JP7119883B2 - COMMUNICATION DEVICE, COMMUNICATION METHOD, AND COMMUNICATION PROGRAM - Google Patents
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Description
本発明は、複数の車載機器がネットワーク接続される車載ネットワークシステムに用いられる、車載機器間のデータ通信を中継する通信装置、通信方法、及び通信プログラムに関する。 The present invention relates to a communication device , a communication method, and a communication program for relaying data communication between on-vehicle devices, which are used in an on-vehicle network system in which a plurality of on-vehicle devices are network-connected.
特許文献1に、複数の端末機器間で通信されるデータを中継する中継装置(通信装置)を、無線伝送路によって複数接続したネットワークシステムが開示されている。この特許文献1では、複数の中継装置を双方向から伝送可能なリング形状に構成して、データ中継の信頼性を高めることを行っている。
車両の高機能化などのために、新たな車載機器を車載ネットワークシステムに後から追加することが考えられる。しかしながら、追加するかどうか分からない新たな車載機器のために予備の接続ポートや配線などを事前に準備しておくことは、システムの規模やコストが制限されている車載ネットワークシステムでは適さない。このため、通信装置を有線通信と無線通信との両方に対応させておき、新たな車載機器の追加が必要なときには、新たな車載機器と通信装置とを無線接続することが想定される。新たな車載機器を車載ネットワークシステムに追加する場合、通信装置間で中継を行う場合の通信ルールを定めたルーティング情報に新たな車載機器を追加する必要がある。しかし、追加の仕方によっては、通信装置全体の通信帯域幅に余裕があっても、有線通信、無線通信のいずれかに通信フレームが偏って帯域をひっ迫し、通信性能が低下するおそれがある。 It is conceivable to add new in-vehicle devices to the in-vehicle network system afterward in order to enhance the functionality of the vehicle. However, it is not suitable for an in-vehicle network system where the scale and cost of the system are limited to prepare spare connection ports and wiring in advance for new in-vehicle devices that may or may not be added. For this reason, it is assumed that the communication device is made compatible with both wired communication and wireless communication, and when a new on-vehicle device needs to be added, the new on-vehicle device and the communication device are wirelessly connected. When adding a new vehicle-mounted device to the vehicle-mounted network system, it is necessary to add the new vehicle-mounted device to routing information that defines communication rules for relaying between communication devices. However, depending on the method of addition, even if there is a margin in the communication bandwidth of the entire communication apparatus, there is a risk that communication frames will be biased toward either wired communication or wireless communication, and the band will be tight, resulting in a decrease in communication performance.
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、車載ネットワークシステムに新たな車載機器が追加されても車載ネットワークシステム全体の通信性能を好適に制御することができる、通信装置、通信方法、及び通信プログラムを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems . and to provide a communication program .
上記課題を解決するために、本発明は、複数の車載機器がネットワーク接続される車載ネットワークシステムに用いられる、車載機器間のデータ通信を中継する通信装置であって、無線によるデータ通信が可能な無線送受信部と、有線によるデータ通信が可能な有線送受信部と、車載機器が出力するデータフレームに含まれる優先度に基づいて、データ通信を有線及び無線のいずれの経路で行うかを通信装置が中継するデータフレームについて指定したルーティング情報を管理する管理部と、ルーティング情報で指定された経路によって、無線送受信部又は有線送受信部を介したデータフレームの転送を行う転送部と、を備え、管理部は、新たな車載機器が通信装置に接続される毎に、新たな車載機器が出力するデータフレームに含まれる優先度と既接続の車載機器が出力するデータフレームに含まれる優先度とに基づいて、ルーティング情報を更新する。 In order to solve the above problems, the present invention provides a communication device for relaying data communication between on-vehicle devices, which is used in an on-vehicle network system in which a plurality of on-vehicle devices are network-connected, and which is capable of wireless data communication. A wireless transmission/reception unit, a wired transmission/reception unit capable of wired data communication, and a communication device that determines whether to perform data communication by wire or wireless, based on the priority included in the data frame output by the vehicle-mounted device. a management unit that manages routing information specified for a data frame to be relayed, and a transfer unit that transfers the data frame via the wireless transmission/reception unit or the wired transmission/reception unit according to the route specified by the routing information; is based on the priority included in the data frame output by the new on-board device and the priority included in the data frame output by the already connected on-board device each time a new on-board device is connected to the communication device. , to update routing information.
上記本発明の通信装置によれば、新たな車載機器が通信装置に接続されることで車載ネットワークシステムに新たな車載機器が追加される毎にルーティング情報を更新するので、車載ネットワークシステム全体の通信性能を好適に制御することができる。 According to the communication device of the present invention, every time a new vehicle-mounted device is connected to the communication device and a new vehicle-mounted device is added to the vehicle-mounted network system, the routing information is updated. Performance can be well controlled.
[実施形態]
本発明の車載機器間のデータ通信を中継する通信装置は、車載ネットワークシステムに新たな車載機器が追加された場合、この新たな車載機器を含めたネットワーク全体の車載機器について、データフレームの優先度に基づきデータ通信に使用する無線又は有線の経路を見直すことを行う。これにより、ネットワークシステム全体の通信性能を好適に制御することができる。
[Embodiment]
When a new vehicle-mounted device is added to the vehicle-mounted network system, the communication device for relaying data communication between the vehicle-mounted devices according to the present invention sets the priority of the data frame for the vehicle-mounted devices in the entire network including the new vehicle-mounted device. Review the wireless or wired route used for data communication based on Thereby, the communication performance of the entire network system can be preferably controlled.
以下、本発明の一実施形態に係る通信装置を、例えば車載ネットワークシステムに組み込んだ場合を一例に挙げて、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a case in which a communication device according to an embodiment of the present invention is incorporated in an in-vehicle network system will be described as an example with reference to the drawings.
<構成>
図1は、本発明の一実施形態に係る通信装置を用いた車載ネットワークシステムの構成例を示す図である。図1に例示した車載ネットワークシステム1は、本実施形態に係る通信装置10及び20と、車載機器の一例であるセンサーや電子制御装置(ECU:Electronic Control Unit)などの車載機器A及びBとを含んでいる。
<Configuration>
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of an in-vehicle network system using a communication device according to one embodiment of the present invention. An in-
通信装置10及び20は、車載機器A及びBで送受信されるデータフレームを中継することができるスイッチ装置である。この通信装置10は、複数の送受信部11、12、及び13と、転送部14と、優先度管理部15とを、備えている。通信装置20は、複数の送受信部21、22、及び23と、転送部24と、優先度管理部25とを、備えている。送信先と受信先を区別するため、通信装置10の送受信部、転送部、及び優先度管理部と、通信装置20の送受信部、転送部、及び優先度管理部とに、それぞれ異なる参照符号を付しているが、本実施形態においてはそれぞれの構成は同じである。よって、代表して通信装置10の構成を以下に説明する。
The
なお、車載ネットワークシステム1を構成する通信装置の数、各通信装置が備える送受信部の数、各通信装置に接続される車載機器や他の通信装置の数などは、図1の例に限られるものではなく自由に設定が可能である。また、各通信装置では、他の通信装置との間で有線経路及び無線経路がそれぞれ少なくとも1つ確立されていればよく、その有線経路及び無線経路の数も自由に設定が可能である。
Note that the number of communication devices that constitute the in-
送受信部11、12、及び13は、データフレームの送信及び受信を行うためのインタフェースである。送受信部11は、車載機器Aと接続されており、所定の通信プロトコルに従って車載機器Aとの間で有線によるフレーム通信を実行することができる。送受信部12は、他の通信装置である通信装置20と接続されており、所定の通信プロトコルに従って通信装置20との間で有線によるフレーム通信を実行することができる。図1の例では、送受信部12は、通信装置20の送受信部22と有線で接続されており(実線の経路X)、送受信部22との間で有線通信を実行する(請求項における有線送受信部)。送受信部13は、他の通信装置である通信装置20と接続されており、所定の通信プロトコルに従って通信装置20との間で無線によるフレーム通信を実行することができる。図1の例では、送受信部13は、通信装置20の送受信部23と無線で接続されており(破線の経路Y)、送受信部23との間で無線通信を実行する(請求項における無線送受信部)。
転送部14は、送受信部11、12、及び13に接続されており、送受信部11、12、及び13が受信したデータフレームを入力し、所定のルーティング情報RTに基づいて宛先となる送受信部11、12、及び13にデータフレームを出力する、いわゆるフレーム転送処理を実行するための構成である。ルーティング情報RTは、データフレーム毎に、そのデータフレームの宛先(転送先)となる通信装置又は車載機器に接続された通信経路を特定した情報であり、後述する優先度管理部15から与えられる。このルーティング情報RTは、例えば図2に示すようなテーブル形式とすることができる。図2の例では、データフレームと、優先度と、宛先である送信先IPアドレスと、通信経路とが、少なくとも紐付けられて記憶されている。
The
優先度管理部15は、車載ネットワークシステム1において通信される全てのデータフレームのうち通信装置10において通信されるデータフレームについて、データフレームの優先度を管理しており、その優先度に基づいて転送部14が記憶するルーティング情報RTにおけるデータフレームの通信経路を設定して付与することができる。この優先度は、データと共にデータフレームに格納されて各車載機器から送信される。例えば、データフレームがイーサネットフレームである場合、VLANタグ内に設けられたデータフレームの優先度を示すPCP(Priority Code Point)によって0~7の優先度情報を付加することができる。通信経路の設定では、優先度が高いデータフレームであれば通信経路が有線に設定され、優先度が低いデータフレームであれば通信経路が無線に設定される。一般に、有線通信は、無線通信よりも高速かつ安定した信頼性の高い通信が可能であるため、優先度が高いデータフレームに優先的に割り当てることを行う。なお、優先度に代えて信頼度を情報としてデータフレームに含めてもよい。
The
優先度が高いか低いかは、データフレームに含まれる信頼度情報が表す、データフレームに要求される信頼度に基づいて判断してもよい。例えば、ネットワーク全体で信頼度順に1~10番目までのデータフレームを優先度が高いと判断し、信頼度が11番目以降のデータフレームを優先度が低いと判断することができる。又は、優先度が高いか低いかは、優先度情報と所定の閾値との比較によって判断してもよい。例えば、優先度情報が「6」以上のデータフレームを優先度が高いと判断し、優先度情報が「6」未満のデータフレームを優先度が低いと判断することができる。 Whether the priority is high or low may be determined based on the reliability required for the data frame represented by the reliability information included in the data frame. For example, it is possible to determine that the 1st to 10th data frames in order of reliability in the entire network have high priority, and that the 11th and subsequent data frames have low priority. Alternatively, whether the priority is high or low may be determined by comparing the priority information with a predetermined threshold. For example, it is possible to determine that a data frame with priority information of "6" or more has a high priority, and a data frame with a priority information of less than "6" has a low priority.
この優先度管理部15は、通信装置10に新たな車載機器が接続され、車載ネットワークシステム1に新たなデータフレームが流通するようになる度に、転送部14が記憶するルーティング情報RTの内容を見直して更新することを行う。このルーティング情報RTの更新処理については、後述する。
The
なお、上述した通信装置10及び20の一部又は全部は、典型的にはCPU(Central Processing Unit)、メモリ、及び入出力インタフェースなどを含んだ電子制御装置(ECU:Electronic Control Unit)として構成され得る。この電子制御装置では、メモリに格納されたプログラムをCPUが読み出して実行することによって上述した機能が実現される。
Some or all of the
<制御>
次に、図3をさらに参照して、本発明の一実施形態に係る通信装置が実行する制御を説明する。図3は、通信装置10及び20が各々実行するルーティング情報RTの更新処理の手順を示すフローチャートである。以下の説明では、通信装置10(例えば、送受信部13)に新たな車載機器(以下「新車載機器」という)が接続される場合を説明している。
<Control>
Next, with further reference to FIG. 3, control executed by the communication device according to one embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a flow chart showing the procedure of updating processing of the routing information RT executed by the
図3に示したルーティング情報RTの更新処理は、通信装置10に新車載機器が接続されることによって開始される。なお、新車載機器は、有線又は無線のいずれによっても通信装置10に接続することが可能であるが、新車載機器を無線で通信装置10に接続することによって、有線による無駄な配線を削除することができ、また追加用の余分な送受信部を予め通信装置10に準備しておく必要が無くなるという利点がある。
The process of updating the routing information RT shown in FIG. 3 is started when the new vehicle-mounted device is connected to the
ステップS301:転送部14は、接続先である送受信部13を介して新車載機器からデータ及び優先度情報を含んだデータフレームを受信する。この新車載機器から受信するデータフレームは、車載ネットワークシステム1に初めて流れるデータフレームでありルーティング情報RTに登録されていない。よって、転送部14は、このデータフレームの情報を優先度管理部15に通知する。
Step S301: The
ステップS302:優先度管理部15は、転送部14から通知される新車載機器のデータフレームについて、データフレームの優先度を取得する。例えば、データフレーム含まれている優先度情報を参照して、データフレームの優先度を取得することができる。
Step S<b>302 : The
ステップS303:優先度管理部15は、上記ステップS302で取得した新車載機器のデータフレームの優先度が、車載ネットワークシステム1において高い優先度なのか低い優先度なのかを判断する。この優先度が高いか低いかは、通信装置10に既に接続されている車載機器(以下「既存車載機器」という)のデータフレームの優先度との比較によって行われ、例えば上述したように、データフレームにおける信頼度の総合順位によって判断してもよいし、所定の閾値との比較によって判断してもよい。新車載機器のデータフレームの優先度が高いと判断した場合は(ステップS303、高い)、ステップS304に処理が進み、新車載機器のデータフレームの優先度が低いと判断した場合は(ステップS303、低い)、ステップS305に処理が進む。
Step S303: The
ステップS304:優先度管理部15は、新車載機器のデータフレームの通信経路を有線に設定する。この設定内容は、転送部14に通知される。その後、ステップS306に処理が進む。
Step S304: The
ステップS305:優先度管理部15は、新車載機器のデータフレームの通信経路を無線に設定する。この設定内容は、転送部14に通知される。その後、ステップS308に処理が進む。
Step S305: The
ステップS306:優先度管理部15は、上記ステップS304において新車載機器のデータフレームの通信経路を有線に設定したことによって、通信経路を有線から無線に変更すべき既存車載機器があるか否かを判断する。例えば、新車載機器のデータフレームの通信経路を有線に設定した場合であっても、有線通信の帯域幅や許容量などにまだ余裕があれば、有線でフレーム通信を行っている既存車載機器の通信経路を変更する必要はない。しかし、新車載機器のデータフレームの通信経路を有線に設定した結果、有線通信の帯域幅や許容量などに余裕がなくなれば、これまで有線でフレーム通信を行っていた既存車載機器の通信経路が優先度に基づいて変更される。通信経路を有線から無線に変更すべき既存車載機器がある場合は(ステップS306、はい)、ステップS307に処理が進み、通信経路を有線から無線に変更すべき既存車載機器がない場合は(ステップS306、いいえ)、ステップS308に処理が進む。
Step S306: The
ステップS307:優先度管理部15は、対象となる既存車載機器のデータフレームの通信経路を有線から無線に変更して設定する。この設定内容は、転送部14に通知される。その後、ステップS308に処理が進む。
Step S307: The
ステップS308:転送部14は、優先度管理部15から通知されるデータフレームと通信経路とを紐付けた新たな設定内容に基づいてルーティング情報RTを更新し、更新したルーティング情報RTを記憶する。以上の処理によって、通信装置10に新車載機器に関するルーティング情報RTが登録される。
Step S308: The
<具体例>
次に、図4乃至図7をさらに参照して、本発明の一実施形態に係る通信装置10及び20が実行する制御の具体例を説明する。図4乃至図7の例では、新車載機器として車載機器Cが通信装置10の送受信部13に無線で接続された場面を説明している。
<Specific example>
Next, specific examples of control executed by the
図4は、既存車載機器Aから既存車載機器Bに向けてデータフレーム(フレームA)が伝送されている状態を示している。この図4では、通信装置10の転送部14が、ルーティング情報RTに基づいて、送受信部11を介して既存車載機器Aから受信するフレームAを、送受信部12から通信装置20の送受信部22へ有線経路Xを使用して転送している。送受信部22を介してフレームAを受信した通信装置20は、送受信部21を通じて既存車載機器BへフレームAを送信する。
FIG. 4 shows a state in which a data frame (frame A) is being transmitted from the existing vehicle-mounted device A to the existing vehicle-mounted device B. As shown in FIG. In FIG. 4, the
図5は、上記図4の状態において、通信装置10の送受信部13に車載機器Cが新たに無線接続された状態を示している。この図5では、通信装置10の転送部14が、新車載機器Cから送受信部13を介してデータフレーム(フレームC)を受信している。このフレームCの情報は、転送部14から優先度管理部15に通知される。
FIG. 5 shows a state in which the vehicle-mounted device C is newly wirelessly connected to the transmission/
図6は、上記図5の状態において、通信装置10の優先度管理部15によって各フレームの優先度が判断された状態を示している。この図6では、通信装置10の優先度管理部15において、フレームCの優先度がフレームAの優先度よりも高いと判断され、フレームCの通信経路が有線(X経路)に、フレームAの通信経路が無線(Y経路)に設定されている(更新されている)。この設定内容は、転送部14に通知されてルーティング情報RTに反映される。
FIG. 6 shows a state in which the priority of each frame is determined by the
図7は、上記図6の状態において、更新されたルーティング情報RTに基づいて、既存車載機器Aから既存車載機器Bに向けてフレームAが伝送され、かつ、新車載機器Cから既存車載機器Bに向けてフレームCが伝送されている状態を示している。この図7では、通信装置10の転送部14が、ルーティング情報RTに基づいて、送受信部11を介して既存車載機器Aから受信するフレームAを送受信部13から通信装置20の送受信部23へ無線経路Yを使用して転送し、また送受信部13を介して新車載機器Cから受信するフレームCを送受信部12から通信装置20の送受信部22へ有線経路Xを使用して転送している。送受信部23を介してフレームAを受信し、かつ、送受信部22を介してフレームCを受信した通信装置20は、送受信部21を通じて既存車載機器BへフレームA及びフレームCを送信する。
FIG. 7 shows that, in the state of FIG. 6, frame A is transmitted from existing vehicle-mounted device A to existing vehicle-mounted device B based on updated routing information RT, and frame A is transmitted from new vehicle-mounted device C to existing vehicle-mounted device B. , a state in which a frame C is being transmitted to . In FIG. 7, the
[作用・効果]
上述した本発明の一実施形態に係る通信装置によれば、車載ネットワークシステムに新たな車載機器が追加される毎に、優先度管理部が優先度を判断してルーティング情報を最適に更新する。これにより、新たな車載機器が追加されても車載ネットワークシステム全体の通信性能を好適に制御することができる。
[Action/effect]
According to the communication apparatus according to the embodiment of the present invention described above, every time a new vehicle-mounted device is added to the vehicle-mounted network system, the priority management unit determines the priority and updates the routing information optimally. As a result, even if a new vehicle-mounted device is added, the communication performance of the vehicle-mounted network system as a whole can be preferably controlled.
本発明の通信装置は、複数の車載機器がネットワーク接続される車載ネットワークシステムに利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The communication device of the present invention can be used for an in-vehicle network system in which a plurality of in-vehicle devices are network-connected.
1 車載ネットワークシステム
10、20 通信装置
11、12、13、21、22、23 送受信部
14、24 転送部
15、25 優先度管理部
A、B、C 車載機器
RT ルーティング情報
1 in-
Claims (7)
無線によるデータ通信が可能な無線通信部と、
有線によるデータ通信が可能な有線通信部と、
前記車載機器が出力するデータフレームの優先度に基づいて、当該データフレームのデータ通信を有線及び無線のいずれの経路で行うかを指定したルーティング情報を管理する管理部と、
前記ルーティング情報で指定された経路によって、前記無線通信部又は前記有線通信部を介した前記データフレームの転送を行う転送部と、を備え、
前記管理部は、新たな車載機器が前記通信装置に接続される場合に、当該新たな車載機器が出力するデータフレームの優先度と既接続の前記車載機器が出力するデータフレームの優先度とに基づいて、前記ルーティング情報を更新する、
通信装置。 A communication device that relays data communication between a plurality of in-vehicle devices ,
a wireless communication unit capable of wireless data communication;
a wired communication unit capable of wired data communication;
a management unit that manages routing information that specifies , based on the priority of the data frame output from the in-vehicle device, whether data communication of the data frame is to be performed through a wired route or a wireless route;
a transfer unit that transfers the data frame via the wireless communication unit or the wired communication unit according to the route specified by the routing information;
When a new vehicle-mounted device is connected to the communication device, the management unit determines the priority of the data frame output by the new vehicle-mounted device and the priority of the data frame output by the already-connected vehicle-mounted device. updating the routing information based on
Communication device.
請求項1に記載の通信装置。A communication device according to claim 1 .
請求項1又は2に記載の通信装置。3. A communication device according to claim 1 or 2.
請求項3に記載の通信装置。4. A communication device according to claim 3.
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の通信装置。5. A communication device according to any one of claims 1-4.
前記車載機器が出力するデータフレームの優先度に基づいて前記通信装置が中継する前記データフレームのデータ通信経路を指定したルーティング情報に従って、有線及び無線のいずれかの経路で前記データフレームの転送を行うステップと、The data frame is transferred through either a wired or wireless route according to routing information specifying a data communication route of the data frame relayed by the communication device based on the priority of the data frame output from the vehicle-mounted device. a step;
新たな車載機器が前記通信装置に接続される場合に、当該新たな車載機器が出力するデータフレームの優先度と既接続の前記車載機器が出力するデータフレームの優先度とに基づいて、前記ルーティング情報を更新するステップと、を備える、When a new vehicle-mounted device is connected to the communication device, the routing is performed based on the priority of the data frame output by the new vehicle-mounted device and the priority of the data frame output by the already-connected vehicle-mounted device. updating the information;
通信方法。Communication method.
前記車載機器が出力するデータフレームの優先度に基づいて前記通信装置が中継する前記データフレームのデータ通信経路を指定したルーティング情報に従って、有線及び無線のいずれかの経路で前記データフレームの転送を行うステップと、The data frame is transferred through either a wired or wireless route according to routing information specifying a data communication route of the data frame relayed by the communication device based on the priority of the data frame output from the vehicle-mounted device. a step;
新たな車載機器が前記通信装置に接続される場合に、当該新たな車載機器が出力するデータフレームの優先度と既接続の前記車載機器が出力するデータフレームの優先度とに基づいて、前記ルーティング情報を更新するステップと、を含む、When a new vehicle-mounted device is connected to the communication device, the routing is performed based on the priority of the data frame output by the new vehicle-mounted device and the priority of the data frame output by the already-connected vehicle-mounted device. updating the information;
通信プログラム。communication program.
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