WO2017077841A1 - 中継装置、電子制御装置及び車載ネットワークシステム - Google Patents

中継装置、電子制御装置及び車載ネットワークシステム Download PDF

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黒澤　憲一
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    • H04L2012/40273—Bus for use in transportation systems the transportation system being a vehicle

Definitions

  • the present invention relates to a relay device, an electronic control device, and an in-vehicle network system.
  • CAN FD CAN with Flexible Data rate
  • nodes that transmit and receive are generally electronic control units (ECUs), and each node is electrically connected by a bus.
  • the transmission ECU composes a message by adding an identifier (ID) to communication data, converts it into an electrical signal, and transmits it on the bus.
  • ID identifier
  • Each ECU monitors an electrical signal on the bus, acquires an ID during communication, and specifies a message to be received.
  • the communication priority is determined according to the ID.
  • the phase in which the ECU that can send the ID and can send the message according to the priority order is called an arbitration phase.
  • the arbitration phase multiple ECUs output simultaneously, so communication is performed at the same speed as conventional CAN, for example, 500 kbps.
  • the data phase for transmitting data is entered. In the data phase in which one output ECU is specified, the transmission speed is 2 Mbps, for example.
  • An object of the present invention is to provide a relay device or the like that can suppress reflection of a bus signal and suppress signal delay.
  • the present invention provides a relay device that relays a plurality of buses to which a plurality of in-vehicle processing devices are connected, and processes a signal received from one of the plurality of buses.
  • the first embodiment includes a relay circuit 100A to which two pairs of buses (CAN1, CAN2) shown in FIG. 1A are connected.
  • One pair of buses CAN1 is composed of two buses (CANH1, CANL1), and the other pair of buses CAN2 is composed of two buses (CANH2, CANL2).
  • the bus CANH1 is connected to the bus CANH2 via the connection circuit 102 and the buffer circuit 104.
  • the bus CANL1 is connected to the bus CANL2 via the connection circuit 103 and the buffer circuit 105.
  • the connection circuits (102, 103) are switches that directly and electrically connect the buses.
  • the relay circuit 100A relays the bus CAN1 and the bus CAN2, but it goes without saying that a plurality of buses to which a plurality of in-vehicle processing devices are connected may be relayed.
  • the plurality of buses include at least a bus CAN1 (first bus) and a bus CAN2 (second bus).
  • the relay device 100A includes a signal processing transfer path P1 and a bypass connection path P2, as shown in FIG. 1A.
  • the signal processing transfer path P1 processes a signal received from one bus CAN1 of the plurality of buses and transfers it to the other bus CAN2.
  • the bypass connection path P2 connects one bus CAN1 and another bus CAN2 by bypassing the signal processing transfer path P1.
  • the bypass connection path P2 includes connection circuits 102 and 103 (switches) having one end connected to the bus CAN1 (first bus) and the other end connected to the bus CAN2 (second bus).
  • Buffer circuit 104 receives the value of bus CANH1 and outputs the same value to bus CANH2, or receives the value of bus CANH2 and outputs the same value to bus CANH1.
  • the buffer circuit 105 receives the value of the bus CANL1 and outputs the same value to the bus CANL2, or receives the value of the bus CANL2 and outputs the same value to the bus CANL1. That is, the logical value of the signal input to the buffer circuit (104, 105) and the logical value of the signal output from the buffer circuit (104, 105) are the same.
  • the signal processing transfer path P1 sends an output signal generated based on the first signal received from the bus CAN1 (first bus) to the bus CAN2 (second bus).
  • Including buffer circuits 104 and 105 first communication device.
  • the signal processing transfer path P1 is a buffer circuit 104 (105) that transmits an output signal generated based on the second signal received from the bus CAN2 (second bus) to the bus CAN1 (first bus).
  • Second communication device In the present embodiment, the first communication device and the second communication device are configured integrally, but may be separate.
  • the first signal and the second signal include the frame 300 shown in FIG.
  • the frame 300 includes, for example, SOF (Start Of Frame), arbitration field (AF), control field (CF), CRC field (CRCF), ACK, and EOF (End Of Frame).
  • SOF Start Of Frame
  • AF arbitration field
  • CF control field
  • CRC field CRC field
  • ACK ACK
  • EOF End Of Frame
  • Arbitration field AF includes an ID
  • control field CF includes a BRS bit.
  • FIG. 2 shows the network configuration to which this relay circuit is applied.
  • the vehicle-mounted electronic control unit ECU (150, 151) is connected to the bus CAN1
  • the vehicle-mounted ECU (152, 153) is connected to the other pair of bus CAN2.
  • the ECU (150, 151, 152, 153) corresponds to CAN FD.
  • CAN FD as a network protocol is an extended CAN communication protocol that can transmit a large amount of data by accelerating the bit rate of only the data phase with respect to the arbitration phase.
  • CAN FD transmits data in a mode called recessive and dominant.
  • recessive the bus pair is set to the same potential by the termination circuit, and in dominant, 0 or 1 is sent by causing a potential difference in the paired bus by the transceiver.
  • an ID identifier is added to the data, and a CRC value is added to the end of the data to ensure communication reliability, and a message is formed, and the data to be transmitted is determined according to priority in the arbitration phase according to the numerical value of the ID. .
  • the ID that is the priority of each message, the sending ECU and the receiving ECU are determined at the time of designing the in-vehicle network, and are installed in each ECU.
  • Each ECU monitors an electrical signal on the bus, acquires an ID during communication, and specifies a message to be received.
  • Resistors (125, 126) are connected as termination resistors to the bus CAN1, and a capacitor 129 is connected to a connection portion between the resistors 125 and 126.
  • resistors (127, 128) are connected as termination resistors to the bus CAN2, and a capacitor 130 is connected to a connection portion between the resistors 127 and 128.
  • Figure 1B shows the operation logic.
  • the connection circuits (102, 103) are turned on, and the buffer circuits (104, 105) are turned off.
  • the ECU connected to the bus CAN1 and the ECU connected to the bus CAN2 can transmit IDs.
  • the buffer circuit 104 is turned on and sends the data received from the bus CANH1 to the bus CANH2.
  • the buffer circuit 105 is also turned on, and the data received from the bus CANL1 is sent to the bus CANL2.
  • the buffer circuit 104 is turned on and sends the data received from the bus CANH2 to the bus CANH1.
  • the buffer circuit 105 is also turned on, and the data received from the bus CANL2 is sent to the bus CANL1.
  • control circuit 110 has a communication speed of the first signal received from the bus CAN1 (first bus) or the second signal received from the bus CAN2 (second bus) as the first.
  • arbitration phase which is a communication speed (for example, 500 kbps)
  • the connection circuits 102 and 103 are turned on, and the communication speed of the first or second signal is higher than the first communication speed.
  • the connection circuits 102 and 103 are turned off in a data phase (second period) at a communication speed of 2 (for example, 2 Mbps).
  • the arbitration phase (first period) is included in the first signal and the second signal, and is connected to the bus CAN1 (first bus) and the bus CAN2 (second bus). At least a period during which an arbitration field for determining a vehicle-mounted control device that transmits data from a plurality of vehicle-mounted control devices is received. This ensures that the bus CAN1 and the bus CAN2 are directly electrically connected in the arbitration phase.
  • the control circuit 110 (controller) turns off the buffer circuits 104 and 105 (first and second communication devices) in the arbitration phase (first period), and the buffer circuit 104 in the data phase (second period). , 105 is turned on.
  • the arbitration phase signal transfer processing is not performed in the buffer circuits 104 and 105, and signal transfer processing is performed in the data phase.
  • the data phase includes at least a period during which the data field included in the first signal and the second signal is received.
  • the arbitration phase four ECUs are connected to a pair of buses, and the priority order of the four ECUs is determined.
  • the bus size is large, communication is possible because it operates at 500 Mbps.
  • the bus is divided and the scale is reduced, so that reflection is reduced in each bus and communication at 2 Mbps is possible.
  • the control circuit includes a processor such as a CPU (Central Processing Unit) and a storage device such as a memory.
  • a processor such as a CPU (Central Processing Unit)
  • a storage device such as a memory.
  • the second embodiment includes a relay circuit 100B to which two pairs of buses (CAN1, CAN2) shown in FIG. 3A are connected.
  • One pair of buses CAN1 is composed of two buses (CANH1, CANL1), and the other pair of buses CAN2 is composed of two buses (CANH2, CANL2).
  • a connection circuit 102 and a driver circuit 106 are connected to the bus CANH1.
  • a connection circuit 103 and a driver circuit 106 such as a transceiver are connected to the bus CANL1.
  • a connection circuit 102 and a driver circuit 107 such as a transceiver are connected to the bus CANH2.
  • a connection circuit 103 and a driver circuit 107 are connected to the bus CANL2.
  • Resistors (121, 122) are connected as termination resistors to the buses (CANH1, CANL1), and the switch circuit 131 is connected to a connection portion between the resistors 121 and 122.
  • Resistors (123, 124) are connected as termination resistors to the buses (CANH2, CANL2), and a switch circuit 132 is connected to a connection portion between the resistors 123 and 124.
  • the control circuit 110 receives data signals (RxD1, RxD2) and outputs control signals (SCS1, SCS2, DCS1, DCS2).
  • the data signal RxD1 is an output signal of the driver circuit 106
  • the data signal RxD2 is an output signal of the driver circuit 107.
  • the control signal SCS1 is a signal for controlling the connection circuit 102
  • the control signal SCS2 is a signal for controlling the connection circuit 103.
  • the logic circuit 115 calculates the logical product of the control signal DCS1 and the data signal RxD2, and outputs the data signal TxD1 to the driver circuit 106.
  • the logic circuit 116 calculates the logical product of the control signal DCS2 and the data signal RxD1, and outputs the data signal TxD2 to the driver circuit 107.
  • the signal processing transfer path P1 outputs an output signal generated based on the first signal received from the bus CAN1 (first bus) to the bus CAN2 (second bus).
  • the signal processing transfer path P1 is a second communication device that transmits an output signal generated based on the second signal received from the bus CAN2 (second bus) to the bus CAN1 (first bus). Including.
  • the first communication device includes a driver circuit 106, a logic circuit 116, and a driver circuit 107.
  • the second communication device includes a driver circuit 107, a logic circuit 115, and a driver circuit 106.
  • Fig. 3B shows the operation logic of Fig. 3A.
  • the connection circuits (102, 103) are turned on, and the driver circuits (106, 107) are turned off.
  • An ECU is connected to each of the bus pair CAN1 and the bus pair CAN2, and an ID can be transmitted.
  • the driver circuit 107 is turned on, and the data received from the bus pair CAN1 is sent to the bus pair CAN2.
  • the driver circuit 106 is turned on, and the data received from the bus CAN2 is sent to the bus CAN1.
  • Fig. 3C shows the operation waveform.
  • the BRS Bit rate switch
  • the control signals (SCS1, SCS2) are changed from the high level to the low level.
  • the connection circuits (102, 103) are turned off.
  • the control signal DCS1 or DSC2 changes from the low level to the high level, and the driver circuit 106 or 107 is turned on.
  • the beginning of the data phase (second period) is the timing at which a BRS bit included in the first signal and the second signal and indicating an increase in communication speed is received.
  • the resistor 121, the switch circuit 131, and the resistor 122 connected in series constitute a first terminal resistor device
  • the resistor 123, the switch circuit 132, and the resistor 124 connected in series are a second terminal resistor device.
  • the control circuit 110 (controller) turns off the first and second termination resistance devices in the arbitration phase (first period) and the first and second termination resistance devices in the data phase (second period). Turn on.
  • the bus pair CAN1 and CAN2 are connected in the arbitration phase, and the priority order is determined by all ECUs connected to each bus pair.
  • the bus size is large, communication is possible because it operates at 500 Mbps.
  • the bus is divided and the scale is reduced, so that reflection is reduced in each bus and communication at 2 Mbps is possible.
  • the third embodiment includes a relay circuit 100C to which two pairs of buses (CAN1 and CAN2) shown in FIG. 4A are connected.
  • One pair of buses CAN1 is composed of two buses (CANH1, CANL1), and the other pair of buses CAN2 is composed of two buses (CANH2, CANL2).
  • a connection circuit 102 and a control circuit 110 are connected to the bus CANH1.
  • a connection circuit 103 and a control circuit 110 are connected to the bus CANL1.
  • a connection circuit 102 and a control circuit 110 are connected to the bus CANH2.
  • a connection circuit 103 and a control circuit 110 are connected to the bus CANL2.
  • Resistors (121, 122) are connected as termination resistors to the buses (CANH1, CANL1), and the switch circuit 131 is connected to a connection portion between the resistors 121 and 122.
  • Resistors (123, 124) are connected as termination resistors to the buses (CANH2, CANL2), and a switch circuit 132 is connected to a connection portion between the resistors 123 and 124.
  • the control circuit 110 receives the data on the bus CANH1 and drives the transistor PMOS2. It also receives data on the bus CANL1 and drives the transistor NMOS2. Further, it receives data on the bus CANH2 and drives the transistor PMOS1. It also receives data on the bus CANL2 and drives the transistor NMOS1.
  • FIG. 4B shows the operation logic of FIG. 4A. In the arbitration phase, the connection circuits (102, 103) are turned on, and the transistors (PMOS1, NMOS1, PMOS2, NMOS2) are turned off. An ECU is connected to each of the bus pair CAN1 and the bus pair CAN2, and an ID can be transmitted.
  • the ECU that is determined to transmit data according to the priority in the arbitration phase When the ECU that is determined to transmit data according to the priority in the arbitration phase is connected to the bus pair CAN1, it is turned on depending on the data transmitted through the transistors PMOS2 and NMOS2.
  • the switch circuit 132 is also turned on to activate the termination function.
  • the ECU that is determined to transmit data according to the priority in the arbitration phase is connected to the bus pair CAN2, the ECU is turned on depending on the data transmitted through the transistors PMOS1 and NMOS1.
  • the switch circuit 131 is also turned on to activate the termination function.
  • the bus pair CAN1 and CAN2 are connected in the arbitration phase, and the priority order is determined by all ECUs connected to each bus pair.
  • the bus size is large, communication is possible because it operates at 500 Mbps.
  • the bus is divided and the scale is reduced, so that reflection is reduced in each bus and communication at 2 Mbps is possible.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications.
  • the above-described embodiment has been described in detail for easy understanding of the present invention, and is not necessarily limited to one having all the configurations described.
  • a part of the configuration of an embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of an embodiment.
  • the relay device may be a dedicated device, or the ECU as the gateway ECU may include the same configuration as the relay device.
  • each of the above-described configurations, functions, and the like may be realized by hardware by designing a part or all of them with, for example, an integrated circuit.
  • Information such as programs, tables, and files for realizing each function can be stored in a recording medium such as a memory.
  • the present embodiment may be the following modes.
  • a signal processing transfer that relays a plurality of buses to which a plurality of in-vehicle processing devices are connected, and processes a signal received from one of the plurality of buses and transfers the signal to another bus
  • a relay apparatus comprising: a path; and a bypass connection path that connects the one bus and the other bus by bypassing the signal processing transfer path.
  • the in-vehicle processing device is configured to transmit data after performing arbitration, and when the in-vehicle processing device transmits an arbitration signal, each of the buses A relay device that connects each other via the bypass connection path and connects the buses via the signal processing transfer path when the in-vehicle processing device transmits data.
  • An in-vehicle network system including a plurality of buses to which a plurality of in-vehicle processing devices are connected, wherein the plurality of buses are connected by a relay circuit, wherein the in-vehicle processing device transmits data after performing arbitration.
  • the data transmission speed is set to be higher than the transmission speed of the signal transmitted during the arbitration, and the relay directly connects one signal of each bus to another bus.
  • An in-vehicle network system comprising: a first path; and a second path for transmitting a signal received from one of the buses to another bus.
  • the relay circuit when the in-vehicle processing device transmits an arbitration signal, the relay circuit connects the plurality of buses through the first path, and the in-vehicle processing device transmits data. When transmitting the relay, the relay circuit connects the plurality of buses by the second route.

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Abstract

バスの信号の反射を抑制するとともに、信号の遅延を抑制することができる中継装置等を提供することができる中継装置等を提供する。 中継装置１００Ａは、信号処理転送経路P1とバイパス接続経路P2とを有する。信号処理転送経路P1は、複数のバスのうちの一つのバスCAN1から受信した信号を処理して他のバスCAN2に転送する。バイパス接続経路P2は、一つのバスCAN1と他のバスCAN2とを信号処理転送経路P1をバイパスして接続する。

Description

中継装置、電子制御装置及び車載ネットワークシステム
　本発明は、中継装置、電子制御装置及び車載ネットワークシステムに関する。
　安全運転支援や自動運転技術の進展により車載ネットワークの通信量が増加している。これらに対応するためデータ送信時の高速化およびデータ長拡張が可能なCAN FD（CAN with Flexible Data rate）通信方式が知られている。CAN FDでは送受信を行うノードは一般的に電子コントロールユニット(ECU)であり、各ノードはバスにより電気的に接続されている。送信ECUは通信データに識別子(ID)を付加してメッセージを構成し、電気信号に変換してバス上に送信する。各ECUはバス上の電気信号を監視して、通信中のIDを取得し、受信すべきメッセージを特定する。
　複数のメッセージが同時に送信された場合にはIDに応じて通信の優先順位が決定される。IDを送信し優先順位によりメッセージを送ることができるECUを決定するフェーズをアービトレーション（調停）フェーズと呼ぶ。アービトレーションフェーズでは複数のECUが同時に出力するため従来CANと同じ速度たとえば500kbpsで通信される。アービトレーションによりメッセージを送信するECUが決定した後はデータを送信するデータフェーズとなる。出力するECUが１つに特定されるデータフェーズでは送信速度は例えば2Mbpsとなる。
　しかしながら500kbpsで通信できている従来のネットワーク構成で2Mbpsに通信速度を上げると反射の影響で正しいデータを送れないことが問題となる。それを解決する方法としてはバスを分割しそれぞれのバスのネットワークの規模を縮小（接続されるノード数を削減し、ハーネス（配線）の長さを縮小）することが有効である。しかしながら、この場合は同時に通信できるECU数が削減されるという問題が生じる。このような場合は分割したバスを接続するため、ゲートウェイECUを用いる手法が知られている（例えば、特許文献１参照）。ゲートウェイECUは、一方のバスから受信したデータを他方のバスへ送信する。特許文献１に開示される技術を用いることで、２つに分割されたバスに接続されるECU間の通信が可能となる。
特開2015-088941号公報
　特許文献１で開示されるような技術では、一方のバスに接続されたECUからゲートウェイECUにデータを一旦送信し、その後ゲートウェイECUから別のバスに接続されたECUへデータを送信する。そのため、単一のネットワークに接続されているECU同士で通信する場合に比べて通信時間が増加する。
　本発明の目的は、バスの信号の反射を抑制するとともに、信号の遅延を抑制することができる中継装置等を提供することにある。
　上記目的を達成するために、本発明は、複数の車載処理装置が接続される複数のバスを中継する中継装置であって、前記複数のバスのうちの一つのバスから受信した信号を処理して他のバスに転送する信号処理転送経路と、前記一つのバスと前記他のバスとを前記信号処理転送経路をバイパスして接続するバイパス接続経路と、を有する。
　本発明によれば、バスの信号の反射を抑制するとともに、信号の遅延を抑制することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
第１の実施形態に関する中継回路のブロック図である。 第１の実施形態に関する中継回路の論理表である。 第１の実施形態に関する車載用ネットワーク構成を示す図である。 第２の実施形態に関する中継回路のブロック図である。 第２の実施形態に関する中継回路の論理表である。 第２の実施形態に関する中継回路の動作波形を示す図である。 第３の実施形態に関する中継回路のブロック図である。 第３の実施形態に関する中継回路の論理表である。 フレームの構成の一例を示す図である。
　以下、図面を用いて、本発明の第１～第３の実施形態による中継回路（中継装置）の構成及び動作を説明する。なお、各図において、同一符号は同一部分を示す。
　（第１の実施形態）
　第1の実施の形態は、図1Aに示した2対のバス（CAN1、CAN2）が接続された中継回路100Aで構成される。1対のバスCAN1は2本のバス（CANH1、CANL1）で構成され、もう1対のバスCAN2は2本のバス（CANH2、CANL2）で構成される。バスCANH1は接続回路102とバッファ回路104を介してバスCANH2に接続される。バスCANL1は接続回路103とバッファ回路105を介してバスCANL2に接続される。接続回路（102、103）はバスを電気的に直接導通接続するスイッチである。
　なお、図1Aでは、中継回路100Aは、バスCAN1とバスCAN2を中継するが、複数の車載処理装置が接続される複数のバスを中継してもよいことは言うまでもない。換言すれば、複数のバスは、少なくともバスCAN1（第１のバス）とバスCAN2（第２のバス）を含む。
　ここで、中継装置１００Ａは、図1Aに示すように、信号処理転送経路P1とバイパス接続経路P2とを有する。信号処理転送経路P1は、複数のバスのうちの一つのバスCAN1から受信した信号を処理して他のバスCAN2に転送する。バイパス接続経路P2は、一つのバスCAN1と他のバスCAN2とを信号処理転送経路P1をバイパスして接続する。
　詳細には、バイパス接続経路P2は、一端がバスCAN1（第１のバス）に接続され、他端がバスCAN2（第２のバス）に接続される接続回路102、103（スイッチ）を含む。
　バッファ回路104はバスCANH1の値を受け、同じ値をバスCANH2へ出力するかまたは、バスCANH2の値を受け、同じ値をバスCANH1へ出力する。バッファ回路105はバスCANL1の値を受け、同じ値をバスCANL2へ出力するかまたは、バスCANL2の値を受け、同じ値をバスCANL1へ出力する。すなわち、バッファ回路（104、105）に入力される信号の論理値とバッファ回路（104、105）から出力される信号の論理値は同じである。
　換言すれば、信号処理転送経路P1は、図1Aに示すように、バスCAN1（第１のバス）から受信した第１の信号に基づいて生成される出力信号をバスCAN2（第２のバス）へ送信するバッファ回路104、105（第１の通信装置）を含む。また、信号処理転送経路P1は、バスCAN2（第２のバス）から受信した第２の信号に基づいて生成される出力信号をバスCAN1（第１のバス）へ送信するバッファ回路104、105（第２の通信装置）を含む。本実施形態では、第１の通信装置と第２の通信装置は、一体に構成されるが、別体であってもよい。
　第１の信号及び第２の信号は、図５に示すフレーム３００を含む。フレーム３００は、例えば、SOF（Start Of Frame）、アービトレーションフィールド（AF）、コントロールフィールド（CF）、CRCフィールド（CRCF）、ACK、EOF（End Of Frame）から構成される。アービトレーションフィールドAFはIDを含み、コントロールフィールドCFはBRSビット
を含む。
　図2は本中継回路を適用したネットワーク構成を示す。バスCAN1には車載電子コントロールユニットECU（150、151）が接続され、もう１対のバスCAN2には車載ECU(152、153)が接続されている。ECU（150、151、152、153）は、CAN FDに対応している。ネットワークプロトコルとしてのCAN FDは、データフェーズのみのビットレイトをアービトレーションフェーズに対して高速化し、大量にデータを送信することが可能な拡張されたCAN通信プロトコルである。
　CAN FDではレセッシブとドミナントと呼ばれるモードでデータ送信を行う。レセッシブでは終端回路によりバス対を同電位とし、ドミナントではトランシーバにより対となるバスに電位差を生じさせる事で0または1を送る。
　本通信では、データにIDという識別子や通信の信頼性確保のためにデータ末尾にCRC値を付加してメッセージを構成し、IDの数値に応じてアービトレーションフェーズで優先順位により送信するデータを決定する。各メッセージの優先順位であるID、送信するECUと受信するECUは、車載用ネットワークの設計時に決定し、各ECUに実装されている。各ECUはバス上の電気信号を監視して、通信中のIDを取得し、受信すべきメッセージを特定する。バスCAN1には終端抵抗として抵抗（125、126）が接続されており、抵抗125と抵抗126の接続部分にはコンデンサ129が接続される。またバスCAN2には終端抵抗として抵抗（127、128）が接続されており、抵抗127と抵抗128の接続部分にはコンデンサ130が接続される。
　図1Bは動作論理を示している。アービトレーションフェーズでは接続回路（102、103）がオンし、バッファ回路（104、105）はオフしている。バスCAN1に接続されるECUおよびバスCAN2に接続されるECUがそれぞれIDを送信することができる。アービトレーションフェーズで優先順位によりデータを送信することが決定したECUがバスCAN1に接続されている場合、バッファ回路104はオンし、バスCANH1から受信したデータをバスCANH2へ送付する。またバッファ回路105もオンし、バスCANL1から受信したデータをバスCANL2へ送付する。一方、アービトレーションフェーズで優先順位によりデータを送信することが決定したECUがバスCAN2に接続されている場合、バッファ回路104はオンし、バスCANH2から受信したデータをバスCANH1へ送付する。またバッファ回路105もオンし、バスCANL2から受信したデータをバスCANL1へ送付する。
　換言すれば、制御回路110（コントローラ）は、バスCAN1（第１のバス）から受信した第１の信号又はバスCAN2（第２のバス）から受信した第２の信号の通信速度が第１の通信速度（例えば、500kbps）であるアービトレーションフェーズ（第１の期間）に、接続回路102、103（スイッチ）をオンし、第１又は第２の信号の通信速度が第１の通信速度より大きい第２の通信速度（例えば、2Mbps）であるデータフェーズ（第２の期間）に、接続回路102、103をオフする。
　これにより、通信速度が小さく反射の影響が少ないアービトレーションフェーズでは、バスCAN1とバスCAN2が直接電気的に導通するため、信号の遅延が抑制される。一方、通信速度が大きく反射の影響が大きいデータフェーズでは、バスCAN1とバスCAN2とに分割され、各バスに接続されるECUの数が少なくなるため、信号の反射が抑制される。
　アービトレーションフェーズ（第１の期間）は、図５に示すように、第１の信号及び第２の信号に含まれ、バスCAN1（第１のバス）及びバスCAN2（第２のバス）に接続される複数の車載制御装置からデータを送信する車載制御装置を決めるアービトレーションフィールドが受信される期間を少なくとも含む。これにより、アービトレーションフェーズにおいて、バスCAN1とバスCAN2が確実に直接電気的に導通する。
　制御回路110（コントローラ）は、アービトレーションフェーズ（第１の期間）に、バッファ回路104、105（第１及び第２の通信装置）をオフし、データフェーズ（第２の期間）に、バッファ回路104、105をオンする。これにより、アービトレーションフェーズでは、バッファ回路104、105で信号転送処理は行われず、データフェーズでは、信号転送処理が行われる。
　詳細には、データフェーズ（第２の期間）は、第１の信号及び第２の信号に含まれるデータフィールドが受信される期間を少なくとも含む。
　以上の動作によりアービトレーションフェーズでは４つのECUが1対のバスに接続され4つのECUでの優先順位の決定を行う。バス規模は大きくなるが500Mbpsでの動作であるため通信可能となる。データを送信するフェーズではバスは分割され規模が小さくなるためそれぞれのバスで反射が減少し2Mbpsでの通信が可能となる。
　なお、制御回路（コントローラ）は、CPU（Central Processing Unit）などのプロセッサ、メモリなどの記憶装置などから構成される。
　（第２の実施形態）
　第2の実施の形態は、図3Aに示した2対のバス（CAN1、CAN2）が接続された中継回路100Bで構成される。1対のバスCAN1は2本のバス（CANH1、CANL1）で構成され、もう1対のバスCAN2は2本のバス（CANH2、CANL2）で構成される。バスCANH1には接続回路102とドライバ回路106が接続される。バスCANL1には接続回路103とトランシーバ等のドライバ回路106が接続される。バスCANH2には接続回路102とトランシーバ等のドライバ回路107が接続される。バスCANL2には接続回路103とドライバ回路107が接続される。バス（CANH1、CANL1）には終端抵抗として抵抗（121、122）が接続されており、スイッチ回路131が抵抗121と抵抗122の接続部分に接続される。バス（CANH2、CANL2）には終端抵抗として抵抗（123、124）が接続されており、スイッチ回路132が抵抗123と抵抗124の接続部分に接続される。
　制御回路110にはデータ信号（RxD1、RxD2）が入力され、制御信号（SCS1、SCS2、DCS1、DCS2）を出力する。データ信号RxD1はドライバ回路106の出力信号であり、データ信号RxD2はドライバ回路107の出力信号である。制御信号SCS1は接続回路102を制御する信号であり、制御信号SCS2は接続回路103を制御する信号である。論理回路115は制御信号DCS1とデータ信号RxD2の論理積を取り、データ信号TxD1をドライバ回路106に出力する。論理回路116は制御信号DCS2とデータ信号RxD1の論理積を取り、データ信号TxD2をドライバ回路107に出力する。
　換言すれば、信号処理転送経路P1は、図3Aに示すように、バスCAN1（第１のバス）から受信した第１の信号に基づいて生成される出力信号をバスCAN2（第２のバス）へ送信するバッファ第１の通信装置を含む。また、信号処理転送経路P1は、バスCAN2（第２のバス）から受信した第２の信号に基づいて生成される出力信号をバスCAN1（第１のバス）へ送信する第２の通信装置を含む。
　本実施形態では、第１の通信装置は、ドライバ回路106、論理回路116及びドライバ回路107から構成される。第２の通信装置は、ドライバ回路107、論理回路115及びドライバ回路106から構成される。
　図3Bは図3Aの動作論理を示している。アービトレーションフェーズでは接続回路（102、103）がオンし、ドライバ回路（106、107）はオフしている。バス対CAN1およびバス対CAN2にはECUがそれぞれ接続されIDを送信することができる。アービトレーションフェーズで優先順位によりデータを送信することが決定したECUがバス対CAN1に接続されている場合はドライバ回路107がオンし、バス対CAN1から受信したデータをバス対CAN2へ送付する。一方、アービトレーションフェーズで優先順位によりデータを送信することが決定したECUがバスCAN2に接続されている場合はドライバ回路106がオンし、バスCAN2から受信したデータをバスCAN1へ送付する。
　図3Cは動作波形を示している。アービトレーションフェーズからデータフェーズに移行する場時にBRS（Bit rate switch）ビットを検出し制御信号（SCS1、SCS2）をハイレベルからローレベルへ遷移させる。これにより接続回路（102、103）はオフされる。またこれと同じタイミングで制御信号DCS1またはDSC2がローレベルからハイレベルに遷移し、ドライバ回路106または107がオンになる。
　換言すれば、データフェーズ（第２の期間）の始期は、第１の信号及び第２の信号に含まれ、通信速度を大きくすることを示すBRSビットが受信されるタイミングである。
　本実施形態では、直列接続される抵抗121、スイッチ回路131及び抵抗122は、第１の終端抵抗装置を構成し、直列接続される抵抗123、スイッチ回路132及び抵抗124は第２の終端抵抗装置を構成する。制御回路110（コントローラ）は、アービトレーションフェーズ（第１の期間）に、第１及び第２の終端抵抗装置をオフし、データフェーズ（第２の期間）に、第１及び第２の終端抵抗装置をオンする。
　これにより、通信速度が大きく反射の大きいデータフェーズのインピーダンスをアービトレーションフェーズのインピーダンスよりも大きくすることができる。その結果、データフェーズの信号の反射をさらに抑制することができる。
　以上の動作によりアービトレーションフェーズではバス対CAN1、CAN2が接続され、それぞれのバス対に接続されるすべてのECUで優先順位の決定を行う。バス規模は大きくなるが500Mbpsでの動作であるため通信可能となる。データを送信するフェーズではバスは分割され規模が小さくなるためそれぞれのバスで反射が減少し2Mbpsでの通信が可能となる。
　（第３の実施形態）
　第3の実施の形態は、図4Aに示した2対のバス（CAN1、CAN2）が接続された中継回路100Cで構成される。1対のバスCAN1は2本のバス（CANH1、CANL1）で構成され、もう1対のバスCAN2は2本のバス（CANH2、CANL2）で構成される。バスCANH1には接続回路102と制御回路110が接続される。バスCANL1には接続回路103と制御回路110が接続される。バスCANH2には接続回路102と制御回路110が接続される。バスCANL2には接続回路103と制御回路110が接続される。バス（CANH1、CANL1）には終端抵抗として抵抗（121、122）が接続されており、スイッチ回路131が抵抗121と抵抗122の接続部分に接続される。バス（CANH2、CANL2）には終端抵抗として抵抗（123、124）が接続されており、スイッチ回路132が抵抗123と抵抗124の接続部分に接続される。
　制御回路110はバスCANH1のデータを受信しトランジスタPMOS2を駆動する。また、バスCANL1のデータを受信しトランジスタNMOS2を駆動する。また、バスCANH2のデータを受信しトランジスタPMOS1を駆動する。また、バスCANL2のデータを受信しトランジスタNMOS1を駆動する。図4Bは図4Aの動作論理を示している。アービトレーションフェーズでは接続回路（102、103）がオンし、トランジスタ（PMOS1、NMOS1、PMOS2、NMOS2）はオフしている。バス対CAN1およびバス対CAN2にはECUがそれぞれ接続されIDを送信することができる。アービトレーションフェーズで優先順位によりデータを送信することが決定したECUがバス対CAN1に接続されている場合はトランジスタPMOS2およびNMOS2を送信するデータに依存してオンする。またスイッチ回路132もオンし終端機能をアクティブにする。アービトレーションフェーズで優先順位によりデータを送信することが決定したECUがバス対CAN2に接続されている場合はトランジスタPMOS1およびNMOS1を送信するデータに依存してオンする。またスイッチ回路131もオンし終端機能をアクティブにする。
　以上の動作によりアービトレーションフェーズではバス対CAN1、CAN2が接続され、それぞれのバス対に接続されるすべてのECUで優先順位の決定を行う。バス規模は大きくなるが500Mbpsでの動作であるため通信可能となる。データを送信するフェーズではバスは分割され規模が小さくなるためそれぞれのバスで反射が減少し2Mbpsでの通信が可能となる。
　なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
　例えば、中継装置は専用装置であってもよいし、ゲートウェイＥＣＵとしてＥＣＵが中継装置と同じ構成を含むようにしてもよい。
　また、上記の各構成、機能等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリ等の記録媒体に置くことができる。
　なお、本実施の形態は、以下の態様であってもよい。
　（１）車載処理装置が複数接続される複数のバスを中継する中継装置であって、前記複数のバスのうちの一つのバスから受信した信号を処理して他のバスに転送する信号処理転送経路と、前記一つのバスと前記他のバスとを前記信号処理転送経路をバイパスして接続するバイパス接続経路と、を有する中継装置。
　（２）（１）に記載の中継装置において、前記車載処理装置は、調停を行ってからデータを送信するように構成され、前記車載処理装置が調停信号を送信する際には、前記各バス同士を前記バイパス接続経路で接続し、前記車載処理装置がデータを送信する際には、前記各バス同士を前記信号処理転送経路で接続する、中継装置。
　（３）（２）に記載の中継装置を含むことを特徴とする電子コントロールユニット。
　（４）車載処理装置が複数接続されるバスを複数備え、前記複数のバスが中継回路によって連結される車載ネットワークシステムであって、前記車載処理装置は、調停を行ってからデータを送信するように構成され、前記データの送信速度は、前記調停の際に送信される信号の送信速度よりも高速に設定され、前記中継は、前記各バスの一つの信号を直接他のバスに直接接続する第１の経路と、前記各バスの一つから受信した信号を他のバスに送信する第２の経路とを有することを特徴とする車載ネットワークシステム。
　（５）（４）に記載のシステムにおいて、前記車載処理装置が調停信号を送信する際には、前記中継回路は前記複数のバスを前記第１の経路で接続し、前記車載処理装置がデータを送信する際には、前記中継回路は前記複数のバスを前記第２の経路によって接続することを特徴とする車載ネットワークシステム。
　（６）（５）に記載のシステムにおいて、前記車載処理装置が調停信号を送信する際には、前記複数のバスは低インピーダンスで接続され、前記車載処理装置がデータを送信する際には、前記複数のバスは前記インピーダンスより高いインピーダンスで接続されることを特徴とする車載ネットワークシステム。
100A、100B、100C…中継回路
102、103…接続回路
104、105…バッファ回路
110…制御回路
121、122、123、124、125、126、127、128…抵抗
131、132…スイッチ回路
129、130…コンデンサ（容量）
150、151、152、153…ECU
106、107…ドライバ回路
115、116…論理回路
201…CAN受信開始
202…CAN ID認識
203…周波数切替有?(BRS=1?)
204…バッファ:ON、スイッチ：OFF
205…データ送信
206…バッファ:OFF、スイッチ：ON
207…ACK受信
208…終了
209…データ送信

Claims (11)

  1. 　複数の車載処理装置が接続される複数のバスを中継する中継装置であって、
    　前記複数のバスのうちの一つのバスから受信した信号を処理して他のバスに転送する信号処理転送経路と、
    　前記一つのバスと前記他のバスとを前記信号処理転送経路をバイパスして接続するバイパス接続経路と、
    　を有することを特徴とする中継装置。
  2. 　請求項１に記載の中継装置であって、
    　前記複数のバスは、
    　少なくとも第１のバスと第２のバスを含み、
    　前記信号処理転送経路は、
    　前記第１のバスから受信した第１の信号に基づいて生成される出力信号を前記第２のバスへ送信する第１の通信装置と、
    　前記第２のバスから受信した第２の信号に基づいて生成される出力信号を前記第１のバスへ送信する第２の通信装置と、を含み、
    　前記バイパス接続経路は、
    　一端が第１のバスに接続され、他端が第２のバスに接続されるスイッチを含む
    　ことを特徴とする中継装置。
  3. 　請求項２に記載の中継装置であって、
    　前記第１又は第２の信号の通信速度が第１の通信速度である第１の期間に、前記スイッチをオンし、前記第１又は第２の信号の通信速度が前記第１の通信速度より大きい第２の通信速度である第２の期間に、前記スイッチをオフするコントローラをさらに備える
    　ことを特徴とする中継装置。
  4. 　請求項３に記載の中継装置であって、
    　前記第１の期間は、
    　前記第１の信号及び前記第２の信号に含まれ、前記第１及び第２のバスに接続される前記複数の車載制御装置からデータを送信する車載制御装置を決めるアービトレーションフィールドが受信される期間を少なくとも含む
    　ことを特徴とする中継装置。
  5. 　請求項３に記載の中継装置であって、
    　前記コントローラは、
    　前記第１の期間に、前記第１及び第２の通信装置をオフし、
    　前記第２の期間に、前記第１及び第２の通信装置をオンする
    　ことを特徴とする中継装置。
  6. 　請求項３に記載の中継装置であって、
    　前記第２の期間は、
    　前記第１の信号及び前記第２の信号に含まれるデータフィールドが受信される期間を少なくとも含む
    　ことを特徴とする中継装置。
  7. 　請求項３に記載の中継装置であって、
    　前記第２の期間の始期は、
    　前記第１の信号及び前記第２の信号に含まれ、通信速度を大きくすることを示すビットが受信されるタイミングである
    　ことを特徴とする中継装置。
  8. 　請求項３に記載の中継装置であって、
    　前記第１のバスに接続される第１の終端抵抗装置と、
    　前記第２のバスに接続される第２の終端抵抗装置と、をさらに備え、
    　前記コントローラは、
    　前記第１の期間に、前記第１及び第２の終端抵抗装置をオフし、
    　前記第２の期間に、前記第１及び第２の終端抵抗装置をオンする
    　ことを特徴とする中継装置。
  9. 　請求項１に記載の中継装置を含むことを特徴とする電子制御装置。
  10. 　請求項２に記載の中継装置であって、
    　前記第１の通信装置と前記第２の通信装置は、
    　一体に構成される
    　ことを特徴とする中継装置。
  11. 　複数の車載制御装置と、
    　前記複数の車載処理装置が接続される複数のバスを中継する中継装置と、を備えた車載ネットワークシステムであって、
    　前記中継装置は、
    　前記複数のバスのうちの一つのバスから受信した信号を処理して他のバスに転送する信号処理転送経路と、
    　前記一つのバスと前記他のバスとを前記信号処理転送経路をバイパスして接続するバイパス接続経路と、を有する
    　ことを特徴とする車載ネットワークシステム。
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