JP4987760B2 - 中継装置、通信システム及び通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、データを送受信する複数の通信装置から受信したデータからデータベースを作成し、データベースに記憶されたデータを各通信装置へ中継する中継装置に関する。特に、通信線への通信負荷を抑え、且つ各通信装置及び中継装置自身の演算負荷を低減させることができる中継装置、該中継装置を含む通信システム及び通信方法に関する。

近年では、複数の通信装置を接続し、各通信装置に夫々機能を割り振って相互にデータを交換し、連携して多様な処理を行なわせるシステムが各分野で利用されている。例えば、車両に配される車載ＬＡＮ（Local Area Network）の分野では、通信装置としてＥＣＵ（電子制御装置；Electronic Control Unit）を用い、各ＥＣＵに夫々特化させた処理を行なわせて相互にデータを交換することにより、システムとして多様な機能を実現させている。

各通信装置の機能の特化、また各通信装置が行なうことができる機能の増加に伴ない、通信媒体に接続される通信装置の数及び種別も増加する。更に、システムとして多様な機能が期待されるようになることから、各通信装置がデータを共有して連携する必要が生じ、送出されるデータの量は増加する。

通信線で送受信されるデータ量の増大はコリジョン（衝突）によるデータの遅延又は欠落を招く。データの著しい遅延又は欠落は、ＥＣＵによるブレーキ制御等の運転補助機能に対して致命的な場合がある。

そこで、通信線を複数に分け、異なる通信線にＥＣＵを夫々接続する構成が一般的である。データを共通に使用するＥＣＵをまとめることで通信線の使用の無駄を抑えることができるからである。また、ＥＣＵの種類の増大に対して効率的に通信線を利用するため、通信速度の異なる通信線に、送受信するデータの種類によりＥＣＵを分別して接続する構成もある。これらの構成では、異なる通信線間はデータの送受信を制御する中継装置（ゲートウェイ装置）により接続される。

特許文献１には送受信されるデータに優先順位を識別するための優先度情報を付加し、中継装置が異なる通信線間でデータを送受信する場合、受信したデータの優先度情報から優先度を判別して優先度が高いデータを優先的に送信し、通信線の通信負荷が増加した場合でも優先度が高いデータの送信が大きく遅れないようにする技術が開示されている。

各通信装置を複数のグループに分けた場合であっても各通信装置の制御に必要なデータを中継装置が全て転送する構成では通信線に送出されるデータの量は低減されない。そこで、特許文献２には各通信装置から受信したデータを一旦データベースに記憶し、各通信装置が必要とするデータを適宜データベースから読み出して送信する技術が開示されている。
特開２００５−１５９５６８号公報 特開２００８−２２１５８号公報

システムの高度化が進むことによって各通信装置での処理も複雑化し、演算量も増大する。しかしながら、特に車載ＬＡＮなど通信システム全体の軽量化が要求される場合、通信装置夫々での演算の複雑化により回路の重量が増大し、各装置の重量が増大することは回避されるべきである。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、各通信装置へデータを中継するに際し、必要なデータを生成してから送信することで送信するデータ量を減少させて通信線の通信負荷を低減し、更に各通信装置の演算負荷を低減させると共に、古くなったデータのみ生成し直すことで演算負荷も低減させることができる中継装置、該中継装置を含む通信システム及び通信方法を提供することを主たる目的とする。

第１発明に係る中継装置は、複数の外部装置と通信線を介して接続され、各外部装置から繰り返し送信されるデータを受信する手段と、受信したデータをデータベースに記憶する手段とを備え、前記データベースからデータを読み出して外部装置へ送信することにより外部装置間のデータの送受信を中継する中継装置において、受信したデータの内の一又は複数を用いて他のデータを生成する生成手段と、該生成手段が生成した生成データを前記データベースに記憶する手段と、前記データベースに記憶されている生成データの再生成の要否を判定する判定手段と、前記判定手段が要と判定した場合、生成データを生成し直す手段と、生成し直した生成データをデータベースに記憶する手段とを備えることを特徴とする。

第２発明に係る中継装置は、外部装置からデータの送信要求を受け付ける手段を備え、送信要求を受け付けた場合に、前記送信要求の対象のデータが生成データであるとき、前記判定手段により前記生成データの再生成の要否を判定するようにしてあることを特徴とする。

第３発明に係る中継装置は、前記判定手段は、外部装置から一のデータを新たに受信した場合であって、且つ前記一のデータが、対応する過去のデータの内容と比して変化しているとき、前記過去のデータを用いて生成された生成データの再生成を要と判定するようにしてあることを特徴とする。

第４発明に係る中継装置は、外部装置から受信したデータをデータベースに記憶する際、及び前記生成手段が生成データを生成する際に時間情報を共に記憶する手段を備え、前記判定手段は、データ及び生成データと共に記憶してある時間情報に基づき前記データベースに記憶されている生成データの再生成の要否を判定するようにしてあることを特徴とする。

第５発明に係る通信システムは、データを繰り返し送受信する複数の通信装置と、該通信装置に通信線を介して接続されており、各通信装置からデータを受信し、受信したデータをデータベースに記憶し、各通信装置からの送信要求に係るデータを前記データベースから読み出して送信することにより各通信装置間のデータの送受信を中継する中継装置とを含む通信システムにおいて、前記中継装置は、各通信装置から受信したデータの内の一又は複数を用いて他のデータを生成する生成手段と、該生成手段が生成した生成データを前記データベースに記憶する手段と、送信要求を受け付ける手段と、送信要求を受け付けた場合に前記送信要求の対象のデータが生成データであるとき、生成データの再生成の要否を判定する判定手段と、該判定手段が要と判定した場合、生成データを生成し直す手段と、生成し直した生成データをデータベースに記憶する手段と、生成し直した生成データを前記通信装置へ送信する手段とを備えることを特徴とする。

第６発明に係る通信方法は、複数の外部装置と通信線を介して接続され、各外部装置から繰り返し送信されるデータを受信し、受信したデータをデータベースに記憶し、前記データベースからデータを読み出して送信することにより各外部装置間のデータの送受信を中継する中継装置の通信方法において、受信したデータの内の一又は複数を用いて他のデータを生成し、生成した生成データを前記データベースに記憶し、前記データベースに記憶されている生成データの再生成の要否を判定し、要と判定した場合、生成データを生成し直し、生成し直した生成データをデータベースに記憶し、前記生成データを必要とする外部装置へ送信することを特徴とする。

第１発明及び第６発明では、外部装置（通信装置）が必要とするデータは、データベースに記憶されている前記データを生成するために必要な一又は複数のデータから中継装置で生成される。中継装置でデータが生成されて外部装置へ送信されるので、データの生成に用いられる複数の元データを外部装置へ送信し、外部装置でデータを生成して処理に用いる構成よりも、中継装置から外部装置へ送信するデータ量が低減されると共に外部装置での生成処理が不要となる。中継装置でデータが生成されるので中継装置における演算負荷が増大するが、生成されてデータベースに記憶された生成データは、生成に用いるデータが新たに受信されるなど、データが古い可能性があるので再生成が必要であると判定されない限り生成し直されることがない。したがって無駄な演算処理がなされない。

第２発明及び第５発明では、中継装置で生成されて記憶されている生成データの送信要求が受け付けられた場合、即ち生成データが必要とされた場合のみ、生成データの再生成の要否の判定がされ、且つ再生成が必要と判定されたときのみ生成し直される。これにより、生成データの生成し直しの演算処理が無駄になされない。

第３発明では、生成されてデータベースに記憶されている生成データの生成に用いたデータに対応するデータが新たに受信され、且つ、データが変化した場合にのみ生成データの生成し直しがされる。これにより、演算処理の回数を低減させると共に生成データを最新のデータとすることが可能となる。

第４発明では、生成データの生成に用いられる元のデータが更新された時点を示す時間情報と、生成データが生成された時点を示す時間情報とが共に記憶されるので、時間情報を比較して確実に生成データが古い場合に再生成が必要と判定することができる。これにより、生成に係る演算処理の回数が低減されると共に、生成データを最新のデータとすることが可能となる。

本発明による場合、中継装置は各通信装置（外部装置）間におけるデータの送受信を中継するに際し、各通信装置へ送信するデータ量を減少させて通信線の通信負荷を低減させることができると共に、中継装置で生成処理を済ませることが可能となるので各通信装置における演算負荷を低減させることができる。更に、中継装置では生成されるデータの再生成が必要な場合のみデータを生成し直すので中継装置自身の演算負荷も低減される。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。なお、以下の実施の形態では、本発明に係る通信システムを、データの送受信を行なうＥＣＵが複数接続される車載ＬＡＮに適用した車載通信システムを例に説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における車載通信システムの構成を示す構成図である。車載通信システムは、電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）を用いた車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，…と、車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，…間を夫々接続する通信線２１，２２，２３，２４と、通信線２１，２２，２３，２４が接続されている中継装置３とを含む。

車載装置１ａは通信線２１に、車載装置１ｂ，１ｃは通信線２２に、車載装置１ｄ，１ｅは通信線２３に、車載装置１ｆは通信線２４に夫々バス型に接続されている。通信線２１，２２，２３，２４はいずれも中継装置３に接続されている。中継装置３は、通信線２１，２２，２３，２４夫々に接続されている各車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，…からデータを受信し、異なる通信線２１，２２，２３，２４に接続されている他の車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，…へデータを送信して通信線２１，２２，２３，２４間におけるデータの中継を行なう。

車載装置１ａは、各構成部の動作を制御する制御部１０と、制御に必要なデータを記憶する記憶部１１と、通信線２１との通信を制御する通信制御部１２とを備える。他の車載装置１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆの内部構成は車載装置１ａと同様であるので詳細な説明を省略する。

車載装置１ａの制御部１０は、図示しない車両のバッテリー、オルタネータ等の電力供給装置から電力の供給を受けて各構成部の動作を制御するようにしてある。

記憶部１１は揮発性のメモリを利用し、制御部１０は処理の過程で発生する各種情報、後述するようにセンサから入力された信号が表す測定値又は中継装置３から受信したデータを一時的に記憶部１１に記憶する。

通信制御部１２は、ネットワークコントローラチップを有して通信線２１との通信を実現する。車載装置１ａの制御部１０は、通信制御部１２を介してデータを送受信する。

このように構成される車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，…は測定値、計算値、制御値等の各種物理量の数値情報を含むデータの送信又はエンジン、ブレーキ等のマイクロコンピュータによる制御が可能な装置である。例えば車載装置１ｂはＡＢＳ（Antilock Brake System）として機能し、車輪の回転速度（車輪速）を検知する図示しないセンサと接続されている。車載装置１ｂは、車両の制動時にセンサを介して検知した車輪速に基づいてブレーキを制御すると共に、車輪速の測定値をデータとして通信線２２を介して中継装置３へ送信する。なおデータは具体的に、車輪速、温度、角度等のデータの属性を識別する識別子（ＩＤ）と、夫々の属性に対する具体的な数値情報とで構成される。数値情報にはオン・オフ、上・中・下等の切り替えのための制御値を数値情報で表わしたものも含まれる。

通信線２１，２２，２３，２４は、ＣＡＮ（Controller Area Network）のプロトコルに基づく通信線であり、車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，…の通信制御部１２は夫々、ＣＡＮプロトコルに基づき通信線２１，２２，２３，２４を介してデータを送受信する。なお、通信線２１，２２，２３，２４はこれに限らず、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）、ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）等のプロトコルに基づくデータの送受信が可能であってもよい。さらに、送受信されるデータの種別に応じて通信線２１，２２，２３，２４を夫々異なるプロトコルの通信線で構成してもよい。

中継装置３は、各構成部の動作を制御する制御部３０と、通信線２１に接続されている第１通信部３１と、通信線２２に接続されている第２通信部３２と、通信線２３に接続されている第３通信部３３と、通信線２４に接続されている第４通信部３４と、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の揮発性のメモリからなる記憶部３５とを備える。

制御部３０はＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）を利用し、図示しない車両のオルタネータ、バッテリー等の電力供給装置から電力の供給を受けて各構成部の動作を制御するように構成してある。なお制御部３０は、ＦＰＧＡに限らず、マイコン又はＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit：特定用途集積回路）を利用する構成としてもよい。

第１通信部３１は、通信線２１を介して接続している車載装置１ａとのデータの送受信を実現する。同様に第２通信部３２は通信線２２を介して接続している車載装置１ｂ，１ｃとのデータの送受信を実現し、第３通信部３３は通信線２３を介して接続している車載装置１ｄ，１ｅとのデータの送受信を実現し、第４通信部３４は通信線２４を介して接続している車載装置１ｆとのデータの送受信を実現する。

記憶部３５には、制御部３０が車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，…から受信したデータを記憶するデータベースＤＢのための記憶領域が設けられている。なお、データベースＤＢは中継装置３外部に存在する記憶装置内の領域に設けられ、中継装置３が接続して読み書きが可能な構成としてもよい。制御部３０は、受信したデータの「車輪速」、「操舵角」等のデータの属性毎に、受信したデータが示す具体的な測定値、計算値、制御値等の数値情報をデータベースＤＢに記憶する。制御部３０は、データベースＤＢに記憶してあるデータを適宜必要とする車載装置へ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，…へ中継するように送信する。

また、制御部３０は受信したデータの種別によっては、受信したデータを元のデータとして用いて他のデータを生成し、データベースＤＢに記憶する。例えば制御部３０は、運転を補助するために「ハンドル角度」を「車輪速」及び「タイヤ角度」を用いて決定し、データベースＤＢに記憶する。制御部３０がいずれの属性のデータを用いて他のデータを生成するための演算を行なうかはハードウェア的に設定してある構成としてもよいし、制御部３０が内蔵する不揮発性のメモリ（図示せず）に定義が記憶されており、制御部３０がメモリの定義を参照して演算を行なう構成としてもよい。

そして制御部３０は、データベースＤＢに記憶されている各データが古いデータとなって再生成が必要か否かを判定する機能を有する。具体的には、制御部３０は演算の元となるデータを新たに受信した場合、過去のデータを用いて生成してデータベースＤＢに記憶してあるデータの数値情報を古いと判定する。制御部３０は、データの数値情報は古く再生成が必要であると判定した場合に、演算によりデータを生成し直す。例えば制御部３０は、受信した属性情報が「車輪速」及び「タイヤ角度」のデータを用いて「ハンドル角度」のデータを決定し、データベースＤＢに記憶した後、「車輪速」又は「タイヤ角度」のデータを新たに受信した場合は、データベースＤＢに既に過去の「車輪速」又は「タイヤ角度」のデータを用いて生成して記憶してある「ハンドル角度」のデータは古く、再生成が必要であると判定する。そして制御部３０は、新たに受信したデータを用いて「ハンドル角度」を生成し直し、データベースＤＢに記憶し直す。

制御部３０は、記憶部３５のデータベースＤＢから各車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，…が必要とするデータを読み出し、夫々必要に応じて車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，…へ適宜中継する。

なお、車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，…と中継装置３との間でのデータの送受信は、複数のデータがまとめられた「メッセージ」の送受信によって実行される。車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，…は、自身の動作によって得られるデータ群をメッセージとして送信する。そして、いずれかのデータを必要とする他の車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，…へ送信する際には、データベースＤＢから読み出した一又は複数のデータを含むメッセージを送信する。なおこのとき、メッセージには各データの数値情報のみを組み合わせ、車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，…の制御部１０又は中継装置３の制御部３０は、属性情報の組み合わせに応じたメッセージＩＤを付与して送信する。メッセージには、ＩＤと数値情報とを対にして含めてもよい。

例えば車載装置１ａは、「内気温」及び「外気温」夫々の数値情報を含むメッセージを作成して送信し、車載装置１ｂは「車輪速」の数値情報を含むメッセージを送信する。中継装置３は車載装置１ａ及び車載装置１ｂ夫々から受信したメッセージから、メッセージＩＤにより「内気温」、「外気温」及び「車輪速」の数値情報を含むことを認識して夫々を抽出し、データベースＤＢに記憶する。そして、車載装置１ｄが「外気温」を必要とする場合、中継装置３は「外気温」のみ記憶部３５のデータベースＤＢから読み出してメッセージに含め、車載装置１ｄへ送信する。

図２は、実施の形態１における中継装置３の制御部３０がメッセージを受信した場合の処理手順の一例を示すフローチャートである。

制御部３０は、車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，…のいずれかからメッセージを受信したか否かを判断する（ステップＳ１）。制御部３０は、車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，…からメッセージを受信していないと判断した場合（Ｓ１：ＮＯ）、処理をステップＳ１へ戻す。制御部３０は、車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，…からメッセージを受信したと判断した場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、メッセージに含まれるデータ（数値情報）を抽出して記憶部３５のデータベースＤＢへ記憶する（ステップＳ２）。

次に制御部３０は、受信したメッセージに演算の元となるデータが含まれているか否かを判断する（ステップＳ３）。制御部３０は、受信したメッセージに演算の元となるデータは含まれていないと判断した場合（Ｓ３：ＮＯ）、メッセージを受信した場合の処理を終了する。

制御部３０は、受信したメッセージに演算の元となるデータが含まれていると判断した場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、既に生成してデータベースに記憶してある演算結果のデータは古いので、再生成は必要であると判定する（ステップＳ４）。制御部３０は、既に記憶されているデータは古く、再生成が必要であると判定したので演算によりデータを生成し直し（ステップＳ５）、生成したデータをデータベースＤＢに記憶し（ステップＳ６）、メッセージを受信した場合の処理を終了する。

中継装置３の制御部３０は、図２に示した処理手順を繰り返し、車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，…からメッセージを受信する都度、データベースＤＢへのデータの記憶、及びデータの再生成の要否の判定を行ない、必要である場合にはデータの生成し直しを行なう。

図３は、実施の形態１における中継装置３の制御部３０により実行される処理の一例を模式的に示す説明図である。図３の説明図は、車載装置１ａ及び車載装置１ｂから送信されるメッセージ、中継装置３のデータベースＤＢに記憶されるデータ、及び車載装置１ｄ及び車載装置１ｆへ送信されるメッセージの例を示している。

図３の説明図に示すように、車載装置１ａから属性が「内気温」及び「外気温」であるデータＡ及びデータＢを含むメッセージが送信され、中継装置３はこのメッセージを受信した場合、メッセージから読み出されるデータＡ及びデータＢを夫々データベースＤＢに記憶する。車載装置１ｂからは属性が「車輪速」であるデータＣ１を含むメッセージが送信され、中継装置３はメッセージを受信した場合、メッセージから読み出されるデータＣ１をデータベースＤＢに記憶する。

中継装置３の制御部３０は、データＡ及びデータＢを含むメッセージを受信した場合はデータＡ及びデータＢをデータベースＤＢに記憶して更新すると共に、データＡ及びデータＢは、属性が「エアーコンディショナーから噴出させる空気の温度」であるデータＤの元となるデータであると判断する。制御部３０は、既にデータベースＤＢに記憶してあるデータＤは古いので再生成が必要であると判定し、受信したメッセージに含まれるデータＡ及びデータＢを用いて新たにデータＤを生成し直してデータベースＤＢに記憶する。そして制御部３０は、データＤを必要とする車載装置１ｆへ、データＤの元となるデータＡ及びデータＢではなく演算結果であるデータＤを送信する。

また中継装置３の制御部３０は、データＣ１を含むメッセージを受信した場合、データＣ１をデータベースＤＢに記憶して更新する。なおデータＣ１は１６ビットで表現される精度を有する。そして制御部３０は、データＣ１はデータＣ２の元となるデータであると判断する。ここでデータＣ２は、データＣ１と同じ属性、即ち「車輪速」のデータであるが８ビットで表現される精度を有するデータである。同じ属性のデータを必要とする車載装置であっても、精度が高いデータを必要とする車載装置と精度が低いデータでもよい車載装置とがある。したがって中継装置３では、データＣ１から精度の低いデータＣ２を生成してデータベースＤＢに記憶するように構成されている。制御部３０は、データＣ１を新たに受信したので既にデータベースＤＢに記憶してあるデータＣ２は古く、再生成が必要であると判定する。制御部３０は、受信したメッセージに含まれるデータＣ１からデータＣ２を生成し直してデータベースＤＢに記憶する。そして制御部３０は、属性が「車輪速」のデータを必要とするが精度は低くてもよい車載装置１ｄ及び車載装置１ｆへ、データＣ１ではなく演算結果であるデータＣ２を送信する。

これにより、演算により生成されるデータを必要とする車載装置１ｄ及び車載装置１ｆ夫々へ演算の元となるデータ、即ちデータＡ、データＢ及びデータＣ１を送信する場合と比して送信されるデータＣ２及びデータＤのデータ量は低減される。したがって、通信線２３，２４における通信負荷を低減させることができる。また、車載装置１ｄ及び車載装置１ｆでは演算処理が不要となるので演算負荷を低減させることができる。

他の具体例として車載負荷（アクチュエータ）の駆動のオン・オフの制御をデータベースＤＢに記憶してある複数のデータの最新情報に基づいて実行する場合が考えられる。この場合、車載装置１ｆがアクチュエータの駆動を制御する車載装置であるとき、車載装置１ｆへ必要なデータが全て送信されるのでなく、それらのデータから決定されるオン・オフの結果のみ車載装置１ｆへ送信される。これにより、通信線２４を介して送信されるデータ量が大幅に削減されることが期待され、車載装置１ｆはオン・オフの決定処理を行なう必要がないために演算処理が不要となる。演算処理が不要になるために車載装置１ｆにおける制御回路を簡素な構成とすることができ、小型化、軽量化することも可能である。

そして、制御部３０は演算により生成されるデータを該データを必要とする車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，…へ送信する都度に演算を行なうのではなく、演算の元となるデータを含むメッセージを受信した場合、即ち演算の元となるデータが更新されて既に記憶してあるデータを古くなった可能性が高い場合に、再生成が必要であると判定して算出するように動作する。したがって中継装置３の制御部３０が無駄に演算処理を行なうことが回避される。また、データベースＤＢに記憶されている各データの内容が最新となる。

（実施の形態２）
実施の形態１では、車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，…から受信したデータを用いて演算により生成されるデータの再生成が必要であるか否かの判定について、車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，…から演算の元となるデータを含むメッセージを受信した場合は再生成が必要であると判定した。これに対し、実施の形態２では、車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，…から演算の元となるデータを受信し、且つ受信したデータに含まれる具体的な数値情報の内容が変化している場合のみ、データが古いので再生成が必要であると判定する構成とする。

実施の形態２における車載通信システムの構成は、中継装置３の制御部３０による処理以外は実施の形態１と同様であるので各構成部の詳細な説明を省略する。実施の形態１と共通する構成については同一の符号を付し、実施の形態２における中継装置３の制御部３０による処理の詳細を以下に説明する。

図４は、実施の形態２における中継装置３の制御部３０がメッセージを受信した場合の処理手順の一例を示すフローチャートである。図４のフローチャートに示す処理手順の内、実施の形態１における図２のフローチャートに示した処理手順と共通するステップには同一のステップ番号を付して詳細な説明を省略する。

制御部３０は、車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，…からメッセージを受信したと判断した場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、受信したメッセージに含まれるデータが含む数値情報は、データベースＤＢに記憶してあるデータが示す数値情報と比して変化したか否かを判断する（ステップＳ７）。制御部３０は、メッセージに含まれるデータが含む数値情報が変化していないと判断した場合（Ｓ７：ＮＯ）、処理を終了する。

制御部３０は、メッセージに含まれるデータが含む数値情報が変化したと判断した場合（Ｓ７：ＹＥＳ）、メッセージに含まれるデータをデータベースＤＢに記憶し（Ｓ２）、且つメッセージが演算の元となるデータが含まれていると判断した場合に（Ｓ３：ＹＥＳ）、演算結果のデータは古いので再生成が必要であると判定し（Ｓ４）、データを生成し直して記憶し（Ｓ５，Ｓ６）、処理を終了する。

なお、ステップＳ７の処理及びステップＳ２の処理手順は順序が前後してもよく、データに含まれる数値情報の変化の有無によらず受信したメッセージに含まれるデータをデータベースＤＢに記憶して更新し、データに含まれる数値情報が変化している場合のみ演算結果のデータを生成し直す構成としてもよい。

中継装置３の制御部３０は、図４に示した処理手順を繰り返す。図４のフローチャートに示した処理手順を中継装置３の制御部３０が実行することにより、演算により生成されるデータを必要とする車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，…へ演算の元となるデータを送信する場合と比して中継装置３から送信されるデータのデータ量が低減され、通信線２３，２４における通信負荷を低減させることができる。また、演算により生成されるデータを必要とする車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，…で演算処理が不要となるので演算負荷を低減させることができる。これにより、車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，…の小型化が可能となる。

更に、演算により生成されるデータを該データを必要とする車載装置へ送信する都度に演算を行なうのではなく、演算の元となるデータに含まれる数値情報が変化した場合のみ、既に記憶してあるデータは古く再生成が必要であると判定して算出するように動作する。したがって中継装置３の制御部３０が無駄に演算処理を行なうことが回避されると共にデータベースＤＢに記憶されている各データの内容が最新となる。

（実施の形態３）
実施の形態１及び２では、車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，…から受信したデータを用いて演算により生成されるデータの再生成の要否の判定を車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，…から演算の元となるデータを含むメッセージを受信した場合に行ない、且つ必要と判定したときにデータの生成し直しを行なう構成とした。これに対し、実施の形態３では、データの再生成の要否の判定処理及びデータの生成し直しを中継装置３が車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，…からデータの送信要求を受け付けた場合に行なう。

実施の形態３における車載通信システムの構成は、中継装置３の制御部３０による処理以外は実施の形態１と同様であるので各構成部の詳細な説明を省略し、実施の形態１と共通する構成については同一の符号を付して実施の形態３における中継装置３の制御部３０による処理の詳細を以下に説明する。

なお、実施の形態３における各車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，…の制御部１０は、必要とするデータの送信要求を中継装置３へ送信するようにしてある。なお、データの送信要求として、各車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，…から中継装置３へデータベースＤＢの読み出しコマンドが通信制御部１２を介して送信される構成としてもよい。

図５は、実施の形態３における中継装置３の制御部３０がメッセージを受信した場合の処理手順の一例を示すフローチャートである。

制御部３０は、車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，…のいずれかからメッセージを受信したか否かを判断する（ステップＳ１１）。制御部３０は、車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，…からメッセージを受信していないと判断した場合（Ｓ１１：ＮＯ）、処理をステップＳ１１へ戻す。制御部３０は、車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，…からメッセージを受信したと判断した場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、メッセージに含まれるデータを抽出して記憶部３５のデータベースＤＢへ記憶する（ステップＳ１２）。

次に制御部３０は、受信したメッセージに演算の元となるデータが含まれているか否かを判断する（ステップＳ１３）。制御部３０は、受信したメッセージに演算の元となるデータは含まれていないと判断した場合（Ｓ１３：ＮＯ）、メッセージを受信した場合の処理を終了する。

制御部３０は、受信したメッセージに演算の元となるデータが含まれていると判断した場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、既に生成して記憶してある演算結果のデータは古いので再生成が必要であると判定し、再生成が必要であることを当該演算結果のデータに対応づけて記録しておき（ステップＳ１４）、メッセージを受信した場合の処理を終了する。

中継装置３の制御部３０は、図５に示した処理手順を繰り返し行なう。これにより、データベースＤＢが適宜更新されると共に、データベースＤＢに記憶されているデータを用いて演算によって生成されるデータの再生成の要否を、後に記録を参照することにより判定することも可能となる。

図６は、実施の形態３における中継装置３の制御部３０がデータの送信要求を受け付けた場合の処理手順の一例を示すフローチャートである。

制御部３０は、車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，…からデータの送信要求を受け付けたか否かを判断する（ステップＳ２１）。制御部３０は、車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，…から送信要求を受け付けていないと判断した場合（Ｓ２１：ＮＯ）、処理をステップＳ２１へ戻す。

制御部３０は、車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，…から送信要求を受け付けたと判断した場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、受け付けた送信要求の対象のデータは他の一又は複数のデータを用いて演算により生成されるデータであるか否かを判断する（ステップＳ２２）。制御部３０は、送信要求の対象のデータは他の一又は複数のデータを用いた演算により生成されるデータでないと判断した場合（Ｓ２２：ＮＯ）、送信要求の対象のデータをデータベースＤＢから読み出してデータを含むメッセージを送信し（ステップＳ２６）、データの送信要求を受け付けた場合の処理を終了する。

制御部３０は、送信要求の対象のデータは他の一又は複数のデータを用いた演算により生成されるデータであると判断した場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、演算結果のデータは古いので再生成が必要であるか否かを判定する（ステップＳ２３）。なお、制御部３０はデータを含むメッセージを受信した場合には演算結果のデータは再生成が必要であることをと記録している。したがって制御部３０は、データと共に記録してある情報に基づき再生成の要否を判定する。制御部３０は、演算結果のデータは新しく再生成が不要であると判定した場合（Ｓ２３：ＮＯ）、演算結果としてデータベースＤＢに既に記憶されているデータを読み出してデータを含むメッセージを送信し（Ｓ２６）、データの送信要求を受け付けた場合の処理手順を終了する。

制御部３０は、演算結果のデータは古いので再生成が必要であると判定した場合（Ｓ２３：ＹＥＳ）、演算によりデータを生成し直し（ステップＳ２４）、生成したデータをデータベースＤＢに記憶し（ステップＳ２５）、演算結果のデータを含むメッセージを送信し（Ｓ２６）、データの送信要求を受け付けた場合の処理を終了する。

制御部３０は、図６のフローチャートに示した処理手順を繰り返し行なう。図６のフローチャートに示した処理手順を中継装置３の制御部３０が実行する構成とした場合、データの送信要求が受け付けられたときのみにデータの再生成の要否の判定がなされる。これにより、各車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，…のいずれかによってデータが必要となる時点での演算の元のデータに基づいて演算処理によってデータが生成し直される。したがって、車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，…からデータを含むメッセージを受信する都度、毎回前記データを元に演算により生成するのではなく、車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，…から必要とされた場合のみ行なう構成とする。これにより、演算により生成されるデータを必要とする車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，…の夫々へ演算の元となるデータを全て送信する場合と比して送信されるデータのデータ量が低減される。更に、データの生成し直しの演算処理が無駄になされず、中継装置３の制御部３０による演算負荷を低減させることができる。

なお、実施の形態３において図５のフローチャートに示した処理手順ではメッセージを受信し（Ｓ１１：ＹＥＳ）、受信したメッセージに演算の元となるデータが含まれている場合は（Ｓ１３：ＹＥＳ）、演算結果のデータは再生成が必要となることを記録しておく（Ｓ１４）構成とした。しかしながら、受信したメッセージに演算の元となるデータが含まれている場合に全て再生成が必要となることを記録するのではなく、受信したデータに含まれる数値情報が過去に受信してデータベースＤＢに記憶していたデータの数値情報と比して変化している場合のみ、再生成が必要となることを記録する構成としてもよい。これにより、更に無駄に生成し直しがなされることが回避され、中継装置３における演算負荷を低減させることができる。

（実施の形態４）
実施の形態４では、中継装置３はデータの再生成の要否の判定を時間情報に基づいて行ない、更に再生成の要否の判定を送信要求を受け付けた場合に行なう構成とする。図７は、実施の形態４における車載通信システムの構成を示すブロック図である。なお、実施の形態４における車載通信システムの構成は、中継装置３の内部構成の詳細及び制御部３０の処理以外は実施の形態１と同様である。したがって、図７に示す車載通信システムの構成の内、共通する構成には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

図７のブロック図に示すように、実施の形態４における中継装置３は、所定の周波数で計数することによって時間を計測する計時部３６を備える。制御部３０は、計時部３６から現在の時間情報を取得することが可能である。計時部３６はＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からの電波を受信して時間情報を取得する機能を有していてもよい。

図８は、実施の形態４における中継装置３の制御部３０がメッセージを受信した場合の処理手順の一例を示すフローチャートである。

制御部３０は、車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，…のいずれかからメッセージを受信したか否かを判断する（ステップＳ３１）。制御部３０は、車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，…からメッセージを受信していないと判断した場合（Ｓ３１：ＮＯ）、処理をステップＳ３１へ戻す。制御部３０は、車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，…からメッセージを受信したと判断した場合（Ｓ３１：ＹＥＳ）、メッセージに含まれるデータを抽出して記憶部３５のデータベースＤＢへ記憶する（ステップＳ３２）。

なお制御部３０は、受信した時点又は記憶した時点で計時部３６から取得したデータベースＤＢの更新の時間情報をステップＳ３２で記憶したデータに対応付けて共に記憶し（ステップＳ３３）、メッセージを受信した場合の処理手順を終了する。

中継装置３の制御部３０は、図８に示した処理手順を繰り返し、車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆからメッセージを受信する都度、データベースＤＢへの記憶及び時間情報の記憶を行なう。これにより、データベースＤＢが適宜更新されると共に、データベースＤＢに記憶されているデータの再生成の要否を、時間情報を参照してデータが古いか否かにより判定することが可能となる。

図９は、実施の形態４における中継装置３の制御部３０がデータの送信要求を受け付けた場合の処理手順の一例を示すフローチャートである。

制御部３０は、車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，…からデータの送信要求を受け付けたか否かを判断する（ステップＳ４１）。制御部３０は、車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，…から送信要求を受け付けていないと判断した場合（Ｓ４１：ＮＯ）、処理をステップＳ４１へ戻す。

制御部３０は、車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，…から送信要求を受け付けたと判断した場合（Ｓ４１：ＹＥＳ）、受け付けた送信要求の対象のデータは他の一又は複数のデータを用いて演算により生成されるデータであるか否かを判断する（ステップＳ４２）。制御部３０は、送信要求の対象のデータは他の一又は複数のデータを用いた演算により生成されるデータでないと判断した場合（Ｓ４２：ＮＯ）、送信要求の対象のデータをデータベースＤＢから読み出してデータを含むメッセージを送信し（ステップＳ４７）、データの送信要求を受け付けた場合の処理を終了する。

制御部３０は、送信要求の対象のデータは他の一又は複数のデータを用いた演算により生成されるデータであると判断した場合（Ｓ４２：ＹＥＳ）、演算結果のデータは古いので再生成が必要であるか否かを判定する（ステップＳ４３）。なお、制御部３０は後述のステップＳ４６において、演算によりデータを生成した場合には演算を行なった時間情報を共に記憶する。したがって制御部３０はステップＳ４３において、メッセージを受信した際に各データに対応付けて記憶してある更新の時間情報と、演算を行なった際に記憶した時間情報とを比較する。制御部３０は、演算を行なった時間が、演算の元となるデータが更新された時間よりも前である場合、演算結果のデータは古いので再生成が必要であると判定する。

制御部３０は、演算結果のデータは新しく再生成が不要であると判定した場合（Ｓ４３：ＮＯ）、演算結果としてデータベースＤＢに既に記憶されているデータを読み出してデータを含むメッセージを送信し（Ｓ４７）、データの送信要求を受け付けた場合の処理手順を終了する。

制御部３０は、演算結果のデータは古いので再生成が必要であると判定した場合（Ｓ４３：ＹＥＳ）、演算によりデータを生成し直し（ステップＳ４４）、生成したデータをデータベースＤＢに記憶する（ステップＳ４５）。制御部３０は、演算を行なってデータを生成した演算の時間情報を計時部３６から取得して演算結果のデータに対応付けて記憶部３５に共に記憶し（ステップＳ４６）、演算結果のデータを含むメッセージを送信し（Ｓ４７）、データの送信要求を受け付けた場合の処理を終了する。

制御部３０は、図９のフローチャートに示した処理手順を繰り返し行なう。図９のフローチャートに示した処理手順を中継装置３の制御部３０が実行する構成とした場合、演算により他の一又は複数のデータを用いて生成されるデータには、演算を行った時間情報が共に記憶される。したがって、中継装置３の制御部３０は、メッセージが受信されて該メッセージから読み出されるデータの更新の時間情報と比較することにより、確実に古いデータを生成し直すことが可能となる。これにより、中継装置３での演算処理の回数が低減されると共に、演算結果のデータを最新のデータとすることができる。

実施の形態４における中継装置３は、車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，…からデータを含むメッセージを受信した場合にデータをデータベースＤＢに記憶する際、及び、データベースＤＢに記憶してあるデータを用いて他のデータを生成した際、計時部３６から取得した時間情報を共に記憶する構成とした。データと共に記憶される時間情報は、受信した時間、記憶した時間、生成した時間等の時刻を示す時間情報のみならず、例えば１００ミリ秒毎に加算されるエージ又は減算される寿命を示す情報でもよい。中継装置３の制御部３０は、エージが所定値以上である場合、又は、寿命が所定値以下である場合にはデータは古いので再生成が必要であると判定して生成し直す構成としてもよい。

実施の形態１乃至４において中継装置３は、車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆからデータを含むメッセージを受信した場合にデータをデータベースＤＢに記憶し、その際に当該データを用いて生成するデータの再生成の要否を判定するか、又は、再生成が必要であること若しくは時間情報を記憶しておき後に再生成の要否を判定させる構成とした。車載通信システムは、中継装置３を複数含み、各中継装置３，３，…でデータベースＤＢを同期させるように構成する場合がある。この場合、中継装置３は車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，…からのみならず、同期のために他の中継装置３からデータベースＤＢのデータを受信する場合がある。中継装置３の制御部３０は、他の中継装置３からデータを受信した場合も、当該データを用いてデータの再生成が必要であると判定して生成し直すの処理を行なう。

実施の形態１乃至４における中継装置３の制御部３０はＦＰＧＡ、マイコン又はＡＳＩＣを用いることにより、状況に応じたソフトウェア的な処理の実行を可能としつつ、メッセージを受信した場合には自動的にメッセージからデータを読み出して各データの属性毎に定められたアドレスに記憶するという処理をハードウェア的に行なって処理負荷を軽くし、高速処理を可能とした。なお、中継装置３の制御部３０は各構成部の全動作をソフトウェア的に制御するように構成されてもよい。

なお、開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態１における車載通信システムの構成を示す構成図である。 実施の形態１における中継装置の制御部がメッセージを受信した場合の処理手順の一例を示すフローチャートである。 実施の形態１における中継装置の制御部により実行される処理の一例を模式的に示す説明図である。 実施の形態２における中継装置の制御部がメッセージを受信した場合の処理手順の一例を示すフローチャートである。 実施の形態３における中継装置の制御部がメッセージを受信した場合の処理手順の一例を示すフローチャートである。 実施の形態３における中継装置の制御部がデータの送信要求を受け付けた場合の処理手順の一例を示すフローチャートである。 実施の形態４における車載通信システムの構成を示すブロック図である。 実施の形態４における中継装置の制御部がメッセージを受信した場合の処理手順の一例を示すフローチャートである。 実施の形態４における中継装置の制御部がデータの送信要求を受け付けた場合の処理手順の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ 車載装置
１０ 制御部
２１，２２，２３，２４ 通信線
３ 中継装置
３０ 制御部
３５ 記憶部
ＤＢ データベース
３６ 計時部

Claims (6)

1. 複数の外部装置と通信線を介して接続され、各外部装置から繰り返し送信されるデータを受信する手段と、受信したデータをデータベースに記憶する手段とを備え、前記データベースからデータを読み出して外部装置へ送信することにより外部装置間のデータの送受信を中継する中継装置において、
   受信したデータの内の一又は複数を用いて他のデータを生成する生成手段と、
   該生成手段が生成した生成データを前記データベースに記憶する手段と、
   前記データベースに記憶されている生成データの再生成の要否を判定する判定手段と、
   前記判定手段が要と判定した場合、生成データを生成し直す手段と、
   生成し直した生成データをデータベースに記憶する手段と
   を備えることを特徴とする中継装置。
2. 外部装置からデータの送信要求を受け付ける手段を備え、
   送信要求を受け付けた場合に、前記送信要求の対象のデータが生成データであるとき、前記判定手段により前記生成データの再生成の要否を判定するようにしてあること
   を特徴とする請求項１に記載の中継装置。
3. 前記判定手段は、
   外部装置から一のデータを新たに受信した場合であって、且つ前記一のデータが、対応する過去のデータの内容と比して変化しているとき、前記過去のデータを用いて生成された生成データの再生成を要と判定するようにしてあること
   を特徴とする請求項１に記載の中継装置。
4. 外部装置から受信したデータをデータベースに記憶する際、及び前記生成手段が生成データを生成する際に時間情報を共に記憶する手段を備え、
   前記判定手段は、データ及び生成データと共に記憶してある時間情報に基づき前記データベースに記憶されている生成データの再生成の要否を判定するようにしてあること
   を特徴とする請求項１に記載の中継装置。
5. データを繰り返し送受信する複数の通信装置と、該通信装置に通信線を介して接続されており、各通信装置からデータを受信し、受信したデータをデータベースに記憶し、各通信装置からの送信要求に係るデータを前記データベースから読み出して送信することにより各通信装置間のデータの送受信を中継する中継装置とを含む通信システムにおいて、
   前記中継装置は、
   各通信装置から受信したデータの内の一又は複数を用いて他のデータを生成する生成手段と、
   該生成手段が生成した生成データを前記データベースに記憶する手段と、
   送信要求を受け付ける手段と、
   送信要求を受け付けた場合に前記送信要求の対象のデータが生成データであるとき、生成データの再生成の要否を判定する判定手段と、
   該判定手段が要と判定した場合、生成データを生成し直す手段と、
   生成し直した生成データをデータベースに記憶する手段と、
   生成し直した生成データを前記通信装置へ送信する手段と
   を備えることを特徴とする通信システム。
6. 複数の外部装置と通信線を介して接続され、各外部装置から繰り返し送信されるデータを受信し、受信したデータをデータベースに記憶し、前記データベースからデータを読み出して送信することにより各外部装置間のデータの送受信を中継する中継装置の通信方法において、
   受信したデータの内の一又は複数を用いて他のデータを生成し、
   生成した生成データを前記データベースに記憶し、
   前記データベースに記憶されている生成データの再生成の要否を判定し、
   要と判定した場合、生成データを生成し直し、
   生成し直した生成データをデータベースに記憶し、
   前記生成データを必要とする外部装置へ送信する
   ことを特徴とする通信方法。

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