JP2006140713A - データ記録装置及びデータ記録方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、データ記録装置及びデータ記録方法に関し、複数種類のデータを収集するシステムを汎用的でかつ簡素に構築することを目的とする。
【解決手段】 複数のノード１０の有する多種類のデータを記録するシステムにおいて、各ノード１０はそれぞれ、定期又は不定期に、予めデータ種類ごとに割り当てられている固有のフレームＩＤが付加されたデータを多重通信線１２へ送出すると共に、記録装置１４の一時保管データテーブル１４ａは、各ノード１０から多重通信線１２を介して送信されるデータをフレームＩＤごとに仕分けて一時保管し、また、記録装置１４の定常用記録媒体１４ｂは、定期的に一時保管データテーブル１４ａ内の全フレームＩＤのデータを一括して纏めて格納する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、データ記録装置及びデータ記録方法に係り、特に、ノードの有する多種類のデータを記録するうえで好適なデータ記録装置及びデータ記録方法に関する。

従来より、車内ＬＡＮを介して接続された複数の制御装置から出力されるデータを記録装置に記録するシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。このシステムにおいては、車両の走行が開始されると、以後、所定のタイミング（例えば定期的）で、エンジン制御装置やＡＢＳ制御装置，ドア制御装置などの複数の制御装置から車内ＬＡＮに対して記録装置宛てのデータが出力されて、記録装置がそれらのデータを記録する。
特開２００２−３３０１４９号公報

しかしながら、上記の特許文献では、複数の制御装置から送られてきた複数種類のデータがどのようなルールに従って記録装置に記録されるのかについて何ら言及がなされていない。この点、例えば車両の故障診断を行うためにはほぼ同時期の複数種類のデータを収集する必要があるが、それにもかかわらず、各制御装置と記録装置との間でそれぞれ独自のルールが定められていると、収集ルールが煩雑化して、システムの汎用性が損われ、その結果として複数種類のデータの収集が困難となる不都合が生じてしまう。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、複数種類のデータを収集するのに汎用的でかつ簡素なシステムにより構築したデータ記録装置及びデータ記録方法を提供することを目的とする。

上記の目的は、請求項１に記載する如く、ノードの有する多種類のデータを記録するデータ記録装置であって、前記ノードは、予めデータ種類ごとに割り当てられている固有のフレームＩＤが付加されたデータを多重通信線へ送出すると共に、前記ノードから多重通信線を介して送信されるデータをフレームＩＤごとに仕分けて保管手段に保管するデータ記録装置により達成される。

また、上記の目的は、請求項４に記載する如く、ノードの有する多種類のデータを記録するデータ記録方法であって、前記ノードは、予めデータ種類ごとに割り当てられている固有のフレームＩＤが付加されたデータを多重通信線へ送出すると共に、前記ノードから多重通信線を介して送信されるデータをフレームＩＤごとに仕分けて保管手段に保管するデータ記録方法により達成される。

本発明において、ノードから多重通信線へ送出されるデータには、予めデータ種類ごとに割り当てられている固有のフレームＩＤが付加されている。かかるデータがノードから多重通信線へ送出されると、そのデータに付加されているフレームＩＤが抽出されて特定され、そのデータがフレームＩＤごとに仕分けされて保管手段に保管される。かかるシステムにおいては、記録すべきデータにそのデータ種類ごとのフレームＩＤを付加することにより、保管手段にフレームＩＤごとに仕分けされたデータが保管されることとなるので、複数種類のデータを収集するうえでのルールが共通化され、汎用的でかつ簡素なシステムが構築されることとなる。

この場合、請求項２に記載する如く、請求項１記載のデータ記録装置において、前記ノードは、予め設定されているタイミングで、記録すべきデータに該データのデータ種類に割り当てられている固有のフレームＩＤを付加したデータフレームを多重通信線へ送出することとすれば、また、請求項５に記載する如く、請求項４記載のデータ記録方法において、前記ノードは、予め設定されているタイミングで、記録すべきデータに該データのデータ種類に割り当てられている固有のフレームＩＤを付加したデータフレームを多重通信線へ送出することとすれば、ノード側から自発的に記録装置側へデータの送信を行う単方向通信が実現されるので、記録装置側からノード側に対してデータの送信を要求する必要のある双方向通信に比べて、多重通信線上での通信量を削減することが可能となる。

更に、請求項３に記載する如く、請求項１又は２記載のデータ記録装置において、フレームＩＤごとに仕分けて前記保管手段に保管されたデータを、所定のタイミングで全フレームＩＤ分一括して記録手段に格納することとすれば、また、請求項６に記載する如く、請求項４又は５記載のデータ記録方法において、フレームＩＤごとに仕分けて前記保管手段に保管されたデータを、所定のタイミングで全フレームＩＤ分一括して記録手段に格納することとすれば、同時期における複数種類のデータを纏めた状態で記録することができる。

請求項１乃至６記載の発明によれば、複数種類のデータを収集するシステムを汎用的でかつ簡素に構築することができる。

図１は、本発明の一実施例であるシステムの構成図を示す。本実施例のシステムは、自動車の各種制御装置に設けられるコンピュータを主体に構成された電子制御ユニットであるＥＣＵやインテリジェントなセンサなどの複数のノード１０と、これら複数のノード１０を接続した多重通信線１２と、更にこの多重通信線１２に接続された記録装置１４と、を備えている。このシステムは、車両の故障診断を行ううえで各ノード１０の有するデータを記録装置１４に収集するためのシステムである。

多重通信線１２は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等のシングル線又はツイストペア線からなる共有バスであり、各ノード１０から送出されるデータを所定の通信プロトコルに従って時分割多重で伝送（多重通信）することを可能としている。各ノード１０から送出されたデータは、多重通信線１２を介して他のノード１０又は記録装置１４へ送信される。

ノード１０は、例えば、ステアリング舵角に応じた信号を出力する舵角センサ、車両の重心軸周りに生ずるヨーレートに応じた信号を出力するヨーレートセンサ、スロットル開度やアクセル開度，エンジン水温等に基づいてエンジン制御を行うエンジンＥＣＵ、車輪速やヨーレート，ステアリング舵角等に基づいて車両の旋回挙動を安定化させるＶＳＣ（Vehicle Stability Control）−ＥＣＵ、シフト操作位置等に基づいて車両のシフトポジションを制御するトランスミッションＥＣＵ、ブレーキ踏力やステアリング舵角等に基づいて車両の制動力を制御するブレーキＥＣＵ、ステアリング舵角等に基づいて操舵アシスト力を制御するパワーステアリングＥＣＵ、エアコン操作スイッチや車内温等に基づいて車内のエアコンディションを制御するオートエアコンＥＣＵ等である。

各ノード１０はそれぞれ、コントローラを内蔵するマイクロコンピュータ（マイコン）と、このマイコンに接続する通信モジュールと、を有している。マイコンは、接続する多重通信線１２の通信プロトコルに従ってコントローラを制御して、自ノード１０から出力すべき出力データを多重通信線１２を介して他のノード１０へ送信すべくデジタル化し、また、他のノード１０から多重通信線１２を介して受信した入力データをデコードして自身での制御を実行する。また、通信モジュールは、コントローラにより制御され、他ノード１０に自ノード１０のデータを送信すると共に、他ノード１０から自ノード１０に送信されたデータを受信する。ノード１０はそれぞれ、自ノード１０に接続するセンサやスイッチの状態に基づいて或いは更に他ノード１０から送信されるデータに基づいて自ノードにおける制御を行う。

すべてのノード１０のうち特定のノード１０は、他の特定のノード１０との間で必要なデータを定期的（例えば５０ｍｓごと）に送受信する。例えば、ＶＳＣ−ＥＣＵとブレーキＥＣＵとエンジンＥＣＵとの間では、ブレーキＥＣＵで検出される車輪速の情報が共有されており、或いは、ＶＳＣ−ＥＣＵで決定された旋回挙動を安定させるための駆動トルクや制動力の制御指令値が共有されている。また、エンジンＥＣＵとオートエアコンＥＣＵとの間では、エンジンＥＣＵで検出されるエンジン水温の情報が共有されている。これらの制御データは、検出したノード１０からそのデータを共有するノード１０へ送信されて、その送信先のノードにおける制御に利用される。

記録装置１４もまた、コントローラを内蔵するマイコンと、マイコンに接続する通信モジュールと、を有している。記録装置１４は、多重通信線１２の通信プロトコルに従ってコントローラを制御して、各ノード１０から多重通信線１２へ自記録装置１４宛てに送信されるデータを通信モジュールで受信し、そのデータを記録する。具体的には、記録装置１４は、送信されてきたデータを一時的に保管する一時保管データテーブル１４ａと、一時保管データテーブル１４ａに保管されるデータを定期的に格納するハードディスクなどの定常用記録媒体１４ｂと、を有しており、ノード１０からのデータをまず一時保管データテーブル１４ａに一時保管した後に定常用記録媒体１４ｂに格納する。各ノード１０は、車両故障を診断するのに必要な記録装置１４に記録すべきデータを多重通信線１２を介して記録装置１４へ送信する。

各ノード１０が多重通信線１２へ送信するデータは、予め所定の構成を有するデータフレームにより構成されている。このデータフレームは、例えば、データの始まりを示すスタートオブフレーム（ＳＯＦ）と、送信データの種類すなわち他の送信データと区別するための識別情報（データ送信の優先順位をも示す）を示すフレームＩＤと、当該送信データの長さを示すデータ長コード（ＤＬＣ）と、送信データ自体の内容（例えば、車輪速の情報や駆動トルクの制御指令値等）を示すフィールドと、伝送エラーをチェックするためのＣＲＣフィールドと、正常に受信が完了したことを確認するためのフィールドと、データの終わりを示すエンドオブフレーム（ＥＯＦ）と、から構成されている。

尚、本実施例のネットワークシステム１０は、各ノード１０が多重通信線１２を介して他のノード１０へ送信すべきデータを時分割多重で送信することが可能なシステムである。すなわち、各ノード１０は、多重通信線１２に他のデータが流れていない状態ではデータ送信を開始することができる一方、他の１以上のノード１０から同時にデータ送信が開始されたときは送信優先順位に従ってデータ送信を行い、他のノード１０からのデータ送信が行われているときは一定時間待機した後にデータ送信を行う。

図２は、本実施例のシステムにおける各ノード１０の有するデータと、そのデータ種類ごとに割り当てられている固有のフレームＩＤとの関係を表した図を示す。尚、以下では適宜、本実施例のシステムが多重通信線１２に接続する３つのノード１０を有する場合について説明し、それらのノード１０をそれぞれＥＣＵ−Ａ、ＥＣＵ−Ｂ、及びＥＣＵ−Ｃとする。

例えば図１及び図２に示す如く、本実施例において、ＥＣＵ−Ａは、記録装置１４に記録すべきデータを一種類（例えば車速）だけ有しており、そのデータには、フレームＩＤ＝“１００”が割り当てられている。また、ＥＣＵ−Ｂは、記録装置１４に記録すべきデータを２種類（例えばエンジン回転数とスロットル開度）だけ有しており、それらのデータには、それぞれフレームＩＤ＝“１０１”と“１０２”とが割り当てられている。更に、ＥＣＵ−Ｃは、記録装置１４に記録すべきデータを一種類（例えばヨーレート）だけ有しており、そのデータには、フレームＩＤ＝“１０３”が割り当てられている。ＥＣＵ−Ａ、ＥＣＵ−Ｂ、及びＥＣＵ−Ｃはそれぞれ、予め定められている定期又は不定期の間隔で、記録装置１４に記録すべきデータを、そのデータの種類に対して割り当てられているフレームＩＤのデータフレームにセットし、そのデータフレームを多重通信線１２へ送出する。

以下、本実施例のシステムにおいて、ノード１０から多重通信線１２へ送出される記録装置１４に記録すべきデータを記録装置１４に記録する手法について説明する。図３は、本実施例のシステムにおいて一のデータがノード１０から送出されてから記録装置１４に格納されるまでの手順を表した図を示す。また、図４は、本実施例のシステムにおいて複数のノード１０からそれぞれ送出されるデータを記録装置１４に格納する手法を説明するための図を示す。

例えば図３に示す如く、ＥＣＵ−Ａは、記録装置１４に記録すべきデータ（図３において“０Ｘ２０”データ）を多重通信線１２へ送出すべきタイミングに至ると、そのデータの種類に対して予め割り当てられたフレームＩＤを“１００”とするデータフレームにそのデータをセットしたうえで、そのデータフレームを多重通信線１２へ送出する。多重通信線１２にかかるデータフレームが送出されると、記録装置１４は、そのデータフレームに含まれるフレームＩＤを読み取り、そのフレームＩＤに基づいて自記録装置１４宛てのデータが含まれると判断してそのデータを受信する。そして、記録装置１４は、予め記録すべき全フレームＩＤのデータをそのフレームＩＤごとに仕分けて一時保管している一時保管データテーブル１４ａ内で、当該フレームＩＤ“１００”のデータを更新（上書き）して保管する。尚、この際、一時保管データテーブル１４ａ内の他のフレームＩＤ（“１０１”〜“１０３”）のデータは、更新されずにそのまま維持される（図３においてフレームＩＤ“１０１”＝“０Ｘ１Ａ”，フレームＩＤ“１０２”＝“０Ｘ８０”）。

また、記録装置１４は、上記した一時保管データテーブル１４ａ内のデータ更新とは別に、その一時保管データテーブル１４ａ内の全フレームＩＤのデータを一括して定期的（例えば１秒ごと）にコピーして、纏めて定常用記録媒体１４ｂに格納する。この際、一時保管データテーブル１４ａ内の全フレームＩＤのデータが全く更新されていなくても、定期的なコピー及び格納は実施される。尚、定常用記録媒体１４ｂには、過去所定期間内に一時保管データテーブル１４ａからコピーされて格納されたすべてのデータが、その記録時刻又は記録順がわかるように格納される。

例えば図４に示す如く、多重通信線１２に送出されたデータの順序が、ＥＣＵ−ＡによるフレームＩＤ“１００”のデータ（データ内容：Ａ１）、ＥＣＵ−ＢによるフレームＩＤ“１０１”のデータ（データ内容：Ｂ２）、ＥＣＵ−ＢによるフレームＩＤ“１０２”のデータ（データ内容：ｂ２）、ＥＣＵ−ＡによるフレームＩＤ“１００”のデータ（データ内容：Ａ２）、及びＥＣＵ−ＣによるフレームＩＤ“１０３”のデータ（データ内容：Ｃ２）の順であると、その順に記録装置１４がデータを受信する。

この場合、記録装置１４は、ＥＣＵ−Ａ〜ＥＣＵ−Ｃからのデータを受信するごとに、一時保管データテーブル１４ａ内で、当該フレームのデータを更新（上書き）して保管する。例えば、ＥＣＵ−ＡによるフレームＩＤ“１００”のデータ（データ内容：Ａ１）を受信すると、一時保管データテーブル１４ａのフレームＩＤ“１００”のデータを“Ａ１”へ更新し、その後、フレームＩＤ“１００”のデータ（データ内容：Ａ２）を受信すると、そのデータを“Ａ１”から“Ａ２”へ更新する。また、ＥＣＵ−ＢによるフレームＩＤ“１０２”のデータ（データ内容：ｂ２）を受信すると、一時保管データテーブル１４ａのフレームＩＤ“１０２”のデータを“ｂ２”へ更新する。

また、記録装置１４は、一時保管データテーブル１４ａ内に保管されている、フレームＩＤ“１０１”のデータが“Ｂ１”であり、フレームＩＤ“１０２”のデータが“ｂ１”であり、フレームＩＤ“１０３”のデータが“Ｃ１”である状況下、フレームＩＤ“１００”のデータを“Ａ１”へ更新した後に、定常用記録媒体１４ｂへのデータコピーを行うべきタイミングに至ると、それら全フレームＩＤのデータを一括してコピーして定常用記録媒体１４ｂに格納する。また、その後、一時保管データテーブル１４ａ内のフレームＩＤ“１０１”のデータを“Ｂ２”へ更新した後に、定常用記録媒体１４ｂへのデータコピーを行うべきタイミングに至ると、一時保管データテーブル１４ａ内の全フレームＩＤのデータを一括してコピーして定常用記録媒体１４ｂに格納する。一方、その格納後、ノード１０からのデータを受信せず一時保管データテーブル１４ａ内のデータ更新を一切行っていないときにも、定常用記録媒体１４ｂへのデータコピーを行うべきタイミングに至ると、その時点での一時保管データテーブル１４ａ内の全フレームＩＤのデータを一括してコピーして定常用記録媒体１４ｂに格納する。以後、同様にして定期的に一時保管データテーブル１４ａ内の全フレームＩＤのデータを一括してコピーして定常用記録媒体１４ｂに連続的に格納する。

上記の如く記録装置１４の定常用記録媒体１４ｂに記憶され収集されたデータは、例えば車両事故後に車両故障の診断を行う際、事故時の車両挙動や操作状況を解析するのに用いられる。例えば定常用記録媒体１４ｂに記憶された時刻から事故の日時が特定され、車速やヨーレートから事故時の車両状況が特定される。

このように、本実施例のシステムによれば、多重通信線１２を介して複数のノード１０及び記録装置１４を接続させたネットワークにおいて、ノード１０の有する複数種類のデータがそれぞれ、そのデータ種類ごとに割り当てられている固有のフレームＩＤを付加されて、ノード１０から記録装置１４宛てに多重通信線１２へ送出され、記録装置１４にフレームＩＤごとに仕分けされて記録される。尚、この記録されたデータは、同時期における複数種類のデータを纏めたものである。

この場合には、記録装置１４にデータを記録するのに、データを送信する各ノード１０は、そのデータをデータ種類ごとのフレームＩＤを有するデータフレームにセットして多重通信線１２へ送出するだけでよく、また、記録装置１４は、自己宛てに送られてきたデータをフレームＩＤごとに仕分けするだけでよく、その送信元のノード１０を把握する必要はない。この点、かかる構成においては、記録装置１４が複数種類のデータを記録するのに記録装置１４と各ノード１０との間で独自のルールを設ける必要はなく、共通のルールに従うこととなるので、ノード１０や記録装置１４の開発コストや負担を抑制でき、汎用的でかつ簡素なデータ記録システムを構築することが可能となる。

また、本実施例のシステムは車両に搭載されるシステムであるが、車両仕様の相違により、ある車種の車両では記録装置１４に記録可能なデータを送信するすべてのノード１０を有する一方で、他の車種の車両では記録装置１４に記録可能なデータを送信するノード１０のうちの一部しか有さないことがある。しかし、この場合にも、記録装置１４は、定常用記録媒体１４ｂへの記録タイミングごとに、一時保管データテーブル１４ａ内の、対応するノード１０が存在しないデータのフレームＩＤを含めて全フレームＩＤのデータを一括して定常用記録媒体１４ｂに格納することとしても、データ更新が行われないデータのフレームＩＤについては初期データ値が継続して格納されるだけであるので、何ら問題は生じない。この点、本実施例のシステムによれば、車両の有するノード１０のデータを記録装置１４に記録するうえで、車種ごとにノード１０や記録装置１４の構成変更や設定変更を行う必要はなく、車種変更等に伴うノード１０の増減に柔軟に対応したデータ記録を実現することが可能となっている。また、逆に、多重通信線１２を介して接続させるノード１０や記録装置１４の増減に柔軟に対応できるので、その拡張性に優れたデータ記録システムを構築することが可能となる。

更に、本実施例のシステムにおいて、ノード１０は、予め定められている定期又は不定期の間隔で自発的に、記録装置１４に記録すべきデータを固有のフレームＩＤのデータフレームにセットして多重通信線１２へ送出する。すなわち、かかる構成においては、データを記録装置１４に記録するうえで、各ノード１０は記録装置１４へデータを送信するだけであり、かつ、記録装置１４は各ノード１０からのデータを受信するだけであって、ノード１０と記録装置１４との通信は単方向通信である。このため、本実施例のシステムによれば、記録装置１４側からノード１０側に対して記録すべきデータの送信を要求する必要のある双方向通信に比べて、多重通信線１２上での通信量を削減することができ、また、その結果として、ノード１０から記録装置１４へのデータの送信頻度を多くすることができ、記録装置１４における記録データの高密度化を図ることが可能となる。

尚、上記の実施例においては、記録装置１４が特許請求の範囲に記載した「データ記録装置」に、一時記憶データテーブル１４ａが特許請求の範囲に記載した「保管手段」に、定常用記録媒体１４ｂが特許請求の範囲に記載した「記録手段」に、それぞれ相当している。

ところで、上記の実施例においては、複数のノード１０（ＥＣＵ−Ａ、ＥＣＵ−Ｂ、及びＥＣＵ−Ｃ）から送信される多種類のデータを、記録装置１４に記録すべきデータとしているが、一のノード１０から多種類のデータを送信させたうえで、その多種類のデータのみを記録装置１４に記録すべきデータとすることとしてもよい。

また、上記の実施例においては、記録装置１４の定常用記録媒体１４ｂに過去所定期間内のすべてのデータが格納されるが、新しいデータを格納すべき状況下でその定常用記録媒体１４ｂがそのデータ容量分だけの残存容量を有していないときは、最も古いデータから順に消去して新しいデータを格納することとすればよい。

更に、上記の実施例においては、ネットワークシステム１０を、自動車の有する各種の電子制御ユニットを多重通信線１４を介して接続させたものとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、自動車以外に搭載されて、電子制御装置を多重通信線を介して接続させたものであってもよい。

本発明の一実施例であるシステムの構成図である。 本実施例のシステムにおける各ノードの有するデータと、そのデータ種類ごとに割り当てられている固有のフレームＩＤとの関係を表した図である。 本実施例のシステムにおいて一のデータがノードから送出されてから記録装置に格納されるまでの手順を表した図である。 本実施例のシステムにおいて複数のノードからそれぞれ送出されるデータを記録装置に格納する手法を説明するための図である。

符号の説明

１０ ノード
１２ 多重通信線
１４ 記録装置
１４ａ 一時保管データテーブル
１４ｂ 定常用記録媒体

Claims (6)

1. ノードの有する多種類のデータを記録するデータ記録装置であって、
   前記ノードは、予めデータ種類ごとに割り当てられている固有のフレームＩＤが付加されたデータを多重通信線へ送出すると共に、
   前記ノードから多重通信線を介して送信されるデータをフレームＩＤごとに仕分けて保管手段に保管することを特徴とするデータ記録装置。
2. 前記ノードは、予め設定されているタイミングで、記録すべきデータに該データのデータ種類に割り当てられている固有のフレームＩＤを付加したデータフレームを多重通信線へ送出することを特徴とする請求項１記載のデータ記録装置。
3. フレームＩＤごとに仕分けて前記保管手段に保管されたデータを、所定のタイミングで全フレームＩＤ分一括して記録手段に格納することを特徴とする請求項１又は２記載のデータ記録装置。
4. ノードの有する多種類のデータを記録するデータ記録方法であって、
   前記ノードは、予めデータ種類ごとに割り当てられている固有のフレームＩＤが付加されたデータを多重通信線へ送出すると共に、
   前記ノードから多重通信線を介して送信されるデータをフレームＩＤごとに仕分けて保管手段に保管することを特徴とするデータ記録方法。
5. 前記ノードは、予め設定されているタイミングで、記録すべきデータに該データのデータ種類に割り当てられている固有のフレームＩＤを付加したデータフレームを多重通信線へ送出することを特徴とする請求項４記載のデータ記録方法。
6. フレームＩＤごとに仕分けて前記保管手段に保管されたデータを、所定のタイミングで全フレームＩＤ分一括して記録手段に格納することを特徴とする請求項４又は５記載のデータ記録方法。

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