特許 7151930 中継装置、通信ネットワークシステム及び通信制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-03

(45)【発行日】2022-10-12

(54)【発明の名称】中継装置、通信ネットワークシステム及び通信制御方法

(51)【国際特許分類】

   H04L 12/46 20060101AFI20221004BHJP

【ＦＩ】

H04L12/46 100C

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2022504670

(86)(22)【出願日】2020-10-19

(86)【国際出願番号】 JP2020039302

(87)【国際公開番号】W WO2022085055

(87)【国際公開日】2022-04-28

【審査請求日】2022-01-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000003997

【氏名又は名称】日産自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000486

【氏名又は名称】とこしえ特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】名取 清

(72)【発明者】

【氏名】松本 孝

【審査官】宮島 郁美

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／１１７１８４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－２９９９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－８９０９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１３９０９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｌ１２／００－１３／１８，４１／００－６９／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の通信ネットワークと、前記第１の通信ネットワークとは異なる通信プロトコルが利用される第２の通信ネットワークとに接続された中継装置であって、
前記第１の通信ネットワークから前記第２の通信ネットワークへ送信される制御情報が格納された第１のペイロードと、前記制御情報を識別するための第１のデータＩＤと、前記制御情報及び前記第１のデータＩＤに基づいて算出され、前記第１のペイロードに格納された誤り検出符号とを備える第１のデータを、前記第１の通信ネットワークから受信し、
前記第１のデータが格納された第２のペイロードと、前記第２のペイロードに前記第１のデータが格納されていることを示す第２のデータＩＤとを備える第２のデータを生成し、
生成された前記第２のデータを前記第２の通信ネットワークへ送信する中継装置。

【請求項2】

前記第１のデータは、前記第２の通信ネットワークにおける送信先、前記第１のデータに格納されている前記制御情報の種類、又は前記第１の通信ネットワークからの送信周期に基づいてグループ分けされ、グループ分けされた複数の前記第１のデータ毎に前記第２のペイロードに格納される請求項１に記載の中継装置。

【請求項3】

前記第１のデータは、前記第１のペイロードに格納された前記制御情報のサイズに関する情報を含む請求項１又は２に記載の中継装置。

【請求項4】

前記第２の通信ネットワークは、前記第１の通信ネットワークよりも単位時間当たりのデータ通信量が大きい請求項１～３のいずれか１項に記載の中継装置。

【請求項5】

前記第１の通信ネットワークにより利用される第１の通信プロトコルは、ＣＡＮ（Controller Area Network）プロトコル又はＣＡＮ ＦＤ（CAN with Flexible Data rate）プロトコルであり、
前記第２の通信ネットワークにより利用される第２の通信プロトコルは、
前記第１の通信プロトコルが前記ＣＡＮプロトコルである場合には、前記ＣＡＮ ＦＤプロトコル又はＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）プロトコルであり、
前記第１の通信プロトコルが前記ＣＡＮ ＦＤプロトコルである場合には、前記Ｅｔｈｅｒｎｅｔプロトコルである請求項４に記載の中継装置。

【請求項6】

第１の通信ネットワークに接続された第１の電子制御装置と、
前記第１の通信ネットワークとは異なる通信プロトコルが利用される第２の通信ネットワークに接続された第２の電子制御装置と、
前記第１の通信ネットワークと、前記第２の通信ネットワークとに接続された中継装置とを備え、
前記第１の電子制御装置は、
前記第２の通信ネットワークへ送信される制御情報が格納された第１のペイロードと、前記制御情報を識別するための第１のデータＩＤと、前記制御情報及び前記第１のデータＩＤに基づいて算出され、前記第１のペイロードに格納された誤り検出符号とを備える第１のデータを生成し、
生成された前記第１のデータを前記第１の通信ネットワークへ送信し、
前記中継装置は、
前記第１の通信ネットワークから前記第１のデータを受信し、
前記第１のデータが格納された第２のペイロードと、前記第２のペイロードに前記第１のデータが格納されていることを示す第２のデータＩＤとを備える第２のデータを生成し、
生成された前記第２のデータを前記第２の通信ネットワークへ送信し、
前記第２の電子制御装置は、
前記第２の通信ネットワークから前記第２のデータを受信し、
前記第２のデータから前記第１のデータを取得し、
取得された前記第１のデータの前記誤り検出符号に基づいて、前記第１のデータの誤り検出を行なう通信ネットワークシステム。

【請求項7】

第１の通信ネットワークと、前記第１の通信ネットワークとは異なる通信プロトコルが利用される第２の通信ネットワークとに接続された中継装置によって実行される通信制御方法であって、
前記第１の通信ネットワークから前記第２の通信ネットワークへ送信される制御情報が格納された第１のペイロードと、前記制御情報を識別するための第１のデータＩＤと、前記制御情報及び前記第１のデータＩＤに基づいて算出され、前記第１のペイロードに格納された誤り検出符号とを備える第１のデータを、前記第１の通信ネットワークから受信し、
前記第１のデータが格納された第２のペイロードと、前記第２のペイロードに前記第１のデータが格納されていることを示す第２のデータＩＤとを備える第２のデータを生成し、
生成された前記第２のデータを前記第２の通信ネットワークへ送信する通信制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、異なる通信プロトコルを利用する複数の通信ネットワーク間でデータ通信を行う中継装置、通信ネットワークシステム及び通信制御方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、ＣＡＮ（Controller Area Network）やＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）等の異なる通信プロトコルを利用する複数の通信ネットワーク間でデータフレームの通信を行う車載ネットワークシステムが開示されている。特許文献１の車載ネットワークシステムは、ＣＡＮを利用する第１ネットワークに接続されたＣ－ＥＣＵと、Ｅｔｈｅｒｎｅｔを利用する第２ネットワークに接続されたＥ－ＥＣＵとを備えている。ＥＣＵ（Electronic Control Unit）は、各種の車載機器を制御する電子制御装置である。第１ネットワークと第２ネットワークとの間には、ゲートウェイ装置が接続されている。ゲートウェイ装置は、Ｃ－ＥＣＵにより生成されたＣＡＮのデータフレームをＥ－ＥＣＵへ送信する際に、Ｅｔｈｅｒｎｅｔのデータフレームに複数のＣＡＮのデータフレームを格納して送信している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第２０１７／２０３９０２号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ＣＡＮの通信プロトコルでは、データフレームに発生した符号誤り（エラー）を検出して訂正するために、データフレームに誤り検出符号を付加している。しかしながら、特許文献１の車載ネットワークシステムは、Ｅｔｈｅｒｎｅｔのデータフレームに格納されたＣＡＮのデータフレームについて、どのように誤り検出を行なうかは開示されていない。

【0005】

本発明が解決しようとする課題は、異なる通信プロトコルを利用する複数の通信ネットワーク間でデータ通信を行う際に、データの誤り検出を適切に行なうことができる中継装置、通信ネットワークシステム及び通信制御方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、異なる通信プロトコルが利用される第１の通信ネットワークと、第２の通信ネットワークとに接続された中継装置において、第１のペイロードと、第１のデータＩＤと、第１のペイロードに格納された制御情報と第１のデータＩＤとに基づいて算出された適切な誤り検出符号とを備える第１のデータを第１の通信ネットワークから受信し、第１のデータが格納された第２のペイロードと、第２のペイロードに第１のデータが格納されていることを示す第２のデータＩＤとを備える第２のデータを生成し、生成された第２のデータを第２の通信ネットワークへ送信する、ことによって上記課題を解決する。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、第２のデータに格納される第１のデータのそれぞれが、第１のデータＩＤと制御情報とに基づいて算出された適切な誤り検出符号を備えているので、第１のデータ毎に誤り検出を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本発明に係る中継装置、通信ネットワークシステム及び通信制御方法を適用した、車載通信ネットワークシステムの構成図である。

【図2】図２は、ＣＡＮのデータフレームの構成を示す説明図である。

【図3】図３は、ＣＡＮ ＦＤのデータフレームの構成を示す説明図である。

【図4】図４は、ＣＡＮバスに接続された通信ネットワークからＣＡＮバスに接続された通信ネットワークへＣＡＮフレームを送信する手順を示すシーケンスチャートである。

【図5】図５は、ＣＡＮバスに接続された通信ネットワークからＣＡＮバスに接続された通信ネットワークへＣＡＮフレームを送信する手順を示す説明図である。

【図6】図６は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔのデータフレームの構成を示す説明図である。

【図7】図７は、ＣＡＮフレームが格納されたＦＤフレームを複数の通信ネットワークへ送信する手順を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
本実施形態では、本発明に係る中継装置、通信ネットワークシステム及び通信制御方法を、自動車（車両ともいう）に搭載された車載ネットワークシステムに適用した例を用いて説明する。本実施形態に係る車載通信ネットワークシステムＣＮＷは、ＣＡＮ、ＣＡＮ ＦＤ及びＥｔｈｅｒｎｅｔ等の異なる通信プロトコルを利用する複数の通信ネットワークが混在されたネットワークシステムである。ＣＡＮ ＦＤは、ＣＡＮに対し上位互換性を有する通信プロトコルであり、ＣＡＮよりも単位時間当たりのデータ通信量（通信速度）が大きくなっている。Ｅｔｈｅｒｎｅｔは、ＬＡＮ（Local Area Network）等に利用される通信ネットワークであり、ＣＡＮ ＦＤよりも単位時間当たりのデータ通信量は大きい。

【0010】

図１は、本実施形態に係る車載通信ネットワークシステムＣＮＷの構成を示すブロック図である。車載通信ネットワークシステムＣＮＷは、第１の通信ネットワーク１と、第２の通信ネットワーク２と、第３の通信ネットワーク３と、第４の通信ネットワーク４と、第５の通信ネットワーク５と、第６の通信ネットワーク６と、第１の通信ネットワーク１～第６の通信ネットワーク６に接続されたＣＧＷ（Central Gateway）７とを備える。第１の通信ネットワーク１～第６の通信ネットワーク６は、車両の基本構成毎に区分けされた複数の制御グループを構成している。この制御グループは、ドメインとも呼ばれる。ドメインには、車両内での情報提示について制御するマルチメディアドメインの他、エンジン等を制御するパワートレインドメイン、ステアリング機構等を制御するシャーシドメイン、パワーウィンドウ等を制御するボディドメイン、自律走行制御を行うＡＤＡＳ（Advanced Driver-Assistance System）ドメイン等がある。第１の通信ネットワーク１～第６の通信ネットワーク６は、本発明の第１の通信ネットワーク及び第２の通信ネットワークの一例に相当する。なお、車載通信ネットワークシステムＣＮＷを構成する通信ネットワークの数は、６個に限定されない。

【0011】

第１の通信ネットワーク１は、ＥＣＵ１１、ＥＣＵ１２及びＥＣＵ１３を備える。ＥＣＵ１１～１３は、ＣＡＮの通信プロトコルに従ってデータ通信が行われるＣＡＮバス１４を介してＣＧＷ７に接続されている。ＥＣＵ１１～１３は、車両に搭載された車載機器を制御する電子制御装置である。ＥＣＵ１１～１３は、詳しくは図示しないが、コントローラと、通信回路とを備えている。コントローラは、ＣＰＵと、ＣＰＵにより実行される制御プログラムが格納されたＲＯＭと、制御プログラムのワークエリアとして利用されるＲＡＭ等を備えている。コントローラは、ＣＰＵにより制御プログラムを実行することにより、ＥＣＵとして機能する。通信回路は、コントローラにより制御され、コントローラとＣＡＮバス１４との間の通信を行う。

【0012】

ＥＣＵ１１～１３には、図示しないセンサ又はアクチュエータ等の車載機器が接続されている。ＥＣＵ１１～１３は、接続されているセンサから、センサによる検知結果を示すセンサ情報を取得し、取得されたセンサ情報を含む制御情報が格納されたＣＡＮのデータフレーム（以下、ＣＡＮフレームともいう）を生成する。ＥＣＵ１１～１３により生成されたＣＡＮフレームは、ＣＡＮバス１４を介してＣＧＷ７へ送信される。また、各ＥＣＵ１１～１３は、ＣＡＮバス１４を介してＣＧＷ７からＣＡＮフレームを受信し、受信したＣＡＮフレームに格納されている制御情報に基づいてアクチュエータ等の車載機器を制御する。ＥＣＵ１１～１３は、本発明の第１の電子制御装置及び第２の電子制御装置の一例に相当する。

【0013】

第２の通信ネットワーク２は、ＥＣＵ２１、ＥＣＵ２２及びＥＣＵ２３を備える。ＥＣＵ２１～２３は、ＣＡＮの通信プロトコルに従ってデータ通信が行われるＣＡＮバス２４を介してＣＧＷ７に接続されている。なお、第２の通信ネットワーク２のＥＣＵ２１～２３及びＣＡＮバス２４は、第１の通信ネットワーク１のＥＣＵ１１～１３及びＣＡＮバス１４と同様の構成を有するため、詳しい説明は省略する。

【0014】

第３の通信ネットワーク３は、ＤＭ（Domain Master）３１と、ＥＣＵ３２、ＥＣＵ３３及びＥＣＵ３４とを備える。ＤＭ３１は、ＣＡＮ ＦＤの通信プロトコルに従ってデータ通信が行われるＦＤバス３５を介してＣＧＷ７に接続されている。また、ＥＣＵ３２～３４は、ＣＡＮ ＦＤの通信プロトコルに従ってデータ通信が行われるＦＤバス３６を介してＤＭ３１に接続されている。

【0015】

ＥＣＵ３２～３４は、第１の通信ネットワーク１のＥＣＵ１１～１３と同様に、車両に搭載された車載機器を制御する電子制御装置であり、コントローラ及び通信回路を備えている。ＥＣＵ３２～３４は、接続されているセンサから、センサによる検知結果を示すセンサ情報を取得し、取得されたセンサ情報を含む制御情報が格納されたＣＡＮ ＦＤのデータフレーム（以下、ＦＤフレームともいう）を生成する。ＥＣＵ３２～３４により生成されたＦＤフレームは、ＦＤバス３６を介してＤＭ３１へ送信される。また、各ＥＣＵ３２～３４は、ＦＤバス３６を介してＤＭ３１からＦＤフレームを受信し、受信したＦＤフレームに格納されている制御情報に基づいてアクチュエータ等の車載機器を制御する。ＥＣＵ３２～３４は、本発明の第１の電子制御装置及び第２の電子制御装置の一例に相当する。

【0016】

ＤＭ３１は、ＣＧＷ７とＥＣＵ３２～３４との間での通信を中継する中継装置であり、ＥＣＵと同様にコントローラ及び通信回路を備えている。ＤＭ３１は、ＦＤバス３６を介して、ＥＣＵ３２～３４とＦＤフレームの通信を行なう。また、ＤＭ３１は、ＦＤバス３５を介して、ＣＧＷ７とＦＤフレームの通信を行なう。ＤＭ３１は、本発明の中継装置の一例に相当する。

【0017】

第４の通信ネットワーク４は、ＤＭ４１と、ＥＣＵ４２、ＥＣＵ４３及びＥＣＵ４４とを備える。ＤＭ４１は、ＣＡＮ ＦＤの通信プロトコルに従ってデータ通信が行われるＦＤバス４５を介してＣＧＷ７に接続されている。また、ＥＣＵ４２～４４は、ＣＡＮ ＦＤの通信プロトコルに従ってデータ通信が行われるＦＤバス４６を介してＤＭ４１に接続されている。なお、第４の通信ネットワーク４のＤＭ４１、ＥＣＵ４２～４４及びＦＤバス４５、４６は、第３の通信ネットワーク３のＤＭ３１、ＥＣＵ３２～３４及びＦＤバス３５、３６と同様の構成を有するため、詳しい説明は省略する。

【0018】

第５の通信ネットワーク５は、ＤＭ５１と、ＥＣＵ５２、ＥＣＵ５３及びＥＣＵ５４とを備える。ＤＭ５１は、ＣＡＮ ＦＤの通信プロトコルに従ってデータ通信が行われるＦＤバス５５を介してＣＧＷ７に接続されている。また、ＥＣＵ５２～５４は、ＣＡＮの通信プロトコルに従ってデータ通信が行われるＣＡＮバス５６を介してＤＭ５１に接続されている。

【0019】

ＥＣＵ５２～５４は、第１の通信ネットワーク１のＥＣＵ１１～１３と同様に、車両に搭載された車載機器を制御する電子制御装置であり、コントローラ及び通信回路を備えている。ＥＣＵ５２～５４は、接続されているセンサから、センサによる検知結果を示すセンサ情報を取得し、取得されたセンサ情報を含む制御情報が格納されたＣＡＮフレームを生成する。ＥＣＵ５２～５４により生成されたＣＡＮフレームは、ＣＡＮバス５６を介してＤＭ５１へ送信される。また、各ＥＣＵ５２～５４は、ＣＡＮバス５６を介してＤＭ５１からＣＡＮフレームを受信し、受信したＣＡＮフレームに格納されている制御情報に基づいてアクチュエータ等の車載機器を制御する。ＥＣＵ５２～５４は、本発明の第１の電子制御装置及び第２の電子制御装置の一例に相当する。

【0020】

ＤＭ５１は、ＣＧＷ７とＥＣＵ５２～５４との間での通信を中継する中継装置であり、第３の通信ネットワーク３のＤＭ３１と同様にコントローラ及び通信回路を備えている。ＤＭ５１は、ＣＡＮバス５６を介して、ＥＣＵ５２～５４とＣＡＮフレームの通信を行なう。また、ＤＭ５１は、ＦＤバス５５を介して、ＣＧＷ７とＦＤフレームの通信を行なう。ＤＭ５１は、ＥＣＵ５２～５４により生成されたＣＡＮフレームを第１の通信ネットワーク１又は第２の通信ネットワーク２へ送信する際には、ＦＤフレームに少なくとも１つのＣＡＮフレームを格納してＣＧＷ７へ送信する。ＤＭ５１は、本発明の中継装置の一例に相当する。

【0021】

第６の通信ネットワーク６は、ＤＭ６１と、ＥＣＵ６２、ＥＣＵ６３及びＥＣＵ６４とを備える。ＤＭ６１は、ＣＡＮ ＦＤの通信プロトコルに従ってデータ通信が行われるＦＤバス６５を介してＣＧＷ７に接続されている。また、ＥＣＵ６２～６４は、ＣＡＮの通信プロトコルに従ってデータ通信が行われるＣＡＮバス６６を介してＤＭ６１に接続されている。なお、第６の通信ネットワーク６のＤＭ６１、ＥＣＵ６２～６４、ＦＤバス６５及びＣＡＮバス６６は、第５の通信ネットワーク５のＤＭ５１、ＥＣＵ５２～５４、ＦＤバス５５及びＣＡＮバス５６と同様の構成を有するため、詳しい説明は省略する。

【0022】

ＣＧＷ７は、第１～第６の通信ネットワーク１～６の間でデータフレームの中継を行う中継装置であり、ＤＭ３１等と同様に、コントローラ及び通信回路を備えている。ＣＧＷ７は、第１の通信ネットワーク１のＣＡＮバス１４を介して、ＥＣＵ１１～１３とＣＡＮフレームの通信を行なう。また、ＣＧＷ７は、第２の通信ネットワーク２のＣＡＮバス２４を介して、ＥＣＵ２１～２３とＣＡＮフレームの通信を行なう。ＣＧＷ７は、第３の通信ネットワーク３のＦＤバス３５を介して、ＤＭ３１とＦＤフレームの通信を行う。また、ＣＧＷ７は、第４の通信ネットワーク４のＦＤバス４５を介して、ＤＭ４１とＦＤフレームの通信を行う。さらに、ＣＧＷ７は、第５の通信ネットワーク５のＦＤバス５５を介して、ＤＭ５１とＦＤフレームの通信を行う。ＣＧＷ７は、第６の通信ネットワーク６のＦＤバス６５を介して、ＤＭ６１とＦＤフレームの通信を行う。ＣＧＷ７は、ＤＭ５１又は６１からＣＡＮフレームが格納されたＦＤフレームを受信した場合には、ＦＤフレームからＣＡＮフレームを取得し、取得したＣＡＮフレームを第１の通信ネットワーク１のＥＣＵ１１～１３、又は第２の通信ネットワーク２のＥＣＵ２１～２３へ送信する。

【0023】

次に、ＣＡＮフレームの構成について説明する。ＣＡＮフレームは、図２に示すように、ＳＯＦ（Start Of Frame）フィールドと、ＩＤ（Identifier）フィールドと、ＲＴＲ（Remote Transmission Request）フィールドと、ＤＬＣ（Data Length Code）フィールドと、データフィールドと、ＣＲＣフィールドと、ＡＣＫフィールドと、ＥＯＦ（End of Frame）フィールド等によって構成される。図２の各フィールドに記載されている数値は、フィールドの各々を構成するビット数を示す。

【0024】

ＳＯＦフィールドは、ＣＡＮフレームの先頭を示す。ＩＤフィールドは、データフィールド内の格納データの種類を示す識別子であるＣＡＮ ＩＤが格納されている。ＣＡＮ ＩＤは、メッセージＩＤとも称される。なお、ＣＡＮでは、複数のＥＣＵが同時にＣＡＮフレームの送信を開始した場合、このＣＡＮ ＩＤが小さい値を持つＣＡＮフレームの通信を優先する通信調停が行われる。ＤＬＣフィールドには、後続するデータフィールド内のデータのサイズを示す情報が格納される。ＣＲＣフィールドは、ＣＡＮフレームの通信エラーの検出に利用される巡回冗長検査コードが格納される。

【0025】

データフィールドに格納されるデータの仕様については、ＣＡＮの通信プロトコルでは規定されていない。本実施形態に係る車載通信ネットワークシステムＣＮＷでは、データフィールド内に、ＥＣＵに接続されているセンサから取得したセンサ情報を含む制御情報ＣＤと、誤り検出符号ＥＣとが格納される。誤り検出符号ＥＣは、制御情報ＣＤの誤りを検出して訂正するための符号であり、本実施形態では、ＣＡＮフレーム全体の誤り検出に用いられるＣＲＣフィールドとは別に設けられている。誤り検出符号ＥＣは、ＣＡＮフレームを生成する各ＥＣＵによって、ＣＡＮ ＩＤと、制御情報ＣＤとに基づいて算出される。なお、本実施形態のＣＡＮフレームは、本発明の第１のデータに相当し、ＣＡＮ ＩＤ及びデータフィールドは、本発明の第１のデータＩＤ及び第１のペイロードに相当する。

【0026】

次に、ＦＤフレームの構成について説明する。ＦＤフレームは、図３に示すように、ＳＯＦフィールドと、ＩＤフィールドと、ＥＤＬ（Extended Data Length）フィールドと、ＢＲＳ（Bit Rate Switch）フィールドと、ＥＳＩ（Error State Indicator）フィールドと、ＤＬＣフィールドと、データフィールドと、ＣＲＣフィールドと、ＡＣＫフィールドと、ＥＯＦフィールド等によって構成される。図３の各フィールドに記載されている数値は、フィールドの各々を構成するビット数を示す。ＦＤフレームは、ＣＡＮフレームにＥＤＬビット、ＢＲＳビット及びＥＳＩビットが追加され、さらにデータフィールドが６４バイトに拡張されている。また、ＩＤフィールドには、データフィールド内の格納データの種類を示す識別子であるＣＡＮ ＦＤ ＩＤが格納されている。

【0027】

ＦＤフレームは、例えば、ＦＤバスに接続されたＥＣＵ間で通信される場合、データフィールド内に、ＣＡＮフレームと同様に制御情報及び誤り検出符号が格納される。具体的には、例えば、第３の通信ネットワーク３のＦＤバス３６に接続されたＥＣＵ３２～３４によりＦＤフレームが生成され、第４の通信ネットワーク４のＦＤバス４６に接続されたＥＣＵ４２～４４に送信される場合には、ＦＤフレームのデータフィールド内に、ＣＡＮフレームと同様に制御情報及び誤り検出符号が格納される。この場合、ＣＡＮ ＦＤ ＩＤには、制御情報の種類を示すＩＤ、例えば、「００１」が付与される。

【0028】

また、ＦＤフレームは、例えば、ＣＡＮバスに接続されたＥＣＵからＦＤバスを介してＥＣＵに送信される場合、データフィールド内に、少なくとも１つのＣＡＮフレームが格納される。具体的には、例えば、第１の通信ネットワーク１のＣＡＮバス１４に接続されたＥＣＵ１１～１３によりＣＡＮフレームが生成され、第５の通信ネットワーク５のＥＣＵ５２～５４に送信される場合には、ＣＧＷ７により、ＦＤフレームのデータフィールド内に少なくとも１つのＣＡＮフレームが格納され、ＤＭ５１に送信される。この場合、ＣＡＮ ＦＤ ＩＤには、データフレーム内にＣＡＮフレームが格納されていることを示すＩＤ、例えば、「００２」が付与される。

【0029】

なお、ＣＡＮフレームをＦＤバスに接続されたＥＣＵへ送信する際に、ＦＤフレームのデータフィールドにＣＡＮフレームを格納して送信するのは、ＣＡＮフレームに対し、ＣＡＮ ＩＤが付与し直されるのを防ぐためである。すなわち、従来の車載通信ネットワークシステムでは、ＣＡＮフレームをＦＤフレームに変換してから送信し、送信先の通信ネットワークのＤＭ等でＦＤフレームを再びＣＡＮフレームに変換していた。そして、ＦＤフレームをＣＡＮフレームに変換する際に、最初とは異なるＣＡＮ ＩＤが付与されることがあった。このように、ＣＡＮ ＩＤが付与し直されると、自動車用機能安全規格（ＩＳＯ ２６２６２）において、ハザードを評価する指標として利用されているＡＳＩＬ（Automotive Safety Integrity Level）の評価レベルが高くなり、中継処理への信頼性要求値が高くなってしまうという問題があった。本実施形態では、ＦＤフレームにＣＡＮフレームを格納して送信するので、ＣＡＮ ＩＤが付与し直されることがないので、ＡＳＩＬの評価レベルの上昇を防ぐことが可能である。

【0030】

次に、図４シーケンスチャート及び図５の説明図を参照して、第１の通信ネットワーク１のＥＣＵ１１～１３により生成されたＣＡＮフレームが、第５の通信ネットワーク５のＥＣＵ５２～５４へ送信される手順について説明する。図４のステップＳ１にて示すように、第１の通信ネットワーク１のＥＣＵ１１～１３は、センサからセンサ情報を取得し、例えば、ＣＡＮフレームＣ１～ＣＮを生成する。具体的には、ＥＣＵ１１～１３は、取得したセンサ情報に基づいて、センサ情報を含む制御情報ＣＤを生成し、センサ情報の種類等に基づいてＣＡＮ ＩＤを設定する。図中、「１００」、「２００」は、ＣＡＮ ＩＤを示す。また、ＥＣＵ１１～１３は、生成した制御情報ＣＤと、設定したＣＡＮ ＩＤとに基づいて、誤り検出符号ＥＣを算出する。ＥＣＵ１１～１３は、生成したＣＡＮフレームＣ１～ＣＮのデータフィールドに、制御情報ＣＤと、誤り検出符号ＥＣとを格納し、ＣＡＮバス１４を介してＣＧＷ７へ生成したＣＡＮフレームＣ１～ＣＮを送信する。

【0031】

ＣＧＷ７は、ＣＡＮバス１４を介して第１の通信ネットワーク１からＣＡＮフレームＣ１～ＣＮを受信し、ステップＳ２において、受信したＣＡＮフレームＣ１～ＣＮがデータフィールドに格納されたＦＤフレームＦ１を生成する。具体的には、ＣＧＷ７は、ＦＤフレームＦ１に、データフィールドに少なくとも１つのＣＡＮフレームが格納されていることを示すＣＡＮ ＦＤ ＩＤとして、「００２」を付与する。また、ＣＧＷ７は、ＣＡＮフレームＣ１～ＣＮの送信先のＥＣＵや、格納されている制御情報ＣＤの種類、ＣＡＮフレームＣ１～ＣＮの送信周期等に基づいて、複数のＣＡＮフレームＣ１～ＣＮをグループ分けし、グループ分けされた複数のＣＡＮフレーム毎にＦＤフレームＦ１を生成する。また、ＣＧＷ７は、生成されたＦＤフレームＦ１を、第５の通信ネットワーク５のＦＤバス５５を介してＤＭ５１へ送信する。

【0032】

制御情報ＣＤの種類とは、制御情報ＣＤが利用される制御内容が、共通又は関連することを言う。例えば、車両の加減速の制御に応じてＣＡＮフレームＣ１～ＣＮをグループ分けする場合、エンジン等のパワートレインやブレーキ等の制御が共通又は関連する制御内容となり、これらの制御に利用される制御情報ＣＤ毎にＣＡＮフレームＣ１～ＣＮがグループ分けされる。また、ＣＡＮフレームＣ１～ＣＮの送信周期とは、例えば、センサから取得されたセンサ情報が所定の時間間隔で送信される場合の送信周期を言い、送信周期が同じ又は近い制御情報ＣＤ毎にＣＡＮフレームＣ１～ＣＮがグループ分けされる。このように、送信先のＥＣＵや、制御情報ＣＤの種類、送信周期等に応じてＣＡＮフレームＣ１～ＣＮをグループ分けして送信することにより、車載通信ネットワークシステムＣＮＷの送信負荷を抑制することができる。また、関連する制御情報ＣＤを一緒に送信することができるので、送信先のＥＣＵでの制御が適切、かつ効率よく行えるようになる。

【0033】

また、ＣＧＷ７は、ＣＡＮフレームＣ１～ＣＮのそれぞれから、「ＣＡＮ ＩＤ」と、「ＤＬＣ」と、「制御情報」と、「誤り検出符号」のみを取得して、ＦＤフレームＦ１のデータフィールドに格納する。「ＤＬＣ」は、データフィールドに格納された複数のＣＡＮフレームＣ１～ＣＮの区切りを判定するために利用される。このように、ＣＡＮフレームＣ１～ＣＮを構成する多数のデータのうち、送信先のＥＣＵで必要となるデータのみをＦＤフレームＦ１に格納して送信するので、車載通信ネットワークシステムＣＮＷの送信負荷を抑制することができる。

【0034】

第５の通信ネットワーク５のＤＭ５１は、ＦＤバス５５を介してＦＤフレームＦ１を受信すると、ＣＡＮ ＦＤ ＩＤに基づいて、データフィールドに少なくとも１つのＣＡＮフレームが格納されていることを特定する。ＤＭ５１は、ステップＳ３において、受信したＦＤフレームＦ１から、ＣＡＮフレームＣ１～ＣＮを取得する。上述したように、ＦＤフレームＦ１のデータフィールドから複数のＣＡＮフレームＣ１～ＣＮを取得する際には、「ＤＬＣ」を利用してＣＡＮフレーム間の区切りを判定することができるので、複数のＣＡＮフレームＣ１～ＣＮを適切に取得することができる。ＤＭ５１は、取得した複数のＣＡＮフレームＣ１～ＣＮを第５の通信ネットワーク５のＣＡＮバス５６に送信する。

【0035】

第５の通信ネットワーク５のＥＣＵ５２～５４は、ＣＡＮフレームＣ１～ＣＮのＣＡＮ ＩＤに基づいて、車載機器の制御に必要なＣＡＮフレームＣ１～ＣＮを受信する。また、ＥＣＵ５２～５４は、ステップＳ４において、受信したＣＡＮフレームＣ１～ＣＮの誤りを誤り検出符号ＥＣに基づいて検出し、訂正する。さらに、ＥＣＵ５２～５４は、ステップＳ５において、受信したＣＡＮフレームＣ１～ＣＮの制御信号ＣＤに基づいて、車載機器を制御する。

【0036】

以上で説明したように、本実施形態に係る車載通信ネットワークシステムＣＮＷによれば、第１の通信ネットワーク１と、第１の通信ネットワーク１とは異なる通信プロトコルが利用される第５の通信ネットワーク５とに接続されたＣＧＷ７であって、第１の通信ネットワーク１から第５の通信ネットワークへＣＡＮフレームを送信する際に、制御情報ＣＤが格納されたデータフィールドと、制御情報ＣＤを識別するためのＣＡＮ ＩＤと、制御情報ＣＤ及びＣＡＮ ＩＤに基づいて算出され、データフィールドに格納された誤り検出符号ＥＣとを備えるＣＡＮフレームを、第１の通信ネットワーク１から受信し、ＣＡＮフレームが格納されたデータフィールドと、このデータフィールドにＣＡＮフレームが格納されていることを示すＣＡＮ ＦＤ ＩＤとを備えるＦＤフレームを生成し、生成されたＦＤフレームを第５の通信ネットワーク５へ送信している。これにより、ＦＤフレームに格納されているＣＡＮフレームのそれぞれが、ＣＡＮ ＩＤと制御情報ＣＤとに基づいて算出された誤り検出符号ＥＣを備えているので、ＣＡＮフレーム毎に誤り検出を行なうことができ、適切な車両の制御を行うことができる。また、ＣＡＮフレームのＣＡＮ ＩＤが付与し直されることはないので、ＡＳＩＬの評価レベルの上昇を防ぐことが可能である。

【0037】

また、本実施形態に係る車載通信ネットワークシステムＣＮＷによれば、ＣＡＮフレームは、第５の通信ネットワーク５における送信先ＥＣＵ、ＣＡＮフレームに格納されている制御情報ＣＤの種類、又は第１の通信ネットワーク１からのＣＡＮフレームの送信周期に基づいてグループ分けされ、グループ分けされた複数のＣＡＮフレーム毎にＦＤフレームに格納される。これにより、車載通信ネットワークシステムＣＮＷの送信負荷を抑制することができる。また、関連する制御信号ＣＤを一緒に送信することができるので、送信先のＥＣＵでの制御が適切、かつ効率よく行えるようになる。

【0038】

また、本実施形態に係る車載通信ネットワークシステムＣＮＷによれば、ＣＡＮフレームは、制御情報ＣＤのサイズに関する情報を含んでいるので、ＦＤフレームからＣＡＮフレームを取得する際に、各ＣＡＮフレームを精度よく分離して取得することができる。

【0039】

また、本実施形態に係る車載通信ネットワークシステムＣＮＷによれば、ＣＡＮ ＦＤを利用する第５の通信ネットワーク５は、ＣＡＮを利用する第１の通信ネットワーク１よりも単位時間当たりのデータ通信量が大きいため、ＦＤフレームに複数のＣＡＮフレームを格納しても、通信負荷が大きくなったり、通信速度が低下するようなことはない。

【0040】

また、本実施形態に係る車載通信ネットワークシステムＣＮＷによれば、第１の通信ネットワーク１に接続されたＥＣＵ１１～１３と、第１の通信ネットワーク１とは異なる通信プロトコルが利用される第５の通信ネットワーク５に接続されたＥＣＵ５２～５４と、第１の通信ネットワーク１と、第５の通信ネットワーク５とに接続されたＣＧＷ７とを備えている。また、第１の通信ネットワーク１のＥＣＵ１１～１３は、第５の通信ネットワーク５へ送信される制御情報ＣＤが格納されたデータフィールドと、制御情報ＣＤを識別するためのＣＡＮ ＩＤと、制御情報ＣＤ及びＣＡＮ ＩＤに基づいて算出され、データフィールドに格納された誤り検出符号ＥＣとを備える第１のデータを生成し、生成されたＣＡＮフレームを第１の通信ネットワーク１へ送信する。ＣＧＷ７は、第１の通信ネットワーク１からＣＡＮフレームを受信し、ＣＡＮフレームが格納されたデータフィールドと、データフィールドにＣＡＮフレームが格納されていることを示すＣＡＮ ＦＤ ＩＤとを備えるＦＤフレームを生成し、生成されたＦＤフレームを第５の通信ネットワーク５送信する。第５の通信ネットワーク５のＥＣＵ５２～５４は、第５の通信ネットワーク５からＦＤフレームを受信し、ＦＤフレームからＣＡＮフレームを取得し、取得されたＣＡＮフレームの誤り検出符号ＥＣに基づいて、ＣＡＮフレームの誤り検出を行なう。これにより、ＦＤフレームに格納されているＣＡＮフレームのそれぞれが、ＣＡＮ ＩＤと制御情報ＣＤとに基づいて算出された誤り検出符号ＥＣを備えているので、ＣＡＮフレーム毎に誤り検出を行なうことができ、適切な車両の制御を行うことができる。また、ＣＡＮフレームのＣＡＮ ＩＤが付与し直されることはないので、ＡＳＩＬの評価レベルの上昇を防ぐことが可能である。

【0041】

なお、第１の通信ネットワーク１から第５の通信ネットワーク５又は第６の通信ネットワーク６へＣＡＮフレームを送信する場合に、ＣＧＷ７によりＣＡＮフレームが格納されたＦＤフレームを生成するようにしたが、ＣＧＷ７と同様に中継装置としての機能を利用するＤＭを利用してもよい。例えば、第５の通信ネットワーク５から第６の通信ネットワーク６へＣＡＮフレームを送信する場合には、ＤＭ５１によってＣＡＮフレームが格納されたＦＤフレームを生成してもよい。

【0042】

上記の実施形態では、ＣＡＮフレームが格納されたＦＤフレームを１つの通信ネットワークから他の１つの通信ネットワークへ送信する例について説明したが、１つの通信ネットワークから他の複数の通信ネットワークへ送信することも可能である。以下では、例えば、第３の通信ネットワーク３のＥＣＵ３２から、第５の通信ネットワーク５のＥＣＵ５２と、第６の通信ネットワーク６のＥＣＵ６２へ、制御情報をＣＡＮフレームによって送信する場合について説明する。

【0043】

図７に示すように、第３の通信ネットワーク３のＥＣＵ３２は、接続されているセンサから取得したセンサ情報に基づいて、ＥＣＵ５２に送信される制御情報ＣＤ１と、ＥＣＵ６２に送信される制御情報ＣＤ２とを生成する。また、ＥＣＵ３２は、制御情報ＣＤ１がデータフィールドに格納されたＣＡＮフレームＣ１と、制御情報ＣＤ２がデータフィールドに格納されたＣＡＮフレームＣ２とを生成する。なお、ＣＡＮフレームＣ１には、制御情報ＣＤ１の種類を示すＣＡＮ ＩＤ「１０１」が付与されている。また、ＣＡＮフレームＣ１のデータフィールドには、制御情報ＣＤ１とＣＡＮ ＩＤ「１０１」とに基づいて算出された誤り検出符号ＥＣ１が格納されている。ＣＡＮフレームＣ２には、制御情報ＣＤ２の種類を示すＣＡＮ ＩＤ「１０２」が付与されている。また、ＣＡＮフレームＣ２のデータフィールドには、制御情報ＣＤ２とＣＡＮ ＩＤ「１０２」とに基づいて算出された誤り検出符号ＥＣ２が格納されている。ＥＣＵ３２は、生成したＣＡＮフレームＣ１及びＣ２を、ＦＤバス３６を介してＤＭ３１に送信する。

【0044】

ＤＭ３１は、ＣＡＮバス３６を介してＣＡＮフレームＣ１及びＣ２を受信する。ＤＭ３１は、ＣＡＮフレームＣ１から「ＣＡＮ ＩＤ１０１」と、「ＤＬＣ」と、「制御情報ＣＤ１」と、「誤り検出符号ＥＣ１」のみを取得し、ＣＡＮフレームＣ２から「ＣＡＮ ＩＤ１０２」と、「ＤＬＣ」と、「制御情報ＣＤ２」と、「誤り検出符号ＥＣ２」のみを取得し、これらがデータフィールドに格納されたＦＤフレームＦ１を生成する。ＤＭ３１は、生成したＦＤフレームＦ１を、ＦＤバス３５を介してＣＧＷ７へ送信する。

【0045】

ＣＧＷ７は、ＣＡＮバス３５を介してＦＤフレームＦ１を受信する。ＣＧＷ７は、受信したＦＤフレームＦ１を、第５の通信ネットワーク５のＦＤバス５５を介してＤＭ５１に送信し、第６の通信ネットワーク６のＦＤバス６５を介してＤＭ６１に送信する。ＤＭ５１は、受信したＦＤフレームＦ１からＣＡＮフレームＣ１を取得し、ＣＡＮバス５６を介してＥＣＵ５２へ送信する。また、ＤＭ６１は、受信したＦＤフレームＦ１からＣＡＮフレームＣ２を取得し、ＣＡＮバス６６を介してＥＣＵ６２へ送信する。このように、本実施形態の車載通信ネットワークシステムＣＮＷは、ＣＡＮフレームが格納されたＦＤフレームを１つの通信ネットワークから他の複数の通信ネットワークへ送信することができる。も可能である。

【0046】

また、第１実施形態では、第１の通信ネットワークがＣＡＮであり、第２の通信ネットワークがＣＡＮ ＦＤである場合について説明したが、第１の通信ネットワークをＣＡＮ又はＣＡＮ ＦＤとし、第２の通信ネットワークを、ＣＡＮやＣＡＮ ＦＤよりも単位時間当たりのデータ通信量が大きなＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）としてもよい。この場合、図６に示すＥｔｈｅｒｎｅｔのデータフレーム（以下、Ｅｔｈｅｒｎｅｔフレームともいう）Ｅ１のペイロード内に、少なくとも１つのＣＡＮフレーム、又は少なくとも１つのＦＤフレーム、あるいは少なくとも１つのＣＡＮフレームが格納された少なくとも１つのＦＤフレームが格納して送信される。このように、ＣＡＮ、ＣＡＮ ＦＤとともに、Ｅｔｈｅｒｎｅｔが混在しているような通信ネットワークシステムにおいても、ＣＡＮフレーム又はＦＤフレームのＩＤが付与し直されることはないので、ＡＳＩＬの評価レベルの上昇を防ぐことが可能である。

【符号の説明】

【0047】

ＣＮＷ…車載通信ネットワークシステム
１…第１の通信ネットワーク
１１～１３…ＥＣＵ（Electronic Control Unit）
２…第２の通信ネットワーク
２１～２３…ＥＣＵ
３…第３の通信ネットワーク
３１…ＤＭ（Domain Master）
３２～３４…ＥＣＵ
３５、３６…ＦＤバス
４…第４の通信ネットワーク
４１…ＤＭ
４２～４４…ＥＣＵ
４５、４６…ＦＤバス
５…第５の通信ネットワーク
５１…ＤＭ
５２～５４…ＥＣＵ
５５…ＦＤバス
５６…ＣＡＮバス
６…第６の通信ネットワーク
６１…ＤＭ
６２～６４…ＥＣＵ
６５…ＦＤバス
６６…ＣＡＮバス
７…ＣＧＷ（Central Gateway）
Ｃ１～ＣＮ…ＣＡＮフレーム
Ｆ１…ＦＤフレーム
Ｅ１…Ｅｔｈｅｒｎｅｔフレーム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】