(57)【要約】【課題】多重通信システムにおいて、多重通信システムに発生した通信異常を効率良く検出すると共に、遅延した信号を周期的に受信している場合であっても確実に通信異常を検出する。【解決手段】多重通信線３１を介してＥＣＵ３２と接続したネットワーク３０を接続し、異なるネットワークに属する前記ＥＣＵ間で送受信する信号を中継する中継接続ユニット２０であって、信号を送受信しているＥＣＵと相手方ＥＣＵの関係を記録している記録部２４と、ＥＣＵから受信した信号を中継先の相手方ＥＣＵの属するネットワークに送信した送信完了時間を記録するバッファ部２５と、信号を送信したネットワークのうち、最も早く送信完了したネットワークへの送信完了時間と、その他のネットワークへの送信完了時間との時間差Ｔを求め、該時間差が所定時間以上であるネットワークへの信号の送信を通信遅れと判定する通信異常判定部２７とを備えている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信線を介して電子制御ユニットと接続したネットワーク間に介設され、異なるネットワークに属する前記電子制御ユニット間でデータの送受信する信号を中継する車載用の中継接続ユニットであって、
前記電子制御ユニットから受信したデータを複数の異なるネットワークに属する相手方の電子制御ユニットに送信する際に、これらの相手方の電子制御ユニットが属するネットワークにそれぞれ送信した送信完了時間を記録するバッファ部と、
前記バッファ部に記録された送信完了時間のうち、最も早く送信完了したネットワークへの送信完了時間と、その他のネットワークへの送信完了時間との時間差を求め、該時間差が所定時間以上であるネットワークへの信号の送信を通信遅れと判定する通信異常判定部と、
を備えたこと特徴とする車載用の中継接続ユニット。
【請求項２】
前記記録部は、前記通信異常判定部が通信遅れを判定した場合に該通信遅れを異常として記録する請求項１に記載の車載用の中継接続ユニット。
【請求項３】
前記ネットワーク間で送受信するデータを、前記通信遅れを判定するデータと、通信遅れを判定しないデータとに分け、
前記通信遅れを判定するデータは、エンジン回転数、タイヤ回転数、ハンドル回転角、加速度センサ検出情報のいずれかを含むデータである請求項１または請求項２に記載の車載用の中継接続ユニット。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の中継接続ユニットを、前記ネットワークと接続している車載用通信システム。
【請求項５】
前記中継接続ユニットで接続される前記ネットワークは、多重通信線を介して複数の電子制御ユニットを接続していると共に、前記中継接続ユニットと前記多重通信線を介して接続している請求項４に記載の車載用通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載用の中継接続ユニット及び中継接続ユニットを備えた車載用通信システムに関し、詳しくは、ネットワーク間に介設した中継接続ユニット（ゲートウェイユニット）が中継する信号の遅れを検出するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両に搭載される電装品および電機装置の数は、車両の高機能化および高性能化に伴って急増しており、車両内の配線が複雑化すると共に大規模化している。
そこで、車両内の配線の本数増加を抑制すべく、車載電装品を制御する電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称す）をシートやドアのボディ系、エンジンやスロットル等のパワートレイン系などに区分けしてグループ化し、グループ内のＥＣＵを多重通信線で接続してネットワーク化して配線数を低減し、かつ、異なるネットワークに属するＥＣＵ間での信号の送受信を中継する中継接続ユニット（ゲートウェイユニット）をネットワーク間に介設する多重通信システムが採用されつつある。
【０００３】
前記した多重通信システムにおいては、多重通信線上に存在する複数のＥＣＵのうちいずれかが故障して通信異常が発生すると、車両や電装品の制御に支障をきたすこととなる。よって、通信異常を発生させているＥＣＵを早期に特定するなどして、通信異常に対する対処を迅速に開始することが好ましい。
【０００４】
そこで、特開２００３−１４３１６４号公報（特許文献１）においては、通信異常の判定部を備えたＥＣＵが提案されている。各ＥＣＵは周期的に信号を多重通信線に送信しているので、各ＥＣＵは、他のＥＣＵから送信された信号を取得してから次に該ＥＣＵが送信した信号を取得するまでの経過時間を計測し、該経過時間が予め設定した規定時間よりも超えた場合には通信遅れ又は通信途絶が発生しており通信異常と判定している。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１４３１６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１のように信号を取得する経過時間を利用した判定では、通信異常判定部を備えたＥＣＵが、例えば図４（Ｂ）のように遅延時間を持ちつつも一定の周期で信号を受信している場合、該ＥＣＵは最初に遅延が開始した信号では通信異常を検出するが、その後は遅延した信号を周期的に取得してしまうため、通信異常を検出することができないという問題がある。
また、特許文献１では通信異常の判定は信号を取得する各ＥＣＵが行っているので、多重通信システムに接続されたすべてのＥＣＵに通信異常判定部を設ける必要がある。特に、複数の多重通信線が中継接続ユニットで接続された多重通信システムの場合、接続されるＥＣＵの数が多くなるため、各ＥＣＵで通信異常の判定を行うのは同一の処理を多数のＥＣＵで行うことになり、効率が悪いという問題がある。
【０００７】
本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、通信線を介して電子制御ユニットと接続したネットワーク間に介設した中継接続ユニットにおいて、遅延した信号が周期的に送信されている場合であっても通信遅れを検出し、通信異常を早期に検出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、通信線を介して電子制御ユニットと接続したネットワーク間に介設され、異なるネットワークに属する前記電子制御ユニット間でデータの送受信する信号を中継する車載用の中継接続ユニットであって、
前記電子制御ユニットから受信したデータを複数の異なるネットワークに属する相手方電子制御ユニットに送信する際に、これらの相手方電子制御ユニットが属するネットワークにそれぞれ送信した送信完了時間を記録するバッファ部と、
前記バッファ部に記録された送信完了時間のうち、最も早く送信完了したネットワークへの送信完了時間と、その他のネットワークへの送信完了時間との時間差を求め、該時間差が所定時間以上であるネットワークへの信号の送信を通信遅れと判定する通信異常判定部と、
を備えたこと特徴とする車載用の中継接続ユニットを提供している。
【０００９】
前記のように、本発明では中継接続ユニットにおいて、複数のネットワークに同一のデータを送信する場合に、各ネットワークへの送信完了時間を記録し、この記録より、最も早く送信完了したネットワークへの送信完了時間と、その他のネットワークへの送信完了時間との時間差を求め、該時間差が所定時間以上であるネットワークへの信号の送信を通信遅れと判定して、通信異常を検出している。
このように、各ネットワークにデータ信号を中継する中継接続ユニットにより通信異常の判定を行うため、各ネットワークの通信異常の判定を一箇所で行うことができる。特に、特許文献１のように各ＥＣＵに通信異常判定部を設ける場合に比べて、本発明では同一の処理を各ＥＣＵで行う必要がないため、効率良く通信異常の判定を行うことができる。
また、特許文献１では各ＥＣＵが遅延した信号を一定の周期で受信している場合には通信異常を検知できなかったが、本発明では中継接続ユニットが各ネットワークに信号を送信した送信完了時間の時間差を用いて通信異常を判定しているため、同一のネットワークに遅延した信号を一定の周期で中継している場合であっても通信異常を判定することができる。
【００１０】
前記記録部は、前記通信異常判定部が通信遅れを判定した場合に該通信遅れを異常として記録することが好ましい。
自動車の走行の安全には関与せず、通信異常が発生しても瞬時に通信異常に対する対処を行わなくてもよい信号に通信異常が発生している場合には、通信異常を記録部に記録しておくことで、走行終了後に通信異常に対処することができる。
【００１１】
前記ネットワーク間で送受信するデータを、前記通信遅れを判定するデータと、通信遅れを判定しないデータとに分け、
前記通信遅れを判定するデータは、エンジン回転数、タイヤ回転数、ハンドル回転角、加速度センサ検出情報のいずれかを含むデータであることが好ましい。
【００１２】
即ち、前記通信遅れを判定するデータは中継接続ユニットで送受信する全てのデータについて行う必要はなく、走行安全系に関するデータに限定してもよい。よって、オーディオやエアコンの操作コマンドや選局情報、乗員検知情報等のデータは通信遅れが生じても安全上の問題はないため、中継接続ユニットの負荷を軽減する点からも通信遅れの検出から除くことが可能である。
【００１３】
また、本発明は、前記した中継接続ユニットを、前記ネットワークと接続している車載用通信システムを提供している。
前記中継接続ユニットで接続される前記ネットワークは、多重通信線を介して複数の電子制御ユニットを接続していると共に、前記中継接続ユニットと前記多重通信線を介して接続していることが好ましい。
【００１４】
前記車載用通信システムによれば、信号の遅延や途絶などの通信異常を効率良く検出すると共に、遅延した信号が周期的に送信されている場合であっても通信異常として確実に検出することができる。よって、特に安全系に関するデータの信号の遅れを遅滞なく検出できるため、車両の安全性に寄与できる多重通信システムとすることができる。
【００１５】
なお、前記中継接続ユニットを介して接続する前記ネットワークは多重通信線を介して複数の電子制御ユニットを接続している場合に限定されず、１つの電子制御ユニットを通信線を介して前記中継接続ユニットに接続している場合も含まれる。
【発明の効果】
【００１６】
前述したように、本発明の中継接続ユニットによれば、通信システムの各ネットワークの通信遅れの判定を行うことができ、効率良く通信異常の判定を行うことができる。また、本発明では中継接続ユニットが各ネットワークに信号を送信した送信完了時間の時間差を用いて通信異常を判定しているため、同一のネットワークに遅延した信号を一定の周期で中継している場合であっても通信異常を判定することができる。
【００１７】
さらに、前記中継接続ユニットを各ネットワーク間に介在させた車載用通信システムでは、信号の遅延などの通信異常を効率良く検出すると共に、遅延した信号が周期的に送信されている場合であっても通信異常として確実に検出でき、特に、安全系に関するデータの通信遅れを検出できる点より、安全性に寄与できる車両通信システムとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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４は本発明の第１実施形態を示す。
図１は自動車に搭載された多重通信システム１０の構成を示す。
【００１９】
多重通信システム１０は、中継接続ユニット（ゲートウェイユニット）２０をバス型の第１〜第４ネットワーク３０（３０Ａ〜３０Ｄ）と接続している。なお、本実施形態では説明を簡略化するためにネットワーク３０の数を４個としている。
各ネットワーク３０（３０Ａ〜３０Ｄ）は夫々多重通信線３１（３１Ａ〜３１Ｄ）を介して複数のＥＣＵ３２と接続している。
即ち、第１ネットワーク３０Ａでは多重通信線３１ＡにＥＣＵ３２Ａ−１、３２Ａ−２を接続している。同様に、第２ネットワーク３０Ｂでは多重通信線３１ＢにＥＣＵ３２Ｂ−１、３２Ｂ−２を接続し、第３ネットワーク３０Ｃでは多重通信線３１ＣにＥＣＵ３２Ｃ−１、３２Ｃ−２を接続している。第４ネットワーク３０Ｄでは多重通信線３１ＤにＥＣＵ３２Ｄ−１、３２Ｄ−２を接続している。なお、各ネットワーク３０に接続するＥＣＵ３２の個数は限定されず、１個でも良いし、３個以上でもよい。
【００２０】
中継接続ユニット２０は、異なるネットワーク３０（３０Ａ〜３０Ｄ）のＥＣＵ３２（３２Ａ〜３２Ｄ）間において送受信する信号を中継している。例えば、第１ネットワーク３０ＡのＥＣＵ３２Ａ−１と第２ネットワーク３０ＢのＥＣＵ３２Ｂ−１との間の信号の送受信を中継している。
なお、本実施形態の多重通信システム１０の通信プロトコルは、ＣＡＮプロトコルを用いており、アクセス方式はＣＳＭＡ／ＣＡとし、最大通信速度は１Ｍｂｐｓとしている。
【００２１】
例えば、第１ネットワーク３０Ａにはエンジンの回転数を制御するＥＣＵ３２Ａ−１、タイヤの回転数を制御するＥＣＵ３２Ａ−２が接続されている。
第２ネットワーク３０Ｂには加速度センサ情報を送信するＥＣＵ３２Ｂ−１、ハンドルの回転角を検出するＥＣＵ３２Ｂ−２、第３ネットワーク３０Ｃにはオーディオの操作コマンド情報を制御するＥＣＵ３２Ｃ−１、ドアの状態を制御するＥＣＵ３２Ｃ−２が接続されている。第４ネットワーク３０Ｄには乗員検知情報を検知するＥＣＵ３２Ｄ−１、ラジオの選局情報を制御するＥＣＵ３２Ｄ−２が接続されている。なお、前記した例は一例であり、各ＥＣＵ３２は前記ＥＣＵ３２に限定されない。
第１ネットワーク３０Ａ、第２ネットワーク３０Ｂに接続されたＥＣＵ３２Ａ、３２Ｂが送信するハンドルの回転角等の信号は、走行の安全に関わり自動車の車両制御に必要な信号のため他のネットワーク３０に接続されたＥＣＵ３２との送受信では大きな遅れが許されない。一方、第３ネットワーク３０Ｃ、第４ネットワーク３０Ｄに接続されたＥＣＵ３２Ｃ、ＥＣＵ３２Ｄが送信する信号は、走行の安全とは関わらないため通信異常の検出を行わない。なお、ＥＣＵ３２Ｃ、ＥＣＵ３２Ｄが送信する信号に対して、規定時間ＴＲを走行の安全に関わる信号の規定時間ＴＲよりも大きく設定して通信異常の判定を行ってもよい。
【００２２】
本発明の中継接続ユニット２０は、前記各ネットワーク３０の多重通信線３１に接続されてインターフェースとなるＩ／Ｆ部２１と、Ｉ／Ｆ部２１と接続された多重通信線３１から受信した信号の受信処理を行う受信部２２と、Ｉ／Ｆ部２１と接続された多重通信線３１へ信号の送信処理を行う送信部２６と、記録部２４と、処理部２３と、バッファ部２５と、通信異常判定部２７とを備えている。
【００２３】
記録部２４は、前記信号を送受信しているＥＣＵ３２と相手方ＥＣＵ３２の関係を記録すると共に、前記通信異常判定部２７が通信異常を判定した場合には該通信異常を記録している。
処理部２３は記録部２４と接続し、記録部２４を参照して、受信部２２から受信した信号を送信する相手方のＥＣＵ３２が属するネットワーク３０を特定し、送信部２６を介して送信する。
バッファ部２５は処理部２３と接続し、前記ＥＣＵ３２から受信した前記信号を中継先の相手方ＥＣＵ３２の属するネットワーク３０に送信した送信完了時間ｔを記録している。
【００２４】
通信異常判定部２７はバッファ部２５と接続し、バッファ部２５に記録された送信完了時間ｔを読み出し、前記信号を送信したネットワーク３０のうち、最も早く送信完了したネットワーク３０への送信完了時間ｔと、その他のネットワーク３０への送信完了時間ｔとの時間差を求め、該時間差が規定時間ＴＲ以上であるネットワーク３０への信号の送信を通信遅れと判定している。また、記録部２４と接続して、判定結果を記録している。
【００２５】
本発明の通信異常検出方法について説明する。
例えば、第１ネットワーク３０ＡのＥＣＵ３２Ａ−１から送信されたデータの信号を送信相手側のＥＣＵ３２Ｂ−１、ＥＣＵ３２Ｃ−１、ＥＣＵ３２Ｄ−１が夫々属する第２、第３、第４ネットワーク３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄに送信する際、各ネットワークへの送信完了時間ｔ１、ｔ２、ｔ３をバッファ部２５に記録する。このバッファ部２５で記録した送信完了時間ｔ１、ｔ２、ｔ３を通信異常判定部２７が読み出し、最も早く送信完了したネットワークが第２ネットワーク３０Ｂとすると、該第２ネットワーク３０Ｂへの送信完了時間ｔ１とその他の第３、第４ネットワーク３０Ｃ、３０Ｄへの送信完了時間ｔ２、ｔ３との時間差ｔ２−ｔ１、ｔ３−ｔ１を求め、予め設定した規定時間ＴＲと比較する。時間差ｔ２−ｔ１が規定時間ＴＲより大きい場合は、第３ネットワーク３０Ｃへの送信は遅延しており、通信異常が発生していると判定し、同様に、時間差ｔ３−ｔ１が規定時間より大きい場合は、第４ネットワーク３０Ｄへの送信が遅延していると判定している。
【００２６】
より詳細にフローチャートを用いて説明する。
図３のステップＳ１０において、処理部２３は、第１ネットワーク３０ＡのＥＣＵ３２Ａ−１から送信されたデータの信号Ｓ１を第２ネットワーク３０Ｂに送信し、信号Ｓ１の送信完了時間ｔ１をバッファ部２５に書き込む。同様に信号Ｓ１を第３ネットワーク３０Ｃに送信し、信号Ｓ１の送信完了時間ｔ２をバッファ部２５に書き込み、信号Ｓ１を第４ネットワーク３０Ｄに送信し、信号Ｓ１の送信完了時間ｔ３をバッファ部２５に書き込む
次に、ステップＳ２０では、処理部２３は記録部２４に記録された全てのネットワーク３０に信号Ｓ１を送信したか否かを判断する。送信していなければ、通信異常検出の動作を終了し、未送信のネットワーク３０に信号を送信する。送信していた場合は、ステップＳ３０に進む。
【００２７】
ステップＳ３０では、バッファ部２５は信号Ｓ１の第２〜第４ネットワーク３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄへの送信完了時間ｔ１、ｔ２、ｔ３のデータを通信異常判定部２７に渡している。
ステップＳ４０において、通信異常判定部２７は、同じ信号Ｓ１を送信した第２〜第４ネットワーク３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃの送信完了時間ｔ１、ｔ２、ｔ３のうち、最も早く送信を完了したネットワーク３０の送信完了時間ｔ１と、その他のネットワーク３０の送信完了時間ｔ２、ｔ３との時間差Ｔを求める。図４では第２ネットワーク３０Ｂへの送信完了時間ｔ１が最も早いので、第２ネットワーク３０Ｂと第３ネットワーク３０Ｃ、第４ネットワーク３０Ｄとの送信完了時間の時間差Tはそれぞれｔ２−ｔ１、ｔ３−ｔ１となる。
ステップＳ５０において、通信異常判定部２７は予め設定した規定時間ＴＲと時間差Ｔを比較し、時間差Ｔが規定時間ＴＲより大きい場合は通信異常が発生していると判定している。例えば、図４（Ｂ）においてはネットワーク３０Ｂに通信遅れが発生しており、時間差Ｔ（ｔ２−ｔ１）が規定時間ＴＲより大きい場合は、ネットワーク３０Ｂには通信異常が発生していると判定する。
【００２８】
規定時間ＴＲは、信号Ｓ１を受信するＥＣＵ３２がどこまで信号の遅れ時間を許容できるかで定まる。例えば、第３ネットワーク３０Ｃに接続された信号Ｓ１を送信するＥＣＵ３２Ｃ−１はオーディオの操作コマンド情報を制御するＥＣＵであるため、信号Ｓ１を受信する第１ネットワーク３０Ａに接続されたＥＣＵ３２はある程度の遅れは許容できる。
該ネットワーク３０に通信異常が発生していると判定した場合は、ステップＳ６０に進む。規定時間ＴＲを越えていない場合は、多重通信システム１０の通信が正常に行われていると判定して動作を終了する。
【００２９】
ステップＳ６０では、通信異常判定部２７は記録部２４に通信異常を記録している。通信異常の履歴を蓄積し、中継接続ユニット２０は通信異常に対する対応を行う。
【００３０】
前記構成によれば、中継接続ユニット２０が各ネットワーク３０に信号を送信した送信完了時間の時間差を用いて通信異常を判定しているため、同一のネットワーク３０に遅延した信号を一定の周期で中継している場合であっても通信異常を判定することができる。
【００３１】
図５に本発明の第２実施形態を示す。
中継接続ユニット２０に第１ネットワーク３０Ａ、第２ネットワーク３０Ｂの２つのネットワークを接続している。第２ネットワーク３０Ｂに接続されたＥＣＵ３２Ｂからの信号が中継接続ユニット２０で中継されて第１ネットワーク３０Ａに中継送信されている。
第１ネットワーク３０Ａに信号を送信し送信完了時間ｔ１をバッファ部２５に記録する。さらに、信号Ｓ１の次に第１ネットワーク３０Ａに送信する信号の送信完了時間ｔ２もバッファ部２５に記録する。通信異常判定部２７は送信完了時間ｔ２とｔ１との時間差Ｔを求め、規定時間ＴＲと比較して通信異常の判定を行う。
すなわち、第１ネットワーク３０Ａに送信した信号の送信完了時間を常にバッファ部２５に記録し、前回に送った信号の送信完了時間との時間差を求めることで、通信異常の判定を行っている。
前記構成のように、中継接続ユニット２０に２つのネットワークが接続されている場合であっても、中継接続ユニット２０において各ネットワーク３０の通信異常の判定を行うことができる。
【００３２】
なお、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の特許請求の範囲内の種々の形態が含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１実施形態を示す多重通信システムの構成図である。
【図２】中継接続ユニットの構成図である。
【図３】中継接続ユニットの動作を示すフローチャートである。
【図４】ネットワークへの信号の送信を示すタイムチャートである。
【図５】第２実施形態を示す多重通信システムの構成図である。
【図６】ネットワークへの信号の送信を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００３４】
１０  車載通信システム
２０  中継接続ユニット
２２  受信部
２３  処理部
２４  記録部
２５  バッファ部
２６  送信部
２７  通信異常判定部
３０（３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ）  ネットワーク
３１（３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ）  通信線
３２（３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ）  ＥＣＵ
Ｔ  時間差
ＴＲ  規定時間
【図１】
2008131362.tif 000003
【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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