(57)【要約】【課題】ある車両の通信路に割り当てられた通信スケジュールを、他の車両に流用する場合に、流用先の通信スケジュールの変更を要しない技術を提供する。【解決手段】送信データを生成する複数のＥＣＵ１０〜６０を第１通信路７０と第２通信路８０に接続してＥＣＵ間通信を行う通信ネットワークシステム１であって、各ＥＣＵが生成する送信データに対してタイムスロットのナンバが割り当てられており、第１通信路に送出される送信データに割り当てられたナンバと重複する第２通信路におけるタイムスロットの送信データは、空データ、又は第１通信路における送信データと同一とし、各ＥＣＵは、自身に割り当てられたタイムスロットのタイミングで、第１通信路又は第２通信路、或いはその両方に送信データを送出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信データを生成する複数のＥＣＵ（電子制御ユニット）を第１通信路と第２通信路に接続してＥＣＵ間通信を行う通信ネットワークシステムであって、
前記各ＥＣＵが生成する前記送信データに対してタイムスロットのナンバが割り当てられており、
前記第１通信路に送出される前記送信データに割り当てられたナンバと重複する前記第２通信路におけるタイムスロットの送信データは、空データ、又は前記第１通信路における送信データと同一とし、
前記各ＥＣＵは、
自身に割り当てられたタイムスロットのタイミングで、前記第１通信路又は前記第２通信路、或いはその両方に前記送信データを送出する、
ことを特徴とする通信ネットワークシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、車両に搭載される複数のＥＣＵ（Electro Control Unit：電子制御ユニット）間の車載通信に用いられる、通信ネットワークシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エンジン制御等のパワートレイン系、エアコン制御等の電気系はともに、制御の内容が高度化し、更に、制御するシステムの数も増えたために、車両に搭載されるＥＣＵの数が増大している。これらＥＣＵを接続するワイヤーハーネスの数の増加を防止するために車載ＬＡＮ（Local Area Network）が広く利用されるようになった。
【０００３】
車載ＬＡＮでは、単一の通信路に、例えば、ＥＰＳ（Electronic Power Stearing）制御用、ＳＲＳ（Supplemental Restraint System）制御用、ＡＢＳ（Antilock Brake System）制御用等、それぞれがＥＣＵで構成されるアプリケーションノードが多数接続され、これらアプリケーションノード間でメッセージの送受信が行われる。
【０００４】
このアプリケーションノードを車載ＬＡＮの一形態であるＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）に適用した場合、各アプリケーションノードは、通信路を、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）方式に従い時分割多重で共通使用する。
具体的に、ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）では、一定時間（通信サイクル）内をタイムスロットに分割し、この分割されたタイムスロット毎に各ＥＣＵにより生成される送信データが割り当てられ、他のＥＣＵとの間でメッセージ交換を行う。このＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）は、最大で毎秒１０メガビットの高速なデータ転送レートを持つ、広帯域、高信頼性の通信プロトコルである。
【０００５】
ところで、上述したＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）の通信スケジュールは、通信サイクルと、この通信サイクル内でのＥＣＵによる時分割多重アクセスを管理するセグメントと、タイムスロットとにより構成される。
セグメントは、固定長のスタティックセグメントと、可変長のダイナミックセグメントとに分割される（例えば、特許文献１の段落番号「０００７」〜「０００８」参照。）。
【０００６】
上記した特許文献１におけるダイナミックセグメントを使用した通信スケジュールのタイムスロットの割り当ての一例を図７（ａ）に示す。
ここでは、１ｃｈ（チャンネル）用通信路と２ｃｈ用通信路の２系統のバスを介してＥＣＵを相互接続したバス二重化システムのタイムスロット割り当ての例が示されている。
【０００７】
図７（ａ）に示す例によれば、１ｃｈ用通信路のタイムスロット１にはＥＮＧ（Engine Control）１送信データが、タイムスロット２にはＥＮＧ２送信データが、タイムスロット３にはＶＳＡ（Vehicle Stability Assist）１送信データが、タイムスロット４にはＶＳＡ２送信データが、タイムスロット６にはＥＰＳ１送信データが、タイムスロット７にはＳＲＳ１を制御する送信データがそれぞれ割り当てられている。
尚、タイムスロット５は送信データが割り当てられていない空きタイムスロットである。そして、タイムスロットのナンバが若い順にデータを送信するようになっている。
【０００８】
又、２ｃｈ用通信路のタイムスロット１には機能Ａの送信データが、タイムスロット２には機能Ｂの送信データがそれぞれ割り当てられている。尚、タイムスロットのナンバ３〜９は、送信データが割り当てられていない空きタイムスロットである。２ｃｈ用通信路も１ｃｈ用通信路と同様に、タイムスロットのナンバが若い順にデータを送信するようになっている。
【０００９】
このように、従来のバス二重化システムにおいて、ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）の２ｃｈ用通信路を冗長用としてではなく拡張用として使用する場合、伝送効率を上げるために、２ｃｈ用通信路においても１ｃｈ用通信路で使用されたタイムスロットのナンバを利用していた。
このため、バス二重化システムの２ｃｈ用通信路に割り当てられた通信スケジュールを、必要とするアプリケーションノードの数が比較的少ない小型車に流用しようとした場合、送信データに割り当てられるタイムスロットのナンバが異なるため、ソフトウエアの再設計を行う必要があった。
【００１０】
具体的に、図７（ｂ）に示されるように、図７（ａ）で高級車の２ｃｈ用通信路のタイムスロット１に割り当てられた「機能Ａ」を１ｃｈしか持たない小型車に流用する場合、割り当てられるタイムスロットのナンバは”８”に変化する。これは、流用先の小型車において、２ｃｈ用通信路のタイムスロット１に既にＥＮＧ１が割り当て済みであることに起因する。従って、２ｃｈ用通信路に割り当てられた機能Ａを流用するにあたり、使用するタイムスロットの位置が変更になるため、それぞれのＥＣＵで生成されたデータを送信するにあたり、上記したソフトウエアの再設計が要求され、その結果、開発工数が増加してコストが増大する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】国際公開第２００８／０４１２７１号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、ある通信路に割り当てられた通信スケジュールを他の通信路に流用する場合に、流用先の通信スケジュールの変更を要することのない拡張性に優れた技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１に係る発明は、送信データを生成する複数のＥＣＵを第１通信路と第２通信路に接続してＥＣＵ間通信を行う通信ネットワークシステムであって、各ＥＣＵが生成する送信データに対してタイムスロットのナンバが割り当てられており、第１通信路に送出される送信データに割り当てられたナンバと重複する第２通信路におけるタイムスロットの送信データは、空データ、又は第１通信路における送信データと同一とし、各ＥＣＵは、自身に割り当てられたタイムスロットのタイミングで、第１通信路又は第２通信路、或いはその両方に送信データを送出する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明によれば、第１通信路に送出される送信データに割り当てられたナンバと重複する第２通信路におけるタイムスロットのデータは空または第１通信路における送信データと同一のデータとしたので、ＥＣＵが送信する送信データのスロットナンバを車種が変わっても統一することができる。従って、ＥＣＵのソフトウエアを再設計する必要が無くなり、その結果、開発工数の増加、及びコストアップといった従来の不都合が解消される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る通信ネットワークシステムの接続構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る通信ネットワークシステムを構成するＥＣＵの内部構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る通信ネットワークシステムの通信スケジュールの一例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る車載ＬＡＮシステムの通信スケジュールを高級車及び小型車に適用した場合の一例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る通信ネットワークシステムを新たな車種へ流用する場合の一例を模式的に示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る通信ネットワークシステムを構成するＥＣＵの動作を示すフローチャートである。
【図７】従来の通信ネットワークシステムの通信スケジュールの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
【実施例】
【００１７】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
（実施例の構成）
図１に示されるように、本実施例に係る通信ネットワークシステム１は、通信プロトコルにＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）を採用し、ＥＣＵ＃０（１０）、ＥＣＵ＃１（２０）、ＥＣＵ＃２（３０）、ＥＣＵ＃３（４０）、ＥＣＵ＃４（５０）、・・・ＥＣＵ＃ｎ（６０）をアプリケーションノードとして有する車載ＬＡＮである。
【００１８】
このうち、ＥＣＵ＃１（２０）のみ、１ｃｈと２ｃｈの２系統の通信路（１ｃｈ用通信路７０、２ｃｈ用通信路８０）に相互接続され、２ｃｈ用通信路８０を拡張用として使用している。一方、ＥＣＵ＃０（１０）、ＥＣＵ＃２（３０）、ＥＣＵ＃３（４０）、ＥＣＵ＃４（５０）、ＥＣＵ＃ｎ（６０）は、いずれも、１系統の通信路（１ｃｈ用通信路７０又は２ｃｈ用通信路８０のいずれか）に接続されている。尚、これらＥＣＵの組み合わせは任意である。
【００１９】
尚、ＥＣＵ＃０（１０）〜ＥＣＵ＃ｎ（６０）は、エンジン制御用、ＥＰＳ制御用、ＶＳＡ制御用のモータ等の負荷Ｌ０〜Ｌｎが接続された電子制御ユニットである。ＥＣＵ１０〜６０は、いずれもＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）に準拠してパケット交換を行う通信制御部を内蔵している。通信制御部の詳細は後述する。
【００２０】
ＥＣＵ＃１（２０）の内部構成を図２に示す。ＥＣＵ＃０（１０）〜ＥＣＵ＃ｎ（６０）は、いずれも同じ構成を有するため、ここでは、ＥＣＵ＃１（２０）の内部構成についてのみ説明する。
図２に示されるように、ＥＣＵ＃１（２０）は、アプリケーション処理部２１と、通信制御部２２と、送信データバッファ２３と、により構成される。
【００２１】
アプリケーション処理部２１は、ＥＣＵ＃１（２０）が本来持つ機能を実現する回路ブロックである。具体的に、アプリケーション処理部２１は、車両各部に実装された各種センサから取得される車両の状態情報に基づき、あらかじめプログラミングされた内容に従い、エンジン制御、ＥＰＳ制御、ＶＳＡ制御等のための、例えば、スロットル、モータ、センサ等の各種車両部品の駆動制御を行うマイクロコントローラで構成された回路ブロックである。
【００２２】
アプリケーション処理部２１は、他のＥＣＵとデータを交換するにあたり、送信データを生成し、生成した送信データを、送信データバッファ２３にバッファリングする。アプリケーション処理部２１は、通信制御部２２と協働して動作することにより、送信タイミングの到来を待ち、バッファリングされた送信データを、その送信単位であるパケットに組み立てて通信制御部２２に出力する。
【００２３】
通信制御部２２は、タイマ２２ａを内蔵する。通信制御部２２は、タイマ２２ａが、自身が送信すべき時間を示したときに、アプリケーション処理部２１が生成して送信データバッファ２３にバッファリングした送信データを読み出し、パケットに分解、組み立てを行い、１ｃｈ用通信路７０、又は２ｃｈ用通信路８０に送出する機能を有する。この通信制御部２２には、タイマ２２ａによって計時されるタイムスロットのナンバが幾つのときが自身のデータを送信するタイミングであるかと、その際の送信データの送信先である通信路（１ｃｈ用通信路７０又は２ｃｈ用通信路８０）が予め特定されている。ここでいうナンバとは、送信データに対して割り当てられるタイムスロットを一意に決定する識別情報のことをいう。
【００２４】
尚、通信制御部２２はＥＣＵ毎に設けられており、それぞれの通信制御部２２は、互いに通信を行うことで同期して計時するようになっている。
【００２５】
すなわち、通信制御部２２は、以下に示すタイムスロットナンバ管理表に従い、一元管理されるナンバに基づき、アプリケーション処理部２１で生成された送信データを、割り当てられたタイムスロットのタイミングで、１ｃｈ用通信路７０又は２ｃｈ用通信路８０、或いは、１ｃｈ用通信路７０と２ｃｈ用通信路８０の両方に送出する。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
尚、ＥＮＧ１，ＥＮＧ２のように、複数のタイムスロット（１、２）に跨って割り当てられる送信データは、ＥＮＧを制御するＥＣＵのように、１個のタイムスロットでは送信しきれない、比較的大容量の送信データである。
【００２８】
通信ネットワークシステム１を構成する各ＥＣＵ＃０（１０）〜ＥＣＵ＃ｎ（６０）は、このタイムスロットナンバ管理表に基づき送信データにタイムスロットを割り当て、割り当てられたタイムスロットのタイミングで送信データを１ｃｈ用通信路７０又は２ｃｈ用通信路８０に送出する。
【００２９】
尚、送信データバッファ２３は、通信制御部２２によりハンドリングされる送受信メッセージを一時格納する記憶手段である。
【００３０】
（実施例の動作）
次に、本実施例の動作について、図３（ａ）（ｂ）に示すダイナミックセグメントを使用した通信スケジュール、並びに図４（ａ）（ｂ）に示す通信ネットワークシステム１（車載ＬＡＮ）の接続構成を参照しながら説明する。
尚、図４（ａ）（ｂ）において、図１に示す番号と同じ番号が付されたブロックは、図１に示すブロックと同じ名称及び機能を持つブロックであるが、ＥＣＵ１０〜６０についてのみ、上記したタイムスロットナンバ管理表、及び図３（ａ）（ｂ）の通信スケジュールとの対応関係の理解を助けるためにそのノード名を付した。
【００３１】
図３（ａ）は、上記したタイムスロットナンバ管理表に基づくタイムスロットの割り当てを、１ｃｈ用通信路７０と２ｃｈ用通信路８０の２系統の通信路を有する高級車に適用した場合の通信スケジュールの一例であり、その通信スケジュールに従う車載ＬＡＮ１の接続構成例が図４（ａ）に示されている。又、図３（ｂ）は、１ｃｈ用通信路７０の１系統の通信路７０しか有しない小型車に適用した場合の通信スケジュールの一例であり、その通信スケジュールに従う車載ＬＡＮ１の接続構成例が図４（ｂ）に示されている。
【００３２】
図３（ａ）に示す通信スケジュール例において、図７（ａ）の従来例との差異は、本実施例に係る通信ネットワークシステム１が、１ｃｈ用通信路７０と２ｃｈ用通信路８０を構成するそれぞれのタイムスロットを示すナンバが一元管理されることによって、１ｃｈ用通信路７０と２ｃｈ用通信路８０とで同じ通信スケジュールを使用可としたことにある。ナンバが一元管理されることにより、１ｃｈ用通信路７０で使用済みのＩＤは２ｃｈ用通信路８０で使用することはできない。このため、２ｃｈ用通信路８０のタイムスロット１〜７は、空きタイムスロットになっており、結果的に、２ｃｈ用通信路８０のデータ転送量は低下するが、他車両への通信スケジュールの流用が容易になり、拡張性に優れた通信ネットワークシステム１を構築できる。以下にその詳細を説明する。
【００３３】
図３（ａ）（図４（ａ））によれば、１ｃｈ用通信路７０のタイムスロット１には、ＥＣＵ＃０（１０）により生成されるＥＮＧ１送信データが、タイムスロット２には、同じくＥＣＵ＃０（１０）により生成されるＥＮＧ２送信データが割り当てられている。又、タイムスロット３にはＥＣＵ＃１（２０）により生成されるＶＳＡ１送信データが、タイムスロット４には、同じくＥＣＵ＃１（２０）により生成されるＶＳＡ２送信データが割り当てられている。又、タイムスロット５は空きスロットである。又、タイムスロット６にはＥＣＵ＃２（３０）により生成されるＥＰＳ１送信データが、タイムスロット７には、ＥＣＵ＃３（４０）により生成されるＳＲＳ１送信データが割り当てられている。
【００３４】
そして、２ｃｈ用通信路８０のタイムスロット１〜７には送信データが１ｃｈ用通信路７０で既に割り当てがなされているため、使用不可である。又、タイムスロット８にＥＣＵ＃４（５０）で生成される機能Ａの送信データが、タイムスロット９にＥＣＵ＃ｎ（６０）で生成される機能Ｂの送信データが、それぞれ割り当てられている。尚、タイムスロット１０〜タイムスロット１３は空きタイムスロットである。
このように、ナンバは、１ｃｈ用通信路７０に送出される送信データに割り当てられるタイムスロット１〜７と、２ｃｈ用通信路８０に送出される送信データに割り当てられるタイムスロット８、９との間で重複が生じないように予め設定されている。
【００３５】
上記した通信スケジュールを、１系統の通信路７０しか持たない小型車に流用する場合の通信スケジュールの一例が図３（ｂ）に示されている。
図３（ｂ）（図４（ｂ））に示す通信スケジュールによれば、図３（ａ）の１ｃｈ用通信路７０の通信スケジュール同様、ＩＤ＝０００１のタイムスロット１にはＥＮＧ１送信データが、ＩＤ＝０００６のタイムスロット６にはＥＰＳ１送信データが、ＩＤ＝０００７のタイムスロット７にはＳＲＳ１送信データが割り当てられている。
【００３６】
又、機能Ａの送信データは、図３（ａ）の２ｃｈ用通信路８０のタイムスロット８同様、タイムスロット８に割り当てられている。尚、タイムスロット２〜タイムスロット４は空きスロットであり、タイムスロット５には、新規にＡＢＳ送信データが割り当てられている。
【００３７】
このように、車種に依存しないナンバの一元管理が行われることで、送信データに衝突が発生することはあり得ない。従って、図３（ａ）に示す通信スケジュールを他の車両に流用しようとした場合に、通信スケジュールの変更を行なうこと無く容易に行うことができる。
【００３８】
図５（ａ）（ｂ）に、本実施の形態に係る通信ネットワークシステム１を新たな車種へ流用する場合の一例が示されている。ここでは、図３（ｂ）に示す通信スケジュールを新たな車種（他の小型車）へ流用するケースが示されている。
【００３９】
図５（ａ）（ｂ）では、タイムスロット５に割り当てられているＡＢＳ制御用のＥＣＵを取り除き、ＶＳＡ制御用のＥＣＵを追加して車載ＬＡＮを構築するケースが例示されている。この場合、タイムスロット５を空きスロットとし、空きスロットになっているタイムスロット３、タイムスロット４に、追加するＥＣＵにより生成される送信データＶＳＡ１、ＶＳＡ２をそれぞれ割り当てることにより実現される。
【００４０】
このように、第１通信路に送出される送信データに割り当てられたナンバと重複する第２通信路におけるタイムスロットのデータは空または第１通信路における送信データと同一のデータとしたので、ＥＣＵが送信する送信データのスロットナンバを車種が変わっても統一することができる。従って、ＥＣＵのソフトウエアを再設計する必要が無くなり、その結果、開発工数の増加、及びコストアップといった従来の不都合が解消される。
【００４１】
ここで、上記した通信ネットワークシステム１を構成するＥＣＵ＃１（２０）の動作につき、図６のフローチャートを参照しながら説明する。
図６のフローチャートによれば、図２に示すアプリケーション処理部２１は、他のＥＣＵとデータ交換を実施するにあたり、ステップＳ１１で送信データを生成し、ステップＳ１２で、生成した送信データを送信データバッファ２３に一時バッファリングする。
【００４２】
通信制御部２２では、常時、内蔵のタイマ２２ａが時間を計時しており、ステップＳ１３で、タイマ２２ａが、自身が送信すべき時間を示したときに、先に送信データバッファ２３にバッファリングしたデータの送信タイミングが到来したと判定する。その他の時間を示したときにはその時間が来るまでループ（待ち状態を継続）する。続いて、通信制御部２２は、ステップＳ１４で指定される宛先となる通信路（１ｃｈ用通信路７０又は２ｃｈ用通信路８０）に従い、先に送信データバッファ２３にバッファリングされた送信データの読み出しを行ない、送信パケットに組み立てて、通信路に送出する。
【００４３】
即ち、通信制御部２２は、ステップＳ１４で、指定チャンネルが１ｃｈ用通信路７０であれば、ステップＳ１５で、パケットに組み立て後１ｃｈ用通信路７０に送出し、ステップＳ１４で２ｃｈ用通信路であれば、ステップＳ１６でパケットに組み立て後２ｃｈ用通信路８０に送出し、ステップＳ１４で指定チャンネルが特定されていなければ、パケット組み立て後、１ｃｈ用通信路７０と２ｃｈ用通信路８０の両方に送出する。
【００４４】
（実施例の効果）
本実施例に係る通信ネットワークシステム１によれば、第１通信路に送出される送信データに割り当てられたナンバと重複する第２通信路におけるタイムスロットのデータは、空または第１通信路における送信データと同一のデータとしたので、ＥＣＵ１０〜６０が送信する送信データのスロットナンバを車種が変わっても統一することができる。従って、例えば、図６にフローチャートで示すＥＣＵのソフトウエアを再設計する必要が無くなり、その結果、開発工数の増加、及びコストアップといった従来の不都合が解消される。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明の通信ネットワークシステム１は、ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）プロトコルに準拠したフレックスレイ通信アダプタを有するＥＣＵ間でパケット交換を行う車載ＬＡＮに好適である。
【符号の説明】
【００４６】
１…通信ネットワークシステム、１０、２０、３０、４０、５０、６０…ＥＣＵ、２１…アプリケーション処理部、２２…通信制御部、２３…送信データバッファ、７０…第１（１ｃｈ用）通信路、８０…第２（２ｃｈ用）通信路、Ｌ０〜Ｌｎ…負荷。
【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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