JP2003244169A - 通信装置および車両用電子制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 通信エラーの原因箇所をより詳しく特定でき
るとともに、通信テスト中において不要なテストデータ
の送出を極力防止する。 【解決手段】 ＥＣＵ１１ａ、１１ｂ、…、１１ｎは、
伝送路１５とともに車両用ＬＡＮを構成する。テスト制
御回路３９は、通常時にＬレベルの制御信号Ｓａを出力
し、送信回路３７の出力信号はバッファ回路４０、トラ
ンシーバ１３を介して伝送路１５に出力されるとともに
マイコン１２に戻され受信回路３８により受信される。
通信エラーが発生すると、テスト制御回路３９はＨレベ
ルの制御信号Ｓａを出力し、送信信号は受信信号切替回
路４１を通して直接受信回路３８に戻される。この時、
バッファ回路４０は送信信号の伝送路１５への出力を遮
断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＡＮを構成しル
ープバックテストを実行可能な通信装置およびその通信
装置を備えた車両用電子制御装置に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】車両例えば自動車に
は、エンジン制御、ブレーキ制御、インパネ制御、ドア
制御、エアコン制御などを行うために多数のＥＣＵ(Ele
ctronic Control Unit)が搭載されている。各ＥＣＵ
は、通信回路を内蔵したマイクロコンピュータ（以下、
マイコンと称す）とトランシーバ（ドライバ／レシー
バ）とを備えており、車両に配設された伝送路とともに
車両用ＬＡＮを構成している。

【０００３】この車両用ＬＡＮにおいて通信エラーが生
じた場合、自局側の通信回路やトランシーバの故障、相
手局側の通信回路やトランシーバの故障、伝送路の故
障、過密な通信トラフィックなど種々の原因が考えら
れ、真の原因が分りづらいという事情がある。そこで、
通信エラーの発生原因を探るテスト方法の一つとしてル
ープバックテストが用いられている。

【０００４】図３は、従来から用いられているループバ
ックテストの実行態様を示している。ＥＣＵ１におい
て、マイコン２内の通信回路３から送信された信号は、
トランシーバ４を介して伝送路５に送り出されるととも
に通信回路３に戻されるようになっている。マイコン２
は、通信回路３の送信データと受信データとを比較する
ことにより、エラー原因が自局側にあるか否かを診断
し、その診断結果をダイアグ情報として保存するように
なっている。

【０００５】しかしながら、このループバックテストで
は以下のような不都合がある。第１に、自局側に通信エ
ラーの原因があると判明した場合であっても、ダイアグ
情報のみからではマイコン２とトランシーバ４の何れに
原因があるのかを判断できない。

【０００６】第２に、通信エラーが生じるとマイコン２
はループバックテストを実行するが、このテスト中にテ
ストデータが伝送路５に送出されてしまう。その結果、
例えば車両用ＬＡＮの通信方式にＣＳＭＡ／ＣＤ(Carri
er Sense Multiple Access with Collision Detection)
方式を採用している場合、送出されたテストデータによ
り他局の送信データとの衝突が発生し易くなり通信速度
の低下などが生じてしまう。

【０００７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、通信エラーの原因箇所をより詳しく特
定できるとともに、通信テスト中において不要なテスト
データの送出を極力防止できる通信装置およびその通信
装置を備えた車両用電子制御装置を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載した手段
によれば、ループバックテストの実行要求がない場合に
あっては、送信手段から出力されたデータ信号は、閉状
態に制御された開閉手段を通して外部伝送路に出力さ
れ、外部伝送路から送られてくるデータ信号は、信号選
択手段により選択されて受信手段に送られる。この場
合、ＬＡＮによる通常の通信が可能であるとともに、当
該通信装置の外部において送信端子と受信端子とを接続
すれば従来と同様に当該通信装置と前記接続点までを含
んだループバックテストを実行できる。

【０００９】これに対し、ループバックテストの実行要
求がある場合にあっては、送信手段から出力されたデー
タ信号は、開状態に制御された開閉手段により遮断され
て外部伝送路に出力されず、信号選択手段により選択さ
れて受信手段に送られる。これにより、当該通信装置の
内部に限ったループバックテストを実行できる。

【００１０】従って、上記２通りのループバックテスト
を実行することにより、通信エラーの原因箇所をより詳
しく特定できる。また、当該通信装置の内部に限ったル
ープバックテストを実行中は、送信手段から出力された
データ信号が外部伝送路に出力されないので、ＬＡＮに
おける他の通信の妨げとなることを防止できる。

【００１１】請求項２に記載した手段によれば、当該通
信装置の内部に限ったループバックテストを実行中に、
テスト用のデータ信号と他の通信装置が送信したデータ
信号との衝突を防止することができ、他の通信装置相互
間の通信速度の低下などを防止することができる。

【００１２】請求項３に記載した手段によれば、当該通
信装置は車両に配設されたＬＡＮにおいて使用される。
車両用ＬＡＮは、その一部の通信装置に通信障害が生じ
てもその他の通信を極力維持すべき要請が高い。本手段
によれば、通信障害の発生した通信装置が通信装置の内
部に限ったループバックテストを実行する時に、他の通
信への影響を極力防止できる。

【００１３】請求項４に記載した手段によれば、車両用
電子制御装置は、通信装置の制御手段により実行される
第１のループバックテストと、通信装置の送信手段から
送信されるデータ信号がトランシーバを経由して受信手
段に戻される第２のループバックテストとを選択的に実
行可能であるので、通信エラーの原因箇所をより詳しく
特定できる。また、第１のループバックテストを実行し
ても、ＬＡＮにおける他の通信を妨げることがない。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図１および図２を参照しながら説明する。図１は、車
両（例えば自動車）に配設された車両用ＬＡＮの電気的
構成を示している。車両には、エンジン制御、ブレーキ
制御、インパネ制御、ドア制御、エアコン制御などを行
うための多数のＥＣＵ１１ａ、１１ｂ、…、１１ｎ(車
両用電子制御装置に相当)が搭載されている。

【００１５】各ＥＣＵ１１ａ、１１ｂ、…、１１ｎは、
ワンチップ化されたマイクロコンピュータ１２、ドライ
バおよびレシーバからなるトランシーバ１３、電源回路
１４（図２参照）などを備えており、それぞれ車両用Ｌ
ＡＮを構成する伝送路１５に接続されている。本実施形
態では、２種類の車両用ＬＡＮを用いているが、図１に
は伝送路１５による１つのネットワーク（後述するボデ
ー系の車両用ＬＡＮ）のみが示されている。

【００１６】また、図１にはマイコン１２に関し車両用
ＬＡＮに関係する回路（後述する車両用ＬＡＮ通信回路
３５）のみが示されているが、マイコン１２は図２に示
すように多数の機能回路を有している。すなわち、マイ
コン１２の電気的構成を示す図２において、マイコン１
２はＣＰＵ１６を有し、このＣＰＵ１６には高速のバス
１７を介してＲＡＭ１８が接続されている。また、バス
１９を介してＲＯＭ２０、ＤＭＡコントローラ２１、ク
ロック発振器２２、割り込みコントローラ２３、ウォッ
チドッグタイマ２４およびバスステートコントローラ２
５が接続されている。

【００１７】バスステートコントローラ２５には、周辺
回路用のバス２６を介してＩ／Ｏポート２７、Ａ／Ｄ変
換器２８、Ｄ／Ａ変換器２９、外部ＥＥＰＲＯＭインタ
ーフェース回路３０、ＰＷＭシリアル通信回路３１、ク
ロック同期シリアル通信回路３２、クロック非同期シリ
アル通信回路３３、タイマ回路３４および車両用ＬＡＮ
通信回路３５、３６（通信装置に相当）が接続されてい
る。

【００１８】ここで、車両用ＬＡＮ通信回路３５は、エ
ンジン制御、ドア制御、エアバッグ制御などのボデー系
の制御を行う各ＥＣＵ１１ａ、１１ｂ、…、１１ｎをリ
ング状に繋いで単線電圧駆動するネットワークにおいて
用いられる。また、車両用ＬＡＮ通信回路３６は、オー
ディオ装置やナビゲーション装置を繋いで差動電圧駆動
するネットワークにおいて用いられる。両ネットワーク
はともにＣＳＭＡ／ＣＤ方式を採用しており、インパネ
ＥＣＵを介して相互に接続されている。

【００１９】電源回路１４は、マイコン１２とは別のＩ
Ｃとして構成されたシリーズレギュレータであって、Ｉ
／Ｏポート２７、Ａ／Ｄ変換器２８およびＤ／Ａ変換器
２９に対し５Ｖの制御電圧を供給し、その他の回路に対
し３Ｖの制御電圧を供給するようになっている。

【００２０】さて、図１についてさらに詳しく説明す
る。車両用ＬＡＮ通信回路３５は、シリアルのデータ信
号を送信する送信回路３７（送信手段に相当）、データ
信号を受信する受信回路３８（受信手段に相当）、制御
信号Ｓａを出力しループバックテストにおける信号フロ
ーを制御するテスト制御回路３９（制御手段に相当）、
送信回路とトランシーバ１３との間に介在するバッファ
回路４０（開閉手段に相当）、および受信信号切替回路
４１（信号選択手段に相当）から構成されている。制御
信号Ｓａはバッファ回路４０の制御端子に入力されてお
り、バッファ回路４０は、制御信号ＳａがＬレベルの場
合に信号通過状態となり、制御信号ＳａがＨレベルの場
合に信号遮断状態となる。

【００２１】受信信号切替回路４１において、ＡＮＤゲ
ート回路４３は、送信回路３７の送信信号と制御信号Ｓ
ａとを入力し、ＡＮＤゲート回路４４は、トランシーバ
１３からの受信信号とインバータ４２により論理反転さ
れた制御信号／Ｓａとを入力するようになっている。Ｏ
Ｒゲート回路４５は、上記ＡＮＤゲート回路４３、４４
の出力信号を入力し、その論理和信号を受信回路３８に
対し出力するようになっている。

【００２２】トランシーバ１３において、バッテリ電圧
ＶＢを有する電源線４６とグランド線４７との間には抵
抗４８、４９、５０が直列に接続されており、抵抗４
８、４９の共通ノードｎ１とグランド線４７との間には
トランジスタ５１が接続されている。ノードｎ１は、伝
送路１５に接続されている。トランジスタ５１のベース
はバッファ回路４０の出力端子に接続され、抵抗４９、
５０の接続ノードｎ２は上述したようにＡＮＤゲート回
路４４の入力端子に接続されている。

【００２３】次に、車両用ＬＡＮ通信回路３５を用いた
通信について説明する。当該作用は、車両用ＬＡＮ通信
回路３６を用いた通信についても同様となる。ＥＣＵ１
１ａ、１１ｂ、…、１１ｎは、それぞれマイコン１２に
内蔵された車両用ＬＡＮ通信回路３５を用いて、ＣＳＭ
Ａ／ＣＤ方式により相互にデータ通信を実行する。各Ｅ
ＣＵ１１ａ、１１ｂ、…、１１ｎにおいて通信が正常に
行われている場合、それぞれのテスト制御回路３９は、
ＣＰＵ１６からの指令によりＬレベルの制御信号Ｓａを
出力している。

【００２４】伝送路１５を通してトランシーバ１３に入
力された信号は、抵抗４９、５０で分圧されて受信信号
としてマイコン１２に入力される。マイコン１２の受信
信号切替回路４１では、ＡＮＤゲート回路４４がゲート
開状態とされることによりトランシーバ１３からの受信
信号が選択されて受信回路３８に入力される。

【００２５】一方、送信回路３７から出力されたシリア
ルのデータ信号は、バッファ回路４０を通過してトラン
シーバ１３に入力され、トランシーバ１３はそのデータ
信号を反転、レベルシフトした上でノードｎ１から伝送
路１５に対し出力する。この送信信号は、同時にマイコ
ン１２に戻され受信回路３８により受信される。図示し
ない通信制御回路は、送信データと受信データとの比較
に基づいて送信信号の衝突を検出する。

【００２６】これに対し、例えばＥＣＵ１１ａで通信エ
ラーが発生した場合には、以下のように動作する。送信
信号の衝突が検出されると、車両用ＬＡＮ通信回路３５
の送信回路３７は、予め設定された回数を上限としてデ
ータの再送を行う。一方、ＣＰＵ１６は、一旦セットし
た送信要求フラグが所定時間を経過してもリセットされ
ない場合（つまり送信が完了しない場合）、車両用ＬＡ
Ｎ通信回路３５をソフトウェアリセットし、再設定の後
リトライを行う。このリトライで送信されるデータは、
その送信時における最新のデータである。

【００２７】ＣＰＵ１６は、リトライによっても送信を
完了させることができない場合には故障による通信障害
が発生したと判断し、テスト制御回路３９にループバッ
クテストを実行させる。テスト制御回路３９は、まずＬ
レベルの制御信号Ｓａを出力し、マイコン１２からの送
信信号がトランシーバ１３を経由してマイコン１２に戻
されるループでのループバックテストＡ（第２のループ
バックテストに相当）を実行する。ただし、既に当該ル
ープを用いた上記リトライで通信エラーが生じているた
め、このループバックテストＡは省略しても良い。

【００２８】次に、テスト制御回路３９はＨレベルの制
御信号Ｓａを出力し、マイコン１２からの送信信号が受
信信号切替回路４１のＡＮＤゲート回路４３を介して直
接受信回路３８に戻るループでのループバックテストＢ
（第１のループバックテストに相当）を実行する。ＣＰ
Ｕ１６は、これら２通りのループバックテストＡ、Ｂの
結果に基づいて以下のように故障箇所を特定する。

【００２９】ループバックテストＡ：異常／ループバ
ックテストＢ：異常 の場合 マイコン１２、特には車両用ＬＡＮ通信回路３５に故障
がある。 ループバックテストＡ：異常／ループバックテスト
Ｂ：正常 の場合 マイコン１２は正常である。トランシーバ１３、伝送路
１５または他のＥＣＵ１１ｂ、…、１１ｎに故障があ
る。

【００３０】また、上述した故障態様の例では生じない
が、他の故障態様の下では以下ののテスト結果も生じ
うる。 ループバックテストＡ：正常／ループバックテスト
Ｂ：異常 この場合、ＣＰＵ１６は、車両用ＬＡＮ通信回路３５の
うちの送信回路３７と受信回路３８、およびトランシー
バ１３は正常であると判断し、テスト制御回路３９また
は受信信号切替回路４１を故障箇所として特定する。

【００３１】以上説明したように、車両用ＬＡＮを構成
する各ＥＣＵ１１ａ、１１ｂ、…、１１ｎは、車両用Ｌ
ＡＮ通信回路３５、３６を内蔵したマイコン１２とトラ
ンシーバ１３とを備え、その車両用ＬＡＮ通信回路３
５、３６は２通りのループバックテストＡ、Ｂを選択的
に実行可能となっている。すなわち、マイコン１２から
一旦出力された信号をトランシーバ１３を経由して再び
マイコン１２に戻すループバックテストＡと、マイコン
１２の送信回路３７から出力された信号をマイコン１２
の内部において直接受信回路３８に戻すループバックテ
ストＢである。これにより、通信エラーの原因となる部
分（故障箇所）を詳しく特定できる。

【００３２】また、車両用ＬＡＮ通信回路３５、３６
は、テスト制御回路３９から出力される制御信号Ｓａに
より開閉制御されるバッファ回路４０を備え、マイコン
１２の内部に限ったループバックテストＢの実行中は、
送信回路３７から出力された信号が伝送路１５に出力し
ないようになっている。従って、ループバックテストＢ
の実行中に、テスト用のデータ信号と他のＥＣＵが送信
したデータ信号とが衝突することを防止することがで
き、ループバックテストＢの実行による他の通信への影
響を除くことができる。

【００３３】なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施
形態に限定されるものではなく、例えば以下のように変
形または拡張が可能である。トランシーバ１３は、マイ
コン１２からの送信信号を常時マイコン１２に戻す構成
とされているが、ループバックテストＡを実行する時の
み送信信号を戻す構成としても良い。この場合には、通
信障害が発生した場合に、ループバックテストＡを省略
することなく実行する。

【００３４】通信方式は、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式に限らず
トークンパッシング方式などの他の方式であっても良
い。バッファ回路４０に替えて、またはバッファ回路４
０とともに、トランシーバ１３と伝送路１５との間に、
制御信号Ｓａにより開閉制御されるバッファ回路を設け
ても良い。

【００３５】上述したマイコン１２の構成は一例であっ
て、この構成要素のうちの一部の構成のみを有していて
も良く、また他の機能回路を有していても良い。また、
車両用ＬＡＮ通信回路３５の使用態様（用途）も上述し
たものに限られない。本発明に係る通信装置は、車両用
ＬＡＮに限られず、他の種類のＬＡＮ例えば構内に設置
されたＬＡＮなどにも適用可能である。また、通信装置
をマイコンに組み込まずに用いることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す車両用ＬＡＮの電気
的構成図

【図２】マイコンの電気的構成を示すブロック図

【図３】従来技術におけるループバックテストの実行態
様を示す図

【符号の説明】

１１ａ、１１ｂ、…、１１ｎはＥＣＵ（車両用電子制御
装置）、１２はマイクロコンピュータ、１３はトランシ
ーバ、１５は伝送路、３５、３６は車両用ＬＡＮ通信回
路（通信装置）、３７は送信回路（送信手段）、３８は
受信回路（受信手段）、３９はテスト制御回路（制御手
段）、４０バッファ回路（開閉手段）、４１は受信信号
切替回路（信号選択手段）である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＬＡＮを構成する通信装置において、 データ信号を送信する送信手段と、 データ信号を受信する受信手段と、 外部伝送路から送られてくるデータ信号と前記送信手段
   から出力されるデータ信号の何れか一方を選択しその選
   択したデータ信号を前記受信手段に送る信号選択手段
   と、 前記送信手段と前記外部伝送路との間に設けられた開閉
   手段と、 ループバックテストの実行要求があった場合に、前記信
   号選択手段に対し前記送信手段から出力されるデータ信
   号を選択させるとともに、前記開閉手段を信号遮断状態
   に制御する制御手段とを備えたことを特徴とする通信装
   置。
2. 【請求項２】 前記ＬＡＮは、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式であ
   ることを特徴とする請求項１記載の通信装置。
3. 【請求項３】 前記ＬＡＮは、車両に配設されたネット
   ワークであることを特徴とする請求項１または２記載の
   通信装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の通信装置を有するマイク
   ロコンピュータと、前記通信装置とＬＡＮを構成する伝
   送路との間に設けられたトランシーバとを備え、 前記通信装置の制御手段により実行される第１のループ
   バックテストと、前記通信装置の送信手段から送信され
   たデータ信号が前記トランシーバを経由して受信手段に
   戻される第２のループバックテストとを選択的に実行可
   能であることを特徴とする車両用電子制御装置。