(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の群毎に１個設けられるデータベース分配ノードと、
前記各群に設けられる１以上のＥＣＵと、
前記データベース分配ノードを順次接続する伝送路と、
を有する車載ＬＡＮを備え、
前記各データベース分配ノードは、
前記群内のＥＣＵとデータを送受信するＥＣＵ側送受信手段と、
前記データベース分配ノード間でデータを送受信する分配ノード側送受信手段と、
前記ＥＣＵ側送受信手段と分配ノード側送受信手段からの受信データを記録するデータベースを有する処理部と、
を備え、
前記複数のデータベース分配ノードのうち、少なくとも１つのデータベース分配ノードは、前記データベースで記録されるデータのうちから所要の記録データを時系列の履歴情報として所定の時間間隔で記録するログ記録手段と、
前記ログ記録手段に記録させた履歴情報出力用の通信ポートを備え、該通信ポートは車載の情報処理装置との接続用、あるいは車外の情報処理装置に通信ネットワークを介して接続されるものであり、あるいは、
前記ログ記録手段は自データベース分配ノードに挿脱自在な記録媒体としている車載データベースシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載データベースシステムに関し、特に、ＥＣＵから受信する多数のデータを更新記録するデータベースから所要のデータは時系列の履歴情報として残し、システム運用状況の把握に利用したり、通信エラーや車両故障発生時における原因の解析に役立てるものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の機能増加に伴い、自動車に搭載される電子制御ユニット（ＥＣＵ）の数が増加する傾向にある。これらＥＣＵが車両制御ネットワーク（以下、単に車載ＬＡＮという）に接続されている場合、ＥＣＵが増加すると車載ＬＡＮの通信データ量が増大し、データの送信時点の衝突が発生する場合があり、これが遅延や速度低下の原因となっていた。
【０００３】
このため、特開２００５−１５９５６８号公報（特許文献１）では、送信エラーなどによって送信タイミングが遅れたときに、優先度の高いＩＤから確実に送信することにより、優先順位の高いデータに関してはデータ量が増大している状態であっても、大きく遅れることがない構成としている。
【０００４】
しかし、特許文献１の方法を用いてもデータの遅れがなくなるわけではなく、ある程度の遅れは発生する。このとき、データ遅れが発生した通信状況を分析できればデータ遅れの原因が解析できるが、特許文献１では通信の履歴を残すことができない。
また、自動車の故障が発生した場合、車載ＬＡＮを用いて通信されるデータが記録されていれば故障原因の解析を行うことができるが、通信履歴を残す装置は現在の自動車に取り付けられていないことが多く、故障が発生してもその原因の解析に役立たせることはできない。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１５９５６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、データベースに記録されるデータの履歴（ログ）を残し、ログを用いて、システム運用状況の把握や、通信エラーや故障の発生原因の解析などができる車載データベースシステムを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明は、
複数の群毎に１個設けられるデータベース分配ノードと、
前記各群に設けられる１以上のＥＣＵと、
前記データベース分配ノードを順次接続する伝送路と、
を有する車載ＬＡＮを備え、
前記各データベース分配ノードは、
前記群内のＥＣＵとデータを送受信するＥＣＵ側送受信手段と、
前記データベース分配ノード間でデータを送受信する分配ノード側送受信手段と、
前記ＥＣＵ側送受信手段と分配ノード側送受信手段からの受信データを記録するデータベースを有する処理部と、
を備え、
前記複数のデータベース分配ノードのうち、少なくとも１つのデータベース分配ノードは、前記データベースで記録されるデータのうちから所要の記録データを時系列の履歴情報として所定の時間間隔で記録するログ記録手段と、
前記ログ記録手段に記録させた履歴情報出力用の通信ポートを備え、該通信ポートは車載の情報処理装置との接続用、あるいは車外の情報処理装置に通信ネットワークを介して接続されるものであり、あるいは、
前記ログ記録手段は自データベース分配ノードに挿脱自在な記録媒体としている車載データベースシステムを提供している。
【０００８】
本発明では、前記のように、まず、多数のＥＣＵを複数に群分けし、これら群毎にデータベースを備えたデータベース分配ノードを設けている。各群内のＥＣＵが送信するデータを前記データベース分配ノードのデータベースに記録し、該データベースに記録したデータを他のデータベース分配ノードに送信して、他のデータベース分配ノードにおいても必要なデータをそのデータベースに記録させて、記録データを共有化させている。
このデータベースに記録したデータは、ＥＣＵから送信されるデータにより上書きされて更新されるため、最新のデータのみがデータベースに記録され、更新する前の古いデータはデータベースには残らない。そこで、データベース内のデータを所定の時間間隔で前記ログ記録手段に記録することで、該ログ記録手段に所要のデータの時系列の履歴（ログ）を残すことができる。
このように、ログ記録手段を設けて、データベースに記録されるデータに関して時系列で履歴（ログ）を残すことができるため、該ログを検証することでシステム運用状況の把握や、通信エラーや故障の発生原因の解析などを行うことができる。
【０００９】
前記ログ記録手段は、ＬＡＮにより接続される複数のデータベース分配ノードのうちの１つのデータベース分配ノードに設けるだけでも良いし、全てのデータベース分配ノードに設けてもよい。
１つのデータベース分配ノードにログ記録手段を設けた場合においても、１つのデータベース分配ノードは他のデータベース分配ノードから全てのデータを受信するため、データを集中管理してログを残すことができる。
一方、全てのデータベース分配ノードにログ記録手段を設けた場合には、全てのデータベース分配ノードのログ記録手段は同一内容のログを記録しているため、車両事故等でデータベース分配ノードが破壊されても、いずれか１つのデータベース分配ノードが破損されずに残れば、この残存するデータベース分配ノードのログ記録手段でログを読み出すことができ、信頼性を高めることができる。
【００１０】
前記ログ記録手段を備えた前記データベース分配ノードは、前記ログ記録手段に記録させた履歴情報の出力用の通信ポートを備え、該通信ポートは車載の情報処理装置との接続用として前記車載の情報処理装置と接続している。
前記構成とすると、複数のデータベース分配ノードを接続するＬＡＮが破壊されても、前記情報処理装置にログが保存されるため、該ログを用いて検証を行うことができる。
【００１１】
あるいは、前記通信ポートを、車外の管理センター等にある情報処理装置に通信ネットワークを介して接続して、車外で履歴情報を管理している。
前記構成によれば、管理センター等でシステム運用状況を把握することが出来ると共に、事故等で車両全体が破壊されても、管理センター等においてログが保持されているため、該ログを用いて車両事故の検証を行うことができる。
【００１２】
前記ログ記録手段はデータベース分配ノードに挿脱自在の記録媒体であってもよい。
前記構成によれば、データの履歴が記録された記録媒体が挿脱自在であるので、データベース分配ノードから登記録媒体を取り出して他の情報処理装置に挿入することにより、記録データの履歴を他の情報処理装置で保存することができる。また、他の情報処理装置を用いて、システム運用状況の把握等ができる。
【発明の効果】
【００１４】
前述したように、本発明によれば、データベース分配ノードのデータベースに更新記録されるデータのうちから時系列で履歴を残す必要があるデータを所定の時間間隔でログ記録手段に記録するため、ログ記録手段には所要のデータの履歴（ログ）が残すことができる。よって、このログ記録手段で保存されたログを用いて、システム運用状況の把握や、通信エラーや故障の発生原因の解析などができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の第１実施形態に係る車載データベースシステム１の構成を示す図である。
図１中において、２ａ〜２ｈは車両の各部に配置されたＥＣＵ（以下、各ＥＣＵ２ａ，２ｂ…を区別する必要がないときはＥＣＵ２と称す）で、２ａ〜２ｃが第１群Ａ、２ｄ〜２ｆが第２群Ｂ、２ｇと２ｈが第３群Ｃとして、群分けしている。
前記各群Ａ、Ｂ、Ｃにはそれぞれ１つのデータベース分配ノード４ａ、４ｂ、４ｃ（以下、各データベース分配ノード４ａ〜４ｃを区別する必要がない場合にデータベース分配ノード４と称す）を設けている。
前記データベース分配ノード４ａはＥＣＵ２ａ〜２ｃと夫々、ＣＡＮに準拠するＬＡＮのバス（以下、ＣＡＮバスと称す）８によって接続している。同様にデータベース分配ノード４ｂはＥＣＵ２ｄ〜２ｆと夫々ＣＡＮバス８を介して接続し、データベース分配ノード４ｃはＥＣＵ２ｇ、２ｈと夫々ＣＡＮバス８を介して接続している。さらに、データベース分配ノード４ａには、情報処理装置を構成する保守用機器１０をＣＡＮバス８を介して接続している。保守用機器１０は車内に搭載されている。
前記データベース分配ノード４ａ、４ｂ、４ｃはＬＡＮからなる伝送路５ａ、５ｂ、５ｃ（以下、まとめて伝送路５と称す）を介して順次接続され、ＬＡＮ９を構成している。
【００１６】
前記各ＥＣＵ２ａ〜２ｈには、車両状態や各種物理量の測定値などのデータＤａ，Ｄｂ…を検出してＥＣＵへ出力するセンサ６ａ〜６ｇを接続している。（以下、区別する必要がない場合には、単にセンサ６、データＤと称す。）
【００１７】
前記各データベース分配ノード４は複数のＥＣＵに接続すると共に、前記伝送路５を介して他のデータベース分配ノード４に接続し、データベース分配ノード間およびＥＣＵとの間で各種データを高速に送受信するハブの役割を果たすものとしている。
【００１８】
各データベース分配ノード４は、図１に示すように、処理部１３と、処理部１３と前記ＥＣＵ２との間でデータを送受信するＥＣＵ側送受信手段を構成するＣＡＮ通信手段１１と、処理部１３と他のデータベース分配ノード４の処理部との間で前記伝送路５を介してデータを送受信するノード間送受信手段を構成するイーサネット通信手段１２を備え、処理部１３は、データベース７を備える記録手段２１と、出力タイミング設定手段２２と、データ出力手段２３と、データベース更新手段２４とを備えている。また、ログ記録手段２６はデータベース分配ノード４ａにのみ備えている。
記録手段２１とＣＡＮ通信手段１１とは、データ出力手段２３と出力タイミング設定手段２２を介して接続している。また、記録手段２１とイーサネット通信手段１２とはデータベース更新手段２４を介して接続している。ログ記録手段２６は記録手段２１と接続している。
なお、図１中では、データベース分配ノード４ａのみに、前記記録手段２１等を記載しているが、他のデータベース分配ノード４ｂ、４ｃにも備えられている。
【００１９】
前記３つのデータベース分配ノード４においては、４ａと４ｂを伝送路５ａを介して接続し、４ｂと４ｃを伝送路５ｂを介して接続し、４ｃと４ａとを伝送路５ｃを介して接続し、３つのデータベース分配ノード４ａ〜４ｃリング状に接続している。
【００２０】
前記記録手段２１にはデータベース７を有している。データベース７の例を図２に示す。データベース７には、少なくとも前記登録データの識別情報ＩＤ（ＩＤａ，ＩＤｂ…）と、これに対応する属性値データＶＤａ，ＶＤｂ…とが記録される。かつ、前記ＬＡＮ９を介して受信する他のデータベース分配ノード４の記録手段２１に記録される登録データのうち、当該データベース分配ノード４において、必要な登録データも記録されるようにしている。
なお、図２では、識別情報ＩＤとして「車輪速」などを示しているが、実際には決まったビット数の値からなる識別情報ＩＤであってもよい。同様に、属性値データＶＤａ…として単位付きの数値を属性値データＶＤａ…を例示しているが、データベース７に記録される属性値データＶＤａ…に単位の情報が必ず含ませなければならないことを意味しているのではない。
【００２１】
前記記録手段２１に記録されたデータＤをＥＣＵ２側へ出力するデータ出力手段２３は、記録手段１２のデータベース７内のデータＤを読み書きし、データＤを必要とするＥＣＵ２に出力するものである。また、前記出力タイミング設定手段２２はこのデータＤの出力タイミングを設定するものである。
データベース更新手段２４はデータ出力手段２３を介してデータＤの入力があった時に、対応するデータを記録手段１２のデータベース７に登録すると共に、データＤを含むデータフレームをＬＡＮ９を介して隣接するデータベース分配ノード側に送信する一方、隣接するデータベース分配ノードから受信したデータフレームに含まれる他ノードのデータＤをデータベース７に登録する機能を有する。
ログ記録手段２６はデータベースのログ（履歴）を記録する機能を有するものである。データベースのログは必要に応じて保守用機器１０に読み出す。
【００２２】
以下に、前記構成からなる本発明の車載データベースシステム１における動作について概略を説明する。
まず、各ＥＣＵ２には接続したセンサ６からの検出値が入力される。ＥＣＵ２は受信したデータを自らが接続されたデータベース分配ノード４に送信する。各データベース分配ノード４はデータをデータベース７に記録し、データをデータフレームに書き込みデータベース更新手段２４で設定したタイミングで伝送路５に送信する。データフレームはデータを他のデータベース分配ノード４に運ぶ役割を持つ。
【００２３】
他のデータベース分配ノード４においては、受信したデータのうち自ノードに接続したＥＣＵ２が必要としているデータをデータベース７に記録し、データを各データベース分配ノード４間で周期的に共有化させている。
【００２４】
次に、データベース７のログについて説明する。図３はデータベース７のログの説明図である。データ通信が終了し、各データベース分配ノードのデータベース７が共有化されると、データベース全体のコピーを取り、データベース分配ノードのログ記録手段２６に記録する。データベース全体のコピーをログと呼ぶ。データ通信が終了するたびデータベース７のログを残すため、ログ記録手段２６には過去のデータベース７の状態が蓄積される。このようにデータベース７のログを蓄積することで、通信エラーや故障が発生した場合に、ログを用いてエラーの原因を解析することができる。
ログ記録手段２６には容量に限界があり、またエラーなどの原因を解析するためにログを使用することもあるため、ログを読み出す必要がある。このため、データベース分配ノードは、ログ記録手段２６に蓄積されたデータベース７のログを、ＣＡＮ通信手段１１を介して保守用機器１０に読み出す。保守用機器１０により故障時のログの解析等を行う。
【００２５】
次に、データフレームによるデータの送受信について図４に説明する。
上述したように、データベース分配ノード４ａは自ノードに接続されたＥＣＵ２ａからのデータＤａをＣＡＮ通信手段１１を介して受け取り記録手段２１内のデータベース７に登録している。
【００２６】
まず、データベース分配ノード４ａはデータフレームＤ１を作成する。データベース更新手段２４はデータフレームＤ１にデータＤａを書き込み、イーサネット通信手段１２のポート１からデータベース分配ノード４ｂに送信する。ここで、データフレームを最初に送信するデータベース分配ノード４をマスターノードとする。データベース分配ノード４ａはマスターノードであり、データフレームをＬＡＮ９に投入、回収する。通常、マスターノードはＬＡＮ９で接続されるリング上にひとつだけ存在する。他のノードはスレーブノードと呼ぶ。
【００２７】
データベース分配ノード４ｂは自ノードのイーサネット通信手段１２のポート２を介してデータフレームＤ１を受け取り、自己のデータベース７に登録されたデータＤｄをデータフレームＤ１に追加し、データフレームＤ２とする。データベース分配ノード４ｂはデータフレームＤ２をデータベース分配ノード４ｃに送信する。
【００２８】
データベース分配ノード４ｃはデータフレームＤ２を受け取り、自己のデータベース７に登録されたデータＤｇをデータフレームＤ２に追加し、データフレームＤ３とする。その後、データベース分配ノード４ｃは他ノードのデータＤａとＤｄのうち、ＥＣＵ６ｇ、６ｈが必要としているデータを読み込み、データベース７に登録する。データベース分配ノード４ｃはデータフレームＤ３をデータベース分配ノード４ｂに送信する。
【００２９】
ここで、データベース分配ノード４ｃはデータフレームを折り返して送信するループバックノードであり、正常時にはリング上にひとつだけ存在する。ループバックノードはマスターノードから他の全てのデータベース分配ノードを通って最も下流にあるデータベース分配ノードである。
【００３０】
データベース分配ノード４ｂはデータフレームＤ３を受け取り、他ノードのデータＤａとＤｇのうち必要なデータを読み取りデータベース７に登録する。その後、データフレームＤ３をデータベース分配ノード４ａに送信する。
データベース分配ノード４ａはデータフレームＤ３を受け取り、他ノードのデータＤｄとＤｇのうち必要な読み取りデータベース７に登録する。
【００３１】
上記のように、マスターノードであるデータベース分配ノード４ａがデータフレームをＬＡＮ９に投入すると、各データベース分配ノード４は、往路では４ａ→４ｂ→４ｃの順（順方向とする）にデータフレームを送信しデータを書き込んでいく。ループバックノードであるデータベース分配ノード４ｃで折り返し、復路（逆方向）では、各ノードは自らが書き込んだデータ以外のデータを読み込む。なお、本実施形態では各ノードが書き込むデータは各ノードごとにデータＤａ，Ｄｄ，Ｄｇと一つずつであったが、書き込むデータは複数であっても良い。
このようにデータが各データベース分配ノード４間を巡回することで、各データベース分配ノード４のデータベース７が更新され、データが共有される。
このようなデータフレームの巡回は通信周期ごとに行なわれる。データフレームが巡回している間は各ノードのデータベースの更新は完了していないのでデータは共有されていないが、巡回後、次のデータフレーム巡回までの間は各ノードのデータベースは同じデータを有しており、データを共有している。
【００３２】
なお、本実施形態ではデータベース分配ノード４ｃがループバックノードであったが、４ｂがループバックノードでもよい。この場合はデータベース分配ノード４ａ→４ｃ→４ｂの順にデータフレームが巡回する。
【００３３】
保守用機器１０とログ記録手段２６はマスターノードであるデータベース分配ノード４ａに接続されている。送信中にデータフレーム全体にエラーが発生した場合、訂正不可能なエラーが発生したブロックまでのデータフレームは最終的にマスターノードに送信されるので、マスターノードではデータベース７の状態からエラーの発生を知ることができる。このため、マスターノードであるデータベース分配ノード４ａのデータベースのログを残している。
【００３４】
次に、各データベース分配ノード４がデータフレームに自ノードのデータを追加する方法について説明する。
図５は例としてデータベース分配ノード４ａがデータを追加する場合の詳細な説明図である。
データベース分配ノード４ａのデータベース７には、各ノードのＥＣＵから供給されたデータが登録されている。そのうち自ノード４ａのＥＣＵから得たデータＤａ、Ｄｂ，Ｄｃのうち、データＤａ，Ｄｂが新たに更新されたものであるとすると、データベース分配ノード４ａはデータフレームＤ１にデータＤａとＤｂを書き込む。
【００３５】
ここで、データフレームのフォーマットについて説明すると、データフレームはヘッダ部と属性値データ部からなる。ヘッダ部はデータ非依存部、データ数、データＩＤ，データ長、予約フラグからなり、属性値データ部は属性値データからなる。
【００３６】
したがって、データフレームＤ１のヘッダ部には、データ非依存部とデータ数とデータＤａ，ＤｂそれぞれのデータＩＤ，データ長、予約フラグを書き込む。ヘッダ部の後の属性値データ部にはデータＤａ，Ｄｂそれぞれの属性値データを書き込む。このデータフレームＤ１がイーサネット通信手段１２のポート１からデータベース分配ノード４ｂに送信される。
【００３７】
データベース分配ノード４ｂに接続されたＥＣＵから得たデータＤｄ、Ｄｅ、Ｄｆのうち、データＤｄ，Ｄｅが新たに更新されたものであるとすると、データベース分配ノード４ｂはデータフレームＤ１を受け取った後データＤｄ，ＤｅをデータフレームＤ１に書き込む。データフレームＤ１のヘッダ部に、データＤｄ，ＤｅそれぞれのデータＩＤ，データ長、予約フラグを書き込み、属性値データ部にはデータＤｄ，Ｄｅの属性値データを書き込む。このようにしてデータＤｄ，Ｄｅが書き込まれた新たなデータフレームをデータフレームＤ２とする。
【００３８】
データベース分配ノード４ｃにおいても同様に、データフレームＤ２に新たに更新されたＤｇのデータを書き込み、データフレームＤ３とする。データフレームＤ３にはデータＤａ、Ｄｂ、Ｄｄ，Ｄｅ、Ｄｇが書き込まれる。
ループバックノードであるデータベース分配ノード４ｃにおいて、データフレームＤ３は折り返し逆方向に送信され、各ノードは宛先が自ノードとなっている他ノードのデータをデータフレームＤ３から読み込む。
【００３９】
図６はデータフレームが各データベース分配ノード４を巡回する時間について説明している。
前記各伝送路５ａ、５ｂ、５ｃはそれぞれ２本ずつ設けて、データベース分配ノード４間に接続している。
詳細には、データベース分配ノード４ａ内にあるイーサネット通信手段１２のポート１２ａを伝送路５ａによりデータベース分配ノード４ｂ内にあるイーサネット通信手段１２のポート１２ｂに接続している。データベース分配ノード４ｂのポート１２ａを伝送路５ｂによりデータベース分配ノード４ｃのポート１２ｂに接続している。さらに、データベース分配ノード４ｃのポート１２ａを伝送路５ｃでデータベース分配ノード４ａのポート１２ｂに接続して、リング状接続としている。
伝送路５ｃは伝送路５ａ、５ｂに障害が発生した場合の予備線としており、よって、リング状接続としているが、実際には、伝送路５ａ、５ｂとを用いたデイジーチェーン状の接続として用いている。即ち、伝送路５ａの１本５ａ−１と伝送路５ｂの１本５ｂ−１は往路用とし、伝送路５ｂの他の１本５ｂ−２と伝送路５ａの他の１本５ａ−２を復路用として用いている。
【００４０】
送信は全二重方式で行なわれる。データベース分配ノード４ａのイーサネット通信手段１２のポート１からデータフレームＤ１が送信されると、データベース分配ノード４ｂのポート２において受信する。これら送信と受信はほぼ同時に行なわれる。
データベース分配ノード４ｂではバッファにデータフレームＤ１を保存するが、バッファリングするデータ長（バッファリング長）を超えたとき、新たにポート１から自ノードのデータＤｄ，Ｄｅを書き込んだデータフレームＤ２の送信を開始する。本実施形態においてはヘッダ部のデータ非依存部のデータ長がバッファリング長であり、データ非依存部を受信するとデータフレームＤ２の送信を開始する。図６に示すようにデータフレームＤ２の送信を開始する時刻ｔ１は、データフレームＤ１が送信された時刻を基準時刻ｔ＝０とすると、バイトタイムＴ１（ＬＡＮを介し１バイト受信するのに必要な時間）にデータフレームのバッファリング長Ｂ１を乗じた時刻となる。
【００４１】
データベース分配ノード４ｃはデータフレームＤ２をバッファリングし、データベース分配ノード４ｂと同様にデータフレームＤ２のうちヘッダ部のデータ非依存部を受け取ったとき、自ノードのデータＤｇを書き込んだデータフレームＤ３をデータベース分配ノード４ｃのポート２からデータベース分配ノード４ｂに向かって送信する。各データベース分配ノードで往路のバッファリング長が一定だとすると、送信開始時刻ｔ２は、バイトタイムＴ１にデータフレームの往路のバッファリング長Ｂ１を乗じた時間の２倍が経過した時刻となる。
【００４２】
なお、データベース分配ノード４ｃではデータベース分配ノード４ｂからのデータフレームＤ２の受信とデータベース分配ノード４ｂへのデータフレームＤ３への送信を同時に行なっている。データフレームはデータベース分配ノード４ｃで折り返すことになるが、ポートにはそれぞれ二本の送信線があるので、データベース分配ノード４ｃはデータフレームの受信と送信を同時に行なうことができる。
【００４３】
データベース分配ノード４ｂはデータフレームＤ３を送信とほぼ同時に受け取る。順方向である往路の送信時と同様に、逆方向である復路でのデータフレーム送信時にもデータフレームをバッファに保存する。バッファリングするデータ長は往路と復路で別々に設定されており、復路のバッファリングするデータ長Ｂ２を超えたとき、ポート２からデータベース分配ノード４ａにデータフレームＤ３を送信する。データベース分配ノード４ａでは送信とほぼ同時にデータフレームＤ３を受け取る。データベース分配ノード４ｂがデータベース分配ノード４ｃに送信を始める時刻ｔ３は、（データフレームの往路のバッファリング長Ｂ１×２＋データフレームの復路のバッファリング長Ｂ２）×バイトタイムＴ１となる。
【００４４】
さらに、マスターノードであるデータベース分配ノード４ａがデータフレームをＬＡＮに送信してからデータベース分配ノード４ａが再びデータフレームを受信するまでの時刻ｔ４は、ｔ３＋データフレーム最大長Ｂ３×バイトタイムＴ１となる。
【００４５】
したがって、データフレーム最大巡回時間Ｔ（データフレームが１回の巡回に要する時間）は、（（ノード数―１）×往路のバッファリング長Ｂ１＋（ノード数―２）×復路のバッファリング長Ｂ２＋データフレーム最大長Ｂ３）×バイトタイムＴ１となる。
【００４６】
第１実施形態では伝送路５ａ〜５ｃがそれぞれ２本ずつ、例えば伝送路５ａとして５ａ―１、５ａ−２が接続されており、二本の伝送路一方を順方向、他方を逆方向にデータフレームを巡回させている。
一方、伝送路５ａ〜５ｃが一本ずつの場合は、各ポートが送受信部を有し一本の伝送路５ａ、５ｂを送受信に用いる半二重方式でデータフレームを巡回させることができる。半二重方式の時間の経過を図７に示す。半二重方式は全二重方式と異なり伝送路が一本である。このため、ノード４ｃにおいて、データの受信と送信を同時に行なうことはできず、ノード４ｂからのデータフレームＤ２をすべて受信してからノード４ｂへのデータフレームＤ３への送信を行なう。このため、時刻ｔ１は全二重方式と同じであるが、ノード４ｃからノード４ｂへの送信時刻ｔ２は、（データフレームの往路のバッファリング長Ｂ１＋データフレーム最大長Ｂ３）×バイトタイムＴ１となる。
【００４７】
さらに、ノード４ｂからノード４ｃへのデータフレームの送信開始時刻ｔ３は、（往路のバッファリング長Ｂ１＋復路のバッファリング長Ｂ２＋データフレーム最大長Ｂ３）×バイトタイムＴ１となる。マスターノードであるデータベース分配ノード４ａがデータフレームをＬＡＮに送信してからデータベース分配ノード４ａが再びデータフレームを受信するまでの時刻ｔ４は、ｔ３＋データフレーム最大長Ｂ３×バイトタイムＴ１となる。
【００４８】
したがって、データフレーム最大巡回時間Ｔ（データフレームが１回の巡回に要する時間）は、（（ノード数―２）×往路のバッファリング長Ｂ１＋（ノード数―２）×復路のバッファリング長Ｂ２＋データフレーム最大長Ｂ３×２）×バイトタイムＴ１となる。
全二重方式に比べ、一本の伝送路の伝送方向を交互に切り替えるため、送信に時間がかかる欠点はあるが、伝送路が一本のため構成が簡単である。
【００４９】
各データベース分配ノード４では、データフレームのエラー検出・訂正を行っている。データフレームのエラー検出・訂正は、データフレームを（１）ヘッダのデータ非依存部、（２）ヘッダのデータ数、（３）ヘッダのデータ毎のデータＩＤ，データ長の組、（４）属性値データ（データＩＤ，データ長を除く部分）毎、の各ブロックに分け、ブロック毎に行なう。データＩＤ，データ長はヘッダ部に置かれ、属性値データ部からは分離されている。
【００５０】
データフレームのうちヘッダ部については、データフレームの巡回のうち、往路の場合は自ノードのデータ作成時とデータフレーム受信直後、復路の場合はデータフレーム受信直後に全ノードでブロック毎にエラー検出・訂正を行なう。
ひとつでも訂正不可能なエラーが発生していれば、データフレーム全体をエラーとする。データフレーム全体をエラーとする場合、訂正不可能なエラーが発生したブロックまでのデータフレームは次のノードへ送信し、最終的にマスターノードに送信される。マスターノードにエラーが発生するまでのブロックが送信されることで、マスターノードはデータフレームにエラーが発生したことを知ることができる。訂正不可能なエラーが発生したブロックより後の部分については、エラーと判定すれば次ノードへの送信を止める。
【００５１】
属性値データ部については、復路に他ノードのデータＤを読み取る際に、データフレーム全体ではなく属性値データ毎にエラー検出・訂正を行なう。訂正不可能なエラーが発生していれば、その属性値データをエラーとする。ひとつの属性値データにエラーが発生しても、データフレーム全体をエラーとはしない。属性値データをエラーとする場合でも、データフレーム全体を次ノードに送信し、最終的にマスターノードに送信される。
【００５２】
マスターノードは還ってきたデータフレームを点検し、属性値データに訂正不可能なエラーが発生している場合は、再送信を行なうことが決定次第、該属性値データのみを指定したデータフレームを再送信する。再送信のため、新たにデータベースから読み込んだ属性値データではなく、前回に送信した属性値データと同じものを送信する。データＩＤ，データ長は属性値データとは分離してヘッダ部に置かれているので、各ノードは属性値データの格納位置を知ることができる。
【００５３】
再送信する際、ひとつのデータを複数回書き込むように指定したり、データ長を大きくすることで、冗長度を上げることができる。データＤを複数回書き込むときは、バーストエラー対策のため、格納位置を離す。
各ノードは、往路に自ノードのデータＤが指定されていれば書き込み、ループバックノードで折り返し、復路に他ノードのデータＤを読み取っていく。ただし、ヘッダ部に訂正不可能なエラーが発生している場合には、マスターノードはデータＤを指定しない。
【００５４】
上述したように、各データベース分配ノード４は更新用データフレームから他ノードのＥＣＵ２の更新用データを読み込み、データベース７に記録する。
次に、他ノードの更新用データを自ノードに接続されたＥＣＵ２に送信するタイミングについて説明する。
【００５５】
ＥＣＵ２は、出力タイミングテーブルＴに設定されたタイミングに基づいて、データ出力手段２３を介してデータＤをデータベース７から受け取る。
データ出力手段２３は前記記録手段２１内の出力タイミング設定テーブルＴに従って、ＥＣＵ２…が必要とするタイミングにおいてデータＤ…を出力することができる。また、各ＥＣＵ２…からの即時出力要求Ｒａを入力したときは、即時出力の要求に応じてデータベース７内の指定された識別情報ＩＤのデータＤをＣＡＮバス８側に出力する。なお、即時出力要求Ｒａには即時出力を要求するデータＤを識別するための識別情報ＩＤが含まれている。
【００５６】
また、本実施形態では出力タイミング設定手段２２において、各ＥＣＵ２からの出力要求Ｒｂを入力し、この出力要求Ｒｂに従って各データベース分配ノード４における出力タイミング設定テーブルＴをそれぞれ動的に更新することができるように構成されている。なお、この出力要求Ｒｂにも出力タイミングを設定するデータＤを識別するための識別情報ＩＤと、その出力タイミングの設定値とが含まれ、出力タイミングを定めるためのパラメータも含まれることが好ましい。
【００５７】
図８は図１に示す車載データベースシステム１における前記出力タイミング設定テーブルＴ（とりわけ、データベース分配ノード４ｃ内の記録手段２１に記録された出力タイミング設定テーブルＴｃ）の例を示しており、この出力タイミング設定テーブルＴは、データＤの識別情報ＩＤ（個々の識別情報ＩＤを符号ＩＤａ，ＩＤｂ…を用いて表す）と、これらに対応するデータＤの出力タイミングＴｉ（それぞれ、個々のタイミング設定値を符号Ｔｉａ，Ｔｉｂ…を用いて表す）と、各データＤの送信タイミングのパラメータＰａｒ（各パラメータをそれぞれ符号Ｐａｒａ，Ｐａｒｂ…を用いて表す)とを記録したものである。
【００５８】
図８に示す例では、識別情報ＩＤａが「車輪速」である属性値データＶＤａについて、出力タイミングＴｉａが「変化時出力」に設定されて、パラメータＰａｒａは「間引きなし」に設定されている。従って、前記処理手段１３が前記データ出力手段２３により前記出力タイミング設定テーブルＴｃに従ったタイミングでデータＤ…を出力することにより、データＤをＥＣＵ２ｉが必要とするタイミングでＣＡＮバス８に出力することができる。すなわち、データベース７内のデータＤにアップデートがあった時点で、ＥＣＵ２ｈ，２ｉ…（図１，２参照）側のＣＡＮバス８に出力することができる。
【００５９】
本例のように、出力タイミング設定テーブルＴにおいて、間引きなしで変化時出力の設定を行う設定を行う場合には、ＥＣＵ２ｉはＥＣＵ２ａからのデータＤを、データベース８の更新にかかる僅かな遅延を除いて、リアルタイムに受け取ることができる。しかも、車輪速の測定値に変化がないときには、そのデータＤをＣＡＮバス８に出力しないことによって、意味のないデータＤの出力を抑えることができる。
【００６０】
なお、前記出力タイミングＴｉとして「リアルタイム出力」を設定し、データＤの値に変化がなくてもＥＣＵ２から入力されたデータがある毎に、データＤをＣＡＮバス８に出力するようにしてもよい。これによって、データＤの供給側と受取側のＥＣＵ２はデータベース７を間に介していることを意識することなく、直結的な感覚でデータＤの受け渡しを行うことができる。
【００６１】
逆に、前記タイミングＴｉとして「所定間隔出力」を設定し、各供給側ＥＣＵ２からアップデートされるデータＤを幾らか間引いて、受取側ＥＣＵ２に出力するようにしてもよい。この場合、前記パラメータＰａｒとして受取側ＥＣＵ２が必要とするデータＤの受取時間間隔を設定することにより、受取側ＥＣＵ２にとって必要な間隔（例えばパラメータＰａｒｃに示すように１秒ごとなど）でデータＤを受けとることができる。これによって、ＣＡＮバス８を用いた無駄な通信を激減させることができる。
【００６２】
また、図８の例に示すように、出力タイミングＴｉｂとして「閾超過時出力」が設定されていてもよい。本例の場合、識別情報ＩＤｂが「操舵角」であるデータＤについて、閾超過時出力が設定されており、閾値はパラメータＰａｒｂにおいて「±５deg 毎」に設定されている。すなわち、前記データ出力手段２３が前記出力タイミング設定テーブルＴｃを参照することにより、データＤを例えば操舵角が５°間隔でＣＡＮバス８に出力することができる。これがＥＣＵ２ｉにより必要とされているタイミングである。
【００６３】
なお、図８に示す出力タイミング設定テーブルＴｃには出力タイミングＴｉとして、「変化時出力」「閾値超過時出力」「所定間隔出力」を開示し、上記説明において「リアルタイム出力」の設定が可能であることを説明しているが、これらの文言は本発明を分かりやすく示すものであり、本発明はこれらの設定値に限定されるものではなく、実際には出力タイミングの設定値は数値や記号であることが好ましい。同様にパラメータＰａｒも上述した記述が重要な要素ではないことはいうまでもない。
また、自ノードに接続されたＥＣＵ２に送信するデータは、他ノードに接続されたＥＣＵ２のデータだけでなく、自ノードに接続されたＥＣＵ２のデータでもよい。
【００６４】
本実施例では出力タイミング設定テーブルＴが出力タイミング設定手段２２によって動的に設定されるものであるから、この出力タイミング設定テーブルＴを記録するメモリ２１も書き換え可能である必要がある。しかしながら、この出力タイミング設定テーブルＴは固定的に設定してあってもよい。
【００６５】
なお、図１のイーサネット通信手段１２のポート１２ａ、１２ｂに接続する伝送路５ａ、５ｂ、５ｃからなるＬＡＮ９として、本実施形態では、高速通信が可能な規格に準拠するイーサネット（登録商標）を用いている。
ＬＡＮ９はイーサネットに準拠する単一セグメントのＬＡＮを構成するものであるため、ゲートウェイなどを介在させる必要がなく、その分、遅延時間を短くすることができる。ＬＡＮ９は、光通信を利用したＭＯＳＴ，Ｄ２Ｂ、ＩＤｂ１３９４やＩＥＥＥ１３９４（登録商標）などに準拠して通信を行うもの、さらには、工業用ＬＡＮ、ＦｌｅｘＲａｙを用いて形成してもよい。
【００６６】
前記各データベース分配ノード４に設けるイーサネット通信手段１２は、ＬＡＮ９に直接的に接続されて電気信号のやりとりを行うインターフェース（図示省略）と、このインターフェースを用いてイーサネットに準拠した通信を制御する通信コントローラ（図示省略）とを含む。
イーサネット通信手段１２は、インターフェースのコネクタ部分であるポート１２ａ、ポート１２ｂによりＬＡＮ９と接続され、各種データの送受信を行う。ポート１２ａ、ポート１２ｂはそれぞれ送信部と受信部があり、全二重の通信を可能とするものである。なお、ＬＡＮ９が光通信を行うものである場合に、イーサネット通信手段として光送受信ユニットを設けるなど、適宜に変形される。
【００６７】
データベース分配ノード４に設けるＥＣＵ側接続手段となる前記ＣＡＮ通信手段１１は、前記ＣＡＮバス８を介してＥＣＵ２と接続して各種データの入出力を行っている。ＣＡＮトランシーバやＣＡＮコントローラを有するものであるが、ＥＣＵ２とデータベース分配ノード４との接続部にＬＩＮなどの車載ＬＡＮを用いる場合には、入出力手段１１としてＬＩＮに準拠する通信手段と通信コントローラが必要である。また、ＥＣＵ２とデータベース分配ノード４との接続部にＬＡＮを用いない場合には、入出力手段としてのインターフェイスを形成することができる。この場合、ＥＣＵ２はセンサ６側に設けられたデータの出力手段を構成する制御部である。
前記メモリ２１は、データ出力手段２３によって読み書き可能に構成されたＲＡＭを用い、バックアップ電源などを用いて電源供給が途絶えた状態でも記憶内容を保持できるものとしている。なお、フラッシュメモリのように不揮発性を備えた書き換え可能な記録手段を用いてもよい。
【００６８】
図９に本発明の第１実施形態の第１変形例の構成図を示す。第１実施形態とは保守用機器１０の接続方法が異なっている。第１実施形態ではデータベース分配ノード４ａと保守用機器１０をＣＡＮバス８を介して接続しているが、第１変形例ではデータベース分配ノード４ａはインターネット通信手段４１を有し、データベース分配ノード４ａはインターネット通信手段４１を介して保守用機器１０と一対一に接続されている。なお、その他の点については第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。また、図９の処理部１３の構成は記載を省略している。
【００６９】
図１０に本発明の第１実施形態の第２変形例の構成図を示す。第１実施形態とは保守用機器１０の接続方法が異なっている。第２変形例ではデータベース分配ノード４ａに機器接続インターフェース４２を有し、データベース分配ノード４ａは機器接続インターフェース４２を介して保守用機器１０と一対一に接続されている。なお、その他の点については第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。また、図１０の処理部１３の構成は記載を省略している。
【００７０】
図１１に本発明の第２実施形態の構成図を示す。第１実施形態はデータベース分配ノード４ａにログ記録手段２６を設けているが、第２実施形態では全てのデータベース分配ノード４にログ記録手段２６を設けている。全てのデータベース分配ノード４のログ記録手段２６は同一内容のログを記録しているため、車両事故等でデータベース分配ノード４が破壊されても、いずれか１つのデータベース分配ノード４が破損されずに残れば、この残存するデータベース分配ノードのログ記録手段２６でログを読み出すことができ、信頼性を高めることができる。なお、その他の点については第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００７１】
図１２に本発明の第３実施形態の構成図を示す。第１実施形態とは保守用機器１０の接続方法が異なっている。第１実施形態ではデータベース分配ノード４ａと保守用機器１０をＣＡＮバス８を介して接続しているが、第２実施形態ではデータベース分配ノード４ａはインターネット通信手段４１を有し、インターネットを介して保守用機器１０と接続されている。また、保守用機器１０は車内ではなく、車外の管理センター等に設置されている。インターネットを通じ、保守用機器１０はデータベース分配ノードのログ記録部２６からデータベースのログを読み出す。インターネットを介するため、遠隔地においてもログを参照できると共に、事故等で車両全体が破壊されても、管理センター等にログが保持されており、該ログを用いて車両事故の検証を行うことができる。
なお、その他の点については第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。また、図１２の処理部１３の構成は記載を省略している。
【００７２】
図１３は本発明の第４実施形態の構成図を示す。第１実施形態と異なり保守用機器１０とデータベース分配ノード４ａは接続されておらず、データベース分配ノード４ａはログ用メモリ４３を有している。ログ用メモリ４３はデータベースを有する処理部に接続され、データベース７のログが記録される。ログ用メモリ４３は適宜データベース分配ノード４ａから取り出すことができ、ログ用メモリ４３を保守用機器１０に装着させることで、保守用機器１０はデータベース７のログを受け取ることができる。ログ用メモリ４３は不揮発性メモリであることが好ましい。なお、その他の点については第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。また、図１３の処理部１３の構成は記載を省略している。
【００７３】
図１４は本発明の第５実施形態の構成図を示す。第１実施形態はデータベース分配ノード４ａにログ記録手段２６を設けているが、第５実施形態においては、車両において最も安全で破損されにくい場所にログ記録手段２６を設けている。データベース分配ノード４ａの処理部１３はデータベースの内容を定期的にログ記録手段２６に送信し、ログ記録手段２６はデータベース７のログを蓄積する。
前記構成によれば、車両事故発生時においてもログ記録手段２６は破損されにくく、該ログを用いて車両事故の検証を行うことができる。なお、その他の点については第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車載データベースシステムの構成を示す図である。
【図２】データベースの具体的な例を示す図である。
【図３】データベース分配ノードのデータベースの更新を行なう場合の説明図である。
【図４】データベースのログの説明図である。
【図５】データベース分配ノード内でデータフレームにデータを書き込む場合の説明図である。
【図６】全二重方式で送信を行なう場合のタイムチャートである。
【図７】半二重方式で送信を行なう場合のタイムチャートである。
【図８】出力タイミング設定テーブルの具体的な例を示す図である。
【図９】第１実施形態の第１変形例に係る構成図である。
【図１０】第１実施形態の第２変形例に係る構成図である。
【図１１】第２実施形態に係る車載データベースシステムの構成を示す図である。
【図１２】第３実施形態に係る車載データベースシステムの構成を示す図である。
【図１３】第４実施形態に係る車載データベースシステムの構成を示す図である。
【図１４】第５実施形態に係る車載データベースシステムの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００７５】
１  車載データベースシステム
２  ＥＣＵ
４  データベース分配ノード
５ａ、５ｂ、５ｃ  伝送路
６  センサ
７  データベース
９  ＬＡＮ
１１  ＣＡＮ通信手段１１
１２  イーサネット通信手段
２１  記録手段
２２  出力タイミング設定手段
２３  データ出力手段
２４  データベース更新手段
２６  ログ記録手段
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３  データフレーム
【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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【図１３】
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【図１４】
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