JP6187339B2 - 通信システム及び中継装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数のネットワークが中継装置を介して接続された通信システム及び該通信システムに供される中継装置に関する。

近年、車輌には多数の電装品と、電装品を制御する多数のＥＣＵ（Electronic Control Unit）が搭載されている。ＥＣＵは互いに通信線で接続され、車載ネットワークを構成している。ＥＣＵは通信線を介して信号であるフレームを送受信する。また、車輌のエネルギー効率を高めるために、各ＥＣＵは、制御を行わない場合には消費電力の少ない休止状態へと遷移する。休止状態にあるＥＣＵは、イベントを検知した場合又は他のＥＣＵからＥＣＵを休止状態から動作状態へ遷移させるフレームであるウェイクアップフレームを受信した場合、動作状態へ遷移し、必要な制御を行う。

更に、制御を効率よく行うため、要求される通信速度の相違等に応じてノードにあたる各ＥＣＵを複数のノード群に分けて複数のネットワークを形成し、異なるネットワークに属するノード間の通信は中継装置を介して行う通信システムがある。

特許文献１には、複数のネットワークが中継装置を介して接続された通信システムにおいて、ウェイクアップフレームをネットワーク間で中継する中継制御方法が開示されている。特許文献２には、消費電力削減のため、ネットワークに接続されたノードのうち、必要なノードを選択的に休止状態から動作状態へ遷移させるウェイクアップフレームを送信する方法が開示されている。

特許第３５７８０５８号公報 特開２０１２−１２４５３号公報

特許文献１の中継制御方法では、ウェイクアップフレームによってネットワークに接続されたすべてのノードを動作状態へ遷移させるため、消費電力の無駄が発生する虞がある。例えばドアの解錠を要求する要求信号を受け付けたノード（ＥＣＵ）が、ドアの解錠を指示するフレームをネットワークに送信した場合、ドアの解錠の制御に関わりのないＥＣＵについても休止状態から動作状態へ遷移させるため、斯かるＥＣＵの消費電力は無駄になる。

一方、特許文献２には、異なるネットワーク間で中継装置がフレームを中継する方法については開示されていない。また、特許文献２の方法では、通信システム全体のノード数が多い場合、ウェイクアップフレームのデータ長が長くなるという問題が生じる。斯かる場合、例えばウェイクアップフレームと他のフレームとをデータ長で区別する場合において、ウェイクアップフレームと他のフレームとの区別が難しくなる虞がある。したがって、ネットワークを複数に分割することにより、一つのネットワークあたりのノード数を少なくする必要がある。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ウェイクアップフレームのデータ長を抑えることで、ネットワークのノード数が多い場合にもデータ長を調べるだけでウェイクアップフレームとデータフレームの区別を可能にすることにある。これにより、消費電力の低い通信システム及び通信システムの消費電力を削減することができる中継装置を提供することができる。

本発明に係る通信システムは、消費電力が多い動作状態と消費電力が少ない休止状態との間を遷移し、検知したイベント毎に異なる識別情報を含むイベント信号を送信及び受信する複数のノードが、夫々に接続された複数のネットワークと、該ネットワーク間で前記イベント信号を中継する中継装置とを備える通信システムにおいて、前記ノードは、前記イベントを検知した場合、前記イベント信号を送信する前に、該イベント信号の受信に係る他のノードを動作状態へ遷移させる遷移指示信号を送信するようにしてあり、前記中継装置は、前記各識別情報の夫々とイベント信号の中継先に係る前記ノードとを対応付けて記憶する中継情報記憶部と、前記イベント信号及び遷移指示信号を受信する受信部と、該受信部が前記遷移指示信号を受信した後、前記イベント信号を受信した場合、受信したイベント信号に含まれる識別情報に対応付けて前記中継情報記憶部に記憶されたノードを動作状態へと遷移させる遷移指示信号を、該ノードが接続された前記ネットワークへ送信する遷移指示信号送信部と、該遷移指示信号送信部が該遷移指示信号を送信した後、該ネットワークへ前記イベント信号を中継するイベント信号中継部とを備えることを特徴とする。

本発明にあっては通信システムでは、ネットワークに接続されたノードは、消費電力が多い動作状態と消費電力が少ない休止状態の間を遷移する。イベントを検知したノードは、検知したイベント毎に異なる種類の識別情報を含むイベント信号を送信する。ノードはイベントを検知してイベント信号を送信する前に、該イベント信号の受信に係る他のノードを動作状態へ遷移させる遷移指示信号を送信する。中継装置の中継情報記憶部は、イベント毎に異なる識別情報夫々と識別情報を含むイベント信号の中継先に係るノードとを対応付けて記憶する。受信部が遷移指示信号を受信した後にイベント信号を続けて受信した場合、遷移指示信号送信部が、中継情報記憶部から識別情報に基づいて読み込んだ対応ノードが接続されたネットワークに、該ノードを動作状態へと遷移させる遷移指示信号を送信する。その後、イベント信号中継部が該ネットワークに、受信したイベント信号を中継する。

例えば車載用のＥＣＵがノードとして車載ネットワークに接続されている場合、ＥＣＵは、制御対象の制御を行わないときには休止状態に遷移することにより消費電力を削減できる。休止状態にあるＥＣＵに、制御を行わせる必要が生じた場合、ネットワークを介して他のＥＣＵが遷移指示信号とイベント信号とを続けて送信することにより、必要に応じてＥＣＵを動作状態へと遷移させてから制御を行わせることができる。ＥＣＵは動作状態にある間にイベント信号を受信することにより、受信したイベント信号にしたがった制御を行う。

車輌に搭載されたＥＣＵの数が多い場合、遷移指示信号に含まれるノードを指定したデータのデータ長が長くなる。これに対して、ネットワークを複数に分割し、複数のネットワークを中継装置を介して接続することにより、１つのネットワークに接続されるノード数を削減することができる。他のネットワークに接続されたＥＣＵに制御を行わせる場合、中継装置が、受信したイベント信号に含まれる識別情報に対応したＥＣＵを動作状態へ遷移させる遷移指示信号を送信した後、イベント信号を中継することができる。したがって、必要な場合のみＥＣＵを動作状態に遷移させる遷移指示信号を、ネットワーク間で送受信することにより、ネットワークあたりのノード数を削減して遷移指示信号のデータ長を抑えながら、消費電力を削減することができる。

本発明に係る通信システムは、前記ノードは、イベントを検知した場合に動作状態へ遷移し、該イベントを検知してからノード毎に設定された所定時間以上継続してイベントを検知しなかった場合、休止状態へ遷移するようにしてあり、前記中継装置は、前記ノードから前記イベント信号を受信してからノード毎に設定された前記所定時間が経過する迄は該ノードが動作状態にあることを記憶するノード状態記憶部を備え、前記イベント信号中継部は、前記受信部がイベント信号を受信した場合、受信したイベント信号に含まれる識別情報に対応付けて前記中継情報記憶部に記憶されたノードの状態を、前記ノード状態記憶部から読み込み、該ノードが休止状態にないときは前記イベント信号を該ノードが接続された前記ネットワークに中継し、該ノードが休止状態にあるときは、前記遷移指示信号送信部が該ノードを選択的に起動させる遷移指示信号を送信した後に前記イベント信号を該ノードが接続されたネットワークに中継するようにしてあることを特徴とする。

本発明に係る通信システムでは、ノードは、イベント検知後、所定時間以上イベントを検知しなかった場合、休止状態へ遷移する。中継装置は、ノードからイベント信号を受信した後、所定時間以上同じノードからイベント信号を受信しなかった場合、該ノードが休止状態にあることをノード状態記憶部に記憶する。中継装置は、イベントフレームを中継する場合、該イベントフレームの受信に係るノードが休止状態にないときは、ウェイクアップフレームの送信を省略する。したがって、通信量を削減し、また中継に係る時間を短縮することができる。

本発明に係る中継装置は、消費電力が多い動作状態と消費電力が少ない休止状態との間を遷移し、検知したイベント毎に異なる識別情報を含むイベント信号を送信するノードであって、イベントを検知した場合、イベント信号を送信する前に他のノードを動作状態へ遷移させる遷移指示信号を送信する複数のノードが、夫々に接続された複数のネットワークの間で、前記イベント信号を中継する中継装置において、各識別情報夫々とイベント信号の中継先に係るノードとを対応付けて記憶する中継情報記憶部と、前記イベント信号及び遷移指示信号を受信する受信部と、該受信部が前記遷移指示信号を受信した後、前記イベント信号を受信した場合、受信したイベント信号に含まれる識別情報に対応付けて前記中継情報記憶部に記憶された前記ノードを動作状態へと遷移させる遷移指示信号を、該ノードが接続された前記ネットワークへ送信する遷移指示信号送信部と、該遷移指示信号送信部が該遷移指示信号を送信した後、該ネットワークへ前記イベント信号を中継するイベント信号中継部とを備えることを特徴とする。

本発明に係る中継装置では、中継情報記憶部は、イベント毎に異なる識別情報夫々と識別情報を含むイベント信号の中継先に係るノードとを対応付けて記憶する。受信部が遷移指示信号とイベント信号とを続けて受信した場合、遷移指示信号送信部が、中継情報記憶部から識別情報に基づいて読み込んだ対応ノードが接続されたネットワークに、該ノードを動作状態へと遷移させる遷移指示信号を送信した後、イベント信号中継部が該ネットワークに受信したイベント信号を中継する。したがって、必要な場合のみＥＣＵを動作状態に遷移させる遷移指示信号を、ネットワーク間で送受信することにより、遷移指示信号のデータ長を抑えながら、消費電力を削減することができる。

本発明によれば、ウェイクアップフレームのデータ長を抑えることで、ネットワークのノード数が多い場合にもデータ長を調べるだけでウェイクアップフレームとデータフレームの区別を可能にし、消費電力を削減することができる。

本発明に係る通信システムの構成を示すブロック図である。 データフレームを示す図である。 中継装置の構成を示すブロック図である。 中継テーブルを示す図である。 ウェイクアップフレームを示す図である。 イベントフレーム及びウェイクアップフレームの構造を簡易的に示す図である。 ＥＣＵの構成を示すブロック図である。 ＥＣＵがウェイクアップフレーム及びイベントフレームを送信する処理を示すフローチャートである。 実施の形態１に係る中継装置がウェイクアップフレーム又はイベントフレームを受信した場合の処理を示すフローチャートである。 ＥＣＵがウェイクアップフレーム又はイベントフレームを受信した場合の処理を示すフローチャートである。 実施の形態２に係る中継装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態２に係る中継装置がウェイクアップフレーム又はイベントフレームを受信した場合の処理を示すフローチャートである。 実施の形態２に係る中継装置がウェイクアップフレーム又はイベントフレームを受信した場合の処理を示すフローチャートである。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。

実施の形態１．
図１は、本発明に係る通信システム１００の構成を示すブロック図である。通信システム１００は、ネットワーク２１、２２、２３、及びこれらのネットワーク間でフレームを中継する中継装置１を備える。中継装置１は、ネットワーク２１、２２、２３に夫々接続された複数の送受信部１１、１２、１３を備える。

ネットワーク２１は、バス１１ａを介してＥＣＵ３１１、３１２、３１３が接続されている。ネットワーク２２及び２３の構成は、ネットワーク２１と同様である。各ＥＣＵはエアーコンディショナ又はパワーウィンドウ等の車載機器である制御対象に接続されており、制御対象を制御する。

各ＥＣＵは、例えばＣＡＮ（Control Area Network）プロトコルといった車載用通信プロトコルに従ってフレームを送受信する。また、例えば図１に示すように、ＥＣＵ３３２にはスイッチ３３２ａが接続され、ＥＣＵ３１１には負荷３１１ａが接続されている。ここで例えば、スイッチ３３２ａはパワーウィンドウ用スイッチであり、負荷３１１ａはパワーウィンドウ用アクチュエータである。ユーザがスイッチ３３２ａを操作した場合、ＥＣＵ３３２がイベントを検知し、イベントに応じたイベントフレームを送信する。中継装置１は、イベントフレームをネットワーク２１へ中継する。ＥＣＵ３１１は、イベントフレームを受信し、受信したイベントフレームからデータを抽出し、抽出したデータの内容に従って、負荷３１１ａを動作させるために、負荷３１１ａを制御する。ここで、イベントフレームは特許請求の範囲に記載のイベント信号に相当する。

ＥＣＵ３１１‥３３３は、マイコン（図７参照）に給電され制御対象の制御を行うウェイクアップモードと、制御を休止してマイコンへの給電を停止することにより電力の消費を抑制するスリープモードとを取り得る。ウェイクアップモードにおいては、マイコンが電力を消費するため、スリープモードと比較してＥＣＵの消費電力が多い。したがって、ウェイクアップモードは特許請求の範囲に記載の動作状態に相当する。スリープモードは特許請求の範囲に記載の休止状態に相当する。

更に、ＥＣＵ３１１‥３３３は、所定の条件を満たした場合、ウェイクアップモードからスリープモードに自動で遷移する。例えば、ＥＣＵ３１１‥３３３は、イベントを検知又はイベントフレームを受信した後、所定時間以上イベントを検知せず且つイベントフレームを受信しない状態が継続した場合、ウェイクアップモードからスリープモードへ遷移する。

ＥＣＵ３１１‥３３３は、スリープモードにある場合、イベントフレームを受信してもイベントフレームに含まれるデータに従った制御を行わない。そのため、ＥＣＵ３１１‥３３３は、イベントフレームを送信する前に、他のＥＣＵ３１１‥３３３をウェイクアップモードへ遷移させるウェイクアップフレームを送信する。ここで、ウェイクアップフレームは特許請求の範囲に記載の遷移指示信号に相当する。これにより、イベントフレームをウェイクアップ対象のＥＣＵに受信させることができる。したがって、消費電力を必要最低限に抑えることができる。

バス１１ａ、１２ａ、及び１３ａは、例えば使用される通信プロトコルがＣＡＮプロトコルである場合、例えばＳＴＰ（Shield Twisted Pair）ケーブルといったツイストペアケーブルである。バス１１ａ‥１３ａは、２本の電線に印加された電位差により、ビット信号を伝送する。

ＥＣＵ３１１‥３３３が送受信するフレームにはデータフレームが含まれる。データフレーム以外のフレームについては、説明を省略する。データフレームには前述のウェイクアップフレーム及びイベントフレームが含まれる。

図２は、データフレームを示す図である。ＣＡＮプロトコルのデータフレームは、先頭からＳＯＦ（Start of Frame）、アービトレーション、コントロール、データ、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）、ＡＣＫ（ACKnowledgement）及びＥＯＦ（End of Frame）の各フィールドで構成される。

アービトレーションフィールドは、１１ビットの識別子を含む。ここで、識別子は特許請求の範囲に記載の識別情報に相当する。データフィールドはデータの内容を表す。識別子は、データフレームを受信した機器がデータフィールドの内容を解釈するために用いられる。例えば、ユーザがパワーウィンドウ用スイッチ３３２ａを操作した場合にＥＣＵ３３２が送信するイベントフレームには、フレームのデータがパワーウィンドウのアクチュエータの制御に係るものであることを示す固有の識別子が含まれている。データフレームが伝送されるネットワーク上のすべてのＥＣＵは、伝送されるデータフレームを受信し、夫々が備える識別子フィルタと一致した識別子をもつフレーム以外は破棄する。例えば、上記の例では、ＥＣＵ３１１のみがパワーウィンドウのアクチュエータの制御に係るイベントフレームを読み込み、アクチュエータを制御する。

コントロールフィールドには、データフィールドの長さを表すデータ長コードが含まれる。ここで、データフィールドの長さは０から８バイトまで、バイト単位となるように規定されている。

ＳＯＦ、ＣＲＣ、ＡＣＫ、及びＥＯＦの各フィールドは本発明の特徴と直接関わりがないため、説明を省略する。

図３は、中継装置１の構成を示すブロック図である。中継装置１は、送受信部１１、１２、１３、中継部１４、記憶部１５、及び一時記憶部１６を備える。

送受信部１１は、バス１１ａからビット信号を検出することによって、フレームをネットワーク２１から受信する。また、送受信部１１は、バス１１ａにビット信号を伝送することによって、ネットワーク２１にフレームを送信する。

送受信部１１は、バス１１ａを介してＥＣＵ３１１、３１２、又は３１３から送信されるフレームを受信し、受信したフレームを中継部１４へ転送する。また、送受信部１１は、後述する方法でネットワーク２１に接続されたＥＣＵ３１１、３１２、又は３１３をウェイクアップモードへと遷移させるウェイクアップフレームを、ネットワーク２１へ送信する。

更に、送受信部１１は、他の送受信部１２又は１３が受信したイベントフレームを、必要に応じて、中継部１４を介してネットワーク２１へ送信する。イベントフレームを受信したＥＣＵ３１１、３１２、又は３１３は所定の制御を行う。送受信部１２及び１３は、送受信部１１と同様の構成である。

中継部１４は、１又は複数のＣＰＵ又はＭＰＵ等で構成されている。記憶部１５は、ＥＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリ等の不揮発性メモリで構成されている。一時記憶部１６は、例えばＲＡＭにより構成されている。中継部１４は、例えば送受信部１１、１２、又は１３が受信したイベントフレームから識別子を抽出する。中継部１４は、イベントフレーム又はイベントフレームから抽出した識別子といった動作に係るデータを一時記憶部１６に一時記憶する。中継部１４は、受信したイベントフレームを、記憶部１５に記憶された中継テーブル１５ａに従って、受信した送受信部とは異なる送受信部へ転送する中継動作を行う。より詳しくは、中継部１４は、送受信部１１、１２、又は１３から転送されたイベントフレームから識別子を抽出し、中継テーブル１５ａの識別子とＥＣＵ３１３等との対応を参照して、送受信部１１、１２、又は１３のうち対応するものに受信したイベントフレームを転送する。

図４は、中継テーブル１５ａを示す図である。図４に示すように、中継テーブル１５ａには、フレームの識別子と中継先のＥＣＵとが対応付けられている。図４の例では、識別子の番号が「１」のイベントフレームはＥＣＵ３１３と対応付けられており、バス１１ａが接続された送受信部１１へと転送されるように指定されている。中継部１４は、バス中継テーブルに従って、該イベントフレームを送受信部１１へ転送し、送受信部１１は、該イベントフレームを、バス１１ａを介してネットワーク２１へ送信する。同様に、識別子の番号が「２」のイベントフレームはＥＣＵ３１１及び３３２に対応付けられており、送受信部１１及び１３へ転送される。

中継部１４は、イベントフレームを送受信部１１、１２、又は１３に転送する前に、ウェイクアップフレームを生成し、送受信部１１、１２、又は１３に送信する。具体的には、中継部１４は、中継テーブル１５ａに従って、受信したイベントフレームから抽出した識別子に対応付けられたＥＣＵをウェイクアップモードへと遷移させるウェイクアップフレームを生成する。中継部１４は、ウェイクアップモードへ遷移させる対象のＥＣＵがバスを介して接続された送受信部へ生成したウェイクアップフレームを送信する。送受信部１１、１２、又は１３は、中継部１４から受信したウェイクアップフレームを接続されたネットワークへ送信する。

図５は、ウェイクアップフレームを示す図である。ウェイクアップフレームはデータフレームであるため、図２に示すデータフレームと同じフィールドによって構成される。ウェイクアップモードへ遷移させるＥＣＵ３１１‥３３３を指定するノード情報は、データフィールドに書き込まれる。図５に示すように、ウェイクアップフレームのデータフィールドに書き込まれたノード情報は、ＥＣＵ３１１‥３３３の夫々について１ビットずつ割り当てられたビット列により構成される。各ビットについて例えば「１」である場合、当該ビットに対応するＥＣＵがそのウェイクアップフレームを受信したとき、スリープモードからウェイクアップモードへ遷移する。ビットが「０」であって、そのウェイクアップフレームを受信した当該ビットに対応するＥＣＵがスリープモードにあるときは、そのＥＣＵはスリープモードにとどまる。

図６は、イベントフレーム及びウェイクアップフレームの構造を簡易的に示す図である。図６においては、識別子、データ長、及びデータ領域のみを示してある。図６に示すように、同一のネットワークに接続されたＥＣＵ数が増加するほど、ウェイクアップフレームのデータ長は長くなる。同一のネットワークに接続されたＥＣＵ数が一定数以下であれば、ウェイクアップフレームのデータ長はイベントフレームのデータ長より短くなる。斯かる場合、イベントフレームとウェイクアップフレームをデータ長で区別することができる。

一方、同一のネットワークに接続されたＥＣＵ数が一定数を超えた場合、イベントフレームとウェイクアップフレームとをデータ長により区別することが困難となる。したがって、本発明においては、ＥＣＵを複数の異なるネットワークに接続し、ネットワーク間を中継装置を介して接続することにより、同一のネットワークに接続されるＥＣＵ数を削減して上記問題点を解決する構成としている。

図７は、ＥＣＵ３１１の構成を示すブロック図である。ＥＣＵ３１１は、電源ＩＣ３１１０、マイコン（マイクロコンピュータ）３１１１、及びトランシーバ３１１２により構成される。更に、トランシーバ３１１２は、給電制御部３１１３、送受信部３１１４、記憶部３１１５、及び入出力部３１１６により構成される。

電源ＩＣ３１１０は、図示しないバッテリから供給される電圧を、例えば５．０Ｖといった、マイコン３１１１の駆動に適した電圧に降圧し、マイコン３１１１を含むＥＣＵ３１１の各構成部に供給する。給電制御部３１１３は、電源ＩＣ３１１０からマイコン３１１１への給電を制御する。マイコン３１１１が電源ＩＣ３１１０から給電されている場合、ＥＣＵ３１１はウェイクアップモードにある。また、マイコン３１１１が電源ＩＣ３１１０から給電されていない場合、ＥＣＵ３１１はスリープモードにある。

給電制御部３１１３は、ＥＣＵ３１１をウェイクアップモードに遷移させるよう指示する信号を受信した場合、電源ＩＣ３１１０に対してマイコン３１１１に給電するよう指令する信号を送信する。給電制御部３１１３は、ＥＣＵ３１１をスリープモードに遷移させるよう指示する信号を受信した場合、マイコン３１１１への給電を停止させる。マイコン３１１１は、電源ＩＣ３１１０から電圧を供給されている間、入出力部３１１６を介して接続された負荷３１１ａといった制御対象を制御する。

トランシーバ３１１２の送受信部３１１４は、バス１１ａに接続されており、バス１１ａを介して他のＥＣＵ又は中継装置１からフレームを受信し、またフレームをネットワーク２１へ送信する。また、送受信部３１１４は、記憶部３１１５に接続されている。記憶部３１１５は、識別子フィルタ３１１５ａを記憶している。送受信部３１１４は、フレームを受信した場合、受信したフレームの識別子と識別子フィルタ３１１５ａとを比較することにより、受信したフレームのデータを読み込むか否かを判定する。送受信部３１１４は、ＥＣＵ３１１がスリープモードにある場合、ウェイクアップフレームを受信したとき、受信したウェイクアップフレームからデータ（ノード情報）を抽出し給電制御部３１１３へ転送する。送受信部は、ＥＣＵ３１１がウェイクアップモードにある場合にウェイクアップフレームを受信したときは、受信したウェイクアップフレームを破棄する。

送受信部３１１４は、ＥＣＵ３１１がウェイクアップモードにある場合、受信したフレームがイベントフレームであってその識別子が識別子フィルタ３１１５ａと一致するものであるとき、受信したイベントフレームからデータを抽出してマイコン３１１１へ転送する。送受信部３１１４は、識別子が識別子フィルタ３１１５ａに一致しないものである場合、受信したフレームを破棄する。送受信部３１１４は、ＥＣＵ３１１がスリープモードにある場合にイベントフレームを受信したとき、受信したイベントフレームを破棄する。

給電制御部３１１３は、送受信部３１１４がウェイクアップフレームから抽出して転送してきたノード情報に基づいて、ＥＣＵ３１１をウェイクアップモードへ遷移させる、すなわちマイコン３１１１に給電するよう指令する。より詳しくは、給電制御部３１１３は、抽出したノード情報のＥＣＵ３１１に割り当てられたビットが「１」である場合には、電源ＩＣに対してマイコン３１１１に給電するよう指示する信号を出力する。また、給電制御部３１１３は、送受信部３１１４と通信し、ＥＣＵ３１１がウェイクアップモードにあるかスリープモードにあるかを判定し、判定結果を送受信部３１１４に出力する。

入出力部３１１６は、外部バスを介して例えば負荷３１１ａといった制御対象に接続されている。入出力部３１１６は、マイコン３１１１から入力される、制御対象の制御に係る信号を、制御対象へ出力する。また、入出力部３１１６は、制御対象から入力される信号をマイコン３１１１へ出力する。

入出力部３１１６は、イベントを検知した場合、すなわち接続されている制御対象からの入力の変化を検知した場合、給電制御部３１１３へイベントを検知した旨を知らせる信号を出力する。給電制御部３１１３は、入出力部３１１６からイベントを検知した旨を知らせる信号を入力された場合、ＥＣＵ３１１がスリープモードにあるとき、電源ＩＣ３１１０にマイコン３１１１へ給電するよう指示する信号を出力し、ＥＣＵ３１１をウェイクアップモードへ遷移させる。

更に、入出力部３１１６は、イベントを検知した場合、入力された信号をマイコン３１１１へ出力する。マイコン３１１１は、入出力部３１１６から入力された信号が示すイベントの種類に応じて、ノード情報を生成し、生成したノード情報を送受信部３１１４へ出力する。送受信部３１１４は、マイコン３１１１から入力されたノード情報をデータフィールドに格納したウェイクアップフレームを生成し、生成したウェイクアップフレームをバス１１ａを介してネットワーク２１に送信する。ここで、マイコン３１１１が生成するノード情報には、ネットワーク２１に接続されたＥＣＵのみが指定されている。

マイコン３１１１は、ノード情報を生成し、送受信部３１１４へ出力した後、入出力部３１１６から入力された信号に基づいてデータ及び識別子を生成する。マイコン３１１１は、生成したデータ及び識別子を送受信部３１１４へ出力する。送受信部３１１４は、マイコン３１１１から入力されたデータ及び識別子を含むイベントフレームを生成し、生成したイベントフレームをバス１１ａを介してネットワーク２１に送信する。

給電制御部３１１３は、入出力部３１１６におけるイベントの検知、又はフレームの受信等の起動要因が所定時間以上発生しない場合、電源ＩＣ３１１０へ、マイコン３１１１への給電を停止するよう指示する信号を出力し、ＥＣＵ３１１をスリープモードへ遷移させる。

ＥＣＵ３１２‥３３３についても、ＥＣＵ３１１と同様の構成である。

図８は、ＥＣＵ３１１‥３３３がウェイクアップフレーム及びイベントフレームを送信する処理を示すフローチャートである。以下では、ＥＣＵ３１１を例に挙げて説明する。最初にＥＣＵ３１１の入出力部３１１６は、イベントを検知したか否かを判定する（ステップＳ１）。イベントを検知していないと判定した場合（Ｓ１：ＮＯ）、イベントを検知する迄、ステップＳ１を繰り返す。入出力部３１１６が、イベントを検知した場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、給電制御部３１１３は、ＥＣＵ３１１がスリープモードにあるか否かを判定する（ステップＳ２）。給電制御部３１１３が、ＥＣＵ３１１がスリープモードにあると判定した場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、給電制御部３１１３は電源ＩＣ３１１０へ、マイコン３１１１に給電するよう指令する信号を送信し、ＥＣＵ３１１をウェイクアップモードへ遷移させる（ステップＳ３）。給電制御部３１１３が、ＥＣＵ３１１がスリープモードにないと判定した場合（Ｓ２：ＮＯ）、ステップＳ３をスキップする。

ステップＳ３で給電制御部３１１３がＥＣＵ３１１をウェイクアップモードへ遷移させた後、又はステップＳ２においてＥＣＵ３１１がスリープモードにないと判定した場合、マイコン３１１１はノード情報を生成し、送受信部３１１４へ送信する。送受信部３１１４は、マイコン３１１１が作成したノード情報を含むウェイクアップフレームをネットワーク２１へ送信する（ステップＳ４）。送受信部３１１４は、ステップＳ４でウェイクアップフレームを送信後、マイコン３１１１が生成したデータ及び識別子を含むイベントフレームを送信する（ステップＳ５）。ステップＳ５で送受信部３１１４がイベントフレームを送信した後、処理をステップＳ１に戻す。

図９は、実施の形態１に係る中継装置１がウェイクアップフレーム又はイベントフレームを受信した場合の処理を示すフローチャートである。最初に、中継装置１の送受信部１１、１２、又は１３は、ウェイクアップフレームを受信したか否かを判定する（ステップＳ１０）。送受信部１１、１２、又は１３のいずれもがウェイクアップフレームを受信していないと判定した場合（Ｓ１０：ＮＯ）、ステップＳ１０を繰り返す。送受信部１１、１２、又は１３のいずれかがウェイクアップフレームを受信したと判定した場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、受信した送受信部は中継部１４にウェイクアップフレームを転送する。

次に、送受信部１１、１２、又は１３は、イベントフレームを受信したか否かを判定する（ステップＳ１１）。送受信部１１、１２、又は１３のいずれもがイベントフレームを受信していないと判定した場合（Ｓ１１：ＮＯ）、ステップＳ１１繰り返す。送受信部１１、１２、又は１３のいずれかがイベントフレームを受信した場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、受信した送受信部１１、１２、又は１３はイベントフレームを中継部１４に転送する。

中継部１４は、転送されてきたイベントフレームから識別子を抽出する（ステップ１２）。続いて、中継部１４は、記憶部１５に記憶されている中継テーブル１５ａを読み込む（ステップＳ１３）。中継部１４は、中継テーブル１５ａに基づいて、抽出した識別子に対応付けられたＥＣＵを選択的にウェイクアップモードへと遷移させるノード情報を生成し、生成したノード情報を含むウェイクアップフレームを対応付する送受信部１１、１２、又は１３へ送信する。ただし、Ｓ１１でイベントフレームを受信した送受信部１１、１２、又は１３にはウェイクアップフレームを送信しないものとする。当該送受信部１１、１２、又は１３に接続されたネットワークには、既にウェイクアップフレームが送信済みだからである。送受信部１１、１２、又は１３は、中継部１４から受信したノード情報を含むウェイクアップフレームを接続されたネットワークへ送信する（ステップＳ１４）。

ステップＳ１４で、送受信部１１、１２、又は１３がウェイクアップフレームをネットワークへ送信した後、中継部１４は中継テーブル１５ａに従って、受信したイベントフレームから抽出した識別子に対応付けられたＥＣＵが接続された送受信部１１、１２、又は１３へ、受信したイベントフレームを転送する。ただし、Ｓ１１でイベントフレームを受信した送受信部１１、１２、又は１３にはイベントフレームを転送しないものとする。当該送受信部に接続されたネットワークには、既に同じイベントフレームが送信済みだからである。中継部１４からイベントフレームを転送された送受信部１１、１２、又は１３は、転送されたイベントフレームをネットワークへ送信する（ステップＳ１５）。その後、中継部１４は、処理をＳ１０に戻す。

図１０は、ＥＣＵ３１１‥３３３がウェイクアップフレーム又はイベントフレームを受信した場合の処理を示すフローチャートである。以下では、ＥＣＵ３１１を例に挙げて説明する。最初に、送受信部３１１４は給電制御部３１１３と通信し、ＥＣＵ３１１がスリープモードにあるか否かの判定結果を取得する（ステップＳ２０）。送受信部３１１４が、ＥＣＵ３１１がスリープモードにあるとの判定結果を取得した場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）、送受信部３１１４はウェイクアップフレームを受信したか否かを判定する（ステップＳ２１）。ここで、受信したフレームがウェイクアップフレームであるか否かは、フレームのデータ長により判定する。

送受信部３１１４がウェイクアップフレームを受信していないと判定した場合（Ｓ２１：ＮＯ）、処理をステップＳ２０に戻す。送受信部３１１４がウェイクアップフレームを受信した場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、送受信部３１１４は受信したウェイクアップフレームからデータを抽出し、抽出したデータを給電制御部３１１３へ送信する。給電制御部３１１３はウェイクアップフレームから抽出されたデータがＥＣＵ３１１をウェイクアップモードへ遷移させるよう指定しているか否かを判定する（ステップＳ２２）。給電制御部３１１３が、抽出されたデータがＥＣＵ３１１をウェイクアップモードへ遷移させるよう指定していないと判定した場合（Ｓ２２：ＮＯ）、処理をステップＳ２０に戻す。給電制御部３１１３が、抽出されたデータがＥＣＵ３１１をウェイクアップモードへ遷移させるよう指定していると判定した場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、給電制御部３１１３は、電源ＩＣ３１１０へマイコン３１１１に給電するよう指令する信号を送信し、ＥＣＵ３１１をウェイクアップモードへ遷移させる（ステップＳ２３）。

ステップＳ２３で、給電制御部３１１３が、ＥＣＵ３１１をウェイクアップモードへ遷移させた後、又はステップＳ２０でＥＣＵ３１１がスリープモードにない、すなわちウェイクアップモードにあると判定した場合（Ｓ２０：ＮＯ）、送受信部３１１４は、バス１１ａを介して識別子フィルタ３１１５ａと一致する識別子を含むイベントフレームを受信したか否かを判定する（ステップＳ２４）。送受信部３１１４が識別子フィルタ３１１５ａと一致する識別子を含むイベントフレームを受信していないと判定した場合（Ｓ２４：ＮＯ）、ステップＳ２０に処理を戻す。一方、送受信部３１１４が識別子フィルタ３１１５ａと一致する識別子を含むイベントフレームを受信したと判定した場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）、送受信部３１１４は受信したイベントフレームからデータを抽出しマイコン３１１１へ転送する。マイコン３１１１は、送受信部３１１４から転送されたデータの内容に従い、入出力部３１１６を介して制御対象に制御信号を送信し、制御する（ステップＳ２５）。ステップＳ２５でマイコン３１１１が制御対象を制御した後、処理をステップＳ２０に戻す。

以上の構成及び処理手順により、ウェイクアップフレームとイベントフレームをデータ長で区別することができ、通信システムの消費電力を削減することができる。

実施の形態２．
実施の形態１においては、中継装置がウェイクアップフレームとイベントフレームとを続けて受信した場合、受信したイベントフレームを中継する先のネットワークに、イベントフレームを中継する前に、ウェイクアップフレームを送信する構成としていた。実施の形態２においては、中継装置は、ネットワークに接続された各ＥＣＵがウェイクアップモードにあるかスリープモードにあるかを記憶し、中継するイベント信号に係るＥＣＵがウェイクアップモードにある場合はウェイクアップフレームの送信を省略する。以下、実施の形態２における、実施の形態１と異なる点について説明する。実施の形態１と共通の点については同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。

図１１は、実施の形態２に係る中継装置１の構成を示すブロック図である。中継装置１は、送受信部１１、１２、１３、中継部１４、記憶部１５、一時記憶部１６、及びタイマ１７を備える。記憶部１５には、中継テーブル１５ａ及びスリープ時間テーブル１５ｂが記憶されている。

既述のように、ＥＣＵ３１１‥３３３は、ＥＣＵ毎に設定された所定時間以上継続してイベント検知又はフレーム受信等の起動要因が発生しなかった場合、スリープモードへと遷移する。スリープ時間テーブル１５ｂには、ＥＣＵと該ＥＣＵがスリープモードにあるか否かを判定するために用いられる時間とが対応付けられて記録されている。したがって、中継部１４は、ＥＣＵからスリープ時間テーブル１５ｂに記憶されている所定時間以上フレームを受信しなかった場合、当該ＥＣＵはスリープモードにあると判定する。

タイマ１７は、時間を計測し、中継部１４へ出力する。タイマ１７は、中継部１４から計時開始を指令する信号を中継部１４から入力された場合、計時を開始する。タイマ１７は、計時開始からの経過時間を要求する信号を中継部１４から入力された場合、中継部１４に計測した時間を示す信号を出力する。タイマ１７は、同時に複数の計時開始時点からの経過時間を計測することができる。

中継部１４は、送受信部１１、１２、又は１３がウェイクアップフレームを受信した場合、ウェイクアップフレームを受信した送受信部に接続されているネットワーク上のすべてのＥＣＵについて、ウェイクアップフラグを立てる。ここで、ウェイクアップフラグはＥＣＵ夫々について個別に設定され、ＥＣＵ夫々がウェイクアップ状態にあるかスリープ状態にあるかを記憶するために使用される。ウェイクアップフラグが立っている場合、そのＥＣＵはウェイクアップモードにあることを示す。反対に、ウェイクアップフラグが倒されている場合、そのＥＣＵはスリープモードにあることを示す。

中継部１４は、ウェイクアップフラグを立てたすべてのＥＣＵに対して、ウェイクアップタイマを設定する。ウェイクアップタイマは、設定時点からの経過時間を格納するための変数である。中継部１４は、ウェイクアップタイマを設定した場合、タイマ１７に対して計時開始を指令する信号を出力する。

図１２、１３は、実施の形態２に係る中継装置１がウェイクアップフレーム又はイベントフレームを受信した場合の処理を示すフローチャートである。ステップＳ３０は、図９のステップＳ１０と同様であるため説明を省略する。

ステップＳ３０において、中継装置１の送受信部１１、１２、又は１３がウェイクアップフレームを受信した場合（ステップＳ３０：ＹＥＳ）、中継部１４は、当該バスに接続されたすべてのＥＣＵについて、ウェイクアップフラグを立てる（ステップＳ３１）。続いて、中継部１４は、ウェイクアップフラグを立てたすべてのＥＣＵについて、ウェイクアップタイマを設定し、計時を開始する（ステップＳ３２）。

ステップＳ３３は、図９のステップＳ１１と同様であるため説明を省略する。ステップＳ３３において、送受信部１１、１２、又は１３のいずれかがイベントフレームを受信した場合（Ｓ３３：ＹＥＳ）、中継部１４は、当該イベントフレームを送信したＥＣＵについてウェイクアップフラグを立てる（ステップＳ３４）。ステップＳ３５及びＳ３６は、図９のステップＳ１２及びＳ１３までと同様であるため説明を省略する。ステップＳ３６において、中継部１４が中継テーブル１５ａを読み込んだ後、中継部１４は、受信したイベントフレームに含まれる識別子に対応付けられているＥＣＵのウェイクアップタイマが、ＥＣＵ毎に設定された所定の時間を超えているか否かを判定する（ステップＳ３７）。中継部１４が、識別子に対応付けられているＥＣＵのウェイクアップタイマが所定の時間を超えていると判定した場合（Ｓ３７：ＹＥＳ）、中継部１４は該ＥＣＵのウェイクアップフラグを倒す（ステップＳ３８）。

ステップＳ３８で中継部１４がＥＣＵのウェイクアップフラグを倒した後、又は中継部１４が、識別子に対応付けられているＥＣＵのウェイクアップタイマが所定の時間を超えていないと判定した場合（Ｓ３７：ＮＯ）、中継部１４は、識別子に対応付けられているＥＣＵのウェイクアップフラグが立っているか否かを判定する（ステップＳ３９）。中継部１４が、識別子に対応付けられているＥＣＵのウェイクアップフラグが立っていないと判定した場合（ステップ３９：ＮＯ）、該ＥＣＵをウェイクアップ状態へ遷移させるＥＣＵを指定するノード情報を生成する（ステップＳ４０）。中継部１４が、識別子に対応付けられているＥＣＵのウェイクアップフラグが立っていると判定した場合（Ｓ３９：ＹＥＳ）、ステップＳ４０をスキップする。

受信したイベントフレームの識別子に対応付けられたＥＣＵが複数ある場合、中継部１４はそれらのＥＣＵすべてについてステップＳ３７からステップＳ４０までを繰り返す。
識別子に対応付けられたすべてのＥＣＵについてステップＳ４０まで終えた後、中継部１４はウェイクアップ状態へと遷移させる対象のＥＣＵが一つ以上あるか否かを判定する（ステップＳ４１）。中継部１４が、ウェイクアップ状態へと遷移させる対象のＥＣＵが一つ以上あると判定した場合（Ｓ４１：ＹＥＳ）、中継部１４は、ステップＳ４０で生成したノード情報を送受信部１１、１２、又は１３へ送信する。ただし、実施の形態１と同様、Ｓ３３でイベントフレームを受信した送受信部にはノード情報を送信しないものとする。ノード情報を受信した送受信部１１、１２、又は１３はネットワークへ該ノード情報を含むウェイクアップフレームを送信する（ステップＳ４２）。中継部１４が、ウェイクアップ状態へと遷移させる対象のＥＣＵはないと判定した場合（Ｓ４１：ＮＯ）、ステップＳ４２をスキップする。

ステップＳ４２でウェイクアップフレームをネットワークへ送信した後、又はステップＳ４２をスキップした後（ステップＳ４１：ＮＯ）、中継部１４は、受信したイベントフレームを対応する送受信部１１、１２、又は１３へ転送する。ただし、実施の形態１と同様、Ｓ３３でイベントフレームを受信した送受信部にはイベントフレームを転送しないものとする。イベントフレームを転送された送受信部１１、１２、又は１３は、転送されてきたイベントフレームをネットワークへ送信する（ステップＳ４３）。ステップＳ４３で送受信部１１、１２、又は１３がイベントフレームを送信した後、処理をステップＳ３０へ戻す。

以上の構成及び処理手順により、ＥＣＵがスリープモードにない場合にはウェイクアップフレームの送信を省略して、通信量を削減し、イベント検知から制御動作までの時間を短縮することができる。

尚、上述の各実施の形態において、ＣＡＮプロトコルを例に挙げているが、これに限られない。例えば、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）やＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）等の他の通信プロトコルにも適応可能である。

今回開示された実施の形態はすべ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、上記した意味ではなく、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すべての変更が含まれることが意図される。

１００ 通信システム
１ 中継装置
１１，１２，１３ 送受信部
１１ａ，１２ａ，１３ａ バス
１４ 中継部
１５ 記憶部
１６ 一時記憶部
１７ タイマ
２１，２２，２３ ネットワーク
３１１，３１２，３１３，３２１，３２２，３２３，３３１，３３２，３３３ ＥＣＵ
３１１ａ 負荷
３３２ａ スイッチ
３１１０ 電源ＩＣ
３１１１ マイコン
３１１２ トランシーバ
３１１３ 給電制御部
３１１４ 送受信部
３１１５ 記憶部
３１１６ 入出力部

Claims (3)

1. 消費電力が多い動作状態と消費電力が少ない休止状態との間を遷移し、検知したイベント毎に異なる識別情報を含むイベント信号を送信及び受信する複数のノードが、夫々に接続された複数のネットワークと、該ネットワーク間で前記イベント信号を中継する中継装置とを備える通信システムにおいて、
   前記ノードは、前記イベントを検知した場合、前記イベント信号を送信する前に、該イベント信号の受信に係る他のノードを動作状態へ遷移させる遷移指示信号を送信するようにしてあり、
   前記中継装置は、
   前記各識別情報の夫々とイベント信号の中継先に係る前記ノードとを対応付けて記憶する中継情報記憶部と、
   前記イベント信号及び遷移指示信号を受信する受信部と、
   該受信部が前記遷移指示信号を受信した後、前記イベント信号を受信した場合、受信したイベント信号に含まれる識別情報に対応付けて前記中継情報記憶部に記憶されたノードを動作状態へと遷移させる遷移指示信号を、該ノードが接続された前記ネットワークへ送信する遷移指示信号送信部と、
   該遷移指示信号送信部が該遷移指示信号を送信した後、該ネットワークへ前記イベント信号を中継するイベント信号中継部と
   を備えることを特徴とする通信システム。
2. 前記ノードは、イベントを検知した場合に動作状態へ遷移し、該イベントを検知してからノード毎に設定された所定時間以上継続してイベントを検知しなかった場合、休止状態へ遷移するようにしてあり、
   前記中継装置は、
   前記ノードから前記イベント信号を受信してからノード毎に設定された前記所定時間が経過する迄は該ノードが動作状態にあることを記憶するノード状態記憶部を備え、
   前記イベント信号中継部は、前記受信部がイベント信号を受信した場合、受信したイベント信号に含まれる識別情報に対応付けて前記中継情報記憶部に記憶されたノードの状態を、前記ノード状態記憶部から読み込み、該ノードが休止状態にないときは前記イベント信号を該ノードが接続された前記ネットワークに中継し、該ノードが休止状態にあるときは、前記遷移指示信号送信部が該ノードを選択的に起動させる遷移指示信号を送信した後に前記イベント信号を該ノードが接続されたネットワークに中継するようにしてあること
   を特徴とする請求項１に記載の通信システム。
3. 消費電力が多い動作状態と消費電力が少ない休止状態との間を遷移し、検知したイベント毎に異なる識別情報を含むイベント信号を送信するノードであって、イベントを検知した場合、イベント信号を送信する前に他のノードを動作状態へ遷移させる遷移指示信号を送信する複数のノードが、夫々に接続された複数のネットワークの間で、前記イベント信号を中継する中継装置において、
   各識別情報夫々とイベント信号の中継先に係るノードとを対応付けて記憶する中継情報記憶部と、
   前記イベント信号及び遷移指示信号を受信する受信部と、
   該受信部が前記遷移指示信号を受信した後、前記イベント信号を受信した場合、受信したイベント信号に含まれる識別情報に対応付けて前記中継情報記憶部に記憶された前記ノードを動作状態へと遷移させる遷移指示信号を、該ノードが接続された前記ネットワークへ送信する遷移指示信号送信部と、
   該遷移指示信号送信部が該遷移指示信号を送信した後、該ネットワークへ前記イベント信号を中継するイベント信号中継部と
   を備えることを特徴とする中継装置。

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