIDにあるIDの情報を緊急メッセージ送信用フレーム22のデータフィールドDataの中で先に複写したデータの後ろに複写してデータに埋め込む(ステップS2)。これにより、データの長さが変わるので、コントロールフィールドControlに設定されているデータ長コードを変更し(ステップS3)、その緊急メッセージ送信用フレーム22をCANバス17上に送信する(ステップS4)。つまり、この緊急メッセージの送信のときには、通常メッセージを緊急メッセージとして優先度の最も高いIDによって、最も短い周期で送信することになる。
Next, the ID information in the arbitration field ID of the normal message transmission frame is copied after the previously copied data in the data field Data of the emergency
このようにして送信された緊急メッセージは、特定のノード(図示の例ではノード14)において緊急メッセージ受信用フレーム24により受信される。図4に示したように、このノード14では、受信した緊急メッセージ受信用フレーム24のデータフィールドDataからIDの情報を読み込み、読み込んだそのIDの情報をアービトレーションフィールドIDに設定する(ステップS11)。次に、データフィールドDataからIDの情報を削除し、それに合わせて、コントロールフィールドControlのデータ長コードを元に戻す(ステップS12)。次に、緊急メッセージ受信用フレーム24にて受信されたメッセージが、アービトレーションフィールドIDに設定したIDの情報をもとに、自ノード宛のみのものかどうかが判断され(ステップS13)、自ノードしか受信しないことがあらかじめ分かっている場合には、再送信を中止し、そのメッセージを受け取ってそのまま終了する。他のノードもその緊急メッセージを受信することがあらかじめ分かっている場合、あるいは、自ノード宛だけのメッセージかどうかを判断することができない場合には、このノード14において、送信周期がノード11にて通常メッセージのフレームに設定されている周期よりも短く設定された緊急送信用フレームによりその緊急メッセージがCANバス17上に再送信される(ステップS14)。
The emergency message transmitted in this way is received by the emergency
このように、ノード11から送信されるべき通常メッセージが緊急メッセージとして送信される場合、その通常メッセージは、ノード11の中で最も優先度の高いIDを持つ緊急メッセージ送信用フレーム22により、最も短い送信周期で送信され、それを、他の特定のノードにて、IDを元に戻し、そのノードから、通常メッセージのフレームに設定されている送信周期よりも短い送信周期で再送信するようにした。これにより、優先度の低いメッセージを長い送信周期でしか送信することができない通常メッセージにおいても、より緊急の送信を要する緊急メッセージとして優先的に、かつ短周期で送信することが可能になる。全体の流れでは、ノード11から長い送信周期で送信されるべきメッセージは、短い周期に変換されてノード14から再送信されることになる。もちろん、この再送信されるときのメッセージの優先度は、元の優先度に戻ることになるが、短い周期で、再送信が試行されるため、元の長周期で送信する場合に比べて十分早期に送信することができる。
Thus, when a normal message to be transmitted from the
また、別の実施の形態として、ノード11から緊急メッセージを送信する場合、一度、送信を試行してみるようにすることもできる。つまり、緊急メッセージが発生したときに、緊急メッセージではあるが、通常メッセージとして送信を試みる。そこで、CANバス17がバスアイドル状態であれば、そのまま送信した方が早いので、通常メッセージとしてそのまま送信することにし、送信が待たされるようならば、この段階で、上記したように、緊急メッセージ送信用フレーム22を使って送信するようにしても良い。
As another embodiment, when an emergency message is transmitted from the
11〜16 ノード
17 CANバス
21 フレーム
22 緊急メッセージ送信用フレーム
23 フレーム
24 緊急メッセージ受信用フレーム
11 to 16
Claims (4)
通常メッセージが緊急の送信を要する緊急メッセージに変わったときに、前記通常メッセージのデータを、自ノードにおいてあらかじめ用意され、かつ優先順位が最も高く送信周期の最も短い緊急メッセージ送信用フレームに複写し、前記緊急メッセージ送信用フレームを前記CANバスに送信する第1ステップと、
前記緊急メッセージ送信用フレームのみ受信可能な緊急メッセージ受信用フレームを用意した他ノードが前記緊急メッセージを受けたとき、前記他ノードが前記緊急メッセージを前記通常メッセージのIDにて前記通常メッセージの送信周期よりも短い周期で前記CANバスに再送信する第2ステップと、
を有することを特徴とする緊急メッセージ送信方法。 In an emergency message transmission method in which a plurality of nodes can urgently transmit a message having an ID indicating a priority and a transmission cycle determined in a network connected to a CAN bus.
When the normal message is changed to an emergency message requiring urgent transmission, the data of the normal message is copied in an emergency message transmission frame prepared in advance in the own node and having the highest priority and the shortest transmission cycle, A first step of transmitting the emergency message transmission frame to the CAN bus;
When another node that has prepared an emergency message reception frame that can receive only the emergency message transmission frame receives the emergency message, the other node transmits the emergency message with the ID of the normal message. A second step of retransmitting to the CAN bus with a shorter period;
An emergency message transmission method comprising:
In the second step, after the other node receives the emergency message transmission frame, the second step determines whether the emergency message is a message addressed only to the own node. 2. The emergency message transmission method according to claim 1, wherein retransmission by message ID is stopped.
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