JP2010081420A - 車載用通信線の故障モード特定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＨｉｇｈラインとＬｏｗラインとからなる２線式ＣＡＮ通信線に発生するショート発生モードを特定できる故障モード特定装置を提供する。
【解決手段】２線式ＣＡＮ通信線のＨｉｇｈラインとＬｏｗラインとにコネクタ接続される検査用のＨｉｇｈラインとＬｏｗラインと、該検査用のＨｉｇｈラインとＬｏｗラインの他端が接続される検査用抵抗回路と、該検査用抵抗回路の１カ所と接続される電位測定部と、該電位測定部と接続され、該電位測定部で測定した電位に基づいて、ＨｉｇｈラインおよびＬｏｗラインのショート発生モードを特定する故障モード判定部とを備え、前記検査用抵抗回路は、電源供給部とグランドとを接続する回路に複数の検査用抵抗を直列に接続しており、前記検査用のＨｉｇｈラインおよびＬｏｗラインの他端は前記検査用抵抗の間にそれぞれ接続され、前記ＨｉｇｈラインとＬｏｗラインとに接続された検査用抵抗に挟まれた前記検査用抵抗回路の１カ所に前記電位測定部が接続されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、車載用通信線の故障モード特定装置に関し、詳しくは、自動車に搭載するＣＡＮ通信回路にショート異常が発生した場合に、ショート発生モードを特定できるようにするものである。

自動車に搭載する通信線として、プロトコルがＣＡＮである２線式の多重通信線が汎用されている。該ＣＡＮ通信線は、Ｈｉｇｈライン（以下、Ｈラインと略す）とＬｏｗライン（以下、Ｌラインと略す）との２線をねじって組み合わせたツイストペア電線からなり、自動車に搭載する電子制御装置やセンサ等の電子部品に接続され、自動車内部の通信ネットワークを形成している。

従来、ＣＡＮ通信線の故障診断は、ＣＡＮ通信線の幹線から分岐した支線にダイアグコネクタを接続し、該ダイアグコネクタを外部ツールのダイアグ装置に接続し、ダイアグ装置とＣＡＮ通信線に接続された各ノード装置との通信を行うことで、異常が発生しているノード装置あるいは断線している通信線の特定を行っている。

しかし、ＣＡＮ通信線にショートによる異常が発生した場合、ＣＡＮ通信回路全体に通信異常が発生するため、ダイアグ装置による故障診断では、異常が発生しているのがノードであるか、通信線であるかの異常発生箇所を特定出来ない。かつ、ショート発生モードを特定することができない。即ち、電源線へのショートであるか、グランドへのショートであるか、ＨラインとＬラインとのショートであるかが特定できない。
そのため、故障箇所、故障モードの特定には、テスター等を用いて各通信線を一つずつ検査する必要があり、作業性が悪く、作業に時間がかかる問題がある。

この種のＣＡＮ通信線の故障診断方法として、特開２００４−２５２９６３号公報（特許文献１）が提案されている。該特許文献１では、ＣＡＮ通信線のＨラインとＬライン間の抵抗値を測定し、この測定結果と、予め記憶した異常コードとの組み合わせにより、異常部位を特定している。
該特許文献１の故障診断方法では、ＣＡＮ通信線の幹線の断線、ダイアグ装置と接続するコネクタを取り付けた支線の断線、ＨラインとＬラインとにショートが発生した場合は検出することができるが、バッテリ電源線へのショート、グランドへのショートを検出することが出来ない。

また、特開２００６−１９１４０４号公報（特許文献２）の故障検出方法では、ＣＡＮ通信線のＨラインおよびＬラインのそれぞれの電位を測定し、この測定結果に基づいてショートが発生しているか否かを検出している。
該特許文献２では、ＨラインおよびＬラインの２カ所の電位を測定する必要がある。また、特許文献１では検出できなかったバッテリ電源へのショート、グランドへのショートを検出することができるが、ＨラインとＬラインとにショートが発生した場合は検出することが出来ない問題がある。

特開２００４−２５２９６３号公報 特開２００６−１９１４０４号公報

前記のように、従来提案されているＣＡＮ通信線の故障検出方法では、検出できるショートが限定されており、よって、ショートによる異常が発生しても、ショート発生モードを特定できない問題がある。

本発明は前記問題を解消せんとするもので、ＨラインとＬラインを有する２線式のＣＡＮ通信線において、ショートが発生した場合に、簡単に、ＨラインとＬラインのいずれのラインでの電線線へのショートあるいはグランドへのショートであるか、さらに、ＨラインとＬラインとのショートであるか、いずれのショート発生モードであるかを特定できるようにすることを課題としている。

前記課題を解決するため、本発明は、ノードと接続される２線式ＣＡＮ通信線にショートが発生した場合に、該ショート発生モードを特定する故障モード特定装置であって、
前記２線式ＣＡＮ通信線のＨｉｇｈラインとＬｏｗラインとにコネクタ接続される検査用のＨｉｇｈラインとＬｏｗラインと、
前記検査用のＨｉｇｈラインとＬｏｗラインの他端が接続される検査用抵抗回路と、
前記検査用抵抗回路の１カ所と接続される電位測定部と、
前記電位測定部と接続され、該電位測定部で測定した電位に基づいて、ＨｉｇｈラインおよびＬｏｗラインのショート発生モードを特定する故障モード判定部とを備え、
前記検査用抵抗回路は、電源供給部とグランドとを接続する回路に複数の検査用抵抗を接続しており、前記検査用のＨｉｇｈラインおよびＬｏｗラインの他端は前記検査用抵抗の間にそれぞれ接続され、前記ＨｉｇｈラインとＬｏｗラインとに接続された検査用抵抗に挟まれた前記検査用抵抗回路の１カ所に前記電位測定部が接続されていることを特徴とする車載用通信線の故障モード特定装置を提供している。

本発明では、前記構成とすることで、ノードと接続したＨラインとＬラインとからなる２線式のＣＡＮ通信線においてショート異常が発生した場合、該ショート発生モードが、ＨラインとＬラインとのショートか、Ｈライン側での電源線へのショートあるいはグランドへのショートか、あるいはＬライン側での電源線へのショートあるいはグランドへのショートのいずれであるかを判定できるようにしている。
即ち、本発明の異常診断装置では、電源とグランドとを接続した検査用抵抗回路に介設した検査用抵抗の間に、それぞれＨラインとＬラインとを接続し、これらＨラインとＬラインとの接続した検査用抵抗の間の１カ所の電位を測定し、ショート発生モードに応じて測定される電位が相違することより、ショート発生モードを特定している。
このように、ＣＡＮ通信線のＨラインとＬラインとに接続したコネクタを故障モード特定装置のコネクタと接続し、検査用抵抗回路の１カ所の電位を測定するだけで簡単にショート発生モードを特定することができる。

前記電位測定部と接続した前記故障モード判定部は、ＨラインとＬラインとのショート、Ｈラインの電源線へのショート、Ｈラインのグランドへのショート、Ｌラインの電源線へのショート、Ｌラインのグランドへのショートをそれぞれ特定できる電位の範囲を記憶しており、前記電位測定部で測定された電位より記憶された電位の範囲を参照してショート発生モードを特定している。

前記検査用抵抗回路は直流電源供給部からグランドとの間に４つ以上の検査用抵抗を直列に介設し、前記検査用のＨライン２２とＬライン２３はいずれも隣接する検査用抵抗の間に接続していることが好ましい。
具体的には、検査用抵抗として、第１抵抗〜第４抵抗を直列に接続し、第１抵抗と第２抵抗の間にＨラインを接続し、第３抵抗と第４抵抗の間にＬラインを接続し、第２抵抗と第３抵抗の間の１カ所を電位測定部と接続している。

また、Ｈラインとの接続部を挟む第１抵抗と第２抵抗の抵抗値を相違させ、Ｌラインとの接続部を挟む第３抵抗と第４抵抗の抵抗値を相違させることが好ましい。
例えば、直流電源供給部から供給する電圧が１２Ｖである場合、第１抵抗と第３抵抗の抵抗値は７０Ω、第２抵抗と第４抵抗の抵抗値は２３Ωとしている。
このように、検査用抵抗の抵抗値を相違させることにより、ショート発生モードに応じて測定される電位に有意の差を発生させることができる。

また、前記故障モード判定部の判定結果を表示する表示部を備え、あるいは表示部と接続する判定結果出力手段を備えている。

上述したように、本発明の故障モード特定装置では、ショート異常が発生した２線式ＣＡＮ通信線をコネクタ接続するだけで、ショート発生モードを簡単に特定することができる。かつ、故障モード特定装置は、ＨラインとＬラインとを接続する検査用抵抗回路の１ケ所の電位を測定するだけで、ショート発生モードを特定することができ、装置自体を簡単な構成とすることが出来ると共に、迅速にショート発生モードを特定することができる。

以下、本発明の故障モード測定装置の実施形態を図面を参照して説明する。
図１に示すように、自動車に配線する２線式多重通信回路を形成するＣＡＮ通信線１のＨライン（Ｈｉｇｈライン）２とＬライン（Ｌｏｗライン）３とは、幹線Ｌ１をジョイントコネクタ５と接続し、該ジョイントコネクタ５内に収容した回路基板６で分岐接続し、幹線Ｌ１を複数の支線Ｌ２〜Ｌ４と分岐接続している。詳しくは、ジョイントコネクタ５のＨライン用端子７とＬライン用端子８に、それぞれノード９と接続した幹線Ｌ１、支線Ｌ２〜Ｌ４の端末に接続したコネクタ１０内の端子（図示せず）を嵌合している。

前記幹線Ｌ１、支線Ｌ２〜Ｌ４に接続した被検査ノード９のいずれかにショート異常が発生した場合、該ショート異常が発生したノード９と接続したＣＡＮ通信線１のコネクタ１０をジョイントコネクタ５から分離し、図２に示す故障モード特定装置２０のコネクタ２１と接続し、ショートが発生している箇所、即ち、ショート発生モードを特定している。

図２に示す故障モード特定装置２０は、前記コネクタ２１と一端が接続される前記検査用のＨライン２２と検査用のＬライン２３を備え、これら検査用のＨライン２２とＬライン２３の他端を検査用抵抗回路２４に接続している。
前記検査用抵抗回路２４は、バッテリと接続した直流電源供給部２５とグランド２６とを接続する回路に、直流電源供給部２５側からグランド２６側にかけて、第１抵抗２７、第２抵抗２８、第３抵抗２９、第４抵抗３０を順次直列に介設している。
前記検査用のＨライン２２は第１抵抗２７と第２抵抗２８の間に接続し、検査用のＬライン２３は第３抵抗２９と第４抵抗３０の間に接続している。
本実施形態では、直流電源供給部２５の電圧は１２Ｖとし、第１抵抗２７と第３抵抗２９の抵抗値は７０Ωとし、第２抵抗２８と第４抵抗３０の抵抗値は２３Ωとしている。
このように、抵抗値を変えているのは、ショート発生モードに応じて、後述する電位測定器３２で測定される電位に大きな差異を設けるためである。

前記第２抵抗２８と第３抵抗２９との間の１カ所を電位測定器３２と接続して電位を測定している。該電位測定器３２で測定した電位を故障モード判定部３４へ出力し、該故障モード判定部３４でショート発生モードを特定している。該故障モード判定部３４で特定したショート発生モードを故障判定結果表示部３５で表示している。

前記故障モード判定部３４では、ＨラインとＬラインとのショート、Ｈラインの電源線へのショート、Ｈラインのグランドへのショート、Ｌラインの電源線へのショート、Ｌラインのグランドへのショートをそれぞれ特定できる電位範囲を記憶しており、電位測定器３２で測定された電位より記憶している電位範囲を参照して、ショート発生モードを特定している。

前記記憶している電位範囲と故障モードとは、図３の表に示すように、故障モードと電位判定範囲（Ｖ）とを対応させたテーブルからなる。電位測定器３２で測定された電位が、どの電位判定範囲に入るかによって、故障モードを特定している。
図３の表に示すように、測定された電位が６Ｖであれば、ＣＡＮ通信線にはショートが発生していないと判定され、被検査ノード９内に発生したショートであると判定される。
一方、測定された電位が２．９７Ｖであれば、電位判定範囲の１．５〜４．０の範囲内であるため、Ｈライン２とＬライン３とのショートであると判定している。測定された電位が９．６２Ｖであれば、電位判定範囲の８．０〜１１．０の範囲内であるため、Ｈラインの電源線へのショートであると判定している。

このように、故障モード特定装置２０では、ＨラインとＬラインとのショート、Ｈラインの電源線へのショート、Ｈラインのグランドへのショート、Ｌラインの電源線へのショート、Ｌラインのグランドへのショートが発生した場合に、電位測定器３２で測定される電位に差異が発生するように、検査用Ｈライン２２、Ｌライン２３を検査用抵抗回路２４の第１〜第４抵抗２７〜３０の間に接続している。よって、電位測定器３２で測定された電位によりショート発生モードを特定することができる。

前記故障モード判定部３４で特定されたショート発生モードは、故障判定結果表示部３５で表示し、一目でショート発生モードが分かるようにしている。

本発明は前記実施形態に限定されず、例えば、第１〜第４抵抗２７〜３０の抵抗値は前記に限定されず、各ショート発生モードに毎に測定される電位に差異を発生させることができれば、抵抗値を任意に設定できる。

自動車に配線する２線式のＣＡＮ通信回路の接続形態を示す斜視図である。 本発明の故障モード特定装置の構成図である。 故障モード判定部で記憶している故障モードと電位判定範囲との関係を示す表である。

符号の説明

１ ＣＡＮ通信線
２ Ｈライン（Ｈｉｇｈ ライン）
３ Ｌライン（Ｌｏｗ ライン）
９ ノード
１０ コネクタ
２０ 故障モード特定装置
２１ コネクタ
２２ 検査用のＨライン
２３ 検査用のＬライン
２４ 検査用抵抗回路
２５ 直流電源供給部
２６ グランド
２７〜３０ 第１抵抗〜第４抵抗
３２ 電位測定器
３４ 故障モード判定部
３５ 故障判定結果表示部

Claims (5)

1. ノードと接続される２線式ＣＡＮ通信線にショートが発生した場合に、該ショート発生モードを特定する故障モード特定装置であって、
   前記２線式ＣＡＮ通信線のＨｉｇｈラインとＬｏｗラインとにコネクタ接続される検査用のＨｉｇｈラインとＬｏｗラインと、
   前記検査用のＨｉｇｈラインとＬｏｗラインの他端が接続される検査用抵抗回路と、
   前記検査用抵抗回路の１カ所と接続される電位測定部と、
   前記電位測定部と接続され、該電位測定部で測定した電位に基づいて、ＨｉｇｈラインおよびＬｏｗラインのショート発生モードを特定する故障モード判定部とを備え、
   前記検査用抵抗回路は、電源供給部とグランドとを接続する回路に複数の検査用抵抗を接続しており、前記検査用のＨｉｇｈラインおよびＬｏｗラインの他端は前記検査用抵抗の間にそれぞれ接続され、前記ＨｉｇｈラインとＬｏｗラインとに接続された検査用抵抗に挟まれた前記検査用抵抗回路の１カ所に前記電位測定部が接続されていることを特徴とする車載用通信線の故障モード特定装置。
2. 前記電位測定部と接続した前記故障モード判定部は、ＨｉｇｈラインとＬｏｗラインとのショート、Ｈｉｇｈラインの電源線へのショート、Ｈｉｇｈラインのグランドへのショート、Ｌｏｗラインの電源線へのショート、Ｌｏｗラインのグランドへのショートをそれぞれ特定できる電位の範囲を記憶しており、前記電位測定部で測定された電位より記憶された電位の範囲を参照してショート発生モードを特定している請求項１に記載の車載用通信線の故障モード特定装置。
3. 前記検査用抵抗回路は直流電源供給部からグランドとの間に４つ以上の検査用抵抗を直列に介設し、前記ＨｉｇｈラインとＬｏｗラインはいずれも隣接する検査用抵抗の間に接続している請求項１または請求項２に記載の車載用通信線の故障モード特定装置。
4. 前記Ｈｉｇｈラインとの接続部を挟む一対の検査用抵抗の抵抗値を互いに相違させると共に、Ｌｏｗラインとの接続部を挟む一対の検査用抵抗の抵抗値を互いに相違させている請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の車載用通信線の故障モード特定装置。
5. 前記故障モード判定部の判定結果を表示する表示部を備え、あるいは表示部と接続する判定結果出力手段を備えている請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の車載用通信線の異常診断装置。

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