WO2011067809A1 - データ通信ネットワークシステム - Google Patents

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WO2011067809A1
WO2011067809A1 PCT/JP2009/006536 JP2009006536W WO2011067809A1 WO 2011067809 A1 WO2011067809 A1 WO 2011067809A1 JP 2009006536 W JP2009006536 W JP 2009006536W WO 2011067809 A1 WO2011067809 A1 WO 2011067809A1
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communication
ecu
node
network
network system
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安藤博哉
伊東博義
林崎健吾
平林幸治
中川信之
佐藤雄介
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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Priority to PCT/JP2009/006536 priority patent/WO2011067809A1/ja
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    • H04L2012/40267—Bus for use in transportation systems
    • H04L2012/40273—Bus for use in transportation systems the transportation system being a vehicle

Definitions

  • the present invention relates to a data communication network system.
  • a data communication network system that transmits and receives frames between a plurality of terminals via a transmission line.
  • communication networking is progressing with an increase in electronic control units (ECUs) mounted on the vehicles.
  • ECUs electronice control units
  • CAN Controller Area network
  • LIN Local Interconnect Network
  • the control method disclosed in Patent Document 1 includes a time measurement unit in each communication control unit in an in-vehicle LAN in which a plurality of communication control units are connected by an in-vehicle LAN network. And the control method currently indicated by the above-mentioned patent documents 1 makes synchronous communication data transmit to one communication control unit connected to the above-mentioned in-vehicle LAN network, and each communication control unit is accompanied with reception of this synchronous data.
  • the time measuring means is synchronized.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a data communication network system in which a desired unit can determine the starting point of a communication transmission schedule.
  • the first aspect of the present invention is a data communication network system in which a plurality of electronic control units perform network communication according to a time trigger type communication protocol via a communication line.
  • the data communication network system includes control means for setting the communication line in a communication prohibited state in advance and releasing the communication prohibited state at a predetermined timing. Further, one predetermined unit among the plurality of electronic control units transmits a synchronization alignment message for adjusting communication timing with other units immediately after the communication prohibited state is released.
  • the network communication is connected to another network communication via a gateway, and the control means is a transmission / reception regulated by the other network communication.
  • the communication prohibited state is canceled based on the period.
  • control unit sets the communication line to a communication prohibited state when the plurality of electronic control units finish communication. .
  • control means sets the communication prohibited state by applying a predetermined voltage to the communication line.
  • the fifth aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect, the control means is installed in one predetermined unit among the plurality of electronic control units.
  • a node that wants to determine the starting point of the transmission schedule can set the starting point of the transmission schedule, and can communicate at a desired timing. Can be started.
  • the message from the first network is routed to the second network via the gateway ECU. It is possible to gateway without staying in the gateway ECU 50.
  • the communication line is set to the communication prohibited state when the plurality of electronic control units finish the communication, the communication can be started at a desired timing when the communication is started.
  • the communication prohibited state can be set by a simple method such as applying a predetermined voltage to the communication line. Also, by changing the applied voltage, it is possible to set the communication prohibited state in various communication protocols.
  • the fifth aspect since it is installed in one predetermined unit among the plurality of electronic control units, there is no need to separately provide a control means or a communication line, which is advantageous in terms of cost and saving. Space can also be realized.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a data communication network for explaining the outline of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a communication pattern based on the FlexRay protocol.
  • FIG. 3 is a time chart of a communication cycle showing an example until a network is formed.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a data communication network system according to an embodiment.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of the data communication network according to the present embodiment.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an example of processing executed by the microcomputer 51 of the communication prohibiting means provided in the gateway ECU 50.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the transmission schedule of the first network and the transmission schedule of the second network.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example in which the starting points of the transmission schedule of the first network and the transmission schedule of the second network are different.
  • FIG. 9 is a diagram showing time on the horizontal axis and the voltage applied to the communication lines H and L of the first communication line and the state of the first network on the vertical axis.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a schematic configuration of a data communication network system according to another embodiment.
  • the node that is the earliest ready to send a start-up frame among a plurality of cold start nodes is the preceding cold start node. Then, the other nodes connected to the data communication network have the transmission schedule start point determined by the preceding cold start node. Therefore, even if, for example, there is a node that wants to determine the starting point of the transmission schedule among a plurality of nodes connected to the data communication network, the node cannot always determine the starting point of the transmission schedule.
  • the data communication network system includes a control unit that can set the communication line of the network to a communication prohibited state at a node where the starting point of the transmission schedule is to be determined. Then, the node that wants to determine the starting point of the transmission schedule cancels the communication prohibited state of the communication line of the network by the control means in a state where communication is possible.
  • a node that wants to determine the starting point of the transmission schedule can set the starting point of the transmission schedule, and can start communication at a desired timing. It is to make.
  • FIG. 1 shows a data communication network in which a node A11, a node B12, a node C13, and a node D14 are connected to a common communication line H and a communication line L, respectively, taking a bus topology as an example.
  • the node A11 is a node for which the starting point of the transmission schedule is determined at its own timing.
  • a control unit is mounted on the node A11, and a predetermined voltage is applied to the communication line H and the communication line L by the control unit.
  • the other nodes (node B12, node C13, and node D14 in the example shown in FIG. 1) are in a state where communication cannot be started. Then, by releasing the voltages applied to the communication line H and the communication line L at a predetermined timing, the transmission schedule start point can be determined at the timing of itself (node A11).
  • the nodes A11, B12, C13, and D14 communicate with each other using a time division multiplex communication method in which each of the nodes is shared.
  • a communication protocol that defines a time-triggered communication procedure.
  • An example of a communication protocol for the data communication network system according to the present embodiment is a FlexRay (registered trademark) protocol.
  • the communication protocol of the data communication network system according to the present embodiment will be described below using the FlexRay protocol as an example. Since the FlexRay protocol is a known technique, items directly related to the description of the present embodiment will be described, and descriptions of items not directly related to the description of the present embodiment will be omitted.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a communication pattern based on the FlexRay protocol.
  • the FlexRay protocol transmission of a frame (message) is performed based on a time slot obtained by dividing a certain communication cycle, and the transmission right in each time slot is defined by a communication schedule.
  • the slot ID is 1 and the terminal A (for example, the node A11 shown in FIG. 1)
  • the slot ID is 2 and the terminal B (for example, the node B12 shown in FIG. 1)
  • the slot ID is 3 and the terminal A frame transmission right is given to C (for example, node C13 shown in FIG. 1), slot ID 4 and terminal D (for example, node D14 shown in FIG. 1).
  • each of the nodes needs to establish time synchronization and integrate it into the network.
  • time synchronization is established by matching the common time.
  • FIG. 3 is a time chart of a communication cycle showing an example until the node A11, the node B12, the node C13, and the node D14 establish time synchronization and a network is formed.
  • description will be made assuming that node A11, node B12, and node C13 are cold start nodes and node D14 is a non-cold start node.
  • the node that can set its own unique time to the common time used in the communication network and can start the communication schedule at the common time is referred to as the preceding cold start node. Call it.
  • the node A11 becomes a preceding cold start node the node B12 and the node C13 are referred to as subsequent cold start nodes.
  • the subsequent cold start node is a node that follows the preceding cold start node but can cooperate in synchronizing time synchronization.
  • the non-cold start node (that is, the node D14 in this description) is a node that cannot synchronize with itself only by synchronizing with the time synchronization of the cold start node.
  • subsequent cold start nodes and non-cold start nodes may be referred to as integration nodes.
  • each node is Each initialization process is performed so that communication can be started. Then, the node A11, which is the preceding cold start node, completes initialization and enters Ready (a state in which a transition to the cold start listen state) can be made.
  • the node A11 that has entered the cold start listening state confirms that no other node is communicating, and enters the collision resolution state. Thereafter, the node A11 first transmits a CAS symbol (A-CAS in FIG. 3), and then enters a communication cycle. Note that this cycle number is set to 0, and the node A11 starts transmitting a startup frame (A-st).
  • the node A11 transmits a start-up frame (A-st) in the time slot specified by the communication schedule in the collision resolution state.
  • the node B12, the node C13, and the node D14 which are integrated nodes, first observe the communication line until a startup frame is received in an even communication cycle.
  • the integration node succeeds in receiving the startup frame (A-st0) in the even communication cycle (that is, cycle number 0)
  • the integration node calculates the startup frame reception time.
  • the subsequent odd communication cycle that is, cycle number 1
  • the integration node initializes the time specific to the integration node and starts a communication schedule (communication initialization in FIG. 3). Equivalent).
  • the subsequent cold start nodes receive the startup frame (A-st2, A and A1) transmitted from the preceding cold start node (that is, node A11).
  • the initial clock adjustment is performed based on the difference between the reception time of -st3) and the expected reception time calculated from the communication schedule (corresponding to the startup synchronization in FIG. 3).
  • the subsequent cold start node also transmits a startup frame (not shown), and the preceding cold start node performs time synchronization by receiving the startup frame (see FIG. 3 sync frame transmission and consistency check).
  • the non-cold start node integrates with the preceding cold start node and the subsequent cold start node that are transmitting the startup frame.
  • the common time used in the communication network can be set using the unique time of the preceding cold start node itself, and the integration node establishes time synchronization with respect to the common time, and transmission / reception is performed according to a common schedule.
  • the preceding cold start node can determine the starting point of the common time used in the communication network, and can start the communication schedule at the common time.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of the data communication network system according to the present embodiment.
  • the data communication network system according to the present embodiment includes an ECU-A (40A), an ECU-B (40B), an ECU-C (40C), an ECU-D (40D), and a gateway ECU 50.
  • a first network configured by connecting to each first communication line, an ECU-E (40E), an ECU-F (40F), an ECU-G (40G), an ECU-H (40H), and a gateway ECU 50
  • Each of the second networks is configured by connecting to a second communication line.
  • a gateway ECU (Gateway Electronic Control Unit) 50 shown in FIG. 4 is connected to each of the first communication line and the second communication line, and transmits data between the first network and the second network. Relay.
  • the gateway ECU 50 is a network node for connecting to a network having a different communication protocol or the same.
  • the first network includes ECU-A (40A), ECU-B (40B), ECU-C (40C), ECU-D (40D), and gateway ECU 50. It is assumed that a communication protocol that transmits and receives data according to a time-triggered communication protocol is employed. Note that the first network uses the FlexRay protocol, which is an example of the above-described time-triggered communication protocol.
  • the second network in FIG. 4 may use the FlexRay protocol, which is an example of the above-described time-triggered communication protocol, and each ECU has an arbitrary timing when transmission is required.
  • An event-triggered communication protocol for transmitting and receiving data for example, CAN (Controller Area Network) protocol may be used.
  • the gateway ECU 50 is a node whose transmission schedule is to be determined at its own timing.
  • the gateway ECU 50 is provided with the control means described above.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of an internal configuration of the gateway ECU 50. In FIG. 5, illustration of elements that are not related to the description of the present embodiment is omitted.
  • the gateway ECU 50 includes a microcomputer 51 (hereinafter simply referred to as “microcomputer”) 51, a transistor 53, a power supply 54, and the like in addition to the communication IC 52.
  • a resistor R1 (55), a resistor R2 (56), a capacitor (not shown), and the like may be provided.
  • the microcomputer 51 determines communication start and communication end based on the communication protocol.
  • a communication protocol controller and a dedicated element may be provided to determine the start and end of communication.
  • the transistor 53 is a switching element that determines a voltage to be applied to the communication line H and the communication line L, and is connected to a power source 54. Note that it is not necessary to perform switching using the transistor 53. For example, any element that can switch the supply of voltage to the communication line H and the communication line L according to the start / end of communication may be used. Further, in the example shown in FIG. 5, the power supply 54 is used to supply the voltage to the communication line H and the communication line L. However, the voltage port (not shown) of the microcomputer 51 or the power supply IC (not shown) is used. ) May be supplied with power.
  • control means applies a predetermined voltage to the communication line H and the communication line L in the first communication line in accordance with an instruction from the microcomputer 51.
  • processing executed by the microcomputer 51 of the control means provided in the gateway ECU 50 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. Note that the processing of the flowchart shown in FIG. 6 is repeatedly performed while power is supplied to the gateway ECU 50. That is, for example, it is assumed that the data communication network system shown in FIG. 4 is built in a vehicle and automatically started when power is supplied to the gateway ECU 50.
  • step S11 of FIG. 6 the microcomputer 51 performs communication determination, and in the next step S12, determines whether or not communication is completed. Specifically, the microcomputer 51 determines whether each ECU connected to the first communication line shown in FIG. 4 ends the communication. And the microcomputer 51 advances a process to following step S13, when the judgment of step S12 is affirmed (YES). On the other hand, when the microcomputer 51 denies the determination in step S12 (NO), the microcomputer 51 returns the process to step S11.
  • the case where the determination in step S12 is affirmed is, for example, a case where the ignition switch of the vehicle is turned off by performing a key operation by the driver of the vehicle.
  • step S13 the microcomputer 51 sets the first communication line to the communication prohibited state. Specifically, a voltage that causes a communication prohibited state to be applied to the communication line H and the communication line L of the first communication line by the operation of the transistor 53 is applied to the communication line H and the communication line L.
  • the dominant voltage is maintained for devices other than the gateway ECU 50, that is, the ECU-A (40A), the ECU-B (40B), the ECU-C (40C), and the ECU-D (40D).
  • the ECU-A (40A), the ECU-B (40B), the ECU-C (40C), and the ECU-D (40D) cannot start communication.
  • step S14 the microcomputer 51 performs communication determination, and in the next step S15, determines whether to start communication. And the microcomputer 51 advances a process to following step S16, when the judgment of step S15 is affirmed (YES). On the other hand, when the microcomputer 51 denies the determination in step S15 (NO), the microcomputer 51 returns the process to step S14.
  • the determination in step S15 is affirmed is, for example, a case where the ignition switch of the vehicle is turned ON by a key operation of the driver of the vehicle.
  • devices other than the gateway ECU 50 that is, the ECU-A (40A), the ECU-B (40B), the ECU-C (40C), and the ECU-D (40D) are also operated, for example, by the vehicle driver.
  • the vehicle driver By performing the above, it is determined that a state where communication is started has occurred due to the ignition switch of the vehicle being turned on.
  • step S11 For example, after the driver uses the vehicle, the vehicle is parked and the ignition switch is turned off (YES in step S12), and then the driver turns on the vehicle ignition switch to use the vehicle again. Assume that (YES in step S15). That is, for example, until the ignition switch of the vehicle is turned off and then the ignition switch is turned on again, the control means provided in the gateway ECU 50 controls the communication line H and the communication line L of the first communication line. Thus, a voltage that is in a communication prohibited state continues to be applied.
  • step S15 the gateway ECU 50, ECU-A (40A), ECU-B (40B), ECU-C (40C), and ECU-D (40D) start communication.
  • step S16 the gateway ECU 50, ECU-A (40A), ECU-B (40B), ECU-C (40C), and ECU-D (40D) communicate with each other in step S16. Perform initialization so that it can start.
  • the initialization process is described with reference to a communication cycle time chart showing an example of the process until the network is formed as shown in FIG. 3, and the gateway ECU 50, ECU-A (40A), ECU- Each of B (40B), ECU-C (40C), and ECU-D (40D) transitions to a cold start listening state through initialization.
  • the gateway ECU 50 at this time is a device other than the gateway ECU 50, that is, ECU-A (40A), ECU-B (40B), ECU-C (40C), and ECU-D ( 40D) and a message for matching the communication timing need to be transmitted. For this reason, the gateway ECU 50 is initialized prior to devices other than the gateway ECU 50, that is, the ECU-A (40A), the ECU-B (40B), the ECU-C (40C), and the ECU-D (40D). Must be completed.
  • step S17 the microcomputer 51 determines whether the gateway ECU 50 is in a communicable state, that is, whether the initialization process has been completed. If the microcomputer 51 affirms the determination in step S17 (YES), the microcomputer 51 proceeds to the next step S18. On the other hand, when the microcomputer 51 denies the determination in step S17 (NO), it returns the process to step S17. That is, when the gateway ECU 50 completes the initialization process and becomes communicable, the determination in step S17 is affirmed (YES).
  • step S18 the microcomputer 51 releases the voltage applied to the communication line H and the communication line L so that the communication line H and the communication line L of the first communication line are in the communication prohibited state. Thereafter, in step S19, the gateway ECU 50 transmits a message for synchronization.
  • the gateway ECU 50 can start communication at the timing requested by itself. That is, the gateway ECU 50 can determine the starting point of the common time used in the communication network, and can start the communication schedule at the common time.
  • the gateway ECU 50 can determine the starting point of the common time used in the communication network, and can start the communication schedule at the common time.
  • the ECU-A (40A), the ECU-B (40B), the ECU-C (40C), and the ECU-D (40D) are connected to the first communication line, respectively.
  • a second network configured by connecting the ECU-E (40E), the ECU-F (40F), the ECU-G (40G), and the ECU-H (40H) to the second communication line, respectively.
  • the gateway ECU 50 is assumed to be a gateway ECU that is connected to each of the first communication line and the second communication line and relays data between the first network and the second network.
  • the first network and the second network each employ a communication protocol that transmits and receives data according to a time-triggered communication protocol (for example, the FlexRay protocol).
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the transmission schedule of the first network and the transmission schedule of the second network. For example, in FIG. 7, assume that the message “A” from the first network is desired to be gatewayed to the second network via the gateway ECU 50 without staying in the gateway ECU 50.
  • the gateway ECU 50 when communication is started between the first network and the second network at the same time, the gateway ECU 50 receives the message “A” when the gateway ECU 50 receives the message “A”. 2 m seconds later, it is waited in the gateway ECU 50 and transmitted to the second network.
  • gateway ECU 50 Since gateway ECU 50 knows both the transmission schedules in the first network and the second network, as shown in FIG. 8, the time during which message “A” stays in gateway ECU 50 is shortened. For this purpose, instead of starting communication between the first network and the second network at the same time, for example, the transmission start time of the first network can be delayed by 1 ms from the transmission start time of the second network. That's fine. That is, when the transmission start time of the first network is delayed by 2 milliseconds from the transmission start time of the second network, the gateway ECU 50 transmits the message “A” to the second network while receiving the message “A” from the first network. For example, the transmission start time of the first network may be delayed by 1 msec from the transmission start time of the second network.
  • FIG. 9 is a diagram showing the time on the horizontal axis, the voltage applied to the communication line H and the communication line L of the first communication line, and the communication state of the first network on the vertical axis.
  • ECU-A 40A
  • ECU-B 40B
  • ECU-C 40C
  • ECU-D connected to the first communication line. It is assumed that (40D) ends the communication (YES in step S12 in FIG. 6).
  • the voltage which will be in a communication prohibition state is applied to the communication line H and the communication line L of a 1st communication line by the control means provided in gateway ECU50 (step S13 of FIG. 6).
  • step S15 in FIG. 6 the control means continues to apply a voltage that causes the communication prohibited state to be applied to the communication line H and the communication line L of the first communication line.
  • the control unit causes the communication line H and the communication line L of the first communication line to be in a communication prohibited state. Simultaneously with releasing the voltage applied to H and the communication line L, the gateway ECU 50 transmits a message for synchronization (step S18 and step S19 in FIG. 6).
  • the message transmitted by the gateway ECU 50 at the same time as the voltage applied to the communication line H and the communication line L is released corresponds to the CAS symbol transmitted by the node A in FIG. That is, by transmitting a CAS symbol, transmission of a start-up frame is started in the following cycle.
  • the start-up frame reception time is calculated, The ECU-specific time is initialized and the communication schedule is started.
  • the preceding cold start node can determine the starting point of the transmission schedule at its own timing, but in order to be able to become the preceding cold start node, it is ready to transmit and transmits the CAS symbol earliest. There is a need. That is, by satisfying these conditions, the node A that is the preceding cold start node in the example shown in FIG. 3 corresponds to the gateway ECU 50.
  • the dominant voltage is set to the communication line H and the communication line L, and devices other than the gateway ECU 50, that is, ECU-A (40A), ECU-B (40B), ECU-C (40C), and ECU-D (40D) is in a state where communication cannot be started, and when the initialization process of the gateway ECU 50 is completed, the voltage applied to the communication line H and the communication line L is released, and at the same time, a CAS symbol is transmitted.
  • the gateway ECU 50 can be a preceding cold start node that can determine the starting point of the schedule, and can determine the starting point of data transmission at a desired timing.
  • the gateway ECU 50 can delay the time when the communication of the first network is started by 1 msec from the time when the communication of the second network is started. The time during which the message “A” stays can be shortened.
  • the node that wants to determine the starting point of the transmission schedule at its own timing is assumed to be the gateway ECU 50, but the present invention is not limited to this.
  • it may be a suspension ECU, a brake ECU, an engine ECU, or the like.
  • the suspension ECU controls the damping force and the like by controlling an actuator installed in the damper of the vehicle according to the road surface condition where the vehicle is traveling.
  • the suspension ECU needs to immediately control the actuator in accordance with the road surface on which the vehicle is traveling. That is, for example, if the suspension ECU includes the above-described control means, the suspension ECU can transmit data at a timing desired by the suspension ECU, and controls the actuator based on the data immediately after the calculation. Will be able to.
  • control means is provided in the node (gateway ECU 50) that wants to determine the starting point of the transmission schedule at its own timing.
  • a line may be provided separately.
  • all ECUs for example, node A11, node B12, node C13, node D14 in the example shown in FIG. 1 are set to the communication prohibited state when the communication ends.
  • the ECU for example, node A11 in the example shown in FIG. 1 whose communication timing is to be controlled is installed in the ECU with software for canceling the communication prohibited state when the communication start is required.
  • the other ECUs in the example shown in FIG. 1, for example, the node B12, the node C13, and the node D14
  • cancel the communication prohibited state from the ECU that controls the communication timing (for example, voltage fluctuation through the communication line).
  • the communication timing for example, voltage fluctuation through the communication line
  • an ECU for example, node A11 in the example shown in FIG. 1 whose communication timing is to be controlled has a built-in communication prohibition state release timer, and the communication prohibition state release timer is soft. Above, it sets shorter than other ECUs (in the example shown in Drawing 1, for example, node B12, node C13, and node D14). Specifically, a communication prohibition state release timer is also incorporated in the other ECU, and the communication prohibition release time of the timer is set longer than the ECU whose communication timing is desired to be controlled. If the ECU that wants to control the communication timing cannot instruct the start of communication due to some cause (for example, an error occurs), another ECU may communicate with the communication protocol after the time set in the timer of each ECU has elapsed. It is done.
  • the data communication network system according to the present invention is useful for a data communication network system mounted on a vehicle, for example, in which a desired unit can determine the starting point of a communication transmission schedule.

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Abstract

　所望のユニットが通信の送信スケジュールの起点を決めることのできるデータ通信ネットワークシステムを提供することにある。　複数の電子制御ユニットが通信線を介してタイムトリガ型の通信プロトコルに従ってネットワーク通信を行うデータ通信ネットワークシステムであって、上記通信線を予め通信禁止状態に設定し、予め定められたタイミングで上記通信禁止状態を解除する制御手段を備え、上記複数の電子制御ユニットのうち予め定められた１つのユニットは、上記通信禁止状態が解除された直後に他のユニットと通信タイミングを合わせるための同期合わせメッセージを送信する。

Description

データ通信ネットワークシステム
　本発明は、データ通信ネットワークシステムに関する。
　従来、複数の端末間で伝送線路を介してフレームの送受信を行うデータ通信ネットワークシステムがある。例えば、近年の車両に代表されるように、当該車両に搭載される電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）の増加に伴い通信のネットワーク化が進んでいる。例えば、制御系ネットワークのＣＡＮ（Controller Area network）や、ボディ系のＬＩＮ（Local Interconnect Network）などがある。
　また、このような車載ＬＡＮ（local Area Network）は、通信タイミングを正確に制御することも求められている。このような要求に対して、例えば特許文献１に記載された通信タイミング制御方法がある。
特開２００７－０６０４００号公報
　上記特許文献１に開示されている制御方法は、複数の通信制御ユニットを車載ＬＡＮ網によって接続する車載ＬＡＮにおいて、各通信制御ユニットに時間計測手段を備える。そして、上記特許文献１に開示されている制御方法は、上記車載ＬＡＮ網に接続された一つの通信制御ユニットに同期合わせデータを送信させ、各通信制御ユニットにこの同期合わせデータの受信に伴って上記時間計測手段の同期をとらせるものである。
　しかしながら、上記特許文献１に開示されている制御方法は、送信スケジュールの起点を決めたいユニットが必ず起点となるとは限らない。そのため、他のユニットが起点となった場合に、送信スケジュールの起点を決めたいユニットの所望のタイミングでデータを送信することができないといった問題があった。
　本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、所望のユニットが通信の送信スケジュールの起点を決めることのできるデータ通信ネットワークシステムを提供することにある。
　本発明は、上記課題を解決するために以下に示すような特徴を有する。すなわち、本発明の第１の局面は、複数の電子制御ユニットが通信線を介してタイムトリガ型の通信プロトコルに従ってネットワーク通信を行うデータ通信ネットワークシステムである。上記データ通信ネットワークシステムは、上記通信線を予め通信禁止状態に設定し、予め定められたタイミングで当該通信禁止状態を解除する制御手段とを備える。また、上記複数の電子制御ユニットのうち予め定められた１つのユニットは、上記通信禁止状態が解除された直後に他のユニットと通信タイミングを合わせるための同期合わせメッセージを送信する。
　本発明の第２の局面は、上記第１の局面において、上記ネットワーク通信はゲートウェイを介して他のネットワーク通信と接続されており、上記制御手段は、上記他のネットワーク通信で規定されている送受信周期に基づいて上記通信禁止状態を解除することを特徴とする。
　本発明の第３の局面は、上記第１の局面において、上記制御手段は、上記複数の電子制御ユニットが通信を終了したときに、上記通信線を通信禁止状態に設定することを特徴とする。
　本発明の第４の局面は、上記第１の局面において、上記制御手段は、上記通信線に予め定められた電圧を印加することにより上記通信禁止状態に設定することを特徴とする。
　本発明の第５の局面は、上記第１の局面において、上記制御手段は、上記複数の電子制御ユニットのうち予め定められた１つのユニットに設置されることを特徴とする。
　上記第１の局面によれば、例えば、データ通信ネットワークに接続された複数のノードのうち、送信スケジュールの起点を決めたいノードが送信スケジュールの起点を設定することができ、所望のタイミングで通信を開始させることができる。
　上記第２の局面によれば、例えば、第１のネットワークから第２のネットワークへメッセージをゲートウェイＥＣＵを介してゲートウェイしたい場合、第１のネットワークからのメッセージをゲートウェイＥＣＵを経由して第２のネットワークに当該ゲートウェイＥＣＵ５０で滞留することなくゲートウェイすることができる。
　上記第３の局面によれば、複数の電子制御ユニットが通信を終了したときに、通信線を通信禁止状態に設定するので、通信開始時に所望のタイミングで通信を開始させることができる。
　上記第４の局面によれば、通信線に予め定められた電圧を印加するといった簡易な方法により通信禁止状態に設定することができる。また、印加電圧を変更することにより、種々の通信プロトコルにおいても通信禁止状態に設定することができる。
　上記第５の局面によれば、複数の電子制御ユニットのうち予め定められた１つのユニットに設置されるので、別途、制御手段や通信線を備える必要がなく、コスト面で有利であり、省スペース化も実現することができる。
図１は、本発明の概要を説明するためのデータ通信ネットワークの一例を示した図である。 図２は、ＦｌｅｘＲａｙプロトコルに基づく通信パターンの一例を示す図である。 図３は、ネットワークが形成されるまでの一例を示した通信サイクルのタイムチャートである。 図４は、一実施形態に係るデータ通信ネットワークシステムの概略構成を示すブロック図である。 図５は、本実施形態に係るデータ通信ネットワークの概略構成を示すブロック図である。 図６は、ゲートウェイＥＣＵ５０に設けられた通信禁止手段のマイコン５１によって実行される処理の一例を示したフローチャートである。 図７は、第１のネットワークの送信スケジュールと第２のネットワークの送信スケジュールの一例を示した図である。 図８は、第１のネットワークの送信スケジュールと第２のネットワークの送信スケジュールの起点が異なる一例を示した図である。 図９は、横軸に時間、縦軸に第１の通信線の通信線Ｈおよび通信線Ｌに印加されている電圧および第１のネットワークの状態とを示した図である。 図１０は、他の実施形態に係るデータ通信ネットワークシステムの概略構成を示すブロック図である。
　以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係るデータ通信ネットワークシステムについて説明する。なお、本実施形態では、一例として本発明に係るデータ通信ネットワークシステムが、車両に搭載されている場合を仮に想定して説明する。
　まず、本発明に係る実施形態を説明する前に、本発明の概要を説明する。なお、以下の説明において、一例として、タイムトリガ型の通信手順が規定された通信プロトコル、具体的には、ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）プロトコルを例に説明する。
　タイムトリガ型の通信手順が規定された通信プロトコルが用いられているデータ通信ネットワークにおいて、複数のコールドスタートノードの中で最も早くスタートアップフレームの送信準備ができたノードが、先行コールドスタートノードとなる。そして、データ通信ネットワークに接続された他のノードは、先行コールドスタートノードによって送信スケジュールの起点が決められる。そのため、データ通信ネットワークに接続された複数のノードのうち、例えば、送信スケジュールの起点を決めたいノードがあったとしても、当該ノードが常に送信スケジュールの起点を決めることができるとは限らない。
　そこで、本実施形態に係るデータ通信ネットワークシステムは、送信スケジュールの起点を決めたいノードに、ネットワークの通信線を通信禁止状態に設定することのできる制御手段を備える。そして、当該送信スケジュールの起点を決めたいノードが、通信可能状態になった状態で上記制御手段によって、ネットワークの通信線の通信禁止状態を解除する。これによって、データ通信ネットワークに接続された複数のノードのうち、例えば、送信スケジュールの起点を決めたいノードが送信スケジュールの起点を設定することができ、所望のタイミングで通信を開始させることができるようにするものである。
　例えば、図１に一例として、バス型トポロジを例に、ノードＡ１１、ノードＢ１２、ノードＣ１３、およびノードＤ１４が、共通する通信線Ｈおよび通信線Ｌにそれぞれ接続されているデータ通信ネットワークを示す。ここで、例えば、図１に示したデータ通信ネットワークにおいて、自身のタイミングで送信スケジュールの起点を決めたいノードを上記ノードＡ１１と仮に想定する。詳細は後述するが、本実施形態に係るデータ通信ネットワークシステムにおいては、例えば、上記ノードＡ１１に制御手段が実装され、当該制御手段によって通信線Ｈおよび通信線Ｌに予め定められた電圧を印加することによって、他のノード（図１で示した例では、ノードＢ１２、ノードＣ１３、およびノードＤ１４）が通信を開始できない状態にするものである。そして、予め定められたタイミングで通信線Ｈおよび通信線Ｌに印加されている電圧を解除することによって、自身（ノードＡ１１）のタイミングで送信スケジュールの起点を決めることができるようになる。
　次に、本発明のベースとなる通信システムの一般的な説明を図面を参照しつつ以下説明する。
　例えば、上述した図１に例示したデータ通信ネットワークシステムでは、ノードＡ１１、ノードＢ１２、ノードＣ１３、およびノードＤ１４のそれぞれが共有されている時分割多重通信方式により、各ノード間で通信を行うものとする。具体的には、図１に例示したデータ通信ネットワークシステムは、タイムトリガ型の通信手順が規定された通信プロトコルが採用されているものとする。なお、本実施形態に係るデータ通信ネットワークシステムの通信プロトコルの一例としては、ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）プロトコル等を挙げることができる。
　ここで、本実施形態に係るデータ通信ネットワークシステムの通信プロトコルについて、ＦｌｅｘＲａｙプロトコルを例に以下説明する。なお、ＦｌｅｘＲａｙプロトコルは既知の技術であるので、本実施形態の説明に直接関わる事項を説明し、本実施形態の説明に直接関わらない事項については、その説明を省略する。
　図２は、ＦｌｅｘＲａｙプロトコルに基づく通信パターンの一例を示す図である。図２に示すように、ＦｌｅｘＲａｙプロトコルでは、フレーム(メッセージ)の送信は一定の通信サイクルを分割した時間スロットに基づいて行われ、各時間スロットにおける送信権は通信スケジュールにより規定される。図２では、例えば、スロットＩＤが１で端末Ａ（例えば、図１に示したノードＡ１１）、スロットＩＤが２で端末Ｂ（例えば、図１に示したノードＢ１２）、スロットＩＤが３で端末Ｃ（例えば、図１に示したノードＣ１３）、スロットＩＤが４で端末Ｄ（例えば、図１に示したノードＤ１４）に対してそれぞれフレームの送信権が与えられている。
　つまり、図１で例示したデータ通信ネットワークシステムにおいて、図２に示すように、所定周期の通信サイクルにおいて、その周期に相当する期間の全部および一部が通信可能期間として設定され、この通信可能期間が、複数の時間枠に細分化されている。より具体的には、図１で例示したデータ通信ネットワークシステムにおいて、ノードＡ１１、ノードＢ１２、ノードＣ１３、およびノードＤ１４に対しそれぞれ、システム設計段階で、重複しない個別のフレームＩＤが割り当てられており、各時間枠（図２のスロットＩＤに相当）は、フレームＩＤと、一対一で対応する。
　なお、ノードＡ１１、ノードＢ１２、ノードＣ１３、ノードＤ１４のそれぞれがフレームの送信を行うためには、上記各ノードは、時間同期を確立し、ネットワークへ統合する必要がある。言い換えると、上記各ノードが通信サイクルや時間スロットに基づく通信を行う場合、時間同期の確立は必須であり、ＦｌｅｘＲａｙプロトコルに基づくデータ通信ネットワークシステムでは、各ノード固有の時刻を通信ネットワークで利用される共通時刻に合わせることで、時間同期の確立が図られている。
　次に、図１で例示したデータ通信ネットワークにおいて、タイムトリガ型の通信手順が規定された通信プロトコルが用いられているものとして、時間同期の確立方法について説明する。なお、ここでは、図１で例示したデータ通信ネットワークシステムにおいて、ＦｌｅｘＲａｙプロトコルに基づくデータ通信を例として挙げ、説明の簡略化のために、共通のネットワーク構成を用いることにする。
　図３は、ノードＡ１１、ノードＢ１２、ノードＣ１３、およびノードＤ１４が時間同期を確立し、ネットワークが形成されるまでの一例を示した通信サイクルのタイムチャートである。なお、図３において、ノードＡ１１、ノードＢ１２、およびノードＣ１３をコールドスタートノード、ノードＤ１４を非コールドスタートノードとそれぞれ仮に想定して説明する。
　なお、コールドスタートノードに設定されたノードのうち、自らの固有時刻を通信ネットワークで利用される共通時刻に合わせ、当該共通時刻で通信スケジュールを開始することのできるノードを、特に先行コールドスタートノードと称す。具体的には、例えば、図１で例示したデータ通信ネットワークにおいて、ノードＡ１１が先行コールドスタートノードとなった場合、ノードＢ１２およびノードＣ１３は、後続コールドスタートノードと称す。
　なお、後続コールドスタートノードとは、先行コールドスタートノードに追従するが、時間同期を合わせるのに協力することのできるノードのことである。一方、非コールドスタートノード（つまり本説明ではノードＤ１４）は、コールドスタートノードの時間同期に合わせるだけで、自ら時間同期をとることのできないノードである。また、以下の説明において、後続コールドスタートノードおよび非コールドスタートノードを統合ノードと称すことがある。
　まず、図３に示すように、時間ｔ１において、例えば、車両の電源がＯＮ（例えば、図１で例示したデータ通信ネットワークシステムを搭載する車両のイグニッションスイッチがＯＮ）された場合、各ノードは、通信を開始できるようにそれぞれ初期化処理を行う。そして、先行コールドスタートノードであるノードＡ１１は、初期化を完了して、Ｒｅａｄｙ（コールドスタートリッスン状態に遷移できる状態）に入る。
　そして、コールドスタートリッスン状態に入ったノードＡ１１は、他のノードが通信を行っていないことを確認し、コリジョンレゾリューション状態に入る。その後、ノードＡ１１は、はじめにＣＡＳシンボル（図３のＡ－ＣＡＳ）を送信した後、引き続きコミュニケーションサイクルに入る。なお、このサイクル番号を０として、ノードＡ１１は、スタートアップフレーム（Ａ－ｓｔ）の送信を開始する。
　具体的には、ノードＡ１１は、コリジョンレゾリューション状態において、通信スケジュールで規定された時間スロットにおいて、スタートアップフレーム(Ａ－ｓｔ)を送信する。一方、統合ノードであるノードＢ１２、ノードＣ１３、およびノードＤ１４は、まず、偶数通信サイクルにおいてスタートアップフレームが受信されるまで通信線上を観測する。そして、上記統合ノードは、偶数通信サイクル(つまり、サイクル番号０)におけるスタートアップフレーム(Ａ－ｓｔ０)の受信に成功すると、当該スタートアップフレーム受信時刻を算出する。そして、続く奇数通信サイクル(つまりサイクル番号１)において、統合ノードはスタートアップフレーム(Ａ－ｓｔ１)を受信すると、統合ノード固有の時刻を初期化し、通信スケジュールを開始する（図３の通信初期化に相当）。
　さらに、続く通信サイクル(つまりサイクル番号２、３)で、後続コールドスタートノード(つまりノードＢ１２、ノードＣ１３)は、先行コールドスタートノード(つまりノードＡ１１)から送信されるスタートアップフレーム(Ａ－ｓｔ２、Ａ－ｓｔ３)の受信時刻と通信スケジュールから算出される受信予想時刻の差違により、初期クロック調整を行う（図３のスタートアップ同期に相当）。その後、続く通信サイクル(つまりサイクル番号４、５、６)で後続コールドスタートノードも、図示しないスタートアップフレームを送信し、先行コールドスタートノードは、当該スタートアップフレームを受信することによって時間同期を行う（図３のシンクフレーム送信およびコンステンシーチェックに相当）。
　一方、非コールドスタートノード（ノードＤ１４）は、スタートアップフレームを送信している先行コールドスタートノードおよび後続コールドスタートノードに統合する。
　これにより、先行コールドスタートノード自らの固有時刻を通信ネットワークで利用される共通時刻を設定することができ、当該共通時刻に対して統合ノードは時間同期が確立され、共通のスケジュールで送受信が行われる。つまり、先行コールドスタートノードは、通信ネットワークで利用される共通時刻の起点を自ら決めることができ、当該共通時刻で通信スケジュールを開始することができる。
　以上が本実施形態のベースとなる通信システムの一般的な説明である。
　以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係るデータ通信ネットワークシステムについて説明する。
　図４は、本実施形態に係るデータ通信ネットワークシステムの概略構成を示すブロック図である。図４に示すように、本実施形態に係るデータ通信ネットワークシステムは、ＥＣＵ－Ａ（４０Ａ）、ＥＣＵ－Ｂ（４０Ｂ）、ＥＣＵ－Ｃ（４０Ｃ）、ＥＣＵ－Ｄ（４０Ｄ）、およびゲートウェイＥＣＵ５０をそれぞれ第１の通信線に接続して構成した第１のネットワークと、ＥＣＵ－Ｅ（４０Ｅ）、ＥＣＵ－Ｆ（４０Ｆ）、ＥＣＵ－Ｇ（４０Ｇ）、ＥＣＵ－Ｈ（４０Ｈ）、およびゲートウェイＥＣＵ５０をそれぞれ第２の通信線に接続して構成した第２のネットワークとからなる。
　図４に示した、ゲートウェイＥＣＵ（Gateway Electronic Control Unit）５０は、第１の通信線、および第２の通信線のそれぞれに接続され、第１のネットワークと第２のネットワークとの間でデータを中継する。具体的には、ゲートウェイＥＣＵ５０は、通信プロトコルの異なるまたは同一のネットワークと接続するためのネットワークノードである。
　また、図４に示したデータ通信ネットワークシステムでは、第１のネットワークは、ＥＣＵ－Ａ（４０Ａ）、ＥＣＵ－Ｂ（４０Ｂ）、ＥＣＵ－Ｃ（４０Ｃ）、ＥＣＵ－Ｄ（４０Ｄ）、およびゲートウェイＥＣＵ５０のそれぞれがタイムトリガ型の通信プロトコルにしたがってデータを送受信する通信プロトコルが採用されているものとする。なお、第１のネットワークでは、上述したタイムトリガ型の通信プロトコルの一例であるＦｌｅｘＲａｙプロトコルを用いるものとする。
　なお、図４の第２のネットワークは、上述したタイムトリガ型の通信プロトコルの一例であるＦｌｅｘＲａｙプロトコルを用いるものとしてもよいし、各ＥＣＵのそれぞれが、送信の必要が生じたときに任意のタイミングでデータを送受信するイベントトリガ型の通信プロトコル（例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）プロトコル）を用いてもよい。
　以下、図４で示したデータ通信ネットワークシステムにおいて、自身のタイミングで送信スケジュールの起点を決めたいノードをゲートウェイＥＣＵ５０と仮に想定して説明する。この場合、ゲートウェイＥＣＵ５０に上述した制御手段が設けられる。
　ここで、ゲートウェイＥＣＵ５０に設けられる制御手段について説明する。図５は、ゲートウェイＥＣＵ５０の内部構成の一例を示した図である。なお、図５において、本実施形態の説明とは関係のない要素については図示は省略している。
　図５に示すように、ゲートウェイＥＣＵ５０は、通信ＩＣ５２の他に、マイクロコンピューター（以下、単にマイコンと称す）５１と、トランジスタ５３、電源５４等を備えている。なお、通信線Ｈおよび通信線Ｌに印加する電圧を安定にするために抵抗Ｒ１（５５）、抵抗Ｒ２（５６）、コンデンサ（図示せず）等を備えてもよい。
　マイコン５１は、通信プロトコルに基づき、通信開始および通信終了を判定するものである。なお、マイコン５１の代わりに例えば通信プロトコルコントローラと専用の素子とを設け、通信開始および通信終了を判定してもよい。
　また、トランジスタ５３は、通信線Ｈおよび通信線Ｌに印加する電圧を決めるものとしてのスイッチング素子とし、電源５４に接続されている。なお、トランジスタ５３を使用してスイッチングを行う必要はなく、例えば、通信開始／通信終了に応じて通信線Ｈおよび通信線Ｌへの電圧の供給を切替えることのできる素子であればよい。さらに、図５で示した例では、通信線Ｈおよび通信線Ｌへの電圧の供給は、電源５４を用いているが、マイコン５１の電圧ポート（図示せず）あるいは電源供給ＩＣ（図示せず）から電力を供給するようにしてもよい。
　このように、制御手段は、マイコン５１からの指示にしたがって、第１の通信線における、通信線Ｈおよび通信線Ｌに予め定められた電圧を印加する。
　次に、ゲートウェイＥＣＵ５０に設けられた制御手段のマイコン５１によって実行される処理について図６に示すフローチャートを参照しつつ説明する。なお、図６に示すフローチャートの処理は、ゲートウェイＥＣＵ５０に電力が供給されている間、繰り返し行われる。つまり、例えば、図４に示したデータ通信ネットワークシステムが車両に構築され、ゲートウェイＥＣＵ５０に電力が供給されたときに自動的に開始されるものとする。
　図６のステップＳ１１において、マイコン５１は、通信判定を行い、次のステップＳ１２において、通信終了であるか否かを判断する。具体的には、マイコン５１は、図４に示した第１の通信線に接続されている各ＥＣＵは、通信を終了するか否かを判断する。そして、マイコン５１は、ステップＳ１２の判断を肯定した場合（ＹＥＳ）、次のステップＳ１３に処理を進める。一方、マイコン５１は、ステップＳ１２の判断を否定した場合（ＮＯ）、ステップＳ１１に処理を戻す。なお、当該ステップＳ１２の判断が肯定される場合とは、例えば、車両のドライバーがキー操作を行うことにより、当該車両のイグニッションスイッチがＯＦＦされた場合などである。
　ステップＳ１３において、マイコン５１は、第１の通信線を通信禁止状態に設定する。具体的には、トランジスタ５３の動作により第１の通信線の通信線Ｈおよび通信線Ｌに通信禁止状態となるような電圧を当該通信線Ｈおよび通信線Ｌに印加する。例えば、ＦｌｅｘＲａｙの場合、通信線Ｈに３．１Ｖ、通信線Ｌに１．９Ｖとして、ドミナント電圧（ドミナント電圧＝通信線Ｈの電圧－通信線Ｌの電圧＝１．２Ｖ）を設定する。このようにすれば、ゲートウェイＥＣＵ５０以外の装置、つまりＥＣＵ－Ａ（４０Ａ）、ＥＣＵ－Ｂ（４０Ｂ）、ＥＣＵ－Ｃ（４０Ｃ）、およびＥＣＵ－Ｄ（４０Ｄ）にとってはドミナント電圧が継続する状態となり、ＥＣＵ－Ａ（４０Ａ）、ＥＣＵ－Ｂ（４０Ｂ）、ＥＣＵ－Ｃ（４０Ｃ）、およびＥＣＵ－Ｄ（４０Ｄ）は、通信を開始することができないようになる。
　ステップＳ１４において、マイコン５１は、通信判定を行い、次のステップＳ１５において、通信を開始するか否かを判断する。そして、マイコン５１は、ステップＳ１５の判断を肯定した場合（ＹＥＳ）、次のステップＳ１６に処理を進める。一方、マイコン５１は、ステップＳ１５の判断を否定した場合（ＮＯ）、ステップＳ１４に処理を戻す。なお、当該ステップＳ１５の判断が肯定される場合とは、例えば、車両のドライバーがキー操作を行うことにより、当該車両のイグニッションスイッチがＯＮされた場合などである。なお、このとき、ゲートウェイＥＣＵ５０以外の装置、つまりＥＣＵ－Ａ（４０Ａ）、ＥＣＵ－Ｂ（４０Ｂ）、ＥＣＵ－Ｃ（４０Ｃ）、およびＥＣＵ－Ｄ（４０Ｄ）も、例えば、車両のドライバーがキー操作を行うことにより、当該車両のイグニッションスイッチがＯＮされたことにより通信が開始される状態が発生したと判断する。
　ここで、上記ステップＳ１１～ステップＳ１５において、より具体的な場面を想定して説明する。例えば、ドライバーが車両を使用した後、当該車両を駐車しイグニッションスイッチをＯＦＦにし（ステップＳ１２での判断でＹＥＳ）、その後、再び車両を使用するためにドライバーが車両のイグニッションスイッチをＯＮにした場合（ステップＳ１５の判断でＹＥＳ）を仮に想定する。つまり、例えば、車両のイグニッションスイッチがＯＦＦにされ、その後、再びイグニッションスイッチがＯＮにされるまでの間、ゲートウェイＥＣＵ５０に設けられた制御手段によって、第１の通信線の通信線Ｈおよび通信線Ｌに通信禁止状態となるような電圧が印加され続けていることになる。
　図６の説明に戻って、上記ステップＳ１５において、ゲートウェイＥＣＵ５０、ＥＣＵ－Ａ（４０Ａ）、ＥＣＵ－Ｂ（４０Ｂ）、ＥＣＵ－Ｃ（４０Ｃ）、およびＥＣＵ－Ｄ（４０Ｄ）は、通信が開始される状態が発生したと判断した場合、ステップＳ１６において、ゲートウェイＥＣＵ５０、ＥＣＵ－Ａ（４０Ａ）、ＥＣＵ－Ｂ（４０Ｂ）、ＥＣＵ－Ｃ（４０Ｃ）、およびＥＣＵ－Ｄ（４０Ｄ）は、それぞれ通信を開始できるように初期化処理を行う。
　なお、初期化処理とは、例えば、図３に示した、ネットワークが形成されるまでの一例を示した通信サイクルのタイムチャートを例に説明すると、ゲートウェイＥＣＵ５０、ＥＣＵ－Ａ（４０Ａ）、ＥＣＵ－Ｂ（４０Ｂ）、ＥＣＵ－Ｃ（４０Ｃ）、およびＥＣＵ－Ｄ（４０Ｄ）のそれぞれは、初期化を経てコールドスタートリッスン状態に遷移することである。
　なお、後述より明らかとなるが、このとき、ゲートウェイＥＣＵ５０は、当該ゲートウェイＥＣＵ５０以外の装置、つまりＥＣＵ－Ａ（４０Ａ）、ＥＣＵ－Ｂ（４０Ｂ）、ＥＣＵ－Ｃ（４０Ｃ）、およびＥＣＵ－Ｄ（４０Ｄ）と通信のタイミングを合わせるためのメッセージを送信する必要がある。そのため、ゲートウェイＥＣＵ５０については、当該ゲートウェイＥＣＵ５０以外の装置、つまりＥＣＵ－Ａ（４０Ａ）、ＥＣＵ－Ｂ（４０Ｂ）、ＥＣＵ－Ｃ（４０Ｃ）、およびＥＣＵ－Ｄ（４０Ｄ）より先に初期化処理を完了しておく必要がある。
　ステップＳ１７において、マイコン５１は、ゲートウェイＥＣＵ５０が通信可能状態であるか、つまり初期化処理が完了しているか否かを判断する。そして、マイコン５１は、当該ステップＳ１７での判断を肯定した場合（ＹＥＳ）、次のステップＳ１８に処理を進める。一方、マイコン５１は、当該ステップＳ１７での判断を否定した場合（ＮＯ）、ステップＳ１７に処理を戻す。つまり、ゲートウェイＥＣＵ５０が初期化処理を完了し、通信可能状態となった場合に、当該ステップＳ１７の判断が肯定（ＹＥＳ）されることになる。
　ステップＳ１８において、マイコン５１は、第１の通信線の通信線Ｈおよび通信線Ｌが通信禁止状態となるように当該通信線Ｈおよび通信線Ｌに印加されていた電圧を解除する。その後、ステップＳ１９において、ゲートウェイＥＣＵ５０は、同期をとるためのメッセージを送信する。
　これにより、ゲートウェイＥＣＵ５０は、自らの要求したタイミングで通信を開始することができるようになる。つまり、ゲートウェイＥＣＵ５０は、通信ネットワークで利用される共通時刻の起点を自ら決めることができ、当該共通時刻で通信スケジュールを開始することができるようになる。以下、図７、図８、図９、および上述の図３、図４を用いて、より具体的に説明する。
　例えば、上述の図４において、ＥＣＵ－Ａ（４０Ａ）、ＥＣＵ－Ｂ（４０Ｂ）、ＥＣＵ－Ｃ（４０Ｃ）、ＥＣＵ－Ｄ（４０Ｄ）をそれぞれ第１の通信線に接続して構成した第１のネットワークと、ＥＣＵ－Ｅ（４０Ｅ）、ＥＣＵ－Ｆ（４０Ｆ）、ＥＣＵ－Ｇ（４０Ｇ）、ＥＣＵ－Ｈ（４０Ｈ）をそれぞれ第２の通信線に接続して構成した第２のネットワークとする。そして、ゲートウェイＥＣＵ５０は第１の通信線、および第２の通信線のそれぞれに接続され、第１のネットワークと第２のネットワークとの間でデータを中継するゲートウェイＥＣＵであると仮に想定する。さらに、第１のネットワークおよび第２のネットワークは、それぞれタイムトリガ型の通信プロトコルにしたがってデータを送受信する通信プロトコルが採用されているものとする（例えば、ＦｌｅｘＲａｙプロトコル）。
　次に、第１のネットワークから第２のネットワークへメッセージをゲートウェイしたい場合を仮に想定して説明する。図７は、第１のネットワークの送信スケジュールと第２のネットワークの送信スケジュールの一例を示した図である。例えば、図７において、第１のネットワークからメッセージ「Ａ」をゲートウェイＥＣＵ５０を経由して第２のネットワークに当該ゲートウェイＥＣＵ５０内で滞留することなくゲートウェイしたいとする。
　しかしながら、図７に示すように、第１のネットワークと第２のネットワークとが同時刻に通信が開始される場合、ゲートウェイされるメッセージ「Ａ」は、ゲートウェイＥＣＵ５０が当該メッセージ「Ａ」を受信してから２ｍ秒間、ゲートウェイＥＣＵ５０内に待たされて第２のネットワークに送信されることになる。
　なお、ゲートウェイＥＣＵ５０は、第１のネットワークと第２のネットワークでのそれぞれの送信スケジュールを共に知っているため、図８に示すように、ゲートウェイＥＣＵ５０内にメッセージ「Ａ」が滞留する時間を短くするためには、第１のネットワークと第２のネットワークとを同時刻に通信を開始させるのではなく、例えば、第１のネットワークの送信開始時刻を第２のネットワークの送信開始時刻より１ｍ秒遅らせればよい。つまり、第１のネットワークの送信開始時刻を第２のネットワークの送信開始時刻より２ｍ秒遅らせた場合、ゲートウェイＥＣＵ５０は、メッセージ「Ａ」を第１のネットワークから受信中に第２のネットワークに送信するといったことが発生するので、例えば、第１のネットワークの送信開始時刻を第２のネットワークの送信開始時刻より１ｍ秒遅らせればよい。
　図９は、横軸に時間、縦軸に第１の通信線の通信線Ｈおよび通信線Ｌに印加されている電圧および第１のネットワークの通信状態とを示した図である。図９の「通信終了」と示したように、例えば、第１の通信線に接続されているＥＣＵ－Ａ（４０Ａ）、ＥＣＵ－Ｂ（４０Ｂ）、ＥＣＵ－Ｃ（４０Ｃ）、およびＥＣＵ－Ｄ（４０Ｄ）が通信を終了したとする（図６のステップＳ１２でＹＥＳ）。そして、ゲートウェイＥＣＵ５０に設けられた制御手段によって、第１の通信線の通信線Ｈおよび通信線Ｌに通信禁止状態となるような電圧が印加される（図６のステップＳ１３）。
　そして、図９の「通信再開」と示したように、例えば、車両のドライバーがキー操作を行うことにより、当該車両のイグニッションスイッチがＯＮされたことにより通信が開始される状態が発生したとする（図６のステップＳ１５でＹＥＳ）。この間も制御手段によって、第１の通信線の通信線Ｈおよび通信線Ｌに通信禁止状態となるような電圧が印加され続けている。
　その後、ゲートウェイＥＣＵ５０が通信可能状態となったとき、つまり初期化処理が完了したとき、制御手段は、第１の通信線の通信線Ｈおよび通信線Ｌに通信禁止状態となるように当該通信線Ｈおよび通信線Ｌに印加されていた電圧を解除すると同時に、ゲートウェイＥＣＵ５０は、同期をとるためのメッセージを送信する（図６のステップＳ１８およびステップＳ１９）。
　具体的には、通信線Ｈおよび通信線Ｌに印加されていた電圧を解除すると同時に、ゲートウェイＥＣＵ５０が送信するメッセージとは、図３におけるノードＡが送信するＣＡＳシンボルに相当するものである。すなわち、ＣＡＳシンボルを送信することにより、続くサイクルでスタートアップフレームの送信を開始し、第１のネットワーク上の他のＥＣＵは、スタートアップフレームの受信に成功すると、当該スタートアップフレーム受信時刻を算出し、各ＥＣＵ固有の時刻を初期化し、通信スケジュールを開始する。
　言い換えると、先行コールドスタートノードは、自らのタイミングで送信スケジュールの起点を決めることができるものであるが、先行コールドスタートノードとなりうるためには、最も早く送信準備ができ、かつＣＡＳシンボルを送信する必要がある。つまり、これらの条件を満たすことにより、図３で示した例における先行コールドスタートノードであるノードＡがゲートウェイＥＣＵ５０に相当することになる。
　このように、通信線Ｈおよび通信線Ｌにドミナント電圧を設定し、ゲートウェイＥＣＵ５０以外の装置、つまりＥＣＵ－Ａ（４０Ａ）、ＥＣＵ－Ｂ（４０Ｂ）、ＥＣＵ－Ｃ（４０Ｃ）、およびＥＣＵ－Ｄ（４０Ｄ）は、通信を開始できない状態にしておき、ゲートウェイＥＣＵ５０の初期化処理が完了したとき、通信線Ｈおよび通信線Ｌに印加されていた電圧を解除すると同時に、ＣＡＳシンボルを送信する。これにより、ゲートウェイＥＣＵ５０は、スケジュールの起点を決めることができる先行コールドスタートノードとなることができ、所望のタイミングでのデータ送信の起点を決めることができる。
　つまり、例えば、図８に示すように、ゲートウェイＥＣＵ５０は、第１のネットワークの通信が開始される時刻を第２のネットワークの通信が開始される時刻より１ｍ秒遅らせることができ、ゲートウェイＥＣＵ５０内にメッセージ「Ａ」が滞留する時間を短くすることができる。
　なお、上述の説明では、自身のタイミングで送信スケジュールの起点を決めたいノードをゲートウェイＥＣＵ５０と仮に想定したがこれに限られるものではない。例えば、サスペンションＥＣＵ、ブレーキＥＣＵ、エンジンＥＣＵ等であってもよい。サスペンションＥＣＵを例に説明すると、サスペンションＥＣＵは、車両が走行している路面の状況に応じて当該車両のダンパーに設置されたアクチュエーターを制御して、減衰力等を制御するものである。また、車両が走行している路面の状況は、常に変化するものであるから、サスペンションＥＣＵは、車両が走行している路面の状況に応じて即座にアクチュエーターを制御する必要がある。つまり、例えば、サスペンションＥＣＵが上述の制御手段を備えれば、当該サスペンションＥＣＵは、自身が所望するタイミングでデータの送信を行うことができるようになり、演算した直後のデータに基づいてアクチュエーターを制御することができるようになる。
　なお、上述した例では、自身のタイミングで送信スケジュールの起点を決めたいノード（ゲートウェイＥＣＵ５０）に制御手段を設けたが、図１０に示すように、制御手段Ｃと通信タイミングを制御するための通信線とを別に備えてもよい。
　また、通信終了時にソフト的に全ＥＣＵ（図１で示した例では、例えば、ノードＡ１１、ノードＢ１２、ノードＣ１３、ノードＤ１４）を通信禁止状態に設定終了することも考えられる。ただし、この場合、通信タイミングを制御したいＥＣＵ（図１で示した例において、例えばノードＡ１１）のみ通信開始が必要なときに通信禁止状態を解除するソフトを当該ＥＣＵに実装する。そして、他のＥＣＵ（図１で示した例において、例えば、ノードＢ１２、ノードＣ１３、ノードＤ１４）は、通信タイミングを制御するＥＣＵからの通信禁止状態解除指示（例えば、通信線を通じた電圧変動）により通信禁止状態を解除する。なお、通信開始方法は、上述の通信線を通じた電圧変動を認識する他、図１０で示したように、通信タイミングを制御するための通信線により指示する方法が考えられる。
　なお、別の例として、例えば、通信開始時は通信タイミングを制御したいＥＣＵ（図１で示した例において、例えばノードＡ１１）に通信禁止状態解除タイマーを内蔵させ、当該通信禁止状態解除タイマーをソフト上で他のＥＣＵ（図１で示した例において、例えば、ノードＢ１２、ノードＣ１３、ノードＤ１４）より短く設定する。具体的には、当該他のＥＣＵにも通信禁止状態解除タイマーを内蔵させ、当該タイマーの通信禁止解除時間を通信タイミングを制御したいＥＣＵより長く設定する。そして、通信タイミングを制御したいＥＣＵが何らかの原因（例えばエラー発生）により通信開始を指示できない場合は、各ＥＣＵのタイマーに設定された時間経過後、他のＥＣＵが通信プロトコルに通信を行うことも考えられる。
　以上、本発明を詳細に説明してきたが、上述の説明はあらゆる点において本発明の一例にすぎず、その範囲を限定しようとするものではない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。
　本発明に係るデータ通信ネットワークシステムは、所望のユニットが通信の送信スケジュールの起点を決めることのできる、例えば車両に搭載されるデータ通信ネットワークシステム等に有用である。
　４０Ａ…ＥＣＵ－Ａ
　４０Ｂ…ＥＣＵ－Ｂ
　４０Ｃ…ＥＣＵ－Ｃ
　４０Ｄ…ＥＣＵ－Ｄ
　５０…ゲートウェイＥＣＵ

Claims (5)

  1. 　複数の電子制御ユニットが通信線を介してタイムトリガ型の通信プロトコルに従ってネットワーク通信を行うデータ通信ネットワークシステムであって、
    　前記通信線を予め通信禁止状態に設定し、予め定められたタイミングで前記通信禁止状態を解除する制御手段を備え、
    　前記複数の電子制御ユニットのうち予め定められた１つのユニットは、前記通信禁止状態が解除された直後に他のユニットと通信タイミングを合わせるための同期合わせメッセージを送信することを特徴とする、データ通信ネットワークシステム。
  2. 　前記ネットワーク通信はゲートウェイを介して他のネットワーク通信と接続されており、
    　前記制御手段は、前記他のネットワーク通信で規定されている送受信周期に基づいて前記通信禁止状態を解除することを特徴とする、請求項１に記載のデータ通信ネットワークシステム。
  3. 　前記制御手段は、前記複数の電子制御ユニットが通信を終了したときに、前記通信線を通信禁止状態に設定することを特徴とする、請求項１に記載のデータ通信ネットワークシステム。
  4. 　前記制御手段は、前記通信線に予め定められた電圧を印加することにより前記通信禁止状態に設定することを特徴とする、請求項１に記載のデータ通信ネットワークシステム。
  5. 　前記制御手段は、前記複数の電子制御ユニットのうち予め定められた１つのユニットに設置されることを特徴とする、請求項１に記載のデータ通信ネットワークシステム。
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