JP2005145262A - 車載用ｌａｎシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 車載用ＬＡＮシステムにおいて、ノードにおける通信速度の誤設定による通信途絶を防止する。
【解決手段】 ＥＣＵ４０は、所定の通信速度で特定データを受信し（Ｓ１０３）、特定データを正常に受信できないと判定した場合、すなわち、通信途絶であると判定した場合（Ｓ１０４でＮＯと判定）、通信速度の設定を変更し（Ｓ１０５）、変更した通信速度にて入力データを受信する（Ｓ１０３）。
【選択図】 図３

Description

本発明は、車載用ＬＡＮシステムに関する。

車載用ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）には、ＣＡＮ（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＬＩＮ（ｌｏｃａｌ ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ ｎｅｔｗｏｒｋ）などの標準インタフェース規格があり、標準インタフェース規格毎に通信速度が規定されている。

従来、車載用ＬＡＮに接続されるノード（例えば、ＥＣＵ）は、標準インタフェース規格によって規定された通信速度毎に別々のものが搭載されるようになっていたため、通信速度の違いによるノードの品種増が発生し、生産管理工数が増えてしまうといった問題があった。更に、生産管理工数の増加により、誤組み付けによる通信途絶が発生してしまうという問題があった。

そこで、ハードウェアを共通化しておき、ソフトウェアの設定によってノードの通信速度を変更できるようにして、通信速度の違いによるノードの品種増を抑制することが考えられる。この場合、ノードの通信速度に応じて適正な通信速度にてデータ通信を行う必要がある。

なお、適正な通信速度にてデータ通信を行うようにした車載用ＬＡＮシステムとしては、ＥＣＵのＲＯＭデータを書き換える際にＲＯＭデータ書換装置が通信バスに接続され、ＲＯＭデータ書換装置とＥＣＵとの間で異なる通信速度でのテスト信号の送受信を行い、テスト信号の送受信結果に基づいて適正な通信速度にてＲＯＭデータ書換装置から書換え用データを送信するようにして、ＲＯＭデータの書換え時間を短縮するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−１７５３３１号公報

ところで、車両に装着されるＥＣＵの数は、車種やグレードなどによって異なる。また、車種やグレードなどによって、ＥＣＵの通信速度が異なる場合がある。

例えば、車載用ＬＡＮ規格の１つであるＣＡＮでは、５００ｋｂｐｓ、２５０ｋｂｐｓ、１２５ｋｂｐｓなどの通信速度が規定されている。そして、２５０ｋｂｐｓと５００ｋｂｐｓについては、通信速度と関係なく同一のハーネスやドライバーを用いることができるようになっており、ノードを組み付けた後にソフトウェアの設定によってノードの通信速度を設定できるようになっている。また、ＣＡＮにおいては、通信速度が低速の場合よりも高速の場合の方が、通信バスに接続可能なノード数が制限される。

車両に装着されるＥＣＵの数が少ない場合、図４（ａ）に示すように、ＥＣＵ１〜１３の全てのノードの通信速度を５００ｋｂｐｓに設定することができる。

しかし、車両に装着されるＥＣＵの数が多く、車載用ＬＡＮの通信バスに接続できるノード数の制限を超えてしまう場合、一部のノードの通信速度を低速の２５０ｋｂｐｓに設定し、より多くのノードを通信バスに接続させることが考えられる。

例えば、ディーラーにおいてオプションとしてＥＣＵ１４〜１６を追加することになり、通信バスに接続できるノード数が制限値を超えてしまう場合、図４（ｂ）に示すように、２５０ｋｂｐｓで動作する通信バスと５００ｋｂｐｓで動作する通信バスとの間に、各通信バス間のプロトコル変換を行うためのゲートウェイを設け、ＥＣＵ１〜１２を５００ｋｂｐｓで動作させ、ＥＣＵ１３〜１６を２５０ｋｂｐｓで動作させることができる。

この場合、例えば、ディーラーの作業者がサービスツールを通信バスに接続し、このサービスツールの操作によりＥＣＵ１〜１２の通信速度を５００ｋｂｐｓに設定し、ＥＣＵ１３〜１６の通信速度を２５０ｋｂｐｓに設定する。

なお、ＥＣＵ１３は、図４（ａ）の構成では５００ｋｂｐｓで動作し、図４（ｂ）の構成では５００ｋｂｐｓで動作することになる。

このように、車種やグレードによって車載用ＬＡＮの構成が変更され、車載用ＬＡＮに新たにＥＣＵが接続された場合や車載用ＬＡＮに接続されたＥＣＵの通信速度に変更が生じた場合、これらのＥＣＵにおける通信速度を設定し直す必要がある。

しかし、例えば、ディーラーの作業者がＥＣＵにおける通信速度の変更を忘れた場合やディーラーの作業者がＥＣＵにおける通信速度を誤って設定してしまった場合、ＥＣＵにおける通信速度の誤設定による通信途絶が発生してしまうといった問題が生じる。

特許文献１に記載の発明は、ＲＯＭデータの書換え時間を短縮することを目的としており、上記したようなノードにおける通信速度の誤設定による通信途絶を防止することはできない。

本発明は上記問題に鑑みたもので、車載用ＬＡＮシステムにおいて、ノードにおける通信速度の誤設定による通信途絶を防止することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、複数のノードが互いに通信バスに接続されてなる車載用ＬＡＮ通信システムであって、前記複数のノードの少なくとも１つは、前記通信バスから入力される入力データを所定の通信速度にて受信する受信手段と、前記受信手段によって前記入力データが正常に受信されたか否かに基づき、通信途絶であるか否かを判定する通信途絶判定手段と、前記通信途絶判定手段によって通信途絶であると判定された場合、前記受信手段における通信速度を変更させる通信速度変更手段と、を備えたことを特徴としている。

このように、前記通信途絶判定手段によって通信途絶であると判定された場合、前記受信手段における通信速度を変更させる通信速度変更手段と、を備えたので、ノードにおける通信速度の誤設定による通信途絶を防止することができる。

また、請求項２に記載の発明のように、前記受信手段には、前記通信バスから定期的に入力データが入力されるようになっており、前記通信途絶判定手段は、前記受信手段によって前記所定時間を経過しても前記入力データが受信されない場合に、通信途絶であると判定することができる。

また、請求項３に記載の発明のように、前記通信途絶判定手段によって通信途絶でないと判定された場合、前記受信手段によって前記入力データが正常に受信されたときの前記通信速度を、前記受信手段における前記通信速度として記憶手段に記憶することができる。

（第１実施形態）
本発明に係る車載用ＬＡＮシステムの構成例を図１に示す。図に示すように、ＥＣＵ１０、２０、３０が通信バス８０に接続され、ＥＣＵ４０が通信バス８１に接続されている。具体的には、ボデー制御ＥＣＵ１０、シートＥＣＵ２０、ドアＥＣＵ３０が通信バス８０に接続され、スマートエントリーＥＣＵ４０が通信バス８１に接続されている。そして、通信バス８０と通信バス８１との間にはゲートウェイ７０が備えられている。

なお、図１に示す構成では、通信バス８０に接続されたＥＣＵ１０、２０、３０の通信速度と通信バスに接続されたＥＣＵ４０の通信速度が異なる場合を想定して、通信バス８０と通信バス８１との間にゲートウェイ７０が設けられた構成となっているが、ＥＣＵ１０、２０、３０、４０が同一の通信速度で動作する場合、通信バス８０と通信バス８１との間は直接接続され、ゲートウェイ７０は設けられない。また、通信バス８０には、サービスツール５０や工場装置６０が接続されるようになっている。

なお、本実施形態における車載用ＬＡＮシステムでは、各ＥＣＵ１０〜４０の相互間通信は、通常モード通信として扱われ、サービスツール５０または工場装置６０による通信（点線で示す）は、特殊モード通信として扱われる。

各ＥＣＵ１０〜４０は、何れも周知のマイコンを主体として構成され、同様の構成となっているが、その一例として、ボデー制御ＥＣＵ１０について説明する。

ボデー制御ＥＣＵ１０は、マイコン１１および不揮発性メモリとしてのＥＥＰＲＯＭ１１ｄを備えている。マイコン１１は、各種演算処理を行うためのプログラムが記憶されたＲＯＭ１１ａ、ＲＯＭ１１ａに記憶されたプログラムに基づいて演算処理を行うＣＰＵコア１１ｂ、ＣＰＵコア１１ｂによって演算処理が行われる際に演算データを一時的に記憶するＲＡＭ１１ｃを有している。なお、ＲＡＭ１１ｃに記憶されたデータは、バッテリ電源からの電源供給を受けている間は保持され、バッテリ電源からの電源供給が停止されると消去される。

また、ボデー制御ＥＣＵ１０は、ソフトウェアの設定によって、送受信における通信速度の設定を変更できるようになっている。

サービスツール５０は、ディーラーや整備工場などに備えられるもので、各ＥＣＵ１０〜４０のＲＯＭデータの書換えや診断プログラムを実行するための端末である。

工場装置６０は、製造工場の製造ラインなどに設置されるもので、各ＥＣＵ１０〜４０のＲＯＭデータの書き込み、診断プログラムの実行、その他出荷時における検査を行うための端末である。

サービスツール５０および工場装置６０は、ディスプレイ、操作スイッチおよびコネクタ付きケーブルを有している。

作業者は、各ＥＣＵ１０〜４０のＲＯＭデータの書換えや診断プログラムを実行する際に、サービスツール５０または工場装置６０のコネクタを通信バス８０に接続する。そして、サービスツール５０または工場装置６０のディスプレイに表示されるメニューに従って入力キーを操作すると、各ＥＣＵ１０〜４０のＲＯＭデータの書換えや診断プログラムが実行され、車両のダイアグ情報や車両に備えられた各種センサの状態がディスプレイに表示されるようになっている。

また、サービスツール５０および工場装置６０は、各ＥＣＵ１０〜４０に対して、後述する通信速度の自動設定処理を行うためのトリガ信号を出力することができるようになっている。このトリガ信号は、各ＥＣＵ１０〜４０に接続された信号線（図示せず）を介してレベル信号として出力される。

次に、ＣＡＮにおけるデータフレームについて説明する。ＣＡＮにおけるフレームとしては、データフレーム、リモートフレーム、エラーフレーム、オーバーロードフレーム、インターフレームスペースがある。

このように、データフレームは、ＣＡＮにおけるフレームの１つであり、送信ノードから受信ノードへデータを送信するためのフレームである。

なお、リモートフレームは、受信ノードが同じＩＤをもつ送信ノードへデータを要求するためのフレームであり、エラーフレームは、エラーを検出したときに他のノードへエラーを通知するためのフレームであり、オーバーロードフレームは、受信ノードが受信準備未完了を通知するためのフレームであり、インターフレームスペースは、データフレームおよびリモートフレームを前のフレームと分離させるためのフレームである。

本実施形態における車載用ＬＡＮシステムにおいて、各ＥＣＵ２０〜４０には、ＥＣＵ１０から定期的（例えば１０秒毎）に少なくとも１つのデータフレームが入力されるようになっている。そして、各ＥＣＵ２０〜４０は、ＥＣＵ１０から入力されるデータフレームを所定時間内に正常に受信したか否かに基づき、通信途絶であるか否かを判定する処理を行う。

図２に、ＣＡＮにおけるデータフレームの構成の一例を示す。図に示すように、データフレームは、スタート・オブ・フレーム（ＳＯＦ）、アービトレーション・フィールド、コントロール・フィールド、データ・フィールド、ＣＲＣフィールド、ＡＣＫフィールドおよびエンド・オブ・フレーム（ＥＯＦ）によって構成されている。

スタート・オブ・フレームは、データフレームの開始を示すフィールドである。

アービトレーション・フィールドは、フレームの優先順位を表すフィールドである。このアービトレーション・フィールドには、予め識別子（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ、以下ＩＤという）によって優先順位が決められる。

本実施形態では、予めフレームの優先順位を考慮してＥＣＵ毎に割り当てられたＩＤがアービトレーション・フィールドに設定される。すなわち、このアービトレーション・フィールドに設定されたＩＤが、送信元のＥＣＵを特定するための情報となる。

コントロール・フィールドは、予約ビットとデータのバイト数を示すフィールドである。

データ・フィールドは、データの中身であり、０〜８バイトのデータが設定される。

本実施形態では、データ・フィールドの１バイト目に、データ・フィールドに設定されるデータの種類を識別するための情報が設定される。すなわち、データ・フィールドに設定されるデータが８バイト以上となる場合、複数のデータフレームに分割して送信する必要があり、これらのデータフレームにおけるデータ・フィールドに設定されるデータの種類を識別するための情報が１バイト目に設定される。

ＣＲＣフィールドは、フレームの伝送誤りをチェックするフィールドである。

ＡＣＫフィールドは、正常受信した確認の合図を示すフィールドである。

エンド・オブ・フレームは、データフレームの終了を示すフィールドである。

次に、図３を参照して、スマートエントリーＥＣＵ４０を例に、ＥＣＵ２０〜４０のマイコンによる通信速度の自動設定処理について説明する。なお、ＥＣＵ４０の詳細について図示しないが、上記したようにボデー制御ＥＣＵ１０と同様の構成となっている。また、図３に示す通信速度の自動設定処理は、バッテリ電源から電源供給により、常時定期的に実行されるもので、例えば、イグニッションスイッチがオフの状態であっても実行されるようになっている。

まず、図示しないイグニッションスイッチがオンしたことを示す信号が入力されたか否かに基づき、車載用ＬＡＮシステムの電源がオンされたか否かを判定するとともに、サービスツール５０または工場装置６０から特殊モード通信によって、トリガ信号が入力されたか否かを判定する（Ｓ１００）。

ここで、車載用ＬＡＮシステムの電源がオンされないと判定した場合、または、トリガ信号が入力されないと判定した場合（Ｓ１００でＮＯと判定）、Ｓ１００の判定を繰り返す。

また、Ｓ１００において、車載用ＬＡＮシステムの電源がオンされたと判定した場合、または、トリガ信号が入力されたと判定した場合（Ｓ１００でＹＥＳと判定）、ＥＥＰＲＯＭのアドレスおよびデータを読み出すための制御信号（リード信号など）を出力してＥＥＰＲＯＭのデータを読み出し、ＥＥＰＲＯＭに通信速度が記憶されているか否かを判定する（Ｓ１０１）。

ここで、ＥＥＰＲＯＭに通信速度が記憶されていない場合、ＥＣＵ４０の通信速度をデフォルトの通信速度に設定する。ここでは、デフォルトの通信速度として５００ｋｂｐｓに設定する（Ｓ１０６）。

そして、ＥＥＰＲＯＭのアドレスおよびデータを書き込むための制御信号（ライト信号など）を出力して、デフォルトの通信速度をＥＥＰＲＯＭに書き込み（Ｓ１０７）、Ｓ１００の判定に戻る。

また、Ｓ１０１において、ＥＥＰＲＯＭに通信速度が記憶されていると判定した場合、通信速度の設定をＥＥＰＲＯＭから読み出した通信速度に設定する（Ｓ１０２）。そして、設定された通信速度にて通信バス８１から入力される入力データを受信する受信待ち状態となる（Ｓ１０３）。

そして、通信バス８１から入力される入力データを受信すると、データ・フィールドの１バイト目に設定されたデータの種類を識別するための情報と、アービトレーション・フィールドに設定された送信元のＥＣＵを特定するための情報に基づき、受信したデータが定期的に入力される特定データであるか否かを判定する。

例えば、データ・フィールドの１バイト目に１が設定され、アービトレーション・フィールドに送信元ＥＣＵとしてＥＣＵ１０が設定されたデータフレームを特定データとして、この特定データが所定時間内に入力されたか否かに基づき、通信途絶でないか否か、すなわち、特定データを正常に受信できたか否かを判定する。なお、通信バス８１から所定時間（例えば、１０秒）内に何もデータが入力されない場合は、通信途絶と判定する（Ｓ１０４）。

ここで、通信途絶であると判定した場合、すなわち、正常に受信できないと判定した場合、（Ｓ１０４でＮＯと判定）、通信速度の設定を２５０ｋｂｐｓに変更する（Ｓ１０５）。そして、変更された通信速度にて入力データの受信待ち状態となり、Ｓ１０３の判定へ戻る。

また、Ｓ１０４において、通信途絶でないと判定した場合、すなわち、正常に受信できたと判定した場合、（Ｓ１０３でＹＥＳと判定）、ＥＥＰＲＯＭのアドレスおよびデータを書き込むための制御信号（ライト信号など）を出力して、フレームを正常に受信したときの通信速度をＥＥＰＲＯＭに書き込み（Ｓ１０７）、Ｓ１００へ戻る。

上記したように、ＥＣＵ４０は、通信途絶であると判定した場合、通信速度の設定を変更し、変更した通信速度にて入力データを受信するので、通信速度の誤設定による通信途絶を防止することができる。

また、図３のフローチャートに示すように、通信速度の自動設定処理は、通常モード通信と特殊モード通信のどちらからでも、行うことができるようになっている。したがって、サービスツール５０または工場装置６０を通信バス８０に接続して、サービスツール５０または工場装置６０からトリガ信号を発生させることなく、車載用ＬＡＮシステムの電源をオンするだけで、通信速度の自動設定処理を行うことができる。

また、通信途絶を判定するために用いるデータ（フレーム）は、通信途絶を判定することを目的としたデータ（フレーム）ではなく、通常、各ＥＣＵ１０〜４０の相互間通信で定期的に送受信されるデータフレームが用いられているので、通信バスの負荷が大きくなることはない。なお、通信途絶を判定することを目的としたデータ（フレーム）によって、通信途絶を判定するようにしてもよい。

なお、上記実施形態において、受信手段は図３のＳ１０３に相当し、通信途絶判定手段は同Ｓ１０４に相当し、通信速度変更手段は同Ｓ１０５に相当し、通信速度確定手段は同Ｓ１０６に相当する。

また、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々なる形態で実施することができる。

上記実施形態では、車載用ＬＡＮシステムとして、ＣＡＮを例に示したが、ＣＡＮに限定されることなく、他のインタフェースに適用することもできる。

また、上記実施形態では、５００ｋｂｐｓと２５０ｋｂｐｓの２種類から通信速度の設定を変更する例について示したが、これらの通信速度に限定されることなく、また、２種類以上の通信速度の車載用ＬＡＮシステムに適用することができる。

また、上記実施形態では、ＥＣＵ４０のマイコンを例に、ＥＣＵ２０〜４０の各マイコンによる通信速度の自動設定処理について示したが、通信バスに接続された複数のＥＣＵの少なくとも１つが、図３に示す通信速度の自動設定処理を行う場合についても適用することができる。

また、上記実施形態において、ＥＣＵ４０は、特定のＥＣＵ１０から入力されるデータフレームを所定時間内に正常に受信したか否かに基づき、通信途絶であるか否かを判定する処理を行う例について示したが、データフレームに限ることなく、リモートフレーム、エラーフレーム、オーバーロードフレーム、インターフレームスペースなど、他のフレームを所定時間内に正常に受信したか否かに基づき、通信途絶であるか否かを判定する処理を行うようにしてもよい。この場合、データフレームと同様に、特定のＥＣＵから他のＥＣＵへフレームを定期的に送信するようにしておき、フレーム内に、送信元ＩＤのような送信元を識別する情報を含むようにしておけばよい。

また、図３のＳ１０４において、ＥＣＵ４０は、データ・フィールドの１バイト目に設定されたデータの種類を識別するための情報と、アービトレーション・フィールドに設定された送信元のＥＣＵを特定するための情報に基づき、受信したデータが定期的に入力される特定データであるか否かを判定する例について示したが、アービトレーション・フィールドに設定された送信元のＥＣＵを特定するための情報のみに基づいて、受信したデータが定期的に入力される特定データであるか否かを判定するようにしてもよい。

また、図３のＳ１０６において、デフォルトの通信速度として高速の５００ｋｂｐｓを設定し、通信途絶であると判定した場合に、Ｓ１０５において通信速度を低速の２５０ｋｂｐｓに変更して入力データを受信する例について示したが、デフォルトの通信速度として低速の通信速度を設定し、通信途絶であると判定した場合に、高速の通信速度にて入力データを受信するようにしてもよい。

また、上記実施形態において、通信速度をＥＥＰＲＯＭに記憶する例について示したが、ＲＡＭに記憶するようにしてもよい。このようにＲＡＭに通信速度を記憶する場合、一時的にバッテリからの電源供給が停止されると、ＲＡＭに記憶されたデータは消去されてしまうが、図３に示すフローチャートに示すように、車載用ＬＡＮシステムの電源がオンされると、デフォルトの通信速度がＲＡＭに書き込まれることになるため、通信速度を記憶するためにＥＥＰＲＯＭを備える必要はない。

本発明に係る車載用ＬＡＮシステムの構成を示す図である。 ＣＡＮにおけるデータフレームの構成の一例を示す図である。 ＥＣＵのマイコンによる通信速度の自動設定処理を示すフローチャートである。 ＥＣＵにおける通信速度の誤設定について説明するための図である。

符号の説明

１０…ボデー制御ＥＣＵ、１１…マイコン、１１ａ…ＲＯＭ、１１ｂ…ＣＰＵコア、
１１ｃ…ＲＡＭ、１２…ＥＥＰＲＯＭ、２０…シートＥＣＵ、３０…ドアＥＣＵ、
４０…スマートエントリーＥＣＵ４０、５０…サービスツール、６０…工場装置、
７０…ゲートウェイ、８０、８１…通信バス。

Claims (3)

1. 複数のノードが互いに通信バスに接続されてなる車載用ＬＡＮ通信システムであって、
   前記複数のノードの少なくとも１つは、
   前記通信バスから入力される入力データを所定の通信速度にて受信する受信手段と、
   前記受信手段によって前記入力データが正常に受信されたか否かに基づき、通信途絶であるか否かを判定する通信途絶判定手段と、
   前記通信途絶判定手段によって通信途絶であると判定された場合、前記受信手段における通信速度を変更する通信速度変更手段と、を備えたことを特徴とする車載用ＬＡＮ通信システム。
2. 前記受信手段には、前記通信バスから定期的に入力データが入力されるようになっており、
   前記通信途絶判定手段は、前記受信手段によって定期的に前記入力データが受信されない場合に、通信途絶であると判定することを特徴とする請求項１に記載の車載用ＬＡＮ通信システム。
3. 前記通信途絶判定手段によって通信途絶でないと判定された場合、前記受信手段によって前記入力データが正常に受信されたときの通信速度を、前記受信手段における前記通信速度として記憶手段に記憶する通信速度確定手段と、を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の車載用ＬＡＮ通信システム。
   
   

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