(57)【要約】【課題】  ゲートウェイで複数のネットワークを接続して構築した通信システムで、バス負荷率を低く抑えるように自動的にフレームの送信周期を変更する【解決手段】  送信端末が接続された第１バスライン１０１と受信端末が接続され第１バスライン１０１でのボーレートより低いボーレートの第２バスライン１０２とに接続されたゲートウェイ１において、送信端末からの信号を受信する受信部４と、送信端末からの信号を受信装置へ送信する送信部５と、第１，２バスライン１０１，１０２における各バス負荷状態を計測するバス負荷計測手段９と、受信部４で受信した信号周期を計測する受信周期計測手段７と、受信周期計測手段７で計測された受信周期に基づいて上記送信部５からの送信周期を設定する送信周期設定手段８と、バス負荷検出手段９での検出結果に応じて、送信周期設定手段８で設定された送信周期を変更する送信周期変更手段１０とをそなえて構成する。【選択図】        図２
2006287571.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信端末が接続された第１バスラインと受信端末が接続され該第１バスラインでのボーレートより低いボーレートの第２バスラインとに接続されて、上記の送信端末と受信端末との通信仲介を行なうゲートウェイ装置において、
該送信端末からの信号を該第１バスラインを通じて受信する受信部と、
該送信端末からの信号を該第２バスラインを通じて該受信装置へ送信する送信部と、
上記の第１バスラインおよび第２バスラインにおける各バス負荷状態を計測するバス負荷計測手段と、
該受信部で受信した信号周期を計測する受信周期計測手段と、
該受信周期計測手段で計測された受信周期に基づいて該送信部からの送信周期を設定する送信周期設定手段と、
該バス負荷計測手段での計測結果に応じて、該送信周期設定手段で設定された該送信周期を変更する送信周期変更手段とをそなえて構成されたことを特徴とする、ゲートウェイ装置。
【請求項２】
送信端末が接続された第１バスラインと受信端末が接続され該第１バスラインでのボーレートより低いボーレートの第２バスラインとに接続されて、上記の送信端末と受信端末との通信仲介を行なうゲートウェイ装置において、
該送信端末からの信号を該第１バスラインを通じて受信する受信部と、
該送信端末からの信号を該第２バスラインを通じて該受信装置へ送信する送信部と、
上記の第１バスラインおよび第２バスラインにおける各バス負荷状態を計測するバス負荷計測手段と、
該バス負荷計測手段での計測結果に応じて、該送信部での送信周期を変更する送信周期変更手段とをそなえて構成されたことを特徴とする、ゲートウェイ装置。
【請求項３】
該バス負荷計測手段が、
上記の第１バスラインおよび第２バスラインにおける信号フレームビット数から上記の第１バスラインおよび第２バスラインにおける各バス負荷状態を計測する手段として構成されたことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のゲートウェイ装置。
【請求項４】
該バス負荷計測手段が、
上記の第１バスラインおよび第２バスラインにおける信号フレームビット数から該送信部から送信する送信負荷状態を計測する手段として構成されたことを特徴とする、請求項３記載のゲートウェイ装置。
【請求項５】
該送信周期設定手段が、該受信周期計測手段で計測された複数の受信周期に基づいて該送信部からの送信周期を設定する手段として構成されたことを特徴とする、請求項１記載のゲートウェイ装置。
【請求項６】
該送信周期変更手段が、該第２バスラインにおけるバス負荷と該送信部から送信する送信負荷との和が所定値をこえると、該送信部での送信周期を変更する手段として構成されたことを特徴とする、請求項１ないし請求項５のいずれかの項に記載のゲートウェイ装置。
【請求項７】
該送信周期変更手段が、該第２バスラインにおけるバス負荷と該送信部から送信する送信負荷との和が第１所定値をこえると、該送信部での送信周期が長くなるように変更するとともに、該バス負荷と該送信負荷との和が該第１所定値よりも大きい第２所定値をこえると、該送信部での送信周期が更に長くなるように変更する手段として構成されたことを特徴とする、請求項１ないし請求項５のいずれかの項に記載のゲートウェイ装置。
【請求項８】
該送信周期変更手段が、該第２バスラインにおけるバス負荷と該送信部から送信する送信負荷との和が大きくなるに従って、該送信部での送信周期が長くなるよう変更する手段として構成されたことを特徴とする、請求項１ないし請求項５のいずれかの項に記載のゲートウェイ装置。
【請求項９】
送信端末が接続された第１バスラインと、
受信端末が接続され該第１バスラインでのボーレートより低いボーレートの第２バスラインと、
上記の第１バスラインと第２バスラインとに接続されて、上記の送信端末と受信端末との通信仲介を行なうゲートウェイ装置とをそなえ、
該ゲートウェイ装置が、
該送信端末からの信号を該第１バスラインを通じて受信する受信部と、
該送信端末からの信号を該第２バスラインを通じて該受信装置へ送信する送信部と、
上記の第１バスラインおよび第２バスラインにおける各バス負荷状態を計測するバス負荷計測手段と、
該受信部で受信した信号周期を計測する受信信号周期計測手段と、
該受信信号周期計測手段で計測された受信信号周期に基づいて該送信部からの送信周期を設定する送信周期設定手段と、
該バス負荷計測手段での計測結果に応じて、該送信周期設定手段で設定された送信周期を変更する送信周期変更手段とをそなえて構成されたことを特徴とする、ゲートウェイ装置を有する通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゲートウェイ装置及びこのゲートウェイ装置を有する通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両においては、ＣＡＮ（Controller  Area  Network）などを用いた通信
システムがしばしば設けられる。このような車両用の通信システムの例としては車載ＬＡＮ（Local  Area  Network）などが挙げられ、これは車両や車載機器の制御等に非常に有用である。
ところで、通信システムを構築する場合には、送受信するフレーム（信号，メッセージ）の種類、目的、送受信頻度等に応じて複数のネットワークを用意し、これらのネットワークをゲートウェイで接続して通信システムの構築を行なうことがしばしばなされている。例えば、ＣＡＮを用いた車載ＬＡＮを例にすれば、ナビゲーションシステム制御等のための情報系ネットワーク、ヘッドランプ制御等のためのボディ制御系ネットワーク、エアバッグ制御等のための安全系ネットワーク、エンジン制御等のためのエンジン・パワートレン系ネットワークなどをゲートウェイ装置（以下、単に「ゲートウェイ」ということがある）で接続し、通信システムを構築している（例えば、下記特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−６４６２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このとき、ゲートウェイ装置で接続された各ネットワークには、ネットワーク内の端末（ノード）を相互に接続するためのバスライン（以下、単に「バス」ともいう）が設けられているが、各バスのボーレートは、一般的に、それぞれ異なることが多い。
このような通信システムにおいては、あるボーレートのバスから、そのボーレートよりも低いボーレートのバスにフレームが送信される場合、たとえ一方のバス負荷率が低くても、他方のバス負荷率が低いとは限らず、ネットワークの状態等によっては、一般的にボーレートの低い方のバス負荷率が高くなり、ネットワーク間のフレーム伝送が正常に行なわれないことがある。
【０００４】
しかしながら、従来は、ゲートウェイ装置がフレームを送信する場合、予め指定した送信周期によりフレームを送信したり、受信したフレームを逐次送信したりすることが行なわれている。
予め設定した送信周期でフレームを送信する手法では、送信周期を変更することはできず、従って、低ボーレート側のバスの負荷を低くすることはできない。かかる手法において、送信周期を変更するには、ソフトウェアの変更が必要になる。
【０００５】
また、受信フレームを逐次送信する手法おいても、送信周期を低ボーレート側のバスの負荷状態に応じて変更することはできない。
本発明は、このような課題に鑑みて創案されたもので、ゲートウェイ装置で複数のネットワークを接続して構築した通信システムに適用した場合に、該システムに大幅な変更を加えることなく、バス負荷率を低く抑えるように自動的にフレームの送信周期を変更できるようにした、ゲートウェイ装置及びゲートウェイ装置を有す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】
【０００６】
このため、請求項１にかかる本発明のゲートウェイ装置は、送信端末が接続された第１
バスラインと受信端末が接続され第１バスラインでのボーレートより低いボーレートの第２バスラインとに接続されて、上記の送信端末と受信端末との通信仲介を行なうとともに、送信端末からの信号を上記第１バスラインを通じて受信する受信部と、送信端末からの信号を上記第２バスラインを通じて受信装置へ送信する送信部と、第１バスラインおよび第２バスラインにおける各バス負荷状態を計測するバス負荷計測手段と、受信部で受信した信号周期を計測する受信周期計測手段と、該受信周期計測手段で計測された受信周期に基づいて上記送信部からの送信周期を設定する送信周期設定手段と、バス負荷検出手段での検出結果に応じて、送信周期設定手段で設定された送信周期を変更する送信周期変更手段とをそなえて構成されたことを特徴としている。
【０００７】
また、請求項２にかかる本発明のゲートウェイ装置は、送信端末が接続された第１バスラインと受信端末が接続され該第１バスラインでのボーレートより低いボーレートの第２バスラインとに接続されて、上記の送信端末と受信端末との通信仲介を行なうゲートウェイ装置において、送信端末からの信号を該第１バスラインを通じて受信する受信部と、送信端末からの信号を第２バスラインを通じて受信装置へ送信する送信部と、上記の第１バスラインおよび第２バスラインにおける各バス負荷状態を計測するバス負荷計測手段と、バス負荷検出手段での検出結果に応じて、上記送信部での送信周期を変更する送信周期変更手段とをそなえて構成されたことを特徴としている。
【０００８】
さらに、上記バス負荷計測手段が、上記の第１バスラインおよび第２バスラインにおける信号フレームビット数から上記の第１バスラインおよび第２バスラインにおける各バス負荷状態を計測する手段として構成されてもよく（請求項３）また、上記の第１バスラインおよび第２バスラインにおける信号フレームビット数から送信部から送信する送信負荷状態を計測する手段として構成されてもよい（請求項４）。
【０００９】
さらに、送信周期設定手段が、上記受信周期計測手段で計測された複数の受信周期に基づいて上記送信部からの送信周期を設定する手段として構成されてもよい（請求項５）。
また、上記送信周期変更手段が、第２バスラインにおけるバス負荷と送信部から送信する送信負荷との和が所定値をこえると、送信部での送信周期を変更する手段として構成されてもよく（請求項６）、第２バスラインにおけるバス負荷と送信部から送信する送信負荷との和が第１所定値をこえると、送信部での送信周期が長くなるように変更するとともに、バス負荷と送信負荷との和が第１所定値よりも大きい第２所定値をこえると、送信部での送信周期が更に長くなるように変更する手段として構成されてもよい（請求項７）。
【００１０】
さらに、送信周期変更手段が、第２バスラインにおけるバス負荷と送信部から送信する送信負荷との和が大きくなるに従って、送信部での送信周期が長くなるよう変更する手段として構成されてもよい（請求項８）。
また、請求項９にかかる本発明のゲートウェイ装置を有する通信システムは、送信端末が接続された第１バスラインと、受信端末が接続され第１バスラインでのボーレートより低いボーレートの第２バスラインと、上記の第１バスラインと第２バスラインとに接続されて、上記の送信端末と受信端末との通信仲介を行なうゲートウェイ装置とをそなえ、ゲートウェイ装置が、該送信端末からの信号を第１バスラインを通じて受信する受信部と、送信端末からの信号を第２バスラインを通じて受信装置へ送信する送信部と、上記の第１バスラインおよび第２バスラインにおける各バス負荷状態を計測するバス負荷計測手段と、受信部で受信した信号周期を計測する受信信号周期計測手段と、受信信号周期計測手段で計測された受信信号周期に基づいて送信部からの送信周期を設定する送信周期設定手段と、バス負荷検出手段での検出結果に応じて、送信周期設定手段で設定された送信周期を変更する送信周期変更手段とをそなえて構成されたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、システムを大幅に変更することなく、バス負荷率の変動に応じて適宜自動的に、フレームの送信周期を変更することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１〜図７は本発明の一実施形態について説明するためのもので、図１は本発明の一実施形態としてのゲートウェイ装置及び同ゲートウェイ装置を有する通信システムの概要を模式的に示す図、図２はそのゲートウェイ装置に搭載されるコントローラの構成及びデータフローを模式的に示す図、図３は本発明の一実施形態としての送信周期の変更の際に用いるパターンテーブルの一例を示す図、図４は本発明の一実施形態としての送信周期の変更手順を説明するためのフロー図、図５はその全受信フレームのビット数・受信周期計測での主な処理を説明するためのフロー図、図６はその送信周期決定での主な処理を説明するためのフロー図、図７はその送信周期変更での主な処理を説明するためのフロー図である。
【００１３】
本実施形態のゲートウェイ装置（以下、単に「ゲートウェイ」ということがある）は、通信プロトコルとしてＣＡＮを用いた車載ＬＡＮとしての通信システムを主に対象として用いられるものである。ここで、ＣＡＮは、ネットワークが空いているときにはネットワークに接続された全ての送信装置からフレームを送信することができるマルチマスタ型の通信プロトコルである。
【００１４】
図１に、本実施形態にかかるゲートウェイ装置を有する通信システムの概要を模式的に示すが、この図１において、更にブロック矢印はフレームが送信される向きを表わし、実線矢印はフレームの流れを表わし、破線矢印は受信バッファ（受信部）及び送信バッファ（送信部）とコントローラとの間の信号の流れを表わす。
さて、図１に示すように、本通信システムは、第１のネットワークＣＡＮ１と、第２のネットワークＣＡＮ２と、ゲートウェイ１とを備えている。
【００１５】
第１のネットワークＣＡＮ１は、少なくとも１つのノード装置（端末）２が、送信装置及び受信装置としてバスライン（第１バスライン）１０１に接続されたバス型のネットワークであり、ＣＡＮプロトコルにしたがって通信を行なうことができるように構成されている。また、ノード装置２は、フレームの受信及び送信が可能な通信装置であり、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）等の公知の電子部品により構成されている。さらに、ノード装置２は、第
１のネットワークＣＡＮ１に接続された他のノード装置（図示省略）及びゲートウェイ１と、第１のネットワークＣＡＮ１を介してフレームの送受信ができるようになっている。
【００１６】
一方、第２のネットワークＣＡＮ２も、第１のネットワークＣＡＮ１と同様に、少なくとも１つのノード装置（端末）３が、送信装置及び受信装置としてバスライン（第２バスライン）１０２に接続されたバス型のネットワークであり、ＣＡＮプロトコルにしたがって通信を行なうことができるように構成されている。また、ノード装置３も、ノード装置２と同様、フレームの受信及び送信が可能な通信装置であり、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の公知の電子部品により構成されている。さらに、ノード装置３も、第２のネットワークＣＡＮ２内の他のノード装置（図示省略）及びゲートウェイと、第２のネットワークＣＡＮ２を介してフレームの送受信ができるようになっている。
【００１７】
ここで、バスライン１０１は所要のボーレートを有するバスラインとして構成されており、バスライン１０２はバスライン１０１でのボーレートより低いボーレートのバスラインとして構成されている。以下においては、便宜上、バスライン１０１でのボーレートを高ボーレート、バスライン１０２でのボーレートを低ボーレートということがある。
なお、図１においてはノード装置２，３をそれぞれ１つのみ描画して示すが、通常は、第１のネットワークＣＡＮ１及び第２のネットワークＣＡＮ２には、それぞれノード装置２，３以外にもノード装置が設けられる。さらに、ノード装置２，３は、それぞれの目的に応じた車両制御等を行なうための電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic  Control  Unit
）として構成されている。
【００１８】
また、ゲートウェイ１は第１のネットワークＣＡＮ１及び第２のネットワークＣＡＮ２間を接続して送信端末と受信端末との通信仲介を行なう通信装置であり、したがって、送信側のネットワークＣＡＮ１（ＣＡＮ２）に接続されたノード装置２（３）から受信側のネットワークＣＡＮ２（ＣＡＮ１）に接続されたノード装置３（２）に向けて送信されるフレームＡ〜Ｃ（Ｄ〜Ｆ）は、上記受信側のノード装置３（２）に受信されるようになっている。なお、ゲートウェイ１も、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の公知の電子部品からなる電子制御装置（ＥＣＵ）として構成されている。
【００１９】
ゲートウェイ１の構成について具体的に説明すると、このゲートウェイ１は、各フレームＡ〜Ｆ毎に用意された受信部としての受信バッファ４Ａ〜４Ｆ（これらの受信バッファ４Ａ〜４Ｆを総称して単に「受信バッファ４」ということがある）と、各フレームＡ〜Ｆ毎に用意された送信部としての送信バッファ５Ａ〜５Ｆ（これらの送信バッファ５Ａ〜５Ｆを総称して単に「送信バッファ５」ということがある）と、ゲートウェイ１の各制御を行なうコントローラ６とを備えている。これにより、受信バッファ４Ａ〜４Ｆに受信された送信端末からの各フレームＡ〜Ｆはそれぞれコントローラ６の制御にしたがって対応する送信バッファ５Ａ〜５Ｆに送られるようになっている。さらに、送信バッファ５Ａ〜５Ｆ内の各フレームは、コントローラ６の制御にしたがって、ある送信周期で、受信端末として機能する送信先のノード装置２，３に第１又は第２のネットワークＣＡＮ１，ＣＡＮ２を介して送信されるようになっている。
【００２０】
本実施形態にかかる通信システムでは、受信バッファ４Ａ〜４Ｃ及び送信バッファ５Ａ〜５Ｃがノード装置２からノード装置３へ向けて送信されるフレームＡ〜Ｃに対応している。したがって、ノード装置２から送信されたフレームＡ〜Ｃは、第１のネットワークＣＡＮ１のバスライン１０１を介して受信バッファ４Ａ〜４Ｃに受信され、受信バッファ４Ａ〜４Ｃから送信バッファ５Ａ〜５Ｃに送られ、送信バッファ５Ａ〜５Ｃから第２のネットワークＣＡＮ２のバスライン１０２を介してノード装置３に送信され、ノード装置３で受信されるようになっている。
【００２１】
一方、受信バッファ４Ｄ〜４Ｆ及び送信バッファ５Ｄ〜５Ｆはノード装置３からノード装置２へ向けて送信されるフレームＤ〜Ｆに対応している。したがって、ノード装置３から送信されたフレームＤ〜Ｆは、第２のネットワークＣＡＮ２のバスライン１０２を介して受信バッファ４Ｄ〜４Ｆに受信され、受信バッファ４Ｄ〜４Ｆから送信バッファ５Ｄ〜５Ｆに送られ、送信バッファ５Ｄ〜５Ｆから第１のネットワークＣＡＮ１のバスライン１０１を介してノード装置２に送信され、ノード装置２で受信されるようになっている。
【００２２】
なお、上述の通信システムではフレームＡ〜Ｆが６種類であるために受信バッファ４Ａ〜４Ｆ及び送信バッファ５Ａ〜５Ｆをそれぞれ６個用意したが、フレームの種類の数が変わった場合には受信バッファ及び送信バッファの数もフレームの種類の数に応じて変えるようにする。
さらに、各フレームにはフレームに対応するＩＤが付されており、このＩＤによりフレームのビット数を含む各種情報が得られるようになっている。
【００２３】
ここで、コントローラ６は、受信バッファ４Ａ〜４Ｆ及び送信バッファ５Ａ〜５Ｆ間のフレームの受け渡しの制御や、送信バッファ５Ａ〜５Ｆから送信先のノード装置２，３へ
のフレームＡ〜Ｆの送信の制御等のフレーム送受信制御を行なうことができるように機能する。
また、コントローラ６は、図２に示すように、受信周期計測手段７、送信周期設定手段８、バス負荷計測手段９及び送信周期変更手段１０等をそなえて構成されている。
【００２４】
ここで、受信周期計測手段７は、ゲートウェイ１の受信バッファ４で受信したフレームの受信周期（信号周期）を計測するためのものである。この受信周期計測手段７は、本実施形態では、ゲートウェイ１が起動されてから一定時間経過後に、全受信フレームの受信周期を計測するようになっており、かかる受信周期の計測は、受信フレーム間隔を計測することにより行なわれる。
【００２５】
送信周期設定手段８は、基本となる送信周期を決定するものである。この送信周期設定手段８は、上記の受信周期計測手段７が受信フレームの受信周期を一定回数以上計測すると、計測された受信周期のなまし値を算出し、このなまし値から基本となる送信周期を決定するようになっている。ここで、なまし値は、計測された受信周期の最大値及び最小値を除いたものの平均値である。なお、送信周期設定手段８で、計測受信周期のなまし値を求める代わりに、計測受信周期の平均値を求めて、この平均値から基本となる送信周期を決定するようにしてもよい。
【００２６】
また、基本となる送信周期は、本実施形態では、例えば受信周期のなまし値あるいは平均値と同じに設定される。
バス負荷計測手段９は、第１バスライン１０１および第２バスライン１０２における各バス負荷状態を計測するものであるが、詳細には、第１バスライン１０１および第２バスライン１０２における信号フレームビット数から一定時間毎の第１バスライン１０１および第２バスライン１０２における各バス負荷状態を計測する手段として構成されている。
【００２７】
さらに、バス負荷計測手段９は、第１バスライン１０１および第２バスライン１０２における信号フレームビット数から送信バッファ５から送信する送信負荷状態を計測する手段としても構成されている。
即ち、バス負荷計測手段９は、フレームＩＤと信号フレームビット数との対応テーブルをそなえており、第１，第２バスライン１０１，１０２からそれぞれ送られてくるフレーム信号からそれぞれＩＤを読み取り、各ＩＤに対応するビット数をそれぞれ対応テーブルから検索し、更に得られたビット数情報と受信周期計測手段７からの一定時間にどれだけのフレームをそれぞれ受信したかという情報とによって、第１，第２バスライン１０１，１０２の負荷状態を計測するのである。
【００２８】
さらに、バス負荷計測手段９は、第１バスライン１０１から送られてくるフレーム信号から読み取ったＩＤに対応するビット数を対応テーブルから検索し、更にこの検索によって得られたビット数情報と、受信バッファ４で一定時間に受信されたフレームと送信バッファ５から同じ一定時間に送り出すフレームとの差情報とによって、送信バッファ５から送信する送信負荷状態を計測するようになっている。
【００２９】
送信周期変更手段１０は、バス負荷計測手段９での計測結果に応じて、送信周期設定手段８で設定された送信周期を変更するもので、詳細には、バス負荷計測手段９から負荷情報を得て、第２バスライン１０２におけるバス負荷と送信バッファ５から送信する送信負荷との和が所定値（以下の第２所定値に相当する）をこえると、送信バッファ５での送信周期Ｔを変更するものである。
【００３０】
更に、この例では、送信周期変更手段１０は、第２バスライン１０２におけるバス負荷と送信バッファ５から送信する送信負荷との和が第１所定値をこえると、送信バッファ５
での送信周期Ｔが長くなるように変更するとともに上記バス負荷と上記送信負荷との和が第１所定値よりも大きい第２所定値（この第２所定値は、以下の「ボーレートの高いほうのバスの負荷率」に相当する）をこえると、送信バッファ５での送信周期Ｔが更に長くなるように変更する手段として構成されている。
【００３１】
具体的には、送信周期変更手段１０は、ボーレートの高い方のバスライン１０１の負荷率と、ボーレートの低い方のバスライン１０２の負荷率及びゲートウェイするフレームの負荷率の和とを比較し、このとき、ボーレートの高い方のバスライン１０１の負荷率のほうが低ければ、即ち低ボーレートのバスライン１０２の負荷が所定値より大きければ、ボーレートの低い方のバスライン１０２の負荷率が低くなるように送信周期Ｔを変更する。即ち、送信周期Ｔを長くしてＴLLにする。また、そうでない場合は、更に、ボーレートの低い方のバスライン１０２の負荷率及びゲートウェイの送信バッファ５の負荷率の和と、予め設定した閾値（第１所定値に相当する）とを比較し、このとき、ボーレートの低い方のバスライン１０２の負荷率とゲートウェイの送信バッファ５の負荷率との和が、その閾値よりも大きければ、この負荷率の和をある一定値まで下げるように送信周期変更手段１０は送信周期Ｔを変更するようになっている。即ち、送信周期Ｔを長くしてＴL（ＴL＜ＴLL）にする。また、そうでない場合は、送信周期変更手段１０は、送信周期を変更しないように構成されている。
【００３２】
ここで、高ボーレートのバスライン１０１の負荷率とは、バスライン１０１の最大通信容量に対するその時点での通信容量の割合をいい、また同様に、低ボーレートのバスライン１０２の負荷率とは、バスライン１０２の最大通信容量に対するその時点での通信容量の割合をいう。また、ゲートウェイするフレームの負荷率とは、ゲートウェイ装置が中継可能な最大容量に対するその時点での通信容量の割合をいう。
【００３３】
なお、本実施形態では、例えば図３に示すようなパターンテーブルを用いて、送信周期を変更する。
ここで、このパターンテーブルには、ＩＤとパターン番号が関連付けられており、各値に送信周期の変更倍率が設定されている。
ＩＤは上記のごとくフレームに対応して設けられた識別子であり、パターン番号は、送信周期変更パターンに対応して付けられた番号である。
【００３４】
例えば、パターン番号１を適用している場合、ＩＤが１００のフレームが来ると、送信周期Ｔを１．２倍にする。即ち、ＴLL＝１．２Ｔに設定することが行なわれる。
また、パターン番号３を適用している場合に、ＩＤが１００のフレームが来ると、送信周期Ｔを１．８倍にする。即ち、ＴLL＝１．８Ｔに設定するのである。
ここで、通常、フレームに対応して送受信バッファが設けられる、即ち、フレームＡ〜Ｃに対応して受信バッファ４Ａ〜４Ｃ、送信バッファ５Ａ〜５Ｃが設けられるので、例えばフレームＡに対応してＩＤが１００と設定されていたとすると、送信周期の変更は受信バッファＡに対して実行されることになる。
【００３５】
これにより、フレームＩＤ毎に送信周期Ｔを変更することができるほか、パターンを複数設定することもでき、その結果、運用の自由度を大きくすることができる。
以下、図４に示す送信周期の変更手順のフロー図を用いて、本実施形態におけるゲートウェイ装置の送信周期の変更方法について説明する。
図４に示すように、まず、ゲートウェイ１の電源がＯＮされて、フローが開始される（ステップＳ１０）と、次にステップＳ２０において、全受信フレームのビット数・受信周期計測が行なわれる。このステップＳ２０では、図５に示すように、ゲートウェイ起動後から一定時間が経過したかどうかを判定する（ステップＳ２１）。ここで、一定時間とは、本実施形態のゲートウェイ１において上述の各処理の信頼性を高めることを目的として
設けられた時間であり、即ち、ネットワークを流れる全ての種類のフレームが、本実施形態のゲートウェイ１で中継されるために十分な時間である。この一定時間が経過していなければ、フレームの受信処理を続け（ステップＳ２２）、再びステップＳ２１に戻った後、ゲートウェイ起動後から一定時間経過したと判定されれば、全受信フレームのビット数の計測を行ない（ステップＳ２３）、更にはステップＳ２４においてゲートウェイ処理する全受信フレームの受信周期を計測する。
【００３６】
ついで、図４に示すステップＳ３０においてフレームの送信周期が決定される。
このステップＳ３０では、図６に示すように、まず、前述のステップＳ２０において、フレームの受信周期を一定回数計測したか否かを判定し（ステップＳ３１）、所定の計測回数に達していなければ、ステップＳ２０による受信周期の計測処理を続行し（ステップＳ３２）、その後再びステップＳ３１に戻った後、フレームの受信周期を一定回数計測したと判定されれば、計測された受信周期よりそのなまし値あるいは平均値を算出する（ステップＳ３３）。そして、ステップＳ３４において、ステップＳ３３で得られた受信周期のなまし値あるいは平均値から基本となる送信周期を決定する（ステップＳ３４）。
【００３７】
その後、図４に示すステップＳ４０において、フレームの送信周期が変更される。
このステップＳ４０では、図７に示すように、まず、前述のステップＳ２０において、両方のバスより受信したフレームのビット数を所定時間計測したか否かを判定し（ステップＳ４１）、所定の時間経過していなければ、引き続き計測を行い（ステップＳ４２）、その後再びステップＳ４１に戻った後、上記所定時間が経過していれば、次に、各バスライン１０１，１０２の負荷率及びゲートウェイ送信部５の負荷率を計測する（ステップＳ４３）。そして、ステップＳ４４において、ボーレートの高い方のバスライン１０１の負荷率が、ボーレートの低い方のバスライン１０２の負荷率とゲートウェイ送信部５の負荷率との和よりも小さいかどうかを比較する。
【００３８】
ボーレートの高い方のバスライン１０１の負荷率のほうが大きければ、さらに、ボーレートの低い方のバスライン１０２の負荷率とゲートウェイ送信部５の負荷率との和と、予め設定された閾値とを比較する（ステップＳ４５）。ここで、この閾値の方が大きければ、送信周期Ｔの変更を行なわず処理を終了する（ステップＳ４６）。これに対し、この閾値の方が小さければ、この和を予め設定したある値まで下げるように送信周期Ｔを変更して、ＴLとする（ステップＳ４７）。
【００３９】
ステップＳ４４において、ボーレートの高い方のバスライン１０１の負荷率のほうが小さければ、ボーレートの低い方のバスライン１０２の負荷率とゲートウェイ送信部５の負荷率との和が下がるように送信周期Ｔを変更してＴLLとすることが行なわれる（ステップＳ４８）。
そして、最後にはゲートウェイ１の電源がＯＦＦされる（図４のステップＳ５０）。
【００４０】
このように、ゲートウェイ１を介して高ボーレートのバスライン１０１から低ボーレートのバスライン１０２へ信号を送信する場合、低ボーレートのバスライン１０２の負荷状態に余裕がある場合は、送信周期の変更を行なわないが、低ボーレートのバスライン１０２の負荷状態がある程度大きくなると、送信周期を長くして低ボーレートのバスライン１０２の負荷状態を下げるよう調整する。そして、低ボーレートのバスライン１０２の負荷状態に余裕がなくなってくると、送信周期を更に長くして、低ボーレートのバスライン１０２の負荷状態を更に下げることが行なわれる。
【００４１】
その結果、システムを変更することなく、バス負荷率の変動状況に応じて高ボーレートのバスライン１０１から低ボーレートのバスライン１０２への送信周期を適応的に変えることができる。
このように本実施形態では、ゲートウェイにおいて各バス負荷率及びゲートウェイの送信部の負荷率をフレームの種類ごとに監視し、バス負荷率が高くならないように各フレームの送信周期を適宜変更することにより、通信システムの効率化及び信頼性の向上を実現することができるのである。
【００４２】
なお、送信周期を変更する方法として、上述のようにパターンテーブルを用いた方法を説明したが、フレームに個別に送信周期を設定できる方法であれば、この限りではない。
また、本実施形態では、送信周期の変更を負荷率の比較処理により段階的に行なわれているが、各バス負荷率に対応して、送信周期を連続的に変化させるようにしてもよい。即ち、送信周期変更手段１０が、第２バスライン１０２における負荷（負荷率）と送信部５から送信する送信負荷（負荷率）との和が大きくなるに従って、送信部５での送信周期が大きくなるように変更する手段として構成されてもよい。
【００４３】
以上、本発明の一実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変形して実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明のゲートウェイ装置及びゲートウェイ装置を有する通信システムは、ＦＡ（ファクトリーオートメーション）、船舶、医療機器、産業機器などをはじめ、通信システムを用いる任意の分野で広く用いることができるが、特に、車両用通信システムなど、ＣＡＮを用いた通信システムに用いて好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施形態を実施するためのゲートウェイ及び通信システムの概要を模式的に示す図である。
【図２】上記ゲートウェイにおけるコントローラの構成およびデータフローを模式的に示す図である。
【図３】本発明の一実施形態としての送信周期の変更に用いるパターンテーブルを示す図である。
【図４】本発明の一実施形態としての送信周期の変更方法を説明するためのフロー図である。
【図５】本発明の一実施形態を実施する際の、受信フレームのビット数・受信周期計測ステップでの主な処理を説明する図である。
【図６】本発明の一実施形態を実施する際の、基本となる送信周期を決定するステップでの主な処理を説明する図である。
【図７】本発明の一実施形態を実施する際の、送信周期を変更するステップでの主な処理を説明する図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  ゲートウェイ
２，３  ノード装置（送信装置、受信装置）
４，４Ａ〜４Ｆ  受信バッファ（受信部）
５，５Ａ〜５Ｆ  送信バッファ（送信部）
６  コントローラ
７  受信周期計測手段
８  送信周期設定手段
９  バス負荷計測手段
１０  送信周期変更手段
１０１  第１バスライン
１０２  第２バスライン
ＣＡＮ１  第１のネットワーク
ＣＡＮ２  第２のネットワーク
【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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