(57)【要約】【課題】フレームの中継処理を行うゲートウェイ等の車載型の中継装置にて、優先フレーム及び一般フレームを中継する場合に、一般フレームの遅延時間が大きくなることを防止する中継装置及び車内通信システムを提供する。【解決手段】中継装置１は、優先フレームの送信が所定回数以上連続したか否かを判定し（Ｓ１）、連続したと判定した場合（Ｓ１：Ｙ）、先に記録したフレームを送信すべきフレームとして選択する（Ｓ２）。ステップＳ１において連続していないと判定した場合（Ｓ１：Ｎ）、優先フレームが記録されているか否かを判定し（Ｓ７）、記録されていると判定した場合（Ｓ７：Ｙ）、先に記録した優先フレームを送信すべきフレームとして選択する（Ｓ８）。ステップＳ７において記録されていないと判定した場合（Ｓ７：Ｎ）、先に記録したフレームを送信すべきフレームとして選択する（Ｓ９）。【選択図】図３
2008118287.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信したフレームを送信すべきフレームとして記録する記録手段を備え、該記録手段に優先して送信すべき優先フレームが記録されている場合に、優先フレームを優先して送信する車載型の中継装置において、
優先フレームの送信が所定回数以上連続したときに、記録手段に記録した順に基づいて送信するフレームを選択する手段を備えることを特徴とする中継装置。
【請求項２】
受信したフレームを送信すべきフレームとして記録する記録手段を備え、該記録手段に優先して送信すべき一又は複数の優先フレームが記録されている場合に、優先フレームを優先して送信する車載型の中継装置において、
優先フレームの送信が所定回数以上連続したか否かを判定する第１判定手段と、
該第１判定手段の判定により、優先フレームの送信が所定回数以上連続したと判定した場合に、先に記録手段に記録したフレームを送信すべきフレームとして選択する手段と、
前記第１判定手段の判定により、優先フレームの送信の連続回数が所定回数未満であると判定した場合に、記録手段に優先フレームが記録されているか否かを判定する第２判定手段と、
該第２判定手段の判定により、優先フレームが記録されていると判定したときに、先に記録手段に記録した優先フレームを送信すべきフレームとして選択する手段と、
該第２判定手段の判定により、優先フレームが記録されていないと判定したときに、先に記録手段に記録したフレームを送信すべきフレームとして選択する手段と
を備えることを特徴とする中継装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の車載型の中継装置と、
該中継装置と通信用バスにて接続された複数の車載装置と
を備え、
該車載装置は、中継装置へフレームを送信する手段を備え、
前記中継装置は、一の車載装置から受信したフレームを他の車載装置へ送信する様に構成してある
ことを特徴とする車内通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載装置間で送受信されるフレームを中継する中継装置、及び該中継装置を用いた車内通信システムに関し、特に優先度の低いフレームの送信が遅延することを防止する中継装置及び通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車における車内通信システムの分野において、ワイヤハーネスの削減及び大容量のデータ通信のために通信を多重化する試みが行われている。自動車向けの多重通信のプロトコルとしては、Ｒｏｂｅｒｔ  Ｂｏｓｃｈ社が開発したＣＡＮ（Control Area Network）が標準となりつつある。このＣＡＮをプロトコルとする車内通信システムでは、複数の電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit ）をノードとし、バスとなるワイヤハーネスに接続する形態のものであり、メッセージは予め設定されているフレームの形式で送信される。
【０００３】
ＣＡＮに準拠した従来の車内通信システムでは、複数のバスをゲートウェイにて接続する。ゲートウェイでは、ノードから送信されたフレームを受信し、受信したフレームをフレームバッファに記録する。そしてゲートウェイは、フレームバッファに記録したフレームを送信する。フレームを送信する順番は、例えば先入れ先出し方式（ＦＩＦＯ）で決定される。またノードは、送信するフレームを優先度の高い優先フレームとして送信することも可能であり、ゲートウェイは、フレームバッファに優先フレームを記録している場合、優先度が低い一般のフレームより、優先フレームを先に送信し、フレームバッファに記録している優先フレームを全て送信した後、一般のフレームを送信するという方法もある（例えば特許文献１参照。）。
【０００４】
図５は、ゲートウェイによるフレームの中継処理を概念的に示す説明図である。図５中１０００は、ゲートウェイであり、ゲートウェイ１０００には、通信用バス２０００，２０００が接続されている。なお図５に示すゲートウェイ１０００は、例えば特許文献１に開示されているシステムを適用した装置であり、優先度が付与されている優先フレームを常に優先して送信する。即ちゲートウェイ１０００は、優先フレーム及び一般フレームをフレームバッファ１００１に記録している場合、常に優先フレームを優先して送信する機能を有する。図５（ａ）は、ゲートウェイ１０００に対し、一般フレームＡ、一般フレームＢ、優先フレームＣ、優先フレームＤ、そして優先フレームＥの順でフレームが送信された状態を示している。図５（ｂ）は、ゲートウェイ１０００が全てのフレームを受信し、フレームバッファ１００１に各フレームを記録した状態を示している。図５（ｃ）は、フレームバッファ１００１に記録していた各フレームを送信する状態を示しており、優先フレームＣ、優先フレームＤ、優先フレームＥ、一般フレームＡ、そして一般フレームＢの順で送信されている。図５に示す様に、フレームバッファ１００１に記録される順序に関わらず優先フレームが先に送信される。
【特許文献１】特開平１１−２８９３４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら従来の車内通信システムでは、フレームバッファに記録されているフレームにおいて、優先フレームの比率が大きくなった場合、一般フレームの送信が滞り、一般フレームの遅延時間が大きくなるという問題がある。
【０００６】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、優先フレームの送信が所定回数以上連続した場合に、フレームバッファ等の記録手段に記録した順に基づいて送信するフレームを選択することにより、優先フレーム以外の一般フレームの遅延時間の増大を防止する中継装置、及び該中継装置を用いた車内通信システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１発明に係る中継装置は、受信したフレームを送信すべきフレームとして記録する記録手段を備え、該記録手段に優先して送信すべき優先フレームが記録されている場合に、優先フレームを優先して送信する車載型の中継装置において、優先フレームの送信が所定回数以上連続したときに、記録手段に記録した順に基づいて送信するフレームを選択する手段を備えることを特徴とする。
【０００８】
第２発明に係る中継装置は、受信したフレームを送信すべきフレームとして記録する記録手段を備え、該記録手段に優先して送信すべき一又は複数の優先フレームが記録されている場合に、優先フレームを優先して送信する車載型の中継装置において、優先フレームの送信が所定回数以上連続したか否かを判定する第１判定手段と、該第１判定手段の判定により、優先フレームの送信が所定回数以上連続したと判定した場合に、先に記録手段に記録したフレームを送信すべきフレームとして選択する手段と、前記第１判定手段の判定により、優先フレームの送信の連続回数が所定回数未満であると判定した場合に、記録手段に優先フレームが記録されているか否かを判定する第２判定手段と、該第２判定手段の判定により、優先フレームが記録されていると判定したときに、先に記録手段に記録した優先フレームを送信すべきフレームとして選択する手段と、該第２判定手段の判定により、優先フレームが記録されていないと判定したときに、先に記録手段に記録したフレームを送信すべきフレームとして選択する手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
第３発明に係る車内通信システムは、第１発明又は第２発明に記載の車載型の中継装置と、該中継装置と通信用バスにて接続された複数の車載装置とを備え、該車載装置は、中継装置へフレームを送信する手段を備え、前記中継装置は、一の車載装置から受信したフレームを他の車載装置へ送信する様に構成してあることを特徴とする。
【００１０】
本発明では、優先フレームが所定個数以上連続した場合に、記録順に基づく先入れ先出し方式に従ってフレームを送信することにより、優先フレームの送信を過剰に優先させることなく、優先フレームではない一般のフレームの送信をも行うことができるので、一般フレームの遅延時間の増大を防止することが可能である。しかも優先フレームが所定回数以上連続した場合であっても、優先フレームの送信を禁止するのではなく、先に記録したフレームを送信することにより、先に記録された優先フレームより後から記録された一般フレームが先に送信されることを防止することが可能である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る中継装置及び車内通信システムは、ＣＡＮ等の規格に即した車内通信網に配設されたゲートウェイとして用いられる中継装置にて、優先フレームの送信が所定回数以上連続した場合に、フレームバッファ等の記録手段に記録した順に基づいて送信するフレームが選択されるので、優先フレームの送信を過剰に優先させることなく、優先フレームではない一般のフレームの送信をも行うことができるので、一般フレームの遅延時間の増大を防止することが可能である等、優れた効果を奏する。しかも優先フレームが所定個数以上連続した場合であっても、優先フレームの送信を禁止するのではなく、先に記録したフレームを送信することにより、先に記録された優先フレームより後から記録された一般フレームが先に送信されることを防止することが可能である等、優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は、本発明の車内通信システムの構成例を示すブロック図である。図１中１は、本発明の中継装置であり、中継装置１は、ＣＡＮ（Control Area Network）等の車内ＬＡＮ規格に基づくゲートウェイとして用いられる。中継装置１には、ワイヤハーネスを用いた複数の通信用バス２，２，…が接続されており、各通信用バス２，２，…には、通信ノードとして電気負荷、センサ等の様々な電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit ）を用いた車載装置３，３，…が接続されている。そして中継装置１は、一の通信用バス２に接続された一の車載装置３からメッセージを所定の形式のフレームとして受信し、受信したフレームを他の通信用バス２に接続された他の車載装置３へ送信する中継処理を行う。
【００１３】
図２は、本発明の車内システムにて用いられている中継装置１の構成例を示すブロック図である。中継装置１は、フレームの中継処理を制御する中継処理部１０と、各通信用バス２，２，…に接続し、通信用バス２からフレームを受信して中継処理部１０へ渡し、中継処理部１０から受け付けたフレームを通信用バス２上へ送信するＣＡＮコントローラを用いた送信及び受信用の通信部１１とを備えている。
【００１４】
中継装置１が備える中継処理部１０は、ＳＲＡＭ等の記録手段１００と、通信部１１が受信したフレームを受け付ける受信処理回路１０１と、通信用バス２上へ送信すべく通信部１１へフレームを渡す送信処理回路１０２と、受信したフレームに示されているメッセージの種別を示すメッセージＩＤ等のヘッダ情報に基づきルーティングテーブル１０３を参照してフレームの送信先となる通信用バス２を選択する経路選択回路１０４とを備えている。
【００１５】
記録手段１００の記録領域の一部は、受信したフレームを記録するフレームバッファ１００ａ及び優先フレームを連続して送信した回数を記録する送信回数カウンタ１００ｂとして用いられている。優先フレームとは、他の一般フレームより優先して送信すべきフレームであり、フレーム内の所定のフィールドに優先フレームであることを示す情報が含まれている。
【００１６】
受信処理回路１０１は、受け付けたフレームを記録手段１００に記録し、送信処理回路１０２は、記録手段１００に記録されているフレームの中から次に送信すべきフレームを選択し、選択したフレームを通信部１１へ渡す。受信処理回路１０１及び送信処理回路１０２は、例えばＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit) 等の集積回路として形成される。
【００１７】
通信部１１は、通信用バス２，２，…毎に受信ポート及び送信ポートを備えており、通信における物理層及びデータリンク層に関する制御を実行する。
【００１８】
次に本発明の中継装置１の処理について説明する。図３は、本発明の中継装置の処理の例を示すフローチャートである。前述したように中継装置１は、受信処理回路１０１の処理により、受信したフレームをフレームバッファ１００ａに記録する。そしてフレームバッファ１００ａに記録したフレームを送信する処理として、中継装置１は、送信処理回路１０２の制御により、送信回数カウンタ１００ｂを参照して、優先フレームの送信が予め設定されている所定回数以上連続したか否かを判定する（ステップＳ１）。
【００１９】
ステップＳ１において、優先フレームの送信が所定回数以上連続したと判定した場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、中継装置１は、記録手段１００のフレームバッファ１００ａに記録しているフレームを走査して、先入れ先出し（ＦＩＦＯ）方式により、先にフレームバッファ１００ａに記録したフレームを送信すべきフレームとして選択する（ステップＳ２）。ステップＳ２で選択するフレームは、フレームバッファ１００ａに記録されているフレームの中で最先に記録したフレームであり、優先フレームであっても一般フレームであっても良い。
【００２０】
そして中継装置１は、選択したフレームを、送信処理回路１０２の処理により、送信先となる通信用バス２が接続された通信部１１へ渡し、通信部１１は、通信用バス２上へフレームを送信する（ステップＳ３）。
【００２１】
フレームを送信後、中継装置１は、送信したフレームが優先フレームであるか否かを判定し（ステップＳ４）、送信したフレームが優先フレームであった場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、送信回数カウンタ１００ｂが示す数値に１を加算し（ステップＳ５）、送信したフレームが優先フレームではなかった場合（ステップＳ４：ＮＯ）、送信回数カウンタ１００ｂが示す数値を０に初期化する（ステップＳ６）。そして次のフレームを送信する処理を開始する。
【００２２】
ステップＳ１において、優先フレームの送信の連続回数が所定回数未満であると判定した場合（ステップＳ１：ＮＯ）、中継装置１は、記録手段１００のフレームバッファ１００ａに記録しているフレームを走査して、優先フレームが記録されているか否かを判定する（ステップＳ７）。
【００２３】
ステップＳ７において、優先フレームが記録されていると判定した場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）、中継装置１は、記録手段１００のフレームバッファ１００ａに記録している優先フレームを走査して、先入れ先出し方式により、先にフレームバッファ１００ａに記録した優先フレームを送信すべきフレームとして選択する（ステップＳ８）。ステップＳ８で選択するフレームは、フレームバッファ１００ａに記録されている優先フレームの中で最先に記録した優先フレームである。
【００２４】
そして中継装置１は、ステップＳ３へ進み、選択したフレームを送信し（ステップＳ３）、以降の処理を実行する。
【００２５】
ステップＳ７において、優先フレームが記録されていないと判定した場合（ステップＳ７：ＮＯ）、中継装置１は、記録手段１００のフレームバッファ１００ａに記録しているフレームを走査して、先入れ先出し方式により、先にフレームバッファ１００ａに記録したフレームを送信すべきフレームとして選択する（ステップＳ９）。ステップＳ９で選択するフレームは、フレームバッファ１００ａに記録されているフレームの中で最先に記録したフレームである。
【００２６】
そして中継装置１は、ステップＳ３へ進み、選択したフレームを送信し（ステップＳ３）、以降の処理を実行する。
【００２７】
上述した処理において、所定の連続回数とは自然数であり、２以上の数値に限らず、１を設定する様にしても良い。その場合、直前に送信したフレームが優先フレームであれば、先に記録したフレームを送信することになる。なお連続回数に１を設定する場合には、送信回数カウンタ１００ｂではなく、直前に送信したフレームが優先フレームであるか否かを示す１ｂｉｔのフラグを用いる様にしても良い。
【００２８】
次に本発明の処理により送信されるフレームの順序の例を具体的に説明する。図４は、本発明の中継装置１により中継されるフレームの送信順序の例を示す説明図である。図４では、所定の連続回数を１に設定し、直前に送信したフレームが優先フレームである場合、先に記録したフレームを送信する様にした例を示している。図４では、中継装置１が、一般フレームＡ、一般フレームＢ、優先フレームＣ、優先フレームＤ、そして優先フレームＥの順でフレームを受信した状況を示している。この状況において中継装置１は、受信したフレームをフレームバッファ１００ａに記録し、優先フレームＣ、一般フレームＡ、優先フレームＤ、一般フレームＢ、そして優先フレームＥの順で送信する。
【００２９】
前記実施の形態では、優先度を優先フレーム及び一般フレームの２段階で設定する形態を示したが、本発明はこれに限らず、３段階以上の優先度を設定する様にしても良い。例えば優先度を高、中及び低の３段階に設定し、優先度が高であるフレームに対しては所定の連続回数を３に設定し、優先度が中であるフレームに対しては所定の連続回数を２に設定する。
【００３０】
また前記実施の形態では、ＣＡＮに則した車内通信システムに適用する形態を示したが、本発明はこれに限らず、様々な規格の車内通信システムに適用することが可能である。また通信網、各種装置及び各種回路の構成は、実装状況に応じて様々な形態に展開することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の車内通信システムの構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の車内システムにて用いられている中継装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の中継装置の処理の例を示すフローチャートである。
【図４】本発明の中継装置により中継されるフレームの送信順序の例を示す説明図である。
【図５】ゲートウェイによるフレームの中継処理を概念的に示す説明図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  中継装置
１０  中継処理部
１００  記録手段
１００ａ  フレームバッファ
１００ｂ  送信回数カウンタ
１０１  受信処理回路
１０２  送信処理回路
１０３  ルーティングテーブル
１０４  経路選択回路
１１  通信部
２  通信用バス
３  車載装置
【図１】
2008118287.tif 000003
【図２】
2008118287.tif 000004
【図３】
2008118287.tif 000005
【図４】
2008118287.tif 000006
【図５】
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