(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通の通信線を介して、各ビットがドミナント又はレセシブの２値で表される連続した複数ビットの情報を送受信する通信装置を複数備える通信システムにおいて、
互いに情報を送受信する複数の通信装置を含む通信装置群を複数備え、
各通信装置は、
前記通信装置群毎に異なる符号系列を用いて、前記通信線へ出力する信号を直接拡散符号方式により拡散変調する拡散変調手段と、
送信する情報のドミナントに対して、１ビット分の情報送信時間より短い所定時間に亘って、前記拡散変調手段により拡散変調された信号を前記通信線へ出力した後、前記通信線への信号出力を行わず、且つ、送信する情報のレセシブに対して、前記通信線への信号出力を行わない送信手段と
をそれぞれ有し、
前記通信装置が各ビットの情報を送受信する周期は、最も短い周期の自然数倍となるように前記通信装置群毎に定められ、
各通信装置群の通信装置は、自身の通信装置群による信号出力と他の通信装置群による信号出力とが同時的に行われないように、信号出力のタイミングに差を設けて各ビットの情報を周期的に送信するようにしてあること
を特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記通信装置は、
前記通信線上の信号の符号系列を検出する検出手段と、
該検出手段が検出した符号系列及び自らが属する通信装置群に係る符号系列の相関値を算出する算出手段と、
該算出手段が算出した相関値に応じて、前記検出手段が検出した信号が、自らが属する通信装置群に係る信号であるか否かを判定する判定手段と
を有すること
を特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
各ビットがドミナント又はレセシブの２値で表される連続した複数ビットの情報を互いに送受信する複数の通信装置をそれぞれ含む複数の通信装置群を共通の通信線に接続し、各通信装置群の通信装置が前記共通の通信線を介して通信を行う通信方法であって、
前記通信装置が各ビットの情報を送受信する周期を、最も短い周期の自然数倍となるように前記通信装置群毎に定め、
各通信装置は、送信する情報のドミナントに対して、１ビット分の情報送信時間より短い所定時間に亘って、前記通信装置群毎に異なる符号系列を用いて直接拡散符号方式により拡散変調された信号を前記通信線へ出力した後、前記通信線への信号出力を行わず、且つ、送信する情報のレセシブに対して、前記通信線への信号出力を行わず、
各通信装置群の通信装置は、自身の通信装置群による信号出力と他の通信装置群による信号出力とが同時的に行われないように、信号出力のタイミングに差を設けて各ビットの情報を周期的に送信すること
を特徴とする通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに情報の送受信を行う複数の通信装置を含む通信装置群を一の通信線に複数接続し、複数の通信装置群が一の通信線を共有して通信を行うことができる通信システム及び通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車輌に搭載された複数の電子機器（通信装置）間の通信にはＣＡＮ（Controller Area Network）の通信プロトコルが広く採用されている（非特許文献１、２参照）。ＣＡＮの通信プロトコルでは、共通のＣＡＮバスに複数の通信装置が接続されるため、複数の通信装置が同時的に情報送信を行った場合には、衝突が発生しないように各通信装置にて調停処理（アービトレーション）が行われ、優先度の高い情報送信が実行される。アービトレーションを行うために、各通信装置は、ＣＡＮバスに送信信号の出力を行うと同時に、ＣＡＮバスの信号レベルの検出を行い、自らが出力した送信信号に対して、検出した信号の信号レベルがレセシブからドミナントに変化した場合、通信の同時送信が発生したと判断し、送信処理を停止する。ＣＡＮバス上の信号はレセシブよりドミナントが優位であるため、通信の同時送信が発生してもドミナントを出力した電子機器は送信処理を継続して行うことができる。
【０００３】
車輌に搭載される複数の通信装置は、必ずしも全てが同じ通信速度で通信を行うわけではない。例えば通信速度が５００ｋｂｐｓの通信を行う通信装置、及び、通信速度が２５０ｋｂｐｓの通信を行う通信装置が、車輌には混在して搭載される。通信速度が異なる通信装置は直接的に通信を行うことができないため、同じ通信速度の通信装置を１つのＣＡＮバスに接続し、これら通信装置群をゲートウェイに複数接続することで、車輌の通信システムが構成される。異なる通信装置群の間で情報の送受信を行う必要がある場合、ゲートウェイが一の通信装置群からの情報を受信し、通信速度を変換したうえでこの情報を他の通信装置群へ送信する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】ＩＳＯ  １１８９８−１：２００３  Road vehicles--Controller area network（ＣＡＮ）--Part1:Data link layer and physical signaling
【非特許文献２】ＩＳＯ  １１５１９−１：１９９４  Road vehicles--Low-speed serial data communication--Part1:General and definitions
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
通信速度が異なる複数の通信装置が混在する場合、通信速度毎（通信装置群毎）にＣＡＮバスが必要となるため、通信速度の種類数が増すほど車輌にＣＡＮバスとして配される通信線の数が増大するという問題がある。これにより、限られた車輌内のスペースに通信システムを搭載することが困難化されると共に、通信システムが高コスト化される。
【０００６】
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、通信速度がそれぞれ異なる場合であっても、複数の通信装置群が共通の通信線を介してそれぞれ通信を行うことができる通信システム及び通信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る通信システムは、共通の通信線を介して、各ビットがドミナント又はレセシブの２値で表される連続した複数ビットの情報を送受信する通信装置を複数備える通信システムにおいて、互いに情報を送受信する複数の通信装置を含む通信装置群を複数備え、各通信装置は、前記通信装置群毎に異なる符号系列を用いて、前記通信線へ出力する信号を直接拡散符号方式により拡散変調する拡散変調手段と、送信する情報のドミナントに対して、１ビット分の情報送信時間より短い所定時間に亘って、前記拡散変調手段により拡散変調された信号を前記通信線へ出力した後、前記通信線への信号出力を行わず、且つ、送信する情報のレセシブに対して、前記通信線への信号出力を行わない送信手段とをそれぞれ有し、前記通信装置が各ビットの情報を送受信する周期は、最も短い周期の自然数倍となるように前記通信装置群毎に定められ、各通信装置群の通信装置は、自身の通信装置群による信号出力と他の通信装置群による信号出力とが同時的に行われないように、信号出力のタイミングに差を設けて各ビットの情報を周期的に送信するようにしてあることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る通信システムは、前記通信装置が、前記通信線上の信号の符号系列を検出する検出手段と、該検出手段が検出した符号系列及び自らが属する通信装置群に係る符号系列の相関値を算出する算出手段と、該算出手段が算出した相関値に応じて、前記検出手段が検出した信号が、自らが属する通信装置群に係る信号であるか否かを判定する判定手段とを有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る通信方法は、各ビットがドミナント又はレセシブの２値で表される連続した複数ビットの情報を互いに送受信する複数の通信装置をそれぞれ含む複数の通信装置群を共通の通信線に接続し、各通信装置群の通信装置が前記共通の通信線を介して通信を行う通信方法であって、前記通信装置が各ビットの情報を送受信する周期を、最も短い周期の自然数倍となるように前記通信装置群毎に定め、各通信装置は、送信する情報のドミナントに対して、１ビット分の情報送信時間より短い所定時間に亘って、前記通信装置群毎に異なる符号系列を用いて直接拡散符号方式により拡散変調された信号を前記通信線へ出力した後、前記通信線への信号出力を行わず、且つ、送信する情報のレセシブに対して、前記通信線への信号出力を行わず、各通信装置群の通信装置は、自身の通信装置群による信号出力と他の通信装置群による信号出力とが同時的に行われないように、信号出力のタイミングに差を設けて各ビットの情報を周期的に送信することを特徴とする。
【００１３】
本発明においては、通信システム中の各通信装置が、送信する情報がドミナントの場合、１ビット分の情報送信時間に対して、この時間よりも短い所定時間に亘って所定の信号を通信線へ出力し、その後は通信線への信号出力を停止する。また送信する情報がレセシブの場合、各通信装置は、通信線への信号出力を行わない。これにより、ドミナントの送信とレセシブの送信とが衝突した場合、通信線上には所定時間に亘ってドミナントに対応する信号が伝送されるため、レセシブを送信した通信装置は通信線上の信号を検出することによって、他の通信装置が送信したドミナントの信号を検知することができる。
このように一の通信装置群に属する通信装置が１ビット分の情報送信時間に対して短い所定信号を出力することにより、１ビット分の情報送信時間中には信号線上に信号が出力されていない期間を設けることができる。よって、この期間中に他の通信装置群に属する通信装置が信号を出力することができる。また各通信装置がドミナントに対して出力する所定信号は、拡散変調された信号とし、通信装置群毎に共通の信号を出力する。これにより各通信装置は、通信線上の信号が自らの属する通信装置群に対応する信号であるか否かを判別することができる。これらの構成によって、複数の通信装置群が通信線を共有して同時的に通信を行うことが可能となる。
【００１４】
また、本発明においては、各通信装置がドミナントとして所定時間に亘って出力する信号を、直接拡散符号方式により拡散変調した信号とする。直接拡散符号方式は、元の信号波に対して拡散符号と呼ばれる疑似ランダムな２値の符号系列を乗算することにより変調を行う方式である。乗算する符号系列を適切に選択し、通信装置群毎に異なる符号系列を用いて拡散変調を行うことにより、受信側の通信装置では自らが属する通信装置群の信号であるか他の通信装置群の信号であるかを精度良く区別することができる。符号系列には、例えばＰＮ（Pseudorandom Noise）系列のＭ系列又は平方剰余系列等を用いることができる。
【００１５】
また、本発明においては、受信の際に通信装置群の各通信装置は、通信線上にて検出した信号と、自らがドミナントに対して出力する信号との相関値を算出する。これにより各通信装置は、通信線上の検知信号が自らが送信する信号と同じであれば、高い相関値を得ることができ、また、検知信号が自らと異なる信号であれば、低い相関値を得る。よって、例えば相関値が閾値を超えるか否かなどを判定することによって、通信線上にて検知した信号が、自らが属する通信装置群に係る信号であるか否かを判定することができる。
【００１６】
また、本発明においては、各通信装置群の通信装置は各ビットの情報を周期的に送信し、この送信周期は通信装置群毎に定められる。各通信装置群の送信周期は、通信システム中の通信装置群の最も短い周期に対して、この周期の自然数倍（１倍、２倍、３倍、…）となるように定められる。また各通信装置群の通信装置は、他の通信装置群の通信装置が拡散変調された信号の出力を行っていない間に、自らの拡散変調した信号の出力を行うように、各ビットの送信タイミングに差を設けて（送信タイミングをずらして）、各ビットの情報を周期的に送信する。
これにより、連続した複数ビットの情報を送信する場合に、最初の１ビットの情報を他の通信装置群の送信タイミングに対してずらして送信することに成功すれば、以降の周期的な情報送信は他の通信装置群の情報送信に衝突することなく確実に行うことができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明による場合は、通信システム中の各通信装置が、送信する情報がドミナントの場合、１ビット分の情報送信時間に対して、この時間よりも短い所定時間に亘って拡散変調された信号を通信線へ出力し、その後は通信線への信号出力を停止すると共に、送信する情報がレセシブの場合、通信線への信号出力を行わない。これにより各通信装置は、通信線上の信号が自らの属する通信装置群に対応する信号であるか否かを判別することができるため、複数の通信装置群が通信線を共有して同時的に通信を行うことができる。よって、複数の通信装置群を共通の通信線に接続することができるため、通信システム中の通信線を削減することができ、通信システムの小型化（省スペース化）及び低コスト化等を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】通信システムの一構成例を示す模式図である。
【図２】通信装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る通信システムにおいて各ＥＣＵが送受信する信号を説明するための模式図である。
【図４】各ＥＣＵがドミナントの情報送信の際に出力する信号を説明するための模式図である。
【図５】本実施の形態に係る通信システムにて送受信される信号の一例を示す模式図である。
【図６】ＥＣＵが送信データの１ビット目を送信する際の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】ＥＣＵが情報の２ビット目以降のアービトレーションフィールドを送信する際の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】ＥＣＵが情報の２ビット目以降のアービトレーションフィールドを送信する際の処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。図１は、通信システムの一構成例を示す模式図である。本実施の形態に係る通信システムは、例えば図示しない車輌に搭載された複数のＥＣＵ（Electronic Control Unit）１を通信装置として備え、複数のＥＣＵ１が共通の通信線５を介して接続された構成である。また本通信システムでは、通信速度が異なるＥＣＵ１を共通の通信線５に接続することが可能であり、図１においては通信速度が５００ｋｂｐｓのＥＣＵ１を第１グループのＥＣＵ１ａとして実線で示し、通信速度が２５０ｋｂｐｓのＥＣＵ１を第２グループのＥＣＵ１ｂとして破線で示してある。
【００２０】
第１グループの各ＥＣＵ１ａは、第１グループに属する他のＥＣＵ１ａとの間で、通信速度５００ｋｂｐｓにて情報の送受信を相互に行うことができる。同様に、第２グループの各ＥＣＵ１ｂは、第２グループに属する他のＥＣＵ１ｂとの間で、通信速度２５０ｋｂｐｓにて情報の送受信を相互に行うことができる。なお、第１グループのＥＣＵ１ａと、第２グループのＥＣＵ１ｂとは、通信速度が異なるため、直接的に情報の送受信を行うことはできない。ただし、例えばＥＣＵ１が通信速度を切替可能な構成とすることによって、第１グループのＥＣＵ１ａ及び第２グループのＥＣＵ１ｂの両方と情報の送受信を行う構成としてもよい。
【００２１】
図２は、通信装置（ＥＣＵ１）の構成を示すブロック図である。ＥＣＵ１は、制御部１１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１３、入力部１４、出力部１５及びＣＡＮ通信制御部１６等を備えて構成されている。制御部１１は、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るものであり、ＲＯＭ１２に記憶された制御プログラムを読み出して実行することにより種々の制御処理を行うことができる。
【００２２】
ＲＯＭ１２は、例えばＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）又はフラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ素子で構成されるものであり、制御部１１にて実行される制御プログラム及び制御部１１が行う処理に必要な情報等が予め記憶されている。ＲＡＭ１３は、例えばＳＲＡＭ（Static RAM）又はＤＲＡＭ（Dynamic RAM）等のメモリ素子で構成されるものであり、制御部１１の処理に伴って生成された情報及び他のＥＣＵ１との間で送受信する情報等の種々の情報が記憶される。
【００２３】
入力部１４は、例えば車輌の車速センサ若しくは温度センサ等のセンサ、又は、車輌の内外に配置された操作用の種々のスイッチ等の入力装置からの信号が入力され、入力信号のサンプリング又はＡ／Ｄ変換等の処理を行って得られた情報を制御部１１へ与える。出力部１５は、例えばモータ又はランプ等の負荷が接続され、制御部１１からの指示に応じてこれらの負荷を駆動する駆動信号を出力する。なお、ＥＣＵ１は必ずしも入力部１４及び出力部１５の両方を備える必要はなく、いずれか一方のみを備える構成であってよい。
【００２４】
ＣＡＮ通信制御部１６は、通信線５に接続される端子を有しており、この端子に接続された通信線５を介して他のＥＣＵ１との間でＣＡＮプロトコルに従った情報の送受信を行うものである。ＣＡＮ通信制御部１６は、制御部１１から与えられた送信情報をＣＡＮプロトコルに応じた送信用のデータ（フレーム）に変換して送信部１７へ与える。ＣＡＮ通信制御部１６の送信部１７は、与えられた送信データの各ビットの値（０（ドミナント）又は１（レセシブ））に応じて、通信線５へ信号を出力する。なおＣＡＮプロトコルにおいては、通信線５としてツイストペア線が用いられ、送信部１７は通信線５へ差動信号を出力する。送信部１７は、複数ビットで構成された送信データの各ビットについて順に処理を行い、処理対象ビットの値がドミナントの場合には、所定の時間Ｔｐに亘って所定の信号（拡散変調した信号）を出力した後、通信線への信号出力を停止する。また送信部１７は、処理対象ビットの値がレセシブの場合、通信線への信号出力を行わない。
【００２５】
またＣＡＮ通信制御部１６は、通信線５の信号レベル（ツイストペア線を構成する２本の信号線の電位差）を検知することによって、通信線５上に送信された信号がドミナント／レセシブのいずれに対応する信号であるかを判定し、各ビットがドミナント／レセシブで表されるデータの受信を行う受信部１８を有している。ＣＡＮ通信制御部１６は、受信部１８にて受信したデータを制御部１１へ与える。またＣＡＮ通信制御部１６は、送信部１７にて自らが送信したデータを受信部１８にて受信し、送信データと受信データとが一致しない場合（送信データのレセシブが受信データにてドミナントに変化していた場合）、通信線５に接続された他のＥＣＵ１の送信が発生していることを検知し、アービトレーションの処理を行う。なおＥＣＵ１が行うアービトレーションの処理は、従来のＣＡＮプロトコルによるものと同じであるため、詳細な説明を省略する。
【００２６】
図３は、本発明に係る通信システムにおいて各ＥＣＵ１が送受信する信号を説明するための模式図であり、縦軸を信号線５のツイストペア線間の電位差Ｖとし、横軸を時間ｔとしたグラフである。図示の例は、送信データがドミナントからレセシブへ変化した場合の信号である。ＥＣＵ１の送信部１７は、ドミナントのデータ送信を行う場合、１ビットの送信時間Ｔｂのうち開始時点から時間Ｔｐまでの期間に、拡散変調した信号（図３においてはハッチングを付したパルスとして示してある）を出力した後、１ビットの送信時間Ｔｂに達するまで信号を出力しない。また送信部１７は、レセシブの場合、１ビットの送信時間Ｔｂの全てについて信号を出力しない。
【００２７】
図４は、各ＥＣＵ１がドミナントの情報送信の際に出力する信号を説明するための模式図である。本実施の形態に係る通信システムでは、各ＥＣＵ１のＣＡＮ通信制御部１６は、ドミナントの情報送信の際に通信線５へ出力する信号として、パルス信号を直接拡散符号方式により拡散変調した信号を用いる。直接拡散符号方式は、元の信号（本実施の形態ではパルス信号）に対して、拡散符号と呼ばれる２値系列を乗算することにより、変調を行う方式である。拡散符号としては、例えばＰＮ系列と呼ばれる符号系列を用いることができる。
【００２８】
ＰＮ系列の拡散符号は、疑似ランダムな符号でありシフトレジスタを用いて発生させることができる、周期性を持つ、周期内の０と１との数の差は１以下である等の性質を有している。またＰＮ系列の拡散符号は、１／２チップ以上の時間のずれが生じた信号の自己相関の絶対値が１以下となるという性質を有しており、自己相関特性がよいという特徴がある。このようなＰＮ系列の拡散符号には、例えばＭ系列、平方剰余系列及び双素数系列等の符号があるが、本実施の形態においてはＭ系列を採用する（ただし、Ｍ系列に限定するものではなく、他の系列の符号を採用してもよい）。なお、チップとは拡散符号系列の最小単位であり、その時間をＴｃとし、符号系列長をＮｐとすれば、Ｔｐ＝Ｎｐ×Ｔｃである。
【００２９】
Ｍ系列の拡散符号は、例えば下記の（１）式のような原始多項式を基に、シフトレジスタを用いて発生させることができる。
ｈ（ｘ）＝Ｘk ＋ｈk-1 ｘk-1 ＋…＋ｈ2 ｘ2 ＋ｈ1 ｘ＋１  …（１）
本実施の形態では、Ｍ系列の拡散符号を７チップとし、第１グループに”１１１００１０”を割り当て、第２グループに”１１０１０００”を割り当てる。これにより図４に示す信号が得られ、各ＥＣＵ１の送信部１７は、ドミナントの情報送信の際に時間Ｔｐに亘ってこの信号を信号線５上へ出力する。
【００３０】
また各ＥＣＵ１の受信部１８は、通信線５の信号レベルを所定周期（例えば各ビットの送信時間Ｔｂの１／２５に相当する時間）でサンプリングしており、各ビットの送信時間Ｔｂに亘るサンプリング結果から、ドミナントとして送信される拡散変調された信号の符号系列を検出する。受信部１８は、検出した符号系列と、自らに割り当てられた符号系列との相関値（自己相関値）を算出し、算出した相関値が閾値を超える場合、この信号を自らが所属するグループのＥＣＵ１が送信した情報であるとして、情報の受信処理を行う。これに対して、算出した相関値が閾値を超えない場合、受信部１８は、この信号を他のグループの情報であるとして、情報の受信処理を行わない。
【００３１】
例えば第１グループのＥＣＵ１の受信部１８は、通信線５上に検出した信号の符号系列が”１１１００１０”の場合、この符号系列と自らに割り当てられた符号系列”１１１００１０”との相関値７を算出し、また通信線５上に検出した符号系列が第２グループの”１１０１０００”の場合、相関値−１を算出する。なお受信部１８による相関値の算出は、２つの符号系列の各チップの値を比較し、値が同じであれば＋１を比較結果とし、値が異なれば−１を比較結果として、全チップの比較結果を加算することで行うことができる。また受信部１８は、算出した相関値が例えば閾値として３を超えるか否かを判定することで、この信号が自らが所属するグループのものであるか否かを判定することができる。
【００３２】
図５は、本実施の形態に係る通信システムにて送受信される信号の一例を示す模式図である。なお図５においては、第１グループに属するＥＣＵ１ａが通信線５へ出力する信号を上段に示し、第２グループに属するＥＣＵ１ｂが通信線５へ出力する信号を中段に示してある。また図５の下段には、第１グループ及び第２グループが混在する通信システムにて通信線５へ出力される信号を示してある。またいずれの信号もドミナントが連続する情報送信を行った場合のものである。
【００３３】
例えば第１グループに属するＥＣＵ１ａは、各ビットの情報を周期Ｔｂ１にて送信する。このときＥＣＵ１ａは、各ビットの情報送信時間Ｔｂ１のうち、開始時点から時間Ｔｐ１までの期間に拡散変調した信号を出力し、時間Ｔｐ１の経過後は信号を出力しない。
【００３４】
これに対して例えば第２グループに属するＥＣＵ１ｂは、各ビットの情報を周期Ｔｂ２にて送信する。ただし、第２グループの周期Ｔｂ２は、第１グループの周期Ｔｂ１の自然数（１、２、３…）倍である（図４に示す例ではＴｂ２＝２×Ｔｂ１）。またＥＣＵ１ｂは、各ビットの情報送信時間Ｔｂ２のうち、開始時点から時間Ｔｐ２までの期間に拡散変調した信号を出力し、時間Ｔｐ２の経過後は信号を出力しない。ただし、第１グループの時間Ｔｐ１及び第２グループの時間Ｔｐ２は、Ｔｐ１＋Ｔｐ２＜Ｔｂ１の条件を満たすよう設定される。
【００３５】
本通信システムでは、第１グループのＥＣＵ１ａによる拡散変調した信号の出力と、第２グループのＥＣＵ１ｂによる拡散変調した信号の出力とが同時的に行われないように、第１グループのＥＣＵ１ａ及び第２グループのＥＣＵ１ｂは、タイミングをずらしてドミナントの信号の出力を共通の通信線５に対して行う。即ち、第１グループのＥＣＵ１ａが時間Ｔｐ１に亘る信号を出力した後から１ビットの送信時間Ｔｂ１が経過するまでの期間（ＥＣＵ１ａが信号を出力しない期間）に、第２グループのＥＣＵ１ｂが時間Ｔｐ２に亘る信号の出力を行う。
【００３６】
各グループのＥＣＵ１のＣＡＮ通信制御部１６は、送信部１７にてドミナントに対応して拡散変調した信号を出力し、このときに受信部１８にて検出した信号との相関値が閾値を超えない場合、第１グループ及び第２グループの信号出力が同時的に行われたと考えられるため、送信部１７にてタイミングをずらして再送信を行う。送信部１７が再送信を行うことによって最初のビットの情報送信に成功した後は、第１グループの送信周期Ｔｂ１及び第２グループの送信周期Ｔｂ２が自然数倍であるため、両グループの信号出力が再び同時的に行われることはなく、第１グループのＥＣＵ１ａ及び第２グループのＥＣＵ１ｂは自らの送信周期にて２ビット目以降の情報送信を行うことができる。
【００３７】
次に、通信システムの各ＥＣＵ１が行う通信処理の手順を、フローチャートを用いて説明する。図６は、ＥＣＵ１が送信データの１ビット目を送信する際の処理手順を示すフローチャートである。なお、ＥＣＵ１は、１ビット目の情報としてドミナントの信号を通信線５へ出力する。通信システムの各ＥＣＵ１のＣＡＮ通信制御部１６は、情報送信を行う場合に、まず通信線５が空いているか（他のＥＣＵ１が情報を送信していないか）否かを判定し（ステップＳ１）、通信線５が空いていない場合（Ｓ１：ＮＯ）、通信線５が空くまで待機する（他のＥＣＵ１が送信した情報の受信を行う）。
【００３８】
通信線５が空いている場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、ＣＡＮ通信制御部１６は、送信部１７にて自らに割り当てられた符号系列を用いて拡散変調した信号の通信線５への出力を行うと共に（ステップＳ２）、受信部１８にて通信線５の信号レベルのサンプリングを行う（ステップＳ３）。その後、ＣＡＮ通信制御部１６は、信号出力の開始から所定の時間Ｔｐが経過したか否かを判定し（ステップＳ４）、時間Ｔｐが経過していない場合（Ｓ４：ＮＯ）、ステップＳ２へ処理を戻し、信号出力及びサンプリングを繰り返し行う。
【００３９】
時間Ｔｐが経過した場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、ＣＡＮ通信制御部１６は、送信部１７による信号出力を停止すると共に（ステップＳ５）、受信部１８による通信線５の信号レベルのサンプリングを継続して行う（ステップＳ６）。その後、ＣＡＮ通信制御部１６は、信号出力の開始から１ビットの情報送信時間Ｔｂが経過したか否かを判定し（ステップＳ７）、情報送信時間Ｔｂが経過していない場合（Ｓ７：ＮＯ）、ステップＳ５へ処理を戻し、信号出力停止状態を維持すると共に信号レベルのサンプリングを繰り返し行う。
【００４０】
情報送信時間Ｔｂが経過した場合（Ｓ７：ＹＥＳ）、ＣＡＮ通信制御部１６は、受信部１８のサンプリング結果から、通信線５上の信号の符号系列を取得し、取得した符号系列と自らに割り当てられた符号系列との相関値を算出し（ステップＳ８）、算出した相関値が閾値を超えるか否かを判定する（ステップＳ９）。算出した相関値が閾値を超えない場合（Ｓ９：ＮＯ）、ＣＡＮ通信制御部１６は、所定時間待機し（ステップＳ１０）、ステップＳ２へ処理を戻して、情報の再送信を行う。また算出した相関値が閾値を超える場合（Ｓ９：ＹＥＳ）、ＣＡＮ通信制御部１６は、送信する情報の２ビット目以降の情報送信処理を開始し（ステップＳ１１）、１ビット目の情報送信処理を終了する。
【００４１】
なお、情報の送受信に必要な符号系列及び算出した相関値との比較を行う閾値等の情報は、各ＥＣＵ１のＲＯＭ１２に予め記憶されており、制御部１１はＲＯＭ１２から符号系列及び閾値等の情報を読み出して上記の処理を行う。
【００４２】
図７及び図８は、ＥＣＵ１が情報の２ビット目以降のアービトレーションフィールドを送信する際の処理手順を示すフローチャートである。通信システムの各ＥＣＵ１のＣＡＮ通信制御部１６は、送信データの未送信の１ビットの情報を取得し（ステップＳ２１）、取得した情報がドミナントであるか否かを判定する（ステップＳ２２）。ＣＡＮ通信制御部１６は、送信する情報がドミナントの場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、送信部１７にて自らに割り当てられた符号系列を用いて拡散変調した信号の通信線５への出力を行い（ステップＳ２３）、送信する情報がドミナントではなくレセシブの場合（Ｓ２２：ＮＯ）、送信部１７にて通信線５への信号出力を停止する（ステップＳ２４）。またＣＡＮ通信制御部１６は、受信部１８にて通信線５の信号レベルのサンプリングを行い（ステップＳ２５）、このビットの送信処理の開始から所定の時間Ｔｐが経過したか否かを判定する（ステップＳ２６）。時間Ｔｐが経過していない場合（Ｓ２６：ＮＯ）、ステップＳ２５へ処理を戻し、信号レベルのサンプリングを繰り返し行う。
【００４３】
時間Ｔｐが経過した場合（Ｓ２６：ＹＥＳ）、ＣＡＮ通信制御部１６は、送信部１７による信号出力を停止し（ステップＳ２７）、受信部１８によるサンプリング結果から、通信線５上へ出力された信号がドミナントであるか否かを判定する（ステップＳ２８）。信号がドミナントの場合（Ｓ２８：ＹＥＳ）、ＣＡＮ通信制御部１６は、送信部１７にてレセシブの情報送信を行っていたか否かを更に判定する（ステップＳ２９）。送信部１７にてレセシブの情報を送信していた場合（Ｓ２９：ＹＥＳ）、ＣＡＮ通信制御部１６は、他のＥＣＵ１の情報送信が行われたと判断し、アービトレーションの処理を開始し（ステップＳ３０）、送信処理を終了する。なお、アービトレーション処理の手順は従来のＣＡＮプロトコルによるものと同様であるため、詳細な説明を省略する。
【００４４】
通信線５上の信号がドミナントでなくレセシブの場合（Ｓ２８：ＮＯ）、又は、送信部１７がレセシブの情報送信を行っていなかった場合（Ｓ２９：ＮＯ）、ＣＡＮ通信制御部１６は、このビットの送信処理の開始から１ビットの情報送信時間Ｔｂが経過したか否かを判定する（ステップＳ３１）。情報送信時間Ｔｂが経過していない場合（Ｓ３１：ＮＯ）、ＣＡＮ通信制御部１６は、情報送信時間Ｔｂが経過するまで待機する。情報送信時間Ｔｂが経過した場合（Ｓ３１：ＹＥＳ）、ＣＡＮ通信制御部１６は、送信する情報の全ビットについて送信を終了したか否かを判定する（ステップＳ３２）。全ビットの送信を終了していない場合（Ｓ３２：ＮＯ）、ＣＡＮ通信制御部１６は、ステップ２１へ処理を戻し、次のビットの情報送信を行う。全ビットの送信を終了した場合（Ｓ３２：ＹＥＳ）、ＣＡＮ通信制御部１６は、送信処理を終了する。
【００４５】
以上の構成の通信システムは、通信システム中の各ＥＣＵ１が、ドミナントの情報送信に対して、１ビットの情報送信時間Ｔｂより短い時間Ｔｐの拡散変調された信号を出力した後に信号出力を停止する構成であり、第１グループ及び第２グループがそれぞれ異なる符号系列を用いて拡散変調を行う構成である。この構成により、第１グループのＥＣＵ１ａ及び第２グループのＥＣＵ１ｂを共通の通信線５に接続して情報の送受信を行った場合に、各ＥＣＵ１ａ、１ｂのＣＡＮ通信制御部１６が通信線５上の信号が自らのグループに係るものであるか否かを判定することができるため、複数のグループが通信線５を共有して同時的に通信を行うことができる。
【００４６】
また各ＥＣＵ１がドミナントの情報送信に対して所定時間に亘って出力する信号を、直接拡散符号方式によりパルス信号を拡散変調した信号とし、グループ毎に異なる符号系列を用いて拡散変調を行う構成とすることにより、各ＥＣＵ１は通信線５上にて検出した信号と自らが出力する信号との相関値を算出することによって、通信線５上の信号が自らのグループに係るものであるか否かを容易且つ精度よく判定することができる。
【００４７】
一方のグループのＥＣＵ１が信号出力を行っていない期間に他方のグループのＥＣＵ１が信号出力を行うと共に、第１グループの送信周期Ｔｂ１に対して第２グループの送信周期Ｔｂ２を自然数倍に設定することによって、各ＥＣＵ１は最初の１ビットの送信に成功した後は、以降の情報送信を他グループの情報送信に衝突することなく確実に行うことができる。
【００４８】
なお、本実施の形態においては、通信システムが車輌に搭載されるものとしたが、これに限るものではない。また通信装置はＥＣＵ１に限らない。また、図１に示した通信システムの構成（ＥＣＵ１の数、ＥＣＵ１の接続形態等）は、一例であってこれに限るものではない。また、通信線５としてツイストペア線を用いる構成としたが、これに限るものではなく、１つの線を通信線５として用いるなど、その他の構成であってよい。また、第１グループの通信速度を５００Ｋｂｐｓとし、第２グループの通信速度を２５０Ｋｂｐｓとしたが、これらの通信速度は一例であって、これに限るものではない。また第１グループ及び第２グループの通信速度が同じであってもよい。
【００４９】
また、上述の実施の形態では、通信システムには２つのグループを含む構成としたが、これに限るものではなく、３つ以上のグループを含む構成であってよい。この場合、最も短い１ビットの情報送信時間Ｔｂの間に、拡散変調された信号が３つ以上収まるように、各グループの信号出力時間Ｔｐを設定すると共に、各グループがそれぞれ異なる符号系列に基づく信号を出力する必要がある。
【００５０】
また、上述の実施の形態では、第１グループのＥＣＵ１ａが出力する拡散変調された信号と、第２グループのＥＣＵ１ｂが出力する拡散変調された信号とが重なることのないように、送信タイミングをずらして各ビットの情報を周期的に送信する構成としたが、これに限るものではない。第１グループのＥＣＵ１ａが出力する拡散変調された信号と、第２グループのＥＣＵ１ｂが出力する拡散変調された信号とが一部又は全部が重なって通信線５上に出力される場合であっても、算出した相関値が閾値を超え、各ＥＣＵ１が自らの属するグループに係る信号の有無を判別することができる構成であればよい。
【符号の説明】
【００５１】
１、１ａ、１ｂ  ＥＣＵ（通信装置）
５  通信線
１１  制御部
１２  ＲＯＭ
１３  ＲＡＭ
１４  入力部
１５  出力部
１６  ＣＡＮ通信制御部（拡散変調手段、送信手段、検出手段、算出手段、判定手段）
１７  送信部（送信手段）
１８  受信部（検出手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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