JP2005088676A - 車両通信診断装置および診断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】通信系の診断装置において、緩慢な電源電圧変化に対しては、診断結果に対するデータの信頼性が低く、また、制御対象機器の種類、性能等により低電圧検出器の増設、あるいは観測機器の設定変更等とうコスト増をもたらす問題があった。このため、信頼性の高い通信診断結果を確保する装置の実現を目的とした。
【解決手段】主装置と制御対象機器とが接続された系において、主装置の最低動作保証電圧を制御対象機器よりも低く設定しておく。電源電圧低下により制御対象機器の動作が不安定となった時、安定動作をしている主装置側でそれを検出・記憶し、診断メモリに記録しておく。さらに主装置の最低動作保証電圧よりも電源電圧が低下した際にはその状態を一旦記憶しておき、再起動して安定状態となった時にの際に異常データを移し替える。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両における通信装置の状態を診断する方法およびその診断装置に関する。

自動車等車両のエンジン始動時においては電源電圧が一時的に低下し、当該電源電圧を利用している通信系等においては通信内容の信頼性が急減する問題があった。この解決策として例えば下記「特許文献１」における手法が開示されている。例えばいわゆるメカトロニクスで、電子的な制御データで複数のアクチュエータを駆動するためのパワーデバイスの場合について開示されている。この場合、各パワーデバイスの自己診断結果は中央処理装置に送信されるが、電源電圧の異常低下が生じると低電圧検知回路から電源電圧異常の信号を発して上記中央処理装置においてパワーデバイスから送られてくるデータを無視する。この無視する期間は全てのパワーデバイスからのデータ送信が一巡する期間継続される。この電圧低下期間が１パワーデバイス当りのデータ送信時間よりも長い場合は、上記のパワーデバイス一巡時間にさらにその長い分だけデータ無視時間も延長される。

上記のように、従来はエンジンをスタートさせる場合のクランキング等電源電圧が不安定になる場合を検出するユニットを設置し、診断結果の通信を行うためのネットワークにおいて、一定期間通信診断を遮断する命令を送る構成となっていた。このため、例えば、エンジンキーがＡＣＣ（アクセサリー） ＯＮの状態のまま放置された場合のように、電源電圧は緩慢に長時間に渉って低下するため、“各ユニットの故障か”、“電圧低下による異常か”の判別が不明確となり、したがって、電圧低下検出の閾値付近での判定が不安定になり通信診断結果データの信頼性が低くなるという問題があった。この問題を回避するため、低電圧時での通信診断を行わないように通信可能電圧を別途検出する専用低電圧検知回路を設けることにより、電源電圧低下状態での通信診断結果データの信頼性を確保する方法が採られていた。

しかし、このように、従来の方法では、緩慢な電圧低下状態の場合に対応するために別途、専用低電圧検知回路を必要とすること、通信可能電圧と異なる電圧値を有する通信以外の機能に対する最低動作電圧を検出する必要がある場合には別の低電圧検知回路が必要になること等、コスト増を来たす問題を有していた。さらに、電圧低下を検出する閾値電圧はネットワークに接続される各ユニットの動作可能電圧の中で最大電圧で設定しているため、そのネットワークにさらに高い電圧でないと動作可能にならないユニットが接続される場合は、低電圧検出回路の変更が必要となってくる。

特開２００３−１５８７８２号公報

以上説明したように、従来の電源電圧低下に対する対策においては、緩慢な電圧低下に対するデータ信頼性が低く、ネットワークに接続されているパワーデバイスの種類、その他接続機器の性能等により低電圧検出器の増設、あるいは設定変更等コスト増をもたらす問題があった。本発明においては、これら問題を解決し、信頼性の高い通信診断結果を確保することを目的とした。

前記目的を達成するために本発明においては、以下に示す手段を開示している。すなわち、本発明に係る通信診断装置は、主装置と複数の制御対象機器とがネットワークを介して接続されており、この複数の制御対象機器からは予め定められた一定時間間隔でこれら機器からの情報が送信されており、主装置においてはこれら制御対象機器からの情報を上記の間隔で到来するのを監視している。ここで、これら各装置および機器の動作保証の最低電圧は主装置が最も低く設定されている。今、電源電圧が次第に低下し、制御対象機器が順次動作不良を生じた時、これら機器からの情報が一定間隔で送信されなくなるため、主装置側では通信異常として異常履歴記憶手段に記憶する。さらに電源電圧の低下が進み、主装置に搭載している低電圧検知装置が主装置の最低動作保証電圧以下に下がったことを検出した時、上記の異常履歴記憶手段に記憶されている異常記録を削除し、同時にこの削除したことを新しい履歴情報として診断履歴更新手段に記憶させる構成としている。

本発明によれば、主装置の最低動作保証電圧を他の制御対象機器よりも低く設定し、かつ、一定時間間隔で各制御対象機器からの情報を主装置が収集する構成としているため、制御対象機器が動作不良を生じても、主装置側ではその情報を正常に記憶できるため、信頼性のある通信診断結果を確保することが出来る。

図１は本発明の基本動作を説明する通信ネットワークの構成図である。図１においてユニットＡ１０１は本ネットワーク系に接続されている制御対象機器類の主装置となっており、他の各ユニットである制御対象機器(図１ではユニットＢ１０２、Ｃ１０３、Ｄ１０４)から定期的に送信されるデータを監視し、予め定められた一定時間の間そのデータが受信できない状態が継続した時には通信異常として診断記録を残す機能を有している。このユニットＡ１０１の最低動作保証電圧は他のユニット（Ｂ１０２，Ｃ１０３，Ｄ１０４）の何れの動作電圧よりも低く設定しており(例えばユニットＢ１０２、ユニットＣ１０３、ユニットＤ１０４の各ユニットに対する動作電圧をそれぞれ９Ｖ、８．５Ｖ、８Ｖとした場合ユニットＡ１０１の最低動作保証電圧を７Ｖとする)、また、ユニットＡ１０１はこの設定された電圧値（７Ｖ）を検出する低電圧検出回路を有している。なお、ユニットＢ１０２、Ｃ１０３、Ｄ１０４には低電圧検出回路は搭載されていないため、９Ｖ以下に電源電圧が低下すると各ユニット自体の動作は保証されず、データの信頼性は低下する。

図２はエンジンキーがＡＣＣ ＯＮの状態が継続した場合の電源電圧の変動を示すもので、電源電圧が９Ｖ以下に低下するとユニットＢ〜Ｄの動作は順次停止し、したがって通信も停止する。図２において電源電圧が７Ｖ〜９Ｖの電圧範囲ではユニットＡは通常動作を行っているが、ユニットＢ〜Ｄは上記のように動作を停止するため、定期的に送信されるデータを受信することは出来ず、これら送信のあったことは異常診断の履歴に記録される。このように、ネットワーク上での主装置（以上の例ではＤＶＤナビゲーション５０１）の最低動作保証電圧値（７Ｖ）までは通信動作を行い、その電圧値以下になると履歴情報を削除し、削除したことを新たに履歴として残す構成としたことが本発明のポイントである。これにより、動作電圧の異なるユニットを追加接続しても低電圧検知回路を追加する必要がなく、データの信頼性を確保している。

図３はこの処理過程のフローチャートを示すもので、システム始動後、定期的に送信されて来るデータの監視を行うためのタイマーが始動し(ステップ３０１)、データが受信した場合(ステップ３０２のＹＥＳ)は監視タイマーをリスタートし(ステップ３０３)次のデータの到来を待つ。データが到来しない状態が続く場合（ステップ３０２のＮＯ）データの監視タイマーがタイムアウトになるまでこの状態が継続される（ステップ３０４のＮＯ）。ユニットからのデータが到来せずタイムアウトとなった場合(ステップ３０４のＹＥＳ)はステップ３０５に移り通信異常を履歴に記録する。

図４はこの状態を経過して、さらに電源電圧低下が継続する場合の処理を示すものである。この場合電源電圧が最低動作保証電圧、例えば上記の７Ｖに低下するまでは上記の状態が継続されるが（ステップ４０１のＹＥＳ）、７Ｖ以下に低下すると(ステップ４０１のＮＯ)上記の異常診断履歴に記録された内容を削除することにより(ステップ４０２)動作保証の出来ない状態(図２の電源電圧が７Ｖ〜９Ｖの範囲)での診断記録を削除し、診断結果データの信頼性を確保している。なお、この診断記録の一連の削除処理は診断履歴更新手段により実行され記憶される(ステップ４０３)。この後、各ユニットの動作を停止し、通信診断を停止することで(ステップ４０４)一連の動作を終了する。

図５はこの通信ネットワークの具体的構成例を示すものである。図５においてＤＶＤナビゲーション５０１は図１におけるユニットＡに相当するもので、診断機能を有するものである。これに接続されるユニットとしては、例えばＡＵＤＩＯ装置（５０２）、周辺カメラ（５０３）、ＴＶチューナ（５０４）等があり、これら各ユニットからは送信データが周期的(例えば５００ｍｓ毎)に送信され、ＤＶＤナビゲーション５０１ではこの送信されてくるデータを監視し、２秒間データが受信できない状態が継続すると通信異常として診断記録を残す機能を有している。図６にこの診断記録を記録するメモリ（以下、診断メモリと呼ぶ）の内容を示すもので、図６の内容はその初期設定の状態である。

ＤＶＤナビゲーション５０１にはＤＶＤ装置が搭載されており、その最低動作保証電圧は７Ｖであり、この電圧値を検出する低電圧検出回路を有している。図５においてＤＶＤナビゲーション５０１以外のユニット（ＡＵＤＩＯ５０２、周辺カメラユニット５０３、ＴＶチューナ５０４）は低電圧検出回路を有しておらず、９Ｖ以下になるとこれらユニット自体の動作は保証されていない。図２で示した例えばエンジンスイッチをＡＣＣ ＯＮのまま放置した場合の電圧変化で９Ｖ以下の状態になるとＤＶＤナビゲーション５０１以外のユニットの動作は停止し、したがって通信も停止する。また、７Ｖ〜９Ｖの間の範囲ではＤＶＤナビゲーション５０１は通常の動作を行っているが、その他のユニットは既に動作が停止しているために定期的に送信されてくるデータは受信されず、診断異常を履歴に残すことになる。図７はこの場合の診断メモリの内容を示すもので、診断異常フラグとして診断異常履歴の欄に「異常有り」が記録される。
その後さらに電圧低下が続き、７Ｖ以下になるとＤＶＤナビゲーション５０１のユニットは内蔵の低電圧検出回路により動作を停止するが、それと同時に図７の診断メモリの診断異常履歴を「異常なし」とし、さらに診断異常履歴の欄を削除したことを残すために図８に示すように診断異常削除履歴を「ＯＮ」にする。これを第１の方法とする。

また、別の診断履歴削除の方法として、診断メモリに低電圧検出履歴の欄を追加した形式に形式変更することで、低電圧検出時に図９に示す低電圧検出履歴の欄に「検出」を書き込む。
この時には、上記方法１の場合のような診断異常履歴の削除（異常なし）は行わない。次に再起動（ＡＣＣ ＯＮ）の際に低電圧検出履歴が「検出」の状態にあった場合、異常診断履歴を「異常なし」にし、診断異常削除履歴を「ＯＮ」にして以前に異常が検出されていることを記憶する方法がある。これを第２の方法とする。この状態を図１０に示す。この第２の方法により、再起動後の安定状態において診断メモリに書き込みが出来るので、診断の信頼性を向上させることが可能となっている。

上記の方法１及び方法２において、方法１においては、構成は比較的単純となるものの、電圧低下の不安定状態で診断メモリの書き込みを行うことになる。これに対し方法２においては、次回起動後の安定状態で診断メモリの書き込みを行うことになるので一層の信頼性向上が図れる。エンジンキーをＩＧＮ（イグニション） ＯＦＦの場合は図２における電源電圧が一気にゼロまで低下するため、それ以前に発生していた異常が正常電圧値での異常（すなわち機器自体の異常）と診断し得るが、ＡＣＣ ＯＮの場合のように緩慢な電圧降下に対しては動作電圧の限界値付近では“機器自体の故障か”、“電圧降下による異常か”の判別は困難であるが、本発明で述べたように各段階での履歴情報を記録しておくことによりこの判別が可能となった。

本発明におけるネットワークの基本構成を示す構成図。 ＡＣＣ ＯＮの状態における緩慢な電圧低下の状況を示す電圧-時間関係図。 通信異常発生時の診断手順を示すフロー図。 低電圧検出時のデータ記憶手順を示すフロー図。 ネットワーク構成の具体例を示すネットワーク構成図。 通信異常検出時の診断メモリの状態を示す図表。 通信異常検出時の診断メモリの状態を示す図表。 低電圧検出時の診断メモリの状態を示す図表。 低電圧検出時の診断メモリの状態を示す他の図表。 低電圧検出後、再起動（ＡＣＣ ＯＮ）時の診断メモリの状態を示す図表。

符号の説明

１０１：主装置となるユニット
１０２，１０３，１０４：制御対象機器となるユニット
５０１：ＤＶＤナビゲーション ５０２：ＡＵＤＩＯ機器
５０３：周辺カメラ ５０４：ＴＶチューナ

Claims (3)

1. 主装置と複数の制御対象機器とがネットワークを介して接続されている通信診断装置において、
   前記主装置は、
   最低動作保証電圧値が何れの前記制御対象機器よりも低く設定されており、
   前記制御対象機器から予め設定された間隔で情報が送信されているか否かを判定する監視手段と、
   前記監視手段により前記制御対象機器からの情報が上記予め設定された間隔で送信されていないと判断された場合には通信異常として履歴を記憶する異常履歴記憶手段と、
   前記主装置に印加されている電源電圧が、前記主装置の最低動作保証電圧値以下に減少したか否かを検出する第１の低電圧検出手段と、
   前記低電圧検出手段により前記主装置に印加されている電源電圧が前記最低動作保証電圧値以下であると判定された場合には、前記異常履歴記憶手段に記憶された異常履歴を削除すると共に、前記異常履歴を削除したことを新たな履歴情報として残す診断履歴更新手段とを備えていることを特徴とする車両通信診断装置。
2. 請求項１に記載の車両通信診断装置において、
   前記診断履歴更新手段は、
   前記低電圧検出手段が主装置の動作電圧が前記最低動作電圧値以下であると判定した場合には、前記異常履歴記憶手段に記憶された異常履歴を他の記憶形式に変更する形式変更手段をさらに備え、
   前記主装置の次の電源起動時に、前記異常履歴記憶手段により記憶されている異常履歴情報が前記形式変更手段により変更された他の記憶形式である場合には、前記他の記憶形式の異常履歴情報を削除し、削除履歴に当該削除情報を記憶する
   ことを特徴とする車両通信診断装置。
3. 主装置と複数の制御対象機器とがネットワークを介して接続されている通信診断装置における通信診断方法であって、
   前記主装置においては、
   前記制御対象機器から予め設定された間隔で情報が送信されているか否かを監視手段により判定し、
   前記監視手段により前記制御対象機器から情報が予め設定された間隔で送信されていないと判定された場合には通信異常として異常履歴記憶手段に履歴を記憶し、
   前記主装置に印加されている電源電圧が、前記主装置の最低動作保証電圧値以下に減少したか否かを低電圧検出手段により検出し、
   前記低電圧検出手段が主装置の電源電圧値が最低動作保証電圧値以下であると判定した場合には、前記異常履歴記憶手段に記憶された異常履歴を削除すると共に、前記異常履歴を削除したことを新たな履歴情報として残す
   ことを特徴とする車両通信診断方法。

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