JP5617875B2 - 車載ネットワークシステム - Google Patents
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Description
以下に、本発明の第1実施形態である車載ネットワークシステム100を図面と共に説明する。
図1に示すように、車載ネットワークシステム100は、車両に搭載された多数の電子制御装置(ECU)が通信バス100Aに接続されており、各ECUが通信バス100Aを介して互いに制御メッセージを送受信することにより、車両の状態を表す各種検出値や車載機器へのコマンド等を共有し、効率的かつ統合的な車両制御を実現するシステムである。なお、車載機器には、ECUと、ECU以外の車両を構成する装置や電装品(以下「制御対象機器」という)とが含まれる。
電源制御部15は、車両のバッテリV1に接続されており、バッテリV1からのマイコン11への電力供給を制御するものである。
[状態遷移処理]
各ECUのマイコン11は、図3に示す状態遷移処理を行う。即ち、通常状態においては、自ECUが省電力状態に遷移不可であることを表す制御メッセージ(NMメッセージ)を通信バス100Aに一定周期毎に送出する(S101)。つまり、自ECUが省電力状態に遷移すると制御に影響を及ぼす可能性がある旨を他のECUに伝達することになる。
次に、監視ECU100Bの構成について、ノードと異なる点を説明する。
図2に示すように、監視ECU100BのCPU11Aは、機能的に区分すると、通信コントローラ11Cとの間で制御メッセージの授受を行うネットワーク管理部21と、ノードの異常動作を検出する異常検出部22と、RAM11Bおよび不揮発性メモリ14を管理するメモリ管理部23とを備えて構成される。
ここで、監視ECU100BのCPU11Aがメモリ管理部23の一部機能として実行するバッファ更新処理について、図5のフローチャートに沿って説明する。
なお、メモリ管理部23は、車載ネットワークシステム100のバススリープ時に備えて、バッファ32を初期化する処理(バッファ初期化処理)を行っている。この監視ECU100BのCPU11Aがメモリ管理部23の一部機能としてバッファ初期化処理を行うタイミングの判定について、図6のフローチャートに沿って説明する。
[異常検出処理]
次に、監視ECU100BのCPU11Aが異常検出部22の一部機能として実行する異常検出処理について、図7のフローチャートに沿って説明する。なお、本処理は、ネットワーク管理部21によって少なくとも1つのスリープ突入メッセージを受信した後に、全てのノードが状態遷移処理を完了するまでの時間として予め設定されたスリープ完了時間が経過すると開始する。
以上説明したように、本実施形態の車載ネットワークシステム100では、状態遷移処理に伴うバススリープ動作時に各ノードが主体的に送信するメッセージ(スリープ突入メッセージ)の受信有無に応じて、監視ECU100Bにおいてスリープ突入メッセージの受信数が全ノード数に満たない場合に、システム内に異常ノードが存在すると判断している。
次に、本発明の第2実施形態である車載ネットワークシステム100を図面と共に説明する。なお、本第2実施形態では、第1実施形態と異なる部分を中心に説明し、特に説明がない限り、第1実施形態と同一の符号を用いることにより各構成要素の説明を省略する。
図8に示すように、車載ネットワークシステム100では、各ECUが通信バス100A上において予め区分された複数のグループの少なくとも1つに属し、且つ複数のグループに属するノードが存在する点で第1実施形態と異なる。
そして、本実施形態において、各ノードのマイコン11は、図3に示す状態遷移処理において、S101では、自ノードを特定するためのノードIDに加えて、自ノードが属するグループを特定するための1ないし複数のグループIDのうち、どのグループIDを対象として発信するメッセージであるかを示す対象識別子を含むNMメッセージを通信バス100Aに定期的に送出する。つまり、NMメッセージに、送信先である1ないし複数のグループを特定するための情報(対象識別子)が含まれている点で第1実施形態と異なる。
次に、本実施形態の監視ECU100Bの構成について、第1実施形態と異なる点を説明する。
そして、図5に示すバッファ更新処理において、S203では、バッファ32において、S202にて抽出したインデックスに対応する管理情報のうち、ネットワーク管理部21によって受信したスリープ突入メッセージに含まれる対象識別子に関する管理情報を、スリープ突入メッセージを受信していないことを表す0から、スリープ突入メッセージを受信したことを表す1に書き換えることにより、バッファ32を更新する。
次に、図6に示すバッファ初期化処理を行うためのタイミング判定では、マイコン11への電源供給直後か否かを判断し(S301)、マイコン11への電源供給直後の場合(S301;YES)、バッファ初期化処理を開始する。そして、ここで、バッファ初期化処理が開始されると、バッファ32内の全ての管理情報が0にリセットされる。
そして、本実施形態の異常検出処理は、ネットワーク管理部21によって少なくとも1つのスリープ突入メッセージを受信した後に、そのメッセージに含まれている対象識別子に対応するグループ内の全てのノードが状態遷移処理を完了するまでの時間として予め設定されたスリープ完了時間が経過すると開始する。
以上説明したように、本実施形態の車載ネットワークシステム100では、NMメッセージおよびスリープ突入メッセージに対象識別子が含まれているため、各ノードは、自ノードが属する全てのグループについてスリープ条件を満たす場合に限り、通常状態から省電力状態に遷移することができ、監視ECU100Bは、グループ毎に各ノードの動作状態を監視することができる。
次に、本発明の第3実施形態である車載ネットワークシステム100を図面と共に説明する。なお、本第3実施形態では、第2実施形態と異なる部分を中心に説明し、特に説明がない限り、第2実施形態と同一の符号を用いることにより各構成要素の説明を省略する。
まず、本実施形態の監視ECU100Bの構成について、第2実施形態と異なる点を説明する。
ここで、監視ECU100BのCPU11Aがネットワーク構成学習部24の一部機能として実行するネットワーク構成学習処理について、図12のフローチャートに沿って説明する。なお、本処理は、例えば工場で車両に各ノードを組み付け、出荷する前に、所定のタイミングで開始される。
以上説明したように、本実施形態の車載ネットワークシステム100では、ネットワーク構成学習処理によってネットワーク構成テーブル31が自動設定されるため、例えば、ノードの属するグループが変更する場合であっても、流動的に対応することができる。また例えば、ノードが増加する場合であっても、監視ECU100B内のプログラムにおいてその増加数だけを書き換えればよく、ネットワーク構成テーブル31を書き換える必要がなくなることから、ネットワークの設計変更を比較的容易にすることができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。
Claims (9)
- 車載機器の制御に伴う制御メッセージを共有するために通信バス(100A)を介して互いに通信可能に接続された複数の電子制御装置(1,3,5,10,100B)のうち、予め設定されたスリープ条件に従って、通常状態から省電力状態へと遷移する状態遷移処理を行うノード(1,3,5,10)と、前記各ノードについての前記状態遷移処理に係る異常を検出する異常検出処理を行うマスタ(100B)とを備えてなり、
前記ノードは、自ノードが前記省電力状態に遷移不可であることを表すNMメッセージを前記通信バスに定期的に送出し、
前記スリープ条件は、自ノードが前記省電力状態に遷移可能である場合に、前記NMメッセージの送出を中止するとともに、前記通信バスを介して前記NMメッセージを他の電子制御装置からも受信しないNM中止期間が予め設定された待機期間を超えることであり、
前記状態遷移処理では、前記スリープ条件を満たしたことを表すスリープ突入メッセージを前記通信バスに送出し、
前記異常検出処理では、前記スリープ突入メッセージの受信有無に基づき、前記状態遷移処理に係る異常を検出することを特徴とする車載ネットワークシステム。 - 前記スリープ突入メッセージには、送出元のノードを識別するためのノードIDが含まれており、
前記マスタは、前記ノードIDを管理しており、
前記異常検出処理では、前記スリープ突入メッセージにおけるノードIDを用いて、前記スリープ突入メッセージの送出元であるノードを正常ノード、前記スリープ突入メッセージを送出しないノードを異常ノードとして、該異常ノードを記録することを特徴とする請求項1に記載の車載ネットワークシステム。 - 前記マスタは、前記スリープ突入メッセージの受信有無を表す管理情報を一時記憶するためのバッファ(32)を有し、当該マスタの電源ON時、前記ノードが前記省電力状態から前記通常状態へと遷移するバスウェイクアップ時、および前記ノードが前記状態遷移処理を中断するバススリープキャンセル時に、前記バッファを初期化することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の車載ネットワークシステム。
- 前記NM中止期間は、前記通信バス上の全ての電子制御装置から前記NMメッセージを受信しない期間であることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の車載ネットワークシステム。
- 前記ノードは、前記通信バス上において予め区分された複数のグループの少なくとも1つに属し、
前記NMメッセージには、送出元のノードを識別するためのノードIDと、該ノードが属するグループを識別するための1ないし複数のグループIDのうち、送信先のグループを特定するための対象識別子とが含まれており、
前記NM中止期間は、前記対象識別子に対応するグループを対象グループとし、該対象グループ内の全てのノードから該対象識別子を含む前記NMメッセージを受信しない期間であり、
前記スリープ突入メッセージには、前記スリープ条件を満たしたグループに対応する前記対象識別子が含まれており、
前記状態遷移処理では、自ノードが属する全てのグループについて前記スリープ条件を満たす場合に、前記通常状態から省電力状態に遷移することを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の車載ネットワークシステム。 - 前記マスタは、前記ノードID毎に1ないし複数の前記グループIDが対応づけられたネットワーク構成テーブル(31)を参照し、前記スリープ突入メッセージに含まれている前記ノードIDおよび前記対象識別子に基づいて前記グループID毎に前記異常検出処理を行うことを特徴とする請求項5に記載の車載ネットワークシステム。
- 前記ノードは、予め設定された要求メッセージを受信すると、自ノードに対応する前記ノードIDと自ノードが属するグループに対応する前記グループIDとを表すノード情報メッセージを前記通信バスに送出し、
前記マスタは、前記要求メッセージを前記通信バスに送出するとともに、前記ノードから受信した前記ノード情報メッセージに基づいて前記ネットワーク構成テーブルを設定することを特徴とする請求項6に記載の車載ネットワークシステム。 - 前記マスタは、前記スリープ突入メッセージの受信有無を前記対象識別子毎に表す管理情報を一時記憶するためのバッファ(32)を有し、当該マスタの電源ON時には前記バッファにおける全ての管理情報について初期化し、前記複数のグループの少なくとも1つが前記省電力状態から前記通常状態へと遷移するバスウェイクアップ時、および前記複数のグループの少なくとも1つが前記状態遷移処理を中断するバススリープキャンセル時には、前記バッファのうち該グループの前記対象識別子に対応する管理情報について初期化することを特徴とする請求項5ないし請求項7のいずれか1項に記載の車載ネットワークシステム。
- 前記スリープ突入メッセージには、送出元のノードを識別するためのノードIDが含まれており、
前記マスタは、前記ノードIDを管理しており、
前記異常検出処理では、前記スリープ突入メッセージにおけるノードIDを用いて、前記スリープ突入メッセージの送出元であるノードを正常ノード、前記スリープ突入メッセージを送出しないノードを異常ノードとして、該異常ノードを記録するとともに、該異常ノードに異常確認メッセージを送信し、該異常確認メッセージに対する応答メッセージの受信有無に応じて、該異常ノードの記録を更新または削除することを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載の車載ネットワークシステム。
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