JP4882401B2 - 車載ゲートウェイ装置および車載ゲートウェイ装置のデータ送信順序決定方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両内の複数のネットワーク間でデータの中継を行なう車載ゲートウェイ装置に関する。

従来、車両内の異なるネットワークに接続された車載装置間でのデータ転送を実現するために、ネットワーク間のデータ中継を行う車載ゲートウェイ装置が用いられている。この車載ゲートウェイ装置において、送信先を示すＩＤコードが付されたデータを一方のネットワークから受信し、予め記憶されたＩＤコードの優先順位に従って、別のネットワークへと送信するものが知られている（特許文献１）。

特開２００５−１５９５６８号公報

特許文献１に開示される車載ゲートウェイ装置は、優先順位の高いＩＤコードのデータを優先的に送信し、優先順位の低いＩＤコードのデータは後回しにする。そのため、送信エラーによるリトライの発生や送信先ネットワークの回線容量不足などにより、送信待ちのデータが車載ゲートウェイ装置において多数蓄積された場合、優先順位の低いＩＤコードのデータをいつまでたっても送信することができない。

本発明は、少なくとも１つ以上の端末機器をそれぞれ有する複数のネットワーク間で授受されるデータの中継を行う車載ゲートウェイ装置において適用される。本発明による車載ゲートウェイ装置は、送信先の識別情報が付されたデータを受信し、その受信データを送信待ちデータとして一時保存して所定の送信順序で他のネットワークに送信する。このとき、受信データに付された識別情報と、過去に一時保存された送信待ちデータに付された識別情報とを比較して、両識別情報が一致するか否かを判定し、両識別情報が一致すると判定した場合、その一致する識別情報が付された送信待ちデータを優先的に送信する。

本発明によれば、一方のネットワークから受信したデータを適切な順序で他のネットワークへ送信することができる。

−第１の実施の形態−
本発明による車載ゲートウェイ装置の一実施形態を用いた車載ネットワークの構成を図１に示す。この車載ネットワークは、ノードＡ１およびノードＡ２が接続された通信ネットワークＡと、ノードＢ１およびノードＢ２が接続された通信ネットワークＢとが、ゲートウェイ装置１を介して接続されている。ゲートウェイ装置１は、通信ネットワークＡと通信ネットワークＢの間でデータの中継や転送を行うための装置であり、通信プロトコル変換やパケットフィルタリングなどの各種ゲートウェイ機能を有している。ゲートウェイ装置１を用いることにより、通信ネットワークＡと通信ネットワークＢは互いのノード間で通信を行うことができる。

通信ネットワークＡは、たとえば車両の各種状態の情報を扱うボディー系ＬＡＮに該当する。このときノードＡ１とノードＡ２は、たとえばドアロック状態、パワーウィンドウの開閉状態、ルームランプの点灯状態などに関するデータを、ネットワークＡを介してそれぞれ送受信する。ネットワークＢは、たとえば車両内に備えられた各種情報機器の情報を扱う情報系ＬＡＮに該当する。このときノードＢ１およびノードＢ２は、たとえばオーディオＥＣＵ、ナビゲーションＥＣＵなどに該当する。そして、オーディオやナビゲーション装置などに関する各種のデータを、ネットワークＢを介してそれぞれ送受信する。なお、これらは通信ネットワークの一例であるため、他の内容であってもよい。

ゲートウェイ装置１の構成を図２に示す。ゲートウェイ装置１は、受信処理部４、送信待ちデータ一時保存部５、送信処理部６および送信優先順位決定部７を有している。送信優先順位決定部７は、優先順位記録部８および最優先送信データ決定部９を含んでいる。

受信処理部４は通信ネットワークＡと接続されており、通信ネットワークＡに出力されたデータの受信処理を行う。この受信データは、図１のノードＡ１またはノードＡ２から通信ネットワークＡに対して出力されたものであり、送信先を示すための識別情報であるＩＤコードが出力時に付されている。受信処理部４は、受信データに付されたＩＤコードから送信先を判別し、送信先が通信ネットワークＢに接続されているノードＢ１またはノードＢ２である場合は、その受信データおよびＩＤコードを、最優先送信データ決定部９を経由して送信待ちデータ一時保存部５へ出力する。

送信待ちデータ一時保存部５は、受信処理部４から最優先送信データ決定部９を経由して出力された受信データをＩＤコードと共に送信待ちデータとして一時的に保存することにより、バッファメモリ処理を行う。送信待ちデータ一時保存部５によって一時保存されたデータとＩＤコードは、送信処理部６からの出力要求に応じて、送信待ちデータ一時保存部５から送信処理部６へ出力される。このとき、後で説明するような方法により、出力するデータとＩＤコードの順序が決定される。

最優先送信データ決定部９は、受信処理部４から出力される受信データおよびＩＤコードを送信待ちデータ一時保存部５へ出力して一時保存させる。さらに、受信データのＩＤコードと、送信待ちデータ一時保存部５において既に一時保存されているＩＤコード、すなわち過去に一時保存された送信待ちデータのＩＤコードとを比較し、その比較結果に基づいて、一致するＩＤコードの有無を判別する。その結果、過去に一時保存されたＩＤコードの中に、受信データのＩＤコードと一致するものがあった場合は、そのＩＤコードが付された送信待ちデータを優先的に送信すべき最優先送信データに設定する。

優先順位記録部８は、予め設定されたＩＤコードの優先順位が記録されている。最優先送信データ決定部９において上記のようなＩＤコードの比較を行った結果、過去に一時保存されたＩＤコードの中に受信データのＩＤコードと一致するものがなかった場合は、この優先順位に基づいて、送信待ちデータ一時保存部５に記録された送信待ちデータの送信順序が決定される。なお前述のように、過去に一時保存されたＩＤコードの中に受信データのＩＤコードと一致するものがあった場合は、優先順位記録部８に記録された優先順位に関わらず、そのＩＤコードが付されたデータは最優先送信データとして最も早い送信順序が設定される。

送信処理部６は通信ネットワークＢと接続されており、通信ネットワークＢへのデータ送信処理を行う。送信処理部６は、通信ネットワークＢの状態を監視しており、送信可能状態となったときに送信データの出力要求を行う。この要求に応じて、前述のようにして決定されるデータの送信順序に従って、送信待ちデータ一時保存部５から送信処理部６へ送信データおよびＩＤコードが出力される。この送信データとＩＤコードを、通信ネットワークＢに対して送信する。送信処理部６からの送信データは、送信先として指定されたノードＢ１またはノードＢ２において受信される。このとき、送信データに付されたＩＤコードに基づいて送信先が判断される。以上説明したようにして、通信ネットワークＡから通信ネットワークＢへのデータ転送が行われる。

なお、上記の説明では通信ネットワークＡから通信ネットワークＢへデータを転送する場合を説明したが、同様にして通信ネットワークＢから通信ネットワークＡへデータを転送するようにしてもよい。その場合、通信ネットワークＢと受信処理部４が接続され、通信ネットワークＡと送信処理部６が接続される。あるいは、ゲートウェイ装置１の各構成を送受信について反転したものをもう一組ゲートウェイ装置内に設けることにより、通信ネットワークＢから通信ネットワークＡへデータを転送できるようにしてもよい。

以上説明したようにして通信ネットワークＡから通信ネットワークＢへデータを転送する際に実行される最優先送信データ決定処理のフローチャートを図３に示す。ステップＳ１０では、通信ネットワークＡに出力されたデータを受信処理部４において受信する。この受信データには送信先のＩＤコードが付されている。受信データおよびＩＤコードは、受信処理部４から最優先送信データ決定部９に出力される。

ステップＳ２０では、最優先送信データ決定部９において、ステップＳ１０で受信した受信データに付されたＩＤコードと、送信待ちデータ一時保存部５において過去に一時保存されたＩＤコードとを比較し、受信データのＩＤと同じＩＤのデータが送信待ちデータ一時保存部５に一時保存されている送信待ちデータの中に存在するか否かを判定する。同じＩＤのデータが存在する場合、すなわち、送信待ちデータ一時保存部５に保存されているＩＤコードの中に受信データのＩＤコードと一致するものがあった場合は、ステップＳ３０へ進む。

ステップＳ３０では、ステップＳ２０において受信データと同じＩＤを持つと判定された送信待ちデータ、すなわち受信データのＩＤコードと一致するＩＤコードが付されたデータを、最優先送信データに設定する。ここで設定された最優先送信データには最初の送信順序が設定される。ステップＳ３０を実行したら、ステップＳ４０へ進む。この場合、送信処理部６から送信データの出力要求が行われると、それに応じて、対応するＩＤコードと共に最優先送信データが送信待ちデータ一時保存部５から送信処理部６へ出力される。これにより、送信処理部６において最優先送信データが優先的に通信ネットワークＢに対して送信される。

一方、ステップＳ２０において同じＩＤのデータが存在しないと判定された場合、すなわち、送信待ちデータ一時保存部５に保存されているＩＤコードの中に受信データのＩＤコードと一致するものがなかった場合は、ステップＳ３０を実行せずにステップＳ４０へ進む。この場合、送信処理部６から送信データの出力要求が行われると、それに応じて、優先順位記録部８に記録されたＩＤコードの優先順位に基づいて決定された送信順序に従って、いずれかの送信待ちデータがＩＤコードと共に送信待ちデータ一時保存部５から送信処理部６へ出力され、通信ネットワークＢに送信される。

ステップＳ４０では、ステップＳ１０で受信した受信データを、ＩＤコードと共に、送信待ちデータとして送信待ちデータ一時保存部５に一時保存する。ステップＳ４０を実行したら、図３のフローチャートを終了する。

以上説明した第１の実施の形態によれば、次の作用効果を奏する。
（１）受信処理部４により受信された通信ネットワークＡからの受信データを送信待ちデータとして送信待ちデータ一時保存部５により一時保存し、その一時保存された送信待ちデータを、送信処理部６により所定の送信順序でネットワークＢに送信する。このとき、最優先送信データ決定部９において、受信データに付されたＩＤコードと、過去に一時保存された送信待ちデータに付されたＩＤコードとを比較し（ステップＳ２０）、その比較結果に基づいて、送信待ちデータの送信順序を決定する（ステップＳ３０）こととした。このようにしたので、一方のネットワークから受信したデータを適切な順序で他のネットワークへ送信することができる。

（２）ステップＳ２０では、受信データに付されたＩＤコードと、送信待ちデータ一時保存部５により過去に一時保存された送信待ちデータに付されたＩＤコードとを比較して、両ＩＤコードが一致するか否かを判定する。両ＩＤコードが一致すると判定した場合、ステップＳ３０において、その一致するＩＤコードが付された送信待ちデータを最優先送信データに設定することにより、送信処理部６に優先的に送信させる。このようにして送信待ちデータの送信順序を決定することとしたので、予め記録された優先順位に関わらず、ネットワーク間の通信状態に応じて送信順序を決定することができる。

−第２の実施の形態−
本発明による車載ゲートウェイ装置の第２の実施形態について説明する。本実施形態におけるゲートウェイ装置１の構成を図４に示す。このゲートウェイ装置は、受信データが不要である場合にその受信データを削除するための不要データ削除部１０を備えている以外の点については、図２に示した第１の実施の形態のものと同じである。

不要データ削除部１０は、ゲートウェイ装置１において送信優先順位決定部７の一部に設けられており、受信データのＩＤと同じＩＤのデータが送信待ちデータの中に存在する場合、これらのデータ内容を比較することにより、受信データが不要であるか否かを判断する。その結果、両者のデータ内容が一致していれば、受信データが不要であると判断して受信データを削除する。これにより、重複するデータが送信待ちデータ一時保存部５に一時保存されないようにしてバッファメモリのオーバーフローを防ぐと共に、不必要なデータ転送を防いでネットワークの回線負荷を抑えることができる。

本実施形態において通信ネットワークＡから通信ネットワークＢへデータを転送する際に実行される最優先送信データ決定処理のフローチャートを図５に示す。このフローチャートでは、図３に示す第１の実施の形態におけるフローチャートと同一内容の処理ステップについて、同じステップ番号としている。以下の説明では、この第１の実施の形態と同じステップ番号の部分については、特に必要がない限りその説明を省略する。

ステップＳ１０およびステップＳ２０の処理を前述のようにして実行した後は、不要データ削除部１０において、ステップＳ２１およびステップＳ２２の不要データ削除処理を行う。ステップＳ２１では、ステップＳ２０において受信データと同じＩＤを持つと判定された送信待ちデータについて、その送信待ちデータと受信データの内容を比較し、両者の内容が違っているかどうか判定する。受信データと送信待ちデータの内容が違っている場合、受信データは必要であると判断してステップＳ３０へ進む。一方、受信データと送信待ちデータの内容が一致している場合、受信データは不要であると判断してステップＳＳ２２へ進む。なお、このとき受信データと送信待ちデータの全データ内容を比較するのではなく、パリティチェックやＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）などを行うことにより、データ内容が一致するか否かを判定してもよい。

ステップＳ２２では、ステップＳ１０で受信した受信データをＩＤコードと共に削除する。この場合、受信データは送信待ちデータとして送信待ちデータ一時保存部５に一時保存されない。ステップＳ２２を実行したらステップＳ３０へ進む。

ステップＳ３０およびステップＳ４０では、前述したような処理をそれぞれ実行することにより、最優先送信データの設定および送信待ちデータの一時保存を行う。ステップＳ４０を実行したら、図５のフローチャートを終了する。

以上説明した第２の実施の形態によれば、次の作用効果を奏する。
（１）ステップＳ２０において、受信データに付されたＩＤコードと、過去に一時保存された送信待ちデータに付されたＩＤコードとが一致すると判定した場合、さらに不要データ削除部１０において、その受信データの内容と、一致するＩＤコードが付された送信待ちデータの内容とを比較し（ステップＳ２１）、その比較結果に基づいて、送信待ちデータの送信順序を決定する（ステップＳ３０）こととした。このようにしたので、第１の実施の形態よりもさらに適切な順序で、一方のネットワークから受信したデータを他のネットワークへ送信することができる。

（２）ステップＳ２１では、受信データの内容と、受信データと一致するＩＤコードが付された送信待ちデータとを比較して、両データ内容が一致するか否かを判定する。両データ内容が一致しないと判定した場合、ステップＳ３０において、その送信待ちデータを最優先送信データに設定することにより、送信処理部６に優先的に送信させる。このようにして送信待ちデータの送信順序を決定することとしたので、第１の実施の形態と同様に、予め記録された優先順位に関わらず、ネットワーク間の通信状態に応じて送信順序を決定することができる。

（３）ステップＳ２１において両データ内容が一致すると判定した場合、受信データを削除する（ステップＳ２２）こととしたので、重複するデータが送信待ちデータ一時保存部５に一時保存されないようにしてバッファメモリのオーバーフローを防ぐと共に、不必要なデータ転送を防いでネットワークの回線負荷を抑えることができる。

−第３の実施の形態−
本発明による車載ゲートウェイ装置の第３の実施形態について説明する。本実施形態では、第１または第２の実施の形態において説明した最優先送信データが同時に複数設定された場合に、それらのデータの送信優先順位を決定する方法について説明する。なお、本実施形態におけるゲートウェイ装置１の構成は、図２または図４に示したものと同じであるため、ここでは説明を省略する。

本実施形態において同時に複数設定された最優先送信データの送信優先順位を決定する際に最優先送信データ決定部９において実行される最優先送信データの優先順位決定処理のフローチャートを図６に示す。図３または図５のステップＳ３０において最優先送信データが設定されることにより、ステップＳ１１０において最優先送信データが発生すると、次にステップＳ１２０の処理が実行される。

ステップＳ１２０では、既に設定されている送信待ち中の最優先送信データが存在するか否かを判定する。ステップＳ１１０で最優先送信データが発生するよりも前に、既に他の最優先送信データが設定されて送信待ちの状態となっている場合は、ステップＳ１３０へ進む。ステップＳ１３０では、ステップＳ１１０で発生した最優先送信データの送信優先順位を、複数存在する最優先送信データの中で最下位に設定する。このようにすることで、複数の最優先送信データが送信待ちの状態となっている場合は、過去に設定された最優先送信データから先に送信することができる。ステップＳ１３０を実行したら、図６のフローチャートを終了する。

一方、ステップＳ１２０において送信待ち中の最優先送信データが存在しないと判定された場合は、ステップＳ１４０へ進む。ステップＳ１４０では、ステップＳ１１０で発生した最優先送信データの送信優先順位を第１位に設定する。ステップＳ１４０を実行したら、図６のフローチャートを終了する。

以上説明した第３の実施の形態によれば、複数の最優先送信データが同時に設定された場合であっても、過去に設定された最優先送信データから先に送信することにより、複数の最優先送信データを適切な順序で送信することができる。

なお、上記の各実施形態では、通信ネットワークが２つのノードによって構成されている例について説明したが、本発明はこの内容には限定されず、任意の数のノードによって通信ネットワークを構成することができる。

また、上記の各実施形態では、２つの通信ネットワークがゲートウェイ装置を介して接続されている車載ネットワークの例について説明したが、本発明はこの内容には限定されない。車載ネットワークにおいて用いられ、２つ以上の複数の通信ネットワークを接続して各通信ネットワーク間のデータ中継やデータ転送を行うゲートウェイ装置であれば、同様に本発明を適用することができる。

以上説明した各実施の形態では、受信手段を受信処理部４、保存手段を送信待ちデータ一時保存部５、送信手段を送信処理部６、送信順序決定手段を最優先送信データ決定部９、データ削除手段を不要データ削除部９によりそれぞれ実現することとした。しかし、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する際、上記の実施形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係には何ら限定も拘束もされない。

以上説明した各実施の形態や各種の変形例はあくまで一例であり、発明の特徴が損なわれない限り、本発明はこれらの内容に限定されない。

車載ネットワークの構成を示す図である。 第１の実施の形態によるゲートウェイ装置の構成を示す図である。 第１の実施の形態において実行される最優先送信データ決定処理のフローチャートである。 第２の実施の形態によるゲートウェイ装置の構成を示す図である。 第２の実施の形態において実行される最優先送信データ決定処理のフローチャートである。 第３の実施の形態において実行される最優先送信データの優先順位決定処理のフローチャートである。

符号の説明

１：ゲートウェイ装置 ４：受信処理部
５：送信待ちデータ一時保存部 ６：送信処理部
７：送信優先順位決定部 ８：優先順位記録部
９：最優先送信データ決定部 １０：不要データ削除部

Claims (4)

1. 少なくとも１つ以上の端末機器をそれぞれ有する複数のネットワーク間で授受されるデータの中継を行う車載ゲートウェイ装置であって、
   前記端末機器から前記複数のネットワークのいずれかに出力されたデータであって、送信先の識別情報が付されたデータを受信データとして受信する受信手段と、
   前記受信手段により受信された受信データを送信待ちデータとして一時保存する保存手段と、
   前記保存手段により一時保存された送信待ちデータを所定の送信順序で他のネットワークに送信する送信手段と、
   前記受信データに付された識別情報と、前記保存手段により過去に一時保存された送信待ちデータに付された識別情報とを比較して、両識別情報が一致するか否かを判定し、両識別情報が一致すると判定した場合、その一致する識別情報が付された送信待ちデータを前記送信手段に優先的に送信させる送信順序決定手段とを備えることを特徴とする車載ゲートウェイ装置。
2. 請求項１の車載ゲートウェイ装置において、
   前記送信順序決定手段は、前記両識別情報が一致すると判定した場合、さらに、前記受信データの内容と、前記一致する識別情報が付された送信待ちデータの内容とを比較して、両データ内容が一致するか否かを判定し、
   両データ内容が一致しないと判定した場合、その送信待ちデータを前記送信手段に優先的に送信させることを特徴とする車載ゲートウェイ装置。
3. 請求項２の車載ゲートウェイ装置において、
   前記保存手段により一時保存する前に前記受信データを削除するデータ削除手段をさらに備え、
   前記送信順序決定手段は、前記両データ内容が一致すると判定した場合、前記データ削除手段により前記受信データを削除することを特徴とする車載ゲートウェイ装置。
4. 少なくとも１つ以上の端末機器をそれぞれ有する複数のネットワーク間で授受されるデータの中継を行う車載ゲートウェイ装置において、いずれかのネットワークから他のネットワークへデータを送信するときの送信順序の決定方法であって、
   前記端末機器から前記複数のネットワークのいずれかに出力されたデータであって、送信先の識別情報が付されたデータを受信データとして受信し、
   前記受信データを送信待ちデータとして一時保存し、
   前記受信データに付された識別情報と、過去に一時保存された送信待ちデータに付された識別情報とを比較して、両識別情報が一致するか否かを判定し、両識別情報が一致すると判定した場合、その一致する識別情報が付された送信待ちデータを優先的に送信することを特徴とする車載ゲートウェイ装置のデータ送信順序決定方法。
   

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