JP4841964B2 - 車両の通信システム - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載された複数の通信系統を統括して管理する中央制御部を有する車両の通信システムに関する。

近年、自動車等の車両においては、エンジン、トランスミッション、サスペンション、エアコン等の様々な制御を複数の電子装置で分担して制御しており、これら複数の電子装置がネットワークを介して互いに通信を行う複雑なシステム構成となることから、車両システム全体としての情報通信量が増大する傾向にある。

この情報通信量の増大に対処するため、例えば、特許文献１には、車両に搭載された複数の機器に対する制御機能を複数の制御機能単位に分割した上で、各制御機能単位を、Ｉ／Ｏ処理機能と演算制御機能とに分離し、情報を送受信する通信システムに関する技術が開示されている。

特許文献１の通信システムでは、制御機能単位毎のＩ／Ｏ処理機能は、複数のＩ／Ｏ処理ノードによって構成し、演算制御機能は、関連性のある制御機能単位をまとめた各制御グループ毎に１つの演算制御ノードによって構成し、１つの制御機能単位内では、複数のＩ／Ｏ処理ノードと演算制御ノードとは、第１の通信回線を介して情報を送受信し、複数の演算制御ノード間は、第２の通信回線を介して情報を送受信することにより、情報通信量の増大に容易に対応することができる。
特開２０００−２８４８０８号公報

しかしながら、特許文献１に開示されているような制御機能単位毎に分割するシステムでは、エンジン制御や車両挙動制御等に関する制御データの通信のみならず、ナビゲーションや情報提供・交換サービスのためのデータ放送受信やオーディオ等の情報通信等の各種通信系統の増大に対して、システム構成に制限があり、同じ制御系であっても通信速度の異なる複数の通信系を必要とする場合等に、柔軟に対処することは困難である。

このため、従来では、車載の各電子装置に複数の通信チャンネルを設ける必要があり、通信負荷が増大するばかりでなく、情報伝達の流れが階層化して全体の通信効率が低下する虞がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、複数の通信系統の通信データの流れを一元化し、通信チャンネル数やバス負荷を低減してシステム全体の通信効率を向上することのできる車両の通信システムを提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明による車両の通信システムは、車両に搭載された複数の通信系統を統括して管理する中央制御部を有する車両の通信システムにおいて、上記中央制御部を、上記複数の通信系統のそれぞれを個別に管理する複数の管理部に分割し、上記各管理部を、自身が管理する通信系統に送信及び受信の双方向通信可能に接続すると共に、他の通信系統にゲートウェイを介して送信或いは受信の一方向通信可能に接続したことを特徴とする。

上記目的を達成するため、本発明による車両の通信システムは、車両に搭載された複数の通信系統を統括して管理する中央制御部を有する車両の通信システムにおいて、上記中央制御部を、上記複数の通信系統のそれぞれを個別に管理する複数の管理部に分割し、上記複数の管理部のそれぞれを、自身が管理する通信系統に送信及び受信の双方向通信可能に接続すると共に、他の管理部が管理する他の通信系統に、他の管理部を介することなく自身が有するゲートウェイ機能により送信或いは受信の一方向通信可能に接続し、上記複数の管理部を上記ゲートウェイ機能を介して一元的に連鎖させることにより、上記複数の通信系統の全ての通信を網羅してデータの流れを一方向化することを特徴とする。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１〜図３は本発明の実施の一形態に係り、図１は通信システムの概念図、図２は通信システムの構成例を示す説明図、図３はゲートウェイを介した通信データの流れを示す説明図である。

図１に示す通信システム１は、図示しない自動車等の車両に搭載された複数の電子装置を接続するシステムであり、複数の通信系統Ｔｉ（ｉ＝１，２，…）が中央のコントロールユニット（中央制御部）ＣＵにより統括して管理されている。通信系統Ｔｉは、例えば、車両制御に適応したＣＡＮ（Controller Area Network；コントローラ・エリア・ネットワーク）通信系、画像やオーディオ等の情報通信系といったプロトコルの異なる各種の通信系を含むものである。

コントロールユニットＣＵは、異なる通信系統に対するゲートウェイ機能を有してシステム全体を管理するスーパーバイザであり、このスーパーバイザとしての機能が複数の通信系統Ｔｉに対応して複数のスーパーバイザ（複数の管理部）ＳＶｉに分割され、車内の通信網を多極管理している。このスーパーバイザの分割は、パワートレイン制御やシャーシ制御といった制御機能毎の分割に規定されることなく、車両全体としての総合的な機能や性能に応じて分類したデータを、複数系統で通信可能なように設定されている。

尚、図１における符号Ｃｋ（ｋ＝１，２，…）は、通信系統Ｔｉに接続される複数の電子装置を示し、符号Ｃ’ｋは、他の通信系統Ｔｊに接続される複数の電子装置を示している。

各スーパーバイザＳＶｉは、自己の管理する通信系統Ｔｉと送信及び受信の双方向通信で接続されると共に、他のスーパーバイザＳＶｊ（ｊ＝１，２，…；ｊ≠ｉ）が管理する通信系統Ｔｊ（ｊ＝１，２，…；ｊ≠ｉ）に、一方向の通信（送信のみ或いは受信のみ）が可能なようにゲートウェイを介して接続され、自身の通信系統における通信エラー処理（エラーの検出・通知・リカバリ）、各ノードに対する優先順位の決定、他の通信系統とのデータ通信処理等の管理を行う。

これにより、各ゲートウェイが一元的に連鎖されて全てのノード間の通信を網羅することができ、複数の通信系統の通信データの流れを一元化し、通信チャンネル数や通信負荷を低減してシステム全体の通信効率を向上することができる。

図２は、通信系統Ｔ１〜Ｔ４に対応して、コントロールユニットＣＵを４つのスーパーバイザＳＶ１〜ＳＶ４に分割した例を示している。各スーパーバイザＳＶ１〜ＳＶ４は、自身の通信系統に対しては送信及び受信の双方向の通信を行い、他方の通信系統に対しては、必要なデータの送信のみ（或いは受信のみ）の一方向の通信を行う。尚、図２中では、双方向の通信の流れを太線で示し、一方向の通信の流れを破線で示している。

具体的には、スーパーバイザＳＶ１は、自身の通信系統Ｔ１とスーパーバイザＳＶ２の通信系統Ｔ２とに接続され、通信系統Ｔ１に接続される電子装置Ｃ１，Ｃ２間の通信データを管理すると共に、他の通信系統からの受信データ或いは或いは他の通信系統への送信データを管理する。スーパーバイザＳＶ２は、自身の通信系統Ｔ２とスーパーバイザＳＶ３の通信系統Ｔ３とに接続され、通信系統Ｔ２に接続される電子装置Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５間の通信データを管理すると共に、他の通信系統からの受信データ或いは或いは他の通信系統への送信データを管理する。

また、スーパーバイザＳＶ３は、自身の通信系統Ｔ３とスーパーバイザＳＶ４の通信系統Ｔ４とに接続され、通信系統Ｔ３に接続される電子装置Ｃ６，Ｃ７，Ｃ８間の通信データを管理すると共に、他の通信系統からの受信データ或いは他の通信系統への送信データを管理する。スーパーバイザＳＶ４は、自身の通信系統Ｔ４とスーパーバイザＳＶ１の通信系統Ｔ１とに接続され、通信系統Ｔ４に接続される電子装置Ｃ９，Ｃ１０間の通信データを管理すると共に、他の通信系統からの受信データ或いは他の通信系統への送信データを管理する。

このような接続形態において、各スーパーバイザＳＶ１〜ＳＶ４が自身の通信系統以外の他の通信系統に、送信のみの一方向で接続されている接続形態と、各スーパーバイザＳＶ１〜ＳＶ４が自身の通信系統以外の他の通信系統に、受信のみの一方向で接続されている接続形態とがある。

前者の接続形態では、例えば、通信系統Ｔ３の電子装置Ｃ６が通信系統Ｔ１の電子装置Ｃ１のデータを必要とする場合、電子装置Ｃ６がデータ送信要求を通信系統Ｔ３に送出すると、このデータ送信要求がスーパーバイザＳＶ３によって通信系統Ｔ４に転送され、更に、スーパーバイザＳＶ４によって通信系統Ｔ４から通信系統Ｔ１に転送される。

そして、通信系統Ｔ１に転送された電子装置Ｃ１に対するデータ送信要求に対して、電子装置Ｃ１が応答し、電子装置Ｃ６宛のデータを通信系統Ｔ１に送出すると、このデータがスーパーバイザＳＶ１によって通信系統Ｔ２に転送され、スーパーバイザＳＶ２によって通信系統Ｔ３に転送されることで、電子装置Ｃ６が電子装置Ｃ１のデータを受信することができる。

一方、後者の接続形態では、各スーパーバイザＳＶ１〜ＳＶ４は、自身の通信系統以外に他の通信系統を監視しており、通信系統Ｔ３の電子装置Ｃ６が通信系統Ｔ１の電子装置Ｃ１のデータを必要とする場合、同様に、電子装置Ｃ６がデータ送信要求を通信系統Ｔ３に送出すると、このデータ送信要求が通信系統Ｔ３を監視する他の通信系統Ｔ２のスーパーバイザＳＶ２によって受信され、通信系統Ｔ２に転送される。

通信系統Ｔ２に転送されたデータ送信要求は、更に、通信系統Ｔ２を監視する他の通信系統Ｔ１のスーパーバイザＳＶ１によって受信され、通信系統Ｔ１に転送される。そして、通信系統Ｔ１に転送された電子装置Ｃ１に対するデータ送信要求に対して、電子装置Ｃ１が応答し、電子装置Ｃ６宛のデータを通信系統Ｔ１に送出すると、このデータが通信系統Ｔ１を監視する他の通信系統Ｔ４のスーパーバイザＳＶ４によって通信系統Ｔ４に転送され、更に、通信系統Ｔ４を監視する通信系統Ｔ３のスーパーバイザＳＶ３によって通信系統Ｔ３に転送されることで、電子装置Ｃ６が電子装置Ｃ１のデータを受信することができる。

以上のように、各通信系統Ｔ１〜Ｔ４のスーパーバイザＳＶ１〜ＳＶ４によって形成される一元的なゲートウェイの連鎖を介して、各電子装置Ｃ１〜Ｃ１０の間の送受信が可能となる。すなわち、異なる通信系統に渡る通信を行う場合に、各電子装置Ｃ１〜Ｃ１０のそれぞれが異なる通信系統に接続するための通信チャンネルを有する必要がなく、情報の流れを一方向化して通信データの機能毎の分割／整理が可能となる。これにより、通信チャンネル数の低減とバス負荷の低減とを図ることができ、システム全体の通信効率を向上すると共に、システムコストの低減に寄与することができる。

以上の図２に例示するシステム構成は、各スーパーバイザに、自身の通信系統以外の他の１系統の通信系統を接続する例であるが、各スーパーバイザに、自身の通信系統以外の他の通信系統を２系統以上接続するようにしても良い。

図３は、スーパーバイザＳＶ１〜ＳＶ３に、自身の通信系統以外の他の２系統の通信系統を接続した例を示している。すなわち、スーパーバイザＳＶ１は、自身の管理下にある通信系統Ｔ１以外に、他の２つの通信系統Ｔ２，Ｔ３とゲートウェイを介して送信或いは受信のみの一方向で接続され、スーパーバイザＳＶ２は、自身の管理下にある通信系統Ｔ２以外に、他の２つの通信系統Ｔ１，Ｔ３とゲートウェイを介して送信或いは受信のみの一方向で接続されている。同様に、スーパーバイザＳＶ３は、自身の管理下にある通信系統Ｔ３以外に、他の２つの通信系統Ｔ１，Ｔ２とゲートウェイを介して送信或いは受信のみの一方向で接続されている。尚、図３においては、一方向の通信の流れを破線で示している。

このような接続形態においても、各スーパーバイザＳＶ１〜ＳＶ４によるゲートウェイの連鎖を介して、各電子装置Ｃ１〜Ｃ１０の間の送受信が行えるが、異なる通信系統を経由するデータ転送経路を短縮することができ、より効率的な通信が可能となる。

通信システムの概念図 通信システムの構成例を示す説明図 ゲートウェイを介した通信データの流れを示す説明図

符号の説明

１ 通信システム
Ｃ１〜Ｃ１０ 電子装置
ＣＵ コントロールユニット（中央制御部）
ＳＶ１〜ＳＶ４ スーパーバイザ（管理部）
Ｔ１〜Ｔ４ 通信系統

Claims (2)

1. 車両に搭載された複数の通信系統を統括して管理する中央制御部を有する車両の通信システムにおいて、
   上記中央制御部を、上記複数の通信系統のそれぞれを個別に管理する複数の管理部に分割し、
   上記複数の管理部のそれぞれを、自身が管理する通信系統に送信及び受信の双方向通信可能に接続すると共に、他の管理部が管理する他の通信系統に、他の管理部を介することなく自身が有するゲートウェイ機能により送信或いは受信の一方向通信可能に接続し、
   上記複数の管理部を上記ゲートウェイ機能を介して一元的に連鎖させることにより、上記複数の通信系統の全ての通信を網羅してデータの流れを一方向化することを特徴とする車両の通信システム。
2. 上記複数の管理部のそれぞれに上記ゲートウェイ機能により接続される他の通信系統を、少なくとも１つ以上の他の通信系統とすることを特徴とする請求項１記載の車両の通信システム。

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