WO2009123201A1 - 車両通信システム - Google Patents

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WO2009123201A1
WO2009123201A1 PCT/JP2009/056687 JP2009056687W WO2009123201A1 WO 2009123201 A1 WO2009123201 A1 WO 2009123201A1 JP 2009056687 W JP2009056687 W JP 2009056687W WO 2009123201 A1 WO2009123201 A1 WO 2009123201A1
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WO
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message
connection unit
relay connection
messages
parent
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PCT/JP2009/056687
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English (en)
French (fr)
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堀端啓史
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Sumitomo Wiring Systems Ltd
AutoNetworks Technologies Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Sumitomo Wiring Systems Ltd
AutoNetworks Technologies Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/46—Interconnection of networks
    • H04L12/4604—LAN interconnection over a backbone network, e.g. Internet, Frame Relay
    • H04L12/462—LAN interconnection over a bridge based backbone
    • H04L12/4625—Single bridge functionality, e.g. connection of two networks over a single bridge
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L12/40006—Architecture of a communication node
    • H04L12/40013—Details regarding a bus controller

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle communication system, and more particularly, a relay connection unit generates a new message based on a message received from a message transmitter such as an electronic control unit or a sensor via a bus, and separates the new message.
  • a message transmitter such as an electronic control unit or a sensor via a bus
  • a message receiver such as an electronic control unit
  • a delay in transmission timing from the message transmitter for generating a new message is prevented.
  • ECUs Electronic Control Units
  • the buses are connected via a relay connection unit (gateway).
  • the vehicle communication system which relays the message transmitted / received between ECUs which belong to a different bus
  • CAN Control Area
  • Network is becoming the standard.
  • the CAN protocol is asynchronous communication that allows any ECU to send a message when the bus is open.
  • the relay connection unit is connected to a plurality of buses, and each message is periodically received from a message transmitter composed of an ECU or a sensor connected to a different bus, and the relay connection unit newly receives a new bit information from the specific bit information of the message.
  • a message may be generated and a new message generated may be transmitted to another bus.
  • messages are periodically received from these multiple message transmitters via one bus, and new messages are generated by the relay connection unit.
  • the relay connection unit receives a plurality of messages from a plurality of buses and / or from one bus, generates a plurality of new messages based on the plurality of messages, and transmits the new messages. Sending to a message receiver on another bus.
  • an ECU or a sensor serving as a message transmitter can transmit a message if the connected bus is open. In many cases, the timing of receiving a message transmitted via the message transmitter is not synchronized between the message transmitters.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and a relay connection unit receives a message from a plurality of message transmitters on a plurality of buses and / or a plurality of message transmitters on one bus, and a new one is generated based on these messages.
  • a relay connection unit receives a message from a plurality of message transmitters on a plurality of buses and / or a plurality of message transmitters on one bus, and a new one is generated based on these messages.
  • a relay connection unit receives a message from a plurality of message transmitters on a plurality of buses and / or a plurality of message transmitters on one bus, and a new one is generated based on these messages.
  • the present invention provides: A relay connection unit that relays one or more buses connected to the message transmitter and a bus connected to the message receiver; The relay connection unit generates a new message based on a plurality of messages received from a message transmitter, and transmits the generated message to the message receiver via a bus.
  • the newly generated message is one or more, and a plurality of new messages group the messages that generate each message,
  • a vehicle communication system is provided in which a plurality of messages in the same group that generate one new message received by the relay connection unit from the message transmitter are gradually brought closer in transmission timing.
  • a parent message and a child message are set for each group, and the transmission timing of the child message is controlled so as to gradually approach the parent message of the same group, and the transmission timing is controlled so that the parent messages belonging to different groups are gradually moved away from each other. ing.
  • the relay connection unit is connected to a plurality of buses respectively connected to message transmitters and / or one bus connected to a plurality of message transmitters,
  • the relay connection unit includes a transmission / reception unit connected to the bus, and a relay processing unit that generates a new message based on a plurality of messages received from the plurality of message transmitters,
  • a parent message that requests transmission of a child message for generating the new message to the relay connection unit is transmitted from the relay connection unit to a message transmitter that transmits the child message, or to the one bus Transmitting the parent message from one message transmitter of the plurality of message transmitters connected to another message transmitter;
  • the message transmitter that transmits the child message uses the reception timing of the parent message as a reference, the transmission timing of the child message that is periodically transmitted to the relay connection unit in response to the parent message.
  • a transmission timing calculation unit that sets the transmission timing of the child message of the parent message of the other group and the transmission message other than the child message gradually away from the reception timing of the parent message.
  • a plurality of messages necessary for the relay connection unit to generate a new message are identified as “child messages”, and a message requesting transmission of the child message to the relay connection unit is identified as “parent message”.
  • the relationship between the “parent message” and the “child message” is specified in distinction from many other messages transmitted and received via the bus.
  • the parent message is transmitted from the relay connection unit to the message transmitter that transmits each child message.
  • the parent message may be transmitted to another message transmitter. In this case as well, the parent message may be transmitted from the relay connection unit.
  • the message transmitter refers to a device that transmits a child message to the relay connection unit, and includes a control unit, an actuator, a sensor, and the like.
  • the message receiver that receives a new message generated by the relay connection unit includes an electronic control unit and an actuator.
  • the relay connection unit can always generate a new message based on the latest child message, and can periodically transmit the new message to the message receiver, thereby preventing a delay in transmission timing. it can.
  • the message transmitter connected to the plurality of buses and / or the message transmitter connected to the plurality of message transmitters from the relay connection unit.
  • the transmission timing of the parent message is set by a timer provided in the relay connection unit, or the reception of a message periodically received from the bus connected to the message receiver is triggered. It is preferable to set as The received message serving as the trigger is a message having a transmission cycle that matches or is a divisor of the transmission cycle of the parent message.
  • the parent message transmitted from the relay connection unit is preferably a message having a small CAN ID and a high communication priority so that a plurality of message transmitters that transmit child messages can simultaneously receive the parent message.
  • the relay connection unit When the relay connection unit generates a new message based on a plurality of child messages received from a plurality of message transmitters connected to the one bus, the relay connection unit transmits and receives one of the plurality of message transmitters.
  • a parent message may be transmitted from a message transmitter having a function to another message transmitter. In that case, it is preferable that the message to be the parent message transmitted from the message transmitter is a message having a small CANID, a high priority, and a short transmission cycle.
  • one of the plurality of message transmitters connected to one bus becomes a message transmitter that transmits a parent message
  • the message that becomes the parent message is a child message transmitted to the relay connection unit.
  • the relay connection unit can generate a new message by gradually bringing the transmission timing of the child message transmitted from another message transmitter to the relay connection unit closer to the transmission timing of the parent message.
  • a message to be a parent message is a message having a small message ID, a high priority, and a short transmission cycle among child messages transmitted from a plurality of message transmitters to a relay connection unit. Is preferred.
  • the message as the parent message has a small ID, the communication priority becomes high, and the child message can be transmitted to the relay connection unit with priority over other messages.
  • the transmission cycle is a short cycle message, the child message transmitted from the other multiple message transmitters to the relay connection unit is set to the maximum common divisor of the transmission cycle, or the transmission cycle of the child message is set to the transmission cycle of the parent message. It can be an integer (N) multiple.
  • the relay connection unit can receive a child message received by a plurality of message transmitters in order to generate a new message as a synchronization message, it can transmit a new message. Can be prevented.
  • Vehicle Communication System 11 (11A, 11B, 11C) Bus 20 Relay Connection Unit 22 Relay Processing Unit 30 (30A-30J) Electronic Control Unit (ECU) 32 Transmission timing calculation unit 50A, 50B Sensor 50C with communication function ECU with actuator function P Parent message A, B Child message C New message X Parent / child message of other group and other messages
  • the vehicle communication system 10 includes an electronic control unit (ECU) 30 (30A, 30B, 30C) connected to a plurality of buses 11 (11A, 11B, 11C), and the bus 11A. , 11B, based on a plurality of messages periodically received from the ECUs 30A, 30B, a relay connection unit 20 that periodically generates a new message and relays it to the ECU 30C connected to the bus 11C is provided.
  • the communication protocol of the bus 11 is CAN (Control Area Network).
  • the relay connection unit 20 includes a transmission / reception unit 21 (21A, 21B, 21C, and a relay processing unit 22.
  • the transmission / reception units 21A, 21B, and 21C are connected to the buses 11A, 11B, and 11C, respectively, and transmit / receive messages from the buses 11A to 11C.
  • the relay processing unit 22 is connected to each transmission / reception unit 21 and periodically transmits the parent message P to the ECUs 30A and 30B functioning as message transmitters connected to the buses 11A and 11B.
  • the parent message P includes an ID part, the length of the data part is set to zero, and the priority of message transmission is set to be higher than that of the child message.
  • the transmission timing of the parent message P is periodically transmitted using a timer.
  • Child messages A and B are periodically received from the ECUs 30A and 30B, a new message C that is a synchronization message is generated based on the data of the child messages A and B, and relayed to the ECU 30C that functions as a message receiver. is doing.
  • the ECU 30 ⁇ / b> A includes a transmission / reception unit 31 and a transmission timing calculation unit 32.
  • the transmission / reception unit 31 and the transmission timing calculation unit 32 are shown in the ECU 30 ⁇ / b> A, but the ECU 30 ⁇ / b> B also includes the transmission / reception unit 31 and the transmission timing calculation unit 32.
  • These ECUs 30A and 30B have a transmission / reception function, receive the parent message P from the relay connection unit 20, and transmit the child messages A and B based on the reception. In the present invention, the message transmission for transmitting the child message is performed. A machine.
  • the ECU 30C connected to the bus 11C also includes the transmission / reception unit 31 and receives a new message from the relay connection unit 20, and is therefore a message receiver in the present invention. Since the ECU 30C does not transmit a child message in this embodiment, the ECU 30C does not include the transmission timing calculation unit 32 but includes a processing unit (not shown) for the message C received from the relay connection unit 20.
  • the transmission / reception unit 31 of the ECU 30A (30B) performs the reception of the parent message P from the relay connection unit 20 and the transmission of the child message A transmitted by the own ECU 30A via the bus 11.
  • the transmission timing calculation unit 32 transmits child messages periodically transmitted to the relay connection unit 20 in response to the parent message P with reference to the reception timing of the parent message P from the relay connection unit 20.
  • the timing is set to gradually approach the reception timing of the parent message P. Only those other than the child messages are classified into several groups to define a parent-child relationship.
  • the parent message defined here is called P ′.
  • P ′ and the previous P that is, parents of different groups are gradually moved away from each other, and the child message is gradually brought closer to only its own parent.
  • the ECU 30A and the ECU 30B gradually bring the transmission timings of the child messages A and B closer to the reception timing of the parent message P that the relay connection unit 20 periodically transmits to the ECU 30A and ECU 30B.
  • the relay connection unit 20 periodically transmits the parent message P to the bus 11A and the bus 11B almost simultaneously.
  • the transmission timing calculation unit 32 of the ECUs 30A and 30B adjusts the transmission timing of the child messages A and B so that the time difference r between the parent message P and the child messages A and B gradually decreases with time. .
  • the relay processing unit 22 of the relay connection unit 20 generates a new message C based on the child messages A and B.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of message generation.
  • the message includes an ID part and a data part.
  • the data 2 of the child message A and the data 8 of the child message B are taken out and newly used as the data portion of the message C.
  • the relay processing unit 22 of the relay connection unit 20 performs generation processing of the message C after receiving the child message B, and after the generation time tp has elapsed since the reception of the child message B, the bus Message C is transmitted to 11C.
  • the generation time tp is a time necessary for receiving the child messages A and B, generating the message C, and transmitting the message C.
  • the message C1 is generated based on the child messages A1 and B1
  • the message C2 is generated based on the child messages A2 and B2
  • the message C3 is generated based on the child messages A3 and B3
  • the message C is generated. It transmits to ECU30C.
  • the message C created by the relay processing unit 22 of the relay connection unit 20 needs to be transmitted periodically at a predetermined transmission timing set in the ECU 30C.
  • the relay connection unit 20 transmits a message C to the ECU 30C at times t1, t2, and t3.
  • the relay processing unit 22 of the relay connection unit 20 receives the message B1.
  • the time t1 is already the transmission timing of the message C1.
  • the time when the message C1 can be generated is the time t1a after the generation time tp has elapsed since the message B1 was received. Therefore, the message C1 cannot be transmitted at the set transmission timing time t1.
  • the message C1 is generated using the message B received once before, and the message C1 is transmitted at time t1.
  • the messages A2, B2 and the messages A3, B3 are transmitted at a timing closer to the parent message P than the messages A1, B1, and the relay connection unit 20 has the set transmission timing.
  • the messages C2 and C3 are generated by the time t2 and t3, and the messages C2 and C3 can be transmitted to the bus 11C at the set transmission timing.
  • the ECU 30A, 30B gradually sets the transmission timing of the child message periodically transmitted to the relay connection unit 20 in response to the parent message P to the reception timing of the parent message P with reference to the reception timing of the parent message P. By approaching, the message C can be transmitted at the transmission timing set to the bus 11C.
  • the parent message P is received with the transmission timing of messages other than the child message periodically transmitted to the relay connection unit 20 by the ECUs 30A and 30B and the timing of gradually moving away the child messages belonging to other groups from the parent message P.
  • Child messages can be transmitted with priority over other child messages.
  • the transmission interval Tnext becomes longer than To by setting force F> 0.
  • the transmission timing of A approaches the transmission timing of the parent message P. That is, the time difference r between the parent message P and the child message A is shortened.
  • the parent message P after the child message A means that the transmission timing of the parent message P is later than the child message A.
  • the parent message P is earlier than the child message A.
  • P means that the transmission timing is earlier than the child message A in time.
  • the transmission interval Tnext is shorter than To by setting F ⁇ 0, so the transmission timing of the child message B Approaches the transmission timing of the parent message P. That is, the time difference r between the parent message P and the child message B is shortened. In this way, a state in which another message approaches one message is expressed as “attraction works”. That is, the child message is attracted to the parent message P.
  • the transmission timing calculation unit 32 of the ECU 30A adjusts the transmission interval of messages X other than the child messages so that the transmission timing is separated from the parent message P.
  • To be the most recent transmission interval of the message X.
  • the transmission interval Tnext is shorter than To, so the transmission timing of the message X is Away from the transmission timing of the parent message P. That is, the time difference r between the message X and the parent message P becomes longer.
  • the transmission interval Tnext becomes longer than To by setting F> 0, so the transmission timing of the message X Is away from the transmission timing of the parent message P. That is, the time difference r between the message X other than the child message and the parent message P becomes longer.
  • a state in which another message leaves one message is expressed as “repulsive force works”. That is, a repulsive force acts on the message X with respect to the parent message P.
  • the message X has the parent message P in both the front and back, but the time difference r between the message X and the parent message P is selected to be closer.
  • FIG. 5 describes a case where the message X and the parent message P are not so far apart. For this reason, the message X other than the child message and the parent message P are gradually separated from each other and finally stabilized at about r ⁇ To / 2.
  • the time difference when the parent message P is transmitted later in time than the child message is defined as the time difference in the positive direction.
  • the force F is positive when the time difference r is positive and the force F is negative when the time difference r is negative, the force F is an attractive force, and the force F is negative and the time difference r is negative when the time difference r is positive. If the force F is positive when negative, F becomes a repulsive force.
  • the force is expressed as F (r) as a function of the time difference r.
  • of the time difference r. When the time difference r is ⁇ ⁇ (infinite in the positive or negative direction), the force F ( ⁇ ⁇ ) 0.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of the relationship between the time difference r and the force F.
  • FIG. 8 shows the operation when the parent message P is transmitted after the child message A.
  • the ECU 30A receives the parent message P transmitted from the relay connection unit 20.
  • the transmission timing calculation unit 32 determines whether or not the received message is the parent message P based on the ID (identifier) described in the parent message P.
  • the ECU 30 ⁇ / b> A transmits the child message A via the transmission / reception unit 21.
  • the ECU 30A receives the next parent message P.
  • step S4 the transmission timing calculator 32 calculates a time difference r from the timing at which the child message A is transmitted and the timing at which the parent message P is received.
  • the time difference r employs the smaller one of the time difference obtained from the reception timing of the parent message P observed in step S1 and the time difference obtained from the reception timing from the parent message P observed in step S3.
  • step S5 the transmission timing calculator 32 calculates the force F using the time difference r.
  • step S6 the transmission timing calculation unit 32 calculates the next transmission interval Tnext.
  • the next child message A is transmitted after the transmission interval Tnext from the transmission timing of the child message A in the previous step S2.
  • the operation of the ECU 30B transmitting the child message is the same.
  • the relay connection unit 20 when the relay connection unit 20 transmits the parent message P to each bus 11 simultaneously, the message transmitter that has received the parent message P gradually sets the timing of transmitting the child message to the reception timing of the parent message P.
  • the message X other than the child message child of the other group and the child message is gradually moved away.
  • the message transmitter connected to each bus 11 transmits the child message almost simultaneously, and the timing at which the relay connection unit 20 receives the child message is almost the same. Therefore, the relay connection unit 20 can always generate a new message based on the latest child message, and can prevent the timing of transmitting a new message to the bus 11C from being delayed.
  • FIG. 9 shows a second embodiment of the present invention.
  • the message transmitter is a sensor or a switch. That is, the relay connection unit 20 relays the bus 11C to which the sensors 50A and 50B with communication function connected to the buses 11A and 11B and the ECU 50C with actuator function are connected. Based on a plurality of child messages A and B periodically received from the sensors 50A and 50B via the buses 11A and 11B, the relay connection unit 20 periodically generates a new message C and is connected to the bus 11C. Relay to ECU 50C with actuator function.
  • the child messages A and B transmitted by the sensors 50A and 50B include data measured by the sensor 50.
  • the sensor 50 is, for example, a front / rear wheel rotational speed sensor, a door opening / closing switch, or the like.
  • the transmission timing of the parent message P transmitted from the relay connection unit 20 is not set by the timer of the first embodiment, but is triggered by the message M received from the bus 11C. That is, the relay connection unit 20 transmits the parent message P to the buses 11A and 11B, triggered by a message transmitted from the ECU 50C connected to the bus 11C to the relay connection unit 20 or another message M received from the bus 11C. ing.
  • the message M is a message having a transmission cycle that matches or is a divisor with the transmission cycle of the parent message P transmitted from the relay connection unit 20.
  • the relay connection unit 20 transmits the parent message P to the buses 11A and 11B, and the sensors 50A and 50B gradually bring the transmission timing of the child messages A and B closer to the reception timing of the parent message P. Therefore, the relay connection unit 20 can always generate a new message C based on the latest child message and transmit it to the ECU 50C with an actuator function.
  • symbol is attached
  • FIG. 10 shows a third embodiment of the present invention.
  • a plurality of ECUs 30D to 30F are connected to one bus 11A connected to the relay connection unit 20, and the relay connection unit 20 is connected to 1 based on the child messages D, E, and F received from these ECUs 30D to 30F, respectively.
  • Two new messages C are created, and the message C is transmitted to the ECU 30C serving as a message receiver via the bus 11C.
  • a message having a small CAN ID, a high communication priority, and a short transmission cycle is set as a parent message P to the other ECUs 30E and 30F. That is, in the third embodiment, a message transmitter (a plurality of transmission / reception functions for transmitting a child message to the relay connection unit 20 while transmitting the child message to the relay connection unit 20 while not transmitting the parent message P from the relay connection unit 20).
  • the ECU 30D is selected from among the ECUs 30D to 30F) as the transmission source of the parent message P.
  • the relay connection unit 20 When other ECUs 30E and 30F receive the parent message P from the ECU 30D, transmission timing calculation provided in the ECUs 30E and 30F so that the child messages E and F transmitted from the ECUs 30E and 30F to the relay connection unit 20 gradually approach the message D.
  • the child messages D, E, and F received by the relay connection unit 20 are substantially synchronized.
  • the relay connection unit 20 always generates a new message C based on the latest child messages D, E, and F, and has an actuator function via the bus 11C. It can be transmitted to the ECU 50C. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the same reference numerals are given and description thereof is omitted.
  • the parent message is transmitted from the ECU 30D to the other ECUs 30E, 30F.
  • the CANID is small as described above. Since the message P having a high communication priority and a short transmission cycle is used as the parent message, if the message P is transmitted from the ECU 30E, the ECU 30E becomes the transmission source of the parent message.
  • the parent message P is preferably the greatest common divisor of the transmission cycle of child messages transmitted from other ECUs to the relay connection unit 20. Or it is preferable that the transmission period of each child message is an integer (N) times of the parent message. However, N may be 1.
  • FIG. 11 shows a modification of the third embodiment.
  • a plurality of ECUs 30G to 30J are also connected to the other bus 11B connected to the relay connection unit 20, and the relay connection unit 20 is connected based on the child messages G to J received from these ECUs 30G to 30J.
  • the new message C is generated, the child message G transmitted from the ECU 30G to the relay connection unit 20 is used as the parent message P transmitted to the other ECUs 30H, 30I, and 30J.
  • Other configurations are the same as those of the third embodiment, and a description thereof will be omitted.
  • a plurality of message transmitters are connected to the buses 11A and 11B connected to the relay connection unit 20 and other buses, respectively, and new messages are received by child messages received from the message transmitters connected to these one buses.
  • the parent message is transmitted from the ECU connected to the bus for each bus.
  • FIG. 12 shows a fourth embodiment.
  • the fourth embodiment includes the first embodiment and the third embodiment, and the buses 11A and 11B connected to the relay connection unit 20 are the plurality of buses 11A and 11B as in the first embodiment.
  • the relay connection unit 20 creates a new message C1 based on the child messages A and B received from the ECUs 30A and 30B connected to the ECU 30A, so that the parent message P is sent from the relay connection unit 20 to the ECU 30A via the buses 11A and 11B. , 30B.
  • the relay connection unit 20 is connected to a bus 11D having a plurality of ECUs 30D to 30F as described in the third embodiment, and receives child messages D, E, F received from the plurality of ECUs 30D to 30F.
  • the relay connection unit 20 Based on the above, the relay connection unit 20 generates a new message C2.
  • the parent message P is not transmitted from the relay connection unit 20 to the bus 11D, and the message transmitted from the ECU 30D to the relay connection unit 20 is a parent message to the ECUs 30E and 30F.
  • New messages C1 and C2 generated by the relay connection unit 20 are transmitted to the ECU 30C via the bus 11C.
  • the relay connection unit 20 determines the transmission timing of the parent message of the message C2 transmitted from the relay connection unit 20 according to the priority of the messages C1 and C2. It is adjusted.
  • the new message C2 may be transmitted to a message receiver on another bus.
  • the parent message to be transmitted to the bus 11A is Pa
  • the parent message to be transmitted to the bus 11B is Pb
  • the parent message to be received from the bus 11D is Pd
  • Pa and Pb can be repulsive to the parent message Pd.
  • the intervals between the parent messages can be taken, the processing load in the relay connection unit 20 can be leveled, and the delay of the relay processing can be prevented.
  • the timing of each child message is controlled so as to exert an attractive force on each parent message.

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Abstract

　中継接続ユニットがＥＣＵから受信したメッセージを基に新たなメッセージを生成して送信する場合に、メッセージの生成および送信のタイミングの遅延を防ぐ。メッセージ送信機と接続した１以上のバスと、メッセージ受信機と接続したバスとを中継する中継接続ユニットを備え、該中継接続ユニットはメッセージ送信機から受信する複数のメッセージに基づいて新たなメッセージを生成し、該生成したメッセージを前記メッセージ受信機にバスを介して送信しており、前記新たに生成するメッセージは１以上であり、複数の新たなメッセージは該各メッセージを生成するメッセージをグループ分けし、前記中継接続ユニットが前記メッセージ送信機から受信する１つの新たなメッセージを生成する複数のメッセージは送信タイミングを漸次近づけていることを特徴とする。

Description

車両通信システム
　本発明は、車両通信システムに関し、詳しくは、中継接続ユニットがバスを介して電子制御ユニットやセンサ等のメッセージ送信機から受信したメッセージを基に新たなメッセージを生成し、該新たなメッセージを別の電子制御ユニット等のメッセージ受信機へ送信する場合に、新たなメッセージを生成用の前記メッセージ送信機からの送信タイミングの遅延を防ぐものである。
　従来、車両に搭載される機器を制御する電子制御ユニット（Electronic Control Unit：以下、ＥＣＵと称す）を多重通信用のバスに接続すると共に、該バス同士を中継接続ユニット（ゲートウェイ）を介して接続し、異なるバスに属するＥＣＵ間で送受信されるメッセージを該中継接続ユニットで中継する車両通信システムが採用されている。
　車両通信システムのプロトコルとしては、非特許文献１に示すＣＡＮ（Control Area 
Network）が標準となりつつある。ＣＡＮプロトコルは、バスが開放状態の場合はどのＥＣＵもメッセージを送信することが可能な非同期通信である。
　前記中継接続ユニットを複数のバスと接続し、異なるバスに接続されたＥＣＵやセンサからなるメッセージ送信機から夫々メッセージを周期的に受信し、中継接続ユニットが該メッセージの特定のビット情報から新たなメッセージを生成し、別のバスへ生成した新たなメッセージを送信する場合がある。
　また、１つのバスに複数のメッセージ送信機が接続されている場合、これら複数のメッセージ送信機から１つのバスを介して周期的にメッセージを受信し、中継接続ユニットで新たなメッセージを生成する場合もある。
　このように、複数のバスから、あるいは／および１つのバスから、複数のメッセージを中継接続ユニットは受信し、これら複数のメッセージに基づいて、複数の新たなメッセージを生成し、該新たなメッセージを他のバスのメッセージ受信機に送信している。即ち、各新たなメッセージを生成するための複数のメッセージ・グループが、複数存在する場合が多い。
　前記のようにＣＡＮ通信でメッセージを送受信する場合、メッセージ送信機となるＥＣＵやセンサは接続したバスが開放状態であればメッセージを送信することができるため、中継接続ユニットが各メッセージ送信機からバスを介して送信されたメッセージを受信するタイミングがメッセージ送信機間で同期しない場合が多い。
　中継接続ユニットが、複数のメッセージ送信機から新たなメッセージを生成するための前記メッセージ・グループからのメッセージの受信するタイミングに大きい差が生じた場合、該メッセージを基に生成する新たなメッセージを本来送信したいタイミングで別のバスに送信することができない問題が発生する。
　また、新たなメッセージを送信するタイミングの周期を守る場合には、受信が遅れているメッセージに替えて、１回前に受信したメッセージを用いて新たなメッセージを生成しなければならないという問題がある。
ＣＡＮ入門　発行:２００３年１０月１日　発行者：ルネサステクノロジ　インターネット（ＵＲＬ：http://www.renesas.com/jpn/products/mpumcu/specific/can_lin_mcu/candoc/rjj99z0001_entry_0400.pdf）
　本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、複数のバスのメッセージ送信機あるいは／または１つのバスの複数のメッセージ送信機から中継接続ユニットがメッセージを受信し、これらのメッセージに基づいて新たなメッセージを生成してメッセージ受信機へ送信する場合において、新たなメッセージを生成、送信するタイミングが遅延しないようにすることを課題としている。
　前記課題を解決するため、本発明は、
  メッセージ送信機と接続した１以上のバスと、メッセージ受信機と接続したバスとを中継する中継接続ユニットを備え、
　前記中継接続ユニットはメッセージ送信機から受信する複数のメッセージに基づいて新たなメッセージを生成し、該生成したメッセージを前記メッセージ受信機にバスを介して送信しており、
　前記新たに生成するメッセージは１以上であり、複数の新たなメッセージは該各メッセージを生成するメッセージをグループ分けし、
　前記中継接続ユニットが前記メッセージ送信機から受信する１つの新たなメッセージを生成する同じグループの複数のメッセージは送信タイミングを漸次近づけていることを特徴とする車両通信システムを提供している。
　また、新たなメッセージを生成するための複数のメッセージの受信タイミングをできるだけ近づけることにより、生成される新たなメッセージの送信に遅れが発生するのを抑制する一方、中継接続ユニットが受信するメッセージは、前記新たな１つのメッセージを生成する複数のメッセージ以外のメッセージおよび他のグループのメッセージの受信タイミングを漸次遠ざけている。
　前記グループ毎に親メッセージと子メッセージを設定し、子メッセージは、同じグループの親メッセージに漸次近づけるように送信タイミングを制御し、異なる群に属する親メッセージ同士は漸次遠ざけるように送信タイミングを制御している。
　前記中継接続ユニットは、メッセージ送信機をそれぞれ接続した複数のバスあるいは／および複数のメッセージ送信機を接続した１つのバスと接続され、
　前記中継接続ユニットは、前記バスと接続した送受信部と、前記複数のメッセージ送信機から受信する複数のメッセージに基づいて新たなメッセージを生成する中継処理部を備え、
　前記中継接続ユニットへ前記新たなメッセージの生成用とする子メッセージの送信を要求する親メッセージを、前記中継接続ユニットから前記子メッセージを送信するメッセージ送信機に送信し、または、前記１つのバスに接続されている前記複数のメッセージ送信機のうちの１つのメッセージ送信機から他のメッセージ送信機へ前記親メッセージを送信し、
　前記子メッセージを送信するメッセージ送信機は、前記親メッセージの受信タイミングを基準として、該親メッセージに応答して周期的に中継接続ユニットへ送信する前記子メッセージの送信タイミングを前記親メッセージの受信タイミングに漸次近づけると共に、他のグループの親メッセージの子メッセージおよび該子メッセージ以外の送信メッセージの送信タイミングは前記親メッセージの受信タイミングに漸次遠ざけるタイミングとする送信タイミング演算部を備えている。
　即ち、中継接続ユニットが新たなメッセージを生成するために必要な複数のメッセージを「子メッセージ」と特定し、該子メッセージを中継接続ユニットへ送信することを要求するメッセージを「親メッセージ」と特定し、バスを介して送受信する他の多数のメッセージと区別して、「親メッセージ」と「子メッセージ」との関係を特定している。
　前記子メッセージを中継接続ユニットに送信する複数のメッセージ送信機が異なるバスと接続されている場合は、前記親メッセージは中継接続ユニットから各子メッセージを送信するメッセージ送信機へ送信している。
　前記子メッセージを中継接続ユニットに送信する複数のメッセージ送信機が１つのバスと接続されている場合は、該１つのバスに接続されている複数のメッセージ送信機のうちの１つのメッセージ送信機から他のメッセージ送信機へ親メッセージを送信してもよい。　かつ、この場合も親メッセージを中継接続ユニットから送信しても良い。
　前記メッセージ送信機とは、中継接続ユニットに子メッセージを送信する機器を指し、制御ユニット、アクチュエータ、センサ等からなる。
　中継接続ユニットで生成された新たなメッセージを受信する前記メッセージ受信機は、電子制御ユニットやアクチュエータからなる。
　前記のように、複数のメッセージ送信機が子メッセージを中継接続ユニットへ送信するタイミングを、親メッセージの受信タイミングに漸次近づけると、中継接続ユニットが受信する複数の子メッセージの受信タイミングをほぼ同時とすることができ、子メッセージの受信タイミングに遅延が発生しない。
　従って、中継接続ユニットは常に最新の子メッセージに基づいて新たなメッセージを生成することができると共に、該新たなメッセージをメッセージ受信機へ周期的に送信でき、送信タイミングが遅延することを防ぐことができる。
　前記のように、中継接続ユニットが新たなメッセージを生成するために、該中継接続ユニットから親メッセージを、前記複数のバスにそれぞれ接続したメッセージ送信機あるいは／および複数のメッセージ送信機を接続したバスの各メッセージ送信機へ送信する場合は、親メッセージの送信タイミングは、該中継接続ユニットに設けたタイマにより設定し、または前記メッセージ受信機と接続したバスから周期的に受信するメッセージの受信をトリガとして設定することが好ましい。このトリガとなる受信メッセージは、親メッセージの送信周期と一致または約数となる送信周期を有するメッセージとしている。
　前記中継接続ユニットから送信する親メッセージは、ＣＡＮＩＤが小さく通信の優先度が高いメッセージとし、子メッセージを送信する複数のメッセージ送信機が同時に親メッセージを受信できるようにすることが好ましい。
　かつ、該中継接続ユニットから送信する親メッセージは、フレームデータが短い又はフレームデータが無いメッセージとすることが好ましい。
　親メッセージは子メッセージの送信を要求するだけのメッセージであるため、バス負荷率を低減するために、メッセージのデータ長さを極力短くし、あるいはデータ無し（ＤＬＣ＝０）とすることが好ましい。
　前記中継接続ユニットは、前記１つのバスに接続された複数のメッセージ送信機から受信する複数の子メッセージに基づいて新たなメッセージを生成する場合は、前記複数のメッセージ送信機のうちの１つの送受信機能を有するメッセージ送信機から他のメッセージ送信機に親メッセージを送信してもよい。その場合、該メッセージ送信機から送信する親メッセージとするメッセージは、ＣＡＮＩＤが小さく優先度が高く且つ送信周期が短周期のメッセージとすることが好ましい。
　即ち、１つのバスに接続された複数のメッセージ送信機のうちの１つのメッセージ送信機が親メッセージを送信するメッセージ送信機となり、該親メッセージとなるメッセージは前記中継接続ユニットへ送信される子メッセージであり、該親メッセージの送信タイミングに他のメッセージ送信機から前記中継接続ユニットへ送信する前記子メッセージの送信タイミングを漸次近づけることで、中継接続ユニットは新たなメッセージを生成することができる。
　前記のように、親メッセージとするメッセージは、複数のメッセージ送信機から中継接続ユニットへ送信する子メッセージのうちで、メッセージのＩＤが小さく優先度が高く且つ送信周期が短周期のメッセージとすることが好ましい。
　このように、親メッセージとするメッセージはＩＤが小さいものとすると、通信の優先度が高くなり、子メッセージを他のメッセージより優先して中継接続ユニットに送信することができる。かつ、送信周期が短周期のメッセージとすると、他の複数のメッセージ送信機から中継接続ユニットへ送信する子メッセージを送信周期の最大公約数、または、子メッセージの送信周期を親メッセージの送信周期の整数（Ｎ）倍とすることができる。
　前述したように、本発明の車両通信システムによれば、中継接続ユニットが新たなメッセージを生成するために複数のメッセージ送信機が受信する子メッセージを同期メッセージとして受信できるため、新たなメッセージの送信の遅延を防止できる。
本発明である車両通信システムの第１実施形態を示す図である。 親メッセージに子メッセージの送信タイミングを漸次近づける場合の送信タイミングの説明図である。 子メッセージを基に新たなメッセージを生成する説明図である。 親メッセージに子メッセージの送信タイミングを漸次近づける場合の送信タイミング演算部の動作原理の説明図であり、（Ａ）は親メッセージが子メッセージよりも後に送信されている場合、（Ｂ）は前に送信されている場合である。 （Ａ）（Ｂ）は親メッセージに子メッセージ以外のメッセージの送信タイミングを漸次遠ざける場合の送信タイミング演算部の動作原理の説明図である。 時間差と力の関係を示した説明図であり、Ｇ＝１、ｇ＝２とした場合である。 時間差と力の関係を示した説明図であり、Ｇ＝２、ｇ＝２とした場合である。 送信タイミング演算部の動作を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態を示す図である。 本発明の第３実施形態を示す図である。 第３実施形態の変形例を示す図である。 本発明の第４実施形態を示す図である。
符号の説明
１０　車両通信システム
１１（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ）　バス
２０　中継接続ユニット
２２　中継処理部
３０（３０Ａ～３０Ｊ）　電子制御ユニット（ＥＣＵ）
３２　送信タイミング演算部
５０Ａ、５０Ｂ　通信機能付きセンサ
５０Ｃ　アクチュエータ機能付きＥＣＵ
Ｐ　親メッセージ
Ａ、Ｂ　子メッセージ
Ｃ　新たなメッセージ
Ｘ　他のグループの親もしくは子メッセージおよびそれ以外のメッセージ
　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９に本発明の第１実施形態を示す。
　本発明の車両通信システム１０は、複数のバス１１（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ）に接続された電子制御ユニット（ＥＣＵ）３０（３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ）と、該バス１１間に介在され、バス１１Ａ、１１Ｂを介してＥＣＵ３０Ａ、３０Ｂから周期的に受信する複数のメッセージを基に、新たなメッセージを周期的に生成してバス１１Ｃに接続されたＥＣＵ３０Ｃに中継する中継接続ユニット２０を備えている。前記バス１１の通信プロトコルはＣＡＮ（Control Area Network）である。
　中継接続ユニット２０は、送受信部２１（２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃと、中継処理部２２を備えている。
　送受信部２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃはバス１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃとそれぞれ接続し、各バス１１Ａ～１１Ｃからのメッセージの送受信を行っている。
　中継処理部２２は各送受信部２１と接続し、バス１１Ａ、１１Ｂに接続したメッセージ送信機として機能するＥＣＵ３０Ａ、３０Ｂに周期的に親メッセージＰを送信している。親メッセージＰはＩＤ部を備えているが、データ部の長さをゼロとし、メッセージ送信の優先度を子メッセージと比べて高くなるように設定している。
　前記親メッセージＰの送信タイミングは、本実施形態ではタイマを用いて周期的に送信している。
　また、ＥＣＵ３０Ａ、３０Ｂから子メッセージＡ、Ｂを周期的に受信し、該子メッセージＡ、Ｂのデータに基づいて同期メッセージである新たなメッセージＣを生成し、メッセージ受信機として機能するＥＣＵ３０Ｃに中継している。
　ＥＣＵ３０Ａは送受信部３１と、送信タイミング演算部３２を備えている。なお、図１ではＥＣＵ３０Ａに送受信部３１と送信タイミング演算部３２を示しているが、ＥＣＵ３０Ｂも送受信部３１と送信タイミング演算部３２を備えている。
　これらＥＣＵ３０Ａと３０Ｂは送受信機能を備え、中継接続ユニット２０から親メッセージＰを受信し、該受信に基づいて子メッセージＡ、Ｂを送信するものであるが、本発明では子メッセージを送信するメッセージ送信機としている。
　バス１１Ｃに接続したＥＣＵ３０Ｃも送受信部３１を備え、中継接続ユニット２０から新たなメッセージを受信するものであるため、本発明ではメッセージ受信機としている。該ＥＣＵ３０Ｃは本実施形態では子メッセージを送信していないので、送信タイミング演算部３２は備えておらず、中継接続ユニット２０から受信したメッセージＣの処理部（図示せず）を備えている。
　前記のように、ＥＣＵ３０Ａ（３０Ｂ）の送受信部３１は、中継接続ユニット２０からの親メッセージＰの受信及び自ＥＣＵ３０Ａが送信する子メッセージＡの送信をバス１１を介して行っている。
　送信タイミング演算部３２は、詳細は後述するが、中継接続ユニット２０からの親メッセージＰの受信タイミングを基準として、親メッセージＰに応答して周期的に中継接続ユニット２０へ送信する子メッセージの送信タイミングを、親メッセージＰの受信タイミングに漸次近づける設定としている。
  前記子メッセージ以外のものだけを対象に、幾つかのグループに分類して、親子関係を定義する。ここで定義した親メッセージをＰ’と呼ぶ。Ｐ’と先のＰ、即ち、異なるグループの親同士は漸次遠ざけ、子メッセージは自分の親にだけに漸次近づけている。
　次に、本発明の原理について図２、図３を用いて説明する。
　前記のように、ＥＣＵ３０Ａ、ＥＣＵ３０Ｂは、中継接続ユニット２０が周期的にＥＣＵ３０Ａ、ＥＣＵ３０Ｂに送信する親メッセージＰの受信タイミングに、子メッセージＡ、Ｂの送信タイミングを漸次近づけている。
　図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、中継接続ユニット２０はバス１１Ａ、バス１１Ｂにほぼ同時に親メッセージＰを周期的に送信している。このとき、ＥＣＵ３０Ａ、３０Ｂの送信タイミング演算部３２は、子メッセージＡ、Ｂの送信タイミングを調整し、親メッセージＰと子メッセージＡ、Ｂの時間差ｒが時間の経過と共に漸次短くなるようにしている。
　中継接続ユニット２０の中継処理部２２は、子メッセージＡ、Ｂを基に新たなメッセージＣを生成している。図３はメッセージの生成の説明図であり、メッセージはＩＤ部とデータ部を備えている。図３の例では、子メッセージＡのデータ２と、子メッセージＢのデータ８を取り出して、新たにメッセージＣのデータ部としている。
　中継接続ユニット２０の中継処理部２２は、図２（Ｃ）に示すように、子メッセージＢを受信した後にメッセージＣの生成処理を行い、子メッセージＢの受信から生成時間ｔｐの経過後、バス１１ＣにメッセージＣを送信している。
　即ち、生成時間ｔｐは子メッセージＡとＢとを受信してメッセージＣを生成し、メッセージＣを送信するまでに必要な時間となる。
　このように、子メッセージＡ１、Ｂ１を基にメッセージＣ１を生成し、子メッセージＡ２、Ｂ２を基にメッセージＣ２を生成し、子メッセージＡ３、Ｂ３を基にメッセージＣ３を生成し、該メッセージＣをＥＣＵ３０Ｃに送信している。
　中継接続ユニット２０の中継処理部２２で作成したメッセージＣは、ＥＣＵ３０Ｃに設定した予め定められた送信タイミングで周期で送信する必要がある。
　前記図２（Ｃ）に示すように、中継接続ユニット２０は時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３のタイミングでメッセージＣをＥＣＵ３０Ｃに送信している。
　しかし、ＥＣＵ３０Ａ、３０ＢからメッセージＡ１、Ｂ１が図２（Ａ）（Ｂ）のように親メッセージＰから離れたタイミングで送信される場合、中継接続ユニット２０の中継処理部２２がメッセージＢ１の受信を完了する前に既にメッセージＣ１の送信タイミングである時刻ｔ１となっている。
　このため、メッセージＣ１が生成できる時刻はメッセージＢ１を受信してから生成時間ｔｐ経過後の時刻ｔ１ａになる。よって、設定した送信タイミングの時刻ｔ１でメッセージＣ１を送信できない。または、１回前に受信したメッセージＢを用いてメッセージＣ１を生成し、時刻ｔ１でメッセージＣ１を送信することになる。
　前記問題に対して、本発明では、メッセージＡ２、Ｂ２及びメッセージＡ３、Ｂ３を、メッセージＡ１、Ｂ１と比べて親メッセージＰから近いタイミングで送信するものとし、中継接続ユニット２０は設定した送信タイミングの時刻ｔ２、ｔ３までにメッセージＣ２、Ｃ３を生成し、メッセージＣ２、Ｃ３を設定した送信タイミングでバス１１Ｃに送信することができるようにしている。
　このように、ＥＣＵ３０Ａ、３０Ｂが親メッセージＰの受信タイミングを基準として、親メッセージＰに応答して周期的に中継接続ユニット２０へ送信する子メッセージの送信タイミングを、親メッセージＰの受信タイミングに漸次近づけることにより、メッセージＣのバス１１Ｃへ設定した送信タイミングで送信できる。
　一方、ＥＣＵ３０Ａ、３０Ｂが周期的に中継接続ユニット２０へ送信する子メッセージ以外のメッセージの送信タイミングおよび他のグループに属する子メッセージを、前記親メッセージＰから漸次遠ざけるタイミングとして、親メッセージＰを受信する子メッセージを他の子メッセージ以外より優先して送信することができるようにしている。
　次に、子メッセージＡ、Ｂを送信しているＥＣＵ３０Ａ、３０Ｂの送信タイミングの調整について詳述する。
　親メッセージＰに対して、ＥＣＵ３０Ａが子メッセージＡの送信タイミングを調整する例について説明するが、ＥＣＵ３０Ｂが子メッセージＢの送信タイミングを調整する場合も同様である。
　ＥＣＵ３０Ａの送信タイミング演算部３２は、子メッセージＡの送信間隔を常に監視し、図４に示すように、子メッセージＡの直近の送信間隔をＴｏとすると、次の送信間隔Ｔｎｅｘｔを、Ｔｎｅｘｔ＝Ｔｏ＋Ｆと設定する。即ち、Ｔｎｅｘｔを「力」と呼ばれる量Ｆだけ微調整する
　このとき、図４（Ａ）に示すように、親メッセージＰが子メッセージＡよりも後に送信されている場合、力Ｆ＞０とすることで、送信間隔ＴｎｅｘｔはＴｏより長くなるので、子メッセージＡの送信タイミングは親メッセージＰの送信タイミングに近づく。即ち、親メッセージＰと子メッセージＡとの時間差ｒは短くなる。
　なお、親メッセージＰが子メッセージＡよりも後とは、親メッセージＰが子メッセージＡよりも送信タイミングが時間的に遅いことをいい、親メッセージＰが子メッセージＡよりも先とは、親メッセージＰが子メッセージＡよりも送信タイミングが時間的に早いことをいう。
　１つ前の親メッセージＰと子メッセージＡを比べると、図４（Ａ）では１つ前の親メッセージＰが子メッセージＡよりも先となるが、１つ前の親メッセージＰと子メッセージＡの時間差と、一つ後の親メッセージＰと子メッセージＡの時間差とを比較して、短いほうを送信タイミング演算部３２が用いる時間差ｒとして採用する。図４（Ｂ）の場合も同様である。
　図４（Ｂ）に示すように、親メッセージＰが子メッセージＢより前に送信されている場合、Ｆ＜０とすることで、送信間隔ＴｎｅｘｔはＴｏより短くなるので、子メッセージＢの送信タイミングは親メッセージＰの送信タイミングに近づく。即ち、親メッセージＰと子メッセージＢとの時間差ｒは短くなる。
　このように、あるメッセージに他のメッセージが近づいていく状態を、「引力が働く」と表現する。即ち、子メッセージは親メッセージＰに対して引力が働いている。
　次に、図５を用いて、親メッセージＰに対して子メッセージ以外のメッセージおよび他のグループに属する子メッセージＸの送信タイミングを漸次遠ざける方法について説明する。
　ＥＣＵ３０Ａの送信タイミング演算部３２は親メッセージＰと送信タイミングが離れるように子メッセージ以外のメッセージＸの送信間隔を調整する。該メッセージＸの直近の送信間隔をＴｏとする。
　図５（Ａ）に示すように、メッセージＸよりも親メッセージＰのほうが後に送信されている場合、Ｆ＜０とすることで、送信間隔ＴｎｅｘｔはＴｏより短くなるので、メッセージＸの送信タイミングは親メッセージＰの送信タイミングから離れる。即ち、メッセージＸと親メッセージＰとの時間差ｒは長くなる。
　図５（Ｂ）に示すように、メッセージＸよりも親メッセージＰのほうが先に送信されている場合、Ｆ＞０とすることで、送信間隔ＴｎｅｘｔはＴｏより長くなるので、メッセージＸの送信タイミングは親メッセージＰの送信タイミングから離れる。即ち、子メッセージ以外のメッセージＸと親メッセージＰとの時間差ｒは長くなる。
　このように、あるメッセージに他のメッセージが離れていく状態を、「斥力が働く」と表現する。即ち、親メッセージＰに対してメッセージＸには斥力が働いている。
　なお、実際にはメッセージＸは前と後ろの両方に親メッセージＰがあるが、メッセージＸと親メッセージＰとの時間差ｒは近い方を選ぶ。例えば図５ではメッセージＸと親メッセージＰとがそれほど離れていない場合を述べているが、大きく離れた場合には時間差ｒは近い方を選ぶ。このために子メッセージ以外のメッセージＸと親メッセージＰは徐々に離れて行き、最終的にはほぼｒ≒Ｔｏ／２のところで安定する。
　上記内容を一般的に記載すると以下のようになる。
　各メッセージは、直近の送信間隔Ｔｏに対して、次の送信間隔ＴｎｅｘｔをＴｎｅｘｔ＝Ｔｏ＋Ｆと定める。即ち、力Ｆによって送信間隔を微調整する。
　ＥＣＵ３０が送信する子メッセージと、親メッセージＰとの時間差ｒについて、親メッセージＰが子メッセージより時間的に後に送信されている場合の時間差を正方向の時間差と定義する。
　このとき、時間差ｒが正のときに力Ｆが正、時間差ｒが負のときに力Ｆが負ならば、力Ｆは引力となり、時間差ｒが正のときに力Ｆが負、時間差ｒが負のときに力Ｆが正ならば、Ｆは斥力となる。
　力は時間差ｒの関数としてＦ（ｒ）として表される。力Ｆ（ｒ）は次のように選択される。
　力Ｆが引力の場合、ｒ＝０の近傍では、ｒ＞０ならばＦ＞０、ｒ＜０ならばＦ＜０である。力Ｆが斥力の場合は、ｒ＞０ならばＦ＜０、ｒ＜０ならばＦ＞０である。時間差ｒの絶対値｜ｒ｜が十分に大きいときには、力Ｆの絶対値｜Ｆ｜は時間差ｒの絶対値｜ｒ｜に対して減衰する。
　時間差ｒが±∞（正方向又は負方向に無限大）であるときには、力Ｆ（±∞）＝０となる。
　各メッセージの力Ｆは次のように設定する。
　子メッセージは、親メッセージＰに対して引力又は斥力が働くように設定する。
　図６は、時間差ｒと力Ｆとの関係を示した例を示す説明図である。図６は、力Ｆ（ｒ）はＦ（ｒ）＝２・Ｇ・ｒ／（ｒ２＋ｇ２）とし、Ｇ＝１、ｇ＝２とした場合である。
　このとき、前述したように、時間差ｒが０のときは力Ｆ（０）＝０となり、力Ｆが引力の場合、ｒ＝０の近傍では、ｒ＞０ならばＦ＞０、ｒ＜０ならばＦ＜０となる。時間差ｒの絶対値｜ｒ｜が十分に大きいときには、力Ｆの絶対値｜Ｆ｜は時間差ｒの絶対値｜ｒ｜に比例して減衰する。時間差ｒが±∞であるときには、力Ｆ（±∞）＝０となる。
　また、図７は、力Ｆ＝Ｇ・（ｒ／ｇ２）・ｅｘｐ（－ｒ２／（２・ｇ２））とし、Ｇ＝２、ｇ＝２とした場合である。
　次に、子メッセージを送信しているＥＣＵ３０の送信タイミング調整の動作について、図８のフローチャートを用いてＥＣＵ３０Ａを例として説明する。
　なお、各ＥＣＵ３０の送信タイミング演算部３２は、子メッセージを周期的にバス１１に送信しており、送信周期Ｔｏを算出している。また、図８は親メッセージＰが子メッセージＡよりも後に送信されている場合の動作である。
　ステップＳ１では、ＥＣＵ３０Ａは中継接続ユニット２０が送信した親メッセージＰを受信している。なお、送信タイミング演算部３２は、親メッセージＰに記載されたＩＤ（識別子）により、受信したメッセージが親メッセージＰか否かを判断している。
　ステップＳ２では、ＥＣＵ３０Ａは送受信部２１を介して子メッセージＡを送信している。
　ステップＳ３では、ＥＣＵ３０Ａは次の親メッセージＰを受信している。
　ステップＳ４では、送信タイミング演算部３２は、子メッセージＡを送信したタイミングと親メッセージＰを受信したタイミングから時間差ｒを算出している。時間差ｒは、ステップＳ１で観測された親メッセージＰの受信タイミングから求められた時間差と、ステップＳ３で観測された親メッセージＰからの受信タイミングから求められた時間差のうち小さい方を採用している。
　ステップＳ５では、送信タイミング演算部３２は、時間差ｒを用いて力Ｆを算出している。
　ステップＳ６では、送信タイミング演算部３２は、次の送信間隔Ｔｎｅｘｔを算出している。
　ステップＳ１に戻り、前回のステップＳ２の子メッセージＡの送信タイミングから送信間隔Ｔｎｅｘｔ後に次の子メッセージＡを送信している。
　子メッセージを送信しているＥＣＵ３０Ｂの動作も同様である。
　本発明によれば、中継接続ユニット２０が各バス１１に同時に親メッセージＰを送信すると、該親メッセージＰを受信したメッセージ送信機は、親メッセージＰの受信タイミングに子メッセージを送信するタイミングを漸次近づけ、他のグループの子メッセージ子および子メッセージ以外のメッセージＸを漸次遠ざけている。このため、各バス１１に接続されたメッセージ送信機は子メッセージをほぼ同時に送信するようになり、中継接続ユニット２０が子メッセージを受信するタイミングもほぼ同時となる。
　従って、中継接続ユニット２０は、常に最新の子メッセージに基づいて新たなメッセージを生成することができると共に、バス１１Ｃに新たなメッセージを送信するタイミングが遅延することを防ぐことができる。
　図９に本発明の第２実施形態を示す。
　第２実施形態の車両通信システム１０では、メッセージ送信機はセンサまたはスイッチとしている。即ち、バス１１Ａ、１１Ｂに接続された通信機能付きセンサ５０Ａ、５０Ｂと、アクチュエータ機能付きＥＣＵ５０Ｃが接続されたバス１１Ｃを中継接続ユニット２０で中継している。バス１１Ａ、１１Ｂを介してセンサ５０Ａ、５０Ｂから周期的に受信する複数の子メッセージＡ、Ｂを基に、中継接続ユニット２０は新たなメッセージＣを周期的に生成してバス１１Ｃに接続されたアクチュエータ機能付きＥＣＵ５０Ｃに中継している。
　センサ５０Ａ、５０Ｂが送信する子メッセージＡ、Ｂには、当該センサ５０が測定したデータが含まれている。センサ５０は、例えば前後輪回転数センサ、ドア開閉スイッチ等である。
　第２実施形態では、中継接続ユニット２０から送信する親メッセージＰの送信タイミングは、第１実施形態のタイマで設定しているのではなく、バス１１Ｃから受信するメッセージＭをトリガとしている。即ち、バス１１Ｃに接続したＥＣＵ５０Ｃから中継接続ユニット２０に送信されてくるメッセージまたは該バス１１Ｃから受信する他のメッセージＭをトリガとして、中継接続ユニット２０はバス１１Ａ、１１Ｂに親メッセージＰを送信している。該メッセージＭは中継接続ユニット２０から送信する親メッセージＰの送信周期と一致または約数となる送信周期を有するメッセージとしている。
　中継接続ユニット２０がバス１１Ａ、１１Ｂに親メッセージＰを送信し、センサ５０Ａ、５０Ｂが子メッセージＡ、Ｂの送信タイミングを親メッセージＰの受信タイミングに漸次近づける。このため、中継接続ユニット２０は常に最新の子メッセージに基づいて新たなメッセージＣを生成して、アクチュエータ機能付きＥＣＵ５０Ｃに送信することができる。
　なお、他の構成および作用効果は第１実施形態と同様のため、同一の符号を付して説明を省略する。
　図１０に本発明の第３実施形態を示す。
　第３実施形態では中継接続ユニット２０に接続する１つのバス１１Ａに複数のＥＣＵ３０Ｄ～３０Ｆが接続され、中継接続ユニット２０はこれらＥＣＵ３０Ｄ～３０Ｆからそれぞれ受信する子メッセージＤ、Ｅ、Ｆに基づいて１つの新たなメッセージＣを作成して、バス１１Ｃを介してメッセージ受信機となるＥＣＵ３０ＣにメッセージＣを送信している。
　この場合、ＥＣＵ３０Ｄから中継接続ユニット２０に送信するメッセージのうちで、ＣＡＮＩＤが小さく通信優先度が高く且つ送信周期が短いメッセージを他のＥＣＵ３０Ｅ、３０Ｆへの親メッセージＰとしている。
　即ち、第３実施形態では親メッセージＰを中継接続ユニット２０から送信せず、１つのバス１１Ａに接続していると共に子メッセージを中継接続ユニット２０へ送信する複数の送受信機能を有するメッセージ送信機（ＥＣＵ３０Ｄ～３０Ｆ）のうちから選択して、ＥＣＵ３０Ｄを親メッセージＰの送信元としている。
　ＥＣＵ３０Ｄから親メッセージＰを他のＥＣＵ３０Ｅ、３０Ｆが受信すると、これらＥＣＵ３０Ｅ、３０Ｆから中継接続ユニット２０へ送信する子メッセージＥ、ＦをメッセージＤに漸次近づけるように、ＥＣＵ３０Ｅ、３０Ｆに設けた送信タイミング演算部(図示せず)で演算し、中継接続ユニット２０が受信する子メッセージＤ、Ｅ、Ｆを略同期させている。これにより、前記第１、第２実施形態と同様に、中継接続ユニット２０は常に最新の子メッセージＤ、Ｅ、Ｆに基づいて新たなメッセージＣを生成して、バス１１Ｃを介してアクチュエータ機能付きＥＣＵ５０Ｃに送信することができる。
　他の構成は前記第１実施形態と同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。
　前記のようにＥＣＵ３０Ｄから親メッセージを他のＥＣＵ３０Ｅ、３０Ｆへ送信しているが、前記複数のＥＣＵ３０Ｄ、３０Ｅ、３０Ｆから中継接続ユニット２０へ送信するメッセージの内から、前記のように、ＣＡＮＩＤが小さく通信優先度が高く且つ送信周期が短いメッセージＰを親メッセージとしているため、該メッセージＰがＥＣＵ３０Ｅから送信されるものであれば、ＥＣＵ３０Ｅが親メッセージの送信元となる。
　該親メッセージＰは、他のＥＣＵからの中継接続ユニット２０へ送信する子メッセージの送信周期の最大公約数となっていることが好ましい。または、各子メッセージの送信周期は親メッセージの整数（Ｎ）倍であることが好ましい。但し、Ｎは１であってもよい。
　図１１に第３実施形態の変形例を示す。
　第３実施形態と同様に、中継接続ユニット２０に接続した他のバス１１Ｂにも複数のＥＣＵ３０Ｇ～３０Ｊが接続され、これらＥＣＵ３０Ｇ～３０Ｊから受信する子メッセージＧ～Ｊに基づいて中継接続ユニット２０が新たなメッセージＣを生成する場合、ＥＣＵ３０Ｇから中継接続ユニット２０に送信する子メッセージＧを、他のＥＣＵ３０Ｈ、３０Ｉ、３０Ｊへ送信する親メッセージＰとしている。
　他の構成は第３実施形態と同様であり、説明を省略する。
　このように、中継接続ユニット２０と接続するバス１１Ａ、１１Ｂ、さらに他のバスにそれぞれ複数のメッセージ送信機が接続され、これら１つのバスに接続されたメッセージ送信機から受信する子メッセージで新たなメッセージＣを生成する場合、各バス毎に、該バスに接続されたＥＣＵから親メッセージを送信している。
　図１２に第４実施形態を示す。
　第４実施形態は第１実施形態と第３実施形態とを含むものであり、中継接続ユニット２０に接続されるバス１１Ａと１１Ｂとは第１実施形態と同様に、これら複数のバス１１Ａと１１Ｂとに接続されたＥＣＵ３０Ａ、３０Ｂから受信する子メッセージＡ、Ｂに基づいて中継接続ユニット２０が新たなメッセージＣ１を作成するため、親メッセージＰは中継接続ユニット２０からバス１１Ａ、１１Ｂを介してＥＣＵ３０Ａ、３０Ｂに送信している。
　さらに、中継接続ユニット２０には、前記第３実施形態に記載のような、複数のＥＣＵ３０Ｄ～３０Ｆを備えたバス１１Ｄと接続され、これら複数のＥＣＵ３０Ｄ～３０Ｆから受信する子メッセージＤ、Ｅ、Ｆに基づいて中継接続ユニット２０が新たなメッセージＣ２を生成する。該バス１１Ｄには中継接続ユニット２０から親メッセージＰは送信せず、ＥＣＵ３０Ｄから中継接続ユニット２０へ送信するメッセージをＥＣＵ３０Ｅ、３０Ｆへの親メッセージとしている。
　中継接続ユニット２０で生成する新たなメッセージＣ１、Ｃ２は、バス１１Ｃを介してＥＣＵ３０Ｃへ送信している。このように、中継接続ユニット２０が複数の新たなメッセージを作成する場合、中継接続ユニット２０はメッセージＣ１とＣ２の優先度に応じて中継接続ユニット２０から送信するメッセージＣ２の親メッセージの送信タイミングを調整している。
　なお、新たなメッセージＣ２は他のバスのメッセージ受信機へ送信してもよい。
　この場合、バス１１Ａに送信する親メッセージをＰａ、バス１１Ｂに送信する親メッセージをＰｂ、バス１１Ｄから受信する親メッセージをＰｄとすれば、Ｐａ、Ｐｂを親メッセージＰｄに対して斥力を働かせる事により、親メッセージ同士の間隔を取る事が出来、中継接続ユニット２０での処理負荷を平準化して中継処理の遅延を防ぐ事が出来る。この時、各子メッセージは、それぞれの親メッセージに対し引力を働かせるようにタイミングを制御する。

Claims (9)

  1.   メッセージ送信機と接続した１以上のバスと、メッセージ受信機と接続したバスとを中継する中継接続ユニットを備え、
    　前記中継接続ユニットはメッセージ送信機から受信する複数のメッセージに基づいて新たなメッセージを生成し、該生成したメッセージを前記メッセージ受信機にバスを介して送信しており、
    　前記新たに生成するメッセージは１以上であり、複数の新たなメッセージは該各メッセージを生成するメッセージをグループ分けし、
    　前記中継接続ユニットが前記メッセージ送信機から受信する１つの新たなメッセージを生成する同じグループの複数のメッセージは送信タイミングを漸次近づけていることを特徴とする車両通信システム。
  2. 　前記中継接続ユニットが受信するメッセージは、前記新たな１つのメッセージを生成する複数のメッセージ以外のメッセージおよび他のグループのメッセージの受信タイミングを漸次遠ざけている請求項１に記載の車両通信システム。
  3. 　前記グループ毎に親メッセージと子メッセージを設定し、子メッセージは、同じグループの親メッセージに漸次近づけるように送信タイミングを制御し、異なる群に属する親メッセージ同士は漸次遠ざけるように送信タイミングを制御している請求項１に記載の車両通信システム。
  4. 　前記中継接続ユニットは、メッセージ送信機をそれぞれ接続した複数のバスあるいは／および複数のメッセージ送信機を接続した１つのバスと接続され、
    　前記中継接続ユニットは、前記バスと接続した送受信部と、前記複数のメッセージ送信機から受信する複数のメッセージに基づいて新たなメッセージを生成する中継処理部を備え、
    　前記中継接続ユニットへ前記新たなメッセージの生成用とする子メッセージの送信を要求する親メッセージを、前記中継接続ユニットから前記子メッセージを送信するメッセージ送信機に送信し、または、前記１つのバスに接続されている前記複数のメッセージ送信機のうちの１つのメッセージ送信機から他のメッセージ送信機へ前記親メッセージを送信し、
    　前記子メッセージを送信するメッセージ送信機は、前記親メッセージの受信タイミングを基準として、該親メッセージに応答して周期的に中継接続ユニットへ送信する前記子メッセージの送信タイミングを前記親メッセージの受信タイミングに漸次近づける送信タイミング演算部を備えている請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の車両通信システム。
  5. 　前記メッセージ送信機は電子制御ユニット、アクチュエータあるいは／およびセンサであり、前記メッセージ受信機は電子制御ユニットあるいはアクチュエータである請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の車両通信システム。
  6. 　前記中継接続ユニットから前記親メッセージを、前記複数のバスにそれぞれ接続したメッセージ送信機あるいは／および複数のメッセージ送信機を接続したバスの各メッセージ送信機へ送信している請求項３乃至請求項５のいずれか1項に記載の車両通信システム。
  7. 　前記中継接続ユニットから送信する親メッセージの送信タイミングは、該中継接続ユニットに設けたタイマにより設定し、または前記メッセージ受信機と接続したバスから周期的に受信するメッセージの受信をトリガとして設定している請求項６に記載の車両用通信システム。
  8. 　前記中継接続ユニットから送信する親メッセージは、ＣＡＮＩＤが小さく通信優先度が高いメッセージとし、または／および、フレームデータが短い又はフレームデータが無いメッセージとしている請求項６または請求項７に記載の車両用通信システム。
  9. 　前記中継接続ユニットは、１つのバスに接続された複数のメッセージ送信機から受信する複数の子メッセージに基づいて新たなメッセージを生成しており、
    　前記複数のメッセージ送信機のうちの１つのメッセージ送信機から他のメッセージ送信機に親メッセージを送信し、該メッセージ送信機から送信する親メッセージとするメッセージは、ＣＡＮＩＤが小さく優先度が高く且つ送信周期が短周期のメッセージである請求項３乃至請求項８のいずれか1項に記載の車両用通信システム。
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