JP7717636B2

JP7717636B2 - 車載通信システム、および車載通信システムにおける通信制御方法

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Description

本発明は、車載通信システム、および車載通信システムにおける通信制御方法に関する。

通信ネットワークの柔軟性および拡張性を向上する技術としてＳＤＮ（ＳｏｆｔｗａｒｅＤｅｆｉｎｅｄＮｅｔｗｏｒｋ）技術が知られている。ＳＤＮ技術を用いる通信ネットワークでは、一般に、ネットワーク制御のための制御通信と、通信ネットワークに接続された装置間のデータ通信とが、物理的に別回線として構成される。

また、特許文献１には、ＳＤＮ（ＳｏｆｔｗａｒｅＤｅｆｉｎｅｄＮｅｔｗｏｒｋ）技術を用いる車両ネットワークシステムが開示されている。この車両ネットワークシステムは、ネットワーク制御を行う第１制御装置と、伝送路スイッチを備える第２制御装置と、を備える。そして、第１制御装置と第２制御装置とは、２本の信号線により接続され、ＳＤＮにおけるオープンフロー制御に必要な制御メッセージが、上記２本の信号線に分割されて通信される。

特開２０１９－６２２９０号公報

しかしながら、装置間を複数の通信伝送路で接続する構成は、通信伝送路の本数の増加に加えて通信装置の数の増加を招くこととなり、コスト面で不利となり得る。
本発明の目的は、通信ネットワークとしての柔軟性及び又は拡張性を向上しつつも、装置間を接続する通信伝送路の数を低減して、車載通信システムを低コストで実現し得るようにすることである。

本発明の一の態様は、車両に搭載された複数の電子制御装置と、複数の通信伝送路と、前記通信伝送路の接続を切り替える伝送路スイッチと、前記伝送路スイッチの動作を管理するネットワーク制御装置と、を備える車載通信システムであって、前記ネットワーク制御装置は、前記通信伝送路を介して前記伝送路スイッチとの間で前記伝送路スイッチの動作制御のための制御通信を実行する制御通信部と、前記制御通信部における前記制御通信の動作を管理する制御通信管理部と、を備え、前記電子制御装置は、前記通信伝送路を介して他の前記電子制御装置との間で前記車両の動作に必要なデータ授受のためのデータ通信を行うデータ通信部と、前記データ通信部における前記データ通信の動作を管理するデータ通信管理部と、を備え、前記制御通信管理部および前記データ通信管理部は、それぞれ、前記通信伝送路において前記制御通信と前記データ通信とが異なる時間期間に行われるように、前記制御通信部および前記データ通信部の動作を管理する、車載通信システムである。
本発明の他の態様によると、前記制御通信管理部および前記データ通信管理部は、それぞれ、前記通信伝送路における前記制御通信と前記データ通信とが、所定長さの時間期間であるフレーム内の、互いに異なるタイムスロットにおいて実行されるように、前記制御通信部および前記データ通信部の動作を管理する。
本発明の他の態様によると、前記データ通信には、複数の前記電子制御装置が前記車両の動作に関する所定のサービスを提供するために行うサービスデータの通信が含まれ、前記データ通信管理部は、前記サービスデータの通信が、前記サービスの種類毎に割り当てられたタイムスロットにおいて実行されるように、前記データ通信部の動作を管理する。
本発明の他の態様によると、前記データ通信において前記サービスデータの通信のために用いられるタイムスロットには、一の種類の前記サービスが専用に用いる専用タイムスロットと、複数の種類の前記サービスが兼用する兼用タイムスロットと、が含まれる。
本発明の他の態様によると、前記データ通信に用いられるタイムスロットには、任意のデータの通信に用いられる汎用タイムスロットが含まれる。
本発明の他の態様によると、前記ネットワーク制御装置は、前記車両の走行状態に応じて、前記専用タイムスロットもしくは前記兼用タイムスロットを利用する前記サービスの種類の変更、又は前記専用タイムスロットもしくは前記兼用タイムスロットに含めるタイムスロットの数の変更を、前記電子制御装置に指示する、スロット管理部を備える。
本発明の他の態様によると、前記スロット管理部は、前記車両が停止したときは、前記車両が走行中であるときに比べて、前記兼用タイムスロットに含めるタイムスロットの数を増加するよう前記電子制御装置に指示する。
本発明の他の態様によると、前記スロット管理部は、前記車両の周囲環境の状態に応じて、前記専用タイムスロットもしくは前記兼用タイムスロットを利用する前記サービスの種類の変更、又は前記専用タイムスロットもしくは前記兼用タイムスロットに含めるタイムスロットの数の変更を、前記電子制御装置に指示する。
本発明の他の態様は、車両に搭載された複数の電子制御装置と、複数の通信伝送路と、前記通信伝送路の接続を切り替える伝送路スイッチと、前記伝送路スイッチの動作を管理するネットワーク制御装置と、を備える車載通信システムにおける通信制御方法であって、前記ネットワーク制御装置が備える第１コンピュータが、前記通信伝送路を介して前記伝送路スイッチとの間で前記伝送路スイッチの動作制御のための制御通信を実行する制御通信ステップと、前記第１コンピュータが、前記制御通信ステップにおける前記制御通信の動作を管理する制御通信管理ステップと、前記電子制御装置が備える第２コンピュータが、前記通信伝送路を介して他の前記電子制御装置との間で前記車両の動作に必要なデータ授受のためのデータ通信を行うデータ通信ステップと、前記第２コンピュータが、前記データ通信ステップにおける前記データ通信の動作を管理するデータ通信管理ステップと、を含み、前記制御通信管理ステップおよび前記データ通信管理ステップでは、それぞれ、前記通信伝送路において前記制御通信と前記データ通信とが異なる時間期間に行われるように、前記制御通信および前記データ通信の動作が管理される、通信制御方法である。

本発明によれば、通信ネットワークとしての柔軟性及び又は拡張性を向上しつつも、装置間を接続する通信伝送路の数を低減して、車載通信システムを低コストで実現することができる。

本発明の一実施形態に係る車載通信システムの構成を示す図である。ネットワーク制御装置の構成を示す図である。電子制御装置の構成を示す図である。通信に用いるフレームのタイムスロット構成の一例を示す図である。車載通信システムにおける処理の手順を示すフロー図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る、車両１に搭載された車載通信システム２の構成を示す図である。車載通信システム２は、ネットワーク制御装置３と、車両１の動作を制御する複数の電子制御装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇ、４ｈ、４ｉと、伝送路スイッチ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅと、を備える。以下、電子制御装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇ、４ｈ、４ｉを総称して電子制御装置４ともいうものとする。また、伝送路スイッチ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅを総称して伝送路スイッチ５ともいうものとする。

車載通信システム２は、また、複数の通信伝送路６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆ、６ｇ、６ｈ、６ｉ、６ｊ、６ｋを含む。以下、通信伝送路６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆ、６ｇ、６ｈ、６ｉ、６ｊ、６ｋを総称して通信伝送路６ともいうものとする。

伝送路スイッチ５は、ＳＤＮ技術に従うオープンフロースイッチを備える。伝送路スイッチ５は、ネットワーク制御装置３が行うＳＤＮ技術に従ったオープンフロー制御により、ネットワーク制御装置３から指示を受けて、その伝送路スイッチ５に接続されている複数の通信伝送路６の間の接続を切り替える。これにより、車載通信システム２は、ＳＤＮ技術に従う通信ネットワークの柔軟性と拡張性とを保持する。

ネットワーク制御装置３は、伝送路スイッチ５の動作を管理すると共に、車載通信システム２におけるネットワーク制御装置３、電子制御装置４、および伝送路スイッチ５の間の通信を管理する。

図２は、ネットワーク制御装置３の構成を示す図である。ネットワーク制御装置３は、第１プロセッサ１０と、第１メモリ１１と、第１通信器１２と、を備える。第１メモリ１１は、例えば、揮発性及び又は不揮発性の半導体メモリで構成される。第１通信器１２は、ネットワーク制御装置３が通信伝送路６を介して電子制御装置４および伝送路スイッチ５と通信するための送受信機である。

第１プロセッサ１０は、例えば、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）等を備えるコンピュータである。第１プロセッサ１０は、プログラムが書き込まれたＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、データの一時記憶のためのＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）等を有する構成であってもよい。そして、第１プロセッサ１０は、機能要素又は機能ユニットとして、制御通信部１３と、制御通信管理部１４と、スロット管理部１５と、を備える。

第１プロセッサ１０が備えるこれらの機能要素は、例えば、コンピュータである第１プロセッサ１０が第１メモリ１１に記憶された第１通信制御プログラム１６を実行することにより実現される。第１通信制御プログラム１６は、コンピュータ読み取り可能な任意の記憶媒体に記憶させておくことができる。なお、これに代えて、第１プロセッサ１０が備える上記機能要素の全部又は一部を、それぞれ一つ以上の電子回路部品を含むハードウェアにより構成してもよい。ここで、第１プロセッサ１０は、本開示における第１コンピュータに相当する。

制御通信部１３は、通信伝送路６を介して伝送路スイッチ５との間で、伝送路スイッチ５の動作制御、すなわち、通信伝送路６の切り換え動作の制御のための、制御通信を実行する。上述したように、本実施形態では、制御通信部１３は、ＳＤＮ技術に従ったオープンフロー制御により、伝送路スイッチ５の切り換え動作を制御する。すなわち、制御通信部１３が伝送路スイッチ５との間で行う上記制御通信は、ＳＤＮ技術のオープンフロープロトコルに従うオープンフローメッセージであり得る。

制御通信部１３は、また、電子制御装置４における通信動作に係る情報（例えば、後述するスロット管理情報）を送信するため、電子制御装置４との間においても制御通信を実行する。

制御通信管理部１４は、制御通信部１３における制御通信の動作を管理する。本実施形態では、特に、制御通信管理部１４は、後述する電子制御装置４のデータ通信管理部２４と協働して、制御通信とデータ通信とが通信伝送路６において異なる時間期間で行われるように、制御通信部１３の動作を管理する。

具体的には、制御通信管理部１４およびデータ通信管理部２４は、それぞれ、通信伝送路６における制御通信とデータ通信とが、所定長さの時間期間であるフレーム内の、互いに異なるタイムスロットにおいて実行されるように、制御通信部１３およびデータ通信部２３（後述）の動作を管理する。ここで、データ通信とは、車両１の動作に関する様々なサービス（又は、機能）を提供するために電子制御装置４の間において行われるサービスデータの通信を含む、種々のデータの通信をいう。

図４は、本実施形態において用いられるフレームが含むタイムスロットの構成の一例を示す図である。図４には、図示上段に複数のフレーム３０が構成するフレーム列、図示下段に一つのフレーム３０を構成するタイムスロット列が示されている。また、図４において、図示左から右へ向かって時間が流れているものとする。すなわち、図示左側に示されているフレームおよびスロットが、それぞれ、時間的に先に送信される。図４には、スロット列に含まれる各スロットの上部に、番号が振られている。

フレーム３０は、図示左端の、時間的に先頭に配されたＳＯＦ（ＳｔａｒｔＯｆＦｒａｍｅ）から開始して、図示右端の、時間的に末尾に配されたＥＯＦ（ＳｔａｒｔＯｆＦｒａｍｅ）で終了する。

本実施形態では、フレーム３０は、制御通信を行う制御タイムスロット４１と、データ通信を行うデータタイムスロット４２とを含む。図示の例では、制御タイムスロット４１はｉ個のタイムスロットで構成され、データタイムスロット４２は（ｊ＋ｋ＋ｍ）個のタイムスロットで構成されている。本実施形態では、データタイムスロット４２は、時間的に制御タイムスロット４１の後に配されている。

制御タイムスロット４１およびデータタイムスロット４２のそれぞれが含むタイムスロットの数は、制御通信管理部１４と、電子制御装置４のデータ通信管理部２４と、に予め設定されるものとすることができる。あるいは、制御タイムスロット４１およびデータタイムスロット４２のそれぞれが含むタイムスロットの数は、制御通信管理部１４が、車両１の走行状態や周辺状況に応じて決定して電子制御装置４へ通知するものとしてもよい。

制御通信管理部１４は、制御通信部１３に対し、制御タイムスロット４１に割り当てられているタイムスロットの数の情報である制御タイムスロット情報を通知する。また、制御通信管理部１４は、フレーム３０の開始を示すＳＯＦの送信タイミングを管理する。例えば、制御通信管理部１４は、フレーム３０の時間長さに相当する所定の時間間隔で、制御通信部１３に対し、通信伝送路６へのＳＯＦの送信を指示する。制御通信部１３は、ＳＯＦを送信したあとに，制御タイムスロット４１として割り当てられているｉ個のタイムスロットを用いて、伝送路スイッチ５との間の制御通信を行う。

後述するように、電子制御装置４のデータ通信管理部２４は、通信伝送路６からＳＯＦが受信されることでフレーム３０の開始を検知する。データ通信管理部２４は、ＳＯＦの受信後、ｉ＋１個目のタイムスロットを送出するタイミングを示す送信開始指示を、データ通信部２３（後述）へ送信する。データ通信部２３は、送信開始指示を受信したことに応じて、データ通信を開始する。

本実施形態では、データタイムスロット４２は、サービスデータの通信のために用いられるタイムスロットとして、一の種類のサービスが専用に用いる専用タイムスロット４２ａと、複数の種類のサービスが兼用する兼用タイムスロット４２ｂと、を含む。また、データタイムスロット４２は、任意のデータの通信に用いられる汎用タイムスロット４２ｃを含む。専用タイムスロット４２ａはｊ個のタイムスロット、兼用タイムスロットはｋ個のタイムスロット、汎用タイムスロット４２ｃはｍ個のタイムスロットにより、それぞれ構成されている。

本実施形態では、専用タイムスロット４２ａは、兼用タイムスロット４２ｂおよび汎用タイムスロットに比べて時間的に先に配され、次に、兼用タイムスロット４２ｂ、汎用タイムスロットの順で配されている。専用タイムスロット４２ａは、例えば、処理の優先度が最も高いサービスが行うサービスデータの通信に用いられ、兼用タイムスロット４２ｂは、例えば処理の優先度が中程度以下であるサービスの通信に用いられる。これにより、最も優先度の高いサービスは、他のサービスが行う通信に影響されることなく、サービスデータの通信を迅速に行って、即応性のある動作を実現することができる。また、優先度が中程度以下のサービスは、サービス間で通信時間をシェアして、サービスの実行時間を調整することができる。

また、汎用タイムスロット４２ｃでは、例えば、種々の優先度を持つサービスが自由に通信を行う。これにより、各サービスにおいて通信の優先度の異なるサービスデータが用いられる場合には、例えば、優先度の高いサービスデータを専用タイムスロット４２ａ又は兼用タイムスロット４２ｂで通信し、優先度の低いサービスデータを汎用タイムスロットで通信するものとすることができる。これにより、データタイムスロット４２における、各サービスにとってのサービスデータ通信の柔軟性および拡張性が向上する。

なお、データタイムスロット４２に設ける専用タイムスロット４２ａの数は、図４に示す例では１つであるものとしたが、複数であってもよい。複数の専用タイムスロット４２ａを設けることで、例えば、優先度の高い順に複数のサービスが、それぞれ時間的に先に配された専用タイムスロット４２ａを用いることができるので、複数のサービスが優先度に応じた即応性をもって動作を実行することができる。

図２を参照し、スロット管理部１５は、車両１の走行状態に応じて、専用タイムスロット４２ａもしくは兼用タイムスロット４２ｂを利用するサービスの種類の変更、又は専用タイムスロット４２ａもしくは兼用タイムスロット４２ｂに含めるタイムスロットの数の変更を、電子制御装置４に指示する。この指示は、例えば、スロット管理部１５が、専用タイムスロット４２ａおよび兼用タイムスロット４２ｂのそれぞれについての、割り当てるべきサービスの種類および割り当てるべきタイムスロットの数をリストしたスロット管理情報を電子制御装置４へ送信することで行われる。スロット管理情報の送信は、例えば、スロット管理部１５の指示により制御通信部１３が、制御通信の一部として（すなわち、制御タイムスロット４１の期間中に）電子制御装置４へ送信する。

例えば、スロット管理部１５は、車両１の車速から車両１が高速道路を走行中であると判断され得る場合には、車両１の操縦操作に関連するサービスを優先的に専用タイムスロット４２ａに割り当てることができる。あるいは、専用タイムスロット４２ａに既に操縦操作のサービスが割り当てられている場合には、スロット管理部１５は、車両１が高速道路を走行中であるときは、兼用タイムスロット４２ｂ又は汎用タイムスロットに含めるタイムスロット数を減らして、専用タイムスロット４２ａに含めるタイムスロット数を増加させることができる。これにより、例えば、高速道路において特に必要となる操縦操作についてのサービスの優先度を上げつつ、兼用タイムスロット４２ｂを用いる操縦操作に関係のない動画等のエンターテイメント関連のサービスの通信速度を下げて、上記操縦操作に係るサービスの即応性を向上することができる。

また、例えば、スロット管理部１５は、車両１が停止したときは、車両１が走行中であるときに比べて、兼用タイムスロット４２ｂに含めるタイムスロットの数を増加するように、電子制御装置４に指示してもよい。これにより、車両１の停車時には、例えば、兼用タイムスロット４２ｂを用いる動画再生等のエンターテイメント関連のサービスの通信速度を上げて、高画質の再生動画を提供することができる。

また、スロット管理部１５は、車両１の周囲環境の状態に応じて、専用タイムスロット４２ａもしくは兼用タイムスロット４２ｂを利用するサービスの種類の変更、又は専用タイムスロット４２ａもしくは兼用タイムスロット４２ｂに含めるタイムスロットの数の変更を、電子制御装置４に指示する。ここで、「車両１の周囲環境の状態」とは、例えば、天候、気温、周囲に存在する車両や歩行者等の交通参加者の数であり得る。

これにより、例えば、交通参加者の数が多く、操縦操作に関連するサービスの処理負荷が高まると予想される場面では、操縦操作に関連するサービスの通信の優先度を引き上げたり通信速度を上げて、それらサービスにおける即応性や情報の処理量を向上することができる。

図３は、電子制御装置４の構成を示す図である。なお、図３には、発明の理解を容易にするため電子制御装置４が行うデータ通信に係る構成要素のみが示されているが、電子制御装置４は、従来技術に従い、所定のサービス（又は機能）を実現するための種々の機能要素もしくは機能ユニット又はデバイスもしくは電子回路部品を含み得る。

電子制御装置４は、第２プロセッサ２０と、第２メモリ２１と、第２通信器２２と、を備える。第２メモリ２１は、例えば、揮発性及び又は不揮発性の半導体メモリで構成される。第２通信器２２は、電子制御装置４が通信伝送路６を介してネットワーク制御装置３及び他の電子制御装置４と通信するための送受信機である。

第２プロセッサ２０は、例えば、ＣＰＵ等を備えるコンピュータである。第２プロセッサ２０は、プログラムが書き込まれたＲＯＭ、データの一時記憶のためのＲＡＭ等を有する構成であってもよい。そして、第２プロセッサ２０は、機能要素又は機能ユニットとして、データ通信部２３と、データ通信管理部２４と、を備える。

第２プロセッサ２０が備えるこれらの機能要素は、例えば、コンピュータである第２プロセッサ２０が第２メモリ２１に記憶された第２通信制御プログラム２５を実行することにより実現される。第２通信制御プログラム２５は、コンピュータ読み取り可能な任意の記憶媒体に記憶させておくことができる。なお、これに代えて、第２プロセッサ２０が備える上記機能要素の全部又は一部を、それぞれ一つ以上の電子回路部品を含むハードウェアにより構成してもよい。ここで、第２プロセッサ２０は、本開示における第２コンピュータに相当する。

データ通信部２３は、通信伝送路６を介して他の電子制御装置４との間で車両１の動作に必要なデータ授受のためのデータ通信を行う。上述したように、データ通信において通信されるデータには、車両１の動作に関する様々なサービス（又は、機能）を提供するために電子制御装置４の間において行われるサービスデータが含まれる。

データ通信管理部２４は、データ通信部２３の動作を管理する。本実施形態では、特に、データ通信管理部２４は、上述したネットワーク制御装置３の制御通信管理部１４と協働して、データ通信と制御通信とが通信伝送路６において異なる時間期間で行われるように、データ通信部２３の動作を管理する。具体的には、データ通信管理部２４は、サービスデータの通信が、サービスの種類毎に割り当てられたタイムスロットにおいて実行されるように、データ通信部２３の動作を管理する。

より具体的には、データ通信管理部２４は、ネットワーク制御装置３から送信されるスロット管理情報を受信して、データ通信部２３に対し、自装置が行うサービスについて割り当てられているタイムスロットを通知する。また、データ通信管理部２４は、ネットワーク制御装置３が送信したＳＯＦを受信することでフレーム３０の開始を検知する。そして、データ通信管理部２４は、ＳＯＦの受信後、ｉ＋１個目のタイムスロットを送出するタイミングを示す送信開始指示を、データ通信部２３へ送信する。データ通信部２３は、送信開始指示を受信したことに応じて、自装置のサービスに割り当てられたタイムスロットを用いてデータ通信を行う。

上記の構成を有する車載通信システム２では、制御通信とデータ通信とが異なる時間期間において実行されるので、ＳＤＮ技術を用いた従来の通信システムのように制御通信及びデータ通信のために複数の信号線を用いる必要はなく、通信伝送路６を１本の通信線又は一つの通信チャネルで構成することができる。したがって、車載通信システム２では、ＳＤＮ技術を用いて通信ネットワークとしての柔軟性及び又は拡張性を向上しつつも、ネットワーク制御装置３、電子制御装置４、および伝送路スイッチ５の間を接続する通信伝送路６の信号線又は通信チャネルの数を低減して、車載通信システム２を低コストで実現することができる。

次に、車載通信システム２における動作の手順について説明する。図５は、車載通信システム２における処理の手順を示すフロー図である。図５の処理は、繰り返し実行される。

処理を開始すると、ネットワーク制御装置３の制御通信管理部１４は、制御通信部１３における制御通信の動作を管理するため、制御タイムスロット４１に割り当てられたタイムスロットの数の情報（制御タイムスロット情報）を、制御通信部１３へ送信する（Ｓ１００）。次に、制御通信管理部１４は、制御通信部１３にＳＯＦの送信指示を送る（Ｓ１０２）。ステップＳ１００及びＳ１０２は、制御通信管理ステップに相当する。

次に、ネットワーク制御装置３の制御通信部１３は、制御通信管理部１４からのＳＯＦの送信指示に応じて、伝送路スイッチ５との間で、通信路切り換えの動作制御のための制御通信を実行する（Ｓ１０４）。ステップＳ１０４は、制御通信ステップに相当する。

次に、電子制御装置４のそれぞれにおいて、データ通信管理部２４が、ＳＯＦの受信後、データタイムスロット４２の開始タイミングが到来したときに、データ通信部に送信開始指示を送る（Ｓ１０６）。続いて、電子制御装置４のそれぞれのデータ通信部２３は、データタイムスロット４２の期間において、それぞれの電子制御装置４が行うサービスに係るサービスデータを含む種々のデータのデータ通信を行って（Ｓ１０８）、処理を終了する。ここで、ステップＳ１０６およびＳ１０８は、それぞれ、データ通信管理ステップおよびデータ通信ステップに相当する。

すなわち、制御通信管理ステップであるステップＳ１００、Ｓ１０２およびデータ通信管理ステップであるステップＳ１０６により、それぞれ、通信伝送路６において制御通信とデータ通信とが異なる時間期間に行われるように、制御通信ステップであるステップＳ１０４およびデータ通信ステップであるステップＳ１０８の動作が管理される。

なお、本発明は上記の実施形態の構成に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。

上述した実施形態は、以下の構成をサポートする。
（構成１）車両に搭載された複数の電子制御装置と、複数の通信伝送路と、前記通信伝送路の接続を切り替える伝送路スイッチと、前記伝送路スイッチの動作を管理するネットワーク制御装置と、を備える車載通信システムであって、前記ネットワーク制御装置は、前記通信伝送路を介して前記伝送路スイッチとの間で前記伝送路スイッチの動作制御のための制御通信を実行する制御通信部と、前記制御通信部における前記制御通信の動作を管理する制御通信管理部と、を備え、前記電子制御装置は、前記通信伝送路を介して他の前記電子制御装置との間で前記車両の動作に必要なデータ授受のためのデータ通信を行うデータ通信部と、前記データ通信部における前記データ通信の動作を管理するデータ通信管理部と、を備え、前記制御通信管理部および前記データ通信管理部は、それぞれ、前記通信伝送路において前記制御通信と前記データ通信とが異なる時間期間に行われるように、前記制御通信部および前記データ通信部の動作を管理する、車載通信システム。
構成１の車載通信システムによれば、例えばＳＤＮ技術を用いて通信ネットワークとしての柔軟性及び又は拡張性を向上しつつも、通信伝送路を１本の通信線又は一つの通信チャネルで構成して、車載通信システムを低コストで実現することができる。

（構成２）前記制御通信管理部および前記データ通信管理部は、それぞれ、前記通信伝送路における前記制御通信と前記データ通信とが、所定長さの時間期間であるフレーム内の、互いに異なるタイムスロットにおいて実行されるように、前記制御通信部および前記データ通信部の動作を管理する、構成１に記載の車載通信システム。
構成２の車載通信システムによれば、制御通信とデータ通信とを互いに異なる時間期間において容易に行うことができる。

（構成３）前記データ通信には、複数の前記電子制御装置が前記車両の動作に関する所定のサービスを提供するために行うサービスデータの通信が含まれ、前記データ通信管理部は、前記サービスデータの通信が、前記サービスの種類毎に割り当てられたタイムスロットにおいて実行されるように、前記データ通信部の動作を管理する、構成２に記載の車載通信システム。
構成３の車載通信システムによれば、サービスの種類毎に使用するタイムスロットが割り当てられるので、サービス間での通信データの衝突確率を低減して通信の信頼性を向上することができる。

（構成４）前記データ通信において前記サービスデータの通信のために用いられるタイムスロットには、一の種類の前記サービスが専用に用いる専用タイムスロットと、複数の種類の前記サービスが兼用する兼用タイムスロットと、が含まれる、構成３に記載の車載通信システム。
構成４の車載通信システムによれば、例えば、最も優先度の高いサービスを専用タイムスロットに割り当てて即応性のあるサービスを提供しつつ、優先度が中程度以下の他のサービスは、兼用タイムスロットに割り当ててサービスの実行時間の調整を図ることができる。

（構成５）前記データ通信に用いられるタイムスロットには、任意のデータの通信に用いられる汎用タイムスロットが含まれる、構成４に記載の車載通信システム。
構成５の車載通信システムによれば、例えば、一つのサービスにおいて、優先度の低いサービスデータを汎用タイムスロットに代替的に又は追加的に割り当てることで、サービスにとって柔軟性および拡張性のあるデータ通信を実現することができる。

（構成６）前記ネットワーク制御装置は、前記車両の走行状態に応じて、前記専用タイムスロットもしくは前記兼用タイムスロットを利用する前記サービスの種類の変更、又は前記専用タイムスロットもしくは前記兼用タイムスロットに含めるタイムスロットの数の変更を、前記電子制御装置に指示する、スロット管理部を備える、構成４または５に記載の車載通信システム。
構成６の車載通信システムによれば、例えば、車両１の車速から車両１が高速道路を走行中であると判断され得る場合には、高速道路において特に必要となる操縦操作についてのサービスの優先度を上げつつ、操縦操作に関係のない動画再生等のエンターテイメント関連のサービスの通信速度を下げて、上記操縦操作に係るサービスの即応性を向上することができる。

（構成７）前記スロット管理部は、前記車両が停止したときは、前記車両が走行中であるときに比べて、前記兼用タイムスロットに含めるタイムスロットの数を増加するよう前記電子制御装置に指示する、構成６に記載の車載通信システム。
構成７の車載通信システムによれば、車両の停車時には、例えば、兼用タイムスロットを用いる動画再生等のエンターテイメント関連のサービスの通信速度を上げて、高画質の再生動画を提供することができる。

（構成８）前記スロット管理部は、前記車両の周囲環境の状態に応じて、前記専用タイムスロットもしくは前記兼用タイムスロットを利用する前記サービスの種類の変更、又は前記専用タイムスロットもしくは前記兼用タイムスロットに含めるタイムスロットの数の変更を、前記電子制御装置に指示する、構成６または７に記載の車載通信システム。
構成８の車載通信システムによれば、例えば、交通参加者の数が多く、操縦操作に関連するサービスの処理負荷が高まると予想される場面では、操縦操作に関連するサービスの通信の優先度を引き上げたり通信速度を上げて、それらサービスにおける即応性や情報の処理量を向上することができる。

（構成９）車両に搭載された複数の電子制御装置と、複数の通信伝送路と、前記通信伝送路の接続を切り替える伝送路スイッチと、前記伝送路スイッチの動作を管理するネットワーク制御装置と、を備える車載通信システムにおける通信制御方法であって、前記ネットワーク制御装置が備える第１コンピュータが、前記通信伝送路を介して前記伝送路スイッチとの間で前記伝送路スイッチの動作制御のための制御通信を実行する制御通信ステップと、前記第１コンピュータが、前記制御通信ステップにおける前記制御通信の動作を管理する制御通信管理ステップと、前記電子制御装置が備える第２コンピュータが、前記通信伝送路を介して他の前記電子制御装置との間で前記車両の動作に必要なデータ授受のためのデータ通信を行うデータ通信ステップと、前記第２コンピュータが、前記データ通信ステップにおける前記データ通信の動作を管理するデータ通信管理ステップと、を含み、前記制御通信管理ステップおよび前記データ通信管理ステップでは、それぞれ、前記通信伝送路において前記制御通信と前記データ通信とが異なる時間期間に行われるように、前記制御通信および前記データ通信の動作が管理される、通信制御方法。
構成９の通信制御方法によれば、例えばＳＤＮ技術を用いて通信ネットワークとしての柔軟性及び又は拡張性を向上しつつも、通信伝送路を１本の通信線又は一つの通信チャネルで構成して、車載通信システムを低コストで実現することができる。

１…車両、２…車載通信システム、３…ネットワーク制御装置、４、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇ、４ｈ、４ｉ…電子制御装置、５、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ…伝送路スイッチ、６、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆ、６ｇ、６ｈ、６ｉ、６ｊ、６ｋ…通信伝送路、１０…第１プロセッサ、１１…第１メモリ、１２…第１通信器、１３…制御通信部、１４…制御通信管理部、１５…スロット管理部、１６…第１通信制御プログラム、２０…第２プロセッサ、２１…第２メモリ、２２…第２通信器、２３…データ通信部、２４…データ通信管理部、３０…フレーム、４１…制御タイムスロット、４２…データタイムスロット、４２ａ…専用タイムスロット、４２ｂ…兼用タイムスロット、４２ｃ…汎用タイムスロット。

Claims

車両に搭載された複数の電子制御装置と、複数の通信伝送路と、前記通信伝送路の接続を切り替える伝送路スイッチと、前記伝送路スイッチの動作を管理するネットワーク制御装置と、を備える車載通信システムであって、
前記ネットワーク制御装置は、
前記通信伝送路を介して前記伝送路スイッチとの間で前記伝送路スイッチの動作制御のための制御通信を実行する制御通信部と、
前記制御通信部における前記制御通信の動作を管理する制御通信管理部と、
を備え、
前記電子制御装置は、
前記通信伝送路を介して他の前記電子制御装置との間で前記車両の動作に必要なデータ授受のためのデータ通信を行うデータ通信部と、
前記データ通信部における前記データ通信の動作を管理するデータ通信管理部と、
を備え、
前記制御通信管理部および前記データ通信管理部は、それぞれ、前記通信伝送路において前記制御通信と前記データ通信とが異なる時間期間に行われるように、前記制御通信部および前記データ通信部の動作を管理する、
車載通信システム。
前記制御通信管理部および前記データ通信管理部は、それぞれ、前記通信伝送路における前記制御通信と前記データ通信とが、所定長さの時間期間であるフレーム内の、互いに異なるタイムスロットにおいて実行されるように、前記制御通信部および前記データ通信部の動作を管理する、
請求項１に記載の車載通信システム。
前記データ通信には、複数の前記電子制御装置が前記車両の動作に関する所定のサービスを提供するために行うサービスデータの通信が含まれ、
前記データ通信管理部は、前記サービスデータの通信が、前記サービスの種類毎に割り当てられたタイムスロットにおいて実行されるように、前記データ通信部の動作を管理する、
請求項２に記載の車載通信システム。
前記データ通信において前記サービスデータの通信のために用いられるタイムスロットには、一の種類の前記サービスが専用に用いる専用タイムスロットと、複数の種類の前記サービスが兼用する兼用タイムスロットと、が含まれる、
請求項３に記載の車載通信システム。
前記データ通信に用いられるタイムスロットには、任意のデータの通信に用いられる汎用タイムスロットが含まれる、
請求項４に記載の車載通信システム。
前記ネットワーク制御装置は、
前記車両の走行状態に応じて、前記専用タイムスロットもしくは前記兼用タイムスロットを利用する前記サービスの種類の変更、又は前記専用タイムスロットもしくは前記兼用タイムスロットに含めるタイムスロットの数の変更を、前記電子制御装置に指示する、スロット管理部を備える、
請求項４または５に記載の車載通信システム。
前記スロット管理部は、前記車両が停止したときは、前記車両が走行中であるときに比べて、前記兼用タイムスロットに含めるタイムスロットの数を増加するよう前記電子制御装置に指示する、
請求項６に記載の車載通信システム。
前記スロット管理部は、前記車両の周囲環境の状態に応じて、前記専用タイムスロットもしくは前記兼用タイムスロットを利用する前記サービスの種類の変更、又は前記専用タイムスロットもしくは前記兼用タイムスロットに含めるタイムスロットの数の変更を、前記電子制御装置に指示する、
請求項６または７に記載の車載通信システム。
車両に搭載された複数の電子制御装置と、複数の通信伝送路と、前記通信伝送路の接続を切り替える伝送路スイッチと、前記伝送路スイッチの動作を管理するネットワーク制御装置と、を備える車載通信システムにおける通信制御方法であって、
前記ネットワーク制御装置が備える第１コンピュータが、前記通信伝送路を介して前記伝送路スイッチとの間で前記伝送路スイッチの動作制御のための制御通信を実行する制御通信ステップと、
前記第１コンピュータが、前記制御通信ステップにおける前記制御通信の動作を管理する制御通信管理ステップと、
前記電子制御装置が備える第２コンピュータが、前記通信伝送路を介して他の前記電子制御装置との間で前記車両の動作に必要なデータ授受のためのデータ通信を行うデータ通信ステップと、
前記第２コンピュータが、前記データ通信ステップにおける前記データ通信の動作を管理するデータ通信管理ステップと、
を含み、
前記制御通信管理ステップおよび前記データ通信管理ステップでは、それぞれ、前記通信伝送路において前記制御通信と前記データ通信とが異なる時間期間に行われるように、前記制御通信および前記データ通信の動作が管理される、
通信制御方法。