JP2021129245A - 通信システム - Google Patents
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Abstract
Description
例えば、CANでは、通信バスに接続された複数の通信装置であるノードのうち、通信が必要なものを選択的にウェイクアップさせるためのセレクティブウェイクアップ機能について規定されている。これにより、通信バスに接続された一部のノードがウェイクアップした状態で通信を行うパーシャルネットワークが実現される。
特許文献1には、通信バスに接続された複数のノードのうちスリープ状態のノードが、適度に頻繁に繰り返される対称なデータパターンを受信した場合にウェイクアップするように構成されたシステムが記載されている。
[1.第1実施形態]
[1−1.全体構成]
図1に示す通信システム10は、車両に搭載された複数の電子制御装置(以下「ECU」という。)1a,1b,1c,1d(以下、個々のECUを区別しない場合はECU1ともいう。)を備える。これら複数のECU1は、通信バス9に接続されて車載ネットワークを構築し、通信バス9を介してCANプロトコルに従った相互通信を行う。つまり、この通信システム10において、複数のECU1のそれぞれがノード、つまり通信装置として機能する。以下、ECU1a,1b,1c,1dを、それぞれノード1a,1b,1c,1d(以下、個々のノードを区別しない場合はノード1ともいう。)ともいう。
ECU1のうち、マスタECUであるECU1aの構成について図1を用いて説明する。
ECU1aは、車両各部の制御処理や他のECU1との通信処理を実行するマイクロコンピュータ(以下「マイコン」という。)2と、電源制御部3と、マイコン2と通信バス9との間を仲介するインタフェース用ICであるトランシーバ4と、を備える。
通信コントローラ21は、送受信部211と、決定部212と、条件送信部213と、アプリ管理部214と、スリープ管理部215と、を備える。
送信回路41は、マイコン2から入力した論理値を示す送信信号を、通信バス9を介して送受信されるバス信号に変換して、通信バス9へ出力する。具体的には、送信回路41は、マイコン2から「1」を表すハイレベルの送信信号を入力した場合には、レセッシブを表すバス信号を通信バス9へ出力し、マイコン2から「0」を表すロウレベルの送信信号を入力した場合には、ドミナントを表すバス信号を通信バス9へ出力する。
比較回路44は、スリープ状態において通信バス9に発生したNMフレームに含まれる起動情報と、照合用記憶部43に書き込まれている起動条件と、を1ビットごとに比較する。そして、比較回路44は、ウェイクアップ条件が成立している場合に、マイコン2への電源供給を電源制御部3に行わせるための電源供給信号を電源制御部3へ出力する。本実施形態では、比較回路44は、スリープ状態において通信バス9から入力したNMフレームに含まれる起動情報と、照合用記憶部43に書き込まれている起動条件と、の論理積を1ビットごとに算出し、いずれかのビットでその結果が真であった場合、ウェイクアップ条件が成立しているとする。例えば、照合用記憶部43に起動条件として0x2Aの条件設定値が設定されていた場合、スリープ状態において通信バス9から入力したNMフレームに起動情報として2ビット目、4ビット目及び6ビット目の少なくとも1つに「1」が設定されていた場合に、比較回路44は、ウェイクアップ条件が成立しているとして電源供給信号を出力する。これにより、前述したように、当該ECU1がスリープ状態からノーマル状態へ遷移、つまりウェイクアップする。なお、本実施形態では、ECU1aの照合用記憶部43にはフェール値が記憶されているため、比較回路44は、何ビット目であってもドミナントを受信すればウェイクアップ条件が成立しているとする。
ECU1のうち、スレーブECUであるECU1bの構成について図1を用いて説明する。
マイコン2は、図示しない、CPU、ROM、RAM、IOポート等を備える周知の構成の他、通信コントローラ21と、保管用記憶部22と、を備える。
アプリ確認部216は、ECU1aのアプリ管理部214と同様に、自ノードで実行されるアプリケーションに追加又は変更があったか否かを判定する。アプリ確認部216は、アプリケーションに追加又は変更があったと判定した場合、追加又は変更があったと判定したアプリケーションのアプリIDを送受信部211を介してトランシーバ4に出力する。
なお、ECU1c及びECU1dもECU1bと同様の構成である。
[1−4−1.通信システム10を構成するECU1が変化した場合]
図4に示すように、通信バス9に後付けECU1eが新たに接続された場合における処理を、図5のシーケンス図を用いて説明する。なお、後付けECU1eはECU1b〜1dと同様の構成である。以下、後付けECU1eを、ECU1eともいう。
まず、後付けECU1eは、S1で、通信バス9に新たに接続されると、直ちに特定フレームを送信する。本実施形態で、特定フレームとは、認証情報と、ノードID又はアプリIDと、を含んだフレームである。この例で送信される特定フレームには、認証情報とノードIDとが含まれる。認証情報は、機器認証のための情報であって、新たに接続されたECU1について接続が許可されている有効なECU1であるか否かの判定に用いられる。本実施形態では、認証情報として、各ECU1に割り振られたMACアドレスが特定フレームに設定される。つまり、後付けECU1eは、後付けECU1eに割り振られたMACアドレスと、自ノードのノードIDと、を含んだ特定フレームを送信する。
ECU1a〜1eは、スリープ許可状態へ自ノードが遷移可能であると判定した場合、S6で、自ノードをスリープ許可状態へ遷移させる。
[1−4−1−2.ノーマル状態への遷移]
続いて、図示されていないが、ECU1a〜ECU1eのうち一部のECU1がスリープ状態からノーマル状態へ遷移する場合の一例を説明する。
続いて、図示されていないが、通信システム10で実行されるアプリケーションが変化した場合における処理を説明する。
続いて、ECU1aは、通信システム10を構成する複数のECU1のそれぞれについて起動条件を決定し、決定した起動条件を複数のECU1のそれぞれに受信させるように送信する。受信した特定フレームに含まれるアプリIDは、引き当て用テーブルを参照する際に用いられる。
[1−4−3.マスタ処理]
続いて、ECU1aのコントローラ21が実行するマスタ処理について、図6のフローチャートを用いて説明する。マスタ処理は、所定の開始条件が成立した場合に開始される。本実施形態では、次の2とおりのうちいずれかの開始条件が成立した場合にマスタ処理が開始される。1つ目は、ECU1aの電源がオンになった場合である。2つ目は、ECU1aがウェイクアップした場合である。マスタ処理は、開始後ノーマル状態である間、所定の周期で繰り返し実行される。これにより、例えば複数のノードが新たに接続された場合でも、コントローラ21はその都度起動条件を決定し送信することができる。
コントローラ21は、S101で特定フレームを受信したと判定した場合には、S102へ移行し、特定フレームに含まれる認証情報に基づき、特定フレームを送信したノード1が有効なノード1であるか否かを判定する。
コントローラ21は、S102で、特定フレームを送信したノード1が有効なノード1でないと判定した場合にも、S105へ移行する。
コントローラ21は、S105でECU1aに新たに追加されたアプリケーション又は変更されたアプリケーションがあると判定した場合には、S106へ移行し、自ノードの認証情報及び新たに追加されたアプリケーション又は変更されたアプリケーションのアプリIDを含んだ特定フレームを送信した後、S101に戻り、マスタ処理を繰り返す。なお、S105,S106が、アプリ管理部214としての処理に相当する。
一方、コントローラ21は、S107でスリープ許可状態へ自ノードが遷移可能であると判定した場合には、S108へ移行し、フェール値を起動条件としてレジスタに記憶する。なお、S107,S108が、スリープ管理部215としての処理に相当する。
[1−4−4.スレーブ処理]
続いて、ECU1b〜1eのコントローラ21が実行するスレーブ処理について、図7のフローチャートを用いて説明する。なお、本説明では、ECU1bについて説明するが、他のECU1c〜1eについても同様である。スレーブ処理は、所定の開始条件が成立した場合に開始される。本実施形態では、次の3とおりのうちいずれかの開始条件が成立した場合にスレーブ処理が開始される。1つ目は、ECU1bの電源がオンになった場合である。2つ目は、ECU1bがウェイクアップした場合である。3つ目は、ECU1bが通信バス9に新たに接続された場合である。スレーブ処理は、開始後ノーマル状態である間、所定の周期で繰り返し実行される。これにより、例えば複数回にわたり起動条件が送信された場合でも、コントローラ21はその都度最新の起動条件に更新することができる。
コントローラ21は、S201でメモリに起動条件が記憶されていないと判定した場合には、S202へ移行し、特定フレームを送信する。このときに送信される特定フレームには、認証情報とノードIDとが含まれる。これにより、一度もECU1aから起動条件を受信していない場合や、ノイズの影響等によりメモリに記憶された起動条件が消失した場合等にも、ECU1aから起動条件を送信してもらうことができる。その後、コントローラ21は、S203へ移行する。
続いて、S203で、コントローラ21は、ECU1aから起動条件を新たに受信したか否かを判定する。
続いて、S205で、コントローラ21は、ECU1bに新たに追加されたアプリケーション又は変更されたアプリケーションがあるか否かを判定する。
一方、コントローラ21は、S206でスリープ許可状態へ自ノードが遷移可能であると判定した場合には、S207へ移行し、メモリに起動条件が記憶されているか否かを判定する。
一方、コントローラ21は、S207でメモリに起動条件が記憶されていないと判定した場合には、S209へ移行し、フェール値を起動条件としてレジスタに記憶する。具体的には、コントローラ21は、ドミナントを受信した場合にウェイクアップするようにフェール値をレジスタに記憶する。これは、例えば、コントローラ21がS202で特定フレームを送信したが、ECU1aから起動条件をまだ受信していない状態においてスリープ許可状態へ遷移した場合等におけるフェール処理である。ECU1は、レジスタに起動条件を記憶せずにスリープ状態に遷移してしまうと、ウェイクアップできなくなってしまうからである。なお、S204,S206〜S209が、記憶処理部217としての処理に相当する。
[1−5.効果]
以上詳述した第1実施形態によれば、以下の効果が得られる。
[2.第2実施形態]
[2−1.第1実施形態との相違点]
第2実施形態は、基本的な構成及び処理は第1実施形態と同様であるため、共通する構成及び処理については説明を省略し、相違点を中心に説明する。
(2a)ECU1aは、外部装置100との間で無線通信を行うように構成された通信部5を備える。通信部5は、外部装置100から起動条件を受信可能である。このような構成によれば、例えば車両の出荷時に想定されていないECU1やアプリケーションが追加された場合でも、ECU1aは、新たなノードIDやアプリIDについての起動条件を取得することができる。加えて、このような場合でも、ECU1そのものを交換したり、ECU1ごとにプログラムを書き換えたりすることなく、ECU1は、ECU1aから新たな起動条件を取得することができる。よって、このような構成によれば、外部装置100から起動条件を受信できない構成と比較して、起動条件を簡易に変更することができる。
[3−1.第1実施形態との相違点]
第3実施形態は、基本的な構成及び処理は第1実施形態と同様であるため、共通する構成及び処理については説明を省略し、相違点を中心に説明する。
(3a)ゲートウェイECU1zがマスタECUとして機能するため、起動条件の更新に支障を来しにくくすることができる。すなわち、仮に、複数の通信バス9のうちいずれか1つの通信バス9にマスタECUが接続されている場合、その通信バス9が例えば断線やショートにより通信不能になると、マスタECUは決定した起動条件を複数の通信バス9のいずれにも送信できなくなる。つまり、他のECU1は、マスタECUから起動条件を受信できないことにより、起動条件を更新することができない。しかし、ゲートウェイECU1zにマスタECUの機能が備わっていれば、いずれの通信バス9が通信不能になったとしても、通信不能でないその他の通信バス9には決定した起動条件を送信することができる。つまり、通信不能でない通信バス9に接続するECU1は、起動条件を受信することができるため、起動条件を更新することができる。
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
Claims (7)
- 特定の起動情報が含まれた通信フレームが通信バス(9)に発生した場合に複数のノード(1)のうち一部のノードがウェイクアップするように規定された通信プロトコルに従い、前記複数のノードが前記通信バスを介して通信を行う通信システムであって、
前記複数のノードは少なくとも1つのマスタノード(1a)と少なくとも1つのスレーブノード(1b〜1e)とを備え、
前記少なくとも1つのマスタノードは、
前記通信システムを構成するノード及び前記通信システムで実行されるアプリケーションの少なくとも一方が変化したと判定した場合、前記少なくとも1つのスレーブノードのそれぞれについて、スリープ状態からノーマル状態へ遷移させるための条件である起動条件を決定するように構成された決定部(212)と、
前記決定部により決定された前記起動条件を前記通信バスに送信するように構成された条件送信部(213)と、を備え、
前記少なくとも1つのスレーブノードは、
前記少なくとも1つのマスタノードから送信された前記起動条件を照合用記憶部(43)に記憶するように構成された記憶処理部(217)と、
前記スリープ状態において、前記通信フレームに含まれた前記起動情報と、前記照合用記憶部に記憶されている前記起動条件と、を比較してウェイクアップ条件が成立した場合、自ノードを前記スリープ状態から前記ノーマル状態へ遷移させるように構成された起動部(44)と、
を備える、通信システム。 - 請求項1に記載の通信システムであって、
前記決定部は、前記通信バスに新たにノードが接続されたと判定した場合、前記少なくとも1つのスレーブノードのそれぞれについて前記起動条件を決定する、通信システム。 - 請求項1又は請求項2に記載の通信システムであって、
前記決定部は、前記複数のノードのうち少なくとも1つについてアプリケーションが新たに追加又は変更されたと判定した場合、前記少なくとも1つのスレーブノードのそれぞれについて前記起動条件を決定する、通信システム。 - 請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の通信システムであって、
前記記憶処理部は、前記少なくとも1つのマスタノードから送信された前記起動条件を前記照合用記憶部に記憶する前に、前記照合用記憶部とは異なる記憶領域である保管用記憶部(22)に前記起動条件を記憶し、前記スリープ状態への遷移が禁止されているスリープ禁止状態から、前記スリープ状態への移行が許可されているスリープ許可状態へ自ノードが遷移した場合、自ノードが実際に前記スリープ状態になる前に、前記保管用記憶部に記憶された前記起動条件を前記照合用記憶部に記憶する、通信システム。 - 請求項4に記載の通信システムであって、
前記記憶処理部は、前記保管用記憶部に記憶された前記起動条件を前記照合用記憶部に記憶するタイミングにおいて、前記起動条件が前記保管用記憶部に記憶されていない場合、任意の前記起動情報が含まれた前記通信フレームを受信することで自ノードを前記スリープ状態から前記ノーマル状態へ遷移させるフェール値を前記起動条件として前記照合用記憶部に記憶する、通信システム。 - 請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の通信システムであって、
前記少なくとも1つのマスタノードは、
外部装置(100)との間で無線通信を行うように構成された通信部(5)を更に備え、
前記通信部は、前記外部装置から前記起動条件を受信可能である、通信システム。 - 請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載の通信システムであって、
前記複数のノード間の前記通信フレームの送受信を中継するノードである少なくとも1つのゲートウェイ(1z)が前記少なくとも1つのマスタノードとして機能する、通信システム。
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