JP4621837B2 - 中継装置、通信システム及び通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数の通信装置間でデータを送受信する通信システムに関する。特に、通信装置間のデータの送受信を中継する中継装置を複数備え、中継装置間でデータを交換する場合に、通信量を削減して通信負荷を低減させ、データの交換に要する時間を短縮させることができる中継装置、該中継装置を含む通信システム及び通信方法に関する。

近年では、複数の通信装置を接続し、各通信装置に夫々機能を割り振って相互にデータを交換し、連携して多様な処理を行なわせるシステムが各分野で利用されている。例えば、車両に配される車載ＬＡＮ（Local Area Network）の分野では、通信装置としてＥＣＵ（電子制御装置；Electronic Control Unit）を用い、各ＥＣＵに夫々特化させた処理を行なわせて相互にデータを交換することにより、システムとして多様な機能を実現させている。

各通信装置の機能の特化、また各通信装置が行なうことができる機能の増加に伴ない、通信媒体に接続される通信装置の数及び種別も増加する。更に、システムとして多様な機能が期待されるようになることから、各通信装置がデータを共有して連携する必要が生じ、送出されるデータの量は増加する。

通信線で送受信されるデータ量の増大はコリジョン（衝突）によるデータの遅延又は欠落を招く。データの著しい遅延又は欠落は、ＥＣＵによるブレーキ制御等の運転補助機能に対して致命的な場合がある。

そこで、通信線を複数に分け、異なる通信線にＥＣＵを夫々接続する構成が一般的である。データを共通に使用するＥＣＵをまとめることで通信線の使用の無駄を抑えることができるからである。また、ＥＣＵの種類の増大に対して効率的に通信線を利用するため、通信速度の異なる通信線に、送受信するデータの種類によりＥＣＵを分別して接続する構成もある。これらの構成では、異なる通信線間はデータの送受信を制御する中継装置により接続される。

各通信装置を複数のグループに分けた場合であっても各通信装置の制御に必要なデータを中継装置が全て転送する構成では通信線に送出されるデータの量は低減されない。そこで、特許文献１には各通信装置から受信したデータを一旦データベースに記憶し、各通信装置が必要とするデータを適宜データベースから読み出して送信するようにし、更にデータベースを有する装置間でデータベースに記録されたデータを送受信し、データベースをを共有する技術が開示されている。
特開２００７−３００３３１号公報

特許文献１に開示された技術により、各通信装置を複数の群に分け、異なる群間のデータの送受信はデータベースを有する装置が中継する構成とし、データベースを共有させることによって遅延を低減させることができる。このようにデータベースを有する装置により異なる群の通信装置間のデータの送受信を中継する構成とした場合、中継処理の更なる高速化が要求されるときにはデータベースを有する中継装置間での通信量を削減する構成が望まれる。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、データベースを有する中継装置間でデータを交換するに際し、識別情報と識別情報に対応する数値情報との対からなるデータの内、数値情報のみを適宜組み合わせて送受信することにより通信量を削減することができる中継装置、該中継装置を含む通信システム及び通信方法を提供することを目的とする。

第１発明に係る中継装置は、数値情報及び該数値情報の識別情報を含むデータを送受信する外部装置に接続され、外部装置からデータを受信する手段、データベースにデータを記憶する手段、及び前記データベースから読み出したデータを外部装置へ送信する手段を備え、外部装置間のデータの送受信を中継する中継装置において、外部装置から受信した一又は複数のデータから数値情報を抽出し、抽出した数値情報から、夫々対応する識別情報を省略してデータフレームを作成する手段と、作成したデータフレームを他の中継装置へ送信する手段と、他の中継装置からデータフレームを受信する手段と、データフレームを受信した場合、受信したデータフレームに含まれる数値情報を読み出す手段と、データベースのデータの数値情報を、読み出した数値情報により更新する手段とを備えることを特徴とする。

第２発明に係る中継装置は、データフレームが含む数値情報の数、及び前記数値情報に対応する識別情報に応じて規定される種類毎に、データフレームに含まれる数値情報の位置及び情報長、並びに各数値情報に対応する識別情報を記憶する手段と、データフレームを他の中継装置へ送信するに際し、データフレームの種類を共に送信する手段と、他の中継装置からデータフレームを受信した場合に前記データフレームの種類を特定する手段とを備え、他の中継装置からデータフレームを受信した場合、特定した種類に基づきデータフレームから数値情報を取り出すようにしてあることを特徴とする。

第３発明に係る通信システムは、数値情報及び該数値情報の識別情報を含むデータを送受信する複数の通信装置により夫々構成される複数の通信装置群と、該複数の通信装置群に群毎に一又は複数接続され、通信装置からデータを受信する手段、データベースにデータを記憶する手段、及び前記データベースから読み出したデータを通信装置へ送信する手段を備え、相互に接続され、通信装置間のデータの送受信を中継する複数の中継装置とを含む通信システムにおいて、各中継装置は、通信装置から受信した一又は複数のデータから数値情報を抽出し、抽出した数値情報から、夫々対応する識別情報を省略してデータフレームを作成する手段と、作成したデータフレームを他の中継装置へ送信する手段と、他の中継装置からデータフレームを受信する手段と、データフレームを受信した場合、受信したデータフレームに含まれる数値情報を読み出す手段と、自身のデータベースのデータの数値情報を、読み出した数値情報により更新する手段とを備えることを特徴とする。

第４発明に係る通信方法は、数値情報及び該数値情報の識別情報を含むデータを送受信する複数の通信装置により夫々構成される複数の通信装置群に群毎に一又は複数接続され、自群の通信装置からデータを受信し、データベースにデータを記憶し、前記データベースから読み出したデータを通信装置へ送信し、通信装置間のデータの送受信を中継するように相互に接続される複数の中継装置による通信方法において、各中継装置は、通信装置から受信した一又は複数のデータから数値情報を抽出し、抽出した数値情報から、夫々対応する識別情報を省略してデータフレームを作成し、作成したデータフレームを他の中継装置へ送信し、他の中継装置からデータフレームを受信した場合、受信したデータフレームに含まれる数値情報を読み出し、自身のデータベースのデータの数値情報を読み出した数値情報で更新し、更新後のデータベースからデータを読み出して自群の通信装置へ送信することを特徴とする。

第１発明、第３発明及び第４発明では、外部装置（通信装置）が送受信し、更に中継装置のデータベースに記憶されるデータが数値情報及び該数値情報の識別情報との対からなる場合に、中継装置間でデータベースのデータを交換するに際し、数値情報を含むデータフレームにより送受信することにより交換する。データの種類が多いほど識別情報を表わすための情報長が長くなり、更に中継装置間で交換するデータの数に応じて識別情報の情報長の総計は長くなるが、中継装置間における送受信ではデータ毎の識別情報の送受信が省略されるので通信量が削減される。

第２発明では、中継装置はデータフレームが含む数値情報に対応する識別情報、及び数値情報の数に応じて規定される種類毎に、データフレーム中のいずれの位置にいずれの識別情報に対応する数値情報が含まれているのかを記憶している。したがって、中継装置間でデータフレームを送信するに際してデータフレームの種類の情報を送信することにより、データフレームを受信した中継装置は、データフレームに含まれる数値情報を夫々読み出すことが可能となる。

本発明による場合、異なる群の外部装置（通信装置）間のデータを中継するために自身のデータベースのデータを他の中継装置と交換するに際し、データベースに含まれるデータの数値情報に対応する識別情報の送信が省略されて中継装置間の通信量を削減することができる。中継装置間における通信量を削減することにより、中継装置のデータベースのデータ交換に要する時間を短縮して高速に完了させることが可能になり、異なる群の外部装置間でのデータの同一性、中継の即時性が担保される。

以下、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。なお、以下の実施の形態では、データの送受信処理を行なうＥＣＵが複数接続される車載通信システムに本発明に係る通信システムを適用した場合を例に説明する。

図１は、本実施の形態における車載通信システムの構成を示す構成図である。車載通信システムは、データを送受信する通信装置であり、群をなすＥＣＵ（Electronic Control Unit）１ａ，１ａ，…，１ｂ，１ｂ，…，１ｃ，１ｃ，…，１ｄ，１ｄ，…，１ｅ，１ｅ，…，１ｆ，１ｆ，…と、群毎に各ＥＣＵ１ａ，１ａ，…，１ｂ，１ｂ，…，１ｃ，１ｃ，…，１ｄ，１ｄ，…，１ｅ，１ｅ，…，１ｆ，１ｆ，…を接続している通信線２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆと、通信線２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆに夫々接続しており、各ＥＣＵ１ａ，１ａ，…，１ｂ，１ｂ，…，１ｃ，１ｃ，…，１ｄ，１ｄ，…，１ｅ，１ｅ，…，１ｆ，１ｆ，…間のデータの送受信を中継する中継装置３ａ，３ｂ，３ｃと、中継装置３ａ，３ｂ，３ｃを接続している通信線４とを含む。本実施の形態における車載通信システムは、幹線となる通信線４に接続された中継装置３ａ，３ｂ，３ｃを介して複数の群をなすＥＣＵ１ａ，１ａ，…，１ｂ，１ｂ，…，１ｃ，１ｃ，…，１ｄ，１ｄ，…，１ｅ，１ｅ，…，１ｆ，１ｆ，…間を接続する幹線型の車載ネットワークを構成している。以下、説明を明瞭とするため、通信線２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆを支線２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆと呼び、通信線４を幹線４と呼ぶ。

ＥＣＵ１ａ，１ａ，…は支線２ａに、ＥＣＵ１ｂ，１ｂ，…は支線２ｂに、ＥＣＵ１ｃ，１ｃ，…は支線２ｃに、ＥＣＵ１ｄ，１ｄ，…は支線２ｄに、ＥＣＵ１ｅ，１ｅ，…は支線２ｆに、ＥＣＵ１ｆ，１ｆ，…は支線２ｆに夫々接続している。なお、支線２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆを介した各ＥＣＵ１ａ，１ａ，…，１ｂ，１ｂ，…，１ｃ，１ｃ，…，１ｄ，１ｄ，…，１ｅ，１ｅ，…，１ｆ，１ｆ，…間の接続形態はバス型とする。後述するようにＥＣＵ１ａ，１ａ，…，１ｂ，１ｂ，…，１ｃ，１ｃ，…，１ｄ，１ｄ，…，１ｅ，１ｅ，…，１ｆ，１ｆ，…は、ＣＡＮ（Controller Area Network）のプロトコルに準じてデータを送受信するからである。接続形態は、スター型、ディジーチェーン型等のいずれの接続形態でもよい。

中継装置３ａ，３ｂ，３ｃ間の幹線４を介した接続形態は、ディジーチェーン型とする。中継装置３ａ，３ｂ，３ｃは夫々、データベース３１ａ，３１ｂ，３１ｃとして使用する記憶領域を備えている。

そして中継装置３ａは基本的に、支線２ａ，２ｂを介して接続しているＥＣＵ１ａ，１ａ，…，１ｂ，１ｂ，…から送信されたデータをデータベース３１ａに記憶し、データベース３１ａから読み出したデータをＥＣＵ１ａ，１ａ，…，１ｂ，１ｂ，…へ送信する。更に、中継装置３ａは、ＥＣＵ１ａ，１ａ，…，１ｂ，１ｂ，…から受信したデータを他の中継装置３ｂ，３ｃに送信し、他の中継装置３ｂ，３ｃから受信したデータをデータベース３１ａに記憶する。他の中継装置３ｂ，３ｃも同様に、他の中継装置３ａ，３ｂ，３ｃから受信したデータをデータベース３１ｂ，３１ｃに記憶する。これにより、データベース３１ａ，３１ｂ，３１ｃが同じ内容となるように同期され、異なる支線２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆに接続しているＥＣＵ１ａ，１ａ，…，１ｂ，１ｂ，…，１ｃ，１ｃ，…，１ｄ，１ｄ，…，１ｅ，１ｅ，…，１ｆ，１ｆ，…が夫々同一のデータを使用することができる。

図２は、本実施の形態における車載通信システムを構成するＥＣＵ１ｃ及び中継装置３ｂの内部構成を示すブロック図である。

ＥＣＵ１ｃは、各構成部の動作を制御する制御部１０と、制御に必要なデータを記憶する記憶部１１と、支線２ｃとの通信を制御する通信制御部１２とを備える。他のＥＣＵ１ａ，１ｂ，１ｄ，１ｅ，１ｆの内部構成はＥＣＵ１ｃと同様であるので詳細な説明を省略する。

ＥＣＵ１ｃの制御部１０は、図示しない車両のバッテリー、オルタネータ等の電力供給装置から電力の供給を受けて各構成部の動作を制御するようにしてある。

記憶部１１は揮発性のメモリを利用し、制御部１０は処理の過程で発生する各種情報、後述するようにセンサから入力された信号が表す測定値又は中継装置３ｂから受信したデータを一時的に記憶部１１に記憶する。

通信制御部１２は、ネットワークコントローラチップを有して支線２ｃとの通信を実現する。ＥＣＵ１ｃの制御部１０は、通信制御部１２を介してデータを送受信する。

このように構成されるＥＣＵ１ａ，１ａ，…，１ｂ，１ｂ，…，１ｃ，１ｃ，…，１ｄ，１ｄ，…，１ｅ，１ｅ，…，１ｆ，１ｆ，…は測定値、計算値、制御値等の各種物理量の数値情報を含むデータの送信又はエンジン、ブレーキ等のマイクロコンピュータによる制御が可能な装置である。例えばＥＣＵ１ｃはＡＢＳ（Antilock Brake System）として機能し、車輪の回転速度（車輪速）を検知する図示しないセンサと接続されている。ＥＣＵ１ｃは、車両の制動時にセンサを介して検知した車輪速に基づいてブレーキを制御すると共に、車輪速の測定値をデータとして支線２ｃを介して中継装置３ｂへ送信する。

なお、ＥＣＵ１ａ，１ａ，…，１ｂ，１ｂ，…，１ｃ，１ｃ，…，１ｄ，１ｄ，…，１ｅ，１ｅ，…，１ｆ，１ｆ，…から送信されるデータは、車輪速、温度、角度等のデータの属性を識別する属性ＩＤ（Identification Data）と、夫々の具体的な数値情報（属性値）との対で構成される。例えば、車輪速を表わすデータは、車輪速に割り振られた属性ＩＤ「１０」と、属性値「３０００（ｒｐｍ：revolutions per minute）」との対からなる。また、数値情報にはオン・オフ、上・中・下等の切り替えのための制御値を数値情報で表わしたもの（オン：１，オフ：０、上：１，中：０，下：マイナス１）も含まれる。

更に、ＥＣＵ１ａ，１ａ，…，１ｂ，１ｂ，…，１ｃ，１ｃ，…，１ｄ，１ｄ，…，１ｅ，１ｅ，…，１ｆ，１ｆ，…と、中継装置３ａ，３ｂ，３ｃとのデータの送受信は、複数のデータがまとめられた「メッセージ」の送受信によって実行される。車載装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，…は、通信制御部１２によりデータを送信する場合、自身の動作によって得られるデータ群をメッセージとして送信する。

通信線（支線）２ｃ，２ｄは、ＣＡＮのプロトコルに基づく通信線を利用し、ＥＣＵ１ｃ，１ｃ，…，１ｄ，１ｄ，…の通信制御部１２は夫々、ＣＡＮプロトコルに基づき支線２ｃ，２ｄを介してメッセージを送受信する。なお、ＥＣＵ１ｃ，１ｃ，…，１ｄ，１ｄ，…は、ＣＡＮプロトコルに基づきメッセージを送信する場合、メッセージは複数のデータの組み合わせ毎に規定されているメッセージＩＤ、即ち「ＣＡＮ ＩＤ」を含み、組み合わせに応じた属性値群をまとめて送信するようにしてある。

なお、支線２ｃ，２ｄはこれに限らず、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）、ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）等のプロトコルに基づくメッセージの送受信が可能であってもよい。他の支線２ａ，２ｂ，２ｅ，２ｆも支線２ｃ，２ｄと同様である。なお、各ＥＣＵ１ａ，１ａ，…，１ｂ，１ｂ，…，１ｃ，１ｃ，…，１ｄ，１ｄ，…，１ｅ，１ｅ，…，１ｆ，１ｆ，…から送受信されるデータの種類に応じて支線２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆを夫々異なるプロトコルの通信線で構成してもよい。

中継装置３ｂは、各構成部の動作を制御する制御部３０ｂと、支線２ｃ及び支線２ｄに接続されている支線通信部３２ｂと、幹線４と接続されている第１幹線通信部３３ｂ及び第２幹線通信部３４ｂと、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）等の揮発性のメモリを利用した一時記憶領域３５ｂと、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically EPROM）、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリを利用した記憶部３６ｂとを備える。中継装置３ａ，３ｃの内部構成は中継装置３ｂの内部構成と同様であるので詳細な説明を省略する。

制御部３０ｂはＭＰＵ（Micro Processing Unit）を利用し、図示しない車両のオルタネータ、バッテリー等の電力供給装置から電力の供給を受けて各構成部の動作を制御するように構成してある。

支線通信部３２ｂは、支線２ｃ，２ｄを介して接続しているＥＣＵ１ｃ，１ｃ，…，１ｄ，１ｄ，…とのデータの送受信を実現する。なお、上述のようにＥＣＵ１ｃ，１ｃ，…，１ｄ，１ｄ，…と中継装置３ｂとの間のデータの送受信はメッセージの送受信により実行される。そして、支線通信部３２ｂは複数のポートを有し、夫々のポートにより同時にメッセージを送受信することが可能な構成とする。本実施の形態における中継装置３ｂが備える支線通信部３２ｂはポートを８つ有し、８ポートから同時にメッセージを送受信することが可能である。

第１幹線通信部３３ｂ及び第２幹線通信部３４ｂは、幹線４を介して接続している他の中継装置３ａ，３ｃとの通信を実現する。第１幹線通信部３３ｂにより中継装置３ａと通信が可能であり、第２幹線通信３４ｂにより中継装置３ｃと通信が可能である。制御部３０ｂは、第１幹線通信部３３ｂによる中継装置３ａとの通信、及び第２幹線通信部３４ｂによる中継装置３ｃとの通信を同時に行なうことができる。

制御部３０ｂは、第１幹線通信部３３ｂ及び第２幹線通信部３４ｂによる他の中継装置３ａ，３ｃとの通信を例えば１ミリ秒等の一定期間毎に周期的に行なう。

なお、中継装置３ａも第１幹線通信部３３ａ及び第２幹線通信部３４ａを備え、同時に通信を行なうことができるが、本実施の形態では中継装置３ａは、第２幹線通信部３４ａにより幹線４を介して中継装置３ｂと接続される。中継装置３ａは中継装置３ｂ以外の中継装置とは接続されていないので第１幹線通信部３４ａを使用しない。また、中継装置３ｃも第１幹線通信部３３ｃ及び第２幹線通信部３４ｃを備えるが、本実施の形態では第１幹線通信部３３ｃにより幹線４を介して中継装置３ｂと接続され、第２幹線通信部３４ｃを使用しない。中継装置３ｃに更に他の中継装置が接続される場合は第２幹線通信部３４ｃを使用してディジーチェーン型に接続する構成とし、中継装置３ｃは第１幹線通信部３３ｃによる中継装置３ｂとの通信と第２幹線通信部３４ｃによる他の中継装置との通信を実現するようにすればよい。

一時記憶領域３５ｂには、制御部３０ｂがデータを記憶するデータベース３１ｂのための記憶領域が設けられている。なお、データベース３１ｂは中継装置３ｂの外部に存在する記憶装置内の領域に設けられ、中継装置３ｂが接続して読み書きが可能な構成としてもよい。一時記憶領域３５ｂにはデータベース３１ｂの他に、受信したデータ（メッセージ）を一時的に記憶する受信バッファ３７ｂのための記憶領域が設けられている。

記憶部３６ｂには、制御部３０ｂが第１幹線通信部３３ｂ及び第２幹線通信部３４ｂにより他の中継装置３ａ，３ｃと通信する際に参照する対応表３８ｂが予め記憶されている。対応表３８ｂの詳細については後述する。

このように構成される車載通信システムにおけるＥＣＵ１ａ，１ａ，…，１ｂ，１ｂ，…，１ｃ，１ｃ，…，１ｄ，１ｄ，…，１ｅ，１ｅ，…，１ｆ，１ｆ，…、及び中継装置３ａ，３ｂ，３ｃ間における通信処理について説明する。

図３は、本実施の形態における車載通信システムを構成する中継装置３ｂの制御部３０ｂがメッセージを受信した場合の処理手順の一例を示すフローチャートである。他の中継装置３ａ，３ｃの制御部３０ａ，３０ｂによる処理手順は、中継装置３ｂの制御部３０ｂによる処理手順と同様であるので詳細な説明を省略する。

制御部３０ｂは支線通信部３２ｂにより、支線２ｃ，２ｄを介して接続されているＥＣＵ１ｃ，１ｃ，…，１ｄ，１ｄ，…から送信されたメッセージを受信したか否かを判断する（ステップＳ１１）。制御部３０ｂは、メッセージを受信していないと判断した場合（Ｓ１１：ＮＯ）、処理をステップＳ１１へ戻す。

制御部３０ｂは、メッセージを受信したと判断した場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、受信したメッセージを一旦受信バッファ３７ｂに記憶し（ステップＳ１２）、メッセージを受信した場合の処理を終了する。

なお、受信バッファ３７ｂに記憶したメッセージに含まれる属性値群は、後述するタイミングで属性値ＩＤ毎に、即ち属性値ＩＤ及び属性値の対からなるデータをデータベース３１ｂに記憶される。制御部３０ｂは、データベース３１ｂに記憶してあるデータの属性値群からメッセージを作成し、当該メッセージを必要とするＥＣＵ１ｃ，１ｃ，…，１ｄ，１ｄ，…へ支線通信部３２ｂにより適宜送信する。送信タイミングは例えば、送信先のＥＣＵ１ｃ，１ｃ，…，１ｄ，１ｄ，…毎にスケジューリングされており制御部３０ｂが記憶部３６ｂに記憶されるスケジュールを参照してメッセージを生成して送信するようにしてもよいし、制御部３０ｂはデータベース３１ｂに記憶されている属性値を監視し、データベース３１ｂが更新されることで属性値が変化した場合に当該属性値のデータを含むメッセージを必要とするＥＣＵ１ｃ，１ｃ，…，１ｄ，１ｄ，…へ送信するようにしてもよい。

次に、中継装置３ｂの制御部３０ｂが第１幹線通信部３３ｂ及び第２幹線通信部３４ｂにより他の中継装置３ａ，３ｃと通信する処理について説明する。

制御部３０ｂは、データベース３１ｂに記憶されているデータを他の中継装置３ａ，３ｃと交換するに際し、データベース３１ｂから属性値ＩＤ及び属性値の対からなるデータを読み出して送信するのではなく、一旦受信バッファ３７ｂに記憶しておいたメッセージを利用して送受信を行なう。具体的には、メッセージをまとめたフレームにより送信する。このときのフレームを以下、幹線フレームと呼ぶ。

メッセージを利用した幹線フレームを送信するのは、ＣＡＮに準じて送受信されるメッセージは、属性値の一又は複数の組み合わせで構成され、その組み合わせ毎にＣＡＮ ＩＤが規定されているので、属性値毎の属性値ＩＤの送信を省略できるからである。なお、新たに、ＥＣＵ１ｃ，１ｃ，…，１ｄ，１ｄ，…から送信されるメッセージよりも更に効率的に属性値群をまとめたデータフレームを規定し、データフレームが含む属性値の数及びその属性値ＩＤに応じてデータフレームＩＤを規定して用いてもよい。

図４は、本実施の形態における車載通信システムを構成する中継装置３ａ，３ｂ，３ｃの制御部３０ａ，３０ｂ，３０ｃが送信する幹線フレームのフォーマット例を示す説明図である。図４（ａ）に本実施の形態における中継装置３ａ，３ｂ，３ｃの制御部３０ａ，３０ｂ，３０ｃが送信する幹線フレームのフォーマット例を示し、図４（ｂ）は比較のために属性値ＩＤ及び属性値からなるデータが複数送信される場合のフォーマット例を示す。

図４（ａ）に示すように、幹線フレームのフォーマットは先頭にヘッダが付加され、末尾に幹線フレームの終了を示すトレーラが付加されて構成される。中継装置３ａから送信される幹線フレームのヘッダとトレーラとの間には、中継装置３ａがＥＣＵ１ａ，１ａ，…，１ｂ，１ｂ，…から受信して受信バッファ３７ａに記憶してあるｍ個のメッセージが含まれる。そして夫々のメッセージに属性値群の数、及び属性値ＩＤの組み合わせに応じて予め定めてあるメッセージＩＤ（ＣＡＮ ＩＤ）と、直後に続く属性値群の合計のサイズ（情報長）とが含まれる。なおこの場合、メッセージに含まれる属性値群の合計の最大サイズは８バイトである。そして、属性値群のフィールドのサイズ（情報長）をバイト単位で表わすフィールド自体は、最大８を表わせばよいので４ビットである。ＣＡＮ ＩＤは１１ビットで表わされるので、１メッセージ当たりのサイズはバイト単位に切り上げたときは１０バイトとなる。

図４（ｂ）には、図４（ａ）の比較のために属性値ＩＤ及び属性値からなるデータが複数送信される場合の例が示されている。この場合も、先頭にはヘッダが付加され、末尾には送信の終了を示すトレーラが付加されて構成される。中継装置３ａがＥＣＵ１ａ，１ａ，…，１ｂ，１ｂ，…から受信して受信バッファ３７ａに記憶してあるメッセージに含まれる属性値がｋ個ある場合には、ヘッダとトレーラとの間に属性値ＩＤ及び属性値の対がｋ個分含まれる。なおこの場合、属性値ＩＤは２バイトで表わされるとする。

図５は、本実施の形態における車載通信システムを構成する中継装置３ｂの記憶部３６ｂに記憶されている対応表３８ｂの内容例を示す説明図である。なお、図５中のｎは任意の自然数である。図５の説明図に示すように、メッセージＩＤに対応付けて含まれる属性値数、含まれる属性値毎に属性値ＩＤ、メッセージ中の位置（順序）、及び情報長（ビット単位）が記憶されている。図５の内容例では、メッセージＩＤが「１」のメッセージには属性値が「２」含まれていることを示している。メッセージＩＤが「１」のメッセージに含まれる１つめの属性値は、属性値ＩＤが「１」であって「１」番目に「１」ビット分の情報長で含まれ、２つめの属性値は、属性値ＩＤが「２」であって「２」番目に「１」ビット分の情報長で含まれることを示している。

図５に示される他の例では、メッセージＩＤが「２」のメッセージには属性値が「４」含まれていることを示している。メッセージＩＤが「２」のメッセージに含まれる１つめの属性値は、属性値ＩＤが「２０」であって「２」番目に「１」ビット分の情報長で含まれ、２つめの属性値は、属性値ＩＤが「５０」であって「４」番目に「８」ビット分の情報長で含まれることを示している。メッセージＩＤが「３」のメッセージには属性値が「ｎ」含まれていることを示している。メッセージＩＤが「３」のメッセージに含まれる１つめの属性値は、属性値ＩＤが「８」であって「４」番目に「３」ビット分の情報長で含まれ、２つめの属性値は、属性値ＩＤが「５」であって「ｎ」番目に「４」ビット分の情報長で含まれることを示している。そして、メッセージＩＤが「４」のメッセージには属性値が「６４」含まれていることを示している。メッセージＩＤが「４」のメッセージに含まれる１つめの属性値は、属性値ＩＤが「１」であって「１」番目に「１」ビット分の情報長で含まれ、２つめの属性値は、属性値ＩＤが「２」であって「２」番目に「１」ビット分の情報長で含まれることを示している。

中継装置３ａ，３ｂ，３ｃの制御部３０ａ，３０ｂ，３０ｃは、図４（ａ）に示したようなフォーマットの幹線フレームを受信した場合、メッセージＩＤに基づいて対応表３８ａ，３８ｂ，３８ｃを夫々参照して属性値を読み出す。これにより、中継装置３ａ，３ｂ，３ｃは属性値ＩＤを含めずに属性値群のみを含むメッセージにより送受信するが、中継装置３ａ，３ｂ，３ｃの制御部３０ａ，３０ｂ，３０ｃは、メッセージにはいずれの属性値が含まれているかを認識して読み出すことができる。

図６及び図７は、本実施の形態における車載通信システムを構成する中継装置３ａ，３ｂ，３ｃ間で幹線フレームが送受信される処理手順の一例を示すフローチャートである。なお、ディジーチェーン型に接続されている中継装置３ａ，３ｂ，３ｃは、中継装置３ａが起点となって例えば１ミリ秒の一定周期毎に周期的に以下に示す処理手順を繰り返すようにしてある。

中継装置３ａの制御部３０ａは周期が到来した場合、記憶部３６ａの対応表３８ａを参照し、ＥＣＵ１ａ，１ａ，…，１ｂ，１ｂ，…から受信して一時的に記憶してある受信バッファ３７ａからメッセージを読み出し（ステップＳ２０１）、幹線フレームを作成し（ステップＳ２０２）、作成した幹線フレームを第２幹線通信部３４ａにより中継装置３ｂへ送信する（ステップＳ２０３）。

中継装置３ｂの制御部３０ｂは、第１幹線通信部３３ｂにより幹線フレームを受信したか否かを判断する（ステップＳ２０４）。制御部３０ｂは、幹線フレームを受信していないと判断した場合（Ｓ２０４：ＮＯ）、処理をステップＳ２０４へ戻す。制御部３０ｂは、幹線フレームを受信したと判断した場合（Ｓ２０４：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１ｃ，１ｃ，…，１ｄ，１ｄ，…から受信して一時的に記憶してある受信バッファ３７ｂからメッセージを読み出し（ステップＳ２０５）、読み出したメッセージを加えた幹線フレームを作成する（ステップＳ２０６）。中継装置３ｂの制御部３０ｂは、作成した幹線フレームを第２幹線通信部３４ｂにより中継装置３ｃへ送信する（ステップＳ２０７）。

中継装置３ｃの制御部３０ｃは、第１幹線通信部３３ｃにより幹線フレームを受信したか否かを判断する（ステップＳ２０８）。制御部３０ｃは、幹線フレームを受信していないと判断した場合（Ｓ２０８：ＮＯ）、処理をステップＳ２０８へ戻す。制御部３０ｃは、幹線フレームを受信したと判断した場合（Ｓ２０８：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１ｅ，１ｅ，…，１ｆ，１ｆ，…から受信して一時的に記憶してある受信バッファ３７ｃからメッセージを読み出し（ステップＳ２０９）、読み出したメッセージを加えた幹線フレームを作成する（ステップＳ２１０）。

中継装置３ｃはディジーチェーン型に接続されている中継装置３ａ，３ｂ，３ｃの内の終点に位置するので、中継装置３ｃの制御部３０ｃが中継装置３ｂから幹線フレームを受信した場合には全中継装置３ａ，３ｂ，３ｃの受信バッファ３７ａ，３７ｂ，３７ｃに記憶されていたメッセージを取得したこととなる。したがって中継装置３ｃの制御部３０ｃは、受信した幹線フレームに自身がメッセージを加えた幹線フレームのメッセージ群から、対応表３８ｃを参照して属性値を読み出し（ステップＳ２１１）、読み出した属性値により自身のデータベース３１ｃを更新する（ステップＳ２１２）。そして中継装置３ｃの制御部３０ｃは、作成した幹線フレームを第１幹線通信部３３ｃにより中継装置３ｂへ送信する（ステップＳ２１３）。

中継装置３ｂは、中継装置３ａから受信した幹線フレーム及び自身が作成した幹線フレームを送信した後（Ｓ２０７）、第２幹線通信部３４ｂにより中継装置３ｃから幹線フレームを受信したか否かを判断する（ステップＳ２１４）。

なお、中継装置３ａ，３ｂ，３ｃはディジーチェーン型に接続されているので終点に位置する中継装置３ｃから送信される幹線フレームは、中継装置３ａ，３ｂ自身が送信した幹線フレームが終点の中継装置３ｃまでに到達したことを示す応答（Acknowledge）としての意味合いを持つ。

中継装置３ｂの制御部３０ｂは、第２幹線通信部３４ｂにより中継装置３ｃから幹線フレームを受信していないと判断した場合（Ｓ２１４：ＮＯ）、処理をステップＳ２１４へ戻して待機する。制御部３０ｂは、第２幹線通信部３４ｂにより中継装置３ｃから幹線フレームを受信したと判断した場合（Ｓ２１４：ＹＥＳ）、受信した幹線フレームは中継装置３ａ、中継装置３ｂ自身及び中継装置３ｃ全ての受信バッファ３７ａ，３７ｂ，３７ｃに記憶されていたメッセージを含むので、幹線フレームのメッセージ群から対応表３８ｂを参照して属性値を読み出す（ステップＳ２１５）。そして中継装置３ｂの制御部３０ｂは、読み出した属性値により自身のデータベース３１ｂを更新する（ステップＳ２１６）。中継装置３ｂの制御部３０ｂは、中継装置３ｃから受信した幹線フレームを第１幹線通信部３３ｂにより中継装置３ａへ送信する（ステップＳ２１７）。

中継装置３ａは、自身が作成した幹線フレームを送信した後（Ｓ２０３）、第２幹線通信部３４ａにより中継装置３ｂから幹線フレームを受信したか否かを判断する（ステップＳ２１８）。なお、中継装置３ｂから送信される幹線フレームは中継装置３ａ自身が送信した幹線フレームが終点の中継装置３ｃまでに到達したことを示す応答としての意味合いを持つ。

中継装置３ａの制御部３０ａは、第２幹線通信部３４ａにより中継装置３ｂから幹線フレームを受信していないと判断した場合（Ｓ２１８：ＮＯ）、処理をステップＳ２１８へ戻して待機する。制御部３０ａは、第２幹線通信部３４ａにより中継装置３ｂから幹線フレームを受信したと判断した場合（Ｓ２１８：ＹＥＳ）、受信した幹線フレームは中継装置３ａ自身、中継装置３ｂ及び中継装置３ｃ全ての受信バッファ３７ａ，３７ｂ，３７ｃに記憶されていたメッセージを含むので、幹線フレームのメッセージ群から対応表３８ａを参照して属性値を読み出し（ステップＳ２１９）、読み出した属性値により自身のデータベース３１ａを更新し（ステップＳ２２０）、処理を終了する。

次に、図６及び図７のフローチャートに示した処理手順を、具体例を挙げて説明する。図８は、本実施の形態における中継装置３ａ，３ｂ，３ｃのデータベース３１ａ，３１ｂ，３１ｃが幹線フレームの送受信により更新される過程を模式的に示す説明図である。

図８の説明図には、中継装置３ａ，３ｂ，３ｃ間のディジーチェーン型の接続形態と、中継装置３ａ，３ｂ，３ｃ夫々のデータベース３１ａ，３１ｂ，３１ｃ及び受信バッファ３７ａ，３７ｂ，３７ｃの構成とをブロック図により示している。そして上述したように中継装置３ａが起点となり、中継装置３ｃが終点となる。更に図８の説明図は、中継装置３ａ，３ｂ，３ｃの制御部３０ａ，３０ｂ，３０ｃが図６及び図７のフローチャートに示した処理手順を実行することにより、幹線フレームが送受信される様子を時系列に示している。

図６及び図７のフローチャートに示したように、起点となる中継装置３ａから、複数のメッセージが含まれることにより属性値群Ａを含む幹線フレームが、幹線４を介して中継装置３ｂへ送信される。中継装置３ａから送信された幹線フレームが中継装置３ｂで受信された場合、中継装置３ｂから属性値群Ｂが加えられた属性値群Ａを含む幹線フレームが、幹線４を介して中継装置３ｃへ送信される。中継装置３ｂから送信された属性値群Ａ及びＢを含む幹線フレームが中継装置３ｃで受信された場合、中継装置３ｃから属性値群Ｃを含む幹線フレームに加えられる。これにより、中継装置３ａ，３ｂ，３ｃ全ての受信バッファ３７ａ，３７ｂ，３７ｃに記憶されているＥＣＵ１ａ，１ａ，…，１ｂ，１ｂ，…，１ｃ，１ｃ，…，１ｄ，１ｄ，…，１ｅ，１ｅ，…，１ｆ，１ｆ，…から受信したデータの属性値群Ａ、Ｂ及びＣを含む幹線フレームが作成される。

終点の中継装置３ｃでは、属性値群Ａ、Ｂ及びＣを含む幹線フレームから読み出された属性値によりデータベース３１ｃが更新される。属性値群Ａ、Ｂ及びＣを含む幹線フレームは、中継装置３ｃから中継装置３ｂへ、中継装置３ｂから中継装置３ａへ送信される。中継装置３ｂ及び中継装置３ａでも、属性値群Ａ、Ｂ及びＣを含む幹線フレームから読み出された属性値によりデータベース３１ｂ，３１ａが順に更新される。

同一の内容である属性値群Ａ、Ｂ及びＣを含む幹線フレームから読み出された属性値によりデータベース３１ａ，３１ｂ，３１ｃが更新されるので、データベース３１ａ，３１ｂ，３１ｃの内容は同一の内容に同期される。中継装置３ａ，３ｂ，３ｃは、各ＥＣＵ１ａ，１ａ，…，１ｂ，１ｂ，…，１ｃ，１ｃ，…，１ｄ，１ｄ，…，１ｅ，１ｅ，…，１ｆ，１ｆ，…へデータを送信するに際し、夫々データベース３１ａ，３１ｂ，３１ｃから読み出した属性値からなるデータをメッセージに含めて送信する。これにより、異なる支線２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆに接続されているＥＣＵ１ａ，１ａ，…，１ｂ，１ｂ，…，１ｃ，１ｃ，…，１ｄ，１ｄ，…，１ｅ，１ｅ，…，１ｆ，１ｆ，…でも同一の属性値を受信する。つまり、異なる支線２ｂ及び２ｃに夫々接続されているＥＣＵ１ｂと、ＥＣＵ１ｃとで受信する車輪速の具体的数値が３０００（ｒｐｍ）と２５００（ｒｐｍ）とで異なるという状況になることが回避される。

そして、本実施の形態においては幹線４を介した中継装置３ａ，３ｂ，３ｃ間の通信を、複数の属性値群を含むメッセージを更に複数含む幹線フレームのフォーマットにより行なう構成としたので、属性値毎の属性値ＩＤの送受信が省略され、通信量が削減される。通信量の削減の効果について、具体的な数値を挙げて以下に説明する。

中継装置３ａ，３ｂ，３ｃは、１ミリ秒毎に図６及び図７のフローチャートに示した処理手順を繰り返し、図８の説明図に示したように幹線フレームを送受信する。１ミリ秒の周期が到来するまでに、中継装置３ａ，３ｂ，３ｃの支線通信部３２ａ，３２ｂ，３２ｃ夫々の８つポートで、１ビットからなる６４個の属性値を含むメッセージを４回受信する場合を例に以下に説明する。

起点となる中継装置３ａが幹線フレームを作成する時点で受信バッファ３７ａ，３７ｂ，３７ｃには夫々、１ビットからなる２０４８個（＝８ポート×４メッセージ（１ポート当たりのメッセージ数）×６４個（１メッセージに含まれる属性値数））の属性値が記憶されている。

中継装置３ａが図４（ａ）に示したように幹線フレームにより中継装置３ｂへ属性値を送信する際に要する通信量は、以下の式１のように算出される。なおこの場合、６４個の１ビットからなる属性値（８バイト）が一のメッセージに含まれるとする。したがって、一の幹線フレームは３２個のメッセージを含み送信される。

｛（ＩＤ＿Ｌ＋ＤＬＣ＿Ｌ＋Ｄ＿Ｌ）×ｍ｝＋Ｈ＿Ｌ＋Ｔ＿Ｌ
＝｛（１１（ビット）＋４（ビット）＋８（バイト））×３２｝＋Ｈ＿Ｌ＋Ｔ＿Ｌ
＝｛（１０（バイト））×３２｝＋Ｈ＿Ｌ＋Ｔ＿Ｌ
＝３２０（バイト）＋Ｈ＿Ｌ＋Ｔ＿Ｌ …（１）
ただし、
ＩＤ＿Ｌ：メッセージＩＤの情報長
ＤＬＣ＿Ｌ：属性値群の情報長を表わすフィールドの情報長
Ｄ＿Ｌ：属性値群の情報長
ｍ：メッセージ数
Ｈ＿Ｌ：ヘッダの情報長
Ｔ＿Ｌ：トレーラの情報長

これにより、図８の説明図に示したように、データベース３１ａ，３１ｂ，３１ｃが同期されるまでに中継装置３ａから中継装置３ｂへ、中継装置３ｂから中継装置３ｃへ、更に中継装置３ｃから中継装置３ｂへ、中継装置３ｂから中継装置３ａへの通信量は以下の式２のように算出される。
｛１×３２０（バイト）＋Ｈ＿Ｌ＋Ｔ＿Ｌ｝（中継装置３ａから中継装置３ｂへ）
＋｛２×３２０（バイト）｝（中継装置３ｂから中継装置３ｃへ）
＋｛３×３２０（バイト）｝（中継装置３ｃから中継装置３ｂへ）
＋｛３×３２０（バイト）｝（中継装置３ｂから中継装置３ａへ）
＝２８８０（バイト）＋（Ｈ＿Ｌ＋Ｔ＿Ｌ）…（２）

式２により、１ミリ秒毎の周期の間に、２８８０バイト分が幹線４で送受信されることが必要となる。幹線４の通信速度が１００Ｍｂｐsである場合、２８８０バイトの情報の送受信に要する時間は約２３０マイクロ秒である。１ミリ秒毎の周期の間に２８８０バイト分の送受信は十分に間に合う。

比較のために、中継装置３ａが図４（ｂ）に示したように、属性値ＩＤ及び属性値の対が属性値の数分含まれるフォーマットで中継装置３ｂへ属性値を送信する構成としたときには、起点の中継装置３ａから中継装置３ｂへの送信に要する通信量は、以下の式３のように算出される。
｛（属性値ＩＤの情報長＋属性値の情報長）×属性値の数｝＋ヘッダの情報長＋トレーラの情報長
＝｛（２（バイト）＋１（ビット））×２０４８｝＋ｈ＿Ｌ＋ｔ＿Ｌ
＝４３５２（バイト）＋ｈ＿Ｌ＋ｔ＿Ｌ…（３）
ただし、
ｈ＿Ｌ：ヘッダの情報長
ｔ＿Ｌ：トレーラの情報長

これにより、中継装置３ａから中継装置３ｂへ、中継装置３ｂから中継装置３ｃへ、更に中継装置３ｃから中継装置３ｂへ、中継装置３ｂから中継装置３ａへの通信量は以下の式４のように算出される。
｛１×４３５２（バイト）＋ｈ＿Ｌ＋ｔ＿Ｌ｝（中継装置３ａから中継装置３ｂへ）
＋｛２×４３５２（バイト）｝（中継装置３ｂから中継装置３ｃへ）
＋｛３×４３５２（バイト）｝（中継装置３ｃから中継装置３ｂへ）
＋｛３×４３５２（バイト）｝（中継装置３ｂから中継装置３ａへ）
＝３９１６８（バイト）＋（ｈ＿Ｌ＋ｔ＿Ｌ）…（４）

式４により、１ミリ秒毎の周期の間に、３９１６８バイト分が幹線４で送受信されることが必要となるが、幹線４の通信速度が１００Ｍｂｐsである場合には３９１６８バイトの情報の送受信に要する時間は３ミリ秒である。１ミリ秒毎の周期の間での送受信には間に合わない。

このように、中継装置３ａ，３ｂ，３ｃ間においてデータベース３１ａ，３１ｂ，３１ｃの内容を同期させるためにデータを送受信する際に、図４（ａ）に示したようなフォーマットの幹線フレームを作成して送受信することにより、中継装置３ａ，３ｂ，３ｃ間における通信量を最大約１／１０まで削減することができる。したがって、中継装置３ａ，３ｂ，３ｃ間のデータベース３１ａ，３１ｂ，３１ｃの同期に要する時間を短縮して高速に完了させることができ、異なる支線２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆに接続されているＥＣＵ１ａ，１ａ，…，１ｂ，１ｂ，…，１ｃ，１ｃ，…，１ｄ，１ｄ，…，１ｅ，１ｅ，…，１ｆ，１ｆ，…間でのデータの同一性、及び中継の即時性が担保される。

なお、上述の車載通信システムの構成では３つの中継装置３ａ，３ｂ，３ｃによりデータが中継される構成とした。しかしながら、例えば５つの中継装置がディジーチェーン型に接続される構成とした場合でも、１ミリ秒毎の周期の間に送受信されることが必要な通信量は９６００バイトであり、幹線の通信速度が１００Ｍｂｐsであるとき送受信に要する時間は約７７０マイクロ秒であるので間に合う。

また、上述の説明では３つの中継装置３ａ，３ｂ，３ｃは幹線フレームの送受信を中継装置３ａから中継装置３ｂへ、中継装置３ｂから中継装置３ｃへ、更に中継装置３ｃから中継装置３ｂへ、中継装置３ｂから中継装置３ａへ巡回的に行なう構成とした。しかしながら、中継装置３ｂは第１幹線通信部３３ｂ及び第２幹線通信部３４ｂで同時に送受信が可能である。したがって他の中継装置３ａ，３ｃからの幹線フレームの受信を待機することなく幹線フレームの送信を実行してもよい。

図９は、本実施の形態における車載通信システムを構成する中継装置３ａ，３ｂ，３ｃ間で幹線フレームが送受信される処理手順の他の一例を示すフローチャートである。なお、図９のフローチャートでは中継装置３ｂの制御部３０ｂによる処理手順を示す。他の中継装置３ａ，３ｃの制御部３０ａ，３０ｃによる処理手順も同様であるので詳細な説明を省略する。

中継装置３ｂは夫々、１ミリ秒の一定周期毎に周期的に以下に示す処理手順を繰り返すようにしてある。

制御部３０ｂは周期が到来した場合、記憶部３６ｂの対応表３８ｂを参照し、ＥＣＵ１ｃ，１ｃ，…，１ｄ，１ｄ，…から受信して一時的に記憶してある受信バッファ３７ｂからメッセージを読み出し（ステップＳ３０１）、ＥＣＵ１ｃ，１ｃ，…，１ｄ，１ｄ，…から受信したメッセージを含む幹線フレームを作成する（ステップＳ３０２）。

制御部３０ｂは、第１幹線通信部３３ｂ及び第２幹線通信部３４ｂのいずれかにより、他の中継装置３ａ，３ｃから幹線フレームの受信を開始したか、又は、送信すべき幹線フレームがあって第１幹線通信部３３ｂ及び第２幹線通信部３４ｂのいずれかにより幹線フレームの送信が可能か否かを判断する（ステップＳ３０３）。制御部３０ｂは、第１幹線通信部３３ｂによる送信又は受信の処理と、第２幹線通信部３４ｂによる送信又は受信の処理とを同時に可能である。

制御部３０ｂは、第１幹線通信部３３ｂ及び第２幹線通信部３４ｂのいずれからも幹線フレームの受信を開始しておらず、且つ送信すべき幹線フレームもない場合（Ｓ３０３：ＮＯ）、処理をステップＳ３０３へ戻す。

制御部３０ｂは、第１幹線通信部３３ｂ及び第２幹線通信部３４ｂのいずれかにより、他の中継装置３ａ，３ｃから幹線フレームの受信を開始したか、又は、送信すべき幹線フレームがあって第１幹線通信部３３ｂ及び第２幹線通信部３４ｂのいずれかにより幹線フレームの送信が可能であると判断した場合（Ｓ３０３：ＹＥＳ）、幹線フレームを受信しているか否かを判断する（ステップＳ３０４）。制御部３０ｂは、幹線フレームを受信していると判断した場合（Ｓ３０４：ＹＥＳ）、受信した幹線フレームを一時記憶領域３５ｂに一時的に記憶しておく（ステップＳ３０５）。

制御部３０ｂは、ステップＳ３０４で幹線フレームを受信していないと判断した場合（Ｓ３０４：ＮＯ）、第１幹線通信部３３ｂ及び第２幹線通信部３４ｂのいずれかにより幹線フレームの送信が可能か否かを判断する（ステップＳ３０６）。制御部３０ｂは、送信が不可能であると判断した場合（Ｓ３０６：ＮＯ）、処理をステップＳ３０３へ戻す。制御部３０ｂは、送信が可能であると判断した場合（Ｓ３０６：ＹＥＳ）、自身が作成した幹線フレーム、又は他の中継装置３ａ，３ｃから受信して他へ送信すべく一時的に記憶してある幹線フレームを送信する（ステップＳ３０７）。

なお、ステップＳ３０４において幹線フレームを受信していないと判断した場合にステップＳ３０６へ進めたが、制御部３０ｂは、第１幹線通信部３３ｂによる送信又は受信の処理と、第２幹線通信部３４ｂによる送信又は受信の処理とを同時に可能である。第１幹線通信部３３ｂにより幹線フレームを受信しつつ、第２幹線通信部３４ｂにより幹線フレームを送信できる。したがって、第１幹線通信部３３ｂ及び第２幹線通信部３４ｂのいずれかにより幹線フレームを受信していると判断した場合（Ｓ３０４：ＹＥＳ）であっても幹線フレームを受信して一時的に記憶しつつ（Ｓ３０５）、ステップＳ３０６に処理を進め、第１幹線通信部３３ｂ及び第２幹線通信部３４ｂのいずれかが空いており、送信すべき幹線フレームがある場合には幹線フレームを送信する（Ｓ３０７）。

次に制御部３０ｂは、他の中継装置３ａ，３ｃからの幹線フレーム及び自身が作成した幹線フレームを全て送受信したか否かを判断する（ステップＳ３０８）。制御部３０ｂは、全幹線フレームを送受信していないと判断した場合（Ｓ３０８：ＮＯ）、処理をステップＳ３０３へ戻す。

制御部３０ｂは、全幹線フレームを送受信したと判断した場合（Ｓ３０８：ＹＥＳ）、受信して一時的に記憶してある幹線フレーム及び自身が作成した幹線フレームに含まれるメッセージ群から、対応表３８ｂを参照して属性値を読み出す（ステップＳ３０９）。制御部３０ｂは、読み出した属性値により自身のデータベース３１ｂを更新し（ステップＳ３１０）、処理を終了する。

図１０は、本実施の形態における中継装置３ａ，３ｂ，３ｃのデータベース３１ａ，３１ｂ，３１ｃが幹線フレームの送受信により更新される過程の他の例を模式的に示す説明図である。

図１０の説明図には、中継装置３ａ，３ｂ，３ｃ間のディジーチェーン型の接続形態と、中継装置３ａ，３ｂ，３ｃ夫々のデータベース３１ａ，３１ｂ，３１ｃ及び受信バッファ３７ａ，３７ｂ，３７ｃの構成とをブロック図により示している。更に図１０の説明図は、中継装置３ａ，３ｂ，３ｃの制御部３０ａ，３０ｂ，３０ｃが図９のフローチャートに示した処理手順を実行することにより、幹線フレームが送受信される様子を時系列に示している。

図９のフローチャートに示したように、中継装置３ｂは第１幹線通信部３３ｂ及び第２幹線通信部３４ｂのいずれかで同時に送受信処理が可能である。したがって中継装置３ａの第２幹線通信部３４ａが空いていることによって中継装置３ａの受信バッファ３７ａから読み出された属性値群Ａを含む幹線フレームが幹線４を介して中継装置３ｂへ送信される間、中継装置３ｂでは当該属性値群Ａを含む幹線フレームが受信されつつ、属性値群Ｂを含む幹線フレームが中継装置３ｃへ送信される。

続いて、中継装置３ｂからは中継装置３ａから受信した属性値群Ａを含む幹線フレームが、第２幹線通信部３４ｂにより中継装置３ｃへ送信されつつ、属性値群Ｂを含む幹線フレームが第１幹線通信部３３ｂにより中継装置３ａへ送信される。更に、中継装置３ｃで第１幹線通信部３３ｃが空くので、中継装置３ｃから属性値群Ｃを含む幹線フレームが中継装置３ｂへ送信される。このとき、中継装置３ｃの制御部３０ｃは、他の中継装置３ａ，３ｂからの幹線フレームを受信し、自身が作成した幹線フレームを送信しているので、全幹線フレームのメッセージ群から属性値を読み出してデータベース３１ｃを更新する。

次のタイミングで中継装置３ｂは、他の中継装置３ｃから受信した属性値群Ｃを含む幹線フレームを中継装置３ａへ送信する。そして中継装置３ｂの制御部３０ｂは、他の中継装置３ａ，３ｃからの幹線フレームを受信し、自身が作成した幹線フレームを送信しているので、全幹線フレームのメッセージ群から属性値を読み出してデータベース３１ｂを更新する。

そして中継装置３ａの制御部３０ａは、中継装置３ｂから属性値群Ｃを含む幹線フレームを受信したことにより、他の中継装置３ｂ，３ｃからの幹線フレームを受信し、自身が作成した幹線フレームを送信しているので、全幹線フレームのメッセージ群から属性値を読み出してデータベース３１ａを更新する。

これにより、データベース３１ａ，３１ｂ，３１ｃの内容が同一の内容に同期される。なお、図１０の説明図に示したようにデータベース３１ａ，３１ｂ，３１ｃが同期されるまでに中継装置３ａ，３ｂ，３ｃ間で幹線フレームが送受信される場合の通信量は以下に示す式５により算出される。
｛１×３２０（バイト）＋Ｈ＿Ｌ＋Ｔ＿Ｌ｝（中継装置３ａから中継装置３ｂへ）
＋｛１×３２０（バイト）＋Ｈ＿Ｌ＋Ｔ＿Ｌ｝（中継装置３ｂから中継装置３ｃへ）
＋｛１×３２０（バイト）＋Ｈ＿Ｌ＋Ｔ＿Ｌ｝（中継装置３ｃから中継装置３ｂへ）
＋｛１×３２０（バイト）＋Ｈ＿Ｌ＋Ｔ＿Ｌ｝（中継装置３ｂから中継装置３ａへ）
＝１２８０（バイト）＋４×（Ｈ＿Ｌ＋Ｔ＿Ｌ）…（５）

図１０の説明図では中継装置３ａ，３ｂ，３ｃ間で６回の幹線フレームの送受信が行なわれているが各幹線フレームは属性値群Ａ、Ｂ及びＣ毎に夫々送受信され、且つ、中継装置３ａから中継装置３ｂへの属性値群Ａを含む幹線フレームの送信と、中継装置３ｂから中継装置３ｃへの属性値群Ｂを含む幹線フレームの送信とは同時にされ、中継装置３ｂから中継装置３ｃへの属性値群Ａを含む幹線フレームの送信と、中継装置３ｂから中継装置３ａへの属性値群Ｂを含む幹線フレームの送信とは同時にされている。したがって、１ミリ秒毎の周期の間にデータベース３１ａ，３１ｂ，３１ｃの同期に要する時間は、１２８０バイト分が幹線４で送受信されるために要する時間である。したがって、同期に要する時間は１０２マイクロ秒である。これにより、データベース３１ａ，３１ｂ，３１ｃの同期に要する時間は更に短縮される。

なお、本実施の形態における車載通信システムの中継装置３ａ，３ｂ，３ｃの制御部３０ａ，３０ｂ，３０ｃが夫々、幹線フレームを受信する際には対応表３８ａ，３８ｂ，３８ｃを記憶しておき参照する構成としたが、これに限らない。例えば、各中継装置間で送受信される幹線フレームに含まれるメッセージの数、順序、及びメッセージ内における属性値の組み合わせ及び順序を、中継装置毎に予め決めておき、幹線フレームを受信した中継装置は送信元の中継装置を特定することにより、正確に属性値を読み出すようにしてもよい。

なお、開示された実施の形態は、全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。本発明の範囲は上述の説明ではなくて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全ての変更が含まれることが意図される。

本実施の形態における車載通信システムの構成を示す構成図である。 本実施の形態における車載通信システムを構成するＥＣＵ及び中継装置の内部構成を示すブロック図である。 本実施の形態における車載通信システムを構成する中継装置の制御部がメッセージを受信した場合の処理手順の一例を示すフローチャートである。 本実施の形態における車載通信システムを構成する中継装置の制御部が送信する幹線フレームのフォーマット例を示す説明図である。 本実施の形態における車載通信システムを構成する中継装置の記憶部に記憶されている対応表の内容例を示す説明図である。 本実施の形態における車載通信システムを構成する中継装置間で幹線フレームが送受信される処理手順の一例を示すフローチャートである。 本実施の形態における車載通信システムを構成する中継装置間で幹線フレームが送受信される処理手順の一例を示すフローチャートである。 本実施の形態における中継装置のデータベースが幹線フレームの送受信により更新される過程を模式的に示す説明図である。 本実施の形態における車載通信システムを構成する中継装置間で幹線フレームが送受信される処理手順の他の一例を示すフローチャートである。 本実施の形態における中継装置のデータベースが幹線フレームの送受信により更新される過程の他の例を模式的に示す説明図である。

符号の説明

１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ ＥＣＵ
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ 通信線（支線）
３ａ，３ｂ，３ｃ 中継装置
３０ａ，３０ｂ，３０ｃ 制御部
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ データベース
３８ａ，３８ｂ，３８ｃ 対応表
４ 通信線（幹線）

Claims (4)

1. 数値情報及び該数値情報の識別情報を含むデータを送受信する外部装置に接続され、外部装置からデータを受信する手段、データベースにデータを記憶する手段、及び前記データベースから読み出したデータを外部装置へ送信する手段を備え、外部装置間のデータの送受信を中継する中継装置において、
   外部装置から受信した一又は複数のデータから数値情報を抽出し、抽出した数値情報から、夫々対応する識別情報を省略してデータフレームを作成する手段と、
   作成したデータフレームを他の中継装置へ送信する手段と、
   他の中継装置からデータフレームを受信する手段と、
   データフレームを受信した場合、
   受信したデータフレームに含まれる数値情報を読み出す手段と、
   データベースのデータの数値情報を、読み出した数値情報により更新する手段と
   を備えることを特徴とする中継装置。
2. データフレームが含む数値情報の数、及び前記数値情報に対応する識別情報に応じて規定される種類毎に、データフレームに含まれる数値情報の位置及び情報長、並びに各数値情報に対応する識別情報を記憶する手段と、
   データフレームを他の中継装置へ送信するに際し、データフレームの種類を共に送信する手段と、
   他の中継装置からデータフレームを受信した場合に前記データフレームの種類を特定する手段と
   を備え、
   他の中継装置からデータフレームを受信した場合、特定した種類に基づきデータフレームから数値情報を取り出すようにしてあること
   を特徴とする請求項１に記載の中継装置。
3. 数値情報及び該数値情報の識別情報を含むデータを送受信する複数の通信装置により夫々構成される複数の通信装置群と、該複数の通信装置群に群毎に一又は複数接続され、通信装置からデータを受信する手段、データベースにデータを記憶する手段、及び前記データベースから読み出したデータを通信装置へ送信する手段を備え、相互に接続され、通信装置間のデータの送受信を中継する複数の中継装置とを含む通信システムにおいて、
   各中継装置は、
   通信装置から受信した一又は複数のデータから数値情報を抽出し、抽出した数値情報から、夫々対応する識別情報を省略してデータフレームを作成する手段と、
   作成したデータフレームを他の中継装置へ送信する手段と、
   他の中継装置からデータフレームを受信する手段と、
   データフレームを受信した場合、
   受信したデータフレームに含まれる数値情報を読み出す手段と、
   自身のデータベースのデータの数値情報を、読み出した数値情報により更新する手段と
   を備えることを特徴とする通信システム。
4. 数値情報及び該数値情報の識別情報を含むデータを送受信する複数の通信装置により夫々構成される複数の通信装置群に群毎に一又は複数接続され、自群の通信装置からデータを受信し、データベースにデータを記憶し、前記データベースから読み出したデータを通信装置へ送信し、通信装置間のデータの送受信を中継するように相互に接続される複数の中継装置による通信方法において、
   各中継装置は、
   通信装置から受信した一又は複数のデータから数値情報を抽出し、抽出した数値情報から、夫々対応する識別情報を省略してデータフレームを作成し、
   作成したデータフレームを他の中継装置へ送信し、
   他の中継装置からデータフレームを受信した場合、
   受信したデータフレームに含まれる数値情報を読み出し、
   自身のデータベースのデータの数値情報を読み出した数値情報で更新し、
   更新後のデータベースからデータを読み出して自群の通信装置へ送信する
   ことを特徴とする通信方法。

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