JP6969528B2 - 中継装置システム - Google Patents

Description

本発明は、中継装置システムに関する。

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

特許文献１の無線中継装置は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）を用いた車内ネットワークにより有線中継装置（ゲートウェイ）に接続されている。当該有線中継装置には、ＣＡＮ（Controller Area Network）等を用いた車内ネットワークによってＥＣＵ（Electronic Control Unit）が接続されている。当該ＥＣＵは、有線中継装置及び無線中継装置を介して車両外に位置する通信装置と通信することができる。

特開２０１８−９３３７０号公報

しかしながら、特許文献１の無線中継装置と、有線中継装置とは、単一の経路によって接続されているため、当該経路が断線等により不通となった場合、車両外に位置する通信装置と、有線中継装置に接続されたＥＣＵとの間の通信は、不可となる。従って、特許文献１の無線中継装置と有線中継装置との接続形態においては、車内外間の通信の冗長性を欠くという問題点がある。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、車外からの通信を、車内に搭載されたＥＣＵに対し中継するにあたり、車内外間の通信の冗長性を向上させることができる中継装置システムを提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る中継装置システムは、車両に搭載される中継装置システムであって、前記車両の外部に設けられた通信装置と無線通信する無線中継装置と、前記無線中継装置とリング状に接続される複数の有線中継装置と、前記無線中継装置及び前記複数の有線中継装置を接続する通信線によってリング状に形成された車内ネットワークとを備え、前記複数の有線中継装置は、前記車両に搭載される車載装置を制御するためのＥＣＵと通信可能に接続するＥＣＵ用通信部を含み、前記無線中継装置及び前記複数の有線中継装置は、前記車内ネットワークにて時計回り及び反時計回りの２つの経路によって通信し、前記ＥＣＵは、自動運転系ＥＣＵ及びＨＭＩ系ＥＣＵを含み、前記無線中継装置の時計回り側及び反時計回り側に直接接続される２つの有線中継装置の内、一方の有線中継装置のＥＣＵ用通信部には前記自動運転系ＥＣＵが接続され、他方の有線中継装置のＥＣＵ用通信部には前記ＨＭＩ系ＥＣＵが接続され、前記無線中継装置は、前記自動運転系ＥＣＵが接続される有線中継装置と直接接続して通信することにより、前記自動運転系ＥＣＵと前記車両の外部に設けられた前記通信装置との通信におけるホップ数を低減し、前記ＨＭＩ系ＥＣＵが接続される有線中継装置と直接接続して通信することにより、前記ＨＭＩ系ＥＣＵと前記車両の外部に設けられた前記通信装置との間で通信される大容量データを他の有線中継装置が中継することを不要にし、前記無線中継装置は、前記車両の外部に設けられた通信装置と無線通信するための無線通信部を含む。

本開示の一態様によれば、車外からの通信を、車内に搭載されたＥＣＵに対し中継するにあたり、車内外間の通信の冗長性を向上させることができる中継装置システムを提供することができる。

実施形態１に係る中継装置システムの構成を示す模式図である。 無線中継装置及び有線中継装置の構成を示すブロック図である。 ＥＣＵの走行安全性の優先度に関する説明図である。 実施形態１（異なる経路）に係る制御部の処理を示すフローチャートである。 実施形態２（経路情報を修正）に係る制御部の処理を示すフローチャートである。

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

（１）本開示の一態様に係る中継装置システムは、車両に搭載される中継装置システムであって、前記車両の外部に設けられた通信装置と無線通信する無線中継装置と、前記無線中継装置とリング状に接続される複数の有線中継装置と、前記無線中継装置及び前記複数の有線中継装置を接続する通信線によってリング状に形成された車内ネットワークとを備え、前記複数の有線中継装置は、前記車両に搭載される車載装置を制御するためのＥＣＵと通信可能に接続するＥＣＵ用通信部を含み、前記無線中継装置及び前記複数の有線中継装置は、前記車内ネットワークにて時計回り及び反時計回りの２つの経路によって通信する。

本態様にあたっては、無線中継装置及び複数の有線中継装置夫々は、リング状に形成された車内ネットワークの時計回り及び反時計回りの２つの経路によって通信する。従って、いずれかの通信線が断線等し、一方の経路が不通となった場合であっても、他方の経路によって、無線中継装置及び複数の有線中継装置の間の通信を継続させ、車内外間の通信の冗長性を向上させることができる。

（２）本開示の一態様に係る中継装置システムは、前記無線中継装置及び前記有線中継装置夫々は、前記車内ネットワークの時計回り側に対応する第１有線通信部、及び反時計回り側に対応する第２有線通信部を含み、前記無線中継装置及び前記有線中継装置の内のいずれかの中継装置の第１有線通信部と、該中継装置に直接接続される無線中継装置又は有線中継装置の第２有線通信部とを前記通信線にて接続することにより、リング状の前記車内ネットワークを形成する。

本態様にあたっては、無線中継装置及び有線中継装置の内のいずれかの中継装置の第１有線通信部と、当該中継装置に直接接続される無線中継装置又は有線中継装置の第２有線通信部とを通信線にて接続することにより、簡易にリング状の車内ネットワークを形成することができる。

（３）本開示の一態様に係る中継装置システムは、前記無線中継装置は、前記有線中継装置との通信を制御する制御部を備え、前記車内ネットワークにおける時計回り又は反時計回りのいずれかの所定の経路を用いて、前記有線中継装置と通信し、前記制御部は、前記所定の経路による通信において異常を検知した場合、前記所定の経路とは異なる経路を用いて前記有線中継装置と通信する。

本態様にあたっては、無線中継装置の制御部は、所定の経路による有線中継装置との通信に異常を検知した場合、所定の経路とは異なる経路、すなわち所定の経路とは逆向きの経路を用いて有線中継装置と通信するため、車内外間の通信の冗長性を向上させることができる。

（４）本開示の一態様に係る中継装置システムは、前記無線中継装置は、前記有線中継装置との通信を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記有線中継装置との通信において用いる前記経路に関する情報を取得し、取得した前記経路に関する情報に基づいて、前記有線中継装置との通信の経路を決定し、前記決定した経路による通信において異常を検知した場合、前記決定した経路とは異なる経路となるように、前記経路に関する情報を修正する。

本態様にあたっては、無線中継装置の制御部は、取得した情報に基づいて決定した経路によっては、有線中継装置との通信に異常を検知した場合、当該決定した経路とは異なる経路となるように経路に関する情報（経路情報）を修正する。従って、有線中継装置との通信に異常を検知した以降、無線中継装置は、修正された情報に基づいて決定される経路にて、有線中継装置と通信するため、車内外間の通信の冗長性を向上させることができる。

（５）本開示の一態様に係る中継装置システムは、前記ＥＣＵは、自動運転系ＥＣＵ及びＨＭＩ系ＥＣＵを含み、前記無線中継装置の時計回り側及び反時計回り側に直接接続される２つの有線中継装置の内、一方の有線中継装置のＥＣＵ用通信部には前記自動運転系ＥＣＵが接続され、他方の有線中継装置のＥＣＵ用通信部には前記ＨＭＩ系ＥＣＵが接続される。

本態様にあたっては、無線中継装置には、自動運転系ＥＣＵを接続する有線中継装置及びＨＭＩ系ＥＣＵを接続する有線中継装置が直接接続される。自動運転系ＥＣＵを接続する有線中継装置及び無線中継装置を直接接続し、自動運転系ＥＣＵと車両の外部に設けられた通信装置との通信におけるホップ数（中継数）を低減して自動運転に関する情報の通信品質を担保することにより、自動運転に関する安全性を向上させることができる。又、ＨＭＩ系ＥＣＵを接続する有線中継装置及び無線中継装置を直接接続することで、ＨＭＩ系ＥＣＵと車両の外部に設けられた通信装置との間で通信される動画データ、ストリームデータ等の大容量データを他の有線中継装置が中継することを不要とすることができる。

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

（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る中継装置システムＳの構成を示す模式図である。中継装置システムＳは、車両１に搭載されており、無線中継装置１０及び３台の有線中継装置２０を含む。

無線中継装置１０及び３台の有線中継装置２０は、自装置に対し時計回り側及び反時計回り側夫々に位置する他の中継装置（無線中継装置１０又は有線中継装置２０）と、例えばＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）ケーブル等の通信線３により通信可能に接続されている。すなわち、無線中継装置１０及び３台の有線中継装置２０が通信線３により接続されることにより、リング状（リング型のネットワークトポロジー）の車内ネットワーク４を構成している。なお、有線中継装置２０の台数は３台としてあるが、これに限定されない。有線中継装置２０は２台以上であればよく、有線中継装置２０及び無線中継装置１０からなる中継装置の台数が３台以上となり、これら中継装置（有線中継装置２０及び無線中継装置１０）により、リング状の車内ネットワーク４を構成できるものであればよい。

無線中継装置１０は、車外にある通信装置（図示せず）と無線通信するための車外用アンテナ１００に接続されている。無線中継装置１０は、車外にある通信装置と無線通信し、当該無線通信により受信した各種データを、有線中継装置２０に送信（中継）する。無線中継装置１０は、車外にある通信装置と、後述する車内に搭載されたＥＣＵ（Electronic Control Unit）との間の通信を中継する。又、無線中継装置１０は、無線中継装置１０に直接接続された２つの有線中継装置２０間の通信を中継する。

複数の有線中継装置２０夫々は、車載装置を制御するＥＣＵ（自動運転系ＥＣＵ３１、ＨＭＩ系ＥＣＵ３２、走行制御系ＥＣＵ３３）と、例えばＣＡＮ（Controller Area Network／登録商標）ケーブル又はＥｔｈｅｒｎｅｔケーブル等のＥＣＵ用配線２によって通信可能に接続されている。なお、複数の有線中継装置２０夫々に接続されるＥＣＵは、自動運転系ＥＣＵ３１、ＨＭＩ系ＥＣＵ３２又は走行制御系ＥＣＵ３３に限定されず、例えばドアミラーや座席の駆動制御を行うボディー系ＥＣＵであってもよく、車両１に搭載される各種ＥＣＵが、これら複数の有線中継装置２０に接続される。

無線中継装置１０の時計回り側に直接接続される有線中継装置２０には、ＨＭＩ系ＥＣＵ３２が接続されている。無線中継装置１０の反時計回り側に直接接続される有線中継装置２０には、自動運転系ＥＣＵ３１が接続されている。ＨＭＩ系ＥＣＵ３２の有線中継装置２０と、自動運転系ＥＣＵ３１の有線中継装置２０との間に接続される有線中継装置２０には、走行制御系ＥＣＵ３３が接続されている。

有線中継装置２０夫々は、自装置の時計側及び反時計側に直接接続された無線中継装置１０又は他の有線中継装置２０間の通信を中継する。又、有線中継装置２０夫々は、無線中継装置１０又は他の有線中継装置２０から送信された情報を中継して、自装置に直接接続されているＥＣＵに送信する。有線中継装置２０夫々は、自装置に直接接続されているＥＣＵから送信された情報を中継して、無線中継装置１０又は他の有線中継装置２０に送信する。

無線中継装置１０は、車両１の中央部に位置し、車両１のルーフに設けられており、従って無線中継装置１０に接続される車外用アンテナ１００は、好適に電波を受信することができる。自動運転系ＥＣＵ３１が接続される有線中継装置２０は、車両１の後部に設けられている。ＨＭＩ系ＥＣＵ３２が接続される有線中継装置２０は、例えばインストルメントパネル（インパネ）の内部等であって、運転席５とは反対側の車両１の前部に設けられている。走行制御系ＥＣＵ３３が接続される有線中継装置２０は、例えばインストルメントパネル（インパネ）の内部等であって、運転席５側の車両１の前部に設けられている。このように各有線中継装置２０を当該有線中継装置２０に接続されるＥＣＵと最寄り化させて配置することにより、有線中継装置２０とＥＣＵとを接続するＥＣＵ用配線２の配線長さを短くする等、配策を簡易化することができる。

図２は、無線中継装置１０及び有線中継装置２０の構成を示すブロック図である。無線中継装置１０は、無線通信部１０１、制御部１０５、記憶部１０６、第１有線通信部１０２及び第２有線通信部１０３を含み、車外用アンテナ１００に接続されている。なお、無線中継装置１０は、当該車外用アンテナ１００を含むものであってもよい。

無線通信部１０１は、車外の通信装置と無線通信するための車外用アンテナ１００と、ハーネス等により接続されている。無線通信部１０１は、例えば５Ｇ、４Ｇ又はＬＴＥ等の所定の広域通信規格を用いて、車外の通信装置と無線通信するものであり、例えばＴＣＵ（Telematics Communication Unit）と称される通信デバイスである。

制御部１０５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＭＰＵ（Micro Processing Unit）等により構成してあり、記憶部１０６に予め記憶された制御プログラム及びデータを読み出して実行することにより、種々の制御処理及び演算処理等を行うようにしてある。制御部１０５は、内部バス１０４により無線通信部１０１、第１有線通信部１０２、及び第２有線通信部１０３と通信可能に接続されている。制御部１０５は、制御プログラムを実行することにより、無線通信部１０１、第１有線通信部１０２及び第２有線通信部１０３との間で通信されるデータを中継する制御を行う。

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

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

記憶部１０６には、複数の有線中継装置２０又は当該複数の有線中継装置２０に接続されたＥＣＵと通信するための経路情報が、例えばテーブル形式にて記憶されている。当該経路情報には、複数の有線中継装置２０及びＥＣＵのアドレスが含まれている。更に当該経路情報には、複数の有線中継装置２０及びＥＣＵに情報を送信（中継）する経路として、複数の有線中継装置２０及びＥＣＵのアドレスに対し、第１有線通信部１０２又は第２有線通信部１０３のいずれを用いて送信するかの対応関係が、含まれている。従って、記憶部１０６に記憶されている経路情報を参照することにより、制御部１０５は、ＥＣＵと車外の通信装置との間の通信、又はＥＣＵ間の通信を中継することができる。

第１有線通信部１０２及び第２有線通信部１０３は、例えばＥｔｈｅｒｎｅｔの通信ポート等の入出力Ｉ／Ｆであり、物理層のプロトコルは、例えば１００ＢＡＳＥ−Ｔ１又は１０００ＢＡＳＥ−Ｔ１等のＩＥＥＥの規格によるものである。例えば、第１有線通信部１０２及び第２有線通信部１０３がＥｔｈｅｒｎｅｔの通信ポートである場合、第１有線通信部１０２及び第２有線通信部１０３夫々には、通信ポートのポート番号が設定（付与）される。例えば、第１有線通信部１０２のポート番号は１であり、及び第２有線通信部１０３のポート番号は２となる。上述した記憶部１０６に記憶されている経路情報において、複数の有線中継装置２０及び各ＥＣＵのアドレス夫々に対応して、第１有線通信部１０２のポート番号（１）又は第２有線通信部１０３のポート番号（２）が、設定（アドレス夫々に対応付けられてポート番号が設定）されている。なお、自装置となる無線中継装置１０のアドレスに対しては、ループバック用のポート番号（例えば、０）が設定されていてもよい。

有線中継装置２０は、第１有線通信部２０１、第２有線通信部２０２、制御部２０３、記憶部２０４及びＥＣＵ用通信部２０５を含む。有線中継装置２０の制御部２０３は、上述の無線中継装置１０の制御部１０５と同様の構成によるものである。有線中継装置２０の制御部２０３は、内部バス２０６により第１有線通信部２０１、第２有線通信部２０２及びＥＣＵ用通信部２０５と通信可能に接続されている。制御部２０３は、記憶部２０４に記憶された制御プログラム及びデータを読み出して実行することにより、第１有線通信部２０１、第２有線通信部２０２及びＥＣＵ用通信部２０５の間で通信されるデータを中継する制御を行う。

有線中継装置２０の制御プログラムにも、無線中継装置１０の制御プログラムと同様に自装置のセキュリティを確保するためのセキュリティプログラムが含まれているものであってもよい。有線中継装置２０の制御部２０３は、ウィルスを含むデータ等の不正な通信（攻撃）に対応し、自装置のセキュリティを確保するようにセキュリティ機能を発揮する。

有線中継装置２０の記憶部２０４は、上述の無線中継装置１０の記憶部１０６と同様の構成によるものである。有線中継装置２０の記憶部２０４には、無線中継装置１０の記憶部１０６と同様に、無線中継装置１０、他の有線中継装置２０又はＥＣＵと通信するための経路情報が、例えばテーブル形式にて記憶されている。当該経路情報には、無線中継装置１０、複数の有線中継装置２０及びＥＣＵのアドレスが含まれている。更に当該経路情報には、無線中継装置１０、複数の有線中継装置２０及びＥＣＵに情報を送信（中継）する経路として、無線中継装置１０、複数の有線中継装置２０及びＥＣＵのアドレスに対し、第１有線通信部２０１又は第２有線通信部２０２のいずれを用いて送信するかの対応関係が、含まれている。

複数の有線中継装置２０及び無線中継装置１０は、例えばレイヤー２スイッチ、又はレイヤー３スイッチとして機能する。複数の有線中継装置２０及び無線中継装置１０がレイヤー２スイッチとして機能する場合、複数の有線中継装置２０、無線中継装置１０及びＥＣＵのＭＡＣアドレスが経路情報として記憶部２０４に記憶される。複数の有線中継装置２０及び無線中継装置１０がレイヤー３スイッチとして機能する場合、複数の有線中継装置２０、無線中継装置１０及びＥＣＵのＩＰアドレスが経路情報として記憶部２０４に記憶される。従って、記憶部２０４に記憶されている経路情報を参照することにより、有線中継装置２０の制御部２０３は、自装置に接続されたＥＣＵと車外の通信装置との間の通信又は、自装置に接続されたＥＣＵと、他の有線中継装置２０に接続されたＥＣＵとの通信を中継することができる。

有線中継装置２０の第１有線通信部２０１及び第２有線通信部２０２は、無線中継装置１０の第１有線通信部１０２及び第２有線通信部１０３と同様の規格のものであり、例えばＥｔｈｅｒｎｅｔの通信ポート等の入出力Ｉ／Ｆであり、物理層のプロトコルは、例えば１００ＢＡＳＥ−Ｔ１又は１０００ＢＡＳＥ−Ｔ１等である。

無線中継装置１０の反時計回り側に直接接続される有線中継装置２０の第１有線通信部２０１と、無線中継装置１０の第２有線通信部１０３とは、例えば１００ＢＡＳＥ−Ｔ１又は１０００ＢＡＳＥ−Ｔ１等のＥｔｈｅｒｎｅｔケーブルによる通信線３で接続されている。同様に無線中継装置１０の時計回り側に直接接続される有線中継装置２０の第２有線通信部２０２と、無線中継装置１０の第１有線通信部１０２とは、通信線３で接続されている。無線中継装置１０に直接接続されない有線中継装置２０は、時計回り側及び反時計回り側に直接接続される他の有線中継装置２０と、第１有線通信部２０１（時計回り側）及び第２有線通信部２０２（反時計回り側）を介して接続する。すなわち、無線中継装置１０に直接接続されない有線中継装置２０の第１有線通信部２０１（時計回り側）と、当該有線中継装置２０（自装置）の時計回り側に直接接続される他の有線中継装置２０の第２有線通信部２０２（反時計回り側）とは、通信線３によって接続される。無線中継装置１０に直接接続されない有線中継装置２０の第２有線通信部２０２（反時計回り側）と、当該有線中継装置２０（自装置）の時計回り側に直接接続される他の有線中継装置２０の第１有線通信部２０１（時計回り側）とは、通信線３によって接続される。

複数の有線中継装置２０には、夫々のＥＣＵ用通信部２０５を介してＥＣＵが接続される。ＥＣＵは、対応する車載装置を制御するためのプログラム及び当該プログラムを実行するためのマイコン等により構成される。図１に示すごとく、ＥＣＵ（自動運転系ＥＣＵ３１、ＨＭＩ系ＥＣＵ３２、走行制御系ＥＣＵ３３）夫々は、当該ＥＣＵの走行安全性の優先度に応じて、いずれかの有線中継装置２０に接続される。

図３は、ＥＣＵの走行安全性の優先度に関する説明図である。ＥＣＵ（自動運転系ＥＣＵ３１、ＨＭＩ系ＥＣＵ３２、走行制御系ＥＣＵ３３）における車両１の走行安全性に関する優先度は、対応する車載装置及び実行するプログラムの機能に基づいて決定されるものであり、例えばＩＳＯ２６２６２のＡＳＩＬ（Automotive Safety Integrity Level）に基づいて決定されるものであってもよい。図３に示すごとく、ＡＳＩＬのレベルは、ＱＭ、ＡＳＩＬ−Ａ，ＡＳＩＬ−Ｂ，ＡＳＩＬ−Ｃ，ＡＳＩＬ−Ｄのレベルに分類される。ＱＭレベルは、ＩＳＯ２６２６２による機能安全を適用しなくてもよい通常の品質管理である。ＡＳＩＬ−ＡからＤのレベルにおいては、ＩＳＯ２６２６２による機能安全の適用が必要となるレベルであり、ＡＳＩＬ−ＡからＡＳＩＬ−Ｄになるについて、機能安全要件が厳しくなる。すなわち、ＱＭレベルの優先度が最も低く、ＡＳＩＬ−Ｄレベルの優先度が最も高いとみなすことができる。

各ＡＳＩＬレベルに対応したＥＣＵとして、例えば、ＱＭレベルに相当するＥＣＵは、カーナビゲーションやＴＶ等のＨＭＩ（Human Machine Interface ）装置が取り扱う動画データ又はストリームデータ等のエンターテイメント系データを制御又は処理するＨＭＩ系ＥＣＵ３２である。ＡＳＩＬ−Ａレベルに相当するＥＣＵは、座席の位置制御又はドアミラーの制御等を行うボディー系ＥＣＵである。ＡＳＩＬ−Ｂレベルに相当するＥＣＵは、エンジン又はモータ等の駆動制御等に関する走行制御系ＥＣＵ３３である。ＡＳＩＬ−Ｃレベルに相当するＥＣＵは、ハンドル制御又はブレーキ制御等に関する走行制御系ＥＣＵ３３である。ＡＳＩＬ−Ｄレベルに相当するＥＣＵは、自動運転制御に関する自動運転系ＥＣＵ３１である。

又は、ＥＣＵにおける車両１の走行安全性に関する優先度は、自動運転系ＥＣＵ３１を最も高い優先度とし、車両１の旋回（曲がる）又は停止に関する制御を行うＥＣＵを次に高い優先度とし、車両１の走行（走る）に関する制御を行うＥＣＵをその次に高い優先度とする。そして、これら以外に関する制御を行う、例えばＨＭＩ系装置の制御を行うＨＭＩ系ＥＣＵ３２を最も低い優先度とするものであってもよい。

上述のごとく、複数の有線中継装置２０には、夫々に対応したＥＣＵ（自動運転系ＥＣＵ３１、ＨＭＩ系ＥＣＵ３２、走行制御系ＥＣＵ３３）が接続される。無線中継装置１０の反時計回り側に直接接続された有線中継装置２０には、自動運転系ＥＣＵ３１が接続されている。無線中継装置１０に直接接続されていない有線中継装置２０には、走行制御系ＥＣＵ３３が接続されている。すなわち、自動運転系ＥＣＵ３１が接続されている有線中継装置２０は、走行制御系ＥＣＵ３３が接続されている有線中継装置２０よりも車両１の走行安全性に関する優先度が高い有線中継装置２０となる。このように車両１の走行安全性に関する優先度が高い有線中継装置２０を、無線中継装置１０に直接接続することにより、例えば自動運転系ＥＣＵ３１のように車両１の走行安全性に関する優先度が高いＥＣＵと、車外の通信装置との通信におけるホップ数（中継数）を低減し、通信品質を担保することができる。

無線中継装置１０の時計回り側に直接接続された有線中継装置２０には、ＨＭＩ系ＥＣＵ３２が接続されている。ＨＭＩ系ＥＣＵ３２の制御対象となる表示装置等と、車外の通信装置との間には、動画データ、ストリームデータ等の大容量データが送受信される。ＨＭＩ系ＥＣＵ３２が接続する有線中継装置２０を無線中継装置１０に直接接続することにより、当該大容量データが、他の有線中継装置２０に流れることを抑制し、当該他の有線中継装置２０が当該大容量データと中継する処理を不要とすることができる。

無線中継装置１０及び複数の有線中継装置２０夫々の制御部１０５、２０３は、車外の通信装置又は他の中継装置（無線中継装置１０又は有線中継装置２０）から送信された情報を取得し、当該情報に含まれる送信先アドレスに基づき、夫々の記憶部１０６、２０４に記憶されている経路情報を参照する。制御部１０５、２０３は、参照した経路情報に基づき、リング状をなす車内ネットワーク４において時計回り（第１有線通信部１０２、２０１）又は反時計回り（第２有線通信部１０３、２０２）のいずれの経路とするかを決定する。又は、無線中継装置１０及び複数の有線中継装置２０夫々の制御部１０５、２０３は、当該情報に含まれる送信先アドレスに基づき、夫々の記憶部１０６、２０４に記憶されている予め定められた所定の経路を導出するものであってもよい。無線中継装置１０及び複数の有線中継装置２０夫々の制御部１０５、２０３は、決定又は導出した経路（時計回り又は反時計回り）により、取得した情報を送信することによって、中継する。

無線中継装置１０及び複数の有線中継装置２０夫々の制御部１０５、２０３は、当該経路により送信した情報が正常に送信されなかった等、他の中継装置との通信に異常を検知した場合、決定又は導出した経路とは、異なる経路にて、当該他中継装置への通信を行う。すなわち、決定又は導出した経路が時計回りの場合、無線中継装置１０及び複数の有線中継装置２０夫々の制御部１０５、２０３は、当該時計回りの経路での通信に異常を検知すると、反時計回りの経路により他中継装置との通信を行う。決定又は導出した経路が反時計回りの場合、無線中継装置１０及び複数の有線中継装置２０夫々の制御部１０５、２０３は、当該反時計回りの経路での通信に異常を検知すると、時計回りの経路により他中継装置との通信を行う。

無線中継装置１０及び複数の有線中継装置２０夫々の制御部１０５、２０３は、決定又は導出した経路にて通信の異常を検知した場合、夫々の記憶部１０６、２０４に記憶されている経路情報を修正するものであってもよい。例えば、送信先の有線中継装置２０等のアドレスに対応する経路は第１有線通信部１０２、２０１として、経路情報が記憶されており、第１有線通信部１０２、２０１を介した当該有線中継装置２０との通信に異常を検知した場合、夫々の制御部１０５、２０３は、当該有線中継装置２０のアドレスに対応する経路を第２有線通信部１０３、２０２に修正する。当該経路を修正することにより、夫々の記憶部１０６、２０４に記憶されている経路情報は、書き換えられる。

無線中継装置１０及び複数の有線中継装置２０夫々の制御部１０５、２０３は、例えば送信した情報に対する返信の有無により、他の中継装置（無線中継装置１０又は有線中継装置２０）との通信の異常を検知する。通信の異常を検知する方法はこれに限定されず、無線中継装置１０及び複数の有線中継装置２０夫々の制御部１０５、２０３は、例えば、自装置に直接接続される無線中継装置１０又は有線中継装置２０間において、定期的にポーリングを行い当該ポーリングの結果に基づいて通信の異常を検知してもよい。又は、無線中継装置１０及び複数の有線中継装置２０夫々の制御部１０５、２０３は、夫々の第１有線通信部１０２、２０１又は第２有線通信部１０３、２０２におけるキャリアセンスを検出する。そして、制御部１０５、２０３は、検出したキャリアセンスが所定の電圧値であるか否かに基づき、第１有線通信部１０２、２０１又は第２有線通信部１０３、２０２に接続される通信線３の断線を検知して、通信の異常を検知するものであってもよい。更に、無線中継装置１０及び複数の有線中継装置２０夫々の制御部１０５、２０３は、これら通信の異常の検知結果に基づき、当該異常が発生している箇所を、自装置の記憶部１０６、２０４に記憶するものであってもよい。当該異常が発生している箇所は、例えば、自装置と、自装置に直接接続している他の中継装置（無線中継装置１０又は有線中継装置２０）の間として特定される。又は、当該異常が発生している箇所は、例えばＭＡＣアドレス又はＩＰアドレス等により特定される中継装置（無線中継装置１０又は有線中継装置２０）間として特定されるものであってもよい。又、無線中継装置１０は、通信異常が発生している箇所の情報を含め、これら通信の異常の検知結果に関する情報を、無線通信部１０１を介して車外の通信装置に送信するものであってもよい。通信異常が発生している箇所の情報を含め、これら通信の異常の検知結果に関する情報を記憶部１０６、２０４に記憶することにより、無線中継装置１０及び複数の有線中継装置２０夫々の制御部１０５、２０３は、当該情報に基づき、通信経路に関する制御を効率的に行うことができる。

このように無線中継装置１０及び複数の有線中継装置２０夫々の制御部１０５、２０３は、他の中継装置（無線中継装置１０又は有線中継装置２０）との通信の異常を検知する。更に制御部１０５、２０３は、検知結果に応じて、当該他の中継装置（無線中継装置１０又は有線中継装置２０）と通信する経路を変更、又は経路情報を修正することにより、リング状に形成された車内ネットワーク４に接続される無線中継装置１０及び複数の有線中継装置２０間における通信の冗長性を向上及び担保することができる。車内ネットワーク４に接続される無線中継装置１０及び複数の有線中継装置２０間における通信の冗長性を担保することにより、有線中継装置２０夫々に接続されるＥＣＵと、車外の通信装置との通信の冗長性を向上及び担保することができる。

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

無線中継装置１０の制御部１０５は、車外の通信装置又は他の中継装置である有線中継装置２０から、中継する情報を取得する（Ｓ０１）。制御部１０５は、無線通信部１０１を介して、車外の通信装置から送信された情報を取得する。又は、制御部１０５は、第１有線通信部１０２又は第２有線通信部１０３を介して、自装置の時計回り側又は反時計回り側に直接接続された有線中継装置２０から送信された情報を取得する。これら情報が、有線中継装置２０又は有線中継装置２０に接続されるＥＣＵに対して中継する情報となる。

無線中継装置１０の制御部１０５は、取得した情報に基づき、所定の経路にて情報を送信する（Ｓ０２）。制御部１０５は、取得した情報の例えばヘッダー部に含まれる送信先アドレスを参照して、所定の経路を導出する。制御部１０５は、記憶に記憶されている経路情報を参照し、当該送信アドレスに対応する経路、すなわち第１有線通信部１０２又は第２有線通信部１０３のいずれを介して通信するかの経路を導出する。又は、制御部１０５は、経路情報を参照することなく、取得した全ての情報を、第１有線通信部１０２又は第２有線通信部１０３のいずれの経路にて送信するものとしたデフォルト設定によって、所定の経路を導出してもよい。

無線中継装置１０の制御部１０５は、所定の経路による通信にて異常が発生したか否かを検知する（Ｓ０３）。制御部１０５は、導出した所定の経路による通信において異常が発生したか否かを検知し、当該検知結果に基づいて、異常の発生の有無を判定する。無線中継装置１０の制御部１０５は、所定の経路により情報を送信した後、例えば当該送信に対応する返信を所定期間内に受信できなかった場合、所定の経路による通信における異常の発生を検知する。

異常を検知した場合（Ｓ０３：ＹＥＳ）、無線中継装置１０の制御部１０５は、Ｓ０２で導出した所定の経路とは、異なる経路にて、情報を再送する（Ｓ０４）。すなわち、Ｓ０２で導出した所定の経路が時計回りの経路（第１有線通信部１０２）である場合、制御部１０５は、反時計回りの経路（第２有線通信部１０３）による通信を行い、Ｓ０２の送信において失敗した情報の再送を行う。制御部１０５は、Ｓ０４の処理後、再度Ｓ０１の処理を行うべくループ処理を行い、取得した情報を中継する処理を継続する。

異常を検知しなかった場合（Ｓ０３：ＮＯ）、すなわち所定の経路による通信が正常に行われた場合、無線中継装置１０の制御部１０５は、再度Ｓ０１の処理を行うべくループ処理を行う。所定の経路による通信が正常に行われた場合、制御部１０５は、順次に中継すべき情報を取得し、当該情報を所定の経路にて送信することによって、当該情報を中継する処理を継続することができる。

無線中継装置１０の制御部１０５は、他の中継装置となる有線中継装置２０との通信の都度、当該通信における異常の有無を検知し、異常を検知した場合、予め定められた所定の経路とは異なる経路による通信を再開することにより、車内ネットワーク４における通信の冗長化を図ることができる。又、当該異常が一時的に発生したものであり、異常が解消された後は、予め定められた所定の経路によって、車内ネットワーク４における無線中継装置１０及び有線中継装置２０間の通信を行うことができる。

なお、本実施形態において、無線中継装置１０の制御部１０５により処理の流れを記載したが、これに限定されない。複数の有線中継装置２０夫々の制御部２０３も、無線中継装置１０の制御部１０５と同様の処理を行い、車内ネットワーク４における通信の冗長化を図ることができる。

（実施形態２）
図５は、実施形態２（経路情報を修正）に係る制御部１０５の処理を示すフローチャートである。無線中継装置１０の制御部１０５は、実施形態１と同様に定常的に又はイグニッションスイッチ（ＩＧスイッチ）がオンにされた場合等の所定の入力信号に基づき、以下の処理を行う。実施形態２の無線中継装置１０の制御部１０５は、経路情報を修正する点で、実施形態１とは異なる。

無線中継装置１０の制御部１０５は、実施形態１の処理（Ｓ０１）と同様に、車外の通信装置又は他の中継装置である有線中継装置２０から、中継する情報を取得する（Ｓ２１）。

無線中継装置１０の制御部１０５は、経路情報を参照して決定した経路にて情報を送信する（Ｓ２２）。制御部１０５は、取得した情報のヘッダー部に含まれる送信先アドレスに基づき、記憶部１０６に記憶されている経路情報を参照して、リング状をなす車内ネットワーク４において時計回り（第１有線通信部１０２）又は反時計回り（第２有線通信部１０３）のいずれの経路とするかを決定する。

無線中継装置１０の制御部１０５は、決定した経路による通信にて異常が発生したか否かを検知する（Ｓ２３）。制御部１０５は、実施形態１の処理Ｓ０３と同様に、決定した経路による通信おいて異常が発生したか否かを検知し、当該検知結果に基づいて、異常の発生の有無を判定する。

異常を検知した場合（Ｓ２３：ＹＥＳ）、無線中継装置１０の制御部１０５は、経路情報を修正し、情報を再送する（Ｓ２４）。制御部１０５は、他の中継装置となる有線中継装置２０との通信において異常を検知した場合、記憶部１０６に記憶されている経路情報にて設定されている経路とは、異なる経路となるように経路情報を修正する。従って、制御部１０５は、異常を検知した後は、修正された経路情報を参照することにより、有線中継装置２０との通信を再開することができる。制御部１０５は、Ｓ２４の処理後、再度Ｓ２１の処理を行うべくループ処理を行い、取得した情報を中継する処理を継続する。

異常を検知しなかった場合（Ｓ２３：ＮＯ）、すなわち所定の経路による通信が正常に行われた場合、無線中継装置１０の制御部１０５は、再度Ｓ２１の処理を行うべくループ処理を行う。所定の経路による通信が正常に行われた場合、制御部１０５は、順次に中継すべき情報を取得し、当該情報を所定の経路にて送信することによって、当該情報を中継する処理を継続することができる。

なお、本実施形態において、無線中継装置１０の制御部１０５により処理の流れを記載したが、これに限定されない。複数の有線中継装置２０夫々の制御部２０３も、無線中継装置１０の制御部１０５と同様の処理を行い、車内ネットワーク４における通信の冗長化を図ることができる。

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

Ｓ 中継装置システム
１ 車両
２ ＥＣＵ用配線
３ 通信線
４ 車内ネットワーク
５ 運転席
１０ 無線中継装置（中継装置）
１００ 車外用アンテナ
１０１ 無線通信部
１０２ 第１有線通信部
１０３ 第２有線通信部
１０４ 内部バス
１０５ 制御部（取得部）
１０６ 記憶部
２０ 有線中継装置（中継装置）
２０１ 第１有線通信部
２０２ 第２有線通信部
２０３ 制御部
２０４ 記憶部
２０５ ＥＣＵ用通信部
２０６ 内部バス
３１ 自動運転系ＥＣＵ（ＥＣＵ）
３２ ＨＭＩ系ＥＣＵ（ＥＣＵ）
３３ 走行制御系ＥＣＵ（ＥＣＵ）

Claims (4)

1. 車両に搭載される中継装置システムであって、
   前記車両の外部に設けられた通信装置と無線通信する無線中継装置と、
   前記無線中継装置とリング状に接続される複数の有線中継装置と、
   前記無線中継装置及び前記複数の有線中継装置を接続する通信線によってリング状に形成された車内ネットワークとを備え、
   前記複数の有線中継装置は、前記車両に搭載される車載装置を制御するためのＥＣＵと通信可能に接続するＥＣＵ用通信部を含み、
   前記無線中継装置及び前記複数の有線中継装置は、前記車内ネットワークにて時計回り及び反時計回りの２つの経路によって通信し、
   前記ＥＣＵは、自動運転系ＥＣＵ及びＨＭＩ系ＥＣＵを含み、
   前記無線中継装置の時計回り側及び反時計回り側に直接接続される２つの有線中継装置の内、一方の有線中継装置のＥＣＵ用通信部には前記自動運転系ＥＣＵが接続され、他方の有線中継装置のＥＣＵ用通信部には前記ＨＭＩ系ＥＣＵが接続され、
   前記無線中継装置は、
   前記自動運転系ＥＣＵが接続される有線中継装置と直接接続して通信することにより、前記自動運転系ＥＣＵと前記車両の外部に設けられた前記通信装置との通信におけるホップ数を低減し、
   前記ＨＭＩ系ＥＣＵが接続される有線中継装置と直接接続して通信することにより、前記ＨＭＩ系ＥＣＵと前記車両の外部に設けられた前記通信装置との間で通信される大容量データを他の有線中継装置が中継することを不要にし、
   前記無線中継装置は、前記車両の外部に設けられた通信装置と無線通信するための無線通信部を含む
   中継装置システム。
2. 前記無線中継装置及び前記有線中継装置夫々は、
   前記車内ネットワークの時計回り側に対応する第１有線通信部、及び反時計回り側に対応する第２有線通信部を含み、
   前記無線中継装置及び前記有線中継装置の内のいずれかの中継装置の第１有線通信部と、該中継装置に直接接続される無線中継装置又は有線中継装置の第２有線通信部とを前記通信線にて接続することにより、リング状の前記車内ネットワークを形成する
   請求項１に記載の中継装置システム。
3. 前記無線中継装置は、前記有線中継装置との通信を制御する制御部を備え、前記車内ネ
   ットワークにおける時計回り又は反時計回りのいずれかの所定の経路を用いて、前記有線
   中継装置と通信し、
   前記制御部は、前記所定の経路による通信において異常を検知した場合、前記所定の経路とは異なる経路を用いて前記有線中継装置と通信する
   請求項１又は請求項２に記載の中継装置システム。
4. 前記無線中継装置は、前記有線中継装置との通信を制御する制御部を備え、
   前記制御部は、
   前記有線中継装置との通信において用いる前記経路に関する情報を取得し、
   取得した前記経路に関する情報に基づいて、前記有線中継装置との通信の経路を決定し、
   前記決定した経路による通信において異常を検知した場合、前記決定した経路とは異な
   る経路となるように、前記経路に関する情報を修正する
   請求項１又は請求項２に記載の中継装置システム。

Images