JP2020053779A - 中継装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車外からの通信に対する対応性を向上させる中継装置を提供する。【解決手段】中継装置システムの中継装置１０は、車両に搭載される。中継装置は、車両の外部に設けられた通信装置と無線通信する車外無線通信部と、車両に搭載される車載装置を制御するためのＥＣＵとの間で有線通信する有線通信部と、ＥＣＵとの間で無線通信する車内無線通信部と、通信装置から送信された情報を識別し、識別結果に応じて有線通信部又は車内無線通信部による通信を制御する通信制御部とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、中継装置に関する。

車両には、エンジン制御等のパワー・トレーン系、エアコン制御等のボディ系等の車載機器を制御するためのＥＣＵ（Electronic Control Unit）が搭載されている。更に、自動運転機能を有する車両の場合、自動運転を行うための車載機器を制御するＥＣＵが搭載されている。これらＥＣＵ群は、ＣＡＮ（Controller Area Network）又はＥｔｈｅｒＮｅｔ（登録商標）等による車内ＬＡＮにて接続されると共に、無線機能を有する中継装置により外部ネットワークを介して、車両外に位置する通信装置と接続される（例えば特許文献１）。

特許文献１の無線機能を有する中継装置は、テレマティクスサービスに用いられる車載通信モジュールを備え、公衆通信回線網を介して、車両外に位置する通信装置との通信を行う。又、この中継装置は、ボディＥＣＵ、パワーユニット制御ＥＵＣに車載ＬＡＮを介して接続してある。なお、無線による公衆通信回線網は、例えば、４Ｇ又はＬＴＥ（Long Term Evolution）等の通信規格を用いて通信がされるものであり、これら通信規格の帯域幅は、数十Ｍｂｐｓから１５０Ｍｂｐｓである。

特開２０１７−１１５４３９号公報

しかしながら、次世代の通信規格とされる５Ｇの帯域幅は、数Ｇｂｐｓを超える高帯域幅となる。これに対し、特許文献１の無線機能を有する中継装置とＥＣＵとを接続する車内ＬＡＮの低帯域幅では、数Ｇｂｐｓ等のギガオーダの高帯域幅による車外からの通信がされた場合に十分対応できない虞がある。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、車外からの通信に対する対応性を向上させる中継装置を提供することを目的とする。

本開示の一態様に係る中継装置は、車両に搭載される中継装置であって、前記車両の外部に設けられた通信装置と無線通信する車外無線通信部と、前記車両に搭載される車載装置を制御するためのＥＣＵとの間で有線通信する有線通信部と、前記ＥＣＵとの間で無線通信する車内無線通信部と、前記通信装置から送信された情報を識別し該識別結果に応じて前記有線通信部又は前記車内無線通信部による通信を制御する通信制御部とを備える。

本開示の一態様によれば、車外からの通信に対する対応性を向上させる中継装置を提供することができる。

実施形態１に係る無線中継装置を含む中継装置システムの構成を示す模式図である。 無線中継装置の構成を示すブロック図である。 ＥＣＵの走行安全性の優先度に関する説明図である。 実施形態１に係る制御部の処理を示すフローチャートである。

［本発明の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列挙して説明する。また、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。

（１）本開示の一態様に係る中継装置は、車両に搭載される中継装置であって、前記車両の外部に設けられた通信装置と無線通信する車外無線通信部と、前記車両に搭載される車載装置を制御するためのＥＣＵとの間で有線通信する有線通信部と、前記ＥＣＵとの間で無線通信する車内無線通信部と、前記通信装置から送信された情報を識別し該識別結果に応じて前記有線通信部又は前記車内無線通信部による通信を制御する通信制御部とを備える。

本態様にあたっては、中継装置は、ＥＣＵとの間で有線通信する有線通信部及び無線通信する車内無線通信部と、通信制御部とを備え、通信制御部は、通信装置から送信された情報を識別し、該識別結果に応じて有線通信部又は車内無線通信部による通信を制御する。従って、車両の外部に設けられた通信装置及び車内無線通信部が高帯域幅の通信を行い、当該通信装置から送信された情報のデータ容量が多い場合であっても、当該情報の識別結果に応じて有線通信部又は車内無線通信部による通信を制御することにより高帯域幅の通信に対応し、通信装置とＥＣＵとの間の通信品質を担保することができる。

（２）本開示の一態様に係る中継装置は、前記ＥＣＵは、第１ＥＣＵと、前記第１ＥＣＵよりも前記車両の走行安全性に関する優先度が低い第２ＥＣＵを含み、前記有線通信部は、前記第１ＥＣＵとの間で有線通信する第１有線通信部と、前記第２ＥＣＵとの間で有線通信する第２有線通信部とを含み、前記車内無線通信部は、前記第２ＥＣＵとの間で無線通信し、前記通信制御部は、前記車外無線通信部と前記第１有線通信部との間による通信を、前記車外無線通信部と前記第２有線通信部との間による通信よりも優先する。

本態様にあたっては、中継装置は、車両の外部に設けられた通信装置との通信において、第２有線通信部よりも第１有線通信部を優先して行う。従って、車両の外部に設けられた通信装置との通信が高帯域幅によるものであっても、車両の走行安全性に関する優先度が高い第１ＥＣＵが接続される第１有線通信部とによる通信を優先させるため、第１ＥＣＵと通信装置との間の通信品質を担保させることができる。

（３）本開示の一態様に係る中継装置は、前記第１有線通信部の帯域幅は、前記第２有線通信部の帯域幅よりも広い。

本態様にあたっては、第１有線通信部の帯域幅は第２有線通信部の帯域幅よりも広いため、第１ＥＣＵと通信装置との間の通信品質を担保することができる。

（４）本開示の一態様に係る中継装置は、前記通信制御部は、前記通信装置から送信された情報に含まれる送信先のＥＣＵのアドレス又は該情報に含まれる内容の種類に基づいて、前記通信装置から送信された情報を識別し、該識別結果に応じて前記有線通信部又は前記車内無線通信部による通信を制御する。

本態様にあたっては、通信制御部は、前記通信装置から送信された情報に含まれる送信先のＥＣＵのアドレス又は該情報に含まれる内容の種類に基づいて当該情報を識別し、有線通信部又は車内無線通信部による通信を制御する。従って、識別結果に基づき、優先度の高い第１ＥＣＵに関する情報は第１有線通信部を介して中継され、第１ＥＣＵと通信装置との通信品質を担保することができる。

（５）本開示の一態様に係る中継装置は、前記通信制御部は、前記車外無線通信部による通信量に基づいて、前記第２有線通信部及び前記車内無線通信部による通信量を制御する。

本態様にあたっては、車外無線通信部による通信量に基づいて、記第２有線通信部及び車内無線通信部による通信量を制御することにより、第２ＥＣＵと通信装置との間の通信品質を担保することができる。

（６）本開示の一態様に係る中継装置は、前記通信制御部は、前記車外無線通信部による通信量の増加に応じて、前記第２ＥＣＵとの通信における前記車内無線通信部の通信量を増加させる。

本態様にあたっては、車外無線通信部による通信量の増加した場合、第２ＥＣＵへの通信における車内無線通信部との通信量を増加させることにより、第２ＥＣＵと通信装置との間の通信品質を担保することができる。

（７）本開示の一態様に係る中継装置は、前記第１ＥＣＵは、自動運転系ＥＣＵを含み、前記自動運転系ＥＣＵは、前記車外無線通信部を介して前記通信装置との間で自動運転に関するデータを通信し、前記第２ＥＣＵは、エンターテイメント装置を含むＨＭＩ系装置を制御するＨＭＩ系ＥＣＵを含み、前記ＨＭＩ系ＥＣＵは、前記車外無線通信部を介して前記通信装置との間でエンターテイメント系データを通信する。

本態様にあたっては、通信装置と自動運転系ＥＣＵとの間で通信される自動運転に関するデータの通信品質を担保すると共に、通信装置とＨＭＩ系ＥＣＵとの間で通信されるエンターテイメント系データが大容量の場合であっても、第２有線通信部及び車内無線通信部を用いて当該大容量データに対応することができる。

[本発明の実施形態の詳細]
本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。本開示の実施形態に係る中継装置を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

（実施形態１）
以下、実施の形態について図面に基づいて説明する。図１は、実施形態１に係る無線中継装置１０を含む中継装置システムＳの構成を示す模式図である。中継装置システムＳは、車両１に搭載されており、無線中継装置１０及び複数の車内中継装置（第１車内中継装置２１、第２車内中継装置２２）を含む。

無線中継装置１０と、第１車内中継装置２１及び第２車内中継装置２２とは、夫々に対応する通信線３により通信可能に接続されている。すなわち、第１車内中継装置２１及び第２車内中継装置２２は、無線中継装置１０を中心としたスター型又は、無線中継装置１０をルートノードとしたツリー型のネットワークトポロジーを構成している。

無線中継装置１０は、車外にある通信装置（図示せず）と無線通信するための車外用アンテナ１０１に接続されている。従って、車外にある通信装置を上流側とした場合、無線中継装置１０は最上流に位置し、無線中継装置１０の下流側に第１車内中継装置２１及び第２車内中継装置２２が、並列に接続される。無線中継装置１０は、下流側に位置する第１車内中継装置２１及び第２車内中継装置２２と、例えばＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）ケーブル等の通信線３により接続されている。

無線中継装置１０は、車外にある通信装置と無線通信し、当該無線通信により受信した各種データを、第１車内中継装置２１及び第２車内中継装置２２に送信（中継）する。無線中継装置１０は、車外にある通信装置と、後述する車内に搭載されたＥＣＵ（Electronic Control Unit）との間の通信を、有線又は無線によって中継する中継装置に相当する。無線中継装置１０は、当該ＥＣＵに含まれる第２ＥＣＵ３２と無線通信するための車内用アンテナ１０３に、接続されている。

第１車内中継装置２１及び第２車内中継装置２２は、車載装置を制御するＥＣＵ（第１ＥＣＵ３１，第２ＥＣＵ３２）と、例えばＣＡＮ（Controller Area Network／登録商標）ケーブル又はＥｔｈｅｒｎｅｔケーブル等のＥＣＵ用配線２によって通信可能に接続されている。第１車内中継装置２１には、第１ＥＣＵ３１が接続されている。第２車内中継装置２２には、第２ＥＣＵ３２が接続されている。詳細は後述するが、第２ＥＣＵ３２の機能又は制御対象の車載装置における車両１の走行安全性に関する優先度は、第１ＥＣＵ３１の優先度よりも低い。

第２車内中継装置２２に接続される第２ＥＣＵ３２は、無線中継装置１０と無線通信するための車内用アンテナ３２１を備える。なお、全ての第２ＥＣＵ３２が、無線中継装置１０と無線通信するための車内用アンテナ３２１を備えず、一部の第２ＥＣＵ３２が、当該車内用アンテナ３２１を備えるものであってもよい。

第１車内中継装置２１及び第２車内中継装置２２は、無線中継装置１０から送信されたデータ、すなわち無線中継装置１０によって中継された車外の通信装置からのデータを受信し、自装置に接続される第１ＥＣＵ３１又は第２ＥＣＵ３２に送信（中継）する。

無線中継装置１０と、第１車内中継装置２１及び第２車内中継装置２２とは、ＥＣＵ（第１ＥＣＵ３１，第２ＥＣＵ３２）と車外の通信装置との間の通信を、有線通信によって中継する。更に無線中継装置１０は、車内用アンテナ３２１を備える第２ＥＣＵ３２と車外の通信装置との間の通信を、無線通信によって中継する。

第１車内中継装置２１及び第２車内中継装置２２を含む車内中継装置の台数は、２台に限定されない。第１車内中継装置２１及び第２車内中継装置２２夫々が複数台による構成とし、第１車内中継装置２１及び第２車内中継装置２２を含む車内中継装置の台数が、３台以上であってもよい。

図２は、無線中継装置１０の構成を示すブロック図である。無線中継装置１０は、車外無線通信部１０２、車内無線通信部１０４、制御部１０５、記憶部１０６、第１有線通信部１０７、第２有線通信部１０８及び入出力Ｉ／Ｆ群１０９を含み、車外用アンテナ１０１及び車内用アンテナ１０３に接続されている。なお、無線中継装置１０は、当該車外用アンテナ１０１及び車内用アンテナ１０３を含むものであってもよい。

車外無線通信部１０２は、車外の通信装置と無線通信するための車外用アンテナ１０１と、ハーネス等により接続されている。車外無線通信部１０２は、例えば５Ｇ、４Ｇ又はＬＴＥ等の所定の広域通信規格を用いて、車外の通信装置と無線通信するものであり、例えばＴＣＵ（Telematics Communication Unit）と称される通信デバイスである。

車内無線通信部１０４は、車内用アンテナ３２１を備える第２ＥＣＵ３２と無線通信するための車内用アンテナ１０３と、ハーネス等により接続されている。車内無線通信部１０４は、例えばＷｉＦｉ（登録商標）又はｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の所定の狭域通信規格を用いて、当該第２ＥＣＵ３２と無線通信するための通信デバイスである。

制御部１０５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＭＰＵ（Micro Processing Unit）等により構成してあり、記憶部１０６に予め記憶された制御プログラム及びデータを読み出して実行することにより、種々の制御処理及び演算処理等を行うようにしてある。制御部１０５は、内部バス１１０により車外無線通信部１０２、車内無線通信部１０４、第１有線通信部１０７、第２有線通信部１０８及び入出力Ｉ／Ｆ群１０９と通信可能に接続されている。制御部１０５は、制御プログラムを実行することにより、車外無線通信部１０２、車内無線通信部１０４、第１有線通信部１０７及び第２有線通信部１０８との間で通信されるデータを中継する制御を行う。

制御プログラムには、自装置のセキュリティを確保するためのセキュリティプログラムが含まれている。制御部１０５は、セキュリティプログラムを実行することにより、例えばＤｏＳ攻撃、ウィルス又はワーム等を含むデータによる車外からの不正な通信（攻撃）に対応し、自装置のセキュリティを確保（セキュアな通信状態を担保）するようにセキュリティ機能を発揮する。

記憶部１０６は、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性のメモリ素子又は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）若しくはフラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ素子により構成してあり、制御プログラム及び処理時に参照するデータがあらかじめ記憶してある。記憶部１０６に記憶された制御プログラムは、無線中継装置１０が読み取り可能な記録媒体（図示せず）から読み出された制御プログラムを記憶したものであってもよい。また、図示しない通信網に接続されている図示しない外部コンピュータから制御プログラムをダウンロードし、記憶部１０６に記憶させたものであってもよい。

記憶部１０６には、第１車内中継装置２１、第２車内中継装置２２、第１ＥＣＵ３１又は第２ＥＣＵ３２と通信するための経路情報が、例えばテーブル形式にて記憶されている。当該経路情報は、第１車内中継装置２１、第２車内中継装置２２及び、第１車内中継装置２１又は第２車内中継装置２２に接続されたＥＣＵ（第１ＥＣＵ３１、第２ＥＣＵ３２）のアドレスが含まれている。車内用アンテナ３２１を備える第２ＥＣＵ３２は、Ｅｔｈｅｒｔｎｅｔ等の有線通信用のアドレスと、ＷｉＦｉ等の無線通信用のアドレスの２つのアドレスを持つものとなり、当該経路情報にはこの２つのアドレスが含まれる。従って、記憶部１０６に記憶されている経路情報を参照することにより、制御部１０５は、ＥＣＵ（第１ＥＣＵ３１、第２ＥＣＵ３２）と車外の通信装置との間の通信を中継することができる。

第１有線通信部１０７及び第２有線通信部１０８は、例えばＥｔｈｅｒｎｅｔの通信ポート等の入出力Ｉ／Ｆであり、物理層のプロトコルは、例えば１００ＢＡＳＥ−Ｔ１又は１０００ＢＡＳＥ−Ｔ１等のＩＥＥＥの規格によるものである。

入出力Ｉ／Ｆ群１０９は、無線中継装置１０に接続されるＴＶアンテナ、ラジオアンテナ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈアンテナ又はＧＰＳアンテナ等の各種アンテナに接続するように対応した入出力の処理部を含むデバイスである。これら各種アンテナによって受信したデータを入出力Ｉ／Ｆ群１０９は、復号又はフォーマット変換して、制御部１０５に出力する。又は、入出力Ｉ／Ｆ群１０９と、ディスプレイ装置等の他の車載装置とを、例えば同軸ケーブル等によって直接接続し、各種アンテナにて受信したデータを当該ディスプレイ装置等に出力して表示等するものであってもよい。

無線中継装置１０は、通信装置から送信された情報を識別し、該識別結果に応じて第１有線通信部１０７、第２有線通信部１０８又は車内無線通信部１０４による通信を制御する通信制御部を含む。無線中継装置１０の制御部１０５は、制御プログラムを実行することにより、通信制御部として機能する。車両１の外部に設けられた通信装置との通信において、通信制御部は、当該通信装置から送信された情報を識別し、識別結果に応じて、第１有線通信部１０７、第２有線通信部１０８又は車内無線通信部１０４による通信とするか、すなわち中継経路に関する制御を行う。

通信制御部が識別する情報は、例えば、情報を送信した通信装置のアドレス、当該情報の送信先であるＥＣＵ（第１ＥＣＵ３１，第２ＥＣＵ３２）のアドレス、当該情報のフレームタイプ、又は当該情報の通信の種類を示すポート番号等である。又は、通信制御部は、当該情報に含まれる自動運転制御に関するデータ又はＶＯＤ（Video On Demand）等のエンターテイメント系データ等のアプリケーションレイヤとなるコンテンツデータを参照することにより、当該コンテンツデータを識別する情報として用いるものであってもよい。通信制御部が識別する情報については、例えばＱｏＳ（Quality of Service）の機能を用いて、設定されるものであってもよい。ＱｏＳの機能を用いることより、識別する各情報の優先度及び当該優先度に対応した制御内容を効率的に設定することができる。すなわち、通信制御部は、各情報の優先度に基づき、当該情報を送受信又は中継する際の通信経路の帯域幅、所定時間内における通信量の上限値、又は中継処理等の順番（優先順位）を決定することができる。通信制御部は、例えば、記憶部１０６に予め記憶されているＱｏＳの設定ファイル又は、第１車内中継装置２１、第２車内中継装置２２及びＥＣＵ（第１ＥＣＵ３１及び第２ＥＣＵ３２）のアドレスが含まれる経路情報を参照することにより、通信装置から送信された情報の優先度及び中継経路を決定する。通信制御部は、車外無線通信部１０２による通信量に基づいて、第２有線通信部１０８及び車内無線通信部１０４による通信量を制御する。

第２有線通信部１０８に接続される第２車内中継装置２２には、車内用アンテナ３２１を備える第２ＥＣＵ３２が接続されている。当該第２ＥＣＵ３２は、無線中継装置１０と無線通信するように構成されている。従って、無線中継装置１０及び第２ＥＣＵ３２は、第２有線通信部１０８及び第２車内中継装置２２を介した有線通信と、車内無線通信部１０４を介した無線通信とによる２つの経路による通信が行われる。通信制御部は、車外無線通信部１０２による通信量が、例えば所定値以上となった場合、第２有線通信部１０８による有線通信を行うと共に、車内無線通信部１０４による無線通信を行うことにより、第２ＥＣＵ３２との通信量の増加に対応することができる。

通信制御部は、車外無線通信部１０２による通信量の増加に応じて、車内無線通信部１０４を介した無線通信による通信量を増加させるものであってもよい。すなわち、通信制御部は、第２ＥＣＵ３２との通信において、第２有線通信部１０８による通信量は一定とする制御をしつつ、車外無線通信部１０２の通信量の増加に応じて車内無線通信部１０４による通信量を増加させる。通信制御部は、有線及び無線の２つの経路を用いることにより、通信装置と第２ＥＣＵ３２との通信量の増加に対応することができる。車内無線通信部１０４による通信量を増加させることにより、第２有線通信部１０８による通信量に対する車内無線通信部１０４による通信量の比率が増加する。

通信制御部は、車外の通信装置から送信された情報の識別結果に基づき、中継処理等を行う優先度及び中継経路を決定すると共に、優先度が低い第２ＥＣＵ３２との通信においては、車外の通信装置から送信された情報の通信量に応じて、有線及び無線の２つの経路を用いて中継する。従って、車外の通信装置から送信された情報の通信量が多い場合であっても、優先度が高い第１ＥＣＵ３１との通信品質を担保する共に、優先度が低い第２ＥＣＵ３２との通信量の増加に効率的に対応することができる。

第１車内中継装置２１は、有線通信部２１１、制御部２１２、記憶部２１３及びＥＣＵ用通信部２１４を含む。第１車内中継装置２１の制御部２１２は、上述の無線中継装置１０の制御部１０５と同様の構成によるものである。第１車内中継装置２１の制御部２１２は、内部バス２１５により有線通信部２１１及びＥＣＵ用通信部２１４と通信可能に接続されている。制御部２１２は、記憶部２１３に記憶された制御プログラム及びデータを読み出して実行することにより、有線通信部２１１とＥＣＵ用通信部２１４との間で通信されるデータを中継する制御を行う。

第１車内中継装置２１の制御プログラムにも、無線中継装置１０の制御プログラムと同様に自装置のセキュリティを確保するためのセキュリティプログラムが含まれているものであってもよい。第１車内中継装置２１の制御部２１２は、ウィルスを含むデータ等の不正な通信（攻撃）に対応し、自装置のセキュリティを確保するようにセキュリティ機能を発揮する。

第１車内中継装置２１の記憶部２１３は、上述の無線中継装置１０の記憶部１０６と同様の構成によるものである。第１車内中継装置２１の記憶部２１３には、無線中継装置１０の記憶部１０６と同様に無線中継装置１０、第２車内中継装置２２又はＥＣＵ（第１ＥＣＵ３１、第２ＥＣＵ３２）と通信するための経路情報が、例えばテーブル形式にて記憶されている。当該経路情報は、無線中継装置１０、第１車内中継装置２１、第２車内中継装置２２及びＥＣＵ（第１ＥＣＵ３１、第２ＥＣＵ３２）のアドレスが含まれている。

第１車内中継装置２１、第２車内中継装置２２及び無線中継装置１０は、例えばレイヤー２スイッチ、又はレイヤー３スイッチとして機能する。第１車内中継装置２１、第２車内中継装置２２及び無線中継装置１０がレイヤー２スイッチとして機能する場合、第１車内中継装置２１、第２車内中継装置２２、無線中継装置１０及びＥＣＵ（第１ＥＣＵ３１、第２ＥＣＵ３２）のＭＡＣアドレスが経路情報として記憶部２１３に記憶される。第１車内中継装置２１、第２車内中継装置２２及び無線中継装置１０がレイヤー３スイッチとして機能する場合、第１車内中継装置２１、第２車内中継装置２２、無線中継装置１０及びＥＣＵ（第１ＥＣＵ３１、第２ＥＣＵ３２）のＩＰアドレスが経路情報として記憶部２１３に記憶される。従って、記憶部２１３に記憶されている経路情報を参照することにより、第１車内中継装置２１の制御部２１２は、自装置に接続された第１ＥＣＵ３１と車外の通信装置との間の通信又は、自装置に接続された第１ＥＣＵ３１と、他の中継装置である第２車内中継装置２２に接続された第２ＥＣＵ３２との通信を中継することができる。

第１車内中継装置２１の有線通信部２１１は、無線中継装置１０の第１有線通信部１０７と同様の規格のものであり、例えばＥｔｈｅｒｎｅｔの通信ポート等の入出力Ｉ／Ｆであり、物理層のプロトコルは、例えば１００ＢＡＳＥ−Ｔ１又は１０００ＢＡＳＥ−Ｔ１等である。第１車内中継装置２１の有線通信部２１１と、無線中継装置１０の第１有線通信部１０７とは、例えば１００ＢＡＳＥ−Ｔ１又は１０００ＢＡＳＥ−Ｔ１等のＥｔｈｅｒｎｅｔケーブルによる通信線３で接続されている。

ＥＣＵ用通信部２１４は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ又はＣＡＮ等の所定の通信プロトコルに対応した入出力Ｉ／Ｆである。ＥＣＵ用通信部２１４と、第１ＥＣＵ３１とは、例えばＥｔｈｅｒｎｅｔケーブル又はＣＡＮケーブル等のＥＣＵ用配線２によって通信可能に接続されている。

第２車内中継装置２２は、第１車内中継装置２１と同様に有線通信部２２１、制御部２２２、記憶部２２３及びＥＣＵ用通信部２２４を含む。制御部２２２は、内部バス２２５により有線通信部２２１及びＥＣＵ用通信部２２４と通信可能に接続されている。第２車内中継装置２２の有線通信部２２１、制御部２２２、記憶部２２３及びＥＣＵ用通信部２２４は、第１車内中継装置２１と同様の構成である。第２車内中継装置２２の記憶部２２３にも、第１車内中継装置２１と同様に経路情報が記憶されている。第２車内中継装置２２の有線通信部２２１と、無線中継装置１０の第２有線通信部１０８とは、例えば１００ＢＡＳＥ−Ｔ１又は１０００ＢＡＳＥ−Ｔ１等のＥｔｈｅｒｎｅｔケーブルによる通信線３で接続されている。第２車内中継装置２２のＥＣＵ用通信部２２４と、第２ＥＣＵ３２とは、例えばＥｔｈｅｒｎｅｔケーブル又はＣＡＮケーブル等のＥＣＵ用配線２によって通信可能に接続されている。

第１車内中継装置２１及び第２車内中継装置２２には、夫々のＥＣＵ用通信部２１４、２２４を介してＥＣＵ（第１ＥＣＵ３１、第２ＥＣＵ３２）が接続される。すなわち、第１車内中継装置２１には第１ＥＣＵ３１が接続され、第２車内中継装置２２には第２ＥＣＵ３２が接続される。ＥＣＵ（第１ＥＣＵ３１、第２ＥＣＵ３２）は、対応する車載装置を制御するためのプログラム及び当該プログラムを実行するためのマイコン等により構成される。

第２車内中継装置２２に接続される第２ＥＣＵ３２は、無線中継装置１０と無線通信するための車内用アンテナ３２１（図１参照）及び当該車内用アンテナ３２１に接続される無線通信部（図示せず）を含む。第２ＥＣＵ３２のマイコンは、当該無線通信部と接続され、もしくは当該マイコンが無線通信部の機能を兼ね備えることにより、第２ＥＣＵ３２は、無線中継装置１０との間にて無線通信を行うように構成されている。

図３は、ＥＣＵの走行安全性の優先度に関する説明図である。ＥＣＵ（第１ＥＣＵ３１、第２ＥＣＵ３２）における車両１の走行安全性に関する優先度は、対応する車載装置及び実行するプログラムの機能に基づいて決定されるものであり、例えばＩＳＯ２６２６２のＡＳＩＬ（Automotive Safety Integrity Level）に基づいて決定されるものであってもよい。図３に示すごとく、ＡＳＩＬのレベルは、ＱＭ、ＡＳＩＬ−Ａ，ＡＳＩＬ−Ｂ，ＡＳＩＬ−Ｃ，ＡＳＩＬ−Ｄのレベルに分類される。ＱＭレベルは、ＩＳＯ２６２６２による機能安全を適用しなくてもよい通常の品質管理である。ＡＳＩＬ−ＡからＤのレベルにおいては、ＩＳＯ２６２６２による機能安全の適用が必要となるレベルであり、ＡＳＩＬ−ＡからＡＳＩＬ−Ｄになるについて、機能安全要件が厳しくなる。すなわち、ＱＭレベルの優先度が最も低く、ＡＳＩＬ−Ｄレベルの優先度が最も高いとみなすことができる。

各ＡＳＩＬレベルに対応したＥＣＵとして、例えば、ＱＭレベルに相当するＥＣＵは、カーナビゲーションやＴＶ等のＨＭＩ（Human Machine Interface ）装置が取り扱う動画データ又はストリームデータ等のエンターテイメント系データを制御又は処理するＨＭＩ系ＥＣＵである。例えば、第２ＥＣＵ３２は、当該ＨＭＩ系ＥＣＵを含み、ＱＭレベルに相当するＥＣＵである。又、第２ＥＣＵ３２は、カーエアコンを制御するエアコンＥＣＵ等のＱＭレベルに相当するＥＣＵを含むものであってもよい。

ＡＳＩＬ−Ａレベルに相当するＥＣＵは、座席の位置制御又はドアミラーの制御等を行うボディ系ＥＣＵである。ＡＳＩＬ−Ｂレベルに相当するＥＣＵは、エンジン又はモータ等の駆動制御等に関する走行制御系ＥＣＵである。ＡＳＩＬ−Ｃレベルに相当するＥＣＵは、ハンドル制御又はブレーキ制御等に関する走行制御系ＥＣＵである。ＡＳＩＬ−Ｄレベルに相当するＥＣＵは、自動運転制御に関する自動運転系ＥＣＵである。例えば、第１ＥＣＵ３１は、当該自動運転系ＥＣＵを含み、ＡＳＩＬ−Ｄレベルに相当するＥＣＵである。

第１ＥＣＵ３１及び第２ＥＣＵ３２の車両１の走行安全性に関する優先度は、これに限定されず、例えば、第１ＥＣＵ３１は、ＡＳＩＬ−Ｂ、ＡＳＩＬ−Ｃ又はＡＳＩＬ−Ｄに相当するＥＣＵを含み、第２ＥＣＵ３２は、ＱＭレベル及びＡＳＩＬ−Ａレベルに相当するＥＣＵを含むものであってもよい。すなわち、第１車内中継装置２１に接続される第１ＥＣＵ３１と、第２車内中継装置２２に接続される第２ＥＣＵ３２との間において、第１ＥＣＵ３１における車両１の走行安全性に関する優先度が、第２ＥＣＵ３２における車両１の走行安全性に関する優先度よりも高くなる関係となればよい。

又は、ＥＣＵにおける車両１の走行安全性に関する優先度は、自動運転系ＥＣＵを最も高い優先度とし、車両１の旋回（曲がる）又は停止に関する制御を行うＥＣＵを次に高い優先度とし、車両１の走行（走る）に関する制御を行うＥＣＵをその次に高い優先度とする。そして、これら以外に関する制御を行う、例えばＨＭＩ系装置の制御を行うＨＭＩ系ＥＣＵを最も低い優先度とするものであってもよい。

上述のごとく、第１車内中継装置２１及び第２車内中継装置２２には、夫々に対応したＥＣＵ（第１ＥＣＵ３１、第２ＥＣＵ３２）が接続される。第１車内中継装置２１に接続される第１ＥＣＵ３１は、第２車内中継装置２２に接続される第２ＥＣＵ３２よりも、車両１の走行安全性に関する優先度が高い。すなわち、第１車内中継装置２１は、第２車内中継装置２２よりも、車両１の走行安全性に関する優先度が高い中継装置となる。

第１車内中継装置２１の有線通信部の帯域幅（スループット）は、第２車内中継装置２２の有線通信部の帯域幅（スループット）よりも、広く（大きく）なるように構成されていることが望ましい。第１車内中継装置２１の有線通信部２１１に接続される無線中継装置１０の第１有線通信部１０７の帯域幅（スループット）は、第２車内中継装置２２の有線通信部２２１に接続される無線中継装置１０の第２有線通信部１０８の帯域幅（スループット）よりも、広く（大きく）なるように構成されていることが望ましい。すなわち、無線中継装置１０と第１車内中継装置２１との間の有線通信の通信速度は、無線中継装置１０と第２車内中継装置２２との間の有線通信の通信速度よりも、速くなるように、有線通信部夫々１０７、１０８、２１１、２２１及び有線通信部間を接続する通信線３が構成されている。例えば、無線中継装置１０と第１車内中継装置２１との間の帯域幅は１Ｇｂｐｓとし、無線中継装置１０と第２車内中継装置２２との間の帯域幅は１００Ｍｂｐｓである。

このように、無線中継装置１０と第１車内中継装置２１との帯域幅を、無線中継装置１０と第２車内中継装置２２との帯域幅よりも広くすることにより、第１車内中継装置２１に接続される第１ＥＣＵ３１と車外にある通信装置との間の通信を高速に行うことができる。第１ＥＣＵ３１は、第２車内中継装置２２に接続される第２ＥＣＵ３２よりも、車両１の走行安全性に関する優先度が高い。従って、車両１の走行安全性に関する優先度が高い第１ＥＣＵ３１と、車外にある通信装置との間の通信を高速に行うことにより、車両１の走行安全性を効率的に担保することができる。なお、無線中継装置１０と第１車内中継装置２１との帯域幅と、無線中継装置１０と第２車内中継装置２２との帯域幅との関係は、これに限定されず、両帯域幅が同じであってもよい。

又、無線中継装置１０は、第１有線通信部１０７用のネットワークバッファ領域を、第２有線通信部１０８用のネットワークバッファ領域よりも大きくするものであってもよい。ネットワークバッファ領域は、例えば無線中継装置１０の記憶部１０６の所定の領域に確保されるものであり、無線中継装置１０が中継するデータを一次的に記憶（ストア）する領域である。このように第１有線通信部１０７用のネットワークバッファ領域を大きくすることで、第１有線通信部１０７を介する通信におけるバッファオーバーを抑制し、車外にある通信装置への再送要求回数を低減することができる。

図４は、実施形態１に係る制御部１０５の処理を示すフローチャートである。無線中継装置１０の制御部１０５は、定常的に又はイグニッションスイッチ（ＩＧスイッチ）がオンにされた場合等の所定の入力信号に基づき、以下の処理を行う。

無線中継装置１０の制御部１０５は、車外の通信装置から送信される情報を取得する（Ｓ０１）。制御部１０５は、車外無線通信部１０２が受信した車外の通信装置から送信された情報を取得する。制御部１０５は、当該情報の取得を継続するものであり、Ｓ０１の処理以降の処理を実行する間においても、車外の通信装置から送信された情報の取得を、例えばバックグランドプロセスにより継続する。制御部１０５は、取得した情報を、例えば記憶部１０６の記憶領域の一部を用いたネットワークバッファ領域に記憶（ストア）する。

無線中継装置１０の制御部１０５は、取得した情報を識別し、中継経路を決定する（Ｓ０２）。制御部１０５は、ネットワークバッファ領域に記憶した情報を参照し、当該情報に含まれる各種データ及び、記憶部１０６に記憶されている例えばＱｏＳ設定ファイル又はアドレス等が含まれる経路情報を参照して、取得した情報の識別を行う。制御部１０５は、当該識別結果に基づき、取得した情報の中継経路を決定する。又、制御部１０５は、当該識別結果に基づき、取得した情報における中継処理等の優先度を決定する。例えば取得した情報が、自動運転に関するデータを含ものであり、第１ＥＣＵ３１との通信に関する情報である場合、制御部１０５は、第１有線通信部１０７及び第１車内中継装置２１による中継経路であると決定する。取得した情報が、例えばエンターテイメント系データを含むものであり、第２ＥＣＵ３２との通信に関する情報である場合、制御部１０５は、第２有線通信部１０８及び第２車内中継装置２２による中継経路であると決定する。又、所定の単位時間内において、ネットワークバッファ領域に第１ＥＣＵ３１との通信に関する情報及び第２ＥＣＵ３２との通信に関する情報が記憶された場合、制御部１０５は、第１ＥＣＵ３１との通信に関する情報の中継処理を、第２ＥＣＵ３２との通信に関する情報の中継処理よりも優先的に行うように制御する。

無線中継装置１０の制御部１０５は、中継経路は第１車内中継装置２１による経路であるかを判定する（Ｓ０３）。制御部１０５は、Ｓ０２の処理での決定に基づき、当該中継経路が、第１有線通信部１０７を介して通信する第１車内中継装置２１による経路であるか、第２有線通信部１０８を介して通信する第２車内中継装置２２による経路であるかを判定する。

第１車内中継装置２１による経路である場合（Ｓ０３：ＹＥＳ）、無線中継装置１０の制御部１０５は、第１有線通信部１０７を介して第１車内中継装置２１に送信（中継）する（Ｓ０４）。第１車内中継装置２１に送信することにより、第１車内中継装置２１に接続されている第１ＥＣＵ３１は、第１車内中継装置２１及び無線中継装置１０を介して、車外の通信装置と通信する。すなわち、第１車内中継装置２１及び無線中継装置１０は、第１ＥＣＵ３１と車外の通信装置との通信を中継する。

第１車内中継装置２１による経路でない場合（Ｓ０３：ＮＯ）、すなわち第２車内中継装置２２による経路である場合、無線中継装置１０の制御部１０５は、車外無線通信部１０２による通信量は所定値以上であるか否かを判定する（Ｓ０５）。制御部１０５は、車外無線通信部１０２による通信量、すなわち車外無線通信部１０２が単位時間内に受信した通信量を導出し、導出した通信量と、記憶部１０６に予め記憶されている所定値とを比較し、当該通信量が所定値よりも多いか否かの判定を行う。

所定値以上である場合（Ｓ０５：ＹＥＳ）、無線中継装置１０の制御部１０５は、第２有線通信部１０８を介して第２車内中継装置２２に送信すると共に、無線通信部を介して第２ＥＣＵ３２に送信（中継）する。従って、無線中継装置１０と第２ＥＣＵ３２とは、第２車内中継装置２２を介した有線通信及び、第２車内中継装置２２を介さない無線通信の２つの通信経路により、通信する。第２車内中継装置２２に接続されている第２ＥＣＵ３２は、第２車内中継装置２２及び無線中継装置１０を介して、車外の通信装置と通信する。すなわち、第２車内中継装置２２及び無線中継装置１０は、第２ＥＣＵ３２と車外の通信装置との通信を中継する。更に第２ＥＣＵ３２は、第２車内中継装置２２を介することなく、無線通信により無線中継装置１０を介して、車外の通信装置と通信する。

第２車内中継装置２２に複数の第２ＥＣＵ３２が接続されている場合、一の第２ＥＣＵ３２は、有線通信により第２車内中継装置２２及び無線中継装置１０を介して車外の通信装置と通信し、他の第２ＥＣＵ３２は、無線通信により無線中継装置１０のみを介して車外の通信装置と通信するものであってもよい。

このように第２車内中継装置２２に接続される複数の第２ＥＣＵ３２夫々と、車外の通信装置とが通信する場合であっても、無線中継装置１０は、第２車内中継装置２２を介した有線通信と、第２ＥＣＵ３２と直接的に通信する無線通信との２つの経路を併用することができる。第２ＥＣＵ３２は、例えば動画データ等の大容量データの処理又は制御するＨＭＩ系ＥＣＵを含む。従って、車外の通信装置から、このような大容量データが送信された場合であっても、有線通信及び無線通信の２つの通信経路を用いることにより、対応することができる。

又、第２ＥＣＵ３２よりも車両１の走行安全性に関する優先度の高い第１ＥＣＵ３１との通信は、例えばＱｏＳの機能を用いることにより、第２ＥＣＵ３２との通信よりも優先して中継処理等を行う。従って、車外無線通信部１０２が所定の単位時間内にて受信した情報において、第１ＥＣＵ３１との通信に関する情報と、第２ＥＣＵ３２との通信に関する情報が混在した場合であっても、無線中継装置１０の制御部１０５は、第１ＥＣＵ３１との通信に関する情報を優先的に中継処理するように制御する。従って、車両１の走行安全性に関する優先度の高い第１ＥＣＵ３１との通信に関する情報を確実に中継処理することにより、車両１の走行安全性を担保することができる。

所定値以上でない場合（Ｓ０５：ＮＯ）、無線中継装置１０の制御部１０５は、第２有線通信部１０８を介して第２車内中継装置２２に送信（中継）する（Ｓ０７）。すなわち、制御部１０５は、無線通信部を介した第２ＥＣＵ３２との無線通信は行わない。第２ＥＣＵ３２との無線通信は行わないことにより、無線通信部による消費電力量を抑制することができる。

無線中継装置１０の制御部１０５は、Ｓ０４，Ｓ０６又はＳ０７の処理を実施した後、再度Ｓ０１の処理を実行すべくループ処理を行う。

無線中継装置１０の制御部１０５は、車外無線通信部１０２による通信量が所定値以上であるかを判定し、判定結果に応じて有線通信及び無線通信の２つの通信経路を用いることとしたが、これに限定されない。制御部１０５は、車外無線通信部１０２による通信量の増減に応じて、車内無線通信部１０４による第２ＥＣＵ３２との通信量の増減を行うものであってもよい。すなわち、制御部１０５は、予め決定され記憶部１０６に記憶されている車外無線通信部１０２による通信量の基準値を参照し、当該基準値に対する車外無線通信部１０２による通信量の比率に基づき、車内無線通信部１０４による第２ＥＣＵ３２との通信量を決定する。従って、当該基準値に対する車外無線通信部１０２による通信量の比率が増加した場合、車内無線通信部１０４による第２ＥＣＵ３２との通信量を増加させる。当該基準値に対する車外無線通信部１０２による通信量の比率が減少した場合、車内無線通信部１０４による第２ＥＣＵ３２との通信量を減少させる。

車外無線通信部１０２による通信量の増減に応じて、車内無線通信部１０４による第２ＥＣＵ３２との通信量を増減させることにより、車外の通信装置から送信された情報のデータ容量に対応して第２ＥＣＵ３２との通信品質を担保しつつ、車内無線通信部１０４による消費電力量の適正化を図ることができる。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

Ｓ 中継装置システム
１ 車両
２ ＥＣＵ用配線
３ 通信線
１０ 無線中継装置（中継装置）
１０１ 車外用アンテナ
１０２ 車外無線通信部
１０３ 車内用アンテナ
１０４ 車内無線通信部
１０５ 制御部（通信制御部）
１０６ 記憶部
１０７ 第１有線通信部
１０８ 第２有線通信部
１０９ 入出力Ｉ／Ｆ群
１１０ 内部バス
２１ 第１車内中継装置
２１１ 有線通信部
２１２ 制御部
２１３ 記憶部
２１４ ＥＣＵ用通信部
２１５ 内部バス
２２ 第２車内中継装置
２２１ 有線通信部
２２２ 制御部
２２３ 記憶部
２２４ ＥＣＵ用通信部
２２５ 内部バス
３１ 第１ＥＣＵ（ＥＣＵ、自動運転系ＥＣＵ）
３２ 第２ＥＣＵ（ＥＣＵ、ＨＭＩ系ＥＣＵ）
３２１ 車内用アンテナ

Claims (7)

1. 車両に搭載される中継装置であって、
   前記車両の外部に設けられた通信装置と無線通信する車外無線通信部と、
   前記車両に搭載される車載装置を制御するためのＥＣＵとの間で有線通信する有線通信部と、
   前記ＥＣＵとの間で無線通信する車内無線通信部と、
   前記通信装置から送信された情報を識別し該識別結果に応じて前記有線通信部又は前記車内無線通信部による通信を制御する通信制御部と
   を備える中継装置。
2. 前記ＥＣＵは、第１ＥＣＵと、前記第１ＥＣＵよりも前記車両の走行安全性に関する優先度が低い第２ＥＣＵを含み、
   前記有線通信部は、前記第１ＥＣＵとの間で有線通信する第１有線通信部と、前記第２ＥＣＵとの間で有線通信する第２有線通信部とを含み、
   前記車内無線通信部は、前記第２ＥＣＵとの間で無線通信し、
   前記通信制御部は、前記車外無線通信部と前記第１有線通信部との間による通信を、前記車外無線通信部と前記第２有線通信部との間による通信よりも優先する
   請求項１に記載の中継装置。
3. 前記第１有線通信部の帯域幅は、前記第２有線通信部の帯域幅よりも広い
   請求項２に記載の中継装置。
4. 前記通信制御部は、前記通信装置から送信された情報に含まれる送信先のＥＣＵのアドレス又は該情報に含まれる内容の種類に基づいて、前記通信装置から送信された情報を識別し、該識別結果に応じて前記有線通信部又は前記車内無線通信部による通信を制御する
   請求項２又は請求項３に記載の中継装置。
5. 前記通信制御部は、前記車外無線通信部による通信量に基づいて、前記第２有線通信部及び前記車内無線通信部による通信量を制御する
   請求項２から請求項４のいずれか一つに記載の中継装置。
6. 前記通信制御部は、前記車外無線通信部による通信量の増加に応じて、前記第２ＥＣＵとの通信における前記車内無線通信部の通信量を増加させる
   請求項５に記載の中継装置。
7. 前記第１ＥＣＵは、自動運転系ＥＣＵを含み、前記自動運転系ＥＣＵは、前記車外無線通信部を介して前記通信装置との間で自動運転に関するデータを通信し、
   前記第２ＥＣＵは、エンターテイメント装置を含むＨＭＩ系装置を制御するＨＭＩ系ＥＣＵを含み、前記ＨＭＩ系ＥＣＵは、前記車外無線通信部を介して前記通信装置との間でエンターテイメント系データを通信する
   請求項２から請求項６のいずれか一つに記載の中継装置。

Images