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JP2003533915A - 双方向通信方法、そのローカル・ネットワーク及び自動車 - Google Patents

双方向通信方法、そのローカル・ネットワーク及び自動車

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JP2003533915A
JP2003533915A JP2001583335A JP2001583335A JP2003533915A JP 2003533915 A JP2003533915 A JP 2003533915A JP 2001583335 A JP2001583335 A JP 2001583335A JP 2001583335 A JP2001583335 A JP 2001583335A JP 2003533915 A JP2003533915 A JP 2003533915A
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JP
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nodes
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vehicle
bus
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JP2001583335A
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リンド、ハンス
フォルスグレン、マッツ
ベルグクヴィスト、オラ
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スカニア シーブイ アクチボラグ
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
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    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/46—Interconnection of networks
    • H—ELECTRICITY
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    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
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  • Computer Security & Cryptography (AREA)
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  • Computer And Data Communications (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Communication Control (AREA)

Abstract

(57)【要約】 本発明は、車両の異なる位置に配列された異なるノード間の２方向通信方法に関し、バイナリ・シンボル形式にある情報が前記ノードを接続する少なくとも２直列通信バスを介して送信される。これらのノードは、少なくとも２グループに分けられ、一方のグループに属するノード間の通信が他方のグループにおけるノード間での通信に関連して、車両を運転するために多少臨界的となり、また前記異なるグループのノードは、異なる複数の通信バスに接続されており、各バスの１端がゲートウェー・ノードに接続されている。本発明は、更にローカル・エリア・ネットワーク、及びこのようなＬＡＮを含む自動車に関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （発明の分野） 本発明は、請求項１の前段記載による２方向通信の方法、請求項６の前段記載
によるローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）、及びＬＡＮを含む自動車に
に関する。
【０００２】 （従来技術の説明） 車、バス、トラクタ及びトラックのような自動車では、最近まで、１本の導電
ケーブルのみが２電気モジュール間における情報の伝送に使用されていた。これ
は、これらモジュール間のケーブル数がこれらの間で交換されるべき情報信号数
に比例して増加することを意味する。
【０００３】 最近では、車両における異なる位置に配置された電気モジュールと電子モジュ
ールとの間に布線すべきケーブル数を少なくするために、ローカル・エリア・ネ
ットワーク（ＬＡＮ）が使用されていた。自動車用の典型的なローカル・エリア
・ネットワークは、複数のノード（複数のモジュール）を通信バスを介して相互
に接続している。直列データは、前記通信バスを介して送信可能にされている。
これらのノードは、受信したデータを特殊命令に復号し、かつ前記特殊命令に対
する応答として異なる機動（ｍａｎｏｅｕｖｒｉｎｇ）手段及びランプを制御し
ている。
【０００４】 自動車用の典型的なローカル・エリア・ネットワークにおいて、これらのノー
ドは、それぞれがマイクロプロセッサ及び通信回路を備えている。マイクロプロ
セッサ及び通信回路は、一般的に同一チップ上に集積されている。通信回路は、
データを通信バスにそれぞれ送出及び受信するように機能している。マイクロプ
ロセッサは、通信回路を介してデータを受信し、かつ特殊命令に復号している。
そのノードに属し、異なる複数の機動手段及びランプは、特殊命令に対する応答
としてマイクロプロセッサにより制御される。更に、各ノードは、システム固有
の複数センサを備えており、総合システムが二重化した機能及びケーブルの布線
のためにコストを対応して増加させること共に敏感にする結果となっている。
【０００５】 以上によるローカル・エリア・ネットワークの欠点は、通信バスに沿った異な
る複数のノードが互いに干渉する恐れがあり、これがネットワークをダウンさせ
てしまう恐れがあり、また車両に対して異なる高度の本質的な機能が機能不能と
なる恐れがあるということにある。
【０００６】 （発明の概要説明） 本発明の目的は、以上で述べた問題を克服し、又は少なくとも軽減した自動車
における強化２方向通信を方法を提供することである。
【０００７】 本発明の目的は、更に以上で述べた問題を克服した、又は少なくとも軽減した
自動車における強化ローカル・エリア・ネットワークを方法を提供することであ
る。
【０００８】 本発明によれば、この目的は、請求項１による２方向通信方法、請求項６によ
るローカル・エリア・ネットワーク及び請求項１０による自動車を提供すること
により達成される。
【０００９】 本発明の効果は、従来技術と比較して車両の安全性を高めることである。
【００１０】 本発明の他の効果は、異なる複数の通信バスを異なった目的に使用可能にする
ことであり、かつ重要性の低い通信のためにそれほど高速でない安価な通信バス
を使用可能にすることであり、そしてより高価かつ高速の通信バスをより重要な
通信に使用可能にして、総合コストを従来の技術と比較して軽減可能にすること
に帰結することである。
【００１１】 本発明の更なる効果は、同一の通信バスに沿ったノードの数を、通信バスの機
能性、速度及び安全性に好ましくない影響を与えることなく、可能な限り小さな
数に調整容易にすることである。
【００１２】 ２バス間のノードの分離を説明しているＵＳ−Ａ−４ ７８７ ０４０により
車両用のディスプレイ装置が既に知られている。しかしながら、この分離は、そ
れぞれのバスと、あるノードに対する通信とに存在するトラヒック形式に基づい
ている。従って、応答を要求するノードは、「ポーリング/応答」バスに沿って
配置され、一方、無時間制御のノードは、「ランダム・アクセス」バスに沿って
配置される。従って、米国の文献によるシステムにおいて異なるバスに対する複
数のノードの割り付けは、それ以上に、いくつかのノードへの、又はいくつかの
ノード間での通信が臨界的になる範囲までノードの機能性により決定されるので
はない、ことに注意すべきである。
【００１３】 図１に、自動車におけるローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）の本発明
による第１の実施例を示す。このローカル・エリア・ネットワークは、３本の通
信バス２０、４０、６０を備えている。第１の通信バス２０には、４ノード２２
、２３、２４、２６が割り付けられ、それぞれ低臨界レベルで所定グループに属
する全て又は一部の機能を実行する。第２の通信バス６０には、６ノード６１、
６２、６４、６５、６７、６９が割り付けられ、それぞれが中臨界レベルで所定
グループに属する全て又は一部の機能を実行する。第３の通信バス４０には、４
ノード４２、４３、４４、４５が割り付けられ、それぞれが高臨界レベルで所定
グループに属する全て又は一部の機能を実行する。前記臨界レベルは、その使用
において自動車の安全性に関する機能の重要さを反映している。他のノードから
の情報に依存している機能は、前述したグループのそれぞれに属していてもよい
。例えば、この機能は、他のノードの１以上からの情報がその機能にとって、及
び高臨界レベルで所定グループに属するような機能にとって本質的であれば、高
臨界レベルでそのグループに属する。高臨界レベル上の機能のために本質的な情
報を交換するノードは、同一のバスに沿って配列される。
【００１４】 第１の通信バスには、車両用の音声機能を提供するＡＵＳ（オーディオ：Ａｕ
ｄｉｏ ｓｙｓｔｅｍ：音声システム）ノード２２、車両用の衝突安全機能を表
すＣＳＳ（Ｃｒａｓｈ Ｓａｆｔｙ ｓｙｓｔｅｍ：衝突安全システム）ノード
２３、車両のいす機能を提供するＳＣＳ（Ｓｅａｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔ
ｅｍ：シート制御システム）ノード２４、車両に気候機能を提供するＡＣＣ（Ａ
ｕｔｏｍａｔｉｃ Ｃｌｉｍａｔｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ：自動気候制御）ノード２
６が配列されている。
【００１５】 これら全ノードには、マイクロプロセッサ、及び同一チップ上に全般的に集積
された通信回路が存在する。通信回路は、それぞれ通信バスにデータを送信し、
また通信バスからデータを受信するために利用される。マイクロプロセッサは、
通信回路を介してデータを受信して、受信したデータを特殊命令に復号する。ノ
ードに属する異なる機動手段及びランプは、特殊命令に応答してマイクロプロセ
ッサにより制御される。
【００１６】 第１の通信バスに沿って配列された任意のノードへ又はノードからの通信の不
通は、車両の運転に対して直接的な如何なる危険又は如何なる制約に帰結するこ
とにはならず、従ってこれらの機能のいずれかが機能しなくなっても、運転者は
運転を継続することができる。車両の運転者は、例えばディスプレイ上で可視的
な機能、又は例えば車両無線システムを介して可聴的な機能の故障について知る
ことができる。
【００１７】 第２の通信バスには、トレーラ・システムとの車両通信を表すＴＧＳ０（Ｔｒ
ａｉｌｅｒ Ｇａｔｅｗａｙ Ｓｙｓｔｅｍ：トレーラ ゲート ウェー・シス
テム）ノード６１、車両の計器機能を表すＩＣＬ（Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｃｌ
ｕｓｔｅｒ Ｆｕｎｃｔｏｎ：命令クラスタ機能）ノード６２、車両及び運転者
のログ機能を表すＴＣＯ（Ｔａｃｈｏｇｒａｐｆ Ｓｙｓｔｅｍ：タコグラフ・
システム）ノード６５、車両の照明機能を表すＶＩＳ（可視システム：Ｖｉｓｉ
ｂｉｌｉｔｙ Ｓｙｓｔｅｍ）ノード６４、付加的なシステムとの車両通信を表
すＢＷＳ（Ｂｏｄｙ Ｗｏｒｋ Ｓｙｓｔｅｍ：ボディー・システム）ノード６
７と、車両の警報機能を表すＶＡＳ（Ｖｅｈｉｃｌｅ Ａｌａｒｍ Ｓｙｓｔｅ
ｍ）ノード６９が配列されている。
【００１８】 これらのノードにおいて、第１の通信バス、マイクロプロセッサ及び一般的に
同一チップに集積される通信回路に属するノードに関連して説明されていたもの
と同様のものが配列されている。
【００１９】 第２の通信バス上に配列されたあらゆるノードへ又はノードからの通信の不通
は、車両を運転することに対して障害となることがあっても、如何なる直接的な
危険に帰結することはないが、これらのノードのいずれかの機能が機能不能にな
ったときは、運転者は可能な限り速やかにエラーを正すようにすべきである。車
両の運転者は、以上で説明したように、不通について、例えばディスプレイ上に
可視的に、又は例えば車両の無線システムを介して可聴的に通知されてもよい。
【００２０】 第３の通信バスには、車両のモータ機能を表すＥＭＳ（Ｅｎｇｉｎｅ Ｍａｎ
ｅｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ：エンジン管理システム）ノード４２、車両のギ
アボックス機能を表すＧＭＳ（Ｇｅａｒｂｏｘ Ｍａｎｅｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓ
ｔｅｍ：ギアボックス管理システム）ノード４３、車両の懸架機能を表すＳＭＳ
（Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ：懸架管理シス
テム）ノード４４、車両のブレーキ機能を表すＢＭＳ（Ｂｒａｋｅ Ｍａｎａｇ
ｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ：ブレーキ管理システム）ノード４５が配列されてい
る。
【００２１】 第３の通信バス４０上に設けられているあらゆるノードへ又はノードからの通
信の不通は、その車両を運転することに関して直接的な危険又は障害に帰結し、
またこれら機能／ノードのいずれかが機能不能になったときは、運転者は車両を
直ちに停止する必要がある。車両の運転者は、以上で説明したように、不通につ
いて、例えばディスプレイ上に可視的に、又は例えば車両の無線システムを介し
て可聴的に通知されてもよい。
【００２２】 第１の通信バス２０、第２の通信バス６０及び第３の通信バス４０は、いわゆ
るＣＯＯ（Ｃｏ−ｏｒｄｉｎａｔｏｒ Ｓｙｓｔｅｍ：コーディネータ・システ
ム）ノード、即ちローカル・エリア・ネットワークのゲートウェー機能を表すゲ
ートウェー１２を介して相互に接続される。前記ＣＯＯノード１２では、ファイ
ヤ・ウォール機能が改善されている。このようなファイヤー・ウォール機能は、
特に意図していないのであれば、一方のバスから他方のバスへ信号を送出しない
ように機能的に使用される。
【００２３】 ローカル・エリア・ネットワークにおいて異なる複数のバスは、ＣＯＯノード
１２によって分離される。これは、更にＣＯＯノードが情報を「正しい」ノード
へ転送し、あるバスが他方のバスから過度の情報によってロードされないように
保護する。例えばＥＭＳからのデータは、更に、ある形式、例えば低更新速度に
よりディスプレイ用のＩＣＬへ転送され、かつアドレス指定される。
【００２４】 本発明により、異なるノード間で複数のセンサを共有することが許容される。
例えば、車両における全てのノードのために速度センサのような単一センサを使
用してもよい。このセンサは、ＣＯＯノードに、又は適当な配置に従って任意の
他のノードに直接、中心的に接続されてもよい。これは、多数のセンサを使用す
る必要があった従来技術の配列に対して大きな効果に帰結する。
【００２５】 通信バスは、例えば同軸ケーブル、複数の金属導体、又は、１若しくはいくつ
かの光ファイバであってもよい。第１、第２及び第３の通信バスとして、異なる
形式の通信バスを使用することも可能である。例えば、第１のバスは複数の金属
導体、第２のバスは同軸ケーブル、また第３のバスは光ファイバから構成されて
もよい。更に、異なるバスに対しては異なるプロトコルを使用してもよい。ＣＯ
Ｏノードは、従来技術そのものにより一方のプロトコルから他方のプロトコルへ
変換するための変換機能を必要とすることも含む。
【００２６】 第１の通信バスに沿ったノードに対する接続は、第２の通信バスに対するもの
より簡単であってもよく、これが更に対３の通信バスのものより簡単である。こ
れらのノードを、車両を運転するために臨界的となる通信により接続することを
含む通信バスは、これらのノードを、車両を運転するために臨界的となる通信に
より接続することを含まない、車両において他のバスより安全な位置に布線／配
置されてもよい。ここで安全位置とは、車両において、このような通信バスが機
械的な損傷／摩耗を直接受けないであろうというだけの位置を意図している。
【００２７】 図１には、更にノード９０も示されており、この場合、車両に接続されたトレ
ーラを表している。このトレーラには、第３の通信バス４０のＢＭＳノード４５
に対する接続８０、及び第２の通信バス６０のＴＧＳノード６１への接続７０が
存在する。
【００２８】 通信バスに沿った異なるノード間の２方向通信は、異なるプロトコル、例えば
ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ：コントローラ・エ
リア・ネットワーク）、ＶＡＮ（Ｖｅｈｉｃｌｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ：
車両エリア・ネットワーク）、又は同じような機能を有する他のプロトコルによ
ってもよい。
【００２９】 図２に、本発明による車両におけるローカル・エリア・ネットワーク１００の
第２の実施例を示す。このネットワークでは、車両に最も重要な機能のみが本発
明のローカル・エリア・ネットワークに接続されていた。この実施例では、図１
における第２及び第３のバスに対応する異なる２本のバスのみが存在する。第２
のバス６０には、ＩＣＬ（Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｃｌｕｓｔｅｒ Ｓｙｔｅｍ
：機器クラスタ・システム）ノード６２、及びＶＩＳ（Ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙ
Ｓｙｓｔｅｍ：可視システム）ノード６４が存在する。第３のバス４０には、Ｅ
ＭＳ（Ｅｎｇｉｎｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｔｅｍ：エンジン管理システ
ム）ノード４２が配列されている。これらの通信バスは、ＣＯＯ（Ｃｏ−ｏｒｄ
ｉｎａｔｏｒ Ｓｙｓｔｅｍ：コーディネーター・システム）ノードを介して相
互に接続されている。
【００３０】 高臨界通信の一例は、モータ制御に関連する。中臨界通信の一例は異なる走行
データのディスプレイに関連する。低臨界通信の一例は、車両の気候システムに
関連させてもよい。この通信は、時間臨界的な、例えばアクセル・ペダル位置又
はエンジンとのギア・システム協調であっても、又は安全臨界的な、例えば車両
の制動システムに関連するある情報であってもよい。
【００３１】 異なる複数のノードからのメッセージには、ノードの機能についての情報が含
まれており、これによって、いずれかのノードに機能エラーがあることが明確に
なる。
【００３２】 前述した実施例では、２又は３本の異なるバスを含むローカル・ネットワーク
のみを示した。勿論、所望により、異なる通信バスの数を相当な数まで増加する
こともできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施例によるローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）につ
いての接続図を示す。
【図２】 本発明の第２の実施例によるローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）につ
いての接続図を示す。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１４年５月１５日（２００２．５．１５）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項４】 前記グループは、高臨界、半臨界及び低臨界のうちの少なく
とも２グループであることを特徴とする前記いずれかの項記載の方法。
【請求項５】 車両における異なる複数位置に配列された異なるノード間の
２方向通信用ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）であって、バイナリ・
シンボル形式にある情報を少なくとも２本の直列通信バス上に送出するローカル
・エリア・ネットワークにおいて、前記ローカル・エリア・ネットワークにおけ
る前記複数のノードは、少なくとも２グループに分けられて、一方のグループに
属するノード間の通信が多少の臨界にあって他方のグループにおけるノード間の
通信に関連して車両を駆動し、前記異なる複数のグループのノードは、異なる複
数の通信バス（２０、４０、６０）に接続されて、各バスの１端がゲートウェー
・ノード（１２）に接続され、かつ前記ゲートウェー・ノードは、一方のバス内 の情報を、情報を受け取ることを意図して、他方のバスに接続されたノードへ転 送するように配列 されていることを特徴とするローカル・エリア・ネットワーク
。
【請求項６】 前記ゲートウェー・ノード（１２）は、前記異なる複数の通
信バス（２０、４０、６０）を物理的及び論理的に分けるファイヤ・ウォール機
能を含む請求項５記載のローカル・エリア・ネットワーク。
【請求項７】 前記ネットワークは、いずれかのノードにエラーが発生した
ときに可視的又は可聴的に信号する警報装置を含む請求項５又は６記載のローカ
ル・エリア・ネットワーク。
【請求項８】 より多い臨界的な通信により複数のノードが割り当てられた
通信バスは、より少ない臨界的な通信により複数のノードが割り当てられた通信
バスと比較し、前記車両により安全に配列される請求項５乃至７のうちのいずれ
かの項記載のローカル・エリア・ネットワーク。
【請求項９】 請求項５乃至８のうちの項の記載によるＬＡＮを含む自動車
。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B089 GA31 HA06 KA12 KF05 5K033 AA01 AA02 BA06 CB02 DA05 DA13 DB19

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車両における異なる位置に配列された異なるノード間の２方
    向通信方法であって、前記ノードを接続している少なくとも２本の直列通信バス
    を介してバイナリ・シンボル形式の情報を送信する２方向通信方法において、下
    記ステップ、即ち 前記複数のノードを少なくとも２グループに分け、一方のグループに属するノ
    ード間の通信が多少臨界的であり、前記車両を他方のグループにおけるノード間
    の通信に関連して運転するステップと、 前記異なるグループのノードを異なる複数の通信バスへ接続するステップであ
    って、各バスの１端をゲートウェー・ノードに接続するステップと を含むことを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 前記異なる複数のプロトコルは、前記異なる複数の通信バス
    に関連して使用されていることを特徴とする請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記異なる複数の通信バスに使用されている前記複数のプロ
    トコルは、前記ゲートウェーに変換されることを特徴とする請求項２記載の方法
    。
  4. 【請求項４】 前記ゲートウェー・ノードは、一方のバス内の情報を、前記
    情報の受信を意図し、かつ他方のバスに接続されたノードへ転送することを特徴
    とする前記請求項のうちのいずれかの項記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記グループは、高臨界、半臨界及び低臨界のうちの少なく
    とも２グループであることを特徴とする前記請求項のうちのいずれかの項記載の
    方法。
  6. 【請求項６】 車両における異なる複数位置に配列された異なるノード間の
    ２方向通信用ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）であって、バイナリ・
    シンボル形式にある情報を少なくとも２本の直列通信バス上に送出するローカル
    ・エリア・ネットワークにおいて、前記ローカル・エリア・ネットワークにおけ
    る前記複数のノードは、少なくとも２グループに分けられて、一方のグループに
    属するノード間の通信が多少の臨界にあって他方のグループにおけるノード間の
    通信に関連して車両を運転し、かつ前記異なる複数のグループのノードは、異な
    る複数の通信バス（２０、４０、６０）に接続されて、各バスの１端がゲートウ
    ェー・ノード（１２）に接続されていることを特徴とするローカル・エリア・ネ
    ットワーク。
  7. 【請求項７】 前記ゲートウェー・ノード（１２）は、前記異なる複数の通
    信バス（２０、４０、６０）を物理的及び論理的に分けるファイヤー・ウォール
    機能を含む請求項６記載のローカル・エリア・ネットワーク。
  8. 【請求項８】 前記ネットワークは、いずれかのノード、又はいずれかの通
    信バスにエラーが発生したときに可視的又は可聴的に信号する警報装置を含む請
    求項６又は７記載のローカル・エリア・ネットワーク。
  9. 【請求項９】 より臨界的な通信により複数のノードが割り当てられた通信
    バスは、より低臨界的な通信により複数のノードが割り当てられた通信バスと比
    較して前記車両に、より安全に配列される請求項６乃至８のうちの１項記載のロ
    ーカル・エリア・ネットワーク。
  10. 【請求項１０】 請求項６乃至９のうちのいずれかの項によるＬＡＮを含む
    自動車。
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BR (1) BRPI0110092B1 (ja)
DE (1) DE60144087D1 (ja)
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