JP2016187100A

JP2016187100A - 車両用通信システム

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Publication number: JP2016187100A
Application number: JP2015066330A
Authority: JP
Inventors: 忠秀國立; Tadahide Kunitachi
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2015-03-27
Filing date: 2015-03-27
Publication date: 2016-10-27
Anticipated expiration: 2035-03-27
Also published as: JP6490471B2

Abstract

【課題】通信障害が発生した際に、信号の伝送時間を遅くすることなくネットワークを確保することのできる車両用通信システムを提供すること。
【解決手段】車両１に搭載される複数の無線通信端末２０を無線通信によって接続可能に配設することで、閉塞した通信経路１６を構成するリングネットワーク１５と、車両１の天井５に配設され、無線通信端末２０と無線通信によって接続可能な中継端末４０と、を備え、中継端末４０は、複数の無線通信端末２０同士での通信のうち一部の無線通信端末２０同士での通信に障害が発生した際に、通信障害が発生した双方の無線通信端末２０と接続することにより、通信障害が発生した箇所を迂回した通信経路１６を構築する。
【選択図】図６

Description

本発明は、各種車両に搭載される車両用通信システムに関する。

自動車等の車両には様々な電子機器が搭載されており、これらの機器は、車両に搭載される車両用通信システムにより通信が行われ、各種の動作を行う。このように車両に搭載される車両用通信システムは、無線通信や有線通信によって機器同士の間で通信を行い、例えば、複数のノード装置により無線リング型ネットワークを構成する、いわゆる無線リング型ネットワークシステムを用いることができる。

しかし、無線リング型ネットワークシステムを、車両の内部で運用した場合、車両の乗員や、乗員が持ち込んだ手荷物等によって、一部の区間が通信障害を起こす可能性がある。そこで、無線リング型ネットワークシステムでは、通信障害を起こした区間のノード装置が通信ルートを逆転させて、通信障害を起こしていない他の区間において通常とは逆方向にデータを伝送することで、通信障害を起こした区間を迂回して相手先のノード装置にデータを伝送することが提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２０００−１０１６２０号公報

しかしながら、上述した提案では、一部の区間に通信障害が起こると、ネットワークトポロジーがリング型からライン型に変わるので、通信の開始から終了までの所要時間が長くなる。このため、ネットワークを用いて、ノード装置間で信号を伝送する際における伝送時間が、通信障害が発生していないときと比較して遅くなってしまう虞がある。このように、通信障害が発生した際に、ネットワーク上での信号の伝送時間を遅くすることなく、複数のノード装置によるネットワークを確保するのは、大変困難なものとなっている。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、通信障害が発生した際に、信号の伝送時間を遅くすることなくネットワークを確保することのできる車両用通信システムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る車両用通信システムは、車両に搭載される複数の無線通信端末を無線通信によって接続可能に配設することで、閉塞した通信経路を構成するリングネットワークと、前記車両の天井に配設され、前記無線通信端末と無線通信によって接続可能な中継端末と、を備え、前記中継端末は、複数の前記無線通信端末同士での通信のうち一部の前記無線通信端末同士での通信に障害が発生した際に、通信障害が発生した双方の前記無線通信端末と接続することにより、通信障害が発生した箇所を迂回した前記通信経路を構築することを特徴とする。

また、上記車両用通信システムおいて、前記無線通信端末は、前記通信経路を構築するための接続先を決定する通信経路決定手段を備え、前記通信経路決定手段は、前記通信障害が発生した際には、前記通信経路決定手段を備える前記無線通信端末と前記中継端末との間で送受信する情報に基づいて前記接続先を決定することが好ましい。

また、上記車両用通信システムおいて、前記無線通信端末は、前記通信経路を構成する他の前記無線通信端末との間で通信障害が発生した際に、当該無線通信端末と通信可能な前記中継端末を探索する信号である中継端末探索用信号をブロードキャスト送信する中継端末探索手段を備え、前記中継端末は、前記中継端末で前記中継端末探索用信号を受信した際に、前記無線通信端末との接続の可否についての信号である中継接続可否確認信号をブロードキャスト送信する中継接続可否確認手段を備えることが好ましい。

また、上記車両用通信システムおいて、前記無線通信端末は、前記中継端末と接続して前記中継端末を利用可能であることについての通知である中継端末利用通知を前記中継端末に送信する中継端末利用送信手段を備え、前記中継端末探索手段は、当該中継端末探索手段を備える前記無線通信端末と接続すべき前記無線通信端末である接続要求無線通信端末の情報を前記中継端末探索用信号に格納してブロードキャスト送信を行い、前記中継接続可否確認手段は、前記中継端末探索用信号に格納されていた前記接続要求無線通信端末の情報を前記中継接続可否確認信号に格納してブロードキャスト送信を行い、前記中継端末利用送信手段は、前記中継接続可否確認信号に格納されていた前記接続要求無線通信端末の情報が、当該中継端末利用送信手段を備える前記無線通信端末についての情報である場合に、前記中継端末利用通知を送信することが好ましい。

また、上記車両用通信システムおいて、前記中継端末利用送信手段は、当該中継端末利用送信手段を備える前記無線通信端末と接続する前記中継端末の情報を前記中継端末利用通知に格納して前記中継端末に送信することが好ましい。

本発明に係る車両用通信システムは、通信障害が発生した際に、信号の伝送時間を遅くすることなくネットワークを確保することができる、という効果を奏する。

図１は、実施形態に係る車両用通信システムを備える車両の概略図である。図２は、図１に示すリングネットワークの通信経路を示す模式図である。図３は、図１に示す無線通信端末の構成を示すブロック図である。図４は、図１に示す中継端末の構成を示すブロック図である。図５は、障害物によって通信経路が遮断された状態を示す説明図である。図６は、リングネットワークに通信障害が発生した場合の説明図である。図７は、通信障害の発生箇所を迂回する通信経路についての説明図である。

以下に、本発明に係る車両用通信システムの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能、且つ、容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。

〔実施形態〕
図１は、実施形態に係る車両用通信システムを備える車両の概略図である。実施形態に係る車両用通信システム１０は、車両１に搭載されており、複数の無線通信端末２０によって構成されるリングネットワーク１５と、車両１の天井５に配設される中継端末４０と、を備えている。このうち、リングネットワーク１５は、複数の無線通信端末２０を無線通信によって接続可能に配設することで、閉塞したリング状の通信経路１６を構成している。また、中継端末４０は、車両１の天井５に複数が設けられ、リングネットワーク１５を構成する無線通信端末２０と無線通信によって接続可能になっている。

また、無線通信端末２０は、例えば、車両１の車室内に配置された電装品の制御系のネットワークを構成するものとして複数が搭載され、それぞれ車両１の運転時における動作の一部を司る装置になっている。換言すると、車両１は、この複数の無線通信端末２０や、その他の装置が作動することにより、所望の動作を行い、ドライバの意思に沿って走行することが可能になっている。

図２は、図１に示すリングネットワークの通信経路を示す模式図である。車両１に搭載される複数の無線通信端末２０は、無線通信によって互いに通信を行うことが可能になっており、それぞれ他の無線通信端末２０と通信可能な位置に配設されている。リングネットワーク１５は、それぞれの無線通信端末２０が、他の無線通信端末２０に無線通信によって接続されることにより確立される通信経路１６が、リング状となって閉塞した経路になることにより構成されている。なお、本実施形態では、無線通信端末２０同士は無線通信を行うため、通信経路１６は、通信をするための部材がリング状に形成されているのではなく、無線通信端末２０同士の無線通信によるつながりが、概念的に全体としてリング状になっている。

例えば、図２に示すように、リングネットワーク１５が、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆの６つの無線通信端末２０から構成される場合には、ＡからＢ、ＢからＣ、ＣからＤ、ＤからＥ、ＥからＦ、ＦからＡに向けて、信号を発信することにより、通信経路１６に沿って１方向に伝送されるトークンを、６つの無線通信端末２０間で巡回させることができるようになっている。これにより、複数の無線通信端末２０は、通信経路１６がリング状になるネットワークを構成している。また、リングネットワーク１５は、通信経路１６がリング状になることにより、いわゆるリング型ネットワークとして設けられている。

車両１の天井５に配設される複数の中継端末４０は、リングネットワーク１５を構成する無線通信端末２０のそれぞれが、１つ以上の中継端末４０と無線通信を行うことができる位置にそれぞれ配設されている。換言すると、リングネットワーク１５を構成する全ての無線通信端末２０は、２つ以上の他の無線通信端末２０と、１つ以上の中継端末４０と無線通信を行うことができるように設けられている。例えば、図１に示すように、中継端末４０としてＲ_１とＲ_２との２つが設けられている場合には、リングネットワーク１５を構成する無線通信端末２０は、全て、２つの中継端末４０の少なくともいずれか一方と無線通信を行うことができるように構成されている。

図３は、図１に示す無線通信端末の構成を示すブロック図である。無線通信端末２０は、送信回路２１と、受信回路２２と、アンテナ２３と、フラッシュメモリ２５と、データ入出力Ｉ／Ｆ（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）２６と、制御部３０とを備えている。このうち、送信回路２１は、他の無線通信端末２０や中継端末４０に対して送信する情報を、電波である搬送波を変調し、搬送波に乗せることにより、所望の情報を送信する回路になっている。また、受信回路２２は、他の無線通信端末２０や中継端末４０から送信された電波を受信すると共に、電波を復調することにより、情報を取り出す回路になっている。アンテナ２３は、送信回路２１と受信回路２２とにそれぞれ接続されており、送信回路２１から送信する電波を送信したり、受信回路２２で受信する電波を受信したりする電波の送受信部材として設けられている。

また、フラッシュメモリ２５は、無線通信端末２０の作動時に、各種情報を記憶する記憶部になっており、データ入出力Ｉ／Ｆ２６や制御部３０からの信号等に基づいて、記憶する情報を適宜書き換えることが可能になっている。また、データ入出力Ｉ／Ｆ２６は、車両１の運転時に作動する各種装置と、無線通信端末２０との間のデータの入出力部になっており、これらの装置からデータを受け取ったり、これらの装置に対してデータを受け渡したりすることが可能になっている。

また、制御部３０は、無線通信端末２０の制御を行う制御装置になっている。制御部３０のハード構成は、主に演算処理を行うＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）や、無線通信端末２０を作動させるためのプログラムが格納される記憶部、入出力インターフェース等から構成され、既知の制御装置と同様であるため、詳細な説明は省略する。

この制御部３０は、制御部３０の動作時における機能的に見て、通信状態確認部３１と、中継端末確認部３２と、通信状態確認データ生成部３３と、のモジュールを有して構成されている。このうち、通信状態確認部３１は、他の無線通信端末２０や中継端末４０との間の通信状態を確認するためのモジュールになっている。

また、中継端末確認部３２は、他の無線通信端末２０との間で通信障害が発生した際に、中継端末４０が自己の無線通信端末２０と接続可能であるか否かの確認を行うモジュールになっている。また、中継端末確認部３２は、中継端末４０と自己の無線通信端末２０とを接続することにより、自己の無線通信端末２０は中継端末４０を利用可能であることについての通知である中継端末利用通知を、中継端末４０に送信する中継端末利用送信手段としての機能も有している。

また、通信状態確認データ生成部３３は、他の無線通信端末２０との間での通信状態や、中継端末４０との間での通信状態に基づいて、これらに対して送信するデータを生成するモジュールになっている。また、通信状態確認データ生成部３３は、通信経路１６を構成する他の無線通信端末２０との間で通信障害が発生した際に、自己の無線通信端末２０と通信可能な中継端末４０を探索する信号である中継端末探索用信号をブロードキャスト送信する中継端末探索手段としての機能も有している。また、通信状態確認データ生成部３３は、他の無線通信端末２０や中継端末４０に送信するデータを生成すると共に、通信経路１６を構築するための接続先を決定する通信経路決定手段としての機能も有している。

図４は、図１に示す中継端末の構成を示すブロック図である。中継端末４０は、送信回路４１と、受信回路４２と、アンテナ４３と、制御部５０とを備えている。このうち、送信回路４１は、無線通信端末２０に対して送信する情報を、搬送波を変調して搬送波に乗せることにより、所望の情報を送信する回路になっている。また、受信回路４２は、無線通信端末２０から送信された電波を受信すると共に、電波を復調することにより、情報を取り出す回路になっている。アンテナ４３は、送信回路４１と受信回路４２とにそれぞれ接続されており、送信回路４１から送信する電波を送信したり、受信回路４２で受信する電波を受信したりする電波の送受信部材として設けられている。

また、制御部５０は、中継端末４０の制御を行う制御装置になっている。制御部５０のハード構成は、主に演算処理を行うＣＰＵや、中継端末４０を作動させるためのプログラムが格納される記憶部、入出力インターフェース等から構成され、既知の制御装置と同様であるため、詳細な説明は省略する。

この制御部５０は、制御部５０の動作時における機能的に見て、中継接続可否確認部５１と、中継端末利用確定部５２と、中継端末利用最終確定部５３と、通信データ中継部５４と、のモジュールを有して構成されている。このうち、中継接続可否確認部５１は、無線通信端末２０から送信された中継端末探索用信号を中継端末４０で受信した際に、当該中継端末４０と無線通信端末２０との接続の可否についての信号である中継接続可否確認信号をブロードキャスト送信する中継接続可否確認手段として設けられるモジュールになっている。

また、中継端末利用確定部５２は、無線通信端末２０から送信された中継端末利用通知を中継端末４０で受信した際に、この無線通信端末２０との接続を確立するモジュールになっている。また、中継端末利用最終確定部５３は、自己の中継端末４０と無線通信端末２０との接続の確立についての最終的な確定を行うモジュールになっている。また、通信データ中継部５４は、無線通信端末２０から送信された情報のうち、他の無線通信端末２０の送信すべき情報を抽出して送信可能な状態にするモジュールになっている。

本実施形態に係る車両用通信システム１０は、以上のような構成からなり、以下、その作用について説明する。車両用通信システム１０が搭載される車両１の運転時には、ドライバの運転操作や、車両１に搭載されるセンサ類の検出結果等に応じて、車両１に搭載されるアクチュエータ類が作動することにより、ドライバの意思に沿った走行をする。例えば、センサの検出結果が、リングネットワーク１５を構成する無線通信端末２０のいずれかに伝達された場合、無線通信端末２０で受信した信号を無線通信端末２０間で伝達することにより、この信号に適した無線通信端末２０に伝達する。この信号を受信した無線通信端末２０は、センサでの検出結果に基づいて動作を行う。

ここで、車両用通信システム１０の動作について説明する。車両用通信システム１０が備えるリングネットワーク１５では、リング状のネットワークを構成する無線通信端末２０間を通信経路１６に沿って伝送される信号であるトークンが、無線通信端末２０間を常時巡回している。リングネットワーク１５を構成する無線通信端末２０は、複数の無線通信端末２０のうち、このトークンを受け取った無線通信端末２０のみが信号を送信する。トークンには、複数のデータを格納することができると共に、これらデータの送信先も格納することができ、トークンを受信した無線通信端末２０は、トークンの内容を確認することにより、トークンに格納されたデータに応じた動作をする。

詳しくは、トークンを受信した無線通信端末２０は、まず、トークンに格納されている送信先についてのデータの中に、自己の無線通信端末２０が送信先になっているものがあるか否かを判断する。この判断により、トークンに格納されている送信先についてのデータの中に、自己の無線通信端末２０が送信先になっているものがない場合は、無線通信端末２０は、リングネットワーク１５における次の順番の無線通信端末２０に、トークンを送信する。

これに対し、トークンに格納されている送信先についてのデータの中に、自己の無線通信端末２０が送信先になっているものがある場合は、無線通信端末２０は、自己の無線通信端末２０宛てのデータをトークンから取り出す。即ち、無線通信端末２０は、受信回路２２により、自己の無線通信端末２０宛てのデータをトークンから取り出し、データ入出力Ｉ／Ｆ２６に伝達する。これにより、無線通信端末２０は、取り出したデータに応じた動作を行う。トークンからデータを取り出した無線通信端末２０は、データを取り出した後のトークン、または、必要に応じてデータ入出力Ｉ／Ｆ２６から新たなデータを格納したトークンを、送信回路２１から、リングネットワーク１５における次の順番の無線通信端末２０に向けて送信する。リングネットワーク１５は、リングネットワーク１５を構成する無線通信端末２０間で、これらのようにトークンを巡回させながら、各無線通信端末２０とトークンとの間でデータの出し入れを行うことにより、各データを、それぞれのデータに応じた無線通信端末２０に伝達し、無線通信端末２０を作動させる。

リングネットワーク１５では、これらのように通信経路１６に沿ってトークンを巡回させることにより、リングネットワーク１５を構成する全ての無線通信端末２０との間で、互いに情報の送受信を行うが、車両１内には様々な物が持ち込まれるため、このような物によって通信経路１６が遮断される虞がある。

図５は、障害物によって通信経路が遮断された状態を示す説明図である。車両１内に持ち込まれた障害物６０によって、リングネットワーク１５の通信経路１６のうちの一部が遮断されると、トークンを巡回させることができなくなるため、リングネットワーク１５を構成する無線通信端末２０同士の間で、データの送受信を行うことができなくなる。例えば、図５に示すように、車両１内に持ち込まれた物が、Ｃの無線通信端末２０とＤの無線通信端末２０との間に置かれることにより、これらの無線通信端末２０同士の間で無線通信を行うことができなくなった場合、この物は、リングネットワーク１５に対しては障害物６０になる。

この障害物６０によって、Ｃの無線通信端末２０とＤの無線通信端末２０との間で無線通信を行うことができなくなった場合、Ｃの無線通信端末２０とＤの無線通信端末２０との間の通信経路１６は遮断される。この場合、Ｃの無線通信端末２０からＤの無線通信端末２０に対してトークンを送ることができなくなるため、リングネットワーク１５はトークンを巡回させることができなくなり、リングネットワーク１５を構成する全ての無線通信端末２０でデータの送受信を行うことができなくなる。このような通信障害が発生した場合には、本実施形態に係る車両用通信システム１０では、車両１の天井５に配設される中継端末４０を用いることにより、通信障害が発生した箇所を迂回した通信経路１６を構築する。

図６は、リングネットワークに通信障害が発生した場合の説明図である。図７は、通信障害の発生箇所を迂回する通信経路についての説明図である。リングネットワーク１５を構成する無線通信端末２０は、複数の中継端末４０の少なくともいずれか１つと無線通信が可能になっているため、障害物６０によって通信障害が発生した場合には、無線通信端末２０は、中継端末４０との間で無線通信を行うことにより、接続を確立する。本実施形態に係る車両用通信システム１０では、障害物６０によって通信経路１６が遮断された際には、このように無線通信端末２０と中継端末４０との間で無線接続を行うことにより、中継端末４０を介して無線通信端末２０同士で通信を行うことができるようにする。換言すると、中継端末４０は、複数の無線通信端末２０同士での通信のうち一部の無線通信端末２０同士での通信に障害が発生した際に、通信障害が発生した双方の無線通信端末２０と接続することにより、通信障害が発生した箇所を迂回した通信経路１６である迂回経路１７を構築する。これにより、リングネットワーク１５の通信経路１６を、迂回経路１７を用いることによって、閉塞したリング状の通信経路１６に維持する。

具体的には、無線通信端末２０は、送信回路２１が送信した他の無線通信端末２０に対する送信データの、通信経路１６を一周した戻りデータの受信回路２２による受信を、制御部３０が有する通信状態確認部３１で一定期間監視する。このように戻りデータを通信状態確認部３１で監視している状態で、受信回路２２が一定期間内に戻りデータを受信しなかった場合に、通信状態確認部３１は、通信経路１６に障害が発生したことを検出する。

通信経路１６に障害が発生したことを検出した通信状態確認部３１は、通信状態確認データ生成部３３に対して、無線通信端末２０間でのデータの受信状態、即ち、受信強度を確認するための信号である無線通信端末間通信状態確認要求を、送信回路２１を介してブロードキャスト送信させる。リングネットワーク１５を構成する各無線通信端末２０では、この無線通信端末間通信状態確認要求を受信回路２２が受信し、通信状態確認部３１で確認した場合に、無線通信端末間通信状態通知を通信状態確認データ生成部３３に生成させ、送信回路２１からブロードキャスト送信させる。

この無線通信端末間通信状態通知は、受信回路２２により受信した無線通信端末間通信状態確認要求の送信元の無線通信端末２０の識別情報と、受信先としての自身の無線通信端末２０の識別情報と、通信状態確認部３１が確認した無線通信端末間通信状態確認要求の受信回路２２による受信状態（受信強度）を示す受信状態情報とを含んでいる。通信状態確認部３１は、通信経路１６の障害を検出してから一定期間の間、他の無線通信端末２０から送信される無線通信端末間通信状態通知を収集し、収集した無線通信端末間通信状態通知の受信状態情報に基づいて、通信障害が発生している通信経路１６を特定し、検出する。

通信障害が発生している通信経路１６を検出したら、その通信経路１６を用いて通信を行う無線通信端末２０は、接続可能な中継端末４０の探索を行う。例えば、Ｃの無線通信端末２０とＤの無線通信端末２０との間の通信経路１６で通信障害が発生したことを検出した場合、Ｃの無線通信端末２０からＤの無線通信端末２０にデータを送れなくなるため、Ｃの無線通信端末２０は、接続可能な中継端末４０の探索を行う。

接続可能な中継端末４０の探索を行う際には、中継端末探索用の信号である中継端末探索用信号をブロードキャスト送信する。この中継端末探索用信号は、通信状態確認データ生成部３３で生成する。その際に、通信状態確認データ生成部３３は、当該通信状態確認データ生成部３３を備える無線通信端末２０と接続すべき無線通信端末２０である接続要求無線通信端末２８の情報を、中継端末探索用信号に格納して、送信回路２１を介してブロードキャスト送信を行う。例えば、Ｃの無線通信端末２０とＤの無線通信端末２０との間で通信障害が発生している場合において、Ｃの無線通信端末２０から中継端末探索用信号をブロードキャスト送信する場合には、接続要求無線通信端末２８にはＤの無線通信端末２０が該当する。このため、中継端末探索用信号には、接続要求無線通信端末２８としてのＤの無線通信端末２０の情報を格納する。

無線通信端末２０からブロードキャスト送信された中継端末探索用信号を中継端末４０で受信した場合は、この中継端末４０は、中継端末探索用信号に格納されていた接続要求無線通信端末２８の情報を中継接続可否確認信号に格納して、ブロードキャスト送信を行う。例えば、Ｃの無線通信端末２０からブロードキャスト送信された中継端末探索用信号を、Ｒ_１の中継端末４０で受信した場合は、Ｒ_１の中継端末４０は、制御部５０が有する中継接続可否確認部５１で、Ｄの無線通信端末２０の情報を中継接続可否確認信号に格納する。さらに、中継接続可否確認部５１は、Ｄの無線通信端末２０の情報を格納した中継接続可否確認信号を、送信回路４１を介してブロードキャスト送信する。

中継端末４０からブロードキャスト送信をされた中継接続可否確認信号を受信した無線通信端末２０のうち、中継接続可否確認信号に格納されている接続要求無線通信端末２８に該当する無線通信端末２０は、中継接続可否確認信号を送信した中継端末４０に対して、中継端末利用通知を送信する。この中継端末利用通知は、自己の無線通信端末２０は、中継接続可否確認信号を送信した中継端末４０を中継して他の無線通信端末２０と通信可能であることを通知するための信号になっており、無線通信端末２０の制御部３０が有する中継端末確認部３２より送信する。

つまり、中継接続可否確認信号を受信した各無線通信端末２０が有するそれぞれの中継端末確認部３２は、中継接続可否確認信号に格納されていた接続要求無線通信端末２８の情報が、当該中継端末確認部３２を備える無線通信端末２０についての情報である場合に、送信回路２１を介して中継端末利用通知を送信する。例えば、Ｒ_１の中継端末４０から送信された中継接続可否確認信号に格納されていた接続要求無線通信端末２８の情報が、Ｄの無線通信端末２０である場合には、Ｄの無線通信端末２０の中継端末確認部３２は、Ｒ_１の中継端末４０に対して中継端末利用通知を送信する。

その際に、中継端末確認部３２は、当該中継端末確認部３２を備える無線通信端末２０と接続する中継端末４０の情報、即ち、中継接続可否確認信号を送信した中継端末４０の情報を、中継端末利用通知に格納して中継端末４０に送信する。このため、Ｄの無線通信端末２０の中継端末確認部３２は、Ｒ_１の中継端末４０の情報を、中継端末利用通知に格納してＲ_１の中継端末４０に送信する。

接続要求無線通信端末２８から送信された中継端末利用通知を中継端末４０で受信したら、この中継端末４０は、中継端末探索用信号をブロードキャスト送信した無線通信端末２０に対して、中継接続通知を送信する。この中継接続通知は、中継端末探索用信号を送信した無線通信端末２０と、接続要求無線通信端末２８との間で、当該中継端末４０を介して通信を行うことができ、中継端末４０を介した通信経路１６である迂回経路１７を確立したことを通知する信号になっている。無線通信端末２０の通信状態確認データ生成部３３は、当該通信状態確認データ生成部３３を備える無線通信端末２０と中継端末４０との間で送受信する情報に基づいて接続先を決定し、受信回路２２で中継接続通知を受信した際には、通信経路１６を確立するための接続先として、中継接続通知を送信した中継端末４０を選択して決定する。

つまり、Ｄの無線通信端末２０から送信された中継端末利用通知を受信したＲ_１の中継端末４０は、中継端末探索用信号をブロードキャスト送信したＣの無線通信端末２０に対して、中継接続通知を送信する。この中継接続通知を受信したＣの無線通信端末２０が有する通信状態確認データ生成部３３は、当該無線通信端末２０の接続先として、中継接続通知を送信したＲ_１の中継端末４０を選択して決定し、Ｃの無線通信端末２０は、接続先をＤの無線通信端末２０からＲ_１の中継端末４０に切り替える。これにより、通信障害が発生していたＣの無線通信端末２０とＤの無線通信端末２０との間の通信経路１６の代わりに、Ｃの無線通信端末２０とＲ_１の中継端末４０との間の迂回経路１７、及びＲ_１の中継端末４０とＤの無線通信端末２０との間の迂回経路１７からなる通信経路１６が確立される。通信経路１６に障害が発生したリングネットワーク１５は、この迂回経路１７を用いてトークンを巡回させ、リングネットワーク１５を構成する無線通信端末２０間でのデータの送受信を再開する。

なお、中継端末４０は、Ｒ_１のＲ_２との２つが設けられているが、Ｃの無線通信端末２０からブロードキャスト送信された中継端末探索用信号を、Ｒ_２の中継端末４０で受信していない場合は、Ｄの無線通信端末２０から送信した中継端末利用通知をＲ_２の中継端末４０で受信しても、Ｒ_２の中継端末４０は、中継接続通知を送信しない。また、Ｃの無線通信端末２０からブロードキャスト送信された中継端末探索用信号を、Ｒ_２の中継端末４０で受信した状態で、Ｄの無線通信端末２０から送信した中継端末利用通知をＲ_２の中継端末４０で受信しても、中継端末利用通知にはＲ_１の中継端末４０の情報が格納されているため、Ｒ_２の中継端末４０は、最初に受信した中継端末探索用信号を破棄し、中継接続通知の送信は行わない。

また、Ｃの無線通信端末２０からブロードキャスト送信された中継端末探索用信号を、Ｒ_２の中継端末４０で受信し、これに対応する中継接続可否確認信号をＲ_２の中継端末４０から送信した場合において、Ｄの無線通信端末２０から送信した中継端末利用通知をＲ_２の中継端末４０で受信しない場合には、Ｄの無線通信端末２０とＲ_２の中継端末４０との接続は確立されない。この場合、Ｄの無線通信端末２０は、Ｒ_１の中継端末４０に対して中継端末利用通知を送信した状態になっており、Ｄの無線通信端末２０は、Ｒ_１の中継端末４０との間で接続が確立されて迂回経路１７が構築されることになるため、Ｄの無線通信端末２０とＲ_２の中継端末４０との間で接続は確立されなくても問題ない。

つまり、中継端末４０は、中継接続通知を送信する際には、まず、ブロードキャスト送信された中継端末探索用信号を当該中継端末４０で受信した上で、中継端末利用通知を受信し、且つ、中継端末利用通知に格納されている中継端末４０の情報が、自己の中継端末４０の情報であるか否かを、制御部５０が有する中継端末利用最終確定部５３で判断する。中継端末４０で中継接続通知を送信する際には、これらの条件が満たされていると中継端末利用最終確定部５３で判断した場合にのみ、中継接続通知を送信し、これらの条件のうち、１つでも満たされていない場合には、中継接続通知を送信しない。

通信障害が発生した際に、これらのような手順でＣの無線通信端末２０とＤの無線通信端末２０との間で無線通信による接続が確立されることにより、双方を接続する迂回経路１７を構築したＲ_１の中継端末４０は、Ｃの無線通信端末２０とＤの無線通信端末２０との間で信号を伝達する際の中継を行う。詳しくは、Ｒ_１の中継端末４０は、迂回経路１７によってＣの無線通信端末２０から伝達された信号のうち、Ｄの無線通信端末２０に伝達すべきデータを受信回路４２によって取り出し、通信データ中継部５４で取得する。

通信データ中継部５４は、このデータを、送信回路４１によって送信し、迂回経路１７によってＤの無線通信端末２０に伝達する。これにより、Ｒ_１の中継端末４０は、Ｃの無線通信端末２０とＤの無線通信端末２０との間で信号を伝達する際における中継を行う。具体的には、リングネットワーク１５で用いるトークンを、Ｃの無線通信端末２０からＤの無線通信端末２０に向けて送信する際に、中継端末４０を用いた迂回経路１７によって送信することにより、通信経路１６において通信障害が発生している箇所を迂回して送信する。

以上の実施形態に係る車両用通信システム１０は、車両１に搭載される複数の無線通信端末２０を無線通信によって接続可能に配設することで、閉塞した通信経路１６を構成するリングネットワーク１５と、車両１の天井５に配設され、無線通信端末２０と無線通信によって接続可能な中継端末４０と、を備え、中継端末４０は、複数の無線通信端末２０同士での通信のうち一部の無線通信端末２０同士での通信に障害が発生した際に、通信障害が発生した双方の無線通信端末２０と接続することにより、通信障害が発生した箇所を迂回した通信経路１６を構築するため、無線通信端末２０同士の間で通信障害が発生した場合でも、迂回した通信経路１６を用いて、無線通信端末２０間で通信を行うことができる。この結果、通信障害が発生した際に、信号の伝送時間を遅くすることなくネットワークを確保することができる。

また、無線通信端末２０は、通信経路１６を構築するための接続先を決定する通信状態確認データ生成部３３を備え、通信状態確認データ生成部３３は、通信障害が発生した際には、通信状態確認データ生成部３３を備える無線通信端末２０と中継端末４０との間で送受信する情報に基づいて接続先を決定するため、通信障害が発生した通信経路１６を迂回する迂回経路１７を、より適切に構築することができる。この結果、通信障害が発生した際に、信号の伝送時間を遅くすることなく通信を行うことができるネットワークを、より確実に確保することができる。

また、無線通信端末２０は、通信経路１６を構成する他の無線通信端末２０との間で通信障害が発生した際に、無線通信端末２０と通信可能な中継端末４０を探索する信号である中継端末探索用信号をブロードキャスト送信する通信状態確認データ生成部３３を備え、中継端末４０は、中継端末４０で中継端末探索用信号を受信した際に、無線通信端末２０との接続の可否についての信号である中継接続可否確認信号をブロードキャスト送信する中継接続可否確認部５１を備えるため、通信障害が発生した際に、迂回経路１７を構築することのできる中継端末４０を、適切に検出することができる。この結果、通信障害が発生した際に、信号の伝送時間を遅くすることなく通信を行うことができるネットワークを、より確実に確保することができる。

また、無線通信端末２０は、中継端末４０と接続して中継端末４０を利用可能であることについての通知である中継端末利用通知を中継端末４０に送信する中継端末確認部３２を備え、通信状態確認データ生成部３３は、当該通信状態確認データ生成部３３を備える無線通信端末２０と接続すべき無線通信端末２０である接続要求無線通信端末２８の情報を中継端末探索用信号に格納してブロードキャスト送信を行い、中継接続可否確認部５１は、中継端末探索用信号に格納されていた接続要求無線通信端末２８の情報を中継接続可否確認信号に格納してブロードキャスト送信を行い、中継端末確認部３２は、中継接続可否確認信号に格納されていた接続要求無線通信端末２８の情報が、当該中継端末確認部３２を備える無線通信端末２０についての情報である場合に、中継端末利用通知を送信するため、通信障害が発生した際に、迂回経路１７を構築するための通信を、中継端末４０を介して行うことができる。この結果、通信障害が発生した際に、信号の伝送時間を遅くすることなく通信を行うことができるネットワークを、より確実に確保することができる。

また、中継端末確認部３２は、当該中継端末確認部３２を備える無線通信端末２０と接続する中継端末４０の情報を中継端末利用通知に格納して中継端末４０に送信するため、通信障害が発生した場合において無線通信端末２０と中継端末４０とを無線通信で接続する際に、迂回経路１７を確保するのに適した中継端末４０と、より確実に接続することができる。この結果、通信障害が発生した際に、信号の伝送時間を遅くすることなく通信を行うことができるネットワークを、より確実に確保することができる。

〔変形例〕
なお、上述した実施形態に係る車両用通信システム１０では、複数の無線通信端末２０を接続する通信経路１６のうち、どの通信経路１６で通信障害が発生しているかを特定し、その部分に迂回経路１７を確立するように構成されているが、通信障害の発生を検出する場合には、通信経路１６全体の通信状態の検出まで行わなくてもよい。例えば、隣接する無線通信端末２０でトークンを送受信する際には、通常は送信側の無線通信端末２０がトークンを送信し、受信側の無線通信端末２０でトークンを受信できた場合に受信側の無線通信端末２０から送信側の無線通信端末２０に対して肯定応答を送信するが、その肯定応答に基づいて通信障害の発生を検出してもよい。

具体的には、通常トークンの送受信を行う際には、送信側の無線通信端末２０からトークンを送信した後、所定時間内に送信側の無線通信端末２０で肯定応答を受信できないときは、トークンを再送する。これらを所定回数繰り返しても送信側の無線通信端末２０で肯定応答を受信できないときには、送信側の無線通信端末２０と受信側の無線通信端末２０との間で通信障害が発生していると送信側の無線通信端末２０で判断し、この部分で迂回経路１７を構築してもよい。車両用通信システム１０は、一部の無線通信端末２０同士の間で通信障害が発生したした際に、通信障害が発生した箇所を迂回することのできる迂回経路１７を構築することができるように構成されていれば、通信障害の発生を検出する手法は問わない。

また、上述した実施形態に係る車両用通信システム１０では、車両１の天井５に配設する中継端末４０は、無線通信端末２０の直上付近以外の位置であってもよい。中継端末４０は、無線通信端末２０との相対的な位置関係に関わらず、無線通信端末２０と無線通信が可能に設けられていれば、配設される位置は問わない。

また、上述した実施形態に係る車両用通信システム１０では、無線通信端末２０は、Ａ〜Ｆの６つが設けられており、中継端末４０は、Ｒ_１、Ｒ_２の２つが設けられているが、無線通信端末２０と中継端末４０の数は、これら以外でもよい。無線通信端末２０と中継端末４０とは、リングネットワーク１５を構成する全ての無線通信端末２０が、１つ以上の中継端末４０と無線通信が可能に配設されていれば、それぞれの数は問わない。

また、複数の無線通信端末２０によって構成されるリングネットワーク１５の通信経路１６は、車両１の上方から見て右回りでも左回りでもよく、また、無線通信端末２０は、高低差を有して配設されていてもよい。リングネットワーク１５の通信経路１６は、概念的にリング状に構成されていれば、通信経路１６の詳細な形態は問わない。

１車両
５天井
１０車両用通信システム
１５リングネットワーク
１６通信経路
１７迂回経路
２０無線通信端末
２１、４１送信回路
２２、４２受信回路
２３、４３アンテナ
２５フラッシュメモリ
２６データ入出力Ｉ／Ｆ
２８接続要求無線通信端末
３０、５０制御部
３１通信状態確認部
３２中継端末確認部（中継端末利用送信手段）
３３通信状態確認データ生成部（中継端末探索手段、通信経路決定手段）
４０中継端末
５１中継接続可否確認部（中継接続可否確認手段）
５２中継端末利用確定部
５３中継端末利用最終確定部
５４通信データ中継部
６０障害物

Claims

車両に搭載される複数の無線通信端末を無線通信によって接続可能に配設することで、閉塞した通信経路を構成するリングネットワークと、
前記車両の天井に配設され、前記無線通信端末と無線通信によって接続可能な中継端末と、
を備え、
前記中継端末は、複数の前記無線通信端末同士での通信のうち一部の前記無線通信端末同士での通信に障害が発生した際に、通信障害が発生した双方の前記無線通信端末と接続することにより、通信障害が発生した箇所を迂回した前記通信経路を構築することを特徴とする車両用通信システム。
前記無線通信端末は、前記通信経路を構築するための接続先を決定する通信経路決定手段を備え、
前記通信経路決定手段は、前記通信障害が発生した際には、前記通信経路決定手段を備える前記無線通信端末と前記中継端末との間で送受信する情報に基づいて前記接続先を決定する請求項１に記載の車両用通信システム。
前記無線通信端末は、前記通信経路を構成する他の前記無線通信端末との間で通信障害が発生した際に、当該無線通信端末と通信可能な前記中継端末を探索する信号である中継端末探索用信号をブロードキャスト送信する中継端末探索手段を備え、
前記中継端末は、前記中継端末で前記中継端末探索用信号を受信した際に、前記無線通信端末との接続の可否についての信号である中継接続可否確認信号をブロードキャスト送信する中継接続可否確認手段を備える請求項１または２に記載の車両用通信システム。
前記無線通信端末は、前記中継端末と接続して前記中継端末を利用可能であることについての通知である中継端末利用通知を前記中継端末に送信する中継端末利用送信手段を備え、
前記中継端末探索手段は、当該中継端末探索手段を備える前記無線通信端末と接続すべき前記無線通信端末である接続要求無線通信端末の情報を前記中継端末探索用信号に格納してブロードキャスト送信を行い、
前記中継接続可否確認手段は、前記中継端末探索用信号に格納されていた前記接続要求無線通信端末の情報を前記中継接続可否確認信号に格納してブロードキャスト送信を行い、
前記中継端末利用送信手段は、前記中継接続可否確認信号に格納されていた前記接続要求無線通信端末の情報が、当該中継端末利用送信手段を備える前記無線通信端末についての情報である場合に、前記中継端末利用通知を送信する請求項３に記載の車両用通信システム。
前記中継端末利用送信手段は、当該中継端末利用送信手段を備える前記無線通信端末と接続する前記中継端末の情報を前記中継端末利用通知に格納して前記中継端末に送信する請求項４に記載の車両用通信システム。