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WO2024190421A1 - 車載中継装置、中継方法および中継プログラム - Google Patents

車載中継装置、中継方法および中継プログラム Download PDF

Info

Publication number
WO2024190421A1
WO2024190421A1 PCT/JP2024/007361 JP2024007361W WO2024190421A1 WO 2024190421 A1 WO2024190421 A1 WO 2024190421A1 JP 2024007361 W JP2024007361 W JP 2024007361W WO 2024190421 A1 WO2024190421 A1 WO 2024190421A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
relay
vehicle
frame
frames
bus
Prior art date
Application number
PCT/JP2024/007361
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
戸次道宏
Original Assignee
株式会社オートネットワーク技術研究所
住友電装株式会社
住友電気工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社オートネットワーク技術研究所, 住友電装株式会社, 住友電気工業株式会社 filed Critical 株式会社オートネットワーク技術研究所
Publication of WO2024190421A1 publication Critical patent/WO2024190421A1/ja

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • 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

Definitions

  • the present disclosure relates to an in-vehicle relay device, a relay method, and a relay program.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2023-42202, filed on March 16, 2023, the disclosure of which is incorporated herein in its entirety.
  • Patent Document 1 JP Patent Publication 2006-287738 A discloses the following network system. That is, in a network system equipped with a gateway node, at least one of whose connection destinations is connected to a CAN bus network, the gateway node is equipped with a bus load monitoring means for monitoring the bus load state on the CAN bus by monitoring frames sent to the CAN bus, and a bus load adjustment means for adjusting the bus load according to the bus load state detected by the bus load monitoring means.
  • the in-vehicle relay device disclosed herein includes a relay unit that performs relay processing to relay frames transmitted and received between in-vehicle devices, and a monitoring unit that acquires measurement results of the communication load on the bus to which the frames are relayed, and the relay unit performs a selection process to select whether to relay the frames according to the priority of the frames or according to the order in which the frames are received at the in-vehicle relay device, depending on the measurement results acquired by the monitoring unit.
  • the relay method disclosed herein is a relay method in an in-vehicle relay device that relays frames transmitted and received between in-vehicle devices, and includes a step of acquiring a measurement result of the communication load on the bus to which the frame is to be relayed, and a step of performing a selection process that selects whether to relay the frame according to the priority of the frame or according to the order of reception of the frame at the in-vehicle relay device, depending on the acquired measurement result.
  • the relay program disclosed herein is a relay program used in an in-vehicle relay device, and is a program for causing a computer to function as a relay unit that performs relay processing to relay frames transmitted and received between in-vehicle devices, and a monitoring unit that obtains measurement results of the communication load on the bus to which the frames are relayed, and the relay unit performs a selection process to select whether to relay the frames according to the priority of the frames or to relay the frames according to the order in which they are received at the in-vehicle relay device, depending on the measurement results obtained by the monitoring unit.
  • One aspect of the present disclosure can be realized not only as an in-vehicle relay device equipped with such a characteristic processing unit, but also as a semiconductor integrated circuit that realizes part or all of the in-vehicle relay device, or as an in-vehicle communication system that includes the in-vehicle relay device.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an in-vehicle communication system according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a CAN frame transmitted by an in-vehicle ECU in the in-vehicle communication system according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of an in-vehicle relay device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a priority table in the vehicle-mounted relay device according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the relay process and the selection process performed by the vehicle-mounted relay device according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an in-vehicle communication system according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a CAN frame transmitted by an in-vehicle ECU in the in-vehicle communication system according
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the relay process and the selection process by the vehicle-mounted relay device according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a time chart showing an example of a relay process and a selection process of a CAN frame performed by the vehicle-mounted relay device according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8 is a flowchart defining an example of an operation procedure when the vehicle-mounted relay device according to the embodiment of the present disclosure performs relay processing and selection processing.
  • relay devices have been developed to perform relay processing in in-vehicle networks.
  • the present disclosure has been made to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to provide an in-vehicle relay device, relay method, and relay program that can reduce bus load while minimizing the impact on frame relay processing in an in-vehicle network.
  • An in-vehicle relay device includes a relay unit that performs relay processing to relay frames transmitted and received between in-vehicle devices, and a monitoring unit that acquires measurement results of the communication load on the bus to which the frames are relayed, and the relay unit performs a selection process that selects, depending on the measurement results acquired by the monitoring unit, whether to relay the frames according to the priority of the frames or to relay the frames according to the order in which the frames were received at the in-vehicle relay device.
  • the relay unit may store the frames received by the vehicle-mounted relay device and relay the stored frames, and the monitoring unit may calculate the communication load on the bus to which the frames are relayed based on the frames stored by the relay unit.
  • This configuration allows the frame reception status at the vehicle-mounted relay device to be grasped early and reflected in the selection process early.
  • the relay unit may perform the selection process of the stored frames in accordance with the communication load calculated based on the stored frames.
  • This configuration allows selection processing to be performed that more accurately reflects the frame reception status in the vehicle-mounted relay device, improving the adaptability of the selection processing to the communication status.
  • the monitoring unit may obtain a measurement result of the communication load for each bus, and the relay unit may perform the selection process for the frames to be relayed through the bus in accordance with the measurement result corresponding to each bus.
  • This configuration allows the communication load to be calculated for each bus connected to the vehicle-mounted relay device and selection processing to be performed for each bus, making it possible to more effectively reduce the bus load in the vehicle-mounted network.
  • the relay unit may perform the relay process of relaying periodic frames including messages that are transmitted periodically and event frames including event messages, and the event frames may be set to a higher priority than the periodic frames.
  • This configuration makes it possible to build a more stable in-vehicle communication system, for example by giving priority to the transmission of highly urgent event messages, even under conditions of high communication load.
  • the monitoring unit may classify each of the frames received by the vehicle-mounted relay device into groups according to the priority, and the relay unit may transmit the frames classified by the monitoring unit in groups in the relay process of relaying the frames according to the priority of the frames.
  • This configuration makes it possible to more reliably relay all frames that belong to higher priority groups.
  • a relay method is a relay method in an in-vehicle relay device that relays frames transmitted and received between in-vehicle devices, and includes a step of acquiring a measurement result of the communication load on a bus to which the frame is to be relayed, and a step of performing a selection process that selects whether to relay the frame according to the priority of the frame or according to the order of reception of the frame at the in-vehicle relay device, depending on the acquired measurement result.
  • the relay program according to an embodiment of the present disclosure is a relay program used in an in-vehicle relay device, and is a program for causing a computer to function as a relay unit that performs relay processing to relay frames transmitted and received between in-vehicle devices, and a monitoring unit that obtains measurement results of the communication load on the bus to which the frames are relayed, and the relay unit performs a selection process to select whether to relay the frames according to the priority of the frames or to relay the frames according to the order in which the frames are received at the in-vehicle relay device, depending on the measurement results obtained by the monitoring unit.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an in-vehicle communication system according to an embodiment of the present disclosure.
  • an in-vehicle communication system 301 includes an in-vehicle relay device 101, a plurality of in-vehicle ECUs (Electronic Control Units) 111A, and a plurality of in-vehicle ECUs 111B.
  • the in-vehicle ECUs 111A and 111B are examples of in-vehicle devices.
  • each of the in-vehicle ECUs 111A and 111B will also be referred to as an in-vehicle ECU 111.
  • the multiple on-board ECUs 111A are connected to the on-board relay device 101 via bus 1A that conforms to the CAN (registered trademark) standard.
  • the multiple on-board ECUs 111B are connected to the on-board relay device 101 via bus 1B that conforms to the CAN standard.
  • bus 1A and bus 1B will also be referred to as bus 1.
  • the on-board ECUs 111A and 111B send and receive CAN frames, which are frames that comply with the CAN standard.
  • the vehicle-mounted relay device 101 may be configured to be connected to three or more CAN buses. Also, the vehicle-mounted communication system 301 may be configured to include multiple vehicle-mounted relay devices 101, with each vehicle-mounted relay device 101 being connected via a CAN bus.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a CAN frame transmitted by an on-board ECU in an on-board communication system according to an embodiment of the present disclosure.
  • the CAN frame has, in this order from the beginning of the frame, a SOF (Start Of Frame) field, an ID field, a DLC field, a data field (hereinafter also referred to as a DAT field), a CRC (Cyclic Redundancy Check) field, an ACK field, and an EOF field.
  • the in-vehicle ECU 111A periodically or irregularly generates a CAN frame in which data to be transmitted to the other in-vehicle ECUs 111A and the in-vehicle ECU 111B is stored in the DAT field, and transmits the generated CAN frame to the other in-vehicle ECUs 111A and the in-vehicle relay device 101 via the bus 1A.
  • the in-vehicle ECU 111B periodically or irregularly generates a CAN frame in which data to be transmitted to the in-vehicle ECU 111A and other in-vehicle ECUs 111B is stored in the DAT field, and transmits the generated CAN frame to the other in-vehicle ECUs 111B and the in-vehicle relay device 101 via the bus 1B.
  • the in-vehicle relay device 101 can relay CAN frames received from the in-vehicle ECU 111A via the bus 1A to the in-vehicle ECU 111B.
  • the in-vehicle relay device 101 can also relay CAN frames received from the in-vehicle ECU 111B via the bus 1B to the in-vehicle ECU 111A.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration of an in-vehicle relay device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the in-vehicle relay device 101 includes a plurality of communication ports 10, a relay unit 11, a monitoring unit 12, a communication unit 13, and a storage unit 14.
  • the relay unit 11, the monitoring unit 12, and the communication unit 13 are partly or entirely realized by a processing circuit (circuitry) including one or more processors, for example.
  • the storage unit 14 is, for example, a non-volatile memory included in the processing circuit.
  • the vehicle-mounted relay device 101 has communication ports 10A and 10B, which are communication ports 10.
  • a bus 1A is connected to the communication port 10A.
  • a bus 1B is connected to the communication port 10B.
  • the communication unit 13 receives CAN frames from the on-board ECUs 111A and 111B. More specifically, the communication unit 13 receives a CAN frame from the on-board ECU 111A via the communication port 10A, and outputs the received CAN frame to the relay unit 11. The communication unit 13 also receives a CAN frame from the on-board ECU 111B via the communication port 10B, and outputs the received CAN frame to the relay unit 11.
  • the relay unit 11 performs relay processing to relay CAN frames transmitted and received between the in-vehicle ECUs 111. More specifically, the relay unit 11 performs relay processing of a CAN frame received by the communication unit 13 via the communication port 10A, and relay processing of a CAN frame received by the communication unit 13 via the communication port 10B.
  • the memory unit 14 stores a routing table indicating the correspondence between the ID of a CAN frame (hereinafter also referred to as a CAN-ID), the bus 1 to which the vehicle-mounted ECU 111 that is the source of the CAN frame is connected (hereinafter also referred to as the "source bus”), and the bus 1 to which the vehicle-mounted ECU 111 that is the destination of the CAN frame is connected (hereinafter also referred to as the "destination bus").
  • a routing table indicating the correspondence between the ID of a CAN frame (hereinafter also referred to as a CAN-ID), the bus 1 to which the vehicle-mounted ECU 111 that is the source of the CAN frame is connected (hereinafter also referred to as the "source bus”), and the bus 1 to which the vehicle-mounted ECU 111 that is the destination of the CAN frame is connected (hereinafter also referred to as the "destination bus”).
  • the relay unit 11 identifies a destination bus corresponding to the CAN frame's CAN-ID and source bus, and outputs the CAN frame to the identified destination bus via the communication unit 13 and the corresponding communication port 10. Specifically, the relay unit 11 transmits a CAN frame received from the on-board ECU 111A to the on-board ECU 111B via communication port 10B and bus 1B. The relay unit 11 also transmits a CAN frame received from the on-board ECU 111B to the on-board ECU 111A via communication port 10A and bus 1A.
  • the relay unit 11 accumulates CAN frames received by the vehicle-mounted relay device 101 and relays the accumulated CAN frames.
  • the relay unit 11 stores the CAN frames received from the communication unit 13 in the storage unit 14, for example, in the order of reception, i.e., in the order of reception from the communication unit 13. Following instructions from the monitoring unit 12, the relay unit 11 retrieves the CAN frames from the storage unit 14 and transmits them to the in-vehicle ECU 111 via the communication unit 13, the communication port 10, and the bus 1.
  • the monitoring unit 12 calculates the communication load on the bus 1 to which the CAN frame is relayed, based on the CAN frame stored in the relay unit 11.
  • the monitoring unit 12 monitors the CAN frames (hereinafter also referred to as stored frames) stored in the memory unit 14, and calculates the communication load (hereinafter also referred to as bus load) on the bus 1 to which the stored frames are transferred based on the stored frames. For example, the monitoring unit 12 calculates the number of CAN frames stored per unit time for each bus 1, or the amount of data in the DAT field of the CAN frames, as the bus load.
  • FIG. 4 shows an example of a priority table in an in-vehicle relay device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the memory unit 14 stores a priority table TP that indicates the correspondence between CAN-IDs and priorities.
  • CAN frames high, medium, and low.
  • the priorities of CAN frames with CAN-IDs of 0x100, 0x200, 0x300, 0x400, 0x500, and 0x600 are medium, high, low, low, medium, and high, respectively.
  • a number beginning with "0x” means that the number following "0x" is expressed in hexadecimal.
  • CAN frames include periodic frames that contain messages that are sent periodically, and event frames that contain event messages.
  • a CAN frame with a "high" priority is a frame that includes a control message for automatic driving of the vehicle in which the in-vehicle communication system 301 is installed
  • a CAN frame with a "medium” priority is a frame that includes an event message that is created in response to an event such as the opening or closing of a door
  • a CAN frame with a "low” priority is a frame that includes a periodic message that is created periodically, such as the measurement results of a sensor.
  • two or four or more priority levels may be set, not limited to three.
  • the number of priority levels is set in advance based on the type of CAN frame to be relayed in the in-vehicle communication system 301 and the specifications of the in-vehicle relay device 101, etc.
  • the monitoring unit 12 classifies each CAN frame received by the vehicle-mounted relay device 101 into groups according to priority.
  • the memory unit 14 has a queue area for each bus 1 and for each priority.
  • the monitoring unit 12 refers to the priority table TP to distribute accumulated frames whose output destination is a bus 1 determined to be in a high load state to each queue according to the priority corresponding to the CAN-ID. Note that the monitoring unit 12 may be configured to copy accumulated frames for all buses 1 and store them in each queue before determining the load state.
  • the relay unit 11 performs a selection process to select whether to relay the CAN frame according to the priority of the CAN frame or according to the order of reception of the CAN frame at the vehicle-mounted relay device 101, depending on the measurement results obtained by the monitoring unit 12. For example, for each bus 1, the relay unit 11 performs a selection process of frames to be relayed to that bus 1, depending on the measurement results corresponding to that bus 1.
  • the relay unit 11 retrieves CAN frames whose output destination is the corresponding bus 1 from the memory unit 14 in the order in which they are stored, and outputs them to the bus 1 via the communication unit 13 and the communication port 10 corresponding to that bus 1.
  • process of relaying CAN frames according to the order in which they were received at the vehicle-mounted relay device 101 is not limited to cases in which the CAN frames are relayed in the exact order in which they were received, but also includes cases in which the CAN frames are relayed out of order relative to the order in which they were received due to internal processing in the communication unit 13 or relay unit 11, etc.
  • the relay unit 11 retrieves CAN frames having the corresponding bus 1 as the output destination from the queue with the highest priority in the memory unit 14, and outputs them to the bus 1 via the communication unit 13 and the communication port 10 corresponding to that bus 1.
  • the monitoring unit 12 may be configured to determine three or more types of load states. In this case, if the load state indicated by the load information received from the monitoring unit 12 is a specific load state, the relay unit 11 performs relay processing according to the priority, and if it is another load state, performs relay processing according to the order of reception.
  • the specific load state may be one type or multiple types.
  • the monitoring unit 12 may also be configured to acquire the measurement results of the bus load for either one of the buses 1A and 1B.
  • the relay unit 11 performs a selection process for the bus 1 for which the measurement results have been acquired.
  • the memory unit 14 may be configured so that queues for each priority are shared between the buses 1.
  • the relay unit 11 refers to the routing table to determine the destination bus 1 based on the CAN-ID in the CAN frame, and extracts the CAN frame to be relayed from the queue.
  • FIGS. 5 and 6 are diagrams for explaining the relay process and selection process performed by the vehicle-mounted relay device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the relay unit 11 transmits the CAN frames classified by the monitoring unit 12 in groups.
  • each CAN frame is output to the destination bus 1 in order of priority: CAN frame FA, CAN frame FB, CAN frame FC.
  • each received CAN frame is classified into groups according to priority, and relayed in order from highest priority group. Priority within a group is determined, for example, according to the CAN specifications.
  • CAN frames with CAN-IDs of 0x200 and 0x600 grouped into group A with a "high” priority are relayed first
  • CAN frames with CAN-IDs of 0x100 and 0x500 grouped into group B with a "medium” priority are relayed next
  • CAN frames with CAN-IDs of 0x300 and 0x400 grouped into group C with a "low” priority are relayed next.
  • FIG. 7 is a time chart showing an example of a relay process and a selection process of a CAN frame by an in-vehicle relay device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the symbol “FA” indicates a CAN frame with a "high” priority
  • the symbol “FB” indicates a CAN frame with a “medium” priority
  • the symbol “FC” indicates a CAN frame with a "low” priority.
  • the relay unit 11 performs the selection process of the stored frames according to the communication load calculated based on the stored frames.
  • CAN frames FB1, FB2, FA1, FB11, FB12, FA11, FC11, and FC12, whose destination is the in-vehicle ECU 111 connected to the same bus 1, are output to the bus 1 in this order, and are received by the in-vehicle relay device 101.
  • the in-vehicle relay device 101 performs a calculation process to calculate the bus load from the CAN frames received during the bus load measurement period T, for example, 1 millisecond, and performs a determination process to determine the load state based on the calculated bus load.
  • the vehicle-mounted relay device 101 calculates the bus load for the CAN frames FB1, FB2, and FA1 received during a measurement period TA of 1 millisecond, and if it determines that the condition is normal, it outputs each CAN frame to the destination bus 1 in the order in which they were received: CAN frames FB1, FB2, FA1.
  • the in-vehicle relay device 101 determines that it is in a high-load state, it performs grouping processing on each CAN frame and outputs CAN frames for each group. Specifically, the in-vehicle relay device 101 first outputs CAN frame FA1 that belongs to group GA, which has a "high” priority, and then outputs CAN frames FB1 and FB2 that belong to group GB, which has a "medium" priority.
  • the vehicle-mounted repeater 101 performs similar processing for the next measurement period TB of 1 millisecond. Specifically, the vehicle-mounted repeater 101 calculates the bus load for the CAN frames FB11, FB12, FA11, FC11, and FC12 received during the measurement period TB, and if it determines that the bus load is normal, it outputs each CAN frame to the destination bus 1 in the order in which they were received: CAN frames FB11, FB12, FA11, FC11, and FC12.
  • the in-vehicle relay device 101 determines that it is in a high-load state, it performs grouping processing on each CAN frame and outputs CAN frames for each group. Specifically, the in-vehicle relay device 101 first outputs CAN frame FA11 belonging to group GA, which has a "high” priority, then outputs CAN frames FB11 and FB12 belonging to group GB, which has a "medium” priority, and then outputs CAN frames FC11 and FC12 belonging to group GC, which has a "low” priority.
  • FIG. 8 is a flowchart defining an example of an operation procedure when the vehicle-mounted relay device according to the embodiment of the present disclosure performs relay processing and selection processing.
  • the in-vehicle relay device 101 receives a CAN frame from the in-vehicle ECU 111 (step S1) and stores the received CAN frame in the memory unit 14 (step S2).
  • the in-vehicle relay device 101 continues to receive and store the CAN frame (steps S1 and S2) until a predetermined time has elapsed, i.e., until the measurement period T has elapsed (NO in step S3).
  • the in-vehicle relay device 101 calculates the bus load on the destination bus 1 based on the CAN frames accumulated during that measurement period T (step S4).
  • the vehicle-mounted relay device 101 relays the accumulated frames whose output destination is that bus 1 according to priority (step S6).
  • the vehicle relay device 101 relays in the order of reception on that bus 1 (step S7).
  • the vehicle-mounted relay device 101 performs the above processes in parallel for the measurement period T that is continuous in time.
  • the relay unit 11 is configured to select an accumulated frame according to the communication load calculated based on the accumulated frame, but this is not limited to the above.
  • the relay unit 11 may be configured to select an accumulated frame according to the communication load calculated based on a CAN frame received by the vehicle-mounted relay device 101 prior to the accumulated frame.
  • the relay unit 11 may be configured to perform the selection process of the stored frame in accordance with the bus load corresponding to the measurement period T preceding the measurement period T corresponding to the stored frame. For example, the relay unit 11 performs the selection process of the stored frame in accordance with the bus load calculated based on the CAN frame received in the measurement period T preceding the measurement period T corresponding to the stored frame. With such a configuration, it is possible to suppress the transmission delay of the CAN frame associated with the relay process including the calculation of the bus load, etc.
  • the monitoring unit 12 is configured to calculate the communication load on the bus to which the CAN frame is relayed based on the CAN frame stored by the relay unit 11, but this is not limited to the above.
  • the monitoring unit 12 may also be configured to obtain the measurement results of the communication load from outside the vehicle-mounted relay device 101.
  • the in-vehicle ECUs 111A and 111B are configured to be connected to the in-vehicle relay device 101 via buses 1A and 1B that comply with the CAN standard, but this is not limited to the configuration.
  • the in-vehicle ECUs 111A and 111B may also be configured to be connected to the in-vehicle relay device 101 via buses that comply with standards other than CAN, such as CAN FD, LIN (Local Interconnect Network), and CXPI (Clock Extension Peripheral Interface).
  • the in-vehicle communication system 301 may be configured to include in-vehicle ECUs 111 each connected to an in-vehicle relay device 101 via buses conforming to different standards.
  • An in-vehicle relay device that performs relay processing of frames transmitted and received between functional units in an in-vehicle network, A processing circuit is provided, The processing circuitry includes: A relay process is performed to relay frames transmitted and received between the in-vehicle devices; Obtaining a measurement result of a communication load on a bus to which the frame is relayed; An in-vehicle relay device that performs a selection process to select whether to relay the frame according to the priority of the frame or according to the order in which the frames were received at the in-vehicle relay device, depending on the acquired measurement results.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)

Abstract

車載中継装置であって、車載装置間で送受信されるフレームを中継する中継処理を行う中継部と、前記フレームの中継先のバスにおける通信負荷の計測結果を取得する監視部とを備え、前記中継部は、前記監視部によって取得された前記計測結果に応じて、前記フレームの優先度に従って前記フレームを中継するか、または前記フレームの前記車載中継装置における受信順に従って前記フレームを中継するかを選択する選択処理を行う。

Description

車載中継装置、中継方法および中継プログラム
　本開示は、車載中継装置、中継方法および中継プログラムに関する。
　この出願は、２０２３年３月１６日に出願された日本出願特願２０２３－４２２０２号を基礎とする優先権を主張し、その開示のすべてをここに取り込む。
　特許文献１（特開２００６－２８７７３８号公報）には、以下のようなネットワークシステムが開示されている。すなわち、接続先の少なくとも１つがＣＡＮバスのネットワークに接続されるゲートウェイノードを備えたネットワークシステムにおいて、前記ゲートウェイノードが、前記ＣＡＮバスに送出されるフレームを監視して前記ＣＡＮバス上のバス負荷状態を監視するバス負荷監視手段と、前記バス負荷監視手段により検出したバス負荷状態に応じてバス負荷の調整を行うバス負荷調整手段とを備える。
特開２００６－２８７７３８号公報
　本開示の車載中継装置は、車載装置間で送受信されるフレームを中継する中継処理を行う中継部と、前記フレームの中継先のバスにおける通信負荷の計測結果を取得する監視部とを備え、前記中継部は、前記監視部によって取得された前記計測結果に応じて、前記フレームの優先度に従って前記フレームを中継するか、または前記フレームの前記車載中継装置における受信順に従って前記フレームを中継するかを選択する選択処理を行う。
　本開示の中継方法は、車載装置間で送受信されるフレームを中継する車載中継装置における中継方法であって、前記フレームの中継先のバスにおける通信負荷の計測結果を取得するステップと、取得した前記計測結果に応じて、前記フレームの優先度に従って前記フレームを中継するか、または前記フレームの前記車載中継装置における受信順に従って中継するかを選択する選択処理を行うステップとを含む。
　本開示の中継プログラムは、車載中継装置において用いられる中継プログラムであって、コンピュータを、車載装置間で送受信されるフレームを中継する中継処理を行う中継部と、前記フレームの中継先のバスにおける通信負荷の計測結果を取得する監視部、として機能させるためのプログラムであり、前記中継部は、前記監視部によって取得された前記計測結果に応じて、前記フレームの優先度に従って前記フレームを中継するか、または前記フレームの前記車載中継装置における受信順に従って前記フレームを中継するかを選択する選択処理を行う。
　本開示の一態様は、このような特徴的な処理部を備える車載中継装置として実現され得るだけでなく、車載中継装置の一部または全部を実現する半導体集積回路として実現され得たり、車載中継装置を含む車載通信システムとして実現され得る。
図１は、本開示の実施の形態に係る車載通信システムの構成を示す図である。 図２は、本開示の実施の形態に係る車載通信システムにおける車載ＥＣＵにより送信されるＣＡＮフレームの一例を示す図である。 図３は、本開示の実施の形態に係る車載中継装置の構成を示す図である。 図４は、本開示の実施の形態に係る車載中継装置における優先度テーブルの一例を示す図である。 図５は、本開示の実施の形態に係る車載中継装置による中継処理および選択処理を説明するための図である。 図６は、本開示の実施の形態に係る車載中継装置による中継処理および選択処理を説明するための図である。 図７は、本開示の実施の形態に係る車載中継装置によるＣＡＮフレームの中継処理および選択処理の一例を示すタイムチャートである。 図８は、本開示の実施の形態に係る車載中継装置が中継処理および選択処理を行う際の動作手順の一例を定めたフローチャートである。
　従来、車載ネットワークにおいて中継処理を行う中継装置が開発されている。
　［本開示が解決しようとする課題］
　特許文献１に記載のネットワークシステムでは、バス負荷が高い場合、フレームの中継処理を減らす処理、および中継対象のフレームのデータ長を減らす処理が行われる。しかしながら、このような処理は、中継対象のフレームの内容によっては不適切となる場合も考えられる。
　本開示は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、車載ネットワークにおけるフレームの中継処理への影響を抑制しながらバス負荷を低減することが可能な車載中継装置、中継方法および中継プログラムを提供することである。
　［本開示の効果］
　本開示によれば、車載ネットワークにおけるフレームの中継処理への影響を抑制しながらバス負荷を低減することができる。
　［本開示の実施形態の説明］
　最初に、本開示の実施形態の内容を列記して説明する。
　（１）本開示の実施の形態に係る車載中継装置は、車載装置間で送受信されるフレームを中継する中継処理を行う中継部と、前記フレームの中継先のバスにおける通信負荷の計測結果を取得する監視部とを備え、前記中継部は、前記監視部によって取得された前記計測結果に応じて、前記フレームの優先度に従って前記フレームを中継するか、または前記フレームの前記車載中継装置における受信順に従って前記フレームを中継するかを選択する選択処理を行う。
　このように、フレームの中継先のバスにおける通信負荷に応じて、フレームの優先度に従ってフレームを中継するか、またはフレームの車載中継装置における受信順に従って中継するかを選択する構成により、フレームの中継先のバスにおける通信状況に応じて適切な中継処理の内容を選択することができ、かつ中継対象のフレームの間引きおよびデータ削減を不要としながら中継先のバスの通信負荷を低減することができる。したがって、車載ネットワークにおけるフレームの中継処理への影響を抑制しながらバス負荷を低減することができる。
　（２）上記（１）において、前記中継部は、前記車載中継装置が受信した前記フレームを蓄積し、蓄積した前記フレームを中継してもよく、前記監視部は、前記中継部が蓄積している前記フレームに基づいて、前記フレームの中継先のバスにおける通信負荷を算出してもよい。
　このような構成により、車載中継装置におけるフレームの受信状況を早期に把握し、選択処理に早期に反映することができる。
　（３）上記（２）において、前記中継部は、蓄積した前記フレームである蓄積フレームの前記選択処理を、前記蓄積フレームに基づいて算出された前記通信負荷に応じて行ってもよい。
　このような構成により、車載中継装置におけるフレームの受信状況をより正確に反映した選択処理を行うことができ、通信状況に対する選択処理の適応性を高めることができる。
　（４）上記（１）から（３）のいずれかにおいて、前記監視部は、前記バスごとの前記通信負荷の計測結果を取得してもよく、前記中継部は、前記バスごとに、前記バスに対応する前記計測結果に応じて、前記バスを中継先とする前記フレームの前記選択処理を行ってもよい。
　このような構成により、車載中継装置に接続されたバスごとに通信負荷を算出し、各バスについて選択処理を行うことができるため、車載ネットワークにおけるバス負荷をより効果的に低減することができる。
　（５）上記（１）から（４）のいずれかにおいて、前記中継部は、定期的に送信されるメッセージを含む定期フレーム、およびイベントメッセージを含むイベントフレームを中継する前記中継処理を行ってもよく、前記イベントフレームには、前記定期フレームより高い優先度が設定されてもよい。
　このような構成により、通信負荷が高い状況においても、たとえば緊急性の高いイベントメッセージを優先的に伝送し、より安定した車載通信システムを構築することができる。
　（６）上記（１）から（５）のいずれかにおいて、前記監視部は、前記車載中継装置が受信した各前記フレームを前記優先度ごとのグループに分類してもよく、前記中継部は、前記フレームの優先度に従って前記フレームを中継する前記中継処理において、前記監視部によって分類された前記フレームを前記グループ単位で送信してもよい。
　このような構成により、より優先度の高いグループに属するすべてのフレームをより確実に中継することができる。
　（７）本開示の実施の形態に係る中継方法は、車載装置間で送受信されるフレームを中継する車載中継装置における中継方法であって、前記フレームの中継先のバスにおける通信負荷の計測結果を取得するステップと、取得した前記計測結果に応じて、前記フレームの優先度に従って前記フレームを中継するか、または前記フレームの前記車載中継装置における受信順に従って中継するかを選択する選択処理を行うステップとを含む。
　このように、フレームの中継先のバスにおける通信負荷に応じて、フレームの優先度に従ってフレームを中継するか、またはフレームの車載中継装置における受信順に従って中継するかを選択する構成により、フレームの中継先のバスにおける通信状況に応じて適切な中継処理の内容を選択することができ、かつ中継対象のフレームの間引きおよびデータ削減を不要としながら中継先のバスの通信負荷を低減することができる。したがって、車載ネットワークにおけるフレームの中継処理への影響を抑制しながらバス負荷を低減することができる。
　（８）本開示の実施の形態に係る中継プログラムは、車載中継装置において用いられる中継プログラムであって、コンピュータを、車載装置間で送受信されるフレームを中継する中継処理を行う中継部と、前記フレームの中継先のバスにおける通信負荷の計測結果を取得する監視部、として機能させるためのプログラムであり、前記中継部は、前記監視部によって取得された前記計測結果に応じて、前記フレームの優先度に従って前記フレームを中継するか、または前記フレームの前記車載中継装置における受信順に従って前記フレームを中継するかを選択する選択処理を行う。
　このように、フレームの中継先のバスにおける通信負荷に応じて、フレームの優先度に従ってフレームを中継するか、またはフレームの車載中継装置における受信順に従って中継するかを選択する構成により、フレームの中継先のバスにおける通信状況に応じて適切な中継処理の内容を選択することができ、かつ中継対象のフレームの間引きおよびデータ削減を不要としながら中継先のバスの通信負荷を低減することができる。したがって、車載ネットワークにおけるフレームの中継処理への影響を抑制しながらバス負荷を低減することができる。
　以下、本開示の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。また、以下に記載する実施の形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
　［構成および基本動作］
　図１は、本開示の実施の形態に係る車載通信システムの構成を示す図である。図１を参照して、車載通信システム３０１は、車載中継装置１０１と、複数の車載ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）１１１Ａと、複数の車載ＥＣＵ１１１Ｂとを備える。車載ＥＣＵ１１１Ａ，１１１Ｂは、車載装置の一例である。以下、車載ＥＣＵ１１１Ａ，１１１Ｂの各々を車載ＥＣＵ１１１とも称する。
　複数の車載ＥＣＵ１１１Ａは、ＣＡＮ（登録商標）の規格に従うバス１Ａを介して車載中継装置１０１に接続される。複数の車載ＥＣＵ１１１Ｂは、ＣＡＮの規格に従うバス１Ｂを介して車載中継装置１０１に接続される。以下、バス１Ａ，バス１Ｂの各々をバス１とも称する。
　車載ＥＣＵ１１１Ａ，１１１Ｂは、ＣＡＮの規格に従うフレームであるＣＡＮフレームの送受信を行う。
　なお、車載中継装置１０１は、３つ以上のＣＡＮバスに接続される構成であってもよい。また、車載通信システム３０１は、複数の車載中継装置１０１を備え、各車載中継装置１０１がＣＡＮバスを介して接続される構成であってもよい。
　図２は、本開示の実施の形態に係る車載通信システムにおける車載ＥＣＵにより送信されるＣＡＮフレームの一例を示す図である。図２を参照して、ＣＡＮフレームは、ＳＯＦ（Ｓｔａｒｔ　Ｏｆ　Ｆｒａｍｅ）フィールドと、ＩＤフィールドと、ＤＬＣフィールドと、データフィールド（以下、ＤＡＴフィールドとも称する）と、ＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ　Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ　Ｃｈｅｃｋ）フィールドと、ＡＣＫフィールドと、ＥＯＦフィールドとを、フレームの先頭からこの順に有する。
　車載ＥＣＵ１１１Ａは、定期的または不定期に、他の車載ＥＣＵ１１１Ａおよび車載ＥＣＵ１１１Ｂへ送信すべきデータがＤＡＴフィールドに格納されたＣＡＮフレームを生成し、生成したＣＡＮフレームをバス１Ａ経由で他の車載ＥＣＵ１１１Ａおよび車載中継装置１０１へ送信する。
　車載ＥＣＵ１１１Ｂは、定期的または不定期に、車載ＥＣＵ１１１Ａおよび他の車載ＥＣＵ１１１Ｂへ送信すべきデータがＤＡＴフィールドに格納されたＣＡＮフレームを生成し、生成したＣＡＮフレームをバス１Ｂ経由で他の車載ＥＣＵ１１１Ｂおよび車載中継装置１０１へ送信する。
　車載中継装置１０１は、バス１Ａ経由で車載ＥＣＵ１１１Ａから受信したＣＡＮフレームを車載ＥＣＵ１１１Ｂへ中継することが可能である。また、車載中継装置１０１は、バス１Ｂ経由で車載ＥＣＵ１１１Ｂから受信したＣＡＮフレームを車載ＥＣＵ１１１Ａへ中継することが可能である。
　［車載中継装置］
　図３は、本開示の実施の形態に係る車載中継装置の構成を示す図である。図３を参照して、車載中継装置１０１は、複数の通信ポート１０と、中継部１１と、監視部１２と、通信部１３と、記憶部１４とを備える。中継部１１、監視部１２および通信部１３の一部または全部は、たとえば、１または複数のプロセッサを含む処理回路（Ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）により実現される。記憶部１４は、たとえば上記処理回路に含まれる不揮発性メモリである。
　一例として、車載中継装置１０１は、通信ポート１０である通信ポート１０Ａ，１０Ｂを備える。通信ポート１０Ａには、バス１Ａが接続されている。通信ポート１０Ｂには、バス１Ｂが接続されている。
　通信部１３は、車載ＥＣＵ１１１Ａ，１１１ＢからＣＡＮフレームを受信する。より詳細には、通信部１３は、通信ポート１０Ａ経由で車載ＥＣＵ１１１ＡからＣＡＮフレームを受信し、受信したＣＡＮフレームを中継部１１へ出力する。また、通信部１３は、通信ポート１０Ｂ経由で車載ＥＣＵ１１１ＢからＣＡＮフレームを受信し、受信したＣＡＮフレームを中継部１１へ出力する。
　（中継処理）
　中継部１１は、車載ＥＣＵ１１１間で送受信されるＣＡＮフレームを中継する中継処理を行う。より詳細には、中継部１１は、通信部１３により通信ポート１０Ａ経由で受信されたＣＡＮフレームの中継処理と、通信部１３により通信ポート１０Ｂ経由で受信されたＣＡＮフレームの中継処理とを行う。
　たとえば、記憶部１４は、ＣＡＮフレームのＩＤ（以下、ＣＡＮ－ＩＤとも称する。）と、ＣＡＮフレームの送信元の車載ＥＣＵ１１１が接続されているバス１（以下、「送信元バス」とも称する。）と、ＣＡＮフレームの送信先の車載ＥＣＵ１１１が接続されているバス１（以下、「送信先バス」とも称する。）との対応関係を示すルーティングテーブルを記憶する。
　中継部１１は、記憶部１４におけるルーティングテーブルを参照することにより、ＣＡＮフレームのＣＡＮ－ＩＤおよび送信元バスに対応する送信先バスを特定し、特定した送信先バスへ当該ＣＡＮフレームを通信部１３および対応の通信ポート１０経由で出力する。具体的には、中継部１１は、車載ＥＣＵ１１１Ａから受信したＣＡＮフレームを、通信ポート１０Ｂおよびバス１Ｂ経由で車載ＥＣＵ１１１Ｂへ送信する。また、中継部１１は、車載ＥＣＵ１１１Ｂから受信したＣＡＮフレームを、通信ポート１０Ａおよびバス１Ａ経由で車載ＥＣＵ１１１Ａへ送信する。
　たとえば、中継部１１は、車載中継装置１０１が受信したＣＡＮフレームを蓄積し、蓄積したＣＡＮフレームを中継する。
　より詳細には、中継部１１は、通信部１３から受けたＣＡＮフレームを、たとえば、受信順すなわち通信部１３から受けた順に記憶部１４に蓄積する。中継部１１は、監視部１２からの指示に従い、ＣＡＮフレームを記憶部１４から取り出し、通信部１３、通信ポート１０およびバス１経由で車載ＥＣＵ１１１へ送信する。
　監視部１２は、ＣＡＮフレームの中継先のバス１における通信負荷の計測結果を取得する取得処理を行う。たとえば、監視部１２は、バス１ごとの通信負荷の計測結果を取得する。
　具体的には、たとえば、監視部１２は、中継部１１が蓄積しているＣＡＮフレームに基づいて、当該ＣＡＮフレームの中継先のバス１における通信負荷を算出する。
　より詳細には、監視部１２は、記憶部１４に蓄積されるＣＡＮフレーム（以下、蓄積フレームとも称する。）を監視し、蓄積フレームに基づいて、蓄積フレームの転送先のバス１における通信負荷（以下、バス負荷とも称する。）を算出する。たとえば、監視部１２は、バス１ごとに、単位時間あたりに蓄積されるＣＡＮフレームの数、または当該ＣＡＮフレームにおけるＤＡＴフィールドのデータ量をバス負荷として算出する。
　監視部１２は、取得したバス負荷の計測結果に基づいて、ＣＡＮフレームの転送先のバス１における負荷状態が、通常状態であるか、または高負荷状態であるかを判定する。具体的には、たとえば、監視部１２は、上記数または上記データ量が所定の閾値未満である場合、通常状態であると判定し、当該閾値以上である場合、高負荷状態であると判定する。監視部１２は、バス１ごとの判定結果を示す負荷情報を上記指示として中継部１１へ出力する。監視部１２は、このような取得処理を定期的または不定期に行う。
　図４は、本開示の実施の形態に係る車載中継装置における優先度テーブルの一例を示す図である。
　図４を参照して、記憶部１４は、ＣＡＮ－ＩＤと優先度との対応関係を示す優先度テーブルＴＰを記憶する。
　具体的には、車載通信システム３０１において、ＣＡＮフレームについてたとえば高、中、低の３種類の優先度が設定される。ＣＡＮ－ＩＤが０ｘ１００，０ｘ２００，０ｘ３００，０ｘ４００，０ｘ５００，０ｘ６００のＣＡＮフレームの優先度は、それぞれ中、高、低、低、中、高である。ここで、「０ｘ」で始まる数字は、「０ｘ」以降の数字が１６進数で表されていることを意味する。
　たとえば、ＣＡＮフレームには、定期的に送信されるメッセージを含む定期フレームと、イベントメッセージを含むイベントフレームとがある。
　一例として、優先度が「高」のＣＡＮフレームは、車載通信システム３０１が搭載される車両の自動運転用の制御メッセージを含むフレームであり、優先度が「中」のＣＡＮフレームは、ドアの開閉等のイベント発生をトリガとして作成されるイベントメッセージを含むフレームであり、優先度が「低」のＣＡＮフレームは、センサの計測結果等、定期的に作成される定期メッセージを含むフレームである。
　なお、車載通信システム３０１では、３種類に限らず、２種類または４種類以上の優先度が設定されてもよい。優先度の数は、車載通信システム３０１における中継対象のＣＡＮフレームの種類、および車載中継装置１０１のスペック等に基づいて、予め設定される。
　監視部１２は、車載中継装置１０１が受信した各ＣＡＮフレームを優先度ごとのグループに分類する。
　具体的には、図３および図４を参照して、記憶部１４には、バス１ごと、かつ優先度ごとにキューの領域が設けられる。
　監視部１２は、高負荷状態であると判定したバス１を出力先とする蓄積フレームを、優先度テーブルＴＰを参照することにより、ＣＡＮ－ＩＤに対応する優先度に応じて各キューに振り分ける。なお、監視部１２は、負荷状態を判定する前に、すべてのバス１について蓄積フレームをコピーして各キューに格納しておく構成であってもよい。
　中継部１１は、監視部１２によって取得された計測結果に応じて、ＣＡＮフレームの優先度に従ってＣＡＮフレームを中継するか、またはＣＡＮフレームの車載中継装置１０１における受信順に従ってＣＡＮフレームを中継するかを選択する選択処理を行う。たとえば、中継部１１は、バス１ごとに、バス１に対応する計測結果に応じて、当該バス１を中継先とするフレームの選択処理を行う。
　より詳細には、中継部１１は、監視部１２から受ける負荷情報が通常状態を示す場合、対応のバス１を出力先とするＣＡＮフレームを、記憶部１４から蓄積順に取り出し、通信部１３および当該バス１に対応する通信ポート１０経由で当該バス１へ出力する。
　なお、上述の「ＣＡＮフレームを車載中継装置１０１における受信順に従って中継する処理」は、正確な受信順でＣＡＮフレームが中継される場合に限らず、通信部１３または中継部１１における内部処理等に起因して、上記受信順に対して順番が前後してＣＡＮフレームが中継される場合を含むものとする。
　一方、中継部１１は、監視部１２から受ける負荷情報が高負荷状態を示す場合、対応のバス１を出力先とするＣＡＮフレームを、記憶部１４における優先度の高いキューから順に取り出し、通信部１３および当該バス１に対応する通信ポート１０経由で当該バス１へ出力する。
　なお、監視部１２は、負荷状態を３種類以上判定する構成であってもよい。この場合、中継部１１は、監視部１２から受けた負荷情報の示す負荷状態が特定の負荷状態である場合、優先度に従った中継処理を行い、他の負荷状態である場合、受信順に従った中継処理を行う。当該特定の負荷状態は、１種類であってもよいし、複数種類であってもよい。
　また、監視部１２は、バス１Ａ，１Ｂのいずれか一方についてバス負荷の計測結果を取得する構成であってもよい。この場合、中継部１１は、当該計測結果が取得されたバス１について選択処理を行う。
　また、記憶部１４において、優先度ごとのキューが、バス１間で共通に設けられる構成であってもよい。この場合、中継部１１は、ルーティングテーブルを参照することにより、ＣＡＮフレームにおけるＣＡＮ－ＩＤに基づいて出力先のバス１を判断し、中継対象のＣＡＮフレームをキューから取り出す。
　図５および図６は、本開示の実施の形態に係る車載中継装置による中継処理および選択処理を説明するための図である。
　中継部１１は、ＣＡＮフレームの優先度に従ってＣＡＮフレームを中継する中継処理において、監視部１２によって分類されたＣＡＮフレームをグループ単位で送信する。
　具体的には、図５および図６を参照して、車載中継装置１０１において優先度が「低」のＣＡＮフレームＦＣ，優先度が高のＣＡＮフレームＦＡ，優先度が「中」のＣＡＮフレームＦＢがこの順に受信された場合において、監視部１２が転送先のバス１の負荷状態を通常状態であると判定した場合、各ＣＡＮフレームは、受信順通り、ＣＡＮフレームＦＣ，ＣＡＮフレームＦＡ，ＣＡＮフレームＦＢの順に転送先のバス１へ出力される。
　一方、監視部１２が転送先のバス１の負荷状態を高負荷状態であると判定した場合、優先度制御が行われ、各ＣＡＮフレームは、優先度順に、ＣＡＮフレームＦＡ，ＣＡＮフレームＦＢ，ＣＡＮフレームＦＣの順に転送先のバス１へ出力される。すなわち、受信した各ＣＡＮフレームが優先度ごとのグループに分類され、優先度の高いグループから順に中継される。グループ内での優先度は、たとえばＣＡＮの仕様に従って決定される。
　具体的には、図６に示すように、優先度が「高」であるグループＡにグルーピングされたＣＡＮ－ＩＤが０ｘ２００，０ｘ６００のＣＡＮフレームが最初に中継され、優先度が「中」であるグループＢにグルーピングされたＣＡＮ－ＩＤが０ｘ１００，０ｘ５００のＣＡＮフレームが次に中継され、優先度が「低」であるグループＣにグルーピングされたＣＡＮ－ＩＤが０ｘ３００，０ｘ４００のＣＡＮフレームが次に中継される。
　図７は、本開示の実施の形態に係る車載中継装置によるＣＡＮフレームの中継処理および選択処理の一例を示すタイムチャートである。図５および図６と同様に、符号「ＦＡ」は優先度が「高」のＣＡＮフレームを示し、符号「ＦＢ」は優先度が「中」のＣＡＮフレームを示し、符号「ＦＣ」は優先度が「低」のＣＡＮフレームを示す。
　中継部１１は、蓄積フレームの選択処理を、当該蓄積フレームに基づいて算出された通信負荷に応じて行う。
　具体的には、図７を参照して、同じバス１に接続された車載ＥＣＵ１１１を送信先とするＣＡＮフレームＦＢ１，ＦＢ２，ＦＡ１，ＦＢ１１，ＦＢ１２，ＦＡ１１，ＦＣ１１，ＦＣ１２がこの順でバス１へ出力され、車載中継装置１０１が受信したとする。
　車載中継装置１０１は、バス負荷の計測期間Ｔたとえば１ミリ秒の期間において受信したＣＡＮフレームからバス負荷を算出する計算処理を行い、算出したバス負荷に基づいて負荷状態を判定する判定処理を行う。
　具体的には、車載中継装置１０１は、ある１ミリ秒の計測期間ＴＡにおいて受信したＣＡＮフレームＦＢ１，ＦＢ２，ＦＡ１についてバス負荷を算出し、通常状態であると判定した場合、各ＣＡＮフレームを、受信順通り、ＣＡＮフレームＦＢ１，ＦＢ２，ＦＡ１の順に出力先のバス１へ出力する。
　一方、車載中継装置１０１は、高負荷状態であると判定した場合、各ＣＡＮフレームのグルーピング処理を行い、グループごとにＣＡＮフレームを出力する。具体的には、車載中継装置１０１は、まず、優先度が「高」のグループＧＡに属するＣＡＮフレームＦＡ１を出力し、次に、優先度が「中」のグループＧＢに属するＣＡＮフレームＦＢ１，ＦＢ２を出力する。
　また、車載中継装置１０１は、計測期間ＴＡについての処理と並行して、次の１ミリ秒の計測期間ＴＢについても同様の処理を行う。具体的には、車載中継装置１０１は、計測期間ＴＢにおいて受信したＣＡＮフレームＦＢ１１，ＦＢ１２，ＦＡ１１，ＦＣ１１，ＦＣ１２についてバス負荷を算出し、通常状態であると判定した場合、各ＣＡＮフレームを、受信順通り、ＣＡＮフレームＦＢ１１，ＦＢ１２，ＦＡ１１，ＦＣ１１，ＦＣ１２の順に出力先のバス１へ出力する。
　一方、車載中継装置１０１は、高負荷状態であると判定した場合、各ＣＡＮフレームのグルーピング処理を行い、グループごとにＣＡＮフレームを出力する。具体的には、車載中継装置１０１は、まず、優先度が「高」のグループＧＡに属するＣＡＮフレームＦＡ１１を出力し、次に、優先度が「中」のグループＧＢに属するＣＡＮフレームＦＢ１１，ＦＢ１２を出力し、次に、優先度が「低」のグループＧＣに属するＣＡＮフレームＦＣ１１，ＦＣ１２を出力する。
　［動作の流れ］
　図８は、本開示の実施の形態に係る車載中継装置が中継処理および選択処理を行う際の動作手順の一例を定めたフローチャートである。
　図８を参照して、まず、車載中継装置１０１は、車載ＥＣＵ１１１からＣＡＮフレームを受信し（ステップＳ１）、受信したＣＡＮフレームを記憶部１４に蓄積する（ステップＳ２）。車載中継装置１０１は、所定時間が経過するまで、すなわち計測期間Ｔの時間が経過するまで（ステップＳ３でＮＯ）、ＣＡＮフレームの受信および蓄積を行う（ステップＳ１およびＳ２）。
　次に、車載中継装置１０１は、計測期間Ｔの時間が経過すると（ステップＳ３でＹＥＳ）、当該計測期間Ｔにおいて蓄積したＣＡＮフレームに基づいて、転送先のバス１におけるバス負荷を算出する（ステップＳ４）。
　車載中継装置１０１は、バス負荷が閾値以上となるバス１について（ステップＳ５でＹＥＳ）、当該バス１を出力先とする蓄積フレームを優先度に従って中継する（ステップＳ６）。
　また、車載中継装置１０１は、バス負荷が閾値未満となるバス１について（ステップＳ５でＮＯ）、当該バス１の受信順に従って中継する（ステップＳ７）。
　図７において説明したように、車載中継装置１０１は、時間的に連続する計測期間Ｔについて上記各処理を並行して行う。
　なお、本開示の実施の形態に係る車載中継装置では、中継部１１は、蓄積フレームの選択処理を、当該蓄積フレームに基づいて算出された通信負荷に応じて行う構成であるとしたが、これに限定するものではない。中継部１１は、蓄積フレームの選択処理を、当該蓄積フレームより前に車載中継装置１０１において受信されたＣＡＮフレームに基づいて算出された通信負荷に応じて行う構成であってもよい。
　すなわち、中継部１１は、蓄積フレームに対応する計測期間Ｔより前の計測期間Ｔに対応するバス負荷に応じて当該蓄積フレームの選択処理を行う構成であってもよい。たとえば、中継部１１は、蓄積フレームに対応する計測期間Ｔの１つ前の計測期間Ｔにおいて受信されたＣＡＮフレームに基づいて算出されたバス負荷に応じて、当該蓄積フレームの選択処理を行う。このような構成により、バス負荷の算出等を含む中継処理に伴うＣＡＮフレームの伝送遅延を抑制することができる。
　また、本開示の実施の形態に係る車載中継装置では、監視部１２は、中継部１１が蓄積しているＣＡＮフレームに基づいて、当該ＣＡＮフレームの中継先のバスにおける通信負荷を算出する構成であるとしたが、これに限定するものではない。監視部１２は、車載中継装置１０１の外部から、当該通信負荷の計測結果を取得する構成であってもよい。
　また、本開示の実施の形態に係る車載通信システム３０１では、車載ＥＣＵ１１１Ａ，１１１Ｂが、ＣＡＮの規格に従うバス１Ａ，１Ｂを介して車載中継装置１０１にそれぞれ接続される構成であるとしたが、これに限定するものではない。車載ＥＣＵ１１１Ａおよび車載ＥＣＵ１１１Ｂは、ＣＡＮ　ＦＤ、ＬＩＮ（Ｌｏｃａｌ　Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）およびＣＸＰＩ（Ｃｌｏｃｋ　Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ　Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）等、ＣＡＮ以外の他の規格に従うバスを介して車載中継装置１０１にそれぞれ接続される構成であってもよい。
　また、本開示の実施の形態に係る車載通信システム３０１は、互いに異なる規格に従うバスを介して車載中継装置１０１にそれぞれ接続される車載ＥＣＵ１１１を備える構成であってもよい。
　上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　以上の説明は、以下に付記する特徴を含む。
　［付記１］
　車載ネットワークにおける機能部間において送受信されるフレームの中継処理を行う車載中継装置であって、
　処理回路を備え、
　前記処理回路は、
　車載装置間で送受信されるフレームを中継する中継処理を行い、
　前記フレームの中継先のバスにおける通信負荷の計測結果を取得し、
　取得した前記計測結果に応じて、前記フレームの優先度に従って前記フレームを中継するか、または前記フレームの前記車載中継装置における受信順に従って前記フレームを中継するかを選択する選択処理を行う、車載中継装置。
　１，１Ａ，１Ｂ　バス
　１０，１０Ａ，１０Ｂ　通信ポート
　１１　中継部
　１２　監視部
　１３　通信部
　１４　記憶部
　１０１　車載中継装置
　１１１　車載ＥＣＵ
　１１１Ａ，１１１Ｂ　車載ＥＣＵ
　３０１　車載通信システム
　ＴＰ　優先度テーブル

Claims (8)

  1. 　車載中継装置であって、
    　車載装置間で送受信されるフレームを中継する中継処理を行う中継部と、
    　前記フレームの中継先のバスにおける通信負荷の計測結果を取得する監視部とを備え、
    　前記中継部は、前記監視部によって取得された前記計測結果に応じて、前記フレームの優先度に従って前記フレームを中継するか、または前記フレームの前記車載中継装置における受信順に従って前記フレームを中継するかを選択する選択処理を行う、車載中継装置。
  2. 　前記中継部は、前記車載中継装置が受信した前記フレームを蓄積し、蓄積した前記フレームを中継し、
    　前記監視部は、前記中継部が蓄積している前記フレームに基づいて、前記フレームの中継先のバスにおける通信負荷を算出する、請求項１に記載の車載中継装置。
  3. 　前記中継部は、蓄積した前記フレームである蓄積フレームの前記選択処理を、前記蓄積フレームに基づいて算出された前記通信負荷に応じて行う、請求項２に記載の車載中継装置。
  4. 　前記監視部は、前記バスごとの前記通信負荷の計測結果を取得し、
    　前記中継部は、前記バスごとに、前記バスに対応する前記計測結果に応じて、前記バスを中継先とする前記フレームの前記選択処理を行う、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車載中継装置。
  5. 　前記中継部は、定期的に送信されるメッセージを含む定期フレーム、およびイベントメッセージを含むイベントフレームを中継する前記中継処理を行い、
    　前記イベントフレームには、前記定期フレームより高い優先度が設定される、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の車載中継装置。
  6. 　前記監視部は、前記車載中継装置が受信した各前記フレームを前記優先度ごとのグループに分類し、
    　前記中継部は、前記フレームの優先度に従って前記フレームを中継する前記中継処理において、前記監視部によって分類された前記フレームを前記グループ単位で送信する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の車載中継装置。
  7. 　車載装置間で送受信されるフレームを中継する車載中継装置における中継方法であって、
    　前記フレームの中継先のバスにおける通信負荷の計測結果を取得するステップと、
    　取得した前記計測結果に応じて、前記フレームの優先度に従って前記フレームを中継するか、または前記フレームの前記車載中継装置における受信順に従って中継するかを選択する選択処理を行うステップとを含む、中継方法。
  8. 　車載中継装置において用いられる中継プログラムであって、
    　コンピュータを、
    　車載装置間で送受信されるフレームを中継する中継処理を行う中継部と、
    　前記フレームの中継先のバスにおける通信負荷の計測結果を取得する監視部、
    として機能させるためのプログラムであり、
    　前記中継部は、前記監視部によって取得された前記計測結果に応じて、前記フレームの優先度に従って前記フレームを中継するか、または前記フレームの前記車載中継装置における受信順に従って前記フレームを中継するかを選択する選択処理を行う、中継プログラム。
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