JP2008042411A - ネットワークシステム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、、有効性のないデータ、または、有効期限を超えた古いデータが使用されるおそれを防止できるネットワークシステムを提供することを目的とする。
【解決手段】複数の電子制御装置を通信ラインで接続してネットワークを構成し、各電子制御装置で一または複数のアプリケーションソフトを実行するネットワークシステムにおいて、各電子制御装置で実行されるアプリケーションソフト間で通信するデータに有効性判定用情報を付加する有効性判定用情報付加手段と、各電子制御装置で前記有効性判定用情報を基に当該データの有効性を判定するデータ有効性判定手段を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ネットワークシステムに係り、複数の電子制御装置を通信ラインで接続したネットワークシステムに関する。

例えば車両においては、車内ＬＡＮ（Local Area Network）と呼ばれるネットワークシステムを介して車両各部の電子制御装置（以下、「ＥＣＵ」という）間で通信を行っている。各ＥＣＵはセンサの値や車内機器の動作状態に応じた制御を行っており、必要に応じて他のＥＣＵとの間でデータの授受を行う。

特許文献１には、複数のＥＣＵを、ネットワークを介して分散協調制御する制御ソフトウエア構造において、各ＥＣＵのアプリケーションソフトよりデータ管理機能及び時間同期機能を分離し、各ＥＣＵのアプリケーションソフトの下位の分散制御プラットフォーム中に、複数のＥＣＵに対して同一のデータ管理機能及び時間同期機能を配置したネットワークシステムが記載されている。

また、特許文献２には、分散制御プラットフォームの構成を複数階層構造とし、各階層で個別の役割を担うこととしたネットワークシステムが記載されている。
特開２００４−２２０３２６公報 特開２００６−１４２９９４公報

従来のネットワークシステムでは、予め設定されたデータ送信タイミングでデータを送信しているが、データを受信したＥＣＵの分散制御プラットフォームでは、その受信データの有効性（または有効期限）に関しては考慮していない。

このため、データを受信したＥＣＵのアプリケーションソフトで有効性のないデータ、または、有効期限を超えた古いデータが使用されるおそれがあるという問題があった。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、有効性のないデータ、または、有効期限を超えた古いデータが使用されるおそれを防止できるネットワークシステムを提供することを目的とする。

本発明のネットワークシステムは、
複数の電子制御装置を通信ラインで接続してネットワークを構成し、各電子制御装置で一または複数のアプリケーションソフトを実行するネットワークシステムにおいて、
各電子制御装置で実行されるアプリケーションソフト間で通信するデータに有効性判定用情報を付加する有効性判定用情報付加手段と、
各電子制御装置で前記有効性判定用情報を基に当該データの有効性を判定するデータ有効性判定手段を有することにより、有効性のないデータ、または、有効期限を超えた古いデータが使用されるおそれを防止できる。

また、前記ネットワークシステムにおいて、
各電子制御装置で前記有効性判定用情報を基に前記ネットワークの有効性を判定するネットワーク有効性判定手段を有する構成とすることができる。

また、前記ネットワークシステムにおいて、
前記有効性判定用情報は、付加されるデータの有効期限に関する情報とすることができる。

本発明によれば、有効性のないデータ、または、有効期限を超えた古いデータが使用されるおそれを防止できる。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。

＜ネットワークシステムの構成＞
図１は、本発明ネットワークシステムの一実施形態の構成図を示す。同図中、車両１０内でＥＣＵ（電子制御装置）１１ａ〜１１ｘそれぞれは、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）バス１２に接続されて相互にデータ送受信を行うことで車内ＬＡＮを構成している。

ところで、ＥＣＵ１１ａは例えばブレーキ制御用のＥＣＵであり、ＡＢＳ（Antilock Brake System），ＶＳＣ（Vehicle Stability Control）等のアプリケーションソフトが搭載されている。また、ＥＣＵ１１ｂは例えばエンジン制御用のＥＣＵであり、ＥＦＩ（Electronic Fuel Injection），電子スロットル制御等のアプリケーションソフトが搭載されている。また、その他のＥＣＵ１１ｃ〜１１ｘはＥＰＳ（電動式パワーステアリング制御）、サスペンション制御等の各種制御を行うものである。

各ＥＣＵは、図２のブロック図に示すように、ＣＰＵ１５、ＲＯＭ１６、ＲＡＭ１７、入出力インタフェース（Ｉ／ＯＩＦ）１８、通信モジュール１９を有しており、これらは内部バス２０によって互いに接続されている。

ＣＰＵ１５は、ＲＯＭ１６に格納されているアプリケーションソフト及び分散制御プラットフォームのプログラムを実行する。この際に、ＲＡＭ１７が作業領域として使用される。入出力インタフェース１８からは各種検出信号が入力され、また、アプリケーションソフトの実行により生成された各種制御信号が出力される。通信モジュール１９は、ＥＣＵ外部のＣＡＮバス１２に接続されており、ＣＡＮバス１２を通じて他のＥＣＵと通信を行う。

＜ＥＣＵの機能構成＞
図３は、本発明ネットワークシステムにおける各ＥＣＵの機能構成図を示す。同図中、ブレーキ制御用のＥＣＵ１１ａではＡＢＳアプリケーションソフト３１，ＶＳＣアプリケーションソフト３２が実行されると共に、タイマソフト３３が実行される。ＡＢＳアプリケーションソフト３１とＶＳＣアプリケーションソフト３２との間でのデータ送受信、及び、ＡＢＳアプリケーションソフト３１，ＶＳＣアプリケーションソフト３２と他のＥＣＵのアプリケーションソフトとの間でのデータ送受信は分散制御プラットフォーム３４を介して行われる。

同様に、エンジン制御用のＥＣＵ１１ｂではＥＦＩアプリケーションソフト４１，電子スロットル制御アプリケーションソフト４２が実行されると共に、タイマソフト４３が実行される。ＥＦＩアプリケーションソフト４１，電子スロットル制御アプリケーションソフト４２との間でのデータ送受信、及び、ＥＦＩアプリケーションソフト４１，電子スロットル制御アプリケーションソフト４２と他のＥＣＵのアプリケーションソフトとの間でのデータ送受信は分散制御プラットフォーム４４を介して行われる。

本発明ネットワークシステムにおいて、例えばＥＣＵ１１ａをマスタに指定すると、ＥＣＵ１１ａのタイマソフト３３は所定時間（例えば数１００ｍｓｅｃ）毎に現在時刻を分散制御プラットフォーム３４からＣＡＮバス１２に接続された他の全てのＥＣＵ１１ｂ〜１１ｘに送信し、各ＥＣＵ１１ｂ〜１１ｘそれぞれの分散制御プラットフォーム３４，４４等は受信した現在時刻を自装置内のタイマソフト４３等にセットすることにより、全てのＥＣＵ１１ａ〜１１ｘのタイマソフトは同期がとられている。

＜送受信データ領域の構成＞
ＥＣＵ１１ａ，１１ｂの分散制御プラットフォーム３４，４４それぞれは、ＲＡＭ１７内に送受信データ領域を設定している。他のＥＣＵ１１ｃ〜１１ｘの分散制御プラットフォームも同様に送受信データ領域を設定している。例えば分散制御プラットフォーム３４の送受信データ領域は、図４に示すように、予め決められたデータａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，…が格納される。例えばデータａは車両速度、データｂは右前輪の車輪速度、データｃは左前輪の車輪速度等である。

各データのビット数は様々であり、各データには所定ビット数（例えば数ビット〜１０数ビット）のタイムスタンプＴＳ及び所定ビット数（例えば１または２ビット）のステータスＳが付加されている。ステータスは１ビットの場合、１が有効、０が無効を表し、初期値は１とされている。上記タイムスタンプＴＳが有効性判定用情報に相当する。

＜データ送信処理＞
図５は、各ＥＣＵにおけるデータ送信処理のフローチャートを示す。このデータ送信処理は例えば数１０ｍｓｅｃ等の所定時間毎に実行される。

ステップＳ１において、ＣＰＵ１５で実行される分散制御プラットフォームは書き込み要求があるか否かを判別する。書き込み要求があればステップＳ２において、タイムスタンプの任意設定であるか否かを判別する。

タイムスタンプの任意設定であれば、ステップＳ３においてＣＰＵ１５で実行される書き込み要求のあるアプリケーションソフトはＲＡＭ１７の送受信データ領域に当該データを書き込むと共に、当該データの取得時刻などの任意の時刻を当該データのタイムスタンプに書き込む。

一方、タイムスタンプの任意設定でなければ、ステップＳ４においてＣＰＵ１５で実行される書き込み要求のあるアプリケーションソフトはＲＡＭ１７の送受信データ領域に当該データを書き込む。そして、ステップＳ５において、ＣＰＵ１５で実行される分散制御プラットフォームは現在時刻（データの書き込み時刻）を当該データのタイムスタンプに書き込む。

次に、ＣＰＵ１５で実行される分散制御プラットフォームはステップＳ６で送信タイミングであるか否かを判別し、送信タイミングであれば、ステップＳ７で送信タイミングに応じて予め決められた種類のデータ及びそのタイムスタンプをＲＡＭ１７の送受信データ領域から読み出して所定の順序でパッキングすることにより送信フレームを生成し、送信フレームを通信モジュール１９よりＣＡＮバス１２に送出する。

ところで、送信フレームはＣＡＮの場合８バイト等の固定長であるが、フレームの種類によってパッキングするデータの種類や数が異なっている。例えばフレームＡはデータａ，ｂ，ｃ，…から構成され、フレームＢはデータｃ，ｄ，ｅ，…から構成され、フレームＣはデータａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅから構成される等である。

そして、フレームの種類によって最大送信間隔が決められている。例えばフレームＡは１５０ｍｓｅｃより短い間隔でＥＣＵ１１ａからＥＣＵ１１ｂに送信され、フレームＢは例えば２００ｓｅｃより短い間隔でＥＣＵ１１ａからＥＣＵ１１ｂに送信され、フレームＣは例えば２２０ｍｓｅｃより短い間隔でＥＣＵ１１ａからＥＣＵ１１ｂに送信されるものとする。

なお、ステップＳ５で書き込まれるタイムスタンプはアプリケーションソフトがデータを書き込んだときの書き込み時刻を表し、ステップＳ３で書き込まれるタイムスタンプはデータの取得時刻などの任意の時刻を表す。これはデータ毎にデータの有効期限の開始時刻が異なるためである。

なお、上記フレーム毎に決められているデータの種類、最大送信間隔等の設定値は予めＲＯＭ１６に登録されている。

また、送信フレームを生成する際にデータとタイムスタンプにステータスを加える構成としても良い。

＜データ受信処理＞
図６は、各ＥＣＵにおけるデータ受信処理のフローチャートを示す。このデータ受信処理は例えば数１０ｍｓｅｃ等の所定時間毎に実行される。

ステップＳ１１において、ＣＰＵ１５で実行される分散制御プラットフォームはフレームを受信したか否かを判別する。フレームを受信した場合には、ステップＳ１２で受信フレームを構成している複数のデータ及びタイムスタンプを自装置のＲＡＭ１７の送受信データ領域に書き込む。

次に、フレームを受信したか否か否かに拘わらず、ステップＳ１３で送受信データ領域に格納されている全てのデータに対し、各データのタイムスタンプとタイマソフト（３３，４３等）の現在時刻の差である経過時間を求め、ＲＯＭ１６に予めデータの種類毎に登録されている有効期限と比較して、有効期限を超えているか否かを判別する。

有効期限を超えてデータに対しては、ステップＳ１４で当該データに付加されているステータスを無効（＝０）にする。このとき、ステータスを無効にしたデータの種類によってはデータにフェイル値を書き込んでも良い。

一方、有効期限を超えていないデータに対しては、ステップＳ１５で当該データに付加されているステータスを有効（＝１）のままで維持し、自装置のアプリケーションソフトが使用できるようにする。

これによって、有効期限を超えた古いデータをアプリケーションソフトが使用しないようにすることができる。

＜ネットワーク診断処理＞
図７は、各ＥＣＵにおけるネットワーク診断処理のフローチャートを示す。この通信診断処理は例えば１００ｍｓｅｃ等の所定時間毎に実行される。

ステップＳ２１において、ＣＰＵ１５で実行される分散制御プラットフォームは各ＥＣＵからフレームを受信したか否かを判別する。フレームが受信されない場合、ステップＳ２２で前回のフレーム受信時刻から現在時刻までの経過時間をフレームの種類毎に求め、経過時間が最大送信間隔の３倍を超えたか否かをフレームの種類毎に判別する。

例えばＥＣＵ１１ｂにおいて、ＥＣＵ１１ａから送信されるフレームＡを判別する場合は経過時間を４５０ｍｓｅｃと比較し、フレームＢを判別する場合は経過時間を６００ｍｓｅｃと比較し、フレームＣを判別する場合は経過時間を６６０ｍｓｅｃと比較する。

経過時間が最大送信間隔の３倍を超えたフレームがあれば当該フレームを送信しているＥＣＵとの通信が断絶したネットワーク障害発生とみなし、ステップＳ２３において、当該フレームの送信元のＥＣＵから受信している全種類のフレームを構成する全種類のデータについて、当該データに付加されているステータスを無効（＝０）にする。このとき、ステータスを無効にしたデータの種類によってはフェイル値を書き込んでも良い。

例えばＥＣＵ１１ｂにおいて、ＥＣＵ１１ａから送信されるフレームＡの経過時間が４５０ｍｓｅｃを超えた場合、ＥＣＵ１１ｂの分散制御プラットフォームはＥＣＵ１１ａから送信されるフレームＡ，Ｂ，Ｃを構成する全種類のデータａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅそれぞれのステータスを無効（＝０）にする。

一方、経過時間が全種類のフレームの最大送信間隔の３倍を超えていない場合には、何も実行しない。また、ステップＳ２１で、フレームを受信した場合にはステップＳ２４で受信した種類のフレームの前回の受信時刻を現在時刻で更新する。

これによって、他のＥＣＵとの通信の断絶、すなわちネットワーク異常が発生したことを早急に検知することができ、通信が断絶したＥＣＵから送信された有効性のなくなったデータを自装置のアプリケーションソフトが使用しないようにすることができる。

なお、ステップＳ２，Ｓ４が請求項記載の有効性判定用情報付加手段に相当し、ステップＳ１３〜Ｓ１５がデータ有効性判定手段に相当し、ステップＳ２２，Ｓ２３がネットワーク有効性判定手段に相当する。

本発明ネットワークシステムの一実施形態の構成図である。 各ＥＣＵのブロック図である。 各ＥＣＵの機能構成図である。 送受信データ領域の構成を示す図である。 データ送信処理のフローチャートである。 データ受信処理のフローチャートである。 通信診断処理のフローチャートである。

符号の説明

１１ａ〜１１ｘ ＥＣＵ（電子制御装置）
１２ ＣＡＮバス
１５ ＣＰＵ
１６ ＲＯＭ
１７ ＲＡＭ
１８ 入出力インタフェース
１９ 通信モジュール
２０ 内部バス
３１ ＡＢＳアプリケーションソフト
３２ ＶＳＣアプリケーションソフト
３３，４３ タイマソフト
３４ ，４４ 分散制御プラットフォーム
４１ ＥＦＩアプリケーションソフト
４２ 電子スロットル制御アプリケーションソフト

Claims (3)

1. 複数の電子制御装置を通信ラインで接続してネットワークを構成し、各電子制御装置で一または複数のアプリケーションソフトを実行するネットワークシステムにおいて、
   各電子制御装置で実行されるアプリケーションソフト間で通信するデータに有効性判定用情報を付加する有効性判定用情報付加手段と、
   各電子制御装置で前記有効性判定用情報を基に当該データの有効性を判定するデータ有効性判定手段を
   有することを特徴とするネットワークシステム。
2. 請求項１記載のネットワークシステムにおいて、
   各電子制御装置で前記有効性判定用情報を基に前記ネットワークの有効性を判定するネットワーク有効性判定手段を
   有することを特徴とするネットワークシステム。
3. 請求項１または２記載のネットワークシステムにおいて、
   前記有効性判定用情報は、付加されるデータの有効期限に関する情報であることを特徴とするネットワークシステム。

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