JP4839115B2 - 車載用データベース分配ノード - Google Patents
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Description
電装品の増加に伴い、該電装品制御用のECUが急増し、ノード間での通信量が増大しているため、メッセージの遅延や送信速度低下の原因となっている。
一方、特許文献1では、あるECUが送信したメッセージを、伝送路に接続された複数のECUが同時に受信している。しかし、メッセージを受信した全てのECUが該メッセージを必要としているとは限らず、メッセージを必要としないECUにまでメッセージが送信されているため、通信量を増加させる原因となっている。
さらに、一つのメッセージには複数のデータが含まれており、メッセージ単位でノード間においてデータの送受信を行っている。メッセージを受信したECUがメッセージに含まれる複数のデータのうち一部のデータだけを必要とする場合であっても、メッセージとしてまとめて受信しなければならず、通信量を増加させる原因となっている。
前記ECUとの間でデータを送受信するECU側送受信手段と、
他のデータベース分配ノードとの間でデータを送受信するノード側送受信手段と、
前記ECU側送受信手段と前記ノード側送受信手段から受信するデータを記録して、記録データを他のデータベース分配ノードの記録データと共有化させているデータベースを有する処理部と
を備え、
前記ECUから受信するデータは、複数のデータが1つのメッセージとしてまとめられたデータからなり、該メッセージが前記データベースに記録され、
前記処理部は、前記ECUから送信要求のあったデータを、前記記録された1以上のメッセージから選択して配信用メッセージとしてまとめて送信すると共に、前記ECUからの送信要求で周期的に送信する更新データの一覧と、該更新データの配信周期の一覧とを記録している配信計画データを有し、該配信計画データで設定した周期で前記配信用メッセージをECUへ送付処理している車載用データベース分配ノードを提供している。
なお、前記車載用データベース分配ノードを複数の群にそれぞれ備え、これら車載用データベース分配ノードを順次接続する伝送路を有する車載LANを備えている車載用データベースシステムとすることが好ましい。
一方、データベース分配ノードからECUへのデータの送信は、ECUから送信要求のあったデータをデータベースに記録したメッセージの中から選択してECUに送信している。即ち、ECUへの送信時には、複数のデータをまとめたメッセージとして送信するのではなく、メッセージの中から送信要求されたデータのみを送信するため、不要なデータは送信されない。具体的には、メッセージとして送信する場合は8バイトであった通信量を、該メッセージ中から、送信要求されたデータのみを選択して送信することで、例えば4バイトに半減することができる。その結果、LANの通信量を抑制でき、データの遅延や送信速度の低下を防ぐことができる。なお、ECUから送信要求されたデータとは、ECUに送信すべきデータであることをデータベース分配ノードが予め記録しているデータと、ECUがデータベース分配ノードに送信要求をして受信するデータの両方を含む。
配信計画データには、配信するべき更新データが含まれるメッセージの識別情報と、この更新データを特定するための位置情報を含むことが好ましい。また、更新データの配信は周期的でなくてもよく、ECUの要求に応じて配信してもよい。
各ECUが配信用メッセージとして受信したいデータや周期を追加や変更したい場合に、各ECUが配信計画データを処理部に送信し配信計画更新手段が前記配信計画データを更新するように構成されていれば、該変更や追加を容易に行うことができる。
図1は本発明の第一実施例に係る車載用データベース分配ノードを備えたデータベースシステム1の構成を示す図である。
図1中において、2a〜2cは車両の各部に配置されたECUで、2a−1〜2a―3が第1群A、2b−1〜2b―3が第2群B、2c−1〜2c―2が第3群Cとして、群分けしている。
前記各群A、B、Cにはぞれぞれ1つのデータベース分配ノード4a、4b、4c(以下、各データベース分配ノード4a〜4cを区別する必要がない場合にデータベース分配ノード4と称す)を設けている。
前記データベース分配ノード4aはECU2a−1〜2a―3と夫々、CANに準拠するLANのバス(以下、CANバスと称す)8によって接続している。同様にデータベース分配ノード4bはECU2b−1〜2b―3と夫々CANバス8を介して接続し、データベース分配ノード4cはECU2c−1〜2c―2と夫々CANバス8を介して接続している。
前記データベース分配ノード4a、4b、4cはLANからなる伝送路5a、5b(以下、まとめて伝送路5と称す)を介して順次接続され、LAN9を構成している。
前記処理部13は、データベース7を備える記録手段21と、配信計画変更手段22と、サービス提供手段23と、データベース更新手段24を備えている。
記録手段21とCAN通信手段11とは、サービス提供手段23と配信計画変更手段22を介して接続している。また、記録手段21と送受信手段12とはデータベース更新手段24を介して接続している。
なお、図1中では、データベース分配ノード4aについて、その構成を記載しているが、他のデータベース分配ノード4b、4cも同様の構成となっている。
配信計画変更手段22は、データベース分配ノード4が自ノードに接続されたECU2にメッセージを送信するタイミングを設定するものである。
データベース更新手段24はサービス提供手段23を介して更新データを含んだメッセージの入力があった時に、メッセージを記録手段12のデータベース7に記録すると共に、更新データを含むメッセージをLAN9を介して隣接するデータベース分配ノード側に送信する一方、隣接するデータベース分配ノードから受信した他ノードのメッセージをデータベース7に記録する機能を有する。
まず、各ECU2は接続したセンサ6からの検出値であるデータを受信する。例えば、ECU2a−1は2個のセンサ6a−1が出力したデータDa−11を受信する。ECU2a−1は、2個のセンサ6a−1のデータDa−11を一つのメッセージMa−1として、データベース分配ノード4aに送信する。
データベース分配ノード4b、4cでは、受け取ったメッセージMa−1をそれぞれデータベース7b、7cに記録する。データベース分配ノード4a、4b、4cのデータベース7a、7b、7cはそれぞれメッセージMa−1を有することとなる。
データベース分配ノード4aに接続されたECU2a−1が、メッセージMb−1に含まれるデータDb−11を必要としているとすると、データベース分配ノード4aのサービス提供手段23は、自ノードのデータベース7aに記録されたメッセージMb−1に含まれるデータDb−11を読み出し、データDb−11を含んだ配信用メッセージを作成して、ECU2a−1に送信する。
まず、各ECU2からデータベース分配ノード4へのメッセージ送信について説明する。
各ECU2は接続したセンサ6からのデータをメッセージとしてデータベース分配ノード4に送信する。データは一つではなく複数の場合もある。例えば、ECU2a−1がセンサ6a−1からデータDa−11、Da−12を受け取った場合、ECU2aはデータDa−11、Da−12を一つのメッセージMa−1として、データベース分配ノード4aに送信する。送信するタイミングは各ECU2ごとに定まり、ECU2ごとに異なったタイミングで送信を行なう。
データベース分配ノード4aはECU2a−1からCAN通信手段11を介してメッセージMa−1を受信し、データベース7aに記録する。図2にデータベース7の一例を示す。データベース7はメッセージ単位でデータを記録しており、一つのメッセージには複数のデータを含んでいる。メッセージごとにIDが付され、例えばメッセージMa−1はID0としてID0の場所に記録される。ECU2a−1からはメッセージMb−1が定期的に送信され、データベース分配ノード4aがメッセージMa−1を受信するごとに、データベースのメッセージMa−1は更新される。他のECUまたは他のデータベース分配ノード4b、4cから受信したメッセージをMb−1、Mc−1とすると、メッセージMb−1、Mc−1も受信するたびにそれぞれ決められたIDの場所に記録される。
一方で、データベース分配ノード4aは他のデータベース分配ノード4b、4cからのメッセージMb、Mcをデータベース7aに記録する。
前述したように、データベース分配ノード4aのデータベース7aは、自ノード4aに接続されたECU2aからのメッセージMaを記録している。また、他のデータベース分配ノード4b、4cからのメッセージMb,Mcもデータベース7aに記録している。
データベース分配ノード4aから接続しているECU2aにデータを送信する際、データベース7aに記録しているメッセージの中から、ECU2aが送信要求したデータのみを含む配信用メッセージを、データベース7aに記録しているメッセージM中のデータから選択し、これら要求されたデータのみからなる配信用メッセージを作成し、ECU2aへ送信している。
まず、配信用メッセージの内容について説明する。
図3は各ECU2が送信要求するデータを示したアサイン表の例である。図3中の「T」はメッセージを発したECUを示しており、例えばメッセージMa−1はデータベース分配ノード4aに接続されたEUC2a−1から送信されている。メッセージMa−1にはデータDa−11〜Da−14の4つのデータが含まれている。これらのデータは例えば車輪速や操舵角、エンジン回転数やオイル温度などを表す数値データや状態データである。
「R」は各ECUが送信要求するデータを示している。ECU2a−1は、Db−11、Da−14の送信を要求しているが、Db−12、Db−13は要求しておらず、ECU2c−1では、Db−11〜Db−13の送信を要求しているが、Db−14は要求していない。
ここで、データベース分配ノード4aは、サービス提供手段23によってECU2a−1が要求するデータを配信用メッセージとしてまとめてECU2a−1に送信する。
例えば、ECU2a−1はメッセージMb−1に含まれるデータDb−11の送信を要求している。サービス提供手段23はメッセージMb−1のIDであるID1の場所に格納されたメッセージであって、0バイト目から2バイトの大きさまでを更新データDb−11として取り込む。このように、ECU2a−1が要求するデータについて、それぞれID、開始バイト位置、バイト数から格納場所を特定し、データを取り込む。取り込んだデータを集めて新たな配信用メッセージを作成し、これをECU2a−1に送信する。
各ECUが送信要求するデータを含む配信用メッセージを異なるタイミングで各ECUに送信する。
図3のアサイン表においてECU2a−1を例に取ると、ECU2a−1はデータDb−11を10msec毎、Db−14は1sec毎の周期で送信要求している。そこで、サービス提供手段23は配信計画データから同じ送信周期が設定されているデータだけを読み取り、送信周期ごとに一つの配信用メッセージとしてまとめて、ECU2a−1に送信する。
サービス提供手段23はECU2a−1が要求するデータのうち、送信タイミングが同じデータについて、データベース7aから読み出して一つのメッセージMnを作成する。
新たなメッセージMnはECU2a−1が送信要求するデータだけが含まれているため、無駄なデータを送信することがなく送信効率が良い。
さらに、送信要求のあったECUへの送信タイミングを「変化時出力」と設定し、データに変化がない場合は、そのデータを送信しない設定とすることもできる。データを送信しないことによって、意味のないデータの送信を抑えることができる。
また、送信タイミングとして「閾超過時出力」が設定されていてもよい。例えば、データの内容が「操舵角」であって、閾値を「±5deg 毎」に設定する場合、データを操舵角が5°間隔で送信することができる。
図3の送信配信表において、ECU2a−2が発信したメッセージMa−2のデータの一部はECU2a−1においても必要とされている。そこで、データベース分配ノード4aのサービス提供手段23は、データDa−21、Da−22をそれぞれの送信タイミングでECU2a−1に送信する。ECU2a−1は同じデータベース分配ノード4aに接続された他のECU2a−2のデータであっても、他のデータベース分配ノード4b、4cに接続されたECU2b、2cのデータと同様に受信することができる。
例えば、ECU2a−2が発信したメッセージMa−2を、ECU2a−1はデータベース分配ノード4aを介してそのまま受け取ることもできる。同じデータベース分配ノード4に接続されたECU2間ではメッセージをそのまま受け取ることで、他データベース分配ノードのECUのメッセージに比べて早く受信できる。
LAN9はイーサネット(登録商標)に準拠する単一セグメントの車載LANを構成するものであるため、ゲートウェイなどを介在させる必要がなく、その分、遅延時間を短くすることができる。
なお、LAN9は、光通信を利用したMOST,D2B、IDb1394やIEEE1394(登録商標)などに準拠して通信を行うもの、さらには、工業用LAN、FlexRayを用いて形成してもよい。
送受信手段12は、LAN9と接続され、各種データを含んだメッセージの送受信を行う。なお、LAN9が光通信を行うものである場合に、車載LAN通信手段として光送受信ユニットを設けるなど、適宜に変形される。
2a〜2c ECU
4a、4b、4c データベース分配ノード
11 CAN通信手段
12 イーサネット通信手段
13 処理部
21 記録手段
22 配信計画変更手段
23 サービス提供手段
24 データベース更新手段
DR 配信計画データ
Claims (2)
- 複数のECUと接続されると共に、他の群のデータベース分配ノードと記録データを共有化させている車載用データベース分配ノードであって、
前記ECUとの間でデータを送受信するECU側送受信手段と、
他のデータベース分配ノードとの間でデータを送受信するノード側送受信手段と、
前記ECU側送受信手段と前記ノード側送受信手段から受信するデータを記録して、記録データを他のデータベース分配ノードの記録データと共有化させているデータベースを有する処理部と
を備え、
前記ECUから受信するデータは、複数のデータが1つのメッセージとしてまとめられたデータからなり、該メッセージが前記データベースに記録され、
前記処理部は、前記ECUから送信要求のあったデータを、前記記録された1以上のメッセージから選択して配信用メッセージとしてまとめて送信すると共に、前記ECUからの送信要求で周期的に送信する更新データの一覧と、該更新データの配信周期の一覧とを記録している配信計画データを有し、該配信計画データで設定した周期で前記配信用メッセージをECUへ送付処理している車載用データベース分配ノード。 - 前記処理部は、ECUからの送信要求に応じて、前記配信計画データを更新する配信計画更新手段を有する請求項1に記載の車載用データベース分配ノード。
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