JP2003101557A - 車両用通信システム - Google Patents

車両用通信システム

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JP2003101557A JP2002150718A JP2002150718A JP2003101557A JP 2003101557 A JP2003101557 A JP 2003101557A JP 2002150718 A JP2002150718 A JP 2002150718A JP 2002150718 A JP2002150718 A JP 2002150718A JP 2003101557 A JP2003101557 A JP 2003101557A
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    • B60R16/02Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/03Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両に各種ネットワーク用の多数の通信線を
配線することなく、車両に搭載された各種電気的装置間
で情報を送受信し得る通信システムを提供する。 【解決手段】 車両に搭載された各ECU2〜16に、
電源線18を介して各種情報を送受信可能な送受信部2
a〜16aを設ける。また、これら各送受信部2a〜1
6aは、各ECUが他のECUとの間で送受信すべき情
報の種別(若しくはECUの機能系統)毎に、異なる伝
送周波数f1,f2,f3…(若しくはPN符号)を用
いて、FDMA(若しくはCDMA)方式で多重通信で
きるように、1又は複数の送受信回路から構成する。こ
の結果、本通信システムによれば、多数の通信線を車両
に配線する必要がなく、また、伝送信号の周波数(若し
くはPN符号)が同じグループ毎の情報通信を効率よく
行うことができる。尚、信号伝送には、電源線18の
他、無線又は通信専用の信号線を利用することもでき
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両に搭載された
各種電気的装置相互間で情報を送受信するのに使用され
る車両用通信システムに関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】車両、
特に自動車においては、制御装置、情報機器、オーディ
オ機器、といった各種電気的装置の搭載数が増加してお
り、電気的装置相互間での連係動作若しくは情報の共有
化が必要になってきている。
【0003】このため、従来では、車両に搭載された各
種電気的装置の内、連係動作若しくは情報の共有が必要
な電気的装置については、各装置相互間で情報を送受信
できるように、専用の通信線で接続し、情報通信用のネ
ットワーク(所謂車載LAN)を構築している。
【0004】ところが、近年では、電気的装置の数や種
類の増加或いは電気的装置の高機能化に伴い、車両に構
築されるネットワークの数も増加しており、この結果、
これら各ネットワーク用の通信線を車両に配線するのが
難しくなってきている。つまり、現在、燃料単価の増加
に伴い車両は小型化する傾向にあるため、車両において
通信線を配線し得る領域が減少しつつあるが、上記のよ
うに車両に配線すべき通信線の数は増加傾向にあるの
で、車両設計時の通信線のレイアウトが難しく、また、
実際に車両を製造する際の配線作業も難しくなってきて
いる。
【0005】この結果、車両においては、上述した各種
ネットワークを構築するための車両設計時の工数や車両
製造時の工数が益々増加し、車両のコストアップを招い
てしまう、といった問題がある。本発明は、こうした問
題に鑑みなされたものであり、車両に各種ネットワーク
用の多数の通信線を配線することなく、車両に搭載され
た各種電気的装置間で情報を送受信し得る車両用通信シ
ステムを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めになされた請求項1に記載の車両用通信システムにお
いては、車両に搭載された各種電気的装置に、夫々、各
種情報を送受信する通信手段が設けられている。そし
て、これら各通信手段は、機能系統別に複数グループに
区分され、各グループ毎に割り当てられた通信用の周波
数又は符号を用いて、各グループ毎に通信を行う。
【0007】このため、本発明の車両用通信システムに
おいては、通信手段が各グループ毎に通信を行う際に、
各グループ共通の伝送媒体(通信線等)を利用すること
ができるようになり、従来のネットワーク(車載LA
N)のように、複数の電気的装置を連係動作させたり複
数の電気的装置間で情報を共有させるために、情報を共
有する装置毎に専用の通信線を配線する必要がない。よ
って、本発明によれば、車両に通信線を配線するための
設計作業や配線作業を不要とすることができ、車両のコ
スト低減を図ることができる。
【0008】ここで、本発明では、各グループの通信手
段が、そのグループに割り当てられた通信用の周波数又
は符号を用いて通信を行うことで、各グループ共通の伝
送媒体を利用できるようにしているが、この場合、特
に、請求項2に記載のように、各通信手段が、各グルー
プ単位でFDMA又はCDMAによる同時多重通信を行
うようにするとよい。
【0009】つまり、このようにすれば、各グループ毎
に同時に情報を送受信できるようになり、しかも、各通
信手段は、一つの情報を同じグループに属する他の複数
の通信手段に同時に送信することができるため、各グル
ープ内で情報を効率よく送受信できることになる。
【0010】また、本発明において、各グループの通信
手段が通信に用いる共通の通信媒体としては、従来のネ
ットワーク(車載LAN)のように、車両内に配線した
通信線を利用するようにしてもよいが、特に、請求項3
に記載のように、各通信手段が、各電気的装置に電源供
給を行うために車両に配線された電源線若しくは無線に
て各種情報を送受信するよう、通信媒体として、電源線
若しくは電波を利用するようにしてもよい。
【0011】そして、このようにすれば、本発明の車両
用通信システムを構築するに当たって、車両に通信用の
信号線(通信線)を配線する必要がなく、当該システム
を、より簡単に、しかも低コストで構築できることにな
る。ここで、複数の通信手段を機能系統別にグループ分
けするに当たっては、請求項4に記載のように、通信手
段が送受信する情報の種類(つまり情報により実現され
る機能系統)に基づき行うようにしてもよく、或いは、
請求項5に記載のように、通信手段が設けられる電気的
装置の種類(つまり電気的装置の機能系統)に基づき行
うようにしてもよい。
【0012】尚、請求項4に記載のように、複数の通信
手段を、送受信する情報の種類に基づきグループ分けし
た場合、複数種類の情報が必要な電気的装置には、その
情報の種類に応じた複数の通信手段(詳しくは、少なく
とも情報を受信可能な複数の受信手段)を設けるように
すればよい。
【0013】一方、複数の通信手段を機能系統別にグル
ープ分けする方法としては、請求項6に記載のように、
各電気的装置毎にグループを構成し、一つのグループを
構成する通信手段を、各電気装置毎に設けられてその電
気的装置側の情報を送信する送信手段と、この送信手段
から送信される情報が必要な1又は複数の電気的装置に
設けられてその送信手段からの情報を受信する1又は複
数の受信手段とから構成する方法もある。
【0014】そして、このように各グループを構成すれ
ば、通信チャンネルの数が多くなって、システム全体の
コストアップを招く虞もあるが、一つの通信チャンネル
(換言すれば一つのグループ内)で情報送信を行う通信
手段を切り換える必要がなく、各電気的装置から専用の
通信チャンネルを使っていつでも情報発信を行うことが
できることから、本発明を適用する車両用通信システム
が、各電気的装置から高速に大量の情報を送信する必要
のあるシステムであれば、極めて有効に機能する。
【0015】ところで、本発明のように複数の通信手段
を機能系統別(詳しくは情報の種別毎、電気的装置の種
類毎、若しくは各電気的装置毎)に複数グループに区分
した場合、各電気的装置には、それに対応するグループ
の通信手段を設ければよいが、車両、特に自動車におい
ては、上記のように機能系統別に通信手段を区分した場
合であっても、機能系統が異なる電気的装置間で情報を
共有させた方が都合がよい場合がある。
【0016】例えば、エンジン制御装置や変速制御装置
が属するパワートレイン系、車速・エンジン回転数等の
表示制御装置やドアロック・アンロック用のドア制御装
置が属するボディ系というように、各制御装置(つまり
電気的装置)を機能系統別に区分けした場合、表示制御
装置には機能系統が異なるエンジン制御装置が有するエ
ンジン回転数情報を送信させる必要があるが、この場
合、請求項5に記載のように、単に電気的装置の機能系
統だけで通信手段をグループ分けして、各電気的装置に
は対応する機能系統の通信手段のみを設けるようにする
と、表示制御装置はエンジン回転数を取得することがで
きなくなってしまう。
【0017】従って、請求項5に記載のように、電気的
装置の種別(機能系統)に応じて通信手段をグループ分
けした場合には、請求項7に記載のように、電気的装置
の少なくとも一つに、複数の通信手段を設け(詳しく
は、少なくとも、情報を送信する送信手段と、この送信
手段とは異なるグループに属し、情報を受信する受信手
段とを設け)、情報中継手段によって、複数の通信手段
が受信した各グループ毎の受信情報の内、予め転送すべ
き情報として設定された受信情報を、転送すべきグルー
プに属する通信手段から転送させるようにするとよい。
【0018】つまり、このようにすれば、情報中継手段
の機能(ゲートウエイ機能)によって、異なるグループ
の通信手段相互間で同じ情報を送受信させることができ
るようになり、延いては、機能系統が異なる電気的装置
間でも同じ情報を共有させることができる。
【0019】尚、この請求項7に記載の技術は、請求項
4若しくは請求項6に記載の技術と併用できるのはいう
までもない。また、情報中継手段としての機能(ゲート
ウエイ機能)は、後述実施例のように、ゲートウエイ専
用の電気的装置に設けてもよく、複数の電気的装置に分
散させてもよい。
【0020】ところで、本発明の車両用通信システムに
おいては、機能系統別にグループ分けした通信手段が、
通信用の周波数又は符号で決定される専用の通信チャン
ネルを使って情報を送受信するため、同一グループに属
する複数の通信手段が同時期に情報の送信を開始するこ
とがあり、この場合、各送信情報が衝突して、グループ
内の他の通信手段にこれらの情報を伝送することができ
なくなることが考えられる。
【0021】そこで、こうした問題を防止するには、請
求項8に記載のように、各通信手段を、予め設定された
送信用のスケジュールに従って情報を送信するように構
成するとよい。つまり、このようにすれば、グループ内
での送信情報の衝突を確実に防止できる。
【0022】尚、請求項6に記載のように各電気的装置
毎に専用の送信手段を設けた場合、このような送信情報
の衝突の問題は発生しないので、各送信手段を、必ずし
も請求項8に記載のように構成する必要はないが、請求
項6に記載の装置においても、各送信手段を、予め設定
された送信用のスケジュールに従って情報を送信するよ
うに構成してもよい。そして、このようにした場合に
は、後述の請求項9〜請求項11に記載の発明を適用で
きることになり、送信手段から受信手段への情報送信の
異常をスケジュールに基づき速やかに判定できるように
なる。
【0023】また、請求項8に記載のように、通信手段
を、送信用のスケジュールに従って情報を送信するよう
に構成する場合、各通信手段が情報を送信する際の時刻
を各電気的装置毎に一致させる必要があり、この為に
は、通信手段を介して現在時刻を表す時間情報(タイム
スタンプ等)を送受信することで、各電気的装置間で管
理される現在時刻を一致させるようにすることが望まし
い。
【0024】一方、上記のように、各通信手段が各グル
ープ毎に定められたスケジュールに従って情報を送信す
るようにした場合、そのスケジュールに基づき、グルー
プ内で正常に情報が送受信されているかどうかを監視で
きる。そこで、請求項8に記載の車両用通信システムに
おいては、請求項9に記載のように、電気的装置の少な
くとも一つに、当該装置に設けられた通信手段が受信し
た受信情報から、その通信手段が属するグループ内でス
ケジュール通りに情報が送受信されているか否かを監視
し、スケジュール通りに情報を送受信できていない場合
には、その通信手段が属するグループの全通信手段に対
して、通信用の周波数又は符号(つまり通信チャンネ
ル)を変更する指令を発するチャンネル変更指令発生を
設けるとよい。
【0025】そして、このようにすれば、ノイズ等の外
乱によって特定グループの通信チャンネルが送受信不能
になった場合でも、そのグループの通信チャンネルを変
更して、グループ内での送受信を速やかに復旧させるこ
とができる。また特に、請求項3に記載のシステムのよ
うに、各通信手段が専用の通信線を使用せず、電源線や
無線を利用して情報の送受信を行うようにした場合、外
乱の影響を受け易くなるが、このような対策を採れば、
請求項3に記載のような外乱の影響を受け易いシステム
でも良好な通信を行うことができるようになり、通信の
信頼性を向上できる。
【0026】ここで、チャンネル変更指令発生手段が、
送受信の異常が発生したグループの通信手段に対してチ
ャンネル変更指令を発する場合、送受信の異常が発生し
たグループの通信手段から直接他の通信手段にチャンネ
ル変更指令を送信させる際には、例えば、通信チャンネ
ルの異常を判定した通信手段の情報の送信電力を上げる
とか、或いは、チャンネル変更指令のデータ構成を他の
情報に比べて単純化することで、通信の信頼性を高め、
チャンネル変更指令が、通信異常が発生したグループの
全ての通信手段に確実に届くようにすることが望まし
い。
【0027】またこのように、通信異常が発生したグル
ープの全ての通信手段にチャンネル変更指令を確実に届
けるには、例えば請求項10に記載のようにしてもよ
い。即ち、請求項10に記載の車両用通信システムにお
いては、電気的装置の各々に、緊急情報通信専用のグル
ープに属する緊急通信手段と、緊急通信手段が当該電気
的装置に設けられた他の通信手段のグループに対するチ
ャンネル変更指令を受信すると、その指令に従い対応す
る通信手段の通信チャンネルを変更する通信チャンネル
変更手段とを設け、チャンネル変更指令発生手段がチャ
ンネル変更指令を発する際には、チャンネル変更指令発
生手段が設けられた電気的装置が備える緊急通信手段か
らチャンネル変更指令を送信するようにしている。
【0028】このため、請求項10に記載の車両用通信
システムによれば、ノイズ等の外乱によって特定グルー
プの通信チャンネルが送受信不能になった場合に、その
グループの通信チャンネルを確実に変更することがで
き、システムの信頼性を向上することができる。
【0029】また、このように送受信不良になったグル
ープの通信チャンネルを確実に変更するには、必ずし
も、上記のような対策を施す必要はなく、例えば、請求
項11に記載のように、チャンネル変更指令発生手段に
よる監視機能を有する通信チャンネル変更手段を、各電
気的装置に夫々設けるようにしてもよい。
【0030】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施例を図面と
共に説明する。図1は、本発明が適用された第1実施例
の車両用通信システムの構成を表す構成図である。
【0031】本実施例の車両用通信システムは、車両に
搭載された電気的装置であるエンジンECU2、VSC
・ECU4、ACC・ECU6、ECT・ECU8、メ
ータECU10、ボディECU12、ドアECU14、
電子キーECU16、…に夫々組み込まれた、送受信部
2a、4a、6a、8a、10a、12a、14a、1
6a、…と、これらを接続する電源線18とからなる。
【0032】ここで、エンジンECU2は、エンジンを
制御するエンジン制御装置であり、ECT・ECU8
は、自動変速機の変速制御を行う変速制御装置であり、
これらは、所謂パワートレイン系の制御装置である。ま
た、VSC・ECU4は、車両の姿勢制御及び制動制御
を行う制御装置であり、ACC・ECU6は、車両を先
行車両に追従させる制御を行う走行制御装置であり、こ
れらは所謂車両運動系の制御装置である。
【0033】一方、メータECU10は、車速、エンジ
ン回転数、ドアの開閉状態、変速機のシフトレンジ等、
車両の各種状態を表示装置に表示するためのものであ
り、電子キーECU16は、送信電波を受信・復調し
て、その送信電波がキーレスエントリ用の電子キーから
のものであるかを判定し、そうであれば電子キーからの
指令を表す情報をボディECU12に送信する制御装置
であり、ボディECU12は、電子キーECU16から
取得した指令情報に従いドアECU14にドアのロック
・アンロックを指令したり、ドアがロックされて乗員が
車両から離れたときに図示しない盗難防止ECUを起動
したりするための制御装置であり、ドアECU14は、
ボディECU12からの指令に従いドアをロック・アン
ロックしたり、ドアが開いているときにその旨を表す情
報をボディECU12に送信したりするための制御装置
であり、これらは所謂ボディ系の制御装置である。
【0034】また、これら各ECU2〜16に組み込ま
れた送受信部2a〜16aは、各ECU2〜16の頭脳
であるマイクロコンピュータ(以下、マイコンという)
から出力される情報を伝送信号に変換して、通信線とな
る電源線18上に送出したり、電源線18を介して他の
ECUから送信されてきた伝送信号を受信・復調してマ
イコンに出力するためのものである。
【0035】そして、本実施例においては、これら各送
受信部2a〜16a間で送受信される情報は、その情報
の種別に応じて、エンジンECU2、ECT・ECU8
等が取得したパワートレイン系の情報(エンジン回転
数、変速機のシフト位置等)と、VSC・ECU4、A
CC・ECU6等が取得した車両運動系の情報(車速、
車両加速度等)と、メータECU10、ボディECU1
2、ドアECU14、電子キーECU16等が取得した
ボディ系の情報とにグループ分けされ、各グループの情
報毎に、例えば、パワートレイン系の情報は周波数f
1、ボディ系の情報は周波数f2、車両運動系の情報は
周波数f3、…というように、電源線18に流す伝送周
波数が設定されている。つまり、本実施例では、各種情
報がその情報の種別(換言すれば機能系統)に応じて設
定された伝送周波数にて多重伝送(FDMA)されるの
である。
【0036】また、こうした多重伝送を実現するため
に、各ECU2〜16に組み込まれる送受信部2a〜1
6aは、各ECU2〜16が属する機能系統(パワート
レイン系、ボディ系、運動系)の情報は勿論のこと、他
の機能系統の情報が必要であれば、その情報も取得でき
るようにされている。
【0037】即ち、例えばエンジンECU2では、パワ
ートレイン系の情報は勿論のこと、車両運動系で取得さ
れる車速等の情報も必要であることから、送受信部2a
は、伝送周波数f1、f3の情報を夫々送受信できるよ
うに、これら各周波数に対応した2種類の送受信回路か
ら構成されている。また例えば、メータECU10で
は、ボディ系で取得されるドアの開閉状態等の情報も、
パワートレイン系で取得されるエンジン回転数等の情報
も、車両運動系で取得される車速等の情報も必要である
ことから、送受信部10aは、伝送周波数f1、f2、
f3の情報を夫々送受信できるように、これら各周波数
に対応した3種類の送受信回路から構成されている。
【0038】次に、このように各送受信部2a〜16a
を構成する一又は複数の送受信回路は、例えば、図2
(a)に示す如く構成される。尚、この送受信回路は、
本発明の通信手段に相当する。図2(a)に示すよう
に、本実施例の送受信回路20は、FDMA方式で多重
通信を行うためのものであるため、送受信すべき情報の
種別に応じて定められた周波数(f1〜f3の何れか)
の搬送波を生成する電圧制御型の可変発振器(VCO)
22と、この可変発振器22にて生成された搬送波をマ
イコン32から出力された送信情報を用いて変調(例え
ばFM変調)し伝送信号を生成する変調部24と、この
変調部24からの伝送信号を電源線18に接続された電
源分離フィルタ34側に出力する方向性結合器26を備
える。
【0039】尚、マイコン32から出力される送信情報
は、図2(b)に示すように、本来のデータに、送信元
(つまり自己)のECUを特定するために予め設定され
た送信元IDと、今回送信するデータの種類を表すデー
タIDと、エラーチェック又は訂正用の符号(ここでは
CRC)を付与したものである。
【0040】また、マイコン32が送受信回路20に送
信情報を出力するタイミングは、送受信回路20が送受
信する情報が属するグループ(つまり機能系統)毎に、
伝送信号が衝突することのないように設定されたスケジ
ュールに沿って決められており、マイコン32は、メモ
リからこのスケジュール情報を読み出し、送信が許可さ
れたタイミングで送信情報を出力する。このため、送受
信回路20が送信した伝送信号が同じグループの他の送
受信回路が送信した伝送信号と衝突することはない。
【0041】尚、本実施例では、上記各ECUに設けら
れたマイコン32は、情報の送受信を各グループ毎に上
述したスケジュール情報に従って正確に実行できるよう
に、送受信回路20を介して現在時刻を表す時間情報
(タイムスタンプ等)を定期的に送受信し、その時間情
報に基づき、内蔵タイマ(時計)を調整する時刻調整の
ための処理を実行する。この結果、本実施例の車両用通
信システムでは、各ECUで管理される時間(時刻)が
一致し、各ECU間で情報の送受信時刻を一致させるこ
とができる。
【0042】次に、電源分離フィルタ34は、電源線1
8から送受信回路20に至る経路では直流成分若しくは
低周波成分を遮断して、上記伝送信号を高周波成分を通
過させ、逆に、電源線18から各ECU2〜16内の電
源回路36では高周波成分を遮断し、直流又は低周波成
分を通過させるためのフィルタである。従って、変調部
24にて生成された所定周波数帯(f1〜f3の何れ
か)の伝送信号は、電源分離フィルタ34を介して、電
源線18上に送出されることになる。
【0043】一方、電源線18から電源分離フィルタ3
4を介して送受信回路20に入力される他の送受信回路
からの伝送信号は、方向性結合器26を介して、バンド
パスフィルタ(BPF)28に入力される。BPF28
は、変調部24で生成される伝送信号と同じ周波数帯の
伝送信号(つまり、当該送受信回路20と同じグループ
に属する他の送受信回路からの伝送信号)のみを選択的
に通過させ、他の周波数帯の信号を遮断するためのもの
であり、BPF28を通過した伝送信号は、復調部38
にて受信情報に復調(例えばFM復調)されて、マイコ
ン32に入力される。
【0044】すると、マイコン32は、その入力された
受信情報から、送信元IDやデータIDを確認して、こ
の情報は自己の制御動作に必要なものであるかどうかを
判断し、必要であればメモリに格納する。以上、説明し
たように、本実施例の車両用通信システムにおいては、
車両に搭載された各ECU2〜16に、電源線18を介
して各種情報を送受信可能な送受信部2a〜16aが設
けられており、しかも、これら各送受信部2a〜16a
は、ECUが他のECUとの間で送受信すべき情報を、
その情報が属するグループ毎に異なる伝送周波数で多重
通信できるように、1又は複数の送受信回路20から構
成されている。
【0045】このため、本実施例の車両用通信システム
によれば、各ECU2〜16を連係動作させたり複数の
ECU2〜16間で情報を共有させるために、従来のネ
ットワーク(車載LAN)のように、専用の通信線を車
両に配線する必要がなく、システムを簡単且つ低コスト
で実現できる。
【0046】また、本実施例の車両用通信システムにお
いては、送受信する伝送信号の周波数が同じ(換言すれ
ば通信チャンネルが同じ)各グループの送受信回路20
の一つが、他のECUに設けられた同一グループの全て
の送受信回路20に情報を送信し、それを受信したEC
U側でその情報が必要かどうかを判定して、必要で有れ
ばその情報を取り込むことから、各グループ毎に情報を
効率よく送受信できる。
【0047】ここで、上記実施例では、各グループの送
受信回路20がFDMA方式の多重通信を行うものとし
て説明したが、同時多重通信は、CDMA方式でも実現
できることから、送受信回路20をスペクトラム拡散方
式で情報を送受信するよう構成してもよい。また、上記
実施例では、ECU間の配線を不要とするために、車載
バッテリから各ECUに電源供給を行う電源線18を用
いて情報を送受信するものとして説明したが、本発明で
は、多重通信を利用するので、通信専用の信号線や無線
で情報を送受信するようにしてもよい。
【0048】そして、電源線のかわりに通信専用の信号
線を使用する場合は、図2に示す電源分離フィルタを外
し、送受信回路20への結線を電源線から通信専用の信
号線に変更するだけでよい。但し、この場合、図1の電
源線に加え、通信専用の信号線の配線が必要となる。
【0049】次に本発明の第2実施例として、無線を利
用してCDMA方式の多重通信を行う車両用通信システ
ムについて説明する。図3に示すように、本実施例の車
両用通信システムでは、エンジンECU2、VSC・E
CU4、ACC・ECU6、ECT・ECU8、周辺監
視ECU9、…を制御系、メータECU10、盗難防止
ECU40、エアコンECU42、…をボディ系、ナビ
ゲーションECU44、オーディオECU46、電話E
CU48、…を映像・音声等の情報系(AVC系)とし
て、これら各機能系統毎に無線ネットワーク(制御系ネ
ットワーク、AVC系ネットワーク、ボディ系ネットワ
ーク)を構成している。
【0050】そして、本実施例では、各ECUの機能系
統毎にネットワークを構成するため、各ECUには、各
ネットワーク毎に割り当てられたPN符号(擬似ランダ
ム雑音符号)でスペクトラム拡散方式(SS方式)の通
信を行う送受信回路60(図4参照)が設けられてい
る。
【0051】つまり、制御系ネットワークを構成するE
CUには、符号PN1を用いてSS方式の通信を行う送
受信回路60が、AVC系ネットワークを構成するEC
Uには、符号PN2を用いてSS方式の通信を行う送受
信回路60が、ボディ系ネットワークを構成するECU
には、符号PN3を用いてSS方式の通信を行う送受信
回路60が、夫々設けられている。
【0052】また、これら各ネットワーク間で必要な情
報をやり取りするために、本実施例の車両用通信システ
ムには、別途、情報中継手段としての機能を有する専用
のゲートウエイECU50が設けられている。尚、この
ゲートウエイECU50には、各制御系ネットワークを
構成している全てのECUとの間で情報を送受信できる
ようにするために、符号PN1、PN2、PN3を用い
てSS方式の通信を行う3種類の送受信回路60が設け
られている。
【0053】本実施例で用いられる送受信回路60は、
例えば図4に示すように構成される。即ち、本実施例の
送受信回路60は、SS方式で情報を送受信することに
より無線を用いた同時多重通信を実現するためのもので
あるため、上記のように各ネットワーク毎に割り当てら
れたPN符号を発生する2つ(送受信用)のPN符号発
生部62、64を備える。
【0054】そして、この送受信回路60では、マイコ
ン32から出力された送信情報(図2(b)に示したも
のと同一構成)を、まず、一次変調部65にて一次変調
(PSK,FSK等)し、二次変調部66にて、一次変
調後の送信信号にPN符号発生部62が発生したPN符
号を重畳することにより、送信信号を拡散させ、更に、
RF部68で送信信号を増幅する。そして、このRF部
68から出力される送信信号は、方向性結合器70を介
して、アンテナANTに送られ、アンテナANTから周
囲に送信される。
【0055】尚、マイコン32からの送信情報の出力
は、上記実施例と同様、予めメモリに記憶されたスケジ
ュール情報に従い、送信が許可されたタイミングで行わ
れる。よって、本実施例の車両用通信システムでも、送
受信回路60からの送信信号が同じグループ(ネットワ
ーク)の他の送受信回路からの送信信号と衝突すること
はない。また、スケジュール情報に基づく情報の送受信
を各ECU間で正確に実行できるようにするために、本
実施例においても、マイコン32は、送受信回路20を
介して現在時刻を表す時間情報(タイムスタンプ等)を
定期的に送受信して、その時間情報に基づき内蔵タイマ
(時計)を調整する処理を実行する。
【0056】一方、他の送受信回路からの送信信号は、
アンテナANTにて受信され、方向性結合器70を介し
て、RF部72に入力される。そして、RF部72に入
力された受信信号は、RF部72で増幅された後、二次
復調部74にて、PN符号発生部64が発生したPN符
号と混合されることにより、逆拡散される。尚、二次復
調部74には、PN符号発生部64が発生するPN符号
を受信信号に同期させるための同期部76が設けられて
いる。そして、二次復調部74にて逆拡散された受信信
号は、BPF78を介して、一次復調部80に入力さ
れ、一次復調部80にて元の情報に復元された後、受信
情報としたマイコン32に入力される。
【0057】ここで、図4に示した送受信回路60は、
周知の直接拡散方式のものであるが、スペクトラム拡散
としては、周波数ホッピング方式も知られており、ま
た、これらと同じ拡散方式でも種々の構成があるので、
実際に送受信回路60を構成する際には、システムに適
したものを適宜選択すればよい。
【0058】また、マイコン32は、上記実施例と同
様、送受信回路60から入力された受信情報が自己の制
御に必要なものであるかどうかを判断して、必要であれ
ばメモリに格納する。次に、ゲートウエイECU50の
情報中継手段としての機能は、ゲートウエイECU50
に組み込まれたマイコン32が、図5に示す転送処理
を、各ネットワーク毎(換言すればゲートウエイECU
50に設けられた各ネットワーク用の送受信回路60
毎)に実行することにより実現される。
【0059】即ち、図5に示すように、ゲートウエイE
CU50は、送受信回路60からデータ(受信情報)が
入力されたか否かを判断することにより、送受信回路6
0がデータを受信するのを待ち(S110、Sはステッ
プを表す)、送受信回路60がデータを受信すると、そ
の受信データに付与された送信元IDやデータIDを確
認して、受信データは、他のネットワークに転送すべき
ものであるか否かを、メモリに格納された転送情報に基
づき判定する(S120)。
【0060】そして、受信データが他のネットワークに
転送すべきものでなければ、再度S110に移行して、
送受信回路60がデータを受信するのを待ち、受信デー
タが、他のネットワークに転送すべきものであれば、受
信データを送信情報として、転送すべきネットワーク用
の送受信回路60へ出力することにより、そのデータを
他のネットワークへ転送させる(S130)。
【0061】尚、この処理終了後は、再度S110に移
行し、上記処理を繰り返し実行する。また、S130で
の受信データの転送は、転送先のネットワークのスケジ
ュールに従い、ゲートウエイECU50からの送信が許
可されたタイミングで行う。以上説明したように、第2
実施例の車両用通信システムにおいては、各ECUの機
能系統別にネットワークが構成され、そのネットワーク
のECUに設けられた送受信回路60は、そのネットワ
ークに割り当てられた共通のPN符号を用いてSS方式
で情報の送受信を行う。このため、本実施例によれば、
無線を利用した同時多重通信を実現でき、上記実施例と
同様の効果を得ることができる。
【0062】また、本実施例では、各ネットワーク毎の
ECUには、他のネットワークへデータを送信する機能
はないが、別途ゲートウエイECU50を設けているの
で、各ネットワーク間で情報を共有できる。尚、ゲート
ウエイECU50は、一つの通信システムに複数設けて
もよく、或いは、ゲートウエイECU50の情報中継手
段としての機能を、各ネットワークを構成するECUに
持たせてもよい。また、第1実施例の通信システムにお
いて、1又は複数のECUに上述したゲートウエイEC
U50と同様の機能(情報中継手段としての機能)を持
たせてもよい。
【0063】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、種々
の態様を採ることができる。例えば、上記説明では、第
1実施例では、情報を送受信する送受信回路20を、送
受信する情報の種別(機能系統)に応じてグループ化
し、各ECUには、送受信すべき情報に応じたグループ
の送受信回路20を設けるものとし、第2実施例では、
情報を送受信する送受信回路60を、各ECUの種類
(機能系統)に応じてグループ化し、各ECUには、必
要な情報を送受信する全ての送受信回路60(換言すれ
ば、ECUとは異なる機能系統に属する送受信回路を含
む送受信回路60)を設けるものとしたが、送受信回路
を、各ECU毎にグループ化し、各ECUには、自己の
グループに属する送信回路と、必要な情報を送信してく
る送信回路に属する受信回路とを夫々設けるようにして
もよい。
【0064】また、上記各実施例では、一つのグループ
内で複数の送受信回路が同時に送信を開始することのな
いよう、各グループ毎に送信用のスケジュールを設定す
るようにしたが、この場合、そのスケジュールに基づ
き、各グループ毎に正常に情報が送受信されているかど
うかを監視できる。
【0065】このため、上記各実施例では、例えば、各
グループ毎に情報が正常に送受信できているかを監視
し、異常時には、そのグループの送受信回路が情報の送
受信に使用する周波数若しくはPN符号を変更すること
により、そのグループで使用される通信チャンネルを予
備の通信チャンネル(予備チャンネル)に自動で変更す
る通信チャンネル切換機能を付与することもできる。つ
まり、このようにすれば、各送受信回路間で送受信され
る伝送信号にノイズなどの外乱が侵入して情報の送受信
を正常にできなくなった場合に、通信チャンネルを速や
かに変更して、情報の送受信を正常に実行させることが
できるようになり、通信システムの信頼性を向上でき
る。
【0066】そこで、次に、上述した通信チャンネル切
換機能を付与した車両用通信システムについて説明す
る。図6は、第2実施例の通信システムにおいて、ゲー
トウエイECU50にて、各グループ毎に情報が正常に
送受信できているかを監視し、異常時には、ゲートウエ
イECU50から異常が発生したグループ(第2実施例
では制御系ネットワーク等の各種ネットワーク)の送受
信回路60に対して、PN符号を予備のPN符号に変更
させる符号変更指令(換言すれば通信チャンネルの変更
指令)を送信することで、通信チャンネル切換機能を実
現させる場合に、ゲートウエイECU50にて実行され
るデータ監視・転送処理を表すフローチャートである。
【0067】尚、図6に示すフローチャートは、図5に
示した転送処理と同様、ゲートウエイECU50内のマ
イコンにて、各ネットワーク毎に実行される処理であ
る。図6に示す如く、このデータ監視・転送処理では、
ゲートウエイECU50は、まず、監視対象となってい
る送受信回路60が属するネットワークのスケジュール
をメモリから読み込み、そのネットワーク内で情報が送
受信される時刻(受信時刻)になるのを待つ(S31
0)。そして、受信時刻になると、送受信回路60から
出力される受信情報を読み込む受信処理(S320)を
実行し、続くS330で、スケジュールに対応したデー
タを正常に受信できたか否かを判断する。
【0068】そして、データを正常に受信できた場合に
は、S340にて、その受信データに付与された送信元
IDやデータIDに基づき、受信データは、他のネット
ワークに転送すべきものであるか否かを判定し(S34
0)、受信データが他のネットワークに転送すべきもの
でなければ、再度S310に移行して、送受信回路60
がデータを受信するのを待つ。
【0069】また、S340にて、受信データが、他の
ネットワークに転送すべきものであると判断すると、そ
の受信データを送信情報として、転送すべきネットワー
ク用の送受信回路60へ出力することにより、そのデー
タを他のネットワークへ転送させる、情報中継手段とし
ての処理を実行する(S350)。
【0070】一方、S330にて、データを正常に受信
できなかったと判断すると、監視中のネットワークの通
信チャンネルが外乱(ノイズ)の影響を受けていると考
えられるので、S360に移行して、例えばRF部68
への供給電流を増加させる等して、送受信回路60の送
信電力を増加させ、続くS370にて、送受信回路60
から対応するネットワーク(つまり異常を判定したネッ
トワーク)のECUに対して、通信チャンネル(図6で
はチャンネルをCHと記載)の変更指令(チャンネル変
更指令)を送信する、チャンネル変更指令発生手段とし
ての処理を実行する。
【0071】そして、その後、S380にて、自己の送
受信回路60のPN符号発生部64に設定されているP
N符号を、予め設定された予備チャンネルに対応したP
N符号(例えばPN1→PN1′)に変更し、再度S3
10に移行する。尚、S370にて、チャンネル変更指
令を送信する際には、通信異常が発生したグループ(換
言すればネットワーク)の全てのECUに チャンネル
変更指令を確実に伝送できるようにするために、その指
令信号のデータ構造を、例えば、ビット数を減らし、同
一ビットデータの連続数を長くする等して、図2(b)
に示した通常時のデータ構造よりも簡単にし、情報送受
信時の信頼性を向上する。
【0072】また、上記S370の処理によりゲートウ
エイECU50から送信されたチャンネル変更指令を送
受信回路60が受信したECUにおいては、マイコン3
2が、上記S380と同様の処理を実行することによ
り、チャンネル変更指令を受信した送受信回路60のP
N符号発生部64に設定されているPN符号を、予め設
定された予備チャンネルに対応したPN符号(例えばP
N1→PN1′)に変更する。
【0073】このように、ゲートウエイECU50側
で、図6に示すデータ監視・転送処理を実行するように
すれば、ノイズ等の外乱によって特定グループ(ネット
ワーク)の通信チャンネルに通信異常が発生したとして
も、その通信チャンネルが自動で予備チャンネルに切り
換えられることになるので、各ECU間での情報の送受
信を問題なく実行できる。
【0074】尚、図6に示すデータ監視・転送処理で
は、ゲートウエイECU50から通信異常が発生したE
CUに対して、異常が発生した送受信回路を用いてチャ
ンネル変更指令を送信するようにしたが、例えば、車両
用通信システムを構成している全ECUに緊急情報専用
の送受信回路(緊急情報通信手段)を設け、ゲートウエ
イECU50にて特定グループ(ネットワーク)の通信
異常を検出した際には、緊急情報専用の送受信回路を利
用して、全ECUに通信チャンネル変更指令を送信する
ようにしてもよい。
【0075】つまり、図6に示したデータ監視・転送処
理を、図7(a)に示すように変更することで、ゲート
ウエイECU50が特定グループ(ネットワーク)の異
常を判定した際(S330:YES)には、そのグルー
プに対する通信チャンネル変更指令を、緊急情報専用の
送受信回路(換言すれば緊急通信チャンネル)を利用し
て、全てのECUに送信する(S375)ようにし、他
のECU側では、図7(b)に示すように、緊急通信C
H監視処理を実行することにより、緊急情報専用の送受
信回路にて受信される緊急通信チャンネルの受信情報を
常時監視して、自己の送受信回路60に対する通信チャ
ンネル変更指令が受信されたか否かを判定し(S41
0)、通信チャンネル変更指令が受信された際には、そ
の指令に対応した自己の送受信回路60のPN符号を、
予備チャンネルに対応したPN符号(例えばPN1→P
N1′)に変更する(S420)、通信チャンネル変更
手段としての処理を実行するようにすればよい。
【0076】また、こうした通信チャンネル変更指令と
しての機能は、必ずしもゲートウエイECU50に設け
る必要はなく、各グループの送受信回路に1つ、より好
ましくは2つ以上付与されるように、各ECUに分配し
て付与するようにしてもよい。
【0077】また、図8に示すように、全てのECU
で、自己の所有する送受信回路(若しくは受信回路)が
属するグループ(ネットワーク)で、受信処理が正常に
実行されているかどうかを判定し(S510〜53
0)、異常判定時には、対応する送受信回路60のPN
符号を、予備チャンネルに対応したPN符号(例えばP
N1→PN1′)に変更する(S540)ようにしても
よい。
【0078】尚、図8は、第2実施例の車両用通信シス
テムを構成する全てのECUに、請求項11に記載の通
信チャンネル変更手段としての機能を付与した場合のフ
ローチャート(データ監視処理)を表し、S510〜S
530の処理は、図6又は図7に示したS310〜S3
30の処理と同様に実行される。
【0079】以上、本発明の実施形態として、第1実施
例ではFDMA方式による電源線を用いた例を開示し、
第2実施例ではSS方式(CDMA方式)による無線を
用いた例を開示したが、これら各方式による通信を、上
記各実施例とは異なる伝送媒体である無線又は電源線若
しくは通信専用の信号線を用いて実施するようにして
も、もちろんよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1実施例の車両用通信システム全体の構成
を表す構成図である。
【図2】 FDMA方式の多重通信を実現する際に用い
られる送受信回路とその周辺回路の構成を表すブロック
図である。
【図3】 第2実施例の車両用通信システム全体の構成
を表す構成図である。
【図4】 CDMA方式の多重通信を実現する際に用い
られる送受信回路とその周辺回路の構成を表すブロック
図である。
【図5】 第2実施例のゲートウエイECUにて実行さ
れる転送処理を表すフローチャートである。
【図6】 ゲートウエイECUにて実行されるデータ監
視・転送処理の一例を表すフローチャートである。
【図7】 ゲートウエイECUにて実行されるデータ監
視・転送処理(a)の他の例及びこれに対応して全EC
Uで実行される緊急通信CH監視処理(b)を表すフロ
ーチャートである。
【図8】 全ECUにて実行されるデータ監視処理の一
例を表すフローチャートである。
【符号の説明】
2…エンジンECU、4…VSC・ECU、6…ACC
・ECU、8…ECT・ECU、9…周辺監視ECU、
10…メータECU、12…ボディECU、14…ドア
ECU、16…電子キーECU、40…盗難防止EC
U、42…エアコンECU、44…ナビゲーションEC
U、46…オーディオECU、48…電話ECU、50
…ゲートウエイECU、18…電源線、20,60…送
受信回路、22…可変発振器、24…変調部、26…方
向性結合器、32…マイコン、34…電源分離フィル
タ、36…電源回路、38…復調部、62,64…PN
符号発生部、65…一次変調部、66…二次変調部、6
8,72…RF部、70…方向性結合器、74…二次復
調部、76…同期部、80…一次復調部、ANT…アン
テナ。

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両に搭載された各種電気的装置に夫々
    設けられ、各種情報を送受信する複数の通信手段からな
    る車両用通信システムであって、 前記複数の通信手段は、機能系統別に複数グループに区
    分され、 前記各通信手段は、各グループ毎に割り当てられた通信
    用の周波数又は符号を用いて、各グループ単位で通信を
    行うことを特徴とする車両用通信システム。
  2. 【請求項2】 前記各通信手段は、前記各グループ単位
    でFDMA又はCDMAによる同時多重通信を行うこと
    を特徴とする請求項1記載の車両用通信システム。
  3. 【請求項3】 前記各通信手段は、各電気的装置に電源
    供給を行うために車両に配線された電源線若しくは無線
    にて各種情報を送受信することを特徴とする請求項1又
    は請求項2記載の車両用通信システム。
  4. 【請求項4】 前記複数の通信手段は、他の通信手段と
    の間で送受信する情報の種類に基づき複数グループに区
    分され、 複数種類の情報が必要な電気的装置には、該情報の種類
    に応じた複数の通信手段が設けられていることを特徴と
    する請求項1〜請求項3何れか記載の車両用通信システ
    ム。
  5. 【請求項5】 前記複数の通信手段は、前記電気的装置
    の種類に基づき複数グループに区分され、 前記各電気的装置には、対応するグループの通信手段が
    設けられていることを特徴とする請求項1〜請求項3何
    れか記載の車両用通信システム。
  6. 【請求項6】 前記複数の通信手段は、前記各電気的装
    置毎に一つのグループを構成するよう複数グループに区
    分され、 各グループを構成する通信手段は、 属するグループに対応した電気的装置に設けられ、該電
    気的装置側の情報を送信する送信手段と、 該送信手段から送信される情報が必要な1又は複数の電
    気的装置に設けられ、前記送信手段から送信された情報
    を受信する1又は複数の受信手段と、 を備えることを特徴とする請求項1〜請求項3何れか記
    載の車両用通信システム。
  7. 【請求項7】 前記電気的装置の少なくとも一つは、 属するグループが異なる複数の通信手段と、 該複数の通信手段が受信した各グループ毎の受信情報の
    内、予め転送すべき情報として設定された受信情報を、
    転送すべきグループに属する通信手段から転送させる情
    報中継手段と、 を備えることを特徴とする請求項1〜請求項6何れか記
    載の車両用通信システム。
  8. 【請求項8】 前記各通信手段は、予め設定された送信
    用のスケジュールに従い、情報を送信することを特徴と
    する請求項1〜請求項7何れか記載の車両用通信システ
    ム。
  9. 【請求項9】 前記電気的装置の少なくとも一つは、前
    記通信手段に加えて、 該通信手段が受信した受信情報から、該通信手段が属す
    るグループ内で前記スケジュール通りに情報が送受信さ
    れているか否かを監視し、スケジュール通りに情報を送
    受信できていない場合に、該通信手段が属するグループ
    の全通信手段に対して、通信用の周波数又は符号を変更
    させるチャンネル変更指令を発するチャンネル変更指令
    発生手段、 を備えることを特徴とする請求項8記載の車両用通信シ
    ステム。
  10. 【請求項10】 前記各電気的装置は、 緊急情報通信専用のグループに属する緊急通信手段と、 該緊急通信手段が当該電気的装置に設けられた他の通信
    手段のグループに対するチャンネル変更指令を受信する
    と、該指令に従い対応する通信手段の通信チャンネルを
    変更する通信チャンネル変更手段と、 を備え、 前記チャンネル変更指令発生手段は、当該チャンネル変
    更指令発生手段が設けられた電気的装置が備える緊急通
    信手段から前記チャンネル変更指令を送信することを特
    徴とする請求項9に記載の車両用通信システム。
  11. 【請求項11】 前記各電気的装置には、夫々、前記通
    信手段に加えて、 該通信手段が受信した受信情報から、該通信手段が属す
    るグループ内で前記スケジュール通りに情報が送受信さ
    れているか否かを監視し、スケジュール通りに情報を送
    受信できていない場合に、該通信手段が通信に用いる周
    波数又は符号を予め設定された予備チャンネル用の周波
    数又は符号に変更する通信チャンネル変更手段、 を備えることを特徴とする請求項8記載の車両用通信シ
    ステム。
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