通信装置、通信系统以及通信方法

通信装置、通信系统以及通信方法
【专利摘要】本发明提供一种不用增加布线数，就容易地增加基于同一协议的通信数据的通信容量的通信装置。通信装置经由通信线(21)收发通信数据。发送部(60)将对通信数据(S1)调制后的通信信号(TS1)向通信线(21)发送。接收部(50)通过对从通信线(21)接收到的通信信号(TR1)进行解调，来得到通信数据(R1)。发送部(60)基于在规定的发送频带(F1)内动态变化的频率，对通信数据(S1)进行调制。接收部(50)对被调制并被接收到的与发送频带(F1)对应的通信信号进行解调，由此得到通信数据(R1)。
【专利说明】通信装置、通信系统以及通信方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及与通信网络例如搭载于车辆的通信网络连接的通信装置。通信装置经由通信网络进行通信。本申请涉及使用通信装置的通信系统，并且还涉及用于通信装置的通信方法。
【背景技术】
[0002]如周知那样，搭载于车辆的多个电子控制装置(ECU)相互进行网络连接从而构成车辆网络系统的情况较多，在车辆网络系统中，这些电子控制装置能够相互收发各自所具有的信息例如车辆信息。作为构成这样的车辆网络系统的通信系统之一有控制局域网络(CAN)。CAN是在一个总线上连接多个节点的总线型网络，例如高速CAN的规格被规定为:传输率为500kbps，最大总线长为40m，最大连接节点数为16个。然而，近年来，伴随着搭载于车辆的ECU的增加，日益要求CAN增加通信容量和增加连接节点数等。利用CAN来增加通信容量的通信系统的一例记载于专利文献I。
[0003]在专利文献I的通信系统中，在作为传输CAN的差动信号的通信线的双股扭绞电缆的第I端部连接有第I耦合电容器，在第2端部连接第2耦合电容器。在通信系统中，对利用CAN的通信线通信的CAN协议的数据经由第I耦合电容器叠加高频率的数据，并且经由第2耦合电容器取得在CAN的通信线叠加的高频率的数据。在CAN的通信线中，例如CAN协议的信号以500kbps传输，高频率数据的信号以IOOMbps传输。因此，除了利用CAN的CAN协议的通信之外，还一并进行高频率下的数据通信，能够增加通信容量。
[0004]专利文献1:日本特开2008 - 193606号公报
[0005]根据上述的专利文献I的通信系统，确实增加了经由CAN传输的数据量。但是由于基于高频率的数据通信是不适于CAN下的传输的影像数据的通信，因此在该通信系统中无法增加CAN协议的通信容量。
[0006]如本申请的图26所示，已知有如下构成:将多个CAN总线121、122、123经由在上述CAN总线121、122、123间进行通信数据的相互转送的网关(GW) 120连接，由此能够在与各CAN总线121?123连接的第I?第12E⑶101?112的相互间传输通信数据。但是，在该情况下，虽然能够增加可连接于通信系统的节点数，但是无法增加各CAN总线121?123的通信容量。若相互转送的数据增加，则有可能反过来导致通信数据的拥塞。
[0007]如本申请的图27所示，还存在如下的构成:在第IE⑶101设置2个由CAN无线电收发两用机144、共模扼流线圈143、终端电路142以及连接器141作为I组构成的通信部，在各通信部分别连接CAN总线121、122中的任意一个。因此，第IE⑶101通过能够在数据通信中利用2个CAN总线121、122来增加通信容量。但是，不容易选择仅在一方总线传输的通信数据。为了实现该选择，无法忽视必须另外追加I组CAN总线和与CAN总线连接的电路等带来的成本上升和布线的复杂化。

【发明内容】
[0008]本申请的目的在于，不用增加布线数就容易地增加基于同一协议的通信数据的通
信容量。
[0009]根据本申请的一方面，提供了与通信线连接的通信装置，所述通信装置被构成为经由所述通信线收发通信数据。所述通信装置具备将所述通信数据被调制后的通信信号向所述通信线发送的发送部和通过对从所述通信线接收到的通信信号进行解调来得到通信数据的接收部。所述发送部被构成为基于在规定发送频带内动态变化的频率来对所述通信数据进行调制，所述接收部被构成为通过对所述调制后接收到的与频带对应的通信信号进行解调来得到所述通信数据。
[0010]根据本申请的另一侧面，提供了具有与网络以能够通信的方式连接的多个通信装置的通信系统。所述多个通信装置中至少2个通信装置具备将通信信号向所述网络发送的发送部，所述发送部被构成为将基于在规定发送频带内动态变化的频率而被调制后的通信数据作为所述通信信号进行发送。所述多个通信装置中的至少I个通信装置具备基于所述发送频带对从所述网络取得的调制后的通信信号进行解调，由此得到通信数据的接收部。所述发送部被构成为基于从所述发送部发送的通信信号和在所述网络传送的信号之间的比较，对来自所述发送部的通信信号的发送进行控制。
[0011]根据本申请的另一侧面，提供了发送经由控制局域网络通信的通信数据的通信方法，控制经由所述控制局域网络的通信的控制器输出通信数据。所述通信方法包括:基于在规定发送频带内动态变化的频率对从所述控制器输出的所述通信数据进行调制；和将调制后的通信数据向所述控制局域网络发送。
[0012]根据本申请的另一侧面，提供了接收经由控制局域网络通信的通信数据的通信方法，控制器控制经由所述控制局域网络的通信。所述通信方法包括:从所述控制局域网络接收基于在规定频带内动态变化的频率而被调制后的通信信号；利用所述规定频带对接收到的所述通信信号进行解调；和将解调后的通信信号作为通信数据向所述控制器输出。
[0013]根据本申请的另一侧面，提供了与控制局域网络以能够通信的方式连接的通信装置，控制器控制经由所述控制局域网络的通信。所述通信装置被构成为基于在规定发送频带内动态变化的频率对从所述控制器输出的通信数据进行调制。所述通信装置被构成为将调制后的所述通信数据向所述控制局域网络发送。
[0014]根据本申请的另一侧面，提供了与控制局域网络以能够通信的方式连接的通信装置。控制器控制经由所述控制局域网络的通信。所述通信装置被构成为从所述控制局域网络接收基于在规定频带内动态变化的频率而被调制后的通信信号。所述通信装置被构成为利用所述规定频带对接收到的所述通信信号进行解调，由此得到通信数据。所述通信装置被构成为将解调后的所述通信数据向所述控制器输出。
[0015]根据这样的构成或方法，利用在规定频率范围变动的频率对通信信号进行调制。因此，即使多个通信装置将同一发送频带的通信信号向通信线发送，通信信号相互干扰的情况也会被抑制。抑制了例如反相位的通信信号重叠而导致通信信号成为无法检测的电平的可能性。具体而言，在调制用的信号、即载波的相位相差180°的2个通信装置同时将对逻辑“O”进行调制后的通信信号进行输出的情况下，在通信线中，存在相位相差180°的2个通信信号重叠，通信信号抵消的情况。即存在尽管2个通信装置均输出逻辑“0”，但从信号线的通信信号检测出逻辑“I”的情况。但是根据本申请的构成或方法，通过使调制中使用的频率在发送频带所含的范围内动态变化，防止了 2个通信装置的载波以180°的相位持续重叠的情况。例如在输出了逻辑“O”的情况下，尽管是短时间，能够检测出逻辑“O”被输出这一情况的通信信号也在信号线中传输。
[0016]通过使要调制的频率动态变更来将通信信号从发送部发送中的通信装置经由接收部监视通信信号。因此，能够检测在通信线中其他通信信号重叠的情况。即通信装置通过监视其他通信信号的有无，能够控制来自自身的通信部的通信信号的发送。
[0017]并且，若变更规定发送频带，则能够在通信线中进行频率多路复用通信。
[0018]因此，根据该通信装置，不用增加布线数，就能够增加基于同一协议的通信数据的通信容量。
[0019]在一个方式中，动态变化的频率基于仿真噪声码而被决定。
[0020]根据这样的构成，由于频率按每个通信装置动态且随机地变化，因此在多个通信装置间中各自的频率的相位差依次变化。因此，即使假设多个通信装置同时发送发送信号，发送中的通信装置也能够检测其他通信信号被发送这一情况。
[0021]在一个方式中，所述通信线是基于控制局域网络的规格的通信线。所述通信数据是基于所述控制局域网络的协议的通信数据。
[0022]根据这样的构成，适用于控制局域网络、即CAN的通信装置不用增加CAN中的布线数，就能够增加基于CAN协议的通信数据的通信量。另外，通常在CAN协议中，通信数据以逻辑“O”即显性、或逻辑“I”即隐性这2个电平传输，逻辑“O”的优先级高于逻辑“I”。在多个通信装置同时发送发送信号时，各通信装置监视自身发送的信号电平和通信线亦即总线的信号电平是否相同，进行发送控制亦即调停。在调停中，对正发送的信号电平和总线的信号电平进行比较，在判断为它们相等的情况下，继续进行发送。另一方面，在判断为它们不相等的情况下，中止发送。
[0023]根据这样的构成，由于在对通信信号解调后的时间点、即成为能够取得通信数据的时间点，能够进行上述的调停，因此能够实时处理基于CAN协议的通信控制。
[0024]因此，不用增加基于CAN的规格的通信线即CAN总线，就能够增加基于CAN协议的通信数据的通信容量。
[0025]在一个方式中，所述接收部被构成为，基于在所述控制局域网络的协议的I位信号的长度的期间内检测的通信信号，来决定与所述协议的I位对应的信号电平。
[0026]在一个方式中，所述通信数据是基于所述控制局域网络的协议的通信数据。所述通信数据的信号电平基于在所述协议的I位信号的长度的期间内检测到的通信信号而被决定为与所述协议的I位对应的信号电平。
[0027]根据这样的构成，接收部基于通信信号而决定的信号电平恢复成适于CAN的协议的通信数据。因此，能够将该恢复的通信数据直接向对CAN协议进行解析的CAN控制器输入。因此，即使在总线上传输频率调制后的通信信号，在通信装置中，也能够使一般的CAN控制器进行适于CAN协议的处理。因此，提高了这样的通信装置的利用可能性。
[0028]在一个方式中，以在所述I位信号的长度的期间内检测到超过规定阈值的通信信号这一情况为条件，将所述信号电平决定为“是显性“。而以未被决定为所述是显性这一情况为条件，将信号电平决定为”是隐性“。
[0029]根据这样的构成，能够在I位长左右的期间内决定通信数据的“显性”即逻辑“O”或“隐性”即逻辑“ I ”。因此，能够实时处理例如与基于CAN控制器的CAN协议有关的各种处理。
【专利附图】

【附图说明】
[0030]图1是表示具备将本申请的第I实施方式具体化的通信装置的通信系统的构成的框图。
[0031]图2是图1的通信系统进行的频率多路复用通信的模式图。
[0032]图3是表示图1的第I例的通信装置的构成的框图。
[0033]图4是表示图1的第2例的通信装置的构成的框图。
[0034]图5是表示图1的第3例的通信装置的构成的框图。
[0035]图6是表示图1的第4例的通信装置的构成的框图。
[0036]图7是表示图1的第5例的通信装置的构成的框图。
[0037]图8是表示图1的通信装置的ASK模块的构成的框图。
[0038]图9是表示图1的通信装置使载波变化时的例子的图表，图9(a)是表示第IE⑶的发送波的图表，图9(b)是表示第3ECU的发送波的图表，图9(c)是表示发送图9(a)以及图9(b)的2个发送波的总线的信号电平的图表。
[0039]图10是作为比较例示出载波不变化时的例子的图表，图10 (a)是表示第IECU的发送波的图表，图10(b)是表示第3E⑶的发送波的图表，图10(c)是表示发送了图10(a)以及图10(b)这2个发送波的总线的信号电平的图表。
[0040]图11是表示具备将本申请的第2实施方式具体化的通信装置的通信系统的构成的框图。
[0041]图12是表示具备将本申请的第3实施方式具体化的通信装置的通信系统的构成的框图。
[0042]图13是表示图12的通信系统进行的频率多路复用通信的模式图。
[0043]图14是表示图12的通信装置的第I例的构成的框图。
[0044]图15是表示图12的通信装置的第2例的构成的框图。
[0045]图16是表示图12的通信装置的第3例的构成的框图。
[0046]图17是表示具备将本申请的第4实施方式具体化的通信装置的通信系统的构成的框图。
[0047]图18是作为比较例示出能够通过图17的通信系统置换的通信系统的例子的框图。
[0048]图19是表示图17的第I例的通信装置的构成的框图。
[0049]图20是表示图17的第2例的通信装置的构成的框图。
[0050]图21是表示具备将本公开的第5实施方式具体化的通信装置的通信系统的构成的框图。
[0051]图22是作为比较例示出一般通信系统总线上的信号的变形的图表。
[0052]图23是表示图21的通信装置的构成的一例的框图。
[0053]图24是表示图21的第I例的通信装置的构成的框图。
[0054]图25是表示图21的第2例的通信装置的构成的框图。[0055]图26是表示一般的通信系统的一例的构成的框图。
[0056]图27是表示一般的通信装置的一例的构成的框图。
【具体实施方式】
[0057](第I实施方式)
[0058]图1?图9说明具备将本申请的第I实施方式具体化的通信装置的通信系统。
[0059]本实施方式的通信系统基本上构成为CAN(Control Area Network)的通信网络。另一方面，该通信系统是进行基于所谓的频分复用的通信的通信系统，为了增大通信容量，活用CAN的通信规格，并且在作为通信线的通信总线21上分别同时地以不同的频带传输基于CAN协议的多个通信信号。
[0060]图1以及图2说明本实施方式的通信系统的概略。
[0061]如图1所示，车辆90具备作为车辆用的网络系统的通信系统。通信系统具备作为通信装置的第I?第12电子控制装置(ECT) I?12和以各第I?第12E⑶I?12能够收发通信信号的方式连接的通信总线21。
[0062]通信总线21是使用具有适于CAN协议的传输的电气特性的双股扭绞电缆的总线，并且具有还能够传输比CAN协议专有的频带高的频带的信号的特性。如图2所示，在通信总线21能够同时发送与包含由相互不同的频率构成的第I?第3中心频率BI?B3作为中心频率并具有规定频带的第I?第3频带Fl?F3对应的通信信号。
[0063]第I?第12E⑶I?12能够输入输出基于CAN协议的通信数据。第I?第9E⑶I?9将基于CAN协议的通信数据在第I频带Fl下进行调制并作为通信信号向通信总线21发送，另一方面通过对从通信总线21接收的第I频带Fl的通信信号进行解调作为通信数据输入。第1、2、12ECT1、2、12将基于CAN协议的通信数据在第2频带F2下进行调制并作为通信信号向通信总线21发送，另一方面通过对从通信总线21接收到的第2频带F2的通信信号进行解调作为通信数据输入。第10以及第IlE⑶10、11将基于CAN协议的通信数据在第3频带F3下进行调制并作为通信信号向通信总线21发送，另一方面通过对从通信总线21接收到的第3频带F3的通信信号进行解调作为通信数据输入。也就是说，在通信系统中，按用于通信数据的收发的频带，构成为能够使第I?第9E⑶I?9相互通信的第I虚拟总线VB1、能够使第1、2、12E⑶1、2、12相互通信的第2虚拟总线VB2、能够使第10以及第IlE⑶10、11相互通信的第3虚拟总线VB3。
[0064]通信系统具备与通信总线21连接，并且将接收到的通信信号的电气特性、具体而言是接收到的频带变更为其他频带来进行再次发送的网关(GW) 20。GW20能够输入输出基于CAN协议的通信数据。GW20能够对第I?第3频带Fl?F3的任意一个收发通信信号，通过对任意一个频带下接收的通信信号进行解调作为通信数据输入，并且将输入的通信数据调制为其他的频带作为通信信号发送至通信总线21。S卩，GW20进行在第I?第3虚拟总线VBl?VB3中传输的通信信号的频带的变换，并向其他的频带的虚拟总线转送。GW20例如将从第I频带Fl接收到的通信信号变换为第2以及第3频带F2、F3的通信信号来发送，或者将从第3频带F3接收到的通信信号变换为第I以及第2频带Fl、F2的通信信号来发送。因此，在属于不同的虚拟总线的ECU间也能够传输通信信号。
[0065]因此，通信系统经由通信总线21在第I?第12E⑶I?12相互间能够对用于控制的各种信息进行相互通信(收发)。
[0066]这样构成的通信系统具有与上述的本申请的图26的通信系统同样的功能。即在上述的图26的通信系统中，在第ICAN总线121连接有第I?9E⑶101?109，在第2CAN总线 122 连接有第 1、2、12ECU101、102、112，在第 3CAN 总线 123 连接有第 10、11ECU110、111。GW120是将一个CAN总线的通信数据向其他的CAN总线转送的系统。另一方面，在本实施方式的通信系统中，设置有与一般的通信系统的第ICAN总线121对应的第I虚拟总线VB1、与第2CAN总线122对应的第2虚拟总线VB2、与第3CAN总线123对应的第3虚拟总线VB3、与GW120对应的GW20。也就是说，在一般的通信系统中需要的3个CAN总线121?123在本实施方式中被仅设为I个通信总线21。
[0067]图3?图10对本实施方式的通信系统进行详细说明。
[0068]第I?第12E⑶I?12分别是在车辆90的各种控制中所用的控制装置，例如是将驱动系统、行驶系统、车身系统、信息设备系统等作为控制对象的ECU。例如作为将驱动系统作为控制对象的ECU，可列举发动机ECU，作为将行驶系统作为控制对象的ECU，可列举转向ECU或制动ECU，作为对车身系统进行控制的ECU，可列举车灯ECU或车窗ECU，作为将信息设备系统作为控制对象的ECU，可列举导航ECU。
[0069]第I和第2E⑶1、2是相互同样的构成，第3?第9E⑶3?9是相互同样的构成，第10和第IlE⑶10、11是相互同样的构成。因此，对于具有同样构成的多个E⑶，对I个E⑶、即第IE⑶1、第3E⑶3和第IOE⑶10的构成分别进行说明，对于其他的E⑶、即第2E⑶2、第4?第9E⑶4?9和第IlE⑶11的构成省略详细说明。对于第IE⑶1、第3E⑶3、第IOE⑶10以及第12ECU12的构成的说明，对同样的构成赋予相同附图标记，并省略详细说明。
[0070]如图3?图6所示，在第1、3、10、12ECU1、3、10、12中，设置有进行各种控制所需的处理的处理装置30、能够发送和接收基于CAN协议的通信数据的I个或多个CAN控制器(31,32)。处理装置30构成为包含微型计算机，具有进行各种处理的运算装置、保持运算结果和提供各种控制功能的程序等的存储装置。在处理装置30中，通过在运算装置中执行处理提供规定的控制功能的程序来提供规定的控制功能。
[0071]如图3所示，第IE⑶I在处理装置30具备第I以及第2CAN控制器31、32，因此第IE⑶I能够分别经由第I以及第2CAN控制器31、32来分别收发基于CAN协议的通信数据。第IE⑶I具备与第ICAN控制器31连接的第IASK模块43a、与第2CAN控制器32连接的第2ASK模块43b、与第I以及第2ASK模块43a、43b连接并且经由连接器41与通信总线21连接的稱合电路42。ASK指的是振幅偏移调制(Amplitude shift keying)。
[0072]第I以及第2CAN控制器31、32对输入的基于CAN协议的通信数据进行解析并将通信数据所包含的控制信息等信息提供给处理装置30，并且将从处理装置30接收到的控制信息等信息变换成基于CAN协议的通信数据并输出。
[0073]第IASK模块43a发送基于作为规定发送频带的第I频带Fl (f:F1)对从第ICAN控制器31输入的通信数据进行调制后得到的通信信号，并输入耦合电路42。第IASK模块43a接收从耦合电路42输出的通信信号，并基于作为规定接收频带的第I频带Fl进行解调，由此输出至第ICAN控制器31。通过这样对发送频带和接收频带设定相同的第I频带Fl，第IASK模块43a能够接收自身发送的信号。
[0074]第2ASK模块43b发送基于作为规定发送频带的第2频带F2 (f:F2)对从第2CAN控制器32输入的通信数据进行调制后得到的通信信号，并向耦合电路42输入。第2ASK模块43b接收从耦合电路42输出的通信信号，基于作为规定接收频带的第2频带F2进行解调，由此向第2CAN控制器32输出。通过这样对发送频带和接收频带设定相同的第2频带F2，第2ASK模块43b能够接收自身发送的信号。
[0075]耦合电路42是用于对向与连接器41连接的通信总线21输入输出的通信信号的电气特性和向第I以及第2ASK模块43a、43b输入输出的通信信号的电气特性进行匹配的电路。例如将从通信总线21输入的包含直流分量和交流分量的通信信号变换成仅包含交流分量的通信信号并向第I或第2ASK模块43a、43b输出。例如将从第I或第2ASK模块43a、43b输入的仅包含交流分量的通信信号变换成包含直流分量和交流分量的通信信号并向通信总线21输出。
[0076]S卩、第IE⑶I能够在通信数据的收发中利用第I以及第2频带F1、F2。
[0077]如图4所示，第3E⑶3在处理装置30中具备第ICAN控制器31，因此第3E⑶3能够经由第ICAN控制器31来收发基于CAN协议的通信数据。第3E⑶3具备与第ICAN控制器31连接的第IASK模块43a、与第IASK模块43a连接并且经由连接器41与通信总线21连接的耦合电路42。即第3ECU3能够在通信数据的收发中利用第I频带F1。
[0078]如图5所示，对于第12E⑶12而言，除了第3E⑶3的第IASK模块43a被变更为第2ASK模块43b这一点之外，具有与第3E⑶3同样的构成。即第12E⑶12能够在通信数据的收发中利用第2频带F2。
[0079]如图6所示，对于第IOE⑶10而言，除了第3E⑶3的第IASK模块43a被变更为第3ASK模块43c这一点之外，具有与第3E⑶3同样的构成。对于第3ASK模块43c而言，与第IASK模块43a的构成相比，除了对规定发送频带以及规定接收频带分别设定第3频带F3(f:F3)这一点不同之外，具有与第IASK模块43a同样的构成。即第IOE⑶10能够在通信数据的收发中利用第3频带F3。
[0080]如图7所示，对于GW20而言，与第IE⑶I的构成相比，虽然与第I以及第2ASK模块43a、43b并联地追加了第3ASK模块43c这一点和对处理装置30追加了与第3ASK模块43c对应的第3CAN控制器33这一点不同，但其他的构成是同样的。即GW20能够在通信数据的收发中利用第I?第3频带Fl?F3的通信信号。在GW20的处理装置30中保存有用于转送控制信息等信息的转送处理用的程序，处理装置30基于转送处理用的程序的执行来进行控制信息等信息的转送处理。即处理装置30从未取得信息的CAN控制器输出通过第I?第3CAN控制器31?33的任意一个取得的信息。
[0081]图8?图10对第IASK模块43a的详细内容进行说明。对于第2以及第3ASK模块43b、43c而言，虽然在第IASK模块43a中在第I频带Fl设定的规定发送频带以及规定接收频带分别被设定为第2频带F2或第3频带F3这一点不同，但其他的构成是同样的。因此，以下对第IASK模块43a的构成进行说明，省略对第2以及第3ASK模块43b、43c的构成的说明。
[0082]如图8所示，在第IASK模块43a设置有作为接收部的接收模块50和作为发送部的发送模块60。
[0083]发送模块60从第ICAN控制器31输入基于CAN协议的通信数据SI，并且将对输入的通信数据SI进行了振幅调制后的通信信号TSl输出至耦合电路42。[0084]在发送模块60中设置有调制波产生模块63、模拟开关(SW) 62和缓冲放大器61。
[0085]调制波产生模块63是生成用于对通信数据SI进行振幅调制的载波的模块。调制波产生模块63是所谓的电压控制振荡器(VCO)，将中心频率BI作为中心频率，生成由在第I频带Fl内包含的范围中随机变化的频率构成的载波CW。即载波CW由以中心频率BI为中心随机地微小变化且其变化范围处于第I频带Fl内的频率构成。在调制波产生模块63中，设置有科耳皮兹送信电路64a、电压变换电路66、仿真随机噪声(Pseudorandom Noise:PN)码产生电路67。
[0086]仿真随机噪声码产生电路67是由2值表示的仿真的噪声码、即所谓的仿真噪声码，例如是如一般所了解的那样，基于通过反复预先设定的随机的位串而得到的信号来产生随机的位串的电路。由仿真随机噪声码产生电路67生成的噪声码设定为与其他ECU不—致。
[0087]电压变换电路66是将由仿真随机噪声码产生电路67产生的噪声码变换成能够输入科耳皮兹送信电路64a的电信号的电路。
[0088]科耳皮兹送信电路64a是生成与发送频带对应的载波的公知的送信电路，规定了由I个线圈和2个电容振荡产生的频率。在科耳皮兹送信电路64a设置有基于根据从电压变换电路66输入的噪声码而变化的电压来使上述2个电容的静电电容发生变化的变容二极管部65。即、科耳皮兹送信电路64a基于由仿真随机噪声码产生电路67产生的噪声码，以中心频率BI为中心频率来生成由在第I频带Fl内随机变化的频率构成的载波。
[0089]模拟开关62是输出将通信数据SI进行了振幅调制后的通信信号TSl的开关。在模拟开关62连接有输入通信数据SI的第ICAN控制器31、输入载波的调制波产生模块63和地线。模拟开关62上连接缓冲放大器61作为输出对通信数据SI进行了振幅调制后的通信信号TSl的输出目的地。在模拟开关62设置有将输出在载波和地线之间进行切换的内部开关。即、模拟开关62通过与通信数据SI的信号电平对应的内部开关的切换来将针对输出的连接目的地在载波和地线之间进行切换，由此生成并输出由与通信数据SI的逻辑“O”或“I”对应的振幅的载波构成的通信信号，并将其输入至缓冲放大器61。具体而言，模拟开关62以通信数据SI是逻辑“O”(显性)为条件而将输出与载波连接，由此输出与通信数据SI的逻辑“O”对应的通信信号(发送波)。另一方面，模拟开关62以通信数据SI是逻辑“I” (隐性)为条件而将输出与地线连接，由此输出与通信数据SI的逻辑“I”对应的通信信号(发送波)。即在本实施方式中，基于通信数据SI的振幅仅由逻辑“O”和“I”的2值构成，将载波设为逻辑“O”被振幅调制的通信信号，将地线电平设为逻辑“I”被振幅调制的通信信号。因此，与通信数据SI对应的通信信号TSl作为利用作为发送频带的第I频带Fl被调制的信号而输出。
[0090]缓冲放大器61将从模拟开关62输入的信号电平等调整为具有能够向通信总线21发送的电气特性的通信信号TSl并输出。
[0091]因此，基于CAN协议的通信数据SI作为利用第I频带Fl的载波而被振幅调制的通信信号TSl从第IE⑶I输出至耦合电路42。
[0092]接收模块50经由耦合电路42接收振幅调制后的通信信号TR1，并且对接收到的通信信号TRl进行解调，由此将得到的基于CAN协议的通信数据Rl输出至第ICAN控制器31。接收模块50中设置有输入通信信号TRl的带通滤波器51a、输入通过带通滤波器51a后的通信信号的缓冲放大器52、被从缓冲放大器52输入通信信号的包络线检波电路53、输入包络线检波电路53所检测出的通信数据的电压变换电路54。
[0093]带通滤波器51a是根据被输入的通信信号TRl所包含的频带仅使第I频带Fl通过并输出的电路，即所谓的带通滤波器，例如可以是包含线圈和电容而构成的LC带通滤波器。带通滤波器51a构成为，使以中心频率BI为中心频率的第I频带Fl内所包含的频率范围的信号通过。带通滤波器51a是公知的带通滤波器，并且是能够仅使必要的频带通过的带通滤波器即可，因此能够采用一般公知的各种带通滤波器、例如由受动元件构成的装置或包含使动元件而构成的装置。
[0094]缓冲放大器52将通过带通滤波器51a后的通信信号变换成适于包络线检波电路53解调的信号电平，例如进行信号放大。因此，能够使通过带通滤波器51a后的通信信号成为适于被包络线检波电路53解调的信号。
[0095]包络线检波电路53是从被振幅调制的载波对信号进行解调的电路。包络线检波电路53将对将CAN协议的逻辑“O”和逻辑“I”设为振幅的通信数据进行振幅调制后而得到的通信信号解调为CAN协议的由逻辑“O”和逻辑“I”构成的通信数据。因此，从利用第I频带Fl的载波进行了振幅调制后的通信信号得到适于CAN协议的通信数据。由于在第I频带Fl中多个E⑶发送的通信信号重叠并相互干扰，因此存在解调后的表示逻辑“O”的信号的长度比CAN协议中的I位的期间短的情况。因此，当在通信信号中含有逻辑“O”时，包络线检波电路53也可以使逻辑“O”的检测结果至少延长至第ICAN控制器31能够检测出的长度(时间)。
[0096]电压变换电路54是将由包络线检波电路53解调后的通信数据变换为能够输入第ICAN控制器31的电压电平的通信数据Rl的电路。因此，能够使被包络线检波电路53解调后的通信数据输入至第ICAN控制器31。如上所述，也存在包络线检波电路53将长度比CAN协议中的I位的长度短的逻辑“O”作为通信数据输出的情况。此时，电压变换电路54可以将通信数据Rl中的逻辑“O”的长度延长至少至第ICAN控制器31能够检测出的长度。
[0097]也可以将第ICAN控制器31调整为能够检测比CAN协议中的I位的期间短的逻辑“O”。
[0098]因此，从包含第I?第3频带Fl?F3的信号的通信信号TRl中仅选择规定接收频带亦即第I频带Fl的通信信号，所以被解调为第ICAN控制器31能够检测为CAN协议的状态的通信数据Rl。
[0099]图9说明设为能够实时处理CAN协议中的调停的情况。图9示出了第IECUl和第3E⑶3在第I频带Fl同时输出了各通信信号TS1、TS3的情况。由于第IE⑶I和第3E⑶3的载波的频率随机变化，因此上述载波的相位差也随机变化。
[0100]如图9(a)所示，第IECUl利用载波CW对以逻辑“I”一逻辑“O”一逻辑“I”变化的通信数据进行振幅调制。载波CW具有在与CAN协议的I位的位长对应的时间中随机地动态变化的频率，并且具有土Va[V]的振幅。通过该调制，在通信数据为逻辑“I”时载波CW不重叠，在通信数据为逻辑“O”时载波重叠而构成的通信信号TSl (发送波)从第IECUl输出至通信总线21。
[0101]如图9(b)所示，第3E⑶3利用载波CWl对在与第IE⑶I的通信数据相同的时间点随时间以逻辑“I” 一逻辑“O” 一逻辑“I”变化的通信数据进行振幅调制。载波CWl具有在与CAN协议的I位的位长对应的时间中随机地动态变化的频率，并且具有土Vb [V]的振幅。通过该调制，在通信数据为逻辑”1”时载波不重叠，通信数据为逻辑”0”时载波CWl重叠的通信信号TS3(发送波)被从第3ECU3输出至通信总线21。
[0102]S卩，在通信总线21中，从第IE⑶I输出的通信信号TSl和从第3E⑶3输出的通信信号TS3重叠。另外，通信信号TSl的载波的频率和通信信号TS3的载波的频率相互无关地随机且动态变化。因此，在通信数据为逻辑“O”时，对于在通信总线21中重叠的通信信号TSl的振幅和通信信号TS3的振幅而言，会产生相互抵消从而成为无法检测出“O”的大小的情况，反之也会产生相互相乘而变大的情况。也就是说，如图9(c)所示，通信总线21上的通信信号的振幅包含比用于判定通信数据是逻辑“O”的阈值土Vt大的振幅。因此，在从第I或第3E⑶1、3输出了与逻辑“O”对应的通信信号TS1、TS3时，监视通信总线21的通信信号，由此第I或第3ECU1、3能够检测在通信总线21输出了逻辑“O”的通信数据。因此，通过在CAN协议的I位的期间中、例如图中逻辑“O”的期间中检测逻辑“0”，CAN控制器能够将I位决定为是逻辑“O”。另一方面，CAN控制器在无法决定在I位期间中是逻辑“O”时，能够将I位决定为是逻辑“I”。考虑通常逻辑“O”在I位期间中被多次检测到，因此也可以剩余I位期间的一半期间或3/1的期间来将I位决定为逻辑“I”。
[0103]在通信总线21中，尽管在存在输出逻辑“I”的E⑶的情况下，在至少I个E⑶输出逻辑“O”时，对于通信总线21的信号电平而言逻辑“O”的信号重叠，因此逻辑“O”被准确检测出。即在通信总线21中，逻辑“O”的优先级别比逻辑“I”的优先级别高。
[0104]另外，在多个E⑶同时发送逻辑“O”时，表示从通信总线21检测出的逻辑“O”的通信信号的振幅如上述那样根据相互随机变化的载波相重叠的方式而变动，因此能够检测出的期间有可能成为与CAN协议的I位长的长度相比非常短的期间。因此，在进行调停的情况下，针对表示在比I位长短的期间检测出的逻辑“O”的数据，变换成第ICAN控制器31能够检测的长度的信号。由此，即使是一般的CAN控制器，针对通过频率多路复用通信发送的通信信号，也能够实时进行基于CAN协议的调停。
[0105]为了使一般的CAN控制器也能够可靠地进行调停，只在短期间检测出的逻辑“O”的信号也可以在一定程度的期间作为通信数据被输入CAN控制器。例如也可以在检测出逻辑“O”后，在直至上述逻辑“O”被检测出的I位长结束为止的期间输出逻辑“0”，也可以只在CAN控制器能够检测的规定期间输出逻辑“O”。另外也可以缩短CAN控制器为了检测逻辑”0”所需的时间。
[0106]图10作为比较例而说明了载波的频率未变化的情况。在图10中，示意性示出了第IE⑶I的载波CWa和第3E⑶3的载波CWb维持180°的相位差的情况。
[0107]如图10(a)所示，第IECUl利用具有土Va[V]的振幅的载波CWa，对随时间变化以逻辑“ I ” 一逻辑“O” 一逻辑“ I ”变化的通信数据进行振幅调制。通过该调制，在通信数据为逻辑“I”时载波CWa不重叠，为逻辑“O”时载波CWa重叠的通信信号TSl (发送波)被从第IE⑶I输出至通信总线21。
[0108]如图10(b)所示，第3ECU3利用具有土Va[V]的振幅的载波CWb，对随时间变化以逻辑“ I ” 一逻辑“O” 一逻辑“ I ”变化的通信数据进行振幅调制。通过该调制，通信数据为逻辑“ I ”时载波CWb不重叠，为逻辑“O”时载波CWb重叠的通信信号TS3 (发送波)被从第3E⑶3输出至通信总线21。[0109]第3E⑶3的载波相对于第IE⑶I的载波通过了 180°的相位差。即在通信总线21中，通信信号TSl和通信信号TS3的载波的相位差为180°，因此与逻辑“O”对应而向通信总线21输出的通信信号TSl的振幅(载波)和通信信号TS3的振幅(载波)相互干扰从而振幅抵消。即如图10(c)所示，与逻辑“O”对应的期间的通信总线21上的通信信号的振幅成为比用于判定是逻辑“O”的阈值土Vt小的振幅。由此可认为存在在从第I和第3E⑶1、3输出了与逻辑“O”对应的通信信号TS1、TS3时，即使对通信总线21的通信信号进行监视，第I或第3E⑶1、3也无法检测到向通信总线21输出了逻辑“O”的通信数据这一情况的可能性，而本实施方式解决了该问题。
[0110]如以上说明那样，根据本实施方式的通信装置和通信系统，可得到以下所列举的效果。
[0111](I)通信信号被在规定的频带(F1、F2、F3)变动的频率调制。因此，即使多个E⑶将同一发送频带(发送用频带)的通信信号发送至通信总线21，通信信号干扰的情况也被抑制。例如抑制了反相位的通信信号(TS1、TS3)重叠从而无法检测通信信号的电平的可能性。具体而言，在调制用的信号、即载波CW的相位相差180°的2个ECU(1、3)同时仅输出将逻辑“O”调制后的通信信号(TS1、TS3)的情况下，可能产生在通信总线21中相位相差180°的2个通信信号(TS1、TS3)相互重叠，通信信号被抵消的情况。即存在即使2个E⑶(1、3)均输出逻辑“0”，却从通信总线21的通信信号检测出逻辑“I”这一情况的可能性。但是，在本实施方式中，通过使调制所用的频率在发送频带例如频带Fl所含的范围动态变化，防止了 2个E⑶(1、3)的载波CW以180°的相位持续重叠的情况。因此，例如在输出逻辑“O”的情况下，尽管短时间，能够检测逻辑“O”被输出这一情况的通信信号也在通信总线21中传输。
[0112]通过动态变更要调制的频率(载波CW)，正在从发送模块60发送通信信号的ECU经由接收模块50监视通信信号。由此，能够检测在通信总线21中重叠其他的通信信号的情况。即ECU能够对其他的通信信号的有无进行监视，从而控制来自自身的发送模块60的通信信号的发送。
[0113]并且，如果变更规定的频带(F1、F2、F3)，能够在通信总线21进行频率多路复用通信。
[0114]因此，根据本实施方式的通信装置，不用增加通信总线21，就能够增加基于CAN协议的通信数据的通信容量。
[0115](2)使载波CW的频率按每个E⑶动态且随机地变化。因此在多个E⑶间，各自的频率的相位差依次变化。因此，即使多个ECU同时发送发送信号，发送中的ECU也能够检测其他的通信信号被发送这一情况。
[0116](3)适用于控制局域网络、即CAN的E⑶不用增加CAN中的通信总线21的数量，就能够增加基于CAN协议的通信数据的通信量。另外，通常在CAN协议中，通信数据以逻辑“O”即显性和逻辑“I”即隐性这2个电平传输，逻辑“O”的优先级比逻辑“I”高。在多个ECU同时发送发送信号时，各ECU监视自身发送的信号电平和通信总线21的信号电平是否相同，进行发送控制亦即调停。在调停中，对正在发送的信号电平和通信总线21的信号电平进行比较，在判断为它们相等时继续进行发送，在判断为它们不相等时中止发送。
[0117]由于能够在对通信信号TRl解调后的时间点、即能够取得通信数据Rl的时间点进行上述的调停，因此能够实时处理基于CAN协议的通信控制。
[0118]因此，不用在CAN增加CAN总线即通信总线21，就能够增加基于CAN协议的通信数据的通信容量。
[0119](4)在接收模块50中基于通信信号决定的信号电平被恢复成适于CAN的协议的通信数据。因此，能够将该恢复的通信数据直接输入至对CAN协议进行解析的CAN控制器(31等)。因此，即使在通信总线21上传输频率调制后的通信信号，也能够在E⑶中使一般的CAN控制器(31等)进行适于CAN协议的处理。因此，提高了这样的E⑶的可利用性。
[0120](5)能够在I位长左右的期间内决定通信数据的“显性”即逻辑“O”还是“隐性”即逻辑“I”。因此，能够实时处理例如与基于CAN控制器(31等)的CAN协议有关的各种处理。
[0121](第2实施方式)
[0122]图11对将具备本申请的通信装置的通信系统具体化的第2实施方式进行说明。
[0123]本实施方式的通信系统与第I实施方式的通信系统相比，不同点在于第I?第12E⑶I?12全部构成为能够在第I?第3频带Fl?F3进行通信，另一方面未设置GW，除此之外的构成相同，因此对相同的构成赋予相同的附图标记，并省略其详细说明。
[0124]第I?第12E⑶I?12的构成是与第I实施方式的GW20同样的构成。在第I?第12E⑶I?12的处理装置30中，没有设置在第I实施方式的GW20的处理装置30中设置的转送处理用的程序，而设置了提供规定控制功能的程序。由此，第I?第12E⑶I?12能够在通信中利用频带Fl?F3，因此成为分别包含于第I频带Fl所构成的虚拟总线VB1、第2频带F2所构成的虚拟总线VB2、和第3频带F3所构成的虚拟总线VB3的方式。因此，第I?第12E⑶I?12能够利用频带Fl?F3来相互收发信息。
[0125]如以上说明那样，根据本实施方式的通信装置以及通信系统，除了上述的第I实施方式的(I)?(5)所记载的效果外，还可得到以下列举的效果。
[0126](6)由于全部E⑶能够利用频带Fl?F3来相互收发信息，因此能够简单地构成通信系统。
[0127](第3实施方式)
[0128]图12?图16对将具备本申请的通信装置的通信系统具体化的第3实施方式进行说明。
[0129]本实施方式的通信系统与第I实施方式的通信系统的不同点在于，代替第I实施方式的第I频带Fl而使用基于CAN协议的信号变化的标准频带F10，除此之外的构成相同，因此对相同的构成赋予相同的附图标记，并省略其详细说明。
[0130]图12和图13说明通信系统的概要。
[0131]如图12所示，在通信系统的通信总线21上，第I?第9E⑶Ia?9a、第10?第12E⑶10?12、GW20A以能够收发基于CAN协议的通信信号的方式被连接。第I?第9E⑶Ia?9a通过与标准的CAN协议的通信信号、即在最大500kbps下变化的信号对应的频率亦即标准频带FlO进行相互通信。第l、2、12ECTla、2a、12基于第2频带F2进行相互通信，第10以及第IIE⑶10、11基于第3频带F3进行相互通信。由此在通信系统中，按通信数据的收发中使用的频带构成能够使第I?第9ECUla?9a相互通信的标准总线SB、能够使第1、2、12ECU1、2、12相互通信的第2虚拟总线VB2、能够使第10以及第11ECU10、11相互通信的第3虚拟总线VB3。GW20A在标准总线SB、以及第2和第3虚拟总线VB2、VB3间的相互间对通信信号进行转送处理。
[0132]图14?图16说明通信系统的详细。第I以及第2E⑶la、2a的构成均相同，因此以下对第IE⑶Ia进行说明，省略了第2E⑶2a的说明。第3?第9E⑶3a?9a的构成均相同，因此以下对第3E⑶3a进行说明，省略了第4?第9E⑶4a?9a的说明。
[0133]如图14所示，第IE⑶Ia能够分别经由在处理装置30中设置的第I以及第2CAN控制器31、32来收发基于CAN协议的通信数据。第IE⑶Ia具备与第ICAN控制器31连接的CAN无线电收发两用机44、与CAN无线电收发两用机44连接的低通滤波器45 (LPF)、和与第2CAN控制器32连接的第2ASK模块43b。第IECUla具备与低通滤波器45和第2ASK模块43b连接，且经由连接器41与通信总线21连接的耦合电路42。
[0134]CAN无线电收发两用机44是公知的CAN无线电收发两用机，将从通信总线21接收的通信信号变换成能够向第ICAN控制器31输入的通信数据并输出，或者将从第ICAN控制器31输出的通信数据变换成能够向通信总线21发送的通信信号并进行发送。
[0135]低通滤波器45从经由耦合电路42输入的通信信号中仅选择CAN协议的信号所用的标准频带F10，也就是说除去比标准频带FlO高的频带、例如第2以及第3频带F2、F3的信号。因此低通滤波器45从接收到的通信信号选择与CAN协议的通信所用的信号频率对应的、例如与500kbps的信号变化对应的频带以下的标准频带FlO的信号，并向CAN无线电收发两用机44传输。从CAN无线电收发两用机44输出的基于CAN协议的信号是例如与500kbps对应的频带以下的频率区域，因此不会被低通滤波器45除去而是向通信总线21传输。
[0136]第2ASK模块43b能够使第IE⑶Ia收发基于第2频带F2的通信信号。
[0137]因此，第IE⑶Ia能够在通信数据的收发中使用标准频带FlO和第2频带F2。
[0138]如图15所示，由于在处理装置30具备第ICAN控制器31，因此第3E⑶3a能够经由第ICAN控制器31来收发基于CAN协议的通信数据。第3E⑶3a具备与第ICAN控制器31连接的CAN无线电收发两用机44、与CAN无线电收发两用机44连接的低通滤波器45、与低通滤波器45连接并且经由连接器41而与通信总线21连接的耦合电路42。即第3E⑶3能够在通信数据的收发中利用在CAN协议的通信中使用的标准频带F10。
[0139]如图16所示，对于GW20A而言，与第IE⑶Ia相比，不同点在于以与第2ASK模块43b并列的方式追加了第3ASK模块43c和在处理装置30中追加了与第3ASK模块43c对应的第3CAN控制器33，而其他构成相同。也就是说，GW20A能够在通信数据的收发中利用标准频带FlO、频带F2和频带F3。
[0140]在GW20A的处理装置30中，与第I实施方式的GW20同样，保存有进行通信信息的转送处理的转送处理用的程序，处理装置30基于转送处理用的程序的执行来进行通信信息的转送处理。也就是说，处理装置30在第I?第3CAN控制器31?33中未接收到通信内容的CAN控制器中设定并向其发送通过第I?第3CAN控制器31?33的任意一个接收到的通信内容。
[0141]如以上说明的那样，根据本实施方式的通信装置和通信系统，除了上述的第I实施方式的(I)?(5)所记载的效果之外，还可得到以下列举的效果。
[0142](7)能够在通信总线21中重叠通常的CAN协议的通信信号和基于频带F2以及频带F3的通信信号。因此，能够使通信系统构成为包含已有的CAN系统，所以提高了通信系统的可适用性等。
[0143](第4实施方式)
[0144]图17以及图18对将具备本公开的通信装置的通信系统具体化的第4实施方式进行说明。
[0145]本实施方式的通信系统与第I实施方式的通信系统相比，不同点在于将第3频带F3不用于CAN协议而是用于LIN(Local interconnect network)协议,除此之外的构成相同，因此对相同的构成赋予相同的附图标记，并省略其详细说明。
[0146]首先，说明通信系统的概要。
[0147]如图17所示，在通信系统的通信总线21上，利用CAN协议通信的第I?第9、第12E⑶I?9、12、利用LIN协议通信的第10以及第IlE⑶10a、11a、利用CAN协议以及LIN协议通信的GW20B以能够收发通信信号的方式被连接。即在通信系统中，按通信数据的收发所用的频带构成有能够使第I?第9E⑶I?9相互通信的第I虚拟总线VB1、能够使第1、
2、12ECU1、2、12相互通信的第2虚拟总线VB2、能够使第10以及第llECUlOa、Ila相互通信的虚拟LIN总线VBL。GW20B在第I以及第2虚拟总线VB1、VB2间、以及虚拟LIN总线VBL的相互间对通信信号进行转送处理。
[0148]另外，在图18中，作为比较例的通信系统，示出了由CAN总线121、CAN总线122、LIN总线124构成且将各总线间的通信信号经由GW120a相互转送的系统。即本实施方式的通信系统是能够通过频分复用构成例如上述的一般的通信系统的系统。
[0149]图19?图20说明通信系统的详细。由于第10以及第IlE⑶10a、lla的构成均相同，因此以下对第IOE⑶IOa进行说明，省略第IlECUlla的说明。
[0150]如图19所示，第IOE⑶IOa与第I实施方式的第IOE⑶10相比，不同点在于第3CAN控制器33被变更为LIN控制器34，除了该不同点之外，具有与第I实施方式的第10ECU10相同的构成。即第IOECUlOa能够在基于LIN协议的通信数据的收发中利用第3频带F3的
通信信号。
[0151]LIN控制器34是能够进行基于LIN协议的通信的公知的控制器，第IOE⑶IOa被设为主节点。即与该LIN控制器34通信的其他LIN控制器被设定为副节点。具体而言，设置于第IlE⑶Ila的LIN控制器被设定为副节点。
[0152]如图20所示，GW20B与第I实施方式的GW20相比，不同点在于第3CAN控制器33被变更成LIN控制器34，除了该不同点之外，具有与第I实施方式的GW20相同的构成。即GW20B能够在CAN协议的通信数据的收发中利用第I以及第2频带F1、F2，并且能够在LIN协议的通信数据的收发中利用第3频带F3。由于在虚拟LIN总线VBL中，第IOE⑶IOa被设置为主节点，因此GW20B的LIN控制器34被设定为副节点。由于LIN是被规定为对应来自主节点的信号而由副节点返回响应的协议，即由于不会发生如CAN协议那样的同时发送的情况，因此频分复用通信的应用变得容易。
[0153]在GW20B的处理装置30中保存有进行通信信息的转送处理的转送处理用的程序，处理装置30基于转送处理用的程序的执行来进行通信信息的转送处理。即处理装置30使第I或第2CAN控制器31、32或LIN控制器34中未接收到通信信息的控制器发送通过第I以及第2CAN控制器31、32和LIN控制器34的任意一个接收到的通信信息。[0154]因此，通信系统能够经由通信总线21在第I?第9以及第12E⑶I?9、12、和第10以及第IlE⑶10a、lla相互间相互通信(收发)在控制中所用的各种信息。
[0155]如以上说明那样，根据本实施方式的通信装置以及通信系统，除了上述的第I实施方式的(I)?(5)所记载的效果之外，还可得到以下列举的效果。
[0156](8)利用通信总线21不仅设置基于CAN协议的第I以及第2虚拟总线VB1、VB2，还能够设置基于LIN协议的虚拟LIN总线VBL。因此，即使是利用多个协议的通信系统，也能够减少布线数。
[0157](第5实施方式)
[0158]图21?图25对将具备本申请的通信装置的通信系统具体化的第5实施方式进行说明。本实施方式的通信系统基本上构成为CAN网络。另一方面，该通信系统是为了提高通信容量而在活用CAN网络的通信规格的同时，进行分别在第I以及第2通信总线22、23同时以不同的频带传输基于CAN协议的多个通信信号的所谓的基于频分复用的通信的通信系统。设置于本实施方式的ECU、GW的发送模块、接收模块具有与第I实施方式的设置于ECU、Gff的发送模块60、接收模块50相同的构成，因此对相同的构成赋予相同的附图标记，并省略其详细说明。
[0159]图21以及图22说明本实施方式的通信系统的概略。
[0160]如图21所示，通信系统具备与第I通信总线22连接的作为通信装置的第I?第9E⑶71?79、与第2通信总线23连接的作为通信装置的第10?第14E⑶80?84、与第I以及第2通信总线22、23连接的GW20C。
[0161]各第I以及第2通信总线22、23是使用具有适于CAN协议的传输的电气特性的双股扭绞电缆的总线，并且具有能够进行比CAN协议专有的频带高的频带的信号的传输的特性。
[0162]如图21所示，第I?第9E⑶71?79在第I通信总线22中，将第I频带Fl作为收发频带，并且将第2频带F2作为接收专用频带。第10?第14E⑶80?84在第2通信总线23中，将第2频带F2作为收发频带，并且将第I频带Fl作为接收专用频带。另外，由于第I?第9E⑶71?79在通信信号的收发中利用的第I频带Fl和第10?第14E⑶80?84在通信信号的收发中利用的第2频带F2是相互不同的频带，因此也能够使上述ECU与单一的通信总线连接来进行频分复用通信。
[0163]另外，在通信总线传输的通信信号本来如图22的“发送波形(理想)”所示，在理想情况下根据与逻辑“O”或“I”对应的期间来传输仅在该期间对应的信号(载波)。但是，若与CAN协议对应的双股扭绞电缆构成的总线连接有大量的ECU，则有时总线的性能恶化而导致传输信号的品质恶化。因此，若例如振幅调制后的信号的波形发生变形，则如图22的“CAN总线上的波形(实际)”所示，会产生延迟于与逻辑“O”对应的位长的期间的结束而导致信号消失的情况。尤其在如本实施方式那样设为能够检测较短长度的逻辑“O”的通信系统的情况下，若在通信总线中传输的通信信号上上述那样的延迟较大地产生，则CAN控制器会在逻辑“ I ”的期间检测成逻辑“O”等，通信精度有可能降低。
[0164]因此在本实施方式中，为了使第I以及第2通信总线22、23的性能(信号传输特性)不会较大地恶化，对与第I以及第2通信总线22、23连接的ECU的个数进行了限制。另一方面，由于需要使大量的ECU以能够相互通信的方式连接，因此使这些ECU与第I以及第2通信总线22、23分散连接，并且使第I以及第2通信总线22、23与在通信总线间使通信信号相互转送的GW20C连接。
[0165]图23?图25说明本实施方式的通信系统的详细内容。在第I?第9E⑶71?79中，收发频带是第I频带Fl，并且接收专用频率是第2频带F2。即第I?第9ECU71?79与第I实施方式的第IECUl相比，不同点在于第2ASK模块43b是接收专用，除此之外具有相同的构成，因此省略详细说明。即在第I?第9ECT71?79中，在未图示的与第2频带F2对应的ASK模块中仅设置接收模块，未设置发送模块。因此，第I?第9E⑶71?79能够经由第I通信总线22在通信数据的收发中利用第I频带F1，并且能够在通信数据的接收中利用第2频带F2。
[0166]第10?第14E⑶80?84均是相同的构成，因此以下对第14E⑶84进行详细说明，省略其他的第10?第13E⑶80?83的说明。
[0167]如图23以及图24所示，第14E⑶84能够经由设置于处理装置30的第ICAN控制器31来收发基于CAN协议的通信数据，并且能够经由同样地设置于处理装置30的第2CAN控制器32来接收基于CAN协议的通信数据。
[0168]第14E⑶84具备与第ICAN控制器31连接的第2ASK模块43b、与第2CAN控制器32连接的第4ASK模块47a、与第2以及第4ASK模块43b、47a连接且经由连接器41与第2通信总线23连接的耦合电路42。在第2ASK模块43b中，设置有与第2频带F2分别对应的接收模块50和发送模块60。在第4ASK模块47a中，仅设置有与第I频带Fl对应的接收模块50。因此，第14E⑶84能够经由第2通信总线23在通信数据的收发中利用第2频带F2，并且在通信数据的接收中利用第I频带F1。
[0169]如图23以及图25所示，在GW20C中，设置有经由连接器41与第I通信总线22连接的第I耦合电路42、经由连接器41与第2通信总线23连接的第2耦合电路42、第IASK模块43a和第2ASK模块43b。在第I以及第2ASK模块43a、43b中，在上述接收模块50的通信数据输出和发送模块60的通信数据输入之间，分别设置有波形整形部46。波形整形部46用于输入对接收到的通信信号解调后的通信数据，将因通信而产生的波形的变形整形为适合于CAN协议的电压、切换时间点，并输出整形后的通信数据。即GW20C在再次发送解调后的通信数据时，通过波形整形部46将在通信数据中产生的信号的变形矫正后进行发送。
[0170]在GW20C中，第一个耦合电路42的输出与第IASK模块43a的接收模块50连接，接收模块50的输出经由波形整形部46而与第IASK模块43a的发送模块60的输入连接，发送模块60的输出与第2耦合电路42连接。在GW20C中，第2耦合电路42的输出与第2ASK模块43b的接收模块50连接，接收模块50的输出经由波形整形部46与第2ASK模块43b的发送模块60的输入连接，发送模块60的输出与第I耦合电路42连接。
[0171]即若利用第I频带Fl振幅调制后的通信信号经由第I通信总线22而输入至Gff20C,则GW20C通过接收/解调通信信号来得到与CAN协议对应的通信数据。GW20C在对通信数据的波形进行整形后，利用第I频带Fl的频率进行振幅调制，并向第2通信总线23再次发送。即在第I通信总线22传输的第I频带Fl的通信信号被向第2通信总线23转送。
[0172]同样，若利用第2频带F2的频率振幅调制后的通信信号经由第2通信总线23而输入至GW20C，则GW20C通过接收/解调通信信号来得到与CAN协议对应的通信数据。GW20C在对通信数据的波形进行整形后，利用第2频带F2的频率进行振幅调制，并向第I通信总线22再次发送。即在第2通信总线23传输的第2频带F2的通信信号被向第2通信总线23转送。
[0173]因此，由于能够将设置于GW20C的发送模块60、接收模块50的数量设为为了从接收通信信号的总线向用于发送的总线传输信号所需要的最少数量，因此能够使GW20C的构成简化。即在第I通信总线22上，作为接收模块仅连接与第I频带Fl对应的接收模块50，作为发送模块仅连接与第2频带F2对应的发送模块60。在第2通信总线23上，作为接收模块仅连接与第2频带F2对应的接收模块50，作为发送模块仅连接与第I频带Fl对应的发送模块60。
[0174]如以上说明那样，根据本实施方式的通信装置以及通信系统，除了上述的第I实施方式的(I)~(5)所记载的效果之外，还可得到以下列举的效果。
[0175](9)通过对与第I以及第2通信总线22、23连接的E⑶的数量进行限制，能够降低通信总线的性能恶化，从而抑制通信总线上的通信信号的变形。
[0176](10)将GW20C设为从第I通信总线22向第2通信总线23转送频带Fl的通信信号的构造、以及从第2通信总线23向第I通信总线22转送频带F2的通信信号的构造。即能够将GW20C设为不用变更通信信号的频带而使该通信信号从一方的通信总线向另一方的通信总线通过的简单的构造。由于构造简单，因此能够减少通信信号的延迟并且使构造简化，能够 将成本抑制得较低。
[0177](11)第I~第9E⑶71~79构成为仅利用频带Fl进行发送，利用2个频带Fl、F2进行接收。第10~第14E⑶80~84构成为仅利用频带F2进行发送，利用2个频带F1、F2进行接收。因此，例如与在各ECU设置针对多个频带的发送模块的情况相比，能够使ECU的构成简化，并且将成本抑制成较低。
[0178]在通信总线无需设置变更通信信号的频带来进行转送的网关。因此，能够使通信总线简化。无论是利用哪个频带发送的通信信号，ECU均能够接收。因此，例如GW等无需将一个通信信号向多个频带重复发送，能够防止通信总线中的通信信号的拥塞。
[0179](其他的实施方式)
[0180]上述各实施方式例如也能够通过以下那样的方式实施。
[0181].在上述第4实施方式中，例示了第IOE⑶IOa的LIN控制器34是主节点的情况。但是不限于此，只要能够在I个LIN总线设置I台主节点，则主节点也可以设置于其他的E⑶、GW中。因此，提高了通信系统的构成自由度。
[0182].在上述第1、2、4、5实施方式中，例示了将与逻辑“O”对应的通信信号作为载波，将与逻辑“I”对应的通信信号作为地线电平的情况。但是不限于此，只要能够可靠地进行通信信号的传输和调停即可，也可以将与逻辑“O”对应的通信信号作为地线电平，将与逻辑“I”对应的通信信号作为载波。因此，提高了这样的通信系统的设计自由度。
[0183]?在上述各实施方式中，例示了最大设置第I~第3频带Fl~F3这3个频带的情况。但是不限于此，频带也可以比3个频带多，也可以是I个频带。因此，能够调整通信总线的通信容量。
[0184].在上述各实施方式中，例示了对通信总线使用适用于CAN协议的双股扭绞电缆的情况。但是不限于此，在不传输不进行振幅调制的CAN协议的通信信号的情况下，即仅传输振幅调制后的通信信号的情况下，对通信总线使用的通信线也可以不适于CAN协议，或者不是双股扭绞电缆。此时，只要使用适于通信线的缓冲放大器和耦合电路等，则尽管在使用了通信线的情况下，也能够可靠地收发振幅调制后的通信信号。因此，提高了通信系统的设计自由度。
[0185]图中附图标记说明:
[0186]1~12…第I~第12电子控制装置(ECU)。IOa…第10ECU。Ila…第11ECU。20、20A、20B、20C…网关(GW)。21…通信总线。22…第I通信总线。23…第2通信总线。30...处理装置。31~33…第I~第3CAN控制器。34...LIN控制器。41…连接器。42…耦合电路。43a…第IASK模块。43b…第2ASK模块。43c…第3ASK模块。44…CAN无线电收发两用机。45…低通滤波器。46…波形整形部。47a…第4ASK模块。50…接收模块。51a…带通滤波器。52…缓冲放大器。53…包络线检波电路。54…电压变换电路。60…发送模块。61…缓冲放大器。62…模拟开关。63…调制波产生模块。64a…科耳皮兹送信电路。65…变容二极管部。66…电压变换电路。67…仿真随机噪声码产生电路。71~79…第I~第9ECU。80~84…第10~第14ECU。90…车辆。VBl…第I虚拟总线。VB2…第2虚拟总线。VB3…第3虚拟总线。VBL…虚拟LIN总线。
【权利要求】
1.一种通信装置，与通信线连接，被构成为经由所述通信线收发通信数据，所述通信装置具备: 发送部，其将所述通信数据被调制后的通信信号向所述通信线发送；和 接收部，其通过对从所述通信线接收到的通信信号进行解调来得到通信数据， 所述发送部被构成为基于在规定发送频带内动态变化的频率来调制所述通信数据，所述接收部被构成为通过对所述调制后接收到的与频带对应的通信信号进行解调来得到所述通信数据。
2.根据权利要求1所述的通信装置，其中， 所述动态变化的频率基于仿真噪声码而决定。
3.根据权利要求1或2所述的通信装置，其中， 所述通信线是基于控制局域网络的标准的通信线， 所述通信数据是基于所述控制局域网络的协议的通信数据。
4.根据权利要求3所述的通信装置，其中， 所述接收部被构成为基于在所述控制局域网络的协议的I位信号长度期间内检测出的通信信号来决定与所述协议的I位对应的信号电平。
5.根据权利要求4所述的通信装置，其中， 所述信号电平以在所述I位信号长度期间内检测出超过规定阈值的通信信号这一情况为条件被决定为“是显性”， 而以没有被决定为所述是显性这一情况为条件被决定为“是隐性”。
6.一种通信系统，具有与网络以能够通信的方式连接的多个通信装置，其中， 所述多个通信装置中的至少2个通信装置具备将通信信号向所述网络发送的发送部，所述发送部被构成为将基于在规定发送频带内动态变化的频率而被调制后的通信数据作为所述通信信号进行发送， 所述多个通信装置中的至少I个通信装置具备接收部，所述接收部基于所述发送频带对从所述网络取得的调制后的通信信号进行解调，由此得到通信数据， 所述发送部被构成为基于从所述发送部发送的通信信号和在所述网络传送的信号之间的比较，对来自所述发送部的通信信号的发送进行控制。
7.一种通信方法，对经由控制局域网络通信的通信数据进行发送，对经由所述控制局域网络的通信进行控制的控制器输出通信数据，所述通信方法包括: 基于在规定发送频带内动态变化的频率对从所述控制器输出的所述通信数据进行调制；和 将调制后的通信数据向所述控制局域网络发送。
8.一种通信方法，对经由控制局域网络通信的通信数据进行接收，控制器控制经由所述控制局域网络的通信，所述通信方法包括: 从所述控制局域网络接收基于在规定频带内动态变化的频率而被调制后的通信信号; 利用所述规定频带对接收到的所述通信信号进行解调；和 将解调后的通信信号作为通信数据向所述控制器输出。
9.一种通信装置，与控制局域网络以能够通信的方式连接，控制器控制经由所述控制局域网络的通信， 所述通信装置被构成为基于在规定发送频带内动态变化的频率对从所述控制器输出的通信数据进行调制， 所述通信装置被构成为将调制后的所述通信数据向所述控制局域网络发送。
10.根据权利要求9所述的通信装置，其中， 所述动态变化的频率基于仿真噪声码而决定。
11.一种通信装置，与控制局域网络以能够通信的方式连接，控制器控制经由所述控制局域网络的通信， 所述通信装置被构成为从所述控制局域 网络接收基于在规定频带内动态变化的频率而被调制后的通信信号， 所述通信装置被构成为利用所述规定频带对接收到的所述通信信号进行解调，由此得到通信数据， 所述通信装置被构成为将解调后的所述通信数据向所述控制器输出。
12.根据权利要求11所述的通信装置，其中， 所述通信数据是基于所述控制局域网络的协议的通信数据， 基于在所述协议的I位信号长度期间内检测出的通信信号，将所述通信数据的信号电平决定为与所述协议的I位对应的信号电平。
【文档编号】H04L27/02GK103959729SQ201280058886
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2012年11月26日 优先权日:2011年12月9日
【发明者】后藤英树, 饭山真一, 安田孝, 高桥佳吾, 柴田伝幸 申请人:丰田自动车株式会社