JP4814987B2 - ネットワークシステム及びゲートウェイ装置 - Google Patents
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Description
ネットワークによっては、通信の信頼性を向上させるために、ネットワークマネジメント機能が用いられる。このNM機能とは、各ECUで同期してECUのノーマル状態(通常動作状態)やスリープ状態を変更させる機能である。この機能を用いることによって、例えば、全ECUを同期してスリープ状態へ遷移させることにより、消費電力を節約することができる。
非特許文献2、3では、ECUは周期的にNMメッセージを送信する。このNMメッセージは、ECUがノーマル状態であることを示す場合に送信し、スリープ可能状態である場合には送信しない。NMメッセージを受信しなくなると、各ECUは他の全ECUがスリープ可能状態であると判断し、スリープ状態へ同期して遷移することができる。
NM機能を運用するには、ネットワークに接続する全ECUがこの機能を備えていなくてはならない。NM機能を備えたECU(以下、NM対応ECUと称す)と、NM機能を備えていないECU(以下、NM未対応ECUと称す)が混在するネットワークシステムでは、NM対応ECUがスリープ状態に遷移すると、NM未対応ECUは、NMメッセージを送信しないため、NM対応ECUをウェイクアップすることができず、NM未対応ECUが必要とする制御メッセージを受信できなくなる。
さらに、特許文献1では、NM未対応ECUはスリープ状態へ遷移する機能を備えていることが前提となっており、スリープ状態へ遷移することが想定されていないNM未対応ECUには適用できず、NM未対応ECUの変更が必要になり、開発工数やコストが増大するといった問題があった。
G/W装置は、
第1の通信線を介して情報の送受信を行う第1の通信手段と、
第2の通信線を介して情報の送受信を行う第2の通信手段と、
第1の通信手段及び第2の通信手段の間に配置され、NM未対応ECU及びNM対応ECU間で送受信される制御メッセージを中継する制御メッセージ処理手段と、
第1の通信線を介して、NM機能を実行するためのNMメッセージを送受信するように構成され、NMメッセージを第1の所定期間、受信しない場合に、NM対応ECUがノーマル状態でないことを示すリモートスリープフラグをセットするNM処理手段と、
制御メッセージ処理手段によってNM未対応ECUから受信された制御メッセージについて、リモートスリープフラグの状態に応じて、NM対応ECUへ送信する必要があるかどうかを判定し、この判定結果を制御メッセージ処理手段に伝える制御メッセージ送信判定手段と、
この制御メッセージ送信判定手段によって、制御メッセージが送信不要と判定された場合に、NM処理手段にNMメッセージの送信停止を指示するNMメッセージ送信判定手段とを備えたものである。
G/W装置は、
第1の通信線を介して情報の送受信を行う第1の通信手段と、
第2の通信線を介して情報の送受信を行う第2の通信手段と、
第1の通信手段及び第2の通信手段の間に配置され、NM未対応ECU及びNM対応ECU間で送受信される制御メッセージを中継する制御メッセージ処理手段と、
第1の通信線を介して、NM機能を実行するためのNMメッセージを送受信するように構成され、NMメッセージを第1の所定期間、受信しない場合に、NM対応ECUがノーマル状態でないことを示すリモートスリープフラグをセットするNM処理手段と、
制御メッセージ処理手段によってNM未対応ECUから受信された制御メッセージについて、リモートスリープフラグの状態に応じて、NM対応ECUへ送信する必要があるかどうかを判定し、この判定結果を制御メッセージ処理手段に伝える制御メッセージ送信判定手段と、
この制御メッセージ送信判定手段によって、制御メッセージが送信不要と判定された場合に、NM処理手段にNMメッセージの送信停止を指示するNMメッセージ送信判定手段とを備えたので、G/W装置は、NM未対応ECUから受信した制御メッセージに基づき、NM機能を実行するため、G/W装置とNM未対応ECUの間に、NM未対応ECUの状態を監視するための信号線を接続する必要がなく、またスリープ状態へ遷移することが想定されていないNM未対応ECUであっても、NM対応ECUに接続することができる。
これにより、NM信号線を接続するのに必要なコストを削減できる上、NM信号線の配索の複雑化を抑えることができる。また、NM未対応ECUを変更する必要がなく、開発工数やコストを抑えることができるという効果を奏する。
図1は、この発明の実施の形態1による車載ネットワークシステムを示す構成図であり、ハイブリッド自動車で想定される車載ネットワークシステムの一部を示している。
図1において、車載ネットワークシステムは、AUTOSAR仕様に準拠したNM対応ECUであるエンジン制御ECU101が、AUTOSAR仕様に準拠したNM機能を備えたG/W装置102と通信プロトコルFlexRay(登録商標)に準拠して動作する第1の通信線106によって接続される。
また、NM未対応ECUであるモータ制御ECU103、バッテリマネジメントECU104、ハイブリッド制御ECU105が、G/W装置102と通信プロトコルCANに準拠して動作する第2の通信線107によって接続されている。
エンジン制御ECU101には、発電用エンジン108、モータ制御ECU103にはモータ109とモータ用のトルクセンサ110がそれぞれ接続されている。
ハイブリッド制御ECU105は、車両の挙動を監視し、受信した制御メッセージのトルク値情報が所定の値以下となった場合には、トルク低下の情報を制御メッセージとして送信する。
バッテリマネジメントECU104は、バッテリ充電状態を監視し、ハイブリッド制御ECU105から、トルクが低下しているとの情報を制御メッセージとして受信し、バッテリの充電量が不足していると判断した場合には、エンジンの出力増加を要求する発電要求フラグをセットした制御メッセージを送信する。
エンジン制御ECU101は、ノーマル状態時には、発電用エンジン108を駆動して発電を行い、発電用エンジン108の状態を送信したり、トルク値情報の制御メッセージや、発電要求フラグに関する制御メッセージを受信する他、NM機能の実行に必要な自ECUの状態を示すNMメッセージを送受信する。一方、発電を行う必要がない場合で、G/W装置102から所定の期間、NMメッセージを受信しない場合には、消費電力を節約するため、スリープ状態に入り、NMメッセージを送信しない。この状態では、トルク値情報や発電要求フラグがセットされていない制御メッセージを受信する必要はないが、発電要求フラグをセットした制御メッセージは、スリープ状態からノーマル状態へ遷移して受信する必要がある。
G/W装置102は、エンジン制御ECU101がノーマル状態時には、エンジン制御ECU101とNMメッセージを送受信し、また、第2の通信線107を介して、他のECUから送信される制御メッセージを、第1の通信線106を介して、エンジン制御ECU101へ送信する。逆に、第1の通信線106を介してエンジン制御ECU101から送信される制御メッセージを、第2の通信線107を介して他のECUへ送信する。
図2において、G/W装置102は、第1の通信処理手段201(第1の通信手段)、第2の通信処理手段202(第2の通信手段)、制御メッセージ処理手段203、NM処理手段204、制御メッセージ送信判定手段205、送信判定用テーブル206、NMメッセージ送信判定手段207からなる。
第1の通信処理手段201は、第1の通信線106を介して、通信規格FlexRayに準拠した通信制御を行い、第2の通信処理手段202は、第2の通信線107を介して、通信規格CANに準拠した通信制御を行う。また、第1の通信処理手段201は、受信したメッセージの識別子から、そのメッセージがNMメッセージであるか制御メッセージであるかを判断し、NMメッセージである場合には、NM処理手段204へ、制御メッセージである場合には、制御メッセージ処理手段203へ、このメッセージを渡す。
制御メッセージ処理手段203は、第1の通信線106を介してエンジン制御ECU101から制御メッセージを受信すると、第2の通信線107を介して、NM未対応ECUへこの制御メッセージを送信する。また、第2の通信線107を介して、NM未対応ECUから制御メッセージを受信すると、その制御メッセージの情報を制御メッセージ送信判定手段205へ通知する。そして制御メッセージ送信判定手段205が制御メッセージ送信停止フラグをセットした場合には、この制御メッセージを破棄するとともに、制御メッセージ送信停止フラグをクリアする。制御メッセージ送信判定手段205が、制御メッセージ送信フラグをセットした場合には、この制御メッセージを第1の通信線106を介して、NM対応ECUであるエンジン制御ECU101へ送信するとともに、制御メッセージ送信フラグをクリアする。
制御メッセージ送信判定手段205は、リモートスリープフラグがセットされている場合に、制御メッセージ処理手段203から、NM未対応ECUからの制御メッセージの情報を受け取ると、この情報を用いて送信判定用テーブル206を参照し、第1の通信線106を介してエンジン制御ECU101へ送信すべきメッセージかどうかを判断する。送信必要と判断した場合には、制御メッセージ送信フラグをセットし、送信不要と判断した場合には、制御メッセージ送信停止フラグをセットする。
NMメッセージ送信判定手段207は、制御メッセージ送信停止フラグがセットされた場合に、NMメッセージ送信停止フラグをセットする。一方、NMメッセージ送信停止フラグがセットされている間に、制御メッセージ送信開始フラグがセットされた場合には、NMメッセージ送信停止フラグをクリアする。
図4は、この発明の実施の形態1による車載ネットワークシステムのG/W装置がNM未対応ECUから制御メッセージを受信した場合の処理内容を示すフローチャートである。
図5において、送信判定用テーブル206は、制御メッセージ送信判定手段205から参照され、NM未対応ECUから受信する制御メッセージの情報とその送信の必要性を対応付けたテーブルである。情報として、発電要求フラグ、トルク値情報がある。発電要求フラグがセットされていれば(1)、送信要であり、セットされていなければ(0)、送信不要である。また、トルク値情報は、フラグに関わらず、送信不要であることを示している。
まず、図3により説明する。
ST301
第1の通信処理手段201は、受信したメッセージの識別子から、メッセージがNMメッセージであるか、制御メッセージであるかを判断する。NMメッセージである場合には、ST302へ進む。制御メッセージである場合には、ST308へ進む。
ST302
第1の通信処理手段201は、NM処理手段204へ受信したNMメッセージを渡す。
NM処理手段204は、NMメッセージを受信すると、エンジン制御ECU101がノーマル状態であると判断し、リモートスリープフラグの状態を確認する。リモートスリープフラグがセットされている場合には、ST304へ進む。リモートスリープフラグがクリアされている場合には、処理を終了する。
ST304
NM処理手段204は、リモートスリープフラグをクリアする。
ST305
NMメッセージ送信判定手段207は、NMメッセージ送信停止フラグがセットされているかどうかを確認する。セットされている場合には、ST306へ進む。クリアされている場合には、NMメッセージの処理を行う必要がなく、処理を終了する。
ST306
NMメッセージ送信判定手段207は、NMメッセージ送信停止フラグをクリアする。
ST307
NM処理手段204は、NMメッセージ送信停止フラグのクリアを受けて、NMメッセージの送信を開始し、処理を終了する。
ST308
第1の通信処理手段201は、制御メッセージ処理手段203へ受信した制御メッセージを渡す。
ST309
制御メッセージ処理手段203は、受信した制御メッセージを第2の通信処理手段202へ渡し、第2の通信処理手段202は、第2の通信線107を介して、モータ制御ECU103やバッテリマネジメントECU104へ制御メッセージを送信し、処理を終了する。
ST401
制御メッセージ処理手段203は、第2の通信処理手段202から制御メッセージを受信すると、この制御メッセージの情報を制御メッセージ送信判定手段205へ通知する。
ST402
制御メッセージ送信判定手段205は、リモートスリープフラグの状態を確認する。リモートスリープフラグがセットされている場合には、制御メッセージの受信側であるエンジン制御ECU101は、スリープ状態であると判断でき、ST403へ進む。リモートスリープフラグがクリアされている場合には、エンジン制御ECU101はノーマル状態であると判断でき、ST409へ進む。
ST403
制御メッセージ送信判定手段205は、制御メッセージ処理手段203から受け取った情報に基づいて、この制御メッセージをエンジン制御ECU101へ送信する必要があるかどうかを判定する。この判定には、制御メッセージ送信判定手段205が参照する送信判定用テーブル206を参照する。ここで、判定結果が送信「不要」の場合には、ST404へ進む。送信「要」の場合には、ST409へ進む。
制御メッセージ送信判定手段205は、送信「不要」と判定したため、制御メッセージ送信停止フラグをセットする。
ST405
制御メッセージ処理手段203は、送信「不要」と判定された制御メッセージを破棄するとともに、制御メッセージ送信停止フラグをクリアし、ST406へ進む。
ST406
NMメッセージ送信判定手段207は、NMメッセージ送信停止フラグがクリアされているかどうかを確認する。セットされている場合には、G/W装置102は、すでにNMメッセージの送信を停止しているため、処理を終了する。クリアされている場合には、ST407へ進む。
ST407
NMメッセージ送信判定手段207は、NMメッセージ送信停止フラグをセットする。
NM処理手段204は、NMメッセージ送信停止フラグがセットされたことを受けて、NMメッセージの送信を停止し、処理を終了する。
ST409
制御メッセージ送信判定手段205は、制御メッセージを送信すべきと判定したため、制御メッセージ送信フラグをセットする。
ST410
NMメッセージ送信判定手段207は、NMメッセージ送信停止フラグがセットされているか否かを確認する。セットされている場合には、ST411へ進む。クリアされている場合には、NMメッセージの処理を行う必要がなく、ST413へ進む。
ST411
NMメッセージ送信判定手段207は、NMメッセージ送信停止フラグをクリアする。
ST412
NM処理手段204は、NMメッセージ送信停止フラグのクリアを受けて、NMメッセージの送信を開始する。これにより、エンジン制御ECU101がスリープ状態であった場合には、ノーマル状態へ遷移する。
ST413
制御メッセージ処理手段203は、制御メッセージを第1の通信処理手段201から、制御メッセージを送信し、制御メッセージ送信フラグをクリアし、処理を終了する。
このように、エンジン制御ECU101がノーマル状態である場合には、発電要求フラグの値に関わらず、G/W装置102は、制御メッセージをエンジン制御ECU101へ送信する。
ST401において、制御メッセージ処理手段203は、制御メッセージ送信判定手段205へ制御メッセージに含まれる発電要求フラグを渡す。ST402において、制御メッセージ送信判定手段205はリモートスリープフラグがセットされているため、ST403に進み、図5の送信判定用テーブル206を用いて発電要求フラグの送信の必要性を判定する。ここで、送信判定結果は送信「不要」となるため、ST404において、制御メッセージ送信判定手段205は、制御メッセージ送信停止フラグをセットする。このフラグに基づき、ST405において、制御メッセージ処理手段203は、発電要求フラグを含む制御メッセージを破棄し、制御メッセージ送信停止フラグをクリアする。さらにST406において、NMメッセージ送信停止フラグがセットされているか確認する。この場合、NMメッセージの送信はすでに停止しているため、NMメッセージ送信停止フラグはセットされており、処理を終了する。
このように、エンジン制御ECU101がスリープ状態である場合には、発電要求フラグがセットされていなければ、G/W装置102は、NMメッセージと発電要求フラグを含む制御メッセージをエンジン制御ECU101へ送信しない。したがって、エンジン制御ECU101はスリープ状態からノーマル状態へ不必要に遷移する必要がなく、消費電力を節約することができる。
発電要求フラグがセットされた制御メッセージは、前述のとおり、スリープ状態のエンジン制御ECU101は、ノーマル状態へ遷移して受信する必要がある。
ST401において、制御メッセージ処理手段203は、制御メッセージ送信判定手段205へ制御メッセージに含まれる発電要求フラグを渡す。ST402において、制御メッセージ送信判定手段205は、リモートスリープフラグがセットされているため、ST403に進み、図5の送信判定用テーブル206を用いて、発電要求フラグの送信の必要性を判定する。ここで、発電要求フラグは、セットされているため、送信判定結果は送信「要」となり、ST409において、制御メッセージ送信判定手段205は、制御メッセージ送信フラグをセットする。
続いてST410では、エンジン制御ECU101がスリープ状態であり、またNMメッセージ送信停止フラグはセットされているため、ST411へ進む。NMメッセージ送信判定手段207がNMメッセージ送信停止フラグをクリアし、ST412において、NM処理手段204は、NMメッセージの送信を開始する。これにより、エンジン制御ECU101はスリープ状態からノーマル状態へ遷移し、制御メッセージを受信できる状態となる。そして、ST413において、制御メッセージ処理手段203は、発電要求フラグがセットされた制御メッセージをエンジン制御ECU101へ送信し、制御メッセージ送信フラグをクリアする。
このように、G/W装置102は、発電要求フラグがセットされている制御メッセージを受信した場合には、スリープ状態のエンジン制御ECU101であっても、スリープ状態からノーマル状態へ遷移させて、この制御メッセージを送信し、エンジン制御ECU101は、発電要求の制御メッセージを受けて、エンジン駆動して発電し、車両走行に必要なモータトルクを得られるようになる。
これにより、NM信号線を接続するのに必要なコストを削減できる上、NM信号線の配索による信号線の複雑化を抑えることができる。
また、モータ制御ECU103のように、既存のスリープ状態へ遷移することが想定されていないNM未対応ECUであっても変更することなく、G/W装置102を介することで、NM対応のエンジン制御ECU101と接続することが可能となる。これにより、NM未対応ECUの変更工数が不要のためコストを抑えることができる。
さらにまた、制御メッセージ送信判定手段205が、NM未対応ECUから受信した制御メッセージに含まれる情報を用いて制御メッセージの送信の必要性を判断することにより、スリープ状態のNM対応ECUをノーマル状態へ遷移させる条件を細かく設定することができ、NM対応ECUを不必要にノーマル状態へ遷移させることがなく、NM対応ECUの消費電力を低減することができる。
このようにすることで、バッテリマネジメントECU104は、発電要求フラグを含む制御メッセージに対して応答がない場合であっても、受信側のエンジン制御ECU101にエラーが発生しているのか、またはスリープ状態であるのか、判断することができるため、適切な制御を行うことができる。
実施の形態2は、電気自動車で想定される車載ネットワークシステムについてのものである。
図6は、この発明の実施の形態2による車載ネットワークシステムを示す構成図であり、電気自動車で想定される車載ネットワークシステムの一部を示している。
図6において、電気自動車で想定される車載ネットワークシステムでは、AUTOSAR仕様に準拠したNM対応ECUであるメータ制御ECU601が、AUTOSAR仕様に準拠したNM機能を備えたG/W装置602と通信プロトコルCANに準拠して動作する第1の通信線605によって接続され、NM未対応ECUである充電器接続管理ECU603、バッテリマネジメントECU604が、このG/W装置602と通信プロトコルCANに準拠して動作する第2の通信線606によって接続されている。
メータ制御ECU601には、インストルメントパネル(以下、インパネ)607、充電器接続管理ECU603には、充電器コネクタ608、バッテリマネジメントECU604には、バッテリ609が、それぞれ接続されている。
バッテリマネジメントECU604は、バッテリ609の充電状態を監視し、充電量の情報(以下、充電量情報)を制御メッセージとして周期送信する。
メータ制御ECU601は、ノーマル状態では、コネクタ接続情報や充電量情報の制御メッセージを受信し、充電器コネクタ608が外部の充電器に接続されているかどうかの情報やバッテリ充電量をインパネ607に表示する他、NMメッセージを送受信する。
一方、充電器コネクタ608が外部充電器に接続され、バッテリ充電量がフルになった場合には、インパネ607で表示する必要がないと判断し、スリープ状態へ移行し、NMメッセージを送信しない。したがって、この状態では、コネクタ接続情報や充電量情報を受信する必要がない。
G/W装置602は、メータ制御ECU601からNMメッセージを受信する間は、メータ制御ECU601に対して、NMメッセージを送信し、また、第2の通信線606を介して充電器接続管理ECU603などのNM未対応ECUから送信される制御メッセージを、第1の通信線605を介して、メータ制御ECUへ送信する。逆に、第1の通信線605を介してメータ制御ECU601から送信される制御メッセージを、第2の通信線606を介してNM未対応ECUへ送信する。
実施の形態2における送信判定用テーブル206の内容は、後述する図8に示すとおりである。前述のように、メータ制御ECU601は、コネクタ接続情報が接続を示し、かつ充電量情報がフルを示す場合には、インパネ607に表示する必要がないため、制御メッセージ送信判定手段205は、この送信判定用テーブル206を用いて、条件を満たす場合は送信不要と判断する。
図8において、充電量情報と、コネクタ接続情報に応じて、制御メッセージの送信要、不要が示されている。充電量情報がフルで、かつコネクタ接続情報が、接続を示しているとき、両制御メッセージとも送信不要とし、他の場合は、両制御メッセージの送信要としている。
ただし、G/W装置602がメータ制御ECU601からNMメッセージや制御メッセージを受信した場合の処理フローは、実施の形態1の図3で示したものと同じであるため、その説明を省略する。
図7は、G/W装置602が充電器接続管理ECU603やバッテリマネジメントECU604から制御メッセージを受信した場合の処理を示すフローチャートである。本フローチャートでは、バッテリマネジメントECU604から充電量情報を含む制御メッセージを受信した後、充電器接続管理ECU603からコネクタ接続情報を含む制御メッセージを受信した場合について説明する。
ST701
制御メッセージ処理手段203は、第2の通信処理手段202から充電量情報を含む制御メッセージを受信すると、この充電量情報を制御メッセージ送信判定手段205へ渡す。
制御メッセージ送信判定手段205は、リモートスリープフラグの状態を確認する。リモートスリープフラグがセットされている場合には、制御メッセージの受信側であるメータ制御ECU601は、スリープ状態であると判断でき、ST703へ進む。リモートスリープフラグがクリアされている場合には、メータ制御ECU601はノーマル状態であると判断でき、ST712へ進む。
ST703
制御メッセージ送信判定手段205は、図8に示す送信判定用テーブル206を参照し、充電量情報に基づいて、この制御メッセージを送信するべきか否かを判定する。充電量情報がフル状態であることを示す場合には、制御メッセージ送信判定を行うために、コネクタ接続情報の受け取りを待つため、ST704へ進む。フル状態でない場合には、ST712へ進む。
ST704
制御メッセージ処理手段203が、続いて充電器接続管理ECU603から、第2の通信処理手段202を介してコネクタ接続情報を含む制御メッセージを受信する。
ST705
制御メッセージ処理手段203は、受信したコネクタ接続情報を制御メッセージ送信判定手段205へ渡す。
制御メッセージ送信判定手段205は、図8に示す送信判定用テーブル206を参照し、コネクタ接続情報に基づいて、この制御メッセージを送信するべきか否かを判定する。コネクタ接続情報が接続を示す場合には、充電量情報とコネクタ接続情報の制御メッセージ送信停止フラグをセットするため、ST707へ進む。コネクタ接続情報が未接続を示す場合には、両制御メッセージを送信する必要があるため、ST714へ進む。
ST707
制御メッセージ送信判定手段205は、充電量情報とコネクタ接続情報用の制御メッセージを、送信「不要」と判定したため、制御メッセージ送信停止フラグをセットする。
ST708
制御メッセージ処理手段203は、送信「不要」と判定された2つの制御メッセージを破棄するとともに、制御メッセージ送信停止フラグをクリアし、ST709へ進む。
NMメッセージ送信判定手段207は、NMメッセージ送信停止フラグがクリアされているかどうかを確認する。セットされている場合には、G/W装置602は、すでにNMメッセージの送信を停止しているため、処理を終了する。クリアされている場合には、ST710へ進む。
ST710
NMメッセージ送信判定手段207は、NMメッセージ送信停止フラグをセットする。
ST711
NM処理手段204は、NMメッセージ送信停止フラグがセットされたことを受けて、NMメッセージの送信を停止し、処理を終了する。
制御メッセージ処理手段203が、続いて充電器接続管理ECU603から、第2の通信処理手段202を介して、コネクタ接続情報を含む制御メッセージを受信する。
ST713
制御メッセージ処理手段203は、受信したコネクタ接続情報を制御メッセージ送信判定手段205へ渡す。
ST714
制御メッセージ送信判定手段205は、充電量情報とコネクタ接続情報用の制御メッセージを、送信「必要」と判定したため、制御メッセージ送信フラグをセットする。
ST715
NMメッセージ送信判定手段207は、NMメッセージ送信停止フラグがセットされているか否かを確認する。セットされている場合には、ST716へ進む。クリアされている場合には、NMメッセージの処理は行う必要がなく、ST718へ進む。
NMメッセージ送信判定手段207は、NMメッセージ送信停止フラグをクリアする。
ST717
NM処理手段204は、NMメッセージ送信停止フラグのクリアを受けて、NMメッセージの送信を開始する。これにより、メータ制御ECU601は、スリープ状態であった場合には、ノーマル状態へ遷移する。
ST718
制御メッセージ処理手段203は、第1の通信処理手段201から、充電量情報を含む制御メッセージや、コネクタ接続情報を含む制御メッセージを送信し、制御メッセージ送信フラグをクリアし、処理を終了する。
ST701において、制御メッセージ処理手段203は、制御メッセージ送信判定手段205へ、充電量がフル状態ではないことを示す充電量情報を渡す。ST702において、制御メッセージ送信判定手段205は、リモートスリープフラグがセットされているため、ST703へ進み、図8の送信判定用テーブル206を用いて、送信の必要性を判断する。ここで、送信判定結果は送信「要」となるため、ST712へ進む。そして、G/W装置602が充電器接続管理ECU603からコネクタ接続情報を受信すると、ST713において、制御メッセージ処理手段203は、制御メッセージ送信判定手段205へ充電器コネクタ608が外部の充電器と接続されていることを示すコネクタ接続情報を渡す。
そして、ST714において、制御メッセージ送信判定手段205は、送信「要」の送信判定結果に基づき、充電量情報、コネクタ接続情報の2つの制御メッセージの制御メッセージ送信フラグをセットする。
これにより、メータ制御ECU601は、スリープ状態からノーマル状態へ遷移し、制御メッセージを受信できる状態となる。そしてST718において、制御メッセージ処理手段203は、制御メッセージ送信フラグがセットされた充電量情報、コネクタ接続情報の2つの制御メッセージをメータ制御ECU601へ送信し、この制御メッセージ送信フラグをクリアする。
このように、充電器コネクタ608を接続して充電を開始してから、充電がフル状態でない間は、G/W装置602がスリープ状態のメータ制御ECU601をノーマル状態へ遷移させ、これらの制御メッセージを送信することにより、メータ制御ECUはインパネ607に充電器コネクタ608の接続有無や充電量を表示させることができる。
したがって、充電中は充電が行われていることを、インパネ607によって確認することができる。
ST701において、制御メッセージ処理手段203は、制御メッセージ送信判定手段205へ、充電量がフル状態であること示す充電量情報を渡す。ST702において、制御メッセージ送信判定手段205は、リモートスリープフラグがセットされているため、ST703へ進み、図8の送信判定用テーブル206を用いて、送信の必要性を判断する。ここで、送信判定結果は、コネクタ接続情報を受信するまで、送信「要」「不要」のどちらも取り得る。
次に、G/W装置602が、充電器接続管理ECU603からコネクタ接続情報を受信すると、ST705において、制御メッセージ処理手段203は、制御メッセージ送信判定手段205へ充電器コネクタ608が接続されていることを示すコネクタ接続情報を渡す。ST706において、図8の送信判定用テーブル206を用いて、送信の必要性を判断し、これにより、送信判定結果は両制御メッセージとも送信「不要」となる。
このように、充電器コネクタ608を接続し、充電が完了した後は、G/W装置602は、NMメッセージと2つの制御メッセージをメータ制御ECU601へ送信せず、メータ制御ECU601は、スリープ状態からノーマル状態へ不必要に遷移する必要がなく、消費電力を節約することができる。
例えば、夜間の充電時などは、充電量がフルになれば、自動的にメータ制御ECU601がスリープへ遷移し、消費電力を節約することができるようになる。
したがって、G/W装置602は、スリープ状態のメータ制御ECU601であってもノーマル状態へ遷移させた後、これらの制御メッセージを送信し、メータ制御ECU601が情報をインパネ607に表示させる。この場合の処理フローは、先に示した2つの例の処理フローの組み合わせとなるため、その説明は省略する。
このようにすることで、運転者は常に充電量とコネクタ接続の情報を確認することができる。
しかし、両制御メッセージ送信フラグを同時にセットする必要はなく、制御メッセージ送信判定手段205が、コネクタ接続情報の制御メッセージを受け取る前に、ただちに充電量情報の制御メッセージ送信停止フラグをセットしても良い。
実施の形態3では、NM対応ECUが、スリープ状態からノーマル状態に復帰した場合、G/W装置がNMメッセージの送信を開始する処理フローについて説明する。
図9は、この発明の実施の形態3による車載ネットワークシステムを示す構成図である。
図9において、車載ネットワークシステムは、AUTOSAR仕様に準拠したNM対応ECUであるエンジン制御ECU901とエアコン制御ECU902が、AUTOSAR仕様に準拠したNM機能を備えたG/W装置903と通信プロトコルFlexRayに準拠して動作する第1の通信線905によって接続され、NM未対応ECUであるバッテリマネジメントECU904が、G/W装置903と通信プロトコルCANに準拠して動作する第2の通信線906によって接続されている。
エンジン制御ECU901には、発電用エンジン907、エアコン制御ECU902には、温度センサ908がそれぞれ接続されている。
エンジン制御ECU901は、ノーマル状態時には、発電用エンジン907を駆動して発電を行い、発電用エンジン907の状態を送信したり、温度センサ908からの情報や発電要求の制御メッセージを受信する他、NMメッセージを送受信する。一方、発電を行う必要がない場合には、消費電力を節約するためのスリープ状態に入り、NMメッセージを送信しない。
G/W装置903は、エンジン制御ECU901やエアコン制御ECU902からNMメッセージを受信する間は、これらのNM対応ECUへNMメッセージを送信し、また、第2の通信線906を介して、バッテリマネジメントECU904から送信される制御メッセージを、第1の通信線905を介して、NM対応ECUへ送信する。逆に、第1の通信線905を介して、NM対応ECUから送信される制御メッセージを、第2の通信線906を介して、バッテリマネジメントECU904へ送信する。
次に、図3を用いて、NM対応ECUが、スリープ状態からノーマル状態に復帰した場合について説明する。
NM対応ECUであるエンジン制御ECU901とエアコン制御ECU902は、スリープ状態であるとする。また、G/W装置903は、バッテリマネジメントECUからこれらのNM対応ECUへ送信する必要がある制御メッセージはないと判断し、第1の通信線905へNMメッセージの送信を行っていないものとする。
続いて、スリープ状態であるエアコン制御ECU902は、温度センサ908の異常値検出により発生した割込によって、ノーマル状態へ遷移するとする。これにより、エアコン制御ECU902は、NMメッセージと、温度センサ異常の情報を含む制御メッセージの送信を開始する。
次に、ST303において、リモートスリープフラグの状態を確認する。ここで、それまでNM対応ECUは、スリープ状態であったため、G/W装置903のリモートスリープフラグはセットされた状態になっている筈である。したがって、ST304に進み、NM処理手段204は、リモートスリープフラグをクリアする。そしてST305において、NMメッセージ送信停止フラグがセットされている場合には、これを解除し、NMメッセージの送信を開始する。
したがって、ネットワークシステムのECUが、全てノーマル状態に遷移したため、エアコン制御ECU902が送信する温度センサ異常の情報を含むメッセージを、エンジン制御ECU901やバッテリマネジメントECU904が受信することができるようになり、また、バッテリマネジメントECU904は、発電要求フラグを含む制御メッセージを、エンジン制御ECU901へ送信することができるようになる。
実施の形態4は、NM未対応ECUであるテスターを接続した構成についてのものである。
図10は、この発明の実施の形態4によるテスターを接続した車載ネットワークシステムを示す構成図である。
図10において、901〜908は図9におけるものと同一のものである。図10では、NM未対応ECUであるテスター1001を第2の通信線1003を介してG/W装置B1002に接続し、G/W装置B1002を第1の通信線905に接続している。
なお、区別を容易にするために、図9で示したネットワークシステムのG/W装置903と第2の通信線906を、それぞれG/W装置A903、第2の通信線A906としている。
また、G/W装置B1002の構成は、図2に示したG/W装置A903の構成と同じである。G/W装置A903、G/W装置B1002は、図11に示す送信判定用テーブル206を保有している。
テスター1001とG/W装置B1002の間は、第2の通信線B1003で接続されている。テスター1001は、他のECUへエラー情報送信要求を行い、この要求を受けたECUは、保有するエラー情報をテスター1001に向けて送信する。
図11において、識別子に応じて送信要不要が示されている。例えば、識別子が0x201の場合は送信不要であり、識別子が0x208の場合は送信不要であり、識別子が0x605の場合は送信要である。
このG/W装置A903およびG/W装置B1002の第1の通信処理手段201からメッセージを受信した場合の処理フローは、実施の形態1の図3のフローチャートと同じである。
第2の通信処理手段202からメッセージを受信した場合の処理フローは、ST401において、制御メッセージ処理手段203が制御メッセージ送信判定手段205へ、制御メッセージの識別子を渡すことを除き、図4のフローチャートと同じである。
ST401において、制御メッセージ処理手段203は、制御メッセージ送信判定手段205へ制御メッセージの識別子を渡す。ST402において、NM対応ECUがスリープ状態であるため、リモートスリープフラグがセットされており、ST403へ進む。制御メッセージ送信判定手段205は、図11の識別子を用いて、送信判定用テーブル206を参照し、送信の必要性を判定する。
一方、G/W装置B1002では、制御メッセージ処理手段203は、識別子0x605の、テスター1001が送信するエラー情報送信要求用の制御メッセージである場合には、送信判定結果は送信「要」となる。ST404以降の処理フローは、実施の形態1と同じであるため、その説明を省略する。
また、エラー情報送信要求は、G/W装置A903を介してバッテリマネジメントECU904にも送信されるため、NM未対応ECUもこの要求に応答することができる。
このように、イベント的に送信される制御メッセージが発生した場合に、スリープ状態のECUをノーマル状態へ遷移させることになり、NM対応ECUを不必要にノーマル状態へ遷移させることがなく、NM対応ECUの消費電力を削減することができる。
実施の形態5は、G/W装置がタイマを有し、NM未対応ECUから制御メッセージを時間tの間、NM対応ECUへ送信しなかった場合に、NM対応ECUへのNMメッセージの送信を停止するようにしている。
図12は、この発明の実施の形態5による車載ネットワークシステムのG/W装置を示す構成図である。
図12において、201〜207は図2におけるものと同一のものである。図12では、G/W装置903は、第1の通信線905と第2の通信線906とに、それぞれ第1の通信処理手段201及び第2の通信処理手段202によって接続されるとともに、NMメッセージ送信判定手段207が、時間t(第2の所定期間)で満了するタイマT1201を保有する。このタイマT1201は、制御メッセージ処理手段203が、第1の通信線905を介して制御メッセージを送信するとリセットされる。
このネットワークシステムは、実施の形態3の図9で示したものと同じであるため、その説明を省略する。
G/W装置903が、NM対応ECUからNMメッセージや制御メッセージを受信した場合の処理フローは、実施の形態1の図3と同じであるため、その説明を省略する。
また、G/W装置が、NM未対応ECUから制御メッセージを受信した場合の処理フローは、実施の形態1の図4と同じであるため、その説明を省略する。
NMメッセージ送信判定手段207は、周期起動されるものとする。
ST1301
NMメッセージ送信判定手段207は、NMメッセージ送信停止フラグがセットされているかどうかを確認する。セットされている場合には、処理を終了する。セットされていない場合には、ST1302へ進む。
ST1302
NMメッセージ送信判定手段207は、タイマT1201の値を参照し、満了しているかどうかを確認する。タイマT1201が満了している場合には、時間tの間、制御メッセージ処理手段203がNM対応ECUへ制御メッセージを送信していないことを意味する。したがって、ST1303へ進む。タイマT1201が満了していない場合には、NMメッセージの送信を続けてよいと判断し、処理を終了する。
ST1303
NMメッセージ送信手段207は、NMメッセージ送信停止フラグをセットする。
ST1304
NM処理手段204は、NMメッセージ送信停止フラグがセットされたのを受けて、NMメッセージの送信を停止する。
NMメッセージ送信判定手段207が周期起動すると、ST1301において、NMメッセージ送信停止フラグを確認する。このとき、エンジン制御ECU901やエアコン制御ECU902がノーマル状態であるため、NMメッセージ送信停止フラグは、セットされていない。したがって、ST1301からST1302に進む。
ST1302では、時間tが経過しているため、タイマTが満了していると判断され、ST1303において、NMメッセージ送信停止フラグをセットする。これにより、ST1304において、NM処理手段204は、NMメッセージの送信を停止する。
このように、G/W装置903が、NMメッセージの送信を停止することで、NM対応ECUであるエンジン制御ECU901やエアコン制御ECU902は、G/W装置903側がスリープ可能状態かスリープ状態に入ったと判断し、必要に応じてこれらのNM対応ECUもスリープ状態へ遷移することができる。
これにより、NM対応ECUでは、G/W装置903側がスリープ可能状態かスリープ状態に入ったと判断し、NM対応ECUも必要に応じてスリープ状態へ遷移し、消費電力を節約することができる。
また、NM対応ECUは、ノーマル状態を継続する必要があれば、NMメッセージを送信し続けるため、リモートスリープフラグはクリアされている状態を継続する。
したがって、その後、G/W装置903がNM未対応ECUから制御メッセージを受信した場合には、図4に示したとおり、ST402からST409へ進み、ST411において、NMメッセージ送信停止フラグをクリアすることになる。このように、タイマT1201を使用してNMメッセージの送信を停止しても、NM対応ECUが受信すべき制御メッセージの送信に影響を与えることはない。
また、ネットワークシステムが通常の動作を行っているモード、故障診断モード、ECUの書換モードなどに応じて、G/W装置903が、この満了時間tを変更しても良い。
102 G/W装置
103 モータ制御ECU
104 バッテリマネジメントECU
105 ハイブリッド制御ECU
106 第1の通信線
107 第2の通信線
108 発電用エンジン
109 モータ
110 トルクセンサ
201 第1の通信処理手段
202 第2の通信処理手段
203 制御メッセージ処理手段
204 NM処理手段
205 制御メッセージ送信判定手段
206 送信判定用テーブル
207 NMメッセージ送信判定手段
601 メータ制御ECU
602 G/W装置
603 充電器接続管理ECU
604 バッテリマネジメントECU
605 第1の通信線
606 第2の通信線
607 インパネ
608 充電器コネクタ
609 バッテリ
901 エンジン制御ECU
902 エアコン制御ECU
903 G/W装置
904 バッテリマネジメントECU
905 第1の通信線
906 第2の通信線
907 発電用エンジン
908 温度センサ
1001 テスター
1002 G/W装置B
1003 第2の通信線B
1201 タイマT
Claims (9)
- ノーマル状態及びスリープ状態を管理するネットワークマネジメント(以下、NMと称す)機能を備えた電子制御装置(以下、NM対応ECUと称す)及び上記NM機能を備えたゲートウェイ装置が、第1の通信線を介して接続されるとともに、上記NM機能を備えていない電子制御装置(以下、NM未対応ECUと称す)及び上記ゲートウェイ装置が、第2の通信線を介して接続されたネットワークシステムであって、
上記ゲートウェイ装置は、
上記第1の通信線を介して情報の送受信を行う第1の通信手段と、
上記第2の通信線を介して情報の送受信を行う第2の通信手段と、
上記第1の通信手段及び上記第2の通信手段の間に配置され、上記NM未対応ECU及び上記NM対応ECU間で送受信される制御メッセージを中継する制御メッセージ処理手段と、
上記第1の通信線を介して、上記NM機能を実行するためのNMメッセージを送受信するように構成され、上記NMメッセージを第1の所定期間、受信しない場合に、上記NM対応ECUがノーマル状態でないことを示すリモートスリープフラグをセットするNM処理手段と、
上記制御メッセージ処理手段によって上記NM未対応ECUから受信された制御メッセージについて、上記リモートスリープフラグの状態に応じて、上記NM対応ECUへ送信する必要があるかどうかを判定し、この判定結果を上記制御メッセージ処理手段に伝える制御メッセージ送信判定手段と、
この制御メッセージ送信判定手段によって、上記制御メッセージが送信不要と判定された場合に、上記NM処理手段に上記NMメッセージの送信停止を指示するNMメッセージ送信判定手段とを備えたことを特徴とするネットワークシステム。 - 上記NMメッセージ送信判定手段は、上記NMメッセージの送信停止を指示した後に、上記制御メッセージ送信判定手段が、上記NM未対応ECUから受信された制御メッセージを送信すべきと判定した場合には、上記NMメッセージの送信停止の解除を指示することを特徴とする請求項1に記載のネットワークシステム。
- 上記NMメッセージ送信判定手段は、上記NMメッセージの送信停止を指示した後に、上記リモートスリープフラグがクリアされると、上記NMメッセージの送信停止の解除を指示することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のネットワークシステム。
- 上記NM未対応ECUの送信する制御メッセージには、識別子が付与され、
上記制御メッセージ送信判定手段は、上記制御メッセージに付与された識別子に基づいて、上記NM未対応ECUから受信した制御メッセージについて、上記第1の通信線を介して送信する必要があるかどうかを判定することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載のネットワークシステム。 - 上記制御メッセージ送信判定手段は、上記制御メッセージに含まれる情報に基づいて、上記NM未対応ECUから受信した制御メッセージについて、上記第1の通信線を介して送信する必要があるかどうかを判定することを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載のネットワークシステム。
- 上記制御メッセージ送信判定手段は、複数の上記制御メッセージに含まれる情報に基づいて、上記NM未対応ECUから受信した制御メッセージについて、上記第1の通信線を介して送信する必要があるかどうかを判定することを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載のネットワークシステム。
- 上記NMメッセージ送信判定手段は、上記制御メッセージ処理手段が、第2の所定期間、上記第1の通信線を介して、上記NM未対応ECUからの上記制御メッセージを送信しない場合に、上記NM処理手段にNMメッセージの送信停止を指示することを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載のネットワークシステム。
- 上記制御メッセージ処理手段は、上記制御メッセージ送信判定手段によって上記制御メッセージの送信が不要と判定された場合に、上記NM未対応ECUへ上記制御メッセージの送信が未完了であることを示すメッセージを送信することを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれかに記載のネットワークシステム。
- NM対応ECUが第1の通信線を介して接続されるとともに、NM未対応ECUが第2の通信線を介して接続されたゲートウェイ装置であって、
上記第1の通信線を介して情報の送受信を行う第1の通信手段、
上記第2の通信線を介して情報の送受信を行う第2の通信手段、
上記第1の通信手段及び上記第2の通信手段の間に配置され、上記NM未対応ECU及び上記NM対応ECU間で送受信される制御メッセージを中継する制御メッセージ処理手段、
上記第1の通信線を介して、上記NM機能を実行するためのNMメッセージを送受信するように構成され、上記NMメッセージを第1の所定期間、受信しない場合には、上記NM対応ECUがノーマル状態でないことを示すリモートスリープフラグをセットするNM処理手段、
上記制御メッセージ処理手段によって上記NM未対応ECUから受信された制御メッセージについて、上記リモートスリープフラグの状態に応じて、上記NM対応ECUへ送信する必要があるかどうかを判定し、この判定結果を上記制御メッセージ処理手段に伝える制御メッセージ送信判定手段、
この制御メッセージ送信判定手段によって、上記制御メッセージが送信不要と判定された場合に、上記NM処理手段に上記NMメッセージの送信停止を指示するNMメッセージ送信判定手段を備えたことを特徴とするゲートウェイ装置。
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