(57)【要約】【課題】データ中継装置を介してＥＣＵ間でデータを送受信するシステムにおいて、遅延なく送信する必要のあるデータを送受信できる時間帯域を確保し、当該データの遅延発生を抑制、防止できるようにすること。【解決手段】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、各群に設けられる１以上のＥＣＵと、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、各データベース分配ノードは、群内のＥＣＵとデータを送受信するＥＣＵ側送受信手段と、ＥＣＵから受信するデータのうち、登録データとしたデータを記録するデータベースを有する処理部と、登録データと、該登録データ以外のイベントデータとを、送信時間帯域を相違させて、周期的に他の分配ノードに送信すると共に、他の分配ノードから登録データとイベントデータを受信する分配ノード側送受信手段と、を備えていることを特徴とする車載データベースシステム。【選択図】図１
2007251826.tif 000002
【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ＥＣＵから受信するデータのうち、登録データとしたデータを記録するデータベースを有する処理部と、
前記登録データと、該登録データ以外のイベントデータとを、送信時間帯域を相違させて、周期的に他の分配ノードに送信すると共に、他の分配ノードから登録データとイベントデータを受信する分配ノード側送受信手段と、
を備えていることを特徴とする車載データベースシステム。
【請求項２】
前記分配ノード側送受信手段は、データベース分配ノード間で前記登録データを送受信して前記データベースの共有化処理を行う共有化時間帯域と、データベース分配ノード間で前記イベントデータの送受信を行う待機時間帯域とを分けて設定し、該共有化時間帯域と待機時間帯域の合計時間を一定時間とすると共に、該一定時間内において前記共有化時間帯域は予め設定した最大時間以内で終了させると共に残余の時間を前記待機時間帯域としている請求項１に記載の車載データベースシステム。
【請求項３】
前記分配ノード側送受信手段は、前記登録データまたは前記イベントデータが異常発生で送信できない場合に、前記設定した一定時間内において、登録データは前記最大時間以内、イベントデータは前記残余時間内に再送する設定としている請求項２に記載の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、詳しくは、群分けした車載ＬＡＮ毎に設けた複数のデータベース分配ノード内のデータベースの共用化を遅滞なく図ると共に、予測できないデータ（イベントデータ）に関してもデータベース分配ノード間において遅延なくデータの送受信を行うものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車においてはＬＡＮを用いた多重通信システムが採用されつつあり、電子制御ユニット（ＥＣＵ）等のノードを共通の通信線を介して接続し、ノード間でデータを送受信している。
電装品の増加に伴い、該電装品制御用のＥＣＵも急増し、ノード間での通信データ量が増大しているため、データの送信時が重なって衝突が発生する場合があり、これがデータ遅延や送信速度低下の原因となっている。
そこで、ＥＣＵを複数の車載ＬＡＮの群（セグメント）に分けて接続する方法が考えられている。この場合、群内のＥＣＵにのみデータを送信することで、データ通信量を抑制することができる。
しかし、このような方法によっても、データ量が増加した場合には、群内におけるデータの遅延は生じ、過度な遅延によるデータの消失等の問題を解消できない。
【０００３】
前記問題に対して、特開２００３−２４４１８０号公報（特許文献１）でデータ通信の過剰な遅延、それに基づくデータの消失を発生させないデータ中継装置が提供されている。
該特許文献１では、複数のネットワーク間でデータフレームの中継を行うデータ中継装置を設け、該データ中継装置は、予め設定した所定のネットワークヘのデータフレームの送信完了直前に、該所定のネットワークへの新たなデータフレームの送信がなされない時間を有するようなデータフレームの送信タイミングを調整する送信タイミング調整手段を設けている。
このように、所定のネットワークへデータ中継装置から新たなデータフレームが送信されない時間を設けることで、前記データ中継装置にデータが集中しても、該データ中継装置を除くノードから前記所定のネットワークにデータを遅延なく送信することができる。
【０００４】
一方、ＥＣＵが受信するデータには、接続したセンサ等から周期的に受信するデータと、受信タイミングを予測できないデータ（所謂イベントデータ）とがある。この予測できないデータのうちに、ＥＣＵが受信すると出来るだけ遅延なく他のＥＣＵに送信する必要があるデータもある。
例えば、近年では車体後方の運転手から死角となる位置にカメラを取り付け、カーナビゲーションなどの画面に画像を映して乗員が安全を確認するシステムが実用化されている。このようなシステムでは、乗員がシステムを起動することで、画像データがＥＣＵに送信されるため、ＥＣＵは画像データが送信されるタイミングを予測することはできず、画像データは前記イベントデータとなる。このイベントデータである画像データが遅延して他のＥＣＵに送信された場合、画像データは時間遅れにより信頼性がないデータとなり、該データを用いたＥＣＵの制御で安全性を確保することが出来なくなる。よって、所要のイベントデータは遅延なく他のＥＣＵに送信されることが望ましい。
【０００５】
前記イベントデータをデータ中継装置を介してネットワーク内のＥＣＵに送信する場合、特許文献１のデータ中継装置ではデータ送信後には必ず送信できない時間（送信不可時間）を設けているため、データ量が増えるほど送信不可能時間も増加し、他のＥＣＵへの送信遅れが生じる。また、データ中継装置はイベントデータの送受信タイミングを予測できないため、該データ中継装置が前記送信不可能時間を調整してイベントデータをＥＣＵに送信することもできない。
また、前記予測できないイベントデータに限らず、ＥＣＵが受信を予測できる周期的なデータに関しても、データ中継装置を介して他のＥＣＵに遅延なく送信する必要がある場合、特許文献１のデータ中継装置では、前記のように、データ量の増大に応じて通信不可時間が増加するため、データ中継装置から他のＥＣＵへの送信遅れが生じる問題がある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２４４１８０号公報
【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、データ中継装置を介してＥＣＵ間でデータを送受信するシステムにおいて、遅延なく送信する必要のあるデータを送受信できる時間帯域を確保し、当該データの遅延発生を抑制、防止できる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、
複数の群に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ＥＣＵから受信するデータのうち、登録データとしたデータを記録するデータベースを有する処理部と、
前記登録データと、該登録データ以外のイベントデータとを、送信時間帯域を相違させて、周期的に他の分配ノードに送信すると共に他の分配ノードから受信する分配ノード側送受信手段と、
を備えていることを特徴とする車載データベースシステムを提供している。
【０００９】
本発明では、特許文献１のデータ中継装置に相当するものとしてデータベース分配ノードを設け、このデータベース分配ノードを、複数の群に分けた車載ＬＡＮ内に各１個設け、該群内の多数のＥＣＵを接続している。
前記データベース分配ノードは、接続した各群内のＥＣＵから受信したデータのうち、定期的に更新されて記録するよう設定した登録データはデータベースに記録し、周期的に他の群のデータベース分配ノードに送信している。他のデータベース分配ノードにおいては、受信した登録データのうち自ノードに接続したＥＣＵが必要としている登録データをデータベースに記録し、登録データを各データベース分配ノード間で周期的に共有化させている。
一方、データベース分配ノードが群内のＥＣＵから受信するデータのうち、前記予測できないデータ等の登録データ以外のデータ、即ち、イベントデータは、データベースに登録せずに、直接他のデータベース分配ノードに送信している。他のデータベース分配ノードでは、受信したイベントデータを必要とするＥＣＵに送信している。
【００１０】
前記のように、データベース分配ノードが群内のＥＣＵから受信するデータを、前記登録データと前記イベントデータに分け、該データベース分配ノードから他のデータベース分配ノードへ送信する時間帯域を、登録データとイベントデータとで相違させ、イベントデータを送信するための時間帯域を確保している。よって、イベントデータ送信用として確保した送信時間帯域に、イベントデータが発生した場合には、データベース分配ノード間においてイベントデータを遅延なく送受信することができる。
本発明においてイベントデータとは、データベースに記録はしないが、各データベース分配ノードに接続されたＥＣＵに遅延なく送信すべきデータを指し、例えば、前記車載カメラの画像データ、ドア開閉信号、指示器信号、ランプスイッチ信号等がある。
【００１１】
前記分配ノード側送受信手段は、データベース分配ノード間で前記登録データの送受信を行って前記データベースの共有化処理を行う共有化時間帯域と、データベース分配ノード間で前記イベントデータの送受信を行う待機時間帯域とを分けて設定し、該共有化時間帯域と待機時間帯域の合計時間を一定時間とすると共に、該一定時間内において前記共有化時間帯域は予め設定した最大時間以内で終了させると共に残余の時間を前記待機時間帯域としていることが好ましい。
【００１２】
前記構成によれば、共有化時間帯域と待機時間帯域の合計時間は一定であるので、該一定時間に対して共有化時間帯域を短く設定して待機時間帯域を長く確保することができる。よって、この共有化時間帯域を除いた比較的長い待機時間帯域を利用して、データベース分配ノード間においてイベントデータを遅延なく送受信することができる。
【００１３】
前記分配ノード側送受信手段は、前記登録データまたは前記イベントデータが異常発生で送信できない場合に、前記設定した一定時間内において、登録データは前記最大時間以内、イベントデータは前記残余時間内に再送する設定としていることが好ましい。
前記構成によれば、データ送信に異常が発生すれば、許容時間内で何度も再送を可能としているので、他のデータベース分配ノードに確実に登録データおよびイベントデータを送信することができ、通信システムの信頼性を高めることができる。
【発明の効果】
【００１４】
前述したように、本発明によれば、群分けした車載ＬＡＮ毎に設けた複数のデータベース分配ノードを設けたデータベースシステムにおいて、データベース分配ノードが群内のＥＣＵとの間で送受信するデータを登録データとイベントデータに分け、それぞれのデータを他の群のデータベース分配ノードへ送信する時間帯域を相違させているため、イベントデータを送信するための時間帯域が確保でき、データベース分配ノード間においてイベントデータを遅延なく送受信することができる。
また、イベントデータ以外の登録データにおいても、その送信時間待機を確保しているため、イベントデータが集中しても遅滞なく他のデータベース分配ノードへ送信できる。よって、複数に群分けした車載ＬＡＮの各群内のデータベース分配ノードのデータベースのデータ共用化も遅延なく図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は本発明の第一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。
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分配ノード側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を備えるメモリ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、イベントデータ制御手段２５を備えている。
メモリ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、メモリ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。さらに、イベントデータ制御手段２５はデータ出力手段２３とイーサネット通信手段１２の間に接続している。
なお、図１中では、データベース分配ノード４ａのみに、前記メモリ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をリング状に接続している。
【００２０】
前記メモリ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】
前記メモリ２１に記録された登録データをＥＣＵ２側へ出力するデータ出力手段２３は、メモリ２１のデータベース７内の登録データを読み書きし、登録データを必要とする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はこの登録データ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を介して登録データの入力があった時に、対応する登録データをメモリ２１のデータベース７に登録すると共に、登録データを含む登録データフレームを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登録データフレームに含まれる他ノードの登録データをデータベース７に登録する機能を有する。
イベントデータ制御手段２５は、イベントデータの入力があった時に、イベントデータを伝送路５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、隣接する他のデータベース分配ノードから受信したイベントデータのうちＥＣＵが必要としているイベントデータを各ＥＣＵに送信する。
【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はデータのうち登録データをデータベース７に記録し、登録データを登録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。また、イベントデータはイベントデータフレームに書き込み、イベントデータ制御手段２５により伝送路５に送信する。登録データフレーム、イベントデータフレームは登録データ、イベント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、受信した登録データのうち自ノードに接続したＥＣＵ２が必要としている登録データをデータベース７に記録し、登録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。また、受信したイベントデータはデータベース７には記録せずに、イベントデータを必要とするＥＣＵに送信している。
【００２４】
（通信周期とタイムスロット）
次に、登録データフレームやイベントデータフレーム（登録データフレームとイベントデータフレームの両方を指す場合には、以下データフレームと呼ぶ。）を送受信する通信周期について説明する。
各データベース分配ノード４のデータベース７を更新するために、登録データフレームによって登録データを各データベース分配ノード間で送受信することを登録データ通信と呼ぶ。登録データ通信により各データベース分配ノード４のデータベース７は更新され、各データベース分配ノード４間でデータを共有化できる。
一方、イベントなどにより、データベース７には登録しないが各データベース分配ノード４に送信すべきイベントデータが発生することがある。これらのイベントデータをイベントデータフレームによって各データベース分配ノード４間で送受信することをイベントデータ通信と呼ぶ。イベントデータ通信ではイベントデータはデータベース７に登録はされない。
【００２５】
図３に示すように、一つの通信周期は登録データ通信スロット（共有化時間帯域）とイベントデータ通信スロット（待機時間帯域）の二つのタイムスロットから成る。通信周期は各データベース分配ノード４の送信速度により定まる。
登録データ通信はデータベース７に登録された登録データを各データベース分配ノード４に送受信するものであり、毎回の通信周期の先頭に通信時間を確保する。登録データ通信により、登録データフレームが各データベース分配ノード４を巡回し、自ノードのデータを登録データフレームに書き込み、他ノードのデータを登録データフレームから読み込むことができるので、各データベース分配ノード４のデータベース７の登録データを共通化できる。登録データフレームの巡回が正常に完了すれば、登録データ通信スロットは終了する。
【００２６】
登録データフレームの巡回は原則として一回であるが、伝送エラーなどにより正常に登録データフレームの巡回が完了しなかった場合、再送を行なう。登録データフレームの巡回完了から再送までの間には、再送を決定し登録データフレームを伝送路５に投入するためのマスターノードの処理時間が必要となる。再送にはあらかじめ最大再送回数と最大時間を定め、これらを超えない範囲で再送を行なう。登録データフレームの巡回が正常に完了する場合と再送を行なう場合とでは、登録データ通信スロットの終了時は異なる。
【００２７】
イベントデータ通信はデータベース７には登録しないイベントデータの送受信が目的である。登録データ通信スロットの終了後、通信周期の終了までの時間がイベントデータ通信スロットとなる。イベントデータ通信は登録データ通信と同様、イベントデータフレームをＬＡＮ９に投入して、各データベース分配ノード４を巡回することで行なう。イベントデータフレームの巡回はイベントデータ通信の時間が許す限り何度でも行なう設定とする。伝送エラーなどにより正常に登録データフレームの巡回が完了しなかった場合、再送を行なう。あらかじめ最大再送回数を設定し、最大回数を超えない範囲で再送する。通信周期終了時に最大再送回数まで再送していないときは、次の通信周期で継続して再送する。再送中に通信周期が終了した場合は、その再送はなかったものとし次の通信周期に再送する。途中で終了した再送は再送回数には数えない。
なお、登録データ通信スロットの終了時間を予め定め、登録データフレームの巡回が終了時間より早く完了した場合でも、登録データ通信スロットの終了時間が経過するまではイベントデータ通信を開始しないことも可能である。
【００２８】
登録データ通信を行っている期間は、各データベース分配ノード４においてデータベースの更新は終了しておらず、登録データは共有されていない。一方、登録データ通信終了後通信周期の最後まで、すなわちイベントデータ通信の間は、データベース７に登録された登録データは各データベース分配ノード４において共有されている。
なお、各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送信された登録データのうち、必要な登録データだけをデータベースに書き込むことができる。このため、登録データの共有化が行われても、必ずしも各データベース分配ノードのデータベースが同一でなくてもよい。
【００２９】
登録データ通信、イベントデータ通信の通信時には、送信帯域制御と送信予約によってトラフィックを制御する。送信帯域制御は、各ノードに送信帯域（一通信周期で送信できる総バイト数）が設定されており、総バイト数が送信帯域の上限を超えていない場合のみ登録データ、イベントデータの書き込みが可能となる制御である。また、一回のデータフレームのデータフレーム長にも制限があり、データフレーム長が上限に達しデータを送信できない場合に、データＩＤとデータ長のみを設定させ、次のデータ送信時（再送時）における発信権を確保する送信予約が行なわれる。このとき、ヘッダ部のデータ毎のデータＩＤ、データ長の組に予約フラグを追加する。予約フラグの設定の判断はデータＩＤとデータ長をデータフレームに設定する直前にしかできないので、各ノードでのバッファリング時間に影響する。
なお、送信すべきデータがない場合であっても、時間になればデータフレームを作成し、送信する。
【００３０】
（データフレームによるデータの送受信）
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。登録データ通信、イベントデータ通信共にデータフレームによって登録データ、イベントデータのデータを送受信し、その方法は同じであるため、ここでは登録データ通信における登録データフレームの送受信を例にとり説明する。
データベース分配ノード４ａは自ノードに接続されたＥＣＵ２ａからの登録データＤａをＣＡＮ通信手段１１を介して受け取りメモリ２１内のデータベース７に登録している。
【００３１】
まず、データベース分配ノード４ａは登録データフレームＤ１を作成する。データベース更新手段２４は登録データフレームＤ１に登録データ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、登録データフレームを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。
【００３２】
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を介して登録データフレームＤ１を受け取り、自己のデータベース７に登録された登録データＤｄを登録データフレームＤ１に追加し、登録データフレームＤ２とする。データベース分配ノード４ｂは登録データフレームＤ２をデータベース分配ノード４ｃに送信する。
【００３３】
データベース分配ノード４ｃは登録データフレームＤ２を受け取り、自己のデータベース７に登録された登録データＤｇを登録データフレームＤ２に追加し、登録データフレームＤ３とする。その後、データベース分配ノード４ｃは他ノードの登録データＤａとＤｄのうち、ＥＣＵ６ｇ、６ｈが必要としている登録データを読み込み、データベース７に登録する。データベース分配ノード４ｃは登録データフレームＤ３をデータベース分配ノード４ｂに送信する。
【００３４】
ここで、データベース分配ノード４ｃは登録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。
【００３５】
データベース分配ノード４ｂは登録データフレームＤ３を受け取り、他ノードの登録データＤａとＤｇのうち必要な登録データを読み取りデータベース７に登録する。その後、登録データフレーム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は登録データフレームＤ３を受け取り、他ノードの登録データ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。
【００３６】
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が登録データフレームを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）に登録データフレームを送信し登録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登録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登録データは各ノードごとに登録データＤａ，Ｄｄ，Ｄｇと一つずつであったが、書き込む登録データは複数であっても良い。
このように登録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、各データベース分配ノードにおいて必要な登録データが共有される。
このような登録データフレームの巡回は定期的に行なわれる。登録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登録データは共有されていないが、巡回後、次の登録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登録データを有しており、登録データを共有している。
【００３７】
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の順に登録データフレームが巡回する。
【００３８】
イベントデータを各データベース分配ノード４間で送受信するイベントデータ通信の場合も、上述した登録データの送受信と同様である。イベントデータ通信ではイベントデータはデータベース７には登録されず、ＥＣＵ２からのイベントデータはイベントデータ制御手段２５によりイベントデータフレームに書き込まれる。
【００３９】
（データの追加）
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。登録データ通信、イベントデータ通信共に同様の方法により登録データ、イベントデータを登録データフレーム、イベントデータフレームに追加する。
図５はデータベース分配ノード４がデータを追加する場合の詳細な説明図である。ここでは、登録データ通信の場合にデータベース分配ノード４ａが登録データを追加する場合を例として説明する。
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から供給された登録データが登録されている。そのうち自ノード４ａのＥＣＵから得た登録データＤａ、Ｄｂ，Ｄｃのうち、登録データ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は登録データフレームＤ１に登録データＤａとＤｂを書き込む。
【００４０】
ここで、登録データフレームのフォーマットについて説明すると、登録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。
【００４１】
したがって、登録データフレームＤ１のヘッダ部には、データ非依存部とデータ数と登録データ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登録データＤａ，Ｄｂそれぞれの属性値データを書き込む。この登録データフレーム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。
【００４２】
データベース分配ノード４ｂに接続されたＥＣＵから得た登録データＤｄ、Ｄｅ、Ｄｆのうち、登録データ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は登録データフレームＤ１を受け取った後登録データＤｄ，Ｄｅを登録データフレームＤ１に書き込む。登録データフレームＤ１のヘッダ部に、登録データ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登録データＤｄ，Ｄｅの属性値データを書き込む。このようにして登録データＤｄ，Ｄｅが書き込まれた新たな登録データフレームを登録データフレームＤ２とする。
【００４３】
データベース分配ノード４ｃにおいても同様に、登録データフレームＤ２に新たに更新されたＤｇの登録データを書き込み、登録データフレームＤ３とする。登録データフレームＤ３には登録データ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、登録データフレーム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登録データを登録データフレームＤ３から読み込む。
【００４４】
（データフレーム巡回時間）
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。登録データ通信、イベントデータ通信共に同様の巡回時間でデータフレームは巡回するので、ここでは登録データ通信を例にして説明する。
【００４５】
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。
【００４６】
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から登録データフレーム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ではバッファに登録データフレーム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から自ノードの登録データＤｄ，Ｄｅを書き込んだ登録データフレーム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登録データフレームＤ２の送信を開始する。図６に示すように登録データフレームＤ２の送信を開始する時刻ｔ１は、登録データフレーム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）に登録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。
【００４７】
データベース分配ノード４ｃは登録データフレームＤ２をバッファリングし、データベース分配ノード４ｂと同様に登録データフレームＤ２のうちヘッダ部のデータ非依存部を受け取ったとき、自ノードの登録データＤｇを書き込んだ登録データフレーム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に登録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。
【００４８】
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からの登録データフレームＤ２の受信とデータベース分配ノード４ｂへの登録データフレームＤ３への送信を同時に行なっている。登録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は登録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。
【００４９】
データベース分配ノード４ｂは登録データフレーム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登録データフレーム送信時にも登録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に登録データフレーム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登録データフレーム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、（登録データフレームの往路のバッファリング長Ｂ１×２＋登録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。
【００５０】
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が登録データフレームをＬＡＮ９に送信してからデータベース分配ノード４ａが再び登録データフレームを受信するまでの時刻ｔ４は、ｔ３＋登録データフレーム最大長Ｂ３×バイトタイムＴ１となる。
【００５１】
したがって、登録データフレーム最大巡回時間Ｔ（登録データフレームが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＋登録データフレーム最大長Ｂ３）×バイトタイムＴ１となる。
【００５２】
第一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、他方を逆方向に登録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登録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からの登録データフレームＤ２をすべて受信してからノード４ｂへの登録データフレーム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、（登録データフレームの往路のバッファリング長Ｂ１＋登録データフレーム最大長Ｂ３）×バイトタイムＴ１となる。
【００５３】
さらに、ノード４ｂからノード４ｃへの登録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＋登録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が登録データフレームをＬＡＮ９に送信してからデータベース分配ノード４ａが再び登録データフレームを受信するまでの時刻ｔ４は、ｔ３＋登録データフレーム最大長Ｂ３×バイトタイムＴ１となる。
【００５４】
したがって、登録データフレーム最大巡回時間Ｔ（登録データフレームが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＋登録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。
【００５５】
各データベース分配ノード４では、登録データフレームのエラー検出・訂正を行っている。
エラー検出・訂正は登録データ通信、イベントデータ通信ともに同様の方法で行っている。ここでは登録データ通信を例にして説明する。登録データフレームのエラー検出・訂正は、登録データフレームを（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。
【００５６】
登録データフレームのうちヘッダ部については、登録データフレームの巡回のうち、往路の場合は自ノードの登録データ作成時と登録データフレーム受信直後、復路の場合は登録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、登録データフレーム全体をエラーとする。登録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登録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、マスターノードは登録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。
【００５７】
属性値データ部については、復路に他ノードの登録データを読み取る際に、登録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、登録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、登録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。
【００５８】
マスターノードは還ってきた登録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登録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７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。
【００５９】
再送信する際、ひとつの登録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。登録データ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、往路に自ノードの登録データ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、復路に他ノードの登録データを読み取っていく。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、マスターノードは登録データを指定しない。
【００６０】
（データベース分配ノード４からＥＣＵへのデータの送信）
次に、他ノードの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。
イベントデータ通信の場合、各データベース分配ノード４はイベントデータフレームから他ノードのＥＣＵ２のイベントデータを読み込むと、イベントデータ制御手段２５を介してＥＣＵ２に送信する。イベントデータ通信の場合はＥＣＵ２に送信するタイミングは設定されない。各データベース分配ノード４がイベントデータを受信すると、すぐにイベントデータを必要としているＥＣＵ２に送信する。
一方、登録データ通信の場合、各データベース分配ノード４は登録データフレームから他ノードのＥＣＵ２の登録データを読み込み、データベース７に記録する。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を介して登録データをデータベース７から受け取ることができる。
【００６１】
データ出力手段２３は前記メモリ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登録データ…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の登録データを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登録データを識別するための識別情報ＩＤが含まれている。
【００６２】
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登録データ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。
【００６３】
図８は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内のメモリ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、登録データの識別情報ＩＤ（個々の識別情報ＩＤを符号ＩＤａ，ＩＤｂ…を用いて表す）と、これらに対応する登録データの出力タイミング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、各登録データ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。
【００６４】
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登録データ…を出力することにより、登録データを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内の登録データ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。
【００６５】
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からの登録データを、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、その登録データをＣＡＮバス８に出力しないことによって、意味のない登録データの出力を抑えることができる。
【００６６】
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、登録データの値に変化がなくてもＥＣＵ２から入力された登録データがある毎に、登録データをＣＡＮバス８に出力するようにしてもよい。これによって、登録データ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、直結的な感覚で登録データの受け渡しを行うことができる。
【００６７】
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登録データを幾らか間引いて、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が必要とする登録データ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）で登録データ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。
【００６８】
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」である登録データについて、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、登録データを例えば操舵角が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。
【００６９】
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に送信する登録データは、他ノードに接続されたＥＣＵ２の登録データだけでなく、自ノードに接続されたＥＣＵ２の登録データでもよい。
【００７０】
本実施形態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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の第一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】通信スロットの説明図である。
【図４】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５】データベース分配ノード内で登録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。
【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
１２  イーサネット通信手段
２１  メモリ
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
２５  イベントデータ制御手段
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３  データフレーム
【図１】
2007251826.tif 000003
【図２】
2007251826.tif 000004
【図３】
2007251826.tif 000005
【図４】
2007251826.tif 000006
【図５】
2007251826.tif 000007
【図６】
2007251826.tif 000008
【図７】
2007251826.tif 000009
【図８】
2007251826.tif 000010