JP5071340B2 - ゲートウェイ装置、車両用ネットワーク、片側断線検出方法 - Google Patents
ゲートウェイ装置、車両用ネットワーク、片側断線検出方法 Download PDFInfo
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Description
、ECU_B、GW_ECUの3つ)のECUを検査しなければならない。したがって、修理時間の短縮も図れない。
図1は、ゲートウェイECU(以下、GW_ECU12という)による片側断線の検出を模式的に説明する図の一例である。GW_ECU12は、各ECU15の通信途絶カウンタ25の合計値(na+nb+nc)を常に監視している。そして、通信途絶カウンタ25の合計値が片側断線判定値を超えると、いずれかのECU15(ECU_Cとする)が片側断線したことを検出する。片側断線したECU_Cは、1本の支線11a又は11bから所望のタイミングで通信データを送信するため、ノイズとなりCANバスに接続された全てのECU15の通信途絶が大きくなるはずである。このため、通信途絶カウンタ25の合計値から片側断線を検出することが出来る。
図2は、CANネットワーク100の構成図の一例を示す。CANバス1にはECU_A〜Cが、CANバス2にはECU_D,Eがそれぞれ接続され、CANバス1、2にはGW_ECU12が接続されている。各ECU15及びGW_ECU12は、CPU、RAM、ROM、フラッシュメモリ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、入出力インターフェイス、及び、CAN通信部21が接続されたコンピュータの一形態であり、入出力インターフェイスに接続されたセンサ、スイッチ及びアクチュエータにより、各種の車両制御を実行する。
「SOF;データIDフィールド;RTR;DLC;データフィールド;CRCフィールド;ACKフィールド;EOF」
このうち、データIDフィールドに通信データを識別するデータIDが格納され、各ECU15はデータIDを参照してデータフィールドの内容、そのデータを受信すべきか否か、自身が送信する通信データとの優先順位を判断し、GW_ECU12の場合は中継すべきか否か等を判断する。CANプロトコルは、各ECU15がそれぞれのタイミングで送信を開始するマルチマスター方式を採用するため、優先順位の判定においては、データIDをCSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)のアクセス手順に適用し送信権を調停する。
図3は、GW_ECU12の機能ブロック図の一例を示す。GW_ECU12は、2つのCAN通信部21、CPUがプログラムを実行するか又はASIC等のハードウェアにより実現される、通信データを送信したECU15を判別する送信元判別部22、通信途絶カウンタ25(以下、区別する場合、通信途絶カウンタA〜Zという)で通信が途絶した時間を計測する通信途絶カウント部24、各ECU15が通信不良となったか否かを判定する通信不良判定部26、支線11a、11bの一方の断線を検出する片側断線検出部27、を有する。また、フラッシュメモリ等の不揮発メモリ28には通信不良情報29及び片側断線フラグ31が記憶される。なお、図3の構成は、他のECU_A〜Eも備えている。
GW_ECU12の2つのCAN通信部21は、それぞれ受信バッファ及び送信バッファを有し、受信バッファに記憶された通信データのデータIDを参照し、他方のCANバス1(2)に選択配信する必要が有れば、所定の中継処理を施した後、他方のCANバス2(1)に接続された送信バッファに転送する。なお、各ECU15のCAN通信部21は、通信データの送信時にはA/D変換された例えばセンサの検出信号に、予め定められたデータIDを付与して上記のデータフォーマットに格納し、CSMA/CAのバスアクセスに基づき通信データを送信する。また、通信データの受信時は、発振子のクロック毎に差動電圧からバスレベルを検出しその「1」「0」データからデータIDを判別し、自身のECU15が受信すべき通信データの場合、その通信データを受信する。
送信元判別部22は、データIDに基づき通信データを送信したECU15を判別する。GW_ECU12にとって、CANバス1,2に接続されているECU15は既知である。また、各ECU15が送信する通信データのデータIDも既知であるとしてよい。既知でない場合は、例えば、イグニッションオン時に、各ECU15に送信しうる通信データのデータIDを問い合わせてもよい。これにより、送信元のECU15を判別する判別テーブル23が得られる。下表は判別テーブル23の一例を示す。
通信途絶カウント部24は、通信途絶カウンタA〜Zを各ECU15に対応づけ、各ECU15が最後に通信データを送信してから経過した経過時間をカウントする。以下、通信途絶カウンタAがECU_Aの通信途絶を、通信途絶カウンタBがECU_Bの通信途絶を、通信途絶カウンタCがECU_Cの通信途絶を、それぞれ検出するとして説明する。
片側断線検出部27はこの現象を利用して片側断線を検出する。図5(a)は、片側断線の検出を模式的に説明する図の一例である。片側断線検出部27は、常に、1つのCANバス1に接続された全てのECU15の通信途絶カウンタA〜Cの合計Nをカウントする。
合計N=nc+na+nb
いずれのECU15も片側断線しなければ、それぞれの通信途絶カウンタ25が個別に「一様増加」と「初期化」を繰り返すので、通信途絶カウンタA〜Cの合計Nは図5(b)に示すように一定の幅に収まると考えられる。このような幅は、車両を所定時間走行することで既知となる。
そして、片側断線検出部27は片側断線を検出したことを示す片側断線フラグ31を不揮発メモリ28に記憶する。
片側断線検出の検出タイミングについて説明する。片側断線判定値が閾値Cと同程度であれば、通信途絶カウンタCのカウンタ値が閾値Cを超える前に、ほとんど場合(通信途絶カウンタAのカウンタ値と通信途絶カウンタBのカウンタ値が共にゼロでない限り)、合計Nが片側断線判定値を超えることができる。片側断線の検出を、ECU_Cの通信不良を検出する前に限定することで、その後に検出されるECU_Cの通信不良情報29と合わせECU_Cの片側断線を確実に検出できる。
・いずれかのECU15の通信不良が検出された(通信途絶カウンタのカウンタ値を固定)
・合計N ≧ 片側断線判定値(or マージンを変更した片側断線判定値) …条件II
〔片側断線の検出手順〕
図6は、GW_ECU12が片側断線を検出する手順を示すシーケンス図の一例である。図6では、CANバス2については省略したが同様に処理される。イグニッションオン又はシステム起動されると、各ECU_A〜Cはそれぞれ所望のタイミングで通信データをCANバス1に送信する。
12 GW_ECU(ゲートウェイECU)
13、13a、13b、14、14a、14b 本線
15 ECU
21 CAN通信部
25 通信途絶カウンタA〜Z
26 通信不良判定部
27 片側断線検出部
28 不揮発メモリ
29 通信不良情報
31 片側断線フラグ
100 CANネットワーク
Claims (4)
- 2本の本線からなるバスに2本の支線により接続され時分割多重通信する電子制御ユニットの送信する通信データを、バスの一方から他方及び他方から一方に中継するゲートウェイ装置であって、
バスに接続された電子制御ユニット毎に、通信データの送信時間間隔を測定する時間間隔測定手段と、
送信時間間隔が閾値を超えた電子制御ユニットの通信不良をメモリに記憶する通信不良判定手段と、
複数の電子制御ユニットの送信時間間隔の合計を監視して、片側断線判定値以上になると、前記支線の一方が断線した旨の情報をメモリに記憶する片側断線検出手段と、
を有することを特徴とするゲートウェイ装置。 - 前記片側断線検出手段は、前記通信不良判定手段が通信不良を検出する前に限り、前記支線の一方が断線したことを検出する、
ことを特徴とする請求項1記載のゲートウェイ装置。 - 2本の本線からなるバスに2本の支線により接続された複数の電子制御ユニットが、時分割多重通信する車両用ネットワークにおいて、
各電子制御ユニットが、前記支線の電位差に基づき通信データの衝突を回避してバスの使用権を調停する通信手段を有し、
所定の電子制御ユニットが、
電子制御ユニット毎に、通信データの送信時間間隔を測定する時間間隔測定手段と、
送信時間間隔が閾値を超えた電子制御ユニットの通信不良をメモリに記憶する通信不良判定手段と、
複数の電子制御ユニットの送信時間間隔の合計を監視して、片側断線判定値以上になると、前記支線の一方が断線した旨の情報をメモリに記憶する片側断線検出手段と、を有する、ことを特徴とする車両用ネットワーク。 - 2本の本線からなるバスに2本の支線により接続され、前記支線の電位差に基づき通信データの衝突を回避してバスの使用権を調停する、複数の電子制御ユニットの片側断線検出方法において、
時間間隔測定手段が、電子制御ユニット毎に、通信データの送信時間間隔を測定するステップと、
通信不良判定手段が、送信時間間隔が閾値を超えた電子制御ユニットの通信不良をメモリに記憶するステップと、
片側断線検出手段が、複数の電子制御ユニットの送信時間間隔の合計を監視して、片側断線判定値以上になると、前記支線の一方が断線した旨の情報をメモリに記憶するステップと、
を有することを特徴とする片側断線検出方法。
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