JP2008005290A - 中継接続ユニットおよび電子制御ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】中継接続ユニットによってメッセージの中継を行うように構成された車載ＬＡＮにおいて中継によるメッセージの遅延時間の増大をできるだけ抑えることができる中継接続ユニットおよび電子制御ユニットを提供する。
【解決手段】複数の通信線路にそれぞれ接続されてメッセージの送受信を行う車載ＬＡＮ通信手段からなるポートと、一つのポートを介して受信するメッセージを他のポートに中継送信する中継処理手段とを備え、前記中継処理手段が中継対象であるメッセージの通常の識別情報を、より高い優先度が設定された中継用識別情報に変更して中継送信するものであることを特徴とする中継接続ユニット。
【選択図】図１

Description

本発明は、通信線路を介して電子制御ユニット間でメッセージの送受信をする車載ＬＡＮの中継接続ユニットおよび電子制御ユニットに関するものであり、より詳細にはメッセージに付された識別情報によって優先度を定めて通信線路を共有するように構成された車載ＬＡＮにおいて複数の通信線路間におけるメッセージの中継を行う中継接続ユニットおよび電子制御ユニットに関する。

従来より、車両には複数の電子制御ユニットが搭載されており、その数は増加する傾向にある。そして、各電子制御ユニットは例えばＣＡＮ（Controller Area Network)などの規格に準拠する伝送線を含む通信線路（以下、ＣＡＮバスという）に接続されることにより、互いにメッセージの送受信を行うことができる車載ＬＡＮを形成するようになっている。ＣＡＮバスのような共通の通信線路を用いてメッセージを送受信するときには、メッセージに優先度を設定し、メッセージの送信時点が他の電子制御ユニットと重なったときに、一つの電子制御ユニットだけがメッセージを送信するようにする必要がある。

このように適正な優先度の設定を行って、重要なメッセージには高い優先度を設定することにより、重要なメッセージは他のメッセージよりも優先して送信することができる。また、特開２００１−１１９４１６号公報（特許文献１）には、前記優先度が低いメッセージが他のメッセージと衝突して送信できなかったために送信待ちとなった回数を計数し、優先順位を高める措置を行うことが提案されている。

特開２００１−１１９４１６号公報

ところが、上述した従来の方法では、同じ通信線路上に多数のメッセージを送信しようとするときに、メッセージに付された識別情報によって定まる優先度が低い場合には遅延時間が長くなるという問題が発生することがあった。特に、ゲートウェイのような中継処理ユニットを介してメッセージの中継処理を行う場合には、優先度の低いメッセージが通信線路に中継送信される度に送信待ちとなって、遅延時間がさらに長くなるという問題が発生することがあった。

本発明は前述の問題を考慮に入れてなされたものであり、その目的は、中継接続ユニットによってメッセージの中継を行うように構成された車載ＬＡＮにおいて中継によるメッセージの遅延時間の増大をできるだけ抑えることができる中継接続ユニットおよび電子制御ユニットを提供することである。

前記課題を解決するため、本発明は、
複数の通信線路にそれぞれ接続されてメッセージの送受信を行う車載ＬＡＮ通信手段からなるポートと、
一つのポートを介して受信するメッセージを他のポートに中継送信する中継処理手段とを備え、
前記中継処理手段が中継対象であるメッセージの通常の識別情報を、より高い優先度が設定された中継用識別情報に変更して中継送信するものであることを特徴とする中継接続ユニット
を提供している。

前記構成によれば、中継処理手段が、中継対象であるメッセージの通常の識別情報を、より高い優先度が設定された中継用識別情報に変更して中継送信するものであるから、中継送信されるメッセージは他の電子制御ユニットから直接的に通信線路に送信されるメッセージに比べて高い優先度が設定されている。したがって、通信線路間を中継させたメッセージは、このメッセージに付された中継用識別情報の優先度に合わせて、より優先的に通信線路に送信されるので、中継による遅延時間の増大をできるだけ抑えることができる。

前記中継処理手段は中継対象となるメッセージの通常の識別情報を、予約された所定の前記中継用識別情報に変更すると共に、変更前の前記通常の識別情報をデータフィールド内に記録するものであることが好ましい。この場合、前記中継用識別情報は他の識別情報に比べて優先度が高く設定された値が予約されているので、この中継用識別情報を用いた中継対象となるメッセージをより優先的に中継送信することができる。また、変更前の通常の識別情報はデータフィールド内に記録されるので、中継用識別情報に変更されたメッセージを受信した後に、その通常の識別情報をデータフィールドから読み出して、更新前のメッセージを復元することが可能である。

前記中継用識別情報は他の電子制御ユニットと重なり合わないユニークな値が予約されていることが好ましい。これによって、中継用識別情報を付与したメッセージを受信した中継接続ユニットまたは電子制御ユニットは、これが中継送信されたものであることを識別することができる。つまり、中継接続ユニットが、中継用識別情報を付与されたメッセージを受信しこれをさらに別の通信線路に中継する場合は、メッセージを変更することなく中継することができる。また、電子制御ユニットは、中継用識別情報を付与されたメッセージを受信するときに、これが中継されたものであることを認識でき、元のメッセージを復元することができる。

前記メッセージはデータフィールド内に中継送信するときに用いる前記中継用識別情報を記録してなり、中継処理手段は中継対象となるメッセージの通常の識別情報を前記中継用識別情報に変更すると共に、変更前の前記通常の識別情報をデータフィールド内に記録するものであることが好ましい。この場合、前記中継用識別情報は他の識別情報に比べて優先度が高く設定されているので、これを用いて中継対象となるメッセージをより早急に中継送信することができる。また、更新前の通常の識別情報はデータフィールド内に記録されるので、中継用識別情報に変更されたメッセージを受信した後に、その通常の識別情報をデータフィールドから読み出して、更新前のメッセージを復元することができる。

前記中継用識別情報は、変更前の通常の識別情報に合わせて選択可能な複数の値が予約されていることが好ましい。つまり、変更前の前記通常の識別情報の優先度やメッセージの到着期限時刻などに合わせて、幾つかの段階の優先度を設定した中継用識別情報の中から１つを割り当てることにより中継送信されるメッセージ同士の優先度を定めることが可能である。また、中継用識別情報を付与されたメッセージを中継接続ユニットまたは電子制御ユニットが受信するときは、このメッセージが中継されたものであることを認識できる。

前記メッセージに付与された通常の識別情報の上位複数ビットが優先度設定情報であり、中継処理部は中継対象となるメッセージの通常の識別情報のうち前記優先度設定情報をより高い優先度を有する値に変更することにより、前記中継用識別情報に変更するものであることが好ましい。この場合、中継用識別情報は通常の識別情報の上位複数ビットの優先度設定情報だけを調整したものであるから、中継用識別情報に変更したメッセージを受信した中継接続ユニットまたは電子制御ユニットは識別情報を変更する必要がないので、前記メッセージを用いた信号処理が容易となる。

さらに、本発明は、
前記中継接続ユニットに接続され、前記中継用識別情報が付されたメッセージを受信するときに、前記変更前の通常の識別情報を復元する識別情報復元手段を備えたことを特徴とする電子制御ユニット
を提供する。

前記構成によれば、中継用識別情報が付されたメッセージを受信するときに、識別情報復元手段が変更前の通常の識別情報を復元するので、電子制御ユニットは変更前の通常の識別情報によってメッセージを識別することができる。

前述したように、本発明によれば、中継接続ユニットによって中継されたメッセージであっても、中継による遅延時間の増大をできるだけ抑えることができる。

本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
図１乃至図４は、本発明の第１実施形態に係る中継接続ユニットおよび電子制御ユニットを示し、図１には前記中継接続ユニットおよび電子制御ユニットを用いて形成される車載ＬＡＮ１の構成を示す。図２は第１実施形態に係る電子制御ユニットと中継接続ユニットの例を示している。図３は中継接続ユニットおよび電子制御ユニットの間で通信されるメッセージのフォーマットを説明する図、図４は中継用識別情報の設定方法を説明する図である。

図１に示す車載ＬＡＮ１において、２は電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）、３は通信線路、４は複数の通信線路３に接続される中継接続ユニットである。なお、以下の説明において各ＥＣＵ２、通信線路３、中継接続ユニット４をそれぞれ区別するときは符号２Ａ，２Ｂ…、３Ａ，３Ｂ…、４Ａ，４Ｂ…を用いる。また、前記通信線路３Ａ，３Ｂは具体的にはＣＡＮに準拠する車載ＬＡＮのバスであり、以下、ＣＡＮバス３Ａ，３Ｂという。一方、通信線路３ＣはＦｌｅｘ−Ｒａｙに準拠する車載ＬＡＮのバスであり、以下、幹線３Ｃという。

各ＥＣＵ２はセンサＳやアクチュエータＡなどの各種電装機器を制御するものであり、各ＥＣＵ２がそれぞれメッセージｍ（各メッセージｍを区別するときは、符号ｍａ，ｍｂ…を用いる）を送受信することにより互いに必要なデータを交換できる車載ＬＡＮ１を構成している。

図２に示すように、前記ＥＣＵ２は、前記ＣＡＮバス３に接続してメッセージの送受信を行う車載ＬＡＮ通信手段のポート１０と、前記電装機器Ｓ，Ａとの間でデータの入出力を行うインターフェース１１と、前記車載ＬＡＮ通信手段１０およびインターフェース１１に接続されて電装機器Ｓ，Ａの制御を行ったり車載ＬＡＮ１に対するメッセージｍの送受信を制御する制御部１２（以下、ＣＰＵ１２という）とを備えている。各ＥＣＵ２Ａ，２Ｂ…からＣＡＮバス３に送信されるメッセージｍａ，ｍｂ…にはそれぞれ独特の識別情報ＩＤｎ（図３参照）が付されており、この通常の識別情報ＩＤｎは他のメッセージｍと重なることがないように構成されている。

前記中継接続ユニット４は、前記ＣＡＮバス３Ａ，３Ｂおよび幹線３Ｃにそれぞれ接続される車載ＬＡＮ通信手段からなるポート２０ａ，２０ｂと、１つのポート２０ａまたはポート２０ｂを介して受信するメッセージｍを他のポート２０ｂまたはポート２０ａに中継する中継処理手段２１とを備える。また、中継接続ユニット３内の中継処理手段２３は中継対象であるメッセージｍの識別情報ＩＤｎを中継用識別情報ＩＤｒ（図３参照）に変更する識別情報変更手段として、識別情報変更プログラムＰ１を実行可能に構成されている。また、中継接続ユニット４は前記識別情報変更手段Ｐ１がメッセージｍの識別情報ＩＤｎを予約された所定の中継用識別情報ＩＤｒに変更できるように、中継用識別情報ＩＤｒを記録してなるメモリｍｉを備えている。

加えて、前記ＥＣＵ２内のＣＰＵ１２は前記中継用識別情報ＩＤｒを元の通常の識別情報ＩＤｎに復元する識別情報復元手段として、識別情報復元プログラムＰ２を実行可能に構成されている。また、ＥＣＵ２内には、例えばそのＣＰＵ１２内に識別情報復元プログラムＰ２が識別情報ＩＤの復元対象となっているメッセージｍを識別可能であるように、前記中継用識別情報ＩＤｒを判別するためのメモリｍｉを備えている。

図３に示すように、ＥＣＵ２から送信されるメッセージｍのフォーマットは、その先頭部のアービトレーションフィールドＬａに各メッセージｍを識別するための通常の識別情報ＩＤｎが配置され、続くデータフィールドＬｄに、送信したいデータＤが続くように構成されている。一方、前記中継接続ユニット４によって中継されるメッセージｍ’（以下、中継メッセージという）のフォーマットは、そのアービトレーションフィールドＬａに中継用識別情報ＩＤｒが配置され、次くデータフィールドＬｄの先頭から通常の識別情報ＩＤｎとデータＤが続くように構成されている。なお、以下の説明で前記通常の識別情報ＩＤｎおよび中継用識別情報ＩＤｒを区別しないときには単に識別情報ＩＤという。

前記メッセージｍの長さＬが固定されている場合、中継メッセージｍ’のデータフィールドＬｄに通常の識別情報ＩＤｎが記録されるので、これによってデータフィールドＬｄの残りの長さが短くなるので、データフィールドＬｄに記録できるデータＤは短くならざるを得ないが、メッセージｍの長さＬが可変であるなら、一点鎖線で示すように、通常の識別情報ＩＤｎを記録する分だけ中継メッセージｍ’の長さＬ’を長くして、中継メッセージｍ’に元のデータＤを全て含めることが好ましい。

図４に示すように、前記識別情報ＩＤはその値が小さい順に高い優先度が設定されている。したがって、通常の識別情報ＩＤｎが割り付けられていない値で、かつ、通常の識別情報ＩＤｎよりも高い優先度が設定される値を、中継用識別情報ＩＤｒとして予約している。なお、図３に示すようなフォーマットで中継メッセージｍ’を送信する場合には、少なくとも１つの値を中継用識別情報ＩＤｒとして予約していればよい。しかしながら、複数の値を中継用識別情報ＩＤｒとして選択可能とし、メッセージｍの重要度や周期に合わせて優先度に複数の段階を設けることが好ましいことは言うまでもない。

次に、図１，図２に戻って、上述のように構成された中継接続ユニット４を用いてＥＣＵ２Ａから送信されたメッセージｍａをＣＡＮバス３Ｂに中継する場合を考慮する。まず、ＣＡＮバス３Ａに送信されたメッセージｍａは中継接続ユニット４Ａによって受信される。このメッセージｍａを幹線３Ｃに中継する必要がある場合、中継処理手段２１内で実行される識別情報変更手段Ｐ１によって、このメッセージｍａの通常の識別情報ＩＤｎをメモリｍｉ内に記録された中継用識別情報ＩＤｒに変更し、中継メッセージｍａ’を生成する。また、このとき通常の識別情報ＩＤｎはデータフィールドＬｄに記録されることによりメッセージｍａ’内に含められる。

そして、この中継メッセージｍａ’が幹線３Ｃを介して中継接続ユニット４Ｂに送信され、中継接続ユニット４ＢはＣＡＮバス３Ｂに中継する。このとき、ＣＡＮバス３Ｂに送信される中継メッセージｍａ’の優先度は中継用識別情報ＩＤｒの値が有する優先度であり、他のどのメッセージｍｃ，ｍｃよりも優先度が高いので、アービトレーション負けすることがなく、送信待ちになることなくＣＡＮバス３Ｂ内に中継される。

一方、ＣＡＮバス３Ｂを介して中継メッセージｍａ’を受信する電子制御ユニット２Ｃ，２Ｄ…では、その識別情報復元手段Ｐ２が識別情報ＩＤをメモリｍｉに記録された中継用識別情報ＩＤｒと比較し、一致するときにデータフィールドＬｄ内に記録された通常の識別情報ＩＤｎを用いて元のメッセージｍａが復元される。

上述のように、本発明の中継接続ユニット４および電子制御ユニット２を用いることにより、中継対象となるメッセージｍの識別情報ＩＤを中継用識別情報ＩＤｒに変更して、中継メッセージｍ’を生成することができ、この中継メッセージｍ’の優先度が他のＥＣＵ２からのメッセージｍよりも高い優先度を有しているので、送信待ちによる遅れを防止できる。すなわち、中継接続ユニット４による中継を繰り返しても、送信待ちによる遅れが重なってメッセージｍの到着が大きくなるという問題を解決することができる。

本発明の中継接続ユニット４を用いることによる効果は、図１に示すように、異なる通信規格による幹線３Ｃを介在させた通信を行う車載ＬＡＮ１の構成であっても有用である。しかしながら、図５に示す第２実施形態のように、複数のＣＡＮバス３Ａ，３Ｂ…を直接的に中継する構成の車載ＬＡＮ１’であっても全く同様に有用である。

図５のように構成された車載ＬＡＮ１’においても、ＣＡＮバス３Ａ，３Ｂ間を中継するときにメッセージｍの識別情報ＩＤが中継用識別情報ＩＤｒに変更された中継メッセージｍ’を中継するので、この中継メッセージｍ’を他のメッセージｍｃ，ｍｄ…よりも優先的にＣＡＮバス３Ｂに送信することができる。そのほかの点については、図１〜図４を用いて説明したものと同様であるからその重複説明を省略する。

図６は第３実施形態であるメッセージｍ、ｍ’のフォーマットを示す図である。図６に示すように、ＥＣＵ２から送信されるメッセージｍのデータフィールドＬｄ内に中継用識別情報ＩＤｒが記録されている場合には、前記識別情報変更手段Ｐ１は中継対象となるメッセージｍの通常の識別情報ＩＤｎと、データフィールドＬｄ内に記録された中継用識別情報ＩＤｒとを比較して、より高い優先度を有する中継用識別情報ＩＤｒを中継メッセージｍ’の識別情報ＩＤとすることができる。

また、この中継メッセージｍ’を受信する電子制御ユニット２では、前記識別情報復元手段Ｐ２が受け取った中継メッセージｍ’につけられた中継用識別情報ＩＤｒと、データフィールドＬｄ内に記録された通常の識別情報ＩＤｎとを比較して、より低い優先度を有する中継用識別情報ＩＤｎを該メッセージｍの識別情報ＩＤとすることにより、変更前の識別情報ＩＤを復元することができる。その他の点は図１〜図５に示す例と同様である。

図７は第４実施形態であるメッセージｍ、ｍ’のフォーマットを示す図である。図７に示すように、ＥＣＵ３から送信あれるメッセージｍのアービトレーションフィールドＬａに記録される通常の識別情報ＩＤｎのうち上位複数ビットが優先度設定情報Ａｂであり、下位ビットからなる識別情報ＩＤによって各メッセージｍを判別できるときには、この優先度設定情報Ａｂの値ｎを、中継用のより高い優先度を有する値ｒ（例えば最も優先される０）に変更することにより、中継用優先情報ＩＤｒに変更することが好ましい。

本実施形態のように構成することにより、中継接続ユニット４はメッセージｍそのものを識別するための識別情報ＩＤを変えることなく、優先度だけを引き上げた中継メッセージｍ’を生成することができるので、この中継メッセージｍ’の生成が容易である。また、中継メッセージｍ’を受信するＥＣＵ２もメッセージｍそのものを識別するための識別情報ＩＤに変更がないので、中継識別情報ＩＤｒを変更しなくても、このメッセージｍ’を容易に識別することができる。

上述した各実施形態では、すべての点で例示であるから、本発明は上述した各実施形態の構成に限定されるものではない。むしろ、本発明の範囲は、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およ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。すなわち、本発明の効果がある限りにおいて、他の成分が含まれていてもよい。

本発明の第１実施形態にかかる車載ＬＡＮの構成を示す図である。 前記中継接続ユニットおよび電子制御ユニットの構成を説明する図である。 前記中継接続ユニットおよび電子制御ユニットによって生成されるメッセージのフォーマットを説明する図である。 前記メッセージに付与する識別情報の割り当て例を説明する図である。 第２実施形態にかかる車載ＬＡＮの構成を説明する図である。 第３実施形態にかかるメッセージのフォーマットを説明する図である。 第４実施形態にかかるメッセージのフォーマットを説明する図である。

符号の説明

１，１’ 車載ＬＡＮ
２（２Ａ，２Ｂ…） 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
３（３Ａ，３Ｂ…） 通信線路
２０ａ，２０ｂ ポート
２１ 中継処理手段
ＩＤｎ 通常の識別情報
ＩＤｒ 中継用識別情報
Ｌｂ データフィールド
ｍ（ｍａ，ｍｂ…） メッセージ
ｍ’，ｍａ’… 中継メッセージ
Ｐ１ 識別情報変更プログラム（識別情報変更手段）
Ｐ２ 識別情報復元プログラム（識別情報復元手段）

Claims (5)

1. 複数の通信線路にそれぞれ接続されてメッセージの送受信を行う車載ＬＡＮ通信手段からなるポートと、
   一つのポートを介して受信するメッセージを他のポートに中継送信する中継処理手段とを備え、
   前記中継処理手段が中継対象であるメッセージの通常の識別情報を、より高い優先度が設定された中継用識別情報に変更して中継送信するものであることを特徴とする中継接続ユニット。
2. 前記中継処理手段は中継対象となるメッセージの通常の識別情報を、予約された所定の前記中継用識別情報に変更すると共に、変更前の前記通常の識別情報をデータフィールド内に記録するものである請求項１に記載の中継接続ユニット。
3. 前記メッセージはデータフィールド内に中継送信するときに用いる前記中継用識別情報を記録してなるものであり、中継処理手段は中継対象となるメッセージの通常の識別情報を前記中継用識別情報に変更すると共に、変更前の前記通常の識別情報をデータフィールド内に記録するものである請求項１に記載の中継接続ユニット。
4. 前記メッセージに付与された通常の識別情報の上位複数ビットが優先度設定情報であり、中継処理部は中継対象となるメッセージの通常の識別情報のうち前記優先度設定情報をより高い優先度を有する値に変更することにより、前記中継用識別情報に変更するものである請求項１に記載の中継接続ユニット。
5. 請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の中継接続ユニットに接続され、前記中継用識別情報が付されたメッセージを受信するときに、前記変更前の通常の識別情報を復元する識別情報復元手段を備えたことを特徴とする電子制御ユニット。

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