JP2006347258A - 車載通信用アダプタおよび自動車用ワイヤハーネス - Google Patents

Abstract

【課題】 プロトコル等の違いに関わらずＥＣＵを共用化すると共にＥＣＵの処理負荷を軽減することを可能とする。
【解決手段】車両に配索されるワイヤハーネスＷ／Ｈの電線をＥＣＵ１２（電子制御ユニット）に中継接続するアダプタ１１であって、ＥＣＵ１２がワイヤハーネスＷ／Ｈを伝送路として送受するフレームのプロトコル変換を行う通信制御手段１４を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、車載通信用アダプタおよび自動車用ワイヤハーネスに関し、詳しくは、自動車内に配索されるワイヤハーネスの電線をＥＣＵ（電子制御ユニット）に中継接続するアダプタとそれを備えたワイヤハーネスに関するものである。

近年、自動車メーカは環境問題に対応して排気ガスの低減や燃費向上を図るため、車体に配索されるワイヤハーネスの省線化を行って車両軽量化に努めており、その一環として自動車内にネットワーク（車載ＬＡＮ）を構築することで車内配索されるワイヤハーネスを省線化することが提案されている。そのため、車載される各種の電子制御ユニット（ＥＣＵ）も車載ＬＡＮに対応して信号を多重化して送受信できる通信機能を備えたものが現れている。

ところで、各種の機能制御を行うＥＣＵは車両に配索されるワイヤハーネスにコネクタを介して接続されているが（特開２００３−３２４８２４号公報等）、従来の車載ＬＡＮではＥＣＵ内のＣＰＵにて機能制御（センサ、スイッチ、アクチュエータ等の制御を行うアプリケーション機能）や通信制御等の全処理を行っている。よって、車両にバージョンアップ等が発生してＬＡＮのプロトコル等が異なると、ＥＣＵ本来の機能制御部分に変更がないにも関わらず、通信制御部分が変更となることで既存のＥＣＵを使用することができなくなり、ＥＣＵ全体を設計し直さなければならないという問題が生じる。さらに、ワイヤハーネスを伝送路とする通信速度が年々高速化されるなかで、ＥＣＵに処理負荷が集中するという問題もある。
特開２００３−３２４８２４号公報

本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、プロトコル等の違いに関わらずＥＣＵを共用化すると共にＥＣＵの処理負荷を軽減することを可能とすることを課題としている。

前記課題を解決するため、本発明は、車両に配索されるワイヤハーネスの電線をＥＣＵ（電子制御ユニット）に中継接続するアダプタであって、
前記ＥＣＵが前記ワイヤハーネスを伝送路として送受するフレームのプロトコル変換を行う通信制御手段を備えていることを特徴とする車載通信用アダプタを提供している。

前記構成とすると、アダプタにプロトコル変換機能を設けているので、車種等の違いによりＥＣＵが接続されるネットワークの通信プロトコルが異なっても、アダプタで通信方式の違いを吸収することができる。したがって、ＥＣＵを既存のもので共用化でき品種増を抑制できると共に、ＥＣＵの設計負担も軽減することが可能となる。
また、従来はＥＣＵ側で行っていたプロトコル変換機能をアダプタ側に移すことで、ＥＣＵの処理負荷を低減することが可能となり、伝送路の高速化に対してもＥＣＵは十分対応することができる。よって、ＥＣＵの処理速度がボトルネックとなるのを防止することができ、ＥＣＵの高速処理化に対する要求も緩和することができる。

前記伝送路上には複数種のプロトコルで信号が送受され、前記通信制御手段は、前記ＥＣＵが前記伝送路を介して送受するフレームのプロトコル変換を行うプロトコル変換部と、前記フレームの送出時にプロトコル種類を識別可能なプロトコル識別子を前記フレームに追加して送出するプロトコル識別子付加部と、前記フレームの受信時に前記プロトコル識別子を判別するプロトコル判別部とを備えていると好ましい。

前記構成とすると、伝送路を流れるフレームにプロトコル識別子を付けて送出しているので、受信側ではプロトコル識別子を判別すれば、該フレームのプロトコルに応じてＥＣＵが認識可能なプロトコルに変換することが可能となる。したがって、伝送路に対して複数のプロトコルを混在させてフレーム送受を行うことが可能となり、プロトコルの違いを吸収するゲートウェイ装置を削減することができる。その結果、ゲートウェイ装置を跨ぐことによる伝送遅延もなくすことができる。

また、本発明は、前記記載の車載通信用アダプタを電線端末に接続していることを特徴とする自動車用ワイヤハーネスを提供している。

以上の説明より明らかなように、本発明によれば、ＥＣＵの通信制御機能をアダプタに移しているので、伝送路に設計変更が生じてもアダプタで通信方式等の違いを吸収することができ、ＥＣＵを既存のもので共用化することが可能となる。また、アダプタに通信制御を行わせることでＥＣＵの処理負荷を低減することが可能となり、伝送路の高速化に対してもＥＣＵがボトルネックとなることなく十分対応することが可能となる。

本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は自動車に搭載された通信システム１０を示し、車両に配索されて車載ＬＡＮを構成するワイヤハーネスＷ／Ｈの電線端末にアダプタ１１（コネクタ）を接続し、該アダプタ１１をＥＣＵ（電子制御ユニット）１２の回路基板に直付されたアダプタ嵌合部１３に嵌合接続し、ワイヤハーネスＷ／Ｈを伝送路としてフレームの送受信を行っている。なお、伝送路は、例えばＩＥＥＥ１３９４に代表される光ファイバーやメタルケーブル等の高速伝送路としている。

アダプタ１１は、ワイヤハーネスＷ／Ｈの電線にＩ／Ｏ部１７を介して接続される通信制御基板１４を内蔵すると共に、通信制御基板１４に接続された端子部１８をアダプタ先端面に露出している。
通信制御基板（通信制御手段）１４は、各種演算制御を行う処理部１５と、データ記憶を行うメモリ部１６とを備えている。処理部１５は、ＣＰＵやＡＳＩＣ等を用い、プロトコル変換部１９と、プロトコル識別子付加部２０と、プロトコル識別子判別部２１とを備えている。
プロトコル変換部１９は、ＥＣＵ１２から送信されるフレームをワイヤハーネスＷ／Ｈからなる伝送路に合致したプロトコルに変換する機能と、ワイヤハーネスＷ／Ｈからなる伝送路より受信したフレームをＥＣＵ１２が認識可能なフレームにプロトコル変換を行って転送する機能とを有している。

プロトコル識別子付加部２０は、図３に示すように、ＥＣＵ１２から送出されてプロトコル変換部１９で出力されたフレーム２８のヘッダに、プロトコル種類を識別可能なプロトコル識別子２９を追加する機能を有している。なお、フレーム２８にはプロトコル識別子２９以外には宛先アドレス、送信元アドレス、データ、ＣＲＣ等のフィールドが設けられている。
プロトコル識別子判別部２１は、ワイヤハーネスＷ／Ｈを介して受信したフレームのヘッダに追加されたプロトコル識別子２９を調べ、フレーム２８のプロトコル種類を判別し、プロトコル変換部１９にプロトコル種類を通知する機能を有している。

ＥＣＵ１２は、センサ、スイッチあるいはアクチュエータを制御するアプリケーション部２６を有し各種演算制御を行う処理部２３と、データ記憶を行うメモリ部２４とを備え、アダプタ嵌合部１３にはＥＣＵ１２の回路基板と接続された端子部２５を露出している。

次に、アダプタ１１の通信動作について説明する。
まず、ＥＣＵ１２からワイヤハーネスＷ／Ｈを介して接続された他のＥＣＵにデータ（フレーム）を送信する場合、下記の動作となる。
ＥＣＵ１２は処理部２３のアプリケーション部２６でフレームを生成し、端子部２５、１８を介してアダプタ１１の通信制御基板１４に送信する。処理部１５ではＥＣＵ１２から受け取ったフレームをプロトコル変換部１９により伝送路の通信方式に合致したプロトコルに変換する。次いで、プロトコル識別子付加部２０において、プロトコル変換部１９で変換されたプロトコルの種類を示すプロトコル識別子２９をフレーム２８のヘッダに追加し、Ｉ／Ｏ部１７からワイヤハーネスＷ／Ｈに送出する。この際、ＬＡＮの通信制御方式は例えばトークン・パッシング方式等を用い、トークンをＩＤ順に回すことにより、アダプタ１１はトークンを受信して送信権を得た時点でデータを送出する。

次に、ＥＣＵ１２が他のＥＣＵからワイヤハーネスＷ／Ｈを介してデータを受信する場合、下記の動作となる。
アダプタ１１はワイヤハーネスＷ／Ｈからフレーム２８を受信すると、プロトコル識別子判別部２１においてフレーム２８のヘッダのプロトコル識別子２９を調べ、受信したフレームのプロトコル種類を判別し、プロトコル変換部１９に通知する。次いで、プロトコル変換部１９では、通知を受けたプロトコル種類に基づいてフレームをＥＣＵ１２が認識可能なフレームに変換し、端子部１８、２５を介してＥＣＵ１２側に転送する。
ＥＣＵ１２は、その受信したフレームに基づいて処理部２３のアプリケーション部２６で所定の処理を行う。

以上の構成によれば、ＥＣＵ１２の通信制御機能をアダプタ１１に内蔵された通信制御基板１４に移しているので、伝送路に設計変更が生じてもアダプタ１１で通信規約等の違いを吸収され、ＥＣＵ１２側ではネットワークを意識する必要がなくなり、ＥＣＵ１２を既存のもので共用化することが可能となる。また、アダプタ１１に処理部１５を設けて通信制御を代行させることで、ＥＣＵ１２の処理部２３の負荷が低減されて必要リソース量（ＣＰＵパワーやメモリ容量等）を抑制できるので、伝送路の高速化に対してもＥＣＵ１２の処理速度がボトルネックとなることなく高速化のパフォーマンスをシステム全体として十分に発揮することができる。
さらに、フレーム２８にプロトコル識別子２９を付けて伝送路に送出しているので、受信側ではプロトコル識別子を判別すれば、フレーム２８のプロトコルに応じてＥＣＵ１２が認識可能なプロトコルに変換することが可能となる。したがって、伝送路に複数種のプロトコルを混在させてフレーム送受を行うことも可能となり、従来存在していた異種ＬＡＮ同士を中継するゲートウェイ装置を削減することができる。その結果、ゲートウェイ装置を跨ぐことによる伝送遅延もなくすことができる。

なお、ＥＣＵに新機能が追加された場合には、当該ＥＣＵと応答するＥＣＵ内のソフトウェアを更新すれば対応可能である。また、アダプタ１１の処理部１５には、ＣＰＵを採用するケースもあるが、汎用的なロジックデバイス（ＦＰＧＡやＰＬＤ）のようなＩＣでの構成も可能である。

本発明の第１実施形態の車載通信用アダプタを示すブロック図である。 車載通信システムの全体図である。 フレームフォーマットを示す図面である。

符号の説明

１０ 車載通信システム
１１ アダプタ
１２ ＥＣＵ
１３ アダプタ嵌合部
１４ 通信制御基板（通信制御手段）
１５ 処理部
１６ メモリ部
１９ プロトコル変換部
２０ プロトコル識別子付加部
２１ プロトコル識別子判別部
Ｗ／Ｈ ワイヤハーネス

Claims (3)

1. 車両に配索されるワイヤハーネスの電線をＥＣＵ（電子制御ユニット）に中継接続するアダプタであって、
   前記ＥＣＵが前記ワイヤハーネスを伝送路として送受するフレームのプロトコル変換を行う通信制御手段を備えていることを特徴とする車載通信用アダプタ。
2. 前記伝送路上には複数種のプロトコルで信号が送受され、前記通信制御手段は、前記ＥＣＵが前記伝送路を介して送受するフレームのプロトコル変換を行うプロトコル変換部と、前記フレームの送出時にプロトコル種類を識別可能なプロトコル識別子を前記フレームに追加して送出するプロトコル識別子付加部と、前記フレームの受信時に前記プロトコル識別子を判別するプロトコル判別部とを備えている請求項１に記載の車載通信用アダプタ。
3. 請求項１または請求項２に記載の車載通信用アダプタを電線端末に接続していることを特徴とする自動車用ワイヤハーネス。

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