車載用通信システム
【課題】車載用通信システムにおいて、中継接続ユニットの中継処理をカットスルー方式よりも高速化を図る。
【解決手段】ＣＡＮ通信線１１に接続されたＥＣＵ３０と、異なるＣＡＮ通信線１１に属するＥＣＵ３０間で送受信するメッセージフレーム４０を中継する中継接続ユニット２０とを備える車載用通信システム１０であって、ＥＣＵ３０から送信するメッセージフレーム４０は、アービトレーションフィールド４２の上位ビットに送信先ＣＡＮ通信線１１を示すバス識別子４２ａを付与すると共に、該バス識別子４２ａに続く下位ビットにメッセージを識別するメッセージ識別子４２ｂを付与しており、中継接続ユニット２０は受信するメッセージフレーム４０のアービトレーションフィールド４２のバス識別子４２ａを読み込んだ時点で送信先のＣＡＮ通信線１１に送信を開始することを特徴とする。
【解決手段】ＣＡＮ通信線１１に接続されたＥＣＵ３０と、異なるＣＡＮ通信線１１に属するＥＣＵ３０間で送受信するメッセージフレーム４０を中継する中継接続ユニット２０とを備える車載用通信システム１０であって、ＥＣＵ３０から送信するメッセージフレーム４０は、アービトレーションフィールド４２の上位ビットに送信先ＣＡＮ通信線１１を示すバス識別子４２ａを付与すると共に、該バス識別子４２ａに続く下位ビットにメッセージを識別するメッセージ識別子４２ｂを付与しており、中継接続ユニット２０は受信するメッセージフレーム４０のアービトレーションフィールド４２のバス識別子４２ａを読み込んだ時点で送信先のＣＡＮ通信線１１に送信を開始することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載用通信システムに関し、詳しくは、異なる多重通信線に接続された電子制御ユニット（ＥＣＵ）間で中継接続ユニットを介してメッセージフレームの送受信を行う車載用通信システムにおいて、前記中継接続ユニットはＥＣＵから送信したメッセージフレームを高速に中継するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両に搭載される電装品および電機装置の数は、車両の高機能化および高性能化に伴って急増しており、車両内の配線が複雑化すると共に大規模化している。
そこで、車両内の配線の本数増加を抑制すべく、車載電装品を制御するＥＣＵをシートやドアのボディ系、エンジンやスロットル等のパワートレイン系などに区分けしてグループ化し、グループ毎にグループ内に属するＥＣＵを多重通信線で接続すると共に、異なるＥＣＵに接続した多重通信線間に中継接続ユニット（ゲートウェイユニット）を介設し、該中継接続ユニットでグループ内のＥＣＵ間の通信の中継を行う車載用通信システムが採用されている。
このように、車両に搭載した多数のＥＣＵをグループ別とし、かつ、各グループ内ではＥＣＵに接続した多重通信線を中継接続ユニットと接続するシステムとすることで、配線数の低減化を図ると共に、中継接続ユニットを介したＥＣＵ間の通信の高速化を図っている。
前記した車載用通信システムにおいて、各グループ内では、例えば、第１多重通信線に接続されたＥＣＵからメッセージフレームが送信されると、中継接続ユニットは該メッセージフレームを受信し、該メッセージフレームの中継送信先である第２多重通信線にメッセージフレームを中継している。
【０００３】
車載用通信システムの通信プロトコルとしてはＣＡＮが標準となりつつある。ＣＡＮプロトコルでは、送受信されるメッセージフレームの仕様が予め規定されており、各メッセージフレームはメッセージを識別するためのメッセージ識別子が記載されるアービトレーションフィールドを備えている。
【０００４】
前記メッセージ識別子を備えたメッセージフレームを受信する中継接続ユニットは、該受信したメッセージフレームのメッセージ識別子と中継送信する送信先のＥＣＵを接続した多重通信線との対応を記載したルーティングマップを備えている。
詳細には、中継接続ユニットはメッセージフレームを受信してアービトレーションフィールドのメッセージ識別子を読み込こむ。ついで、前記ルーティングマップを参照して該メッセージ識別子と対応する送信先の多重通信線を判別し、特定した送信先の多重通信線にメッセージフレームを送信している。
【０００５】
車両に搭載される電装品等が増加するに従って、これら電装品を制御するＥＣＵも増加し、ＥＣＵ間で送受信するメッセージフレームが増加するため、中継接続ユニットにおける前記中継処理の負担が増加し、中継速度が遅延する問題がある。よって、通信の高速化を図るために、中継接続ユニットはできるだけメッセージフレームを高速に中継することが望まれている。
【０００６】
前記中継接続ユニットの中継処理の方法として、例えば、特開平９−１６２９１７号公報（特許文献１）に記載されているように、ストア＆フォワード方式及びカットスルー方式が知られている。
【０００７】
ストア＆フォワード方式は、中継接続ユニットがメッセージフレームを最後まで受信した後、アービトレーションフィールドからメッセージ識別子を読み出し、ルーティングマップを参照して該メッセージ識別子に対応する中継先の多重通信線を判別し、該多重通信線に送信を開始する方式である。
中継接続ユニットはメッセージフレームを全て受信しているので、受信したメッセージフレームにエラーが発生していた場合には、該エラーを検知してメッセージフレームの送信を中止することができる。しかし、メッセージフレームを最後まで受信してから他の多重通信線への送信を開始しているので、後述するカットスルー方式に比べてメッセージフレームの受信を開始してから送信を開始するまでの時間が長くなる。
【０００８】
一方、カットスルー方式は、中継接続ユニットが、メッセージフレームのうちメッセージ識別子が書き込まれたアービトレーションフィールドまでを受信した時点で、ルーティングマップを参照して該メッセージ識別子に対応する中継先の多重通信線を判別し、該多重通信線に送信を開始する方式である。
メッセージフレームにエラーが存在していても、中継接続ユニットはアービトレーションフィールドを受信した時点で、既に他の多重通信線への送信を開始しているので、該エラーのあるメッセージフレームの送信を中止することができない。
しかし、メッセージフレームを最後まで受信せずに多重通信線に送信を開始しているので、ストア＆フォワード方式に比べてメッセージフレームの受信を開始してから送信を開始するまでの時間が短くなり、中継処理を高速化することができる。
【０００９】
【特許文献１】特開平９−１６２９１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、前記ストア＆フォワード方式と比較して中継の高速化を図れるカットスルー方式においても、メッセージ識別子を読み出すためにはメッセージフレームのアービトレーションフィールドを全て受信しなければならず、さらに、ルーティングマップを参照し、読み出したメッセージ識別子に対応した中継先の多重通信線を判別しなければならないため、中継処理時間を短縮化して中継の高速化を図るには改善の余地がある。
【００１１】
本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、ＥＣＵが接続された多重通信線に中継接続ユニットを介設して、異なる多重通信線に接続されたＥＣＵ間でメッセージフレームの送受信を行う車載用通信システムにおいて、中継接続ユニットで行う中継処理を従来のカットスルー方式よりも更に高速化することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するため、本発明は、ＣＡＮ通信線に接続された電子制御ユニットと、異なるＣＡＮ通信線に属する前記電子制御ユニット間で送受信するメッセージフレームを中継する中継接続ユニットとを備える車載用通信システムであって、
前記電子制御ユニットから送信するメッセージフレームは、アービトレーションフィールドの上位ビットに送信先ＣＡＮ通信線を示すバス識別子を付与すると共に、該バス識別子に続く下位ビットにメッセージを識別するメッセージ識別子を付与しており、
前記中継接続ユニットは受信する前記メッセージフレームのアービトレーションフィールドのバス識別子を読み込んだ時点で送信先のＣＡＮ通信線に送信を開始することを特徴とする車載用通信システムを提供している。
【００１３】
前記のように、本発明では、電子制御ユニット（ＥＣＵ）から送信されるメッセージフレームは、そのアービトレーションフィールドの上位ビットを送信先のバス識別子として用い、残りの下位ビットをメッセージ識別子として用いている。これにより、中継接続ユニットがＥＣＵからメッセージフレームを受信すると、まず、アービトレーションフィールドの上位ビットのバス識別子を読み込み、読み込んだ時点でバス識別子で識別されたＣＡＮ通信線（バス）へ送信を開始できるようにして、中継接続ユニットでの中継処理時間の短縮化を図り、中継を高速化している。
【００１４】
即ち、各ＥＣＵはメッセージフレームを送信する際に、自メッセージフレームが中継送信される送信先のＣＡＮ通信線を示したバス識別子をアービトレーションフィールドに付与している。
中継接続ユニットは各ＥＣＵからメッセージフレームを受信すると、メッセージフレームのうちアービトレーションフィールドの上位ビットのバス識別子を受信した時点で、メッセージフレームを中継する送信先のＣＡＮ通信線をバス識別子から判別し、該送信先のＣＡＮ通信線に送信を開始している。
【００１５】
このように、中継接続ユニットはアービトレーションフィールドの上位のバス識別子までを受信した時点で他のＣＡＮ通信線へメッセージフレームの送信を開始できるので、アービトレーションフィールドを全て受信した後にメッセージフレームの送信を開始する従来のカットスルー方式よりも中継処理を高速に行うことができる。
また、カットスルー方式では読み込んだメッセージ識別子に基づいてルーティングマップを参照して送信先のＣＡＮ通信線を判別していたが、本発明ではバス識別子に送信先のＣＡＮ通信線が記載されているので、ルーティングマップを参照する処理がなくより高速に中継処理を行うことができる。
さらに、中継接続ユニットのメモリにルーティングマップを記録する必要がないため、メモリ容量を小さくすることができる。
【００１６】
また、従来の前記ストア＆フォワード方式またはカットスルー方式のどちらの方式においても、中継接続ユニットにルーティングマップを備えて中継するＣＡＮ通信線を判別しているので、車載用通信システムに新たなＥＣＵが接続されてメッセージフレームを送信する場合や、既存のＥＣＵが送信するメッセージフレームであってもメッセージ識別子が変更になった場合には、その度に中継接続ユニットのルーティングマップを変更しなくてはならず、車載用通信システムの設計の変更が困難である。
さらに、更に車載用通信システムに接続されるＥＣＵは車種毎に異なるため、車種毎に異なるルーティングマップを中継接続ユニットに設定しなければならず、中継接続ユニットの品番が増加する。
【００１７】
しかし、本発明によれば、各ＥＣＵから送信するメッセージフレームに送信先のＣＡＮ通信線を記載したバス識別子を付して送信しているため、中継接続ユニットはルーティングマップを持つ必要がなくなり、車載用通信システムの設計の変更を容易に行うことができる。また、車種ごとに車載用通信システムに接続されるＥＣＵが異なっていても、車種毎のルーティングマップの設定が不要であるため、中継接続ユニットを共用化することができる。
【００１８】
前記メッセージフレームのアービトレーションフィールドのバス識別子を付与するビット数は、前記中継接続ユニットに接続したＣＡＮ通信線の個数に応じて設定していることが好ましい。
即ち、ＣＡＮ通信線の個数が少なければビット数を少なくでき、ＣＡＮ通信線の個数が増加するとビット数は多くなるが、バス識別子を付与するビット数は４ビット以下とすることが好ましい。
これはバス識別子のビット数を５ビット以上とすると、中継接続ユニットがアービトレーションフィールドのバス識別子までを受信するのに時間がかかるため、中継処理を高速に行うことができないからである。
かつ、バス識別子を５ビット以上とすると、CANの標準フォーマットはアービトレーションフィールドが１１ビットであるため、メッセージ識別用のメッセージ識別子に６ビット以下しか取れなくなる。メッセージ識別子はＣＡＮ通信線上に送信されるメッセージ毎に異なる値としなければならず、ＣＡＮ通信線で扱うことのできるメッセージ数が少なくなってしまうからである。
【００１９】
具体的には、前記バス識別子はビット毎に夫々ＣＡＮ通信線を予め特定し、かつ、特定したＣＡＮ通信線に中継が必要な場合「０」、中継不要の場合は「１」で表している。
前記構成とすることで、中継接続ユニットはバス識別子のビットごとに「０（ドミナント）」か「１（リセッシブ）」を判断し、「０」ビットに対応したＣＡＮ通信線にメッセージフレームを送信することができる。このため、中継接続ユニットはルーティングマップを参照して送信先を判別する必要がなく、高速に中継処理を行うことができる。
【００２０】
また、メッセージフレームの送信元であるＣＡＮ通信線が特定されたビットも「０」としている。しかし、中継接続ユニットは、メッセージフレームの送信元であるＣＡＮ通信線にはメッセージフレームを送信しない。
【００２１】
前記のように、バス識別子のビット毎に夫々ＣＡＮ通信線を予め特定して、「０」「１」によりメッセージフレームの送信先および送信元のＣＡＮ通信線を表しているため、中継接続ユニットに接続された各ＣＡＮ通信線から受信したメッセージフレームを他のどのＣＡＮ通信線に送信するかは、バス識別子の各ビットの「０」「１」の組み合わせで定めることができる。
【００２２】
中継接続ユニットの中継処理の動作確認テストを行う場合、従来技術では、受信したメッセージフレームの送信先はルーティングマップに記載されており、該ルーティングマップに記載された全てのメッセージフレームについて中継処理の動作確認を行わなくてはならない。メッセージフレームは各ＥＣＵから送信されるため中継処理の数は膨大であり、動作確認テストに手間がかかる。
一方、本発明の場合には、バス識別子の各ビットの「０」「１」の全ての組合せについて中継処理の動作確認を行えばよく、組合せの数は前記ルーティングマップに記載された中継処理の数に比べて大幅に少ないため、動作確認テストの工数を低減することができる。
【００２３】
１本の前記ＣＡＮ通信線に接続された複数の電子制御ユニットから、他のＣＡＮ通信線への中継が必要なメッセージと、他のＣＡＮ通信線への中継が不要なメッセージが送信された場合、前記メッセージを送信した各電子制御ユニットは、自電子制御ユニットが送信する前記メッセージフレームのアービトレーションフィールドの前記バス識別子と、前記ＣＡＮ通信線の信号レベルをビットごとに比較して調停を行い、他のＣＡＮ通信線への中継が必要なメッセージフレームを優先して送信する。
【００２４】
また、１本の前記ＣＡＮ通信線に接続された前記電子制御ユニットが、他のＣＡＮ通信線への中継が不要なメッセージフレームを送信すると同時に、前記中継接続ユニットが、他のＣＡＮ通信線から受信したメッセージフレームを前記電子制御ユニットが接続されたＣＡＮ通信線に送信する場合に、前記各電子制御ユニットと前記中継接続ユニットは、自電子制御ユニットまたは自中継接続ユニットが送信する前記メッセージフレームのアービトレーションフィールドの前記バス識別子と、前記ＣＡＮ通信線の信号レベルをビットごとに比較して調停を行い、前記中継接続ユニットが優先してメッセージフレームを送信する。
【００２５】
前述したように、前記バス識別子はビット毎に夫々ＣＡＮ通信線を予め特定し、特定したＣＡＮ通信線に中継が必要な場合「０」、中継不要の場合は「１」で表し、メッセージフレームの送信元であるＣＡＮ通信線が特定されたビットも「０」としている。
このように設定することで、一本のＣＡＮ通信線に接続された複数の電子制御ユニットから、他のＣＡＮ通信線への中継が必要なメッセージフレームと他のＣＡＮ通信線への中継が不要なメッセージフレームが同時に送信された場合、各電子制御ユニットが調停を行うと、必ず他のＣＡＮ通信線への中継が必要なメッセージフレームを送信している電子制御ユニットが優先的にメッセージフレームを送信することができる。
【００２６】
同様に、１本の前記ＣＡＮ通信線に接続された前記電子制御ユニットが、他のＣＡＮ通信線への中継が不要なメッセージフレームを送信すると同時に、前記中継接続ユニットが、他のＣＡＮ通信線から受信したメッセージフレームを前記電子制御ユニットが接続されたＣＡＮ通信線に送信した場合に、中継接続ユニットと電子制御ユニットが調停を行うと、中継接続ユニットは必ず優先的にメッセージフレームを送信することができる。
【発明の効果】
【００２７】
前述したように、本発明の車載用通信システムによれば、ＥＣＵが接続されたＣＡＮ通信線（多重通信線）に中継接続ユニットを介設して、異なるＣＡＮ通信線に接続されたＥＣＵ間でメッセージフレームの送受信を行う車載用通信システムにおいて、ＥＣＵから送信するメッセージフレームには、そのアービトレーションフィールドの上位ビットにバス識別子を付しているため、中継接続ユニットはＥＣＵから受信するメッセージフレームのバス識別子を読み込んだ時点で送信先に指定されたＣＡＮ通信線へメッセージフレームの送信を開始することができる。このように、アービトレーションフィールドを全て受信した後にメッセージフレームの送信を開始する従来のカットスルー方式よりも中継処理を高速化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図６に本発明の第１実施形態を示す。
本発明の車載用通信システム１０は、中継接続ユニット２０にＣＡＮプロトコルに準拠する複数のＣＡＮ通信線１１からなるバスを接続していると共に、ＣＡＮ通信線１１にはそれぞれ１または複数の電子制御ユニット（ＥＣＵ）３０を接続している。
本実施形態では図１に示すように、中継接続ユニット２０に４本のＣＡＮ通信線１１Ａ〜１１Ｄを接続し、ＣＡＮ通信線１１ＡにはＥＣＵ３０Ａ−１、ＥＣＵ３０Ａ−２を接続すると共にＣＡＮ通信線１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄにはそれぞれ１つのＥＣＵ３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄを接続している。
【００２９】
前記ＥＣＵ３０が中継接続ユニット２０を介して他のＣＡＮ通信線に送信するメッセージフレーム４０には、そのアービトレーションフィールド４２に送信先のＣＡＮ通信線１１を示すバス識別子４２ａを備えている。中継接続ユニット２０はＥＣＵ３０からメッセージフレーム４０を受信すると、メッセージフレーム４０のアービトレーションフィールド４２の上位ビットに記載されているバス識別子４２ａを読み込むと、該バス識別子４２ａから送信先のＣＡＮ通信線１１を判断し、特定したＣＡＮ通信線１１にＥＣＵ３０から受信したメッセージフレーム４０の送信を開始するものである。
【００３０】
前記ＥＣＵ３０から送信するバス識別子４２ａを備えたメッセージフレーム４０について、図２を用いて説明する。
メッセージフレーム４０は、上位ビットより、メッセージフレームの開始を示す１ビットのスタートオブフレーム（ＳＯＦ）フィールド４１と、バス識別子４２ａおよびメッセージ識別子４２ｂを備えたアービトレーションフィールド４２と、メッセージ長等の制御に関する情報を示すコントロールフィールド４３と、送受信されるメッセージ内容を示すデータフィールド４４とを備えている。
また、データフィールド４４の後の下位ビットには、図示しないＣＲＣフィールド、フレームのエンドオブフレーム（ＥＯＦ）フィールド等を備えている。
【００３１】
アービトレーションフィールド４２の識別子は１１ビットで構成され、上位ビットに送信先ＣＡＮ通信線１１を示すバス識別子４２ａを付与していると共に、該バス識別子４２ａに続く下位ビットにメッセージを識別するメッセージ識別子４２ｂを付与している。また、アービトレーションフィールド４２の最下位ビットにはＲＴＲビット４２ｃを備えている。
【００３２】
バス識別子４２ａを付与するビット数は、前記中継接続ユニット２０に接続したＣＡＮ通信線１１の個数に応じて設定している。本実施形態では４本のＣＡＮ通信線１１を中継接続ユニット２０に接続しているので、バス識別子４２ａは４ビットとし、残りの下位ビットをメッセージ識別子４２ｂとしている。
さらに、４ビットのバス識別子４２ａに、ビット毎にそれぞれＣＡＮ通信線１１を予め設定している。例えば、最上位の１ビット目をＣＡＮ通信線１１Ｄと特定し、２ビット目をＣＡＮ通信線１１Ｃと特定し、３ビット目をＣＡＮ通信線１１Ｂ、４ビット目をＣＡＮ通信線１１Ａと特定している。
【００３３】
次に、バス識別子４２ａの設定方法について、中継接続ユニット２０に４本のＣＡＮ通信線１１が接続された本実施形態を例として説明する。
まず、各ＣＡＮ通信線１１のバスＩＤを図３（Ａ）のように４ビットで設定する。ＣＡＮ通信線１１Ａは最下位ビットを「０」、その他のビットを「１」としている。
ＣＡＮ通信線１１Ｂは上位から３ビット目を「０」、その他のビットを「１」とし、ＣＡＮ通信線１１Ｃは上位から２ビット目を「０」、その他のビットを「１」とし、ＣＡＮ通信線１１Ｄは最上位ビットを「０」、その他のビットを「１」としている。
【００３４】
次に、バス識別子４２ａを、送信元のＣＡＮ通信線１１のバスＩＤと、送信先のＣＡＮ通信線１１のバスＩＤとの論理積（ａｎｄ）として設定する。
ここで、送信元のＣＡＮ通信線１１とは、メッセージフレーム４０を送信するＥＣＵ３０が接続されたＣＡＮ通信線１１であり、中継接続ユニット２０は該ＣＡＮ通信線１１からのメッセージフレーム４０を受信する。また、送信先のＣＡＮ通信線１１とは、中継接続ユニット２０がメッセージフレーム４０を送信するＣＡＮ通信線１１であり、メッセージフレーム４０を受信するＥＣＵ３０が接続されている。
【００３５】
バス識別子４２ａの設定例を図３（Ｂ）〜（Ｄ）に示す。
図示の縦欄は送信元のＣＡＮ通信線１１を示し、横欄は送信先のＣＡＮ通信線１１を示している。
図３（Ｂ）は中継接続ユニット２０が１本のＣＡＮ通信線１１に送信を行う場合のバス識別子４２ａを示す図である。例えば、送信元がＣＡＮ通信線１１Ａであり送信先がＣＡＮ通信線１１Ｂである場合、バス識別子４２ａはＣＡＮ通信線１１ＡとＣＡＮ通信線１１ＢのバスＩＤの論理積（ａｎｄ）である「１１００」となる。
図３（Ｂ）には送信先と送信元が同じＣＡＮ通信線１１である場合も記載されており、この場合、バス識別子４２ａはＣＡＮ通信線１１のバスＩＤと同じとなる。なお、送信先と送信元が同じＣＡＮ通信線１１である場合には中継接続ユニット２０は中継処理を行わない。
【００３６】
図３（Ｃ）は送信先が２本のＣＡＮ通信線１１である場合のバス識別子４２ａを示す図である。
例えば、送信元がＣＡＮ通信線１１Ａであり送信先がＣＡＮ通信線１１Ｂ、ＣＡＮ通信線１１Ｃである場合、バス識別子４２ａはＣＡＮ通信線１１Ａ、ＣＡＮ通信線１１Ｂ、およびＣＡＮ通信線１１ＣのバスＩＤの論理積（ａｎｄ）である「１０００」となる。
なお、図３（Ｃ）には、送信先と送信元が異なる場合だけでなく、送信先が送信元のＣＡＮ通信線１１を含めて２本である場合も記載されている。
図３（Ｃ）で送信元がＣＡＮ通信線１１Ａ、送信先がＣＡＮ通信線１１Ａ、ＣＡＮ通信線１１Ｂである場合のバス識別子４２ａ「１１００」は、図３（Ｂ）の送信元がＣＡＮ通信線１１Ａ、送信先がＣＡＮ通信線１１Ｂである場合のバス識別子４２ａ「１１００」と同じである。
このように送信先のＣＡＮ通信線１１が送信元のＣＡＮ通信線１１を含む場合には、中継接続ユニット２０は２本の送信先のＣＡＮ通信線１１のうち、送信元と異なるＣＡＮ通信線１１には中継処理を行うが、同じＣＡＮ通信線１１には中継処理を行わない。
【００３７】
図３（Ｄ）は送信先が３本のＣＡＮ通信線１１である場合のバス識別子４２ａを示す図である。
例えば、送信元がＣＡＮ通信線１１Ａであり送信先がＣＡＮ通信線１１Ｂ、ＣＡＮ通信線１１Ｃ、ＣＡＮ通信線１１Ｄである場合、バス識別子４２ａはＣＡＮ通信線１１Ａ、ＣＡＮ通信線１１Ｂ、ＣＡＮ通信線１１Ｃ、およびＣＡＮ通信線１１ＤのバスＩＤの論理積（ａｎｄ）である「００００」となる。
図３（Ｄ）にも、送信先と送信元が異なる場合だけでなく、送信先が送信元のＣＡＮ通信線１１を含めて３本である場合も記載されており、中継接続ユニット２０は３本の送信先のＣＡＮ通信線１１のうち、送信元と異なるＣＡＮ通信線１１には中継処理を行うが、同じＣＡＮ通信線１１には中継処理を行わない。
【００３８】
また、中継接続ユニット２０が受信したメッセージフレーム４０が他のＣＡＮ通信線１１へ送信が不要な場合、すなわち他のＣＡＮ通信線へ中継されず、メッセージフレーム４０を送信したＥＣＵ３０が接続されているＣＡＮ通信線１１でのみ使用されるメッセージフレーム（ローカルフレームと称す）４０の場合には、バス識別子４２ａは図３（Ａ）に示す送信元のバスＩＤと同じとする。
なお、前記ローカルフレームに対して他のＣＡＮ通信線への中継を必要とするメッセージフレームをＣＡＮフレームと称す。
【００３９】
前記の設定方法において設定するバス識別子４２ａは、すなわち、（１）該ＥＣＵ３０がメッセージフレーム４０を送信する相手のＥＣＵ３０が接続されているＣＡＮ通信線１１、すなわち中継接続ユニット２０の中継の送信先であるＣＡＮ通信線１１が特定されたビットは「０（ドミナント）」、（２）その他のビット、すなわち中継接続ユニット２０が中継不要なＣＡＮ通信線１１が特定されたビットは「１（リセッシブ）」、（３）自ＥＣＵ３０が接続されているＣＡＮ通信線１１が特定されたビットは「０」、として設定されることになる。
バス識別子４２ａが取りうる「０」「１」の組み合わせは図３（Ａ）〜（Ｄ）に示す組み合わせのいずれかとなる。
【００４０】
各ＣＡＮ通信線１１に接続されたＥＣＵ３０の構成について説明する。
ＥＣＵ３０は図１に示すように処理部３１と送受信部３２を備えており、処理部３１はメッセージフレーム４０のアービトレーションフィールド４２のバス識別子４２ａに前述した設定方法に基づいて送信先を書き込み、送受信部３２を介してメッセージフレーム４０の送信を行っている。
また、送受信部３２を介して他ＥＣＵ３０が送信したメッセージフレーム４０を受信している。
さらに、同じＣＡＮ通信線１１に接続された複数のＥＣＵ３０が同時にメッセージフレーム４０を送信した場合に、後述するメッセージフレーム４０の衝突の調停を行っている。
【００４１】
前記処理部３１は例えばＣＰＵとＲＯＭやＲＡＭなどのメモリで構成され、メモリにはＥＣＵ３０がメッセージフレーム４０をどのＥＣＵ３０またはＣＡＮ通信線１１に送信するか予め記憶されており、ＣＰＵは該メモリを参照してバス識別子４２ａに割り当てた上位ビットに送信先を書き込んでいる。また、メモリに格納されたプログラムをＣＰＵが読み込むことで、メッセージフレーム４０の送受信等を行っている。
ＥＣＵ３０Ａ−１、３０Ａ−２、３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄは全て同様の構成としている。
【００４２】
複数のＣＡＮ通信線１１に接続された中継接続ユニット２０は、図１に示すように中継処理部２１と各ＣＡＮ通信線１１にそれぞれ接続した送受信部２２Ａ〜２２Ｄを備えている。中継処理部２１はＥＣＵ３０が送信したメッセージフレーム４０をアービトレーションフィールド４２のバス識別子４２ａまで受信すると、バス識別子４２ａから該メッセージフレーム４０の送信先を読み取り、該当するＣＡＮ通信線１１に送受信部３２を介して該メッセージフレーム４０を送信する。中継処理部２１は例えばＣＰＵとＲＯＭやＲＡＭなどのメモリで構成される。
【００４３】
車載用通信システム１０の動作について図４のフローチャートを用いて説明する。
例として、ＣＡＮ通信線１１Ａに接続されたＥＣＵ３０Ａ−１が、ＣＡＮ通信線１１Ｂに接続されたＥＣＵ３０Ｂ、ＣＡＮ通信線１１Ｃに接続されたＥＣＵ３０Ｃにメッセージフレーム４０を送信する動作について説明する。
ステップＳ１では、ＥＣＵ３０Ａ−１の処理部３１は、送信するメッセージフレーム４０の送信先であるＣＡＮ通信線１１Ｂ、ＣＡＮ通信線１１Ｃを自ＥＣＵ３０のメモリから読み取り、アービトレーションフィールド４２のバス識別子４２ａに割り当てた４ビットに書き込む。図３（Ｃ）に示すように、バス識別子４２ａは「１０００」となる。
【００４４】
ステップＳ２では、ＥＣＵ３０Ａ−１はメッセージフレーム４０をＣＡＮ通信線１１Ａに送信する。
ステップＳ３では、中継接続ユニット２０はＣＡＮ通信線１１Ａから該メッセージフレーム４０を受信する。
ステップＳ４では、中継接続ユニット２０の送受信部３２がメッセージフレーム４０のアービトレーションフィールド４２のバス識別子４２ａ「１０００」までを読み込んだ時点で、中継処理部２１は「０」を示しているビットに特定されたＣＡＮ通信線１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃを判別する。メッセージフレーム４０はＣＡＮ通信線１１Ａから送信されているので、ＣＡＮ通信線１１Ａを除いたＣＡＮ通信線１１Ｂ、１１Ｃにメッセージフレーム４０を送信することを判別する。
【００４５】
ステップＳ５では、中継接続ユニット２０の中継処理部２１は、送信先のＣＡＮ通信線１１Ｂ、１１Ｃにメッセージフレーム４０の送信を開始する。なお、メッセージフレーム４０の受信が最後まで完了していなくても、先頭のＳＯＦフィールド４１から送信を開始する。すなわち、メッセージフレーム４０の受信を行うと共に送信も行う。
ステップＳ６では、送信先のＣＡＮ通信線１１Ｂ、１１Ｃに接続されたＥＣＵ３０Ｂ、３０Ｃが該メッセージフレーム４０を受信する。
【００４６】
次に、図５を参照して、中継接続ユニット２０において、メッセージフレーム４０の中継に要する時間について説明する。
図５（Ａ）は本発明の中継接続ユニット２０の中継の説明図であり、Ａ時点は中継接続ユニット２０がメッセージフレーム４０の受信を開始した時点、Ｂ時点は送信先のＣＡＮ通信線１１へメッセージフレーム４０の送信を開始した時点である。
Ａ時点からＢ時点の時間Ｔが短いほどメッセージフレーム４０の中継が高速に行われたことになる。
【００４７】
図５（Ａ）中で、Ａ時点においてメッセージフレーム４０の受信を開始してから、メッセージフレーム４０のうち１ビットのＳＯＦフィールド４１とアービトレーションフィールド４２のバス識別子４２ａまでを受信したＢ時点でメッセージフレーム４０の送信を開始している。本実施形態ではバス識別子４２ａは４ビットなので、合計５ビットを受信する時間がＡ点からＢ点までの時間Ｔ１となる。
中継接続ユニット２０が５ビットを受信する時間Ｔ１は、ＣＡＮ通信線１１の伝送速度を５００ｋｂｐｓとすると、式（１）のようになる。
Ｔ１＝５ビット×（１／５００ｋｂｐｓ）＝１０μｓｅｃ ・・式（１）
【００４８】
図５（Ｂ）は従来のストア＆フォワード方式による中継接続ユニット２０の中継の説明図であり、メッセージフレーム４０を全て受信したＢ時点でメッセージフレーム４０の送信を開始している。
このため、メッセージフレーム４０の総ビット数を受信する時間がＡ点からＢ点までの時間Ｔ２となる。メッセージフレーム４０の総ビット数を１１１ビットとすると、時間Ｔ２は式（２）のようになる。
Ｔ２＝１１１ビット×（１／５００ｋｂｐｓ）＝２２２μｓｅｃ ・・式（２）
【００４９】
図５（Ｃ）は従来のカットスルー方式による中継接続ユニット２０の中継の説明図であり、メッセージフレーム４０のうちアービトレーションフィールド４２の１１ビットを受信したＢ時点でメッセージフレーム４０の送信を開始している。
このため、ＳＯＦフィールド４１の１ビットを加えた計１２ビットを受信する時間がＡ点からＢ点までの時間Ｔ３となり、時間Ｔ３は式（２）のようになる。
Ｔ３＝１２ビット×（１／５００ｋｂｐｓ）＝２４μｓｅｃ ・・式（３）
【００５０】
前記のように、図５（Ｂ）のストア＆フォワード方式では、Ａ時点からＢ時点までの時間Ｔ２は２２２μｓｅｃ、図５（Ｃ）のカットスルー方式では、Ａ時点からＢ時点までの時間Ｔ３は２４μｓｅｃである。これに対して、本発明の図５（Ａ）では、Ａ時点からＢ時点までの時間Ｔ１は１０μｓｅｃであり、メッセージフレーム４０の中継を高速に行うことができる。
【００５１】
次に、１本のＣＡＮ通信線１１に接続されたＥＣＵ３０から同時にメッセージフレーム４０が送信された場合の動作について図６に説明する。
同一のＣＡＮ通信線へのメッセージフレームの送信が衝突した場合、衝突したメッセージフレーム４０のうち、どのメッセージフレーム４０をＣＡＮ通信線１１に優先的に送信するかを各ＥＣＵが決定する調停が行われる。調停により優先が認められたメッセージフレーム４０は優先的にＣＡＮ通信線１１に送信され、優位性が劣るメッセージフレーム４０は、優先メッセージフレーム４０の送信完了後に改めて送信がなされる。
【００５２】
他のＣＡＮ通信線１１への中継が必要なメッセージフレーム（ＣＡＮフレーム）４０と、他のＣＡＮ通信線１１への中継が不要なメッセージフレーム（ローカルフレーム）４０が同時に同じＣＡＮ通信線１１に送信された場合、図３のようにアービトレーションフィールド４２のバス識別子４２ａを設定することで、中継が必要なメッセージフレーム４０は優先してＣＡＮ通信線１１に送信される。
【００５３】
前記１つのＣＡＮ通信線１１に同時にメッセージフレーム４０が送信された場合において、どのメッセージフレームを優先して送信するかの調停について説明する。
ＣＡＮ通信線１１Ａに接続されたＥＣＵ３０Ａ−１が、ＣＡＮ通信線１１Ｂへの中継が必要なＣＡＮフレーム４０Ａ−１を送信し、同じＣＡＮ通信線１１Ａに接続されたＥＣＵ３０Ａ−２が他のＣＡＮ通信線１１への中継が不要なローカルフレーム４０Ａ−２を送信した場合を説明例とする。
【００５４】
ＣＡＮ通信線１１Ｂへ中継が必要なＣＡＮフレーム４０Ａ−１のバス識別子４２ａは、図３（Ｂ）に示されるように「１１００」である。
中継が不要なローカルフレーム４０Ａ−２のバス識別子４２ａは、前述したように図３（Ａ）のバスＩＤと同じ「１１１０」である。
ＥＣＵ３０Ａ−１、ＥＣＵ３０Ａ−２の処理部３１は、送受信部３２を介してそれぞれＣＡＮ通信線のバスレベル（「０」もしくは「１」）を検知しており、該バスレベルと自メッセージフレーム４０のバス識別子４２ａの値をビットごとに比較して、レベルが異なればメッセージフレーム４０の送信を停止する。
ＣＡＮ通信線１１Ａのバスレベルは、ビットごとに、ＣＡＮ通信線１１Ａに接続されたＥＣＵ３０Ａのうち１つでも「０」のメッセージフレーム４０を送信している場合は「０」である。即ち、バスレベルは各メッセージフレーム４０のビットごとの論理積と同じである。
【００５５】
図６に示すように、バス識別子４２ａの１ビット目のバスレベルは「１」であり、ＣＡＮフレーム４０Ａ−１、ローカルフレーム４０Ａ−２ともに「１」であるため、ＥＣＵ３０Ａ−１、ＥＣＵ３０Ａ−２はフレームの送信を継続する。２ビット目についても同様である。
次に、３ビット目においては、バスレベルは「０」であり、ローカルフレーム４０Ａ−２は「１」である。このため、ＥＣＵ３０Ａ−２はローカルフレーム４０Ａ−２の送信を停止する。一方、ＣＡＮフレーム４０Ａ−１のレベルは「０」であるため、ＣＡＮフレーム４０Ａ−１は調停で優位性が認められＥＣＵ３０Ａ−１は送信を継続する。
【００５６】
同様に、他のＣＡＮ通信線１１に中継されるＣＡＮフレーム４０Ａ−１が図３（Ｂ）〜（Ｄ）に示すどのバス識別子４２ａの値であっても、他のＣＡＮ通信線１１に中継が不要なローカルフレーム４０Ａ−２との調停に優位性が認められ、優先的に送信されることとなる。
このように、他のＣＡＮ通信線１１への中継が必要なメッセージフレーム４０と、他のＣＡＮ通信線１１への中継が不要なメッセージフレーム４０が同時に同じＣＡＮ通信線１１に送信された場合、中継が必要なメッセージフレーム４０は常に優先して送信される。
なお、１本のＣＡＮ通信線１１に接続されたＥＣＵ３０Ａ−１、３０Ａ−２の両方から他のＣＡＮ通信線１１への中継が必要なＣＡＮフレーム４０が同時に送信された場合には、それぞれのバス識別子４２ａの設定の値により調停が行われ、どちらが優先されるか決定される。
【００５７】
また、一本のＣＡＮ通信線１１に、該ＣＡＮ通信線１１に接続されたＥＣＵ３０から他のＣＡＮ通信線１１への中継が不要なローカルフレーム４０が送信されると同時に、他のＣＡＮ通信線１１に接続されたＥＣＵ３０が送信したメッセージフレーム（ＣＡＮ中継フレーム）４０が中継接続ユニット２０から該ＣＡＮ通信線１１に送信された場合にも、他のＣＡＮ通信線１１から送信されて中継接続ユニット２０が送信したメッセージフレーム４０が優先的に送信される。
例えば、ＣＡＮ通信線１１Ａに接続されたＥＣＵ３０Ａ−２から他のＣＡＮ通信線１１への中継が不要なローカルフレーム４０Ａ−２が送信され、同時に、ＥＣＵ３０Ｂが送信したＣＡＮ中継フレーム４０Ｂを中継接続ユニット２０がＣＡＮ通信線１１通信線Ａに送信した場合は、以下の調停となる。
【００５８】
ローカルフレーム４０Ａ−２のバス識別子４２ａは図３（Ａ）より「１１１０」である。
ＣＡＮ中継フレーム４０Ｂのバス識別子４２ａは、ＣＡＮ中継フレーム４０ＢがＣＡＮ通信線１１Ｃ、１１Ｄに送信されている可能性を考慮すると「１１００」、「１０００」「０１００」「００００」のいずれかである。
このとき、ローカルフレーム４０Ａ−２とＣＡＮ中継フレーム４０Ｂが同時にＣＡＮ通信線１１Ａに送信され、図６に示す調停が行われ、ＣＡＮ中継フレーム４０Ｂが前記いずれのバス識別子４２ａであっても調停で優位性が認められ、優先的にＣＡＮ通信線１１Ａに送信される。
【００５９】
他のＣＡＮ通信線１１ＣまたはＣＡＮ通信線１１ＤからＣＡＮ通信線１１Ａへ送信されたメッセージフレーム４０についても同様に、他のＣＡＮ通信線１１に中継が不要なＣＡＮフレーム４０Ａ−１との調停で優位性が認められ、他のＣＡＮ通信線１１から中継されたメッセージフレーム４０は、他のＣＡＮ通信線１１に中継が不要なメッセージフレーム４０よりも優先的にＣＡＮ通信線１１に送信される。
【００６０】
前記構成により、他のＣＡＮ通信線１１への中継が必要なＣＡＮフレームおよび中継接続ユニットが中継するＣＡＮ中継フレームは、他のＣＡＮ通信線１１への中継が不要なローカルフレームより優先的に中継を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１実施形態を示す車載用通信システムの構成を示すブロック図である。
【図２】メッセージフレームの構成図である。
【図３】（Ａ）はＣＡＮ通信線のバスＩＤを示し、（Ｂ）は送信先が１本のＣＡＮ通信線の場合のバス識別子を示し、（Ｃ）は送信先が２本のＣＡＮ通信線の場合のバス識別子を示し、（Ｄ）は送信先が３本のＣＡＮ通信線の場合のバス識別子を示し、
【図４】車載用通信システムの動作のフローチャートを示す図である。
【図５】（Ａ）は本発明の車載用通信システムの中継接続ユニットの中継時間の説明図、（Ｂ）は従来技術であるストア＆フォワード方式での中継時間の説明図、（Ｃ）は従来技術であるカットスルー方式での中継時間の説明図である。
【図６】メッセージフレームの調停の説明図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０ 車載用通信システム
１１（１１Ａ〜１１Ｄ） ＣＡＮ通信線
２０ 中継接続ユニット
３０（３０Ａ〜３０Ｄ） 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
４０ メッセージフレーム
４２ アービトレーションフィールド
４２ａ バス識別子
４２ｂ メッセージ識別子
４３ コントロールフィールド
４４ データフィールド
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載用通信システムに関し、詳しくは、異なる多重通信線に接続された電子制御ユニット（ＥＣＵ）間で中継接続ユニットを介してメッセージフレームの送受信を行う車載用通信システムにおいて、前記中継接続ユニットはＥＣＵから送信したメッセージフレームを高速に中継するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両に搭載される電装品および電機装置の数は、車両の高機能化および高性能化に伴って急増しており、車両内の配線が複雑化すると共に大規模化している。
そこで、車両内の配線の本数増加を抑制すべく、車載電装品を制御するＥＣＵをシートやドアのボディ系、エンジンやスロットル等のパワートレイン系などに区分けしてグループ化し、グループ毎にグループ内に属するＥＣＵを多重通信線で接続すると共に、異なるＥＣＵに接続した多重通信線間に中継接続ユニット（ゲートウェイユニット）を介設し、該中継接続ユニットでグループ内のＥＣＵ間の通信の中継を行う車載用通信システムが採用されている。
このように、車両に搭載した多数のＥＣＵをグループ別とし、かつ、各グループ内ではＥＣＵに接続した多重通信線を中継接続ユニットと接続するシステムとすることで、配線数の低減化を図ると共に、中継接続ユニットを介したＥＣＵ間の通信の高速化を図っている。
前記した車載用通信システムにおいて、各グループ内では、例えば、第１多重通信線に接続されたＥＣＵからメッセージフレームが送信されると、中継接続ユニットは該メッセージフレームを受信し、該メッセージフレームの中継送信先である第２多重通信線にメッセージフレームを中継している。
【０００３】
車載用通信システムの通信プロトコルとしてはＣＡＮが標準となりつつある。ＣＡＮプロトコルでは、送受信されるメッセージフレームの仕様が予め規定されており、各メッセージフレームはメッセージを識別するためのメッセージ識別子が記載されるアービトレーションフィールドを備えている。
【０００４】
前記メッセージ識別子を備えたメッセージフレームを受信する中継接続ユニットは、該受信したメッセージフレームのメッセージ識別子と中継送信する送信先のＥＣＵを接続した多重通信線との対応を記載したルーティングマップを備えている。
詳細には、中継接続ユニットはメッセージフレームを受信してアービトレーションフィールドのメッセージ識別子を読み込こむ。ついで、前記ルーティングマップを参照して該メッセージ識別子と対応する送信先の多重通信線を判別し、特定した送信先の多重通信線にメッセージフレームを送信している。
【０００５】
車両に搭載される電装品等が増加するに従って、これら電装品を制御するＥＣＵも増加し、ＥＣＵ間で送受信するメッセージフレームが増加するため、中継接続ユニットにおける前記中継処理の負担が増加し、中継速度が遅延する問題がある。よって、通信の高速化を図るために、中継接続ユニットはできるだけメッセージフレームを高速に中継することが望まれている。
【０００６】
前記中継接続ユニットの中継処理の方法として、例えば、特開平９−１６２９１７号公報（特許文献１）に記載されているように、ストア＆フォワード方式及びカットスルー方式が知られている。
【０００７】
ストア＆フォワード方式は、中継接続ユニットがメッセージフレームを最後まで受信した後、アービトレーションフィールドからメッセージ識別子を読み出し、ルーティングマップを参照して該メッセージ識別子に対応する中継先の多重通信線を判別し、該多重通信線に送信を開始する方式である。
中継接続ユニットはメッセージフレームを全て受信しているので、受信したメッセージフレームにエラーが発生していた場合には、該エラーを検知してメッセージフレームの送信を中止することができる。しかし、メッセージフレームを最後まで受信してから他の多重通信線への送信を開始しているので、後述するカットスルー方式に比べてメッセージフレームの受信を開始してから送信を開始するまでの時間が長くなる。
【０００８】
一方、カットスルー方式は、中継接続ユニットが、メッセージフレームのうちメッセージ識別子が書き込まれたアービトレーションフィールドまでを受信した時点で、ルーティングマップを参照して該メッセージ識別子に対応する中継先の多重通信線を判別し、該多重通信線に送信を開始する方式である。
メッセージフレームにエラーが存在していても、中継接続ユニットはアービトレーションフィールドを受信した時点で、既に他の多重通信線への送信を開始しているので、該エラーのあるメッセージフレームの送信を中止することができない。
しかし、メッセージフレームを最後まで受信せずに多重通信線に送信を開始しているので、ストア＆フォワード方式に比べてメッセージフレームの受信を開始してから送信を開始するまでの時間が短くなり、中継処理を高速化することができる。
【０００９】
【特許文献１】特開平９−１６２９１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、前記ストア＆フォワード方式と比較して中継の高速化を図れるカットスルー方式においても、メッセージ識別子を読み出すためにはメッセージフレームのアービトレーションフィールドを全て受信しなければならず、さらに、ルーティングマップを参照し、読み出したメッセージ識別子に対応した中継先の多重通信線を判別しなければならないため、中継処理時間を短縮化して中継の高速化を図るには改善の余地がある。
【００１１】
本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、ＥＣＵが接続された多重通信線に中継接続ユニットを介設して、異なる多重通信線に接続されたＥＣＵ間でメッセージフレームの送受信を行う車載用通信システムにおいて、中継接続ユニットで行う中継処理を従来のカットスルー方式よりも更に高速化することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するため、本発明は、ＣＡＮ通信線に接続された電子制御ユニットと、異なるＣＡＮ通信線に属する前記電子制御ユニット間で送受信するメッセージフレームを中継する中継接続ユニットとを備える車載用通信システムであって、
前記電子制御ユニットから送信するメッセージフレームは、アービトレーションフィールドの上位ビットに送信先ＣＡＮ通信線を示すバス識別子を付与すると共に、該バス識別子に続く下位ビットにメッセージを識別するメッセージ識別子を付与しており、
前記中継接続ユニットは受信する前記メッセージフレームのアービトレーションフィールドのバス識別子を読み込んだ時点で送信先のＣＡＮ通信線に送信を開始することを特徴とする車載用通信システムを提供している。
【００１３】
前記のように、本発明では、電子制御ユニット（ＥＣＵ）から送信されるメッセージフレームは、そのアービトレーションフィールドの上位ビットを送信先のバス識別子として用い、残りの下位ビットをメッセージ識別子として用いている。これにより、中継接続ユニットがＥＣＵからメッセージフレームを受信すると、まず、アービトレーションフィールドの上位ビットのバス識別子を読み込み、読み込んだ時点でバス識別子で識別されたＣＡＮ通信線（バス）へ送信を開始できるようにして、中継接続ユニットでの中継処理時間の短縮化を図り、中継を高速化している。
【００１４】
即ち、各ＥＣＵはメッセージフレームを送信する際に、自メッセージフレームが中継送信される送信先のＣＡＮ通信線を示したバス識別子をアービトレーションフィールドに付与している。
中継接続ユニットは各ＥＣＵからメッセージフレームを受信すると、メッセージフレームのうちアービトレーションフィールドの上位ビットのバス識別子を受信した時点で、メッセージフレームを中継する送信先のＣＡＮ通信線をバス識別子から判別し、該送信先のＣＡＮ通信線に送信を開始している。
【００１５】
このように、中継接続ユニットはアービトレーションフィールドの上位のバス識別子までを受信した時点で他のＣＡＮ通信線へメッセージフレームの送信を開始できるので、アービトレーションフィールドを全て受信した後にメッセージフレームの送信を開始する従来のカットスルー方式よりも中継処理を高速に行うことができる。
また、カットスルー方式では読み込んだメッセージ識別子に基づいてルーティングマップを参照して送信先のＣＡＮ通信線を判別していたが、本発明ではバス識別子に送信先のＣＡＮ通信線が記載されているので、ルーティングマップを参照する処理がなくより高速に中継処理を行うことができる。
さらに、中継接続ユニットのメモリにルーティングマップを記録する必要がないため、メモリ容量を小さくすることができる。
【００１６】
また、従来の前記ストア＆フォワード方式またはカットスルー方式のどちらの方式においても、中継接続ユニットにルーティングマップを備えて中継するＣＡＮ通信線を判別しているので、車載用通信システムに新たなＥＣＵが接続されてメッセージフレームを送信する場合や、既存のＥＣＵが送信するメッセージフレームであってもメッセージ識別子が変更になった場合には、その度に中継接続ユニットのルーティングマップを変更しなくてはならず、車載用通信システムの設計の変更が困難である。
さらに、更に車載用通信システムに接続されるＥＣＵは車種毎に異なるため、車種毎に異なるルーティングマップを中継接続ユニットに設定しなければならず、中継接続ユニットの品番が増加する。
【００１７】
しかし、本発明によれば、各ＥＣＵから送信するメッセージフレームに送信先のＣＡＮ通信線を記載したバス識別子を付して送信しているため、中継接続ユニットはルーティングマップを持つ必要がなくなり、車載用通信システムの設計の変更を容易に行うことができる。また、車種ごとに車載用通信システムに接続されるＥＣＵが異なっていても、車種毎のルーティングマップの設定が不要であるため、中継接続ユニットを共用化することができる。
【００１８】
前記メッセージフレームのアービトレーションフィールドのバス識別子を付与するビット数は、前記中継接続ユニットに接続したＣＡＮ通信線の個数に応じて設定していることが好ましい。
即ち、ＣＡＮ通信線の個数が少なければビット数を少なくでき、ＣＡＮ通信線の個数が増加するとビット数は多くなるが、バス識別子を付与するビット数は４ビット以下とすることが好ましい。
これはバス識別子のビット数を５ビット以上とすると、中継接続ユニットがアービトレーションフィールドのバス識別子までを受信するのに時間がかかるため、中継処理を高速に行うことができないからである。
かつ、バス識別子を５ビット以上とすると、CANの標準フォーマットはアービトレーションフィールドが１１ビットであるため、メッセージ識別用のメッセージ識別子に６ビット以下しか取れなくなる。メッセージ識別子はＣＡＮ通信線上に送信されるメッセージ毎に異なる値としなければならず、ＣＡＮ通信線で扱うことのできるメッセージ数が少なくなってしまうからである。
【００１９】
具体的には、前記バス識別子はビット毎に夫々ＣＡＮ通信線を予め特定し、かつ、特定したＣＡＮ通信線に中継が必要な場合「０」、中継不要の場合は「１」で表している。
前記構成とすることで、中継接続ユニットはバス識別子のビットごとに「０（ドミナント）」か「１（リセッシブ）」を判断し、「０」ビットに対応したＣＡＮ通信線にメッセージフレームを送信することができる。このため、中継接続ユニットはルーティングマップを参照して送信先を判別する必要がなく、高速に中継処理を行うことができる。
【００２０】
また、メッセージフレームの送信元であるＣＡＮ通信線が特定されたビットも「０」としている。しかし、中継接続ユニットは、メッセージフレームの送信元であるＣＡＮ通信線にはメッセージフレームを送信しない。
【００２１】
前記のように、バス識別子のビット毎に夫々ＣＡＮ通信線を予め特定して、「０」「１」によりメッセージフレームの送信先および送信元のＣＡＮ通信線を表しているため、中継接続ユニットに接続された各ＣＡＮ通信線から受信したメッセージフレームを他のどのＣＡＮ通信線に送信するかは、バス識別子の各ビットの「０」「１」の組み合わせで定めることができる。
【００２２】
中継接続ユニットの中継処理の動作確認テストを行う場合、従来技術では、受信したメッセージフレームの送信先はルーティングマップに記載されており、該ルーティングマップに記載された全てのメッセージフレームについて中継処理の動作確認を行わなくてはならない。メッセージフレームは各ＥＣＵから送信されるため中継処理の数は膨大であり、動作確認テストに手間がかかる。
一方、本発明の場合には、バス識別子の各ビットの「０」「１」の全ての組合せについて中継処理の動作確認を行えばよく、組合せの数は前記ルーティングマップに記載された中継処理の数に比べて大幅に少ないため、動作確認テストの工数を低減することができる。
【００２３】
１本の前記ＣＡＮ通信線に接続された複数の電子制御ユニットから、他のＣＡＮ通信線への中継が必要なメッセージと、他のＣＡＮ通信線への中継が不要なメッセージが送信された場合、前記メッセージを送信した各電子制御ユニットは、自電子制御ユニットが送信する前記メッセージフレームのアービトレーションフィールドの前記バス識別子と、前記ＣＡＮ通信線の信号レベルをビットごとに比較して調停を行い、他のＣＡＮ通信線への中継が必要なメッセージフレームを優先して送信する。
【００２４】
また、１本の前記ＣＡＮ通信線に接続された前記電子制御ユニットが、他のＣＡＮ通信線への中継が不要なメッセージフレームを送信すると同時に、前記中継接続ユニットが、他のＣＡＮ通信線から受信したメッセージフレームを前記電子制御ユニットが接続されたＣＡＮ通信線に送信する場合に、前記各電子制御ユニットと前記中継接続ユニットは、自電子制御ユニットまたは自中継接続ユニットが送信する前記メッセージフレームのアービトレーションフィールドの前記バス識別子と、前記ＣＡＮ通信線の信号レベルをビットごとに比較して調停を行い、前記中継接続ユニットが優先してメッセージフレームを送信する。
【００２５】
前述したように、前記バス識別子はビット毎に夫々ＣＡＮ通信線を予め特定し、特定したＣＡＮ通信線に中継が必要な場合「０」、中継不要の場合は「１」で表し、メッセージフレームの送信元であるＣＡＮ通信線が特定されたビットも「０」としている。
このように設定することで、一本のＣＡＮ通信線に接続された複数の電子制御ユニットから、他のＣＡＮ通信線への中継が必要なメッセージフレームと他のＣＡＮ通信線への中継が不要なメッセージフレームが同時に送信された場合、各電子制御ユニットが調停を行うと、必ず他のＣＡＮ通信線への中継が必要なメッセージフレームを送信している電子制御ユニットが優先的にメッセージフレームを送信することができる。
【００２６】
同様に、１本の前記ＣＡＮ通信線に接続された前記電子制御ユニットが、他のＣＡＮ通信線への中継が不要なメッセージフレームを送信すると同時に、前記中継接続ユニットが、他のＣＡＮ通信線から受信したメッセージフレームを前記電子制御ユニットが接続されたＣＡＮ通信線に送信した場合に、中継接続ユニットと電子制御ユニットが調停を行うと、中継接続ユニットは必ず優先的にメッセージフレームを送信することができる。
【発明の効果】
【００２７】
前述したように、本発明の車載用通信システムによれば、ＥＣＵが接続されたＣＡＮ通信線（多重通信線）に中継接続ユニットを介設して、異なるＣＡＮ通信線に接続されたＥＣＵ間でメッセージフレームの送受信を行う車載用通信システムにおいて、ＥＣＵから送信するメッセージフレームには、そのアービトレーションフィールドの上位ビットにバス識別子を付しているため、中継接続ユニットはＥＣＵから受信するメッセージフレームのバス識別子を読み込んだ時点で送信先に指定されたＣＡＮ通信線へメッセージフレームの送信を開始することができる。このように、アービトレーションフィールドを全て受信した後にメッセージフレームの送信を開始する従来のカットスルー方式よりも中継処理を高速化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図６に本発明の第１実施形態を示す。
本発明の車載用通信システム１０は、中継接続ユニット２０にＣＡＮプロトコルに準拠する複数のＣＡＮ通信線１１からなるバスを接続していると共に、ＣＡＮ通信線１１にはそれぞれ１または複数の電子制御ユニット（ＥＣＵ）３０を接続している。
本実施形態では図１に示すように、中継接続ユニット２０に４本のＣＡＮ通信線１１Ａ〜１１Ｄを接続し、ＣＡＮ通信線１１ＡにはＥＣＵ３０Ａ−１、ＥＣＵ３０Ａ−２を接続すると共にＣＡＮ通信線１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄにはそれぞれ１つのＥＣＵ３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄを接続している。
【００２９】
前記ＥＣＵ３０が中継接続ユニット２０を介して他のＣＡＮ通信線に送信するメッセージフレーム４０には、そのアービトレーションフィールド４２に送信先のＣＡＮ通信線１１を示すバス識別子４２ａを備えている。中継接続ユニット２０はＥＣＵ３０からメッセージフレーム４０を受信すると、メッセージフレーム４０のアービトレーションフィールド４２の上位ビットに記載されているバス識別子４２ａを読み込むと、該バス識別子４２ａから送信先のＣＡＮ通信線１１を判断し、特定したＣＡＮ通信線１１にＥＣＵ３０から受信したメッセージフレーム４０の送信を開始するものである。
【００３０】
前記ＥＣＵ３０から送信するバス識別子４２ａを備えたメッセージフレーム４０について、図２を用いて説明する。
メッセージフレーム４０は、上位ビットより、メッセージフレームの開始を示す１ビットのスタートオブフレーム（ＳＯＦ）フィールド４１と、バス識別子４２ａおよびメッセージ識別子４２ｂを備えたアービトレーションフィールド４２と、メッセージ長等の制御に関する情報を示すコントロールフィールド４３と、送受信されるメッセージ内容を示すデータフィールド４４とを備えている。
また、データフィールド４４の後の下位ビットには、図示しないＣＲＣフィールド、フレームのエンドオブフレーム（ＥＯＦ）フィールド等を備えている。
【００３１】
アービトレーションフィールド４２の識別子は１１ビットで構成され、上位ビットに送信先ＣＡＮ通信線１１を示すバス識別子４２ａを付与していると共に、該バス識別子４２ａに続く下位ビットにメッセージを識別するメッセージ識別子４２ｂを付与している。また、アービトレーションフィールド４２の最下位ビットにはＲＴＲビット４２ｃを備えている。
【００３２】
バス識別子４２ａを付与するビット数は、前記中継接続ユニット２０に接続したＣＡＮ通信線１１の個数に応じて設定している。本実施形態では４本のＣＡＮ通信線１１を中継接続ユニット２０に接続しているので、バス識別子４２ａは４ビットとし、残りの下位ビットをメッセージ識別子４２ｂとしている。
さらに、４ビットのバス識別子４２ａに、ビット毎にそれぞれＣＡＮ通信線１１を予め設定している。例えば、最上位の１ビット目をＣＡＮ通信線１１Ｄと特定し、２ビット目をＣＡＮ通信線１１Ｃと特定し、３ビット目をＣＡＮ通信線１１Ｂ、４ビット目をＣＡＮ通信線１１Ａと特定している。
【００３３】
次に、バス識別子４２ａの設定方法について、中継接続ユニット２０に４本のＣＡＮ通信線１１が接続された本実施形態を例として説明する。
まず、各ＣＡＮ通信線１１のバスＩＤを図３（Ａ）のように４ビットで設定する。ＣＡＮ通信線１１Ａは最下位ビットを「０」、その他のビットを「１」としている。
ＣＡＮ通信線１１Ｂは上位から３ビット目を「０」、その他のビットを「１」とし、ＣＡＮ通信線１１Ｃは上位から２ビット目を「０」、その他のビットを「１」とし、ＣＡＮ通信線１１Ｄは最上位ビットを「０」、その他のビットを「１」としている。
【００３４】
次に、バス識別子４２ａを、送信元のＣＡＮ通信線１１のバスＩＤと、送信先のＣＡＮ通信線１１のバスＩＤとの論理積（ａｎｄ）として設定する。
ここで、送信元のＣＡＮ通信線１１とは、メッセージフレーム４０を送信するＥＣＵ３０が接続されたＣＡＮ通信線１１であり、中継接続ユニット２０は該ＣＡＮ通信線１１からのメッセージフレーム４０を受信する。また、送信先のＣＡＮ通信線１１とは、中継接続ユニット２０がメッセージフレーム４０を送信するＣＡＮ通信線１１であり、メッセージフレーム４０を受信するＥＣＵ３０が接続されている。
【００３５】
バス識別子４２ａの設定例を図３（Ｂ）〜（Ｄ）に示す。
図示の縦欄は送信元のＣＡＮ通信線１１を示し、横欄は送信先のＣＡＮ通信線１１を示している。
図３（Ｂ）は中継接続ユニット２０が１本のＣＡＮ通信線１１に送信を行う場合のバス識別子４２ａを示す図である。例えば、送信元がＣＡＮ通信線１１Ａであり送信先がＣＡＮ通信線１１Ｂである場合、バス識別子４２ａはＣＡＮ通信線１１ＡとＣＡＮ通信線１１ＢのバスＩＤの論理積（ａｎｄ）である「１１００」となる。
図３（Ｂ）には送信先と送信元が同じＣＡＮ通信線１１である場合も記載されており、この場合、バス識別子４２ａはＣＡＮ通信線１１のバスＩＤと同じとなる。なお、送信先と送信元が同じＣＡＮ通信線１１である場合には中継接続ユニット２０は中継処理を行わない。
【００３６】
図３（Ｃ）は送信先が２本のＣＡＮ通信線１１である場合のバス識別子４２ａを示す図である。
例えば、送信元がＣＡＮ通信線１１Ａであり送信先がＣＡＮ通信線１１Ｂ、ＣＡＮ通信線１１Ｃである場合、バス識別子４２ａはＣＡＮ通信線１１Ａ、ＣＡＮ通信線１１Ｂ、およびＣＡＮ通信線１１ＣのバスＩＤの論理積（ａｎｄ）である「１０００」となる。
なお、図３（Ｃ）には、送信先と送信元が異なる場合だけでなく、送信先が送信元のＣＡＮ通信線１１を含めて２本である場合も記載されている。
図３（Ｃ）で送信元がＣＡＮ通信線１１Ａ、送信先がＣＡＮ通信線１１Ａ、ＣＡＮ通信線１１Ｂである場合のバス識別子４２ａ「１１００」は、図３（Ｂ）の送信元がＣＡＮ通信線１１Ａ、送信先がＣＡＮ通信線１１Ｂである場合のバス識別子４２ａ「１１００」と同じである。
このように送信先のＣＡＮ通信線１１が送信元のＣＡＮ通信線１１を含む場合には、中継接続ユニット２０は２本の送信先のＣＡＮ通信線１１のうち、送信元と異なるＣＡＮ通信線１１には中継処理を行うが、同じＣＡＮ通信線１１には中継処理を行わない。
【００３７】
図３（Ｄ）は送信先が３本のＣＡＮ通信線１１である場合のバス識別子４２ａを示す図である。
例えば、送信元がＣＡＮ通信線１１Ａであり送信先がＣＡＮ通信線１１Ｂ、ＣＡＮ通信線１１Ｃ、ＣＡＮ通信線１１Ｄである場合、バス識別子４２ａはＣＡＮ通信線１１Ａ、ＣＡＮ通信線１１Ｂ、ＣＡＮ通信線１１Ｃ、およびＣＡＮ通信線１１ＤのバスＩＤの論理積（ａｎｄ）である「００００」となる。
図３（Ｄ）にも、送信先と送信元が異なる場合だけでなく、送信先が送信元のＣＡＮ通信線１１を含めて３本である場合も記載されており、中継接続ユニット２０は３本の送信先のＣＡＮ通信線１１のうち、送信元と異なるＣＡＮ通信線１１には中継処理を行うが、同じＣＡＮ通信線１１には中継処理を行わない。
【００３８】
また、中継接続ユニット２０が受信したメッセージフレーム４０が他のＣＡＮ通信線１１へ送信が不要な場合、すなわち他のＣＡＮ通信線へ中継されず、メッセージフレーム４０を送信したＥＣＵ３０が接続されているＣＡＮ通信線１１でのみ使用されるメッセージフレーム（ローカルフレームと称す）４０の場合には、バス識別子４２ａは図３（Ａ）に示す送信元のバスＩＤと同じとする。
なお、前記ローカルフレームに対して他のＣＡＮ通信線への中継を必要とするメッセージフレームをＣＡＮフレームと称す。
【００３９】
前記の設定方法において設定するバス識別子４２ａは、すなわち、（１）該ＥＣＵ３０がメッセージフレーム４０を送信する相手のＥＣＵ３０が接続されているＣＡＮ通信線１１、すなわち中継接続ユニット２０の中継の送信先であるＣＡＮ通信線１１が特定されたビットは「０（ドミナント）」、（２）その他のビット、すなわち中継接続ユニット２０が中継不要なＣＡＮ通信線１１が特定されたビットは「１（リセッシブ）」、（３）自ＥＣＵ３０が接続されているＣＡＮ通信線１１が特定されたビットは「０」、として設定されることになる。
バス識別子４２ａが取りうる「０」「１」の組み合わせは図３（Ａ）〜（Ｄ）に示す組み合わせのいずれかとなる。
【００４０】
各ＣＡＮ通信線１１に接続されたＥＣＵ３０の構成について説明する。
ＥＣＵ３０は図１に示すように処理部３１と送受信部３２を備えており、処理部３１はメッセージフレーム４０のアービトレーションフィールド４２のバス識別子４２ａに前述した設定方法に基づいて送信先を書き込み、送受信部３２を介してメッセージフレーム４０の送信を行っている。
また、送受信部３２を介して他ＥＣＵ３０が送信したメッセージフレーム４０を受信している。
さらに、同じＣＡＮ通信線１１に接続された複数のＥＣＵ３０が同時にメッセージフレーム４０を送信した場合に、後述するメッセージフレーム４０の衝突の調停を行っている。
【００４１】
前記処理部３１は例えばＣＰＵとＲＯＭやＲＡＭなどのメモリで構成され、メモリにはＥＣＵ３０がメッセージフレーム４０をどのＥＣＵ３０またはＣＡＮ通信線１１に送信するか予め記憶されており、ＣＰＵは該メモリを参照してバス識別子４２ａに割り当てた上位ビットに送信先を書き込んでいる。また、メモリに格納されたプログラムをＣＰＵが読み込むことで、メッセージフレーム４０の送受信等を行っている。
ＥＣＵ３０Ａ−１、３０Ａ−２、３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄは全て同様の構成としている。
【００４２】
複数のＣＡＮ通信線１１に接続された中継接続ユニット２０は、図１に示すように中継処理部２１と各ＣＡＮ通信線１１にそれぞれ接続した送受信部２２Ａ〜２２Ｄを備えている。中継処理部２１はＥＣＵ３０が送信したメッセージフレーム４０をアービトレーションフィールド４２のバス識別子４２ａまで受信すると、バス識別子４２ａから該メッセージフレーム４０の送信先を読み取り、該当するＣＡＮ通信線１１に送受信部３２を介して該メッセージフレーム４０を送信する。中継処理部２１は例えばＣＰＵとＲＯＭやＲＡＭなどのメモリで構成される。
【００４３】
車載用通信システム１０の動作について図４のフローチャートを用いて説明する。
例として、ＣＡＮ通信線１１Ａに接続されたＥＣＵ３０Ａ−１が、ＣＡＮ通信線１１Ｂに接続されたＥＣＵ３０Ｂ、ＣＡＮ通信線１１Ｃに接続されたＥＣＵ３０Ｃにメッセージフレーム４０を送信する動作について説明する。
ステップＳ１では、ＥＣＵ３０Ａ−１の処理部３１は、送信するメッセージフレーム４０の送信先であるＣＡＮ通信線１１Ｂ、ＣＡＮ通信線１１Ｃを自ＥＣＵ３０のメモリから読み取り、アービトレーションフィールド４２のバス識別子４２ａに割り当てた４ビットに書き込む。図３（Ｃ）に示すように、バス識別子４２ａは「１０００」となる。
【００４４】
ステップＳ２では、ＥＣＵ３０Ａ−１はメッセージフレーム４０をＣＡＮ通信線１１Ａに送信する。
ステップＳ３では、中継接続ユニット２０はＣＡＮ通信線１１Ａから該メッセージフレーム４０を受信する。
ステップＳ４では、中継接続ユニット２０の送受信部３２がメッセージフレーム４０のアービトレーションフィールド４２のバス識別子４２ａ「１０００」までを読み込んだ時点で、中継処理部２１は「０」を示しているビットに特定されたＣＡＮ通信線１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃを判別する。メッセージフレーム４０はＣＡＮ通信線１１Ａから送信されているので、ＣＡＮ通信線１１Ａを除いたＣＡＮ通信線１１Ｂ、１１Ｃにメッセージフレーム４０を送信することを判別する。
【００４５】
ステップＳ５では、中継接続ユニット２０の中継処理部２１は、送信先のＣＡＮ通信線１１Ｂ、１１Ｃにメッセージフレーム４０の送信を開始する。なお、メッセージフレーム４０の受信が最後まで完了していなくても、先頭のＳＯＦフィールド４１から送信を開始する。すなわち、メッセージフレーム４０の受信を行うと共に送信も行う。
ステップＳ６では、送信先のＣＡＮ通信線１１Ｂ、１１Ｃに接続されたＥＣＵ３０Ｂ、３０Ｃが該メッセージフレーム４０を受信する。
【００４６】
次に、図５を参照して、中継接続ユニット２０において、メッセージフレーム４０の中継に要する時間について説明する。
図５（Ａ）は本発明の中継接続ユニット２０の中継の説明図であり、Ａ時点は中継接続ユニット２０がメッセージフレーム４０の受信を開始した時点、Ｂ時点は送信先のＣＡＮ通信線１１へメッセージフレーム４０の送信を開始した時点である。
Ａ時点からＢ時点の時間Ｔが短いほどメッセージフレーム４０の中継が高速に行われたことになる。
【００４７】
図５（Ａ）中で、Ａ時点においてメッセージフレーム４０の受信を開始してから、メッセージフレーム４０のうち１ビットのＳＯＦフィールド４１とアービトレーションフィールド４２のバス識別子４２ａまでを受信したＢ時点でメッセージフレーム４０の送信を開始している。本実施形態ではバス識別子４２ａは４ビットなので、合計５ビットを受信する時間がＡ点からＢ点までの時間Ｔ１となる。
中継接続ユニット２０が５ビットを受信する時間Ｔ１は、ＣＡＮ通信線１１の伝送速度を５００ｋｂｐｓとすると、式（１）のようになる。
Ｔ１＝５ビット×（１／５００ｋｂｐｓ）＝１０μｓｅｃ ・・式（１）
【００４８】
図５（Ｂ）は従来のストア＆フォワード方式による中継接続ユニット２０の中継の説明図であり、メッセージフレーム４０を全て受信したＢ時点でメッセージフレーム４０の送信を開始している。
このため、メッセージフレーム４０の総ビット数を受信する時間がＡ点からＢ点までの時間Ｔ２となる。メッセージフレーム４０の総ビット数を１１１ビットとすると、時間Ｔ２は式（２）のようになる。
Ｔ２＝１１１ビット×（１／５００ｋｂｐｓ）＝２２２μｓｅｃ ・・式（２）
【００４９】
図５（Ｃ）は従来のカットスルー方式による中継接続ユニット２０の中継の説明図であり、メッセージフレーム４０のうちアービトレーションフィールド４２の１１ビットを受信したＢ時点でメッセージフレーム４０の送信を開始している。
このため、ＳＯＦフィールド４１の１ビットを加えた計１２ビットを受信する時間がＡ点からＢ点までの時間Ｔ３となり、時間Ｔ３は式（２）のようになる。
Ｔ３＝１２ビット×（１／５００ｋｂｐｓ）＝２４μｓｅｃ ・・式（３）
【００５０】
前記のように、図５（Ｂ）のストア＆フォワード方式では、Ａ時点からＢ時点までの時間Ｔ２は２２２μｓｅｃ、図５（Ｃ）のカットスルー方式では、Ａ時点からＢ時点までの時間Ｔ３は２４μｓｅｃである。これに対して、本発明の図５（Ａ）では、Ａ時点からＢ時点までの時間Ｔ１は１０μｓｅｃであり、メッセージフレーム４０の中継を高速に行うことができる。
【００５１】
次に、１本のＣＡＮ通信線１１に接続されたＥＣＵ３０から同時にメッセージフレーム４０が送信された場合の動作について図６に説明する。
同一のＣＡＮ通信線へのメッセージフレームの送信が衝突した場合、衝突したメッセージフレーム４０のうち、どのメッセージフレーム４０をＣＡＮ通信線１１に優先的に送信するかを各ＥＣＵが決定する調停が行われる。調停により優先が認められたメッセージフレーム４０は優先的にＣＡＮ通信線１１に送信され、優位性が劣るメッセージフレーム４０は、優先メッセージフレーム４０の送信完了後に改めて送信がなされる。
【００５２】
他のＣＡＮ通信線１１への中継が必要なメッセージフレーム（ＣＡＮフレーム）４０と、他のＣＡＮ通信線１１への中継が不要なメッセージフレーム（ローカルフレーム）４０が同時に同じＣＡＮ通信線１１に送信された場合、図３のようにアービトレーションフィールド４２のバス識別子４２ａを設定することで、中継が必要なメッセージフレーム４０は優先してＣＡＮ通信線１１に送信される。
【００５３】
前記１つのＣＡＮ通信線１１に同時にメッセージフレーム４０が送信された場合において、どのメッセージフレームを優先して送信するかの調停について説明する。
ＣＡＮ通信線１１Ａに接続されたＥＣＵ３０Ａ−１が、ＣＡＮ通信線１１Ｂへの中継が必要なＣＡＮフレーム４０Ａ−１を送信し、同じＣＡＮ通信線１１Ａに接続されたＥＣＵ３０Ａ−２が他のＣＡＮ通信線１１への中継が不要なローカルフレーム４０Ａ−２を送信した場合を説明例とする。
【００５４】
ＣＡＮ通信線１１Ｂへ中継が必要なＣＡＮフレーム４０Ａ−１のバス識別子４２ａは、図３（Ｂ）に示されるように「１１００」である。
中継が不要なローカルフレーム４０Ａ−２のバス識別子４２ａは、前述したように図３（Ａ）のバスＩＤと同じ「１１１０」である。
ＥＣＵ３０Ａ−１、ＥＣＵ３０Ａ−２の処理部３１は、送受信部３２を介してそれぞれＣＡＮ通信線のバスレベル（「０」もしくは「１」）を検知しており、該バスレベルと自メッセージフレーム４０のバス識別子４２ａの値をビットごとに比較して、レベルが異なればメッセージフレーム４０の送信を停止する。
ＣＡＮ通信線１１Ａのバスレベルは、ビットごとに、ＣＡＮ通信線１１Ａに接続されたＥＣＵ３０Ａのうち１つでも「０」のメッセージフレーム４０を送信している場合は「０」である。即ち、バスレベルは各メッセージフレーム４０のビットごとの論理積と同じである。
【００５５】
図６に示すように、バス識別子４２ａの１ビット目のバスレベルは「１」であり、ＣＡＮフレーム４０Ａ−１、ローカルフレーム４０Ａ−２ともに「１」であるため、ＥＣＵ３０Ａ−１、ＥＣＵ３０Ａ−２はフレームの送信を継続する。２ビット目についても同様である。
次に、３ビット目においては、バスレベルは「０」であり、ローカルフレーム４０Ａ−２は「１」である。このため、ＥＣＵ３０Ａ−２はローカルフレーム４０Ａ−２の送信を停止する。一方、ＣＡＮフレーム４０Ａ−１のレベルは「０」であるため、ＣＡＮフレーム４０Ａ−１は調停で優位性が認められＥＣＵ３０Ａ−１は送信を継続する。
【００５６】
同様に、他のＣＡＮ通信線１１に中継されるＣＡＮフレーム４０Ａ−１が図３（Ｂ）〜（Ｄ）に示すどのバス識別子４２ａの値であっても、他のＣＡＮ通信線１１に中継が不要なローカルフレーム４０Ａ−２との調停に優位性が認められ、優先的に送信されることとなる。
このように、他のＣＡＮ通信線１１への中継が必要なメッセージフレーム４０と、他のＣＡＮ通信線１１への中継が不要なメッセージフレーム４０が同時に同じＣＡＮ通信線１１に送信された場合、中継が必要なメッセージフレーム４０は常に優先して送信される。
なお、１本のＣＡＮ通信線１１に接続されたＥＣＵ３０Ａ−１、３０Ａ−２の両方から他のＣＡＮ通信線１１への中継が必要なＣＡＮフレーム４０が同時に送信された場合には、それぞれのバス識別子４２ａの設定の値により調停が行われ、どちらが優先されるか決定される。
【００５７】
また、一本のＣＡＮ通信線１１に、該ＣＡＮ通信線１１に接続されたＥＣＵ３０から他のＣＡＮ通信線１１への中継が不要なローカルフレーム４０が送信されると同時に、他のＣＡＮ通信線１１に接続されたＥＣＵ３０が送信したメッセージフレーム（ＣＡＮ中継フレーム）４０が中継接続ユニット２０から該ＣＡＮ通信線１１に送信された場合にも、他のＣＡＮ通信線１１から送信されて中継接続ユニット２０が送信したメッセージフレーム４０が優先的に送信される。
例えば、ＣＡＮ通信線１１Ａに接続されたＥＣＵ３０Ａ−２から他のＣＡＮ通信線１１への中継が不要なローカルフレーム４０Ａ−２が送信され、同時に、ＥＣＵ３０Ｂが送信したＣＡＮ中継フレーム４０Ｂを中継接続ユニット２０がＣＡＮ通信線１１通信線Ａに送信した場合は、以下の調停となる。
【００５８】
ローカルフレーム４０Ａ−２のバス識別子４２ａは図３（Ａ）より「１１１０」である。
ＣＡＮ中継フレーム４０Ｂのバス識別子４２ａは、ＣＡＮ中継フレーム４０ＢがＣＡＮ通信線１１Ｃ、１１Ｄに送信されている可能性を考慮すると「１１００」、「１０００」「０１００」「００００」のいずれかである。
このとき、ローカルフレーム４０Ａ−２とＣＡＮ中継フレーム４０Ｂが同時にＣＡＮ通信線１１Ａに送信され、図６に示す調停が行われ、ＣＡＮ中継フレーム４０Ｂが前記いずれのバス識別子４２ａであっても調停で優位性が認められ、優先的にＣＡＮ通信線１１Ａに送信される。
【００５９】
他のＣＡＮ通信線１１ＣまたはＣＡＮ通信線１１ＤからＣＡＮ通信線１１Ａへ送信されたメッセージフレーム４０についても同様に、他のＣＡＮ通信線１１に中継が不要なＣＡＮフレーム４０Ａ−１との調停で優位性が認められ、他のＣＡＮ通信線１１から中継されたメッセージフレーム４０は、他のＣＡＮ通信線１１に中継が不要なメッセージフレーム４０よりも優先的にＣＡＮ通信線１１に送信される。
【００６０】
前記構成により、他のＣＡＮ通信線１１への中継が必要なＣＡＮフレームおよび中継接続ユニットが中継するＣＡＮ中継フレームは、他のＣＡＮ通信線１１への中継が不要なローカルフレームより優先的に中継を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１実施形態を示す車載用通信システムの構成を示すブロック図である。
【図２】メッセージフレームの構成図である。
【図３】（Ａ）はＣＡＮ通信線のバスＩＤを示し、（Ｂ）は送信先が１本のＣＡＮ通信線の場合のバス識別子を示し、（Ｃ）は送信先が２本のＣＡＮ通信線の場合のバス識別子を示し、（Ｄ）は送信先が３本のＣＡＮ通信線の場合のバス識別子を示し、
【図４】車載用通信システムの動作のフローチャートを示す図である。
【図５】（Ａ）は本発明の車載用通信システムの中継接続ユニットの中継時間の説明図、（Ｂ）は従来技術であるストア＆フォワード方式での中継時間の説明図、（Ｃ）は従来技術であるカットスルー方式での中継時間の説明図である。
【図６】メッセージフレームの調停の説明図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０ 車載用通信システム
１１（１１Ａ〜１１Ｄ） ＣＡＮ通信線
２０ 中継接続ユニット
３０（３０Ａ〜３０Ｄ） 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
４０ メッセージフレーム
４２ アービトレーションフィールド
４２ａ バス識別子
４２ｂ メッセージ識別子
４３ コントロールフィールド
４４ データフィールド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＡＮ通信線に接続された電子制御ユニットと、異なるＣＡＮ通信線に属する前記電子制御ユニット間で送受信するメッセージフレームを中継する中継接続ユニットを備える車載用通信システムであって、
前記電子制御ユニットから送信するメッセージフレームは、アービトレーションフィールドの上位ビットに送信先ＣＡＮ通信線を示すバス識別子を付与すると共に、該バス識別子に続く下位ビットにメッセージを識別するメッセージ識別子を付与しており、
前記中継接続ユニットは、受信する前記メッセージフレームのアービトレーションフィールドのバス識別子を読み込んだ時点で送信先のＣＡＮ通信線に送信を開始することを特徴とする車載用通信システム。
【請求項２】
前記メッセージフレームのアービトレーションフィールドのバス識別子を付与するビット数は、前記中継接続ユニットに接続したＣＡＮ通信線の個数に応じて設定している請求項１に記載の車載用通信システム。
【請求項３】
前記バス識別子を付与するビット数は４ビット以下としている請求項２に記載の車載用通信システム。
【請求項４】
前記バス識別子はビット毎に夫々ＣＡＮ通信線を予め特定し、かつ、特定したＣＡＮ通信線に中継が必要な場合「０」、中継不要の場合は「１」で表している請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の車載用通信システム。
【請求項５】
１本の前記ＣＡＮ通信線に接続された複数の電子制御ユニットから、他のＣＡＮ通信線への中継が必要なメッセージと、他のＣＡＮ通信線への中継が不要なメッセージが送信された場合、前記メッセージを送信した各電子制御ユニットは、自電子制御ユニットが送信する前記メッセージフレームのアービトレーションフィールドの前記バス識別子と、前記ＣＡＮ通信線の信号レベルをビットごとに比較して調停を行い、他のＣＡＮ通信線への中継が必要なメッセージフレームを優先して送信する請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の車載用通信システム。
【請求項６】
前記ＣＡＮ通信線に接続された前記電子制御ユニットが他のＣＡＮ通信線への中継が不要なメッセージフレームを送信すると同時に、前記中継接続ユニットが他のＣＡＮ通信線から受信したメッセージフレームを前記電子制御ユニットが接続されたＣＡＮ通信線に送信する場合に、前記各電子制御ユニットと前記中継接続ユニットは、自電子制御ユニットまたは自中継接続ユニットが送信する前記メッセージフレームのアービトレーションフィールドの前記バス識別子と、前記ＣＡＮ通信線の信号レベルをビットごとに比較して調停を行い、前記中継接続ユニットが優先してメッセージフレームを送信する請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の車載用通信システム。
【請求項１】
ＣＡＮ通信線に接続された電子制御ユニットと、異なるＣＡＮ通信線に属する前記電子制御ユニット間で送受信するメッセージフレームを中継する中継接続ユニットを備える車載用通信システムであって、
前記電子制御ユニットから送信するメッセージフレームは、アービトレーションフィールドの上位ビットに送信先ＣＡＮ通信線を示すバス識別子を付与すると共に、該バス識別子に続く下位ビットにメッセージを識別するメッセージ識別子を付与しており、
前記中継接続ユニットは、受信する前記メッセージフレームのアービトレーションフィールドのバス識別子を読み込んだ時点で送信先のＣＡＮ通信線に送信を開始することを特徴とする車載用通信システム。
【請求項２】
前記メッセージフレームのアービトレーションフィールドのバス識別子を付与するビット数は、前記中継接続ユニットに接続したＣＡＮ通信線の個数に応じて設定している請求項１に記載の車載用通信システム。
【請求項３】
前記バス識別子を付与するビット数は４ビット以下としている請求項２に記載の車載用通信システム。
【請求項４】
前記バス識別子はビット毎に夫々ＣＡＮ通信線を予め特定し、かつ、特定したＣＡＮ通信線に中継が必要な場合「０」、中継不要の場合は「１」で表している請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の車載用通信システム。
【請求項５】
１本の前記ＣＡＮ通信線に接続された複数の電子制御ユニットから、他のＣＡＮ通信線への中継が必要なメッセージと、他のＣＡＮ通信線への中継が不要なメッセージが送信された場合、前記メッセージを送信した各電子制御ユニットは、自電子制御ユニットが送信する前記メッセージフレームのアービトレーションフィールドの前記バス識別子と、前記ＣＡＮ通信線の信号レベルをビットごとに比較して調停を行い、他のＣＡＮ通信線への中継が必要なメッセージフレームを優先して送信する請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の車載用通信システム。
【請求項６】
前記ＣＡＮ通信線に接続された前記電子制御ユニットが他のＣＡＮ通信線への中継が不要なメッセージフレームを送信すると同時に、前記中継接続ユニットが他のＣＡＮ通信線から受信したメッセージフレームを前記電子制御ユニットが接続されたＣＡＮ通信線に送信する場合に、前記各電子制御ユニットと前記中継接続ユニットは、自電子制御ユニットまたは自中継接続ユニットが送信する前記メッセージフレームのアービトレーションフィールドの前記バス識別子と、前記ＣＡＮ通信線の信号レベルをビットごとに比較して調停を行い、前記中継接続ユニットが優先してメッセージフレームを送信する請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の車載用通信システム。
【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２００８−２２７７４１（Ｐ２００８−２２７７４１Ａ）
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−６０６５１（Ｐ２００７−６０６５１）
【出願日】平成１９年３月９日（２００７．３．９）
【出願人】（３９５０１１６６５）株式会社オートネットワーク技術研究所 (2,668)
【出願人】（０００１８３４０６）住友電装株式会社 (6,135)
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月９日（２００７．３．９）
【出願人】（３９５０１１６６５）株式会社オートネットワーク技術研究所 (2,668)
【出願人】（０００１８３４０６）住友電装株式会社 (6,135)
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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