通信装置及び通信方法
【課題】先発の低優先度メッセージの存在によって、後発の高優先度メッセージの送信が遅延することを防ぐ。
【解決手段】通信線としてのＣＡＮバス１１に出力するデータの生成のための電圧源として、従来の４Ｖ（第１の電圧レベル）系の第一電圧源１３の他に、これよりも高圧の１２Ｖ（第２の電圧レベル）系の第二電圧源１５をも使用することとし、高優先度のデータを送信する場合には、高圧の１２Ｖ系の第二電圧源１５で生成したデータをＣＡＮバス１１に出力し、それ以外の通常（低優先度）のデータを送信する場合には、４Ｖ系の第一電圧源１３で生成したデータをＣＡＮバス１１に出力する。
【解決手段】通信線としてのＣＡＮバス１１に出力するデータの生成のための電圧源として、従来の４Ｖ（第１の電圧レベル）系の第一電圧源１３の他に、これよりも高圧の１２Ｖ（第２の電圧レベル）系の第二電圧源１５をも使用することとし、高優先度のデータを送信する場合には、高圧の１２Ｖ系の第二電圧源１５で生成したデータをＣＡＮバス１１に出力し、それ以外の通常（低優先度）のデータを送信する場合には、４Ｖ系の第一電圧源１３で生成したデータをＣＡＮバス１１に出力する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の通信線上で複数の電子ユニットの間で通信を行う通信装置及び通信方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の自動車では、車内通信の方式としてＣＡＮ（Controller Area Network）通信が採用されることが多くなってきている。このＣＡＮ通信はシリアルバス通信であるため、本来的にはリアルタイム性を保証することができないが、安全運転を行う必要があるなどの理由により、自動車の通信には高速性が要求されるものがあるため、ＣＡＮ通信においては、データ毎に優先度を持たせることで、支障のない通信を行うようになっている。
【０００３】
即ち、ＣＡＮ通信では、バスアイドル中に最初に送信を開始したユニットが送信権を獲得し、また同時に２つ以上のユニットが送信を開始したときには、各メッセージのアービトレーションフィールドを１ビット単位で調停し、ドミナントレベルを長く出し続けたユニットが送信権を獲得する。この場合において、送信権を獲得しなかったユニットは、次のビットから送信動作を止め、受信動作に移る。
【０００４】
ここで、ＣＡＮ通信におけるバス（以下「ＣＡＮバス」と称す）のレベルには、相対的に優先的なドミナントレベルと、相対的に受容的なレセシブレベルとがあり、ドミナントレベルの論理値は「０」となり、レセシブレベルは「１」となる。１つのユニットがドミナントを出力すると、ＣＡＮバスはドミナントレベルになることから、すべてのユニットがレセシブを出力しない限り、ＣＡＮバスのレベルはレセシブにならないようになっている。
【０００５】
ＣＡＮ通信に関する先行技術としては、例えば特許文献１がある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１１９４１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＣＡＮ通信におけるＣＡＮバスのレベルの一例を図４に示す。この図４において、ＣＡＮバスには、あるユニットから低優先度のデータ１が流れている様子が示されている。この場合のレセシブレベルは０Ｖであり、ドミナントレベルは４Ｖである。
【０００８】
ここで、他のユニットから高優先度のデータ３がＣＡＮバスに出力された場合を考える。この場合の高優先度のデータ３の論理値「０」は０Ｖであり、論理値「１」は４Ｖである。
【０００９】
この場合、上述のように、既に低優先度のデータ１がＣＡＮバスに流れていることから、高優先度のデータ３の調停を行うことができずに、高優先度のデータ３が後回しになってしまうことがある。その原因は次の通りである。即ち、ＣＡＮバスが低優先度のデータ１によりドミナントレベルになっている状態では、高優先度のデータ３が論理値「１」の信号を出力しても、ＣＡＮバスにおけるレベル（ドミナントレベル）の変化がなく、このため調停を行うことができない。
【００１０】
通常のＣＡＮ通信において、高優先度のデータ３がＣＡＮバスにデータ出力を行って調停が支障無く行われるためには、ＣＡＮバスでのデータ通信が行われていない状態になっている必要がある。しかしながら、図４において、ＣＡＮバスに低優先度のデータ１が流れている途中では、高優先度のデータ３をＣＡＮバスに出力しようとしても、調停に必要なデータ３の長さをＣＡＮバスに反映させることができず、よって即座には調停ができない結果になってしまう。その結果、高優先度のデータ３は、ＣＡＮバス上で低優先度のデータ１が終了するまで、送信が待機されることになる。
【００１１】
そこで、本発明の課題は、先発の低優先度メッセージの存在によって、後発の高優先度メッセージの送信が遅延することのない通信装置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】
【００１２】
上記課題を解決すべく、請求項１に記載の発明は、所定の通信線上で複数の電子ユニットの間で通信を行うために当該各電子ユニット毎に設けられる通信装置であって、前記通信線に送出するデータのパルスの電圧レベルとして少なくとも２つの異なる電圧レベルを切り替える電圧切替部と、送出する前記データの優先度に応じて高優先度のデータがそれよりも低優先度のデータに対して高い前記電圧レベルを選択するよう前記電圧切替部を制御する送信制御部とを備えるものである。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の通信装置であって、前記通信線の電圧状態が、前記高い電圧レベルであるか否かを判定する電圧判定手段を備え、前記送信制御部は、前記電圧判定手段が前記通信線の電圧状態として前記高い電圧レベルである旨を判定し、且つ前記通信線に流れるデータが当該通信装置から送出されたものでない場合に、その旨を判断して、前記通信線に対する前記データの送出を中止するものである。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、所定の通信線上で複数の電子ユニットの間で通信を行う通信方法であって、（ａ）前記通信線に送出するデータが高優先度以外のデータである場合に、第１の電圧レベルのデータを生成して前記通信線に送出する工程と、（ｂ）前記通信線に送出するデータが高優先度のデータである場合に、前記第１の電圧レベルよりも高い第２の電圧レベルのデータを生成して前記通信線に送出する工程とを備えるものである。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の通信方法であって、前記（ａ）の工程及び（ｂ）の工程のいずれかまたは両方において、前記通信線の電圧状態が前記第２の高い電圧レベルであるか否かを判定し、前記通信線の電圧状態として前記第２の電圧レベルである旨が判定され且つ前記通信線に流れるデータが他の電子ユニットからのデータである場合に、前記通信線に対する前記データの送出を中止するものである。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１及び請求項３に記載の発明の通信装置は、通信線に送出するデータが高優先度以外のデータである場合に、低い電圧レベルのデータを生成して通信線に送出する一方、通信線に送出するデータが高優先度のデータである場合に、高い電圧レベルのデータを生成して通信線に送出するので、通信線上で高優先度でないデータが流されている途中で、高優先度のデータを即座に割り込ませて調停を行うことができる。したがって、高優先度のデータに関してリアルタイム性を確保することができる。
【００１７】
請求項２及び請求項４に記載の発明の通信装置は、高優先度で高い電圧レベルのデータが既に送信されている場合に、当該通信線に新たにデータを送出することを防止できる。したがって、既に通信線に流れている高優先度のデータをそのまま容易に継続させることが可能となり、先発の高優先度のデータのリアルタイム性を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
＜通信装置の構成＞
図１は本発明の一の実施形態に係る通信装置を示す機能ブロック図である。この通信装置（ＣＡＮコントローラ）１０ａ〜１０ｃは、図１の如く、通信線としてのＣＡＮバス１１に出力するデータの生成のための電圧源として、従来の４Ｖ（第１の電圧レベル）系の第一電圧源１３の他に、これよりも高圧の１２Ｖ（第２の電圧レベル）系の第二電圧源１５をも使用することとし、高優先度のデータを送信する場合には、高圧の１２Ｖ系の第二電圧源１５で生成したデータをＣＡＮバス１１に出力し、それ以外の通常（低優先度）のデータを送信する場合には、４Ｖ系の第一電圧源１３で生成したデータをＣＡＮバス１１に出力するようになっている。
【００１９】
具体的に、この通信装置１０ａ〜１０ｃは、図１の如く、自動車に搭載される電子ユニット２１ａ〜２１ｃ同士の間でＣＡＮバス１１を通じて通信を行う際にＣＡＮ通信のプロトコル処理等の通信機能を司るものであって、各電子ユニット２１ａ〜２１ｃとＣＡＮバス１１との間にそれぞれ介装される。そして、各通信装置１０ａ〜１０ｃは、送信部２３と受信部２５とをそれぞれ備える。
【００２０】
尚、図１においては、複数の通信装置１０ａ〜１０ｃのうち、第１の通信装置１０ａの内部構成のみを示しており、第２の通信装置１０ｂ及び第３の通信装置１０ｃの内部構成を省略して図示しているが、各通信装置１０ａ〜１０ｃの内部構成は同一に構成される。
【００２１】
そして、各通信装置１０ａ〜１０ｃの送信部２３は、図１の如く、４Ｖ系の第一電圧源１３と、当該第一電圧源１３よりも高圧の１２Ｖ系の第二電圧源１５と、この両電圧源１３，１５を切り替える電圧切替部３１と、この電圧切替部３１で切り替えられた電圧（４Ｖまたは１２Ｖ）を用いてＣＡＮバス１１に出力する信号のパルスを生成するためのパルス生成部３３と、電子ユニット２１ａ〜２１ｃから出力された信号に基づいて電圧切替部３１及びパルス生成部３３を制御する送信制御部３５とを備える。
【００２２】
第一電圧源１３及び第二電圧源１５は、いずれも従来より自動車に搭載されている直流の電源回路であって、ＣＡＮ通信だけでなく他の制御系等の種々の電装品に対して２系統の電源供給を行うために設けられたものがそのまま使用される。
【００２３】
電圧切替部３１は、例えばトランジスタ等が使用されて、４Ｖ系の第一電圧源１３と１２Ｖ系の第二電圧源１５とを切り替えるよう構成された２接点切替型のスイッチ回路であって、送信制御部３５から与えられる切替信号に基づいて動作する。
【００２４】
パルス生成部３３は、送信制御部３５での制御に基づいて、ＣＡＮバス１１に出力するデータのパルスを生成するものであり、高速動作可能な例えばＭＯＳＦＥＴ等が適用される。
【００２５】
送信制御部３５は、内蔵されたＲＯＭ内に予め格納された所定のソフトウェアプログラムによって動作する機能要素であって、電子ユニット２１ａ〜２１ｃから与えられたデータの信号を、ＣＡＮバス１１でのＣＡＮ通信に適したプロトコルの信号に変換するようにパルス生成部３３を制御する機能と、電子ユニット２１ａ〜２１ｃから与えられたデータが高優先度のものである場合に電圧切替部３１に対して１２Ｖ系の第二電圧源１５を選択するよう切替信号を出力する機能と、電子ユニット２１ａ〜２１ｃから与えられたデータが低優先度のものである場合に電圧切替部３１に対して４Ｖ系の第一電圧源１３を選択するよう切替信号を出力する機能と、受信部２５からＣＡＮバス１１上に既に１２Ｖのデータが流れている旨の信号が与えられ且つそのデータが当該通信装置１０ａ〜１０ｃから自発的に送出されたデータでないと判断した場合にＣＡＮバス１１へのデータの出力を停止する機能とを有する。この送信制御部３５の動作については後述する。
【００２６】
各通信装置１０ａ〜１０ｃの受信部２５は、図１の如く、ＣＡＮバス１１の電圧を所定の基準電圧４１と比較する比較部（電圧判定手段）４３と、ＣＡＮバス１１に流れるデータを受信するとともに比較部４３がＣＡＮバス１１のドミナントレベルが１２Ｖであると判断した場合にその旨を送信部２３の送信制御部３５に出力する受信回路４５とを備える。
【００２７】
基準電圧４１としては、４Ｖと１２Ｖとを峻別できる閾値レベルとして例えば７〜８Ｖの電圧が予め設定された定電圧源が適用される。
【００２８】
比較部４３は、ＣＡＮバス１１の電圧を基準電圧４１と比較し、基準電圧４１よりも高い電圧（即ち、１２Ｖ）であるか、あるいは基準電圧４１よりも低い電圧（即ち、０Ｖまたは４Ｖ）であるかを判定し、その判定結果を論理値として受信回路４５に出力する。例えば、比較部４３は、ＣＡＮバス１１の電圧が基準電圧４１よりも高い電圧（即ち、１２Ｖ）である場合には、論理値として「１」を受信回路４５に出力し、ＣＡＮバス１１の電圧が基準電圧４１よりも低い電圧（即ち、０Ｖまたは４Ｖ）である場合は、論理値として「０」を受信回路４５に出力する。
【００２９】
受信回路４５は、ＣＡＮバス１１の電圧状態が入力され、この電圧状態に対して、所定のクロック信号によって規定されたクロックタイミングとして１ビット毎にドミナントレベルであるかレセシブレベルであるかを、所定の閾値レベルと比較するなどして判定し、ＣＡＮバス１１に流れるデータを認識して受信処理を行った後、電子ユニット２１ａ〜２１ｃに出力する。
【００３０】
また、受信回路４５は、ＣＡＮバス１１から受信したデータのうち、ドミナントのタイミングで、比較部４３から与えられた論理値に基づいて、そのドミナントレベルが１２Ｖであるか４Ｖであるかを判断し、そのドミナントレベルが１２Ｖである場合に、その旨の信号を送信部２３の送信制御部３５に出力する。
【００３１】
かかる構成の通信装置１０ａ〜１０ｃは、内在する各構成要素が単一の半導体集積回路としてまとめて構成されてもよく、あるいは、各構成要素が個々にあるいは一部のみが集積された電子回路部品を複数個組み合わせて所定の実装基板に搭載するようにして構成してもよい。
【００３２】
ＣＡＮバス１１は、例えばＩＳＯ１１８９８またはＩＳＯ１１５１９で規格化されているツイストペアケーブルが使用されてもよく、あるいは例えばＳＡＥ−Ｊ２４１１で規定されているシングルワイヤが使用されてもよい。尚、このＣＡＮバス１１には、上述のように４Ｖのパルスと１２Ｖのパルスの各方が適宜流されることになるが、例えばＳＡＥ−Ｊ２４１１で規定されているシングルワイヤにおいては、ウェイクアップ用のデータ送信時に０Ｖ〜１２Ｖの電圧のパルスで通信を行うことが許容されていることから、上述のように、ＣＡＮバス１１上で０Ｖ、４Ｖ及び１２Ｖの３種類の電圧変遷があったとしても、通信プロトコルの物理層の規格において支障無くＣＡＮ通信を実行できるものである。
【００３３】
＜動作例１：低優先度のデータ通信＞
上記構成の動作例として、ＣＡＮバス１１を通じて、第１の電子ユニット２１ａから第２の電子ユニット２１ｂに低優先度のデータの送信を行う場合の動作を、図２のフローチャートに沿って説明する。
【００３４】
まず第１の電子ユニット２１ａは、図２中のステップＳ０１において、送信したい低優先度のデータを第１の通信装置１０ａに出力する。この時点で、第１の通信装置１０ａの送信制御部３５は当該低優先度のデータのヘッダー等を参照しながら、ステップＳ０２において、当該データが低優先度のデータである旨を判断する。そして、送信制御部３５は４Ｖ系の第一電圧源１３を選択する旨の切替信号を電圧切替部３１に出力する。そうすると、ステップＳ０３において、電圧切替部３１が４Ｖ系の第一電圧源１３を選択し、この４Ｖの電圧がパルス生成部３３に与えられる。
【００３５】
そして、ステップＳ０４において、送信制御部３５は、第１の電子ユニット２１ａから与えられたデータを、ＣＡＮ通信に適したプロトコルのデータに変換するようにパルス生成部３３に信号を与え、パルス生成部３３で送信データを生成した後、ＣＡＮバス１１に対してデータが送出される。このとき、ＣＡＮバス１１においては、レセシブレベルが０Ｖであり、ドミナントレベルが４Ｖである。
【００３６】
ここで、データの送信元である第１の通信装置１０ａでは、受信部２５によりＣＡＮバス１１の状態が入力される。そして、ステップＳ０５において、比較部４３により、ＣＡＮバス１１の電圧を所定の基準電圧４１（例えば７〜８Ｖ）と比較して、ＣＡＮバス１１に１２Ｖの電圧のパルスが流れているか否かを判断する。その結果、比較部４３はＣＡＮバス１１のドミナントレベルが基準電圧４１未満（即ち、４Ｖ）であると判断した場合は、ステップＳ０６に進む。
【００３７】
ステップＳ０６では、比較部４３から、ＣＡＮバス１１のドミナントレベルが基準電圧４１未満（即ち、４Ｖ）である旨の信号（論理値）が受信回路４５に出力される。そして、受信回路４５では、比較部４３での判断結果として、ＣＡＮバス１１のドミナントレベルが基準電圧４１未満である旨の信号を得るため、送信部２３に対しては特別の信号を出力しない。このため、送信部２３は、そのまま低優先度のデータの送出が継続される。
【００３８】
続くステップＳ０７においては、第１の通信装置１０ａ及び第２の通信装置１０ｂとの通信において、送信データにエラーが生じたか否かが判断される。
【００３９】
具体的には、第１の通信装置１０ａから低優先度のデータが送出される時点で、ＣＡＮバス１１上でデータ通信が行われていない場合には、第２の通信装置１０ｂにおいては、受信部２５の受信回路４５（図１では図示省略）によりＣＡＮバス１１に流れるデータを支障無く受信される。このため、ステップＳ０７においては送信エラーが発生せず、続くステップＳ０８に移行し、第１の通信装置１０ａからのデータ送出が継続される。このようにして、第１の電子ユニット２１ａから第２の電子ユニット２１ｂに対する低優先度のデータの送信が行われる。
【００４０】
一方、ステップＳ０７において、例えば第１の通信装置１０ａからのデータ送出時にＣＡＮバス１１上に既にドミナントレベル＝４Ｖの低優先度のデータが流れている場合には、既に流れているデータと、新たに第１の通信装置１０ａから送出されたデータとが重畳されて、送信データにエラーが発生する。このため、ステップＳ０９に進み、第１の通信装置１０ａからのデータの送出が中止される。
【００４１】
＜動作例２：高優先度のデータ通信＞
次に、例えば第３の電子ユニット２１ｃが、さらに図示しない他の電子ユニットとの間で低優先度のデータの通信を行っている場合に、第１の電子ユニット２１ａから第２の電子ユニット２１ｂに対して高優先度のデータの送信を行う場合について、図２のフローチャートに沿って説明する。ここで、図３中の符号５１はＣＡＮバス１１に流れている低優先度のデータのパルス、同じく符号５３は第１の通信装置１０ａからＣＡＮバス１１に送出される高優先度のデータのパルスをそれぞれ示している。
【００４２】
ＣＡＮバス１１を通じて、第３の電子ユニット２１ｃからさらに他の電子ユニットに低優先度のデータの送信が行われている場合、図３中の符号５１のように、ＣＡＮバス１１上ではドミナントレベルとレセシブレベルとがデータの内容に応じて様々な順序で出現する。この場合のレセシブレベルは０Ｖであり、ドミナントレベルは４Ｖである。そして、ドミナントレベルである４Ｖは、第３の通信装置１０ｃにおける４Ｖ系の第一電圧源（図１中の通信装置１０ａの第一電圧源１３を参照のこと）を使用して生成されたデータのレベルである。
【００４３】
かかる状況において、第１の電子ユニット２１ａから第１の通信装置１０ａを介して高優先度のデータをＣＡＮバス１１に送出する際、図２中のステップＳ０１において、まず第１の電子ユニット２１ａが高優先度のデータを第１の通信装置１０ａに出力する。そして、ステップＳ０２で、第１の通信装置１０ａの送信制御部３５は当該高優先度のデータのヘッダー等を参照しながら、当該データが高優先度のデータである旨を判断し、ステップＳ１０に進む。
【００４４】
ステップＳ１０では、送信制御部３５が１２Ｖ系の第二電圧源１５を選択する旨の切替信号を電圧切替部３１に出力する。そうすると、電圧切替部３１が１２Ｖ系の第二電圧源１５を選択し、この１２Ｖの電圧がパルス生成部３３に与えられる。
【００４５】
そして、次のステップＳ０４で、送信制御部３５は、第１の電子ユニット２１ａから与えられたデータを、ＣＡＮ通信に適したプロトコルのデータに変換するようにパルス生成部３３に信号を与え、パルス生成部３３からＣＡＮバス１１に対して、図３中の符号５３のような高優先度のデータが出力される。このときの高優先度のデータは、その論理値として「１」を出力する場合は１２Ｖの電圧レベルで出力し、その論理値として「０」を出力する場合は０Ｖの電圧レベルで出力を行う。
【００４６】
そうすると、それまでＣＡＮバス１１上に流れているドミナントレベルが４Ｖのデータに重畳して、ドミナントレベルが１２Ｖのデータが流れることになる。
【００４７】
この際、データの送信元である第１の通信装置１０ａは、受信部２５にＣＡＮバス１１に流れるデータが入力され、ステップＳ０５で、比較部４３により、ＣＡＮバス１１の電圧が所定の基準電圧４１（例えば７〜８Ｖ）と比較される。その結果、比較部４３はＣＡＮバス１１のドミナントレベルが基準電圧４１より高い（即ち、１２Ｖ）であると判断し、その旨の信号（論理値）を受信回路４５に出力する。受信回路４５では、比較部４３での判断結果として、ＣＡＮバス１１のドミナントレベルが基準電圧４１より高い旨の信号を得る。この場合は、送信部２３に対してその旨の信号を出力して、次のステップＳ１１に進む。
【００４８】
ステップＳ１１においては、送信部２３において、このときのＣＡＮバス１１上のデータが、当該第１の通信装置１０ａ自身が送信したデータである旨を判断し、ステップＳ０６に進んで、送信部２３によりそのまま高優先度のデータが送信し続けられる。この場合は、送信エラーが発生しないため、ステップＳ０７からステップＳ０８に進み、データの送出が継続される。
【００４９】
この場合、第２の通信装置１０ｂにおいては、受信部２５の受信回路４５（図１では図示省略）によりＣＡＮバス１１に流れるデータを受信し、第２の電子ユニット２１ｂに対してデータの入力処理を行う。このようにして、第１の電子ユニット２１ａから第２の電子ユニット２１ｂに対する高優先度のデータの送信が行われる。
【００５０】
また、それまでＣＡＮバス１１にデータを送出していた第３の通信装置１０ｃは、受信部の受信回路４５（図１では図示省略）で１２Ｖの電圧レベルを検出するため、送信部２３は、それまで送信していた低優先度のデータの送信を直ちに中止する。
【００５１】
さらに、他の通信装置においても、新たなデータ（ドミナントレベル＝４Ｖまたは１２Ｖ）の送信を行おうとするタイミングであっても、ＣＡＮバス１１上にドミナントレベル＝１２Ｖのデータが流れている旨を検出することで、その新たなデータの送信を中止する。
【００５２】
このようにして、第１の通信装置１０ａの１２Ｖ系の第二電圧源１５で生成したデータをＣＡＮバス１１に出力することで、ＣＡＮバス１１における通常のドミナントレベルの４Ｖを超えて１２Ｖとなったデータが送信されることになり、この１２Ｖのデータを用いて効率よく調停を行うことができる。
【００５３】
尚、それまでにドミナントレベル＝４Ｖのデータが流れていたＣＡＮバス１１に、ドミナントレベル＝１２Ｖのデータが流れ始めると、それまでの４Ｖのデータに１２Ｖのデータが重畳して消された状態になってしまうことから、それまで第３の通信装置１０ｃから送出されていたドミナントレベル＝４Ｖのデータがエラーとなる。この場合、第３の通信装置１０ｃとそのデータ送信先である他の通信装置との間では、ＣＡＮ通信で実行される一般的なエラー処理が行われ、送信完了割り込み信号が流されずにエラー割り込みが流される。したがって、この４Ｖのデータを送信していた第３の通信装置１０ｃは、エラー処理割り込み信号が与えられた時点で、ＣＡＮバス１１上に１２Ｖの高優先度のデータが流されていることを判断し、この高優先度のデータが完了するのを待った後に、４Ｖのデータを再送信する。
【００５４】
尚、上記の動作例２では、ＣＡＮバス１１上にドミナントレベル＝４Ｖのデータが流れている場合に第１の通信装置１０ａからドミナントレベル＝１２Ｖの高優先度のデータを送出する例について説明したが、ＣＡＮバス１１上に既にドミナントレベル＝１２Ｖの高優先度のデータが流れている場合は、ＣＡＮバス１１上に流れるデータが、自分自身から送出されたデータと異なるため、送信部２３においてその旨を判断し、データの送出を中止する。
【００５５】
この場合は、図２中の上記ステップＳ０５において、第１の通信装置１０ａの受信部２５の比較部４３により、ＣＡＮバス１１の電圧を所定の基準電圧４１（例えば７〜８Ｖ）と比較して、ＣＡＮバス１１のドミナントレベルが基準電圧４１より高い（即ち、１２Ｖ）と判断し、その旨の信号（論理値）を受信回路４５に出力してステップＳ１１に進む。
【００５６】
そして、図２中のステップＳ１１において、第１の通信装置１０ａの受信回路４５では、比較部４３での判断結果として、ＣＡＮバス１１のドミナントレベルが基準電圧４１より高い旨の信号を得て、送信部２３に対してその旨の信号を出力する。
【００５７】
このときのドミナントレベルが１２Ｖのデータが、自分自身（例えば第１の通信装置１０ａ自身）が送信したデータでないことから、ステップＳ０９に進み、送信部２３は新たなデータの送信を中止する。
【００５８】
また、ＣＡＮバス１１上に既にドミナントレベル＝１２Ｖの高優先度のデータが流れている場合に、第１の通信装置１０ａからドミナントレベル＝４Ｖの低優先度のデータを送出しようとする場合にも、上述したドミナントレベル＝１２Ｖの高優先度のデータを送信しようとした場合と同様に、データの送出が停止される。
【００５９】
以上のように、ＣＡＮバス１１に出力するデータの生成のための電圧源として、従来の４Ｖ系の第一電圧源１３の他に、これよりも高圧の１２Ｖ系の第二電圧源１５をも使用することとし、高優先度のデータを送信する場合に、高圧の１２Ｖ系の第二電圧源１５で生成したデータをＣＡＮバス１１に出力し、それ以外の通常（低優先度）のデータを送信する場合には、４Ｖ系の第一電圧源１３で生成したデータをＣＡＮバス１１に出力するので、図３中の符号５１のようにＣＡＮバス１１上で低優先度のデータが流されている途中であっても、高優先度のデータを即座に割り込ませて調停を行うことができる。したがって、先発の低優先度のデータがＣＡＮバス１１上に流れていても、後発の高優先度のデータを即座に送信することが可能となり、高優先度のデータに関してリアルタイム性を確保することができる。
【００６０】
また、高優先度の電圧レベルのデータが既にＣＡＮバス１１上で流されている場合に、他の通信装置１０ａ〜１０ｃから当該ＣＡＮバス１１に新たにデータを送出することを容易に防止できるので、既にＣＡＮバス１１に流れている高優先度のデータをそのまま容易に継続させることが可能となり、先発の高優先度のデータのリアルタイム性を維持することができる。
【００６１】
尚、上記実施形態では、４Ｖ系の第一電圧源１３と１２Ｖ系の第二電圧源１５の２個の電圧源を備える構成としていたが、高優先度のデータ同士の調停が頻繁に行われるような場合では、上記実施形態では調停を行うことができない。このため、データの電圧レベルを細分化し、第一電圧源１３及び第二電圧源１５とは電圧レベルの異なる例えば８Ｖの他の電圧源を利用して、データの優先度の高低を示す電圧レベルを３段階にしてもよい。この場合、ドミナントレベル＝４Ｖのデータが低優先度のデータ、ドミナントレベル＝８Ｖのデータが中優先度のデータ、ドミナントレベル＝１２Ｖのデータが高優先度のデータとして処理される。この場合は、各通信装置１０ａ〜１０ｃの送信部２３に３個の電圧源を設け、また受信部２５に複数の基準電圧と複数の比較部を用いてドミナントレベルの比較判定を行えばよい。あるいは、４個以上の電圧源を使用して４段階以上の電圧レベルでデータの優先度の高低を示すようにしてもよい。
【００６２】
また、上記実施形態では、ＣＡＮバス１１を通じて行われるＣＡＮ通信を例に挙げて説明したが、その他、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式またはＣＳＭＡ／ＣＡ方式の通信に適用しても差し支えない。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一の実施形態に係る通信装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の一の実施形態に係る通信装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の一の実施形態に係る通信装置の動作例を示すタイミングチャートである。
【図４】従来の通信装置の動作例を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００６４】
１０ａ〜１０ｃ 通信装置
１１ バス
１３ 第一電圧源
１５ 第二電圧源
２１ａ〜２１ｃ 電子ユニット
２３ 送信部
２５ 受信部
３１ 電圧切替部
３３ パルス生成部
３５ 送信制御部
４１ 基準電圧
４３ 比較部
４５ 受信回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の通信線上で複数の電子ユニットの間で通信を行う通信装置及び通信方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の自動車では、車内通信の方式としてＣＡＮ（Controller Area Network）通信が採用されることが多くなってきている。このＣＡＮ通信はシリアルバス通信であるため、本来的にはリアルタイム性を保証することができないが、安全運転を行う必要があるなどの理由により、自動車の通信には高速性が要求されるものがあるため、ＣＡＮ通信においては、データ毎に優先度を持たせることで、支障のない通信を行うようになっている。
【０００３】
即ち、ＣＡＮ通信では、バスアイドル中に最初に送信を開始したユニットが送信権を獲得し、また同時に２つ以上のユニットが送信を開始したときには、各メッセージのアービトレーションフィールドを１ビット単位で調停し、ドミナントレベルを長く出し続けたユニットが送信権を獲得する。この場合において、送信権を獲得しなかったユニットは、次のビットから送信動作を止め、受信動作に移る。
【０００４】
ここで、ＣＡＮ通信におけるバス（以下「ＣＡＮバス」と称す）のレベルには、相対的に優先的なドミナントレベルと、相対的に受容的なレセシブレベルとがあり、ドミナントレベルの論理値は「０」となり、レセシブレベルは「１」となる。１つのユニットがドミナントを出力すると、ＣＡＮバスはドミナントレベルになることから、すべてのユニットがレセシブを出力しない限り、ＣＡＮバスのレベルはレセシブにならないようになっている。
【０００５】
ＣＡＮ通信に関する先行技術としては、例えば特許文献１がある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１１９４１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＣＡＮ通信におけるＣＡＮバスのレベルの一例を図４に示す。この図４において、ＣＡＮバスには、あるユニットから低優先度のデータ１が流れている様子が示されている。この場合のレセシブレベルは０Ｖであり、ドミナントレベルは４Ｖである。
【０００８】
ここで、他のユニットから高優先度のデータ３がＣＡＮバスに出力された場合を考える。この場合の高優先度のデータ３の論理値「０」は０Ｖであり、論理値「１」は４Ｖである。
【０００９】
この場合、上述のように、既に低優先度のデータ１がＣＡＮバスに流れていることから、高優先度のデータ３の調停を行うことができずに、高優先度のデータ３が後回しになってしまうことがある。その原因は次の通りである。即ち、ＣＡＮバスが低優先度のデータ１によりドミナントレベルになっている状態では、高優先度のデータ３が論理値「１」の信号を出力しても、ＣＡＮバスにおけるレベル（ドミナントレベル）の変化がなく、このため調停を行うことができない。
【００１０】
通常のＣＡＮ通信において、高優先度のデータ３がＣＡＮバスにデータ出力を行って調停が支障無く行われるためには、ＣＡＮバスでのデータ通信が行われていない状態になっている必要がある。しかしながら、図４において、ＣＡＮバスに低優先度のデータ１が流れている途中では、高優先度のデータ３をＣＡＮバスに出力しようとしても、調停に必要なデータ３の長さをＣＡＮバスに反映させることができず、よって即座には調停ができない結果になってしまう。その結果、高優先度のデータ３は、ＣＡＮバス上で低優先度のデータ１が終了するまで、送信が待機されることになる。
【００１１】
そこで、本発明の課題は、先発の低優先度メッセージの存在によって、後発の高優先度メッセージの送信が遅延することのない通信装置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】
【００１２】
上記課題を解決すべく、請求項１に記載の発明は、所定の通信線上で複数の電子ユニットの間で通信を行うために当該各電子ユニット毎に設けられる通信装置であって、前記通信線に送出するデータのパルスの電圧レベルとして少なくとも２つの異なる電圧レベルを切り替える電圧切替部と、送出する前記データの優先度に応じて高優先度のデータがそれよりも低優先度のデータに対して高い前記電圧レベルを選択するよう前記電圧切替部を制御する送信制御部とを備えるものである。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の通信装置であって、前記通信線の電圧状態が、前記高い電圧レベルであるか否かを判定する電圧判定手段を備え、前記送信制御部は、前記電圧判定手段が前記通信線の電圧状態として前記高い電圧レベルである旨を判定し、且つ前記通信線に流れるデータが当該通信装置から送出されたものでない場合に、その旨を判断して、前記通信線に対する前記データの送出を中止するものである。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、所定の通信線上で複数の電子ユニットの間で通信を行う通信方法であって、（ａ）前記通信線に送出するデータが高優先度以外のデータである場合に、第１の電圧レベルのデータを生成して前記通信線に送出する工程と、（ｂ）前記通信線に送出するデータが高優先度のデータである場合に、前記第１の電圧レベルよりも高い第２の電圧レベルのデータを生成して前記通信線に送出する工程とを備えるものである。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の通信方法であって、前記（ａ）の工程及び（ｂ）の工程のいずれかまたは両方において、前記通信線の電圧状態が前記第２の高い電圧レベルであるか否かを判定し、前記通信線の電圧状態として前記第２の電圧レベルである旨が判定され且つ前記通信線に流れるデータが他の電子ユニットからのデータである場合に、前記通信線に対する前記データの送出を中止するものである。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１及び請求項３に記載の発明の通信装置は、通信線に送出するデータが高優先度以外のデータである場合に、低い電圧レベルのデータを生成して通信線に送出する一方、通信線に送出するデータが高優先度のデータである場合に、高い電圧レベルのデータを生成して通信線に送出するので、通信線上で高優先度でないデータが流されている途中で、高優先度のデータを即座に割り込ませて調停を行うことができる。したがって、高優先度のデータに関してリアルタイム性を確保することができる。
【００１７】
請求項２及び請求項４に記載の発明の通信装置は、高優先度で高い電圧レベルのデータが既に送信されている場合に、当該通信線に新たにデータを送出することを防止できる。したがって、既に通信線に流れている高優先度のデータをそのまま容易に継続させることが可能となり、先発の高優先度のデータのリアルタイム性を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
＜通信装置の構成＞
図１は本発明の一の実施形態に係る通信装置を示す機能ブロック図である。この通信装置（ＣＡＮコントローラ）１０ａ〜１０ｃは、図１の如く、通信線としてのＣＡＮバス１１に出力するデータの生成のための電圧源として、従来の４Ｖ（第１の電圧レベル）系の第一電圧源１３の他に、これよりも高圧の１２Ｖ（第２の電圧レベル）系の第二電圧源１５をも使用することとし、高優先度のデータを送信する場合には、高圧の１２Ｖ系の第二電圧源１５で生成したデータをＣＡＮバス１１に出力し、それ以外の通常（低優先度）のデータを送信する場合には、４Ｖ系の第一電圧源１３で生成したデータをＣＡＮバス１１に出力するようになっている。
【００１９】
具体的に、この通信装置１０ａ〜１０ｃは、図１の如く、自動車に搭載される電子ユニット２１ａ〜２１ｃ同士の間でＣＡＮバス１１を通じて通信を行う際にＣＡＮ通信のプロトコル処理等の通信機能を司るものであって、各電子ユニット２１ａ〜２１ｃとＣＡＮバス１１との間にそれぞれ介装される。そして、各通信装置１０ａ〜１０ｃは、送信部２３と受信部２５とをそれぞれ備える。
【００２０】
尚、図１においては、複数の通信装置１０ａ〜１０ｃのうち、第１の通信装置１０ａの内部構成のみを示しており、第２の通信装置１０ｂ及び第３の通信装置１０ｃの内部構成を省略して図示しているが、各通信装置１０ａ〜１０ｃの内部構成は同一に構成される。
【００２１】
そして、各通信装置１０ａ〜１０ｃの送信部２３は、図１の如く、４Ｖ系の第一電圧源１３と、当該第一電圧源１３よりも高圧の１２Ｖ系の第二電圧源１５と、この両電圧源１３，１５を切り替える電圧切替部３１と、この電圧切替部３１で切り替えられた電圧（４Ｖまたは１２Ｖ）を用いてＣＡＮバス１１に出力する信号のパルスを生成するためのパルス生成部３３と、電子ユニット２１ａ〜２１ｃから出力された信号に基づいて電圧切替部３１及びパルス生成部３３を制御する送信制御部３５とを備える。
【００２２】
第一電圧源１３及び第二電圧源１５は、いずれも従来より自動車に搭載されている直流の電源回路であって、ＣＡＮ通信だけでなく他の制御系等の種々の電装品に対して２系統の電源供給を行うために設けられたものがそのまま使用される。
【００２３】
電圧切替部３１は、例えばトランジスタ等が使用されて、４Ｖ系の第一電圧源１３と１２Ｖ系の第二電圧源１５とを切り替えるよう構成された２接点切替型のスイッチ回路であって、送信制御部３５から与えられる切替信号に基づいて動作する。
【００２４】
パルス生成部３３は、送信制御部３５での制御に基づいて、ＣＡＮバス１１に出力するデータのパルスを生成するものであり、高速動作可能な例えばＭＯＳＦＥＴ等が適用される。
【００２５】
送信制御部３５は、内蔵されたＲＯＭ内に予め格納された所定のソフトウェアプログラムによって動作する機能要素であって、電子ユニット２１ａ〜２１ｃから与えられたデータの信号を、ＣＡＮバス１１でのＣＡＮ通信に適したプロトコルの信号に変換するようにパルス生成部３３を制御する機能と、電子ユニット２１ａ〜２１ｃから与えられたデータが高優先度のものである場合に電圧切替部３１に対して１２Ｖ系の第二電圧源１５を選択するよう切替信号を出力する機能と、電子ユニット２１ａ〜２１ｃから与えられたデータが低優先度のものである場合に電圧切替部３１に対して４Ｖ系の第一電圧源１３を選択するよう切替信号を出力する機能と、受信部２５からＣＡＮバス１１上に既に１２Ｖのデータが流れている旨の信号が与えられ且つそのデータが当該通信装置１０ａ〜１０ｃから自発的に送出されたデータでないと判断した場合にＣＡＮバス１１へのデータの出力を停止する機能とを有する。この送信制御部３５の動作については後述する。
【００２６】
各通信装置１０ａ〜１０ｃの受信部２５は、図１の如く、ＣＡＮバス１１の電圧を所定の基準電圧４１と比較する比較部（電圧判定手段）４３と、ＣＡＮバス１１に流れるデータを受信するとともに比較部４３がＣＡＮバス１１のドミナントレベルが１２Ｖであると判断した場合にその旨を送信部２３の送信制御部３５に出力する受信回路４５とを備える。
【００２７】
基準電圧４１としては、４Ｖと１２Ｖとを峻別できる閾値レベルとして例えば７〜８Ｖの電圧が予め設定された定電圧源が適用される。
【００２８】
比較部４３は、ＣＡＮバス１１の電圧を基準電圧４１と比較し、基準電圧４１よりも高い電圧（即ち、１２Ｖ）であるか、あるいは基準電圧４１よりも低い電圧（即ち、０Ｖまたは４Ｖ）であるかを判定し、その判定結果を論理値として受信回路４５に出力する。例えば、比較部４３は、ＣＡＮバス１１の電圧が基準電圧４１よりも高い電圧（即ち、１２Ｖ）である場合には、論理値として「１」を受信回路４５に出力し、ＣＡＮバス１１の電圧が基準電圧４１よりも低い電圧（即ち、０Ｖまたは４Ｖ）である場合は、論理値として「０」を受信回路４５に出力する。
【００２９】
受信回路４５は、ＣＡＮバス１１の電圧状態が入力され、この電圧状態に対して、所定のクロック信号によって規定されたクロックタイミングとして１ビット毎にドミナントレベルであるかレセシブレベルであるかを、所定の閾値レベルと比較するなどして判定し、ＣＡＮバス１１に流れるデータを認識して受信処理を行った後、電子ユニット２１ａ〜２１ｃに出力する。
【００３０】
また、受信回路４５は、ＣＡＮバス１１から受信したデータのうち、ドミナントのタイミングで、比較部４３から与えられた論理値に基づいて、そのドミナントレベルが１２Ｖであるか４Ｖであるかを判断し、そのドミナントレベルが１２Ｖである場合に、その旨の信号を送信部２３の送信制御部３５に出力する。
【００３１】
かかる構成の通信装置１０ａ〜１０ｃは、内在する各構成要素が単一の半導体集積回路としてまとめて構成されてもよく、あるいは、各構成要素が個々にあるいは一部のみが集積された電子回路部品を複数個組み合わせて所定の実装基板に搭載するようにして構成してもよい。
【００３２】
ＣＡＮバス１１は、例えばＩＳＯ１１８９８またはＩＳＯ１１５１９で規格化されているツイストペアケーブルが使用されてもよく、あるいは例えばＳＡＥ−Ｊ２４１１で規定されているシングルワイヤが使用されてもよい。尚、このＣＡＮバス１１には、上述のように４Ｖのパルスと１２Ｖのパルスの各方が適宜流されることになるが、例えばＳＡＥ−Ｊ２４１１で規定されているシングルワイヤにおいては、ウェイクアップ用のデータ送信時に０Ｖ〜１２Ｖの電圧のパルスで通信を行うことが許容されていることから、上述のように、ＣＡＮバス１１上で０Ｖ、４Ｖ及び１２Ｖの３種類の電圧変遷があったとしても、通信プロトコルの物理層の規格において支障無くＣＡＮ通信を実行できるものである。
【００３３】
＜動作例１：低優先度のデータ通信＞
上記構成の動作例として、ＣＡＮバス１１を通じて、第１の電子ユニット２１ａから第２の電子ユニット２１ｂに低優先度のデータの送信を行う場合の動作を、図２のフローチャートに沿って説明する。
【００３４】
まず第１の電子ユニット２１ａは、図２中のステップＳ０１において、送信したい低優先度のデータを第１の通信装置１０ａに出力する。この時点で、第１の通信装置１０ａの送信制御部３５は当該低優先度のデータのヘッダー等を参照しながら、ステップＳ０２において、当該データが低優先度のデータである旨を判断する。そして、送信制御部３５は４Ｖ系の第一電圧源１３を選択する旨の切替信号を電圧切替部３１に出力する。そうすると、ステップＳ０３において、電圧切替部３１が４Ｖ系の第一電圧源１３を選択し、この４Ｖの電圧がパルス生成部３３に与えられる。
【００３５】
そして、ステップＳ０４において、送信制御部３５は、第１の電子ユニット２１ａから与えられたデータを、ＣＡＮ通信に適したプロトコルのデータに変換するようにパルス生成部３３に信号を与え、パルス生成部３３で送信データを生成した後、ＣＡＮバス１１に対してデータが送出される。このとき、ＣＡＮバス１１においては、レセシブレベルが０Ｖであり、ドミナントレベルが４Ｖである。
【００３６】
ここで、データの送信元である第１の通信装置１０ａでは、受信部２５によりＣＡＮバス１１の状態が入力される。そして、ステップＳ０５において、比較部４３により、ＣＡＮバス１１の電圧を所定の基準電圧４１（例えば７〜８Ｖ）と比較して、ＣＡＮバス１１に１２Ｖの電圧のパルスが流れているか否かを判断する。その結果、比較部４３はＣＡＮバス１１のドミナントレベルが基準電圧４１未満（即ち、４Ｖ）であると判断した場合は、ステップＳ０６に進む。
【００３７】
ステップＳ０６では、比較部４３から、ＣＡＮバス１１のドミナントレベルが基準電圧４１未満（即ち、４Ｖ）である旨の信号（論理値）が受信回路４５に出力される。そして、受信回路４５では、比較部４３での判断結果として、ＣＡＮバス１１のドミナントレベルが基準電圧４１未満である旨の信号を得るため、送信部２３に対しては特別の信号を出力しない。このため、送信部２３は、そのまま低優先度のデータの送出が継続される。
【００３８】
続くステップＳ０７においては、第１の通信装置１０ａ及び第２の通信装置１０ｂとの通信において、送信データにエラーが生じたか否かが判断される。
【００３９】
具体的には、第１の通信装置１０ａから低優先度のデータが送出される時点で、ＣＡＮバス１１上でデータ通信が行われていない場合には、第２の通信装置１０ｂにおいては、受信部２５の受信回路４５（図１では図示省略）によりＣＡＮバス１１に流れるデータを支障無く受信される。このため、ステップＳ０７においては送信エラーが発生せず、続くステップＳ０８に移行し、第１の通信装置１０ａからのデータ送出が継続される。このようにして、第１の電子ユニット２１ａから第２の電子ユニット２１ｂに対する低優先度のデータの送信が行われる。
【００４０】
一方、ステップＳ０７において、例えば第１の通信装置１０ａからのデータ送出時にＣＡＮバス１１上に既にドミナントレベル＝４Ｖの低優先度のデータが流れている場合には、既に流れているデータと、新たに第１の通信装置１０ａから送出されたデータとが重畳されて、送信データにエラーが発生する。このため、ステップＳ０９に進み、第１の通信装置１０ａからのデータの送出が中止される。
【００４１】
＜動作例２：高優先度のデータ通信＞
次に、例えば第３の電子ユニット２１ｃが、さらに図示しない他の電子ユニットとの間で低優先度のデータの通信を行っている場合に、第１の電子ユニット２１ａから第２の電子ユニット２１ｂに対して高優先度のデータの送信を行う場合について、図２のフローチャートに沿って説明する。ここで、図３中の符号５１はＣＡＮバス１１に流れている低優先度のデータのパルス、同じく符号５３は第１の通信装置１０ａからＣＡＮバス１１に送出される高優先度のデータのパルスをそれぞれ示している。
【００４２】
ＣＡＮバス１１を通じて、第３の電子ユニット２１ｃからさらに他の電子ユニットに低優先度のデータの送信が行われている場合、図３中の符号５１のように、ＣＡＮバス１１上ではドミナントレベルとレセシブレベルとがデータの内容に応じて様々な順序で出現する。この場合のレセシブレベルは０Ｖであり、ドミナントレベルは４Ｖである。そして、ドミナントレベルである４Ｖは、第３の通信装置１０ｃにおける４Ｖ系の第一電圧源（図１中の通信装置１０ａの第一電圧源１３を参照のこと）を使用して生成されたデータのレベルである。
【００４３】
かかる状況において、第１の電子ユニット２１ａから第１の通信装置１０ａを介して高優先度のデータをＣＡＮバス１１に送出する際、図２中のステップＳ０１において、まず第１の電子ユニット２１ａが高優先度のデータを第１の通信装置１０ａに出力する。そして、ステップＳ０２で、第１の通信装置１０ａの送信制御部３５は当該高優先度のデータのヘッダー等を参照しながら、当該データが高優先度のデータである旨を判断し、ステップＳ１０に進む。
【００４４】
ステップＳ１０では、送信制御部３５が１２Ｖ系の第二電圧源１５を選択する旨の切替信号を電圧切替部３１に出力する。そうすると、電圧切替部３１が１２Ｖ系の第二電圧源１５を選択し、この１２Ｖの電圧がパルス生成部３３に与えられる。
【００４５】
そして、次のステップＳ０４で、送信制御部３５は、第１の電子ユニット２１ａから与えられたデータを、ＣＡＮ通信に適したプロトコルのデータに変換するようにパルス生成部３３に信号を与え、パルス生成部３３からＣＡＮバス１１に対して、図３中の符号５３のような高優先度のデータが出力される。このときの高優先度のデータは、その論理値として「１」を出力する場合は１２Ｖの電圧レベルで出力し、その論理値として「０」を出力する場合は０Ｖの電圧レベルで出力を行う。
【００４６】
そうすると、それまでＣＡＮバス１１上に流れているドミナントレベルが４Ｖのデータに重畳して、ドミナントレベルが１２Ｖのデータが流れることになる。
【００４７】
この際、データの送信元である第１の通信装置１０ａは、受信部２５にＣＡＮバス１１に流れるデータが入力され、ステップＳ０５で、比較部４３により、ＣＡＮバス１１の電圧が所定の基準電圧４１（例えば７〜８Ｖ）と比較される。その結果、比較部４３はＣＡＮバス１１のドミナントレベルが基準電圧４１より高い（即ち、１２Ｖ）であると判断し、その旨の信号（論理値）を受信回路４５に出力する。受信回路４５では、比較部４３での判断結果として、ＣＡＮバス１１のドミナントレベルが基準電圧４１より高い旨の信号を得る。この場合は、送信部２３に対してその旨の信号を出力して、次のステップＳ１１に進む。
【００４８】
ステップＳ１１においては、送信部２３において、このときのＣＡＮバス１１上のデータが、当該第１の通信装置１０ａ自身が送信したデータである旨を判断し、ステップＳ０６に進んで、送信部２３によりそのまま高優先度のデータが送信し続けられる。この場合は、送信エラーが発生しないため、ステップＳ０７からステップＳ０８に進み、データの送出が継続される。
【００４９】
この場合、第２の通信装置１０ｂにおいては、受信部２５の受信回路４５（図１では図示省略）によりＣＡＮバス１１に流れるデータを受信し、第２の電子ユニット２１ｂに対してデータの入力処理を行う。このようにして、第１の電子ユニット２１ａから第２の電子ユニット２１ｂに対する高優先度のデータの送信が行われる。
【００５０】
また、それまでＣＡＮバス１１にデータを送出していた第３の通信装置１０ｃは、受信部の受信回路４５（図１では図示省略）で１２Ｖの電圧レベルを検出するため、送信部２３は、それまで送信していた低優先度のデータの送信を直ちに中止する。
【００５１】
さらに、他の通信装置においても、新たなデータ（ドミナントレベル＝４Ｖまたは１２Ｖ）の送信を行おうとするタイミングであっても、ＣＡＮバス１１上にドミナントレベル＝１２Ｖのデータが流れている旨を検出することで、その新たなデータの送信を中止する。
【００５２】
このようにして、第１の通信装置１０ａの１２Ｖ系の第二電圧源１５で生成したデータをＣＡＮバス１１に出力することで、ＣＡＮバス１１における通常のドミナントレベルの４Ｖを超えて１２Ｖとなったデータが送信されることになり、この１２Ｖのデータを用いて効率よく調停を行うことができる。
【００５３】
尚、それまでにドミナントレベル＝４Ｖのデータが流れていたＣＡＮバス１１に、ドミナントレベル＝１２Ｖのデータが流れ始めると、それまでの４Ｖのデータに１２Ｖのデータが重畳して消された状態になってしまうことから、それまで第３の通信装置１０ｃから送出されていたドミナントレベル＝４Ｖのデータがエラーとなる。この場合、第３の通信装置１０ｃとそのデータ送信先である他の通信装置との間では、ＣＡＮ通信で実行される一般的なエラー処理が行われ、送信完了割り込み信号が流されずにエラー割り込みが流される。したがって、この４Ｖのデータを送信していた第３の通信装置１０ｃは、エラー処理割り込み信号が与えられた時点で、ＣＡＮバス１１上に１２Ｖの高優先度のデータが流されていることを判断し、この高優先度のデータが完了するのを待った後に、４Ｖのデータを再送信する。
【００５４】
尚、上記の動作例２では、ＣＡＮバス１１上にドミナントレベル＝４Ｖのデータが流れている場合に第１の通信装置１０ａからドミナントレベル＝１２Ｖの高優先度のデータを送出する例について説明したが、ＣＡＮバス１１上に既にドミナントレベル＝１２Ｖの高優先度のデータが流れている場合は、ＣＡＮバス１１上に流れるデータが、自分自身から送出されたデータと異なるため、送信部２３においてその旨を判断し、データの送出を中止する。
【００５５】
この場合は、図２中の上記ステップＳ０５において、第１の通信装置１０ａの受信部２５の比較部４３により、ＣＡＮバス１１の電圧を所定の基準電圧４１（例えば７〜８Ｖ）と比較して、ＣＡＮバス１１のドミナントレベルが基準電圧４１より高い（即ち、１２Ｖ）と判断し、その旨の信号（論理値）を受信回路４５に出力してステップＳ１１に進む。
【００５６】
そして、図２中のステップＳ１１において、第１の通信装置１０ａの受信回路４５では、比較部４３での判断結果として、ＣＡＮバス１１のドミナントレベルが基準電圧４１より高い旨の信号を得て、送信部２３に対してその旨の信号を出力する。
【００５７】
このときのドミナントレベルが１２Ｖのデータが、自分自身（例えば第１の通信装置１０ａ自身）が送信したデータでないことから、ステップＳ０９に進み、送信部２３は新たなデータの送信を中止する。
【００５８】
また、ＣＡＮバス１１上に既にドミナントレベル＝１２Ｖの高優先度のデータが流れている場合に、第１の通信装置１０ａからドミナントレベル＝４Ｖの低優先度のデータを送出しようとする場合にも、上述したドミナントレベル＝１２Ｖの高優先度のデータを送信しようとした場合と同様に、データの送出が停止される。
【００５９】
以上のように、ＣＡＮバス１１に出力するデータの生成のための電圧源として、従来の４Ｖ系の第一電圧源１３の他に、これよりも高圧の１２Ｖ系の第二電圧源１５をも使用することとし、高優先度のデータを送信する場合に、高圧の１２Ｖ系の第二電圧源１５で生成したデータをＣＡＮバス１１に出力し、それ以外の通常（低優先度）のデータを送信する場合には、４Ｖ系の第一電圧源１３で生成したデータをＣＡＮバス１１に出力するので、図３中の符号５１のようにＣＡＮバス１１上で低優先度のデータが流されている途中であっても、高優先度のデータを即座に割り込ませて調停を行うことができる。したがって、先発の低優先度のデータがＣＡＮバス１１上に流れていても、後発の高優先度のデータを即座に送信することが可能となり、高優先度のデータに関してリアルタイム性を確保することができる。
【００６０】
また、高優先度の電圧レベルのデータが既にＣＡＮバス１１上で流されている場合に、他の通信装置１０ａ〜１０ｃから当該ＣＡＮバス１１に新たにデータを送出することを容易に防止できるので、既にＣＡＮバス１１に流れている高優先度のデータをそのまま容易に継続させることが可能となり、先発の高優先度のデータのリアルタイム性を維持することができる。
【００６１】
尚、上記実施形態では、４Ｖ系の第一電圧源１３と１２Ｖ系の第二電圧源１５の２個の電圧源を備える構成としていたが、高優先度のデータ同士の調停が頻繁に行われるような場合では、上記実施形態では調停を行うことができない。このため、データの電圧レベルを細分化し、第一電圧源１３及び第二電圧源１５とは電圧レベルの異なる例えば８Ｖの他の電圧源を利用して、データの優先度の高低を示す電圧レベルを３段階にしてもよい。この場合、ドミナントレベル＝４Ｖのデータが低優先度のデータ、ドミナントレベル＝８Ｖのデータが中優先度のデータ、ドミナントレベル＝１２Ｖのデータが高優先度のデータとして処理される。この場合は、各通信装置１０ａ〜１０ｃの送信部２３に３個の電圧源を設け、また受信部２５に複数の基準電圧と複数の比較部を用いてドミナントレベルの比較判定を行えばよい。あるいは、４個以上の電圧源を使用して４段階以上の電圧レベルでデータの優先度の高低を示すようにしてもよい。
【００６２】
また、上記実施形態では、ＣＡＮバス１１を通じて行われるＣＡＮ通信を例に挙げて説明したが、その他、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式またはＣＳＭＡ／ＣＡ方式の通信に適用しても差し支えない。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一の実施形態に係る通信装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の一の実施形態に係る通信装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の一の実施形態に係る通信装置の動作例を示すタイミングチャートである。
【図４】従来の通信装置の動作例を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００６４】
１０ａ〜１０ｃ 通信装置
１１ バス
１３ 第一電圧源
１５ 第二電圧源
２１ａ〜２１ｃ 電子ユニット
２３ 送信部
２５ 受信部
３１ 電圧切替部
３３ パルス生成部
３５ 送信制御部
４１ 基準電圧
４３ 比較部
４５ 受信回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の通信線上で複数の電子ユニットの間で通信を行うために当該各電子ユニット毎に設けられる通信装置であって、
前記通信線に送出するデータのパルスの電圧レベルとして少なくとも２つの異なる電圧レベルを切り替える電圧切替部と、
送出する前記データの優先度に応じて高優先度のデータがそれよりも低優先度のデータに対して高い前記電圧レベルを選択するよう前記電圧切替部を制御する送信制御部と
を備える通信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の通信装置であって、
前記通信線の電圧状態が、前記高い電圧レベルであるか否かを判定する電圧判定手段を備え、
前記送信制御部は、前記電圧判定手段が前記通信線の電圧状態として前記高い電圧レベルである旨を判定し、且つ前記通信線に流れるデータが当該通信装置から送出されたものでない場合に、その旨を判断して、前記通信線に対する前記データの送出を中止することを特徴とする通信装置。
【請求項３】
所定の通信線上で複数の電子ユニットの間で通信を行う通信方法であって、
（ａ）前記通信線に送出するデータが高優先度以外のデータである場合に、第１の電圧レベルのデータを生成して前記通信線に送出する工程と、
（ｂ）前記通信線に送出するデータが高優先度のデータである場合に、前記第１の電圧レベルよりも高い第２の電圧レベルのデータを生成して前記通信線に送出する工程と
を備える通信方法。
【請求項４】
請求項３に記載の通信方法であって、
前記（ａ）の工程及び（ｂ）の工程のいずれかまたは両方において、
前記通信線の電圧状態が前記第２の高い電圧レベルであるか否かを判定し、前記通信線の電圧状態として前記第２の電圧レベルである旨が判定され且つ前記通信線に流れるデータが他の電子ユニットからのデータである場合に、前記通信線に対する前記データの送出を中止することを特徴とする通信方法。
【請求項１】
所定の通信線上で複数の電子ユニットの間で通信を行うために当該各電子ユニット毎に設けられる通信装置であって、
前記通信線に送出するデータのパルスの電圧レベルとして少なくとも２つの異なる電圧レベルを切り替える電圧切替部と、
送出する前記データの優先度に応じて高優先度のデータがそれよりも低優先度のデータに対して高い前記電圧レベルを選択するよう前記電圧切替部を制御する送信制御部と
を備える通信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の通信装置であって、
前記通信線の電圧状態が、前記高い電圧レベルであるか否かを判定する電圧判定手段を備え、
前記送信制御部は、前記電圧判定手段が前記通信線の電圧状態として前記高い電圧レベルである旨を判定し、且つ前記通信線に流れるデータが当該通信装置から送出されたものでない場合に、その旨を判断して、前記通信線に対する前記データの送出を中止することを特徴とする通信装置。
【請求項３】
所定の通信線上で複数の電子ユニットの間で通信を行う通信方法であって、
（ａ）前記通信線に送出するデータが高優先度以外のデータである場合に、第１の電圧レベルのデータを生成して前記通信線に送出する工程と、
（ｂ）前記通信線に送出するデータが高優先度のデータである場合に、前記第１の電圧レベルよりも高い第２の電圧レベルのデータを生成して前記通信線に送出する工程と
を備える通信方法。
【請求項４】
請求項３に記載の通信方法であって、
前記（ａ）の工程及び（ｂ）の工程のいずれかまたは両方において、
前記通信線の電圧状態が前記第２の高い電圧レベルであるか否かを判定し、前記通信線の電圧状態として前記第２の電圧レベルである旨が判定され且つ前記通信線に流れるデータが他の電子ユニットからのデータである場合に、前記通信線に対する前記データの送出を中止することを特徴とする通信方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−３３３９１（Ｐ２００６−３３３９１Ａ）
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２０８９４８（Ｐ２００４−２０８９４８）
【出願日】平成１６年７月１５日（２００４．７．１５）
【出願人】（３９５０１１６６５）株式会社オートネットワーク技術研究所 (2,668)
【出願人】（０００１８３４０６）住友電装株式会社 (6,135)
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月１５日（２００４．７．１５）
【出願人】（３９５０１１６６５）株式会社オートネットワーク技術研究所 (2,668)
【出願人】（０００１８３４０６）住友電装株式会社 (6,135)
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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