CN101483544A - 故障定位装置、通信装置及故障定位方法 - Google Patents

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Abstract

一种故障定位装置(500)，其从多个通信装置中检测出连接到断开的通信线路的通信装置，所述多个通信装置通过双线通信线路在彼此之间执行通信。所述通信装置在检测通信错误时存储通信错误时间及表示所述通信错误的累加计数的通信错误计数器累加值，基于所述通信错误计数器累加值改变到总线断开状态，并且在预定时间段之后从所述总线断开状态返回。该故障定位装置(500)包括：获取单元(500)，其获取存储在每个通信装置中的通信错误时间和通信错误计数器累加值；以及，检测单元(504)，其基于所述通信装置(100)中的任何一个处于总线断开状态期间所述通信错误计数器累加值的变化来检测连接到断开的通信线路的通信装置。

Description

故障定位装置、通信装置及故障定位方法
技术领域
本发明涉及一种控制器区域网(CAN)通信系统及在通过CAN总线连接的通信装置间执行通信的方法，更具体地说，本发明涉及一种故障定位装置、通信装置及故障定位方法，它们能够识别由于单线断开所产生的故障点。
背景技术
已知的CAN通信系统在多个通信装置间执行数据通信。多个通信装置通过CAN总线彼此连接，并且每个都具有CAN控制器单元。CAN通信协议允许通过不同的串行总线进行双向的串行通信。
在CAN通信系统中，每个通信装置将具有其自身识别(ID)码的数据发送到CAN总线。在通信装置发送数据时，当CAN总线没有被另一通信装置发送的数据占用时，从该通信装置发送的数据通过CAN总线并且到达预期的通信装置。另一方面，当CAN总线被来自另一通信装置的数据占用时，则将要从该通信装置发送的数据将在CAN控制器单元中排队。然后，当只有一个通信装置的数据在排队时，所排队的数据在CAN总线未被占用时通过CAN总线。另一方面，当有多个通信装置的数据在排队时，最高优先级别的通信装置的数据基于ID码在这些通信装置中先于其它排队数据通过CAN总线。
CAN通信系统包括多个通信装置(节点)。这些多个通信装置通过由双绞线形成的CAN总线彼此相连。这些通信装置从彼此发送和接收数据。CAN总线的双绞线是总线电线，其中的一个被称作CAN高电位(CANH)，另一个被称作CAN低电位(CANL)。通信装置可以例如由多个控制车辆不同部分的电控单元(ECU)形成。
例如，日本专利申请公开No.2003-143164(JP-A-2003-143164)，描述了一种控制器，其在相互通信控制时能够识别另一个故障的控制器(ECU)。此控制器观测向通信线路发送数据并从通信线路接收数据的装置。该装置包括：测量单元，其测量从获取前一通信数据的时刻到获取后一通信数据的时刻的时段；以及，判定单元，其在所测量的时间超过预定判定时间时判定通信断开。在以下情形时将判定在该发送通信装置中发生了通信断开并且该装置发生了故障：即使在通信数据的发送间隔超过了预定的判定阈值时也未获取以最小通信周期从另一通信装置发送到通信线路的通信数据。
但是，上述现有技术存在如下问题。
在CAN通信系统中，当单线断开发生时，难以识别连接到发生单线断开的通信线路的通信装置。单线断开包括在连接到通信装置的通信线路之一中所发生的断开以及在连接到通信装置的通信线路之一中所发生的接触故障。当单线断开发生时，当持续地单线断开时是没问题的，然后可以修复；但是，存在一种可能性，例如在接触故障的情况下，在修复单线断开之前通信线路表面上看起来是连接的。在这种情况下，通信线路只是表面上看起来是连接的，因此当拉动通信线路时又会发生接触故障。因而，通过拉动连通线路可以识别故障点。但是，因为车辆装备有几百条通信线路，实际上不可能用拉动通信线路的方式识别发生了接触故障的通信装置。
另外，当单边通信线路断开时，连接到此断开的通信线路的通信装置产生异常电压。这破坏了从另一个通信装置发送的数据。结果，从正常通信装置发送的数据(信息)也受到破坏。由于从正常通信装置发送的信息受到破坏，所以能够正常通信的通信装置也被判定为通信断开。因此，错误地将能够正常通信的通信装置判定为是故障的。
在上述JP-A-2003-143164中，未考虑CANH和CANL中的一条线断开。因此，其不能识别与单线断开的电线连接的通信装置。
发明内容
本发明提供了故障定位装置、通信装置及故障定位方法，其能够检测连接到通信装置的两条电线之一断开的那个通信装置。
本发明的第一方面提供了一种故障定位装置。该故障定位装置从第一通信装置和第二通信装置中检测出连接到断开的通信线路的通信装置，第一通信装置和第二通信装置通过双线通信线路在彼此间执行通信。当检测到通信错误时，每个通信装置存储通信错误的时间及表示与通信错误相对应的累加计数的通信错误计数器累加值，基于通信错误计数器累加值而转变到总线断开状态，并且在经过预定的时间段后从总线断开状态返回。该故障定位装置包括：获取单元，其获取存储在每个通信装置中的通信错误的时间及通信错误计数器累加值；以及，检测单元，其基于在通信装置中的任何一个处于总线断开状态期间通信错误计数器累加值的变化来检测出连接到断开的通信线路的通信装置。
通过上述配置，可以基于在通信装置中的任何一个处于总线断开状态期间通信错误计数器累加值的变化来检测出连接到断开的通信线路的通信装置。故障定位装置可以例如由维修工具形成。
在上述第一方面中，通信错误可以包括发送错误和接收错误。每个通信装置存储表示与发送错误相对应的累加计数的发送错误计数器累加值及表示与接收错误相对应的累加计数的接收错误计数器累加值。当存在发送错误计数器累加值增加并且接收错误计数器累加值不增加的通信装置时，检测单元可以判定连接到该通信装置的通信线路是断开的。
可替代地，在第一方面中，通信错误可包括发送错误和接收错误。每个通信装置存储表示与发送错误相对应的累加计数的发送错误计数器累加值及表示与接收错误相对应的累加计数的接收错误计数器累加值。当不存在发送错误计数器累加值增加的通信装置时并且当所有通信装置的接收错误计数器累加值不增加时，检测单元可以判定连接到处于总线断开状态的通信装置的通信线路是断开的。
通过上述配置，可以基于存储在每个通信装置中的发送错误计数器累加值和接收错误计数器累加值来检测连接到断开的通信线路的通信装置。
本发明的第二方面提供了一种通信系统中的第一通信装置，该通信系统由该第一通信装置和第二通信装置形成。第一通信装置和第二通信装置通过双线通信线路在彼此间执行通信。该第一通信装置包括：存储单元，其存储通信错误的时间及表示与通信错误相对应的累加计数的通信错误计数器累加值；控制单元，其基于错误计数器累加值将第一通信装置转变到总线断开状态，然后在经过预定的时间段后使第一通信装置从总线断开状态返回；获取单元，其获取存储在第一通信装置和第二通信装置中的每一个中的通信错误的时间及通信错误计数器累加值；以及，检测单元，其基于在第一通信装置和第二通信装置之一处于总线断开状态期间通信错误计数器累加值的变化来检测出连接到断开的通信线路的通信装置。
通过上述配置，可以基于在第一通信装置和第二通信装置之一处于总线断开状态期间通信错误计数器累加值的变化来检测出连接到断开的通信线路的通信装置。第一通信装置可以由例如具有主控功能的通信装置形成。
在上述第二方面中，通信错误可以包括发送错误和接收错误。存储单元可以存储表示与发送错误相对应的累加计数的发送错误计数器累加值及表示与接收错误相对应的累加计数的接收错误计数器累加值。当存在发送错误计数器累加值增加并且接收错误计数器累加值不增加的通信装置时，检测单元可以判定连接到该通信装置的通信线路是断开的。
可替代地，在第二方面中，通信错误可包括发送错误和接收错误。存储单元可以存储表示与发送错误相对应的累加计数的发送错误计数器累加值及表示与接收错误相对应的累加计数的接收错误计数器累加值。当不存在发送错误计数器累加值增加的通信装置时并且当所有通信装置的接收错误计数器累加值不增加时，检测单元可以判定连接到处于总线断开状态的通信装置的通信线路是断开的。
通过上述配置，可以基于存储在每个通信装置中的发送错误计数器累加值和接收错误计数器累加值来检测连接到断开的通信线路的通信装置。
本发明的第三方面提供了一种故障定位方法，其用于从第一通信装置和第二通信装置中检测出连接到断开的通信线路的通信装置，第一通信装置和第二通信装置通过双线通信线路在彼此间执行通信。该故障定位方法包括：当第一通信装置已检测到通信错误时，存储通信错误的时间及表示与通信错误相对应的累加计数的通信错误计数器累加值；基于通信错误计数器累加值将第一通信装置转变到总线断开状态，然后在经过预定的时间段后使第一通信装置从总线断开状态返回；获取存储在第一通信装置和第二通信装置中的每一个中的通信错误的时间及通信错误计数器累加值；以及，基于在第一通信装置和第二通信装置之一处于总线断开状态期间每个通信装置的通信错误计数器累加值的变化来检测出连接到断开的通信线路的通信装置。
通过这样做，可以基于在第一通信装置和第二通信装置之一处于总线断开状态期间通信错误计数器累加值的变化来检测出连接到断开的通信线路的通信装置。所述故障定位方法可以例如通过维修工具执行。
在上述第三方面中，通信错误可包括发送错误和接收错误。在存储通信错误的时间及通信错误计数器累加值时，存储表示与发送错误相对应的累加计数的发送错误计数器累加值及表示与接收错误相对应的累加计数的接收错误计数器累加值。当存在发送错误计数器累加值增加并且接收错误计数器累加值不增加的通信装置时，可以判定连接到该通信装置的通信线路是断开的。
可替代地，在第三方面中，通信错误可包括发送错误和接收错误。在存储通信错误的时间及通信错误计数器累加值时，存储表示与发送错误相对应的累加计数的发送错误计数器累加值及表示与接收错误相对应的累加计数的接收错误计数器累加值。当不存在发送错误计数器累加值增加的通信装置时并且当所有通信装置的接收错误计数器累加值不增加时，可以判定连接到处于总线断开状态的通信装置的通信线路是断开的。
通过这样做，可以基于存储在每个所述通信装置中的发送错误计数器累加值和接收错误计数器累加值来检测连接到断开的通信线路的通信装置。
根据上述故障定位装置、通信装置和故障定位方法，可以检测到与其相连的双线之一是断开的那个通信装置。
附图说明
参照附图，在本发明示例性实施方式的如下详细描述中将描述本发明的特征、优点和技术及工业重要性，在这此附图中相同的附图标记指代相同的元件，其中：
图1是示出根据本发明第一实施方式的CAN通信系统和故障定位装置的视图；
图2是示出在有个通信装置处于总线断开状态的情况下接收错误计数器累加值和发送错误计数器累加值中的时间变化的示例的视图；
图3是示出根据本发明第一实施方式的CAN通信系统的视图；
图4是示出在存在故障通信装置的情况下每个通信装置改变成总线断开状态的时间图；
图5是示出根据本发明第一实施方式的通信装置的操作的流程图；
图6是示出根据本发明第一实施方式的故障定位装置的操作的流程图；
图7是示出根据本发明第二实施方式的故障定位装置的操作的流程图；以及
图8是示出根据本发明第三实施方式的CAN通信系统的视图。
具体实施方式
现在将参照附图描述本发明的实施方式。应当注意，在用于说明这些实施方式的所有附图中，相同的附图标记指代相同的部件，并且将不会重复其描述。
下面将参照图1描述根据本发明第一实施方式的CAN通信系统。图1还示出DLC 450和故障定位装置500。当检测到故障点时，DLC 450和故障定位装置500被连接到CAN通信系统。
根据本发明的CAN通信系统1000，例如，包括多个根据车内局域网(LAN)的通信协议进行通信的通信装置。例如，车内LAN的通信协议可以采用控制器局域网(CAN)。这些通信装置由控制车辆的各部分的多个电控单元(ECU)分别地形成。
在CAN中，如上所述，通信线路(通信总线)使用由CANH 200和CANL 300形成的双线CAN通信线路400，并且在双线CAN通信线路400的每端处连接有端子。然后，在CAN中，发送通信装置将反向信号发送到CANH 200和CANL 300，并且接收通信装置基于CANH 200和CANL300之间的电压差判定CAN通信线路400上的数据是“1”还是“0”。
ECU 1001至1003的每个都包括CPU 102(1021，1022和1023)、通信驱动器104(1041、1042和1043)以及存储单元106(1061、1062和1063)。每个CPU 102执行用于控制车辆的各个部分的控制程序以及用于执行与其它ECU的通信的程序。每个通信驱动器104连接到上述双线CAN通信线路400。每个通信驱动器104将来自CPU 102的发送数据输出到双线CAN通信线路400，并且将双线CAN通信线路400上的数据输入到CPU102中。每个存储单元106存储由CPU 102检测的通信错误。通信错误包括发送错误和接收错误。
每个通信驱动器104包括第一和第二输出缓冲器(两个输出缓冲器)以及二值化电路。例如，第一输出缓冲器在发送数据为“0”时将CANH 200的电压设定至高电平(例如3.5V)，或者在发送数据为“1”时将CANH 200的电压设定至低电平(例如2.5V)。第二输出缓冲器在发送数据为“0”时将CANL 300的电压设定至低电平(例如1.5V)，或者在发送数据为“1”时将CANL 300的电压设定至高电平(例如2.5V)。二值化电路产生二进制信号“1”或者“0”，这些信号基于输入到CANH 200的电压和输入到CANL 300的电压之间的差来表明CAN通信线路400上的数据。
在ECU 1001至1003的每个中，CPU 102监视CAN通信的情况并且检测通信错误。例如，CPU 102监视CAN通信的情况并且检测接收错误和/或发送错误作为通信错误。通信错误包括位错误、填充错误、循环冗余码校验(CRC)错误、形式错误以及验证错误。发送数据的通信装置同时也监视总线。当监视位不同于发送位时检测到位错误。当连续六个位具有不符合位填充规则的相同的位电平时检测到填充错误。CRC序列包含在发送器中计算的CRC计算结果。当接收器计算CRC并且所计算的CRC与上述CRC计算结果不同时检测到CRC错误。当位数不变的字段中包含无效位时检测到形式错误。当来自接收器的ACK槽不返回显性位时发送器检测到验证错误。
CPU 102根据所检测的通信错误更新对应于通信错误预先确定的错误计数器值。例如，CPU 102检测发送错误和/或接收错误。例如，CPU 102检测发送错误和/或接收错误，增加对应于发送错误的发送错误计数器值(TEC)和/或对应于接收错误的接收错误计数器值(REC)，然后获取发送错误计数器累加值和/或接收错误计数器累加值。发送错误计数器累加值表示与发送错误相对应的累加计数值。接收错误计数器累加值表示对应于接收错误的累加计数值。然后，当发送错误计数器累加值大于或等于预定发送错误计数器累加值时，CPU 102确定进入所谓的总线断开状态，其中，在该预定发送错误计数器累加值时认为会影响其它ECU 100的通信。总线断开是指以下功能：当发送错误的数量大于或等于规定的计数数量时通信装置自身中断数据发送并且将自身从总线隔离开，并在确定总线空闲状态持续预定时长后返回到正常状态。在此总线断开状态下，允许数据接收。当连接到单线断开通信线路的ECU进入总线断开状态时，不会从单线断开ECU发送出异常电压，因此其它的ECU也不会受到不利影响。因此，可以允许其它ECU之间通信。另外，其它ECU的CPU 102中的每个都监视本地ECU的通信情况。具体地说，每个ECU的CPU 102记录通信错误。更具体地说，CPU 102记录存储单元106中的发送错误计数器值的变化。例如，当CPU 102检测到通信错误时，CPU 102记录检测到通信错误的检测时间，并且将对应于发送错误和/或接收错误且包含在通信错误中的错误计数器值增加到发送错误计数器累加值和/或接收错误计数器累加值。另外，在CPU 102进入总线断开状态之后经过预定时间段后，CPU 102启动通信。
下面将描述根据本发明实施方式的故障定位装置。
根据本实施方式的故障定位装置500通过数据链路连接器(DLC)450连接到CAN通信系统1000。故障定位装置可以由外部故障确定工具形成。故障确定工具包括服务部门的诊断工具。故障定位装置500包括接口(I/F)502和CPU 504。CPU 504用作获取单元和检测单元。
接口502接收发送错误和接收错误中的每个的检测时间以及发送错误计数器累加值和接收错误计数器累加值，它们存储在每个ECU 100的存储单元106中。发送错误和接收错误中的每个的检测时间以及发送错误计数器累加值和接收错误计数器累加值都输入到CPU 504。
CPU 504基于通过接口502输入的发送错误计数器累加值和接收错误计数器累加值检测故障ECU。例如，当ECU进入总线断开状态并且中断数据发送然后在经过了预定时长之后从总线断开状态返回时，该ECU及其它ECU的发送错误计数器累加值及接收错误计数器累加值如图2中所示变化。
总线断开状态分类为两种情况。第一总线断开状态是由于本地ECU的故障产生的。第二总线断开状态是由本地ECU的数据发送的中断导致，其由另一故障ECU发送的数据引起，即使在本地ECU正常时也是这样。如图2中所示，CASE 1对应于第一总线断开状态，CASE 2对应于第二总线断开状态。
根据图2，当断开的通信线路连接到进入总线断开状态的ECU时，总线断开ECU的发送错误计数器累加值和接收错误计数器累加值都不增加，即都保持不变。这是因为故障ECU本身处于总线断开状态并中断了数据发送。另外，当断开的通信线路连接到进入总线断开状态的ECU时，其它ECU——即正常工作的ECU——的发送错误计数器累加值和接收错误计数器累加值都不增加，即，都保持不变。这是因为连接到断开的通信线路的ECU处于总线断开状态并中断了数据发送，因此其它正常的ECU也不会受故障ECU影响，并且能够执行通信，好像不存在故障ECU一样。CAN通信系统的通信配置是一对多通信，即从一个ECU到另外多个ECU的通信。在此，存在来自正常工作的正常ECU的通信(后面称其为来自正常ECU的通信)以及来自连接到断开的通信线路的ECU的通信(后面称其为来自异常ECU的通信)。因为异常ECU处于总线断开状态并且中断了数据发送，所以异常ECU的发送错误计数器不增加。因为从正常ECU发送的数据由另一正常ECU接收，所以每个正常ECU的发送错误计数器不增加。另外，因为正常ECU能够接收从另一正常ECU发送的数据，所以每个正常ECU的接收错误计数器不增加。另外，因为从正常ECU发送的数据不被异常ECU所接收，所以异常ECU的接收错误计数器不增加。换言之，因为异常ECU不能执行数据接收，所以接收错误计数器不增加。
当正常ECU进入到总线断开状态时，不处于总线断开状态的异常ECU的发送错误计数器累加值增加，并且其接收错误计数器累加值不增加，即保持不变。另外，除了总线断开的ECU之外，正常ECU的发送错误计数器累加值及接收错误计数器累加值增加。这是因为未处于总线断开状态的异常ECU继续执行通信，因此该通信与其它ECU的通信发生干涉。在CAN通信中，发送数据的ECU同时监视CAN通信线路400。ECU将监视位与发送位不同的情况确定为发送错误。因为未处于总线断开状态的异常ECU继续通信，从异常ECU发送的数据以异常电压发送。为此原因，监视位不同于发送位。因此，异常ECU的发送错误计数器增加。另外，因为异常ECU不能接收从另一正常ECU发送的数据，所以接收错误计数器不增加。在从正常ECU到异常ECU的通信中，在发送侧，由于故障ECU的影响，监视位不同于发送位。因而，正常ECU的发送错误计数器增加。另外，由于异常ECU的影响，从正常ECU发送的数据引起另一正常ECU中的接收错误。因而，正常ECU的接收错误计数器增加。
基于存储在所有ECU 100中的存储单元106中的发送错误计数器累加值和接收错误计数器累加值，在一个ECU处于总线断开状态时，当存在发送错误计数器累加值增加而接收错误计数器累加值不增加的ECU时，CPU 504估计连接到上述这个ECU的通信线路是断开的。
另外，基于存储在所有ECU 100中的存储单元106中的发送错误计数器累加值和接收错误计数器累加值，在一个ECU处于总线断开状态时，当不存在发送错误计数器累加值增加而接收错误计数器累加值不增加的ECU并且存储在所有ECU 100的存储单元106中的接收错误计数器累加值不增加时，CPU 504确定连接到总线断开的ECU的通信线路是断开的。
另外，基于记录在所有ECU中的发送错误计数器累加值和接收错误计数器累加值，在一个ECU处于总线断开状态时，当不存在发送错误计数器累加值增加而接收错误计数器累加值不增加的ECU并且记录在所有ECU中的发送错误计数器累加值和接收错误计数器累加值增加时，CPU504确定难以识别故障点。
下面将描述根据本实施方式的故障定位方法。
在本实施方式中，下面所述的情况是这样的：如图3中所示，在连接到CAN通信线路400的ECU 1001至1003之间，连接到ECU 1003的CAN通信线路中发生了单线断开，然后通信线路通常返回到正常状态。但是，这也可以应用于构成CAN通信系统的ECU的数量为两个、四个或更多的情况。另外，这也可以应用于两个或多个ECU的每个都连接到单线断开的通信线路的情况。
当单线断开已经发生在连接到ECU 1003的CAN通信线路中时，如图4中所示，在单线断开发生在连接到ECU 1003的CAN通信线路中之后，ECU 1003在ECU 1001和1002之前进入总线断开状态。这是因为单线断开会导致频繁发生发送错误。然后，ECU 1001和/或ECU 1002进入总线断开状态。这是因为连接到单线断开CAN通信线路的ECU 1003在进入总线断开状态之前发送的数据将影响ECU 1001和/或ECU 1002的通信。在根据本实施方式的故障定位方法中，基于在自从连接到单线断开CAN通信线路的ECU 1003进入总线断开状态直到正常ECU 1001和/或1002进入总线断开状态期间检测的发送错误和接收错误，来执行故障点的检测，即断开点的检测。如上所述，用作通信装置的每个ECU基于所检测到的发送错误改变到总线断开状态。
在此，ECU 1001和/或ECU 1002可以在ECU 1003之前进入总线断开状态。在这种情况下，在总线断开的ECU 1001和/或ECU 1002从总线断开状态返回之后，ECU 1001和/或ECU 1002自然地启动通信。但是，尽管ECU 1001至1003重复地进入总线断开状态并从总线断开状态返回，但是ECU 1003更可能进入总线断开状态。在上述情况下，基于发送错误计数器累加值和接收错误计数器累加值执行故障点的检测。
另外，在本实施方式中，将分别描述每个ECU的程序和故障定位装置500的程序。
下面将参照图5描述每个ECU的程序。
根据车辆内LAN的通信协议，包括在通信系统中的ECU执行通信。例如，根据CAN协议，包括在CAN通信系统中的ECU执行通信。
ECU 1003的CPU 1023确定是否检测到了通信错误(步骤S502)。例如，ECU 1003的CPU 1023监视通信的情况，并且检测发送错误和/或接收错误。
当检测到通信错误时(步骤S502：是)，则ECU 1003的CPU 1023获取检测时间，另外，并增加与发送错误相对应的发送错误计数器值和/或与接收错误相对应的接收错误计数器值以获取发送错误计数器累加值和/或接收错误计数器累加值。检测时间、发送错误计数器累加值和/或接收错误计数器累加值存储在存储单元1063中。其可以配置成存储发送错误计数器值和/或接收错误计数器值。然后，ECU 1003的CPU 1023通知其它ECU检测到了错误以防止其它ECU获取包含错误的信息。例如，CPU 1023发送错误标记。另一方面，当没有检测到通信错误时(步骤S502：否)，则程序返回到步骤S502并且继续检测通信错误。在这种情况下，通信情况正常，并且故障点的估计结束。
ECU 1003的CPU 1023确定是否要进入总线断开状态(步骤S504)。当发送错误计数器累加值大于或等于预定发送错误计数器累加值时ECU1003的CPU 1023确定要进入总线断开状态，并且在发送错误计数器累加值小于预定发送错误计数器累加值时确定为将不进入总线断开状态，其中，在上述预定发送错误计数器累加值时认为将影响其它ECU 100的通信。例如，当CAN协议被采用为车辆内LAN的通信协议时，在发送错误计数器累加值大于或等于256时确定要改变成总线断开状态。当满足返回条件时，已经改变到总线断开状态的ECU恢复通信。返回条件包括在预定时间段例如2.5秒内任何ECU都不执行通信的情况。
当确定ECU 1003处于总线断开状态时(步骤S504：是)，则ECU 1003的CPU 1023中断数据发送。此数据发送的中断持续预定的时间段。然后，ECU 1003的CPU 1023将中断数据发送的时间存储在存储单元1063中。在这种情况下，除ECU 1003之外的其它ECU未被通知到ECU 1003处于总线断开状态，因此其它ECU继续执行通信。另一方面，当确定ECU 1003未处于总线断开状态时(步骤S504：否)，程序返回到步骤S502并且继续检测通信错误。在这种情况下，故障的持续时间短，因此，ECU 1003不改变成总线断开状态。当每个ECU 100的CPU 102被检测到通信错误时，CPU 102在存储单元106中存储通信错误的检测时间。另外，每个ECU 100的CPU 102基于通信错误是发送错误还是接收错误来获取发送错误计数器值和/或接收错误计数器值，并且将发送错误计数器值和/或接收错误计数器值增加到发送错误计数器累加值和/或接收错误计数器累加值，然后将所得的发送错误计数器累加值和/或所得的接收错误计数器累加值存储在存储单元106中(步骤S508)。例如，已经检测到通信错误(接收错误)的ECU发送错误帧。该错误帧由包括在CAN通信系统中的其它ECU接收。因此，除了已检测到通信错误的ECU之外的其它ECU中的每个都增加接收错误计数器累加值。接收了错误帧的ECU仅增加接收错误计数器累加值而不增加发送错误计数器累加值。其发送信息引起错误的ECU增加发送错误计数器累加值。每个ECU将发送错误计数器累加值、接收错误计数器累加值、发送错误计数器累加值变化的时间以及接收错误计数器累加值变化的时间存储在存储单元106中。另外，其可以配置成存储发送错误计数器值和/或接收错误计数器值。
ECU 1003的CPU 1023确定从其进入总线断开状态开始是否已经经过了预定的时间段(步骤S510)。例如，预定的时间段可以设定成一段时间，该段时间允许累加一些发送错误计数器值和接收错误计数器值以便可以确定异常ECU。例如，可以将预定的时间段设定成几分钟。
当确定还没有经过预定的时间段时(步骤S510：否)，则程序返回到步骤S508并且继续检测通信错误。另一方面，当确定已经经过了预定时间段时(步骤S510：是)，ECU 1003的CPU 1023使通信返回到正常状态。例如，启动数据发送。
下面将参照图6描述故障定位装置500的程序。故障定位装置500通过DLC 450连接到CAN通信系统1000。
CPU 504读取存储在所有ECU中的存储单元106的发送错误计数器累加值和接收错误计数器累加值，以及错误检测时间(步骤S602)。
CPU 504确定是否存在当ECU 1003的数据发送中断时、即ECU 1003处于总线断开状态时发送错误计数器累加值增加而接收错误计数器累加值不增加的ECU(步骤S604)。
当存在适当的ECU时(步骤S604：是)，CPU 504估计连到该适当的ECU的通信线路断开(步骤S606)。因为连接到单线断开通信线路的ECU不能检测到从其它ECU发送了信息，所以发送错误计数器累加值增加，而接收错误计数器累加值不增加，同时ECU 1003处于总线断开状态。因而，当存在这种ECU时，可以估计连接到该ECU的通信线路断开。
另一方面，当不存在适当的ECU时(步骤S604：否)，CPU 504确定是否在所有ECU中发送错误计数器值和接收错误计数器值都没有增加(步骤608)。当在所有ECU中都没有发送错误计数器值和接收错误计数器值增加时(步骤S608：否)，则CPU 504估计连接到ECU 1003的通信线路断开。即，在ECU 1003处于总线断开状态时没有通信错误发生的情况下，可以估计连接到ECU 1003的通信线路断开。另一方面，当存在发送错误计数器值或接收错误计数器值增加的ECU时(步骤S608：是)，则CPU 504确定难以估计故障点，并且取消对故障定位的确定(步骤S612)。在这种情况下，假定ECU 1003从总线断开状态返回到正常状态并维持短的时间段，或者说成ECU 1003改变到总线断开状态经历的设定时间段短。
修复线断开点(步骤S614)。
根据本实施方式，即使以前在CAN通信线线路中发生过单线断开并且CAN通信线路现在返回到了正常状态，也可以识别线断开点。
下面将描述根据本发明第二实施方式的CAN通信系统。
根据第二实施方式的CAN通信系统的配置类似于参照图1描述的配置。
在根据第二实施方式的故障定位装置500中，基于记录在所有ECU中的发送错误计数器累加值和接收错误计数器累加值，在一个ECU处于总线断开状态时，当存在发送错误计数器累加值增加而接收错误计数器累加值不增加的ECU时，CPU 504估计连接到上述这个ECU的通信线路是断开的。
另外，基于记录在所有ECU中的发送错误计数器累加值和接收错误计数器累加值，在一个ECU处于总线断开状态时，当存在发送错误计数器累加值不增加并且接收错误计数器累加值不增加的ECU并且记录在所有ECU中的发送错误计数器累加值和接收错误计数器累加值不增加时，CPU504确定连接到总线断开的ECU的通信线路是断开的。
另外，基于记录在所有ECU中的发送错误计数器累加值和接收错误计数器累加值，在一个ECU处于总线断开状态时，当不存在发送错误计数器累加值增加的ECU并且不存在接收错误计数器累加值不增加的ECU时，CPU 504确定难以识别故障定位。即，当记录在所有ECU中的发送错误计数器累加值不增加而记录在所有ECU中的接收错误计数器累加值增加时，CPU 504确定难以识别错误定位。
另外，基于记录在所有ECU中的发送错误计数器累加值和接收错误计数器累加值，在一个ECU处于总线断开状态时，当不存在发送错误计数器累加值不增加的ECU并且不存在接收错误计数器累加值不增加的ECU时，CPU 504确定难以识别故障点。即，当记录在所有ECU中的发送错误计数器累加值和接收错误计数器累加值增加时，CPU 504确定难以识别故障点。
下面将描述根据本实施方式的故障定位方法。
在本实施方式中，将描述与上述实施方式类似的情况。
在每个ECU处的程序类似于参照图5所描述的程序。
故障定位装置500的程序将参照图7进行描述。故障定位装置500通过DLC 450连接到CAN通信系统1000。
CPU 504读取存储在所有ECU的存储单元106中的发送错误计数器累加值和接收错误计数器累加值，以及错误检测时间(步骤S702)。
CPU 504检查每个ECU是否发送错误计数器累加值和/或接收错误计数器累加值增加(步骤S704)。
CPU 504确定是否存在当ECU 1003的数据发送中断时、即ECU 1003处于总线断开状态时发送错误计数器累加值增加的ECU(步骤S706)。
在ECU 1003的数据发送中断时存在发送错误计数器累加值增加的ECU的情况下(步骤S706：是)，CPU 504确定在ECU 1003的数据发送中断时是否存在接收错误计数器累加值不增加的ECU(步骤S708)。
当存在适当的ECU时(步骤S708：是)，CPU 504估计连接到该适当的ECU的通信线路断开(步骤S710)。
另一方面，在步骤S706中，在ECU 1003的数据发送中断时不存在发送错误计数器累加值增加的ECU的情况下(步骤S706：否)，CPU 504确定在ECU 1003的数据发送中断时是否存在接收错误计数器累加值不增加的ECU(步骤S712)。
在ECU 1003的数据发送中断时存在接收错误计数器累加值不增加的ECU的情况下(步骤S712：是)，CPU 504确定是否所有ECU的接收错误计数器累加值都不增加(步骤S714)。
当所有ECU的接收错误计数器累加值都不增加时(步骤S714：否)，CPU 504确定连接到ECU 1003的通信线路断开(步骤S716)。
另一方面，在以下情况时，CPU 504确定难以识别故障点并且取消故障点的检测(步骤S718)：在步骤S712中，在ECU 1003的数据发送中断时不存在接收错误计数器累加值不增加的ECU(步骤S712：否)；在步骤S708中，当不存在适当的ECU时(步骤S708：否)；或者在步骤S714中，当存在接收错误计数器累加值增加的ECU时(步骤S714：是)。此时，假定ECU 1003从总线断开状态返回到正常状态并维持短的时间段，或者说成ECU 1003改变到总线断开状态经历的设定时间段短。
在步骤S710和/或步骤S716中，修复所识别的断开通信线路(步骤S720)。
根据本实施方式，即使过去在CAN通信线路中已发生过单线断开并且当前CAN通信线路返回到了正常状态，也可以识别断开点。
下面将描述根据本发明第三实施方式的CAN通信系统。
根据第三实施方式的CAN通信系统的配置与上述实施方式的不同在于，如图8中所示，识别故障点的故障定位装置的功能也并入了ECU中。
在当前实施方式中，将描述故障定位装置的功能被并入到ECU 1001中的情况。此ECU可以配置为主ECU。
当通信返回到正常状态时，其它ECU 1002和1003的CPU 1022和CPU1023通过CAN通信线路400将发送错误计数器累加值和接收错误计数器累加值以及错误检测时间发送到ECU 1001。发送正时可以是每个ECU的规则发送正时，或者发送可以执行成使得ECU 1001请求每个ECU的发送，然后接收了该请求的ECU响应该请求。
ECU 1001通过类似于上述方法的方法基于从其它ECU发送的发送错误计数器累加值和接收错误计数器累加值以及错误检测时间来估计连接到单线断开通信线路的ECU。ECU 1001的CPU 1021将估计的ECU记录在存储单元106中。
通过从车辆外部读取存储在ECU 1001的存储单元106中的关于连接到单线断开通信线路的ECU的信息，可以获得关于估计故障点的信息。
下面将描述根据第三实施方式的故障定位方法。
在本实施方式中，将描述类似于上述实施方式的情况。
在每个ECU处的程序类似于参照图5描述的程序。
除参照图5描述的程序外，主ECU 1001的程序进一步包括参照图6或图7描述的程序。
另外，关于所估计的ECU的信息可以显示在导航系统或仪表的屏幕上。通过这样做，在没有附加的读取装置的情况下，可以指示所估计的故障点。
在当前实施方式中，当通信返回到正常状态时，其它ECU 1002和1003的CPU 1022和1023通过CAN通信线路400将发送错误计数器累加值和接收错误计数器累加值以及错误检测时间发送到ECU 1001。替代地，同样适用的是，设置有连接到ECU 1001的专用线路，并且发送错误计数器累加值和接收错误检测时间累加值以及错误检测时间通过该专用线路进行发送。通过这样做，在不影响ECU间通信的情况下，能够将发送错误计数器累加值和接收错误计数器累加值及错误检测时间发送到ECU 1001。
根据本实施方式，即使在CAN通信线路中发生过单线断开并且CAN通信线路目前又返回到了正常状态，也可以识别线路断开点，而无需提供故障定位装置。
为了便于说明的目的，示出了特定的数值以易于理解本发明；但是，除非另有说明，那些数值仅是说明性的，并且可以使用任何适当的值。
本发明的各方面是参照具体实施方式进行说明的；这些实施方式仅是说明性的。本领域的普通技术人员将能够理解各种可替代的的实施方式、改型、替代方案、替换方案等。为了便于描述的原因，根据本发明实施方式的装置是参照功能框图进行描述的。那些装置可以通过硬件、软件或其结合来实施。

Claims (11)

1.一种故障定位装置(500)，其从第一通信装置和第二通信装置中检测出连接到断开的通信线路的通信装置，所述第一通信装置和所述第二通信装置通过双线通信线路在彼此间执行通信，其特征在于包括：
获取单元(502)；以及
检测单元(504)，
其中，当检测到通信错误时，每个所述通信装置(100)存储所述通信错误的时间及表示与所述通信错误相对应的累加计数的通信错误计数器累加值，基于所述通信错误计数器累加值而转变到总线断开状态，并且在经过预定的时间段后从所述总线断开状态返回，
所述获取单元(502)获取存储在每个所述通信装置中的所述通信错误的时间及所述通信错误计数器累加值，并且
所述检测单元(504)基于在所述通信装置(100)中的任何一个处于总线断开状态期间所述通信错误计数器累加值的变化来检测出连接到断开的通信线路的通信装置。
2.如权利要求1所述的故障定位装置(500)，其中
所述通信错误包括发送错误和接收错误，
每个所述通信装置(100)存储表示与所述发送错误相对应的累加计数的发送错误计数器累加值及表示与所述接收错误相对应的累加计数的接收错误计数器累加值，并且
当存在发送错误计数器累加值增加并且接收错误计数器累加值不增加的通信装置时，所述检测单元(504)判定连接到该通信装置的通信线路是断开的。
3.如权利要求1所述的故障定位装置(500)，其中
所述通信错误包括发送错误和接收错误，
每个所述通信装置(100)存储表示与所述发送错误相对应的累加计数的发送错误计数器累加值及表示与所述接收错误相对应的累加计数的接收错误计数器累加值，并且
当不存在发送错误计数器累加值增加的通信装置时并且当所有所述通信装置的接收错误计数器累加值不增加时，所述检测单元(504)判定连接到处于所述总线断开状态的所述通信装置的通信线路是断开的。
4.如权利要求1至3中任一项所述的故障定位装置(500)，其中
当所述第一通信装置处于总线断开状态时，所述第一通信装置仅接收来自所述第二通信装置的通信。
5.一种通信系统中的第一通信装置(100)，所述通信系统由该第一通信装置和第二通信装置形成，其中所述第一通信装置和所述第二通信装置通过双线通信线路在彼此间执行通信，其特征在于包括：
存储单元(106)，其存储通信错误的时间及表示与所述通信错误相对应的累加计数的通信错误计数器累加值；
控制单元(102)，其基于所述错误计数器累加值将所述第一通信装置(100)转变到总线断开状态，然后在经过预定的时间段后使所述第一通信装置(100)从所述总线断开状态返回；
获取单元(102)，其获取存储在所述第一通信装置和所述第二通信装置中的每一个中的所述通信错误的时间及所述通信错误计数器累加值；以及
检测单元(102)，其基于在所述第一通信装置和所述第二通信装置之一处于总线断开状态期间所述通信错误计数器累加值的变化来检测出连接到断开的通信线路的通信装置。
6.如权利要求5所述的第一通信装置(100)，其中
所述通信错误包括发送错误和接收错误，
所述存储单元(106)存储表示与所述发送错误相对应的累加计数的发送错误计数器累加值及表示与所述接收错误相对应的累加计数的接收错误计数器累加值，并且
当存在发送错误计数器累加值增加并且接收错误计数器累加值不增加的通信装置时，所述检测单元(102)判定连接到该通信装置的通信线路是断开的。
7.如权利要求5所述的第一通信装置(100)，其中
所述通信错误包括发送错误和接收错误，
所述存储单元(106)存储表示与所述发送错误相对应的累加计数的发送错误计数器累加值及表示与所述接收错误相对应的累加计数的接收错误计数器累加值，并且
当不存在发送错误计数器累加值增加的通信装置时并且当所有所述通信装置的接收错误计数器累加值不增加时，所述检测单元(102)判定连接到处于所述总线断开状态的所述通信装置的通信线路是断开的。
8.如权利要求5至7中任一项所述的第一通信装置(100)，其中
当所述第一通信装置处于总线断开状态时，所述第一通信装置仅接收来自所述第二通信装置的通信。
9.一种故障定位方法，其用于从第一通信装置和第二通信装置中检测出连接到断开的通信线路的通信装置，所述第一通信装置和所述第二通信装置通过双线通信线路在彼此间执行通信，其特征在于包括：
当所述第一通信装置已检测到通信错误时，存储所述通信错误的时间及表示与所述通信错误相对应的累加计数的通信错误计数器累加值；
基于所述通信错误计数器累加值将所述第一通信装置转变到总线断开状态，然后在经过预定的时间段后使所述第一通信装置从所述总线断开状态返回；
获取存储在所述第一通信装置和所述第二通信装置中的每一个中的所述通信错误的时间及所述通信错误计数器累加值；并且
基于在所述第一通信装置和所述第二通信装置之一处于总线断开状态期间所述第一通信装置和所述第二通信装置的所述通信错误计数器累加值的变化来检测出连接到断开的通信线路的通信装置。
10.如权利要求9所述的故障定位方法，其中
所述通信错误包括发送错误和接收错误，
在存储所述通信错误的时间及所述通信错误计数器累加值时，存储表示与所述发送错误相对应的累加计数的发送错误计数器累加值及表示与所述接收错误相对应的累加计数的接收错误计数器累加值；并且
当存在发送错误计数器累加值增加并且接收错误计数器累加值不增加的通信装置时，判定连接到该通信装置的通信线路是断开的。
11.如权利要求9所述的故障定位方法，其中
所述通信错误包括发送错误和接收错误，
在存储所述通信错误的时间及所述通信错误计数器累加值时，存储表示与所述发送错误相对应的累加计数的发送错误计数器累加值及表示与所述接收错误相对应的累加计数的接收错误计数器累加值；并且
当不存在发送错误计数器累加值增加的通信装置时并且当所有所述通信装置的接收错误计数器累加值不增加时，判定连接到处于所述总线断开状态的所述通信装置的通信线路是断开的。
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