JP2007228232A - 車載ｌａｎシステム、電子制御ユニットおよび中継接続ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】中継接続ユニットを取り付けた環境に合わせて、中継接続ユニットによる中継対象となるメッセージの識別情報を自動設定することができる車載ＬＡＮシステム、電子制御ユニット、中継接続ユニット。
【解決手段】前記電子制御ユニットが、起動時に受信対象となるメッセージの識別情報の一覧を示す一覧情報メッセージを通信線路に送信する一覧情報送信手段を有し、前記中継接続ユニットが、複数のポートを有する車載ＬＡＮ通信手段と、メッセージの中継処理を行う中継処理手段と、中継されるべきメッセージの識別情報および中継先ポートを記録してなる中継情報の記録手段と、前記一覧情報メッセージを受信し、この一覧情報メッセージを受信したポートの情報と前記一覧情報メッセージに含まれる識別情報から、メッセージを中継するべき中継先ポートをそれぞれ求めて前記中継情報を更新する中継管理手段とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車載ＬＡＮシステム、電子制御ユニットおよび中継接続ユニットに関するものであり、詳しくは、電子制御ユニットを有するセグメントを複数備える車載ＬＡＮシステムにおいて、セグメント間のメッセージの送受信を中継する中継接続ユニットを設け、該中継接続ユニットでメッセージの送受信が適正に行われるように自動的に管理するものである。

近年、自動車の機能増加に伴い、自動車に搭載される電子制御ユニット（ＥＣＵ:Electronic Control Unit）の数も増加する傾向にある。また、各ＥＣＵを車両制御ネットワーク（以下、単に車載ＬＡＮ網という）によって接続する車載ＬＡＮシステムが用いられている。

一方、車載ＬＡＮ網に接続される各ＥＣＵは測定値などのデータに識別情報を付加したメッセージを周期的に送信し、車載ＬＡＮ網に接続される他の車載ＬＡＮ網に接続される各ＥＣＵは車載ＬＡＮ網を介して配信される膨大なメッセージの中から必要とするデータが含まれるメッセージを受信して、その制御対象を制御している。

ところが、車載ＬＡＮ網の通信負荷率が高くなると、ＥＣＵから周期的に送信するべきデータを含むメッセージが車載ＬＡＮ網上で通信される他のメッセージと衝突する確率が高くなり、衝突が発生したメッセージはバッファに蓄積するなどして車載ＬＡＮ網に空きが生じるまで待った後に、再び送信する必要が生じる。このため、他のＥＣＵなどに送信するメッセージの遅延時間が長くなったり、周期的に出力するべきデータを含むメッセージの送信間隔が乱れたりすることがある。

そこで、車載ＬＡＮ網を複数のセグメントに分割して、一つのセグメントを構成する通信線路によって通信されるデータのトラフィックを削減し、セグメント間をゲートウェイやハブなどの中継接続ユニットを介して接続し、該中継接続ユニットで各通信線路に中継するべきメッセージの取捨選択機能を持たせることが考えられる。ところが、車載ＬＡＮの場合、通常はメッセージの送り先を示す情報が含まれていないので、中継接続ユニットが必要なメッセージを確実に中継すると共に不要なメッセージを中継しないようにするための特別な工夫が必要となる。

特開２００２−１７６４３０（特許文献１）に係るゲートウェイでは、中継するべきメッセージの識別情報の一覧をＲＯＭ内に固定で持たせている。つまり、特許文献１では、車載ＬＡＮシステムの設計段階においてビットアサイン表などを用いて、前記識別情報の一覧を定めることにより、必要なメッセージだけを中継させることができる。

特開２００２−１７６４３０

ところが、前記中継対象となるメッセージの識別情報を中継接続ユニットが持つためには、中継接続ユニットの製造時にこの中継接続ユニットに接続される各ＥＣＵの情報を中継接続ユニットに書き込む必要があり、製造された中継接続ユニットを別の部分に取り付けることができず、汎用性に乏しくなるという問題がある。

また、送信先が定まっていないマルチキャスト構成の車載ＬＡＮの場合はメッセージを必要としている中継接続ユニットがメッセージを受信しても、これを必要としているものであるかどうかを判断する手段がない。よって、中継接続ユニットが中継するべきメッセージの識別情報を持たなければ、全ての通信線路に中継せざるを得なくなるので、各セグメントにおけるトラフィックを削減できないという問題がある。

本発明は前記問題に鑑みてなされたものであり、車載ＬＡＮ網上においてマルチキャストされるメッセージであっても、中継接続ユニットを取り付けた使用条件に合わせて、中継接続ユニットによる中継対象となるメッセージの識別情報を自動的に設定することができる車載ＬＡＮシステム、電子制御ユニットおよび中継接続ユニットを提供することを課題としている。

前記課題を解決するため、第１の発明として、少なくとも１つの電子制御ユニットを通信線路に接続してなる車載ＬＡＮの複数のセグメントと、これら複数のセグメント間におけるメッセージの中継を通信線路を介して行う中継接続ユニットを備え、
前記各電子制御ユニットは受信メッセージあるいは／および送信メッセージの識別情報の一覧を示す一覧情報メッセージを前記車載ＬＡＮに送信する一覧情報送信手段を有し、
前記中継接続ユニットは、
前記各通信線路に接続されてメッセージの送受信を行う複数のポートと、
前記一覧情報メッセージを受信したポートの情報と、該一覧情報メッセージに含まれる送信メッセージあるいは／および受信メッセージの識別情報とを用いて、各識別情報毎の受信ポートあるいは／および送信ポートを示す中継情報を更新する中継管理手段と、
前記中継情報に基づいて、前記各ポートを介して送受信するメッセージの中継処理を行う中継処理手段とを有することを特徴とする車載ＬＡＮシステムを提供している。

前記構成によれば、車載ＬＡＮを構成する各セグメントの電子制御ユニットに設けた一覧情報送信手段が、受信対象となる受信メッセージおよび送信対象となる送信メッセージの識別情報の一覧を示す一覧情報メッセージを車載ＬＡＮに送信し、中継接続ユニットは各電子制御ユニットに接続されたポートを介して一覧情報メッセージを受信することができる。

前記中継管理手段は受信した一覧情報メッセージに含まれる識別情報と、当該一覧情報メッセージを受信したポートの情報を用いることにより、当該ポートを介して受信するべきメッセージの識別情報の一覧と、当該ポートを介して送信するべきメッセージの識別情報の一覧を作成することができ、一覧情報メッセージを受信する毎に順次前記中継情報を更新することができる。つまり、中継接続ユニットでは、各電子制御ユニットから受信する一覧情報メッセージを用いて中継管理手段が中継情報を更新するので、この中継接続ユニットを搭載した使用条件に合わせて、必要なポートにだけに必要なメッセージを中継できるように中継情報を調整し、無駄のない最適な中継を行うことができる。

前記中継処理手段は、前記中継情報に含まれる各メッセージの識別情報と、各ポートを介して受信したメッセージの識別情報とを比較して一致するときに、この識別情報に対応する送信ポートで、かつ、受信ポートとは異なるポートを介してメッセージを送信することにより、無駄のない中継処理を行うことができる。

前記中継情報は、毎起動時に削除されて、起動後に受信できる各一覧情報メッセージを用いて順次更新して形成し、中継接続ユニットの接続環境の変化に柔軟に合わせて調節してもよい。
また、前記中継情報を毎起動時に削除するのではなく、所定の回数起動しても前記一覧情報メッセージの受信によって更新されなくなった中継対象の識別情報だけを削除して、中継接続ユニットの接続環境に合わせるようにしてもよい。
さらに、イグニッションキーの位置（ＯＮ、ＡＣＣ、ＯＦＦ）に合わせて中継情報を切り替えることも可能である。
つまり、前記起動時とは、車載ＬＡＮ網に各電子制御ユニットを接続して車載ＬＡＮとしての機能を開始した時点としても良いし、イグニッションキーを操作してオフ状態からアクセサリ状態またはオン状態になった時点としてもよい。

前記各ポートは、ＬＩＮ(Local Interconnect Network)、ＣＡＮ(Controller Area Network)、ＦｌｅｘＲａｙ(登録商標）、ＭＯＳＴ(Media Oriented Systems Transport)、Ｄ２Ｂ(Domestic Digital Bus)、ＩＤＢ１３９４などに準拠するもなど任意の規格に準拠する車載ＬＡＮ通信手段であり、各ポートにおいて異なる規格に準拠する車載ＬＡＮ通信手段を形成してもよい。また、各電子制御ユニットと中継接続ユニットの間に、任意の規格に準拠する車載ＬＡＮの単一セグメントのバスを形成することが好ましい。あるいは、電子制御ユニットと中継接続ユニットの間を車載ＬＡＮの通信線路によって１対１の関係で直接的にスター接続してもよい。

したがって、前記車載ＬＡＮ網に電子制御ユニットを追加する時は、新たに追加した電子制御ユニットが必要とするメッセージの識別情報の一覧を示す一覧情報メッセージを通信線路に送信しさえすれば、中継接続ユニットは、この電子制御ユニットが必要とするメッセージを、この電子制御ユニットが接続される通信線路に送信することができる。このように、車載ＬＡＮ網に対する電子制御ユニットの追加を容易に行うことができる。

また、第２の発明として、車載ＬＡＮの通信線路に接続され、起動時に受信メッセージあるいは／および送信メッセージの識別情報の一覧を示す一覧情報メッセージを車載ＬＡＮに送信する一覧情報送信手段を有することを特徴とする電子制御ユニットを提供している。

前記電子制御ユニットでは、一覧情報送信手段が起動時に受信対象となるメッセージの識別情報の一覧を示す一覧情報メッセージを車載ＬＡＮに送信するので、この電子制御ユニットが接続された通信線路に接続される中継接続ユニットなどの電子制御機器は一覧情報メッセージを受信することができる。
即ち、前記通信線路に接続される中継接続ユニットなどの電子制御機器は、この通信線路以外から一覧情報メッセージに含まれる識別情報のメッセージを受けとったときに、これを当該通信線路に送信することができる。

また、第３の発明として、車載ＬＡＮの複数のセグメントにそれぞれ設けられる電子制御ユニットに接続してメッセージの送受信を行う複数のポートと、
前記各電子制御ユニットにおける受信メッセージあるいは／および送信メッセージの識別情報の一覧を示す一覧情報メッセージを受信したポートの情報と、該一覧情報メッセージに含まれる送信メッセージあるいは／および受信メッセージの識別情報とを用いて、各識別情報毎の受信ポートあるいは／および送信ポートを示す中継情報を更新する中継管理手段と、
前記中継情報に基づいて、前記各ポートを介して送受信するメッセージの中継処理を行う中継処理手段とを有することを特徴とする中継接続ユニットを提供している。

前記中継接続ユニットは、その中継管理手段が受信した一覧情報メッセージに含まれる識別情報と、この一覧情報メッセージを受信した受信ポートの情報を用いることにより、各ポートを介して送信するべきメッセージの識別情報の一覧を形成することができ、これによって中継情報を順次更新することができる。つまり、中継接続ユニットでは、各電子制御ユニットから受信する一覧情報メッセージを用いて中継管理手段が中継情報を作成するので、この中継接続ユニットを取り付けた環境に合わせて、必要なポートにだけ必要なメッセージを中継できるように中継情報を調整して無駄のない最適な中継を行うことができる。

前記中継接続ユニットは、基本的に中継を必要とするメッセージの識別情報と中継先ポートを記録する基本中継情報の不揮発性記録手段を有し、
前記中継管理手段が起動時に前記不揮発性記録手段から前記基本中継情報を読み出して前記中継情報を生成するものであることが好ましい。

前記構成によれば、不揮発性記録手段に必要最小限の中継対象となる識別情報が記録されており、少なくとも必要最小限のメッセージが中継されるので、より信頼性の高い車載ＬＡＮシステムを得ることができる。なお、前記不揮発性記録手段は、フラッシュメモリのような書き換え可能なＲＯＭであることが好ましいが、バックアップ電源によって不揮発性を持たせたＲＡＭなどを用いてもよい。

また、前記中継接続ユニットを複数備え、各中継接続ユニットは少なくとも一つの前記ポートを隣接する中継接続ユニットに連結する幹線接続ポートとすると共に、
前記中継情報に含まれる、送信ポートが設定されているが受信ポートが設定されていない幹線中継メッセージの識別情報を示す中継要求メッセージを、前記隣接する中継接続ユニットに送信する中継要求送信手段を有し、かつ、
前記中継管理手段が、前記中継要求メッセージを受信した中継要求受信ポートの情報と前記中継要求メッセージに含まれる識別情報とを用いて、前記中継情報の当該識別情報に対応する送信ポートに前記中継要求受信ポートを設定するように、前記中継情報を更新するものであることが好ましい。

前記構成によれば、幹線接続ポートを介して複数の中継接続ユニットを連結することにより、複数のセグメントに分けられた車載ＬＡＮに渡って中継するべきメッセージの識別情報を互いにやりとりすることができる。前記幹線接続ポートは他のポートに比べて高速に通信できる車載ＬＡＮ通信手段であることが好ましい。また、前記中継一覧情報送信手段は中継接続ユニット内の記録手段内に記録される識別情報に変更が生じたときに、変更後の識別情報に基づく一覧情報メッセージを車載ＬＡＮに送信することが好ましい。

さらに、前記中継要求送信手段が、前記中継要求メッセージに中継接続ユニットの識別情報を加えて送信するものであると共に、
前記中継管理手段が、他の中継接続ユニットから中継要求メッセージを受けとり、かつ、前記中継対象メッセージに含まれる識別情報が自らが有する中継情報の受信ポートに含まれない場合に、この中継要求メッセージに自らの中継接続ユニットの識別情報を追記して、追記後の中継要求メッセージを前記中継要求メッセージを受信した幹線接続ポートと異なる幹線接続ポートに送信するものであり、かつ、複数の中継要求メッセージを受信したときに、各中継要求メッセージに含まれるゲートウェイの識別情報が最も少ないものを優先して前記中継情報の更新を行うものであることが好ましい。

前記構成によれば、幹線を用いた中継において最も少ない中継によってメッセージを中継させることができる。さらに、中継接続ユニット同士を接続する幹線は少なくともリング状、望ましくはメッシュ状に接続されていることが好ましい。また、前記中継要求メッセージは故障などの発生によって通信が途絶えたときに送信されるものであることが好ましい。これによって、故障発生時にも残された通信線路を介して可及的に最適なメッセージの中継を行うことができる。

前述したように、本発明によれば、中継接続ユニットに各通信線路を介して接続される電子制御ユニットが必要とするメッセージの識別情報を一覧情報メッセージから求めることができるので、通常はメッセージの送り先情報を有さない車載ＬＡＮにおいても、中継接続ユニットは必要とするメッセージだけを必要とする通信線路に中継することができる。つまり、中継接続ユニットを接続した通信線路の環境に動的に対応し、セグメント間の無駄のない中継を行って、各車載ＬＡＮのセグメント内における通信負荷率を低く抑えることができる。したがって、通信負荷率の増大に伴うコリジョンの発生を抑えて、安定した通信を行うことができる。

車載ＬＡＮ網に接続される電子制御ユニットは、自らが必要とするメッセージの識別情報の一覧を示す一覧情報メッセージを、通信線路に送信することにより、この通信線路を介して車載ＬＡＮ網の各部に接続された電子制御ユニットから指定の識別情報のメッセージを受信することができる。つまり、設計時に全ての電子制御ユニットの接続状況を把握して設定する必要がなく、中継接続ユニットに接続する電子制御ユニットの増加に柔軟に対応することができるので、それだけ汎用性を高めることができる。

中継するべきメッセージの識別情報は車載ＬＡＮ網に接続される電子制御ユニットの状態に合わせて動的に変更することが可能であるから、イグニッションキーの状態にあわせて待機状態になる電子制御ユニットの状態に合わせて中継情報の情報を動的に変更し、各状態における最も効率的な中継を行うようにすることも可能である。

前記中継接続ユニットが、基本的に中継を必要とするメッセージの識別情報と中継先ポートを記録してなる基本中継情報を記録してなる不揮発性記録手段を有する場合は、少なくとも必要最小限の中継対象となる識別情報を有するメッセージが中継されるので、より信頼性の高い車載ＬＡＮシステムを得ることができる。なお、前記一覧情報メッセージを車載ＬＡＮに送信する機能を備えていない電子制御ユニットを接続する場合に、その中継情報を基本中継情報として予め設定することができる。

図１，２は本発明の第１実施形態に係る中継接続ユニット（以下、ゲートウェイという）１を用いて形成される車載ＬＡＮシステムＳ１の構成を示す図である。２はゲートウェイ１に接続された電子制御ユニット（以下、ＥＣＵ:Electronic Control Unitという）、３は各ＥＣＵ２…と各ゲートウェイ１およびゲートウェイ１同士を接続する通信線路である。なお、以下の説明において、ゲートウェイ１、ＥＣＵ２、通信線路３をそれぞれ区別して示す必要がある場合には、それぞれ符号１Ａ，１Ｂ、２Ａ，２Ｂ…、３Ａ，３Ｂ…を用い、通信線路３Ｚは２つの中継接続ユニット１Ａ，１Ｂを接続する幹線である。４は複数の通信線路３Ａ，３Ｂ…を中継接続ユニット１Ａ，１Ｂによって接続して形成される車載ＬＡＮ網である。

前記ゲートウェイ１Ａは通信線路３Ａ，３Ｂ，３Ｚに接続されてメッセージＭの中継を行うものであり、ゲートウェイ１Ｂは通信線路３Ｃ，３Ｄ，３Ｚに接続されてメッセージＭの中継を行うものである。すなわち、ＥＣＵ２Ａ，２Ｂ…を２つのゲートウェイ１Ａ，１Ｂを用いて接続することにより、各ＥＣＵ２Ａ，２Ｂ…は複数のセグメントＳＡ，ＳＢ…に分けられた車載ＬＡＮ網４を介して、メッセージＭ（区別が必要なときはメッセージｍ１，ｍ２…という）の送受信を行うと共に、各セグメントＳＡ，ＳＢ…を構成する各通信線路３Ａ，３Ｂ…内における通信のトラフィックを抑えるように構成している。

図２に示すように、ゲートウェイ１は、前記各通信線路３Ａ，３Ｂ…に接続されてメッセージＭの送受信を行う複数のポート１０ａ，１０ｂ…を有する車載ＬＡＮ通信手段１０と、この車載ＬＡＮ通信手段１０に接続される中継処理手段１１と、この中継処理手段１１が用いる中継情報Ｒの記録手段１２と、この中継情報Ｒを更新する中継管理手段１３と、基本的な中継情報Ｒｂを記録してなる不揮発性記録手段１４とを有する。図２には特にゲートウェイ１Ａの構成を図示しているが、ゲートウェイ１Ｂの構成も同様であるから、その詳細な構成の説明を省略する。

なお、各ＥＣＵ２Ａ〜２Ｄに対して通信線路３Ａ，３Ｂを介して接続されるポート１０ａ，１０ｂはＣＡＮの規格に準拠し、隣接するゲートウェイ１Ｂに対して通信線路３Ｚを介して接続されるポート１０ｃはＣＡＮよりも高速の通信を可能とするＦｌｅｘＲａｙの規格に準拠するものである。

一方、前記ＥＣＵ２は車載ＬＡＮ通信手段２０と、負荷ＬやセンサＳなどの制御対象に接続されるインターフェース２１と、このインターフェース２１を介して各負荷ＬやセンサＳの制御や管理を行う制御手段２２と、前記車載ＬＡＮ通信手段２０に接続されて自局の一覧情報メッセージＩを通信線路に送信する一覧情報送信手段２３とを備えている。また、前記車載ＬＡＮ通信手段２０は例えばＣＡＮの規格に準拠するメッセージの送受信を行うものである。各ＥＣＵ２Ａ，２Ｂ…が出力する一覧情報メッセージＩの内容はＥＣＵ２Ａ，２Ｂ…が受信する受信メッセージＭｒおよび送信する送信メッセージＭｓの識別情報の一覧を示すものであり、以下の説明において区別が必要なときは符号ＩＡ，ＩＢ…を用いて一覧情報メッセージＩＡ，ＩＢ…という。

本実施形態では、前記通信線路３Ａ〜３Ｄは複数のＥＣＵ２…を並列的に接続することによりＣＡＮの規格に準拠するツイストペアケーブルからなるＣＡＮバスであり、通信線路３Ｚは隣り合うゲートウェイ１Ａ，１Ｂ間を１対１で接続するＦｌｅｘＲａｙの規格に準拠する幹線である。つまり、一本のＣＡＮバス３Ａ，３Ｂを複数のＥＣＵ２Ａ，２Ｂ…によって共有することにより、製造コストの削減を図ることができる。しかしながら、一本の通信線路３に対してそれぞれ１つのＥＣＵ２を１対１の関係で接続して、より安定した通信を行うように構成することも可能であり、１対１の接続とバス状の接続を混合してもよい。逆に複数のゲートウェイ１Ａ，１Ｂ…を一本の幹線にバス状に接続するようにしてもよい。

また、図１，２には説明を簡単にするために、車載ＬＡＮ通信手段１０が３つのポート１０ａ〜１０ｃを有する例を示しているが、本発明は車載ＬＡＮ通信手段１０のポート数を限定するものではないことはいうまでもない。さらに、本実施形態では各ポート１０ａ，１０ｂ…がそれぞれ機能的には完全に独立した車載ＬＡＮ通信手段１０を形成して各ポート１０ａ，１０ｂ…がそれぞれ中継処理手段１１と接続されるように図示しているが、各ポート１０ａ，１０ｂ…が車載ＬＡＮ通信手段１０の一部の回路を構成し、車載ＬＡＮ通信手段１０の幾らかの回路を共有するようにして回路構成を簡潔にしてもよい。

前記中継処理手段１１は記録手段１２に記録されている中継情報Ｒに基づいて各ポート１０ａ，１０ｂ…から受信するメッセージＭを適切なポート１０ａ，１０ｂ…を介して送信するものである。また、前記中継情報Ｒの記録手段１２は例えばスタティックメモリなどの高速読み出し可能な記録媒体からなるメモリであることが好ましく、さらには記録手段１２が中継処理手段１１の回路の一部となるようにして、中継処理手段１１が中継情報Ｒに基づく中継処理をより高速に行えるようにすることが好ましい。

前記中継管理手段１３は前記各ポート１０ａ，１０ｂ…を介して各ＥＣＵ２…から一覧情報メッセージＩＡ，ＩＢ…を受信して、この一覧情報メッセージＩＡ，ＩＢ…を受信した受信ポート１０ａ，１０ｂ…の情報と前記一覧情報メッセージＩＡ，ＩＢ…に含まれる識別情報から、各識別情報のメッセージＭを中継するべき中継先ポート１０ａ，１０ｂ…をそれぞれ求めて前記中継情報Ｂを更新するものである。

さらに、前記不揮発性メモリ１４は基本的に中継を必要とするメッセージの識別情報ＩＤと中継先ポート１０ａ，１０ｂ…を記録してなる基本中継情報Ｂａを記録してなるものである。この基本中継情報Ｂａには、例えば自動車の起動直後からその動作に必要な情報や自動車の動作に必要不可欠な重要情報を含むメッセージの識別情報、さらには、車種やグレードなどに影響されることのなく確実に設けられるＥＣＵ２から送信されるメッセージＭの識別情報などが含まれている。

一方、前記ＥＣＵ２側の車載ＬＡＮ通信手段２０は現在広く用いられているＣＡＮの規格に準拠させているので、その製造コストを削減することができる。なお、この車載ＬＡＮ通信手段２０は同じ通信線路３を用いて通信する他のＥＣＵ２…の通信プロトコルに合わせて、例えばＬＩＮ，ＣＡＮ，ＦｌｅｘＲａｙなどＣＡＮ以外の車載ＬＡＮに準拠するものであってもよいことはいうまでもない。

前記インターフェース２１は負荷Ｌを駆動するための電力を供給する駆動回路などを含む出力手段や、センサＳからの信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器などの種々の入力手段を有するものである。

前記制御手段２２および一覧情報送信手段２３の実体は、例えばＥＣＵ２を構成するＣＰＵ（図外）において実行可能な制御プログラムＰａおよび受信要求送信プログラムＰｂであることが好ましく、これによって、ＥＣＵ２の構成を可及的に簡素にすることができる。しかしながら、制御手段２２および一覧情報送信手段２３をそれぞれ異なるハードウェアで構成することにより、その動作速度を確保したり、その動作を安定させることが可能である。

前記受信要求送信手段２３は起動時に車載ＬＡＮ通信手段２０を介して記録部２４内の一覧情報メッセージＩを送信するものである。ここで、起動時とは、ＥＣＵ２への通電が始まった時を意味しているが、例えば車載ＬＡＮシステムＳ１を電源（バッテリ）に接続した時点や、車両のイグニッションキーがオフの状態からアクセサリの状態になった時点や、アクセサリの状態からオンの状態になった時点などが考えられる。さらに、既に起動中の車載ＬＡＮ網４に新たなＥＣＵ２を接続した場合には、新たに接続されたＥＣＵにとっては起動時となるので、その一覧情報送信手段２３は前記一覧情報メッセージＩを送信する。

つまり、車載ＬＡＮシステムＳ１を電源に接続した時点で、車載ＬＡＮ網４に接続されるＥＣＵ２…の数が定まっており、各通信線路３…を介して送受信するべきメッセージＭの識別情報が定まる。また、イグニッションキーがオフまたはアクセサリの状態では待機状態となるＥＣＵ２…も存在するので、前記イグニッションキーの切替時を起動時とすることが好ましい。また、前記中継情報Ｒや基本中継情報Ｒｂはイグニッションキーの状態（ＯＮ，ＯＦＦ，ＡＣＣなど）に合わせてそれぞれ設定されることが好ましい。

図１に示すようにメッセージｍ１〜ｍ５のやりとりを行う車載ＬＡＮシステムＳ１において、各ＥＣＵ２Ａ，２Ｂ…が出力する一覧情報メッセージＩは、図３に示すようなものとなる。すなわち、例えばＥＣＵ２Ａから送信される一覧情報メッセージＩＡは送信メッセージＭｓとしてメッセージｍ１の識別情報を含んでおり、ＥＣＵ２Ｂから送信される送受信メッセージＩＢは送信メッセージＭｓとしてメッセージｍ２の識別情報と、受信メッセージＭｒとしてメッセージｍ１の識別情報を含んでいる。

次に、前記構成の車載ＬＡＮシステムＳ１における動作を説明する。まず、前記車載ＬＡＮシステムＳ１が起動する、つまり、各通信線路３Ａ，３Ｂ…によって電子制御ユニット２および中継接続ユニット１を接続して動作させると、前記中継管理手段１３が不揮発性メモリ１４から基本中継情報Ｒｂを読み出して、これを記録手段１２内の中継情報Ｂとする。

そして、各ＥＣＵ２Ａ，２Ｂ…が、自局から送信する送信メッセージＭｓと自局が受信する受信メッセージＭｒの識別情報の一覧を示す前記一覧情報メッセージＩＡ，ＩＢ…を車載ＬＡＮ網４に送信し、ゲートウェイ１がこれを各ポート１０ａ，１０ｂ…を介して受信する。

図４，図５はゲートウェイ１Ａ，１Ｂが各通信線路３Ａ，３Ｂ…とポート１０ａ，１０ｂ…を介して図３に示す各一覧情報メッセージＩを受信した場合における、ゲートウェイ１から見た各一覧情報メッセージＩの受信内容をまとめて示すものである。なお、図４はゲートウェイ１Ａ、図５はゲートウェイ１Ｂにおける受信内容をまとめたものである。

ゲートウェイ１内の中継処理部１１は、各ポート１０ａ，１０ｂ…から特別な識別情報を有する一覧情報メッセージＩを受信すると、これを他のポート１０ａ，１０ｂ…に中継するのではなく、この一覧情報メッセージＩの内容と、これを受信したポート１０ａ，１０ｂ…の情報Ｉｐとを、中継管理手段１３に出力する。前記中継管理手段１３は、このポート１０ａ，１０ｂ…の情報Ｉｐとこの一覧情報メッセージＩを用いて、図４，図５に示すような、各ポート１０ａ，１０ｂ…を介してＥＣＵ２Ａ，２Ｂ…から受信するべき送信メッセージＭｓの識別情報の一覧と、このポート１０ａ，１０ｂ…を介してＥＣＵ２Ａ，２Ｂ…に送信するべき受信メッセージＭｒの識別情報の一覧を作成することができる。

また、同時に中継管理手段１３は前記一覧情報メッセージＩを受信するポート１０ａ，１０ｂ，１０ｄ，１０ｅにはＥＣＵ２が接続されており、この一覧情報メッセージＩを受信しないポート１０ｃ，１０ｆにはＥＣＵ２Ａ，２Ｂ…が接続されておらず、幹線３Ｚを介して隣接するゲートウェイ１などに接続されている可能性があることを確認することができる。

さらに、前記中継管理手段１３は、図４，図５に示す情報を各メッセージｍ１，ｍ２…の識別情報毎にまとめて、各メッセージｍ１，ｍ２…を送信する送信ＥＣＵ２Ａ，２Ｂ…が接続されるポート１０Ｒと、このメッセージｍ１，ｍ２…を必要として受信する送信ＥＣＵ２Ａ，２Ｂ…が接続されるポート１０Ｓとを一覧にして示すことにより、ゲートウェイ１の動作Ａを定めることができる。ポート１０Ｒおよび１０Ｓはゲートウェイ１から見てそれぞれ受信ポートおよび送信ポートである。

すなわち、図６におけるメッセージｍ１の場合のように、送信ＥＣＵ２Ａが接続される受信ポート１０Ｒ（本例ではポート１０ａ）と、受信ＥＣＵ２Ｂが接続される送信ポート１０Ｓ（１０ａ）が同じである場合は、ＥＣＵ２Ａ，２Ｂと通信線路３Ａ等を有するセグメントＳＡ内で送受信が完了しているので、ゲートウェイ１はこのメッセージｍ１を中継する必要はない。

一方、メッセージｍ２の場合のように、受信ＥＣＵ２Ｃが接続される送信ポート１０Ｓ（１０ｂ）に、送信ＥＣＵ２Ｂが接続される受信ポート１０Ｒ（１０ａ）と異なるポート１０ｂが含まれている場合には、送信ＥＣＵ２Ｂが接続されるポート１０ａから受信ＥＣＵ３Ｃが接続されるポート１０ｂへメッセージｍ２の中継を行う必要がある。同様に、ゲートウェイ１Ｂにおいても、図７におけるメッセージｍ５は中継不要であり、メッセージｍ５はポート１０ｅからポート１０ｄに中継する必要がある。

つまり、前記中継管理手段１３は、受信できた一覧情報メッセージＩ…に含まれる識別情報と、この一覧情報メッセージＩを受信した受信ポート１０ａ，１０ｂ…の情報を用いることにより、各ポート１０ａ，１０ｂ…を介して送信するべきメッセージＭの識別情報の一覧を形成することができ、これによってゲートウェイ１Ａ，１Ｂ内の中継情報Ｒ（以下、それぞれを区別するときは、符号ＲＡ，ＲＢを用いて表す）を順次更新することができる。

さらに、図６におけるメッセージｍ３には、受信ＥＣＵ２Ｄが接続される送信ポート１０Ｓ（１０ｂ）が定められているものの、送信ＥＣＵ２が接続されるポート１０Ｒに該当するポートがない。そこで、ゲートウェイ１Ａの中継管理手段１３はこのメッセージｍ３に関する幹線中継を要求する中継要求メッセージＩＲＡを、前記一覧情報メッセージＩＡ，ＩＢ…を受信しなかったポート１０ｃを介して送信する。このとき、中継要求メッセージＩＲＡは、送信ポート１０Ｓ（１０ｂ）だけが設定され受信ポート１０Ｒが設定されていない幹線中継メッセージｍ３の識別情報と、ゲートウェイ１Ａの識別情報を含む。

一方、ゲートウェイ１Ｂでは、ポート１０ｆから前記中継要求メッセージＩＲＡを受信すると、メッセージｍ３を必要とするＥＣＵ２…があることを判別できるので、この前記中継要求メッセージＩＲＡを受信した中継要求受信ポート１０ｆの情報と前記中継要求メッセージＩＲＡに含まれる幹線中継メッセージｍ３の識別情報とを用いて、ゲートウェイ１Ｂ内の中継情報Ｒの幹線中継メッセージｍ３の識別情報に対応する送信ポート１０Ｓを、前記中継要求受信ポート１０ｆとするように、前記中継情報ＲＢを更新する。（図９参照）

次いで、ゲートウェイ１Ｂ側の中継管理手段１３は、前記幹線中継メッセージｍ３の識別情報に対応する送信ポート１０Ｓに基づいて、ゲートウェイ１Ｂから幹線となる通信線路３Ｚに送信する送信メッセージｍ３の識別情報を示す幹線送信情報メッセージＩＲＢを送信することにより、メッセージｍ３を幹線中継することをゲートウェイ１Ａに通知する。一方、ゲートウェイ１Ａ側の中継管理手段１３は前記一覧情報メッセージＩを受信した場合と同様の処理を行って、その中継情報ＲＡを更新する。図８，９はこのようにして更新された中継情報ＲＡ，ＲＢを示している。

上述のように、ゲートウェイ１を接続したときの環境に合わせて、必要最小限の中継情報Ｒを形成することにより、各通信線路３Ａ，３Ｂ…におけるトラフィックの増大を防止しながら、必要な通信を高速かつ確実に行うことができる。

図１０は前記中継接続ユニット１を用いて形成する車載ＬＡＮシステムの第２実施形態を示し、この第２実施形態の車載ＬＡＮシステムＳ２においては、複数の中継接続ユニット１Ａ〜１Ｃを用いてリング状に幹線を接続する例を示しており、かつ、ＥＣＵ２Ａから送信されるメッセージｍ１を幹線となる通信線路３Ｘ〜３Ｚを介して中継して各ＥＣＵ２Ｆが受信する例を示している。なお、その他の詳細な構成は図１〜９を用いて説明したものと同じであるからその詳細な説明を省略する。

図１０において、ゲートウェイ１ＣはＥＣＵ２Ｆが受信するメッセージｍ１の中継を要求する中継要求メッセージＩＲＣ１，ＩＲＣ２をそれぞれ通信線路３Ｙ，３Ｚに送信する。そして、ゲートウェイ１Ａ，１Ｂはこれらの中継要求メッセージＩＲＣ１，ＩＲＣ２をそれぞれ受信するが、ゲートウェイ１Ｂにはメッセージｍ１を送信するＥＣＵ２Ａが接続されていないので、前記中継要求メッセージＩＲＣ２に自らの識別情報を追加して中継要求メッセージＩＲＣ２’を生成し、この中継要求メッセージＩＲＣ２’を通信線路３Ｘを介して送信する。

つまり、ゲートウェイ１Ａは通信線路３Ｙ，３Ｘを介して複数の中継要求メッセージＩＲＣ１，ＩＲＣ２’を受信する。ここで、ゲートウェイ１Ａ内の中継管理手段１３（図外）は、各中継要求メッセージＩＲＣ１，ＩＲＣ２’に含まれるゲートウェイ１Ｂ，１Ｃが最も少ないもの、すなわち中継要求メッセージＩＲＣ１を優先してその中継情報Ｒの更新を行うように構成されている。

これによって、幹線となる通信線路３Ｘ〜３Ｚを最も少なく経由するメッセージＭの中継を自動的に行うことができる。このように構成されたゲートウェイ１は、車載ＬＡＮ網４の構成が複雑になったとしても、最も効率的な中継を実現できる中継情報Ｒを自動的に生成でき、各通信線路３Ａ，３Ｂ…における通信負荷率を可及的に抑えることができる。なお、本実施形態の車載ＬＡＮシステムＳ２では一例として３個のゲートウェイ１をリング状に接続する例を示しているが、４個以上のゲートウェイ１をメッシュ状に接続するように構成された車載ＬＡＮシステムにおいても全く同様の効果を得ることができる。

また、本発明のゲートウェイ１を用いることにより、幹線となる通信線路３Ｘ〜３Ｙに何らかの障害が発生したとしても、故障が発生した部分を回避する新たな中継を自動的に再構築することができるので、フェールセーフにも有用である。

さらに、上述の各実施形態では説明を簡単にするために省略しているが、車載ＬＡＮシステムＳ１，Ｓ２の場合はイグニッションキーの状態（ＯＮ，ＡＣＣ，ＯＦＦ）によって動作状態またはスリープ状態となるＥＣＵ２…があるので、前記中継情報Ｒはイグニッションキーの状態に合わせて、例えば少なくとも３パターンを設定することにより、縮小した車載ＬＡＮの状態において最も効率的な中継を行うことも可能である。

本発明の第１実施形態に係る車載ＬＡＮシステムの全体を示す図である。 前記車載ＬＡＮシステムにおける電子制御ユニットおよび中継接続ユニットの内部構成を示す図である。 各電子制御ユニットが送信する一覧情報メッセージの一例をまとめて示す図である。 中継管理手段による内部処理の例を説明する図である。 別の中継管理手段による内部処理の例を説明する図である。 中継接続ユニットで用いる中継情報の更新課程を説明する図である。 別の中継接続ユニットで用いる中継情報の更新課程を説明する図である。 更新された中継情報の一例を説明する図である。 更新された別の中継情報の一例を説明する図である。 第２実施形態に係る車載ＬＡＮシステムの全体を示す図である。

符号の説明

１，１Ａ，１Ｂ… 中継接続ユニット
２ 電子制御ユニット
３ 通信線路
１０ａ，１０ｂ… ポート
１１ 中継処理手段
１２ 記録手段
１３ 中継管理手段
２０ 車載ＬＡＮ通信手段
２３ 一覧情報送信手段
Ｒ 中継情報
Ｒａ 基本中継情報
Ｉ 一覧情報メッセージ
ＩＲＡ 中継一覧情報メッセージ
Ｍ（ｍ１…） メッセージ

Claims (6)

1. 少なくとも１つの電子制御ユニットを通信線路に接続してなる車載ＬＡＮの複数のセグメントと、これら複数のセグメント間におけるメッセージの中継を通信線路を介して行う中継接続ユニットを備え、
   前記各電子制御ユニットは受信メッセージあるいは／および送信メッセージの識別情報の一覧を示す一覧情報メッセージを前記車載ＬＡＮに送信する一覧情報送信手段を有し、
   前記中継接続ユニットは、
   前記各通信線路に接続されてメッセージの送受信を行う複数のポートと、
   前記一覧情報メッセージを受信したポートの情報と、該一覧情報メッセージに含まれる送信メッセージあるいは／および受信メッセージの識別情報とを用いて、各識別情報毎の受信ポートあるいは／および送信ポートを示す中継情報を更新する中継管理手段と、
   前記中継情報に基づいて、前記各ポートを介して送受信するメッセージの中継処理を行う中継処理手段とを有することを特徴とする車載ＬＡＮシステム。
2. 車載ＬＡＮの通信線路に接続され、起動時に受信メッセージあるいは／および送信メッセージの識別情報の一覧を示す一覧情報メッセージを車載ＬＡＮに送信する一覧情報送信手段を有することを特徴とする電子制御ユニット。
3. 車載ＬＡＮの複数のセグメントにそれぞれ設けられる電子制御ユニットに接続してメッセージの送受信を行う複数のポートと、
   前記各電子制御ユニットにおける受信メッセージあるいは／および送信メッセージの識別情報の一覧を示す一覧情報メッセージを受信したポートの情報と、該一覧情報メッセージに含まれる送信メッセージあるいは／および受信メッセージの識別情報とを用いて、各識別情報毎の受信ポートあるいは／および送信ポートを示す中継情報を更新する中継管理手段と、
   前記中継情報に基づいて、前記各ポートを介して送受信するメッセージの中継処理を行う中継処理手段とを有することを特徴とする中継接続ユニット。
4. 中継を基本的に必要とするメッセージの識別情報と、該識別情報の中継先ポートを記録する基本中継情報の不揮発性記録手段を有し、
   前記中継管理手段が起動時に前記不揮発性記録手段から前記基本中継情報を読み出して前記中継情報を生成するものである請求項３に記載の中継接続ユニット。
5. 前記中継接続ユニットを複数備え、各中継接続ユニットは少なくとも一つの前記ポートを隣接する中継接続ユニットに連結する幹線接続ポートとすると共に、
   前記中継情報に含まれる、送信ポートが設定されているが受信ポートが設定されていない幹線中継メッセージの識別情報を示す中継要求メッセージを、前記隣接する中継接続ユニットに送信する中継要求送信手段を有し、かつ、
   前記中継管理手段が、前記中継要求メッセージを受信した中継要求受信ポートの情報と前記中継要求メッセージに含まれる識別情報とを用いて、前記中継情報の当該識別情報に対応する送信ポートに前記中継要求受信ポートを設定するように、前記中継情報を更新するものである請求項３または請求項４に記載の中継接続ユニット。
6. 前記中継要求送信手段は、前記中継要求メッセージに中継接続ユニットの識別情報を加えて送信するものであり、
   前記中継管理手段は、他の中継接続ユニットから中継要求メッセージを受けとり、かつ、前記中継対象メッセージに含まれる識別情報が自らが有する中継情報の受信ポートに含まれない場合に、この中継要求メッセージに自らの中継接続ユニットの識別情報を追記して、追記後の中継要求メッセージを前記中継要求メッセージを受信した幹線接続ポートと異なる幹線接続ポートに送信するものであり、かつ、複数の中継要求メッセージを受信したときに、各中継要求メッセージに含まれるゲートウェイの識別情報が最も少ないものを優先して前記中継情報の更新を行うものである請求項５に記載の中継接続ユニット。

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