JP2008277975A - 中継接続ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】中継接続ユニットがスリープ状態にある場合に、バスに中継不要のメッセージフレームが流れたときに中継接続ユニットのウェイクアップ状態への移行を防ぐ。
【解決手段】ＥＣＵ３０が夫々接続された複数のバス３１と接続され、ＥＣＵ間でのメッセージフレームの送受信を中継する車載用中継接続ユニット１０であって、受信部２０と、中継処理部１１と、中継接続状態の遷移を管理するネットワーク管理処理部１２と、中継接続ユニットに接続されるダイアグノーシスとのデータの送受信を行うダイアグ処理部１３を備え、受信部２０は中継処理部１１、ネットワーク管理処理部１２、ダイアグ処理部１３を含む他の処理部がスリープ状態時でもウェイクアップ状態とし、該状態時において中継する必要があるメッセージフレームを受信すると、接続した少なくとも中継処理部１１とネットワーク管理処理部１２とダイアグ処理部１３とにウェイクアップ信号を出力する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車載用中継接続ユニットに関し、詳しくは、中継接続ユニットがスリープ状態にある場合において、バスにノイズや該中継接続ユニットが中継を行う必要のないメッセージフレームが流れたときには、中継接続ユニットのウェイクアップ状態への移行を防ぐものである。

従来、車両に搭載される機器を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ）を多重通信用のバス（通信線）に接続すると共に、該複数のバスを中継接続ユニットに接続し、異なるバスに属するＥＣＵ間で送受信されるメッセージフレームを該中継接続ユニットが中継している車載用通信システムが採用されている。

このような車載用通信システムにおいては、ＥＣＵや中継接続ユニットなどの各ノードはウェイクアップ状態（通常動作状態）の高電力消費状態と、スリープ状態の低電力消費状態の２つの動作状態に移行させる機能を備えている。イグニッションキーのオフなどエンジン停止時においては、ウェイクアップ状態にする必要がないノードはスリープ状態として当該ノードが消費する電力の低減を図ると共に、イグニッションキーがオンされると各ノードをウェイクアップ状態として該ノードに接続された機器の制御を行っている。

例えば、特開平５−５８２３２号公報（特許文献１）では、各ノードにウェイクアップ信号を発生させるウェイクアップ専用回路を設けると共に、各ノード間を接続するウェイクアップ専用ラインを設けるシステムが提案されている。あるノードがウェイクアップすると該ノードのウェイクアップ専用回路がウェイクアップ信号を送信し、他のノードはウェイクアップ専用ラインを介してウェイクアップ信号を受信してウェイクアップする。

しかし、特許文献１では、ウェイクアップ専用ラインを必要とするため、各ノードを接続する通信線の数が多くなるという問題がある。
このため、専用ラインを用いず、各ノードが自己と接続されているバスの波形の変化を検知する方法も提案されている。バスに流れるメッセージフレームはバスの波形の変化として表されるため、各ノードがバスの波形の変化を検知すると、バスからメッセージフレームを受信したとしてウェイクアップ状態となる。
しかし、前記方法では、バスの波形の変化がノイズによって生じた場合であっても、各ノードがウェイクアップ状態となるという問題がある。
また、バスに流れたメッセージフレームが中継接続ユニットによって中継する必要のないメッセージフレームである場合や、ＥＣＵが受信する必要のないメッセージフレームである場合でも、中継接続ユニットやＥＣＵがウェイクアップ状態になるという問題がある。

特開平５−５８２３２号公報

本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、イグニッションキーがオフであり中継接続ユニットがスリープ状態にある場合において、バスにノイズや該中継接続ユニットが中継を行う必要のないメッセージフレームが流れたときには、中継接続ユニットのウェイクアップ状態への移行を防ぐことを課題としている。

前記課題を解決するため、本発明は、電子制御ユニットが夫々接続された複数のバスと接続され、前記電子制御ユニット間でのメッセージフレームの送受信を中継する車載用の中継接続ユニットであって、
前記バスから前記メッセージフレームを受信する受信部と、
前記メッセージフレームの送受信を中継する中継処理部と、
前記バスに前記メッセージフレームを送信する送信部と、
中継接続状態の遷移を管理するネットワーク管理処理部と、
前記中継接続ユニットに接続されるダイアグノーシスとのデータの送受信を行うダイアグ処理部と、
前記受信部は前記中継処理部、ネットワーク管理処理部およびダイアグ処理部を含む他の処理部がスリープ状態時においてもウェイクアップ状態とし、該状態時において中継する必要があるメッセージフレームを受信すると、接続した少なくとも前記中継処理部とネットワーク管理処理部とダイアグ処理部とにウェイクアップ信号を出力することを特徴とする車載用中継接続ユニットを提供している。

中継接続ユニットに電源が投入されており、かつ、イグニッションキーがオフの場合には、バスと接続された受信部はウェイクアップ状態にあるが、中継処理部とネットワーク管理処理部とダイアグ処理部、他の処理部はスリープ状態である。このような状態を中継接続ユニットのスリープ状態としている。
受信部で中継接続ユニットが中継する必要がないメッセージフレームを受信した場合やノイズを受信した場合は、受信部はウェイクアップ信号を出さず、中継処理部とネットワーク管理処理部とダイアグ処理部、他の処理部はスリープ状態を保つ。
一方、受信部で中継接続ユニットが中継する必要のあるメッセージフレームを受信すると、該受信部は少なくとも中継処理部とネットワーク管理処理部とダイアグ処理部にウェイクアップ信号を出してウェイクアップさせ、中継接続ユニットはメッセージフレームの中継を行う。このような状態を中継接続ユニットのウェイクアップ状態としている。

このように、受信部は常にウェイクアップ状態としてメッセージフレームを受信し、中継不要なメッセージフレームを受信した場合には、中継処理部とネットワーク管理処理部とダイアグ処理部、他の処理部にウェイクアップ信号を送信しないので、中継接続ユニットがウェイクアップ状態となることを防ぐことができると共に、中継接続ユニットの消費電力を低減することができる。

また、中継接続ユニットが、中継処理に必要な処理部として中継処理部とネットワーク管理処理部とダイアグ処理部を備えると共に、中継処理とは関係の無いその他の処理部を備えている場合、受信部が中継する必要があるメッセージフレームを受信すると、受信部は中継処理部とネットワーク管理処理部とダイアグ処理部のみにウェイクアップ信号を出力してウェイクアップ状態とし、その他の処理部には受信部はウェイクアップ信号を出力せずスリープ状態を保つことで、中継接続ユニットの消費電力を低減することができる。

前記受信部は、前記バス上を流れるメッセージフレームを受信する受信バッファと、前記スリープ状態時に中継要のメッセージフレームのＩＤ（識別子）を記憶する識別子記憶部と、受信するメッセージフレームのＩＤが前記識別子記憶部に記憶されたＩＤであるかを判定して中継要のメッセージフレームである場合に前記ウェイクアップ信号を出力するＩＤ判定部を備えていることが好ましい。

中継接続ユニットに電源投入がなされていると受信部は常にウェイクアップ状態にあり、バス上を流れるメッセージフレームを受信バッファに記憶する。メッセージフレームのうち、ＩＤ（識別子）を記憶するアービトレーションフィールドまで記憶すると、ＩＤ判定部は受信バッファからアービトレーションフィールドのＩＤを読み出す。ＩＤ判定部は識別子記憶部に記憶されたＩＤと受信バッファから読み込んだＩＤとを比較し、受信バッファから読み込んだＩＤが識別子記憶部に記憶されたＩＤに含まれていれば、中継接続ユニットが該メッセージフレームの中継を行う必要があると判定して、ウェイクアップ信号を中継処理部とネットワーク管理処理部とダイアグ処理部に出力する。

このように、受信部に識別子記憶部とＩＤ判定部を備えて、中継要のメッセージフレームを受信したことを判定した場合にのみ中継処理部等にウェイクアップ信号を出力することで、ノイズや中継不要なメッセージフレームがバスに流れた場合に中継接続ユニットがウェイクアップ状態となることを防ぐことができる。

前記受信部、中継処理部、ネットワーク管理処理部およびダイアグ処理部はそれぞれコントローラの回路で形成し、前記受信部は受信用コントローラにＩＤ検出回路を備えていることが好ましい。

中継接続ユニットが、中継処理に必要な処理部として中継処理部とネットワーク管理処理部とダイアグ処理部を備えると共に、中継処理とは関係の無いその他の処理部を備えている場合、中継処理に必要な処理部及び中継処理とは関係の無いその他の処理部をソフトウェアで構成してＣＰＵで動作させると、ＣＰＵの動作の際に中継処理に必要な処理部だけをウェイクアップ状態とすることはできず、中継処理に関係の無い他の処理部を含む全ての処理部がウェイクアップ状態となる。
一方、中継処理に必要な処理部である中継処理部、ネットワーク管理処理部およびダイアグ処理部をハードウェアで構成することで、これら中継処理に必要な処理部にのみウェイクアップ信号を出力してウェイクアップ状態とすることができ、かつ、中継処理に関係の無い他の処理部はスリープ状態を保つことができるため、中継接続ユニットの電力の消費を低減することができる。

イグニッションキーまたはイグニッションボタンのオン作動時に、ウェイクアップするメインループ受信部を備え、該メインループ受信部から前記中継処理部、ネットワーク管理処理部およびダイアグ処理部を含む全処理部にウェイクアップ信号を出力してウェイクアップさせ、前記受信部は前記バス上を流れるメッセージフレームを前記中継処理部に出力することが好ましい。

イグニッションキーまたはイグニッションボタンのオン作動時は、該イグニッションキー等のオン信号をメインループ受信部が受信して自己をウェイクアップすると共に、前記中継処理部、ネットワーク管理処理部およびダイアグ処理部を含む全処理部にウェイクアップ信号を出力して全処理部をウェイクアップさせる。
また、受信部はメッセージフレームを中継処理部に出力してメッセージフレームの中継を行う。
なお、イグニッションキーがオフの時は、受信部が中継要のメッセージフレームを受信すると、受信部がメインループ受信部にウェイクアップ信号を送信してメインループ受信部をウェイクアップさせ、さらにメインループ受信部が中継処理に必要な処理部である中継処理部、ネットワーク管理処理部、ダイアグ処理部にウェイクアップ信号を出してこれら処理部をウェイクアップさせている。

前述したように、本発明の車載用の中継接続ユニットによれば、受信部は常にウェイクアップ状態としてメッセージフレームを受信し、中継不要なメッセージフレームを受信した場合には、中継処理部とネットワーク管理処理部とダイアグ処理部、他の処理部にウェイクアップ信号を送信しないので、中継接続ユニットがウェイクアップ状態となることを防ぐことができると共に、中継接続ユニットの消費電力を低減することができる。

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５は本発明の第１実施形態を示す。
本発明の車載用の中継接続ユニット１０は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）３０が接続された複数のバス３１と接続され、ＥＣＵ３０間でのメッセージフレームの送受信を中継するものである。
本実施形態では、中継接続ユニット１０に２本のバス３１Ａ、３１Ｂを接続し、各バス３１にそれぞれ１つのＥＣＵ３０Ａ、３０Ｂを接続しており、通信プロトコルはＣＡＮプロトコルである。
また、中継接続ユニット１０はイグニッションキー３５と接続してイグニッションキー３５のオンオフ信号を受信している。

ＣＡＮプロトコルのメッセージフレームは図５に示す構成となっており、上位ビットより、メッセージフレームの開始を示す１ビットのＳＯＦ４１と、メッセージ識別子（ＩＤ）を備えたアービトレーションフィールド４２とを備えている。また、メッセージ長等の制御に関する情報を示すコントロールフィールド４３と、送受信されるメッセージ内容を示すデータフィールド４４とを備えている。

図１に示すように、中継接続ユニット１０は受信部２０と、中継処理部１１と、ネットワーク管理処理部１２と、ダイアグ処理部１３と、メインループ受信部１４と、送信部１５と、パラメタ処理部１６とを備えている。
受信部２０および送信部１５は中継接続ユニット１０への電源投入時にウェイクアップし、その後もウェイクアップ状態が継続する。メインループ受信部１４、中継処理部１１、ネットワーク管理処理部１２、ダイアグ処理部１３、パラメタ処理部１６はスリープ状態とウェイクアップ状態とを移行する。
なお、中継接続ユニット１０のスリープ状態とは、中継処理部１１、ネットワーク管理処理部１２、ダイアグ処理部１３、パラメタ処理部１６がスリープ状態となっていることを言い、中継接続ユニット１０のウェイクアップ状態とは受信部２０に加えて中継処理部１１、ネットワーク管理処理部１２、ダイアグ処理部１３がウェイクアップ状態となっていることを言う。

受信部２０（２０Ａ、２０Ｂ）はバス３１毎に設けており、図２に示すように、受信バッファ２１と、識別子記憶部２２と、ＩＤ判定部２３と、タイミング生成部２４と、受信制御部２５とを備えている。
タイミング生成部２４はバス３１と接続しており、バス３１上に流れるメッセージフレームを所定のビット数ずつ受信して受信バッファ２１に出力している。
受信バッファ２１はタイミング生成部２４と接続しており、前記バス３１上を流れるメッセージフレームを受信して記憶している。また、中継処理部１１と接続しており、受信したメッセージフレームを中継処理部１１に出力している。
識別子記憶部２２はＩＤ判定部２３と接続しており、中継接続ユニット１０のスリープ状態時に中継要のメッセージフレームのＩＤ（識別子）を記憶したＩＤテーブルを備えている。

ＩＤ判定部２３は受信バッファ２１と接続しており、受信バッファ２１がメッセージフレームのＳＯＦ４１とアービトレーションフィールド４２まで記憶すると、アービトレーションフィールド４２から該メッセージフレームのＩＤを読み出し、該ＩＤが前記識別子記憶部２２に記憶されたＩＤであるかを判定する。中継要のメッセージフレームである場合にはウェイクアップ信号をメインループ受信部１４に出力している。
なお、ＩＤ判定部２３はイグニッションキー３５がオフの場合にのみ動作しており、イグニッションキー３５がオンの場合には全ての処理部は既にウェイクアップ状態となっているのでウェイクアップ信号を出力する必要がなく動作しない。
受信制御部２５はタイミング生成部２４及び受信バッファ２１と接続し、タイミング生成部２４がタイミング（通信速度）を同期して受信バッファ２１へメッセージフレームを書き込むよう指令を出している。

メインループ処理部は、受信部２０と接続していると共にイグニッションキー２０と接続しており、イグニッションキー２０がオフ時には、受信部２０からウェイクアップ信号を受信し、中継処理部１１、ネットワーク管理処理部１２およびダイアグ処理部１３に該ウェイクアップ信号を出力してウェイクアップさせている。
また、イグニッションキー３５がオン作動となったことを検知した場合には、中継処理部１１、ネットワーク管理処理部１２およびダイアグ処理部１３、パラメタ処理部１６にウェイクアップ信号を出力してウェイクアップさせている。
なお、イグニッションキー３５に換えてイグニッションボタンと接続していてもよい。

中継処理部１１はメインループ受信部１４と接続しており、メインループ受信部１４からウェイクアップ信号を受信してウェイクアップする。また、受信部２０と接続しており、受信部２０からメッセージフレームを受信して中継処理を行っている。
ネットワーク管理処理部１２はメインループ受信部１４と接続しており、中継接続状態の遷移を管理している。
ダイアグ処理部１３はメインループ受信部１４と接続していると共に、中継接続ユニット１０に図示しないダイアグノーシスが接続された場合に、ダイアグノーシスとのデータの送受信を行っている。
送信部１５（１５Ａ、１５Ｂ）はバス３１毎に設けており、中継接続ユニット１０が中継するメッセージフレームをバス３１に送信している。
パラメタ処理部１６は、各処理部で必要となるパラメタ（通信速度、中継転送するメッセージＩＤなど）を各処理部へ設定する。このパラメタは外付けのＥＥＰＲＯＭにデータが記載されており、その外付けＥＥＰＲＯＭ等のＩＣからパラメタを読み出して、内部の処理部へ設定する機能を有する。

具体的には、前記受信部２０、中継処理部１１、ネットワーク管理処理部１２およびダイアグ処理部１３はそれぞれコントローラの回路で形成し、受信部２０は受信用コントローラにＩＤ判定部２３となるＩＤ検出回路を備えている。

図３は本発明の中継接続ユニット１０の動作を示すシーケンス図である。
バス３１Ａに接続されたＥＣＵ３０Ａが送信したメッセージフレームを中継接続ユニット１０がバス３１Ｂに中継する場合の動作を例に説明する。
自動車の駐車時などにおいては、中継接続ユニット１０は電源と接続されているがイグニッションキー３５はオフであり、受信部２０がウェイクアップ状態である一方その他の処理部は全てスリープ状態となっている。

このような場合において、ステップＳ１でバス３１Ａにメッセージフレームが流れると、受信部２０Ａのタイミング生成部２４はメッセージフレームを受信し、受信制御部２５は該メッセージフレームを受信バッファ２１に記憶させている。
ステップＳ２では、受信バッファ２１がメッセージフレームのアービトレーションフィールド４２まで受信すると、ＩＤ判定部２３はアービトレーションフィールド４２から該メッセージフレームのＩＤを読み出す。識別子記憶部２２に記憶されたＩＤテーブルに読み出したＩＤが記載さされているか否かを判定し、記載されている場合は、ウェイクアップ信号をメインループ受信部１４に出力している。該ウェイクアップ信号を受信したメインループ受信部１４はウェイクアップする。

ステップＳ３では、メインループ受信部１４が中継処理部１１、ネットワーク管理処理部１２、ダイアグ処理部１３にウェイクアップ信号を送信し、各処理部はウェイクアップして初期化処理を行っている。ここで、パラメタ処理部１６はメッセージの中継には関係しないのでウェイクアップ信号を送信していない。
ステップＳ４で、受信部２０Ａの受信バッファ２１はウェイクアップした中継処理部１１にメッセージフレームを送信している。
ステップＳ５で、中継処理部１１は送信部１５Ｂにメッセージフレームを送信し、送信部１５Ｂはバス３１Ｂにメッセージフレームを送信している。

図４は本発明の中継接続ユニット１０の動作を示すシーケンス図であり、自動車の駐車時などにおいて、中継接続ユニット１０は電源と接続されているがイグニッションキー３５はオフであり、受信部２０がウェイクアップ状態である一方その他の処理部は全てスリープ状態となっている場合に、イグニッションキー３５がアクセサリポジション（ＡＣＣ）またはオンとなるオン作動時の動作について説明する。

ステップＳ１１で、イグニッションキー３５がオン作動すると、オン信号が中継接続ユニット１０のメインループ受信部１４に入力され、メインループ受信部１４がウェイクアップする。
ステップＳ１２で、メインループ受信部１４が中継接続ユニット１０の全ての処理部（中継処理部１１、ネットワーク管理処理部１２、ダイアグ処理部１３、パラメタ処理部１６）にウェイクアップ信号を送信し、各処理部はウェイクアップして初期化処理を行っている。

前記構成によれば、受信部２０は常にウェイクアップ状態としてメッセージフレームを受信すると共に、他の処理部はスリープ状態を保ち、中継不要なメッセージフレームを受信した場合には、中継処理部１１とネットワーク管理処理部１２とダイアグ処理部１３、パラメタ処理部１６にウェイクアップ信号を送信しないので、中継接続ユニット１０がウェイクアップ状態となることを防ぐことができると共に、中継接続ユニット１０の消費電力を低減することができる。

本発明の中継接続ユニット１０の第１実施形態を示す構成図である。 受信部２０の構成図である。 バス３１にメッセージフレームが流れた場合の中継接続ユニット１０のシーケンス図である。 イグニッションキー３５がオン作動した場合の中継接続ユニット１０のシーケンス図である。 メッセージフレームの構成図である。

符号の説明

１０ 中継接続ユニット
１１ 中継処理部
１２ ネットワーク管理処理部
１３ ダイアグ処理部
１４ メインループ受信部
２０ 受信部
２１ 受信バッファ
２２ 識別子記憶部
２３ ＩＤ判定部
３０ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
３１ バス
３５ イグニッションキー

Claims (4)

1. 電子制御ユニットが夫々接続された複数のバスと接続され、前記電子制御ユニット間でのメッセージフレームの送受信を中継する車載用の中継接続ユニットであって、
   前記バスから前記メッセージフレームを受信する受信部と、
   前記メッセージフレームの送受信を中継する中継処理部と、
   前記バスに前記メッセージフレームを送信する送信部と、
   中継接続状態の遷移を管理するネットワーク管理処理部と、
   前記中継接続ユニットに接続されるダイアグノーシスとのデータの送受信を行うダイアグ処理部と、
   前記受信部は前記中継処理部、ネットワーク管理処理部およびダイアグ処理部を含む他の処理部がスリープ状態時においてもウェイクアップ状態とし、該状態時において中継する必要があるメッセージフレームを受信すると、接続した少なくとも前記中継処理部とネットワーク管理処理部とダイアグ処理部とにウェイクアップ信号を出力することを特徴とする車載用中継接続ユニット。
2. 前記受信部は、前記バス上を流れるメッセージフレームを受信する受信バッファと、前記スリープ状態時に中継要のメッセージフレームのＩＤ（識別子）を記憶する識別子記憶部と、受信するメッセージフレームのＩＤが前記識別子記憶部に記憶されたＩＤであるかを判定して中継要のメッセージフレームである場合に前記ウェイクアップ信号を出力する
   ＩＤ判定部を備えている請求項１に記載の車載用中継接続ユニット。
3. 前記受信部、中継処理部、ネットワーク管理処理部およびダイアグ処理部はそれぞれコントローラの回路で形成し、前記受信部は受信用コントローラにＩＤ検出回路を備えている請求項１または請求項２に記載の車載用中継接続ユニット。
4. イグニッションキーまたはイグニッションボタンのオン作動時に、ウェイクアップするメインループ受信部を備え、該メインループ受信部から前記中継処理部、ネットワーク管理処理部およびダイアグ処理部を含む全処理部にウェイクアップ信号を出力してウェイクアップさせ、前記受信部は前記バス上を流れるメッセージフレームを前記中継処理部に出力する請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の車載用中継接続ユニット。

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