(57)【要約】【課題】配線数を増加させることなく、同一のプロトコルに基づく通信データの通信容量を容易に増加させることのできる通信装置、及び、該通信装置を用いた通信システム、及び前記通信装置に用いられる通信方法を提供する。【解決手段】通信装置は、通信用バス２１に接続され、通信用バス２１を介して通信データを送信受信する。通信装置は、通信データＳ１を変調した通信信号ＴＳ１を通信用バス２１へ送信する送信モジュール６０と、通信用バス２１から受信した通信信号ＴＲ１を復調して通信データＲ１を得る受信モジュール５０とを備え、送信モジュール６０は、所定の送信周波数帯域Ｆ１内で動的に変化する周波数に基づいて通信データＳ１を変調し、受信モジュール５０は、変調されて受信される周波数帯域Ｆ１に対応する通信信号を復調して通信データＳ１を得る。【選択図】図８
2013123132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信線に接続され、当該通信線を介して通信データを送信受信する通信装置であって、
通信データを変調した通信信号を前記通信線へ送信する送信部と、
前記通信線から受信した通信信号を復調して通信データを得る受信部とを備え、
前記送信部は、所定の送信周波数帯内で動的に変化する周波数に基づいて通信データを変調し、
前記受信部は、前記変調されて受信される周波数帯に対応する通信信号を復調して通信データを得る
ことを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記動的に変化する周波数が、疑似雑音符号に基づいて決定される
請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記通信線がコントロールエリアネットワークの規格に基づく通信線であり、
前記通信データが、コントロールエリアネットワークのプロトコルに基づく通信データである
請求項１又は２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記受信部は、前記コントロールエリアネットワークのプロトコルの１ビットの信号の長さの期間内に検出された通信信号に基づいて当該プロトコルの１ビットに対応する信号レベルを決定する
請求項３に記載の通信装置。
【請求項５】
前記信号レベルが、前記１ビットの信号の長さの期間内に所定の閾値を超えた通信信号が検出されたことを条件にドミナントであると決定される一方、前記ドミナントであると決定されなかったことを条件にリセッシブであると決定される
請求項４に記載の通信装置。
【請求項６】
複数の通信装置がネットワークに通信可能に接続される通信システムであって、
前記複数の通信装置のうち、
少なくとも２つの通信装置が、所定の送信周波数帯内で動的に変化する周波数に基づいて通信データを変調した通信信号を前記ネットワークに送信する送信部を備え、
少なくとも１つの通信装置が、前記ネットワークから取得した変調された通信信号を前記送信周波数帯に基づいて復調して通信データを得る受信部を備え、
前記送信部が、該送信部から送信した通信信号と、前記ネットワークに伝達されている信号との比較に基づいて当該送信部からの通信信号の送信を制御する
ことを特徴とする通信システム。
【請求項７】
コントロールエリアネットワークを介して通信される通信データを送信する通信方法であって、
コントロールエリアネットワークを介する通信を制御するコントローラから出力された通信データを、所定の送信周波数帯内で動的に変化する周波数に基づいて変調してコントロールエリアネットワークに送信する
ことを特徴とする通信方法。
【請求項８】
コントロールエリアネットワークを介して通信される通信データを受信する通信方法であって、
コントロールエリアネットワークから所定の周波数帯内で動的に変化する周波数に基づき変調された通信信号を受信するとともに、これを前記所定の周波数帯で復調し、コントロールエリアネットワークを介する通信を制御するコントローラに通信データとして出力する
ことを特徴とする通信方法。
【請求項９】
コントロールエリアネットワークに通信可能に接続される通信装置であって、
コントロールエリアネットワークを介する通信を制御するコントローラから出力された通信データを、所定の送信周波数帯内で動的に変化する周波数に基づいて変調してコントロールエリアネットワークに送信する
ことを特徴とする通信装置。
【請求項１０】
前記動的に変化する周波数が、疑似雑音符号に基づいて決定される
請求項９に記載の通信装置。
【請求項１１】
コントロールエリアネットワークに通信可能に接続される通信装置であって、
コントロールエリアネットワークから所定の周波数帯内で動的に変化する周波数に基づき変調された通信信号を受信するとともに、これを前記所定の周波数帯で復調して得た通信データをコントロールエリアネットワークを介する通信を制御するコントローラに出力する
ことを特徴とする通信装置。
【請求項１２】
前記通信データが、コントロールネットワークのプロトコルに基づく通信データであり、
前記通信データの信号レベルが、前記プロトコルの１ビットの信号の長さの期間内に検出された通信信号に基づいて当該プロトコルの１ビットに対応する信号レベルに決定される
請求項１１に記載の通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信ネットワーク、特に車両に搭載される通信ネットワークに接続され、当該ネットワークを介して通信を行う通信装置、及び該通信装置を用いた通信システム、及び前記通信装置に用いられる通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、車両に搭載された複数の電子制御装置（ＥＣＵ）にあっては、それぞれがネットワーク接続されることによってそれら電子制御装置の有する情報（車両情報）を相互に送受信可能とする車両ネットワークシステムを構成していることが多い。そして、このような車両ネットワークシステムを構成する通信システムの一つにコントロールエリアネットワーク（ＣＡＮ）がある。ＣＡＮは、一つのバスに複数のノードが接続されるバス型のネットワークであって、例えば、高速ＣＡＮの仕様は、伝送レートが５００ｋｂｐｓ、最大バス長が４０ｍ、最大接続ノード数が１６個と規定されている。ところが近年、車両に搭載されるＥＣＵの増加に伴って、ＣＡＮに対しても通信容量の増加や接続ノード数の増加などの要望が高まりつつある。そこで、ＣＡＮを利用して通信容量を増加させる通信システムの一例が特許文献１に記載されている。
【０００３】
特許文献１に記載の通信システムは、ＣＡＮの差動信号を伝達する通信線としてのツイストペアケーブルの端部にそれぞれカップリングコンデンサを接続する。そして、一方のカップリングコンデンサを介してＣＡＮの通信線で通信されているＣＡＮプロトコルのデータに高い周波数のデータを重畳させるとともに、他方のカップリングコンデンサを介してＣＡＮの通信線に重畳された高い周波数のデータを取得するようにしている。このとき、ＣＡＮの通信線には、例えば、ＣＡＮプロトコルの信号が５００ｋｂｐｓで伝送されるとともに、高い周波数のデータの信号が１００Ｍｂｐｓで伝送される。これによりＣＡＮを利用してのＣＡＮプロトコルの通信に加えて、高い周波数でのデータ通信が併せて行われることとなり、通信容量を増加させることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１９３６０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の特許文献１に記載の通信システムによれば、確かにＣＡＮを介して伝送されるデータ量が増加するようにはなるものの、高い周波数によるデータ通信はＣＡＮでの伝送には適していない映像データの通信であるため、同通信システムではＣＡＮプロトコルの通信容量を増加させることはできない。
【０００６】
また、図２６に示すように、複数のＣＡＮバス１２１，１２２，１２３を、それらＣＡＮバス１２１，１２２，１２３間で通信データの相互転送を行うゲートウェイ（ＧＷ）１２０を介して接続することで、各ＣＡＮバス１２１〜１２３に接続された第１〜第１２ＥＣＵ１０１〜１１２の相互間で通信データを伝達可能にする構成も知られている。しかしこの場合、通信システムに接続できるノード数を増加させることはできるものの、各ＣＡＮバス１２１〜１２３の通信容量を増加させるものではないとともに、相互転送されるデータが増えると、逆に通信データの輻輳を招いてしまうおそれもある。
【０００７】
さらに、図２７に示すように、第１のＥＣＵ１０１に、ＣＡＮトランシーバ１４４と、コモンモードチョークコイル１４３と、終端回路１４２と、コネクタ１４１とを１組としてなる通信部を２つ設け、各通信部にＣＡＮバス１２１，１２２のいずれかをそれぞれ接続する方法もある。これにより、第１のＥＣＵ１０１は、データ通信に２つのＣＡＮバス１２１，１２２を利用することができるようになることで通信容量が増加されるようになる。しかしながら、一方のバスのみに伝送する通信データを選択することは容易でないとともに、その実現にはＣＡＮバスと該ＣＡＮバスに接続される回路をさらに１組追加しなければならないなどコストアップや配線の複雑化が無視できなくなる。
【０００８】
本発明は、上述のような実情に鑑みなされたものであって、その目的は、配線数を増加させることなく、同一のプロトコルに基づく通信データの通信容量を容易に増加させることのできる通信装置、及び、該通信装置を用いた通信システム、及び前記通信装置に用いられる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】
【０００９】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、通信線に接続され、当該通信線を介して通信データを送信受信する通信装置であって、通信データを変調した通信信号を前記通信線へ送信する送信部と、前記通信線から受信した通信信号を復調して通信データを得る受信部とを備え、前記送信部は、所定の送信周波数帯内で動的に変化する周波数に基づいて通信データを変調し、前記受信部は、前記変調されて受信される周波数帯に対応する通信信号を復調して通信データを得ることを要旨とする。
【００１０】
上記課題を解決するため、請求項６に記載の発明は、複数の通信装置がネットワークに通信可能に接続される通信システムであって、前記複数の通信装置のうち、少なくとも２つの通信装置が、所定の送信周波数帯内で動的に変化する周波数に基づいて通信データを変調した通信信号を前記ネットワークに送信する送信部を備え、少なくとも１つの通信装置が、前記ネットワークから取得した変調された通信信号を前記送信周波数帯に基づいて復調して通信データを得る受信部を備え、前記送信部が、該送信部から送信した通信信号と、前記ネットワークに伝達されている信号との比較に基づいて当該送信部からの通信信号の送信を制御することを要旨とする。
【００１１】
上記課題を解決するため、請求項７に記載の発明は、コントロールエリアネットワークを介して通信される通信データを送信する通信方法であって、コントロールエリアネットワークを介する通信を制御するコントローラから出力された通信データを、所定の送信周波数帯内で動的に変化する周波数に基づいて変調してコントロールエリアネットワークに送信することを要旨とする。
【００１２】
上記課題を解決するため、請求項８に記載の発明は、コントロールエリアネットワークを介して通信される通信データを受信する通信方法であって、コントロールエリアネットワークから所定の周波数帯内で動的に変化する周波数に基づき変調された通信信号を受信するとともに、これを前記所定の周波数帯で復調し、コントロールエリアネットワークを介する通信を制御するコントローラに通信データとして出力することを要旨とする。
【００１３】
上記課題を解決するため、請求項９に記載の発明は、コントロールエリアネットワークに通信可能に接続される通信装置であって、コントロールエリアネットワークを介する通信を制御するコントローラから出力された通信データを、所定の送信周波数帯内で動的に変化する周波数に基づいて変調してコントロールエリアネットワークに送信することを要旨とする。
【００１４】
上記課題を解決するため、請求項１１に記載の発明は、コントロールエリアネットワークに通信可能に接続される通信装置であって、コントロールエリアネットワークから所定の周波数帯内で動的に変化する周波数に基づき変調された通信信号を受信するとともに、これを前記所定の周波数帯で復調して得た通信データをコントロールエリアネットワークを介する通信を制御するコントローラに出力することを要旨とする。
【００１５】
このような構成もしくは方法によれば、通信信号が所定の周波数範囲で変動する周波数により変調される。これにより、たとえ複数の通信装置が同一の送信周波数帯の通信信号を通信線に送信したとしても、通信信号が干渉し、例えば、逆位相の通信信号が重なって通信信号が検出されないレベルになってしまうおそれがない。具体的には、変調用の信号、いわゆる、搬送波の位相が１８０°ずれている２つの通信装置が同時に論理「０」を変調した通信信号を出力した場合、通信線では位相の１８０°相違する２つの通信信号が重ね合わさり、通信信号が打ち消されてしまうようになる。すなわち２つの通信装置はいずれも論理「０」を出力しているにもかかわらず、信号線の通信信号からは論理「１」が検出されることとなってしまう。そこで、変調に用いる周波数を送信周波数帯に含まれる範囲で動的に変化させることで、２つの通信装置の搬送波が１８０°の位相で重なり続けることを防止し、例えば、論理「０」が出力されている場合、短時間であれ、論理「０」が出力されていることを検出可能な通信信号が信号線に伝送されるようにしている。
【００１６】
また、変調する周波数を動的に変更することで、通信信号を送信部から送信中の通信装置は、受信部を介して通信信号を監視することで、通信線に他の通信信号が重畳されていることを検出することができるようになる。つまり、通信装置は、他の通信信号の有無を監視して、自身の通信部からの通信信号の送信を制御するようにすることができるようになる。
【００１７】
さらに、所定の送信周波数帯を変更すれば、通信線で周波数多重通信を行うことができるようにもなる。
これにより、この通信装置によれば、配線数を増加させることなく、同一のプロトコルに基づく通信データの通信容量を増加させることができるようになる。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の通信装置において、前記動的に変化する周波数が、疑似雑音符号に基づいて決定されることを要旨とする。
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の通信装置において、前記動的に変化する周波数が、疑似雑音符号に基づいて決定されることを要旨とする。
【００１９】
このような構成によれば、通信装置毎に周波数が動的かつランダムに変化するようになるため、複数の通信装置間ではそれぞれの周波数の位相差が逐次変化するようになる。これにより、たとえ複数の通信装置が同時に送信信号を送信したとしても、送信中の通信装置は他の通信信号が送信されていることを検出できるようになる。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の通信装置において、前記通信線がコントロールエリアネットワークの規格に基づく通信線であり、前記通信データが、コントロールエリアネットワークのプロトコルに基づく通信データであることを要旨とする。
【００２１】
このような構成によれば、コントロールネットワーク、いわゆるＣＡＮを適用した通信装置は、ＣＡＮにおける配線数を増加させることなく、ＣＡＮプロトコルに基づく通信データの通信量を増加させることができるようになる。ところで、通常、ＣＡＮプロトコルでは、通信データが論理「０」（ドミナント）又は論理「１」（リセッシブ）の２つのレベルで伝送され、論理「０」の優先度が論理「１」よりも高い。そして、複数の通信装置が送信信号を同時送信したとき、各通信装置は自身が送信した信号レベルと、通信線、いわゆるバスの信号レベルとが等しいか否かを監視し、送信制御、いわゆるアビトレーションを行う。アビトレーションでは、送信している信号レベルと、バスの信号レベルとを比較し、それらが等しいと判断された場合、送信を継続し、それらが等しくない判断された場合、送信を中止する。
【００２２】
また、このような構成によれば、通信信号を復調した時点、すなわち通信データを取得できるようになった時点で、上述のアビトレーションが可能になるため、ＣＡＮプロトコルによる通信制御を実時間で処理することができるようになる。
【００２３】
これにより、ＣＡＮの規格に基づく通信線、つまりＣＡＮバスを増加させることなく、ＣＡＮプロトコルに基づく通信データの通信容量を増加させることができるようになる。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の通信装置において、前記受信部は、前記コントロールエリアネットワークのプロトコルの１ビットの信号の長さの期間内に検出された通信信号に基づいて当該プロトコルの１ビットに対応する信号レベルを決定することを要旨とする。
【００２４】
請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の通信装置において、前記通信データが、コントロールネットワークのプロトコルに基づく通信データであり、前記通信データの信号レベルが、前記プロトコルの１ビットの信号の長さの期間内に検出された通信信号に基づいて当該プロトコルの１ビットに対応する信号レベルに決定されることを要旨とする。
【００２５】
このような構成によれば、受信部が通信信号に基づいて決定した信号レベルが、ＣＡＮのプロトコルに適合した通信データに復元される。これにより、この復元された通信データをそのままＣＡＮプロトコルを解析するＣＡＮコントローラに入力することができるようになる。このため、バス上に周波数変調された通信信号を伝送したとしても、通信装置では、ＣＡＮプロトコルに適合した処理を従来のＣＡＮコントローラに行わせることができるようになる。これにより、こうした通信装置の利用可能性が向上するようになる。
【００２６】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の通信装置において、前記信号レベルが、前記１ビットの信号の長さの期間内に所定の閾値を超えた通信信号が検出されたことを条件にドミナントであると決定される一方、前記ドミナントであると決定されなかったことを条件にリセッシブであると決定されることを要旨とする。
【００２７】
このような構成によれば、通信データの「ドミナント」（論理「０」）又は「リセッシブ」（「論理「１」）を１ビット長程度の期間内で決定することが可能になるため、例えば、ＣＡＮコントローラによるＣＡＮプロトコルに関する各種を実時間で処理させることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明にかかる通信装置を備える通信システムを具体化した第１の実施形態について、そのシステム構成を示すブロック図。
【図２】同実施形態の通信システムにて行われる周波数多重通信を模式的に示す模式図。
【図３】同実施形態の通信装置の１例目の構成を示すブロック図。
【図４】同実施形態の通信装置の２例目の構成を示すブロック図。
【図５】同実施形態の通信装置の３例目の構成を示すブロック図。
【図６】同実施形態の通信装置の４例目の構成を示すブロック図。
【図７】同実施形態の通信装置の５例目の構成を示すブロック図。
【図８】同実施形態の通信装置のＡＳＫモジュールの構成を示すブロック図。
【図９】同実施形態の通信装置で搬送波を変化させた場合の例を示すグラフであって、（ａ）は第１ＥＣＵの送信波を示すグラフ、（ｂ）は第３ＥＣＵの送信波を示すグラフ、（ｃ）は（ａ）及び（ｂ）の２つ送信波が送信されたバスの信号レベルを示すグラフ。
【図１０】同実施形態の通信装置で搬送波が変化しない場合の例を示すグラフであって、（ａ）は第１ＥＣＵの送信波を示すグラフ、（ｂ）は第３ＥＣＵの送信波を示すグラフ、（ｃ）は（ａ）及び（ｂ）の２つ送信波が送信されたバスの信号レベルを示すグラフ。
【図１１】本発明にかかる通信装置を備える通信システムを具体化した第２の実施形態について、そのシステム構成を示すブロック図。
【図１２】本発明にかかる通信装置を備える通信システムを具体化した第３の実施形態について、そのシステム構成を示すブロック図。
【図１３】同実施形態の通信システムにて行われる周波数多重通信を模式的に示す模式図。
【図１４】同実施形態の通信装置の１例目の構成を示すブロック図。
【図１５】同実施形態の通信装置の２例目の構成を示すブロック図。
【図１６】同実施形態の通信装置の３例目の構成を示すブロック図。
【図１７】本発明にかかる通信装置を備える通信システムを具体化した第４の実施形態について、そのシステム構成を示すブロック図。
【図１８】同実施形態の通信システムにより置き換えられることのできる通信システムの構成例を示すブロック図。
【図１９】同実施形態の通信装置の１例目の構成を示すブロック図。
【図２０】同実施形態の通信装置の２例目の構成を示すブロック図。
【図２１】本発明にかかる通信装置を備える通信システムを具体化した第５の実施形態について、そのシステム構成を示すブロック図。
【図２２】従来の通信システムのバス上の信号の歪みを示すグラフ。
【図２３】同実施形態の通信装置の構成の一例を示すブロック図。
【図２４】同実施形態の通信装置の１例目の構成を示すブロック図。
【図２５】同実施形態の通信装置の２例目の構成を示すブロック図。
【図２６】従来の通信システムの一例について、その構成を示すブロック図。
【図２７】従来の通信装置の一例について、その構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる通信装置を備える通信システムを具体化した第１の実施形態について、図に従って説明する。
【００３０】
本実施形態の通信システムは、基本的には、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）の通信ネットワークとして構成されている。一方、この通信システムは、通信容量を大きくするため、ＣＡＮの通信仕様を生かしつつ、通信線としての通信用バス２１にＣＡＮプロトコルに基づく複数の通信信号をそれぞれ同時に異なる周波数帯で伝送する、いわゆる周波数分割多重による通信をさせる通信システムである。
【００３１】
まず、本実施形態の通信システムの概略について、図１及び図２を参照して説明する。
図１に示すように、車両９０は、車両用のネットワークシステムとして通信システムを備えている。通信システムは、通信装置としての第１〜第１２電子制御装置（ＥＣＵ）１〜１２と、各第１〜第１２ＥＣＵ１〜１２が通信信号を送信受信可能に接続される通信用バス２１とを備えている。
【００３２】
通信用バス２１は、ＣＡＮプロトコルの伝送に適合する電気的特性を有しているツイストペアケーブルを用いたバスであるとともに、ＣＡＮプロトコルが専有する周波数帯域よりも高い周波数帯域の信号の伝送も可能な特性を有している。図２に示すように、通信用バス２１には、相互に異なる周波数からなる第１〜第３中心周波数Ｂ１〜Ｂ３を中心周波数として含み所定の周波数幅を有する第１〜第３周波数帯域Ｆ１〜Ｆ３に対応する通信信号が同時送信可能になっている。
【００３３】
第１〜第１２ＥＣＵ１〜１２は、ＣＡＮプロトコルに基づく通信データの入出力が可能になっている。第１〜第９ＥＣＵ１〜９は、ＣＡＮプロトコルに基づく通信データを第１周波数帯域Ｆ１で変調して通信信号とし、通信用バス２１に送信する一方、通信用バス２１から受信した第１周波数帯域Ｆ１の通信信号を復調して通信データとして入力する。第１，２，１２ＥＣＵ１，２，１２は、ＣＡＮプロトコルに基づく通信データを第２周波数帯域Ｆ２で変調して通信信号とし、通信用バス２１に送信する一方、通信用バス２１から受信した第２周波数帯域Ｆ２の通信信号を復調して通信データとして入力する。第１０及び第１１ＥＣＵ１０，１１は、ＣＡＮプロトコルに基づく通信データを第３周波数帯域Ｆ３で変調して通信信号とし、通信用バス２１に送信する一方、通信用バス２１から受信した第３周波数帯域Ｆ３の通信信号を復調して通信データとして入力する。つまり、通信システムには、通信データの送信受信に用いる周波数帯域の別に、第１〜第９ＥＣＵ１〜９を相互通信可能にする第１仮想バスＶＢ１と、第１，２，１２ＥＣＵ１，２，１２を相互通信可能にする第２仮想バスＶＢ２と、第１０及び第１１ＥＣＵ１０，１１を相互通信可能にする第３仮想バスＶＢ３とが構成されている。
【００３４】
また、通信システムは、通信用バス２１に接続され、受信した通信信号の電気的特性、具体的には受信した周波数帯域を他の周波数帯域に変更して再送信するゲートウェイ（ＧＷ）２０を備えている。ＧＷ２０は、ＣＡＮプロトコルに基づく通信データの入出力が可能になっている。ＧＷ２０は、第１〜第３周波数帯域Ｆ１〜Ｆ３のいずれに対しても通信信号を送信受信可能になっており、いずれかの周波数帯域で受信した通信信号を復調して通信データとして入力するとともに、当該入力した通信データをその他の周波数帯域に変調して通信信号として通信用バス２１に送信する。つまり、ＧＷ２０は、第１〜第３仮想バスＶＢ１〜ＶＢ３で伝達される通信信号の周波数帯域の変換を行い、他の周波数帯域の仮想バスに転送するようにしている。ＧＷ２０は、例えば、第１周波数帯域Ｆ１から受信した通信信号を第２及び第３周波数帯域Ｆ２，Ｆ３の通信信号に変換して送信したり、第３周波数帯域Ｆ３から受信した通信信号を第１及び第２周波数帯域Ｆ１，Ｆ２の通信信号に変換して送信したりする。これにより、異なる仮想バスに属するＥＣＵ間にも通信信号を伝達することができるようにしている。
【００３５】
これにより通信システムは、通信用バス２１を介して第１〜第１２ＥＣＵ１〜１２相互間で制御に用いられる各種情報が相互通信（送信受信）できるようになっている。
こうして構成される通信システムは、前述した図２６の通信システムと同様の機能を有している。すなわち、前述した図２６の通信システムは、第１のＣＡＮバス１２１に第１〜９ＥＣＵ１０１〜１０９が接続され、第２のＣＡＮバス１２２に第１，２，１２ＥＣＵ１０１，１０２，１１２が接続され、第３のＣＡＮバス１２３に第１０，１１ＥＣＵ１１０，１１１が接続されている。また、ＧＷ１２０は、一のＣＡＮバスの通信データを他のＣＡＮバスに転送させるシステムである。一方、本実施形態の通信システムには、従来の通信システムの第１のＣＡＮバス１２１に対応する第１仮想バスＶＢ１と、同第２のＣＡＮバス１２２に対応する第２仮想バスＶＢ２と、同第３のＣＡＮバス１２３に対応する第３仮想バスＶＢ３と、同ＧＷ１２０に対応するＧＷ２０とが設けられている。つまり、従来の通信システムでは３つ必要であったＣＡＮバス１２１〜１２３を、本実施形態では１つの通信用バス２１だけにしている。
【００３６】
次に、本実施形態の通信システムの詳細について、図３〜図１０を参照して説明する。
第１〜第１２ＥＣＵ１〜１２はそれぞれ、車両９０の各種制御に用いられる制御装置であって、例えば、駆動系や、走行系や、車体系や、情報機器系等を制御対象としているＥＣＵである。例えば、駆動系を制御対象とするＥＣＵとしては、エンジン用ＥＣＵが挙げられ、走行系を制御対象とするＥＣＵとしては、ステアリング用ＥＣＵやブレーキ用ＥＣＵが挙げられ、車体系を制御するＥＣＵとしては、ライト用ＥＣＵやウィンドウ用ＥＣＵが挙げられ、情報機器系を制御対象とするＥＣＵとしては、カーナビゲーション用ＥＣＵが挙げられる。
【００３７】
なお、第１及び第２ＥＣＵ１，２は同様の構成であり、第３〜第９ＥＣＵ３〜９は同様の構成であり、第１０及び第１１ＥＣＵ１０，１１は同様の構成である。このことから、同様の構成を有する複数のＥＣＵに対して１つのＥＣＵ、つまり、第１ＥＣＵ１、第３ＥＣＵ３及び第１０ＥＣＵ１０の構成ついてそれぞれ説明し、その他のＥＣＵ、つまり、第２ＥＣＵ２、第４〜第９ＥＣＵ４〜９及び第１１ＥＣＵ１１の構成については、その詳細な説明を割愛する。また、第１ＥＣＵ１、第３ＥＣＵ３、第１０ＥＣＵ１０及び第１２ＥＣＵ１２の構成の説明についても、同様の構成については同様の符号を付し、その詳細な説明を割愛する。
【００３８】
図３〜図６に示すように、第１，３，１０，１２ＥＣＵ１，３，１０，１２には、各種制御に必要とされる処理を行う処理装置３０と、ＣＡＮプロトコルに基づく通信データを送信及び受信することができる１つ、もしくは複数のＣＡＮコントローラ（３１，３２）が設けられている。処理装置３０は、マイクロコンピュータを含み構成されており、各種処理を行う演算装置や、演算結果や各種制御機能を提供するプログラムなどを保持する記憶装置を有している。そして、処理装置３０では、所定の制御機能を提供するプログラムが演算装置で実行処理されることによって当該所定の制御機能が提供される。
【００３９】
図３に示すように、第１ＥＣＵ１は、処理装置３０に第１及び第２ＣＡＮコントローラ３１，３２を備えていることから、第１ＥＣＵ１は、第１及び第２ＣＡＮコントローラ３１，３２のそれぞれを介してＣＡＮプロトコルに基づく通信データをそれぞれ送信受信できるようになっている。第１ＥＣＵ１は、第１ＣＡＮコントローラ３１に接続される第１ＡＳＫモジュール４３ａと、第２ＣＡＮコントローラ３２に接続される第２ＡＳＫモジュール４３ｂと、第１及び第２ＡＳＫモジュール４３ａ，４３ｂに接続されるとともに、コネクタ４１を介して通信用バス２１に接続されるカップリング回路４２とを備えている。なお、ＡＳＫとは、振幅偏移変調（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  ｓｈｉｆｔ  ｋｅｙｉｎｇ）のことである。
【００４０】
第１及び第２ＣＡＮコントローラ３１，３２は、入力されたＣＡＮプロトコルに基づく通信データを解析して、同通信データに含まれる制御情報などの情報を処理装置３０に提供するとともに、処理装置３０から受信した制御情報などの情報をＣＡＮプロトコルに基づく通信データに変換して出力する。
【００４１】
第１ＡＳＫモジュール４３ａは、第１ＣＡＮコントローラ３１から入力された通信データを所定の送信周波数帯としての第１周波数帯域Ｆ１（ｆ：Ｆ１）に基づき変調した通信信号を送信してカップリング回路４２に入力させる。また、第１ＡＳＫモジュール４３ａは、カップリング回路４２から出力された通信信号を受信して所定の受信周波数帯としての第１周波数帯域Ｆ１に基づき復調して第１ＣＡＮコントローラ３１に出力する。このように、送信周波数帯と受信周波数帯とに同じ第１周波数帯域Ｆ１が設定されていることで、第１ＡＳＫモジュール４３ａは、自ら送信した信号を受信することができるようにもなっている。
【００４２】
また、第２ＡＳＫモジュール４３ｂは、第２ＣＡＮコントローラ３２から入力された通信データを所定の送信周波数帯として第２周波数帯域Ｆ２（ｆ：Ｆ２）に基づき変調した通信信号を送信してカップリング回路４２に入力させる。また、第２ＡＳＫモジュール４３ｂは、カップリング回路４２から出力された通信信号を受信して所定の受信周波数帯としての第２周波数帯域Ｆ２に基づき復調して第２ＣＡＮコントローラ３２に出力する。このように、送信周波数帯と受信周波数帯とに同じ第２周波数帯域Ｆ２が設定されていることで、第２ＡＳＫモジュール４３ｂは、自ら送信した信号を受信することができるようになっている。
【００４３】
カップリング回路４２は、コネクタ４１に接続される通信用バス２１に対して入出力される通信信号の電気的特性と、第１及び第２ＡＳＫモジュール４３ａ，４３ｂに対して入出力される通信信号の電気的特性とを整合させるための回路である。例えば、通信用バス２１から入力される直流成分と交流成分とを含む通信信号を、交流成分のみを含む通信信号に変換して第１又は第２ＡＳＫモジュール４３ａ，４３ｂに出力する。また例えば、第１又は第２ＡＳＫモジュール４３ａ，４３ｂから入力される交流成分のみを含む通信信号を、直流成分と交流成分とを含む通信信号に変換して通信用バス２１に出力する。
【００４４】
つまり、第１ＥＣＵ１は、通信データの送信受信に、第１及び第２周波数帯域Ｆ１，Ｆ２を利用することができる。
図４に示すように、第３ＥＣＵ３は、処理装置３０に第１ＣＡＮコントローラ３１を備えていることから、第３ＥＣＵ３は、第１ＣＡＮコントローラ３１を介してＣＡＮプロトコルに基づく通信データを送信受信できるようになっている。第３ＥＣＵ３は、第１ＣＡＮコントローラ３１に接続される第１ＡＳＫモジュール４３ａと、第１ＡＳＫモジュール４３ａに接続されるとともに、コネクタ４１を介して通信用バス２１に接続されるカップリング回路４２とを備えている。つまり、第３ＥＣＵ３は、通信データの送信受信に、第１周波数帯域Ｆ１を利用することができる。
【００４５】
図５に示すように、第１２ＥＣＵ１２は、第３ＥＣＵ３の第１ＡＳＫモジュール４３ａが、第２ＡＳＫモジュール４３ｂに変更された点を除いて第３ＥＣＵ３と同様の構成をしている。つまり、第１２ＥＣＵ１２は、通信データの送信受信に、第２周波数帯域Ｆ２を利用することができる。
【００４６】
図６に示すように、第１０ＥＣＵ１０は、第３ＥＣＵ３の第１ＡＳＫモジュール４３ａが、第３ＡＳＫモジュール４３ｃに変更された点を除いて第３ＥＣＵ３と同様の構成をしている。第３ＡＳＫモジュール４３ｃは、第１ＡＳＫモジュール４３ａの構成に対し、所定の送信周波数帯及び所定の受信周波数帯にそれぞれ第３周波数帯域Ｆ３（ｆ：Ｆ３）が設定されている点が相違する以外、第１ＡＳＫモジュール４３ａと同様の構成をしている。つまり、第１０ＥＣＵ１０は、通信データの送信受信に、第３周波数帯域Ｆ３を利用することができる。
【００４７】
図７に示すように、ＧＷ２０は、第１ＥＣＵ１の構成に対し、第１及び第２ＡＳＫモジュール４３ａ，４３ｂに並列させて第３ＡＳＫモジュール４３ｃが追加された点と、処理装置３０に第３ＡＳＫモジュール４３ｃに対応する第３ＣＡＮコントローラ３３が追加された点とが相違するものの、その他の構成については同様である。つまり、ＧＷ２０は、通信データの送信受信に、第１〜第３周波数帯域Ｆ１〜Ｆ３の通信信号を利用することができる。なお、ＧＷ２０の処理装置３０には制御情報などの情報を転送するための転送処理用のプログラムが格納されており、当該処理装置３０は該転送処理用のプログラムの実行に基づいて制御情報などの情報の転送処理を行う。つまり、処理装置３０は、第１〜第３ＣＡＮコントローラ３１〜３３のいずれかを通じて取得した情報を、当該情報を取得しなかったＣＡＮコントローラから出力するようにする。
【００４８】
続いて、第１ＡＳＫモジュール４３ａの詳細について、図８〜図１０を参照して説明する。なお、第２及び第３ＡＳＫモジュール４３ｂ，４３ｃは、第１ＡＳＫモジュール４３ａでは第１周波数帯域Ｆ１に設定されている所定の送信周波数帯及び所定の受信周波数帯が、それぞれ第２周波数帯域Ｆ２又は第３周波数帯域Ｆ３に設定されている点が相違するものの、その他の構成については同様である。このことから、以下では、第１ＡＳＫモジュール４３ａの構成について説明し、第２及び第３ＡＳＫモジュール４３ｂ，４３ｃの構成についての説明は割愛する。
【００４９】
図８に示すように、第１ＡＳＫモジュール４３ａには、受信部としての受信モジュール５０と、送信部としての送信モジュール６０とが設けられている。
送信モジュール６０は、ＣＡＮプロトコルに基づく通信データＳ１を第１ＣＡＮコントローラ３１から入力されるとともに、入力された通信データＳ１を振幅変調した通信信号ＴＳ１をカップリング回路４２に出力する。
【００５０】
送信モジュール６０には、変調波発生モジュール６３と、アナログスイッチ（ＳＷ）６２と、バッファアンプ６１とが設けられている。
変調波発生モジュール６３は、通信データＳ１を振幅変調させるための搬送波を生成するモジュールである。変調波発生モジュール６３は、いわゆる電圧制御発振器（ＶＣＯ）であって、中心周波数Ｂ１を中心周波数として第１周波数帯域Ｆ１内に含まれる範囲でランダムに変化する周波数からなる搬送波ＣＷを生成する。つまり、搬送波ＣＷは、中心周波数Ｂ１を中心にランダムに微小変化するとともに、その変化範囲が第１周波数帯域Ｆ１内である周波数からなる。変調波発生モジュール６３には、コルピッツ発信回路６４ａと、電圧変換回路６６と、疑似ランダム雑音（Ｐｓｅｕｄｏｒａｎｄｏｍ  Ｎｏｉｓｅ：ＰＮ）符号発生回路６７とが設けられている。
【００５１】
疑似ランダム雑音符号発生回路６７は、２値により示される擬似的な雑音符号、いわゆる疑似雑音符号であって、例えば、従来から知られているように、予め決められたランダムなビット列を繰り返すことにより得られる信号に基づいてランダムなビット列を発生させる回路である。なお、疑似ランダム雑音符号発生回路６７により生成される雑音符号は、他のＥＣＵと一致することがないように設定されている。
【００５２】
電圧変換回路６６は、疑似ランダム雑音符号発生回路６７により発生された雑音符号をコルピッツ発信回路６４ａに入力可能な電気信号に変換させる回路である。
コルピッツ発信回路６４ａは、送信周波数帯に対応する搬送波を生成する公知の発信回路であって、コイル１個とコンデンサ２個により発振する周波数が定められる。コルピッツ発信回路６４ａには、上述した２個のコンデンサの静電容量を、電圧変換回路６６から入力される雑音符号に応じて変化する電圧に基づいて変化させるバリキャップ部６５が設けられている。つまり、コルピッツ発信回路６４ａは、疑似ランダム雑音符号発生回路６７により発生される雑音符合に基づいて中心周波数Ｂ１を中心周波数として第１周波数帯域Ｆ１内でランダムに変化する周波数からなる搬送波を生成させる。
【００５３】
アナログスイッチ６２は、通信データＳ１を振幅変調した通信信号ＴＳ１を出力するスイッチである。アナログスイッチ６２には、通信データＳ１を入力させる第１ＣＡＮコントローラ３１と、搬送波を入力させる変調波発生モジュール６３と、グランドとが接続されている。また、アナログスイッチ６２は、通信データＳ１を振幅変調した通信信号ＴＳ１を出力する出力先としてバッファアンプ６１が接続されている。また、アナログスイッチ６２には、出力を、搬送波とグランドとの間で切り換える内部スイッチが設けられている。つまり、アナログスイッチ６２は、通信データＳ１の信号レベルに応じた内部スイッチの切り換えにより、出力への接続先を、搬送波とグランドとの間で切り替えることで、通信データＳ１の論理「０」又は「１」に応じた振幅の搬送波からなる通信信号を生成し出力して、バッファアンプ６１に入力させる。詳述すると、アナログスイッチ６２は、通信データＳ１が論理「０」（ドミナント）であることを条件に出力を搬送波に接続させることで、通信データＳ１の論理「０」に対応する通信信号（送信波）を出力する。一方、アナログスイッチ６２は、通信データＳ１が論理「１」（リセッシブ）であることを条件に出力をグランドに接続させることで、通信データＳ１の論理「１」に対応する通信信号（送信波）を出力する。つまり、本実施形態では、通信データＳ１の振幅が、論理「０」及び「１」の２値のみからなることに基づいて、搬送波を、論理「０」が振幅変調された通信信号とし、グランドレベルを、論理「１」が振幅変調された通信信号とする。これにより、通信データＳ１に対応する通信信号ＴＳ１が、送信周波数帯としての第１周波数帯域Ｆ１で変調された信号として出力されるようになる。
【００５４】
バッファアンプ６１は、アナログスイッチ６２から入力された信号レベルなどを通信用バス２１に送信可能な電気的特性を有する通信信号ＴＳ１に調整して出力する。
これにより、ＣＡＮプロトコルに基づく通信データＳ１が第１周波数帯域Ｆ１の搬送波により振幅変調された通信信号ＴＳ１として、第１ＥＣＵ１からカップリング回路４２に出力される。
【００５５】
受信モジュール５０は、カップリング回路４２を介して振幅変調された通信信号ＴＲ１を受信するとともに、受信した通信信号ＴＲ１を復調して得られたＣＡＮプロトコルに基づく通信データＲ１を第１ＣＡＮコントローラ３１に出力する。受信モジュール５０には、通信信号ＴＲ１が入力されるバンドパスフィルタ５１ａと、バンドパスフィルタ５１ａを通過した通信信号が入力されるバッファアンプ５２と、バッファアンプ５２から通信信号が入力される包絡線検波回路５３と、包絡線検波回路５３が検出した通信データが入力される電圧変換回路５４とが設けられている。
【００５６】
バンドパスフィルタ５１ａは、入力された通信信号ＴＲ１に含まれている周波数帯域から第１周波数帯域Ｆ１のみを通過させて出力する回路、いわゆるバンドパスフィルタであって、例えば、コイルとコンデンサを含み構成されているＬＣバンドパスフィルタであってよい。バンドパスフィルタ５１ａは、中心周波数Ｂ１を中心周波数とする第１周波数帯域Ｆ１内に含まれる周波数範囲の信号を通過させるように構成されている。なお、バンドパスフィルタ５１ａは、公知のバンドパスフィルタであるとともに、必要な周波数帯域のみを通過させることができるバンドパスフィルタであれよいため、従来から知られている各種のバンドパスフィルタ、例えば、受動素子により構成されたものや、能動素子を含み構成されたものを採用することができる。
【００５７】
バッファアンプ５２は、バンドパスフィルタ５１ａを通過した通信信号を包絡線検波回路５３が復調することに適した信号レベルに変換する、例えば、信号増幅する。これにより、バンドパスフィルタ５１ａを通過した通信信号を包絡線検波回路５３にて復調させることに適した信号にすることができるようになる。
【００５８】
包絡線検波回路５３は、振幅変調された搬送波から信号を復調させる回路である。包絡線検波回路５３は、ＣＡＮプロトコルの論理「０」と論理「１」とを振幅とする通信データを振幅変調させた通信信号を、ＣＡＮプロトコルの論理「０」と論理「１」とからなる通信データに復調させる。これにより、第１周波数帯域Ｆ１の搬送波により振幅変調された通信信号から、ＣＡＮプロトコルに適合する通信データが得られる。なお、第１周波数帯域Ｆ１に複数のＥＣＵが送信する通信信号が重畳されて相互干渉することによって、復調された論理「０」を示す信号の長さがＣＡＮプロトコルにおける１ビットの期間よりも短くなる場合もある。このことから、包絡線検波回路５３は、通信信号に論理「０」が含まれている場合、論理「０」の検出結果を、少なくとも第１ＣＡＮコントローラ３１が検出可能な長さ（時間）まで延ばすようにしてもよい。
【００５９】
電圧変換回路５４は、包絡線検波回路５３が復調した通信データを第１ＣＡＮコントローラ３１に入力可能な電圧レベルの通信データＲ１に変換する回路である。これにより、包絡線検波回路５３により復調された通信データが第１ＣＡＮコントローラ３１に入力できるようになる。なお、上述のように、包絡線検波回路５３は、ＣＡＮプロトコルにおける１ビットの長さよりも短い長さの論理「０」を通信データとして出力する場合もある。この場合、電圧変換回路５４は、通信データＲ１における論理「０」の長さを、少なくとも第１ＣＡＮコントローラ３１が検出可能な長さまで延ばすようにしてもよい。
【００６０】
また第１ＣＡＮコントローラ３１を、ＣＡＮプロトコルにおける１ビットの期間よりも短い論理「０」を検出できるように調整してもよい。
これにより、第１〜第３周波数帯域Ｆ１〜Ｆ３の信号を含む通信信号ＴＲ１から所定の受信周波数帯である第１周波数帯域Ｆ１の通信信号のみが選択され、これが第１ＣＡＮコントローラ３１がＣＡＮプロトコルとして検出可能な状態の通信データＲ１として復調される。
【００６１】
続いて、ＣＡＮプロトコルにおけるアビトレーションを実時間で処理可能とすることについて図９を参照して説明する。図９には、第１ＥＣＵ１と第３ＥＣＵ３とが第１周波数帯域Ｆ１に各通信信号ＴＳ１，ＴＳ３を同時に出力した場合について示されている。なお、第１ＥＣＵ１と第３ＥＣＵ３との搬送波の周波数はランダムに変化することでそれら搬送波の位相差もランダムに変化する。
【００６２】
図９（ａ）に示すように、第１ＥＣＵ１は、論理「１」→論理「０」→論理「１」と変化する通信データを、ＣＡＮプロトコルの１ビットのビット長に対応する時間中に周波数がランダムに動的に変化するとともに、±Ｖａ［Ｖ］の振幅を有する搬送波ＣＷにより振幅変調する。この変調により、通信データが論理「１」のときには搬送波ＣＷが重畳されず、通信データが論理「０」のときには搬送波が重畳されてなる通信信号ＴＳ１（送信波）が第１ＥＣＵ１から通信用バス２１に出力される。
【００６３】
また、図９（ｂ）に示すように、第３ＥＣＵ３は、第１ＥＣＵ１の通信データと同じタイミングで経時的に論理「１」→論理「０」→論理「１」と変化する通信データを、ＣＡＮプロトコルの１ビットのビット長に対応する時間中に周波数がランダムに動的に変化するとともに、±Ｖｂ［Ｖ］の振幅を有する搬送波ＣＷ１により振幅変調する。この変調により、通信データが論理「１」のときには搬送波が重畳されず、通信データが論理「０」のときには搬送波ＣＷ１が重畳されてなる通信信号ＴＳ３（送信波）が第３ＥＣＵ３から通信用バス２１に出力される。
【００６４】
すなわち、通信用バス２１には、第１ＥＣＵ１から出力された通信信号ＴＳ１と、第３ＥＣＵ３から出力された通信信号ＴＳ３とが重畳される。ところで通信信号ＴＳ１の搬送波の周波数と通信信号ＴＳ３の搬送波の周波数とは、相互に無関係にランダムかつ動的に変化する。このため、通信データが論理「０」のとき、通信用バス２１に重畳された通信信号ＴＳ１の振幅と通信信号ＴＳ３の振幅とは、相互に打ち消しあい「０」を検出できない大きさになる場合も生じるものの、逆に、互いに相乗して大きくなる場合も生じる。つまり、図９（ｃ）に示すように、通信用バス２１上の通信信号の振幅は、通信データが論理「０」であると判定するための閾値±Ｖｔよりも大きな振幅が含まれるようになる。これにより、第１又は第３ＥＣＵ１，３から論理「０」に対応する通信信号ＴＳ１，ＴＳ３が出力されたとき、通信用バス２１の通信信号を監視することで、第１又は第３ＥＣＵ１，３は通信用バス２１に論理「０」の通信データが出力されていることを検出できるようになる。これにより、ＣＡＮプロトコルの１ビットの期間中、例えば、図における論理「０」の期間中、論理「０」が検出されることによって、ＣＡＮコントローラは、当該１ビットは論理「０」であると決定することができるようになる。一方、ＣＡＮコントローラは、当該１ビット期間中に論理「０」であると決定できないとき、当該１ビットを論理「１」である決定することができる。なお、通常、論理「０」は１ビット期間中に複数回検出されると考えられることから、１ビット期間を半分の期間や３／１の期間を残して当該１ビットを論理「１」と決定するようにしてもよい。
【００６５】
なお、通信用バス２１では、論理「１」を出力しているＥＣＵがある場合であれ、少なくとも１つのＥＣＵが論理「０」を出力しているとき、通信用バス２１の信号レベルには論理「０」の信号が重畳されるため、論理「０」は正しく検出されるようになっている。つまり、通信用バス２１では、論理「０」の優先順位が論理「１」の優先順位よりも高くなる。
【００６６】
ところで、複数のＥＣＵが論理「０」を同時送信したとき、通信用バス２１から検出される論理「０」を示す通信信号の振幅は、上述のように、相互にランダムに変化する搬送波の重畳する態様によって変動するため、検出できる期間が、ＣＡＮプロトコルの１ビット長の長さよりもかなり短い期間となるおそれがある。そのため、アビトレーションを行う場合、１ビット長よりも短い期間に検出された論理「０」を示すデータについては、第１ＣＡＮコントローラ３１が検出可能な長さの信号に変換することで、従来のＣＡＮコントローラが、周波数多重通信で送信された通信信号であれ、ＣＡＮプロトコルに基づくアビトレーションを実時間で行うことができる。
【００６７】
なお従来のＣＡＮコントローラがアビトレーションを好適に行えるように、短期間しか検出されない論理「０」の信号は、ＣＡＮコントローラにはある程度の期間、通信データとして入力されるようにしている。例えば、論理「０」の検出後、それが検出された１ビット長が終わるまでの間論理「０」が出力されるようにしてもよいし、ＣＡＮコントローラが検出可能な所定の期間だけ論理「０」が出力されるようにしてもよい。または、ＣＡＮコントローラが論理「０」を検出するために要する時間を短くするようにしてもよい。
【００６８】
参考として、搬送波の周波数が変化しない場合について、図１０を参照して説明する。図１０には、第１ＥＣＵ１の搬送波ＣＷａと第３ＥＣＵ３の搬送波ＣＷｂとが１８０°の位相差を維持している場合が模式的に示されている。
【００６９】
図１０（ａ）に示すように、第１ＥＣＵ１は、経時的に論理「１」→論理「０」→論理「１」と変化する通信データを±Ｖａ［Ｖ］の振幅を有する搬送波ＣＷａにより振幅変調する。この変調により、通信データが論理「１」のときには搬送波ＣＷａが重畳されず、同論理「０」のときには搬送波ＣＷａが重畳されてなる通信信号ＴＳ１（送信波）が第１ＥＣＵ１から通信用バス２１に出力される。
【００７０】
また、図１０（ｂ）に示すように、第３ＥＣＵ３は、経時的に論理「１」→論理「０」→論理「１」と変化する通信データを±Ｖａ［Ｖ］の振幅を有する搬送波ＣＷｂにより振幅変調する。この変調により、通信データが論理「１」のときには搬送波ＣＷｂが重畳されず、同論理「０」のときには搬送波ＣＷｂが重畳されてなる通信信号ＴＳ３（送信波）が第３ＥＣＵ３から通信用バス２１に出力される。
【００７１】
なお、第３ＥＣＵ３の搬送波は、第１ＥＣＵ１の搬送波に対して１８０°の位相差を通している。すなわち、通信用バス２１には、通信信号ＴＳ１と通信信号ＴＳ３の搬送波が１８０°であるため、論理「０」に対応して通信用バス２１に出力される通信信号ＴＳ１の振幅（搬送波）と通信信号ＴＳ３の振幅（搬送波）とが相互に干渉して振幅を打ち消しあってしまう。つまり、図１０（ｃ）に示すように、論理「０」に対応する期間の通信用バス２１上の通信信号の振幅は、論理「０」であることを判定するための閾値±Ｖｔよりも小さい振幅になってしまう。このように、第１及び第３ＥＣＵ１，３から論理「０」に対応する通信信号ＴＳ１，ＴＳ３が出力されたとき、通信用バス２１の通信信号を監視しても、第１又は第３ＥＣＵ１，３は通信用バス２１に論理「０」の通信データが出力されていることを検出することができないこととなっていた。
【００７２】
以上説明したように、本実施形態の通信装置及び通信システムによれば、以下に列記するような効果が得られるようになる。
（１）通信信号が所定の周波数帯域（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３）で変動する周波数により変調される。これにより、たとえ複数のＥＣＵが同一の送信周波数帯（送信用周波数帯）の通信信号を通信用バス２１に送信したとしても、通信信号が干渉し、例えば、逆位相の通信信号（ＴＳ１，ＴＳ３）が重なって通信信号が検出されないレベルになってしまうおそれがない。具体的には、変調用の信号、いわゆる、搬送波ＣＷの位相が１８０°ずれている２つのＥＣＵ（１，３）が同時に論理「０」を変調した通信信号（ＴＳ１，ＴＳ３）を出力した場合、通信用バス２１では位相の１８０°相違する２つの通信信号（ＴＳ１，ＴＳ３）が重ね合わさり、通信信号が打ち消されてしまうようになる。すなわち２つのＥＣＵ（１，３）はいずれも論理「０」を出力しているにもかかわらず、通信用バス２１の通信信号からは論理「１」が検出されることとなってしまう。そこで、変調に用いる周波数を送信周波数帯、例えば周波数帯域Ｆ１に含まれる範囲で動的に変化させることで、２つのＥＣＵ（１，３）の搬送波ＣＷが１８０°の位相で重なり続けることを防止する。これにより、例えば、論理「０」が出力されている場合、短時間であれ、論理「０」が出力されていることを検出可能な通信信号が通信用バス２１に伝送されるようにしている。
【００７３】
また、変調する周波数（搬送波ＣＷ）を動的に変更することで、通信信号を送信モジュール６０から送信中のＥＣＵは、受信モジュール５０を介して通信信号を監視することで、通信用バス２１に他の通信信号が重畳されていることを検出することができるようになる。つまり、ＥＣＵは、他の通信信号の有無を監視して、自身の送信モジュール６０からの通信信号の送信を制御するようにすることができるようになる。
【００７４】
さらに、所定の周波数帯域（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３）を変更すれば、通信用バス２１で周波数多重通信を行うことができるようにもなる。
これにより、この通信装置によれば、通信用バス２１を増加させることなく、ＣＡＮプロトコルに基づく通信データの通信容量を増加させることができるようになる。
【００７５】
（２）ＥＣＵ毎に搬送波ＣＷの周波数が動的かつランダムに変化するようになるため、複数のＥＣＵ間ではそれぞれの周波数の位相差が逐次変化するようになる。これにより、たとえ複数のＥＣＵが同時に送信信号を送信したとしても、送信中のＥＣＵは他の通信信号が送信されていることを検出できるようになる。
【００７６】
（３）コントロールネットワーク、いわゆるＣＡＮを適用したＥＣＵは、ＣＡＮにおける通信用バス２１の数を増加させることなく、ＣＡＮプロトコルに基づく通信データの通信量を増加させることができるようになる。ところで、通常、ＣＡＮプロトコルでは、通信データが論理「０」（ドミナント）又は論理「１」（リセッシブ）の２つのレベルで伝送され、論理「０」の優先度が論理「１」よりも高い。そして、複数のＥＣＵが送信信号を同時送信したとき、各ＥＣＵは自身が送信した信号レベルと、通信用バス２１の信号レベルとが等しいか否かを監視し、送信制御、いわゆるアビトレーションを行う。アビトレーションでは、送信している信号レベルと、通信用バス２１の信号レベルとを比較し、それらが等しいと判断された場合、送信を継続し、それらが等しくない判断された場合、送信を中止する。
【００７７】
また、通信信号ＴＲ１を復調した時点、すなわち通信データＲ１を取得できるようになった時点で、上述のアビトレーションが可能になるため、ＣＡＮプロトコルによる通信制御を実時間で処理することができるようになる。
【００７８】
これにより、ＣＡＮにおいてＣＡＮバス、つまり通信用バス２１を増加させることなく、ＣＡＮプロトコルに基づく通信データの通信容量を増加させることができるようになる。
【００７９】
（４）受信モジュール５０において通信信号に基づいて決定した信号レベルが、ＣＡＮのプロトコルに適合した通信データに復元される。これにより、この復元された通信データをそのままＣＡＮプロトコルを解析するＣＡＮコントローラ（３１など）に入力することができるようになる。このため、通信用バス２１上に周波数変調された通信信号を伝送したとしても、ＥＣＵでは、ＣＡＮプロトコルに適合した処理を従来のＣＡＮコントローラ（３１など）に行わせることができるようになる。これにより、こうしたＥＣＵの利用可能性が向上するようになる。
【００８０】
（５）通信データの「ドミナント」（論理「０」）又は「リセッシブ」（「論理「１」）を１ビット長程度の期間内で決定することが可能になるため、例えば、ＣＡＮコントローラ（３１など）によるＣＡＮプロトコルに関する各種を実時間で処理させることができるようになる。
【００８１】
（第２の実施形態）
以下、本発明にかかる通信装置を備える通信システムを具体化した第２の実施形態について、図１１に従って説明する。
【００８２】
本実施形態の通信システムは、第１の実施形態の通信システムに対して、第１〜第１２ＥＣＵ１〜１２のすべてが第１〜第３周波数帯域Ｆ１〜Ｆ３において通信可能に構成されている一方、ＧＷが設けられていない点が相違し、それ以外の構成については同様であるので、同様の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明は割愛する。
【００８３】
第１〜第１２ＥＣＵ１〜１２の構成は、第１の実施形態のＧＷ２０と同様の構成をしている。なお、第１〜第１２ＥＣＵ１〜１２の処理装置３０には、第１の実施形態のＧＷ２０の処理装置３０に設けられていた転送処理用のプログラムは設けられていない一方、所定の制御機能を提供するプログラムが設けられている。このように、第１〜第１２ＥＣＵ１〜１２は、周波数帯域Ｆ１〜Ｆ３を通信に利用できるようになることから、それぞれが、第１周波数帯域Ｆ１が構成する仮想バスＶＢ１、第２周波数帯域Ｆ２が構成する仮想バスＶＢ２、及び第３周波数帯域Ｆ３が構成する仮想バスＶＢ３に含まれる態様となる。これにより、第１〜第１２ＥＣＵ１〜１２は、周波数帯域Ｆ１〜Ｆ３を利用して相互に情報を送信受信できるようになる。
【００８４】
以上説明したように、本実施形態の通信装置及び通信システムによれば、上述の第１の実施形態の（１）〜（５）に記載した効果に加えて、以下に列記するような効果が得られるようになる。
【００８５】
（６）全てのＥＣＵが周波数帯域Ｆ１〜Ｆ３を利用して相互に情報を送信受信できるようになることから、通信システムを簡単に構成することができるようになる。
（第３の実施形態）
以下、本発明にかかる通信装置を備える通信システムを具体化した第３の実施形態について、図１２〜図１６に従って説明する。
【００８６】
本実施形態の通信システムは、第１の実施形態の第１周波数帯域Ｆ１に代わり、ＣＡＮプロトコルの信号変化に基づく標準周波数帯域Ｆ１０を用いる点が第１の実施形態の通信システムとの相違点であり、それ以外の構成については同様であるので、同様の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明は割愛する。
【００８７】
先ず、図１２及び図１３を参照して、通信システムの概要を説明する。
図１２に示すように、通信システムの通信用バス２１には、第１〜第９ＥＣＵ１ａ〜９ａと、第１０〜第１２ＥＣＵ１０〜１２と、ＧＷ２０ＡとがＣＡＮプロトコルに基づく通信信号の送信受信を可能に接続されている。そして、第１〜第９ＥＣＵ１ａ〜９ａは、標準のＣＡＮプロトコルの通信信号、つまり、最大５００ｋｂｐｓで変化する信号に対応する周波数である標準周波数帯域Ｆ１０により相互通信を行う。第１，２，１２ＥＣＵ１ａ，２ａ，１２は、第２周波数帯域Ｆ２に基づいて相互通信を行い、第１０及び第１１ＥＣＵ１０，１１は第３周波数帯域Ｆ３に基づいて相互通信を行う。このように、通信システムには、通信データの送信受信に用いる周波数帯域の別に、第１〜第９ＥＣＵ１ａ〜９ａを相互通信可能にする標準バスＳＢと、第１，２，１２ＥＣＵ１，２，１２を相互通信可能にする第２仮想バスＶＢ２と、第１０及び第１１ＥＣＵ１０，１１を相互通信可能にする第３仮想バスＶＢ３とが構成されている。また、ＧＷ２０Ａは、標準バスＳＢ、及び、第２及び第３仮想バスＶＢ２，ＶＢ３間の相互間に通信信号を転送処理させる。
【００８８】
次に、図１４〜図１６を参照して、通信システムの詳細について説明する。なお、第１及び第２ＥＣＵ１ａ，２ａの構成はいずれも同様であることから以下では第１ＥＣＵ１ａについて説明をし、第２ＥＣＵ２ａの説明については割愛する。また、第３〜第９ＥＣＵ３ａ〜９ａの構成はいずれも同様であることから以下では第３ＥＣＵ３ａについて説明をし、第４〜第９ＥＣＵ４ａ〜９ａの説明については割愛する。
【００８９】
図１４に示すように、第１ＥＣＵ１ａは、処理装置３０に備えている第１及び第２ＣＡＮコントローラ３１，３２のそれぞれを介してＣＡＮプロトコルに基づく通信データを送信受信できるようになっている。第１ＥＣＵ１ａは、第１ＣＡＮコントローラ３１に接続されるＣＡＮトランシーバ４４と、ＣＡＮトランシーバ４４に接続されるローパスフィルタ４５（ＬＰＦ）と、第２ＣＡＮコントローラ３２に接続される第２ＡＳＫモジュール４３ｂとを備えている。また、第１ＥＣＵ１ａは、ローパスフィルタ４５及び第２ＡＳＫモジュール４３ｂに接続されるとともに、コネクタ４１を介して通信用バス２１に接続されるカップリング回路４２とを備えている。
【００９０】
ＣＡＮトランシーバ４４は、公知のＣＡＮトランシーバであって、通信用バス２１から受信した通信信号を第１ＣＡＮコントローラ３１に入力可能な通信データに変換して出力したり、第１ＣＡＮコントローラ３１から出力された通信データを通信用バス２１に送信可能な通信信号に変換して送信したりする。
【００９１】
ローパスフィルタ４５は、カップリング回路４２を介して入力される通信信号から、ＣＡＮプロトコルの信号に用いられる標準周波数帯域Ｆ１０のみを選択する、つまり標準周波数帯域Ｆ１０よりも高い周波数帯域、例えば第２及び第３周波数帯域Ｆ２，Ｆ３の信号を除去するものである。これにより、受信した通信信号からＣＡＮプロトコルの通信に用いられる信号周波数に対応する、例えば５００ｋｂｐｓの信号変化に対応する周波数帯域以下の標準周波数帯域Ｆ１０の信号を選択してＣＡＮトランシーバ４４に伝達する。なお、ＣＡＮトランシーバ４４から出力されるＣＡＮプロトコルに基づく信号は、例えば５００ｋｂｐｓに対応する周波数帯域以下の周波数領域であることから、ローパスフィルタ４５により除去されずに通信用バス２１に伝送されるようになる。
【００９２】
なお、第２ＡＳＫモジュール４３ｂは第１ＥＣＵ１ａを第２周波数帯域Ｆ２による通信信号の送信受信を可能にさせる。
これにより、第１ＥＣＵ１ａは、通信データの送信受信に標準周波数帯域Ｆ１０と第２周波数帯域Ｆ２とを用いることができるようになっている。
【００９３】
図１５に示すように、第３ＥＣＵ３ａは、処理装置３０に第１ＣＡＮコントローラ３１を備えていることから、第１ＣＡＮコントローラ３１を介してＣＡＮプロトコルに基づく通信データを送信受信できるようになっている。第３ＥＣＵ３ａは、第１ＣＡＮコントローラ３１に接続されるＣＡＮトランシーバ４４と、ＣＡＮトランシーバ４４に接続されるローパスフィルタ４５と、ローパスフィルタ４５に接続されるとともに、コネクタ４１を介して通信用バス２１に接続されるカップリング回路４２とを備えている。つまり、第３ＥＣＵ３は、通信データの送信受信にＣＡＮプロトコルの通信に用いられる標準周波数帯域Ｆ１０を利用することができる。
【００９４】
図１６に示すように、ＧＷ２０Ａは、第１ＥＣＵ１ａに対して、第２ＡＳＫモジュール４３ｂに並列するように第３ＡＳＫモジュール４３ｃを追加した点と、処理装置３０に第３ＡＳＫモジュール４３ｃに対応する第３ＣＡＮコントローラ３３を追加した点とが相違するものの、その他の構成については同様である。つまり、ＧＷ２０Ａは、通信データの送信受信に、標準周波数帯域Ｆ１０、周波数帯域Ｆ２及び周波数帯域Ｆ３を利用することができる。
【００９５】
なお、ＧＷ２０Ａの処理装置３０には、第１の実施形態のＧＷ２０と同様に、通信情報の転送処理を行う転送処理用のプログラムが格納されており、当該処理装置３０は該転送処理用のプログラムの実行に基づいて通信情報の転送処理を行う。つまり、処理装置３０は、第１〜第３ＣＡＮコントローラ３１〜３３のいずれかを通じて受信した通信内容を、第１〜第３ＣＡＮコントローラ３１〜３３のうち同通信内容を受信しなかったＣＡＮコントローラに設定して送信させるようにする。
【００９６】
以上説明したように、本実施形態の通信装置及び通信システムによれば、上述の第１の実施形態の（１）〜（５）に記載した効果に加えて、以下に列記するような効果が得られるようになる。
【００９７】
（７）通信用バス２１に通常のＣＡＮプロトコルの通信信号と、周波数帯域Ｆ２及び周波数帯域Ｆ３に基づく通信信号とを重畳させることができるようになる。このことから、通信システムを、既存のＣＡＮシステムを含み構成することができるようになるため、通信システムの適用可能性などが向上するようになる。
【００９８】
（第４の実施形態）
以下、本発明にかかる通信装置を備える通信システムを具体化した第４の実施形態について、図１７及び図１８に従って説明する。
【００９９】
本実施形態の通信システムは、第１の実施形態の通信システムに対し、第３周波数帯域Ｆ３がＣＡＮプロトコルの代わりに、ＬＩＮ（Ｌｏｃａｌ  ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ  ｎｅｔｗｏｒｋ）プロトコルに用いられる点が相違点であり、それ以外の構成については同様であるので、同様の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明は割愛する。
【０１００】
先ず、通信システムの概要を説明する。
図１７に示すように、通信システムの通信用バス２１には、ＣＡＮプロトコルで通信する第１〜第９，第１２ＥＣＵ１〜９，１２と、ＬＩＮプロトコルで通信する第１０及び第１１ＥＣＵ１０ａ，１１ａと、ＣＡＮプロトコル及びＬＩＮプロトコルで通信するＧＷ２０Ｂとが通信信号の送信受信を可能に接続されている。つまり、通信システムには、通信データの送信受信に用いる周波数帯域の別に、第１〜第９ＥＣＵ１〜９を相互通信可能にする第１仮想バスＶＢ１と、第１，２，１２ＥＣＵ１，２，１２を相互通信可能にする第２仮想バスＶＢ２と、第１０及び第１１ＥＣＵ１０ａ，１１ａを相互通信可能にする仮想ＬＩＮバスＶＢＬとが構成されている。また、ＧＷ２０Ｂは、第１及び第２仮想バスＶＢ１，ＶＢ２間、及び、仮想ＬＩＮバスＶＢＬの相互間に通信信号を転送処理させる。
【０１０１】
ところで、図１８には、従来の通信システムであって、ＣＡＮバス１２１と、ＣＡＮバス１２２と、ＬＩＮバス１２４とから構成されているとともに、各バス間の通信信号をＧＷ１２０ａを介して相互に転送するシステムが示されている。つまり、本実施形態の通信システムは、例えば、上述した従来の通信システムを周波数分割多重によって構成しうるシステムである。
【０１０２】
次に、図１９〜図２０を参照して、通信システムの詳細について説明する。なお、第１０及び第１１ＥＣＵ１０ａ，１１ａの構成はいずれも同様であることから以下では第１０ＥＣＵ１０ａについて説明をし、第１１ＥＣＵ１１ａの説明については割愛する。
【０１０３】
図１９に示すように、第１０ＥＣＵ１０ａは、第１の実施形態の第１０ＥＣＵ１０に対し、第３ＣＡＮコントローラ３３がＬＩＮコントローラ３４に変更された点が相違点であり、当該相違点を除き第１の実施形態の第１０ＥＣＵ１０と同様の構成をしている。つまり、第１０ＥＣＵ１０ａは、ＬＩＮプロトコルに基づく通信データの送信受信に、第３周波数帯域Ｆ３の通信信号を利用することができる。
【０１０４】
ＬＩＮコントローラ３４は、ＬＩＮプロトコルに基づく通信を行うことのできる公知のコントローラであり、第１０ＥＣＵ１０ａはマスタ・ノードとされている。すなわち、このＬＩＮコントローラ３４と通信する他のＬＩＮコントローラは、具体的には第１１ＥＣＵ１１ａに設けられているＬＩＮコントローラはスレーブ・ノードに設定されている。
【０１０５】
図２０に示すように、ＧＷ２０Ｂは、第１の実施形態のＧＷ２０に対し、第３ＣＡＮコントローラ３３がＬＩＮコントローラ３４に変更された点が相違点であり、当該相違点を除いて第１の実施形態のＧＷ２０と同様の構成をしている。つまり、ＧＷ２０Ｂは、ＣＡＮプロトコルの通信データの送信受信に第１及び第２周波数帯域Ｆ１，Ｆ２を利用するとともに、ＬＩＮプロトコルの通信データの送信受信に第３周波数帯域Ｆ３を利用することができる。なお、仮想ＬＩＮバスＶＢＬには、第１０ＥＣＵ１０ａがマスタ・ノードとして設けられていることから、ＧＷ２０ＢのＬＩＮコントローラ３４はスレーブ・ノードとして設けられている。ＬＩＮは、マスタ・ノードからの信号に反応して、スレーブ・ノードが応答を返すように規定されているプロトコルであるため、つまり、ＣＡＮプロトコルのような同時送信が生じることがないため、周波数分割多重通信の適用が容易である。
【０１０６】
また、ＧＷ２０Ｂの処理装置３０には通信情報の転送処理を行う転送処理用のプログラムが格納されており、当該処理装置３０は該転送処理用のプログラムの実行に基づいて通信情報の転送処理を行う。つまり、処理装置３０は、第１及び第２ＣＡＮコントローラ３１，３２及びＬＩＮコントローラ３４のいずれかを通じて受信した通信情報を、第１又は第２ＣＡＮコントローラ３１，３２又はＬＩＮコントローラ３４のうち同通信情報を受信しなかったコントローラに設定して送信させるようにする。
【０１０７】
これにより通信システムは、通信用バス２１を介して第１〜第９及び第１２ＥＣＵ１〜９，１２、及び、第１０及び第１１ＥＣＵ１０ａ，１１ａ相互間で制御に用いられる各種情報が相互通信（送信受信）できるようになっている。
【０１０８】
以上説明したように、本実施形態の通信装置及び通信システムによれば、上述の第１の実施形態の（１）〜（５）に記載した効果に加えて、以下に列記するような効果が得られるようになる。
【０１０９】
（８）通信用バス２１を利用してＣＡＮプロトコルに基づく第１及び第２仮想バスＶＢ１，ＶＢ２のみならずＬＩＮプロトコルに基づく仮想ＬＩＮバスＶＢＬを設けることができる。このことから、複数のプロトコルを利用する通信システムであっても、配線数を減少させることができるようになる。
【０１１０】
（第５の実施形態）
以下、本発明にかかる通信装置を備える通信システムを具体化した第５の実施形態について、図２１〜図２５に従って説明する。なお、本実施形態の通信システムは、基本的には、ＣＡＮネットワークとして構成されている。一方、この通信システムは、通信容量を大きくするため、ＣＡＮネットワークの通信仕様を生かしつつ、第１及び第２通信用バス２２，２３にＣＡＮプロトコルに基づく複数の通信信号をそれぞれ同時に異なる周波数帯で伝送する、いわゆる周波数分割多重による通信をさせるようになっている通信システムである。また、本実施形態のＥＣＵやＧＷに設けられている送信モジュールや受信モジュールは、第１の実施形態のＥＣＵやＧＷに設けられている送信モジュール６０や受信モジュール５０と同様の構成をしていることから、同様の構成には同様の符号を付し、その詳細な説明については割愛する。
【０１１１】
まず、本実施形態の通信システムの概略について、図２１及び図２２を参照して説明する。
図２１に示すように、通信システムは、第１通信用バス２２に接続される通信装置としての第１〜第９ＥＣＵ７１〜７９と、第２通信用バス２３に接続される通信装置としての第１０〜第１４ＥＣＵ８０〜８４と、第１及び第２通信用バス２２，２３とに接続されるＧＷ２０Ｃとを備えている。
【０１１２】
各第１及び第２通信用バス２２，２３は、ＣＡＮプロトコルの伝送に適合する電気的特性を有しているツイストペアケーブルを用いたバスであるとともに、ＣＡＮプロトコルが専有する周波数帯域よりも高い周波数帯域の信号の伝送も可能な特性を有している。
【０１１３】
図２１に示すように、第１〜第９ＥＣＵ７１〜７９は、第１通信用バス２２において、第１周波数帯域Ｆ１を送信受信周波数帯としているとともに、第２周波数帯域Ｆ２を受信専用周波数帯としている。また、第１０〜第１４ＥＣＵ８０〜８４は、第２通信用バス２３において、第２周波数帯域Ｆ２を送信受信周波数帯としているとともに、第１周波数帯域Ｆ１を受信専用周波数帯としている。ところで、第１〜第９ＥＣＵ７１〜７９が通信信号の送信受信に利用する第１周波数帯域Ｆ１と、第１０〜第１４ＥＣＵ８０〜８４が通信信号の送信受信に利用する第２周波数帯域Ｆ２とは相互に異なる周波数帯域であるため、それらＥＣＵを単一の通信用バスに接続させて周波数分割多重通信させることも可能である。
【０１１４】
ところで、通信用バスに伝達される通信信号は、本来ならば、図２２の「送信波形（理想）」に示されるように、論理「０」又は「１」に対応する期間に応じて、同期間だけ対応する信号（搬送波）が伝達されることが理想である。しかしながら、ＣＡＮプロトコルに対応するツイストペアケーブルからなるバスは、多数のＥＣＵが接続されると、バスの性能が劣化して伝送信号の品質劣化を招く。このため、例えば、振幅変調された信号の波形に歪みが生じるようになると、図２２の「ＣＡＮバス上の波形（実際）」に示されるように、論理「０」に対応するビット長の期間の終了に遅れて信号が消滅するようなことが生じるようになる。特に本実施形態のように、短い長さの論理「０」を検出できるようにした通信システムの場合、通信用バスで伝達される通信信号に上述のような遅れが大きく生じると、ＣＡＮコントローラが、理論「１」の期間に理論「０」を検出してしまうなど、通信精度が低下することが懸念される。
【０１１５】
そこで、本実施形態では、第１及び第２通信用バス２２，２３の性能（信号伝達特性）が大きく劣化しないように、第１及び第２通信用バス２２，２３に接続させるＥＣＵの数を制限した。その一方、多数のＥＣＵを相互通信可能に接続させる必要があるため、それらＥＣＵを第１及び第２通信用バス２２，２３に分散接続させるとともに、第１及び第２通信用バス２２，２３を通信用バス間で通信信号を相互転送させるＧＷ２０Ｃに接続させるようにしている。
【０１１６】
次に、本実施形態の通信システムの詳細について、図２３〜図２５を参照して説明する。なお、第１〜第９ＥＣＵ７１〜７９は、送信受信周波数帯が第１周波数帯域Ｆ１であるとともに、受信専用周波数が第２周波数帯域Ｆ２である。すなわち、第１〜第９ＥＣＵ７１〜７９は、第１の実施形態の第１ＥＣＵ１に対して、第２ＡＳＫモジュール４３ｂが受信専用である点が相違し、それ以外は同様の構成をしていることから詳細な説明については割愛する。つまり、第１〜第９ＥＣＵ７１〜７９は、図示しない第２周波数帯域Ｆ２に対応するＡＳＫモジュールには受信モジュールのみが設けられており、送信モジュールは設けられていない。これにより、第１〜第９ＥＣＵ７１〜７９は、第１通信用バス２２を介して通信データの送信受信に第１周波数帯域Ｆ１を利用するとともに、通信データの受信に第２周波数帯域Ｆ２を利用することができる。
【０１１７】
第１０〜第１４ＥＣＵ８０〜８４は、いずれも同様の構成をしていることから、以下では、第１４ＥＣＵ８４について詳細に説明し、その他の第１０〜第１３ＥＣＵ８０〜８３についての説明は割愛する。
【０１１８】
図２３及び図２４に示すように、第１４ＥＣＵ８４は、処理装置３０に設けられた第１ＣＡＮコントローラ３１を介してＣＡＮプロトコルに基づく通信データを送信受信できるようになっているとともに、同じく設けられた第２ＣＡＮコントローラ３２を介してＣＡＮプロトコルに基づく通信データを受信できるようになっている。
【０１１９】
第１４ＥＣＵ８４は、第１ＣＡＮコントローラ３１に接続される第２ＡＳＫモジュール４３ｂと、第２ＣＡＮコントローラ３２に接続される第４ＡＳＫモジュール４７ａと、第２及び第４ＡＳＫモジュール４３ｂ，４７ａに接続されるとともに、コネクタ４１を介して第２通信用バス２３に接続されるカップリング回路４２とを備えている。第２ＡＳＫモジュール４３ｂには、第２周波数帯域Ｆ２にそれぞれ対応する受信モジュール５０と送信モジュール６０とが設けられている。第４ＡＳＫモジュール４７ａには、第１周波数帯域Ｆ１に対応する受信モジュール５０のみが設けられている。これにより、第１４ＥＣＵ８４は、第２通信用バス２３を介して通信データの送信受信に第２周波数帯域Ｆ２を利用するとともに、通信データの受信に第１周波数帯域Ｆ１を利用することができる。
【０１２０】
図２３及び図２５に示すように、ＧＷ２０Ｃには、第１通信用バス２２にコネクタ４１を介して接続される１つ目のカップリング回路４２と、第２通信用バス２３にコネクタ４１を介して接続される２つ目のカップリング回路４２と、第１ＡＳＫモジュール４３ａと、第２ＡＳＫモジュール４３ｂとが設けられている。第１及び第２ＡＳＫモジュール４３ａ，４３ｂには、それらの受信モジュール５０の通信データ出力と送信モジュール６０の通信データ入力との間に、それぞれ波形整形部４６が接続されている。波形整形部４６は、受信した通信信号を復調した通信データが入力され、通信により生じた波形の歪みを、ＣＡＮプロトコルの電圧、切換タイミングに適合するように整形するためのものであり、整形後の通信データを出力する。つまり、ＧＷ２０Ｃは、復調した通信データを再送信するとき、波形整形部４６にて通信データに生じた信号の歪みを矯正してから送信する。
【０１２１】
ＧＷ２０Ｃは、１つめのカップリング回路４２の出力が第１ＡＳＫモジュール４３ａの受信モジュール５０に接続され、当該受信モジュール５０の出力が波形整形部４６を介して同第１ＡＳＫモジュール４３ａの送信モジュール６０の入力に接続され、当該送信モジュール６０の出力が２つ目のカップリング回路４２に接続されている。またＧＷ２０Ｃは、２つめのカップリング回路４２の出力が第２ＡＳＫモジュール４３ｂの受信モジュール５０に接続され、当該受信モジュール５０の出力が波形整形部４６を介して同第２ＡＳＫモジュール４３ｂの送信モジュール６０の入力に接続され、当該送信モジュール６０の出力が１つ目のカップリング回路４２に接続されている。
【０１２２】
つまり、第１周波数帯域Ｆ１で振幅変調された通信信号が第１通信用バス２２を介してＧＷ２０Ｃに入力されると、ＧＷ２０Ｃは、当該通信信号を受信・復調してＣＡＮプロトコルに対応する通信データを得るとともに、当該通信データの波形を整形してから第１周波数帯域Ｆ１の周波数で振幅変調して第２通信用バス２３に再送信する。すなわち、第１通信用バス２２に伝送された第１周波数帯域Ｆ１の通信信号が第２通信用バス２３に転送される。
【０１２３】
同様に、第２周波数帯域Ｆ２の周波数で振幅変調された通信信号が第２通信用バス２３を介してＧＷ２０Ｃに入力されると、ＧＷ２０Ｃは、当該通信信号を受信・復調してＣＡＮプロトコルに対応する通信データを得るとともに、当該通信データの波形を整形してから第２周波数帯域Ｆ２の周波数で振幅変調して第１通信用バス２２に再送信する。すなわち、第２通信用バス２３に伝送された第２周波数帯域Ｆ２の通信信号が第２通信用バス２３に転送される。
【０１２４】
これにより、ＧＷ２０Ｃに設ける送信モジュール６０や受信モジュール５０の数を、通信信号を受信するバスから送信させるバスへ信号を伝達させるために必要な最少数にすることができるため、ＧＷ２０Ｃの構成を簡単にすることができるようになる。つまり、第１通信用バス２２には、受信モジュールとして第１周波数帯域Ｆ１に対応する受信モジュール５０のみが接続され、送信モジュールとして第２周波数帯域Ｆ２に対応する送信モジュール６０のみが接続される。また、第２通信用バス２３には、受信モジュールとして第２周波数帯域Ｆ２に対応する受信モジュール５０のみが接続され、送信モジュールとして第１周波数帯域Ｆ１に対応する送信モジュール６０のみが接続される。
【０１２５】
以上説明したように、本実施形態の通信装置及び通信システムによれば、上述の第１の実施形態の（１）〜（５）に記載した効果に加えて、以下に列記するような効果が得られるようになる。
【０１２６】
（９）第１及び第２通信用バス２２，２３に接続させるＥＣＵの数を制限することにより、通信用バスの性能劣化を小さくして、通信用バス上の通信信号の歪みを抑制することができるようになる。
【０１２７】
（１０）ＧＷ２０Ｃを、周波数帯域Ｆ１の通信信号を第１通信用バス２２から第２通信用バス２３へ転送する構造、及び、周波数帯域Ｆ２の通信信号を第２通信用バス２３から第１通信用バス２２へ転送する構造とした。つまり、ＧＷ２０Ｃは、通信信号を一方の通信用バスから他方の通信用バスへ、その通信信号の周波数帯域を変更させることなく通過させる簡単な構造とすることができるようになった。また、構造が簡単であるため、通信信号の遅延を少なくするとともに、構造の簡易化、コストを低く抑えることができるようになる。
【０１２８】
（１１）第１〜第９ＥＣＵ７１〜７９は、送信は周波数帯域Ｆ１のみで行い、受信は２つの周波数帯域Ｆ１，Ｆ２で行う構成とした。第１０〜第１４ＥＣＵ８０〜８４は、送信は周波数帯域Ｆ２のみで行い、受信は２つの周波数帯域Ｆ１，Ｆ２で行う構成とした。これにより、各ＥＣＵに複数の周波数帯域への送信モジュールを設ける場合に比較して、ＥＣＵの構成を簡単にするとともに、コストを低く抑えることができるようになる。
【０１２９】
また、通信用バスに、通信信号の周波数帯域を変更して転送するゲートウェイを設ける必要がなるため、通信用バスを簡単にすることができる。また、ＥＣＵは、どの周波数帯域で送信された通信信号であれ受信できるようになることから、ＧＷなどが一つの通信信号を複数の周波数帯域に重複送信する必要がなく、通信用バスにおける通信信号の輻輳を防ぐことができるようにもなる。
【０１３０】
（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、例えば以下のような態様にて実施することもできる。
・上記第４の実施形態では、第１０ＥＣＵ１０ａのＬＩＮコントローラ３４がにマスタ・ノードである場合について例示した。しかしこれに限らず、１つのＬＩＮバスに１台のマスタ・ノードを設けることができるのであれば、マスタ・ノードは他のＥＣＵやＧＷに設けられていてもよい。これにより、通信システムの構成自由度が向上するようになる。
【０１３１】
・上記第１，２，４，５の実施形態では、論理「０」に対応する通信信号を搬送波とし、論理「１」に対応する通信信号をグランドレベルとする場合について例示した。しかしこれに限らず、通信信号の伝達やアビトレーションを適正に行うことができるのであれば、論理「０」に対応する通信信号をグランドレベルとし、論理「１」に対応する通信信号を搬送波としてもよい。これにより、こうした通信システムの設計自由度が向上するようになる。
【０１３２】
・上記各実施形態では、最大で第１〜第３周波数帯域Ｆ１〜Ｆ３の３つの周波数帯が設けられる場合について例示した。しかしこれに限らず、周波数帯は３つの帯域より多くても、また、１つの帯域であってもよい。これにより、通信用バスの通信容量を調整することができるようになる。
【０１３３】
・上記各実施形態では、通信用バスにＣＡＮプロトコルに適合したツイストペアケーブルを用いる場合について例示した。しかしこれに限らず、振幅変調しないＣＡＮプロトコルの通信信号を伝送しない場合、つまり、振幅変調した通信信号のみを伝送する場合、通信用バスに用いる通信線は、ＣＡＮプロトコルに適合していなかったり、ツイストペアケーブルでなかったりしてもよい。この場合、そうした通信線に適合する、バッファアンプやカップリング回路などを用いれば、当該通信線を用いた場合であれ、振幅変調された通信信号を好適に送受信できるようになる。これにより、通信システムの設計自由度が向上するようになる。
【符号の説明】
【０１３４】
１〜１２…第１〜第１２電子制御装置（ＥＣＵ）、１０ａ…第１０ＥＣＵ、１１ａ…第１１ＥＣＵ、２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ…ゲートウェイ（ＧＷ）、２１…通信用バス、２２…第１通信用バス、２３…第２通信用バス、３０…処理装置、３１〜３３…第１〜第３ＣＡＮコントローラ、３４…ＬＩＮコントローラ、４１…コネクタ、４２…カップリング回路、４３ａ…第１ＡＳＫモジュール、４３ｂ…第２ＡＳＫモジュール、４３ｃ…第３ＡＳＫモジュール、４４…ＣＡＮトランシーバ、４５…ローパスフィルタ、４６…波形整形部、４７ａ…第４ＡＳＫモジュール、５０…受信モジュール、５１ａ…バンドパスフィルタ、５２…バッファアンプ、５３…包絡線検波回路、５４…電圧変換回路、６０…送信モジュール、６１…バッファアンプ、６２…アナログスイッチ、６３…変調波発生モジュール、６４ａ…コルピッツ発信回路、６５…バリキャップ部、６６…電圧変換回路、６７…疑似ランダム雑音符号発生回路、７１〜７９…第１〜第９ＥＣＵ、８０〜８４…第１０〜第１４ＥＣＵ、９０…車両、ＶＢ１…第１仮想バス、ＶＢ２…第２仮想バス、ＶＢ３…第３仮想バス、ＶＢＬ…仮想ＬＩＮバス。
【図１】
2013123132.tif 000003
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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