JP2006180109A - ネットワークシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、ネットワークシステムに関し、ゲートウェイを介したデータの送受信を大きな遅延を伴うことなくかつ遅延変動を最小限に抑えて実現することを目的とする。
【解決手段】 それぞれノード１２が接続された複数のネットワーク１４，１６同士をゲートウェイ１８を介して接続させる。そして、ネットワーク１４，１６ごとに、ネットワーク１４，１６の各ノード１２とゲートウェイ１８とを接続させる２つのネットワークバス２０，２２又は２４，２６を設ける。一方のネットワークバス２０又は２６をノード１２間又はノード１２とゲートウェイ１８との間でデータを送受信させる送受信バスとして用い、かつ、他方のネットワークバス２２又は２４をノード１２にゲートウェイ１８からのデータを受信させる受信専用バスとして用いる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ネットワークシステムに係り、特に、それぞれノードが接続された複数のネットワーク同士をゲートウェイを介して接続させたネットワークシステムに関する。

従来より、それぞれ複数のノードが接続され得る複数のネットワーク同士をゲートウェイを介して接続させたネットワークシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。このシステムにおいては、一のネットワークに接続されたゲートウェイ（スイッチ）と、他のネットワークに接続されたゲートウェイ（スイッチ）とが、２つの通信線を介して互いに接続されていると共に、それらの通信線が、互いに方向の異なる一方通行の専用通信線を構成している。
特開２００１−１２７７８６号公報

しかしながら、上記従来のシステムにおいては、ネットワークごとに各ノードとゲートウェイとが単一の通信線を介して接続されている。このため、一のネットワークのノードからそのネットワーク内の他のノードへまたはゲートウェイを介して他のネットワーク側へデータ送信が行われるタイミングと、他のネットワーク側からゲートウェイを介してその一のネットワークのノードへデータ送信が行われるタイミングとが同時であると、データ同士が衝突し、何れかのデータが送信時刻よりも大きく遅れて送信先のノードに受信される事態が生ずる。かかる遅延時間が常に一定に保たれていれば、その遅延時間を見こしてデータに基づく制御を行うこととすればよいが、特に車載ネットワークなどの車載制御装置に必要なデータを送受信するネットワークでは、通信の負荷は大きく変化するため、上記した遅延時間もバラツキ、遅延時間に対応した適切な制御を行うことは困難である。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、ゲートウェイを介したデータの送受信を大きな遅延を伴うことなく実現することが可能なネットワークシステムを提供することを目的とする。

上記の目的は、請求項１に記載する如く、それぞれノードが接続された複数のネットワーク同士をゲートウェイを介して接続させるネットワークシステムであって、前記ネットワークごとに、前記ネットワークと前記ゲートウェイとを接続させる２つの通信線を備え、一方の通信線をノード間又はノードと前記ゲートウェイとの間でデータを送受信させる送受信バスとして用い、かつ、他方の通信線を優先的にノードに前記ゲートウェイからのデータを受信させる受信バスとして用いるネットワークシステムにより達成される。

本発明において、ノードが接続されたネットワークごとに、ネットワークとゲートウェイとは、２つの通信線を介して接続されている。一方の通信線は、ノード間又はノードとゲートウェイとの間でデータを送受信させる送受信バスとして用いられ、他方の通信線は、優先的にノードにゲートウェイからのデータを受信させる受信バスとして用いられる。かかる構成によれば、受信バスにおいては、データを送信するノードが主にゲートウェイだけとなるので、データ同士の衝突を回避することができ、ゲートウェイからネットワークの各ノードへのデータ送信を遅滞なく実行することができる。従って、本発明によれば、ゲートウェイを介したデータの送受信を大きな遅延を伴うことなく実現することができると共に、更に、その遅延時間をほぼ一定に保つことが可能である。

この場合、請求項２に記載する如く、請求項１記載のネットワークシステムにおいて、各ノードは、データ送信を行う際は前記送受信バスに対して行うこととすればよい。

また、請求項３に記載する如く、請求項１又は２記載のネットワークシステムにおいて、前記ゲートウェイは、一のネットワーク側から他のネットワーク側へのデータ送信を行う際、一のネットワーク側の前記送受信バスから送られてきたデータを、他のネットワーク側の前記受信バスに対して送信することとすればよい。

また、請求項４に記載する如く、請求項１乃至３の何れか一項記載のネットワークシステムにおいて、各ノードは、ネットワーク内で少なくとも前記送受信バス及び前記受信バスの何れかに接続されていることとすればよい。

更に、請求項５に記載する如く、車両に搭載された請求項１乃至４の何れか一項記載のネットワークシステムにおいて、前記受信バスを車両走行中はノードに前記ゲートウェイからのデータを受信させる受信専用バスとして用いる一方で車両停車中はノードからデータを送信させ得るバスとして用いることとすれば、データを用いた制御の必要性があまりない車両停車時において受信バスを有効活用することができる。

請求項１乃至５記載の発明によれば、ゲートウェイを介したデータの送受信を、大きな遅延を伴うことなくかつその遅延時間をほぼ一定に保ちつつ実現することができる。

以下、図面を用いて、本発明の具体的な実施形態について説明する。

図１は、本発明の第１実施例であるネットワークシステム１０の構成図を示す。また、図２は、本実施例のネットワークシステム１０の具体的構成図を示す。本実施例のネットワークシステム１０は、少なくとも一つのノード１２（ここでは、ノードα及びノードβの２つとする。）が接続された第１ネットワーク１４と、少なくとも一つのノード１２（ここでは、ノードγ及びノードδの２つとする。）が接続された第２ネットワーク１６と、第１ネットワーク１４及び第２ネットワーク１６の２つのネットワーク同士を接続させるゲートウェイ１８と、を備えている。

第１ネットワーク１４は、自己の有するノードα，βを共に接続した２つのネットワークバス２０，２２を有している。また、第２ネットワーク１６は、自己の有するノードγ，δを共に接続した２つのネットワークバス２４，２６を有している。ネットワークバス２０〜２６はそれぞれ、ゲートウェイ１８にも接続されている。ネットワークシステム１０は、ネットワークバス２０〜２６を利用して、各ネットワーク１４，１６内の複数のノード１２間で、及び、第１ネットワーク１４内のノード１２と第２ネットワーク１６内のノード１２との間ではゲートウェイ１８を通じて、送受信すべきデータの送受信を行うシステムである。以下、適宜、ネットワークバス２０〜２６をそれぞれＡ１バス２０、Ｂ１バス２２、Ｂ２バス２４、及びＡ２バス２６とする。

ネットワークバス２０〜２６はそれぞれ、ＣＡＮ（Controller Area
Network）等のシングル線又はツイストペア線からなる共有バスであり、各ノード１２から送信されるデータを時分割多重で伝送（多重通信）することを可能としている。尚、第１ネットワーク１４のネットワークバス２０，２２と第２ネットワーク１６のネットワークバス２４，２６とは、例えば情報の送信スピードなどの通信プロトコルを異にし、また、物理層を持つものであってもよい。

本実施例のネットワークシステム１０は、車載以外のシステムに用いることとしてもよいが、一台の車両の各種制御装置に設けられる電子制御ユニットであるＥＣＵやインテリジェントなセンサをノード１２として用いる車載システムとする。例えば、第１ネットワーク１４には車両の走行系ＥＣＵが、また、第２ネットワーク１６にはボデー系ＥＣＵが、それぞれ接続される。

ノード１２は、例えば、ステアリング舵角に応じた信号を出力する舵角センサ、車両の重心軸周りに生ずるヨーレートに応じた信号を出力するヨーレートセンサ、スロットル開度やアクセル開度，エンジン水温等に基づいてエンジン制御を行うエンジンＥＣＵ、車輪速やヨーレート，ステアリング舵角等に基づいて車両の旋回挙動を安定化させるＶＳＣ（Vehicle Stability Control）−ＥＣＵ、シフト操作位置等に基づいて車両のシフトポジションを制御するトランスミッションＥＣＵ、ブレーキ踏力やステアリング舵角等に基づいて車両の制動力を制御するブレーキＥＣＵ、ステアリング舵角等に基づいて操舵アシスト力を制御するパワーステアリングＥＣＵ、エアコン操作スイッチや車内温等に基づいて車内のエアコンディションを制御するオートエアコンＥＣＵ等である。

図２に示す如く、各ノード１２は、コントローラ及びメモリを内蔵するマイクロコンピュータ（マイコン）１２ａと、ネットワークバス２０〜２６に接続する２つの通信機器１２ｂと、を有している。マイコン１２ａは、自己のノード１２の接続するネットワーク１４，１６の通信プロトコルに従ってコントローラを制御して、自ノードや自センサからの出力データをネットワークバス２０〜２６を介して他のノード１２へ送信すべくデジタル化し、また、他のノード１２からネットワークバス２０〜２６を介して受信した入力データをデコードして情報の授受を行う。また、通信機器１２ｂは、コントローラにより制御され、ネットワークバス２０〜２６を介して自ノード１２以外の他ノード１２へ向けてデータを送信すると共に、他ノード１２からネットワークバス２０〜２６を介して自ノード１２に送信されてきたデータを受信する機能を有する。各ノード１２はそれぞれ、自ノード１２に接続するセンサやスイッチの状態又は更に他ノード１２から送信されるデータに基づいて自ノードにおける制御を行う。

ゲートウェイ１８は、コンピュータを主体に構成され、ネットワークバス２０〜２６にそれぞれ対応して接続する４つの通信機器１８ａと、後述の如く予め定められた２つの通信機器１８ａ間に介在する２つの中継器１８ｂと、を有しており、第１ネットワーク１４側と第２ネットワーク１６側との通信を可能とするゲートウェイ機能を有している。このため、各ノード１２は、自己のネットワーク１４，１６とは異なるネットワーク１６，１４のノード１２との間でネットワークバス２０〜２６及びゲートウェイ１８を介して各種のデータを送受信することが可能である。

以下、適宜、ノードαの、Ａ１バス２０に接続する通信機器１２ｂを通信機器α−Ａ１と、Ｂ１バス２２に接続する通信機器１２ｂを通信機器α−Ｂ１とし、また、ノードβの、Ａ１バス２０に接続する通信機器１２ｂを通信機器β−Ａ１と、Ｂ１バス２２に接続する通信機器１２ｂを通信機器β−Ｂ１とし、また、ノードγの、Ｂ２バス２４に接続する通信機器１２ｂを通信機器γ−Ｂ２と、Ａ２バス２６に接続する通信機器１２ｂを通信機器γ−Ａ２とし、更に、ノードδの、Ｂ２バス２４に接続する通信機器１２ｂを通信機器δ−Ｂ２と、Ａ２バス２６に接続する通信機器１２ｂを通信機器δ−Ａ２とする。また、ゲートウェイ１８の、Ａ１バス２０に接続する通信機器１８ａを通信機器Ｇ−Ａ１と、Ｂ１バス２２に接続する通信機器１８ａを通信機器Ｇ−Ｂ１と、Ｂ２バス２４に接続する通信機器１８ａを通信機器Ｇ−Ｂ２と、Ａ２バス２６に接続する通信機器１８ａを通信機器Ｇ−Ａ２とする。

ゲートウェイ１８は、上記した２つの中継器１８ｂとして、第１ネットワーク１４のＡ１バス２０に接続する通信機器Ｇ−Ａ１と第２ネットワーク１６のＢ２バス２４に接続する通信機器Ｇ−Ｂ２とを中継する中継器Ｘ、及び、第１ネットワーク１４のＢ１バス２２に接続する通信機器Ｇ−Ｂ１と第２ネットワーク１６のＡ２バス２６に接続する通信機器Ｇ−Ａ２とを中継する中継器Ｙを備えている。尚、ゲートウェイ１８は、通信機器Ｇ−Ａ１，Ｂ−Ｂ２及び中継器Ｘと、通信機器Ｇ−Ｂ１，Ｇ−Ａ２及び中継器Ｙとを同じ筐体内に格納することとしてもよいが、別々の筐体に格納することとしてもよい。

ノードαの通信機器α−Ａ１、ノードβの通信機器β−Ａ１、ノードγの通信機器γ−Ａ２、及びノードδの通信機器δ−Ａ２はそれぞれ、自己のマイコン１２ａのデータをＡ１バス２０又はＡ２バス２６に対して送信することが可能であると共に、Ａ１バス２０又はＡ２バス２６から送信されてくるデータを受信することが可能である。一方、ノードαの通信機器α−Ｂ１、ノードβの通信機器β−Ｂ１、ノードγの通信機器γ−Ｂ２、及びノードδの通信機器δ−Ｂ２はそれぞれ、Ｂ１バス２２又はＢ２バス２４から送信されてくるデータを受信することは可能である一方で、自己のマイコン１２ａのデータをＢ１バス２２又はＢ２バス２４に対して送信することは禁止されている。

また、ゲートウェイ１８において、中継器Ｘは、通信機器Ｇ−Ａ１で受信した第１ネットワーク１４のＡ１バス２０からのデータを、通信機器Ｇ−Ｂ２から第２ネットワーク１６のＢ２バス２４に対して送信する機能を有している。また、中継器Ｙは、通信機器Ｇ−Ａ２で受信した第２ネットワーク１６のＡ２バス２６からのデータを、通信機器Ｇ−Ｂ１から第１ネットワーク１４のＢ１バス２２に対して送信する機能を有している。

各ノード１２の送信するデータは、予め所定の構成を有する信号フレームにより構成されている。この信号フレームは、例えば、フレームの始まりを示すスタートオブフレーム（ＳＯＦ）と、データ種類としての識別ＩＤを示すフィールド（複数のノード１２からの送信データが衝突した際における当該データを送信するうえでの優先順位をも示す）と、当該データの長さを示すデータ長コードと、データ自体の内容（例えば、車輪速の情報や駆動トルクの制御指令値等）を示すフィールドと、伝送エラーをチェックするためのＣＲＣフィールドと、正常に受信が完了したことを確認するためのフィールドと、フレームの終わりを示すエンドオブフレーム（ＥＯＦ）と、から構成されている。

図３は、本実施例のネットワークシステム１０において、送受信されるデータとデータを送信するノード１２とデータを受信するノード１２との一例の関係を表した図を示す。図３に示す如く、ノードδが送信するデータは、識別ＩＤ１のデータであり、ノードα，β，γがそれぞれ受信するデータとする。また、ノードγが送信するデータは、識別ＩＤ２のデータであり、ノードα，β，δがそれぞれ受信するデータとする。また、ノードβが送信するデータは、識別ＩＤ３のデータであり、ノードα，γ，δがそれぞれ受信するデータとする。更に、ノードαが送信するデータは、識別ＩＤ４のデータであり、ノードβ，γ，δがそれぞれ受信するデータとする。

本実施例のネットワークシステム１０は、各ノード１２がＡ１バス２０及びＡ２バス２６を介して他のノード１２へ送信すべきデータを時分割多重で送信することが可能なシステムである。すなわち、各ノード１２は、ネットワークバス２０，２６に他のデータが流れていない状態ではデータ送信を開始することができる一方、他の１以上のノード１２から同時にデータ送信が開始されたときは送信優先順位に従ってデータ送信を行い、他のノード１２からのデータ送信が行われているときは一定時間待機した後にデータ送信を行う。

ここで、データの送信優先順位としては、識別ＩＤの番号の小さいデータの方が優先順位を低くすることとしてもよいが、以下では、便宜的に、識別ＩＤの番号の小さいデータの方が優先順位を高くすること、すなわち、例えば識別ＩＤ４のデータよりも識別ＩＤ１のデータの方が優先順位を高くすることとする。尚、各データの送信時間間隔は、互いに同じ値（例えば１ｍｓｅｃ）としてもよいが、各々異ならせること（例えば、１ｍｓｅｃ、２ｍｓｅｃ、４ｍｓｅｃ、８ｍｓｅｃ）としてもよい。

以下、本実施例のネットワークシステム１０の動作について説明する。

本実施例において、各ノード１２は、自己で検出等したデータを他のノード１２へ送信すべきタイミングに至ると、通信機器α−Ａ１，β−Ａ１又はγ−Ａ２，δ−Ａ２からＡ１バス２０又はＡ２バス２６に対してそのデータの送信を行う。ノード１２が自己の所属するネットワーク１４又は１６内のノード１２へデータを送信する場合は、そのデータはＡ１バス２０又はＡ２バス２６を流れた後、送信先のノード１２の通信機器β−Ａ１，γ−Ａ２，δ−Ａ２，α−Ａ１に受信される。ノード１２は、他のノード１２からのデータを通信機器β−Ａ１，γ−Ａ２，δ−Ａ２，α−Ａ１で受信すると、そのデータに基づいて予め定められた所定の制御を行う。

一方、ノード１２が自己の所属するネットワーク１４又は１６とは異なるネットワーク１６又は１４内のノード１２へデータを送信する場合は、そのデータはＡ１バス２０又はＡ２バス２６を流れた後、まず、ゲートウェイ１８に受信される。ゲートウェイ１８の中継器Ｘは、通信機器Ｇ−Ａ１で第１ネットワーク１４からのデータが受信されると、そのデータを通信機器Ｇ−Ｂ２から第２ネットワーク１６のＢ２バス２４に対して送信する。この場合、Ｂ２バス２４に流れたデータは、送信先のノード１２の通信機器γ−Ｂ２，δ−Ｂ２に受信され、その第２ネットワーク１６内のノード１２は、そのゲートウェイ１８からのデータ（第１ネットワーク１４内のノード１２からのデータ）に基づいて予め定められた所定の制御を行う。また、ゲートウェイ１８の中継器Ｙは、通信機器Ｇ−Ａ２で第２ネットワーク１６からのデータが受信されると、そのデータを通信機器Ｇ−Ｂ１から第１ネットワーク１４のＢ１バス２２に対して送信する。この場合、Ｂ１バス２２に流れたデータは、送信先のノード１２の通信機器α−Ｂ１，β−Ｂ１に受信され、その第１ネットワーク１４内のノード１２は、そのゲートウェイ１８からのデータ（第２ネットワーク１６内のノード１２からのデータ）に基づいて予め定められた所定の制御を行う。

このように本実施例のネットワークシステム１０においては、各ノード１２の接続するＡ１バス２０及びＡ２バス２６にとって、データを送信するものがネットワーク１４，１６の各ノード１２及びゲートウェイ１８の双方である一方、各ノード１２の接続するＢ１バス２２及びＢ２バス２４にとって、データを送信するものがゲートウェイ１８だけとなる。すなわち、各ネットワーク１４，１６が、自己に属する各ノード１２とゲートウェイ１８とを接続する２つのネットワークバス２０及び２２又は２４及び２６を有すると共に、そのＡ１バス２０及びＡ２バス２６がノード１２間又はノード１２とゲートウェイ１８との間でのデータの送信及び受信の双方を可能とする送受信バスとして用いられる一方、Ｂ１バス２２及びＢ２バス２４が各ノード１２にゲートウェイ１８からのデータを受信させる受信専用バスとして用いられる。

かかる構成によれば、一のネットワーク１４又は１６内のノード１２から他のネットワーク１６又は１４内のノード１２へデータの送信が行われる状況において、他のネットワーク１６又は１４のＢ２バス２６又はＢ１バス２２へデータを送信するのはゲートウェイ１８の通信機器Ｇ−Ｂ２又はＧ−Ｂ１に限定されるので、Ｂ２バス２６又はＢ１バス２２でゲートウェイ１８からのデータと第２ネットワーク１６又は第１ネットワーク１４内の各ノード１２からのデータとが送信衝突することは回避される。この場合には、送信元のノード１２からデータ送信が行われてゲートウェイ１８がそのデータを受信すれば、即時にゲートウェイ１８から送信先のノード１２へのデータ送信が行われることとなる。

ここで、あるネットワーク１４，１６からゲートウェイ１８を介して他のネットワーク１６，１４へデータ送信が行われる際、送信元のノード１２がデータを送信してから送信先のノード１２がデータを受信するまでの遅延時間が大きくなったり或いは変動したりする要因は、主にネットワークバス上でのデータ衝突である。しかし、本実施例によれば、ネットワーク１４，１６間でのデータ送信に際し、ゲートウェイ１８が送信先のノード１２へ送信するデータと、その送信先側のネットワーク１６，１４のノード１２が送信するデータとの送信衝突が生ずることはないので、上記した遅延時間を限りなくゼロに近づけることができ、その変動を可能な限り排除することができる。

例えば、仮に各ネットワーク１４，１６のノード１２とゲートウェイ１８とが単一のバス２０又は２６を用いてデータの送受信を行うシステムにおいて、図３に示す関係が成立するものとすると、時刻ｔにノードαからＡ１バス２０に対して識別ＩＤ４のデータが送信された状況で、ゲートウェイ１８内でその識別ＩＤ４のデータが処理される時間が経過した時刻（ｔ＋Δｔ）において、Ａ２バス２６に他ノード１２からのデータが流れないときは、ノードαからの識別ＩＤ４のデータがそのＡ２バス２６に流れる（図４（Ａ）に示す状態）。

一方、ノードαからの識別ＩＤ４のデータがＡ１バス２０への送信後にゲートウェイ１８から送信される際、例えばノードδが識別ＩＤ１のデータを送信しかつノードγが識別ＩＤ２のデータを送信するときは、識別ＩＤ１のデータの方が識別ＩＤ２のデータ及び識別ＩＤ４のデータよりもバスを流れる優先順位の高いデータであるので、Ａ２バス２６にノードδからの識別ＩＤ１のデータが時刻（ｔ＋Δｔ）において優先的に流れる。また、識別ＩＤ２のデータの方が識別ＩＤ４のデータよりもバスを流れる優先順位の高いデータであるので、識別ＩＤ１のデータのＡ２バス２６での流通が完了すると、次にＡ２バス２６にノードγからの識別ＩＤ２のデータが時刻（ｔ＋２・Δｔ）において優先的に流れる。そして、その後、Ａ２バス２６に他ノードからのデータが流れないときは、時刻（ｔ＋３・Δｔ）においてＡ２バス２６にノードαからの識別ＩＤ４のデータが流れる（図４（Ｂ）に示す状態）。従って、各ネットワーク１４，１６のノード１２とゲートウェイ１８とが単一のバス２０又は２６を用いて送受信を行うシステムでは、ネットワーク１４，１６間でゲートウェイ１８を介したデータ送受信が行われる際、データ送信からデータ受信までの遅延時間が大きくなる可能性があり、その遅延時間の変動が大きくなる。

これに対して、本実施例のネットワークシステム１０においては、時刻ｔにノードαからＡ１バス２０に対して識別ＩＤ４のデータが送信された状況で、時刻（ｔ＋Δｔ）においてノードαからの識別ＩＤ４のデータがゲートウェイ１８から送信される際、ノードδが識別ＩＤ１のデータを送信しても、ゲートウェイ１８からの識別ＩＤ４のデータは受信専用のＢ２バス２４を流れかつノードδからの識別ＩＤ１のデータはＡ２バス２６を流れるので、時刻（ｔ＋Δｔ）にノードδからの識別ＩＤ１のデータがＡ２バス２６に流れるのと同時に、ノードαからの識別ＩＤ４のデータがＢ２バス２４に流れる（図４（Ｃ）に示す状態）。

従って、本実施例のネットワークシステム１０によれば、ゲートウェイ１８に到達したデータを、ネットワークバス２０，２６上での通信負荷の大きさに関係なく、そのゲートウェイ１８から送信先のノード１２へ遅滞なく送信実行することができ、その結果として、ネットワーク１４，１６間でのゲートウェイ１８を介したデータの送受信を大きな遅延を伴うことなく実現することが可能となっている。このため、本実施例のネットワークシステム１０が、通信負荷が大きく変動し得る車載ネットワークに用いられる場合でも、車両での制御を遅延時間を考慮することなく適切に実行することが可能である。

尚、上記の第１実施例においては、ネットワークバス２０〜２６が特許請求の範囲に記載した「通信線」に、Ａ１バス２０及びＡ２バス２６が特許請求の範囲に記載した「送受信バス」に、Ｂ１バス２２及びＢ２バス２４が特許請求の範囲に記載した「受信バス」に、それぞれ相当している。

上記した第１実施例においては、一つのゲートウェイ１８を介して互いに接続させるネットワークを第１ネットワーク１４と第２ネットワーク１６との２つとしたが、３つ以上のネットワークを一つのゲートウェイを介して接続させることとしてもよい。以下、３つのネットワークを一つのゲートウェイを介して接続させた本発明の第２実施例について説明する。

図５は、本実施例のネットワークシステム１００の構成図を示す。尚、図５において、上記図１に示す構成と同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略又は簡略する。すなわち、この実施例において、ネットワークシステム１００は、第１ネットワーク１４及び第２ネットワーク１６を備えていると共に、少なくとも一つのノード１２（ここでは、ノードε及びノードφの２つとする。）が接続された第３ネットワーク１０２と、第１〜第３ネットワーク１４，１６，１０２の３つのネットワーク同士を接続させるゲートウェイ１０４と、を備えている。

第３ネットワーク１０２は、自己の有するノードε，φを共に接続した２つのネットワークバス１０６，１０８を有している。このネットワークシステム１００は、ネットワークバス２０〜２６，１０６，１０８を利用して、各ネットワーク１４，１６，１０２内の複数のノード１２間で、及び、第１ネットワーク１４内のノード１２と第２ネットワーク１６内のノード１２と第３ネットワーク１０２内のノード１２との間ではゲートウェイ１０４を通じて、送受信すべきデータの送受信を行うシステムである。以下、適宜、ネットワークバス１０６，１０８をそれぞれＡ３バス１０６及びＢ３バス１０８とする。

ネットワークバス１０６，１０８はそれぞれ、ＣＡＮ等のシングル線又はツイストペア線からなる共有バスであり、各ノード１２から送信されるデータを時分割多重で伝送（多重通信）することを可能としている。尚、第３ネットワーク１０２のネットワークバス１０６，１０８は、第１及び第２ネットワーク１４，１６のネットワークバス２０〜２６と、例えば情報の送信スピードなどの通信プロトコルを異にし、また、物理層を持つものであってもよい。

第３ネットワーク１０２において、ノード１２は、第３ネットワーク１０２の通信プロトコルに従ってコントローラを制御するマイコン１２ａと、ネットワークバス１０６，１０８に接続し、ネットワークバス１０６，１０８を介して自ノード１２以外の他ノード１２へ向けてデータを送信すると共に、他ノード１２からネットワークバス１０６，１０８を介して自ノード１２に送信されてきたデータを受信する機能を有する通信機器１２ｂと、を有している。

ノードεの有する一方の通信機器１２ｂ及びノードφの有する一方の通信機器１２ｂはそれぞれ、自己のマイコン１２ａのデータをＡ３バス１０６に対して送信することが可能であると共に、Ａ３バス１０６から送信されてくるデータを受信することが可能である。一方、ノードεの有する他方の通信機器１２ｂ及びノードφの有する他方の通信機器１２ｂはそれぞれ、Ｂ３バス１０８から送信されてくるデータを受信することは可能である一方で、自己のマイコン１２ａのデータをＢ３バス１０８に対して送信することは禁止されている。

また、ゲートウェイ１０４は、ゲートウェイ１８と同様にコンピュータを主体に構成され、ネットワークバス２０〜２６，１０６，１０８にそれぞれ対応して接続する６つの通信機器１０４ａを有しており、第１ネットワーク１４側と第２ネットワーク１６側と第３ネットワーク１０２側との互いの通信を可能とするゲートウェイ機能を有している。以下、適宜、ゲートウェイ１０４の、Ａ３バス１０６に接続する通信機器１０４ａを通信機器Ｇ−Ａ３と、Ｂ３バス１０８に接続する通信機器１０４ａを通信機器Ｇ−Ｂ３とする。

ゲートウェイ１０４は、通信機器Ｇ−Ａ３で受信した第３ネットワーク１０２のＡ３バスからのデータを、通信機器Ｇ−Ｂ１から第１ネットワーク１４のＢ１バス２２に対して又は通信機器Ｇ−Ｂ２から第２ネットワーク１６のＢ２バス２４に対して送信する機能を有していると共に、通信機器Ｇ−Ａ１で受信した第１ネットワーク１４のＡ１バス２０からのデータ又は通信機器Ｇ−Ａ２で受信した第２ネットワーク１６のＡ２バス２６からのデータを、通信機器Ｇ−Ｂ３から第３ネットワーク１０２のＢ３バス１０８に対して送信する機能を有している。

本実施例において、各ノード１２は、自己で検出等したデータを他のノード１２へ送信すべきタイミングに至ると、通信機器１２ｂからＡ１バス２０、Ａ２バス２６、又はＡ３バス１０６に対してそのデータの送信を行う。ノード１２が自己の所属するネットワーク１４、１６、又は１０２内のノード１２へデータを送信する場合は、そのデータはＡ１バス２０、Ａ２バス２６、又はＡ３バス１０６を流れた後、送信先のノード１２の通信機器１２ｂに受信される。ノード１２は、他のノード１２からのデータを通信機器１２ｂで受信すると、そのデータに基づいて予め定められた所定の制御を行う。

一方、ノード１２が自己の所属するネットワーク１４、１６、又は１０２とは異なるネットワーク１６、１０２、又は１４内のノード１２へデータを送信する場合は、そのデータはＡ１バス２０、Ａ２バス２６、又はＡ３バス１０６を流れた後、まず、ゲートウェイ１０４に受信される。ゲートウェイ１０４は、通信機器Ｇ−Ａ１、Ｇ−Ａ２、又はＧ−Ａ３でネットワーク１４、１６、又は１０２からのデータを受信すると、そのデータを通信機器Ｇ−Ｂ２、Ｇ−Ｂ３、又はＧ−Ｂ１からその送信元のネットワーク１４、１６、又は１０２を除いた２つのネットワーク１６、１０２、又は１４のＢ２バス２４、Ｂ３バス１０８、又はＢ１バス２２に対して送信する。この場合、Ｂ２バス２４、Ｂ３バス１０８、又はＢ１バス２２に流れたデータは、送信先のノード１２の通信機器１２ｂに受信され、そのノード１２は、そのゲートウェイ１０４からのデータに基づいて予め定められた所定の制御を行う。

このように本実施例のネットワークシステム１００においては、各ノード１２の接続するＡ１バス２０、Ａ２バス２６、及びＡ３バス１０６にとって、データを送信するものがネットワーク１４，１６，１０２の各ノード及びゲートウェイ１０４の双方である一方、各ノード１２の接続するＢ１バス２２、Ｂ２バス２４、及びＢ３バス１０８にとって、データを送信するものがゲートウェイ１０４だけとなる。すなわち、各ネットワーク１４，１６，１０２が、自己に属する各ノード１２とゲートウェイ１０４とを接続する２つのネットワークバス２０及び２２、２４及び２６、又は１０６及び１０８を有すると共に、そのＡ１バス２０、Ａ２バス２６、及びＡ３バス１０６が送受信バスとして用いられる一方、Ｂ１バス２２、Ｂ２バス２４、及びＢ３バス１０８が受信専用バスとして用いられる。

かかる構成によれば、一のネットワーク１４、１６、又は１０２内のノード１２から他のネットワーク１６、１０２、又は１４内のノード１２へデータの送信が行われる状況において、他のネットワーク１６、１０２、又は１４のＢ２バス２６、Ｂ３バス１０８、又はＢ１バス２２へデータを送信するのはゲートウェイ１０４の通信機器Ｇ−Ｂ２、Ｇ−Ｂ３、又はＧ−Ｂ１に限定されるので、Ｂ２バス２６、Ｂ３バス１０８、又はＢ１バス２２でゲートウェイ１０４からのデータと第２ネットワーク１６、第３ネットワーク１０２、又は第１ネットワーク１４内の各ノード１２からのデータとが送信衝突することは回避される。この場合には、送信元のノード１２からデータ送信が行われてゲートウェイ１０４がそのデータを受信すれば、即時にゲートウェイ１０４から送信先のノード１２へのデータ送信が行われることとなる。

従って、本実施例のネットワークシステム１００によれば、ゲートウェイ１０４に到達したデータを、ネットワークバス２０，２６，１０６上での通信負荷の大きさに関係なく、そのゲートウェイ１０４から送信先のノード１２へ遅滞なく送信実行することができ、その結果として、ネットワーク１４，１６，１０２間でのゲートウェイ１０４を介したデータの送受信を大きな遅延を伴うことなく実現することが可能となっている。このため、本実施例においても、ネットワークシステムが、通信負荷が大きく変動し得る車載ネットワークに用いられる場合でも、車両での制御を遅延時間を考慮することなく適切に実行することが可能である。

尚、上記の第２実施例においては、ネットワークバス２０〜２６、１０６、及び１０８が特許請求の範囲に記載した「通信線」に、Ａ１バス２０、Ａ２バス２６、及びＡ３バス１０６が特許請求の範囲に記載した「送受信バス」に、Ｂ１バス２２、Ｂ２バス２４、及び１０８が特許請求の範囲に記載した「受信バス」に、それぞれ相当している。

ところで、上記の第１及び第２実施例においては、各ネットワーク１４，１６，１０２をそれぞれ２つのノード１２から構成されるものとしたが、各ネットワーク１４，１６，１０２に少なくとも一つのノード１２が存在することとすればよい。

また、上記の第１及び第２実施例においては、すべてのノード１２を送受信バスと受信専用バスとの双方に接続させるものとしたが、何れか一方のバスのみに接続させるものであってもよい。例えば、他のノード１２からのデータを受信するが他のノード１２へのデータ送信を行わないノード１２が存在するときには、そのノード１２を送受信バスに接続させる必要はなく、受信専用バスにのみ接続させることとすればよい。この場合には、ノード１２に送受信バスに接続させる通信機器１２ｂを搭載する必要はなく、簡素な構成を実現できる。また、自己の所属するネットワークとは異なるネットワークのノード１２からのデータ受信を行わないノード１２が存在するときには、そのノード１２を受信専用バスに接続させる必要はなく、送受信バスにのみ接続させることとすればよい。この場合には、ノード１２に受信専用バスに接続させる通信機器１２ｂを搭載する必要はなく、簡素な構成を実現できる。

更に、上記の第１及び第２実施例においては、Ｂ１バス２２、Ｂ２バス２４、及びＢ３バス１０８の受信専用バスをゲートウェイ１８，１０４からのデータのみを流すバスとしているが、例えば車両では車両走行中に比べて車両停車中には、制御負荷が少なくゲートウェイ１８，１０４を介したネットワーク間の通信負荷が少なくなるので、それらのバス２２，２４，１０８をノード１２からのデータをも流すことが可能なバスとして用いることとしてもよい。この場合には、Ａ１バス２０、Ａ２バス２６、及びＡ３バス１０６の送受信バス上でデータ衝突が生ずるほどに通信負荷が大きくなるときにも、データ送信からデータ受信までの遅延を極力少なくすることが可能となる。

本発明の第１実施例であるネットワークシステムの構成図である。 本実施例のネットワークシステムの具体的構成図である。 本実施例のネットワークシステムにおいて、送受信されるデータとデータを送信するノードとデータを受信するノードとの関係を表した図である。 本実施例のネットワークシステムの効果を説明するための図である。 本発明の第２実施例であるネットワークシステムの構成図である。

符号の説明

１０，１００ ネットワークシステム
１２ ノード
１４ 第１ネットワーク
１６ 第２ネットワーク
１８，１０４ ゲートウェイ
２０〜２６，１０６，１０８ ネットワークバス
１０２ 第３ネットワーク

Claims (5)

1. それぞれノードが接続された複数のネットワーク同士をゲートウェイを介して接続させるネットワークシステムであって、
   前記ネットワークごとに、前記ネットワークと前記ゲートウェイとを接続させる２つの通信線を備え、
   一方の通信線をノード間又はノードと前記ゲートウェイとの間でデータを送受信させる送受信バスとして用い、かつ、他方の通信線を優先的にノードに前記ゲートウェイからのデータを受信させる受信バスとして用いることを特徴とするネットワークシステム。
2. 各ノードは、データ送信を行う際は前記送受信バスに対して行うことを特徴とする請求項１記載のネットワークシステム。
3. 前記ゲートウェイは、一のネットワーク側から他のネットワーク側へのデータ送信を行う際、一のネットワーク側の前記送受信バスから送られてきたデータを、他のネットワーク側の前記受信バスに対して送信することを特徴とする請求項１又は２記載のネットワークシステム。
4. 各ノードは、ネットワーク内で少なくとも前記送受信バス及び前記受信バスの何れかに接続されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項記載のネットワークシステム。
5. 車両に搭載された、前記受信バスを車両走行中はノードに前記ゲートウェイからのデータを受信させる受信専用バスとして用いる一方で車両停車中はノードからデータを送信させ得るバスとして用いることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項記載のネットワークシステム。

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