JP2016144178A - 通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の経路で通信可能な通信装置において、ある通信方式において通信可能な経路を複数準備することなく、経路に異常が生じた場合に良好な通信ができるようにする。
【解決手段】通信システムにおいてイーサネットスイッチａ１０は、異なる通信方式で通信を行う複数の通信線に接続され、それぞれの通信方式で他の通信装置と通信可能に構成されている。そして、イーサネットスイッチａ１０は、ある通信方式で送信した送信データについて通信異常が発生したか否かを判定する（Ｓ１５０）。通信異常が発生すると、通信異常が発生した送信データを、ある通信方式とは異なる他の通信方式に対応した対応データに変換する（Ｓ１６０，Ｓ１７０）。そして、ＣＡＮトランシーバ１２を用いて、対応データを他の通信方式で送信する（Ｓ１８０）。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数の経路で通信可能な通信装置に関する。

上記の通信装置として、イーサネット（Ethernet：登録商標）において通信可能な経路を複数準備しておき、ある経路に異常がある場合、他の経路に切り替えて通信を実現するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−２６４５５８号公報

しかしながら、上記通信装置において同じ通信方式で通信を行う経路は、経路に異常が生じない限り経路は１つで充分である可能性が高く、経路を複数準備していても経路に異常が生じない限り経路の有効利用ができないという問題点があった。

そこで、このような問題点を鑑み、複数の経路で通信可能な通信装置において、同じ通信方式での経路を複数準備することなく、経路に異常が生じた場合に良好な通信ができるようにすることを本発明の目的とする。

本発明の通信装置においては、異なる通信方式で通信を行う複数の通信線に接続され、それぞれの通信方式で他の通信装置と通信可能に構成されている。そして、通信異常判定手段は、ある通信方式で送信した送信データについて通信異常が発生したか否かを判定する。また、データ変換手段は、通信異常が発生すると、通信異常が発生した送信データを、ある通信方式とは異なる他の通信方式に対応した対応データに変換する。そして、再送信手段は、対応データを他の通信方式で送信する。

このような通信装置によれば、ある通信方式において通信異常が発生した際に、他の通信方式で送信できるよう送信データを変換した上で他の通信方式で再送信する。よって、ある通信方式での経路を複数準備することなく、経路に異常が生じた場合に良好な通信ができる。

なお、各請求項の記載は、可能な限りにおいて任意に組み合わせることができる。この際、一部構成を除外してもよい。

本発明が適用された通信システム１の概略構成を示すブロック図である。 各イーサネットスイッチ１０，２０，３０，４０がデータのやりとりを行う際の処理の一例を示すラダーチャートである。 データ形式を変更する際に付されるＣＡＮＩＤの一例（優先順位なし）を示す説明図である。 データ形式を変更する際に付されるＣＡＮＩＤの一例（優先順位あり）を示す説明図である。

以下に本発明にかかる実施の形態を図面と共に説明する。
［第１実施形態］
［本実施形態の構成］
本発明が適用された通信システム１は、図１に示すように、複数の通信装置が異なる通信方式で通信を行う複数の通信線に接続されている。この通信システム１では、一方の通信方式を用いた通信に障害が発生した際に、他方の通信方式を用いた通信を行うことで、通信が途絶しないよう構成されている。

詳細には、通信システム１は、図１に示すように、前述の通信装置として、複数のイーサネットスイッチ１０，２０，３０，４０を備えている。各イーサネットスイッチ１０，２０，３０，４０には、１または複数の電子制御装置（ＥＣＵ）が接続されている。

例えば、イーサネットスイッチａ１０には、ＥＣＵ１４，１５，１６が接続されており、イーサネットスイッチｂ２０には、ＥＣＵ２４，２５が接続されている。また、イーサネットスイッチｃ３０には、ＥＣＵ３４，３５が接続されており、イーサネットスイッチｄ４０には、ＥＣＵ４４，４５が接続されている。

各イーサネットスイッチ１０，２０，３０，４０は、共通の通信線であるＣＡＮ（Controller Area Network：登録商標）通信線６に接続されている。ＣＡＮ通信線６には、複数のＥＣＵ６１〜６３も接続されている。

また、イーサネットスイッチａ１０は、イーサネット通信線７に接続されており、イーサネットスイッチｂ２０は、イーサネット通信線７および８に接続されている。また、イーサネットスイッチｃ３０は、イーサネット通信線８および９に接続されており、イーサネットスイッチｄ４０は、イーサネット通信線９に接続されている。

各イーサネットスイッチ１０，２０，３０，４０は、それぞれ、マイコン１１，２１，３１，４１、ＣＡＮトランシーバ１２，２２，３２，４２、イーサネットトランシーバ１３，２３，３３，４３を備えている。各マイコン１１，２１，３１，４１は、接続されたＥＣＵから受信したデータを必要に応じてＣＡＮトランシーバ１２，２２，３２，４２またはイーサネットトランシーバ１３，２３，３３，４３に送り、これらのトランシーバにデータを送出させる。

また、各マイコン１１，２１，３１，４１は、ＣＡＮトランシーバ１２，２２，３２，４２またはイーサネットトランシーバ１３，２３，３３，４３から受信したデータを宛先となるＥＣＵに送る。各ＣＡＮトランシーバ１２，２２，３２，４２は、ＣＡＮ通信線６に接続され、ＣＡＮ通信線６を用いた通信を行う。

すなわち、各マイコン１１，２１，３１，４１は、各ＣＡＮトランシーバ１２，２２，３２，４２がデータを受信すると、宛先となるＥＣＵが、当該マイコン１１，２１，３１，４１が搭載されたイーサネットスイッチ１０，２０，３０，４０に接続されているか否かを判定し、宛先となるＥＣＵが接続されている場合に、このＥＣＵに対してデータを中継する。なお、宛先となるＥＣＵが接続されていない場合には、このデータを破棄する。

イーサネットトランシーバ１３，２３，３３，４３は、接続されたイーサネット通信線７〜９を用いた通信を行う。また、マイコン１１，２１，３１，４１およびイーサネットトランシーバ１３，２３，３３，４３は、イーサネットスイッチとしても機能する。

イーサネットスイッチとしての機能では、データを送出する際には宛先ＭＡＣアドレスを付したデータを生成する。そして、イーサネット通信線７〜９からデータを受信すると、宛先ＭＡＣアドレスに従って他のイーサネット通信線７〜９にデータを中継したり、接続されたＥＣＵにデータを中継したりする。なお、宛先となるＥＣＵやイーサネット通信線７〜９が接続されていない場合には、このデータを破棄する。

特に、各マイコン１１，２１，３１，４１は、イーサネット通信線７〜９にて送出されたデータについて、データが正常に送信されたか否かを判定し、データが正常に送信されなかった場合に、ＣＡＮ通信線６を利用して再送信する機能を有する。データが正常に送信されたか否かについては、例えば、宛先となる機器（ＥＣＵやイーサネットスイッチ）からデータを受信できた旨の信号の有無により判断する。

［本実施形態の処理］
このように構成された通信システム１において実施されるデータのやりとりの一例を、図２を用いて説明する。図２に示す例では、イーサネットスイッチａ１０に接続されたＥＣＵ１６からのデータを、イーサネットスイッチｄ４０に接続されたＥＣＵ４５に送る際に、イーサネット通信線７における通信に異常が発生した場合について説明する。

まず、マイコン１１は、ＥＣＵ１６からイーサネットで送信すべきフレームＡを受信する（Ｓ１１０）。すると、マイコン１１は、受信処理を実施する（Ｓ１２０）。すなわち、フレームＡに含まれる宛先ＭＡＣアドレスを参照し、この宛先ＭＡＣアドレスが対応する送出先を予め準備されたテーブルから抽出する。

続いて、マイコン１１は、中継処理を実施する（Ｓ１３０）。この処理では、宛先ＭＡＣアドレスに対応付けられたポート（例えばイーサネットのport3）、すなわち、ＣＡＮトランシーバ１２またはイーサネットトランシーバ１３にフレームＡを送る。本実施形態の場合には、イーサネットトランシーバ１３にフレームＡを送る。

すると、イーサネットトランシーバ１３が指定されたフレームＡを送出させる（Ｓ１４０）。ここで、マイコン１１は、データが正常に送信できたか否かを監視する。送信バッファにおいて滞留が生じた場合等、何らかの異常が生じてデータが正常に送信できないことが検出されると（Ｓ１５０）、ＣＡＮテーブルを参照する（Ｓ１６０）。

ＣＡＮテーブルとは、送信元ＭＡＣアドレス、宛先ＭＡＣアドレス、送信元イーサネットスイッチ等のうちの、１または複数の組み合わせに応じて固有のＣＡＮＩＤを設定するためのテーブルを示す。図３に示す例では、送信元イーサネットスイッチ毎に、固有のＣＡＮＩＤを設定している。このＣＡＮテーブルを参照し、フレームＡをＣＡＮフレームとしてカプセル化する（Ｓ１７０）。

そして、マイコン１１は、ＣＡＮフレーム送信処理を実施する（Ｓ１８０）。すなわち、マイコン１１は、生成したＣＡＮフレームをＣＡＮトランシーバ１２に送る。すると、ＣＡＮトランシーバ１２は、生成したＣＡＮフレーム（フレームＡが含まれるもの）をＣＡＮ通信線６に送出する（Ｓ１９０，Ｓ２００）。なお、ＣＡＮフレームはＣＡＮの性質上、ＣＡＮ通信線６に接続された全てのイーサネットスイッチ１０，２０，３０，４０に送られる。

このＣＡＮフレームを受けたイーサネットスイッチｂ２０（イーサネットスイッチｃ３０も同様）では、受信処理が実施される（Ｓ３１０）。すなわち、イーサネットスイッチｂ２０のＣＡＮトランシーバ２２がＣＡＮフレームを受けると、このＣＡＮフレームをマイコン２１に送る。

そして、マイコン２１は、ＣＡＮテーブルを参照し、受信したフレームに含まれるＣＡＮＩＤがイーサネットスイッチｂ２０に接続されたＥＣＵ宛のフレームに対応したものであるか否かを判定する。ここでは、ＣＡＮフレームはイーサネットスイッチｄ４０に接続されたＥＣＵ宛のものであり、ＣＡＮＩＤがイーサネットスイッチｂ２０に接続されたＥＣＵ宛のフレームに対応したものでないため、このＣＡＮフレームを破棄する。

一方、このＣＡＮフレームを受けたイーサネットスイッチｄ４０においても、受信処理を実施する（Ｓ４１０）。ここでは、ＣＡＮフレームはイーサネットスイッチｄ４０に接続されたＥＣＵ宛のものであるため、イーサネットスイッチｄ４０のマイコン４１は中継処理を実施する（Ｓ４２０）。すなわち、ＣＡＮフレームを接続されたＥＣＵ４５へ送信する。

このような処理により、イーサネット通信線７〜９を用いた通信が正常に実施できない状況であっても、ＣＡＮ通信線６を用いてデータを迂回させて通信することができる。
［本実施形態による効果］
以上のように詳述した通信システム１においてイーサネットスイッチａ１０は、異なる通信方式で通信を行う複数の通信線に接続され、それぞれの通信方式で他の通信装置と通信可能に構成されている。そして、イーサネットスイッチａ１０のマイコン１１は、ある通信方式で送信した送信データについて通信異常が発生したか否かを判定する。また、マイコン１１は、通信異常が発生すると、通信異常が発生した送信データを、ある通信方式とは異なる他の通信方式に対応した対応データに変換する。そして、マイコン１１はＣＡＮトランシーバ１２を用いて、対応データを他の通信方式で送信する。

このような通信システム１によれば、ある通信方式において通信異常が発生した際に、他の通信方式で送信できるよう送信データを変換した上で他の通信方式で再送信する。ある通信方式において通信可能な経路を複数準備することなく、経路に異常が生じた場合に良好な通信ができる。

上記の通信システム１においては、イーサネットスイッチとしての機能を備えているので、比較的高価なイーサネットによるネットワークを二重化することなく、既存の通信方式（ＣＡＮ等）を用いて安価に通信経路を構成することができる。

［第２実施形態］
次に、別形態の通信システム２について説明する。本実施形態（第２実施形態）では、第１実施形態の通信システム１と異なる箇所のみを詳述し、第１実施形態の通信システム１と同様の箇所については、同一の符号を付して説明を省略する。

通信システム２においては、ＣＡＮフレームのカプセル化（Ｓ１７０）の処理の際に、送信するフレームにおいてデータの間引きを行う。つまり、イーサネットに比べて通信速度が遅いＣＡＮにおいても、データの遅延が少なくなるよう設計する。

データの間引きを行う場合には、例えば、送信元イーサネットスイッチが同じ場合であっても、送信するデータの優先度に応じて異なるＣＡＮＩＤを付す。そして、優先度の高い順に送信する。例えば、図４に示すように、相対的に優先度が高いデータには、ＣＡＮＩＤの優先度を高く設定し、相対的に優先度が低いデータには、ＣＡＮＩＤの優先度を低く設定する。

優先度の高いデータとしては、例えば、カメラによってドライバを認識した結果を示すドライバカメラ認証結果、その他の認証情報や、車両の外部のサービスセンタへの緊急通報を行うためのセンタ緊急通知等が挙げられる。一方、優先度が低いデータとしては、画像そのものの情報等が挙げられる。

すなわち、上記の通信システム２においてイーサネットスイッチａ１０のマイコン１１は、送信データを対応データに変換する際に、データの間引きを行う。
このような通信システム２によれば、データの間引きするので、ある通信方式（イーサネット）よりも他の通信方式（ＣＡＮ等）の通信速度が遅い場合に、遅延を少なくすることができる。

［その他の実施形態］
本発明は、上記の実施形態によって何ら限定して解釈されない。また、上記の実施形態の説明で用いる符号を特許請求の範囲にも適宜使用しているが、各請求項に係る発明の理解を容易にする目的で使用しており、各請求項に係る発明の技術的範囲を限定する意図ではない。上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。

上述した通信システム１，２の他、当該通信システム１，２の構成要素となるイーサネットスイッチ等の通信装置、当該通信システム１，２としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した媒体、通信方法など、種々の形態で本発明を実現することもできる。

例えば、上記実施形態においては、ＣＡＮＩＤに送信元ＥＣＵや宛先ＥＣＵの情報を含むよう構成したが、必ずしもＣＡＮＩＤにこれらの情報を含ませる必要はない。例えば、ＣＡＮフレーム内の何れかにこれらを示す情報を含むようにしてもよい。

また、第２実施形態の通信システム２において、データの間引きを行う場合に、イーサネットスイッチａ１０のマイコン１１は、予め設定された種別のデータを間引くようにしてもよい。すなわち、相対的に優先順位が低いデータを破棄し、相対的に優先順位が高いデータのみを送信するようにしてもよい。

このような通信システム１によれば、予め設定された種別のデータを間引くので、必要性が高いデータを間引かずに残すようにすれば、このデータを確実に送ることができる。また、データの間引きを行う場合には、データの下位ビット破棄し、上位ビットだけを送信するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、イーサネットによる通信が途絶した場合の例を説明したが、ＣＡＮによる通信が途絶した場合にＣＡＮの代わりにイーサネットによる通信を行ってもよい。この場合、マイコン１１がＣＡＮにて送信しようとしたフレームをイーサネットに対応したフレームに変換し、イーサネット通信線７〜９を用いて送出させればよい。

このようにしても、ある通信方式による通信障害が発生したときであっても、通信経路を良好に確保することができる。
［実施形態の構成と本発明の手段との対応関係］
上記実施形態においてイーサネットスイッチａ１０は本発明でいう通信装置に相当する。また、上記実施形態においてマイコン１１が実施する処理のうちの、Ｓ１５０の処理は本発明でいう通信異常判定手段に相当し、上記実施形態においてＳ１６０，Ｓ１７０の処理は本発明でいうデータ変換手段に相当する。

また、上記実施形態においてＳ１８０の処理は本発明でいう再送信手段に相当する。

１，２…通信システム、６…ＣＡＮ通信線、７〜９…イーサネット通信線、１０，２０，３０，４０…イーサネットスイッチ、１１，２１，３１，４１…マイコン、１２，２２，３２，４２…ＣＡＮトランシーバ、１３，２３，３３，４３…イーサネットトランシーバ、１４，１５，２４，２５，３４，３５，４４，４５，６１，６２，６３…ＥＣＵ。

Claims (4)

1. 異なる通信方式で通信を行う複数の通信線に接続され、それぞれの通信方式で他の通信装置と通信可能な通信装置（１０）であって、
   ある通信方式で送信した送信データについて通信異常が発生したか否かを判定する通信異常判定手段（Ｓ１５０）と、
   前記通信異常が発生すると、通信異常が発生した送信データを、前記ある通信方式とは異なる他の通信方式に対応した対応データに変換するデータ変換手段（Ｓ１６０，Ｓ１７０）と、
   前記対応データを前記他の通信方式で送信する再送信手段（Ｓ１８０）と、
   を備えたことを特徴とする通信装置。
2. 請求項１に記載の通信装置において、
   前記データ変換手段は、前記送信データを前記対応データに変換する際に、データの間引きを行うこと
   を特徴とする通信装置。
3. 請求項２に記載の通信装置において、
   前記データ変換手段は、予め設定された種別のデータを間引くこと
   を特徴とする通信装置。
4. 請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の通信装置において、
   当該通信装置は、イーサネット（登録商標）スイッチとしての機能を備え、
   前記ある通信方式としてイーサネットでの通信を実施すること
   を特徴とする通信装置。

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