(57)【要約】【課題】構成が変更された際に、制御経路の動的な設定が可能な通信システムを提供する。【解決手段】静的ＲＭＡＰ２６に設定されたルーティングマップに従って第１ＥＣＵ４０等の制御装置と当該制御装置の制御対象機器との通信を中継する中継部２２と、新たに実装された追加ＥＣＵ４４から送信された中継要求から抽出した追加ＥＣＵ４４及び追加ＥＣＵ４４の制御対象機器の各々のＣＡＮＩＤを含む情報が既存中継情報に存在しない場合は、追加ＥＣＵ４４に係る通信負荷が規定許容負荷内であれば追加ＥＣＵ４４と追加ＥＣＵ４４の制御対象機器との通信を中継部２２が中継するルーティングマップを動的に設定すると共に、追加ＥＣＵ４４に中継可を示す要求応答を送信し、追加ＥＣＵ４４に係る通信負荷が規定許容負荷を超える場合は追加ＥＣＵ４４に中継不可を示す要求応答を送信するＲＭＡＰ管理部２４と、を備えた通信システム。【選択図】図１
2020099034.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
設定された制御経路に従って制御装置と前記制御装置の制御対象機器との通信を中継する中継部と、
追加制御装置が新たに実装された際に、前記追加制御装置から送信された中継要求を受信し、該中継要求から抽出した前記追加制御装置及び前記追加制御装置の制御対象機器の各々の識別子を含む情報が既存中継情報に存在しない場合は、前記追加制御装置に係る通信負荷が規定許容負荷内であれば前記追加制御装置と前記追加制御装置の制御対象機器との通信を前記中継部が中継する制御経路を動的に設定すると共に、前記追加制御装置に中継可を示す要求応答を送信し、前記追加制御装置に係る通信負荷が規定許容負荷を超える場合は前記追加制御装置に中継不可を示す要求応答を送信する動的経路管理部と、
を備えた通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載機器間での通信に係る通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両には様々な制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）が搭載されるが、販売済みの車両に新たな機能を追加するような場合は、新規に追加ＥＣＵを設けることがある。図７は、既存の第１ＥＣＵ６０及び第２ＥＣＵ６２に加えて、追加ＥＣＵ６４を実装した車載の通信システム３００の一例を示したブロック図である。
【０００３】
図７に示した通信システム３００は、通信プロトコルにＣＡＮ（Controller Area Network）を用いており、第１ＥＣＵ６０、第２ＥＣＵ６２、追加ＥＣＵ６４及びＣＡＮゲートウェイ（以下、「ＣＡＮ−ＧＷ」と略記）５０が、バス６６上に各々接続されている。ＣＡＮは、一例として、車両の速度、エンジンの回転数、ブレーキの状態及び故障診断の情報などの転送に使用されているプロトコルである。
【０００４】
ＣＡＮ−ＧＷ５０は、第１ＥＣＵ６０、第２ＥＣＵ６２及び追加ＥＣＵ６４の制御装置の各々と、車両のエンジン等の制御対象の機器（図示せず）との通信の中継を行う装置である。ＣＡＮ−ＧＷ５０は、第１ＥＣＵ６０、第２ＥＣＵ６２及び追加ＥＣＵ６４の制御装置の各々と制御対象の機器との通信を中継する中継部５２と、ルーティング（経路制御）のためのマップを記憶した静的ルーティングマップ（以下、「静的ＲＭＡＰ」と略記）５４とを含む。静的ＲＭＡＰ５４は、バス６６を含む車両のネットワーク上の様々な宛先に対する最も良い経路が記録されており、主として車両の設計時に当該経路が設定される。
【０００５】
中継部５２は、制御装置の各々と制御対象の機器との通信に際して、静的ＲＭＡＰ５４を参照して、通信パケットの経路を決定し、決定した経路で当該通信パケットを宛先に送信する。
【０００６】
特許文献１には、車両の制御対象の機器へ、遠隔および無線でアクセスし、かつ制御するための装置、方法、およびシステムに関する発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１７６４２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述のように、静的ＲＭＡＰ５４は、主として車両の設計時に設定されるので、後日、追加ＥＣＵ６４を実装した場合には、追加ＥＣＵ６４と制御対象の機器とのルーティングマップを新たに設定する必要がある。当該設定は、静的ＲＭＡＰ５４の再設定であるが、静的ＲＭＡＰ５４の再設定はリプログラミング等による通信システム３００のソフトウェアの更新が必要で、人手と時間を要する上に、更新後は、設計時とは別個の製品として管理することが望まれる等、管理が煩雑になるという問題があった。
【０００９】
本発明は、以上の事実を考慮して成されたもので、通信システムの構成が変更された際に、制御経路を動的に設定できる通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、設定された制御経路に従って制御装置と前記制御装置の制御対象機器との通信を中継する中継部と、追加制御装置が新たに実装された際に、前記追加制御装置から送信された中継要求を受信し、該中継要求から抽出した前記追加制御装置及び前記追加制御装置の制御対象機器の各々の識別子を含む情報が既存中継情報に存在しない場合は、前記追加制御装置に係る通信負荷が規定許容負荷内であれば前記追加制御装置と前記追加制御装置の制御対象機器との通信を前記中継部が中継する制御経路を動的に設定すると共に、前記追加制御装置に中継可を示す要求応答を送信し、前記追加制御装置に係る通信負荷が規定許容負荷を超える場合は前記追加制御装置に中継不可を示す要求応答を送信する動的経路管理部と、を備える。
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、追加制御装置に係る通信負荷が規定許容負荷内であれば、追加制御装置と追加制御装置の制御対象機器との通信を中継部が中継する制御経路を動的に設定することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように本発明によれば、通信システムの構成が変更された際に、制御経路を動的に設定できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係る通信システムの概略を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る通信システムの動的ルーティング処理の一例を示したフローチャートである。
【図３】（Ａ）は中継要求フレームの一例を示した概略図であり、（Ｂ）は要求応答フレームの一例を示した概略図である。
【図４】追加ＥＣＵの認証を行う通信システムの構成の一例を示したブロック図である。
【図５】実装された追加ＥＣＵの認証を含む動的ルーティング処理の一例を示したフローチャートである。
【図６】（Ａ）は中継要求フレームの一例を示した概略図であり、（Ｂ）は要求応答フレームの一例を示した概略図である。
【図７】既存の第１ＥＣＵ及び第２ＥＣＵに加えて、追加ＥＣＵを実装した車載の通信システムの一例を示したブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態例を詳細に説明する。図１は、本実施の形態に係る通信システム１０の概略を示すブロック図である。
【００１５】
図１に示すように、本実施の形態に係る通信システム１０は、通信プロトコルにＣＡＮを用いており、第１ＥＣＵ４０、第２ＥＣＵ４２、追加ＥＣＵ４４及びＣＡＮ−ＧＷ２０が、バス４６上に各々接続されている。
【００１６】
ＣＡＮ−ＧＷ２０は、第１ＥＣＵ４０、第２ＥＣＵ４２及び追加ＥＣＵ４４の制御装置の各々と、車両のエンジン等の制御対象の機器（図示せず）との通信の中継を行う装置である。ＣＡＮ−ＧＷ２０は、第１ＥＣＵ４０、第２ＥＣＵ４２及び追加ＥＣＵ４４の制御装置の各々と制御対象の機器との通信を中継する中継部２２と、ルーティングのためのマップを記憶した静的ＲＭＡＰ２６と、追加ＥＣＵ４４の実装等のバス４６の動的な変化に対応したルーティングのためのマップを記憶した動的ＲＭＡＰ３０を追加するＲＭＡＰ管理部２４と、を含む。
【００１７】
静的ＲＭＡＰ２６は、バス４６を含む車両のネットワーク上の様々な宛先に対する最も良い経路が記録されたデータベースであり、主として車両の設計時に当該経路が設定される。
【００１８】
動的ＲＭＡＰ３０は、追加ＥＣＵ４４の実装等の、静的ＲＭＡＰ２６では対応できないルーティングをカバーするために追加されるルーティングマップである。動的ＲＭＡＰ３０は、追加ＥＣＵ４４からの中継要求に応じて、前述のＲＭＡＰ管理部２４がＣＡＮバス毎追加情報データベース（以下、「ＣＡＮバス毎追加情報ＤＢ」と略記）２８を参照して設定する。
【００１９】
動的ＲＭＡＰ３０とＲＭＡＰ管理部２４との通信に係る情報は、ＣＡＮバス毎追加情報ＤＢ２８に既存中継情報として記憶される。既存中継情報は、追加ＥＣＵ４４のＣＡＮＩＤ、追加ＥＣＵ４４の制御対象機器のＣＡＮＩＤ及び当該中継に用いられるＣＡＮバス（バス４６）の経路の情報を含む。また、ＣＡＮバス毎追加情報ＤＢ２８は、バス４６毎の通信負荷情報を記録する。
【００２０】
中継部２２は、制御装置の各々と制御対象の機器との通信に際して、静的ＲＭＡＰ２６及び動的ＲＭＡＰ３０を参照して、通信パケットの経路を決定し、決定した経路で当該通信パケットを宛先に送信する。
【００２１】
続いて本実施の形態に係る通信システム１０の作用について説明する。図２は、本実施の形態に係る通信システム１０の動的ルーティング処理の一例を示したフローチャートである。図２に示した動的ルーティング処理は、追加ＥＣＵ４４とＣＡＮ−ＧＷ２０のＲＭＡＰ管理部２４とのセッションに基づいて行われる。
【００２２】
ステップ２００では、追加ＥＣＵ４４がバス（対象ＣＡＮバス）４６に接続され、ステップ２０２では、追加ＥＣＵ４４からＣＡＮ−ＧＷ２０に中継要求フレームを送信する中継要求送信が行われる。
【００２３】
図３（Ａ）は中継要求フレームの一例を示した概略図である。中継要求フレームは、追加ＥＣＵ４４の要求・承認用の（追加ＥＣＵ４４の）ＣＡＮＩＤを記録した要求・承認用ＣＡＮＩＤフィールドと、追加ＥＣＵ４４が中継部２２による中継を希望する制御対象機器のＣＡＮＩＤを記録した中継希望ＣＡＮＩＤフィールドと、中継要求（受信又は送信）を示す中継要求フィールドと、を含む。中継要求フレームの中継要求フィールドは、追加ＥＣＵ４４と制御対象機器との間の送受信の要求を示すフィールドである。
【００２４】
ステップ２０４では、ＣＡＮ−ＧＷ２０が追加ＥＣＵ４４からの中継要求フレームを受信し、ステップ２０６で承認判定を行う。ステップ２０６の承認判定では、ＣＡＮバス毎追加情報ＤＢ２８が記憶する既存中継情報及びバス４６の通信負荷情報を参照して、追加ＥＣＵ４４から追加ＥＣＵ４４の制御対象機器への中継を承認するか否かを判定する。
【００２５】
ステップ２０６では、例えば、中継要求フレームに含まれる追加ＥＣＵ４４のＣＡＮＩＤ及び追加ＥＣＵ４４の制御対象機器のＣＡＮＩＤが既存中継情報に含まれる場合、すなわち既存中継情報に追加ＥＣＵ４４に係る記載が重複する場合は、バス４６の通信負荷の判定をせずに肯定判定を行って手順をステップ２０８に移行する。既存中継情報に追加ＥＣＵ４４に係る記載が重複するのであれば、過去に追加ＥＣＵ４４と追加ＥＣＵ４４の制御対象機器との通信が行われたことになるので、追加ＥＣＵ４４の通信によるバス４６の負荷は規定許容負荷内と考えられるからである。
【００２６】
ステップ２０６で既存中継情報に追加ＥＣＵ４４に係る記載が重複しない場合は、ＣＡＮバス毎追加情報ＤＢ２８が記憶するバス４６の通信負荷情報を参照し、追加ＥＣＵ４４に係る通信によるバス４６の負荷が規定許容負荷内であるか否かの判定を行う。具体的には、追加ＥＣＵ４４が中継要求フレームを送信した際の通信の負荷を、ＣＡＮバス毎追加情報ＤＢ２８が記憶する通信負荷情報に基づく通信負荷の最大値に加算した結果が規定許容負荷内であれば、追加ＥＣＵ４４の通信によるバス４６の負荷が規定許容負荷内であると判定する。追加ＥＣＵ４４の通信による負荷が規定許容負荷内の場合、ステップ２０６で肯定判定を行って手順をステップ２０８に移行する。
【００２７】
また、ステップ２０６では、既存中継情報に追加ＥＣＵ４４に係る記載が重複せず、かつ追加ＥＣＵ４４の通信によってバス４６の負荷が規定許容負荷を超える場合、否定判定を行って手順をステップ２１０に移行する。
【００２８】
ステップ２０８では、動的ＲＭＡＰ３０に追加ＥＣＵ４４と追加ＥＣＵ４４の制御対象機器との間の最も良い制御経路を設定する。
【００２９】
ステップ２１０では、ＣＡＮ−ＧＷ２０から追加ＥＣＵ４４に要求応答フレームを送信する要求応答送信を行う。
【００３０】
図３（Ｂ）は要求応答フレームの一例を示した概略図である。要求応答フレームの要求・承認用ＣＡＮＩＤフィールド及び中継希望ＣＡＮＩＤフィールドに各々記載されているＣＡＮＩＤは、前述の中継要求フレームと同一である。要求応答フレームは、中継要求フレームの中継要求フィールドに代えて、中継（受信又は送信）の可否を示す中継可否フィールドを含む。中継可否フィールドの記載は、ステップ２０６で肯定判定の場合は中継可を示し、ステップ２０６で否定判定の場合は中継不可を示す。
【００３１】
ステップ２１０で要求応答フレームを送信すると、ＣＡＮ−ＧＷ２０における動的ルーティング処理は終了する。
【００３２】
ステップ２１２では、追加ＥＣＵ４４がＣＡＮ−ＧＷ２０からの要求応答フレームを受信し、ステップ２１４で中継可否の判定を行う。ステップ２１４では、要求応答フレームの中継可否フィールドの記載が中継可の場合は肯定判定を行って手順をステップ２１６に移行し、要求応答フレームの中継可否フィールドの記載が中継不可の場合は否定判定を行って追加ＥＣＵ４４における動的ルーティング処理を終了する。
【００３３】
ステップ２１６では、追加ＥＣＵ４４は、制御対象機器に対するＣＡＮによる送受信を開始して、追加ＥＣＵ４４における動的ルーティング処理を終了する。
【００３４】
以上説明したように、本実施の形態に係る通信システム１０は、追加ＥＣＵ４４が実装されると、追加ＥＣＵ４４と追加ＥＣＵ４４の制御対象機器とのルーティングを動的に設定する動的ルーティング処理を行い、追加ＥＣＵ４４と追加ＥＣＵ４４の制御対象機器とのＣＡＮによる通信が可能になる。その結果、構成が変更された際に、ルーティングマップの動的な更新が可能な通信システムを提供できる。
【００３５】
図２に示した動的ルーティング処理では、追加ＥＣＵ４４に互換性又はセキュリティ上の問題がないことを前提に、追加ＥＣＵ４４と追加ＥＣＵ４４の制御対象機器とのルーティングを動的に設定した。しかしながら、追加ＥＣＵ４４が適正か否か、認証することを要する場合がある。図４は、追加ＥＣＵ４４の認証を行う通信システム１００の構成の一例を示したブロック図である。図４に示した通信システム１００は、ＣＡＮ−ＧＷ２００に、追加ＥＣＵ４４の認証を行うための認証情報を記憶した認証情報データベース（以下、「認証情報ＤＢ」と略記）３２をさらに備える点で、図２に示した通信システム１０と相違する。しかしながら、その他の構成は図２に示した通信システム１０と同一なので、詳細な説明は省略する。認証情報ＤＢ３２が記憶する認証情報は、一例として、通信システム１００が搭載される車両に固有の文字、数字及び記号を含むキャラクタの羅列である。
【００３６】
図５は、実装された追加ＥＣＵ４４の認証を含む動的ルーティング処理の一例を示したフローチャートである。図５に示した動的ルーティング処理は、図２と同様に追加ＥＣＵ４４とＣＡＮ−ＧＷ２００のＲＭＡＰ管理部２４とのセッションに基づいて行われる。
【００３７】
ステップ５００では、追加ＥＣＵ４４がバス４６に接続され、ステップ５０２では、追加ＥＣＵ４４からＣＡＮ−ＧＷ２００に中継要求フレームを送信する中継要求送信が行われる。
【００３８】
図６（Ａ）は中継要求フレームの一例を示した概略図である。図６（Ａ）の中継要求フレームは、図３（Ａ）の中継要求フレームと同様に追加ＥＣＵ４４の要求・承認用のＣＡＮの（追加ＥＣＵ４４の）ＩＤを記録した要求・承認用ＣＡＮＩＤフィールドと、追加ＥＣＵ４４が中継部２２による中継を希望する制御対象機器のＣＡＮＩＤを記録した中継希望ＣＡＮＩＤフィールドと、中継要求（受信又は送信）を示す中継要求フィールドと、を含み、さらに追加ＥＣＵ４４の認証に係る認証情報を記録した認証用データフィールドを含む。
【００３９】
ステップ５０４では、ＣＡＮ−ＧＷ２００が追加ＥＣＵ４４からの中継要求フレームを受信し、ステップ５０６で追加ＥＣＵ４４が正規であるか否かを判定する認証判定を行う。具体的には、ステップ５０６では、中継要求フレームの認証用データが、認証情報ＤＢ３２に記憶されている認証情報と一致する場合に肯定判定を行って手順をステップ５０８に移行する。ステップ５０６で中継要求フレームの認証情報が、認証情報ＤＢ３２に記憶されている認証情報と一致しない場合は否定判定を行って手順をステップ５１２に移行する。
【００４０】
ステップ５０８では、図２のステップ２０６と同様に、ＣＡＮバス毎追加情報ＤＢ２８を参照して、追加ＥＣＵ４４から追加ＥＣＵ４４の制御対象機器への中継を承認するか否かを判定する。ステップ５０８では、既存中継情報に追加ＥＣＵ４４に係る記載が重複する場合は、バス４６の通信負荷の判定をせずに肯定判定を行って手順をステップ５１０に移行する。ステップ５０８で既存中継情報に追加ＥＣＵ４４に係る記載が重複しない場合は、図２のステップ２０６と同様に、ＣＡＮバス毎追加情報ＤＢ２８が記憶するバス４６の通信負荷情報を参照し、追加ＥＣＵ４４に係る通信によるバス４６の負荷が規定許容負荷内であるか否かの判定を行い、当該負荷が規定許容負荷内の場合、肯定判定を行って手順をステップ５１０に移行する。
【００４１】
また、ステップ５０８では、既存中継情報に追加ＥＣＵ４４に係る記載が重複せず、かつ追加ＥＣＵ４４の通信によってバス４６の負荷が規定許容負荷を超える場合、否定判定を行って手順をステップ５１２に移行する。
【００４２】
ステップ５１０では、動的ＲＭＡＰ３０に追加ＥＣＵ４４と追加ＥＣＵ４４の制御対象機器との間の最も良い制御経路を設定する。
【００４３】
ステップ５１２では、ＣＡＮ−ＧＷ２００から追加ＥＣＵ４４に要求応答フレームを送信する要求応答送信を行う。
【００４４】
図６（Ｂ）は要求応答フレームの一例を示した概略図である。要求応答フレームの要求・承認用ＣＡＮＩＤフィールド及び中継希望ＣＡＮＩＤフィールドに各々記載されているＣＡＮＩＤは、前述の中継要求フレームと同一である。要求応答フレームは、中継要求フレームの中継要求フィールドに代えて、中継（受信又は送信）の可否を示す中継可否フィールドを含み、さらに認証情報を記録した認証用データフィールドを含む。
【００４５】
中継可否フィールドの記載は、ステップ５０８で肯定判定の場合は中継可を示し、ステップ５０６又はステップ５０８で否定判定の場合は中継不可を示す。
【００４６】
ステップ５１２で要求応答フレームを送信すると、ＣＡＮ−ＧＷ２００における動的ルーティング処理は終了する。
【００４７】
ステップ５１４では、追加ＥＣＵ４４がＣＡＮ−ＧＷ２００からの要求応答フレームを受信し、ステップ５１６で中継可否の判定を行う。ステップ５１６では、要求応答フレームの中継可否フィールドの記載が中継可の場合は肯定判定を行って手順をステップ５１８に移行し、要求応答フレームの中継可否フィールドの記載が中継不可の場合は否定判定を行って追加ＥＣＵ４４における動的ルーティング処理を終了する。
【００４８】
ステップ５１８では、追加ＥＣＵ４４は、制御対象機器に対するＣＡＮによる送受信を開始して、追加ＥＣＵ４４における動的ルーティング処理を終了する。
【００４９】
以上説明したように、本実施の形態に係る通信システム１００は、追加ＥＣＵ４４が実装されると、追加ＥＣＵ４４の認証を行い、追加ＥＣＵ４４が互換性及びセキュリティ上の問題ないことを確認して、追加ＥＣＵ４４と追加ＥＣＵ４４の制御対象機器とのルーティングを動的に設定する動的ルーティング処理を行い、追加ＥＣＵ４４と追加ＥＣＵ４４の制御対象機器とのＣＡＮによる通信を可能にする。その結果、構成が変更された際に、新たな構成の互換性及びセキュリティ上の適否を判定してルーティングマップの動的な設定が可能な通信システムを提供できる。
【００５０】
通信システム１０、１００において、中継不可で動的ルーティング処理を終了した場合は、手動で追加ＥＣＵ４４のＣＡＮＩＤ等の設定を行う必要があるが、かかる場合に、図２のステップ２０６又は図５のステップ５０８の認証判定で否定判定した場合は、例えば通信負荷が規定許容負荷を超える等の情報を、図５のステップ５０６で否定判定した場合は、追加ＥＣＵ４４が正規品ではないという情報を、車両に接続した診断装置に表示し、手動での設定に資するようにしてもよい。
【００５１】
なお、特許請求の範囲における制御経路はルーティング又はルーティングマップに、同制御装置は第１ＥＣＵ４０及び第２ＥＣＵ４２に、同追加制御装置は追加ＥＣＵ４４に、同識別子はＣＡＮＩＤに、同動的経路管理部はＲＭＡＰ管理部２４に、各々対応する。
【００５２】
本発明は、上記の形態例に限定されるものではなく、上記の形態例以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００５３】
１０   通信システム
２２   中継部
２４   ＲＭＡＰ管理部
２６   静的ＲＭＡＰ
２８   ＣＡＮバス毎追加情報ＤＢ
３０   動的ＲＭＡＰ
４４   追加ＥＣＵ
４６   バス
【図１】
2020099034.tif 000003
【図２】
2020099034.tif 000004
【図３】
2020099034.tif 000005
【図４】
2020099034.tif 000006
【図５】
2020099034.tif 000007
【図６】
2020099034.tif 000008
【図７】
2020099034.tif 000009