JP2016092484A - 中継装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ルーティング情報の更新が必要な場面で、ＥＣＵが必要な通信情報を取得できない期間を短縮できる中継装置を提供する。
【解決手段】中継装置２０は、識別子と、中継装置２０に入力された通信情報の出力先の伝送路とが対応付けられたルーティング情報に基づいて、通信情報を中継する中継処理部２４と、中継装置２０に対し中継を要望する通信情報の種類を表す識別子を含む中継要望を受信した場合に、中継要望を伝送した要望側伝送路以外の伝送路の中に、中継要望に含まれる識別子と同じ識別子が付された通信情報を取得可能な伝送路が存在する中継可能状態であるか否かを判定する判定部２６と、中継可能状態であると判定された場合に、ルーティング情報に対し、中継要望に含まれる識別子に対する通信情報の出力先として要望側伝送路を追加する更新部２７とを備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、複数の伝送路を接続する中継装置に関する。

特許文献１には、車載通信システムが記載されている。この車載通信システムでは、中継装置が、ルーティング情報に基づいて、サブネットワーク間の通信を中継する。また、車載ノードは、規定取得情報の受信が途絶しているか否かの判定（以下、「途絶判定」という。）を行う。車載ノードは、受信が途絶していれば、規定取得情報の発信元ノードとの通信経路が途絶していることを表す途絶情報を生成して記憶する。ルーティング情報は、車載通信システムが新たに構築された場合、又は、車載通信システムを構成する車載ノードが追加、削除、若しくは変更された場合などに生成される。中継装置は、起動条件を満たすと、車載ノードのそれぞれから途絶情報を収集し、収集した途絶情報に基づいてルーティング情報を生成する。

特開２０１４−０９０２４９号公報

ところで、通信システムを変更する場合（例えば、新たな車種に対し、既存の通信システムを変更する場合）に、変更後のシステム構成に合わせて、ルーティング情報の更新が必要となる。ルーティング情報を更新しなければ、必要な通信情報を取得できないＥＣＵ（車載ノード）が出てくる。しかし、従来の中継装置で途絶情報を用いてルーティング情報を更新する場合、途絶情報を取得するためにＥＣＵで途絶判定を行う必要があり、ＥＣＵにおいて必要な通信情報を取得できない期間が長くなる虞がある。

本発明は、ルーティング情報の更新が必要な場面で、ＥＣＵが必要な通信情報を取得できない期間を短縮できる中継装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、通信情報の種類を表す識別子を付して通信情報を送信するＥＣＵが接続された複数の伝送路を接続する中継装置であって、識別子と、当該中継装置に入力された通信情報の出力先の伝送路とが対応付けられたルーティング情報に基づいて、通信情報を中継する中継処理部と、当該中継装置に対し中継を要望する通信情報の種類を表す識別子を含む中継要望を受信した場合に、中継要望を伝送した要望側伝送路以外の伝送路の中に、中継要望に含まれる識別子と同じ識別子が付された通信情報を取得可能な伝送路が存在する中継可能状態であるか否かを判定する判定部と、中継可能状態であると判定された場合に、ルーティング情報に対し、中継要望に含まれる識別子に対する通信情報の出力先として要望側伝送路を追加する更新部とを備えている。

第１の発明では、中継装置に対し中継を要望する通信情報の種類を表す識別子（以下、「中継要望ＩＤ」という。）を含む中継要望を中継装置が受信した場合に、判定部は、中継可能状態であるか否かを判定する。判定部は、要望側伝送路以外の伝送路の中に、中継要望に含まれる識別子と同じ識別子が付された通信情報を取得可能な伝送路が存在する場合に、中継可能状態であると判定する。中継可能状態であると判定された場合、更新部は、ルーティング情報に対し、中継要望に含まれる識別子に対する通信情報の出力先として、要望側伝送路を追加する。

ここで、ルーティング情報では、識別子に対し、中継装置に入力された通信情報の出力先の伝送路が定められている。また、中継装置は、自らが受信した中継要望を伝送した要望側伝送路を把握できる。要望側伝送路は、中継要望を出力したＥＣＵが接続された伝送路、つまり、中継要望ＩＤによって表された通信情報の中継を要望するＥＣＵが接続された伝送路である。そのため、中継可能状態である場合に、ルーティング情報に対し、中継要望ＩＤに対する通信情報の出力先として要望側伝送路を追加することで、中継要望ＩＤと同じ識別子が付された通信情報である要望情報が、要望側伝送路以外の伝送路から、要望側伝送路へ中継されるようになる。

第１の発明では、中継装置に対し中継を要望する通信情報の種類を表す中継要望ＩＤを用いることで、ＥＣＵの要望に応じてルーティング情報を更新できるようにしている。ここで、ＥＣＵが中継を要望する通信情報の種類は、そのＥＣＵが使用する通信情報の種類に対応している。そのため、途絶判定（つまり、実際の経路状態の判定）を行わなくても、ＥＣＵは、中継要望を直ちに出力することができる。従って、ＥＣＵにおいて必要な通信情報を取得できない期間を短縮することができる。

実施の形態に係る通信システムの概略構成図 ルーティング情報を表した図 通信システムにおいて実行される処理のフローチャート

以下、図１−図３を参照しながら、実施の形態について詳細に説明する。図１は、本実施の形態に係る通信システム１０の概略構成図である。図１では、通信システム１０の一部が表されている。通信システム１０は、自動車などの車両に搭載する車載通信システムである。通信システム１０は、中継装置２０に対し中継を要望する通信情報の種類を表す識別子（上述の中継要望ＩＤ）の通信によって、途絶判定を行うことなくルーティング情報（ルーティングマップ）を更新できるように構成されている。

［通信システムの全体構成について］
通信システム１０は、図１に示すように、複数の車載ネットワーク１１、１２と、複数の車載ネットワーク１１、１２を互いに接続する中継装置２０（ゲートウェイ）とを備えている。各車載ネットワーク１１、１２では、伝送路２１、２２（バス）に複数のＥＣＵ（Electronic Control Unit）３１、３２が車載ノードとして接続されている。図１には、各伝送路２１、２２に接続されたＥＣＵ３１、３２を１つだけを記載し、他のＥＣＵの記載は省略している。通信システム１０は、例えば、電源システム（図示省略）から電力の供給が開始されると起動する。

各車載ネットワーク１１、１２では、所定の通信プロトコルに従って通信情報の送受信を行う。各車載ネットワーク１１、１２は、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）、又は、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）などである。第１車載ネットワーク１１の通信プロトコルと第２車載ネットワーク１２の通信プロトコルは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。通信プロトコルが互いに異なる場合は、通信情報を格納するデータフレームの形式が互いに異なる。以下では、第１車載ネットワーク１１の通信プロトコルと第２車載ネットワーク１２の通信プロトコルとが同じＣＡＮプロトコルの場合について説明する。

第１車載ネットワーク１１では、第１伝送路２１に第１のＥＣＵ３１が接続されている。第２車載ネットワーク１２では、第２伝送路２２に第２のＥＣＵ３２が接続されている。第１のＥＣＵ３１は、例えば、エンジン制御ＥＣＵである。第２のＥＣＵ３２は、例えば、車載機器の制御に、車速情報を用いるＥＣＵ（例えば、運転支援システムのＥＣＵ）である。

［ＥＣＵについて］
各ＥＣＵ３１、３２は、データフレームを用いてデータ通信を行う。データフレームには、通信情報（データ本体）を格納するフレーム本体（データフィールド）と、そのフレーム本体に格納された通信情報の種類を表す識別子を格納する識別子領域とが少なくとも設けられている。通信システム１０では、識別子を使用したメッセージ・アドレッシングが採用されている。例えば、識別子は、通信情報の種類ごとに割り当てられた数値で表される。通信情報の種類が異なれば、異なる識別子が割り当てられる。図２に示すように、車速情報とエンジン情報とカメラ情報とには、互いに異なる識別子が割り当てられている。各ＥＣＵ３１、３２は、例えば所定の時間間隔で、通信情報をフレーム本体に格納しその通信情報の種類を表す識別子を識別子領域に格納したデータフレームを、自身が接続された伝送路２１、２２に出力する。第１のＥＣＵ３１は、例えば所定の時間間隔で、最新の車速情報をフレーム本体に格納しその車速情報の種類を表す識別子（ＩＤ＝１００）を識別子領域に格納したデータフレームを、第１伝送路２１に出力する。

また、各ＥＣＵ３１、３２は、自身が接続された伝送路２１、２２を流れるデータフレームを受信する。各ＥＣＵ３１、３２は、自身が使用する通信情報に対応する識別子（以下、「使用ＩＤ」という。）が記述された受信用データテーブル（図示省略）を記憶している。各ＥＣＵ３１、３２は、データフレームを受信すると、受信用データテーブルを参照する。そして、各ＥＣＵ３１、３２は、受信したデータフレームに格納された識別子が受信用データテーブルの使用ＩＤの中に存在している場合に、そのデータフレームに格納された通信情報を制御対象の制御に使用する。

また、各ＥＣＵ３１、３２は、受信用データテーブルに記述された使用ＩＤと同じ値の識別子が格納されたデータフレームの受信が途絶しているか否かを判定する途絶判定を行う。各ＥＣＵ３１、３２は、所定のタイミングで途絶判定を行う。各ＥＣＵ３１、３２は、途絶判定の結果として、上述のデータフレームの受信が途絶していると判定した場合に、途絶している経路の情報を表す途絶情報を記憶する。

第２のＥＣＵ３２は、中継装置２０に対し所定の通信情報の中継を要望する要望処理を実行する。第２のＥＣＵ３２は、要望処理に使用する通信フレームとして中継要望用フレームを記憶している。さらに、第２のＥＣＵ３２は、中継装置２０に対し自身が中継を要望する通信情報の種類を表す識別子（以下、「中継要望ＩＤ」という。）を予め記憶している。第２のＥＣＵ３２は、例えば、既存の通信システムからシステム変更が行われた場合の通信システム１０の起動時に要望処理を実行する。なお、通信システム１０において、第２のＥＣＵ３２以外のＥＣＵが要望処理を実行してもよい。

［中継装置について］
中継装置２０は、複数の伝送路２１、２２が接続されている。中継装置２０は、通信情報を中継する経路が定められたルーティング情報に基づいて、複数の車載ネットワーク１１、２１の間で通信情報を中継する中継処理を実行する。中継装置２０は、図１に示すように、中継処理を行う中継処理部２４と、ルーティング情報を記憶する記憶部２５と、後述する確認判定等を行う判定部２６と、ルーティング情報を更新する更新部２７とを備えている。なお、中継装置２０は、中継機能を有するＥＣＵであってもよい。

中継処理部２４は、中継装置２０に接続された車載ネットワークの各々の通信プロトコルに準拠した通信フレームを保持している。中継処理部２４は、通信プロトコルが同じ車載ネットワーク間で通信情報を中継する場合は、受信したデータフレームを、出力先の車載ネットワークに出力する。通信プロトコルが異なる車載ネットワーク間で通信情報を中継する場合は、受信したデータフレームから通信情報を抽出し、抽出した通信情報を出力先の車載ネットワークに対応した通信フレームに格納して、その通信フレームを出力する。

図２は、ルーティング情報を表した図である。ルーティング情報では、複数の識別子の各々に対して、中継処理に用いられる中継情報が設定されている。中継情報としては、中継装置２０に入力されるデータフレームを伝送する伝送路（入力元の伝送路）と、入力されたデータフレームを中継装置２０が出力する伝送路（出力先の伝送路）とが設定されている。複数の識別子の各々に対して、入力元の伝送路及び出力先の伝送路が対応付けられている。図２では、中継情報が丸印によって表されている。中継装置２０は、入力元の伝送路のうち丸印が付けられた伝送路から通信情報を受信すると、受信した通信情報を出力元の伝送路のうち丸印が付けられた伝送路へ出力する。例えば、中継装置２０は、第１伝送路２１に接続された第１のＥＣＵ３１から発信されたエンジン情報を受信した場合に、エンジン情報を第２伝送路２２へ出力する。なお、図２では、実線の丸印は、後述するルーティング情報の更新前から設定された中継情報を表し、破線の丸印は、ルーティング情報の更新によって追加された中継情報を表す。

［要望処理及び更新処理について］
図３は、通信システム１０において実行される処理のフローチャートを示す。図３（ａ）は、第２のＥＣＵ３２において実行される要望処理のフローチャートである。図３（ｂ）は、中継装置２０において実行される更新処理のフローチャートである。なお、中継装置２０及び第２のＥＣＵ３２の各々は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、及びＲＯＭなどを有するマイクロコンピュータであり、ＲＯＭ等から読み出されたプログラムがＣＰＵによって実行されることにより、フローチャートの処理を実現する。

要望処理について説明する。通信システム１０が起動されると、ステップＳ１１において、第２のＥＣＵ３２が、中継装置２０に対する中継の要望が設定されているか否かを判定する。例えば、第２のＥＣＵ３２は、中継要望用フレームの識別情報から中継の要望が設定されているか否かを判定する。中継の要望が設定されていると判定された場合は、ステップＳ１２へ進む。中継の要望が設定されていないと判定された場合は、要望処理は終了する。ステップＳ１２において、第２のＥＣＵ３２は、中継要望ＩＤを格納した中継要望用フレームを中継要望として出力する。

第２のＥＣＵ３２は、後述する更新処理のステップＳ２３の後にステップＳ１３を行うように構成されている。例えば、ステップＳ１３は、中継要望の出力から所定の時間が経過した時点で行われる。ステップＳ１３において、第２のＥＣＵ３２は、第２伝送路２２以外の伝送路の中に後述する要望情報を取得可能な伝送路が存在しない場合に中継装置２０から出力される不存在情報を、受信したか否かを判定する。不存在情報を受信したと判定された場合は、ステップＳ１４へ進む。不存在情報を受信していないと判定された場合は、要望処理は終了する。

ステップＳ１４において、第２のＥＣＵ３２は、途絶判定の対象から中継要望ＩＤを除外する。中継装置２０から不存在情報を受信した場合は、第２伝送路２２以外の伝送路から、中継要望ＩＤと同じ値の識別子が付された通信情報（以下、「要望情報」という。）を取得できず、第２のＥＣＵ３２は、取得できない通信情報を表す中継要望ＩＤに対して途絶判定を行う必要がない。そのため、途絶判定の対象から中継要望ＩＤが除外される。

続いて、更新処理について説明する。ステップＳ２１において、判定部２６は、中継要望を受信したか否かを判定する。中継要望を受信したと判定された場合、ステップＳ２２へ進む。中継要望を受信していないと判定された場合、更新処理は終了する。

ステップＳ２２において、判定部２６は、中継要望を伝送した伝送路（以下、「要望側伝送路」という。）を表す伝送路情報を記憶部２５に記憶する。なお、中継装置２０は、データフレーム又は中継要望などのデータを受信した時に、受信データを伝送した伝送路を把握できるように構成されている。

ステップＳ２３において、判定部２６は、受信した中継要望によって要望されている要望情報を中継できる中継可能状態であるか否かを判定する確認判定を行う。確認判定では、要望側伝送路から要望情報を取得できるか否かを判定する第１判定と、要望側伝送路以外の伝送路の中に要望情報を取得できる伝送路が存在するか否かを判定する第２判定とが行われる。

具体的に、判定部２６は、第１判定として、第１判定の開始から所定の時間が経過するまでの期間に、要望側伝送路を介して受信したデータフレームの中に、中継要望ＩＤと同じ値の識別子が格納されたデータフレームが存在するか否かを判定し、中継要望ＩＤと同じ値の識別子が格納されたデータフレームが存在しない場合に、要望側伝送路から要望情報を取得不能と判定する。判定部２６は、第２判定として、第２判定の開始から所定の時間が経過するまでの期間に、要望側伝送路以外の伝送路を介して受信したデータフレームの中に、中継要望ＩＤと同じ値の識別子が格納されたデータフレームが存在するか否かを判定し、中継要望ＩＤと同じ値の識別子が格納されたデータフレームが存在する場合に、要望側伝送路以外の伝送路の中に要望情報を取得できる伝送路（以下、「取得可能伝送路」という。）が存在すると判定する。この場合に、判定部２６は、取得可能伝送路を表す伝送路情報を記憶部２５に記憶する。判定部２６は、第１判定及び第２判定の結果、要望側伝送路から要望情報を取得不能で、且つ、要望側伝送路以外の伝送路の中に要望情報を取得できる伝送路が存在する場合に、中継可能状態であると判定する。中継可能状態であると判定された場合、ステップＳ２４へ進む。中継可能状態ではないと判定された場合、更新処理は終了する。また、判定部２６は、第２判定の結果、要望側伝送路以外の伝送路の中に要望情報を取得できる伝送路が存在しないと判定した場合に、上述の不存在情報を要望側伝送路へ出力する。

ステップＳ２４において、更新部２７は、ルーティング情報の更新を行う。更新部２７は、記憶部２５に記憶されたルーティング情報に対して、中継要望ＩＤに対する通信情報の出力先として、ステップＳ２２で記憶した伝送路情報によって表される要望側伝送路を追加し、中継要望ＩＤに対する通信情報の入力元として、ステップＳ２３で記憶した伝送路情報によって表される取得可能伝送路を追加する。このルーティング情報の更新により、中継要望ＩＤと同じ識別子が付された通信情報である要望情報が、要望側伝送路以外の伝送路から、要望側伝送路へ中継されるようになる。

具体的に、第２のＥＣＵ３２が車速情報の中継を要望する場合について説明する。第２のＥＣＵ３２は、中継要望ＩＤ（ＩＤ＝１００）を保持しているため、中継要望ＩＤを格納した中継要望用フレームを出力する。中継装置２０は、中継要望用フレームを受信する。判定部２６は、中継要望を受信したと判定し、中継要望フレームを伝送した第２伝送路２２を表す伝送路情報を記憶部２５に記憶する。さらに、判定部２６は確認判定を行う。確認判定の結果、中継可能状態であると判定された場合、更新部２７は、図２において破線の丸印で示すように、中継要望ＩＤに対する車速情報の出力先の伝送路として第２伝送路２２をルーティング情報に追加する。なお、ルーティング情報には、車速情報の入力元の伝送路として第１伝送路２１も追加される。

［実施の形態の効果］
本実施の形態では、中継装置２０に対し中継を要望する通信情報の種類を表す中継要望ＩＤを用いることで、第２のＥＣＵ３２の要望に応じてルーティング情報を更新できるようにしている。ここで、第２のＥＣＵ３２が中継を要望する通信情報の種類は、第２のＥＣＵ３２が使用する通信情報の種類に対応している。そのため、途絶判定を行わなくても、第２のＥＣＵ３２は、中継要望を直ちに出力することができる。従って、第２のＥＣＵ３２において必要な通信情報を取得できない期間を短縮することができる。

なお、第２のＥＣＵ３２が必要な通信情報を取得できない期間が長くなると、通信システム１０の起動時（車両の初動時）に故障モードに陥る虞がある。本実施の形態によれば、通信システム１０の起動時に故障モードに陥ることを回避できる。

また、本実施の形態によれば、自動的にルーティング情報を更新することができるので、変更前の通信システムで使用したルーティング情報を流用することができ、さらに、同じ中継装置２０を使用することもできる。

また、中継装置２０では、確認判定の第１判定と第２判定を同時並行で行うことができる。ここで、要望側伝送路から要望情報を取得不能であるか否かを判断するために、第２のＥＣＵ３２で、中継要望の出力に先立って、第１判定を行うことも考えられる。しかし、この場合は、第１判定を行う分だけ中継要望の出力が遅れ、ルーティング情報の更新もが遅れる。本実施の形態によれば、確認判定の第１判定と第２判定を同時並行で行うことで、ルーティング情報の更新をさらに早期に行うことができる。

なお、上述したように、第１判定は、中継要望の出力前に第２のＥＣＵ３２で実行することもできる。この場合は、第２のＥＣＵ３２は、第１判定の結果、自身が接続された第２伝送路２２からは中継要望ＩＤと同じ識別子が付された通信情報である要望情報を取得不能であると判定した場合に、中継要望を出力する。この場合であっても、第１判定に必要な時間は、途絶判定に必要な時間に比べて短いため、第２のＥＣＵ３２が必要な通信情報を取得できない期間を短縮できる。

また、途絶判定を行う場合は、ＥＣＵ３１、３２が途絶情報を記憶し続ける。この場合に、メーターなどの表示部を利用して、途絶情報の存在をユーザに報知する場合がある。このような場合、ディーラーなどのサービスマン又はユーザは、通信システム１０に故障がないにも拘わらず、故障があると判断してしまう虞がある。本実施の形態によれば、途絶判定の対象から中継要望ＩＤを除外するため、誤判断を減らすことができる。

本発明は、複数の伝送路を接続する中継装置などに適用可能である。

１０ 通信システム
１１ 第１車載ネットワーク
１２ 第２車載ネットワーク
２０ 中継装置
２４ 中継処理部
２５ 記憶部
２６ 判定部
２７ 更新部
２１ 第１伝送路
２２ 第２伝送路
３１ 第１のＥＣＵ
３２ 第２のＥＣＵ

Claims (1)

1. 通信情報の種類を表す識別子を付して通信情報を送信するＥＣＵが接続された複数の伝送路を接続する中継装置であって、
   前記識別子と、当該中継装置に入力された通信情報の出力先の伝送路とが対応付けられたルーティング情報に基づいて、前記通信情報を中継する中継処理部と、
   当該中継装置に対し中継を要望する通信情報の種類を表す識別子を含む中継要望を受信した場合に、前記中継要望を伝送した要望側伝送路以外の伝送路の中に、前記中継要望に含まれる識別子と同じ識別子が付された通信情報を取得可能な伝送路が存在する中継可能状態であるか否かを判定する判定部と、
   前記中継可能状態であると判定された場合に、前記ルーティング情報に対し、前記中継要望に含まれる識別子に対する通信情報の出力先として前記要望側伝送路を追加する更新部とを備えている、中継装置。

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