JP2002158668A - 車両用ネットワークシステムの異常検出装置 - Google Patents

車両用ネットワークシステムの異常検出装置

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JP2002158668A
JP2002158668A JP2000351179A JP2000351179A JP2002158668A JP 2002158668 A JP2002158668 A JP 2002158668A JP 2000351179 A JP2000351179 A JP 2000351179A JP 2000351179 A JP2000351179 A JP 2000351179A JP 2002158668 A JP2002158668 A JP 2002158668A
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和之 奥田
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    • HELECTRICITY
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    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
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    • H04L41/0631Management of faults, events, alarms or notifications using root cause analysis; using analysis of correlation between notifications, alarms or events based on decision criteria, e.g. hierarchy, tree or time analysis

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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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  • Maintenance And Management Of Digital Transmission (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】ネットワーク上のECU間通信異常を適正に検
出すること。 【解決手段】ABS_ECU12及びトランスミッショ
ンECU13はそれぞれに、エンジンECU11に対し
てメッセージを定期的に送信する。エンジンECU11
は、このメッセージの受信状況に応じて、被検出対象と
してのABS_ECU12及びトランスミッションEC
U13の異常や通信ライン14の断線異常等、通信系異
常を検出する。すなわち、エンジンECU11は、AB
S_ECU12やトランスミッションECU13からの
メッセージを定期的に受信し、その受信回数を個別にカ
ウントする。そして、各ECU12,13からのメッセ
ージ受信周期よりも長い周期で、前記カウントした受信
回数をモニタし、その受信回数と所定の判定値との比較
により通信系異常を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数のECU(電
子制御ユニット)が通信ラインを介して接続される車両
用ネットワークシステムの異常検出装置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】近年では、多数のECUが相互に通信可
能に接続されてCAN(コントロールエリアネットワー
ク)等の車両用ネットワークシステムが構築されてお
り、ECU間の通信異常を検出するための技術も各種提
案されている。例えば、送信側ECUからの送信メッセ
ージに対して返信側ECUがACK(Acknowledgment)
を返信しない場合、すなわち通信完了が確認できない場
合、その状態を検出して通信異常を判定するものがある
(例えば、特表平8−500707号公報)。つまり、
ECU間の通信ラインが断線した場合、返信側ECUか
らACKが返信されない。よって、それをモニタするこ
とにより、通信ラインの断線を検出するようにしてい
た。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ネットワー
クメッセージの増加に伴い、共通の通信ライン上に複数
の通信モジュールが接続され、それら通信モジュール間
でデータ送受信が行われる場合が生じてきた。すなわ
ち、図6(a)の構成では、各ECU31〜33はそれ
ぞれに1つずつ通信モジュール31a〜33aを備え、
特にECU31の通信モジュール31aは、他の複数の
ECU32,33の通信モジュール32a,33aに対
して通信ライン34を介して各々接続されている。ま
た、図6(b)の構成では、一つのECU41に複数
(図では2個)の通信モジュール41a,41bが設け
られ、それら各通信モジュール41a,41bが通信ラ
イン43を介して他ECU42の通信モジュール42a
に接続されている。
【0004】上記図6(a)の場合、仮にECU32が
異常となり、データ送信元のECU31と相手側のEC
U32との間が通信不能となっていても、図に二点鎖線
で示すように、ECU32に代わって別のECU33が
ACK等のメッセージをECU31に対して返信する。
それ故に、ECU31では、通信系異常を検出すること
ができない。また、上記図6(b)の場合、通信ライン
43が断線していても、図に二点鎖線で示すように、E
CU41内の通信モジュール41a,42a間でACK
等のメッセージが受け渡される。それ故にやはり、EC
U41では、通信系異常を検出することができない。
【0005】本発明は、上記問題に着目してなされたも
のであって、その目的とするところは、ネットワーク上
の通信系異常を適正に検出することができる車両用ネッ
トワークシステムの異常検出装置を提供することであ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明に
よれば、サブECUは、メインECUに対して通信ライ
ンを介してメッセージを定期的に送信する。メインEC
Uは、前記メッセージを定期的に受信し、その受信回数
をカウントする。また、同メインECUは、サブECU
からのメッセージ受信周期よりも長い周期で、前記カウ
ントした受信回数をモニタし、その受信回数と所定の判
定値との比較により通信系異常を検出する。
【0007】要するに、メインECU内に設けられた通
信モジュールが、当該メインECU内に設けられた他の
通信モジュールとサブECU側の通信モジュールとに接
続されるか、若しくはサブECU側の複数の通信モジュ
ールに接続される構成では、通信系異常が発生しても何
れかの通信モジュールから誤ってACK等の信号が返信
されることがあり、異常検出が困難になるという不都合
があった。これに対して本発明では、ECU間で定期的
にやり取りされるメッセージを用い、所定期間内でのメ
ッセージ受信回数により通信系異常を検出する。この場
合、サブECU側の異常、或いは通信ラインの断線等、
何らかの通信系異常が発生していればメッセージ受信回
数が減じられることから、そのメッセージ受信回数から
通信系異常の検出が可能となる。その結果、ネットワー
ク上の通信系異常を適正に検出することができる。
【0008】なお、本明細書では便宜上、車両用ネット
ワークシステムにおいて異常検出処理を実施するECU
を「メインECU」、被検出対象となるECUを「サブ
ECU」と称するが、それら両ECUは必ずしも主従の
関係にあることを限定するものではない。
【0009】また、請求項2に記載の発明によれば、メ
インECUには共通の通信ラインを介して複数のサブE
CUが各々接続されており、メインECUは、各サブE
CUからそれぞれメッセージを定期的に受信し、その受
信回数をサブECU毎にカウントする。そして、該カウ
ントした受信回数とサブECU毎の判定値との比較によ
り各サブECUの異常を個々に検出する。かかる場合、
複数のサブECUについて、個別にメッセージ受信回数
により異常検出が可能になる。それ故、多数のECUに
より構築される車両用ネットワークシステムにおいてそ
の信頼性が向上する。
【0010】上記請求項2の発明では、請求項3に記載
したように、各サブECUからのメッセージ受信回数を
モニタした結果、何れの受信回数も前記判定値よりも小
さければ、通信ラインの断線であると判定すると良い。
これにより、サブECUの個々の異常だけでなく、通信
ラインの断線異常も好適に検出できるようになる。
【0011】また、請求項4に記載したように、サブE
CUからのメッセージ受信回数が、「受信回数モニタ周
期/メッセージ受信周期」(/は除算を示す)よりも少
ない場合、異常検出対象のサブECUが異常であると判
定すると良い。因みにこの場合、複数のサブECUでメ
ッセージ送信の周期が異なれば、サブECU毎に異なる
判定値が設定されることとなる。
【0012】またその他に、請求項5に記載の発明で
は、メインECUには共通の通信ラインを介して複数の
サブECUが各々接続されており、メインECUは、各
サブECUからそれぞれメッセージを定期的に受信し、
メッセージ受信の総回数をカウントする。そして、該カ
ウントした受信回数と所定の判定値との比較により通信
系異常を検出する。この場合、サブECUでの通信異常
や通信ラインの断線異常が発生すると、メッセージ受信
の総回数が本来の値からずれるため、通信系異常が好適
に検出できる。
【0013】また、請求項6に記載したように、メッセ
ージ受信回数を比較判定するための判定値を複数設定し
ておき、その複数の判定値により異常の種類を特定する
と良い。つまり、通信系異常が一時的なものであるか、
継続的なものであるか等に応じて通信異常時のメッセー
ジ受信回数が相違する。従って、複数の異なる判定値を
用いることで、通信系異常の種類を特定することが可能
となる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、この発明の車両用ネットワ
ークシステムを具体化した一実施の形態を図面に従って
説明する。
【0015】図1は、車両用ネットワークシステムの概
略構成を示すブロック図である。本システムでは、複数
のECUにより車両用ネットワークシステムが構築さ
れ、主たる構成として、車載エンジンの燃料噴射量や点
火時期を制御するためのエンジンECU11と、ブレー
キ油圧の調整によりABS(アンチロックブレーキシス
テム)を実現するためのABS_ECU12と、自動変
速機を変速制御するためのトランスミッションECU1
3とを備える。エンジンECU11には、共通の通信ラ
インである送信用及び受信用の通信ライン14を介して
ABS_ECU12とトランスミッションECU13と
が接続されている。本実施の形態では、エンジンECU
11がメインECUに、ABS_ECU12及びトラン
スミッションECU13がサブECUに各々該当する。
【0016】これら各ECU11〜13にはそれぞれ、
各種制御を司るマイコン11a〜13aや、例えばCA
N_IC(コントロールエリアネットワークIC)によ
り構成される通信モジュール11b〜13bが設けられ
ており、ECU間の通信は通信モジュール11b〜13
bを介して実施される。各ECU11〜13では、エン
ジン及び車両の運転状態が互いに送受信されると共に、
それら運転状態に基づいて各々に割り当てられた種々の
制御が実施される。
【0017】また、ABS_ECU12及びトランスミ
ッションECU13はそれぞれに、エンジンECU11
に対してメッセージを定期的に送信する。エンジンEC
U11は、このメッセージの受信状況に応じて、被検出
対象としてのABS_ECU12及びトランスミッショ
ンECU13の異常や通信ライン14の断線異常等、通
信系異常を検出する。因みに、ABS_ECU12は、
車速データやダイアグ情報等を定期的にエンジンECU
11に対して送信し、トランスミッションECU13
は、変速機のシフト位置情報やダイアグ情報等を定期的
にエンジンECU11に対して送信する。
【0018】次に、本実施の形態の作用について、エン
ジンECU11が果たす機能を中心に図2〜図4を用い
て詳しく説明する。本実施の形態における異常検出処理
ではその概要として、エンジンECU11が通信相手側
ECU(本実施の形態では、ABS_ECU12、トラ
ンスミッションECU13)から定期的にメッセージを
受信し、その受信回数に基づいて異常検出を行うように
しており、各ECU12,13からのメッセージ受信回
数は、例えば図2(a)及び(b)によりカウントされ
る。ここで、図2の(a)はABS_ECU12に対す
るメッセージ受信処理を、(b)はトランスミッション
ECU13に対するメッセージ受信処理を示す。なお、
これら各処理は、エンジンECU11により4ms周期
で実施される。また一例として、ABS_ECU12か
らは8ms毎にメッセージが送信され、トランスミッシ
ョンECU13からは5ms毎にメッセージが送信され
るようになっている。
【0019】すなわち、図2(a)において、ステップ
101では、ABS_ECU12からのメッセージ受信
の有無を判別し、受信の場合のみステップ102に進
み、第1受信カウンタを1カウントアップする。その
後、ステップ103では、メッセージをメモリに取り込
む等のデータ受信の処理を実施する。メッセージを受信
していなければステップ102,103を迂回し、その
まま処理を終了する。
【0020】一方、図2(b)において、ステップ20
1では、トランスミッションECU13からのメッセー
ジ受信の有無を判別し、受信の場合のみステップ202
に進み、第2受信カウンタを1カウントアップする。そ
の後、ステップ203では、メッセージをメモリに取り
込む等のデータ受信の処理を実施する。メッセージを受
信していなければステップ202,203を迂回し、そ
のまま処理を終了する。
【0021】また、図3は、通信系異常の検出処理を示
すフローチャートであり、この処理は、エンジンECU
11により64ms周期で実施される。すなわち、本処
理では、ABS_ECU12及びトランスミッションE
CU13からのメッセージ受信周期(8ms、5ms)
よりも長い周期で異常検出が実施される。
【0022】さて、図3の処理がスタートすると、先ず
ステップ301では、その時の第1受信カウンタの値
(前記図2(a)のカウント値)、すなわち過去64m
s間にABS_ECU12から受信したメッセージ数が
所定の判定値N以上であるか否かを判別する。判定値N
は、「受信回数モニタ周期/メッセージ受信周期」より
も小さい範囲で規定されるものであり、この判定値Nと
の比較により受信メッセージ数が正規な値であるか否か
が判定される。すなわちここでは、受信回数モニタ周期
は64ms、メッセージ受信周期は8msであり、判定
値N=6としている。
【0023】第1受信カウンタ≧Nであればステップ3
02に進み、ABS_ECU12との通信が正常に行わ
れているとみなし、同ECU12の異常の有無を表す第
1異常フラグをOFFにする。また、第1受信カウンタ
<Nであればステップ303に進み、ABS_ECU1
2との通信に異常が発生しているとみなし、第1異常フ
ラグをONにセットする。その後、ステップ304で
は、次回検出のために第1受信カウンタを0にクリアす
る。
【0024】その後、ステップ305では、その時の第
2受信カウンタの値(前記図2(b)のカウント値)、
すなわち過去64ms間にトランスミッションECU1
3から受信したメッセージ数が所定の判定値M以上であ
るか否かを判別する。判定値Mは、前述の判定値Nと同
様に、「受信回数モニタ周期/メッセージ受信周期」よ
りも小さい範囲で規定されるものであり、この判定値M
との比較により受信メッセージ数が正規な値であるか否
かが判定される。すなわちここでは、受信回数モニタ周
期は64ms、メッセージ受信周期は5msであり、判
定値M=11としている。
【0025】第2受信カウンタ≧Mであればステップ3
06に進み、トランスミッションECU13との通信が
正常に行われているとみなし、同ECU13の異常の有
無を表す第2異常フラグをOFFにする。また、第2受
信カウンタ<Mであればステップ307に進み、トラン
スミッションECU13との通信に異常が発生している
とみなし、第2異常フラグをONにセットする。その
後、ステップ308では、次回検出のために第2受信カ
ウンタを0にクリアする。
【0026】次に、ステップ309では、第1及び第2
の異常フラグが共にONであるか、すなわちABS_E
CU12及びトランスミッションECU13で共に通信
異常が発生しているか否かを判別する。ステップ309
がNOの場合、通信ライン14が断線していないとみな
し、ステップ310で断線異常の有無を表す断線フラグ
をOFFにする。また、ステップ309がYESの場
合、通信ライン14が断線しているとみなし、ステップ
311で断線フラグをONにセットする。
【0027】次いで、上述した通信系異常の検出手順を
図4のタイムチャートに従いより具体的に説明する。な
お図中、時刻t1,t2は64ms毎に前記図3の処理
が起動されるタイミングを示す。また、時刻taは通信
ライン14が断線したタイミングを示す。
【0028】ABS_ECU12及びトランスミッショ
ンECU13はそれぞれ、8ms毎、5ms毎にメッセ
ージを送信しており、通信系が正常であれば、エンジン
ECU11は同様に8ms毎、5ms毎にメッセージを
受信する。また、エンジンECU11では4ms周期で
前記メッセージの受信をモニタする。ABS_ECU1
2及びトランスミッションECU13に異常が無く、且
つ通信ライン14が断線していない場合(ta以前)、
メッセージ受信を確認した上で第1及び第2受信カウン
タが各々カウントアップされる。時刻t1では、第1受
信カウンタ≧N(N=6)、第2受信カウンタ≧M(M
=11)であると判定される。このとき、第1及び第2
異常フラグ、断線フラグは何れもOFFのまま保持され
ると共に、各カウンタが0にクリアされる。また、時刻
t1以降、第1及び第2受信カウンタが0→1→2→・
・・の順に再度カウントアップされていく。
【0029】その後、時刻taで通信ライン14が断線
すると、それ以降、エンジンECU11では通信相手側
の各ECUに対して通信不能となるため、メッセージ受
信が確認できず、第1及び第2受信カウンタのカウント
アップ動作が停止される。従って、時刻t2では、第1
受信カウンタ<N(N=6)、第2受信カウンタ<M
(M=11)であると判定される。このとき、第1及び
第2異常フラグがONされると共に、断線フラグがON
される。つまり、ABS_ECU12及びトランスミッ
ションECU13との通信が共に不能であることから、
断線異常であると推定する。この場合、断線異常に対応
した所定のフェールセーフ処理等が適宜実施される。
【0030】因みに、ABS_ECU12とトランスミ
ッションECU13とのうち、何れか一方のみが異常と
なる場合(一方の異常フラグがONの場合)、該当する
ECUの異常だけが検出され、断線であるとの判定はな
されない。この場合、異常発生のECUに関してデフォ
ルト値が与えられると共に、所定のフェイルセーフ処理
等が行われる。
【0031】以上詳述した本実施の形態によれば、以下
に示す効果が得られる。エンジンECU11(通信モジ
ュール11b)が他の複数のECU12,13(通信モ
ジュール12b,13b)に共通の通信ライン14を介
して接続される構成において、ECU12,13側から
のメッセージ受信回数に基づく異常検出が可能となり、
ひいてはネットワーク上の通信系異常を適正に検出する
ことができる。
【0032】特に、通信相手側のECU12,13毎に
メッセージ受信回数をカウントし、ECU12,13毎
の個別の異常検出を可能としたので、多数のECUによ
り構築される車両用ネットワークシステムにおいてその
信頼性が向上する。また、ECU毎のメッセージ受信回
数が何れも判定値を下回る場合において、通信ライン1
4の断線であると判定するようにしたので、ECU個別
の異常だけでなく、通信ライン14の断線異常も好適に
検出できるようになる。
【0033】なお本発明は、上記以外に次の形態にて具
体化できる。車両用ネットワークシステムの構成を図5
のように変更する。図5では、例えばエンジンECU1
1内に複数の通信モジュール21,22が設けられ、そ
れら通信モジュール21,22が通信ライン14を介し
て他のECU(ここではABS_ECU12)に接続さ
れている。かかる場合、エンジンECU11は、通信モ
ジュール21,22の何れか一方(又は両方)を経由し
て定期的にABS_ECU12からメッセージを受信
し、その受信回数をカウントする。そして既述の通り、
ABS_ECU12からのメッセージ受信周期よりも長
い周期(例えば64ms間隔)で、前記カウントした受
信回数をモニタし、その受信回数と所定の判定値との比
較により異常検出を行う。本構成においても、上記した
実施の形態と同様に、ネットワーク上の通信系異常を適
正に検出することができる。
【0034】ネットワークシステムの構成としては上記
以外に、前述した図1と図5とを組み合わせたものであ
っても良く、要は、メインECU(例えばエンジンEC
U11)内に設けられた通信モジュールが、当該メイン
ECU内に設けられた他の通信モジュールとサブECU
側の通信モジュールとに通信ラインを介して接続される
か、若しくはサブECU側の複数の通信モジュールに通
信ラインを介して接続される車両用ネットワークシステ
ムであれば本発明が適用できる。なお、異常検出を実施
するメインECUは、エンジンECU11に限らず他の
ECUであっても良い。
【0035】また、メッセージ受信回数を比較判定する
ための判定値を複数設定しておき、その複数の判定値に
より異常の種類を特定することも可能である。例えば、
前記ABS_ECU12からのメッセージ受信回数を判
定するための判定値Nを「6」とする以外に、N=2を
判定値として加える。そして、メッセージ受信回数=
0,1であれば断線異常であると判断し、メッセージ受
信回数=2〜5であればABS_ECU12の処理遅れ
であると判断する。この場合、複数の異なる判定値を用
いることで、通信系異常が通信遅れ時など一時的なもの
であるか、断線時など継続的なものであるかといった、
通信系異常の種類を特定することが可能となる。
【0036】また、本来のメッセージ受信回数を超える
領域に同受信回数の判定値を設定しておいても良い。例
えば、前記判定値Nとして「10」を設定しておき、A
BS_ECU12からのメッセージ受信回数が「10」
よりも大きければ異常発生と判断する。この場合、AB
S_ECU12からのメッセージ送信タイミングに異常
が発生したと判断できる。
【0037】また更に、通信相手側のECU毎にメッセ
ージ受信回数をカウントするのではなく、メッセージ受
信の総回数をカウントし、該カウントした受信回数(総
回数)と所定の判定値との比較により通信系異常を検出
するようにしても良い。例えば、ABS_ECU12か
らのメッセージ受信回数とトランスミッションECU1
3からのメッセージ受信回数とを一つのカウンタで累積
的にカウントする。この場合にも、通信系異常が好適に
検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】発明の実施の形態における車両用ネットワーク
システムの概要を示す構成図。
【図2】メッセージ受信処理を示すフローチャート。
【図3】通信系異常の検出処理を示すフローチャート。
【図4】異常検出の様子を示すタイムチャート。
【図5】別の車両用ネットワークシステムを示す構成
図。
【図6】従来技術におけるネットワークシステムを説明
するための構成図。
【符号の説明】
11…エンジンECU、12…ABS_ECU、13…
トランスミッションECU、11a〜13a…マイコ
ン、11b〜13b…通信モジュール、14…通信ライ
ン、21,22…通信モジュール。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】メインECUと、このメインECUに対し
    て通信ラインを介してメッセージを定期的に送信するサ
    ブECUとを備え、前記メインECU内に設けられた通
    信モジュールが、当該メインECU内に設けられた他の
    通信モジュールとサブECU側の通信モジュールとに接
    続されるか、若しくはサブECU側の複数の通信モジュ
    ールに接続される車両用ネットワークシステムにおい
    て、 前記メインECUは、前記メッセージを定期的に受信
    し、その受信回数をカウントする手段と、サブECUか
    らのメッセージ受信周期よりも長い周期で、前記カウン
    トした受信回数をモニタし、その受信回数と所定の判定
    値との比較により通信系異常を検出する手段とを有する
    ことを特徴とする車両用ネットワークシステムの異常検
    出装置。
  2. 【請求項2】メインECUには共通の通信ラインを介し
    て複数のサブECUが各々接続され、メインECUは、
    各サブECUからそれぞれメッセージを定期的に受信
    し、その受信回数をサブECU毎にカウントし、該カウ
    ントした受信回数とサブECU毎の判定値との比較によ
    り各サブECUの異常を個々に検出する請求項1に記載
    の車両用ネットワークシステムの異常検出装置。
  3. 【請求項3】各サブECUからのメッセージ受信回数を
    モニタした結果、何れの受信回数も前記判定値よりも小
    さければ、通信ラインの断線であると判定する請求項2
    に記載の車両用ネットワークシステムの異常検出装置。
  4. 【請求項4】サブECUからのメッセージ受信回数が、
    「受信回数モニタ周期/メッセージ受信周期」(/は除
    算を示す)よりも少ない場合、異常検出対象のサブEC
    Uが異常であると判定する請求項1〜3の何れかに記載
    の車両用ネットワークシステムの異常検出装置。
  5. 【請求項5】メインECUには共通の通信ラインを介し
    て複数のサブECUが各々接続され、メインECUは、
    各サブECUからそれぞれメッセージを定期的に受信
    し、メッセージ受信の総回数をカウントし、該カウント
    した受信回数と所定の判定値との比較により通信系異常
    を検出する請求項1に記載の車両用ネットワークシステ
    ムの異常検出装置。
  6. 【請求項6】メッセージ受信回数を比較判定するための
    判定値を複数設定しておき、その複数の判定値により異
    常の種類を特定する請求項1〜5の何れかに記載の車両
    用ネットワークシステムの異常検出装置。
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