JPWO2007043608A1 - 車載データベース分配ノードおよび車載データベースシステム - Google Patents

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Abstract

車載ＬＡＮ網に接続されると共にＥＣＵに接続されて、各ＥＣＵから入力したデータを属性値データとしてまとめて登録される車載データベースを記録するメモリと、前記入出力手段を介してデータの入力があったときにこれをメモリ内の車載データベースに登録し、該車載データベース内の属性値データを用いてＥＣＵが必要とするタイミングでＥＣＵにデータを出力するデータ出力手段とを備える。

Description

本発明は、車載データベース分配ノードおよび車載データベースシステムに関するものであり、特に、通信を最適化して通信負荷率を下げ、各部のリソースの消費率を抑えることができる車載データベース分配ノードおよび車載データベースシステムに関する。
近年、自動車の機能増加に伴い、自動車に搭載される電子制御ユニット（ＥＣＵ）の数（ノード数）が増加する傾向にある。また、ＥＣＵを車両制御ネットワーク（以下、単に車載ＬＡＮという）によって接続すると、車載ＬＡＮに接続されるノード数が増加し、通信するデータ量も増加するが、一つの車載ＬＡＮに接続できるノード数や各ＥＣＵによって処理できるデータ量に制限が生じる。そこで、ＥＣＵを接続する車載ＬＡＮを幾つかのセグメントに分けて、各セグメントにおける通信負荷率を下げることが行われる。
図５において、複数のＥＣＵ９０ａ〜９０ｃ、…はＣＡＮ（Controller Area Network)に準拠する車載ＬＡＮのバス９１ａを用いて接続される一方、ＥＣＵ９０ｄ，９０ｅ…はＣＡＮに準拠する別の車載ＬＡＮのバス９１ｂを用いて接続され、両バス９１ａ，９１ｂはゲートウェイ９２によって接続されることにより、各ＥＣＵ９０ａ〜９０ｅ…間で各種データを通信できるように構成されている。
つまり、一つのＥＣＵ９０ａに接続されたセンサ９３ａによって測定された測定値や状態などを示すデータＤｐａを、例えば１０ｍｓ間隔でバス９１ａ内のＥＣＵ９０ａ〜９０ｃに出力し、このデータＤｐａを必要とするＥＣＵ９０ｂでは、バス９１ａ内に出力されるデータＤｐａを適宜受信することにより、データＤｐａを１０ｍｓ間隔で受信することができる。
一方、前記データＤｐａはゲートウェイ９２によってバス９１ｂに中継されるので、バス９１ｂ内のＥＣＵ９０ｅもデータＤｐａを受信することができる。
また、近年は前記バス９１ａ，９１ｂ間で通信されるデータの量が増える傾向にあるので、前記バス９１ａ，９１ｂとしては、ＦｌｅｘＲａｙ(登録商標）、ＭＯＳＴ(Media Oriented Systems Transport)、Ｄ２Ｂ(Domestic Digital Bus)などの十分なトラフィックを有する車載ＬＡＮが用いられる。
図６に示すように、ＦｌｅｘＲａｙに準拠する車載ＬＡＮでは、通信タイミングを同期させることによりデータ量が増加しても衝突（コリジョン）が発生しないように管理している。
図６はＦｌｅｘＲａｙに準拠する通信を行ったときの通信状態を概念的に示す。ＥＣＵ９０ａ〜ＥＣＵ９０ｃはそれぞれＦｌｅｘＲａｙ通信手段９５ａ〜９５ｃを備えており、各ＦｌｅｘＲａｙ通信手段９５ａ〜９５ｃにはそれぞれ送信バッファ９６ａ〜９６ｃと受信バッファ９７ａ〜９７ｃとを備えている。各ＥＣＵ９４ａ〜９４ｃはいずれも通信サイクル中の定められた時点ｍ１〜ｍ３において送信バッファ９６ａ〜９６ｃ内のデータをＦｌｅｘＲａｙのバス（図示していない）に送信することにより、コリジョンの発生を防止することができ、コリジョンに起因するデータの送信遅れを防ぐことができる。
特開２００５−１５９５６８号公報（特許文献１）には、送信エラーなどによって送信タイミングが遅れたときに、優先度の高いＩＤから確実に送信することにより、優先順位の高いデータに関しては通信負荷率が上がった状態でも大きく遅れることがないようにする構成が記載されている。
特開２００５−１５９５６８号公報
ところが、車載ＬＡＮはマルチキャストの構成となっているので、各ＥＣＵ９０ａ…が通信される全てのデータＤｐａを一旦受信する処理を行うために、そのリソースを無駄に消費することがあった。つまり、図７のようにＥＣＵ９０ａ〜９０ｆ間に高速通信可能なＦｌｅｘＲａｙなどの規格に準拠する車載ＬＡＮのバス９８を用いて高速通信する車載ハブ９９ａ〜９９ｃを介在させる場合にも、データＤｐａ…を必要とするＥＣＵ９０ａ…が接続された車載ハブは必要が見込まれる全てのデータＤｐａ…を中継するので、大半のＥＣＵ（またはタイミングによっては全てＥＣＵ）９０ａ…にとって不要なデータＤｐａ…を受信する処理を行うために、各ＥＣＵ９０ａ…のリソースを無駄に消費することがあった。このために、各ＥＣＵ９０ａ，９０ｂ…のリソースを通信されるデータ量の増大に十分対応できるものにする必要があった。
加えて、図６に示すようにＦｌｅｘＲａｙなどの同期通信を行うバスを用いた場合でも、各ＥＣＵ９０ａ〜９０ｃにおいて、通信手段９５ａ〜９５ｃを介するデータの送受信を行うためのタスク処理Ｔ１１〜Ｔ３４がそれぞれ実行される。そして、これらのタスク処理Ｔ１１〜Ｔ３４を管理するタイマーに遅れが生じることにより、前記通信サイクル中の定められた時点ｍ１，ｍ２…に間に合わなくなり、データの送信に遅れが発生することがあった。このために、送信バッファ９６ａ〜９６ｃ内に送られるべきデータが蓄積し、このデータを用いた制御に遅れが生じる原因となり、これが各ＥＣＵ９０ａ〜９０ｃにストレスを与える原因となる。このようなストレスの発生は、各ＥＣＵ９０ａ〜９０ｃ間の論理的な結合の数が増えれば増えるほど問題となり、自動車の性能増加に伴ってますます問題となることが懸念される。
さらに、上述した従来のマルチキャストを構成する車載ＬＡＮでは受信側のＥＣＵにおいて必要としているデータＤｐａが、たとえ１秒程度の間隔で十分あったとしても、送信側のＥＣＵ９０ａが１０ｍｓ間隔でデータＤｐａを送信する場合は、関係する全てのバス９１ａ，９１ｂ，９８において、データＤｐａが１０ｍｓ間隔で送信される。ゆえに、これによってバス９１ａ，９１ｂ，９８の通信負荷率が引き上げられ、通信負荷率が上がれば上がるほどコリジョンの発生に伴ってデータ送信に遅延が生じる可能性が高くなるという問題があった。
本発明は前記問題に鑑みてなされたものであり、ＥＣＵ間の属性値データの授受を最適化して行うことにより、リソースの限られたＥＣＵを効率よく用いて必要な属性値データを十分高速にやりとりでき、送信遅れによる遅延を起こしにくく、車載ＬＡＮ網の通信負荷率を低減することができる車載データベース分配ノードおよび車載データベースシステムを提供することである。
前記課題を解決するため、本発明は、接続したＥＣＵとデータの入出力を行う入出力手段と、
前記ＥＣＵから入力されるデータを属性値データとしてまとめて登録される車載データベースに記録するメモリと、
前記車載データベース内の属性値データを用いて、前記属性値データを前記車載データベースに入力したＥＣＵとは別のＥＣＵが必要とするタイミングで、該ＥＣＵに必要なデータを出力するデータ出力手段と、
を備えることを特徴とする車載データベース分配ノードを提供している。
前記本発明の車載データベース分配ノードは、前記ＥＣＵとデータの入出力を行う前記入出力手段を複数個備えてもよい、
前記車載データベース分配ノードがＥＣＵからデータを入力するときに、このデータを属性値データとしてメモリ内の車載データベースに登録することができる。ここでいう登録には、属性値データの初期登録に加えて、最新の属性値データへの更新登録（すなわちアップデート）も含まれる。前記データは、車両の各部における測定値や車両の状態を示すデータなどである。また、属性値データはＥＣＵに対して入出力するデータそのものであっても、データを圧縮したり形式を統一するなどして車載データベースに登録するために最適化したものであってもよい。
また、前記データ出力手段では、車載データベース内の属性値データを他のＥＣＵが必要とするタイミングで該ＥＣＵに出力するため、この車載データベース分配ノードに接続されるＥＣＵは必要なデータを入手することができる。また、ＥＣＵは必要なデータであってもこれが更新される毎にそのデータを入力する必要がない場合には、設定されたタイミングにおいてのみデータを入力できるので、そのリソースを無駄に消費することがない。
車載ＬＡＮ網を介して相互に接続され、 前記属性値データの送受信を行う車載ＬＡＮ通信手段と、
他の車載データベース分配ノードとデータの入出力を行う入出力手段と、
前記入出力手段を介してデータの入力があった時に、これに対応する属性値データを前記メモリ内の車載データベースに記録すると共に前記車載ＬＡＮ通信手段を介して車載ＬＡＮ網上に送信する一方、前記車載ＬＡＮ通信手段を介して車載ＬＡＮ網から属性値データを受信した時に前記車載データベースに登録する車載データベース同期手段と、
を備えていることが好ましい。
前記のように、本発明では、車載データベース分配ノードを複数個を車載ＬＡＮ通信手段を介して接続することが好ましい。
車載ＬＡＮ網にはゲートウェイや車載ハブなどによって接続された複数のセグメントを備えるものが含まれるが、遅延時間を最小限に抑えるためには、車載ＬＡＮ網は十分に高速な通信を行うことができる、リアルタイムイーサネット（登録商標）、ＦｌｅｘＲａｙ、ＭＯＳＴ、Ｄ２Ｂ、ＩＤＢ１３９４、さらには、工業用ＬＡＮを用いて車載ＬＡＮの単一セグメントを形成したものであることが好ましい。
前記車載データベース分配ノードの入出力手段は、各種データの入出力を行う通信手段やインターフェイスであってもよいが、ＣＡＮ（Controller Area Network)、ＦｌｅｘＲａｙなどの規格に準拠する車載ＬＡＮのセグメントに接続される車載ＬＡＮ通信手段であってもよい。すなわち、入出力手段に接続されるＥＣＵの数は複数でもよく、この入出力手段に別の車載ＬＡＮのバスなどのセグメントが接続されていてもよい。
前記車載ＬＡＮ網に接続された車載データベース分配ノードが、前記車載データベース同期手段を備えることにより、車載データベースに登録される属性値データを車載ＬＡＮ通信手段を介して車載ＬＡＮ網上に送信し、車載ＬＡＮ通信手段を介して車載ＬＡＮ網から属性値データを受信したときには車載データベースに登録する。すなわち、車載データベースを同期化することができる。
ここで、遅延時間を最小限に抑えるためには、車載データベース同期手段はＥＣＵから入力する属性値データをできるだけ早く他の車載データベース分配ノードに送信することが好ましく、さらに、車載データベース同期手段をハードウェアによって形成して入力中の属性値データを車載ＬＡＮ網上に送信できるようにすることが好ましい。なお、車載データベースに登録されるべくＥＣＵから入力した属性値データが既に車載データベースに登録されている内容と同じであるなら、この同期化を省略することも可能である。
つまり、前記車載データベース同期手段は、データの入力があったときにそのデータをメモリ内の車載データベースに既に記録されている属性値データに基づくデータと比較して両データが相違する場合のみ、このアップデートのある属性値データを車載ＬＡＮ網上に送信ことにより、車載ＬＡＮ網の通信負荷率を下げるものであってもよい。加えて、車載ＬＡＮ網を効率的に使用するためには、各属性値データがアップデートする毎に、車載データベースの同期をとるのではなく、車載データベース単位のアップデートによる同期化を定期的に行うように構成されていてもよい。
前記メモリ内に、出力対象となる属性値データの識別情報と、この属性値データに基づくデータを出力するタイミングとが設定された出力タイミング設定テーブルを記録しており、
前記入出力手段を介してＥＣＵから出力要求を入力すると共に、この出力要求にしたがって前記出力タイミング設定テーブルを更新する出力タイミング設定手段を備えてなることが好ましい。
上記構成によれば、車載データベース分配ノードがＥＣＵから出力要求を入力するときに、出力タイミング設定手段が出力タイミング設定テーブルを書き換えることにより、データ出力手段からそのＥＣＵに出力されるデータの出力タイミングを動的に設定できる。
前記データを出力するタイミングとして指定の属性値データに変化があった変化時出力のタイミングを設定可能であり、
前記データ出力手段が、車載データベースを監視して前記変化時出力に設定された属性値データの変化を検出するときに、その属性値データに基づくデータを即時出力するものであることが好ましい。
上記構成によれば、出力タイミング設定テーブルにおいて、変化時出力のタイミングを設定可能であるから、所定の属性値データが更新される毎にこれを即時出力することができる。つまり、データの供給側のＥＣＵが車載データベース分配ノードにデータをアップデートすると、車載ＬＡＮ網に接続された別の車載データベース分配ノードにおけるデータ出力手段は、このアップデートされたデータを必要とするＥＣＵに直ちに出力する。したがって、このデータの供給側と受取側のＥＣＵ間でほぼリアルタイムにデータをやりとりすることができ、いわば１対１の通信を行うことができる。なお、変化時出力のタイミングの中に、間引き回数を設定可能にして、頻繁にアップデートされるデータをＥＣＵ側で必要とするタイミングで受けとることができるようにしてもよい。
前記データを出力するタイミングとして指定の属性値データが所定の閾値を超える閾超過時のタイミングを設定可能であり、
前記データ出力手段が、車載データベースを監視して前記閾超過時出力に設定された属性値データがその閾値を超えるときに、その属性値データに基づくデータを即時出力するものであることが好ましい。
上記構成によれば、属性値データが出力タイミング設定テーブルに設定された閾値を超えるときに、データ出力手段がその属性値データに基づくデータをＥＣＵに出力する。なお、閾値は一つの値であってもよいが、例えば区切りとなる複数の閾値を設定してこれを超過する（閾値を跨ぐような値の変化をする）ときに、そのデータを出力するようにしてもよい。
前記データ出力手段が、前記入出力手段を介してＥＣＵから即時出力要求を入力すると共に、この即時出力要求に応じてデータを即時出力するものであることが好ましい。
上記構成によれば、データ出力手段が、ＥＣＵから即時出力要求を入力した時点で車載データベースに登録されている属性値データに基づくデータを、このＥＣＵに即時出力する。
また、本発明は、接続したＥＣＵとデータの入出力を行う入出力手段と、前記ＥＣＵから入力されるデータを属性値データとしてまとめて登録される車載データベースに記録するメモリと、前記車載データベース内の属性値データを用いて、別のＥＣＵが必要とするタイミングで、該ＥＣＵに必要なデータを出力するデータ出力手段とを備える車載データベース分配ノードを備えると共に、該車載データベース分配ノードとＥＣＵとを接続する通信手段を備えてなり、
前記車載データベース分配ノードに接続される前記各ＥＣＵからデータを受けとったデータを車載データベースに登録すると共に、この車載データベースを用いて他のＥＣＵに対してそれぞれデータを提供可能に構成されてなることを特徴とする車載データベースシステムを提供している。
上記構成の車載データベースシステムによれば、一つのＥＣＵから一つの車載データベース分配ノードに出力されたデータが、この車載データベース分配ノードの車載データベースに属性値データとして登録されると共に、別のＥＣＵが必要とするデータを必要とするタイミングで出力することができ、この別のＥＣＵは属性値データを受けとることができる。結果的に、一つのＥＣＵから出力されたデータのうち別のＥＣＵが必要とするデータを必要とするタイミングで受けとることができる。
さらに、本発明は前記車載データベース分配ノードを複数備えると共に、これらの車載データベース分配ノードを接続する車載ＬＡＮ網を備えてなり、各車載データベース分配ノードに接続されるＥＣＵからデータを受けとったデータを車載データベースに登録すると共に、この車載データベースを用いてＥＣＵに対してそれぞれデータを提供可能に構成されてなることを特徴とする車載データベースシステムを提供している。
前記構成の車載データベースシステムによれば、一つのＥＣＵから一つの車載データベース分配ノードに出力されたデータが、この車載データベース分配ノードの車載データベースに属性値データとして登録されると共に、前記車載ＬＡＮ網によって接続される他の車載データベース分配ノードの車載データベースも前記車載データベース同期手段によって同期して最新の状態に更新登録され、この別の車載データベース分配ノードに接続される別のＥＣＵが必要とするデータを必要とするタイミングで出力することができ、この別のＥＣＵは属性値データを受けとることができる。
結果的に、一つのＥＣＵから出力されたデータのうち、別の車載データベース分配ノードに接続された他のＥＣＵが必要とするデータを必要とするタイミングで受けとることができる。
前述したように、本発明の車載データベース分配ノードによれば、この車載データベース分配ノードに接続されるＥＣＵは、必要なデータを必要なタイミングで受けとることができる。すなわち、車載データベース分配ノードに接続されるＥＣＵは、データの出力源となっているＥＣＵ（供給側ＥＣＵ）との通信状態や、供給側ＥＣＵと接続するための車載ＬＡＮ網を全く意識することなく、車載データベースシステムを構成する一つの車載データベース分配ノードに接続するだけで、該車載データベース分配ノードに接続されるＥＣＵから得られるデータを容易に得ることができる。
また、車載データベース内の属性値データに基づくデータが、ＥＣＵにとって必要なタイミングでＥＣＵに出力されるので、この車載データベース分配ノードに接続される各ＥＣＵは必要な属性値データを必要とするタイミングにおいてのみ入力でき、ＥＣＵ側のリソースを無駄に消費することがない。また、ＥＣＵと車載データベース分配ノードとを接続する通信線における通信負荷率を飛躍的に引き下げることができる。
また、前記車載データベース分配ノードを車載ＬＡＮ網と接続される車載ＬＡＮ通信手段を介して複数接続した場合には、前記入出力手段を介して全ての車載データベース分配ノードに接続されるＥＣＵから得られるデータを容易に得ることができる。
前記入出力手段を介して、ＥＣＵから入力する出力要求にしたがって出力対象となる属性値データの識別情報と、この属性値データに基づくデータを出力するタイミングとが設定される場合には、車載データベース分配ノードに接続されるＥＣＵは、出力タイミング設定テーブルに出力してほしいデータの識別情報と出力タイミングを設定することにより、必要なデータを指定し、必要な間隔でそのデータを受けとることができる。
前記属性値データを出力するタイミングとして指定の属性値データに変化があった変化時出力のタイミングを設定可能である場合には、属性値データに変化がない限り、ＥＣＵはデータを受けとることがないので、不要なデータが頻繁にＥＣＵ側に出力される場合に比べてはるかに通信負荷率を下げることができると共に、無駄なデータの入力動作をすることに伴う、各部におけるリソースの無駄遣いを防止できる。
前記データを出力するタイミングとして指定の属性値データが所定の閾値を超える閾超過時のタイミングを設定可能である場合には、データが意味のある変化をしない限り、ＥＣＵはデータを受けとることがないので、不要なデータがＥＣＵ側に出力される場合に比べてはるかに通信負荷率を下げることができると共に、無駄なデータを入力することに伴う、各部におけるリソースの無駄遣いを防止できる。
ＥＣＵからの即時出力要求の入力に応じてデータを即時出力する場合は、車載データベースに登録されている属性値データに基づくデータを即時出力できるので、この車載データベース分配ノードに接続されるＥＣＵは必要とする最新のデータを任意の時点で容易に得ることができ、従来のように供給側ＥＣＵからデータが送られてくるのを待ち受ける必要がない。つまり、それだけＥＣＵ側の信号処理にかかる負荷を減らすことができる。
本発明の車載データベースシステムによれば、車載データベース分配ノードに接続される各ＥＣＵから入力した複数のデータのうち、他のＥＣＵが必要とするデータを、そのＥＣＵが必要とするタイミングで提供できるので、各部の通信を効率的に行うことができ、それだけ、各部の通信負荷率を引き下げることができ、また、各部のリソースの無駄遣いを避けることができる。
さらに、複数の車載データベース分配ノードを接続した場合には、１つの車載データベース分配ノードに接続される各ＥＣＵから入力した複数のデータのうち、任意の他の車載データベース分配ノードに接続されるＥＣＵが必要とするデータを、そのＥＣＵが必要とするタイミングで提供できるので、各部の通信を効率的に行うことができ、それだけ、各部の通信負荷率を引き下げることができ、また、各部のリソースの無駄遣いを避けることができる。
つまり、データの供給側ＥＣＵは、車載データベースに対して定められた間隔でデータをアップデートし、これを全てのＥＣＵが必要であれば受けとることができるが、不要であれば受けとらないことにより、これに係わる信号処理を一切行う必要がないので、最新のデータが常に通信される従来構成に比べて、ＥＣＵのリソースを有効に活用できる。また、不要な通信がないので各部の通信負荷率が下がる。
本発明の第一実施形態の車載データベースシステムの構成を示す図である。 車載データベースの具体的な例を示す図である。 出力タイミング設定テーブルの具体的な例を示す図である。 本発明の第二実施形態の車載データベースシステムの構成を示す図である。 従来のＬＡＮ網によって接続されたＥＣＵ間の通信システムの構成を示す図である。 ＦｌｅｘＲａｙを用いたＥＣＵ間の通信システムの構成を示す図である。 高速通信が可能な幹線を用いて複数のＥＣＵを論理的に接続する通信システムの構成を示す図である。
符号の説明
１ 車載データベースシステム
２（２ａ，２ｂ…） ＥＣＵ
４（４ａ，４ｂ…） 車載データベース分配ノード
５ 車載ＬＡＮ網
７ 車載データベース
１０ 車載ＬＡＮ通信手段
１１ 入出力手段
１２ メモリ
Ｄ（Ｄａ，Ｄｂ…） データ
Ｐａ 車載データベース同期手段
Ｐｂ データ出力手段
Ｐｃ 出力タイミング設定手段
Ｔ 出力タイミング設定テーブル
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図４に本発明の第一実施例に係る車載データベースシステム１の構成を示す。 第一実施形態では複数の車載データベース分配ノードを車載ＬＡＮ網を介して接続している。
図１に示す車載データベースシステム１において、２（２ａ，２ｂ…）は車両の各部に配置されたＥＣＵ、４（４ａ〜４ｃ）は一群のＥＣＵ２ａ…，２ｄｇ…，２ｈ…に接続される車載データベース分配ノード、５はこれらの車載データベース分配ノード４を接続する車載ＬＡＮ網である。また、６（６ａ，６ｂ…）は各ＥＣＵ２ａ，２ｂ…に接続されて車両の状態や各種物理量の測定値などのデータＤ（Ｄａ，Ｄｂ…）を出力するセンサである。
前記車載データベースシステム１では、各車載データベース分配ノード４が全てのセンサ６から得られたデータＤを属性値データとしてまとめて登録してなる車載データベース７を記録し、この車載データベース７の内容を各ＥＣＵ２ａ…に分配する機能を備えている。
本実施形態では車載データベース７内の属性値データＤはＥＣＵから受信したデータを加工することなくそのまま用いる例を示す。
なお、図１は本発明を説明するために簡易的に例示する車載データベースシステム１の構成を示すものであるから、本発明の車載データベースシステム１は一つの車載データベース分配ノード４の数や配置、およびこの光トランシーバに接続されるＥＣＵ２の数や配置などは図示の例に限定されない。
前記ＥＣＵ２は制御対象に接続されてこれらを制御し、各種センサ６によって測定されたデータＤを他のＥＣＵ２が利用できるように出力する機能を有するものである。
本実施形態の場合、例えば、ブレーキを制御するＥＣＵ２ａは車輪の回転を検知する車輪速センサ６ａに接続されている。該車輪速センサ６ａは、制動時に車輪速センサ６ａの出力（属性値データＤａの一例としての車輪速）がゼロになったときに制動を一時的に解除してタイヤのロックを防止する制御などを行うと共に、この車輪速Ｄａを車載ＬＡＮ網５上に送信することにより、他のＥＣＵ２ｉ…が車輪速Ｄａを用いてそれぞれの制御を行えるように構成している。
同様に、ＥＣＵ２ｂは例えば操舵制御用のＥＣＵであって、操舵角センサ６ｂから出力される属性値データＤｂとしての操舵角を用いて操舵に係わる制御を行うと共に、操舵角Ｄｂを車載ＬＡＮ網５上に送信することにより、他のＥＣＵ２ｈ…が操舵角Ｄｂを用いて任意の制御を行えるように構成している。なお、その他のＥＣＵ２ｃやセンサ６ｃについても同様であり、説明を省略する。
前記車載データベース分配ノード４は具体的には車載ＬＡＮ網５に接続されて各種データを高速に送受信するハブ（車載ハブ）である。車載ＬＡＮ網５は、例えばリアルタイムイーサネット（登録商標）などの高速通信が可能な規格に準拠する車載ＬＡＮの幹線となるバス（以下、幹線バスという）である。
また、車載データベース分配ノード４は複数のＥＣＵ２…とＣＡＮに準拠する車載ＬＡＮ網のバス（以下、ＣＡＮバスという）８によって接続されることにより、各ＥＣＵ２間で属性値データＤ（Ｄａ，Ｄｂ…の）入出力を可能とするものである。
車載データベースシステム４は、前記幹線バス５と接続されることにより各種データＤの入出力する車載ＬＡＮ通信手段の一例であるイーサネット通信手段１０と、前記ＣＡＮバス８を介してＥＣＵ２と接続されることにより各種データの入出力を行う入出力手段の一例であるＣＡＮ通信手段１１と、前記車載データベース７を記録するメモリ１２と、制御手段１３とを備えている。
前記本実施形態の幹線バス（車載ＬＡＮ網）５はリアルタイムイーサネットに準拠する単一セグメントの車載ＬＡＮのバスであるから、ゲートウェイなどを介在させることがなく、それだけ、遅延時間を短くすることができる。
しかしながら、幹線バス５がゲートウェイによって連結された複数のセグメントによって構成されてもよい。
なお、本発明は車載ＬＡＮ網５，８の構成がバス型であることに限定されるものではなく、スター型、リング型、メッシュ型のいずれであってもよい。さらに、ループ型、リレー型など、種々の形態を用いてもよい。また、幹線バス５は、光通信を利用したＭＯＳＴ，Ｄ２Ｂ、また、ＩＤＢ１３９４やＩＥＥＥ１３９４（登録商標）などに準拠する通信を行うもの、さらには、工業用ＬＡＮ、ＦｌｅｘＲａｙを用いて形成されていてもよい。
図２に示すように、車載データベース４は、少なくとも前記データＤ（Ｄａ，Ｄｂ…）の識別情報ＩＤ（ＩＤａ，ＩＤｂ…）と、これに対応するデータＤ（Ｄａ，Ｄｂ…）とが記録されている。そして、この車載データベース７は各車載データベース分配ノード４内のメモリ１２にそれぞれ記憶されるものであるが、前記車載データベース同期プログラムＰａによって各車載データベース分配ノード４（４ａ，４ｂ…）における車載データベース７の同期がとれるように管理されている。
なお、本例では識別情報ＩＤとして「車輪速」などを示しているが、これは本発明を説明しやすくするためであり、実際には決まったビット数の値からなる識別情報ＩＤであってもよい。同様に、属性値データＤａ…として単位付きの数値を属性値データＤａ…とする例を示しているが、これは本発明の車載データベース７に記録される属性値データＤａ…に単位の情報が含まれなければならないことを意味しているのではない。
前記イーサネット通信手段１０は、幹線バス５に直接的に接続されて電気信号のやりとりを行うバスドライバ（図示省略）と、このバスドライバを用いてリアルタイムイーサネットに準拠した通信を制御する通信コントローラ（図示省略）とを含む。
なお、幹線バス５が光通信を行うものである場合に、車載ＬＡＮ通信手段１０として光送受信ユニットを設けるなど、適宜に変形される。
同様に、前記ＣＡＮ通信手段１１は、ＣＡＮトランシーバやＣＡＮコントローラを有するものであるが、ＥＣＵ２と車載データベース分配ノード４との接続部にＬＩＮなどの車載ＬＡＮを用いる場合には、入出力手段１１としてＬＩＮに準拠する通信手段と通信コントローラが必要である。また、ＥＣＵ２と車載データベース分配ノード４との接続部に車載ＬＡＮを用いない場合には、入出力手段１１としてのインターフェイスを形成することができる。この場合、ＥＣＵ２はセンサ６側に設けられたデータＤの出力手段を構成する制御部である。
前記メモリ１２は制御手段１３によって読み書きできるように構成されたＲＡＭであるが、バックアップ電源などを用いて電源供給が途絶えた状態でも記憶内容を保持するものであるか、フラッシュメモリのように不揮発性を備えた書き換え可能な記憶手段を用いることが好ましい。また、各車載データベース分配ノード４ａ〜４ｃのメモリ１２内には前記出力タイミング設定プログラムＰｃによって設定され、データ出力プログラムＰｂによって用いられる出力タイミング設定テーブルＴａ〜Ｔｃ（以下、区別が不要であるときは出力タイミング設定テーブルＴという）がそれぞれ記録されている。
なお、本実施例では出力タイミング設定テーブルＴ…が出力タイミング設定プログラムＰｃによって動的に設定されるものであるから、この出力タイミング設定テーブルＴ…を記録するメモリ１２は書き換え可能である必要がある。しかしながら、この出力タイミング設定テーブルＴ…は固定的に設定してあってもよい。この場合、テーブルＴ…が記録されるメモリ１２をＲＯＭにしてもよい。
また、本実施形態の制御手段１３は、各車載データベース分配ノード４ａ〜４ｃ間で車載データベース７の同期をとる車載データベース同期プログラム（車載データベース同期手段）Ｐａと、車載データベース７内の属性値データＤを必要とするＥＣＵ２に出力するデータ出力プログラム（データ出力手段）Ｐｂと、この属性値データＤの出力タイミングを設定する出力タイミング設定プログラム（出力タイミング設定手段）Ｐｃとが実行可能に構成されている。
処理手段１３が前記データベース同期プログラムＰａを実行することにより、前記ＣＡＮ通信手段１１を介してデータＤａ，Ｄｂ…の入力があったときに、これに対応する属性値データをメモリ１２内の車載データベース７に登録することにより、自局内で属性値データＤａ，Ｄｂ…のアップデートを行う。また、変更のあった属性値データＤａ，Ｄｂ…を車載ＬＡＮ通信手段を介して幹線バス５上に送信する。
なお、幹線バス５へのデータＤａ，Ｄｂ…の送信は、ＣＡＮ通信手段１１を介してＥＣＵ６ａ，６ｂ…からデータＤａ，Ｄｂ…を入力したときに毎回行われてもよいが、ＥＣＵ６ａ，６ｂ…から入力したデータＤａ，Ｄｂ…を車載データベース７に記録されている属性値データと比較し、両データが相違するとき（すなわち、変化があったとき）のみ、最新のデータＤａ，Ｄｂ…を幹線バス５へ送信するように構成してもよい。これによって変化のないデータの無駄な通信を防止できるので、幹線バス５の通信負荷率を下げることができると共に、変化のあったデータＤａ，Ｄｂ…についてはほぼリアルタイムに車載データベース７を同期化することができる。
一方、前記幹線バス５およびイーサネット通信手段１０を介して他の車載データベース分配ノード４からの属性値データＤａ，Ｄｂ…を受信したときには、データベース同期プログラムＰａによる信号処理によって、受信した属性値データＤａ，Ｄｂ…を前記車載データベース７に登録する。これにより、属性値データＤａ，Ｄｂ…の同期をとることができる。
あるいは、前記属性値データＤａ，Ｄｂ…の同期化は車載データベース７単位で行ってもよい。すなわち、処理手段１３がデータベース同期プログラムＰａを実行することにより、車載データベース７内の属性値データＤａ，Ｄｂ…を監視し、前記属性値データＤａ，Ｄｂ…の値が変化したときに、変化のあった属性値データの記録を行うと共に、この変化のあった属性値データをまとめて定期的に幹線バス５に送信するようにしてもよい。これによって、幹線バス５をより効率的に用いることができる。また、データＤの種類に合わせて、車載データベース７の定期的な同期化を行うものと、ＣＡＮ通信手段１１を介してＥＣＵ６…からデータＤ…に変化があったときに行われる同期化とを分けてもよい。これによって、幹線バス５をさらに効率的に用いることが可能である。
一方、処理手段１３が前記データ出力プログラムＰｂを実行することにより、車載データベース７内の属性値データを用いて各ＥＣＵ２…が必要とするタイミングでＥＣＵ２…にデータＤａ，Ｄｂ…を出力することができる。すなわち、本実施例の場合、データ出力プログラムＰｂ（あるいはこのデータ出力プログラムＰｂを実行する処理手段１３）がデータ出力手段の具体的な構成である。
前記処理手段１３はデータ出力プログラムＰｂを実行することにより、前記メモリ１２内の出力タイミング設定テーブルＴに従って、ＥＣＵ２が必要とするタイミングにおいてデータＤを出力することができる。また、各ＥＣＵ２からの即時出力要求Ｒａを入力したときは、即時出力の要求に応じて車載データベース７内の指定された識別情報ＩＤのデータＤをＣＡＮバス８側に出力する。なお、即時出力要求Ｒａには即時出力を要求するデータＤを識別するための識別情報ＩＤが含まれている。
また、本実施形態では処理手段１３が前記出力タイミング設定プログラムＰｃを実行することにより、各ＥＣＵ２からの出力要求Ｒｂを入力し、この出力要求Ｒｂに従って各車載データベース分配ノード４における出力タイミング設定テーブルＴａ，Ｔｂ…をそれぞれ動的に更新することができるように構成されている。なお、この出力要求Ｒｂにも出力タイミングを設定するデータＤを識別するための識別情報ＩＤと、その出力タイミングの設定値とが含み、出力タイミングを定めるためのパラメータも含むことが好ましい。
図３は図１に示す車両データベースシステム１における前記出力タイミング設定テーブルＴ（とりわけ、車載データベース分配ノード４ｃ内のメモリ１２に記録された出力タイミング設定テーブルＴｃ）の例を示している。該出力タイミング設定テーブルＴは、属性値データＤ（Ｄａ，Ｄｂ…）の識別情報ＩＤ（個々の識別情報ＩＤを符号ＩＤａ，ＩＤｂ…を用いて表す）と、これらに対応する属性値データＤａ，Ｄｂ…の出力タイミングＴｉ（それぞれ、個々のタイミング設定値を符号Ｔｉａ，Ｔｉｂ…を用いて表す）と、各属性値データＤａ，Ｄｂ…の送信タイミングのパラメータＰａｒ（各パラメータをそれぞれ符号Ｐａｒａ，Ｐａｒｂ…を用いて表す)とを記録したものである。
図３に示す例では、識別情報ＩＤａが「車輪速」であるデータＤａについて、出力タイミングＴｉａが「変化時出力」に設定されて、パラメータＰａｒａは「間引きなし」に設定されている。従って、前記処理手段１３が前記データ出力プログラムＰｂを実行し、前記出力タイミング設定テーブルＴｃに従ったタイミングでデータＤ…を出力することにより、データＤａをＥＣＵ２ｉが必要とするタイミングでＣＡＮバス８に出力することができる。即ち、出力タイミング設定テーブル車載データベース７内の属性値データＤａにアップデートがあった時点で、ＥＣＵ２ｈ，２ｉ…（図１，２参照）側のＣＡＮバス８に出力することができる。
本実施形態のように、出力タイミング設定テーブルＴにおいて、間引きなしで変化時出力の設定を行う設定を行う場合には、ＥＣＵ２ｉはＥＣＵ２ａからのデータＤａを、車載データベース８の同期化にかかる僅かな遅延を除いて、リアルタイムに受け取ることができる。しかも、車輪速の測定値に変化がないときには、そのデータＤａをＣＡＮバス８に出力しないことによって、意味のないデータＤａの出力を抑えることができる。
なお、前記出力タイミングＴｉとして「リアルタイム出力」を設定し、データＤの値に変化がなくてもＥＣＵ２から入力されたデータがある毎に、データＤをＣＡＮバス８に出力するようにしてもよい。これによって、データＤの供給側と受取側のＥＣＵ２は車載データベース７を間に介していることを意識することなく、直結的な感覚でデータＤの受け渡しを行うことができる。
逆に、前記タイミングＴｉとして「所定間隔出力」を設定し、各供給側ＥＣＵ２からアップデートされるデータＤを幾らか間引いて、受取側ＥＣＵ２に出力するようにしてもよい。この場合、前記パラメータＰａｒとして受取側ＥＣＵ２が必要とするデータＤの受取時間間隔を設定することにより、受取側ＥＣＵ２にとって必要な間隔（例えばパラメータＰａｒｃに示すように１秒ごとなど）でデータＤを受けとることができる。これによって、ＣＡＮバス８を用いた無駄な通信を激減させることができる。
また、図３の例に示すように、出力タイミングＴｉｂとして「閾超過時出力」が設定されていてもよい。本例の場合、識別情報ＩＤｂが「操舵角」であるデータＤｂについて、閾超過時出力が設定されており、閾値はパラメータＰａｒｂにおいて「±５deg 毎」に設定されている。すなわち、前記処理手段１３が前記データ出力プログラムＰｂを実行し、前記出力タイミング設定テーブルＴｃを参照することにより、データＤｂを例えば操舵角が５°間隔でＣＡＮバス８に出力することができる。これがＥＣＵ２ｉにより必要とされているタイミングである。
このように、本発明によれば、車載データベースシステム１が車載データベース７内の属性値データＤを各ＥＣＵ２にとってそれぞれ必要とするタイミングでデータＤとして送信するので、各ＥＣＵ２のリソースを無駄に消費することがない。また、ＣＡＮバス８などの通信負荷率を無駄に上げることもなく、各ＥＣＵ２は必要なタイミングで必要とするデータＤを受信することができる。ゆえに、各ＥＣＵ２は他のＥＣＵ２との論理的な結合の数が多くなっても不要なストレスを受けることなく適正な制御を行うことができる。
なお、図３に示す出力タイミング設定テーブルＴｃには出力タイミングＴｉとして、「変化時出力」「閾値超過時出力」「所定間隔出力」を開示し、上記説明において「リアルタイム出力」の設定が可能であることを説明しているが、これらの文言は本発明を分かりやすく示すものであり、本発明はこれらの設定値に限定されるものではなく、実際には出力タイミングの設定値は数値や記号であることが好ましい。同様にパラメータＰａｒも上述した記述が重要な要素ではないことはいうまでもない。
また、本実施例では前記車載データベース同期手段Ｐａ、データ出力手段Ｐｂ、出力タイミング設定手段Ｐｃは何れも処理手段１３がソフトウェアを実行することによって実現する例を示しているが、これらの各手段Ｐａ〜Ｐｃをハードウェアによって構成してもよい。この場合にも、出力タイミング設定手段Ｐｃが各ＥＣＵ２からの出力要求Ｒｂに応じて出力タイミング設定テーブルＴに各ＥＣＵ２が必要とする出力タイミングを設定し、データ出力手段Ｐｂが出力タイミング設定テーブルＴに従ったデータＤの出力を行うように構成することにより、各ＥＣＵ２…は自らの要求した必要なデータＤ…を必要なタイミングで受けとることができる。
つまり、所謂「プラグ・アンド・プレイ」のように車載データベースシステム１に接続するＥＣＵ２は他のＥＣＵ２…との接続構成を意識することなく、多数のＥＣＵ２と論理的に結合して必要なデータＤ…の授受を行うことができる。
図４に第二実施形態を示す。
第一実施形態では、複数の車載データベース分配ノード４ａ〜４ｃを車載ＬＡＮ網を介して接続しているが、第二実施形態では、車載データベース分配ノード４を車載ＬＡＮ網を介して接続しておらず、複数のＥＣＵ２（２ａ〜２ｇ）と通信線を介して接続している。 前記車載データベース分配ノード４は、第１実施形態で必要とされた他の車載データベース分配ノードと接続する入出力手段は必ずしも必要ではなく、接続するＥＣＵ２ａ〜２ｇとのデータ入出力部を設けている。
車載データベース分配ノード４の他の構成は第一実施形態と同様であり、同一符号を付して説明を省略する。
このように、多数のＥＣＵ２を車載データベース分配ノード４を介して接続した構成としても、ＥＣＵ２ａから車載データベース分配ノード４に出力されるデータをデータベースに登録し、他のＥＣＵ２ｇが必要とするデータを必要なタイミングで出力することができる。すなわち、車載データベース分配ノード４に接続されるＥＣＵ２ａ〜２ｇは、データの出力源となっているＥＣＵ（供給側ＥＣＵ）との通信状態や、供給側ＥＣＵと接続するための車載ＬＡＮ網を全く意識することなく、車載データベースシステムを構成する一つの車載データベース分配ノード４に接続するだけで、該車載データベース分配ノードに接続されるＥＣＵから得られるデータを容易に得ることができる。

Claims (8)

  1. 接続したＥＣＵとデータの入出力を行う入出力手段と、
    前記ＥＣＵから入力されるデータを属性値データとしてまとめて登録される車載データベースに記録するメモリと、
    前記車載データベース内の属性値データを用いて、前記属性値データを前記車載データベースに入力したＥＣＵとは別のＥＣＵが必要とするタイミングで、該ＥＣＵに必要なデータを出力するデータ出力手段と、
    を備えることを特徴とする車載データベース分配ノード。
  2. 車載ＬＡＮ網を介して相互に接続され、 前記属性値データの送受信を行う車載ＬＡＮ通信手段と、
    他の車載データベース分配ノードとデータの入出力を行う入出力手段と、
    前記入出力手段を介してデータの入力があった時に、これに対応する属性値データを前記メモリ内の車載データベースに記録すると共に前記車載ＬＡＮ通信手段を介して車載ＬＡＮ網上に送信する一方、前記車載ＬＡＮ通信手段を介して車載ＬＡＮ網から属性値データを受信した時に前記車載データベースに登録する車載データベース同期手段と、
    を備えている請求項１に記載の車載データベース分配ノード。
  3. 前記メモリ内に、出力対象となる属性値データの識別情報と、この属性値データに基づくデータを出力するタイミングとが設定された出力タイミング設定テーブルを記録しており、
    前記入出力手段を介してＥＣＵから出力要求を入力すると共に、この出力要求にしたがって前記出力タイミング設定テーブルを更新する出力タイミング設定手段を備えてなる請求項１または請求項２に記載の車載データベース分配ノード。
  4. 前記データを出力するタイミングとして指定の属性値データに変化があった変化時出力のタイミングを設定可能であり、
    前記データ出力手段が、車載データベースを監視して前記変化時出力に設定された属性値データの変化を検出するときに、その属性値データに基づくデータを即時出力するものである請求項３に記載の車載データベース分配ノード。
  5. 前記データを出力するタイミングとして指定の属性値データが所定の閾値を超える閾超過時のタイミングを設定可能であり、
    前記データ出力手段が、車載データベースを監視して前記閾超過時出力に設定された属性値データがその閾値を超えるときに、その属性値データに基づくデータを即時出力するものである請求項３または請求項４に記載の車載データベース分配ノード。
  6. 前記データ出力手段が、前記入出力手段を介してＥＣＵから即時出力要求を入力すると共に、この即時出力要求に応じてデータを即時出力するものである請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の車載データベース分配ノード。
  7. 請求項１、３〜６のいずれか１項に記載の車載データベース分配ノードを備えると共に、該車載データベース分配ノードとＥＣＵとを接続する通信手段を備えてなり、
    前記車載データベース分配ノードに接続される前記各ＥＣＵからデータを受けとったデータを車載データベースに登録すると共に、この車載データベースを用いて各ＥＣＵに対してそれぞれデータを出力可能に構成されていることを特徴とする車載データベースシステム。
  8. 請求項２乃至請求項６のいずれか１項に記載の車載データベース分配ノードを複数備えると共に、これらの車載データベース分配ノードを接続する車載ＬＡＮ網を備えてなり、 各車載データベース分配ノードに接続されるＥＣＵからデータを受けとったデータを車載データベースに登録すると共に、この車載データベースを用いて各ＥＣＵに対してそれぞれデータを出力可能に構成されていることを特徴とする車載データベースシステム。
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