JP7059806B2 - 車載通信システム、車載中継装置、通信プログラム及び通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載された複数の車載通信装置が送受信するメッセージを中継する車載通信システム、車載中継装置、通信プログラム及び通信方法に関する。

近年、車両に搭載されるＥＣＵ（Electronic Control Unit）は増加する傾向にある。各ＥＣＵは、他のＥＣＵとの間で通信を行って情報を交換し、各々の処理を行っている。このため、車両内のＥＣＵの増加に伴って、ＥＣＵが通信を行うために設けられる車両内の通信線の量が増加し、車両の重量の増加及び車両内の通信線を配するスペースの減少等が懸念される。

特許文献１においては、車両内を複数の領域に分け、領域毎に複数の機能ＥＣＵを第１ネットワークにて中継ＥＣＵに接続し、複数の中継ＥＣＵを第２ネットワークにて接続した構成の車両制御システムが記載されている。

特開２０１５－６７１８７号公報

しかしながら特許文献１に記載の車両制御システムにおいては、異なる領域に設けられた複数の機能ＥＣＵ間での通信量が増大した場合に、これらの通信を中継する中継ＥＣＵ間の通信帯域が逼迫し、通信遅延が発生する虞がある。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、車両に設けられる通信線の量を削減すると共に、通信遅延の発生を防止することが期待できる車載通信システム、車載中継装置、通信プログラム及び通信方法を提供することにある。

本態様に係る車載通信システムは、車載通信装置が接続される複数の第１接続部と、他の車載中継装置が接続される複数の第２接続部と、前記第１接続部に接続された前記車載通信装置及び前記第２接続部に接続された前記他の車載中継装置の間でメッセージを中継する処理を行う中継処理部とを有する車載中継装置を複数備え、２つの前記車載中継装置が２つ以上の通信線を介して接続されており、前記車載中継装置は、前記第１接続部を介して受信したメッセージに付された識別情報、及び、該メッセージの送信先とすべき前記第２接続部の対応関係を記憶した記憶部と、前記第２接続部を介した通信の通信状況を監視する処理を行う監視処理部と、前記監視処理部が監視する通信状況に応じて、前記対応関係を更新する処理を行う更新処理部とを有し、前記更新処理部は、通信量の多い第２接続部に割り当てられた所定の識別情報のメッセージを、複数の第２接続部を介して送信するよう、前記対応関係を更新する。

本態様に係る車載中継装置は、車載通信装置が接続される複数の第１接続部と、他の車載中継装置が接続される複数の第２接続部と、前記第１接続部に接続された前記車載通信装置及び前記第２接続部に接続された前記他の車載中継装置の間でメッセージを中継する処理を行う中継処理部と、前記第１接続部を介して受信したメッセージに付された識別情報、及び、該メッセージの送信先とすべき前記第２接続部の対応関係を記憶した記憶部と、前記第２接続部を介した通信の通信状況を監視する処理を行う監視処理部と、前記監視処理部が監視する通信状況に応じて、前記対応関係を更新する処理を行う更新処理部とを備え、２つ以上の前記第２接続部が１つの前記他の車載中継装置に接続され、前記更新処理部は、通信量の多い第２接続部に割り当てられた所定の識別情報のメッセージを、複数の第２接続部を介して送信するよう、前記対応関係を更新する。

本態様に係る通信プログラムは、車載通信装置が接続される複数の第１接続部と、他の車載中継装置が接続される複数の第２接続部とを備え、２つ以上の前記第２接続部が１つの前記他の車載中継装置に接続された車載中継装置に、前記第１接続部を介して前記車載通信装置からのメッセージを受信し、受信したメッセージを一又は複数の前記第２接続部を介して前記他の車載中継装置へ中継し、前記第２接続部を介した通信の通信状況を監視し、前記第１接続部を介して受信したメッセージに付された識別情報、及び、該メッセージの送信先とすべき前記第２接続部の対応関係を記憶部に記憶しておき、監視した前記通信状況に応じて、通信量の多い第２接続部に割り当てられた所定の識別情報のメッセージを、複数の第２接続部を介して送信するよう、前記対応関係を更新する処理を行わせる。

本態様に係る通信方法は、車載通信装置が接続される複数の第１接続部と、他の車載中継装置が接続される複数の第２接続部とを備え、２つ以上の前記第２接続部が１つの前記他の車載中継装置に接続された車載中継装置が、前記第１接続部を介して前記車載通信装置からのメッセージを受信し、受信したメッセージを一又は複数の前記第２接続部を介して前記他の車載中継装置へ中継し、前記第２接続部を介した通信の通信状況を監視し、前記第１接続部を介して受信したメッセージに付された識別情報、及び、該メッセージの送信先とすべき前記第２接続部の対応関係を記憶部に記憶しておき、監視した前記通信状況に応じて、通信量の多い第２接続部に割り当てられた所定の識別情報のメッセージを、複数の第２接続部を介して送信するよう、前記対応関係を更新する。

なお、本願は、このような特徴的な処理部を備える車載通信システムとして実現することができるだけでなく、かかる特徴的な処理をステップとする通信方法として実現したり、かかるステップをコンピュータに実行させるための通信プログラムとして実現したりすることができる。また、車載通信システムの一部又は全部を実現する半導体集積回路として実現したり、車載通信システムを含むその他のシステムとして実現したりすることができる。

上記によれば、車両に設けられる通信線の量を削減すると共に、通信遅延の発生を防止することが期待できる。

本実施の形態に係る車載通信システムの構成を示すブロック図である。 本実施の形態に係るＧＷの構成を示すブロック図である。 送信先マップの一例を示す模式図である。 実施の形態１に係るＧＷが行う送信先マップの更新処理の一例を示す模式図である。 実施の形態１に係るＧＷが行う送信先マップの更新処理の手順を示すフローチャートである。 変形例に係る車載通信システムの構成を示す模式図である。 実施の形態２に係るＧＷが行う送信先マップの更新処理の一例を示す模式図である。 実施の形態３に係るＧＷが行う送信先マップの更新処理の手順を示すフローチャートである。

［本発明の実施の形態の説明］
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。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）本態様に係る車載通信システムは、車載通信装置が接続される複数の第１接続部と、他の車載中継装置が接続される複数の第２接続部と、前記第１接続部に接続された前記車載通信装置及び前記第２接続部に接続された前記他の車載中継装置の間でメッセージを中継する処理を行う中継処理部とを有する車載中継装置を複数備え、２つの前記車載中継装置が２つ以上の通信線を介して接続されている。

本態様にあっては、車載通信装置が接続された複数の通信線が車載中継装置に接続され、通信線間のメッセージの送受信を車載中継装置が中継する。車両には複数の車載中継装置が搭載され、複数の車載中継装置が通信線を介して接続される。この構成により、全ての車載通信装置を１つの車載中継装置に接続する構成と比較して、車両に設けられる通信線の量が削減されることが期待できる。
また車両に搭載される複数の車載中継装置は、２つの車載中継装置が２つ以上の通信線を介して接続され、複数の通信線を介してメッセージの送受信を行うことができる。この構成により、ボトルネックとなりやすい車載中継装置の間の通信について、その通信容量を増すことができるため、通信遅延の発生を防止することができる。また車載中継装置の間の通信容量を増すことによって、各通信線における通信速度を低速化することが可能となり、これにより通信に伴うノイズの発生量を低減することができる。

（２）前記２つの車載中継装置を接続する２つ以上の通信線は、同じ通信規格に従う通信線であることが好ましい。

本態様にあっては、２つの車載中継装置を接続する２つ以上の通信線は、同じ通信規格に従う通信線である。これにより、例えば通信規格に従ってメッセージの形式を変換するなどの処理を車載中継装置が行う必要がなく、変換処理による通信遅延などが発生することがない。また車載中継装置の構成の複雑化を抑制でき、車載中継装置のコストの増加を抑制できる。

（３）前記車載中継装置は、前記第１接続部を介して受信したメッセージに付された識別情報、及び、該メッセージの送信先とすべき前記第２接続部の対応関係を記憶した記憶部と、前記第２接続部を介した通信の通信状況を監視する処理を行う監視処理部と、前記監視処理部が監視する通信状況に応じて、前記対応関係を更新する処理を行う更新処理部とを有することが好ましい。

本態様にあっては、メッセージに付される識別情報とこのメッセージの送信先とすべき通信線との対応関係を車載中継装置が記憶部に記憶している。車載中継装置は、他の車載中継装置へ送信すべきメッセージを受信した場合、記憶してある対応関係に基づいて通信線を選択し、選択した通信線にメッセージを出力して他の車載中継装置へ送信する。車載中継装置は、他の車載中継装置に接続される複数の通信線における通信状況を監視する。通信状況は、例えば通信線にて送受信されたメッセージのデータ量、又は、通信を行う通信ＩＣ（Integrated Circuit）の消費電力量等を採用し得る。車載中継装置は、通信状況の監視結果に基づいて、記憶部に記憶した対応関係を更新する処理を行う。これにより、通信状況に応じてメッセージとこれを送信する通信線との対応を変化させることができ、通信線間の通信量の不平衡又は不均衡を解消することにより、通信帯域の有効利用が可能となる。

（４）前記更新処理部は、所定時間が経過する毎に、前記対応関係を更新する処理を行うことが好ましい。

本態様にあっては、所定時間が経過する毎に、車載中継装置が記憶部に記憶した対応関係を更新する処理を行う。これにより、所定時間の経過毎に対応関係が見直され、その時点の通信状況に適した対応関係への更新が行われる。

（５）前記更新処理部は、前記第２接続部を介した通信の通信状況の不平衡度が閾値を超える場合に、前記対応関係を更新する処理を行うことが好ましい。

本態様にあっては、複数の通信線の通信状況の不平衡度が閾値を超える場合に、車載中継装置が記憶部に記憶した対応関係を更新する処理を行う。これにより、通信状況が平衡な状態であれば更新処理が行われないため、更新処理の頻度を低減でき、車載中継装置の処理負荷及び消費電力の低減が期待できる。

（６）前記更新処理部は、通信量の多い第２接続部に割り当てられたメッセージを、通信量の少ない第２接続部に割り当てるよう、前記対応関係を更新することが好ましい。

本態様にあっては、監視により通信量が多いとされた通信線に割り当てられたメッセージを、通信量が少ない通信線に割り当てるよう、車載中継装置は記憶部に記憶した対応関係を更新する。これにより、複数の車載中継装置の間に設けられた複数の通信線の間の通信量の不平衡又は不均衡を解消することにより、通信帯域を有効利用できる。

（７）前記更新処理部は、通信量の多い第２接続部に割り当てられた所定の識別情報のメッセージを、複数の第２接続部を介して送信するよう、前記対応関係を更新することが好ましい。

本態様にあっては、監視により通信量が多いとされた通信線に割り当てられた所定の識別情報のメッセージを、車載中継装置は複数の通信線に割り当てる。所定の識別情報のメッセージを送信する必要が生じた際、車載中継装置は、複数の通信線から適宜に通信線を選択してメッセージを送信する。通信線の選択は、例えば交互又はランダム等の方法を採用し得る。これにより、通信量が多い通信線から通信量が少ない通信線へ通信負荷を分散させることができ、複数の通信線間の通信量の不平衡又は不均衡を解消することにより、通信帯域を有効利用できる。

（８）本態様に係る車載中継装置は、車載通信装置が接続される複数の第１接続部と、他の車載中継装置が接続される複数の第２接続部と、前記第１接続部に接続された前記車載通信装置及び前記第２接続部に接続された前記他の車載中継装置の間でメッセージを中継する処理を行う中継処理部とを備える。

本態様にあっては、態様（１）と同様に、車両中の通信線の量を削減すると共に、通信遅延の発生を防止することが期待できる。

（９）本態様に係る通信プログラムは、車載通信装置が接続される複数の第１接続部と、他の車載中継装置が接続される複数の第２接続部とを備え、２つ以上の前記第２接続部が１つの前記他の車載中継装置に接続された車載中継装置に、前記第１接続部を介して前記車載通信装置からのメッセージを受信し、受信したメッセージを一又は複数の前記第２接続部を介して前記他の車載中継装置へ中継する処理を行わせる。

本態様にあっては、態様（１）と同様に、車両中の通信線の量を削減すると共に、通信遅延の発生を防止することが期待できる。

（１０）本態様に係る通信方法は、車載通信装置が接続される複数の第１接続部と、他の車載中継装置が接続される複数の第２接続部とを備え、２つ以上の前記第２接続部が１つの前記他の車載中継装置に接続された車載中継装置が、前記第１接続部を介して前記車載通信装置からのメッセージを受信し、受信したメッセージを一又は複数の前記第２接続部を介して前記他の車載中継装置へ中継する。

本態様にあっては、態様（１）と同様に、車両中の通信線の量を削減すると共に、通信遅延の発生を防止することが期待できる。

［本発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係る車載通信システムの具体例を、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。

（実施の形態１）
＜システム構成＞
図１は、本実施の形態に係る車載通信システムの構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る車載通信システム１は、車両１００に複数のＥＣＵ３と、複数のＧＷ（Gate Way）１０とを備え、複数のＥＣＵ３及びＧＷ１０が通信線５，６を介してメッセージの送受信を行うシステムである。一例として図１には、車両１００にＧＷ１０が２つ搭載され、２つのＧＷ１０が２つの通信線６を介して接続され、各ＧＷ１０に３つの通信線５が接続され、各通信線５に３つのＥＣＵ３が接続された車載通信システム１の構成が示されている。以下の説明において２つのＧＷ１０を区別する必要がある場合には、図１に示すように一方をＧＷ１０ａとし、他方をＧＷ１０ｂとして、異なる符号を付して区別する。なお車載通信システム１に含まれるＥＣＵ３の数、ＧＣＷ１０の数、通信線５，６の数、装置の接続態様及びネットワーク構成等は、図示のものに限らない。

車両１００に搭載されたＥＣＵ３は、例えば車両１００のエンジンの動作を制御するＥＣＵ、ドアのロック／アンロックを制御するＥＣＵ、ライトの点灯／消灯を制御するＥＣＵ、エアバッグの動作を制御するＥＣＵ、及び、ＡＢＳ（Antilock Brake System）の動作を制御するＥＣＵ等の種々のＥＣＵが含まれ得る。各ＥＣＵ３は、車両１００に配された通信線５のいずれかに接続され、通信線５及びＧＷ１０を介して他のＥＣＵ３との間でメッセージの送受信を行うことができる。

各ＧＷ１０は、複数の通信線５が接続されており、通信線５を介して複数のＥＣＵ３との間でメッセージの送受信を行うことができる。ＥＣＵ３が送信したメッセージを受信したＧＷ１０は、受信したメッセージに付されたＩＤに基づいて中継の要否を判断し、中継が必要なメッセージを受信元とは異なる通信線５から送信する。このためＧＷ１０は、メッセージに付されるＩＤと、このメッセージの送信先となる通信線５との対応関係を記憶した送信先マップを有している。

車載通信システム１では、一方のＧＷ１０ａに接続されたＥＣＵ３から他方のＧＷ１０ｂに接続されたＥＣＵ３へメッセージを送信することが可能である。この場合、ＥＣＵ３からのメッセージを受信したＧＷ１０ａは、このメッセージに付されたＩＤに基づいて他方のＧＷ１０ｂへ中継すべきと判断し、このメッセージを通信線６から出力することでＧＷ１０ｂへ送信する。通信線６を介してＧＷ１０ａからのメッセージを受信したＧＷ１０ｂは、受信したメッセージに付されたＩＤに基づいて中継先の通信線５がいずれであるかを判断し、このメッセージを中継先の通信線５から送信する。ＧＷ１０ｂからＧＷ１０ａへメッセージを送信する場合も同様である。

また本実施の形態に係る車載通信システム１では、２つのＧＷ１０が２つの通信線６を介して接続されている。２つの通信線６は同じ通信規格に従うものであり、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）又はイーサネット（登録商標）等の通信規格が採用され得る。また本実施の形態においては、いずれの通信線６を用いた場合であっても、通信速度は同じであるものとする。ただし、２つの通信線６が異なる通信規格に従うものであってもよく、通信速度が異なっていてもよい。

ＧＷ１０は、他のＧＷ１０へメッセージを送信する場合、２つの通信線６からいずれか１つを選択する。ＧＷ１０は、選択した通信線６へメッセージを出力することにより、この通信線６を介して他のＧＷ１０へメッセージを送信する。このときにＧＷ１０は、メッセージに付されたＩＤに基づいて、このメッセージを送信すべき通信線６を選択する。このためＧＷ１０は、メッセージに付されるＩＤと、このメッセージを送信する通信線６との対応関係を送信先マップに記憶している。

更に本実施の形態に係る車載通信システム１では、各ＧＷ１０が通信線６の通信状況を監視している。ＧＷ１０が監視する通信状況は、例えば通信線６毎の送信データ量若しくは受信データ量、又は、通信線６に対する通信処理を行うトランシーバなどの通信ＩＣの消費電力量等を採用することができるが、これらに限るものではない。本実施の形態に係るＧＷ１０は、通信状況の監視結果に基づいて、送信先マップに記憶されたメッセージのＩＤ及び送信先の対応関係を更新する処理を行う。送信先マップの更新処理の詳細は後述する。

図２は、本実施の形態に係るＧＷ１０の構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態に係る車載通信システム１が備える２つのＧＷ１０は、略同じ構成であるため、図２には一方のＧＷ１０のみ詳細な構成を図示し、他方のＧＷ１０は詳細な構成の図示を省略している。本実施の形態に係るＧＷ１０は、処理部（プロセッサ）１１、記憶部（ストレージ）１２、通信部（トランシーバ）１３，１４、接続部（コネクタ）１５，１６及び通信バッファ１７等を備えて構成されている。

処理部１１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＭＰＵ（Micro-Processing Unit）等の演算処理装置を用いて構成されている。処理部１１は、記憶部１２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、種々の処理を行うことができる。本実施の形態において処理部１１は、記憶部１２に記憶された通信プログラム１２ａを読み出して実行することにより、メッセージを中継する処理、通信線６の通信状況を監視する処理、及び、記憶部１２に記憶された送信先マップ１２ｂを更新する処理等を行う。

記憶部１２は、例えばフラッシュメモリ又はＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）等の不揮発性のメモリ素子を用いて構成されている。記憶部１２は、処理部１１が実行する各種のプログラム、及び、処理部１１の処理に必要な各種のデータを記憶する。本実施の形態において記憶部１２は、処理部１１が実行する通信プログラム１２ａと、処理部１１がメッセージの中継を行う際に用いる送信先マップ１２ｂとを記憶している。なお通信プログラム１２ａは、例えばＧＷ１０の製造段階において記憶部１２に書き込まれてもよく、また例えば遠隔のサーバ装置などが配信するものをＧＷ１０が通信にて取得してもよく、また例えばメモリカード又は光ディスク等の記録媒体に記録されたプログラムをＧＷ１０が読み出して記憶部１２に記憶してもよい。

接続部１５，１６は、通信線５，６を着脱可能に接続するためのものであり、いわゆるコネクタである。接続部１５，１６は、接続される通信線５，６の形状及び規格等に適した構成とされる。なお図２においては、ＥＣＵ３との通信を行う通信線５を接続するための３つの接続部１５と、他のＧＷ１０との通信を行うための通信線６を接続するための２つの接続部１６とを別符号を付して図示している。しかしＧＷ１０及びＥＣＵ３の通信と、２つのＧＷ１０の間の通信とが同じ通信規格であり、通信線５，６が同じ規格のものである場合には、実質的に接続部１５，１６は同じものであってよい。

通信部１３，１４は、接続部１５，１６に接続された通信線５，６を介したメッセージの送受信に関する処理を行う。通信部１３，１４は、ＣＡＮ又はイーサネット等の通信規格に従ってメッセージの送受信を行う。通信部１３，１４は、例えばＣＡＮの通信規格であればＣＡＮトランシーバなどの通信ＩＣを用いて構成され得る。通信部１３，１４は、接続部１５，１６に接続された通信線５，６の電位を周期的にサンプリングして取得することにより、通信線５，６上の電気信号をデジタルデータに変換し、このデジタルデータを受信メッセージとして処理部１１へ与える。また通信部１３，１４は、処理部１１からデジタルデータとして与えられたメッセージを電気信号に変換し、変換した電気信号を接続部１５，１６に接続された通信線５，６へ出力することによって、メッセージを送信する。なお図２においては、ＥＣＵ３との通信を行う３つの通信部１３と、他のＧＷ１０との通信を行う２つの通信部１４とを別符号を付して図示している。しかしＧＷ１０及びＥＣＵ３の通信と、２つのＧＷ１０の間の通信とが同じ通信規格である場合には、実質的に通信部１３，１４は同じものであってよい。

通信バッファ１７は、例えばＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）又はＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等のデータ書換可能なメモリ素子を用いて構成されている。通信バッファ１７は、ＥＣＵ３又は他のＧＷ１０から受信したメッセージを一時的に記憶する。

また本実施の形態に係るＧＷ１０は、記憶部１２に記憶された通信プログラム１２ａを処理部１１が読み出して実行することにより、中継処理部２１、監視処理部２２及び更新処理部２３等が処理部１１にソフトウェア的な機能ブロックとして実現される。中継処理部２１は、通信部１３が受信したＥＣＵ３からのメッセージを、他のＥＣＵ３へ中継する処理を行う。中継処理部２１は、通信部１３にて受信されたメッセージに付されたＩＤを取得して記憶部１２の送信先マップ１２ｂを参照し、送信先マップ１２ｂにてＩＤに対応付けられた送信先を調べる。中継処理部２１は、送信先マップ１２ｂにて指定された送信先の通信部１３，１４へメッセージを与え、通信部１３，１４に通信線５，６へのメッセージ送信を行わせる。

監視処理部２２は、接続部１６に接続された通信線６の通信状況を監視する処理を行う。監視処理部２２は、例えば単位時間当たりの各通信線６の送信データ量を算出する、又は、各通信部１４の消費電力量を検出する等の種々の方法で、通信状況の監視を行うことができる。ただし本実施の形態において監視処理部２２は、単位時間当たりの送信データ量を算出して通信状況を監視する。なお通信部１４の消費電力量を検出することで各通信線６における通信負荷を測定することが可能である。ただし監視処理部２２が通信部１４の消費電力量を検出する場合には、例えば通信部１４に加わる電圧値又は通信部１４を流れる電流値等を測定するセンサなどのハードウェアとの協働が必要であり、これらのハードウェアは図２において記載を省略してある。

更新処理部２３は、監視処理部２２による各通信線６の通信状況の監視結果に基づいて、記憶部１２に記憶された送信先マップ１２ｂの内容を更新する処理を行う。更新処理部２３は、各通信線６の単位時間当たりの送信データ量を取得し、送信データ量が多い通信線６に割り当てられたメッセージの一部を、送信データ量が少ない通信線６に割り当てるよう送信先マップ１２ｂを更新することによって、通信線６間の通信量の不平衡又は不均衡を解消する。以下、更新処理部２３による送信先マップ１２ｂの更新処理の詳細を説明する。

＜マップ更新処理＞
図３は、送信先マップ１２ｂの一例を示す模式図である。本実施の形態に係るＧＷ１０の送信先マップ１２ｂには、メッセージに付されるＩＤと、このメッセージの送信先との対応関係が記憶されている。メッセージに付されるＩＤは、例えばＣＡＮの通信規格に従うメッセージの場合、ＣＡＮ－ＩＤを採用し得る。図３の送信先マップ１２ｂには、ＩＤの一例として１，２，３，４，５…の数値が示されている。

また図３に示す例では、送信先マップ１２ｂの送信先としてチャンネルＡ１，Ａ２，Ａ３，Ｂ１，Ｂ２の５つが記載されている。これらのうち、チャンネルＡ１，Ａ２，Ａ３は、ＧＷ１０の３つの通信部１３に対応するものであり、送信先としてＥＣＵ３が接続された通信線５のいずれかを示している。チャンネルＢ１，Ｂ２は、ＧＷ１０の２つの通信部１４に対応するものであり、送信先として他のＧＷ１０が接続された通信線６のいずれかを示している。

また、送信先マップ１２ｂに記憶されるメッセージの送信先は、更に第１送信先及び第２送信先の２つに分けられる。第１送信先は、通信部１３に対応する３つのチャンネルＡ１，Ａ２、Ａ３のうちの１つ又は２つが設定され得る。第２送信先は、通信部１４に対応する２つのチャンネルＢ１，Ｂ２のうちのいずれか１つが設定され得る。ただし、第１送信先及び第２送信先のいずれか一方が存在しない場合があり、図３ではこれを”－”の記号で示している。

図示の送信先マップ１２ｂの例では、ＩＤが”１”のメッセージは、第１送信先としてチャンネルＡ１及びＡ２が設定され、第２送信先としてチャンネルＢ１が設定されている。またＩＤが”２”のメッセージは、第１送信先としてチャンネルＡ２及びＡ３が設定され、第２送信先としてチャンネルＢ２が設定されている。ＩＤが”３”のメッセージは、第１送信先はなく、第２送信先としてチャンネルＢ１が設定されている。ＩＤが”４”のメッセージは、第１送信先としてチャンネルＡ２が設定され、第２送信先としてチャンネルＢ２が設定されている。ＩＤが”５”のメッセージは、第１送信先としてチャンネルＡ１及びＡ３が設定され、第２送信先はない。

ＥＣＵ３からのメッセージを通信部１３にて受信した場合、ＧＷ１０の中継処理部２１は、メッセージに付されたＩＤを取得し、取得したＩＤに基づいて記憶部１２の送信先マップ１２ｂを参照する。例えばＩＤが”１”である場合、中継処理部２１は、送信先マップ１２ｂからこのメッセージの第１送信先としてチャンネルＡ１及びＡ２を取得し、チャンネルＡ１及びＡ２に対応する通信部１３にこのメッセージを与えて送信する。また中継処理部２１は、ＩＤが”１”のメッセージの第２送信先として送信先マップ１２ｂからチャンネルＢ１を取得し、チャンネルＢ１に対応する通信部１４にこのメッセージを与えて送信する。

なお本例の送信先マップ１２ｂは、第１送信先としてＥＣＵ３が接続された通信線５に対応するチャンネルを記憶しているが、この第１送信先は必ずしも送信先マップ１２ｂに記憶しておく必要はない。例えば、ＧＷ１０がいずれかの通信線５にてメッセージを受信した場合に、この通信線５以外の全ての通信線５に対してメッセージを中継する構成である場合、送信先マップ１２ｂに第１送信先を記憶しておく必要はない。

本実施の形態に係るＧＷ１０の更新処理部２３は、監視処理部２２が監視する通信線６の通信状況に応じて、送信先マップ１２ｂの第２送信先を更新する。図４は、実施の形態１に係るＧＷ１０が行う送信先マップ１２ｂの更新処理の一例を示す模式図である。監視処理部２２は、例えば数１００ミリ秒～数秒の単位時間における各通信線６の送信データ量を計量することによって、各通信線６の通信状況を監視する。図４の上下に示す２つのグラフは、単位時間におけるチャンネルＢ１及びＢ２の送信データ量を棒グラフで示したものである。各棒グラフ中の１～５の数値はメッセージのＩＤを示し、ＩＤ毎の送信データ量が区分けして示されている。またチャンネルＢ１及びＢ２の送信データ量の平均値が破線で示されている。なお図４に示す例は、図３に示した送信先マップ１２ｂの内容とは相違する例である。

図４の上段に示す例では、ＩＤが”１”，”３”，”４”のメッセージは第２送信先としてチャンネルＢ１が設定され、ＩＤが”２”，”５”のメッセージは第２送信先としてチャンネルＢ２が設定されており、単位時間当たりの送信データ量はチャンネルＢ１の方が多い。更新処理部２３は、単位時間が経過する毎に、監視処理部２２が計量した各チャンネル（通信線６）の送信データ量を取得すると共に、２つのチャンネルの送信データ量の平均値を算出する。更新処理部２３は、取得した各チャンネルの送信データ量が平均値に近付くように、送信データ量が多い通信線６に割り当てられたメッセージを送信データ量が少ない通信線６に割り当て、各チャンネルに対するメッセージの割り当てを変更する。図４の下段に示す例では、更新処理部２３は、ＩＤが”３”のメッセージをチャンネルＢ１からチャンネルＢ２へ割り当てを変更しており、これにより２つのチャンネルの送信データ量が平滑化されている。更新処理部２３は、記憶部１２の送信先マップ１２ｂに含まれるＩＤが”３”のメッセージの第２送信先をチャンネルＢ１からチャンネルＢ２へと更新する。

なお図４に示す更新処理は一例であって、これに限るものではない。更新処理部２３は、送信データ量が多い通信線６に割り当てられたメッセージを送信データ量が少ない通信線６に割り当てると共に、送信データ量が少ない通信線６に割り当てられたメッセージを送信データ量が多い通信線６に割り当てて送信データ量を平滑化してもよい。例えば図４の上段に示す監視結果が得られた場合に更新処理部２３は、ＩＤが”４”のメッセージをチャンネルＢ２に割り当てると共に、ＩＤが”５”のメッセージをチャンネルＢ１に割り当てて送信先マップ１２ｂを更新してもよい。また例えば更新処理部２３は、ＩＤが”４”のメッセージをチャンネルＢ２に割り当てると共に、ＩＤが”２”のメッセージをチャンネルＢ１に割り当てて送信先マップ１２ｂを更新してもよい。

＜フローチャート＞
図５は、実施の形態１に係るＧＷ１０が行う送信先マップ１２ｂの更新処理の手順を示すフローチャートである。実施の形態１に係るＧＷ１０の処理部１１の監視処理部２２は、他のＧＷ１０との通信を行う２つのチャンネル（通信線６）について送信データ量を計量しており、まず計量結果である送信データ量を初期化する（ステップＳ１）。監視処理部２２は、処理部１１内のタイマ機能などを用いて、送信データ量の初期化から単位時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ２）。単位時間が経過していない場合（Ｓ２：ＮＯ）、監視処理部２２は、各チャンネルからのメッセージ送信に応じて、チャンネル毎の送信データ量を加算し（ステップＳ３）、ステップＳ２へ処理を戻す。

単位時間が経過した場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、処理部１１の更新処理部２３は、監視処理部２２が計量したチャンネルの送信データ量の平均値を算出する（ステップＳ４）。更新処理部２３は、各チャンネルの送信データ量が平均値に近付くように、各チャンネルに対するメッセージの対応関係を変更する（ステップＳ５）。更新処理部２３は、変更した対応関係となるよう記憶部１２の送信先マップ１２ｂを更新し（ステップＳ６）、ステップＳ１へ処理を戻す。

なお本フローチャートでは、更新処理部２３がステップＳ４にて平均値を算出しているが、この処理は必ずしも必要ではない。更新処理部２３が、平均値を用いることなく更新処理を行う構成である場合、平均値を算出しなくてよい。例えば更新処理部２３は、２つのチャンネルの送信データ量の差異を低減する又は最小化するようにメッセージとチャンネルとの対応関係を変更する構成としてもよい。

＜まとめ＞
以上の構成の本実施の形態に係る車載通信システム１は、ＥＣＵ３が接続された複数の通信線５がＧＷ１０に接続され、通信線５間のメッセージの送受信をＧＷ１０が中継する。車両１００には複数（２つ）のＧＷ１０が搭載され、２つのＧＷ１０が通信線６を介して接続される。この構成により、全てのＥＣＵ３を１つのＧＷ１０に接続する構成と比較して、車両１００に設けられる通信線５の量が削減されることが期待できる。

また車両１００に搭載される２つのＧＷ１０は、２つ以上の通信線６を介して接続され、複数の通信線６を介してメッセージの送受信を行うことができる。この構成により、ボトルネックとなりやすいＧＷ１０の間の通信について、その通信容量を増すことができるため、通信遅延の発生を防止することができる。またＧＷ１０の間の通信容量を増すことによって、各通信線６における通信速度を低速化することが可能となり、これにより通信に伴うノイズの発生量を低減することもできる。

また本実施の形態に係る車載通信システム１では、２つのＧＷ１０を接続する２つの通信線６が、同じ通信規格に従う通信線である。これにより、例えばＧＷ１０が異なる通信規格へのメッセージ形式の変換などの処理を行う必要がなく、変換処理に伴う通信遅延などが発生することを防止できる。またＧＷ１０の構成の複雑化を抑制でき、ＧＷ１０のコストの増加を抑制できる。

また本実施の形態に係る車載通信システム１では、メッセージに付されるＩＤとこのメッセージの送信先とすべき通信線６との対応関係を、ＧＷ１０が記憶部１２の送信先マップ１２ｂに記憶している。ＧＷ１０は、他のＧＷ１０へ送信すべきメッセージを受信した場合、送信先マップ１２ｂに記憶された対応関係に基づいて送信先の通信線６を選択し、選択した通信線６にメッセージを出力して他のＧＷ１０へ送信する。またＧＷ１０は、他のＧＷ１０に接続される複数の通信線６における通信状況を監視する。監視する通信状況は、例えば通信線６にて送受信されたメッセージのデータ量、又は、通信部１４の消費電力量等を採用し得る。ＧＷ１０は、通信状況の監視結果に基づいて、記憶部１２の送信先マップ１２ｂに記憶した対応関係を更新する処理を行う。これにより、ＧＷ１０は通信状況に応じてメッセージとこれを送信する通信線６との対応関係を変化させることができ、通信線６間の通信量の不平衡又は不均衡を解消することにより、通信帯域の有効利用が可能となる。

また実施の形態１に係るＧＷ１０は、所定の単位時間が経過する毎に、記憶部１２の送信先マップ１２ｂに記憶した対応関係を更新する処理を行う。これにより、単位時間の経過毎に対応関係が見直され、その時点の通信状況に適した対応関係への更新が行われる。

また実施の形態１に係るＧＷ１０は、送信データ量が多い通信線６に割り当てられたメッセージを、送信データ量が少ない通信線６に割り当てるよう、記憶部１２の送信先マップ１２ｂに記憶した対応関係を更新する。これにより、２つのＧＷ１０の間に設けられた２つの通信線間の送信データ量の不平衡又は不均衡を解消することにより、通信帯域の有効利用が可能となる。

なお本実施の形態においては、車載通信システム１が２つのＧＷ１０を備え、２つのＧＷ１０が２つの通信線６にて接続される構成としたが、システム構成はこれに限らない。車載通信システム１は、３つ以上のＧＷ１０を備えてもよく、複数のＧＷ１０を３つ以上の通信線６にて接続してもよい。図６は、変形例に係る車載通信システム１の構成を示す模式図である。変形例に係る車載通信システム１は、３つのＧＷ１０を備えている。図６において図示は省略するが、各ＧＷ１０には複数の通信線５が接続され、通信線５には一又は複数のＥＣＵ３が接続される。また３つのＧＷ１０は、３つの通信線６を介して接続されている。３つの通信線６は例えばＣＡＮの通信規格に従うものであり、３つのＧＷ１０はバス型の接続方式で通信線６を介して接続される。なお複数のＧＷ１０の接続方式はバス型以外、例えばリング型又はスター型等であってもよい。

（実施の形態２）
実施の形態２に係る車載通信システム１は、更新処理部２３による送信先マップ１２ｂの更新方法が実施の形態１とは異なる。図７は、実施の形態２に係るＧＷ１０が行う送信先マップ１２ｂの更新処理の一例を示す模式図である。図７の上段に示す例では、ＩＤが”１”，”３”，”４”のメッセージは第２送信先としてチャンネルＢ１が設定され、ＩＤが”２”，”５”のメッセージは第２送信先としてチャンネルＢ２が設定されており、単位時間当たりの送信データ量はチャンネルＢ１の方が多い。

実施の形態２に係るＧＷ１０では、メッセージの第２送信先としてチャンネルＢ１及びＢ２の両方を設定することができる。第２送信先としてチャンネルＢ１及びＢ２の両方が設定されたメッセージを送信する場合、実施の形態２に係るＧＷ１０の中継処理部２１は、このメッセージをチャンネルＢ１及びＢ２の両方から送信するのではなく、チャンネルＢ１及びＢ２のいずれか一方を選択してメッセージ送信を行う。中継処理部２１は、例えばチャンネルＢ１及びＢ２を交互に送信先として選択することができ、また例えば乱数を発生させていずれか一方を選択することができる。

実施の形態２に係るＧＷ１０の更新処理部２３は、単位時間が経過する毎に、監視処理部２２が計量した各チャンネルの送信データ量を取得すると共に、２つのチャンネルの送信データ量の平均値を算出する。更新処理部２３は、送信データ量が多い方のチャンネルに割り当てられているメッセージの中から１つを選択し、選択したメッセージの第２送信先をチャンネルＢ１及びＢ２の両方とする。このときに更新処理部２３は、送信データ量が多いチャンネルに割り当てられている複数のメッセージの中で、最も送信データ量が多いメッセージを選択することができる。

図７の下段に示す例では、送信データ量が多いチャンネルＢ１に割り当てられているメッセージの中から、最も送信データ量が多いＩＤが”４”のメッセージが更新処理部２３により選択され、このメッセージの第２送信先をチャンネルＢ１及びＢ２の両方としている。更新処理部２３は、記憶部１２の送信先マップ１２ｂに含まれるＩＤが”４”のメッセージの第２送信先をチャンネルＢ１及びＢ２へと更新する。これによりＩＤが”４”のメッセージの送信データ量はチャンネルＢ１及びＢ２に分散され、２つのチャンネルの送信データ量が平滑化されている。

以上の構成の実施の形態２に係るＧＷ１０は、送信データ量が多い通信線６に割り当てられた所定のＩＤのメッセージを、複数の通信線６に割り当てる。これにより、送信データ量が多い通信線６から送信データ量が少ない通信線６に通信負荷を分散させることができ、複数の通信線６の間の送信データ量の不平衡又は不均衡を解消することができる。なお第２送信先としてチャンネルＢ１及びＢ２の両方が割り当てられたメッセージを送信する場合、中継処理部２１は、２つのチャンネルＢ１及びＢ２を等しく利用してメッセージを送信する必要はなく、例えば２対１などの比率で偏りを持たせてチャンネルを選択し、メッセージを送信してもよい。

実施の形態２に係る車載通信システム１のその他の構成は、実施の形態１に係る車載通信システム１と同様であるため、同様の箇所には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。

（実施の形態３）
実施の形態３に係る車載通信システム１は、ＧＷ１０の更新処理部２３が送信先マップ１２ｂの更新処理を行うタイミングが、実施の形態１に係る車載通信システム１と相違している。実施の形態３に係る車載通信システム１は、単位時間の経過毎に更新処理を行うのではなく、２つのＧＷ１０を接続する２つの通信線６の送信データ量の不均衡度が閾値を超えた場合に更新処理を行う。実施の形態３に係るＧＷ１０は、不均衡度が閾値を超えない場合には更新処理を行わない。

実施の形態３に係るＧＷ１０の監視処理部２２は、例えば数１００ミリ秒～数秒の単位時間における各通信線６の送信データ量を計量すると共に、通信線６の間の不平衡度を算出する。不平衡度は、例えば以下の（１）式に基づいて算出することができる。なお（１）式において、”ＵＢ”は不平衡度であり、”Ｄａ”は複数の通信線６における送信データ量の平均値であり、”Ｄ”は平均値Ｄａとの差が最も大きい通信線６の送信データ量である。本例においては、２つのＧＷ１０が２つの通信線６にて接続されているため、”Ｄ”はいずれか一方の通信線６の送信データ量とすればよい。

ＵＢ ＝ ｜Ｄ－Ｄａ｜／Ｄａ …（１）

実施の形態３に係るＧＷ１０の更新処理部２３は、監視処理部２２が算出した不平衡度が予め設定された閾値αを超える場合に、記憶部１２の送信先マップ１２ｂに記憶した対応関係を更新する処理を行う。閾値αは、例えば車載通信システム１の設計段階などにおいて予め定められる。更新処理部２３が行う更新処理は、上述の実施の形態１又は実施の形態２の更新処理と同様である。

図８は、実施の形態３に係るＧＷ１０が行う送信先マップ１２ｂの更新処理の手順を示すフローチャートである。実施の形態３に係るＧＷ１０の処理部１１の監視処理部２２は、他のＧＷ１０との通信を行う２つのチャンネルについて送信データ量を計量しており、まず計量結果である送信データ量を初期化する（ステップＳ１１）。次いで、監視処理部２２は、各チャンネルからのメッセージ送信に応じて、チャンネル毎の送信データ量を加算する（ステップＳ１２）。監視処理部２２は、各チャンネルの送信データ量に基づき、上記の（１）式を用いて不平衡度を算出する（ステップＳ１３）。監視処理部２２は、算出した不平衡度が所定の閾値を超えたか否かを判定する（ステップＳ１４）。不平衡度が閾値を超えない場合（Ｓ１４：ＮＯ）、監視処理部２２は、ステップＳ１２へ処理を戻す。

不平衡度が閾値を超えた場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、処理部１１の更新処理部２３は、各チャンネルの送信データ量が平均値に近付くように、各チャンネルに対するメッセージの対応関係を変更する（ステップＳ１５）。更新処理部２３は、変更した対応関係となるよう記憶部１２の送信先マップ１２ｂを更新し（ステップＳ１６）、ステップＳ１１へ処理を戻す。

以上の構成の実施の形態３に係る車載通信システム１は、複数のＧＷ１０を接続する複数の通信線６について通信状況の不平衡度を算出し、不平衡度が閾値を超える場合に更新処理部２３が送信先マップ１２ｂに記憶した対応関係を更新する処理を行う。これにより、通信状況が平衡な状態であれば更新処理が行われないため、更新処理の実行頻度を低減でき、ＧＷ１０の処理負荷及び消費電力等を低減することが期待できる。

なお実施の形態３において示した不平衡度を算出するための（１）式は一例であって、これ以外の算出方法により不平衡度を算出してもよい。また更新処理を実行するか否かの判断を不平衡度に基づいて行うのではなく、別の値を算出して行ってもよい。ＧＷ１０は、例えば通信状況の平衡度が閾値以下となった場合に更新処理を行ってもよく、また例えば送信データ量の最大値及び最小値の差分が閾値を超えた場合に更新処理を行ってもよく、これら以外の値に基づいて更新処理を行ってもよい。

実施の形態３に係る車載通信システム１のその他の構成は、実施の形態１に係る車載通信システム１と同様であるため、同様の箇所には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。

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。

１ 車載通信システム
３ ＥＣＵ
５ 通信線
６ 通信線
１０，１０ａ，１０ｂ ＧＷ（車載中継装置）
１１ 処理部
１２ 記憶部
１２ａ 通信プログラム
１２ｂ 送信先マップ
１３ 通信部
１４ 通信部
１５ 接続部（第１接続部）
１６ 接続部（第２接続部）
１７ 通信バッファ
２１ 中継処理部
２２ 監視処理部
２３ 更新処理部

Claims (7)

1. 車載通信装置が接続される複数の第１接続部と、他の車載中継装置が接続される複数の第２接続部と、前記第１接続部に接続された前記車載通信装置及び前記第２接続部に接続された前記他の車載中継装置の間でメッセージを中継する処理を行う中継処理部とを有する車載中継装置を複数備え、
   ２つの前記車載中継装置が２つ以上の通信線を介して接続されており、
   前記車載中継装置は、
   前記第１接続部を介して受信したメッセージに付された識別情報、及び、該メッセージの送信先とすべき前記第２接続部の対応関係を記憶した記憶部と、
   前記第２接続部を介した通信の通信状況を監視する処理を行う監視処理部と、
   前記監視処理部が監視する通信状況に応じて、前記対応関係を更新する処理を行う更新処理部と
   を有し、
   前記更新処理部は、通信量の多い第２接続部に割り当てられた所定の識別情報のメッセージを、複数の第２接続部を介して送信するよう、前記対応関係を更新する、
   車載通信システム。
2. ２つの前記車載中継装置を接続する２つ以上の通信線は、同じ通信規格に従う通信線である、請求項１に記載の車載通信システム。
3. 前記更新処理部は、所定時間が経過する毎に、前記対応関係を更新する処理を行う、請求項１又は請求項２に記載の車載通信システム。
4. 前記更新処理部は、前記第２接続部を介した通信の通信状況の不平衡度が閾値を超える場合に、前記対応関係を更新する処理を行う、請求項１又は請求項２に記載の車載通信システム。
5. 車載通信装置が接続される複数の第１接続部と、
   他の車載中継装置が接続される複数の第２接続部と、
   前記第１接続部に接続された前記車載通信装置及び前記第２接続部に接続された前記他の車載中継装置の間でメッセージを中継する処理を行う中継処理部と、
   前記第１接続部を介して受信したメッセージに付された識別情報、及び、該メッセージの送信先とすべき前記第２接続部の対応関係を記憶した記憶部と、
   前記第２接続部を介した通信の通信状況を監視する処理を行う監視処理部と、
   前記監視処理部が監視する通信状況に応じて、前記対応関係を更新する処理を行う更新処理部と
   を備え、
   ２つ以上の前記第２接続部が１つの前記他の車載中継装置に接続され、
   前記更新処理部は、通信量の多い第２接続部に割り当てられた所定の識別情報のメッセージを、複数の第２接続部を介して送信するよう、前記対応関係を更新する、
   車載中継装置。
6. 車載通信装置が接続される複数の第１接続部と、他の車載中継装置が接続される複数の第２接続部とを備え、２つ以上の前記第２接続部が１つの前記他の車載中継装置に接続された車載中継装置に、
   前記第１接続部を介して前記車載通信装置からのメッセージを受信し、
   受信したメッセージを一又は複数の前記第２接続部を介して前記他の車載中継装置へ中継し、
   前記第２接続部を介した通信の通信状況を監視し、
   前記第１接続部を介して受信したメッセージに付された識別情報、及び、該メッセージの送信先とすべき前記第２接続部の対応関係を記憶部に記憶しておき、監視した前記通信状況に応じて、通信量の多い第２接続部に割り当てられた所定の識別情報のメッセージを、複数の第２接続部を介して送信するよう、前記対応関係を更新する
   処理を行わせる、通信プログラム。
7. 車載通信装置が接続される複数の第１接続部と、他の車載中継装置が接続される複数の第２接続部とを備え、２つ以上の前記第２接続部が１つの前記他の車載中継装置に接続された車載中継装置が、
   前記第１接続部を介して前記車載通信装置からのメッセージを受信し、
   受信したメッセージを一又は複数の前記第２接続部を介して前記他の車載中継装置へ中継し、
   前記第２接続部を介した通信の通信状況を監視し、
   前記第１接続部を介して受信したメッセージに付された識別情報、及び、該メッセージの送信先とすべき前記第２接続部の対応関係を記憶部に記憶しておき、監視した前記通信状況に応じて、通信量の多い第２接続部に割り当てられた所定の識別情報のメッセージを、複数の第２接続部を介して送信するよう、前記対応関係を更新する、
   通信方法。

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