JP2021164040A - 中継装置 - Google Patents

Abstract

【課題】通信システムにおけるバス負荷を低減するとともに、好適に送信を行うことができる技術を提供すること【解決手段】ＧＷ３は、任意のＥＣＵ７から、当該ＥＣＵ７が接続されたバス５を介して、ウェイクアップフレームを受信した場合には、前記受信したウェイクアップフレームを他のバス５に送信する。その送信の際に送信エラーが発生した場合には、前記受信したウェイクアップフレームを再送する。また、前記受信したウェイクアップフレームを再送する場合には、当該再送の回数又は当該再送の時間を所定の許容値以内に制限する。この再送の回数又は再送の時間の許容値は、送信エラーの発生確率に基づいて設定されている。【選択図】図４

Description

本開示は、複数のネットワークを相互に通信可能に接続して通信を行う技術に関する。

車両用の通信システムに多用されている通信プロトコルとして、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式のＣＡＮプロトコルが知られている（特許文献１参照）。なお、ＣＡＮは、Controller Area Networkの略であり、登録商標である。また、複数の通信路（即ち、バス）を中継装置（即ち、ゲートウェイ装置）で接続した通信システムも知られている。

さらに、近年では、ＣＡＮを用いる車載ネットワークの消費電力を低減するための技術として、ゲートウェイ装置が、車両の状況に応じて、バス毎に個別に電源のオン／オフを切り替えるパーシャルネットワークの技術が知られている。

例えば、ＣＡＮプロトコル（ＩＳＯ １１８９８−６）では、バスに接続された電子制御装置（以下、ＥＣＵ）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。なお、ＥＣＵは、Electronic Control Unitの略である。

これにより、バスに接続された一部のＥＣＵ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。

特開２０１２−４９８８４号公報

ところで、ゲートウェイ装置に複数のバスが接続されると共に、各バスに複数のＥＣＵが接続されている通信システムにおいては、下記のような不具合が発生する可能性が考えられる。

例えば、上述したパーシャルネットワークにおいて、あるＥＣＵから当該ＥＣＵが接続されたバスに対して、ウェイクアップのためのフレーム（即ち、ウェイクアップフレーム）が出力されると、そのウェイクアップフレームはゲートウェイ装置を介して他のバスに送信される。つまり、そのウェイクアップフレームは、前記通信システムにおいて、ブロードキャストされる。

このような場合、ゲートウェイ装置は、ＣＡＮプロトコルの仕様上、ウェイクアップフレームの送信が、他のバスの送信先であるＥＣＵに対して正常に完了しないとき、つまり、そのウェイクアップフレームの送信に対するＡｃｋを受信できないときには、当該他のバスに対してウェイクアップフレームを再送し続けてしまう。そのため、バスにおける通信の負荷（即ちバス負荷）が増大するという問題があった。

詳しくは、バスに接続されたＥＣＵは、ウェイクアップしていないスリープ状態においては、ウェイクアップフレームのデコード精度が悪いため、ウェイクアップフレームを一度送信しただけでは、ＥＣＵを確実にウェイクアップできないことがある。そのような場合には、上述したように、ゲートウェイ装置からウェイクアップフレームを再送し続けて
しまう。

なお、ＥＣＵのスリープ時にデコード精度が悪い理由は、ＥＣＵでは、ウェイクアップ時に比べて、消費電力が低いが精度の悪いクロックを使用するからと考えられる。
さらに、Ａｃｋが返信されるまで、ゲートウェイ装置の送信バッファにウェイクアップフレームが残ってしまうので、その後、必要なフレームが送信できないという問題もある。

本開示の一つの局面は、通信システムにおけるバス負荷を低減するとともに、好適に送信を行うことができる技術を提供することにある。

本開示の一態様は、ＣＡＮプロトコルに従って通信フレームの送受信を行う通信システム（１）に用いられる中継装置（３）に関するものである。なお、ここで、ＣＡＮとは、Controller Area Networkを示している。

この通信システムは、複数のバス（５）と通信装置（７）と中継装置とを備えている。
複数のバスは、通信フレームの通信路である。
通信装置は、複数のバスの各バス毎に１又は複数個接続されており、自身のウェイクアップ状態とスリープ状態との動作モードを切り替え可能な装置である。このウェイクアップ状態とは、周知のように、通信装置において、制御データ等の送受信などの通常の処理が可能な通常の動作状態（即ち、起動状態）を示し、スリープ状態とは、ウェイクアップ状態よりも消費電力が少ない動作状態を示している。

中継装置は、複数のバスが接続されるとともに、複数のバス間にて通信フレームの送受信が可能な装置である。
本開示では、通信フレームとして、通信装置のウェイクアップ状態とスリープ状態との動作モードを示す情報を含むウェイクアップパターンを有するウェイクアップフレームを用いて通信を行う。

前記中継装置は、再送制御部（１７、Ｓ１１０、Ｓ２２０）と制限制御部（１７、Ｓ１４０、Ｓ２５０）とを備える。
再送制御部は、任意の通信装置から、当該通信装置が接続されたバスを介して、ウェイクアップフレームを受信した場合には、前記受信したウェイクアップフレームを他のバスに送信し、その送信の際にその送信が完了しない送信エラーが発生した場合には、前記受信したウェイクアップフレームを再送するように構成されている。

制限制御部は、再送制御部にて、前記受信したウェイクアップフレームを再送する場合には、再送の回数又は再送の時間を所定の許容値以内に制限するように構成されている。
前記再送の回数又は再送の時間の許容値は、送信エラーの発生確率に基づいて設定されている。

このような構成により、本開示では、通信システムにおけるバス負荷を低減するとともに、好適に送信を行うことができる。
つまり、中継装置では、前記受信したウェイクアップフレームを再送する場合には、再送の回数又は再送の時間を所定の許容値以内に制限するように構成されており、しかも、その再送の回数又は再送の時間の許容値は、送信エラーの発生確率に基づいて設定されている。

これにより、中継装置は、送信エラーが発生した場合に、ウェイクアップフレームを再
送するときでも、再送の回数が制限されるので、従来のように、Ａｃｋの返信があるまで過度に送信を繰り返すことが抑制される。その結果、バスにおける通信の負荷（即ち、バス負荷）が増大することを抑制できる。

また、本開示では、Ａｃｋが返信されるまで、中継装置の送信バッファにウェイクアップフレームが残ってしまうことを抑制できるので、その後、必要なフレームが送信できないという問題の発生を防ぐことができる。

なお、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。

通信システムの構成を示すブロック図。 通信システムにおけるＥＣＵの構成を示すブロック図。 ウェイクアップフレームのフォーマットの構成例を模式的に示す説明図。 第１実施形態のＧＷにおける処理の一例を示すフローチャート。 第２実施形態のＧＷにおける処理の一例を示すフローチャート。

以下に、本開示の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
［１．第１実施形態］
［１−１．全体構成］
まず、本第１実施形態の通信システムの全体構成について説明する。

図１に示すように、本実施形態の通信システム１は、車両に搭載された通信システムであって、ゲートウェイ装置（以下、ＧＷ）３と、ＧＷ３に接続された複数の通信線（以下、バス）５と、各バス５に接続された複数の電子制御装置（以下、ＥＣＵ）７と、を備える。

なお、ＧＷ３が通信を中継する中継装置に該当し、ＥＣＵ７が通信装置に該当する。つまり、ＧＷ３およびＥＣＵ７は、通信システム１におけるノードである。
本第１実施形態では、一例として、バス５が３本の場合について説明する。なお、各バス５を区別する場合には、例えば、第１バス５ａ、第２バス５ｂ、第３バス５ｃとする。

各バス５は、いずれもＧＷ３を介して相互に通信可能に接続されている。第１〜第３バス５ａ、５ｂ、５ｃには、それぞれ複数のＥＣＵ７が接続されている。なお、図１等では、各バス５に３個のＥＣＵ７が例示されているが、ＥＣＵ７の数は、１個〜複数個（但し最大個数以下)の範囲で適宜選択できる。

なお、各ＥＣＵ７を区別する場合には、例えば、第１バス５ａに接続されたＥＣＵＡ、ＥＣＵＢ、第２バス５ａに接続されたＥＣＵＣ、ＥＣＵＤ、第３バス５ａに接続されたＥＣＵＥ、ＥＣＵＦとする。

通信システム１では、各バス５を介して、各ＥＣＵ７及びＧＷ３との間で、ＣＡＮプロトコル（ＩＳＯ １１８９８−６）に従った通信を実行する。なお、ＣＡＮは、Controller Area Networkの略である。

各ＥＣＵ７は、車両の各部に配置され、通信によって取得される各種情報に基づいて、予め割り当てられた機能を実現する。
［１−２．ゲートウェイ装置］
次に、ＧＷ３について説明する。

ＧＷ３は、通常の制御データ等の通信を実行可能な通常モードである起動モード（即ち、ウェイクアップモード）と、通常の通信を停止して消費電力を低減するスリープモードとに、動作モードを切り替え可能に構成されている。

ＧＷ３は、各バス５においてＣＡＮプロトコルに従った通信を実現すると共に、異なるバス５にそれぞれ接続された各ＥＣＵ７間の通信を実現するための、周知のゲートウェイ機能を少なくとも備える。

ＧＷ３は、ゲートウェイ用制御部（以下、ＧＷ制御部）１１、ゲートウェイ用記憶部（以下、ＧＷ記憶部）１３、複数のゲートウェイ用トランシーバ（以下、ＧＷトランシーバ）１５等を備える。

ＧＷ制御部１１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する周知のマイクロコンピュータ（以下、マイコン）１７を少なくとも備える。
ＣＰＵは、ＲＯＭに記録されたプログラムに従って、ゲートウェイ処理等を行う。例えば、あるバス５からＧＷトランシーバ１５を介して受信した通信フレームを、通信フレームのＩＤに基づいて識別し、必要に応じて、送信すべき他のバス５に転送する等の、いわゆるゲートウェイ機能を実現する処理を行う。なお、ＩＤは、identificationの略であり、自身の識別に用いられる記号である。

また、マイコン１７は、ＣＡＮプロトコルに従って通信処理を行う通信コントローラ（以下、ＧＷ通信コントローラ）１８を備えている。なお、ＧＷ通信コントローラ１８は、各ＧＷトランシーバ１５毎に設けられている。

なお、ＧＷ制御部１１の各種機能は、ＣＰＵが非遷移有形記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、ＲＯＭが、プログラムを格納した非遷移有形記録媒体に該当する。また、このプログラムが実行されることで、プログラムに対応する方法が実行される。なお、ＧＷ制御部１１は、１つのマイコンを備えていてもよいし、複数のマイコンを備えていてもよい。

ＧＷトランシーバ１５は、インタフェース用ＩＣであり、ＧＷ３に接続される各バス５毎に、即ち、各通信コントローラ１８毎に設けられている。
なお、各ＧＷトランシーバ１５を区別する場合には、例えば、第１バス５ａに接続された第１ＧＷトランシーバ１５ａ、第２バス５ａに接続された第２ＧＷトランシーバ１５ｂ、第３バス５ａに接続された第３ＧＷトランシーバ１５ｃとする。

ＧＷトランシーバ１５は、通信フレームを受信するための受信バッファ１９と、通信フレームを送信するための送信バッファ２１とを備えている。
ＧＷトランシーバ１５は、ＣＡＮプロトコルに従った通信フレームの送受信を実行する周知のものであり、同様の構成であるので、ここでは、ＧＷトランシーバ１５について簡単に説明する。

ＧＷトランシーバ１５は、ＧＷ通信コントローラ１８から出力された通信フレームを、ＣＡＮで規定された電気信号に変換し、該電気信号を送信バッファ２１を介して各バス５へ出力する。また、各バス５から受信バッファ１９を介して受信した通信フレームを、ＧＷ通信コントローラ１８へ出力する。

なお、ＧＷ記憶部１３は、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュＲＯＭ等を備える書き換え可能な記録装置である。
［１−３．ＥＣＵ］
次に、ＥＣＵ７について説明する。

ＥＣＵ７は、通常の制御データ等の通信を実行可能な通常モードであるウェイクアップモードと、通常の通信を停止して消費電力を低減するスリープモードとに、動作モードを切り替え可能に構成されている。

図２に示すように、ＥＣＵ７は、車両各部の制御処理や他のＥＣＵ７との通信処理を実行する制御部（以下、ＥＣＵ制御部）３１と、ＥＣＵ制御部３１とバス５との間を仲介するトランシーバ（以下、ＥＣＵトランシーバ）３３と、を備える。

ＥＣＵ制御部３１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する周知のマイコン（以下、ＥＣＵマイコン）３５を少なくとも備える。マイコン３５は、ＧＷ制御部１１と同様に、通信コントローラ（以下、ＥＣＵ通信コントローラ）３７を備える。

このＥＣＵ制御部３１は、基本的に、ＧＷ制御部１１と同様な構成であるので、簡単に説明する。
マイコン３５は、通信コントローラ３７およびＥＣＵトランシーバ３３を介して、ＣＡＮプロトコルに従った通信処理（フレームの送受信、調停処理、エラー処理等）を実行する。また、通信コントローラ３７およびＥＣＵトランシーバ３３を介して、他のＥＣＵ７との間でメッセージを交換することにより、他のＥＣＵ７と連携して各種処理を実行する。

なお、マイコン３５は、動作クロックを生成するクロック回路（図示せず）を備えており、クロック回路への電源供給を停止することで、クロック回路の動作を停止させることができるように構成されている。このマイコン３５では、クロック回路に、クロック精度の高い水晶発振子が使用されている。

そして、マイコン３５のクロック回路が動作している状態が、ＥＣＵ７の動作モードがウェイクアップモードの状態に相当し、マイコン３５のクロック回路が動作を停止している状態が、ＥＣＵ７の動作モードがスリープモードの状態に相当する。そして、ＥＣＵ７は、周知のように、動作モードがスリープモードの状態において、バス５上でドミナントパルスが検出されることによりウェイクアップモードに遷移（ウェイクアップ）することができる。

ＥＣＵトランシーバ３３は、インタフェース用ＩＣであり、このＥＣＵトランシーバ３３にも、ＧＷトランシーバ１５と同様に、受信バッファ４１と送信バッファ４３が設けられている。

このＥＣＵトランシーバ３３は、マイコン３５が生成する通信フレームを、あらかじめ規定されたバス５の電気的条件を満たす通信信号に変換し、バス５を介して送信する。
ＥＣＵトランシーバ３３には、マイコン３５のように、動作クロックを生成するクロック回路（図示せず）を備えている。このクロック回路は、ＥＵＣ７のスリープの際にも作動しているので、所定の通信フレーム（例えば、ウェイクアップフレーム）の受信が可能である。

但し、ＥＣＵトランシーバ３３のクロック回路のクロック精度は、マイコン３５のクロック回路よりも低いので、受信した通信フレーム等のデコード性能も、マイコン３５に比
べて低いものである。なお、ＥＣＵトランシーバ３３のクロック回路としては、ＣＲが用いられている。

［１−４．通信フレーム］
次に、通信システムで送受信される通信フレームについて説明する。
通信フレームとしては、各種の制御データの送受信に用いされる制御フレーム以外に、通信システムの管理等のために用いられるネットワーク管理用フレーム（即ち、ＮＭフレーム）が知られている。

このＮＭフレームのうち、各ＥＣＵ７のウェイクアップやスリープの動作モードの情報の送受信のために、ウェイクアップフレームが用いられる。本第１実施形態では、このウェイクアップフレームは、通信システムにおいて、ブロードキャストされるように設定されている。

なお、以下では、ウェイクアップを、「Ｗａｋｅ Ｕｐ」、または、単に「ＷＵ」と記すことがある。
図３に示すように、通信フレームは、その先頭部分に、送信元ＩＤの領域が設定されている。送信元ＩＤは、異なるＥＣＵ７が同じ値を持つことがないようにユニークに割り当てられ、同じＥＣＵ７であってもフレームの種別によって異なるＩＤが割り当てられる。

本第１実施形態では、通信フレームとしてウェイクアップフレームが用いられるので、送信元ＩＤには、ウェイクアップフレームであることを示す情報が含まれている。
従って、通信フレームを受信した他のＥＣＵ７は、送信元ＩＤに基づきフレームの種別を識別することができる。つまり、送信元ＩＤに基づいて、受信した通信フレームがウェイクアップフレームであることを識別できる。

このウェイクアップフレームには、８ビットのウェイクアップパターン（即ち、Ｗａｋｅ Ｕｐパターン）が記憶されている。
詳しくは、ウェイクアップパターンの先頭から順番に、複数のＥＣＵ７を８種類のグループに区分して、各グループ毎の動作状態を設定する情報を記憶するように構成されている。

つまり、ウェイクアップパターンの先頭の位置（即ち、第１ビット位置Ｂ１）から最後の位置（即ち、第８ビット位置Ｂ８）に至るまで、各ビット位置Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５、Ｂ６、Ｂ７、Ｂ８の信号状態が、第１グループ〜第８グループの状態を示すように設定されている。

例えば、第１ビット位置Ｂ１の信号の状態が「１」の場合には、第１グループに属するＥＣＵ７の状態がウェイクアップであること示す。一方、第１ビット位置Ｂ１の信号の状態が「０」の場合には、第１グループに属するＥＣＵ７の状態がスリープであることを示す。

従って、例えば図３に示すようなウェイクアップフレームを受信したＥＣＵ７では、自身が第１グループのＥＣＵ７である場合には、自身がウェイクアップする必要があることが分かる。よって、自身が例えばスリープの状態であった場合には、自身をウェイクアップの状態に遷移させる。

一方、自身が第１グループ以外のグループのＥＣＵ７である場合には、自身がウェイクアップする必要がないことが分かる。よって、自身が例えばスリープの状態であった場合には、そのスリープの状態を維持する。

なお、図３では、先頭の第１ビット位置Ｂ１が「１」であるが、例えば第５ビット位置Ｂ５も「１」となっている場合には、第１グループのＥＵＣ７と第５グループのＥＣＵ７とが、ウェイクアップであることを示している。つまり、図３で示すウェイクアップパターンを有するＥＣＵ７が、第１グループと第５グループに属していることを示している。

［１−５．送信回数の設定方法］
＜許容するデコード失敗確率に応じて送信回数を算出する方法＞
本第１実施形態では、ＥＣＵ７におけるウェイクアップフレームの受信の際のデコードに関して、許容するデコード失敗確率に応じて送信回数を算出するので、以下ではその算出方法について説明する。

なお、許容するデコード失敗確率とは、一度でもデコードエラー（即ち、デコードの失敗）が発生しない確率のことである。
ＥＣＵ７にて通信フレーム（例えば、ウェイクアップフレーム）のデコードを失敗する確率（即ち、デコード失敗確率）は、通信システム１を構成するハードウェア（例えば，ＥＣＵ７の性能等）に応じて変わってくる。そのため、ハードウェアに応じて許容するデコード失敗確率を達成できる送信回数（即ち、送信を許容する回数である送信許容回数）を算出する。

なお、ハードウェアにおけるデコード失敗確率は、例えば、実際に通信フレームを送信する実験によって求めることができる。
デコードは、その成否によらず独立した事象と捉えられるため、複数回のデコード失敗確率は、二項分布で算出できる。

例えば、通信先のＥＣＵ７（即ち、宛先ノード）のデコード失敗確率をｐとし、許容するデコード失敗確率をｑとし、送信回数（即ち、送信許容回数）を整数のＮとすると、それらの関係は、二項分布により、下記式（１）で表すことができる。

ｑ≦ｐ^Ｎ ・・・（１）
例えば、デコード失敗確率が１％（即ち、ｐ＝０．０１）の素子（即ち、ＥＣＵ７）で、デコード失敗確率を１ｐｐｍ（ｑ＝０．０００００１）以下に抑えることを目的とすると、前記式（１）から、送信許容回数は、Ｎ＝３となる。

なお、再送を許容する回数（即ち、再送許容回数）は、送信許容回数Ｎよりは、送信１回分少ない。
従って、ウェイクアップフレームを３回送信してもＥＣＵ７がウェイクアップしない場合、即ち、Ａｃｋを受信できない場合には、ウェイクアップフレームの再送を停止する。

なお、この送信許容回数Ｎは、例えばＧＷ記憶部１３に記憶される。また、各バス５によって送信許容回数Ｎが異なる場合には、各バス５に応じて、それぞれ送信許容回数Ｎが記憶される。なお、送信許容回数Ｎに代えて、再送許容回数を設定してもよい。

［１−６．処理］
次に、ＧＷ３のマイコン１７が実行する処理について説明する。
本処理は、ＧＷ３において、ウェイクアップフレームを送受信する際の処理である。

図４に示すように、ステップ（以下、Ｓ）１００にて、ＧＷ３の待機状態において、いずれかのＥＣＵ７（例えば、ＥＣＵＡ）から、そのＥＣＵ７が接続されたバス５（例えば、第１バス５ａ）を介して、ウェイクアップフレームを受信するまで待機する。

なお、ＧＷ３の待機状態とは、ＧＷ３において、ウェイクアップフレーム等の送受信が可能な状態を示している。
続くＳ１１０にて、上述したように、あるＥＣＵ７から受信したウェイクアップフレームを、前記バス５以外の他のバス５（例えば、第２バス５ｂ、第３バス５ｃ）に対して、各バス５毎に送信する。

なお、受信したウェイクアップフレームの送信は、受信したバス５以外の他のバス５の全てに対して行われるが、以下では、理解を容易にするために、他のバス５が１つの場合（例えば、第２バス５ｂのみの場合）を例に挙げて説明する。

続くＳ１２０では、ウェイクアップフレームを送信した他のバス５から、即ち、当該他のバス５に接続されたＥＣＵ７から、Ａｃｋを受信したか否か、即ち、送信が完了したか否かを判定する。ここで肯定判断されるとＳ１３０に進み、一方否定判断されるとＳ１４０に進む。

Ｓ１３０では、ウェイクアップフレームを送信した他のバス５から、Ａｃｋを受信したので、再送カウンタをリセットし、前記Ｓ１００に戻る。なお、再送カウンタは、ウェイクアップフレームの再送回数を計数するカウンタである。

また、Ａｃｋが受信された場合には、送信バッファ２１からウェイクアップフレーム（即ち、ＷａｋｅＵｐ信号）が削除される。
一方、Ｓ１４０では、再送された回数を示す再送カウンタの値（即ち、再送カウンタ値）が、「Ｎ−１」以上であるか否かを判定する。なお、再送カウンタ値の初期値は０であり、実際に送信された回数（即ち、送信回数）よりも１回少ない値となる。

つまり、ここでは、実際に送信された回数が送信許容回数Ｎに達したか否かを判定する。ここで肯定判断されるとＳ１６０に進み、一方否定判断されると、Ｓ１５０に進む。
Ｓ１５０では、再送カウンタに１を加算して、ウェイクアップフレームの再送を行うために前記Ｓ１１０に戻る。なお、再送カウンタは、各バス５毎に、送信回数をカウントするように設定されている。

一方、Ｓ１６０では、実際の送信回数が送信許容回数Ｎに達したので、つまり、実際の送信回数が送信許容回数Ｎ以上となったので、再送カウンタをリセットする。従って、以後のウェイクアップフレームの送信が停止される。

続くＳ１７０では、送信バッファ２１からウェイクアップフレームを削除し、前記Ｓ１００に戻る。
なお、他のバス５が複数ある場合には、全ての他のバス５に対する処理が完了するまで前記Ｓ１１０〜Ｓ１７０の処理が繰り返される。つまり、Ａｃｋが受信されない場合には、送信許容回数Ｎ以上となるまで、ウェイクアップフレームの送信を繰り返す。

［１−７．効果］
上記第１実施形態では、以下の効果を得ることができる。
（１ａ）本第１実施形態は、ＧＷ３は、他のバス５にウェイクアップフレームを送信する場合に、ウェイクアップフレームを再送する回数が制限されている。

これにより、従来のように、Ａｃｋの返信があるまで過度に送信を繰り返すことが抑制されるので、バス５における通信の負荷（即ち、バス負荷）が増大することを抑制できる。

（１ｂ）本第１実施形態では、ウェイクアップフレームの再送を中止した場合には、送信バッファ２１に格納されているウェイクアップフレームを消去している。
これにより、送信バッファ２１にウェイクアップフレームが残ってしまうことを抑制できるので、その後、必要なフレームが送信できないという問題の発生を防ぐことができる。

（１ｃ）本第１実施形態では、上述のように、再送回数を制限すれば良いので、通信システム１の全体にわたって対策を施す場合に比べて、対策コストを低減できるという利点がある。

［１−８．文言の対応関係］
本第１実施形態と本開示との関係において、通信システム１が通信システムに対応し、ＧＷ３が中継装置に対応し、バス５がバスに対応し、ＥＣＵ７が通信装置に対応している。また、マイコン１７及びその処理（Ｓ１１０、Ｓ２２０）が再送制御部に対応し、マイコン１７及びその処理（Ｓ１４０、Ｓ２５０）が制限制御部に対応する。

［２．第２実施形態］
第２実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、以下では主として第１実施形態との相違点について説明する。なお、第１実施形態と同じ符号は、同一構成を示すものであって、先行する説明を参照する。

本第２実施形態では、第１実施形態とは、主として、ウェイクアップフレームの再送を停止する条件が異なるので、異なる点を中心に説明する。
［２−１．原理］
＜デコードの成功確率に応じて送信許容時間を算出する方法＞
本第２実施形態では、ウェイクアップフレームの送信を許容する時間（即ち、送信許容時間）を用いるので、以下では、送信許容時間を設定する方法について説明する。

なお、再送を許容する時間（即ち、再送許容時間）は、送信許容時間よりは、送信１回分少ない。
デコード失敗確率はハードウェアに応じて変わってくるので、ここでは、ハードウェアに応じて許容するデコード失敗確率を達成できる送信時間（即ち、送信許容時間）を算出する。

デコードは、その成否によらず独立した事象と捉えられるため、二項分布にてデコードの成功確率（即ち、デコード成功確率）が算出できる。
ここでは、過度の送信を中止するために設定された送信許容時間Ｔ［ｍｓｅｃ］を求めるために、１回の送信に必要な時間をｔ［ｍｓｅｃ］とし、宛先ノードのデコード成功確率をｐとし、所望するデコード成功確率をｑとすると、それらの関係は、二項分布により、下記式（２）で表すことができる。

なお、デコード成功確率は、一度でもデコードエラーが発生しない確率を示している。
ｑ≦ｐ^{（Ｔ／ｔ）} ・・・（２）
なお、送信許容時間Ｔは、初回の送信時間を含めた時間である。

例えば、１フレームの送信にかかる時間が０．３ｍｓ、デコード失敗確率が１％（即ち、ｐ＝０．０１）の素子（即ち、ＥＣＵ７）で、デコード失敗確率を１ｐｐｍ（ｑ＝０．０００００１）以下に抑えることを目的とすると、前記式（２）から、Ｔ＝３ｔ＝０．９ｍｓとなる。

従って、実際にウェイクアップフレームを送信する時間が送信許容時間Ｔ（例えば、０．９ｍｓ）に達した場合でも、ＥＣＵ７がウェイクアップしない場合、即ち、Ａｃｋを受信できない場合には、ウェイクアップフレームの再送を停止する。

なお、送信許容時間Ｔは、例えばＧＷ記憶部１３に記憶される。また、各バス５によって送信許容時間Ｔが異なる場合には、各バス５に応じて、それぞれ送信許容時間Ｔが記憶される。なお、送信許容時間Ｔに代えて、再送許容時間を設定してもよい。

［２−２．処理］
次に、ＧＷ３のマイコン１７が実行する処理について説明する。
本処理は、ＧＷ３において、ウェイクアップフレームを送受信する際の処理である。

図５に示すように、Ｓ２００にて、ＧＷ３の待機状態において、いずれかのＥＣＵ７（例えば、ＥＣＵＡ）から、そのＥＣＵ７が接続されたバス５（例えば、第１バス５ａ）を介して、ウェイクアップフレームを受信するまで待機する。

続くＳ２１０にて、ウェイクアップフレームを送信する時間を計数する再送タイマ（即ち、ＷａｋｅＵｐ再送タイマ）を起動する。この再送タイマは、再送からの経過時間を計るタイマであり、最初の送信にかかる時間を含んでいない。なお、再送タイマは、各バス５毎に設けられている。

続くＳ２２０にて、上述したように、あるＥＣＵ７から受信したウェイクアップフレームを、前記バス５以外の他のバス５（例えば、第２バス５ｂ、第３バス５ｃ）に対して、各バス５毎に送信する。

なお、受信したウェイクアップフレームの送信は、受信したバス５以外の他のバス５の全てに対して行われるが、以下では、理解を容易にするために、他のバス５が１つの場合（例えば、第２バス５ｂのみの場合）を例に挙げて説明する。

続くＳ２３０では、ウェイクアップフレームを送信した他のバス５から、Ａｃｋを受信したか否か、即ち、送信が完了したか否かを判定する。ここで肯定判断されるとＳ２４０に進み、一方否定判断されるとＳ２５０に進む。

Ｓ２４０では、ウェイクアップフレームを送信した他のバス５から、Ａｃｋを受信したので、再送タイマをリセットし、前記Ｓ１００に戻る。なお、Ａｃｋが受信された場合には、送信バッファ２１からウェイクアップフレーム（即ち、ＷａｋｅＵｐ信号）が削除される。

一方、Ｓ２５０では、ウェイクアップフレームを送信した他のバス５から、Ａｃｋを受信しないので、再送タイマの値（即ち、再生タイマ値）が、「Ｔ−ｔ」以上か否かを判定する。つまり、実際の送信時間の合計が送信許容時間Ｔに達したか否かを判定する。ここで肯定判断されるとＳ２６０に進み、一方否定判断されると、同じバス５に対してウェイクアップフレームの再送を行うために前記Ｓ２１０に戻る。

Ｓ２６０では、実際の送信時間の合計が送信許容時間Ｔに達したので、再送タイマをリセットする。従って、以後のウェイクアップフレームの送信が停止される。
続くＳ２７０では、送信バッファ２１からウェイクアップフレームを削除し、前記Ｓ２００に戻る。

なお、他のバス５が複数ある場合には、全ての他のバス５に対する処理が完了するまで前記Ｓ２１０〜Ｓ２７０の処理が繰り返される。つまり、Ａｃｋが受信されない場合には、送信許容時間Ｔに達するまで、ウェイクアップフレームの送信を繰り返す。なお、その際には、各バス５に対する処理毎に、再送タイマの起動やリセットが実施される。

［２−３．変形例］
次に、本第２実施形態の変形例について説明する。
この変形例では、許容する送信回数に応じた送信時間（即ち、許容送信時間）を設定する。

つまり、許容する再送回数をｎとし、１回の送信にかかる標準時間をｔとすると、送信許容時間のＴは、ｎとｔとの演算で求められる。
但し、送信許容時間Ｔは、初回の送信時間を含めた時間であるため、実際の計算式は、下記の式（３）となる。

Ｔ≧（ｎ＋１）ｔ・・・（３）
従って、例えば、２回までの再送を許容し、１回の送信にかかる時間を０．３ｍｓとした場合、０．３＊３＝０．９ｍｓを送信許容時間Ｔとする。

よって、実際の送信時間の合計が、送信許容時間Ｔに達した場合には、つまり、送信許容時間Ｔ以上となった場合には、ウェイクアップフレームの送信を停止する。
本第２実施形態及び変形例においても、第１実施形態と同様な効果を奏する。

［３．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。

（３ａ）本開示では、ウェイクアップフレームを、ＥＣＵが接続されたバスに対して送信した場合に、送信エラーが発生する確率（例えば、Ａｃｋを受信できない確率）に応じて、許容される再送の回数や再送の時間を設定することができる。

例えば、ウェイクアップフレームを例えば３回送信した場合に、１回しかＡｃｋを受信できないような場合には、確実に送信するために、３回の送信（再送回数は２回）を許容してもよい。または、前記回数の送信が可能な送信時間を許容してもよい。

（３ｂ）本開示に記載のＧＷ制御部およびその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサおよびメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。

あるいは、本開示に記載のＧＷ制御部およびその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。

もしくは、本開示に記載のＧＷ制御部およびその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサおよびメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。

また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されてもよい。制御部に
含まれる各部の機能を実現する手法には、必ずしもソフトウェアが含まれている必要はなく、その全部の機能が、一つあるいは複数のハードウェアを用いて実現されてもよい。

（３ｃ）上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加または置換してもよい。

（３ｄ）上述した制御部の他、当該ＧＷ制御部を構成要素とするシステム、当該ＧＷ制御部としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移有形記録媒体、制御方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。

１：通信システム、３：ＧＷ、５：バス、７：ＥＣＵ、１１：ＧＷ制御部、１３：ＧＷ記憶部、１５：ＧＷトランシーバ、１７：マイコン

Claims (3)

1. ＣＡＮプロトコルに従って通信フレームの送受信を行う通信システム（１）に用いられる中継装置（３）であって、
   前記通信システムは、
   前記通信フレームの通信路である複数のバス（５）と、
   前記複数のバスの各バス毎に１又は複数個接続された通信装置（７）であって、自身のウェイクアップ状態とスリープ状態との動作モードを切り替え可能な通信装置と、
   前記複数のバスが接続されるとともに、前記複数のバス間にて前記通信フレームの送受信が可能な中継装置と、
   を備え、
   前記通信フレームとして、前記通信装置の前記ウェイクアップ状態と前記スリープ状態との動作モードを示す情報を含むウェイクアップパターンを有するウェイクアップフレームを用いて通信を行う構成を有し、
   前記中継装置は、
   任意の通信装置から、当該通信装置が接続されたバスを介して、前記ウェイクアップフレームを受信した場合には、前記受信したウェイクアップフレームを他のバスに送信し、当該送信の際に当該送信が完了しない送信エラーが発生した場合には、前記受信したウェイクアップフレームを再送するように構成された再送制御部（１７、Ｓ１１０、Ｓ２２０）と、
   前記再送制御部にて、前記受信したウェイクアップフレームを再送する場合には、当該再送の回数又は当該再送の時間を所定の許容値以内に制限するように構成された制限制御部（１７、Ｓ１４０、Ｓ２５０）と、
   を備え、
   前記再送の回数又は前記再送の時間の許容値は、前記送信エラーの発生確率に基づいて設定されている、
   中継装置。
2. 請求項１に記載の中継装置であって、
   前記他のバスに送信される前記ウェイクアップパターンを保持する送信バッファと、前記ウェイクアップフレームが前記送信バッファに保持されている時間を計測するタイマと、を有し、
   前記ウェイクアップフレームの再送時間が、前記再送の時間を制限する前記許容値以上となった場合には、前記送信バッファに保持されている前記ウェイクアップフレームを消去するように構成された、
   中継装置。
3. 請求項１に記載の中継装置であって、
   前記他のバスに送信される前記ウェイクアップパターンの再送回数を計測可能なカウンタを有し、
   前記ウェイクアップフレームの再送回数が、前記再送の回数を制限する前記許容値以上となった場合には、前記送信バッファに保持されている前記ウェイクアップフレームを消去するように構成された、
   中継装置。

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