JP2013526200A

JP2013526200A - 少なくとも１つの装置のために通信を提供する方法

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Publication number: JP2013526200A
Application number: JP2013506565A
Authority: JP
Inventors: ブラシュケ、フォルカー; シルメール、ユルゲン; ロートシュパイヒ、ティモ; ローレンツ、トビアス; シュロッフ、クレメンス
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-04-27
Filing date: 2011-04-06
Publication date: 2013-06-20
Also published as: EP2564576B1; KR20130081214A; EP2564576A2; CN103109512A; DE102010028225A1; WO2011134761A3; WO2011134761A2; CN103109512B; US20130103811A1

Abstract

本発明は、少なくとも１つの装置のために通信を提供する方法であって、少なくとも１つの装置は車両のために設けられ、車両のネットワークを介して少なくとも１つの他の装置と接続される、方法において、少なくとも１つの装置と、少なくとも１つの他の装置と、の間でインタネットプロトコルを介してデータが交換される、方法に関する。さらに、本発明は装置及びネットワークに関する。
【選択図】図２

Description

本発明は、少なくとも１つの装置のために通信を提供する方法、装置、及び、ネットワークに関する。

車両内では、機能ドメインに従って配列された制御装置が使用されている。この制御装置は、共通の通信技術を利用して互いに通信する。ここでは、バスシステムとして通常ＣＡＮバス（ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）又はＦｌｅｘＲａｙバスが使用される。車両のために利用されるバスシステム又はバス構成では、機能ドメインに割り当てられた通信ドメインからの物理的な分離が行われる。それにも拘わらず、通信ドメイン間での互いの通信を可能とするために、ゲートウェイ（Ｇａｔｅｗａｙ）又はプロトコル変換器が使用される。

これに対して、ＩＰ（インタネットプロトコル、ＩｎｔｅｒｎｅｔＰｒｏｔｏｃｏｌ）ネットワークの場合は、論理的な分離のみを行うのが一般的である。これに加えて、通信ノードのＩＰアドレスの一部がネットワークアドレスとしてマーク付けされる。同じネットワークアドレスを有するノードは、これにより発生するＩＰサブネットワーク又はサブネットワーク内で、通信を行うことが可能である。従って、複数のサブネットワーク間の通信も行われうる。

このような背景から、独立請求項に記載の特徴を備えた方法、装置、及びネットワークが提示される。本発明の更なる別の実施形態は、従属請求項及び明細書の記載から明らかとなろう。

本方法によって、車両内に配置されネットワークを介して互いに接続された装置のために、ドメインが設定され、インタネットプロトコル（ＩＰ）に従ったアドレス指定に基づいて、設定されたドメインのＩＰサブネットマッピング（ＩＰ−ＳｕｂｎｅｔＭａｐｐｉｎｇ）又はＩＰサブネットワークマッピングが行われうる。その際特に、少なくとも１つのサブネットワークに対する、少なくとも１つの装置の対応付けを行うことが構想される。その際に、ネットワークの装置は、複数の機能群に割り当てることが可能であり、各機能群は、１つのサブネットワークに割り当てられる。装置が複数の機能群及びサブネットワークに割り当てられる場合には、装置は、サブネットワークごとにＩＰアドレスを有する。装置は、ネットワーク内及び／又はサブネットワーク内で、ノード又は加入者とも称される。

本発明によって、特に、ＣＡＮ若しくはＦｌｅｘＲａｙバスが利用される既存のネットワーク化技術を、イーサネットネットワークへと変更する際に、ＩＰサブネットワーク又はサブネットワークに対する、装置の既存の機能ドメインの対応付けを行うことが考慮されうる。

代替的に、機能群に従った対応付けも行われる。例えば、センサとして構成された装置として、及び、アクチュエータとして構成された装置として、その機能に考慮して、別々のサブネットワークに割り当てられる。

これにより、上記２つの場合に、従来のゲートウェイ又はプロトコル変換器を省略することが可能である。論理的な分離によって、ディストリビュータ（スイッチ）を通常通り利用した際に、ネットワークのサブネットワークのノード及び装置上で、通信が発生し過ぎないようになる。典型的に、データは、各ＩＰサブネットワークに割り当てられたノード及び装置に対してのみ送信され、これにより、通信の発生は、関連するサブネットワークと、対応して割り当てられた関連する装置と、の間に制限される。

本発明の一実施形態において、車両の少なくとも１つの構成要素の機能を管理し、従って開ループ及び／又は閉ループ制御するように構成され、車両内に配置された制御装置（ＥＣＵ）として、装置を構成することが可能である。この種の制御装置は、全体ネットワークの少なくとも１つのサブネットワーク、及び、複数のサブネットワークにも割り当てられうる。その際に、各サブネットワークの制御装置に、固有の、通常ではＩＰアドレスとして構成されたアドレスを割り当てることが可能である。

ネットワークのノード又は加入者は、需要に応じて、他のサブネットワークの更なる別のアドレスを獲得することが可能であるため、プロトコル変換器の設定は行われない。従って、複数のドメインにまたがる（ｄｏｍａｅｎｅｎｕｅｂｅｒｇｒｅｉｆｅｎｄ）新しい機能の導入の際には、通常は制御装置として構成された各装置が適合されるが、追加的にプロトコル変換器は適合されない。

記載される対応付けは、ＩＰ技術に基づいて行われ、従って、ＯＳＩ層又はＯＳＩ参照モデルに従った、第２の層又はデータ伝送のためのリンクレイヤ（データリンクレイヤ、ＤａｔａＬｉｎｋＬａｙｅｒ）の基礎となるプロトコルからは独立している。即ち、ネットワーク内で、イーサネット、ＭＯＳＴ（ＭｅｄｉａＯｒｉｅｎｔｅｄＳｙｓｔｅｍｓＴｒａｎｓｐｏｒｔ）、又は、ＩＰ対応の他の伝送方法が使用されるかどうかは問題ではない。

インタネットプロトコルは、ＩＳＯ／ＯＳＩモデルでは、第３の層、即ち、伝達又はネットワーク層（ネットワークレイヤ、ＮｅｔｗｏｒｋＬａｙｅｒ）に配置される。通常設けられる第２の層（データリンクレイヤ）は、イーサネット、ＭＯＳＴ、及び無線ＬＡＮである。インタネットプロトコル（ＩＰ）は、通常では、２つのバージョンが利用される。インタネットプロトコルバージョン４（ＩＰｖ４）の場合は、３２ビット長のアドレスが利用される。インタネットプロトコルバージョン６（ＩＰｖ６）の場合は、アドレスは１２８ビット長である。このこととは関係無く、各ＩＰアドレスは、２つの部分、即ち、ホストアドレスと、ネットワークアドレスと、から成っている。同じサブネットワーク内の全てのノード又は加入者及び装置は、ネットワークアドレスを介して互いに通信することが可能である。ホストアドレスは、装置の識別のために利用される。

可能な実施形態において、車両トポロジ、及び、これに従った車両ネットワークは、駆動軸（パワートレイン、Ｐｏｗｅｒｔｒａｉｎ）のため、シャシー（Ｃｈａｓｓｉｓ）のため、ハウジング及び内装（ボディ＆キャビン、Ｂｏｄｙ＆Ｃａｂｉｎ）のため、並びに、付属装置（快適性、Ｃｏｍｆｏｒｔ）のための、４つのドメイン及び機能群又はサブネットワークを含むことが可能である。このトポロジがＩＰサブネットワーク内で実装される場合には、例えば、表１に示すような、ＣＩＤＲ（クラスレスドメイン間経路指定、ＣｌａｓｓｌｅｓｓＩｎｔｅｒ−ＤｏｍａｉｎＲｏｕｔｉｎｇ）に従った対応付けが行われうる。

本例では、ＩＡＮＡ（インタネット番号割り当て機関、ＩｎｔｅｒｎｅｔＡｓｓｉｇｎｅｄＮｕｍｂｅｒｓＡｕｔｈｏｒｉｔｙ）によって私用ネットワークのために設けられたＩＰサブネットワーク１０．０．０．０／８が利用されている。本ネットワークは、２５６個のサブネットワークに細分化され、そのうちの４個が、表１に記載した機能群及びサブネットワークに対応した機能ドメインのために利用される。

従って、各上記サブネットワークでは、各ノード及び装置のアドレス指定のために未だ１６ビットが残っている。従って、各ドメイン内、通常では機能ドメイン内では、約６５５３６個のＩＰアドレスが可能である。

装置は、ネットワークのノードとして、必要に応じて複数のサブネットワーク内で代表することが可能であり、従って、複数のＩＰアドレスを有することが可能である。一実施形態において、各装置は、２５６個の可能な各ＩＰネットワークのＩＰアドレスを有しうる。

各装置は、通信のために少なくとも１つのＩＰアドレスを必要とする。このＩＰアドレスは、装置の受信又は送信された各データパケット（ＩＰパケット）の構成要素である。さらに、各装置は、サブネットワークのためのＩＰアドレスを有する。本発明の利用は、車両内の如何なる形態のＩＰネットワーク内でも可能である。

ネットワークのためのＩＰ又はインタネットプロトコルの利用によって、装置のアドレス指定のために、論理的な分離のみが行われる。これに加えて、通信ノードのＩＰアドレスの一部が、ネットワークアドレスとしてマーク付けされる。同じネットワークアドレスを有する装置は、これにより発生するＩＰサブネットワーク内で、通信を行うことが可能である。或る装置のために、複数のサブネットワークで通信が行われる場合には、この装置に複数のアドレスを割り当てることが可能である。

本発明に係るネットワークは、本発明に係る少なくとも１つの装置を有しうる。この少なくとも１つの装置及びネットワークは、提示される方法の全ステップを実施するよう構成される。その際に、本方法の個々のステップは、ネットワークの少なくとも１つの装置によっても実施されうる。さらに、ネットワークの機能又は少なくとも１つの装置の機能は、本方法のステップとして実現されうる。さらに、本方法のステップを、少なくとも１つの装置又は全ネットワークの機能として実現することが可能である。

本発明の更なる別の利点及び実施形態は、明細書の記載、及び、添付の図面から明らかとなろう。

先に挙げた特徴、及び、以下で解説する特徴は、各示される組み合わせのみならず他の組み合わせにおいて、又は、単独でも、本発明の範囲を逸脱することなく利用されうる。

インタネットプロトコルバージョン４に従って構成されたＩｐｖ４アドレスの構造の一例を概略的に示す。インタネットプロトコルバージョン４に従って構成されたヘッダデータ範囲の一例を概略的に示す。インタネットプロトコルバージョン６に従って構成されたヘッダデータ範囲の一例を概略的に示す。本発明に係るネットワークの一実施形態を概略的に示す。

本発明が、図面の実施形態を用いて概略的に示され、以下では、図を参照して詳細に記載される。

図１は、様々なアドレス１、３、５、７の区分の図を概略的に示しており、上記アドレス１、３、５、７は、ここでは、インタネットプロトコルバージョン４のためのＩＰｖ４アドレスとして設けられ、それぞれが、サブネットワーク部分１０と、ホスト又はデータプロバイダ部分１１と、を含んでいる。その際に、アドレス１、３、５、７の設定は、クラスレスドメイン間経由指定方法、略してＣＩＤＲに従って、及び、複数ドメインにまたがるメッセージ伝達のための方法に従って構想される。

その際に、車両のためのネットワークを提供する本発明に係る方法の一実現において、全ネットワークを、４つのサブネットワーク１３、１５、１７、１９へと構造化又は区分けすることが行われる。

その際に、第１のネットワーク１２は、所謂、クラスＡの私用ネットワークとして区分され、ブロックごとの値域が０〜２５５のアドレス１「１０．０．０．０／８」を獲得する。第２のサブネットワーク１５は、本発明の記載される実施形態において、クラスＢの私用ネットワークとして構成され、このネットワークには、ここでは、アドレス３「１７２．１６８．０．０／１２」が割り当てられる。第３のサブネットワーク１７は、クラスＣの私用ネットワークとして構成され、アドレス５「１９２．１６８．０．０／１６」を有する。第２のサブネットワーク１５及び第３のネットワーク１７には、ブロックごとに同様に、０〜２５５の値域が割り当てられる。第４のサブネットワーク１９は、クラスＤの私用ネットワークとして構成され、アドレス７「２２４．０．０．０／４」、及び、ブロックごとの値域０〜２４０を有する。

図２は、ＩＰｖ４のヘッダデータ範囲として構成されたヘッダデータ範囲２１、従って、インタネットプロトコルバージョン４（ＩＰｖ４）で送信されるデータパケット（フレーム）の導入部として利用されるような、ヘッダの一例を概略的に示している。

３２ビット幅のこのヘッダデータ範囲２１は、ヘッダデータ範囲２１のバージョンについての４ビット幅の表示２３と、データパケットの長さについての４ビット幅の情報２５であって、長さ２５はＩＰＨｅａｄｅｒＬｅｎｇｔｈ（ＩＰヘッダ長）を略してＩＨＬと称される、上記情報と、サービスタイプ（ＴＯＳ：ＴｙｐｅｏｆＳｅｒｖｉｃｅ）についての８ビット幅の情報２７と、データパケットの全長についての１６ビット幅の情報２９と、を含む。

さらに、ヘッダデータ範囲２１は、１６ビット幅の識別子３１と、３ビット幅の制御スイッチ（フラグ）３３と、フラグメント化（フラグメントオフセット、ＦｒａｇｍｅｎｔＯｆｆｓｅｔ）についての１３ビット幅の情報３５と、を含む。さらに、ここでは、データパケットの寿命（生存時間、ＴＴＬ：ＴｉｍｅｔｏＬｉｖｅ）についての８ビット幅の情報３７と、本発明の実施形態の枠組みにおいて利用されるインタネットプロトコルについての８ビット幅の情報３９と、１６ビット幅のチェックサム４１と、が設けられる。バージョン４のインタネットプロトコル３９に従った、ここで提示されるヘッダデータ範囲２１は、それぞれが３２ビット幅を有する発信元アドレスについての情報４３及び宛先アドレスについての情報４５及び、場合によっては、更なる別のオプションについての少なくとも１つの情報４７も含む。

インタネットプロトコルバージョン６（ＩＰｖ６）のデータパケット（フレーム）のためのヘッダデータ範囲５１が、図３に概略的に示されている。ＩＰｖ６ヘッダデータ範囲として構成されるこのヘッダデータ範囲５１又はヘッダは、バージョンについての４ビット幅の情報５３と、優先度設定（トラフィッククラス、ＴｒａｆｆｉｃＣｌａｓｓ）についての８ビット幅の情報５５と、フロー値（フローラベル、ＦｌｏｗＬａｂｅｌ）についての２０ビット幅の情報５７と、ＩＰｖ６データパケットとして構成されたデータパケットの内容の長さについての１６ビット幅の情報５９と、後続のヘッダデータ範囲の識別のための８ビット幅の情報６１と、割り当てられたデータパケットを、ルータを介して元に戻すことが許される中間ステップ（ホップリミット、ＨｏｐＬｉｍｉｔ）の最大数についての８ビット幅の情報６３と、を含む。さらに、示されるＩＰｖ６ヘッダデータ範囲５１は、それぞれが１２８ビット幅を有する発信元アドレス６５と宛先アドレス６７とを含む。

図４は、本発明に係るネットワーク７３の一実施形態を含む車両７１を概略的に示している。ネットワーク７３は、車両７１内に配置され互いに接続された本発明に係る装置の複数の実施形態７５、７７、７９、８１を有し、その際に、これら装置７５、７７、７９、８１のうちの少なくとも１つが、ここでは図示されない車両７１の少なくとも１つの構成要素のための制御装置（ＥＣＵ）として構成される。ネットワーク７３内では、示される装置７５、７７、７９、８１は、データと、インタネットプロトコルについての情報と、を交換する。

さらに、装置７５、７７、７９、８１は、車両の駆動パラメータの状態を検出するセンサとして、又は、車両の構成要素に作用するアクチュエータとして構成されうる。ここで記載される少なくとも１つの装置７５、７７、７９、８１が、制御装置としてではなく、外界とデータを交換し、及び／又は、運転者に、場合によっては交換されたデータに基づく情報を提供するよう構成された通信装置として、例えば、アンテナ、ラジオ、又は、ナビゲーション装置として、構成されるということも可能である。

その際に、第１の装置７５には、インタネットアドレスとして構成された第１のアドレス８３と、インタネットアドレスとして構成された少なくとも１つのｎ番目のアドレス８５と、が割り当てられる。第２の装置７７には、同様に、インタネットアドレスとしての第１のアドレス８７と、インタネットアドレスとして構成された少なくとも１つのｎ番目のアドレス８９と、が割り当てられる。第３の装置７９には、インタネットアドレスとして構成された第１のアドレス９１と、インタネットアドレスとして構成された少なくとも１つのｎ番目のアドレス９３と、が割り当てられる。第４の装置８１には、インタネットアドレスとして構成された第１のアドレス９５と、インタネットアドレスとして構成されたｎ番目のアドレス９７と、が割り当てられる。

本発明に係る方法の一実施形態の枠組みにおいて構想される、装置７５、７７、７９、８１のための複数のアドレス８３、８５、８７、８９、９１、９３、９５、９７の割り当てによって、各装置７５、７７、７９、８１は、様々なサブネットワークに対して、従って、全体ネットワーク７３の機能群に対して割り当てられうる。どのサブネットワーク内で装置７５、７７、７９、８１間でデータが交換されるのかに従って、各サブネットワークに割り当てられた、各制御装置７５、７７、７９、８１のアドレス８３、８５、８７、８９、９１、９３、９５、９７が、ソースアドレス及び／又はターゲットアドレスとして利用される。異なるサブネットワーク及び機能群に対する装置７５、７７、７９、８１の割り当てによって、装置７５、７７、７９、８１の機能的特性が考慮される。

図１は、様々なアドレス１、３、５、７の区分の図を概略的に示しており、上記アドレス１、３、５、７は、ここでは、インタネットプロトコルバージョン４のためのＩＰｖ４アドレスとして設けられ、それぞれが、サブネットワーク部分９と、ホスト又はデータプロバイダ部分１１と、を含んでいる。その際に、アドレス１、３、５、７の設定は、クラスレスドメイン間経由指定方法、略してＣＩＤＲに従って、及び、複数ドメインにまたがるメッセージ伝達のための方法に従って構想される。

その際に、第１のネットワーク１３は、所謂、クラスＡの私用ネットワークとして区分され、ブロックごとの値域が０〜２５５のアドレス１「１０．０．０．０／８」を獲得する。第２のサブネットワーク１５は、本発明の記載される実施形態において、クラスＢの私用ネットワークとして構成され、このネットワークには、ここでは、アドレス３「１７２．１６８．０．０／１２」が割り当てられる。第３のサブネットワーク１７は、クラスＣの私用ネットワークとして構成され、アドレス５「１９２．１６８．０．０／１６」を有する。第２のサブネットワーク１５及び第３のネットワーク１７には、ブロックごとに同様に、０〜２５５の値域が割り当てられる。第４のサブネットワーク１９は、クラスＤの私用ネットワークとして構成され、アドレス７「２２４．０．０．０／４」、及び、ブロックごとの値域０〜２４０を有する。

その際に、第１の装置７５には、インタネットアドレスとして構成された第１のアドレス８３と、インタネットアドレスとして構成された少なくとも１つのｎ番目のアドレス８５と、が割り当てられる。第２の装置７７には、同様に、インタネットアドレスとしての第１のアドレス８７と、インタネットアドレスとして構成された少なくとも１つのｎ番目のアドレス８９と、が割り当てられる。第３の装置７９には、インタネットアドレスとして構成された第１のアドレス９１と、インタネットアドレスとして構成された少なくとも１つのｎ番目のアドレス９３と、が割り当てられる。第４の装置８１には、インタネットアドレスとして構成された第１のアドレス９５と、インタネットアドレスとして構成された少なくとも１つのｎ番目のアドレス９７と、が割り当てられる。

Claims

少なくとも１つの装置（７５、７７、７９、８１）のために通信を提供する方法であって、前記少なくとも１つの装置（７５、７７、７９、８１）は、車両（７１）のために設けられ、前記車両（７１）のネットワーク（７３）を介して少なくとも１つの他の装置（７５、７７、７９、８１）と接続される、前記方法において、前記少なくとも１つの装置（７５、７７、７９、８１）と、前記少なくとも１つの他の装置（７５、７７、７９、８１）と、の間でインタネットプロトコル（３９）を介してデータが交換される、方法。
前記少なくとも１つの装置（７５、７７、７９、８１）には少なくとも１つのアドレス（８３、８５、８７、８９、９１、９３、９５、９７）が割り当てられ、前記少なくとも１つの装置（７５、７７、７９、８１）の前記少なくとも１つのアドレス（８３、８５、８７、８９、９１、９３、９５、９７）は、少なくとも１つのホストアドレスと、すくなくとも１つのネットワークアドレスと、に区分される、請求項１に記載の方法。
前記ネットワーク（７３）は、複数のサブネットワークに分けられ、前記少なくとも１つの装置（７５、７７、７９、８１）は、少なくとも１つのサブネットワークに割り当てられる、請求項１又は２に記載の方法。
各サブネットワークのための前記少なくとも１つの装置（７５、７７、７９、８１）にはドメインが割り当てられる、請求項３に記載の方法。
前記少なくとも１つの装置（７５、７７、７９、８１）は、少なくとも１つの機能群に割り当てられ、各機能群はサブネットワークに割り当てられる、請求項３又は４に記載の方法。
サブネットワークのためにのみ設けられたデータが、各前記サブネットワークに割り当てられた少なくとも１つの装置（７５、７７、７９、８１）にのみ伝達される、請求項３〜５のいずれか１項に記載の方法。
前記方法は、制御装置として構成された少なくとも１つの装置（７５、７７、７９、８１）のために実行され、前記少なくとも１つの装置（７５、７７、７９、８１）は、前記車両（７１）の少なくとも１つの構成要素を制御するよう構成される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
車両（７１）のためのネットワーク（７３）が駆動され、前記ネットワーク（７２）を介して、前記車両（７１）のために設けられた少なくとも２つの装置（７５、７７、７９、８１）が互いに接続される、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
車両（７１）のために設けられ、前記車両（７１）のネットワーク（７３）を介して、前記車両（７１）のために設けられた少なくとも１つの他の装置（７５、７７、７９、８１）と接続される装置であって、前記装置（７５、７７、７９、８１）は、インタネットプロトコル（３９）を介して、前記少なくとも１つの他の装置（７５、７７、７９、８１）とデータを交換するよう構成される、装置。
車両（７１）のために設けられた請求項９に記載の少なくとも１つの装置（７５、７７、７９、８１）と、前記車両（７１）のために設けられた少なくとも１つの他の装置（７５、７７、７９、８１）と、を接続するように構成された、前記車両（７１）のためのネットワークであって、前記装置（７５、７７、７９、８１）は、インタネットプロトコル（３９）を介してデータを交換するよう構成される、ネットワーク。