JP2007067812A - フレーム監視装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＣＡＮバス上に送出される不適切なフレームを検出する。
【解決手段】 フレーム監視装置１０は、ＣＡＮバス３１上に送出される全てのフレームを受信する。フレーム監視装置１０には、ＣＡＮバス３１上に送出されるべきフレームに関するフレーム情報が予め記憶されている。フレーム監視装置１０は、ＣＡＮバス３１から受信したフレームのフレーム情報と、予め記憶しているフレーム情報とを比較する。フレーム監視装置１０は、比較結果により、ＣＡＮバス３１から受信したフレームが適正なフレームであるか否か判断する。
【選択図】 図１

Description

本発明はフレーム監視装置に関し、特にＣＡＮバス上のフレームを監視するフレーム監視装置に関する。

車両には、特定の制御機能を持ったコンピュータやセンサからなる複数の電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）が搭載されており、これらは、ＬＡＮ（Local Area Network）によって相互に接続され、ネットワークを構成している。車載ＬＡＮのシステムでは、各種プロトコルが採用されているが、中でもＣＡＮ通信プロトコルが主流になりつつある。

このＣＡＮ通信プロトコルは、以下のような特徴を有している。バスに接続されるノードごとにアドレスの割付が不要である。フレーム（データ）ごとに識別子（ＩＤ：Identifier）が付与されている。バスが空いていればどのノードもいつでもフレームを送信でき、全ノードで同時に受信することができる（マルチマスタ方式）。非マスタ・スレーブ方式のため管理ノード、監視ノードが不要である。ＩＤによる受信フィルタリングを行っている（特定のフレームのみ受信する）。フレームの同時送信による衝突検知時は、ＩＤによって調停（ＩＤが小さいほど高優先）する。

ここで、ＣＡＮ通信プロトコルを採用したネットワークについて説明する。
図１２は、ＣＡＮ通信プロトコルによるネットワークの一例を示したシステム図である。このシステムは、電子制御ユニットとする複数のノード１０１〜１０３を有し、これらのノード１０１〜１０３は、ＣＡＮバス１０４に接続されている。

ノード１０１〜１０３は、フレームを送信するとき、予め決められている固有のＩＤをフレームに含めて送信する。図の例の場合、ノード１０１はＩＤ１１１ｈのフレームを送信し、ノード１０２はＩＤ２２２ｈのフレームを送信し、ノード１０３はＩＤ３３３ｈのフレームを送信する。そして、各ノード１０１〜１０３は、フレームに含まれているＩＤによって、受信すべきフレームを受信する。図の例の場合、ノード１０１はＩＤ２２２ｈ，ＩＤ３３３ｈのフレームを受信し、ノード１０２はＩＤ３３３ｈのフレームを受信し、ノード１０３はＩＤ１１１ｈのフレームを受信する。

なお、所望のエラー・メッセージを送出することで、各種エラー検知および復帰等を含む処理動作を検証することができるエラー・メッセージ送信装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−７３４３０号公報

しかし、ＣＡＮバスに接続されているノードの故障や、設計段階におけるデバック時等において、ＣＡＮバス上に送出されるべきでない不適切なフレームがＣＡＮバス上に送出される場合があり、このようなＣＡＮバス上のフレームを検出できることが望まれていた。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、ＣＡＮバス上に送出される不適切なフレームを検出することができるフレーム監視装置を提供することを目的とする。

本発明では上記問題を解決するために、ＣＡＮバス上のフレームを監視するフレーム監視装置において、前記ＣＡＮバス上に送出されるフレームを受信するフレーム受信手段と、前記ＣＡＮバス上に送出されるべきフレームに関するフレーム情報が予め記憶されたフレーム情報記憶手段と、前記フレーム受信手段によって受信されたフレームのフレーム情報と、前記フレーム情報記憶手段に記憶されているフレーム情報とを比較するフレーム情報比較手段と、前記フレーム情報比較手段の比較結果により、前記フレーム受信手段によって受信されたフレームが適正であるか否か判断するフレーム判断手段と、を有することを特徴とするフレーム監視装置が提供される。

このようなフレーム監視装置によれば、ＣＡＮバス上に送出されるべきフレームに関するフレーム情報を予め記憶し、ＣＡＮバス上に送出されるフレームを受信して、この受信したフレームのフレーム情報と予め記憶されているフレーム情報を比較する。そして、比較結果に応じて受信したフレームが送出されるべき適正なフレームであるか判断する。

本発明のフレーム監視装置では、ＣＡＮバス上に送出されるべきフレームに関するフレーム情報を予め記憶し、ＣＡＮバス上に送出されるフレームを受信して、この受信したフレームのフレーム情報と予め記憶されているフレーム情報を比較する。そして、比較結果に応じて受信したフレームが送出されるべき適正なフレームであるか判断するようにした。これによって、ＣＡＮバス上に送出される不適切なフレームを検出することができる。

以下、本発明の第１の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、第１の実施の形態に係るフレーム監視装置を適用したシステム構成例を示した図である。図に示すフレーム監視装置１０およびノード２１〜２３は、ＣＡＮバス３１に接続されており、ＣＡＮ通信プロトコルに従って通信する。ノード２１〜２３は、例えば、エンジン、ブレーキ、メータを制御する電子制御ユニットであり、車両を制御している。

ノード２１〜２３は、フレームを送信するとき、予め決められている固有のＩＤをフレームに含めて送信する。図の例の場合、ノード２１はＩＤ１１１ｈのフレームを送信し、ノード２２はＩＤ２２２ｈのフレームを送信し、ノード２３はＩＤ３３３ｈのフレームを送信する。そして、各ノード２１〜２３は、フレームに含まれているＩＤによって、受信すべきフレームを受信する。図の例の場合、ノード２１はＩＤ２２２ｈ，ＩＤ３３３ｈのフレームを受信し、ノード２２はＩＤ３３３ｈのフレームを受信し、ノード２３はＩＤ１１１ｈのフレームを受信する。

フレーム監視装置１０には、ノード２１〜２３が送信すべきフレームの情報が予め登録されている。フレーム監視装置１０は、全てのＩＤのフレームを受信することができるようになっており、受信したフレームの情報と、予め登録されている情報とを比較する。そして、受信したフレームの情報と登録されている情報とが一致しない（登録されていない）場合には、ノード２１〜２３のいずれかまたは全てから不適切なフレームが送出されていると判断する。または、送出されるべきフレームが送出されていないと判断する。

このように、フレーム監視装置１０は、ノード２１〜２３からＣＡＮバス３１上へ送出される不適切なフレームを検出する。また、ＣＡＮバス３１上に送出されなければならないフレームにも関わらず、送出されていないフレームを検出する。また、場合によっては、受信したフレームの情報と、登録されている情報とから、故障ノードを特定する。

次に、フレーム監視装置１０のハードウェア構成例について説明する。
図２は、フレーム監視装置のハードウェア構成例を示した図である。図に示すようにフレーム監視装置１０は、マイコン（マイクロコンピュータ）１０ａおよびＣＡＮトランシーバ１０ｂ，１０ｃを有している。マイコン１０ａは、フレーム監視装置１０の装置全体を制御している。マイコン１０ａは、ＣＡＮトランシーバ１０ｂ，１０ｃを介してＣＡＮバス３１からフレームを受信し、また、フレームをＣＡＮバス３１に出力する。ＣＡＮトランシーバ１０ｂ，１０ｃは、２本のワイヤＣＡＮ−ＨＩ，ＣＡＮ−ＬＯで構成されるＣＡＮバス３１に接続される。

マイコン１０ａは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０ａａ、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０ａｂ、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０ａｃ、およびＣＡＮコントローラ１０ａｄ，１０ａｅを有している。

ＲＡＭ１０ａｂには、ＣＰＵ１０ａａに実行させるＯＳ（Operating System）のプログラムやフレームを監視するためのアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。また、ＲＡＭ１０ａｂには、ＣＰＵ１０ａａによる処理に必要な各種データが保存される。ＲＯＭ１０ａｃには、ＯＳやアプリケーションプログラムが格納される。

ＣＡＮコントローラ１０ａｄ，１０ａｅには、ＣＰＵ１０ａａによって、送信するフレームがセットされる。セットされたフレームは、ＣＡＮトランシーバ１０ｂ，１０ｃを介して、ＣＡＮバス３１に出力される。また、ＣＡＮコントローラ１０ａｄ，１０ａｅは、ＣＰＵ１０ａａによってセットされたＩＤのフレームを受信する。ＣＡＮコントローラ１０ａｄ，１０ａｅは、ＣＡＮバス３１上の、全てのＩＤのフレームを受信するようにＩＤがセットされる。

なお、図２では、マイコン１０ａは、２チャンネルでＣＡＮ通信を行えるよう、２つのＣＡＮコントローラ１０ａｄ，１０ａｅを有している。そして、これに対応してフレーム監視装置１０も２つのＣＡＮトランシーバ１０ｂ，１０ｃを有している。図１のシステム構成例では、ＣＡＮ通信は１チャンネルあれば十分なので、ＣＡＮトランシーバ１０ｂ，１０ｃの一方が、ＣＡＮバス３１に接続されていればよい。

また、フレーム監視装置１０のハードウェアは、図２に限るものではない。例えば、ＲＯＭおよびＲＡＭをマイコン１０ａの外部に接続するようにしてもよい。また、ノード２１〜２３も図２と同様のハードウェア構成例を有している。ただし、ノード２１〜２３のＣＡＮコントローラでは、受信すべきフレームのＩＤがＣＰＵによってセットされ、セットされたＩＤのフレームのみを受信する。また、ノード２１〜２３のＣＡＮコントローラでは、ＣＰＵによって送信するフレームの周期（固定）が設定される。

次に、図２のハードウェア構成例によって実現されるフレーム監視装置１０の機能について説明する。
図３は、フレーム監視装置の機能ブロック図である。図に示すようにフレーム監視装置１０は、フレーム受信部１１、受信フレーム情報記憶部１２、フレーム比較・判断部１３、およびフレーム情報記憶部１４を有している。

フレーム受信部１１は、ＣＡＮバス３１に送出されている全てのＩＤのフレームを受信し、受信したフレームに含まれているＩＤ、ＤＬＣ（Data Length Code）を、受信フレーム情報記憶部１２に記憶する。また、フレーム受信部１１は、受信したフレームの受信周期を、その受信したフレームのＩＤおよびＤＬＣに対応させて、受信フレーム情報記憶部１２に記憶する。ここで、フレームのデータ構成例について説明する。

図４は、フレームのデータ構成例の一部を示した図である。図に示すようにフレーム４１は、ＩＤ、コントロール（ＣＯＮＴ）、およびデータ（Ｄａｔａ）のフィールドを有している。ＩＤのフィールドには、フレーム４１に固有の値が格納される。なお、ＩＤは、フレーム４１の優先順も表している。コントロールフィールドには、ＤＬＣが含まれている。ＤＬＣは、後ろに続くデータフィールドのバイト数（１〜８バイト）を示す。データフィールドには、ノード２１〜２３間でやり取りするデータが格納される。

図３の説明に戻る。受信フレーム情報記憶部１２には、フレーム受信部１１によって受信されたフレームのＩＤ、ＤＬＣ、および受信周期が記憶される。受信フレーム情報記憶部１２は、例えば、図２に示したＲＡＭ１０ａｂによって構成される。

フレーム情報記憶部１４には、ＣＡＮバス３１上に送出されるべきフレームの情報が予め記憶されている。フレーム情報記憶部１４は、例えば、図２に示したＲＯＭ１０ａｃによって構成される。なお、ＣＡＮバス３１上に送出されるフレームの情報は、設計段階で決められるため、フレーム情報記憶部１４に予め記憶することができる。ここで、フレーム情報記憶部１４のデータ構成例について説明する。

図５は、フレーム情報記憶部のデータ構成例を示した図である。図に示すようにフレーム情報記憶部１４は、ＩＤ、ＤＬＣ、および通信周期の欄を有している。ＩＤの欄には、各ノードが送出するフレームのＩＤが記憶される。ＤＬＣの欄には、各ノードが送出するフレームのＤＬＣが記憶される。通信周期の欄には、各ノードから送出されるフレームの送出周期が記憶される。なお、ＤＬＣおよび送出周期は固定であるとする。

例えば、図１の例において、ノード２１〜２３の送出するフレームのＩＤはＩＤ１１１ｈ，２２２ｈ，３３３ｈである。ノード２１の送出するフレームのＤＬＣを６、通信周期を５ｍｓｅｃとすると、図５の最上欄から２番目の欄に示すようにノード２１の送出するフレームの情報が記憶される。また、ノード２２の送出するフレームのＤＬＣを４、通信周期を１０ｍｓｅｃとすると、図５の最上欄から３番目の欄に示すようにノード２２の送出するフレームの情報が記憶される。また、ノード２３の送出するフレームのＤＬＣを５、通信周期を１０ｍｓｅｃとすると、図５の最上欄から４番目の欄に示すようにノード２３の送出するフレームの情報が記憶される。

図３の説明に戻る。フレーム比較・判断部１３は、受信フレーム情報記憶部１２に記憶されている情報と、フレーム情報記憶部１４に記憶されている情報とを比較し、ＣＡＮバス３１上に送出されているフレームが未定義ＩＤのフレームであるか、未定義ＤＬＣのフレームであるか、通信周期異常のフレームであるか判断する。例えば、受信フレーム情報記憶部１２に記憶されているＩＤ（受信されたフレームのＩＤ）が、フレーム情報記憶部１４のＩＤの欄に記憶されていなければ、フレーム比較・判断部１３は、未定義ＩＤのフレームがＣＡＮバス３１上に送出されていると判断する。受信されたフレームのＤＬＣが、フレーム情報記憶部１４のＤＬＣの欄に記憶されていなければ、フレーム比較・判断部１３は、未定義ＤＬＣのフレームがＣＡＮバス３１上に送出されていると判断する。受信されたフレームの受信周期が、フレーム情報記憶部１４の通信周期の欄に記憶されていなければ、フレーム比較・判断部１３は、通信周期異常のフレームがＣＡＮバス３１上に送出されていると判断する。

また、フレーム比較・判断部１３は、フレーム情報記憶部１４に記憶されているＩＤのフレームを、所定時間経過しても受信しない場合は、そのフレームを途絶フレームと判断する。なお、所定時間は、少なくともフレームが送出される周期以上の時間となるようにする。例えば、ＩＤ１１１ｈのフレームが５ｍｓｅｃ以上経過しても一度も受信されなかった場合、フレーム比較・判断部１３は、ＩＤ１１１ｈのフレームは途絶フレームであると判断する。

また、フレーム比較・判断部１３は、受信フレーム情報記憶部１２に記憶されている情報と、フレーム情報記憶部１４に記憶されている情報との比較結果より、故障しているノード２１〜２３を特定する。例えば、比較の結果、未定義フレームがＣＡＮバス３１上に送出され、途絶フレームが存在している判断したとする。この場合において、未定義フレームのＤＬＣと通信周期とが、途絶フレームのＤＬＣと通信周期とに一致していれば、途絶フレームのフレームを送出すべきノードが、誤ったＩＤ（未定義ＩＤ）のフレームを送出していると特定することができる。

以下、図３のフレーム監視装置１０の動作についてフローチャートを用いて説明する。
図６は、未定義ＩＤ、未定義ＤＬＣ、および通信周期異常を検出するフレーム監視装置の動作を示したフローチャートである。フレーム監視装置１０は、図に示すステップＳ１からステップＳ１１の処理を繰り返し実行する。

ステップＳ１において、フレーム監視装置１０のフレーム受信部１１は、ＣＡＮバス３１から全てのＩＤのフレームを受信する。ステップＳ２において、フレーム監視装置１０のフレーム受信部１１は、受信したフレームからＩＤ、ＤＬＣ、および受信したフレームの受信周期を取得する。ステップＳ３において、フレーム監視装置１０のフレーム受信部１１は、取得したＩＤ、ＤＬＣ、および受信周期を受信フレーム情報記憶部１２に記憶する。

ステップＳ４において、フレーム監視装置１０のフレーム比較・判断部１３は、受信フレーム情報記憶部１２に記憶されている受信されたフレームのＩＤと、フレーム情報記憶部１４に予め記憶されているＩＤとを比較する。フレーム情報記憶部１４に、受信されたフレームのＩＤと一致するＩＤが記憶されている場合には、ステップＳ６へ進む。フレーム情報記憶部１４に、受信されたフレームと一致するＩＤが記憶されていない場合には、ステップＳ５へ進む。

ステップＳ５において、フレーム監視装置１０のフレーム比較・判断部１３は、受信されたフレームを未定義ＩＤのフレームとして検出する。そして、ステップＳ１０へ進む。
ステップＳ６において、フレーム監視装置１０のフレーム比較・判断部１３は、受信フレーム情報記憶部１２に記憶されている受信されたフレームのＤＬＣと、フレーム情報記憶部１４に予め記憶されているＤＬＣとを比較する。フレーム情報記憶部１４に、受信されたフレームのＤＬＣと一致するＤＬＣが記憶されている場合には、ステップＳ８へ進む。フレーム情報記憶部１４に、受信されたフレームと一致するＤＬＣが記憶されていない場合には、ステップＳ７へ進む。

ステップＳ７において、フレーム監視装置１０のフレーム比較・判断部１３は、受信されたフレームを未定義ＤＬＣのフレームとして検出する。そしてステップＳ８へ進む。
ステップＳ８において、フレーム監視装置１０のフレーム比較・判断部１３は、受信フレーム情報記憶部１２に記憶されている受信されたフレームの受信周期と、フレーム情報記憶部１４に予め記憶されている通信周期とを比較する。受信周期と通信周期とが一致する場合には、ステップＳ１０へ進む。受信周期と通信周期とが一致しない場合には、ステップＳ９へ進む。

ステップＳ９において、フレーム監視装置１０のフレーム比較・判断部１３は、受信されたフレームを通信周期異常のフレームとして検出する。そしてステップＳ１０へ進む。
ステップＳ１０において、フレーム監視装置１０のフレーム比較・判断部１３は、フレーム情報記憶部１４に記憶されているＩＤのフレームを、所定時間経過しても受信していないか判断する。所定時間経過しても受信していない場合は、ステップＳ１１へ進む。所定時間内に受信している場合には、処理を終了する。

ステップＳ１１において、フレーム監視装置１０のフレーム比較・判断部１３は、受信していないＩＤのフレームを途絶フレームとして検出する。そして、処理を終了する。
このようにして、フレーム監視装置１０は、未定義ＩＤのフレーム、未定義ＤＬＣのフレーム、通信周期異常のフレーム、および途絶フレームを検出する。

次に、故障ノードを特定するときのフレーム監視装置１０の動作についてフローチャートを用いて説明する。
図７は、故障ノードを特定するフレーム監視装置の動作を示したフローチャートである。フレーム監視装置１０は、図６のステップＳ１１において途絶フレームを検出した場合、図に示すステップＳ２１からステップＳ２５の処理を実行する。

ステップＳ２１において、フレーム監視装置１０のフレーム比較・判断部１３は、途絶フレームの情報を取得する。なお、途絶フレームは、フレーム情報記憶部１４に記憶されている情報を有するフレームうち、ＣＡＮバス３１から所定時間受信されなかったフレームであるので、途絶フレームの情報は、フレーム情報記憶部１４に記憶されている。

ステップＳ２２において、フレーム監視装置１０のフレーム比較・判断部１３は、未定義ＩＤのフレームの検出があったか否か判断する。すなわち、図６のステップＳ４，Ｓ５において、未定義ＩＤのフレーム検出を行ったか判断する。未定義ＩＤの検出を行っていた場合には、ステップＳ２３へ進む。未定義ＩＤの検出を行っていなかった場合には、処理を終了する。

ステップＳ２３において、フレーム監視装置１０のフレーム比較・判断部１３は、未定義ＩＤのフレームのＤＬＣと、途絶フレームのＤＬＣとが一致するか判断する。一致する場合には、ステップＳ２４へ進む。一致しない場合には、処理を終了する。なお、ＣＡＮバス３１から受信されたフレームの情報は、受信フレーム情報記憶部１２に記憶されているので、ＣＡＮバス３１から受信された未定義ＩＤのフレームのＤＬＣは、受信フレーム情報記憶部１２に記憶されている。

ステップＳ２４において、フレーム監視装置１０のフレーム比較・判断部１３は、未定義ＩＤのフレームの受信周期と、途絶フレームの通信周期とが一致するか判断する。一致する場合には、ステップＳ２５へ進む。一致しない場合には、処理を終了する。

ステップＳ２５において、フレーム監視装置１０のフレーム比較・判断部１３は、途絶フレームのフレームを送信すべきノードが、誤ったＩＤ（未定義のＩＤ）を送信していると判断する。すなわち、未定義ＩＤのフレームのＤＬＣと受信周期とが、途絶フレームのＤＬＣと通信周期と一致し、ＩＤのみが異なっている場合、フレーム送出を途絶しているノードが、誤ったフレーム（未定義ＩＤのフレーム）を送出していると判断する。

このように、フレーム監視装置１０は、ＣＡＮバス３１上に送出されるべきフレームに関するフレーム情報を予めフレーム情報記憶部１４に記憶し、ＣＡＮバス３１上に送出される全てのＩＤのフレームを受信して、受信したフレームのフレーム情報と、フレーム情報記憶部１４に記憶されているフレーム情報とを比較する。そして、比較結果に応じて受信したフレームが送出されるべき適正なフレームであるか判断するようにした。これによって、ＣＡＮバス３１上に送出される不適切なフレームを検出することができる。

また、ＣＡＮバス３１上に送出される不適切なフレームを検出することによって、不適切なフレームの連続送出によるバス負荷増や、未定義高優先度ＩＤのフレーム送出による通信遅延を防止することができる。

また、途絶フレームが発生し、未定義ＩＤのフレームが送出されていると判断した場合、未定義ＩＤのフレームのＤＬＣと受信周期と、途絶フレームのＤＬＣと通信周期とを比較し、一致した場合、フレーム送出を途絶しているノードが未定義ＩＤのフレームを送出していると判断する。これにより、未定義ＩＤを送出している故障ノードを特定することができる。

さらに、開発者等は、設計、製造時において、ＣＡＮバス３１に接続されているノード２１〜２３のデバック等を容易に行うことができる。また、保守者等は、ＣＡＮバス３１の異常解析を容易に行うことができ、これにより安全性の向上にもつながる。

次に、第２の実施の形態に係るフレーム監視装置について説明する。
図８は、第２の実施の形態に係るフレーム監視装置を適用したシステム構成例を示した図である。第２の実施の形態では、フレーム監視装置１０が未定義ＩＤのフレーム、未定義ＤＬＣのフレーム、通信周期異常のフレーム、および途絶フレームを検出した場合、ランプを点灯することにより、ユーザ等にその旨を通知する。また、故障ノードを特定した場合も、ランプを点灯することにより、ユーザ等にその旨を通知する。なお、図８において図１と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。

図に示すように、フレーム監視装置１０には、ランプ５１が接続されている。フレーム監視装置１０は、未定義ＩＤのフレーム、未定義ＤＬＣのフレーム、通信周期異常のフレーム、および途絶フレームを検出した場合、ランプ５１を点灯する。また、故障ノードを特定した場合、ランプ５１を点灯する。

フレーム監視装置１０の機能ブロック図で説明すると、ランプ５１の点灯は、図３で示したフレーム比較・判断部１３が担う。フレーム比較・判断部１３が、未定義ＩＤのフレーム、未定義ＤＬＣのフレーム、通信周期異常のフレーム、および途絶フレームを検出した場合、ランプ５１を点灯する。また、故障フレームを特定した場合にもランプ５１を点灯する。

これにより、ユーザ、保守担当者、開発者等は、ＣＡＮバス３１に送出されているフレームの状況、ノード２１〜２３の故障を知ることが可能となる。また、異常の原因解析の短縮、安全性の向上を図ることが可能となる。

なお、ランプ５１は、図において１つしか示してないが、複数接続するようにしてもよい。そして、各ランプと、未定義ＩＤのフレーム、未定義ＤＬＣのフレーム、通信周期異常のフレーム、途絶フレームの検出、およびノードの故障とを対応させるようにしてもよい。これにより、ユーザ等は、点灯したランプにより、特定の状況を知ることができる。

次に、第３の実施の形態に係るフレーム監視装置について説明する。
図９は、第３の実施の形態に係るフレーム監視装置を適用したシステム構成例を示した図である。第３の実施の形態では、フレーム監視装置１０は、未定義ＩＤのフレーム、未定義ＤＬＣのフレーム、通信周期異常のフレーム、および途絶フレームの検出情報を、例えば、図２で示したＲＡＭ１０ａｂの所定領域に記憶する。また、特定した故障ノードの情報を、図２で示したＲＡＭ１０ａｂの所定領域に記憶する。フレーム監視装置１０には、モニタツールが外部接続され、ＲＡＭ１０ａｂの所定領域の内容がモニタされるようになっている。なお、図９において図１と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。

図に示すように、フレーム監視装置１０には、モニタツール５２が外部接続されている。モニタツール５２は、図２で示したフレーム監視装置１０のＲＡＭ１０ａｂの所定領域をモニタできるようになっており、自信が有する表示装置に、ＲＡＭ１０ａｂの内容を表示する。フレーム監視装置１０のＲＡＭ１０ａｂの所定領域には、前述したように未定義ＩＤのフレーム、未定義ＤＬＣのフレーム、通信周期異常のフレーム、および途絶フレームの検出情報と、特定した故障ノードの情報とが記憶されている。

フレーム監視装置１０の機能ブロック図で説明すると、ＲＡＭ１０ａｂのモニタは、図３で示したフレーム比較・判断部１３が担う。フレーム比較・判断部１３が、未定義ＩＤのフレーム、未定義ＤＬＣのフレーム、通信周期異常のフレーム、および途絶フレームの検出情報と、特定した故障ノードの情報とを、ＲＡＭ１０ａｂの所定領域に書き込む。そして、フレーム比較・判断部１３は、モニタツール５２と通信を行う。

これにより、ユーザ、保守担当者、開発者等は、ＣＡＮバス３１に送出されたフレームの状況、ノード２１〜２３の故障を、モニタツール５２によって知ることが可能となる。また、異常の原因解析の短縮、安全性の向上を図ることが可能となる。

次に、第４の実施の形態に係るフレーム監視装置について説明する。
図１０は、第４の実施の形態に係るフレーム監視装置を適用したシステム構成例を示した図である。第４の実施の形態では、フレーム監視装置１０は、未定義ＩＤのフレーム、未定義ＤＬＣのフレーム、通信周期異常のフレーム、および途絶フレームの検出情報と、特定した故障ノードの情報とをフレーム化し、固有のＩＤを付して、ＣＡＮバス３１に送出する。ＣＡＮバス３１には、フレーム監視装置１０の送出するフレームを受信するＣＡＮバスモニタツールが接続されており、受信したフレームの内容が、ＣＡＮバスモニタツールの有するモニタに表示されるようになっている。なお、図１０において図１と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。

図に示すフレーム監視装置１０は、未定義ＩＤのフレーム、未定義ＤＬＣのフレーム、通信周期異常のフレーム、および途絶フレームの検出情報と、特定した故障ノードの情報とを含むフレームを生成する。例えば、図４で示したフレーム４１のデータフィールドに、情報を格納するようにする。そして、固有のＩＤ、例えば、ＩＤ５５５ｈをフレームに付して、ＣＡＮバス３１に送出する。

ＣＡＮバスモニタツール５３は、フレーム監視装置１０の送出するフレームを受信するようになっている。つまり、ＩＤ５５５ｈのフレームを受信するようになっている。ＣＡＮバスモニタツール５３は、受信したフレームに含まれている情報を、例えば、自己の有する表示装置に表示する。

フレーム監視装置１０の機能ブロック図で説明すると、フレームの検出情報および故障ノードの情報とを含むフレームを送出する機能は、図３で示したフレーム比較・判断部１３が担う。フレーム比較・判断部１３が、未定義ＩＤのフレーム、未定義ＤＬＣのフレーム、通信周期異常のフレーム、および途絶フレームの検出情報と、特定した故障ノードの情報とをフレームのデータフィールドに含め、また、ＩＤのフィールドにＩＤ５５５ｈを含めて、ＣＡＮバス３１に送出する。

これにより、ユーザ、保守担当者、開発者等は、ＣＡＮバス３１に送出されたフレームの状況、ノード２１〜２３の故障を、ＣＡＮバスモニタツール５３によって知ることが可能となる。また、異常の原因解析の短縮、安全性の向上を図ることが可能となる。

次に、第５の実施の形態に係るフレーム監視装置について説明する。
図１１は、第５の実施の形態に係るフレーム監視装置を適用したシステム構成例を示した図である。第５の実施の形態では、第２〜第４の実施の形態で示したシステム構成例が複合されている。なお、図１１において図１と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。

図に示すようにフレーム監視装置１０には、ランプ５４およびモニタツール５５が接続されている。ＣＡＮバス３１には、ＣＡＮバスモニタツール５６が接続されている。ランプ５４、モニタツール５５、およびＣＡＮバスモニタツール５６は、図８〜１０で示したランプ５１、モニタツール５２、およびＣＡＮバスモニタツール５３と同様であり、また、フレーム監視装置１０は、図８〜１０で説明した機能を有し、これらの詳細な説明は省略する。

このように、ランプ５４、モニタツール５５、およびＣＡＮバスモニタツール５６を複合してシステムを構築することも可能である。

第１の実施の形態に係るフレーム監視装置を適用したシステム構成例を示した図である。 フレーム監視装置のハードウェア構成例を示した図である。 フレーム監視装置の機能ブロック図である。 フレームのデータ構成例の一部を示した図である。 フレーム情報記憶部のデータ構成例を示した図である。 未定義ＩＤ、未定義ＤＬＣ、および通信周期異常を検出するフレーム監視装置の動作を示したフローチャートである。 故障ノードを特定するフレーム監視装置の動作を示したフローチャートである。 第２の実施の形態に係るフレーム監視装置を適用したシステム構成例を示した図である。 第３の実施の形態に係るフレーム監視装置を適用したシステム構成例を示した図である。 第４の実施の形態に係るフレーム監視装置を適用したシステム構成例を示した図である。 第５の実施の形態に係るフレーム監視装置を適用したシステム構成例を示した図である。 ＣＡＮ通信プロトコルによるネットワークの一例を示したシステム図である。

符号の説明

１０ フレーム監視装置
２１〜２３ ノード
３１ ＣＡＮバス

Claims (9)

1. ＣＡＮバス上のフレームを監視するフレーム監視装置において、
   前記ＣＡＮバス上に送出されるフレームを受信するフレーム受信手段と、
   前記ＣＡＮバス上に送出されるべきフレームに関するフレーム情報が予め記憶されたフレーム情報記憶手段と、
   前記フレーム受信手段によって受信されたフレームのフレーム情報と、前記フレーム情報記憶手段に記憶されているフレーム情報とを比較するフレーム情報比較手段と、
   前記フレーム情報比較手段の比較結果により、前記フレーム受信手段によって受信されたフレームが適正であるか否か判断するフレーム判断手段と、
   を有することを特徴とするフレーム監視装置。
2. 前記フレーム情報記憶手段に記憶されるフレーム情報は、フレームの識別子であることを特徴とする請求項１記載のフレーム監視装置。
3. 前記フレーム情報記憶手段に記憶されるフレーム情報は、フレームのデータ長であることを特徴とする請求項１記載のフレーム監視装置。
4. 前記フレーム情報記憶手段に記憶されるフレーム情報は、前記ＣＡＮバス上に送出されるフレームの送出周期であることを特徴とする請求項１記載のフレーム監視装置。
5. 前記フレーム情報記憶手段に記憶されているフレーム情報を有するフレームが、所定時間経過しても前記フレーム受信手段によって受信されなかった場合、前記フレームは途絶フレームであると判断する途絶判断手段を有することを特徴とする請求項１記載のフレーム監視装置。
6. 前記フレーム受信手段によって受信されたフレームが、前記ＣＡＮバス上に送出されるべきでない不適切フレームであると前記フレーム判断手段によって判断された場合、前記不適切フレームのフレーム情報と前記途絶フレームのフレーム情報とによって、前記不適切フレームを送出したノードを故障ノードと特定するノード特定手段を有することを特徴とする請求項５記載のフレーム監視装置。
7. 前記フレーム判断手段の判断結果を記憶し、記憶した前記判断結果が外部接続されるモニタ装置によってモニタされる判断結果記憶手段を有することを特徴とする請求項１記載のフレーム監視装置。
8. 前記ＣＡＮバスに接続されるＣＡＮバスモニタ装置に受信される、前記フレーム判断手段の判断結果を有したフレームを送出する判断結果送出手段を有することを特徴とする請求項１記載のフレーム監視装置。
9. 前記フレーム判断手段の判断結果に応じて、ランプを点灯する点灯手段と、
   前記判断結果を記憶し、記憶した前記判断結果が外部接続されるモニタ装置によってモニタされる判断結果記憶手段と、
   前記ＣＡＮバスに接続されるＣＡＮバスモニタ装置に受信される、前記判断結果を有したフレームを送出する判断結果送出手段と、
   を有することを特徴とする請求項１記載のフレーム監視装置。
   

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