(57)【要約】  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。
2009123201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。【０００３】
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。【０００４】
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。【０００５】
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。【０００６】
【非特許文献１】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）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。【０００９】
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。【００１０】
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。【００１１】
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。【００１２】
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。【００１３】
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。【００１４】
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。【００１５】
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。【００１６】
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。【００１７】
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。【００１８】
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。【００１９】
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。【００２０】
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。
【発明の効果】
【００２１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】（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。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】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。
【図９】本発明の第２実施形態を示す図である。
【図１０】本発明の第３実施形態を示す図である。
【図１１】第３実施形態の変形例を示す図である。
【図１２】本発明の第４実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００２３】
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
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
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。【００２５】
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。【００２６】
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。【００２７】
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。【００２８】
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。【００２９】
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。【００３０】
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。【００３１】
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。【００３２】
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。【００３３】
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。【００３４】
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。【００３５】
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【００３６】
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。【００３７】
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。【００３８】
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。【００３９】
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。【００４０】
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。【００４１】
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。【００４２】
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。【００４３】
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。【００４４】
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。【００４５】
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。【００４６】
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。【００４７】
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。【００４８】
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。【００４９】
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。【００５０】
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。【００５１】
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。【００５２】
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。【００５３】
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。【００５４】
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。【００５５】
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。【００５６】
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。【００５７】
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。【００５８】
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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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