JP7135985B2

JP7135985B2 - 通信装置

Info

Publication number: JP7135985B2
Application number: JP2019076496A
Authority: JP
Inventors: 将史岩上; 英樹加島
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2019-04-12
Filing date: 2019-04-12
Publication date: 2022-09-13
Anticipated expiration: 2039-04-12
Also published as: JP2020174327A

Description

本開示は、通信装置に関する。

特許文献１には、通信バスを介した通信をＣＡＮ（ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）プロトコルに従って行う通信システムが開示されている。ＣＡＮは登録商標である。この通信システムでは、通信バスの占有率が算出され、送信されるデータフレームの単位時間当たりの送信量がその占有率に基づき決定される。具体的には、この通信システムでは、通信バスの占有率が小さい場合、データフレームの単位時間当たりの送信量が大きく設定され、通信バスの占有率が大きい場合、データフレームの単位時間当たりの送信量が小さく設定される。

特開２０１８－４６５１５号公報

しかしながら、上述した通信システムでは、例えば、データフレームの単位時間当たりの送信量が大きく設定された、緊急度の低いデータ通信が行われている際に、緊急度の高いデータ通信を行う必要が生じた場合、緊急度の高いデータ通信が阻害されてしまう可能性があった。つまり、通信バスの占有率が小さい場合でも、緊急度の高いデータ通信を行う可能性が高い状況においては、データフレームの単位時間当たりの送信量が小さく設定されることが適切である場合がある。したがって、緊急度の高いデータ通信を行う可能性が高い状況においては、通信バスの占有率のみに基づいて、データフレームの単位時間当たりの送信量を適切に設定することができないことが考えられる。

本開示の一局面は、緊急度の高いデータ通信を行う可能性が高い状況においても、データフレームの単位時間当たりの送信量を適切に設定することができる通信装置を提供する。

本開示の一態様は、車両に搭載され、ＣＡＮプロトコルに従った通信を行う通信装置であって、車両状態監視部（２１）と、通信状態監視部（２２）と、切替部（２３）と、を備える。車両状態監視部は、車両の走行状態を監視するように構成される。通信状態監視部は、当該通信装置が接続された通信バス（９）の通信状態を監視するように構成される。切替部は、走行状態と通信状態とに基づき、通信バスに送信するデータフレームの送信条件を切り替えるように構成される。

このような構成では、通信バスの通信状態に加え、車両の走行状態が監視され、通信状態及び走行状態に基づき、通信バスに送信されるデータフレームの送信条件が切り替えられる。このため、例えば、同じ通信状態であっても、車両の走行状態に応じて、通信バスに送信するデータフレームの送信条件を切り替えることが可能となる。したがって、緊急度の高いデータ通信を行う可能性が高い状況においても、データフレームの単位時間当たりの送信量を適切に設定することができる。

通信システムの構成を示すブロック図である。通信状態及び走行状態に対応するデータフレームの送信条件を表す図である。送信条件切替処理のフローチャートである。

以下、本開示の例示的な実施形態について図面を参照しながら説明する。
［１．構成］
本実施形態の電子制御装置（以下、ＥＣＵ）１は、車両に搭載され、ＣＡＮプロトコルに従った通信を行う通信装置である。

ＥＣＵ１は、図１に示す通信システムが備える他の複数のＥＣＵ１０と共通の通信バス９に接続されている。なお、他のＥＣＵ１０としては、例えば、エンジン制御を行うエンジンＥＣＵ、ブレーキ制御を行うブレーキＥＣＵ、ステアリング制御を行うステアリングＥＣＵ、サスペンション制御を行うサスペンションＥＣＵ等、種々の機能を有するものが公知である。ＥＣＵ１は、マイクロコンピュータ（以下、マイコン）２と、通信トランシーバ３と、を備える。

通信トランシーバ３は、マイコン２と通信バス９との間を仲介するインタフェース用ＩＣである。通信トランシーバ３は、ＣＡＮ送信線ＴＸ及びＣＡＮ受信線ＲＸにより、マイコン２に接続されている。これにより、通信トランシーバ３とマイコン２との間で、データフレームの入出力が可能となる。また、通信トランシーバ３は、通信バス９を構成する一対のＣＡＮバスＣＡＮ－Ｈ及びＣＡＮバスＣＡＮ－Ｌに接続されている。そして、通信トランシーバ３は、マイコン２から入力された送信データフレームを表すデジタル信号を、差動信号に変換し、通信バス９へ出力する。また、通信トランシーバ３は、通信バス９から入力された受信データフレームを表す差動信号を、デジタル信号に変換し、マイコン２へ出力する。

マイコン２は、車両各部の制御処理や他のＥＣＵ１０との通信処理を実行する。マイコン２は、車両状態監視部２１と、通信状態監視部２２と、送信条件切替部２３と、メモリ２４と、通信制御処理部２５と、通信コントローラ２６と、を備える。

車両状態監視部２１は、車両の走行状態を監視する処理を行う。本実施形態では、車両状態監視部２１は、車両の走行状態として、車両の走行速度を監視する。車両状態監視部２１は、車両に搭載された車速センサ４からじか線を通じて入力された走行速度を送信条件切替部２３へ出力する。

通信状態監視部２２は、通信バス９の通信状態を監視する処理を行う。通信状態監視部２２は、受信データフレームを入力するためにＣＡＮ受信線ＲＸに接続される。本実施形態では、通信状態監視部２２は、通信状態として、通信バス９を流れるデータフレームの伝送情報を監視する。なお、データフレームの伝送情報とは、通信バス９をデータフレームが流れている状況と、通信バス９をデータフレームが流れていない状況と、の両方の状況が把握できる情報である。通信状態監視部２２は、ＣＡＮ受信線ＲＸを介して通信バス９から入力されたデータフレームの伝送情報を送信条件切替部２３へ出力する。

送信条件切替部２３は、図示しない、ＣＰＵと、記憶部と、を備える。送信条件切替部２３の各種機能は、ＣＰＵが非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。このプログラムの実行により、後述する送信条件切替処理が実行される。記憶部には、図２に示すように、通信状態及び走行状態に基づき決定される、データフレームの送信条件が記憶されている。なお、データフレームの送信条件の詳細については、後述する。送信条件切替部２３は、送信データフレームの送信条件を、データフレームの伝送情報及び走行速度に基づき決定されたデータフレームの送信条件に切り替えるための切替要求を、通信制御処理部２５へ出力する。

メモリ２４は、ＥＣＵ１が送信するデータ等を格納する。
通信制御処理部２５は、図示しないＣＰＵを備える。通信制御処理部２５の各種機能は、ＣＰＵが非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。このプログラムの実行により、メモリ２４に格納されたデータの送信要求を通信コントローラ２６へ出力する処理が実行される。本実施形態では、通信制御処理部２５は、送信条件切替部２３から入力された切替要求に従って、送信要求を通信コントローラ２６へ出力する。なお、送信条件切替部２３が備えるＣＰＵ及び通信制御処理部２５が備えるＣＰＵは共通のＣＰＵであってもよい。

通信コントローラ２６は、ＣＡＮプロトコルに従った通信処理を実行する。通信コントローラ２６は、通信制御処理部２５から送信要求が入力されると、送信データフレームを生成し、通信トランシーバ３へ出力する。また、通信コントローラ２６は、受信データフレームを通信トランシーバ３から入力する。

［２．処理］
次に、送信条件切替部２３が実行する送信条件切替処理について、図３のフローチャートを用いて説明する。この送信条件切替処理は、イグニッションスイッチがオンである間、周期的に実行される。なお、送信条件切替処理は、アクセサリスイッチがオンである間も、周期的に実行されてもよい。

まず、Ｓ１１で、送信条件切替部２３は、通信バス９を流れるデータフレームの伝送情報を通信状態監視部２２から入力する。
続いて、Ｓ１２で、送信条件切替部２３は、車両の走行速度を車両状態監視部２１から入力する。

続いて、Ｓ１３で、送信条件切替部２３は、Ｓ１１で入力されたデータフレームの伝送情報に基づき、通信バス９の通信状態が変化したか否かを判定する。本実施形態では、データフレームの伝送情報に基づき、通信バス９の単位時間当たりの占有率が算出される。図２に示すように、通信状態は、算出された占有率に基づき、占有率が５０％以上と、占有率が３０％以上５０％未満と、占有率が３０％未満と、の３つの状態に分類される。本実施形態では、算出された占有率の該当する分類が変化した場合、通信状態が変化したと判定する。

送信条件切替部２３は、Ｓ１３で通信状態が変化していないと判定した場合には、処理をＳ１４へ移行する。
Ｓ１４で、送信条件切替部２３は、Ｓ１２で入力された走行速度に基づき、車両の走行状態が変化したか否かを判定する。本実施形態では、図２に示すように、走行状態は、停車中と、低速走行中と、中速走行中と、高速走行中と、の４つの状態に分類される。なお、走行状態における４つの状態は、あらかじめ定められた速度範囲によって分類が可能である。本実施形態では、走行速度の該当する分類が変化した場合、走行状態が変化したと判定する。

送信条件切替部２３は、Ｓ１４で走行状態が変化していないと判定した場合には、図３の送信条件切替処理を終了する。
一方、送信条件切替部２３は、Ｓ１３で通信状態が変化したと判定した場合には、処理をＳ１５へ移行する。

また、送信条件切替部２３は、Ｓ１４で走行状態が変化したと判定した場合にも、処理をＳ１５へ移行する。
Ｓ１５で、送信条件切替部２３は、送信データフレームの送信条件を、占有率及び走行速度に基づき決定されたデータフレームの送信条件に切り替えるための切替要求を、通信制御処理部２５へ出力する。本実施形態では、占有率が高い場合、データフレームの単位時間当たりの送信量が小さくなるように送信条件を切り替え、占有率が低い場合、データフレームの単位時間当たりの送信量が大きくなるように送信条件を切り替える。また、本実施形態では、同じ通信状態であっても、走行速度が速い場合、データフレームの単位時間当たりの送信量が小さくなるように送信条件を切り替え、走行速度が遅い場合、データフレームの単位時間当たりの送信量が大きくなるように送信条件を切り替える。

具体的には、本実施形態では、図２に示すように、占有率及び走行速度に基づき決定される、データフレームの送信条件として、データフレームの送信間隔と、データフレームのＣＡＮ－ＩＤと、データフレームの送信可能データ長と、の３つの条件が切り替えられる。

データフレームの送信間隔は、占有率が高い場合に長く設定され、占有率が低い場合に短く設定される。また、データフレームの送信間隔は、同じ通信状態であっても、走行速度が速い場合に長く設定され、走行速度が遅い場合に短く設定される。

データフレームのＣＡＮ－ＩＤは、占有率が高い場合に大きく設定され、占有率が低い場合に小さく設定される。また、データフレームのＣＡＮ－ＩＤは、同じ通信状態であっても、走行速度が速い場合に大きく設定され、走行速度が遅い場合に小さく設定される。なお、ＣＡＮ－ＩＤが小さいほど、通信バス９における送信優先度が高くなる。

データフレームの送信可能データ長は、占有率が高い場合に短く設定され、占有率が低い場合に長く設定される。また、データフレームの送信可能データ長は、同じ通信状態であっても、走行速度が速い場合に短く設定され、走行速度が遅い場合に長く設定される。データフレームの送信可能データ長は、データフレームの最大の長さを示し、１バイト～８バイトの範囲で設定される。なお、データフレームの送信可能データ長は、固定長であってもよい。

送信条件切替部２３は、Ｓ１５で切替要求を通信制御処理部２５へ出力した後、図３の送信条件切替処理を終了する。
［３．効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。

本実施形態では、通信バス９の単位時間当たりの占有率に加え、車両の走行速度が監視され、占有率及び走行速度に基づき、通信バス９に送信されるデータフレームの送信条件が切り替えられる。このため、例えば、同じ占有率であっても、車両の走行速度に応じて、通信バス９に送信するデータフレームの送信条件を切り替えることが可能となる。これにより、ＥＣＵ１が、例えば、画像情報及び診断情報等の緊急度の低いデータ通信の制御中に、他のＥＣＵ１０が、例えば、自動運転システムにおける各種機能等の緊急度の高いデータ通信の制御を行う必要がある場合においても、緊急度の高いデータ通信が阻害されてしまうことを抑制することができる。すなわち、例えば、自動運転や運転支援の制御に関するデータなど、重要度の高いデータは、車両の走行速度が速いほど緊急度が高まる。このため、緊急度の高いデータ通信を行う可能性が高い状況は、走行速度が速い場合に生じやすい。そこで、本実施形態では、同じ占有率であっても、走行速度が速い場合、走行速度が遅い場合と比較して、データフレームの単位時間当たりの送信量が小さく設定される。したがって、緊急度の高いデータ通信を行う可能性が高い状況においても、データフレームの単位時間当たりの送信量を適切に設定することができる。

なお、本実施形態では、ＥＣＵ１が通信装置に相当し、送信条件切替部２３が切替部に相当する。
［４．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。

（４ａ）上記実施形態では、車両の走行状態として、車両の走行速度を監視する構成を例示したが、走行状態として、緊急度の高いデータ通信を行う可能性が高い状況であることを判定可能な他の情報が監視されてもよい。

（４ｂ）上記実施形態では、通信状態として、通信バス９を流れるデータフレームの伝送情報を監視する構成を例示したが、通信状態として、通信バス９の占有率を算出可能な他の情報が監視されてもよい。

（４ｃ）上記実施形態では、データフレームの送信条件として、データフレームの送信間隔と、データフレームのＣＡＮ－ＩＤと、データフレームの送信可能データ長と、の３つの条件が切り替えられる構成を例示したが、例えば、少なくとも１つの条件が切り替えられる構成であってもよい。

（４ｄ）上記実施形態では、車両に搭載された車速センサ４からじか線を通じて走行速度が入力されていたが、例えば、ＬＩＮプロトコルに従った通信が行われる他のＥＣＵから走行速度が入力されてもよい。

（４ｅ）上記実施形態では、通信状態が３つの状態に分類され、走行状態が４つの状態に分類されていたが、通信状態及び走行状態は、これ以外の数の状態に分類されてもよい。

（４ｆ）上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。

（４ｇ）本開示は、上述した送信条件切替部２３の他、当該送信条件切替部２３を構成要素とするシステム、当該送信条件切替部２３としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した媒体、送信条件設定方法など、種々の形態で実現することができる。

１，１０…ＥＣＵ、２…マイコン、３…通信トランシーバ、４…車速センサ、９…通信バス、２１…車両状態監視部、２２…通信状態監視部、２３…送信条件切替部、２４…メモリ、２５…通信制御処理部、２６…通信コントローラ、ＣＡＮ－Ｈ，ＣＡＮ－Ｌ…ＣＡＮバス、ＲＸ…ＣＡＮ受信線、ＴＸ…ＣＡＮ送信線。

Claims

車両に搭載され、ＣＡＮプロトコルに従った通信を行う通信装置であって、
前記車両の走行状態を監視するように構成された車両状態監視部（２１）と、
当該通信装置が接続された通信バス（９）の通信状態を監視するように構成された通信状態監視部（２２）と、
前記走行状態と前記通信状態とに基づき、前記通信バスに送信するデータフレームの送信条件を切り替えるように構成された切替部（２３）と、
を備え、
前記切替部は、前記通信状態が変化したか否かを判定し、前記通信状態が変化したと判定した場合、前記送信条件を切り替え、前記通信状態が変化していないと判定した場合、前記走行状態が変化したか否かを判定し、前記走行状態が変化したと判定した場合、前記送信条件を切り替える、通信装置。
請求項１に記載の通信装置であって、
前記車両状態監視部は、前記走行状態として前記車両の走行速度を監視する、通信装置。
請求項２に記載の通信装置であって、
前記切替部は、前記走行速度が第１の速度である場合、前記第１の速度よりも遅い第２の速度である場合と比較して、前記データフレームの単位時間当たりの送信量が小さくなるように前記送信条件を切り替える、通信装置。
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の通信装置であって、
前記切替部は、前記送信条件として前記データフレームの送信間隔を切り替える、通信装置。
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の通信装置であって、
前記切替部は、前記送信条件として前記データフレームのＣＡＮ－ＩＤを切り替える、通信装置。
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の通信装置であって、
前記切替部は、前記送信条件として前記データフレームの送信可能データ長を切り替える、通信装置。
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の通信装置であって、
前記通信状態監視部は、前記通信状態として前記通信バスを流れる前記データフレームの伝送情報を監視し、
前記切替部は、前記伝送情報に基づき前記通信バスの単位時間当たりの占有率を算出し、前記占有率が第１の占有率である場合、前記第１の占有率よりも低い第２の占有率である場合と比較して、前記データフレームの単位時間当たりの送信量が小さくなるように前記送信条件を切り替える、通信装置。