JP5111613B2 - 通信装置、通信システム及び通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数の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、前記装置が接続している通信線における通信の衝突を低減させ、通信効率を向上させることができる通信装置、前記通信装置を中継装置として含む通信システム及び通信方法に関する。

近年では、複数の装置を接続し、各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、ＥＣＵ（電子制御装置；Electronic Control Unit）に夫々特化させた処理を行なわせると共に、通信線で接続し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。

ＥＣＵによって実現される機能の特化、実現できる機能の増加及び多様化に伴ない、通信線に接続されるＥＣＵ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ＥＣＵ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を招く。著しいデータの遅延は、ＥＣＵによるブレーキ制御等の運転機能に対して致命的な場合がある。

図２３Ａ及び図２３Ｂは、通信線でＥＣＵからのデータの通信が衝突する例を示す説明図である。図２３Ａは、ＥＣＵ（Ａ）〜ＥＣＵ（Ｅ）の接続構成を示す。ＥＣＵ（Ａ）〜ＥＣＵ（Ｅ）はバス型に通信線に接続されており、夫々通信線が解放されている場合にデータの送信が可能である。図２３Ｂは、各ＥＣＵからの送信タイミングを時系列に示している。図２３Ａ及び図２３Ｂに示すように、ＥＣＵは夫々、所定の間隔でデータの送信を行なう。所定の間隔は、ＥＣＵ自身の動作に影響されて多少揺らぐものの、通常はほぼ一定間隔である。送信の衝突をできるだけ回避するため、各ＥＣＵで間隔を夫々、１０ミリ秒、１２ミリ秒、１５ミリ秒等とずらすなどの工夫がなされる場合もある。しかしながら、各ＥＣＵの送信間隔の最小公倍数の周期毎に、図２３Ｂ中の時点ｔのように、複数のＥＣＵがほぼ同時にデータの送信を試みるタイミングがあり、このタイミングは周期的に到来して衝突が発生する。

これに対し、タイムトリガープロトコル（ＴＴＰ）によって送受信が制御されるＦｌｅｘＲａｙなどの規定は各ＥＣＵ間で所定の通信サイクルを時分割し、割り当てられた期間に通信するようにし、衝突を回避している。しかしながら、タイムトリガープロトコルの規定に制約されずに、車載ＬＡＮで標準的に利用されているイベントトリガー制御を行なうＣＡＮ（Controller Area Network）にも適用できることが望ましい。

特許文献１には、ＣＡＮにも適用できる方法により、ＥＣＵ間の通信が干渉し、衝突することがないように制御する技術が提案されている。特許文献１に開示されている技術では、各ＥＣＵが時間計測手段を有して他のＥＣＵからのデータの送信タイミングを計測し、他のＥＣＵからの送信が完了した時点で自身が送信を開始するように自身のデータの送信タイミングを決定することにより、通信の衝突を回避している。

また、通信線に接続されるＥＣＵの数の増加による衝突を回避するため、通信線を複数に分け、異なる通信線にＥＣＵを夫々接続し、異なる通信線間は中継装置（ゲートウェイ装置）により接続して中継装置にデータを中継させる構成も実施されている（特許文献２など）。これにより、通信線に接続されるＥＣＵの数が減少するので、通信量を減少させることができ、データの衝突等を回避させることができる。この場合、データを共通に使用するＥＣＵをグループにまとめることで通信線の使用の無駄を抑え、衝突を回避することができる。

特許文献３には、車載ＬＡＮの分野におけるＥＣＵを複数のグループに分け、グループ毎に通信線に接続し、通信線を更に中継装置（ゲートウェイ装置）で接続する構成とし、送受信されるメッセージの優先度に基づき、優先度が高いデータを優先的に中継し、通信線の通信負荷が増加した場合でも優先度が高いデータの送信が大きく遅れないようにする技術が開示されている。

車載ＬＡＮで標準的に利用されるＣＡＮでは、メッセージに付加されているメッセージＩＤが優先度に相当し、メッセージＩＤを数値として解釈した場合により小さい値であるメッセージがより優先的に送信されるように規定されている（非特許文献１）。

中継装置が一方の通信線に接続されているＥＣＵから受信したメッセージ、又は該メッセージから作成したメッセージを他方の通信線へ中継しようとする場合、一方の通信線では当該メッセージが送信できても、他方の通信線でより優先度が高いメッセージの送信が行なわれているときには、優先度が低いために中継装置で送信できないときがある。このとき、一方の通信線から中継されるべき他のメッセージも送信できずに滞留する。

この場合、メッセージは当該メッセージを必要とする装置によって、ほぼ同時に受信されるべきメッセージであったとしても、メッセージが中継装置を経由する場合に滞留してしまうことにより、メッセージの受信の同時性を担保することはできない。

そこで中継装置にてメッセージが滞留しないよう、各メッセージの送信タイミングを調整し合う方法も考えられる。特許文献１に開示されている発明を適用し、各ＥＣＵが時間計測手段を有して他のＥＣＵからのデータの送信タイミングを計測し、他のＥＣＵからの送信が完了した時点で自身が送信を開始するように自身のデータの送信タイミングを決定することにより、通信の衝突を回避している。
特開２００７−６０４００号公報 特開２００２−１６６１４号公報 特開２００５−１５９５６８号公報 ルネサステクノロジ、"ＣＡＮ入門書"、２００６年１月３１日発行、[online]、[平成２０年８月２５日検索]、インターネット〈URL：http://documentation.renesas.com/jpn/products/mpumcu/apn/rjj05b0937_canap.pdf〉

特許文献１に開示されている技術を用いることにより、バス型に接続される装置間の通信の衝突を回避することができる。しかしながら、特定の装置からのデータの送信を基準として送信タイミングを決定する構成では、前記特定の装置に障害が発生して送信ができない場合に、他の全部の装置が送信タイミングを決定することができなくなる可能性がある。また、各自相互に他の装置からのデータの送信を基準とする構成では、送信タイミングが効率的に収束しない可能性がある。

更に、各自相互に他の装置からの送信タイミングを常時的に計測し、送信タイミングを決定する構成では各装置の処理負荷が重い。通信線が空いている期間は、各装置で送信タイミングを決定する処理は不要である。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、通信線にバス型に接続される複数の装置間で、各々が送信タイミングの調整を行なう構成とした場合に、前記通信線に接続される通信装置により、通信線にて衝突が発生する状況時に効果的に送信タイミングの調整を実施させ、各装置の処理負荷を軽減させつつ効率的に通信の衝突を低減させ、各装置に効果的に送信タイミングの調整を実施させて通信効率を向上させることができる通信装置、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。

本発明に係る通信装置は、メッセージを送受信する複数の装置がバス型に接続されている通信線に接続されており、前記通信線に送信されるメッセージの一部又は全部を受信する通信装置において、複数の期間に分割された所定の監視時間中に送信されるメッセージ数を測定する測定手段と、該測定手段が測定した前記複数の期間毎のメッセージ数同士の比較に基づき、前記複数の装置が送信したメッセージの送信タイミングの偏りの有無を判断する判断手段と、該判断手段が有りと判断した場合、送信タイミングを早める又は遅らせる調整を指示する指示メッセージを前記通信線へ送信する送信手段とを備えることを特徴とする。

本発明に係る通信装置は、前記判断手段は、前記複数の期間の内、メッセージが送信されない期間が所定数以上あるか否かを判断する手段を備え、該手段が所定数以上であると判断した場合、送信タイミングの偏りが有りと判断するようにしてあることを特徴とする。

本発明に係る通信装置は、前記判断手段は、前記複数の期間におけるメッセージ数の最大値が、最小値の所定倍以上であるか否かを判断する手段を備え、該手段が所定倍以上であると判断した場合、送信タイミングの偏りが有りと判断するようにしてあることを特徴とする。

本発明に係る通信装置は、前記測定手段は、前記所定の監視時間を１周期として周期的に測定するようにしてあり、前記判断手段が、送信タイミングの偏りが無しと判断した周期が所定数以上連続するか否かを判断する手段と、該手段が所定数以上連続すると判断した場合、送信タイミングの調整の停止を指示するメッセージを前記通信線に送信する手段とを備えることを特徴とする。

本発明に係る通信装置は、前記監視時間における前記測定手段が測定した各期間のメッセージ数の分布に基づき、送信タイミングを早める又は遅らせる調整を指示するメッセージの送信時点を決定する手段を備え、前記判断手段が有りと判断した場合、送信タイミングを早める又は遅らせる調整を指示する指示メッセージを、前記送信時点で前記通信線へ送信するようにしてあることを特徴とする。

本発明に係る通信装置は、各メッセージは周期的に送信されるようにしてあり、前記判断手段が有りと判断した場合、送信タイミングが偏っているメッセージ夫々の送信周期を特定する手段を備え、前記送信手段は、特定された送信周期に応じたタイミングにより前記指示メッセージを送信するようにしてあることを特徴とする。

本発明に係る通信装置は、前記送信手段は、前記判断手段により無しと判断されるまで、継続的に前記指示メッセージを送信するようにしてあることを特徴とする。

本発明に係る通信システムは、メッセージを送受信する複数の装置と、該複数の装置が夫々バス型に接続されている複数の通信線に接続されており、一の通信線に接続されている各装置からのメッセージの一部又は全部を受信し、他の通信線に接続されている装置へ中継する中継装置とを含む通信システムにおいて、前記中継装置は、一の通信線に複数の期間に分割された所定の監視時間中に送信されるメッセージ数を測定する測定手段と、前記複数の期間にて前記測定手段により測定した前記複数の期間毎のメッセージ数同士の比較に基づき、前記一の通信線に接続されている複数の装置が送信したメッセージの送信タイミングの偏りの有無を判断する判断手段と、該判断手段が有りと判断した場合、前記複数の装置へ夫々、送信タイミングを早める又は遅らせる調整を指示する指示メッセージを送信する手段とを備え、前記複数の装置は夫々、前記指示メッセージを受信した場合に、特定のメッセージが送信される時点を検知する手段と、該手段が検知した時点と、自身がメッセージを送信する時点との時間差に基づき、時間差を短縮させるように次の自身のメッセージの送信タイミングを早める又は遅らせることにより調整する調整手段とを備えることを特徴とする。

本発明に係る通信システムは、前記中継装置は、送信タイミングが偏っているメッセージを特定する手段と、特定されたメッセージ夫々の送信周期を特定する手段とを備え、前記送信手段は更に、特定された送信周期に応じたタイミングにより、送信タイミングが偏っているメッセージのメッセージ識別情報と共に前記指示メッセージを送信するようにしてあり、前記複数の装置の前記調整手段は、前記指示メッセージが送信されるタイミングを特定する特定手段と、指示メッセージと共に送信される前記メッセージ識別情報によって識別されるメッセージが、自身が送信したメッセージであるか否かを判断する判断手段と、該判断手段により自身が送信したメッセージであると判断した場合、前記特定手段により特定したタイミングに、前記メッセージの送信タイミングを近づける手段とを備えることを特徴とする。

本発明に係る通信システムは、前記複数の装置は夫々、前記判断手段により自身が送信したメッセージでないと判断した場合、前記特定手段により特定したタイミングから、前記メッセージの送信タイミングを遠ざける手段を備えることを特徴とする。

本発明に係る通信方法は、メッセージを送受信する複数の装置と、該複数の装置が夫々バス型に接続されている通信線に接続されており、前記通信線に送信されるメッセージの一部又は全部を受信する通信装置との間における通信方法において、前記通信装置は、複数の期間に分割された所定の監視期間中に送信されるメッセージ数を測定し、測定された前記複数の期間毎のメッセージ数同士の比較に基づき、前記複数の装置が送信したメッセージの送信タイミングの偏りの有無を判断し、偏りが有りと判断した場合、送信タイミングを早める又は遅らせる調整を指示する指示メッセージを前記通信線を介して前記複数の装置へ送信することを特徴とする。

本発明では、通信線にバス型に接続する複数の装置から通信線に送信されるメッセージを受信する通信装置（中継装置）により夫々、該通信線へ送信されたメッセージのタイミングの偏りの有無が判断される。なお、偏りの有無は、複数の期間毎のメッセージ数同士の比較に基づいて判断される。偏りが有りと判断された場合に、通信装置（又は中継装置）から各通信装置へ送信タイミングを早める又は遅らせる調整を指示するメッセージが通信線へ送信される。これにより、偏りが有りと判断されるようなときのみ、各装置による送信タイミングの調整が行なわれる。通信線に接続されている複数の装置は、送信タイミングの調整を指示するメッセージが通信装置から通信線に送信されたことをきっかけに、相互に送信タイミングを早める又は遅らせる調整を試みればよい。したがって、常時送信タイミングの調整の処理を行なう必要がなく、各装置の負荷が軽減される。

本発明では、監視時間に含まれる複数の期間の内、メッセージ数がゼロである期間が所定数以上ある場合、送信タイミングの偏りが有りと判断される。送信されるメッセージ数がゼロである期間があることにより、メッセージの送信タイミングに偏りが推測され、このような偏りが推測される場合にのみ送信タイミングの調整を行なうことにより、常時調整する必要がない。

本発明では、監視期間に含まれる複数の期間の内、送信されるメッセージ数が最大である期間でのメッセージ数（最大値）が、メッセージ数が最小である期間でのメッセージ数（最小値）の所定倍以上である場合に、送信タイミングの偏りが有りと判断される。ある期間のメッセージ数が他の期間の所定倍以上である場合は、メッセージの送信タイミングに偏りが推測され、このような偏りがある場合にのみ送信タイミングの調整を行なうことにより、常時調整する必要がない。

本発明では、監視時間を１周期として周期的にメッセージ数が測定され、各監視時間中の複数の期間で測定されたメッセージ数に基づき、送信タイミングの偏りが無しと判断された周期が所定数以上連続した場合には、送信タイミングの調整の停止が指示される。これにより、監視時間中に送信されるメッセージ数が均一となって安定した場合には、各装置も相互に送信タイミングの調整処理を行なう必要がない。

本発明では、監視時間中の各期間のメッセージ数の分布に基づき、送信タイミングの調整を指示するメッセージをいずれのタイミングで送信すべきかが決定される。例えば、監視時間中の各期間の内、送信されるメッセージ数が他より少ない期間、又は逆にメッセージ数が他より多く混雑している期間が特定され、送信タイミングの偏りが有と判断された場合、次の監視時間中の対応する期間に送信タイミングの調整を指示するメッセージが送信される。各装置が調整を指示するメッセージを受信した時点で、送信タイミングの調整が開始されるので、適宜効果的なタイミングにて調整を指示するメッセージを送信することにより、効率的に送信タイミングの調整がなされる。

本発明では、各メッセージは周期的に送信される。偏りに係るメッセージの送信周期を他のメッセージを送信する装置に周知すべく指示メッセージが送信周期に応じたタイミングにて送信される。各装置は、指示メッセージを受信することによりその受信の周期を、他の通信線へ送信されにくいメッセージの送信周期と認識することが可能となり、当該送信周期と一致しないように送信タイミングをずらすことが可能となる。

本発明では、偏りが有りと判断される期間は、継続的に指示メッセージが送信され、各装置で指示メッセージに基づき、メッセージの送信タイミングの調整が行なわれる。偏りが無しと判断される場合には、指示メッセージの送信が停止しメッセージの送信タイミングの調整は停止される。これにより、必要なときのみ送信タイミングの調整が行なわれる。

本発明では、送信タイミングの偏りに係るメッセージの送信周期を他のメッセージを送信する装置に周知すべく指示メッセージが送信周期に応じたタイミングにて送信される。そして、偏りに係るメッセージを送信してきた装置は、指示メッセージの送信タイミングを基準に送信タイミングを調整し、基準となるタイミングで偏りに係るメッセージが次回以降送信される。これにより、送信タイミングの偏りに係るメッセージの送信タイミングを各装置に認識させることが可能となり、効率的となる。

本発明では、送信タイミングの偏りに係るメッセージ以外のメッセージが、前記偏りに係るメッセージと送信タイミングとは離れて送信されるように制御される。これにより、送信タイミングの偏りに係るメッセージに続けて、多数のメッセージが中継装置へ到着しないように制御される。調整によって送信タイミングの偏りが更に増長・悪化することを防止することが可能となり、通信効率を向上させることができる。

本発明による場合、通信線にバス型に接続される複数の通信装置間で、各々が送信タイミングの調整を行なう構成とした場合に、調整が要と判断され、必要な場合にのみ調整がされるので、各通信装置の処理負荷を軽減させつつ効率的に通信の衝突を低減させ、効果的に送信タイミングの調整を実施させて通信効率を向上させることができる。

また本発明による場合、中継装置にてメッセージの滞留が発生したときに送信タイミングの調整が行なわれるので、これ以降、通信線にバス型に接続される複数の装置間のメッセージの送受信を中継する中継装置にてメッセージが不要に滞留することを防止することができる。また、各装置からのメッセージを受信する中継装置が必要と判断した場合に指示メッセージを送信することによって送信タイミングの調整が行なわれるので、各装置が常時的に送信タイミングの調整を行なう場合よりも、各装置の処理負荷を軽減させつつ効率的に通信の衝突を低減させ、通信システム全体としての通信効率を向上させることができる。

通信線を介してバス型に接続され有線にて通信を行なう場合に、車載ＬＡＮでは特に、通信速度を高くするなどの解決策によることなく、且つ各装置に重い処理負荷をかけずに、通信の衝突を低減し、より効率的に高速に通信することが望まれる。このような場合も本発明により、通信線にて効果的に通信の衝突を低減させることができ、通信効率を向上させることができる。

実施の形態１における車載通信システムの構成を示す構成図である。 実施の形態１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。 実施の形態１における通信線に接続されるＥＣＵ…間で送受信されるメッセージの内容例を示す説明図である。 実施の形態１における中継テーブルの内容例を示す説明図である。 実施の形態１における送信タイミングの調整処理のためのグループの分類例を示す説明図である。 実施の形態１におけるＥＣＵによる送信タイミングの調整処理の概要を示す説明図である。 実施の形態１におけるＥＣＵによる送信タイミングの調整処理前の各メッセージの送信時点の時間分布を示している。 実施の形態１におけるＥＣＵによる送信タイミングの調整処理後の各メッセージの送信時点の時間分布を示している。 実施の形態１における中継装置の制御部により実行されるメッセージの観測処理及び調整の要否判断処理の手順の一例を示すフローチャートである。 実施の形態１における中継装置の判断部により実行される調整要否の判断処理の手順の一例を示すフローチャートである。 実施の形態１における判断部による判断処理の具体例を説明するための説明図である。 実施の形態２における中継装置の判断部により実行される調整要否の判断処理の手順の一例を示すフローチャートである。 実施の形態２における判断部による判断処理の具体例を説明するための説明図である。 実施の形態３における中継装置の判断部により実行される調整要否の判断処理の手順の一例を示すフローチャートである。 実施の形態３における判断部による判断処理の具体例を説明するための説明図である。 実施の形態４における車載通信システムの構成を示す構成図である。 実施の形態４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。 実施の形態４における中継装置の制御部が送信タイミングの調整の指示を行なう際の処理手順の一例を示すフローチャートである。 実施の形態４における中継装置の判断部により実行される滞留しているか否かの判断処理手順の一例を示すフローチャートである。 実施の形態４における中継装置の判断部により実行される滞留しているか否かの判断処理手順の他の一例を示すフローチャートである。 実施の形態５における中継装置の制御部が送信タイミングの調整の指示を行なう際の処理手順の一例を示すフローチャートである。 実施の形態５におけるＥＣＵによる指示メッセージに基づく送信タイミングの調整処理手順の一例を示すフローチャートである。 実施の形態５におけるＥＣＵによる送信タイミングの調整処理の結果の具体例を模式的に示す説明図である。 通信線でＥＣＵからのデータの通信が衝突する例を示す説明図である。 通信線でＥＣＵからのデータの通信が衝突する例を示す説明図である。

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、以下に示す実施の形態では、車両に搭載されるＥＣＵが複数接続され、ＥＣＵ間におけるデータの送受信を中継装置によって中継する車載通信システムにおいて、中継装置に本発明に係る通信装置を適用した場合を例に説明する。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１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、メッセージを送受信する装置であるＥＣＵ１，１，…と、ＥＣＵ１，１，…をグループ毎に接続している通信線２ａ，２ｂと、通信線２ａ，２ｂが夫々接続しており、各ＥＣＵ１，１，…間のデータの送受信を中継する中継装置３とを含む。

ＥＣＵ１，１，…は夫々通信線２ａ，２ｂにバス型に接続している。ＥＣＵ１，１，…は車両の機能を実現するために測定値、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。ＥＣＵ１，１，…は、数値情報を含むデータを送信するに際し、複数のデータがまとめられ、そのデータに応じてメッセージＩＤが割り当てられている「メッセージ」を、ＣＡＮ（Controller Area Network）のプロトコルに準じて送受信する。

通信線２ａ，２ｂには中継装置３もバス型に接続されており、中継装置３は通信線２ａ，２ｂに送信されるメッセージを全て受信することが可能である。

以下に説明する車載通信システムでは、メッセージの送信のタイミングをＥＣＵ１，１，…が中継装置３の制御に応じて調整し合い、通信線２ａ，２ｂにおける通信効率を向上させることを目的とする。

図２は、実施の形態１における車載通信システムを構成するＥＣＵ１及び中継装置３の内部構成を示すブロック図である。ＥＣＵ１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）等を利用した各構成部の動作を制御する制御部１０と、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically EPROM）、フラッシュメモリ等のメモリを利用した記憶部１１と、タイマー機能を実現する計時部１２と、通信線２ａ（又は通信線２ｂ）を介した通信を実現する通信部１３とを備える。

ＥＣＵ１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には、後述する送信タイミングの調整処理を実現させるコンピュータプログラム、又は制御部１０が処理の際に参照する各種情報が記憶されている。

計時部１２は、所定の周波数で計数することによって時間の経過を測定する。制御部１０は、計時部１２から任意のタイミングでの時間情報を取得することが可能である。

通信部１３は、ネットワークコントローラチップ又はネットワークコントローラ機能を有して通信線２ａ（又は通信線２ｂ）を介した通信を実現する。なお、通信線２ａ，２ｂを介したＥＣＵ１，１，…及び中継装置３間の通信ではＣＡＮのプロトコルに順じてメッセージを送受信するようにしてある。したがって通信部１３は、ＣＡＮプロトコルに基づき通信線２ａ（又は通信線２ｂ）を介したメッセージの送受信を実現する。例えば通信線２ａに接続されているＥＣＵ１の制御部１０は、通信部１３により通信線２ａにおける通信状況をモニタし、自身がメッセージを送信可能であるか否かを判断し、送信可能である場合にメッセージを送信する。具体的にＥＣＵ１は、同様に通信線２ａに接続されている他のＥＣＵ１，１，…又は中継装置３がメッセージを送信していない間に、通信部１３によりメッセージを送信することができる。なお、ＣＡＮの規定では、メッセージＩＤはアービトレーションフィールドとして機能し、メッセージＩＤの２進数で表した場合にゼロビットが長く続くほど、即ちメッセージＩＤを数値として解釈した場合に数値が小さいほど優先的に送信される。通信線２ａに接続されているＥＣＵ１，１，…及び中継装置３のいずれか複数により同時にメッセージの送信が試みられた場合、数値が小さいメッセージＩＤのメッセージが先に送信される。また、通信線２ａに接続されているＥＣＵ１，１，…及び中継装置３のいずれかが通信線２ａを介してメッセージを送信している場合、通信線２ａに接続されている他のＥＣＵ１，１，…は、同時にメッセージを受信することが可能である。

このように構成されるＥＣＵ１，１，…は、計時部１２におけるタイマー機能に基づいてメッセージを周期的に送信する。周期はメッセージ毎に設定される構成とする。つまり、同一のＥＣＵ１から送信されるメッセージでも、１０ミリ秒毎に送信されるメッセージと２５ミリ秒毎に送信されるメッセージがあってもよい。また、ＥＣＵ１，１，…は各自、後述するようにメッセージの送信タイミングを相互に調整し合う処理を行なう。

中継装置３は、ＣＰＵ、ＭＰＵ等を利用して各構成部の動作を制御する制御部３０と、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ等のメモリを利用した記憶部３１と、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ等のメモリを利用した一時記憶部３２と、タイマー機能を実現する計時部３３と、通信線２ａに接続されている第１通信部３４と、通信線２ｂに接続されている第２通信部３５と、通信線２ａ，２ｂにおける通信を監視して送信タイミングの調整の要否を判断する判断部３６とを備える。

制御部３０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３１には、制御部３０が中継処理の際に参照することが可能に、中継すべきメッセージＩＤを含む中継テーブル３７が記憶されている。

一時記憶部３２には、制御部３０の処理によって発生する情報が一時的に記憶されるほか、一部がバッファとして利用され、中継のために受信したメッセージが記憶される。

計時部３３は、所定の周波数で計数することによって時間の経過を測定する。制御部３０は、計時部３３から任意のタイミングで時間情報を取得することが可能である。

第１通信部３４及び第２通信部３５は、通信線２ａ，２ｂを介して接続されているＥＣＵ１，１，…とのメッセージの送受信を実現する。即ち、ＣＡＮプロトコルに準じてメッセージを送受信する。

判断部３６は、第１通信部３４及び第２通信部３５にて受信するメッセージに基づき、後述する送信タイミングの調整の要否の判断処理を行なう。判断部３６は、調整を必要と判断した場合には制御部３０に通知する。

このように構成される車載通信システムでは、ＥＣＵ１，１，…は予め設定された送信周期にて周期的にメッセージを送信する。送信周期の起点が相互にずれていれば、送信タイミングが重複する可能性が低下する。しかしながら、各自の動作によって起点がずれることもあるので送信周期が同期し、常に送信タイミングが重複する事態となる可能性もある。同一の通信線２ａ（又は通信線２ｂ）に接続されているＥＣＵ１，１，…がほぼ同時に送信を試みる場合には衝突が発生し、通信効率が低下する。衝突が発生した場合、優先度が比較的低いために後回しにされたメッセージは更に、後から送信される他の優先度が高いメッセージに割り込まれるなど、遅延が発生し、通信の効率性が低下する。送信のタイミングが重複しないように制御されれば、優先度の高低によらずに送信がスムーズになされ、通信効率が向上する。

そこで、実施の形態１における車載通信システムでは、各ＥＣＵ１，１，…からの送信タイミングが重複せず、均一に偏りなく送信されるように相互に調整する処理を行ない、通信線２ａ，２ｂにおける通信効率の向上を図る。

ＥＣＵ１，１，…では、いずれのＥＣＵ１，１，…がいずれのメッセージを送信するか、及び受信して制御に用いるかが静的に設定されている。ＥＣＵ１，１，…の記憶部１１には夫々、自身が送信するメッセージのメッセージＩＤ、受信すべきメッセージのメッセージＩＤ、送信周期等が記憶してあり、各ＥＣＵ１，１，…は計時部１２によるタイマー機能に基づき、記憶してある送信周期にてメッセージを作成して送信する。

図３は、実施の形態１における通信線２ａに接続されるＥＣＵ１，１，…間で送受信されるメッセージの内容例を示す説明図である。ＥＣＵ１，１，…間で送受信されるメッセージには、該メッセージに含むデータの内容などに応じてメッセージＩＤが割り当てられている。図３の説明図では、「０１０」、「２００」などのメッセージＩＤが割り当てられている。図３の説明図では、メッセージＩＤは１１ビットで表され、例えば「０１０」は「（０）０００ ０００１ ００００」を、「２００」は「（０）０１０ ００００ ００００」を１６進数で表している。このとき、メッセージＩＤを数値として解釈した場合に数値が小さいメッセージほど、優先度が高い。つまり、図３の説明図ではメッセージＩＤが「０１０」であるメッセージが最も優先度が高い。図３の説明図では、優先度の高低を優先順位を示す数字で表している。

また各メッセージは、その内容に応じて送信されてから受信されるまでの遅延が許容されるメッセージであるか否かが決まっている。図３の説明図に示す内容例では、メッセージＩＤが「０５０」（「（０）０００ ０１０１ ００００」）であるメッセージは遅延が許容されるが、メッセージＩＤが「０１０」であるメッセージは遅延が許容されない。

更に各メッセージは、メッセージに含まれるデータの内容に応じて、系統Ａ，Ｂ，Ｃに分けられている。たとえばＥＣＵ１，１，…が車両のボディ系の制御を行なう装置である場合、送受信されるメッセージはボディ系でも、ライト系であるのか、ドア系であるのか又はウィンドウ系であるのかなどの系統に分けられる。系統が同じメッセージは同時に処理に用いられる可能性が高いので、でき得る限り近いタイミングでＥＣＵ１，１，…で受信されることが望ましい。

図４は、実施の形態１における中継テーブル３７の内容例を示す説明図である。図４に示すように、中継テーブル３７には、中継すべきメッセージのメッセージＩＤと、中継元及び中継先を示す情報とが含まれている。中継元とは即ちメッセージの送信元のＥＣＵ１が接続されている通信線２ａ又は２ｂ、中継先とは即ちメッセージの送信先のＥＣＵ１が接続されている通信線２ａ又は２ｂを示す。図４に示す例では、通信線２ａを「０（ゼロ）」で表し、通信線２ｂを「１」で表している。中継装置３の制御部３０は、通信線２ａに送信されたメッセージＩＤが「０１０」であるメッセージを第１通信部３４にて受信した場合は一旦、一時記憶部３２のバッファに記憶し、中継テーブル３７を参照して通信線２ｂへ中継すべきと判断して第２通信部３５により送信する。なお、中継装置３の制御部３０は、中継テーブル３７に含まれないメッセージＩＤのメッセージについては中継が不要であると判断する。

実施の形態１における車載通信システムでは、図３に示されるメッセージを、メッセージの優先度、遅延許容可否及び系統に応じてグループに分類し、効率的に送信タイミングを調整し合う。

図５は、実施の形態１における送信タイミングの調整処理のためのグループの分類例を示す説明図である。なお図５に示す例は、図３に示したメッセージを分類した例である。

図５に示す例では、メッセージはグループ（１）〜（４）に分類されており、グループ（１）にはメッセージＩＤが「０１０」、「０２０」（「（０）０００ ００１０ ００００」）及び「１８０」（「（０）００１ １０００ ００００」）であるメッセージ、グループ（２）にはメッセージＩＤが「１５０」（「（０）００１ ０１０１ ００００」）及び「２００」であるメッセージ、グループ（３）にはメッセージＩＤが「０５０」であるメッセージ、グループ（４）にはメッセージＩＤが「１００」（「（０）００１ ００００ ００００」）であるメッセージが属している。図５中に示されるマスタとは、後述するメッセージの送信タイミングの調整処理にて各グループにて基準とする特定のメッセージであり、数字はマスタとしての優先順位を示す。優先順位が最も高いメッセージがＥＣＵ１の故障などにより送信されない状況となった場合には、各ＥＣＵは自身が送信するメッセージが属するグループ内で次にマスタとしての優先順位が高いメッセージをマスタメッセージとして認識して処理を行なう。

図５に示すメッセージの各グループ（１）〜（４）への分類は以下のように行なう。まず遅延許容可否にて分類する。図３の内容例を参照すれば、遅延が許容されないメッセージとしてメッセージＩＤが夫々「０１０」、「０２０」及び「１５０」であるメッセージが分類され、遅延が許容されるメッセージとしてメッセージＩＤが「０５０」、「１００」、「１８０」及び「２００」であるメッセージとに分類される。

次に、遅延が許容されないとして分類されたメッセージを、系統で分類する。これにより、遅延が許容されないメッセージは、メッセージＩＤが夫々「０１０」及び「０２０」であるメッセージ（系統Ｃ）と、「１５０」であるメッセージ（系統Ａ）とに分類される。

これに対し、遅延が許容されるとして分類されたメッセージの内、メッセージＩＤの数値が大きく優先度が低いメッセージを、遅延が許容されないメッセージの同一系統に分類する。具体的には、遅延が許容されるとして分類されたメッセージの内、最も優先度が低いメッセージＩＤが「２００」であるメッセージは、系統が「Ａ」であるのでメッセージＩＤが「１５０」であるメッセージと同一分類とし、次に優先度が低いメッセージＩＤが「１８０」であるメッセージは、系統が「Ｃ」であるのでメッセージＩＤが夫々「０１０」及び「０２０」であるメッセージと同一分類とする。

そして、遅延が許容されるとして分類されたメッセージの内、優先度の低さに基づき遅延が許容されないメッセージへ分類したもの以外は、各々をグループとする。即ち、メッセージＩＤが「０５０」であるメッセージと、「１００」であるメッセージとは、夫々が１メッセージずつでグループとする。

遅延が許容されないとして分類され、且つ系統によって分類されたメッセージは、分類毎に、マスタを選定する。このときマスタは、グループ内で最も送信周期が短いメッセージ、即ち最も優先度が高いメッセージ（大抵、遅延が許容されない）をマスタとして選択することが望ましい。これにより、図５に示したようなグループへの分類が実現される。

このようにグループ分けされたメッセージに基づき、各メッセージを送信するＥＣＵ１，１，…は、同一グループに属するメッセージは、マスタのメッセージの送信タイミングに近づけるように、マスタのメッセージ同士は相互に送信タイミングが離れるように送信タイミングの調整を行ない合う。

図６は、実施の形態１におけるＥＣＵ１，１，…による送信タイミングの調整処理の概要を示す説明図である。図６の上部には、マスタのメッセージと、当該メッセージと同一グループに属する他のメッセージとの送信タイミングの関係を示す図を示す。図６の下部には、マスタのメッセージと同一グループに属する他のメッセージ夫々について、メッセージの送信時点とマスタのメッセージの送信時点との時間差に応じた、マスタの送信タイミングへ近づける力（Ｆ）の大きさを示すグラフを示す。

実施の形態１における各ＥＣＵ１，１，…による送信タイミングの調整は、図６に示すようにマスタのメッセージの送信タイミングとの関係で調整する。ＥＣＵ１，１，…は、自身が送信するメッセージと同一グループに属するマスタのメッセージの送信時点に対しする自身が送信するメッセージの送信時点からの時間差（＝マスタの送信時点−自身の送信するメッセージの送信時点）により以下の式（１）で求められる力Ｆ分を、次の送信タイミングに足して送信する。なお、式（１）中、ｒは時間差、Ｇ及びｇは所定の定数である。

これにより、ＥＣＵ１，１，…は、自身が送信するメッセージの送信時点が、マスタのメッセージの送信時点よりも前である場合（図６上部の左側矢印）、力Ｆは正の値となるから、次の送信タイミングでは力Ｆ分だけプラスされ、遅らされる。逆に、自身が送信するメッセージの送信時点が、マスタのメッセージの送信時点よりも後である場合（図６上部の右側矢印）、力Ｆは負の値となるから、次の送信タイミングでは力Ｆ分だけマイナスされ、早められる。実施の形態１では、マスタのメッセージの送信時点との時間差が極めて大きい場合には、それほど力Ｆは強く働かないが、所定の時間差である場合に最も強くタイミングが近づけられる。

このように、マスタのメッセージと同一グループに属する他のメッセージを送信するＥＣＵ１，１，…は、マスタのメッセージの送信時点との時間差から求められる力Ｆの大きさに応じた時間分だけ、次の送信タイミングを早めるか、又は遅らせることによって、マスタのメッセージの送信タイミングに近づける。

図７Ａ及び図７Ｂは、実施の形態１におけるＥＣＵ１，１，…による送信タイミングの調整処理の結果の具体例を模式的に示す説明図である。図７Ａは調整処理前、図７Ｂは調整処理後の各メッセージの送信時点の時間分布を示している。図７Ａ及び図７Ｂでは、横軸に時間軸をとり、各メッセージの送信時点を矢印にて示している。なお、時間軸の上側にマスタのメッセージの送信時点、下側にマスタ以外のメッセージの送信時点を示している。

図７Ａに示す例では、メッセージＩＤが「０１０」であるメッセージ（ハッチングの矢印）が複数回送信されており、図７Ａ中の左側では「１８０」のメッセージに対し、メッセージＩＤが夫々「０５０」、「０２０」、「２００」、「１８０」及び「１５０」であるメッセージの送信時点が近接している。これに対し、メッセージＩＤが「１５０」であるメッセージの送信時点と、「０１０」のメッセージの２回目の送信時点との時間差、及び、メッセージＩＤが「１００」であるメッセージの送信時点と、「０１０」のメッセージの３回目の送信時点との時間差は比較的大きく、各ＥＣＵ１，１，…からのメッセージの送信タイミングは偏りがあると言える。

これに対し、図７Ｂでは、マスタのメッセージである「０５０」、「０１０」、「１５０」及び「１００」のメッセージ間は、相互に送信タイミングが離れるように送信タイミングの調整を行ない合うことにより、送信時点の時間差が略均一となっている。また、メッセージＩＤが夫々「０２０」及び「１８０」であるメッセージは、同一グループのマスタのメッセージである「０１０」のメッセージの送信タイミングに近づけられており、同一グループのメッセージが近接して受信することが可能に調整されている。また、メッセージＩＤが「２００」であるメッセージは、マスタのメッセージ「１５０」の送信タイミングに近づけられている。

このようにして、各ＥＣＵ１，１，…の処理により、相互に送信タイミングの調整がなされる。これにより、通信線２ａにおける通信の衝突が低減され、通信効率が向上する。

しかしながら、ＥＣＵ１，１，…が上述の処理を常時的に行なうとすると、各ＥＣＵ１，１，…の処理負荷が過重となる。この場合、ＥＣＵ１，１，…の処理負荷を軽減させるという課題に反する。ＥＣＵ１，１，…は車載の場合に特に、メモリを少なくするなど構成の簡素化が望まれるから、処理はより単純に、処理負荷はより軽減させられるべきである。

そこで、実施の形態１における車載通信システムでは、各ＥＣＵ１，１，…が上述のような調整処理を行なうに際し、中継装置３がＥＣＵ１，１，…間における送信タイミングの調整の要否を判断して各ＥＣＵ１，１，…に指示し、指示がされた場合に調整が行なわれるとする。調整処理の要否の判断は、通信線２ａ，２ｂにて送信されるメッセージ数の時間分布に基づきなされる。中継装置３は、複数の基本期間に分割した監視時間中に送信されるメッセージ数を基本期間毎に測定し、各メッセージの送信タイミングに偏りがあるなど、非効率的である場合に送信タイミングの調整をすべきと判断して各ＥＣＵ１，１，…へ調整を指示する。中継装置３は、中継のために各ＥＣＵ１，１，…から送信される全メッセージを監視し、中継が必要なメッセージを中継するので、全メッセージ数の時間分布を観測するとしても処理負荷が過重とはなりにくい。

以下に、中継装置３による、メッセージの観測処理及び調整の要否の判断処理についてフローチャートを参照して説明する。

図８は、実施の形態１における中継装置３の制御部３０により実行されるメッセージの観測処理及び調整の要否判断処理の手順の一例を示すフローチャートである。制御部３０は、計時部３３のタイマー機能により監視時間の計測を開始させ、監視時間中、以下に示すように、メッセージ数の測定処理を行なうと共に、判断部３６により調整の要否を判断させる。

制御部３０は、計時部３３のタイマー機能により一の基本期間の計時を開始させ（ステップＳ１）、当該一の基本期間中に通信線２ａ（又は通信線２ｂ）にメッセージが送信されたか否かを判断する（ステップＳ２）。このとき、自身がメッセージを中継のために送信する場合も送信に含める。

制御部３０は、メッセージが送信されたと判断した場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、当該一の基本期間におけるメッセージ数に加算し（ステップＳ３）、一の基本期間が経過したか否かを判断する（ステップＳ４）。なお制御部３０は、ステップＳ３にて加算した基本期間毎のメッセージ数を記憶部３１に記憶する。制御部３０内蔵のメモリに記憶するとしてもよい。

ステップＳ２にて制御部３０は、メッセージが送信されていないと判断した場合（Ｓ２：ＮＯ）、処理をステップＳ４へ進めて基本期間が経過していないか否かを判断する（Ｓ４）。

制御部３０は、一の基本期間が経過していないと判断した場合（Ｓ４：ＮＯ）、処理をステップＳ２へ戻して他のメッセージが送信されたか否かを判断する（Ｓ２）。制御部３０は、基本期間が経過したと判断した場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、監視時間が終了したか否かを判断する（ステップＳ５）。制御部３０は、監視時間は未だ終了していないと判断した場合（Ｓ５：ＮＯ）、処理をステップＳ１へ戻し、次の一の基本期間におけるメッセージ数を測定すべく基本期間の計測を開始する（Ｓ１）。

制御部３０は、ステップＳ５にて監視時間が終了したと判断した場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、監視時間に含まれる各基本期間におけるメッセージ数により、ＥＣＵ１，１，…間での送信タイミングの調整の要否の判断を判断部３６に実行させる（ステップＳ６）。

制御部３０は、ステップＳ６における要否の判断にて、調整要と判断されたか否かを判断し（ステップＳ７）、調整要と判断されたと判断した場合（Ｓ７：ＹＥＳ）、調整を指示する指示メッセージを作成して第１通信部３４又は第２通信部３５により、通信線２ａ又は通信線２ｂへ送信し（ステップＳ８）、処理を終了する。

制御部３０は、ステップＳ６における要否の判断にて、調整不要と判断されたと判断した場合（Ｓ７：ＮＯ）、所定回数以上連続して調整不要と判断されたか否かを判断する（ステップＳ９）。制御部３０は、判断部３６にて調整不要と判断された回数は連続して所定回数未満であると判断した場合（Ｓ９：ＮＯ）、そのまま処理を終了する。

制御部３０は、判断部３６にて所定回数以上連続して調整不要と判断されたと判断した場合（Ｓ９：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１，１，…間での調整処理の停止を指示する調整停止メッセージを作成して第１通信部３４又は第２通信部３５により、通信線２ａ又は通信線２ｂへ送信し（ステップＳ１０）、処理を終了する。

指示メッセージが通信線２ａ（又は通信線２ｂ）へ送信された場合、通信線２ａに接続されているＥＣＵ１，１，…は通信部１３によりこれを受信し、上述にて説明した送信タイミングの調整処理の実行を開始し、調整停止メッセージを受信するまで継続する（図７参照）。

図９は、実施の形態１における中継装置３の判断部３６により実行される調整要否の判断処理の手順の一例を示すフローチャートである。以下に示す処理手順は、図８のフローチャートにおけるステップＳ６の送信タイミングの調整要否の判断の詳細である。

判断部３６は、監視時間を分割した各基本期間において測定されたメッセージ数を夫々特定する（ステップＳ６１１）。基本期間毎のメッセージ数は、記憶部３１又は制御部３０内蔵のメモリに記憶されているので、判断部３６はこれを参照して処理を行なう。

判断部３６は、ステップＳ６１１でメッセージ数を特定した各基本期間の内、メッセージ数がゼロである基本期間が所定数以上あるか否かを判断する（ステップＳ６１２）。判断部３６は、メッセージ数がゼロである基本期間が所定数以上あると判断した場合（Ｓ６１２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１，１，…間での送信タイミングの調整処理を必要であると判断し（ステップＳ６１３）、図８のフローチャートに示されるステップＳ７へ処理を戻す。

判断部３６は、ステップＳ６１２にてメッセージ数がゼロである基本期間は所定数未満であると判断した場合（Ｓ６１２：ＮＯ）、送信タイミングの調整処理を不要であると判断し（ステップＳ６１４）、図８のフローチャートに示されるステップＳ７へ処理を戻す。

図１０は、実施の形態１における判断部３６による判断処理の具体例を説明するための説明図である。図１０では、横軸に時間軸をとり、監視時間の含まれる各基本期間にメッセージが送信された時点を夫々矢印にて示し、監視時間中に測定されたメッセージ数の時間分布を示している。

監視時間は、Ｍ個の基本期間Ｔ１，Ｔ２，…，ＴＭに分割されている。基本期間は例えば、送信されるメッセージの各送信周期の最大公約数、又は全メッセージの送信周期の内の最短の期間とする。監視時間は例えば、全メッセージの送信周期の内の最長の期間とする。

各基本期間Ｔ１，Ｔ２，…，ＴＭ夫々において、制御部３０により測定されたメッセージ数をＮ１，Ｎ２，…，ＮＭとする。図１０に示す例では、Ｎ２及びＮ４がゼロである。判断部３６が、メッセージ数がゼロの基本期間が所定数以上であるか否かを判断する際に、所定数を２とした場合、図１０に示す例では送信タイミングの調整が必要と判断される（図９、Ｓ６１２：ＹＥＳ、Ｓ６１３）。そして、調整を指示する指示メッセージが中継装置３の制御部３０により送信され、送信タイミングの偏りを改善すべく、各ＥＣＵ１，１，…間で調整処理が実行される。

このようにして、実施の形態１における車載通信システムでは、通信線２ａ，２ｂに接続されている各ＥＣＵ１，１，…が相互に、送信タイミングの調整処理を行なうので、通信線２ａ，２ｂにおける通信の衝突が低減されて通信効率が向上する。更に、通信線２ａ，２ｂに接続されて各ＥＣＵ１，１，…から送信されるメッセージを中継のために監視している中継装置３が、通信線２ａ，２ｂにおける通信状況を観測し、各ＥＣＵ１，１，…からの送信タイミングに偏りがあるような状況のときのみに各ＥＣＵ１，１，…で送信タイミングの調整をすべく指示メッセージを送信する。これにより、各ＥＣＵ１，１，…は指示メッセージを受信した場合に調整処理を行なえばよく、常時的に処理を行なう必要がないので、処理負荷を軽減させることができ、効率的である。

（実施の形態２）
実施の形態１では、ＥＣＵ１，１，…間の送信タイミングの調整の要否を、監視時間中の複数の基本期間の内、メッセージ数がゼロである基本期間が所定数以上あるか否かにより、送信タイミングの偏りを評価して判断した。これに対し、実施の形態２では、ある基本期間にて上限を超えるような送信がなされた場合に、各ＥＣＵ１，１，…からのメッセージの送信タイミングに偏りがあるとして調整要と判断する。

実施の形態２における車載通信システムのハードウェア構成は、実施の形態１と同様であるので同一の符号を付して詳細な説明を省略する。また、ＥＣＵ１，１，…による送信タイミングの調整処理、中継装置３の制御部３０によるメッセージ数の観測処理の概要も同様であるので詳細な説明を省略する。以下、実施の形態１との相違点である判断部３６による調整要否の判断処理の詳細について説明する。

図１１は、実施の形態２における中継装置３の判断部３６により実行される調整要否の判断処理の手順の一例を示すフローチャートである。以下に示す処理手順は、図８のフローチャートにおけるステップＳ６の送信タイミングの調整要否の判断の詳細の他の一例に相当する。

判断部３６は、監視時間を分割した各基本期間において測定されたメッセージ数を夫々特定する（ステップＳ６２１）。基本期間毎のメッセージ数は、記憶部３１又は制御部３０内蔵のメモリに記憶されているので、判断部３６はこれを参照して処理を行なう。

判断部３６は、ステップＳ６２１でメッセージ数を特定した各基本期間の内、メッセージ数が所定数以上である基本期間があるか否かを判断する（ステップＳ６２２）。判断部３６は、メッセージ数が所定数以上である基本期間があると判断した場合（Ｓ６２２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１，１，…間での送信タイミングの調整処理を必要であると判断し（ステップＳ６２３）、図８のフローチャートに示されるステップＳ７へ処理を戻す。

判断部３６は、ステップＳ６２２にてメッセージ数が所定数以上である基本期間がないと判断した場合（Ｓ６２２：ＮＯ）、送信タイミングの調整処理を不要であると判断し（ステップＳ６２４）、図８のフローチャートに示されるステップＳ７へ処理を戻す。

なおステップＳ６２２の判断処理では、メッセージ数が所定数以上である基本期間があるか否かを判断した。ここで所定数とは、通信線２ａ，２ｂの通信速度及びメッセージのサイズ（バイト数、ビット数など）から、基本期間中に送信可能なメッセージ数の理論値に対し、所定の割合（例えば８０％）に相当する数とする。これにより、送信可能なメッセージ数、即ち限界に近い頻度でメッセージが送信される基本期間がある場合に、送信タイミングに偏りがあると評価されて、調整が必要であると判断される。

図１２は、実施の形態２における判断部３６による判断処理の具体例を説明するための説明図である。図１２では実施の形態１における図１０同様に、横軸に時間軸をとり、監視時間の含まれる各基本期間にメッセージが送信された時点を夫々矢印にて示し、監視時間中に測定されたメッセージ数の時間分布を示している。

図１２に示す例では、各基本期間Ｔ１，Ｔ２，…，ＴＭ夫々において、制御部３０により測定されたメッセージ数Ｎ１，Ｎ２，…，ＮＭの内、基本期間Ｔ２におけるメッセージ数Ｎ２が所定数を超えているとする。この場合判断部３６により、メッセージ数が所定数以上である基本期間があるか否かの判断がなされ、送信タイミングの調整が必要と判断される（図１１、Ｓ６２２：ＹＥＳ、Ｓ６２３）。そして、調整を指示する指示メッセージが中継装置３の制御部３０により送信され、送信タイミングの偏りを改善すべく、各ＥＣＵ１，１，…間で調整処理が実行される。

このように、実施の形態２における車載通信システムでも、中継装置３が送信タイミングの調整の要否を的確に判断することによって各ＥＣＵ１，１，…によって行われる送信タイミングの調整処理による負荷を軽減しつつ、通信線２ａ，２ｂにおける通信の衝突を低減させ、通信効率を向上させることができる。

（実施の形態３）
実施の形態１では、ＥＣＵ１，１，…間の送信タイミングの調整の要否を、監視時間中の複数の基本期間の内、メッセージ数がゼロである基本期間が所定数以上あるか否かにより、送信タイミングの偏りを評価して判断した。これに対し、実施の形態３では、複数の基本期間夫々におけるメッセージ数の内、最大値が最小値の所定倍以上であると場合に、各ＥＣＵ１，１，…からのメッセージの送信タイミングに偏りがあるとして調整要と判断する。

実施の形態３における車載通信システムのハードウェア構成は、実施の形態１と同様であるので同一の符号を付して詳細な説明を省略する。また、ＥＣＵ１，１，…による送信タイミングの調整処理、中継装置３の制御部３０によるメッセージ数の観測処理の概要も同様であるので詳細な説明を省略する。以下、実施の形態１との相違点である判断部３６による調整要否の判断処理の詳細について説明する。

図１３は、実施の形態３における中継装置３の判断部３６により実行される調整要否の判断処理の手順の一例を示すフローチャートである。以下に示す処理手順は、図８のフローチャートにおけるステップＳ６の送信タイミングの調整要否の判断の詳細の他の一例に相当する。

判断部３６は、監視時間を分割した各基本期間において測定されたメッセージ数を夫々特定する（ステップＳ６３１）。基本期間毎のメッセージ数は、記憶部３１又は制御部３０内蔵のメモリに記憶されているので、判断部３６はこれを参照して処理を行なう。

そして判断部３６は、ステップＳ６３１で特定した各基本期間におけるメッセージ数の内、最大値及び最小値を特定する（ステップＳ６３２、ステップＳ６３３）。判断部３６は、ステップＳ６３２及びステップＳ６３３にて特定した最大値及び最小値に基づき、最大値は最小値の所定倍以上であるか否かを判断する（ステップＳ６３４）。判断部３６は、最大値が最小値の所定倍以上であると判断した場合（Ｓ６３４：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１，１，…間での送信タイミングの調整処理を必要であると判断し（ステップＳ６３５）、図８のフローチャートに示されるステップＳ７へ処理を戻す。

一方判断部３６は、ステップＳ６３４にてメッセージ数の最大値が最小値の所定倍未満であると判断した場合（Ｓ６３４：ＮＯ）、送信タイミングの調整処理を不要であると判断し（ステップＳ６３６）、図８のフローチャートに示されるステップＳ７へ処理を戻す。

図１４は、実施の形態３における判断部３６による判断処理の具体例を説明するための説明図である。図１４では実施の形態１における図１０同様に、横軸に時間軸をとり、監視時間の含まれる各基本期間にメッセージが送信された時点を夫々矢印にて示し、監視時間中に測定されたメッセージ数の時間分布を示している。

図１４に示す例では、各基本期間Ｔ１，Ｔ２，…，ＴＭ夫々において、制御部３０により測定されたメッセージ数Ｎ１，Ｎ２，…，ＮＭの内、基本期間Ｔ２におけるメッセージ数Ｎ２が最大値と特定され、基本期間Ｔ３におけるメッセージ数Ｎ３が最小値と特定されるとする。判断部３６により、メッセージ数の最大値が最小値の所定倍以上であるか否かの判断がなされる。ここで所定倍を例えば５倍とすると、判断部３６により送信タイミングの調整が必要と判断される（図１３、Ｓ６３４：ＹＥＳ、Ｓ６３５）。そして、調整を指示する指示メッセージが中継装置３の制御部３０により送信され、送信タイミングの偏りを改善すべく、各ＥＣＵ１，１，…間で調整処理が実行される。

このように、実施の形態３における車載通信システムでも、中継装置３が送信タイミングの調整の要否を送信タイミングの偏り基づき的確に判断することによって各ＥＣＵ１，１，…によって行われる送信タイミングの調整処理による負荷を軽減しつつ、通信線２ａ，２ｂにおける通信の衝突を低減させ、通信効率を向上させることができる。

なお、実施の形態１乃至３では、中継装置３が各ＥＣＵ１，１，…からのメッセージの送信タイミングを測定する構成とした。しかしながら、送信タイミングを測定し、指示メッセージを送信する装置は中継装置３とは限らない。実施の形態１乃至３にて中継装置３が送信タイミングを測定する構成としたのは、中継装置３が通信線２ａに接続されているＥＣＵ１，１，…からのメッセージを他方の通信線２ｂへ中継するために元来、全メッセージを受信してメッセージＩＤに応じて処理を行なうように構成されているからである。中継装置３に、上述のような調整の要否の判断処理及び指示メッセージの送信処理等の機能を追加するとしても過重な負荷とはならず、装置の能力を上げることなしに実施可能な点で好ましい。また、中継装置３は中継の目的から複数の通信線２ａ，２ｂに接続されるので、両方の通信線２ａ，２ｂ夫々における調整の要否の判断及び指示メッセージの送信処理を一の装置で実現できる。しかしながら本発明はこれに限らず、通信線２ａ，２ｂ夫々に、調整の要否の判断及び指示メッセージの送信処理を行なう特定の装置をバス型に接続してもよい。当該装置は、送信タイミングの調整のためのみの装置でもよいし、夫々の通信線２ａ，２ｂに接続されているＥＣＵ１，１，…の内のいずれかが特定の装置として機能し、調整の要否の判断及び指示メッセージの送信処理を行なう構成としてもよい。

（実施の形態４）
実施の形態４では、異なる通信線２ａ，２ｂ夫々に接続されて通信線２ａ，２ｂ間のメッセージの中継を行なう中継装置３にて、送信タイミングの調整を図る。ＣＡＮに基づく通信ではメッセージＩＤにてアービトレーション（調停）を行ない送受信が実現される。異なる通信線２ａ，２ｂで各別にアービトレーションが実行されるから、一方の通信線２ａから中継されるメッセージが、他方の通信線２ｂでは連続的に、他の優先度の高いメッセージに負ける場合がある。この場合、一方の通信線２ａ側から更に続けざまに中継が必要なメッセージが送信されると、中継装置３に、通信線２ｂ側へ中継できないメッセージが溜まってしまう。そこで以下の実施の形態４では、中継装置３におけるメッセージの滞留が増長・悪化することを防止するために、中継装置４にて送信タイミングの調整の要否を判断し、必要な場合には送信タイミングの調整を行なわせる。

実施の形態４における車載通信システムの構成は、中継装置４における詳細処理以外は実施の形態１における構成と同様である。したがって、以下、実施の形態１と共通する構成については同一の符号を付して詳細な説明を省略し、相違点について主に記載する。

図１５は、実施の形態４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、メッセージを送受信する装置であるＥＣＵ１，１，…と、ＥＣＵ１，１，…をグループ毎に接続している通信線２ａ，２ｂと、通信線２ａ，２ｂが夫々接続しており、各ＥＣＵ１，１，…間のデータの送受信を中継する中継装置４とを含む。通信線２ａ，２ｂには中継装置４もバス型に接続されており、中継装置４は通信線２ａ，２ｂに送信されるメッセージを全て受信することが可能である。

図１６は、実施の形態４における車載通信システムを構成するＥＣＵ１及び中継装置４の内部構成を示すブロック図である。実施の形態４における中継装置４は、ＣＰＵ、ＭＰＵ等を利用して各構成部の動作を制御する制御部４０と、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ等のメモリを利用した記憶部４１と、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ等のメモリを利用した一時記憶部４２と、タイマー機能を実現する計時部４３と、通信線２ａに接続されている第１通信部４４と、通信線２ｂに接続されている第２通信部４５と、通信線２ａ，２ｂにおける通信を監視して送信タイミングの調整の要否を判断する判断部４６とを備える。

制御部４０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４１には、制御部４０が中継処理の際に参照することが可能に、中継すべきメッセージＩＤを含む中継テーブル４７が記憶されている。

一時記憶部４２には、制御部４０の処理によって発生する情報が一時的に記憶される。また、一時記憶部４２の一部は中継バッファとして利用され、中継のために受信したメッセージが一時的に記憶される。このとき、中継されるメッセージは当該バッファにＦＩＦＯ（First In First Out）方式にて記憶され、読み出されて送信されるとする。

計時部４３は、所定の周波数で計数することによって時間の経過を測定する。制御部４０は、計時部４３から任意のタイミングで時間情報を取得することが可能である。

第１通信部４４及び第２通信部４５は、通信線２ａ，２ｂを介して接続されているＥＣＵ１，１，…とのメッセージの送受信を実現する。即ち、ＣＡＮプロトコルに準じてメッセージを送受信する。

判断部４６は、通信線２ａ，２ｂを介して各ＥＣＵ１，１，…から受信したメッセージが中継されずに、一時記憶部３２のバッファに滞留しているか否かを判断する処理を行なう。判断部４６は、滞留していると判断した場合には制御部４０に通知する。

このように構成される車載通信システムでは、ＥＣＵ１，１，…は予め設定された送信周期にて周期的にメッセージを送信する。送信周期の起点が相互にずれていれば、送信タイミングは重複しない。しかしながら、各自の動作によって起点がずれることもあるので送信周期が同期し、常に送信タイミングが重複する事態となる可能性もある。同一の通信線２ａ（又は通信線２ｂ）に接続されているＥＣＵ１，１，…がほぼ同時に送信を試みる場合には衝突が発生し、通信効率が低下する。衝突が発生した場合、優先度が比較的低いために後回しにされたメッセージは更に、後から送信される他の優先度が高いメッセージに割り込まれるなど、遅延が発生し、通信の効率性が低下する。

また、通信線２ａに接続されているＥＣＵ１，１，…から送信されるメッセージ間では優先度が高いために通信線２ａに送信され、中継装置４により当該メッセージが通信線２ｂに接続されているＥＣＵ１，１，…から通信線２ｂへ中継される場合、当該メッセージは、優先度が通信線２ｂでは低いために、通信線２ｂへ送信されることなしに一時記憶部４２のバッファに記憶されたまま滞留する場合がある。当該メッセージを必要とする装置によって、ほぼ同時に受信されるべきメッセージであったとしても、メッセージが中継装置を経由する際に中継装置で滞留することにより、メッセージの受信の同時性を担保することはできない。

これに対し、滞留されるメッセージの送信時点と時間的に隔離して、他のメッセージが均一に偏りなく送信されるように制御されれば、優先度の高低によらず送信がスムーズになされ、通信効率が向上する。メッセージが中継装置４で滞留している場合でも、続けて中継装置４へメッセージが到達せずに間隔を空けて到達すれば、それまでに滞留していたメッセージも何度目かの試行によって中継が完了し、滞留が増長・悪化することが回避されることが期待できるからである。

そこで、実施の形態４における車載通信システムでは、メッセージの送受信を中継する中継装置４により、各ＥＣＵ１，１，…からの送信タイミングが重複せず、均一に偏りなく送信されるように相互に調整する処理を行ない、通信線２ａ，２ｂにおける通信効率の向上を図る。

なお、実施の形態４におけるメッセージＩＤ、メッセージの分類、及び中継テーブル４７の内容、及びＥＣＵ１，１，…による送信タイミングの調整処理の内容は、実施の形態１におけるそれらと同様であるので詳細な説明を省略する（図３〜７を参照）。

実施の形態４における車載通信システムでは、中継装置４により異なる通信線２ａ，２ｂ間でメッセージの中継を行なうため、一方の通信線２ａでアービトレーションフィールドによる調停で勝って送信ができたとしても、他方の通信線２ｂでは調停で負けて送信ができずに、中継装置４の一時記憶部４２に滞留する場合がある。この場合、通信線２ａから続けてメッセージが送信されて中継装置４で受信されなければ、何度目かの試みにて滞留に係るメッセージを中継できるにも拘わらず、送信タイミングに偏りがあって続けざまにメッセージが送信されると、更に中継装置４における滞留が増長・悪化する可能性がある。

そこで、実施の形態４における車載通信システムでは、各ＥＣＵ１，１，…が上述のような調整処理を行なうに際し、中継装置４が、中継すべきメッセージの滞留を判断し、滞留しているときにＥＣＵ１，１，…間における送信タイミングの調整を行なわせるべく各ＥＣＵ１，１，…に指示し、指示がされた場合にＥＣＵ１，１，…間で送信タイミングの調整が行なわれるとする。

以下に、中継装置４によるメッセージの滞留の判断処理及び送信タイミングの調整の指示処理、及び調整の指示がされた場合における各ＥＣＵ１，１，…における処理についてフローチャートを参照して説明する。

図１７は、実施の形態４における中継装置４の制御部４０が送信タイミングの調整の指示を行なう際の処理手順の一例を示すフローチャートである。制御部４０は、一定の周期で以下に示す処理手順を繰り返す。

制御部４０は、受信して中継するために一時記憶部４２のバッファに記憶してあるメッセージが滞留しているか否かを判断部４６により判断させ（ステップＳ１１）、判断部４６の判断により滞留していると判断されたか否かを判断する（ステップＳ１２）。ステップＳ１１における判断処理の詳細については後述にて説明する。

制御部４６は、ステップ１２にてメッセージが滞留していると判断されなかったと判断した場合（Ｓ１２：ＮＯ）、処理を終了する。

制御部４６は、ステップＳ１２にてメッセージが滞留していると判断されたと判断した場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、滞留しているメッセージを特定する（ステップＳ１３）。このとき詳細には、制御部４６は一時記憶部４２のバッファの先頭に記憶されているメッセージのメッセージＩＤを特定する。制御部４６は、ＥＣＵ１，１，…間でメッセージの送信タイミングの調整がされるべく指示メッセージを対応する通信線２ａ（又は通信線２ｂ）側の第１通信部４４（又は第２通信部４５）により送信する（ステップＳ１４）。また制御部４６は、ステップＳ１３にて指示メッセージを送信すると共に、ステップＳ１３にて特定されたメッセージを示す情報、即ちメッセージＩＤを送信し（ステップＳ１５）、処理を終了する。

制御部４６は、上述の処理を繰り返す。これにより、メッセージが中継装置４にて滞留していると判断される間、即ち滞留していないと判断されるまでは継続的に、指示メッセージを送信する。

図１８は、実施の形態４における中継装置４の判断部４６により実行される滞留しているか否かの判断処理手順の一例を示すフローチャートである。以下に示す処理手順は、図１７のフローチャートにおけるステップＳ１１の詳細である。

制御部４０はメッセージを受信し、受信したメッセージを一時記憶部４２のバッファに記憶し、記憶部４１の中継テーブル４７を参照して中継すべきメッセージであると判断した場合、計時部４３により受信時点からの経過時間の計測を開始する。制御部４０が計測している経過時間は、判断部４６により参照可能である。そこで判断部４６は、受信して中継するために一時記憶部４２のバッファに記憶してあるメッセージについて、受信してからの経過時間が所定時間以上であるか否かを判断する（ステップＳ１０１）。つまり、通信線２ａに接続されている送信元のＥＣＵ１により送信されてから、中継装置４から通信線２ｂへ送信されるまでに要する遅延時間が所定時間以上であるか否かを判断する。所定時間は例えば、メッセージ毎に設定されている遅延許容時間を基準としてもよい。この場合、判断部４６はバッファの先頭に記憶されているメッセージのメッセージＩＤから遅延許容時間を特定し、経過時間が当該遅延許容時間の半分程度を超えたか否かを判断するなどしてもよい。

判断部４６は、ステップＳ１０１にて経過時間が所定時間以上であると判断した場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、即ち遅延時間が長いと判断した場合、メッセージが中継装置４にて滞留していると判断し（ステップＳ１０２）、図１７のフローチャートに示されるステップＳ１２へ処理を戻す。

判断部４６は、ステップＳ１０１にて経過時間が所定時間未満であると判断した場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、即ち遅延時間は短いと判断した場合、メッセージは滞留していないと判断し（ステップＳ１０３）、図１７のフローチャートに示されるステップＳ１２へ処理を戻す。

判断部４６による、メッセージが滞留しているか否かの判断は、図１８のフローチャートに示した処理に限られない。図１９は、実施の形態４における中継装置４の判断部４６により実行される滞留しているか否かの判断処理手順の他の一例を示すフローチャートである。

判断部４６は、受信して中継するために一時記憶部４２のバッファに記憶してあるメッセージ数、即ち未送信で記憶されたままのメッセージ数が所定数以上であるか否かを判断する（ステップＳ１１１）。

判断部４６は、未送信メッセージ数が所定数以上であると判断した場合（Ｓ１１１：ＹＥＳ）、メッセージが中継装置４にて滞留していると判断し（ステップＳ１１２）、図１７のフローチャートに示されるステップＳ１２へ処理を戻す。

判断部４６は、未送信のメッセージ数が所定数未満であると判断した場合（Ｓ１１１：ＮＯ）、メッセージは滞留していないと判断し（ステップＳ１１３）、図１７のフローチャートに示されるステップＳ１２へ処理を戻す。

判断部４６は、図１８のフローチャートに示した処理又は図１９のフローチャートに示した処理のいずれか一方、又は両方を組み合わせてメッセージが滞留しているか否かの処理を行なう。

上述のような中継装置４における処理により、中継されるべきメッセージが中継装置４にて滞留している場合に、送信元のＥＣＵ１，１，…が接続されている通信線２ａ（又は通信線２ｂ）へ、ＥＣＵ１，１，…間でのメッセージの送信タイミングの調整を指示する指示メッセージが送信される。指示メッセージが送信されることによって、送信された通信線２ａ（又は通信線２ｂ）に接続されているＥＣＵ１，１，…は夫々、通信部１３によりこれを受信し、基本的に、上述にて説明した送信タイミングの調整処理の実行を開始し、指示メッセージの送信が終了するまで継続する（図７）。

これにより、実施の形態４における車載通信システムでは、通信線２ａ，２ｂに接続されている各ＥＣＵ１，１，…が相互に、送信タイミングの調整処理を行なうので、通信線２ａ，２ｂにおける通信の衝突が低減される。特に、中継装置４にてメッセージが滞留している場合には、中継装置４にてほぼ偏りなくメッセージが受信されるように送信タイミングの調整がなされて、中継装置４におけるメッセージの滞留の増長・悪化を防止できる。更に、通信線２ａ，２ｂに接続されて各ＥＣＵ１，１，…から送信されるメッセージを中継のために監視している中継装置４が、メッセージが滞留している状況のときのみに各ＥＣＵ１，１，…で送信タイミングの調整をすべく指示メッセージを送信する。これにより、各ＥＣＵ１，１，…は指示メッセージを受信した場合のみに調整処理を行なえばよく、常時的に処理を行なう必要がないので、処理負荷を軽減させることができ、効率的である。

（実施の形態５）
実施の形態４では、ＥＣＵ１，１，…は指示メッセージを受信した場合の送信タイミングの調整を、マスタのメッセージを基準として偏りをなくすように相互に行なう構成とした。実施の形態５では、中継装置４でメッセージが滞留していると判断された場合、滞留に係るメッセージの送信タイミングと、他のメッセージの送信タイミングとができる限り重複しないように調整を行なう。

実施の形態５における車載通信システムのハードウェア構成は、実施の形態４と同様であるので同一の符号を付して詳細な説明を省略する。また、中継装置４の判断部４６による滞留の判断処理も同様であるので詳細な説明を省略する。以下、実施の形態４との相違点である、中継装置４の制御部４０による指示メッセージの送信処理手順と、ＥＣＵ１，１，…による送信タイミングの調整処理とについて説明する。

図２０は、実施の形態５における中継装置４の制御部４０が送信タイミングの調整の指示を行なう際の処理手順の一例を示すフローチャートである。制御部４０は、一定の周期で以下に示す処理手順を繰り返す。なお、図２０のフローチャートに示される各処理手順の内、実施の形態４の図１７に示した処理手順と同様の処理手順については同一のステップ番号を付して詳細な説明を省略する。

制御部４０は、メッセージが滞留しているか否かを判断部４６により判断させ（Ｓ１１）、滞留していると判断されたか否かを判断し（Ｓ１２）、滞留していると判断されたと判断した場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、滞留しているメッセージ（メッセージＩＤ）を特定する（Ｓ１３）。次に制御部４０は、メッセージＩＤから当該滞留に係るメッセージの送信周期を特定する（ステップＳ１６）。そして制御部４０は、特定した送信周期にて、指示メッセージを送信し（ステップＳ１７）、滞留しているメッセージのメッセージＩＤの情報を送信して（Ｓ１５）、処理を終了する。

制御部４０は、滞留していると判断されなかったと判断した場合（Ｓ１２：ＮＯ）、周期的に指示メッセージを送信しているときには、指示メッセージの送信を停止させ（ステップＳ１８）、処理を終了する。

制御部４０は、ステップＳ１７にて指示メッセージを滞留しているメッセージの送信周期に従って送信した。これにより、滞留しているメッセージの送信タイミングを他のＥＣＵ１，１，…に認識させることが可能になる。

ＥＣＵ１，１，…は指示メッセージを受信することにより、実施の形態４にて説明したように、マスタのメッセージの送信タイミングを基準に調整し合う処理を基本的に行なう。実施の形態５では更に、ＥＣＵ１，１，…は、指示メッセージにより滞留しているメッセージの送信タイミングを認識することが可能になるので、当該送信タイミングに基づき送信タイミングの調整を行なう。

図２１は、実施の形態５におけるＥＣＵ１，１，…による指示メッセージに基づく送信タイミングの調整処理手順の一例を示すフローチャートである。各ＥＣＵ１，１，…は以下に示す処理を繰り返し行なう。

ＥＣＵ１の制御部１０は、通信部１３によりメッセージを受信したか否かを判断する（ステップＳ２１）。制御部１０は、メッセージを受信していないと判断した場合（Ｓ２１：ＮＯ）、処理をステップＳ２１へ戻す。

制御部１０は、受信したメッセージが中継装置４から送信された指示メッセージであるか否かを判断する（ステップＳ２２）。制御部１０は、指示メッセージでないと判断した場合（Ｓ２２：ＮＯ）、処理を終了し、再度ステップＳ２１から処理を実行して繰り返す。

制御部１０は、受信したメッセージが中継装置４から送信された指示メッセージであると判断した場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、共に送信されるメッセージＩＤを示す情報を受信する（ステップＳ２３）。また、指示メッセージは滞留していると判断されている間、滞留しているメッセージの送信周期に従って周期的に送信されるので、制御部１０は、指示メッセージの送信タイミングを特定する（ステップＳ２４）。

次に制御部１０は、メッセージＩＤが、自身が送信するメッセージのメッセージＩＤであるか否かを判断する（ステップＳ２５）。制御部１０は、自身が送信するメッセージのメッセージＩＤであると判断した場合（Ｓ２５：ＹＥＳ）、ステップＳ２４にて特定した送信タイミングに近づけるように当該メッセージを通信部１３により送信し（ステップＳ２６）、処理を終了する。

指示メッセージと共に送信される情報が示すメッセージＩＤは、中継装置４にて滞留しているメッセージのメッセージＩＤである。ステップＳ２５にて自身が送信するメッセージのメッセージＩＤであると判断した場合は即ち、自身が送信するメッセージが中継装置４で滞留していると認識することが可能である。この場合、中継装置４からは、滞留しているメッセージの送信タイミングをＥＣＵ１，１，…に周知すべく、滞留しているメッセージの送信タイミングの基準となる指示メッセージが送信されるので、滞留しているメッセージを送信するＥＣＵ１は、指示メッセージの送信タイミングに合わせて以後、滞留に係るメッセージを送信する。

制御部１０は、ステップＳ２５にて、自身が送信するメッセージのメッセージＩＤでないと判断した場合（Ｓ２５：ＮＯ）、自身が送信するメッセージの送信タイミングを、ステップＳ２４にて特定した指示メッセージの送信タイミングから遠ざかるように調整し（ステップＳ２７）、処理を終了する。

制御部１０はステップＳ２７にて具体的に、以下のような根拠に基づき、送信タイミングを調整する。各ＥＣＵ１，１，…からはメッセージが各々送信周期にしたがって送信される。指示メッセージが送信された後は、上述のステップＳ２５及びステップＳ２６の処理により、指示メッセージが送信された時点及びその近傍の時点を起点として周期的に、滞留しているメッセージが対応するＥＣＵ１から送信される。他のＥＣＵ１，１，…は以後、滞留しているメッセージが送信されるタイミングとは十分にずらして自身からのメッセージを送信するため、ステップＳ２７にて、指示メッセージの送信時点を起点とする送信タイミングに対し、自身のメッセージの送信周期の起点をずらすように調整する。具体的にはＥＣＵ１，１，…の制御部１０は、例えば、指示メッセージが送信された時点から、自身の送信周期の半分の長さ後の時点を、次の送信周期の起点とするように調整する。

なお制御部１０は、それ以外に基本的に実施の形態４にて説明したように、グループ毎にマスタのメッセージの送信時点に近づける調整、及びマスタのメッセージ同士は送信時点が離れるようにする調整も行なう。ここで、制御部１０は、自身が送信するメッセージが、滞留しているメッセージをマスタとするグループに属している場合には、送信時点をマスタのメッセージに近づける処理をすることなく、この場合は例外的に送信時点が遠ざかるように調整をする。これにより、より緻密に送信タイミングにバラツキが生まれると共に、中継装置４において滞留の増長・悪化が回避される。例えば、通信線２ａにて送信されたメッセージが、通信線２ｂにおいては優先度が低いために、中継装置４からスムーズに中継されないとしても何度目かの試行によって中継がなされるはずである。その間に通信線２ａに接続される他のＥＣＵ１，１，…からメッセージが送信されず、前記優先度が比較的低いメッセージの中継が完了する頃に次のメッセージが送信されれば、中継も効率的に実行できる。

図２２は、実施の形態５におけるＥＣＵ１，１，…による送信タイミングの調整処理の結果の具体例を模式的に示す説明図である。図２２では、横軸に時間軸をとり、各メッセージの送信時点を矢印にて示している。なお、時間軸の上側にマスタのメッセージの送信時点、下側にマスタ以外のメッセージの送信時点を示している。

図２２に示す例では、メッセージＩＤが「０１０」であるメッセージ（ハッチングの矢印）が複数回送信されており、図２２中の左側では「０１０」のメッセージをマスタとするグループ（１）のメッセージが送信されている。具体的には、メッセージＩＤが夫々「０２０」及び「１８０」である。また、メッセージＩＤが「０１０」であるメッセージに対し、メッセージＩＤが「０５０」であるメッセージの送信時点が近接している。

例えば、図２２中のｔ１の時点で、メッセージＩＤが「０１０」であるメッセージが、中継装置４にて滞留していると判断されたとする。この場合、指示メッセージが中継装置４から送信されると共に、滞留しているメッセージのメッセージＩＤ「０１０」を示す情報が送信される。

メッセージＩＤが「０１０」であるメッセージを送信するＥＣＵ１は、指示メッセージを受信した時点ｔ２に近接させるように以後、メッセージＩＤが「０１０」であるメッセージを送信する。その後、指示メッセージは滞留していないと判断されるまでの間、メッセージＩＤが「０１０」であるメッセージの送信周期Ｔに基づき時点ｔ３、ｔ４に送信される。メッセージＩＤが「０１０」であるメッセージを送信するＥＣＵ１は、時点ｔ３、ｔ４に近接する時点でメッセージＩＤが「０１０」であるメッセージを送信する。なお当該ＥＣＵ１は、受信した時点を起点として、「０１０」のメッセージの送信周期にて指示メッセージが送信されること（送信タイミング）を特定し、以後当該送信タイミングにて送信するとしてもよい。

メッセージＩＤが「０１０」でないメッセージを送信するＥＣＵ１，１，…は、指示メッセージを受信した場合、受信した時点（指示メッセージが送信された時点）から遠ざけるようにメッセージを送信する。具体的には、メッセージＩＤが「１８０」であるメッセージを送信するＥＣＵ１は、マスタであるメッセージＩＤ「０１０」のメッセージが送信された時点と自身の送信時点との時間差に基づいて送信タイミングを調整する。しかしながら、指示メッセージが送信されるタイミングからは送信タイミングを遠ざけるべきである。指示メッセージの受信時点を複数回検知し、指示メッセージの送信タイミングの起点及び送信周期を特定し、特定したタイミングと遠ざける調整処理と、マスタのメッセージの送信時点を基準とする送信タイミングの調整処理とが相反するときには、前者の処理を優先させる。

なお、ＥＣＵ１，１，…は、指示メッセージと共に送信される滞留に係るメッセージのメッセージＩＤと自身が属するメッセージのグループのマスタのメッセージＩＤとが一致するか否かを判断し、一致する場合には、マスタのメッセージの送信時点からの時間差を基準とする力Ｆに応じた送信タイミングの調整を、指示メッセージが送信されなくなるまで実行しないとする構成としてもよい。

これにより、図２２に示す例では、メッセージＩＤが「１８０」であるメッセージは、「０１０」のメッセージをマスタとするにも拘らず、時間差が大きくなるように送信タイミングが調整されている。以後は更に、タイミングが遠ざかっている。また、メッセージＩＤが「０２０」であるメッセージについても、「０１０」のメッセージをマスタとするにも拘らず、１回目の指示メッセージを受信した後は、時間差が大きくなるように送信タイミングが調整されている。

また、図２２に示す例では、メッセージＩＤが「１００」であるメッセージ、及びメッセージＩＤが「０５０」であるメッセージについても、メッセージＩＤが「０１０」であるメッセージの送信時点から十分に遠ざかるように送信タイミングが調整されていることが示されている。

このようにして、各ＥＣＵ１，１，…の処理により、相互に送信タイミングの調整がなされる。これにより、通信線２ａにおける通信の衝突が低減され、通信効率が向上する。また、中継装置４にて滞留しているメッセージの送信周期が、指示メッセージの送信によって他のメッセージを送信するＥＣＵ１，１，…によって認識可能となるので、各ＥＣＵ１，１，…は滞留しているメッセージの中継が完了するまでに、続けざまにメッセージが送信されないように、送信タイミングを調整することが可能であり、中継装置４における中継が必要なメッセージの滞留の増長・悪化を防止することができ、中継装置４を含む車載通信システム全体としての通信効率が向上する。

実施の形態１乃至５では、車載通信システムを例にあげて説明した。しかしながら本発明は車載に限らず、複数の通信装置間でデータを交換し、連携して動作するような通信システムにて、通信装置間の通信が衝突しないように送信タイミングを調整し合うとした場合に適用することが可能である。

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請求の範囲によって示され、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。

１ ＥＣＵ（複数の装置）
２ａ，２ｂ 通信線
３ 中継装置（通信装置）
３０ 制御部
３１ 記憶部
３２ 一時記憶部
３６ 判断部
４ 中継装置
４０ 制御部
４１ 記憶部
４２ 一時記憶部
４６ 判断部

Claims (11)

1. メッセージを送受信する複数の装置がバス型に接続されている通信線に接続されており、前記通信線に送信されるメッセージの一部又は全部を受信する通信装置において、
   複数の期間に分割された所定の監視時間中に送信されるメッセージ数を測定する測定手段と、
   該測定手段が測定した前記複数の期間毎のメッセージ数同士の比較に基づき、前記複数の装置が送信したメッセージの送信タイミングの偏りの有無を判断する判断手段と、
   該判断手段が有りと判断した場合、送信タイミングを早める又は遅らせる調整を指示する指示メッセージを前記通信線へ送信する送信手段と
   を備えることを特徴とする通信装置。
2. 前記判断手段は、
   前記複数の期間の内、メッセージが送信されない期間が所定数以上あるか否かを判断する手段を備え、
   該手段が所定数以上であると判断した場合、送信タイミングの偏りが有りと判断するようにしてあること
   を特徴とする請求項１に記載の通信装置。
3. 前記判断手段は、
   前記複数の期間におけるメッセージ数の最大値が、最小値の所定倍以上であるか否かを判断する手段を備え、
   該手段が所定倍以上であると判断した場合、送信タイミングの偏りが有りと判断するようにしてあること
   を特徴とする請求項１に記載の通信装置。
4. 前記測定手段は、前記所定の監視時間を１周期として周期的に測定するようにしてあり、
   前記判断手段が、送信タイミングの偏りが無しと判断した周期が所定数以上連続するか否かを判断する手段と、
   該手段が所定数以上連続すると判断した場合、送信タイミングの調整の停止を指示するメッセージを前記通信線に送信する手段と
   を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の通信装置。
5. 前記監視時間における前記測定手段が測定した各期間のメッセージ数の分布に基づき、送信タイミングを早める又は遅らせる調整を指示するメッセージの送信時点を決定する手段を備え、
   前記判断手段が有りと判断した場合、送信タイミングを早める又は遅らせる調整を指示する指示メッセージを、前記送信時点で前記通信線へ送信するようにしてあること
   を特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の通信装置。
6. 各メッセージは周期的に送信されるようにしてあり、
   前記判断手段が有りと判断した場合、送信タイミングが偏っているメッセージ夫々の送信周期を特定する手段を備え、
   前記送信手段は、特定された送信周期に応じたタイミングにより前記指示メッセージを送信するようにしてあること
   を特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の通信装置。
7. 前記送信手段は、前記判断手段により無しと判断されるまで、継続的に前記指示メッセージを送信するようにしてあること
   を特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の通信装置。
8. メッセージを送受信する複数の装置と、該複数の装置が夫々バス型に接続されている複数の通信線に接続されており、一の通信線に接続されている各装置からのメッセージの一部又は全部を受信し、他の通信線に接続されている装置へ中継する中継装置とを含む通信システムにおいて、
   前記中継装置は、
   一の通信線に複数の期間に分割された所定の監視時間中に送信されるメッセージ数を測定する測定手段と、
   前記複数の期間にて前記測定手段により測定した前記複数の期間毎のメッセージ数同士の比較に基づき、前記一の通信線に接続されている複数の装置が送信したメッセージの送信タイミングの偏りの有無を判断する判断手段と、
   該判断手段が有りと判断した場合、前記複数の装置へ夫々、送信タイミングを早める又は遅らせる調整を指示する指示メッセージを送信する手段と
   を備え、
   前記複数の装置は夫々、
   前記指示メッセージを受信した場合に、特定のメッセージが送信される時点を検知する手段と、
   該手段が検知した時点と、自身がメッセージを送信する時点との時間差に基づき、時間差を短縮させるように次の自身のメッセージの送信タイミングを早める又は遅らせることにより調整する調整手段と
   を備えることを特徴とする通信システム。
9. 前記中継装置は、送信タイミングが偏っているメッセージを特定する手段と、
   特定されたメッセージ夫々の送信周期を特定する手段と
   を備え、
   前記送信手段は更に、
   特定された送信周期に応じたタイミングにより、送信タイミングが偏っているメッセージのメッセージ識別情報と共に前記指示メッセージを送信するようにしてあり、
   前記複数の装置の前記調整手段は、
   前記指示メッセージが送信されるタイミングを特定する特定手段と、
   指示メッセージと共に送信される前記メッセージ識別情報によって識別されるメッセージが、自身が送信したメッセージであるか否かを判断する判断手段と、
   該判断手段により自身が送信したメッセージであると判断した場合、前記特定手段により特定したタイミングに、前記メッセージの送信タイミングを近づける手段と
   を備えることを特徴とする請求項８に記載の通信システム。
10. 前記複数の装置は夫々、
    前記判断手段により自身が送信したメッセージでないと判断した場合、前記特定手段により特定したタイミングから、前記メッセージの送信タイミングを遠ざける手段を備えること
    を特徴とする請求項９に記載の通信システム。
11. メッセージを送受信する複数の装置と、該複数の装置が夫々バス型に接続されている通信線に接続されており、前記通信線に送信されるメッセージの一部又は全部を受信する通信装置との間における通信方法において、
    前記通信装置は、
    複数の期間に分割された所定の監視期間中に送信されるメッセージ数を測定し、
    測定された前記複数の期間毎のメッセージ数同士の比較に基づき、前記複数の装置が送信したメッセージの送信タイミングの偏りの有無を判断し、
    偏りが有りと判断した場合、送信タイミングを早める又は遅らせる調整を指示する指示メッセージを前記通信線を介して前記複数の装置へ送信する
    ことを特徴とする通信方法。

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