ネットワークシステム
【課題】いずれかの中継装置の故障時に他の中継装置の負荷を増大させることなく対処可能なネットワークシステムを提供する。
【解決手段】ＥＣＵ１では、シリアル番号ＳＮを順次インクリメントしながらＩＤ＝００２Ｈの通信フレームを一定の通信間隔毎に送信する。このとき各通信フレームのＣＴＦの値は００Ｈ，０１Ｈ，０２Ｈ，…と変化する。そして、ＣＴＦのＬＳＢが０（即ち、シリアル番号ＳＮが偶数）に設定された通信フレームは、ＧＷ２（中継装置）を介し、ＣＴＦのＬＳＢが１（シリアル番号ＳＮが奇数）に設定された通信フレームは、ＧＷ１（中継装置）を介して、第２車載ＬＡＮ５から第１車載ＬＡＮ３に中継される。このため、ＧＷ１，ＧＷ２のうち一方が故障した場合には、通信フレームの受信間隔が２倍に長くなるだけで、特定のＩＤコードが付与された通信フレームの受信が完全に途絶えてしまうことがない。
【解決手段】ＥＣＵ１では、シリアル番号ＳＮを順次インクリメントしながらＩＤ＝００２Ｈの通信フレームを一定の通信間隔毎に送信する。このとき各通信フレームのＣＴＦの値は００Ｈ，０１Ｈ，０２Ｈ，…と変化する。そして、ＣＴＦのＬＳＢが０（即ち、シリアル番号ＳＮが偶数）に設定された通信フレームは、ＧＷ２（中継装置）を介し、ＣＴＦのＬＳＢが１（シリアル番号ＳＮが奇数）に設定された通信フレームは、ＧＷ１（中継装置）を介して、第２車載ＬＡＮ５から第１車載ＬＡＮ３に中継される。このため、ＧＷ１，ＧＷ２のうち一方が故障した場合には、通信フレームの受信間隔が２倍に長くなるだけで、特定のＩＤコードが付与された通信フレームの受信が完全に途絶えてしまうことがない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載ネットワーク間を複数の中継装置により相互接続することで構成されたネットワークシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、独立した二つのネットワークを複数の中継装置（ゲートウェイ）で相互接続したネットワークシステムが知られている。
この種のネットワークシステムでは、例えば、中継装置が二つある場合、一方の中継装置は奇数番地の宛先へ、他方の中継装置は偶数番地の宛先への通信を中継することで、中継装置の負荷を分散したり、一方の中継装置が故障した場合に、他方の中継装置に代理中継を行わせたり、各中継装置に一定周期でブロードキャスト通信を行わせることにより、互いに他の中継装置が正常に動作しているか否かを検知し合わせたりすることが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
なお、代理中継は、具体的には、通信先端末に通信フレームが届かなかった場合、通信元端末に再送フラグを設定した通信フレームを再送信させ、中継装置は、この再送フラグが設定された通信フレームを、宛先が奇数番地か偶数番地かによらず無条件に中継することで実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１７３６９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述のネットワークシステムでは、一方の中継装置が故障すると、他方の中継装置の負荷が増大してしまい、故障していない側の中継装置の処理にも影響を与えてしまう可能性があるという問題があった。
【０００６】
また、上述のネットワークシステムのように通信元端末に通信フレームを再送信させるためには、通信先から通信元に対してアクノリッジ信号を返送する必要があり、このようなアクノリッジ信号の返送を行わないシステムには、上述の代理送信を適用することができないという問題もあった。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決するために、いずれかの中継装置の故障時に他の中継装置の負荷を増大させることなく対処可能なネットワークシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するためになされた本発明のネットワークシステムは、車載ネットワーク間を複数の中継装置により相互接続することで構成され、通信フレームのうち車載ネットワーク間で中継する必要のあるものを中継フレームとして、その中継フレームには中継時に経由させる中継装置を指定するための指定情報が少なくとも含まれている。
【０００９】
そして、中継装置は、中継フレームの中継の要否を指定情報に従って判断し、中継フレームの通信元となる端末装置である通信元端末は、同一種別に分類される中継フレームが、同一の中継装置を連続して経由することがないように、指定情報の設定を行う。
【００１０】
このように構成された本発明のネットワークシステムでは、同一種別に分類される中継フレームは、同一の中継装置を連続して経由することがなく、具体的には、例えば、二つの中継装置が存在する場合には、交互に中継することになる。このため、いずれかの中継装置が故障した場合に、中継フレームが二フレーム以上連続して受信不能となることがないため、中継フレームを利用する通信先端末では、受信するフレーム間隔が粗くなるものの、中継フレームに基づく処理を継続することができる。
【００１１】
このように、本発明のネットワークシステムによれば、中継装置が故障した場合でも、代理送信等の特別な処理に依存することなく、正常な動作を継続することができる。
ところで、通信フレームが、フレーム種別を識別するためのフレーム識別子を有する場合、中継装置は、フレーム識別子によって、中継フレームであるか否かを判断するように構成されていてもよい。
【００１２】
即ち、本発明は、このような形態の車載ネットワークの一つであるＣＡＮに対して好適に適用することができる。
また、車載ネットワークにおいて、フレーム種別毎に通信フレームの送出タイミングが設定されている場合、中継装置は、送出タイミングによって、中継フレームであるか否かを判断するように構成されていてもよい。
【００１３】
即ち、本発明は、このような形態の車載ネットワークの一つであるＦｌｅｘＲａｙ（Daimler Chrysler AG の登録商標）に対して好適に適用することができる。
ところで、指定情報を用いた中継フレームの振り分け方の一例として、具体的には、次の手法が考えられる。
【００１４】
即ち、中継装置がＭ（Ｍは２以上の整数）個存在する場合、中継装置のそれぞれには、０，１，…，Ｍ−１のいずれかの値を振分識別子として割り当て、通信元端末は、指定情報として、フレーム種別毎に管理され且つ通信フレームを送信する毎にインクリメントされる０〜Ｍ−１の値からなるシリアル番号を設定する。
【００１５】
そして、中継装置は、中継フレームの指定情報として設定されたシリアル番号をＭで割った余りが、自身の中継装置に割り当てられた振分識別子と一致する場合に、その中継フレームの中継を行う。
【００１６】
このように構成された本発明のネットワークシステムによれば、中継装置の設置数が増減した場合に、通信元端末で設定するシリアル番号の上限値と、中継装置に割り当てる振分識別子を適宜変更するだけで簡単に対応することができる。
【００１７】
本発明のネットワークシステムにおいて、中継フレームが、フレーム種別毎に決められた設定周期で送信されるように設定されている場合、中継装置は、フレーム種別毎に、最後の中継からの経過時間を計測し、その経過時間が、設定周期に基づいて設定された途絶判定閾値を経過した場合に、予め設定された代理フレームを送信してもよい。
【００１８】
このように構成された本発明のネットワークシステムによれば、何等かの理由で通信元端末と中継装置との間（即ち、通信元端末が接続された車載ネットワーク内）で中継フレームが消失した場合に、代理フレームが送信されるため、通信先端末では、その代理フレームを用いて処理を継続することができる。
【００１９】
また、本発明のネットワークシステムによれば、通信フレームの受信状態を監視することによって、通信フレームの欠落が発生した場合の原因を、代理フレームの受信がなければ中継装置の異常、代理フレームの受信があれば通信元ネットワークの異常であると絞り込むことができ、その結果、異常への対処を的確に行うことができると共に、修理に要する手間も軽減することができる。
【００２０】
ここで、中継装置が送信する代理フレームは、最低限必要な精度が確保されるような規定値を設定したものであってもよいが、例えば、中継装置に、フレーム種別毎に最後に中継した中継フレームを保持フレームとして記憶させ、この保持フレームを代理フレームとして送信させるように構成してもよい。
【００２１】
この場合、通信先端末では、前回の中継フレームで受信したものと同じ値を用いて処理を実行することになるため、処理精度を大きく劣化させることなく処理を継続することができる。
【００２２】
なお、中継装置は、代理フレームに、代理送信された通信フレームであることを示す情報を含ませることが望ましい。なお、中継フレームには、その情報を設定する領域が予め用意されていてもよいし、中継装置が新たに付加するようにしてもよい。但し、後者の場合は、通信元ネットワークと通信先ネットワークとで中継フレームのフレーム長が変化してしまうため、前者の方が望ましい。
【００２３】
また、中継フレームの設定周期は、その中継フレームを使用する処理において要求される処理精度を確保するために最低限必要な受信間隔の半分以下に設定されていることが望ましい。
【００２４】
この場合、いずれか一つの中継装置が故障した場合に、通信先端末での処理を、精度を低下させることなく継続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施形態のネットワークシステムの全体構成を示すブロック図。
【図２】中継フレームの主要部の構成を示す説明図。
【図３】中継装置のマイコンが実行する中継処理の内容を示すフローチャート。
【図４】正常時の中継動作を示す説明図。
【図５】一方の中継装置が故障した場合の中継動作を示す説明図。
【図６】通信元ネットワークの障害で一部の中継フレームが紛失した場合の中継動作を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
＜全体構成＞
図１は、実施形態のネットワークシステム１の概要を示すブロック図である。
【００２７】
ネットワークシステム１は、図１に示すように、それぞれバス状の通信線（以下「バスライン」と称する。）Ｌ１に端末装置として接続された複数の電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０（２０ａ，２０ｂ，…）からなる車載ネットワークとしての第１車載ＬＡＮ（Local Area Network）３と、バスラインＬ２に端末装置として接続された複数のＥＣＵ３０（３０ａ，３０ｂ，…）からなる車載ネットワークとしての第２車載ＬＡＮ５と、第１及び第２車載ＬＡＮ３，５を相互接続する中継装置１０（１０ａ，１０ｂ）とを備えている。
【００２８】
なお、第１及び第２車載ＬＡＮ３，５を介して行うデータ通信は、車載ＬＡＮで一般的に利用されているＣＡＮ（ドイツ、Robert Bosch社が提案した「Controller Area Network 」）プロトコルを用いている。
【００２９】
＜通信フレームの構成＞
第１及び第２車載ＬＡＮ３，５で使用される通信フレームは、フレームの開始を表すスタートオブフレーム、フレームの優先順位等を表すアービトレーションフィールド、データのバイト数等を表すコントロールフィールド、転送するデータの実体であるデータフィールド、フレームの誤りをチェックするためのＣＲＣを付加するＣＲＣフィールド、正しいメッセージを受信したユニットからの通知（ＡＣＫ）を受けるＡＣＫフィールド、フレームの終了を表すエンドオブフレームからなり、ＣＡＮプロトコルにおいて周知のものである。
【００３０】
ここで、中継装置１０を介した中継を行う際に使用する通信フレームである中継フレームについて説明する。
図２は、中継フレームの構成のうち、以下の説明で必要となるアービトレーションフィールド（以下「ＩＤ領域」という）、及びデータフィールド（以下「ＤＴ領域」という）を抽出したものである。
【００３１】
図２に示すように、ＩＤ領域には、ＤＴ領域にどのようなメッセージが割り付けられたフレームか（即ち、フレーム種別）を識別すると共に、メッセージの優先度を示すためのＩＤコード（フレーム識別子）が設定される。
【００３２】
中継フレームのＤＴ領域は、中継装置１０による中継を制御するための中継制御領域（ＣＴＦ）と、ＥＣＵ間で送受信されるデータの実体である転送データ領域（ＤＴＦ）とからなる。
【００３３】
そして、ＣＴＦには、ＥＣＵ２０，３０から送信された通常の中継フレームであるか、中継装置１０にて代理送信された代理フレーム（後述する）であるかを示す代理フラグＦと、フレーム種別毎に個別に管理され、個々の中継フレームを識別するための識別情報となるシリアル番号ＳＮとが設定される。なお、本実施形態では、フラグは１ビットで構成され、０が通常フレーム、１が代理フレームを表す。また、シリアル番号ＳＮは７ビットで構成され、００Ｈ〜８ＦＨの値が設定される。
【００３４】
＜ＥＣＵ＞
ＥＣＵ２０（又は３０）は、いずれも基本的には同様の構成をしており、バスラインＬ１（又はＬ２）へのデータの送出、バスラインＬ１（又はＬ２）からのデータの取込を行うトランシーバ、周知のＣＡＮプロトコルに従って車載ＬＡＮ３（又は５）を介した通信を制御するＣＡＮコントローラからなる通信回路２１と、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏを中心に構成され、ＣＡＮコントローラを制御して他のＥＣＵとの通信を行うことにより、他のＥＣＵと連動して、自ＥＣＵに割り当てられた機能を実現するための各種処理を実行するマイクロコンピュータ（マイコン）２２とを備えている。
【００３５】
各ＥＣＵ２０，３０には、他のＥＣＵに送信するメッセージのＩＤコード（送信ＩＤ）と、自身が受信すべきメッセージのＩＤコード（受信ＩＤ）が割り当てられ、また、マイコン２２を構成するＲＡＭには、送信ＩＤ毎にシリアル番号ＳＮを管理する領域が用意されている。なお、このシリアル番号ＳＮは、使用される毎（その領域に対応する送信ＩＤを付与した通信フレームの送信を行う毎）に更新（インクリメント）される。
【００３６】
そして、マイコン２２は、通信フレームを送信する時には、メッセージの本体であるＤＴ領域を生成してこれを通信回路２１に供給する共に、通信回路２１から供給されるＤＴ領域の内容に従って各種処理を実行する。特に、送信する通信フレームが中継フレームである場合、マイコン２２は、ＤＴ領域内に、送信するメッセージの送信ＩＤに対応付けられたシリアル番号ＳＮを設定したＣＴＦ領域を生成する。
【００３７】
通信回路２１は、マイコン２２から供給されたＤＴ領域を、送信ＩＤを付与した通信フレームに載せて送信する共に、受信ＩＤが付与された通信フレームの受信し、そのＤＴ領域をマイコン２２に供給する。
【００３８】
なお、通信フレームは、送信ＩＤ（フレーム種別）毎に、通信間隔が設定されており、その通信間隔は、該通信フレームに基づく処理を実行する通信先ＥＣＵが、所望の処理精度を確保できる必要最低限の受信間隔の１／２以下の長さに設定されている。
【００３９】
＜中継装置＞
中継装置１０は、ＥＣＵ２０，３０を構成する通信回路２１、マイコン２２と同様に構成された通信回路１１，１２、マイコン１３と、代理フレームを記憶するための記憶回路１４とを備えている。但し、通信回路１１はバスラインＬ１に接続され、通信回路１２はバスラインＬ２に接続されている。
【００４０】
通信回路１１には、第１車載ＬＡＮ３に接続されたＥＣＵ２０から送信され、第２車載ＬＡＮ５に接続されたＥＣＵ３０に中継する必要のある通信フレームのＩＤコード（中継ＩＤ）が割り当てられ、また、通信回路１２には、第２車載ＬＡＮ５に接続されたＥＣＵ３０から送信され、第１車載ＬＡＮ３に接続されたＥＣＵ２０に中継する必要のある通信フレームのＩＤコードが割り当てられている。そして、これら通信回路１１，１２に割り当てられたＩＤコード（中継ＩＤ）と一致する送信ＩＤを有した通信フレームを中継フレームとして取り込むように設定されている。
【００４１】
記憶回路１４には、中継ＩＤ毎に少なくとも一つの通信フレームを記憶する領域が設けられている。以後、記憶回路１４に記憶されている通信フレームを保持フレームという。また、マイコン１３には、中継ＩＤ毎に、最後の中継からの経過時間を表す経過タイマーが設けられていると共に、中継フレームの受信が途絶しているか否かを判定するための途絶判定閾値が設定されている。
【００４２】
なお、途絶判定閾値は、例えば、対象となる通信フレーム（中継フレーム）について設定された通信間隔に、システムの特性等に基づいて設定される許容遅延時間を加えた値を用いればよい。
【００４３】
また、各中継装置１０には、中継を分担する中継フレームの振り分けに使用する振分識別子が割り当てられており、本実施形態では、中継装置１０ａの振分識別子が１、中継装置１０ｂの振分識別子が０に設定されている。
【００４４】
＜中継処理＞
ここで、中継装置１０のマイコン１３が実行する中継処理の内容を、図３に示すフローチャートに沿って説明する。なお、本処理は、中継装置１０に電源が投入されると起動する。また、本処理と並行して、中継ＩＤ毎に設けられた経過タイマーを一定時間毎に更新（インクリメント）する処理が少なくとも実行される。
【００４５】
本処理が起動すると、まず、Ｓ１１０では、全ての経過タイマーをゼロクリアすることで初期化し、Ｓ１２０では、通信回路１１，１２が中継フレームを取り込んだか否かを判断し、中継フレームを取り込んでいる場合は、Ｓ１３０に進む。
【００４６】
Ｓ１３０では、取り込んだ中継フレームに設定されているシリアル番号ＳＮを参照して、中継を実行すべきか否かを判断する。ここでは、識別情報のＬＳＢ（即ち、識別情報を中継装置１０の数２で割った余り）と、中継装置１０に割り当てられた振分識別子とを比較し、両者が一致する場合に、中継を実行すべきであると判断する。
【００４７】
Ｓ１３０にて中継を実行すべきと判断した場合は、Ｓ１４０に進み、通信回路１１，１２のうち、中継フレームを取り込んだ側を受信側通信回路、他方の側を送信側通信回路として、受信側通信回路が取り込んだ中継フレームを送信側通信回路に送信させる。
【００４８】
Ｓ１５０では、その送信した中継フレームによって、記憶回路１４に記憶されている保持フレームを更新し、Ｓ１６０では、中継に係る経過タイマーを初期化して、Ｓ１２０に戻る。
【００４９】
先のＳ１２０にて、中継フレームを取り込んでいないと判断した場合、又は先のＳ１３０にて、中継を実行すべきではないと判断した場合は、Ｓ１７０に進む。但し、Ｓ１３０からＳ１７０に移行する場合は、取り込んだ中継フレームをそのまま破棄する。
【００５０】
Ｓ１７０では、途絶判定閾値を超えた経過タイマー（以下「時間超過タイマー」という）が存在するか否かを判断し、存在しなければ、Ｓ１２０に戻る。
Ｓ１７０にて、時間超過タイマーが存在すると判断した場合は、Ｓ１８０に進み、その時間超過タイマーに対応付けられた中継ＩＤの保持フレームを、代理フレームとして送信側通信回路に送信させ、続く、Ｓ１９０では、代理送信に係る経過タイマーを初期化してＳ１２０に戻る。
【００５１】
＜動作＞
次に、ネットワークシステム１による通信フレームの中継動作について説明する
但し、各車載ＬＡＮ３，５上における通信フレームの基本的な送受信動作は、ＩＤ領域を用いてビット単位非破壊アービトレイションを行う周知のＣＡＮプロトコルに従って実行されるものであるため、ここではその説明を省略する。
【００５２】
ここで図４は、正常時における通信フレームの中継動作を示す説明図である。
なお、第２車載ＬＡＮ５に接続されたＥＣＵ３０の一つをＥＣＵ１、第１車載ＬＡＮ３に接続されたＥＣＵ２０の一つをＥＣＵ２、二つの中継装置１０（１０ａ，１０ｂ）をＧＷ１（振分識別子＝１），ＧＷ２（振分識別子＝０）として、ＥＣＵ１の送信ＩＤ、ＥＣＵ２の受信ＩＤ、ＧＷ１，ＧＷ２の中継ＩＤには、それぞれＩＤ＝００２Ｈが少なくとも含まれているものとする。即ち、ＥＣＵ１から送信されるＩＤ＝００２Ｈに設定された通信フレームがＧＷ１，ＧＷ２を介してＥＣＵ２にて受信される場合について説明する。
【００５３】
図４に示すように、ＥＣＵ１では、シリアル番号ＳＮを順次インクリメントしながらＩＤが００２Ｈに設定された通信フレームを一定の通信間隔毎に送信する。このとき代理フラグはＦ＝０に設定されるため、通信フレームを送信する毎に、設定されるＣＴＦの値は００Ｈ，０１Ｈ，０２Ｈ，…と変化する。
【００５４】
ＣＴＦのＬＳＢが０（即ち、シリアル番号ＳＮが偶数）に設定された通信フレームは、ＧＷ２を介し、ＣＴＦのＬＳＢが１（シリアル番号ＳＮが奇数）に設定された通信フレームは、ＧＷ１を介して、第２車載ＬＡＮ５から第１車載ＬＡＮ３に中継される。
【００５５】
つまり、ＧＷ１，ＧＷ２は、ＩＤが００２Ｈに設定された通信フレームを交互に中継し、ＥＣＵ２では、ＩＤが００２Ｈに設定された通信フレームを漏れなく受信することになる。
【００５６】
次に図５は、ＧＷ２が故障した場合の動作を示す説明図である。
図５に示すように、ＥＣＵ２では、ＧＷ１を介して中継された通信フレームだけが受信されることになる。つまり、正常時の通信間隔の倍の周期で通信フレームを受信することになるが、通信間隔は、元々、必要な処理精度を確保できる必要最低限の１／２の周期で送信されているため、周期が２倍になっても、ＥＣＵ２にて必要な処理精度は確保されることになる。
【００５７】
次に図６は、第２車載ＬＡＮ５での障害により、一部の通信フレームをＧＷ１，ＧＷ２が受信することができなかった場合の動作を示す説明図である。
図６に示すように、シリアル番号ＳＮが０３Ｈ及び０４Ｈに設定された通信フレームが障害の影響を受けたものとする。ＧＷ１では、シリアル番号ＳＮが０３Ｈの通信フレームを確認できないため、前回の中継（シリアル番号ＳＮが０１Ｈの通信フレームの中継）時に初期化された経過タイマーが途絶判定閾値に達した時点で、保持フレーム（即ち、前回の中継フレーム）を代理フレームとして送信する。
【００５８】
一方、ＧＷ２では、シリアル番号ＳＮが０４Ｈの通信フレームを確認できないため、前回の中継（シリアル番号ＳＮが０２Ｈの通信フレームの中継）時に初期化された経過タイマーが途絶判定閾値に達した時点で、保持フレーム（即ち、前回の中継フレーム）を代理フレームとして送信する。
【００５９】
なお、ＧＷ１，ＧＷ２にて代理フレームを送信する時には、ＣＴＦの代理フラグＦを１に設定するため、ＣＴＦの値は、シリアル番号ＳＮそのものではなく、シリアル番号ＳＮに８０Ｈを加えた値となる。
【００６０】
その後、障害から復帰すると、正常時の動作が行われる。
これにより、ＥＣＵ２では、シリアル番号ＳＮが０３Ｈ，０４Ｈの通信フレームを受信することができないが、代わりに、代理フラグＦが１に設定され且つシリアル番号ＳＮが０１Ｈ，０２Ｈ（即ち、ＣＴＦは８１Ｈ，８２Ｈ）の代理フレームを受信することになる。
【００６１】
＜効果＞
以上説明したように、ネットワークシステム１では、二つの車載ＬＡＮ３，５を二つの中継装置１０ａ，１０ｂで接続し、同一のＩＤコード（フレーム種別）を有する中継フレームは、二つの中継装置１０ａ，１０ｂで交互に中継されるように設定されている。
【００６２】
従って、ネットワークシステム１によれば、一方の中継装置１０が故障した場合には、同一ＩＤコードを有する中継フレームの受信間隔が２倍に粗くなるものの、特定のＩＤコードを有する中継フレームの受信が途絶えてしまうことがないため、その中継フレームに基づく処理を継続することができる。
【００６３】
しかも、ネットワークシステム１によれば、ＩＤコード毎に通信周期が設定され、その通信周期は、受信側ＥＣＵ２０，３０において、所望の処理精度を確保するために必要な受信周期の１／２に設定されているため、中継装置１０の故障によって、中継フレームの受信間隔が２倍になっても、その処理について最低限必要な処理精度を確保することができる。
【００６４】
つまり、ネットワークシステム１によれば、いずれか一方の中継装置１０に異常が発生した場合に、中継装置１０は互いの動作状態を監視しなくても、十分な対処できるようにされているため、中継装置１０の構成を簡易なものとすることができる。
【００６５】
また、ネットワークシステム１では、中継装置１０が、中継フレームのＩＤコード（中継ＩＤ）毎に、先の中継からの経過時間を計測する経過タイマーを備え、その経過タイマーが途絶判定閾値に達すると代理フレームを送信するようにされている。
【００６６】
従って、ネットワークシステム１によれば、中継フレームの受信状態を監視することによって、中継フレームの欠落が発生した場合に、代理フレームの受信がなければ中継装置１０の異常、代理フレームの受信があれば通信元ネットワークの異常であるものとして異常の原因を絞り込むことができ、その結果、異常への対処を的確に行うことができ、また、修理に要する手間を軽減することもできる。
【００６７】
また、ネットワークシステム１では、中継フレームにシリアル番号ＳＮを付与すると共に、中継装置１０に振分識別子を割り当て、シリアル番号ＳＮを中継装置１０の数で割った値が振分識別子と一致するか否かによって、中継フレームの振り分けを行っている。
【００６８】
従って、ネットワークシステム１によれば、中継装置１０の数を変更した場合に、ＥＣＵ２０，３０で設定するシリアル番号ＳＮの上限値（（中継装置１０の数の整数倍）−１に設定）と、各中継装置１０に割り当てる振分識別子を適宜変更するだけで簡単に対応することができる。
［他の実施形態］
以上本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において様々な態様にて実施することが可能である。
【００６９】
例えば、上記実施形態では、中継装置１０の通信回路１１，１２によって中継フレームを一旦取り込んでから、シリアル番号ＳＮを確認して中継を実行すべきか否かを判断しているが、通信回路１１，１２を、シリアル番号ＳＮを参照できるように構成し、ＩＤコードが中継ＩＤと一致し且つシリアル番号ＳＮが中継を実行すべきものである場合のみ、その通信フレームを取り込むように構成してもよい。
【００７０】
上記実施形態では、中継フレームに予め用意された中継制御領域ＣＴＦ中に代理フラグＦの領域を確保しているが、中継装置１０が代理フラグＦの領域を新たに追加するように構成してもよい。
【００７１】
但し、その場合、中継フレームの通信元と通信ＳＳ空き元と中継先でデータ長が変化するため、中継元となる送信フレームに予め領域が確保されている方がより望ましい。
上記実施形態では、中継装置１０が代理フレームを送信する機能を備えているが、この機能は省略されていてもよい。
【００７２】
上記実施形態では、代理フレームとして、保持フレーム（即ち、前回の中継フレーム）を用いているが、故障時に必要最低限の処理精度が確保されるような固定値を用いて、中継ＩＤ毎に予め設定された固定フレームを用いてもよい。
【００７３】
上記実施形態では、シリアル番号ＳＮを用いて、二つの中継装置１０に中継フレームを振り分けているが、中継フレームを送信するＥＣＵ２０，３０にて、シリアル番号ＳＮの代わりに振分識別子（連番である必要はない）そのものを順番に付与するように構成してもよい。
【００７４】
上記実施形態では、車載ＬＡＮ３，５としてＣＡＮを用いているが、これに限るものではなく、例えば、ＦｌｅｘＲａｙ（Daimler Chrysler AG の登録商標）を用いてもよい。
この場合、ＥＣＵ２０，３０は、フレーム種別（メッセージの内容）毎に割り当てられた送出タイミング（セグメント）を用いて通信フレームを送信し、中継装置１０は、その送出タイミングによって、中継フレームであるか否かを判断するように構成すればよい。
【００７５】
しかし、このようにフレーム種別と送出タイミングとを一意に関連付けない場合は、ＩＤコードを設定するＩＤ領域を、中継制御領域ＣＴＦと同様にデータ領域内に設け、中継装置１０は、このデータ領域内のＩＤ領域を参照することによって、中継フレームであるか否かを判断するように構成すればよい。
【符号の説明】
【００７６】
１…ネットワークシステム ３，５…車載ＬＡＮ １０…中継装置 １１，１２，２１…通信回路 １３，２２…マイクロコンピュータ（マイコン） １４…記憶回路 ２０，３０…ＥＣＵ Ｌ１，Ｌ２…バスライン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載ネットワーク間を複数の中継装置により相互接続することで構成されたネットワークシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、独立した二つのネットワークを複数の中継装置（ゲートウェイ）で相互接続したネットワークシステムが知られている。
この種のネットワークシステムでは、例えば、中継装置が二つある場合、一方の中継装置は奇数番地の宛先へ、他方の中継装置は偶数番地の宛先への通信を中継することで、中継装置の負荷を分散したり、一方の中継装置が故障した場合に、他方の中継装置に代理中継を行わせたり、各中継装置に一定周期でブロードキャスト通信を行わせることにより、互いに他の中継装置が正常に動作しているか否かを検知し合わせたりすることが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
なお、代理中継は、具体的には、通信先端末に通信フレームが届かなかった場合、通信元端末に再送フラグを設定した通信フレームを再送信させ、中継装置は、この再送フラグが設定された通信フレームを、宛先が奇数番地か偶数番地かによらず無条件に中継することで実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１７３６９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述のネットワークシステムでは、一方の中継装置が故障すると、他方の中継装置の負荷が増大してしまい、故障していない側の中継装置の処理にも影響を与えてしまう可能性があるという問題があった。
【０００６】
また、上述のネットワークシステムのように通信元端末に通信フレームを再送信させるためには、通信先から通信元に対してアクノリッジ信号を返送する必要があり、このようなアクノリッジ信号の返送を行わないシステムには、上述の代理送信を適用することができないという問題もあった。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決するために、いずれかの中継装置の故障時に他の中継装置の負荷を増大させることなく対処可能なネットワークシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するためになされた本発明のネットワークシステムは、車載ネットワーク間を複数の中継装置により相互接続することで構成され、通信フレームのうち車載ネットワーク間で中継する必要のあるものを中継フレームとして、その中継フレームには中継時に経由させる中継装置を指定するための指定情報が少なくとも含まれている。
【０００９】
そして、中継装置は、中継フレームの中継の要否を指定情報に従って判断し、中継フレームの通信元となる端末装置である通信元端末は、同一種別に分類される中継フレームが、同一の中継装置を連続して経由することがないように、指定情報の設定を行う。
【００１０】
このように構成された本発明のネットワークシステムでは、同一種別に分類される中継フレームは、同一の中継装置を連続して経由することがなく、具体的には、例えば、二つの中継装置が存在する場合には、交互に中継することになる。このため、いずれかの中継装置が故障した場合に、中継フレームが二フレーム以上連続して受信不能となることがないため、中継フレームを利用する通信先端末では、受信するフレーム間隔が粗くなるものの、中継フレームに基づく処理を継続することができる。
【００１１】
このように、本発明のネットワークシステムによれば、中継装置が故障した場合でも、代理送信等の特別な処理に依存することなく、正常な動作を継続することができる。
ところで、通信フレームが、フレーム種別を識別するためのフレーム識別子を有する場合、中継装置は、フレーム識別子によって、中継フレームであるか否かを判断するように構成されていてもよい。
【００１２】
即ち、本発明は、このような形態の車載ネットワークの一つであるＣＡＮに対して好適に適用することができる。
また、車載ネットワークにおいて、フレーム種別毎に通信フレームの送出タイミングが設定されている場合、中継装置は、送出タイミングによって、中継フレームであるか否かを判断するように構成されていてもよい。
【００１３】
即ち、本発明は、このような形態の車載ネットワークの一つであるＦｌｅｘＲａｙ（Daimler Chrysler AG の登録商標）に対して好適に適用することができる。
ところで、指定情報を用いた中継フレームの振り分け方の一例として、具体的には、次の手法が考えられる。
【００１４】
即ち、中継装置がＭ（Ｍは２以上の整数）個存在する場合、中継装置のそれぞれには、０，１，…，Ｍ−１のいずれかの値を振分識別子として割り当て、通信元端末は、指定情報として、フレーム種別毎に管理され且つ通信フレームを送信する毎にインクリメントされる０〜Ｍ−１の値からなるシリアル番号を設定する。
【００１５】
そして、中継装置は、中継フレームの指定情報として設定されたシリアル番号をＭで割った余りが、自身の中継装置に割り当てられた振分識別子と一致する場合に、その中継フレームの中継を行う。
【００１６】
このように構成された本発明のネットワークシステムによれば、中継装置の設置数が増減した場合に、通信元端末で設定するシリアル番号の上限値と、中継装置に割り当てる振分識別子を適宜変更するだけで簡単に対応することができる。
【００１７】
本発明のネットワークシステムにおいて、中継フレームが、フレーム種別毎に決められた設定周期で送信されるように設定されている場合、中継装置は、フレーム種別毎に、最後の中継からの経過時間を計測し、その経過時間が、設定周期に基づいて設定された途絶判定閾値を経過した場合に、予め設定された代理フレームを送信してもよい。
【００１８】
このように構成された本発明のネットワークシステムによれば、何等かの理由で通信元端末と中継装置との間（即ち、通信元端末が接続された車載ネットワーク内）で中継フレームが消失した場合に、代理フレームが送信されるため、通信先端末では、その代理フレームを用いて処理を継続することができる。
【００１９】
また、本発明のネットワークシステムによれば、通信フレームの受信状態を監視することによって、通信フレームの欠落が発生した場合の原因を、代理フレームの受信がなければ中継装置の異常、代理フレームの受信があれば通信元ネットワークの異常であると絞り込むことができ、その結果、異常への対処を的確に行うことができると共に、修理に要する手間も軽減することができる。
【００２０】
ここで、中継装置が送信する代理フレームは、最低限必要な精度が確保されるような規定値を設定したものであってもよいが、例えば、中継装置に、フレーム種別毎に最後に中継した中継フレームを保持フレームとして記憶させ、この保持フレームを代理フレームとして送信させるように構成してもよい。
【００２１】
この場合、通信先端末では、前回の中継フレームで受信したものと同じ値を用いて処理を実行することになるため、処理精度を大きく劣化させることなく処理を継続することができる。
【００２２】
なお、中継装置は、代理フレームに、代理送信された通信フレームであることを示す情報を含ませることが望ましい。なお、中継フレームには、その情報を設定する領域が予め用意されていてもよいし、中継装置が新たに付加するようにしてもよい。但し、後者の場合は、通信元ネットワークと通信先ネットワークとで中継フレームのフレーム長が変化してしまうため、前者の方が望ましい。
【００２３】
また、中継フレームの設定周期は、その中継フレームを使用する処理において要求される処理精度を確保するために最低限必要な受信間隔の半分以下に設定されていることが望ましい。
【００２４】
この場合、いずれか一つの中継装置が故障した場合に、通信先端末での処理を、精度を低下させることなく継続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施形態のネットワークシステムの全体構成を示すブロック図。
【図２】中継フレームの主要部の構成を示す説明図。
【図３】中継装置のマイコンが実行する中継処理の内容を示すフローチャート。
【図４】正常時の中継動作を示す説明図。
【図５】一方の中継装置が故障した場合の中継動作を示す説明図。
【図６】通信元ネットワークの障害で一部の中継フレームが紛失した場合の中継動作を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
＜全体構成＞
図１は、実施形態のネットワークシステム１の概要を示すブロック図である。
【００２７】
ネットワークシステム１は、図１に示すように、それぞれバス状の通信線（以下「バスライン」と称する。）Ｌ１に端末装置として接続された複数の電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０（２０ａ，２０ｂ，…）からなる車載ネットワークとしての第１車載ＬＡＮ（Local Area Network）３と、バスラインＬ２に端末装置として接続された複数のＥＣＵ３０（３０ａ，３０ｂ，…）からなる車載ネットワークとしての第２車載ＬＡＮ５と、第１及び第２車載ＬＡＮ３，５を相互接続する中継装置１０（１０ａ，１０ｂ）とを備えている。
【００２８】
なお、第１及び第２車載ＬＡＮ３，５を介して行うデータ通信は、車載ＬＡＮで一般的に利用されているＣＡＮ（ドイツ、Robert Bosch社が提案した「Controller Area Network 」）プロトコルを用いている。
【００２９】
＜通信フレームの構成＞
第１及び第２車載ＬＡＮ３，５で使用される通信フレームは、フレームの開始を表すスタートオブフレーム、フレームの優先順位等を表すアービトレーションフィールド、データのバイト数等を表すコントロールフィールド、転送するデータの実体であるデータフィールド、フレームの誤りをチェックするためのＣＲＣを付加するＣＲＣフィールド、正しいメッセージを受信したユニットからの通知（ＡＣＫ）を受けるＡＣＫフィールド、フレームの終了を表すエンドオブフレームからなり、ＣＡＮプロトコルにおいて周知のものである。
【００３０】
ここで、中継装置１０を介した中継を行う際に使用する通信フレームである中継フレームについて説明する。
図２は、中継フレームの構成のうち、以下の説明で必要となるアービトレーションフィールド（以下「ＩＤ領域」という）、及びデータフィールド（以下「ＤＴ領域」という）を抽出したものである。
【００３１】
図２に示すように、ＩＤ領域には、ＤＴ領域にどのようなメッセージが割り付けられたフレームか（即ち、フレーム種別）を識別すると共に、メッセージの優先度を示すためのＩＤコード（フレーム識別子）が設定される。
【００３２】
中継フレームのＤＴ領域は、中継装置１０による中継を制御するための中継制御領域（ＣＴＦ）と、ＥＣＵ間で送受信されるデータの実体である転送データ領域（ＤＴＦ）とからなる。
【００３３】
そして、ＣＴＦには、ＥＣＵ２０，３０から送信された通常の中継フレームであるか、中継装置１０にて代理送信された代理フレーム（後述する）であるかを示す代理フラグＦと、フレーム種別毎に個別に管理され、個々の中継フレームを識別するための識別情報となるシリアル番号ＳＮとが設定される。なお、本実施形態では、フラグは１ビットで構成され、０が通常フレーム、１が代理フレームを表す。また、シリアル番号ＳＮは７ビットで構成され、００Ｈ〜８ＦＨの値が設定される。
【００３４】
＜ＥＣＵ＞
ＥＣＵ２０（又は３０）は、いずれも基本的には同様の構成をしており、バスラインＬ１（又はＬ２）へのデータの送出、バスラインＬ１（又はＬ２）からのデータの取込を行うトランシーバ、周知のＣＡＮプロトコルに従って車載ＬＡＮ３（又は５）を介した通信を制御するＣＡＮコントローラからなる通信回路２１と、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏを中心に構成され、ＣＡＮコントローラを制御して他のＥＣＵとの通信を行うことにより、他のＥＣＵと連動して、自ＥＣＵに割り当てられた機能を実現するための各種処理を実行するマイクロコンピュータ（マイコン）２２とを備えている。
【００３５】
各ＥＣＵ２０，３０には、他のＥＣＵに送信するメッセージのＩＤコード（送信ＩＤ）と、自身が受信すべきメッセージのＩＤコード（受信ＩＤ）が割り当てられ、また、マイコン２２を構成するＲＡＭには、送信ＩＤ毎にシリアル番号ＳＮを管理する領域が用意されている。なお、このシリアル番号ＳＮは、使用される毎（その領域に対応する送信ＩＤを付与した通信フレームの送信を行う毎）に更新（インクリメント）される。
【００３６】
そして、マイコン２２は、通信フレームを送信する時には、メッセージの本体であるＤＴ領域を生成してこれを通信回路２１に供給する共に、通信回路２１から供給されるＤＴ領域の内容に従って各種処理を実行する。特に、送信する通信フレームが中継フレームである場合、マイコン２２は、ＤＴ領域内に、送信するメッセージの送信ＩＤに対応付けられたシリアル番号ＳＮを設定したＣＴＦ領域を生成する。
【００３７】
通信回路２１は、マイコン２２から供給されたＤＴ領域を、送信ＩＤを付与した通信フレームに載せて送信する共に、受信ＩＤが付与された通信フレームの受信し、そのＤＴ領域をマイコン２２に供給する。
【００３８】
なお、通信フレームは、送信ＩＤ（フレーム種別）毎に、通信間隔が設定されており、その通信間隔は、該通信フレームに基づく処理を実行する通信先ＥＣＵが、所望の処理精度を確保できる必要最低限の受信間隔の１／２以下の長さに設定されている。
【００３９】
＜中継装置＞
中継装置１０は、ＥＣＵ２０，３０を構成する通信回路２１、マイコン２２と同様に構成された通信回路１１，１２、マイコン１３と、代理フレームを記憶するための記憶回路１４とを備えている。但し、通信回路１１はバスラインＬ１に接続され、通信回路１２はバスラインＬ２に接続されている。
【００４０】
通信回路１１には、第１車載ＬＡＮ３に接続されたＥＣＵ２０から送信され、第２車載ＬＡＮ５に接続されたＥＣＵ３０に中継する必要のある通信フレームのＩＤコード（中継ＩＤ）が割り当てられ、また、通信回路１２には、第２車載ＬＡＮ５に接続されたＥＣＵ３０から送信され、第１車載ＬＡＮ３に接続されたＥＣＵ２０に中継する必要のある通信フレームのＩＤコードが割り当てられている。そして、これら通信回路１１，１２に割り当てられたＩＤコード（中継ＩＤ）と一致する送信ＩＤを有した通信フレームを中継フレームとして取り込むように設定されている。
【００４１】
記憶回路１４には、中継ＩＤ毎に少なくとも一つの通信フレームを記憶する領域が設けられている。以後、記憶回路１４に記憶されている通信フレームを保持フレームという。また、マイコン１３には、中継ＩＤ毎に、最後の中継からの経過時間を表す経過タイマーが設けられていると共に、中継フレームの受信が途絶しているか否かを判定するための途絶判定閾値が設定されている。
【００４２】
なお、途絶判定閾値は、例えば、対象となる通信フレーム（中継フレーム）について設定された通信間隔に、システムの特性等に基づいて設定される許容遅延時間を加えた値を用いればよい。
【００４３】
また、各中継装置１０には、中継を分担する中継フレームの振り分けに使用する振分識別子が割り当てられており、本実施形態では、中継装置１０ａの振分識別子が１、中継装置１０ｂの振分識別子が０に設定されている。
【００４４】
＜中継処理＞
ここで、中継装置１０のマイコン１３が実行する中継処理の内容を、図３に示すフローチャートに沿って説明する。なお、本処理は、中継装置１０に電源が投入されると起動する。また、本処理と並行して、中継ＩＤ毎に設けられた経過タイマーを一定時間毎に更新（インクリメント）する処理が少なくとも実行される。
【００４５】
本処理が起動すると、まず、Ｓ１１０では、全ての経過タイマーをゼロクリアすることで初期化し、Ｓ１２０では、通信回路１１，１２が中継フレームを取り込んだか否かを判断し、中継フレームを取り込んでいる場合は、Ｓ１３０に進む。
【００４６】
Ｓ１３０では、取り込んだ中継フレームに設定されているシリアル番号ＳＮを参照して、中継を実行すべきか否かを判断する。ここでは、識別情報のＬＳＢ（即ち、識別情報を中継装置１０の数２で割った余り）と、中継装置１０に割り当てられた振分識別子とを比較し、両者が一致する場合に、中継を実行すべきであると判断する。
【００４７】
Ｓ１３０にて中継を実行すべきと判断した場合は、Ｓ１４０に進み、通信回路１１，１２のうち、中継フレームを取り込んだ側を受信側通信回路、他方の側を送信側通信回路として、受信側通信回路が取り込んだ中継フレームを送信側通信回路に送信させる。
【００４８】
Ｓ１５０では、その送信した中継フレームによって、記憶回路１４に記憶されている保持フレームを更新し、Ｓ１６０では、中継に係る経過タイマーを初期化して、Ｓ１２０に戻る。
【００４９】
先のＳ１２０にて、中継フレームを取り込んでいないと判断した場合、又は先のＳ１３０にて、中継を実行すべきではないと判断した場合は、Ｓ１７０に進む。但し、Ｓ１３０からＳ１７０に移行する場合は、取り込んだ中継フレームをそのまま破棄する。
【００５０】
Ｓ１７０では、途絶判定閾値を超えた経過タイマー（以下「時間超過タイマー」という）が存在するか否かを判断し、存在しなければ、Ｓ１２０に戻る。
Ｓ１７０にて、時間超過タイマーが存在すると判断した場合は、Ｓ１８０に進み、その時間超過タイマーに対応付けられた中継ＩＤの保持フレームを、代理フレームとして送信側通信回路に送信させ、続く、Ｓ１９０では、代理送信に係る経過タイマーを初期化してＳ１２０に戻る。
【００５１】
＜動作＞
次に、ネットワークシステム１による通信フレームの中継動作について説明する
但し、各車載ＬＡＮ３，５上における通信フレームの基本的な送受信動作は、ＩＤ領域を用いてビット単位非破壊アービトレイションを行う周知のＣＡＮプロトコルに従って実行されるものであるため、ここではその説明を省略する。
【００５２】
ここで図４は、正常時における通信フレームの中継動作を示す説明図である。
なお、第２車載ＬＡＮ５に接続されたＥＣＵ３０の一つをＥＣＵ１、第１車載ＬＡＮ３に接続されたＥＣＵ２０の一つをＥＣＵ２、二つの中継装置１０（１０ａ，１０ｂ）をＧＷ１（振分識別子＝１），ＧＷ２（振分識別子＝０）として、ＥＣＵ１の送信ＩＤ、ＥＣＵ２の受信ＩＤ、ＧＷ１，ＧＷ２の中継ＩＤには、それぞれＩＤ＝００２Ｈが少なくとも含まれているものとする。即ち、ＥＣＵ１から送信されるＩＤ＝００２Ｈに設定された通信フレームがＧＷ１，ＧＷ２を介してＥＣＵ２にて受信される場合について説明する。
【００５３】
図４に示すように、ＥＣＵ１では、シリアル番号ＳＮを順次インクリメントしながらＩＤが００２Ｈに設定された通信フレームを一定の通信間隔毎に送信する。このとき代理フラグはＦ＝０に設定されるため、通信フレームを送信する毎に、設定されるＣＴＦの値は００Ｈ，０１Ｈ，０２Ｈ，…と変化する。
【００５４】
ＣＴＦのＬＳＢが０（即ち、シリアル番号ＳＮが偶数）に設定された通信フレームは、ＧＷ２を介し、ＣＴＦのＬＳＢが１（シリアル番号ＳＮが奇数）に設定された通信フレームは、ＧＷ１を介して、第２車載ＬＡＮ５から第１車載ＬＡＮ３に中継される。
【００５５】
つまり、ＧＷ１，ＧＷ２は、ＩＤが００２Ｈに設定された通信フレームを交互に中継し、ＥＣＵ２では、ＩＤが００２Ｈに設定された通信フレームを漏れなく受信することになる。
【００５６】
次に図５は、ＧＷ２が故障した場合の動作を示す説明図である。
図５に示すように、ＥＣＵ２では、ＧＷ１を介して中継された通信フレームだけが受信されることになる。つまり、正常時の通信間隔の倍の周期で通信フレームを受信することになるが、通信間隔は、元々、必要な処理精度を確保できる必要最低限の１／２の周期で送信されているため、周期が２倍になっても、ＥＣＵ２にて必要な処理精度は確保されることになる。
【００５７】
次に図６は、第２車載ＬＡＮ５での障害により、一部の通信フレームをＧＷ１，ＧＷ２が受信することができなかった場合の動作を示す説明図である。
図６に示すように、シリアル番号ＳＮが０３Ｈ及び０４Ｈに設定された通信フレームが障害の影響を受けたものとする。ＧＷ１では、シリアル番号ＳＮが０３Ｈの通信フレームを確認できないため、前回の中継（シリアル番号ＳＮが０１Ｈの通信フレームの中継）時に初期化された経過タイマーが途絶判定閾値に達した時点で、保持フレーム（即ち、前回の中継フレーム）を代理フレームとして送信する。
【００５８】
一方、ＧＷ２では、シリアル番号ＳＮが０４Ｈの通信フレームを確認できないため、前回の中継（シリアル番号ＳＮが０２Ｈの通信フレームの中継）時に初期化された経過タイマーが途絶判定閾値に達した時点で、保持フレーム（即ち、前回の中継フレーム）を代理フレームとして送信する。
【００５９】
なお、ＧＷ１，ＧＷ２にて代理フレームを送信する時には、ＣＴＦの代理フラグＦを１に設定するため、ＣＴＦの値は、シリアル番号ＳＮそのものではなく、シリアル番号ＳＮに８０Ｈを加えた値となる。
【００６０】
その後、障害から復帰すると、正常時の動作が行われる。
これにより、ＥＣＵ２では、シリアル番号ＳＮが０３Ｈ，０４Ｈの通信フレームを受信することができないが、代わりに、代理フラグＦが１に設定され且つシリアル番号ＳＮが０１Ｈ，０２Ｈ（即ち、ＣＴＦは８１Ｈ，８２Ｈ）の代理フレームを受信することになる。
【００６１】
＜効果＞
以上説明したように、ネットワークシステム１では、二つの車載ＬＡＮ３，５を二つの中継装置１０ａ，１０ｂで接続し、同一のＩＤコード（フレーム種別）を有する中継フレームは、二つの中継装置１０ａ，１０ｂで交互に中継されるように設定されている。
【００６２】
従って、ネットワークシステム１によれば、一方の中継装置１０が故障した場合には、同一ＩＤコードを有する中継フレームの受信間隔が２倍に粗くなるものの、特定のＩＤコードを有する中継フレームの受信が途絶えてしまうことがないため、その中継フレームに基づく処理を継続することができる。
【００６３】
しかも、ネットワークシステム１によれば、ＩＤコード毎に通信周期が設定され、その通信周期は、受信側ＥＣＵ２０，３０において、所望の処理精度を確保するために必要な受信周期の１／２に設定されているため、中継装置１０の故障によって、中継フレームの受信間隔が２倍になっても、その処理について最低限必要な処理精度を確保することができる。
【００６４】
つまり、ネットワークシステム１によれば、いずれか一方の中継装置１０に異常が発生した場合に、中継装置１０は互いの動作状態を監視しなくても、十分な対処できるようにされているため、中継装置１０の構成を簡易なものとすることができる。
【００６５】
また、ネットワークシステム１では、中継装置１０が、中継フレームのＩＤコード（中継ＩＤ）毎に、先の中継からの経過時間を計測する経過タイマーを備え、その経過タイマーが途絶判定閾値に達すると代理フレームを送信するようにされている。
【００６６】
従って、ネットワークシステム１によれば、中継フレームの受信状態を監視することによって、中継フレームの欠落が発生した場合に、代理フレームの受信がなければ中継装置１０の異常、代理フレームの受信があれば通信元ネットワークの異常であるものとして異常の原因を絞り込むことができ、その結果、異常への対処を的確に行うことができ、また、修理に要する手間を軽減することもできる。
【００６７】
また、ネットワークシステム１では、中継フレームにシリアル番号ＳＮを付与すると共に、中継装置１０に振分識別子を割り当て、シリアル番号ＳＮを中継装置１０の数で割った値が振分識別子と一致するか否かによって、中継フレームの振り分けを行っている。
【００６８】
従って、ネットワークシステム１によれば、中継装置１０の数を変更した場合に、ＥＣＵ２０，３０で設定するシリアル番号ＳＮの上限値（（中継装置１０の数の整数倍）−１に設定）と、各中継装置１０に割り当てる振分識別子を適宜変更するだけで簡単に対応することができる。
［他の実施形態］
以上本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において様々な態様にて実施することが可能である。
【００６９】
例えば、上記実施形態では、中継装置１０の通信回路１１，１２によって中継フレームを一旦取り込んでから、シリアル番号ＳＮを確認して中継を実行すべきか否かを判断しているが、通信回路１１，１２を、シリアル番号ＳＮを参照できるように構成し、ＩＤコードが中継ＩＤと一致し且つシリアル番号ＳＮが中継を実行すべきものである場合のみ、その通信フレームを取り込むように構成してもよい。
【００７０】
上記実施形態では、中継フレームに予め用意された中継制御領域ＣＴＦ中に代理フラグＦの領域を確保しているが、中継装置１０が代理フラグＦの領域を新たに追加するように構成してもよい。
【００７１】
但し、その場合、中継フレームの通信元と通信ＳＳ空き元と中継先でデータ長が変化するため、中継元となる送信フレームに予め領域が確保されている方がより望ましい。
上記実施形態では、中継装置１０が代理フレームを送信する機能を備えているが、この機能は省略されていてもよい。
【００７２】
上記実施形態では、代理フレームとして、保持フレーム（即ち、前回の中継フレーム）を用いているが、故障時に必要最低限の処理精度が確保されるような固定値を用いて、中継ＩＤ毎に予め設定された固定フレームを用いてもよい。
【００７３】
上記実施形態では、シリアル番号ＳＮを用いて、二つの中継装置１０に中継フレームを振り分けているが、中継フレームを送信するＥＣＵ２０，３０にて、シリアル番号ＳＮの代わりに振分識別子（連番である必要はない）そのものを順番に付与するように構成してもよい。
【００７４】
上記実施形態では、車載ＬＡＮ３，５としてＣＡＮを用いているが、これに限るものではなく、例えば、ＦｌｅｘＲａｙ（Daimler Chrysler AG の登録商標）を用いてもよい。
この場合、ＥＣＵ２０，３０は、フレーム種別（メッセージの内容）毎に割り当てられた送出タイミング（セグメント）を用いて通信フレームを送信し、中継装置１０は、その送出タイミングによって、中継フレームであるか否かを判断するように構成すればよい。
【００７５】
しかし、このようにフレーム種別と送出タイミングとを一意に関連付けない場合は、ＩＤコードを設定するＩＤ領域を、中継制御領域ＣＴＦと同様にデータ領域内に設け、中継装置１０は、このデータ領域内のＩＤ領域を参照することによって、中継フレームであるか否かを判断するように構成すればよい。
【符号の説明】
【００７６】
１…ネットワークシステム ３，５…車載ＬＡＮ １０…中継装置 １１，１２，２１…通信回路 １３，２２…マイクロコンピュータ（マイコン） １４…記憶回路 ２０，３０…ＥＣＵ Ｌ１，Ｌ２…バスライン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車載ネットワーク間を複数の中継装置により相互接続することで構成されたネットワークシステムであって、
通信フレームのうち前記車載ネットワーク間で中継する必要のあるものを中継フレームとして、該中継フレームには中継時に経由させる前記中継装置を指定するための指定情報が少なくとも含まれ、
前記中継装置は、前記中継フレームの中継の要否を前記指定情報に従って判断し、
前記中継フレームの通信元となる端末装置である通信元端末は、同一種別に分類される前記中継フレームが、同一の前記中継装置を連続して経由することがないように、前記指定情報の設定を行うことを特徴とするネットワークシステム。
【請求項２】
前記通信フレームは、フレーム種別を識別するためのフレーム識別子を有し、
前記中継装置は、前記フレーム識別子によって、前記中継フレームであるか否かを判断することを特徴とする請求項１に記載のネットワークシステム。
【請求項３】
前記車載ネットワークは、前記フレーム種別毎に前記通信フレームの送出タイミングが設定されており、
前記中継装置は、前記送出タイミングによって、前記中継フレームであるか否かを判断することを特徴とする請求項１に記載のネットワークシステム。
【請求項４】
前記中継装置はＭ（Ｍは２以上の整数）個存在し、前記中継装置のそれぞれには、０，１，…，Ｍ−１のいずれかの値が振分識別子として割り当てられ、
前記通信元端末は、前記指定情報として、前記フレーム種別毎に管理され且つ前記通信フレームを送信する毎にインクリメントされる０〜Ｍ−１の値からなるシリアル番号を設定し、
前記中継装置は、前記中継フレームの前記指定情報として設定された前記シリアル番号をＭで割った余りが、該中継装置に割り当てられた前記振分識別子と一致する場合に、該中継フレームの中継を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のネットワークシステム。
【請求項５】
前記中継フレームは、前記フレーム種別毎に決められた設定周期で送信され、
前記中継装置は、前記フレーム種別毎に、最後の中継からの経過時間を計測し、該経過時間が、前記設定周期に基づいて設定された途絶判定閾値を経過した場合に、予め設定された代理フレームを送信することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のネットワークシステム。
【請求項６】
前記中継装置は、前記フレーム種別毎に、最後に中継した前記中継フレームを保持フレームとして記憶すると共に、前記代理フレームとして、前記保持フレームを送信することを特徴とする請求項５に記載のネットワークシステム。
【請求項７】
前記中継装置は、前記代理フレームに代理送信された通信フレームであることを示す情報を含ませることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のネットワークシステム。
【請求項８】
前記中継フレームの前記設定周期は、該中継フレームを使用する処理において要求される処理精度を確保するために最低限必要な受信間隔の半分以下に設定されていることを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれか１項に記載のネットワークシステム。
【請求項１】
車載ネットワーク間を複数の中継装置により相互接続することで構成されたネットワークシステムであって、
通信フレームのうち前記車載ネットワーク間で中継する必要のあるものを中継フレームとして、該中継フレームには中継時に経由させる前記中継装置を指定するための指定情報が少なくとも含まれ、
前記中継装置は、前記中継フレームの中継の要否を前記指定情報に従って判断し、
前記中継フレームの通信元となる端末装置である通信元端末は、同一種別に分類される前記中継フレームが、同一の前記中継装置を連続して経由することがないように、前記指定情報の設定を行うことを特徴とするネットワークシステム。
【請求項２】
前記通信フレームは、フレーム種別を識別するためのフレーム識別子を有し、
前記中継装置は、前記フレーム識別子によって、前記中継フレームであるか否かを判断することを特徴とする請求項１に記載のネットワークシステム。
【請求項３】
前記車載ネットワークは、前記フレーム種別毎に前記通信フレームの送出タイミングが設定されており、
前記中継装置は、前記送出タイミングによって、前記中継フレームであるか否かを判断することを特徴とする請求項１に記載のネットワークシステム。
【請求項４】
前記中継装置はＭ（Ｍは２以上の整数）個存在し、前記中継装置のそれぞれには、０，１，…，Ｍ−１のいずれかの値が振分識別子として割り当てられ、
前記通信元端末は、前記指定情報として、前記フレーム種別毎に管理され且つ前記通信フレームを送信する毎にインクリメントされる０〜Ｍ−１の値からなるシリアル番号を設定し、
前記中継装置は、前記中継フレームの前記指定情報として設定された前記シリアル番号をＭで割った余りが、該中継装置に割り当てられた前記振分識別子と一致する場合に、該中継フレームの中継を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のネットワークシステム。
【請求項５】
前記中継フレームは、前記フレーム種別毎に決められた設定周期で送信され、
前記中継装置は、前記フレーム種別毎に、最後の中継からの経過時間を計測し、該経過時間が、前記設定周期に基づいて設定された途絶判定閾値を経過した場合に、予め設定された代理フレームを送信することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のネットワークシステム。
【請求項６】
前記中継装置は、前記フレーム種別毎に、最後に中継した前記中継フレームを保持フレームとして記憶すると共に、前記代理フレームとして、前記保持フレームを送信することを特徴とする請求項５に記載のネットワークシステム。
【請求項７】
前記中継装置は、前記代理フレームに代理送信された通信フレームであることを示す情報を含ませることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のネットワークシステム。
【請求項８】
前記中継フレームの前記設定周期は、該中継フレームを使用する処理において要求される処理精度を確保するために最低限必要な受信間隔の半分以下に設定されていることを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれか１項に記載のネットワークシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１０１１１５（Ｐ２０１１−１０１１１５Ａ）
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５３３４２（Ｐ２００９−２５３３４２）
【出願日】平成２１年１１月４日（２００９．１１．４）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月４日（２００９．１１．４）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]