JP5434512B2 - 車載通信システム、ゲートウェイ装置 - Google Patents

Description

本発明は、車載通信システムに関し、特に、異なるプロトコルの車載ネットワークが接続された車載通信システムに関する。

車両の電子化が進むにつれ車両に搭載される電子制御ユニットの数が増大している。各電子制御ユニットが互いにデータ通信することで多彩な制御が可能となるため、各電子制御ユニットはＣＡＮ（Controller Area Network）等の車載ネットワークにより接続されている。しかしながら、これまで油圧などで機械的に実現してきた操舵や制動などの機能を、アクチュエータや電気モータで実現する「ｘ ｂｙ ｗｉｒｅ」などの搭載が要請されるようになり、ＣＡＮ通信による制約が目立つようになってきた。このため、ＣＡＮ通信以外にＦｌｅｘＲａｙと呼ばれる規格の車載ネットワークが採用されるようになってきた。

しかしながら、ＦｌｅｘＲａｙは普及の初期段階であること、ＣＡＮよりも高価であること、等の理由により、ＣＡＮとＦｌｅｘＲａｙが一台の車両に混在して搭載される場合がある。ＣＡＮとＦｌｅｘＲａｙはプロトコルが異なるが、ゲートウェイを介することで、それぞれの車載ネットワークに接続された電子制御ユニットが通信することができる（例えば、特許文献１参照。）。

ここで、ＣＡＮではイベントドリブン方式でデータを送信するのに対し、ＦｌｅｘＲａｙでは車載ネットワーク上の各電子制御ユニットが予めスケジューリングされた送信タイミングでデータを送信するタイムトリガ方式を採用している。したがって、ＦｌｅｘＲａｙ側で閉じた通信であれば、データ通信に遅延は生じないが、ＣＡＮ側の電子制御ユニットがＦｌｅｘＲａｙ側の電子制御ユニットに送信したデータは、タイムスケジュールによりゲートウェイに割り当てられた送信タイミングでなければ中継されない。このため、ＣＡＮ側の電子制御ユニットがＦｌｅｘＲａｙ側の電子制御ユニットにデータを送信する場合は、遅延が発生していた。

特許文献１には、ＣＡＮとＦｌｅｘＲａｙという異なる車載ネットワーク間でデータを中継する時の遅延を抑制する目的で、ＣＡＮネットワークのＥＣＵから受信するデータの通信周期を測定して、次にデータを受信するタイミングを推定し、推定された受信タイミングに所定時間を加算した時刻に基づき、ＦｌｅｘＲａｙのＥＣＵに向けてデータを送信するタイミングを決定するゲートウェイが開示されている。

特開２００８−３０６６４８号公報

しかしながら、特許文献１に記載された中継方法では、ＣＡＮ側の通信量が多くなると、推定した受信タイミングでゲートウェイがＣＡＮ側の電子制御ユニットから通信データを受信することが難しくなる。このため、ＣＡＮ側の通信量が多くなると、中継遅延が大きくなるという問題がある。

また、特許文献１に記載されたゲートウェイは、ＣＡＮ側のＥＣＵから受信する通信周期を測定して、次に通信データを受信するタイミングを推定するので、ＣＡＮ側を主体とした時間管理となっている。しかし、イベントドリブン方式を採用しているＣＡＮ側を主体とした時間管理は、正確であるとは限らない。このため、ＣＡＮ側のＥＣＵから受信する通信周期を測定して、次に通信データを受信するタイミングを推定しても、推定したタイミングが正しいという保証がない。

本発明は、上記課題に鑑み、異なる車載ネットワーク間でデータを中継する際、中継遅延を抑制することができる車載通信システムを提供することを目的とする。

上記課題に鑑み、本発明は、タイムトリガ方式の通信ネットワークと、イベントドリブン方式の通信ネットワークとがゲートウェイを介して接続された車載通信システムであって、前記ゲートウェイは、タイムトリガ方式の通信ネットワークから送信された同期フレームに、最も高い優先順位を設定して、イベントドリブン方式の通信ネットワークに送信する優先的送信手段と、イベントドリブン方式の通信ネットワークから受信したデータをタイムトリガ方式の通信ネットワークに送信する送信手段と、を有し、イベントドリブン方式の通信ネットワークに接続された各ノードは、イベントドリブン方式の通信ネットワークにデータを送信し、かつ、前記同期フレームの受信を契機に前記ゲートウェイに対しタイムトリガ方式の通信ネットワークへ中継される送信データを送信する、ことを特徴とする。

異なる車載ネットワーク間でデータを中継する際、中継遅延を抑制することができる車載通信システムを提供することができる。

車載通信システムの概略構成図の一例である。 ゲートウェイの機能ブロック図の一例である。 ＦｌｅｘＲａｙネットワークから送信される同期フレームのタイミングと、ＣＡＮネットワークのＥＣＵが通信データを送信するタイミングを説明する図の一例である。 ＦｌｅｘＲａｙネットワークとＣＡＮネットワークのＥＣＵが通信する手順の一例を示すシーケンス図を示す。 本実施形態の車載通信システムの効果を模式的に示す図の一例である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、車載通信システム１００の概略構成図の一例を示す。まず、本実施形態の車載通信システム１００の概略を説明する。
（１）ゲートウェイ２００がＦｌｅｘＲａｙ側からＣＡＮ側に同期トリガ（後述する同期フレーム）を送信する
（２）ゲートウェイ２００は同期トリガに優先順位の高いＣＡＮＩＤを付与する。
（３）同期トリガを受信したＣＡＮ側の電子制御ユニット(以下、ＥＣＵ（electronic control unit）という)は、同期トリガを受信したタイミングで制御、データ通信（ＣＡＮ内、ＦｌｅｘＲａｙ向けの両方）を開始する。

ＣＡＮネットワーク（以下、Ｃネットワークという）４１のＥＣＵ４０が、同期トリガに同期してアクチュエータ等を制御すれば、ＦｌｅｘＲａｙネットワーク（以下、Ｆネットワークという）２１のＥＣＵ２０と協調又は同期した制御が可能になる。Ｃネットワーク４１のＥＣＵ４０が、同期トリガに同期してＣネットワーク４１のＥＣＵ４０にデータを送信すれば、Ｃネットワーク４１のＥＣＵ４０がＦネットワーク２１のＥＣＵ２０と協調又は同期した制御が可能になる。Ｃネットワーク４１のＥＣＵ４０が、同期トリガに同期してＦネットワーク２１のＥＣＵ２０にデータを送信すれば、Ｆネットワーク２１のＥＣＵ２０がＣネットワーク４１のＥＣＵ４０と協調又は同期した制御が可能になる。

タイムトリガ方式のＦネットワーク２１のＥＣＵから、ゲートウェイ２００は、遅延なく同期トリガを受信できる。また、ゲートウェイ２００は同期トリガに優先順位の高いＣＡＮＩＤを付与するので、ゲートウェイ２００は遅延なくＣネットワーク４１のＥＣＵ４０に同期トリガを送信することができる。

ゲートウェイ２００は、Ｃネットワーク４１から通信データ（以下、１つの通信データをフレームという。）を受信するが、ゲートウェイ２００がフレームをＦネットワークに転送するタイミングを適切に定めておくことで、ゲートウェイ２００は遅延なくＦネットワーク２１のＥＣＵ２０にフレームを中継することができる。したがって、Ｆネットワーク２１のＥＣＵ２０は、同期トリガを基準としてフレームを受信できることになり、Ｆネットワーク２１のＥＣＵ２０の通信スケジュールを、Ｃネットワーク４１からフレームを受信することを前提に組み立てることができる。

図１では異なる車載ネットワーク（Ｃネットワーク４１、Ｆネットワーク２１）がゲートウェイ２００を介して接続されている。なお、Ｃネットワーク４１は、各ＥＣＵ４０がＣＡＮ通信制御部を有しＣＡＮプロトコルにより通信する車載ネットワークであり、Ｆネットワーク２１は、各ＥＣＵ２０がＦｌｅｘＲａｙ通信制御部を有しＦｌｅｘＲａｙプロトコルにより通信する車載ネットワークである。

Ｆネットワーク２１には、サスペンションＥＣＵやスタビライザＥＣＵ等、厳密な時間管理が必要なＥＣＵ２０が接続されている。また、Ｆネットワーク２１には後述する同期ノードが接続されている。サスペンションＥＣＵやスタビライザＥＣＵが同期ノードの場合もある。

一方、Ｃネットワーク４１には、それ以外の、エアバッグＥＣＵ、エンジンＥＣＵ、ブレーキＥＣＵ等のＥＣＵ４０及び舵角センサ４２やステアリングセンサ４３等が接続されている。

ゲートウェイ２００は、後述するＣＡＮ通信制御部２８及びＦｌｅｘＲａｙ通信制御部２４を有する情報処理装置（コンピュータ）である。この他、ゲートウェイ２００は、互いにバスで接続されたＣＰＵ、主記憶装置、補助記憶装置、ＥＥＰＲＯＭ及び入出力インターフェイス等を有する。

ゲートウェイ２００は、フレームのフォーマットを変換するなどして、通信プロトコルの異なるネットワーク間での通信を可能とする。Ｃネットワーク４１からＦネットワーク２１に（又はその逆に）、中継すべきフレームの識別情報（例えば、ＣＡＮＩＤやフレームＩＤ）は予めゲートウェイ２００に登録されている。ゲートウェイ２００は、このフィルタリングルールに従いフレームを中継する。

〔ＣＡＮ通信〕
ＣＡＮ通信では、フレーム（以下、Ｃネットワーク４１のＥＣＵ４０から送信されたフレームをＣフレームという）を１つの単位としてデータを送受信する。Ｃフレームのフォーマットは、例えば「ＳＯＦ；データＩＤフィールド；ＲＴＲ；制御フィールド；データフィールド；ＣＲＣフィールド；ＡＣＫフィールド；ＥＯＦ」である。あるＥＣＵ４０がバスライン上で送信したＣフレームは、バスライン上の他の全てのＥＣＵ４０に同報的に送信される。Ｃフレームを受信したＥＣＵ４０は、そのＣフレームを自分が受信すべきか否か、受信すべきならどのように処理すべきかを判断する。

また、このＣＡＮＩＤは、優先順位を判断するために使用される。Ｃネットワーク４１では、各ＥＣＵ４０がＣフレームを送信するタイミングが規定されておらず、センサが所定の信号を検出したこと、Ｃフレームを受信したことなどをトリガにＣフレームを送信する（イベントドリブン方式）。このため、Ｃネットワーク４１は、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)をバスアクセスに採用し、バスの使用権を調停する。すなわち、先に通信を開始したＥＣＵ４０にバスの使用権が与えられる。

また、複数のＥＣＵが同時に通信を始めた場合、各ＥＣＵ４０はバス上に流れるＣＡＮＩＤと自分が送信したＣＡＮＩＤを比較して、ビット単位で、自分よりも優先順位の高いＣＡＮＩＤであると判定すると、送信を中止する。したがって、結果的に、最も優先順位の高いＣＡＮＩＤのＣフレームを送信したＥＣＵ４０が優先的にＣデータを送信することができる。

〔ＦｌｅｘＲａｙ通信〕
次に、ＦｌｅｘＲａｙ通信について説明する。Ｆネットワーク２１では、原則的に、各ＥＣＵ２０が同期を取り各ＥＣＵ２０が予め割り当てられたタイミングでのみフレーム（以下、Ｆネットワーク２１のＥＣＵ２０から送信されたフレームをＦフレームという）を送信する。なお、例外的に、各ＥＣＵ２０はイベントドリブン方式でＦフレームを送信することもできる。

Ｆネットワーク２１では、同期サービスを利用して、各ＥＣＵ２０の送信するタイミングがスケジュールされている。各ＥＣＵ２０は、６４サイクルを１つの周期として、サイクル番号１〜６３のそれぞれにおいて、Ｆフレームの送信タイミングを管理している。１つのサイクルは、スタティックセグメント、ダイナミックセグメント、シンボルウィンドウ、ネットワークアイドル時間に分割されている（ダイナミックセグメント、シンボルウィンドウを含めないように設計することもできる）。

スタティックセグメントの時間的な長さは、固定長であるスタティックスロットの整数倍になり、Ｆネットワーク２１上のＥＣＵ２０は予め定められたスタティックスロットでのみＦフレームを通信することができる。１つのスタティックスロットが上記のＦフレームに相当する。なお、Ｆネットワーク２１のＥＣＵ２０がイベントドリブンで通信する場合は、ダイナミックセグメントを利用する。

１つのスタティックスロットは、アイドル時間、ヘッダ・セグメント、ペイロード・セグメント及びトレイラ・セグメントを有する。ペイロード・セグメントが種々の識別情報を含むセグメントで、ペイロード・セグメントが主にデータを格納するセグメントで、トレイラ・セグメントはＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）を格納するセグメントである。

ヘッダ・セグメントには、「Reserved bit」「Payload preamble Indicator」「Null Frame Indicator」「Sync Frame Indicator」「Startup Frame Indicator」「Frame ID」「Length」「Header CRC」「Cycle」の各フィールドが含まれる。本実施例では、「Sync Frame Indicator」と「Frame ID」を説明に用いる。「Sync Frame Indicator」は、同期フレームであることを示すインジケータになる。「Sync Frame Indicator」が「１」の場合、そのスタティックセグメントは同期フレームになる。また、「Frame ID」は、Ｆフレームを識別するＩＤであり、「Frame ID」により、Ｆフレームを受信したＥＣＵ２０が、スタティックスロットの内容や送信したＥＣＵ２０を識別することが可能になる。

各ＥＣＵ２０はそれぞれクロックを有するが、ＥＣＵ間でクロック（マイクロティックレベル）は若干ずれており、各ＥＣＵがそれぞれのローカル時間を補正しないと、時間とともにＦフレームのタイミングがずれてしまう。このため、Ｆネットワーク２１上のＥＣＵ２０は、同期フレームを用いてＦフレームの時間を調整する（各ＥＣＵがマクロティックレベルの時間を合わせる）。同期フレームを送信するＥＣＵ（同期ノード）はＦネットワーク２１上で予め定められている。同期フレームを受信した他のＥＣＵ２０は、「Sync Frame Indicator」を監視して、同期フレームであることを検出すると、同期フレームを受信したタイミング等に基づき、クロックの分周を調整する。

〔ゲートウェイ２００の機能〕
図２は、ゲートウェイ２００の機能ブロック図の一例を示す。ゲートウェイ２００は、Ｃネットワーク４１側に受信バッファ２９及び送信バッファ２７を、Ｆネットワーク２１側に受信バッファ２２及び送信バッファ２３を、それぞれ有する。また、ゲートウェイ２００は、プロトコル変換部２５（以下、プロトコル変換部Ａという）、プロトコル変換部３０（以下、プロトコル変換部Ｂという）、優先度設定部２６、ＦｌｅｘＲａｙ通信制御部２４、及び、ＣＡＮ通信制御部２８を有する。

受信バッファ２２は、Ｆネットワーク２１側から送信されたＦフレームを記憶する記憶領域であり、受信バッファ２９はＣフレームを記憶する記憶領域である。送信バッファ２３は、プロトコル変換部Ｂが受信バッファ２９に記憶されたＣフレームを変換してＦフレームとして記憶する記憶領域であり、送信バッファ２７は、プロトコル変換部Ａが受信バッファ２２に記憶されたＦフレームを変換してＣフレームとして記憶する記憶領域である。

ＣＡＮ通信制御部２８は、ＣＡＮ通信のプロトコルに従ってＣフレームの通信を制御する。上記のように、ＣＡＮ通信制御部２８は、受信バッファ２９に記憶されたＣフレームを中継する必要があるか否かをフィルタリング部３１に問い合わせる。なお、フィルタリング部３１が中継の判定の必要があると判定したＣフレームのみ、受信バッファ２９に記憶してもよい。

フィルタリング部３１はＣＡＮＩＤに基づき、Ｆネットワーク２１側に中継するか否かを判定する。フィルタリング部３１は、中継すると判定した場合、プロトコル変換部ＢにＣフレームをＦフレーム変換するよう要求し、中継しないと判定した場合、受信バッファ２９に記憶されたＣフレームを破棄する（削除する）。

プロトコル変換部Ｂは、予め有する変換テーブルを参照し、Ｃフレームの各フィールドをＦフレームのフィールドに格納する。「Frame ID」には、少なくともＣネットワーク４１から送信されたＦフレームであること、より好ましくはＣネットワーク４１上のＥＣＵ４０を特定する情報が含まれる。プロトコル変換部Ｂは、変換により得たＦフレームを送信バッファ２３に格納する。

ＦｌｅｘＲａｙ通信制御部２４は、送信バッファ２３のＦフレームを、ゲートウェイ２００に割り当てられたスタティックスロットで送信する。複数のスタティックスロットをゲートウェイ２００に割り当てることもできるので、ＦｌｅｘＲａｙ通信制御部２４はほぼ遅延なくＦフレームをＦネットワーク２１に中継できる。なお、ゲートウェイ２００へのスタティックスロットの割り当てについては後述する。

同様に、ＦｌｅｘＲａｙ通信制御部２４は、ＦｌｅｘＲａｙのプロトコルに従ってＦフレームの通信を制御する。ＦｌｅｘＲａｙ通信制御部２４は、受信バッファ２２に記憶されたＦフレームを中継する必要があるか否かをフィルタリング部３１に問い合わせる。なお、フィルタリング部３１が中継の判定の必要があると判定したＦフレームのみ、受信バッファ２２に記憶してもよい。

フィルタリング部３１は「Frame ID」と「Sync Frame Indicator」に基づき、Ｃネットワーク４１側に中継するか否かを判定する。本実施形態のフィルタリング部３１は、少なくとも「Sync Frame Indicator」が「１」のＦフレーム（＝同期フレーム）をＣネットワーク４１に中継すると判定する。また、この他、この同期フレームでなく、一般制御フレームを同期フレームとして割り当てる（同期フレームとして扱う）こともできる。

フィルタリング部３１は、中継すると判定した場合、プロトコル変換部ＡにＦフレームをＣフレーム変換するよう要求し、中継しないと判定した場合、受信バッファ２２に記憶されたＦフレームを破棄する（削除する）。プロトコル変換部Ａは、予め有する変換テーブルを参照し、Ｆフレームの各フィールドをＣフレームのフィールドに格納する。

次に、優先度設定部２６は、プロトコル変換部ＡからＣフレームを受け取り、ＣフレームのＣＡＮＩＤに最も優先順位の高い値（小さい値）又はある程度優先順位の高い値を設定する。このＣフレームは、同期フレームとしてのＦフレームである（又は通信データとしてのＦフレーム）。こうすることで、タイムイベント方式を採用しないＣネットワーク４１において、Ｆネットワーク２１からＣネットワーク４１への中継に生じる遅延を最小限に抑制できる。優先度設定部２６は、Ｃフレームに変換されＣＡＮＩＤの優先順位が最も高くなったＣフレームを送信バッファ２７に格納する。ＣＡＮ通信制御部２８は、ＥＣＵ４０がバスを使用していなければ、又は、ＥＣＵ４０がバスを使用していても次のＥＣＵ４０が送信する前に、ＣフレームをＣネットワーク４１に送信する。

〔中継後のＣネットワーク４１側のＥＣＵ４０の動作〕
続いて、Ｃネットワーク４１側のＥＣＵの動作について説明する。Ｃネットワーク４１側のＥＣＵ４０は、ゲートウェイ２００の中継により、Ｆフレームとして送信された同期フレームをＣフレームとして受信することができる。Ｃネットワーク４１側の各ＥＣＵ４０は同期フレームを受信したことをトリガに予め定められた動作を実行する。動作には次のようなものがある。

Ａ．各ＥＣＵに接続されたアクチュエータ等の制御
Ｂ．Ｃネットワーク４１内のＥＣＵ４０への通信データの送信
Ｃ．Ｆネットワーク２１へ向けた通信データの送信
Ａの構成により、ＣネットワークのＥＣＵ２０は、ほぼ遅延なく受信される同期フレームに同期してアクチュエータ等を制御できるので、ＦネットワークのＥＣＵと協調又は同期した制御が可能になる。

Ｂの構成により、Ｃネットワーク４１のＥＣＵ４０は、ほぼ遅延なく受信される同期フレームに同期してＣネットワーク４１のＥＣＵ４０にデータを送信できるので、同期フレームをトリガにＣネットワーク４１内のＥＣＵ４０が連鎖的にＦネットワーク２１のＥＣＵ２０と協調又は同期した制御が可能になる。

Ｃの構成により、Ｆネットワーク２１のＥＣＵ２０は、イベントドリブン方式のＣネットワーク４１から受信する通信データのタイミングを制御できる。
図３は、Ｆネットワーク２１から送信される同期フレームのタイミングと、Ｃネットワーク４１のＥＣＵ４０が通信データを送信するタイミングを説明する図の一例である。

Ｆネットワーク２１の同期ノードは、予め決まったタイミング（スタティックスロット）で同期フレームを送信する。同期ノードが送信した同期フレームはゲートウェイ２００によりＣネットワーク４１に中継されるので、遅延時間Ｔａを持ってＣネットワーク４１の各ＥＣＵが受信する。同期フレームのＣＡＮＩＤは優先順位が最も高くなっているので、遅延時間Ｔａはほぼ固定としてよい。

同期フレームを受信したＣネットワーク４１のＥＣＵ４０（図では単に４０ａ，４０ｂとする）は、それぞれＦネットワーク２１に通信データを送信する。ＥＣＵ４０ａ，４０ｂはこの通信データの優先順位（ＣＡＮＩＤ）を最も高くしておくことが好ましい。

したがって、同期ノードが同期フレームを送信してから、ゲートウェイ２００が４０ａ，４０ｂからCフレームを受信するまでの時間はほぼ一定であり、同期フレームの送信タイミングが固定されていることから、同期ノードが同期フレームを送信してから、ゲートウェイ２００が受信するまでの時間もほぼ固定である。

ここで、ゲートウェイ２００のＦｌｅｘＲａｙ通信制御部２４は、４０ａ，４０ｂから通信データを受信するタイミングで、スタティックスロットが割り当てられている。したがって、ゲートウェイ２００が４０ａ，４０ｂから通信データを受信してから、Ｆネットワーク２１に該通信データを中継するまでの遅延をほぼなくすことができる。若干の余裕を見て、設計者がゲートウェイ２００に割り当てるスタティックスロットを、４０ａ，４０ｂから通信データを受信するタイミングに対し１〜３個程度後のスタティックスロットとしても、最大の遅延時間を１〜３このスタティックスロット分の時間程度に制限できる。すなわち、ゲートウェイ２００に割り当てられるスタティックスロットを、同期ノードが同期フレームを送信するタイミングと、４０ａ，４０ｂから通信データを受信するタイミングを考慮して決定することで、Ｆネットワーク２１のＥＣＵ２０がＣネットワーク４１のＥＣＵ４０から受信するタイミングを制御することができる。

また、このようにゲートウェイ２００に中継用のスタティックスロットを優先的に割り当てることで、Ｆネットワーク２１の各ＥＣＵ２０に割り当てるスタティックスロットも好適に設計することができる。すなわち、Ｆネットワーク２１のＥＣＵ２０に割り当てられるスタティックスロットを、ゲートウェイ２００以外のスタティックスロットとし、かつ、Ｆネットワーク２１のＥＣＵ２０が、４０ａ、４０ｂからのCフレームを受信して所定の処理を行ったタイミング等に（例えば、Ｃフレームに対する処理結果をＦフレームとして送信するタイミング）、決定することができる。

このようにしてＦネットワーク２１のＥＣＵ２０にスタティックスロットを割り当てれば、Ｆネットワーク２１のＥＣＵ２０は、Ｃネットワーク４１のＥＣＵ４０からほぼ決まったタイミングで通信データを受信できるので、Ｆネットワーク２１のＥＣＵ２０はＣネットワーク４１のＥＣＵ４０と協調制御することができる。上記のように、Ｃネットワーク４１のＥＣＵ４０は同期フレームに同期して制御する。したがって、Ｆネットワーク２１のＥＣＵ２０から見れば、Ｆネットワーク２１のＥＣＵ２０とＣネットワーク４１のＥＣＵ４０を問わずに、協調制御や同期制御が可能となる。

〔動作手順〕
図４は、Ｆネットワーク２１のＥＣＵ２０とＣネットワーク４１のＥＣＵ４０が通信する手順の一例を示すシーケンス図を示す。
Ｆネットワーク２１の同期ノードは、予め定められたタイミングで同期フレームを送信する（Ｓ１０）。このタイミングは、例えば６４サイクル毎又は１サイクル毎の定期的、又は、Ｆネットワーク２１のＥＣＵ２０がＣネットワーク４１のＥＣＵ４０と協調制御するタイミングである。

ゲートウェイ２００は受信したＦフレームに対し一連の処理を施す（Ｓ２０）。すなわち、ＦｌｅｘＲａｙ通信制御部２４は、受信バッファ２２に記憶されたＦフレームを中継する必要があるか否かをフィルタリング部３１に問い合わせる。フィルタリング部３１は「Sync Frame Indicator」が「１」のＦフレームをＣネットワーク４１に中継すると判定する。フィルタリング部３１は、プロトコル変換部ＡにＦフレームをＣフレーム変換するよう要求する。プロトコル変換部Ａは、予め有する変換テーブルを参照し、Ｆフレームの各フィールドをＣフレームのフィールドに格納する。優先度設定部２６は、プロトコル変換部ＡからＣフレームを受け取り、ＣフレームのＣＡＮＩＤに最も優先順位の高い値（小さい値）を設定する。優先度設定部２６は、Ｃフレーム変換されＣＡＮＩＤの優先順位が最も高くなったＣフレームを送信バッファ２７に格納する。

そして、ＣＡＮ通信制御部２８は、同期フレーム（Ｃフレーム）をＣネットワーク４１のＥＣＵ４０に送信する（Ｓ３０）。

Ｃネットワーク４１のＥＣＵ４０は、ＣＡＮＩＤに基づき同期フレーム（Ｃフレーム）を監視して、同期フレーム（Ｃフレーム）に応じて予め定められた処理を実行する（Ｓ４０）。すなわち、上記Ａ〜Ｃの処理を実行する。

「Ｃ」の処理を実行するＥＣＵ４０がある場合、Ｃネットワーク４１のＥＣＵ４０はＦネットワーク２１へ向けて通信データ（Ｃフレーム）を送信する（Ｓ５０）。

ゲートウェイ２００は、受信したＣフレームに対し一連の処理を施す（Ｓ６０）。すなわち、ＣＡＮ通信制御部２８は、受信バッファ２９に記憶されたＣフレームを中継する必要があるか否かをフィルタリング部３１に問い合わせる。フィルタリング部３１はＣＡＮＩＤに基づきＣフレームをＣネットワーク４１に中継すると判定する。フィルタリング部３１は、プロトコル変換部ＢにＣフレームをＦフレーム変換するよう要求する。プロトコル変換部Ｂは、予め有する変換テーブルを参照し、Ｃフレームの各フィールドをＦフレームのフィールドに格納する。プロトコル変換部Ｂは、Ｆフレームに変換された通信データ（Ｆフレーム）を送信バッファ２３に格納する。

そして、ＦｌｅｘＲａｙ通信制御部２４は、割り当てられたスタティックスロットにより遅延なく通信データ（Fフレーム）をＦネットワーク２１のＥＣＵ２０に送信する（Ｓ７０）。したがって、Ｆネットワーク２１のＥＣＵ２０は、同期ノードが同期フレームを送信してからほぼ固定のタイミングで通信データ（Fフレーム）を受信することができる。

以上説明したように、本実施形態の車載通信システム１００は、異なるプロトコルの一方のネットワークがタイムトリガ方式を採用していれば、タイムトリガ方式の車載通信システム１００とイベントドリブンのネットワークの協調制御、同期制御が可能となる。また、ゲートウェイ２００による中継遅延を抑制できる。

〔効果〕
図５は、本実施形態の車載通信システム１００の効果を模式的に示す図の一例である。図５（ａ）は本実施形態の車載通信システム１００の通信タイミングを、図５（ｂ）は比較のために示した従来の車載通信システム１００の通信タイミングを、それぞれ示す。

従来は、Ｆネットワーク２１のＥＣＵ２０が通信データの要求のための通信データＳ１を送信してから、Ｆネットワーク２１のＥＣＵ２０が受信するまでは時間Ｔ１かかっていた。また、この時間Ｔ１は不定であった。このため、従来は、Ｃネットワーク４１のＥＣＵ（Ｐ，Ｑ）が通信データを定期的にＦネットワーク２１に送信することが必要で、これも中継遅延を増大させる一因であった。

これに対し、本実施形態の車載通信システム１００は、Ｆネットワーク２１のＥＣＵ２０が通信データの要求のための通信データＳ１（同期フレーム）を送信してから、Ｆネットワーク２１のＥＣＵ２０が受信するまでは時間Ｔ２かかる。時間Ｔ２は時間Ｔ１よりも短く、かつ、ほぼ一定にすることができる。したがって、遅延時間を短くし、かつ、同期ノードが通信データＳ１を送信してから、ＥＣＵ２０がＥＣＵ４０ａ、４０ｂからＣフレームを受信するまでの時間を固定することができる。したがって、従来のように、Ｃネットワーク４１のＥＣＵ４０が通信データを定期的にＦネットワーク２１に送信することなく、ＥＣＵ２０は所望のタイミングで確実にＥＣＵ４０ａ、４０ｂからＣフレームを受信することができる。

また、遅延時間が短いことは、Ｆネットワーク２１とＣネットワーク４１の間でより多くの通信が可能なることをも意味する。

２０ ＦｌｅｘＲａｙネットワークのＥＣＵ
２１ ＦｌｅｘＲａｙネットワーク
４０ ＣＡＮネットワークのＥＣＵ
４１ ＣＡＮネットワーク
１００ 車載通信システム
２００ ゲートウェイ

Claims (6)

1. タイムトリガ方式の通信ネットワークと、イベントドリブン方式の通信ネットワークとがゲートウェイを介して接続された車載通信システムであって、
   前記ゲートウェイは、
   タイムトリガ方式の通信ネットワークから送信された同期フレームに、最も高い優先順位を設定して、イベントドリブン方式の通信ネットワークに送信する優先的送信手段と、
   イベントドリブン方式の通信ネットワークから受信したデータをタイムトリガ方式の通信ネットワークに送信する送信手段と、を有し、
   イベントドリブン方式の通信ネットワークに接続された各ノードは、
   イベントドリブン方式の通信ネットワークにデータを送信し、かつ、
   前記同期フレームの受信を契機に前記ゲートウェイに対しタイムトリガ方式の通信ネットワークへ中継される送信データを送信する、ことを特徴とする車載通信システム。
2. 前記タイムトリガ方式の通信ネットワークはＦｌｅｘＲａｙプロトコルに基づく通信ネットワークであり、
   前記イベントドリブン方式の通信ネットワークはＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）プロトコルに基づく通信ネットワークである、
   ことを特徴とする請求項１記載の車載通信システム。
3. 前記同期フレームは、ＦｌｅｘＲａｙプロトコルの通信ネットワークに接続された所定のノードが、ＦｌｅｘＲａｙプロトコルの通信ネットワークに接続されている複数のノード間の時刻を補正するためのフレームである、
   ことを特徴とする請求項１記載の車載通信システム。
4. 前記優先順位は、イベントドリブン方式の通信ネットワーク内で送受信されるデータのうち最も高い優先順位である、
   ことを特徴とする請求項１記載の車載通信システム。
5. 前記イベントドリブン方式の通信ネットワークに接続されたノードは、
   前記同期フレームの受信を契機に、自ノードに接続されたアクチュエータの制御、又は、前記イベントドリブン方式の通信ネットワークに接続された他のノードへのデータの送信、
   を行うことを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の車載通信システム。
6. タイムトリガ方式の通信ネットワークと、イベントドリブン方式の通信ネットワークとの間で、データを中継するゲートウェイ装置であって、
   タイムトリガ方式の通信ネットワークから送信された同期フレームに、最も高い優先順位を設定して、イベントドリブン方式の通信ネットワークに送信する優先的送信手段と、
   イベントドリブン方式の通信ネットワークにデータを送信する前記イベントドリブン方式の通信ネットワークに接続された各ノードが、前記同期フレームの受信を契機に送信したデータを受信する受信手段と、
   前記受信手段が受信したデータをタイムトリガ方式の通信ネットワークへ送信する送信手段と、
   を有することを特徴とするゲートウェイ装置。

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