DE112016004546T5

DE112016004546T5 - Fahrzeugschnittstellenvorrichtung

Info

Publication number: DE112016004546T5
Application number: DE112016004546.8T
Authority: DE
Inventors: Naoyuki Yamamoto; Kazuhiro Nakanishi
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2015-10-05
Filing date: 2016-09-20
Publication date: 2018-06-21
Also published as: CN108028794B; US10615997B2; WO2017061262A1; JP6506850B2; JPWO2017061262A1; US20180287815A1; CN108028794A

Abstract

Es wird eine Fahrzeugschnittstellenvorrichtung angegeben, die eine effiziente Pfadauswahlsteuerung durchführen kann, wenn Daten an ein unterschiedliches Netzwerk übertragen werden.Bei einer Fahrzeugschnittstellenvorrichtung, die eine Übertragungssteuerung von Daten zwischen einem ersten Netzwerk und einem zweiten Netzwerk durchführt, hat das zweite Netzwerk eine von dem ersten Netzwerk verschiedene Netzwerkform und eine virtuelle IP-Adresse ist dem zweiten Netzwerk zugeordnet.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugschnittstellenvorrichtung.
Stand der Technik
Ein Netzwerk zwischen elektronischen Steuereinheiten (im Folgenden ECUs genannt) in einem Fahrzeug ist im Wesentlichen konfiguriert nach einem Steuergerätenetz(CAN)-Standard. Das CAN ist ein Netzwerk, das gekennzeichnet ist durch ein Netzwerk vom Leitungstyp, konfiguriert durch das Verbinden jeweiliger ECUs auf einer Leitung.
Es wird jedoch erwartet, dass eine Fahrzeugnetzwerkvorrichtung, die mit dem gleichen Netzwerk verbunden ist, und eine Fahrzeugnetzwerkvorrichtung, die mit einem unterschiedlichen Netzwerk über eine Schnittstellen(Relay)-Vorrichtung verbunden ist, in Zukunft nebeneinander existieren werden.
Zum Beispiel wird eine Technik zur Durchführung eines Pfadauswahlsteuerungsprozesses eines Übertragungsziels, wenn empfangene Daten an ein bestimmtes Übertragungsziel übertragen werden, in Patentliteratur (PTL) 1 beschrieben. PTL 1 beschreibt „ein Kommunikationspfadinformationsrelaymittel zum Übersetzen empfangener Adresseninformationen auf der Grundlage einer Adressenübersetzungstabelle und zur Weiterschaltung dieser Adresseninformationen an ein Übertragungsziel und ein Paketrelaymittel zum Übersetzen von Adresseninformationen eines empfangenen Pakets auf der Grundlage einer Netzwerkadressenübersetzungstabelle und zum Weiterleiten der Informationen an das Übertragungsziel“. Genauer gesagt wird eine IP-Adresse der empfangsseitigen Vorrichtung übersetzt in eine IP-Adresse eines Übertragungsziels durch die Adressenübersetzungstabelle, und die Daten werden übertragen.
Literaturliste
Patentliteratur
PTL1: JP 2010-154097 A
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
In Zukunft ist bei autonomen Fahren und der Entwicklung von Kameras das Ethernet (registrierte Marke), welches eine Hochgeschwindigkeitsübertragung ermöglicht, notwendig als ein Netzwerk zwischen einer Kamera-ECU und einer ECU. Das Ethernet ist ein Netzwerk, welches charakterisiert ist durch ein Peer-to-Peer-Netzwerk, in dem ein Kommunikationsziel festgelegt wird auf der Basis einer vorrichtungsspezifischen IP-Adresse. In dem Fahrzeugnetzwerk wird ein Fahrzeug-Ethernet zunehmend als ein Netzwerk, das den existierenden CAN-Standard vervollständigt, verwendet. In dieser Hinsicht gab es einen Bedarf an der Entwicklung einer Fahrzeugschnittstellenvorrichtung, bei der die Eigenschaften des CAN und die Eigenschaften des Ethernets berücksichtigt werden. Dieser Punkt ist in PTL 1 nicht berücksichtigt und es besteht Raum für Verbesserungen.
Diesbezüglich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeugschnittstellenvorrichtung anzugeben, die fähig ist, eine effiziente Pfadauswahlsteuerung durchzuführen, wenn Daten auf ein unterschiedliches Netzwerk übertragen werden.
Zusätzlich zu CAN und Ethernet können andere Netzwerke, die Standards erfüllen wie Local Interconnect Network (LIN), FlexRay, und medienorientierter Systemtransport (MOST), als Fahrzeugnetzwerk verwendet werden.
Lösung des Problems
Um die obengenannte Aufgabe zu lösen, hat bei einer Fahrzeugschnittstellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, zum Beispiel in einer Fahrzeugschnittstellenvorrichtung, die eine Übertragungssteuerung von Daten zwischen einem ersten Netzwerk und einem zweiten Netzwerk durchführt, das zweite Netzwerk eine unterschiedliche Netzwerkform gegenüber dem ersten Netzwerk und eine virtuelle IP-Adresse ist dem zweiten Netzwerk zugeordnet.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Fahrzeugschnittstellenvorrichtung bereitzustellen, die eine effiziente Pfadauswahlsteuerung durchführen kann, wenn Daten auf ein verschiedenes? Netzwerk übertragen werden.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Fahrzeugschnittstellenvorrichtung und eines Fahrzeugnetzwerksystems nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein schematisches Softwarekonfigurationsdiagramm der Fahrzeugschnittstellenvorrichtung und des Fahrzeugnetzwerksystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
3 ist ein Flussdiagramm der erfindungsgemäßen Fahrzeugschnittstellenvorrichtung.
4 ist eine Leitwegtabelle der erfindungsgemäßen Fahrzeugschnittstellenvorrichtung.
5 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm eines Systems gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Im Folgenden werden Ausführungsformen beschrieben.
Erste Ausführungsform
Eine Fahrzeugschnittstellenvorrichtung und ein Fahrzeugnetzwerksystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden mit Bezug auf 1 beschrieben.
Eine Fahrzeugschnittstellenvorrichtung 1 ist eine Vorrichtung, die eine Kommunikationsverbindung zwischen einem ersten Netzwerk 100 und einem zweiten Netzwerk (ein Nicht-Ethernet-Netzwerk) 200 herstellt. Das erste Netzwerk 100 ist ein Ethernet-Netzwerk und umfasst eine Mehrzahl von Ethernet-Verbindungs-ECUs, das heißt eine ECU 1 (101), die Daten zu der Fahrzeugschnittstellenvorrichtung 1 überträgt, eine ECU 2 (102), die Daten auf die Fahrzeugschnittstellenvorrichtung 1 überträgt, und eine ECU 3 (103), die Daten auf die Fahrzeugschnittstellenvorrichtung 1 überträgt. Bei dem in 1 gezeigten Beispiel umfasst das zweite Netzwerk (ein Nicht-Ethernet-Netzwerk) 200 eine Mehrzahl von Netzwerken eines einzigen Typs oder einer Mehrzahl von Typen, d.h. ein CAN 1-Netzwerk 201, welches Daten von einer CAN 1-Steuerung 4 empfängt, ein CAN 2-Netzwerk 202, das Daten von einer CAN 2-Steuerung 5 empfängt, ein LIN-Netzwerk 203, das Daten von einer LIN-Steuerung 6 empfängt, ein FlexRay-Netzwerk 204, das Daten von einer FlexRay-Steuerung 7 empfängt, und ein MOST-Netzwerk 205, das Daten von einer MOST-Steuerung 8 empfängt.
Die Fahrzeugschnittstellenvorrichtung 1 umfasst eine Leitwegsteuerungseinheit 2, die ein Datenübertragungsziel bestimmt, eine Leitwegkarte 3, die ein Übereinstimmen zwischen einer IP-Adresse und einem ausgegebenen Ziel anzeigt, die CAN 1-Steuerung 4, die Daten an das CAN 1-Netzwerk 201 überträgt, die CAN 2-Steuerung 5, die Daten an das CAN 2-Netzwerk 202 überträgt, die LIN-Steuerung 6, die Daten an das LIN-Netzwerk 203 überträgt, die FlexRay-Steuerung 7, die mit dem FlexRay-Netzwerk 204 verbunden ist, und die MOST-Steuerung 8, die Daten an das MOST-Netzwerk 205 überträgt.
In der ersten Ausführungsform wird ein Beispiel der Übertragung von Daten von der ECU 1 (101) des ersten Netzwerks 100 zu dem zweiten Netzwerk 200 beschrieben.
Als Vorbereitung für die Datenübertragung von dem ersten Netzwerk 100 zu dem zweiten Netzwerk 200 wird eine virtuelle IP-Adresse jedem Netzwerk in dem zweiten Netzwerk 200, welches das Ausgabeziel in der Leitwegkarte 3 der Fahrzeugschnittstellenvorrichtung 1 ist, zugeordnet. Die Leitwegkarte 3 ist eine Pfadauswahlkarte, in der eine Ziel-IP-Adresse mit einem Ausgabezielnetzwerk durch Festlegen einer virtuellen IP-Adresse verbunden ist.
In einem Fall, in dem gewünscht wird, Daten von der ECU 1 (101) des ersten Netzwerks 100 an die ECU 7 des zweiten Netzwerks 200 zu übertragen, bestimmt die ECU 1 (101) eine virutelle IP-Adresse, die einem Ausgabezielnetzwerk entspricht, das eine Leitung ist, die mit der ECU 7 verbunden ist, an die Daten übertragen werden sollen. Die ECU 1 (101) erzeugt einen IP-Header-Abschnitt D2 unter Verwendung der bestimmten virtuellen IP-Adresse als einer Ziel-IP-Adresse D4. Die ECU 1 (101) erzeugt einen CAN-Datenrahmen, der mit dem CAN 2-Netzwerk 202 kompatibel ist, das als Ziel-Netzwerk des Datenübertragungsziels dient, und setzt den CAN-Datenrahmen in einem Datenabschnitt D3. Es kann auch eine Mehrzahl von CAN-Datenrahmen festgelegt werden. Die ECU 1 (101) kombiniert den erzeugten IP-Header-Abschnitt D2 und den Datenabschnitt D3 des CAN-Datenrahmens und erzeugt einen Ethernet-Datenrahmen D1. Die ECU 1 (101) überträgt den Ethernet-Datenrahmen D1 (300) an die Fahrzeugschnittstellenvorrichtung.
Die Leitwegsteuerungseinheit 2 der Fahrzeugschnittstellenvorrichtung analysiert den Ethernet-Datenrahmen 300, der von dem ersten Netzwerk 100 erhalten wurde und bestimmt die Ziel-IP-Adresse des IP-Headers. Die Leitwegsteuerungseinheit 2 sucht nach der bestimmten Ziel-IP-Adresse und der Ziel-IP der Leitwegkarte 3 und entscheidet, dass das CAN 2-Netzwerk 202 als das Ausgabezielnetzwerk dient, das mit derselben IP-Adresse wie das Datenübertragungsziel verbunden ist. Die Leitwegsteuerungseinheit 2 gibt den Befehl, Daten an das CAN 2-Netzwerk 202 von dem bestimmten Übertragungsziel zu übertragen, an die CAN 2-Steuerung 5.
Die CAN 2-Steuerung 5 verwirft den IP-Header-Abschnitt D2 und teilt eine Mehrzahl von CAN-Datenrahmen 400 des Datenabschnitts D3 in CAN-Datenrahmeneinheiten, die mit dem CAN 2-Netzwerk 202 kompatibel sind. (S5) Die CAN 2-Steuerung 5 überträgt die unterteilten CAN-Datenrahmen400-Einheiten an das CAN 2-Netzwerk 202.
Die ECU 7, die ECU 8 und die ECU 9, die mit dem CAN 2-Netzwerk 202 verbunden sind, empfangen die CAN-Daten 400, die zu dem Netzwerk fließen.
Da die virtuelle IP-Adresse dem Nicht-Ethernet-Netzwerk (CAN, CAN-FD, LIN, FlexRay und MOST) auf diese Weise zugeordnet ist, ist es möglich, Daten zu einem Netzwerk eines Übertragungsziels zu übertragen durch die Verwendung der Ziel-IP-Adresse der IP-Header-Information des Ethernet-Standards.
Ferner, da das Übertragungsziel für jedes Netzwerk identifiziert wird, anstatt Identifikationsinformationen (eine CAN-ID, eine IP-Adresse oder dergleichen) für jede ECU-Vorrichtung zu verwalten, ist es möglich, Verwaltungsinformationen des Leitwegs und Datenkonversionen zu reduzieren und einen Speicher der Schnittstellenvorrichtung zu verkleinern.
Ferner, selbst in einem Fall, bei dem eine ECU, die mit einem Nicht-Ethernet-Netzwerk (CAN, CAN-FD, LIN, FlexRay oder MOST) kompatibel ist, neu hinzugefügt wird, wird die Datenübertragung ausgeführt durch Verwendung der Ziel-IP-Adresse der IP-Header-Information des Ethernet-Standards, und somit ist es nicht nötig, zusätzlich die Verwaltungsinformationen auf der Schnittstellenseite zu aktualisieren, und Daten können an die neue ECU übertragen werden.
Zweite Ausführungsform
Im Folgenden wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 5 beschrieben. Beschreibungen von ähnlichen Komponenten wie denen in der oben beschriebenen Ausführungsform werden weggelassen.
In der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, eine Mehrzahl von virtuellen IP-Adressen für das gleiche Ausgabezielnetzwerk festzulegen. Ferner, wenn die virtuelle IP-Adresse die gleiche ist und ein Netzwerktyp der gleiche ist, ist es möglich, die Übertragung an eine Mehrzahl von Ausgabezielnetzwerken festzulegen. Bei der zweiten Ausführungsform wird die gleiche virtuelle IP einer CAN 1-Steuerung 4, einer CAN 2-Steuerung 5 und einer CAN 3-Steuerung 11 zugeordnet.
Als ein spezifisches Beispiel wird eine IP-Adresse, die als ein Übertragungsziel vorgesehen ist für das Netzwerk vom gleichen Typ in dem zweiten Netzwerk 200, in einer Leitwegkarte 9 festgelegt. Die Leitwegsteuerungseinheit 2 sucht nach der IP-Adresse des festgelegten Ziels und der Ziel-IP der Leitwegkarte 9, und entscheidet, dass dies das Datenübertragungsziel für alle Ausgabezielnetzwerke ist, die mit der gleichen IP-Adresse (ein CAN 1-Netzwerk 201, ein CAN 2-Netzwerk 202, und ein CAN 3-Netzwerk 206) verbunden sind.
Die Leitwegsteuerungseinheit 2 gibt einen Befehl, Daten an eine Mehrzahl von CAN-Netzwerken zu übertragen, die als Übertragungsziel dienen sollen, d.h., an das CAN 1-Netzwerk 201, das CAN 2-Netzwerk 202, und das CAN 3-Netzwerk 206.
Durch eine solche Konfiguration können ähnliche Wirkungen wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform erhalten werden.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeugschnittstellenvorrichtung
2: Leitwegsteuerungseinheit
3: Leitwegkarte
4: CAN 1-Steuerung
5: CAN 2-Steuerung
6: LIN-Steuerung
7: FlexRay-Steuerung
8: MOST-Steuerung
100: erstes Netzwerk (Ethernet-Netzwerk)
101: ECU 1
102: ECU 2
103: ECU 3
200: zweites Netzwerk (Nicht-Ethernet-Netzwerk)
201: CAN 1-Netzwerk
202: CAN 2-Netzwerk
203: LIN-Netzwerk
204: FlexRay-Netzwerk
205: MOST-Netzwerk
300: Ethernet-Datenrahmen
400: CAN-Datenrahmen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2010154097 A [0005]

Claims

Fahrzeugschnittstellenvorrichtung, welche eine Übertragungssteuerung von Daten zwischen einem ersten Netzwerk und einem zweiten Netzwerk durchführt, wobei das zweite Netzwerk eine von dem ersten Netzwerk verschiedene Netzwerkform aufweist und eine virtuelle IP-Adresse dem zweiten Netzwerk zugeordnet ist.
Fahrzeugschnittstellenvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die virtuelle IP-Adresse, auf die die Daten übertragen werden, festgelegt ist für die Daten, die von dem ersten Netzwerk an das zweite Netzwerk übertragen werden.
Fahrzeugschnittstellenvorrichtung nach Anspruch 1, wobei es eine Mehrzahl von zweiten Netzwerken gibt und die virtuelle IP-Adresse jedem der zweiten Netzwerke zugeordnet ist.
Fahrzeugschnittstellenvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die virtuelle IP-Adresse dem zweiten Netzwerk zugeordnet ist, und die Fahrzeugschnittstellenvorrichtung eine Karte umfasst, in der die virtuelle IP-Adresse einer Ausgaberichtung zugeordnet ist.
Fahrzeugschnittstellenvorrichtung nach Anspruch 1, wobei mindestens Header-Informationen von den Daten, die von dem ersten Netzwerk übertragen werden, gelöscht sind, und die Daten auf das zweite Netzwerk übertragen werden.
Fahrzeugschnittstellenvorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine ECU, die mit dem zweiten Netzwerk verbunden ist, zusammen mit der Fahrzeugschnittstellenvorrichtung verwendet wird.
Fahrzeugschnittstellenvorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Mehrzahl virtueller IP-Adressen dem zweiten Netzwerk zugeordnet sind, und die Fahrzeugschnittstellenvorrichtung eine Karte aufweist, in der die virtuelle IP-Adresse der Ausgaberichtung zugeordnet ist.
Fahrzeugschnittstellenvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Daten gleichzeitig von einer Ziel-IP-Adresse von dem ersten Netzwerk zu einer Mehrzahl von Netzwerkausgabezielen, die mit der virtuellen IP-Adresse verknüpft sind, übertragen werden.