JP2018086950A

JP2018086950A - 通信システム

Info

Publication number: JP2018086950A
Application number: JP2016231452A
Authority: JP
Inventors: 和宏林; Kazuhiro Hayashi
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-11-29
Filing date: 2016-11-29
Publication date: 2018-06-07

Abstract

【課題】通信異常の誤検出を防ぐことができる通信システムを提供する。【解決手段】通信システム１０は、電源リレー１５を制御するＥＣＵ１２と、ＥＣＵ１２と通信可能なＥＣＵ１３とを備え、ＥＣＵ１２は、電源リレー１５をオフにする際に、ＥＣＵ１３との通信終了を示す情報をＥＣＵ１３に送信する通信終了情報送信部２１を備え、ＥＣＵ１３は、上記通信終了を示す情報を受信する通信終了情報受信部３１と、ＥＣＵ１２からの信号を一定時間以上受信しないときにＥＣＵ１２とＥＣＵ１３との間の通信が異常であると判断すると共に、上記通信終了を示す情報が受信された場合に、通信の異常判断を停止する通信異常判断部３２とを備える。【選択図】図３

Description

本発明は、通信システムに関する。

従来より、車載用ネットワークとして、ノードである複数のＥＣＵ（Electronic Control Unit）間を接続するコントローラエリアネットワーク（CAN：Controller Area Network）が知られている（例えば特許文献１参照）。

このコントローラエリアネットワークは、通信線と、該通信線を共有して接続される複数のノードと、各ノードの通信状態を、前記通信線を介してデータの送受信が可能な第１状態と、前記データの送受信が不能な第２状態との間で遷移させる通信状態決定手段とを備え、通信状態決定手段は、第１状態から第２状態への遷移が所定回数繰り返された場合、遷移が繰り返されたノードからの送信を停止させている。これにより、通信ラインに異常が発生した場合に、異常となったノードによるバスの占有を防止し、他のノードからの通信が行えるようにしている。

特開２００２−３５９６２５号公報

ところで、第１ＥＣＵと第２ＥＣＵとが通信を行い、第１ＥＣＵ及び第２ＥＣＵが電源リレーを介して同一の電源に接続されており、第１ＥＣＵが電源リレーの動作を制御する車載用の通信システムが知られている。この通信システムでは、第２ＥＣＵは、第１ＥＣＵから一定時間以上信号を受信できない場合に、通信途絶の異常があると判断する。

第１ＥＣＵの動作を停止するために、第１ＥＣＵが第２ＥＣＵとの通信をオフにした後に電源リレーをオフに制御すると、第１ＥＣＵからの通信が停止しているにもかかわらず、第２ＥＣＵが電源オンと認識してしまう期間が発生し、通信途絶の異常を誤検出してしまう可能性がある。

本発明の目的は、通信異常の誤検出を防ぐことができる通信システムを提供することにある。

上記目的を達成するため、明細書に開示された通信システムは、電源リレーを制御する第１制御装置と、前記第１制御装置と通信可能な第２制御装置とを備え、前記第１制御装置は、前記電源リレーをオフにする際に、前記第２制御装置との通信終了を示す情報を前記第２制御装置に送信する送信手段を備え、前記第２制御装置は、前記通信終了を示す情報を受信する受信手段と、前記第１制御装置からの信号を一定時間以上受信しないときに前記第１制御装置と前記第２制御装置との間の通信が異常であると判断すると共に、前記通信終了を示す情報が受信された場合に、前記通信の異常判断を停止する判断手段とを備えることを特徴とする。

本発明の通信システムによれば、通信異常の誤検出を防ぐことができる。

比較例に係る通信システムの概略構成図である。比較例の通信システムにおけるＣＰＵ６及びＥＣＵ３のオン・オフ、ＣＰＵ６の通信状態、ＣＡＮ通信の異常検出状態及び通信異常検出カウンタ３Ｂの値の関係を示す図である。本実施の形態に係る通信システムの概略構成図である。本実施の形態の通信システムにおけるＣＰＵ１６及びＥＣＵ１３のオン・オフ、ＣＰＵ１６の通信状態、ＣＰＵ１６からの通信終了情報、ＣＡＮ通信の異常検出状態及び通信異常検出カウンタ３３の値の関係を示す図である。（Ａ）は、ＣＰＵ１６の処理を示すフローチャートである。（Ｂ）は、ＥＣＵ１３の処理を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。

図１は、比較例に係る通信システムの概略構成図である。

通信システム１は、車両に搭載される通信システムであり、信号を送信するＥＣＵ（Electronic Control Unit）２と、信号を受信するＥＣＵ３と、ＥＣＵ２とＥＣＵ３とを接続するＣＡＮ（Controller Area Network）４とを備えている。ＥＣＵ２、３は車両に搭載されるＥＣＵであり、ＥＣＵ２は、電源リレー５のオン・オフを制御するＣＰＵ６及び論理回路７と不図示のメモリを備えており、ＥＣＵ３は、図示しないが、ＣＰＵ、メモリ及び論理回路などを備えている。

論理回路７の入力側の一端はイグニッション（ＩＧ）に接続されており、入力側の他端はＣＰＵ６に接続されている。論理回路７の出力側は電源リレー５に接続されている。ＣＰＵ６はＣＡＮ４を介してＥＣＵ３に信号を送信し、ＥＣＵ３はＣＰＵ６からＣＡＮ４を介して信号を受信する。補機バッテリ８は、ヒューズ９及び電源リレー５を介してＣＰＵ６及びＥＣＵ３に接続されている。電源リレー５がオンになると、補機バッテリ８はＣＰＵ６及びＥＣＵ３に電力を供給する。

ＥＣＵ３はＣＰＵ６から一定時間以上信号を受信する場合にＣＡＮ通信の正常を検出し、ＥＣＵ３はＣＰＵ６から一定時間以上信号を受信できない場合にＣＡＮ通信途絶の異常を検出する通信異常判断部３Ａを備えている。通信異常判断部３Ａは、ＥＣＵ３がソフトウエアを実行することでそれらの機能が実現される部分である。ＥＣＵ３ではＣＡＮ通信途絶の異常検出条件として電源がオンであることを設定している。

通信異常判断部３Ａは、ＣＰＵ１６から信号を受信できない時間をカウントする通信異常検出カウンタ３Ｂを備えている。通信異常検出カウンタ３Ｂは、ＥＣＵ３がソフトウエアを実行することでその機能が実現される部分である。通信異常検出カウンタ３Ｂのカウント値が閾値以上である場合、即ち、ＣＰＵ６から一定時間以上信号を受信できない場合、通信異常判断部３ＡはＣＡＮ通信が途絶して異常であると判断する。通信異常検出カウンタ３Ｂのカウント値が閾値未満である場合、即ち、ＣＰＵ６から一定時間以上信号を受信する場合には、通信異常判断部３ＡはＣＡＮ通信が正常であると判断する。

図２は、比較例の通信システム１におけるＣＰＵ６及びＥＣＵ３のオン・オフ、ＣＰＵ６の通信状態、ＣＡＮ通信の異常検出状態及び通信異常検出カウンタ３Ｂの値の関係を示す図である。

以下、図１及び図２を参照して、比較例の通信システム１の動作を説明する。図２において、ＣＰＵ６及びＥＣＵ３がオフである場合には、ＣＰＵ６のＣＡＮ通信及びＣＡＮ通信の異常検出は停止しており、通信異常検出カウンタ３Ｂの値は０である（時間ｔ１参照）。

ユーザがＩＧをオンし、電源リレー５がオン状態になると、電力が補機バッテリ８からＣＰＵ６及びＥＣＵ３に供給され、ＣＰＵ６及びＥＣＵ３がオンになり、ＣＰＵ６のＣＡＮ通信及びＣＡＮ通信の異常検出が実施される（時間ｔ２参照）。このとき、通信異常検出カウンタ３Ｂの値は０である。

その後、ユーザがＩＧをオフにすると、ＣＰＵ６はＣＡＮ通信の停止を含む所定の終了処理を実行しオフになる（時間ｔ３参照）。このとき、電源リレー５はオフになっておらず、ＥＣＵ３は補機バッテリ８から供給される電圧が一定電圧以下になるまで電源オフを認識することができない。このため、ＥＣＵ３はオンのままであり且つＣＡＮ通信の異常検出は継続される。この場合、ＣＰＵ６からのＣＡＮ通信が停止しているにもかかわらず、ＥＣＵ３が電源オンと認識してしまう期間が発生しているため、ＥＣＵ３はＣＡＮ通信途絶の異常を検出する、即ち、通信異常検出カウンタ３Ｂの値は上昇する（時間ｔ４参照）。

その後、電源リレー５がオフになることで補機バッテリ８から供給される電圧が一定電圧以下になると、ＥＣＵ３は電源オフを認識し、ＥＣＵ３はオフになり、ＣＡＮ通信の異常検出は停止され、通信異常検出カウンタ３Ｂの値は０になる（時間ｔ５参照）。

このように、ＥＣＵ３は、ＣＰＵ６のＣＡＮ通信の停止タイミングを正確に認識できない場合に、正常な車両状態（ＣＰＵ６が電源オフのためにＣＡＮ通信を停止しているタイミング）であるにもかかわらず、ＣＡＮ通信途絶の異常を誤検出する。

以下、このようなＣＡＮ通信途絶の異常の誤検出を防ぐことができる本実施の形態に係る通信システムを説明する。

図３は、本実施の形態に係る通信システムの概略構成図である。

通信システム１１は、車両に搭載される通信システムであり、信号を送信する第１制御装置としてのＥＣＵ１２と、信号を受信する第２制御装置としてのＥＣＵ１３と、ＥＣＵ１２とＥＣＵ１３とを接続するＣＡＮ１４とを備えている。ＥＣＵ１２、１３は車両に搭載されるＥＣＵであり、ＥＣＵ１２は、電源リレー１５のオン・オフを制御するＣＰＵ１６及び論理回路１７と不図示のメモリとを備えている。ＥＣＵ１３は、図示しないが、ＣＰＵ、メモリ及び論理回路などを備えている。論理回路１７の入力側の一端はイグニッション（ＩＧ）に接続されており、入力側の他端はＣＰＵ１６に接続されている。論理回路１７の出力側は電源リレー１５に接続されている。ＣＰＵ１６はＣＡＮ１４を介してＥＣＵ１３に信号を送信し、ＥＣＵ１３はＣＰＵ１６からＣＡＮ１４を介して信号を受信する。

補機バッテリ１８は、ヒューズ１９及び電源リレー１５を介してＣＰＵ１６及びＥＣＵ１３に接続されている。ユーザがＩＧをオンにすると、論理回路１７は電源リレー１５をオンにする。電源リレー１５がオンになると、補機バッテリ１８はＣＰＵ１６及びＥＣＵ１３に電力を供給する。

ユーザがＩＧをオフにすると、ＣＰＵ１６はＩＧのオフ信号を受信しＣＡＮ通信の停止を含む所定の終了処理を実行する、即ちＣＰＵ１６自身をオフにする。ＣＰＵ１６は終了処理を完了する直前にオフ信号を論理回路１７に出力し、論理回路１７は電源リレー１５をオフにする。つまり、ＣＰＵ１６がオフになった後、電源リレー１５はオフになる。一方、ＥＣＵ１３は、補機バッテリ１８の電源電圧を監視し、電源リレー１５のオフによって補機バッテリ１８から供給される電圧が一定電圧以下になるとオフになる。このため、ＣＰＵ１６は、ＥＣＵ１３よりも先にオフになる。

ＣＰＵ１６は、ＣＡＮ通信を停止する直前に、ＣＡＮ通信の終了を示す通信終了情報をオンにしてＥＣＵ１３に送信する送信手段としての通信終了情報送信部２１を備えている。通信終了情報送信部２１は、ＣＰＵ１６がソフトウエアを実行することでその機能が実現される部分である。

ＥＣＵ１３は、ＣＰＵ１６からの通信終了情報を受信する受信手段としての通信終了情報受信部３１と、通信終了情報受信部３１で受信された通信終了情報を参照し、通信終了情報がオンの場合は、ＣＰＵ１６がＣＡＮ通信を終了しオフであると判断して、ＣＡＮ通信途絶の異常検出を停止する判断手段としての通信異常判断部３２とを備えている。通信終了情報受信部３１及び通信異常判断部３２は、ＥＣＵ１３がソフトウエアを実行することでそれらの機能が実現される部分である。ＥＣＵ１２及びＥＣＵ１３がオンであり、通信終了情報がオフである場合には、通信異常判断部３２はＣＡＮ通信が継続されていると判断し、ＣＡＮ通信途絶の異常検出を行う。従って、通信異常判断部３２には、ＣＡＮ通信途絶の異常検出条件として、通信終了情報がオフであることが設定されている。

さらに、通信異常判断部３２は、ＣＰＵ１６及びＥＣＵ１３がオンであり、通信終了情報がオフである場合に、ＣＰＵ１６から信号を受信できない時間をカウントする通信異常検出カウンタ３３を備えている。通信異常検出カウンタ３３は、ＥＣＵ１３がソフトウエアを実行することでその機能が実現される部分である。通信異常検出カウンタ３３のカウント値が閾値以上である場合、即ち、ＣＰＵ１６から一定時間以上信号を受信できない場合、通信異常判断部３２はＣＡＮ通信が途絶して異常であると判断する。通信異常検出カウンタ３３のカウント値が閾値未満である場合、即ち、ＣＰＵ１６から一定時間以上信号を受信する場合には、通信異常判断部３２はＣＡＮ通信が正常であると判断する。

図４は、本実施の形態の通信システム１１におけるＣＰＵ１６及びＥＣＵ１３のオン・オフ、ＣＰＵ１６の通信状態、ＣＰＵ１６からの通信終了情報、ＣＡＮ通信の異常検出状態及び通信異常検出カウンタ３３の値の関係を示す図である。

次に、図３及び図４を参照して、本実施の形態の通信システム１１の動作を説明する。図４では、ＣＰＵ１６及びＥＣＵ１３がオフである場合には、ＣＰＵ１６のＣＡＮ通信及びＣＡＮ通信の異常検出は停止しており、ＣＰＵ１６からの通信終了情報はオフであり、通信異常検出カウンタ３３の値は０である（時間ｔ１参照）。

ユーザがＩＧをオンし、電源リレー５がオン状態になると、電力が補機バッテリ１８からＣＰＵ１６及びＥＣＵ１３に供給され、ＣＰＵ１６及びＥＣＵ１３がオンになり、ＥＣＵ１２のＣＡＮ通信及びＣＡＮ通信の異常検出が実施される（時間ｔ２参照）。このとき、ＣＰＵ１６からの通信終了情報はオフであり、通信異常検出カウンタ３３の値は０である。

その後、ユーザがＩＧをオフにすると、ＣＰＵ１６はオンの通信終了情報をＥＣＵ１３に送信し、ＣＡＮ通信の停止を含む所定の終了処理を実行する（時間ｔ３参照）。このとき、電源リレー１５はオフになっておらず、ＥＣＵ１３は補機バッテリ１８からの電圧が一定電圧以下になるまで電源オフを認識することができない。このため、ＥＣＵ１３はオンのままであるが、ＣＰＵ１６からの通信終了情報はオンになるため、ＥＣＵ１３はＣＡＮ通信の異常検出を停止する。従って、通信異常検出カウンタ３３の値は０のままである（時間ｔ３，ｔ４参照）。

このように、本実施の形態では、ＥＣＵ１３は、ＣＰＵ１６からのオンの通信終了情報を使って、ＣＰＵ１６のＣＡＮ通信の停止タイミングを正確に認識できるため、ＥＣＵ１３がＣＡＮ通信途絶の異常を誤検出することを防ぐことができる。

その後、電源リレー１５がオフになり、補機バッテリ１８から供給される電圧が一定電圧以下になると、ＥＣＵ１３は電源オフを認識し、ＥＣＵ１３はオフになる（時間ｔ５参照）。

図５（Ａ）は、ＣＰＵ１６の処理を示すフローチャートである。

電力が補機バッテリ１８からＣＰＵ１６に供給されると（ステップＳ１）、ＣＰＵ１６は、ＥＣＵ１３とＣＡＮ通信を開始し、オフの通信終了情報をＥＣＵ１３に送信する（ステップＳ２）。

次に、ＣＰＵ１６は、ＩＧのオフ信号を受信したか否かを判別する（ステップＳ３）。ＩＧのオフ信号を受信していない場合には（ステップＳ３でＮＯ）、当該判別を繰り返す。一方、ＩＧのオフ信号を受信した場合には（ステップＳ３でＹＥＳ）、ＣＰＵ１６は、オンの通信終了情報をＥＣＵ１３に送信し、ＣＡＮ通信の停止を含む所定の終了処理を実行する（ステップＳ４）。

図５（Ｂ）は、ＥＣＵ１３の処理を示すフローチャートである。

電力が補機バッテリ１８からＥＣＵ１３に供給されると（ステップＳ１１）、ＥＣＵ１３は、ＣＰＵ１６とＣＡＮ通信及びＣＡＮ通信の異常検出を開始し、補機バッテリ１８からの電圧を監視し、オフの通信終了情報をＣＰＵ１６から受信する（ステップＳ１２）。

次に、ＥＣＵ１３はオンの通信終了情報をＣＰＵ１６から受信したか否かを判別する（ステップＳ１３）。オンの通信終了情報をＣＰＵ１６から受信していない場合には（ステップＳ１３でＮＯ）、当該判別を繰り返す。オンの通信終了情報をＣＰＵ１６から受信した場合には（ステップＳ１３でＹＥＳ）、ＥＣＵ１３は、通信異常検出部３２の動作を停止する、即ちＣＡＮ通信の異常検出を停止する（ステップＳ１４）。

次に、ＥＣＵ１３は、電源リレー１５のオフにより補機バッテリ１８から供給される電圧が一定電圧以下になったか否かを判別する（ステップＳ１５）。補機バッテリ１８から供給される電圧が一定電圧以下になっていない場合には（ステップＳ１５でＮＯ）、当該判別を繰り返す。補機バッテリ１８から供給される電圧が一定電圧以下になった場合には（ステップＳ１５でＹＥＳ）、ＥＣＵ１３は動作を停止する、即ちオフになる（ステップＳ１６）。

以上説明したように、本実施の形態によれば、通信システム１１は、電源リレー１５を制御するＥＣＵ１２と、ＥＣＵ１２と通信可能なＥＣＵ１３とを備え、ＥＣＵ１２は、電源リレー１５をオフにする際に、ＥＣＵ１３との通信終了を示す情報（即ちオンの通信終了情報）をＥＣＵ１３に送信する通信終了情報送信部２１を備え、ＥＣＵ１３は、上記通信終了を示す情報を受信する通信終了情報受信部３１と、ＥＣＵ１２からの信号を一定時間以上受信しないときにＥＣＵ１２とＥＣＵ１３との間の通信が異常であると判断すると共に、上記通信終了を示す情報が受信された場合に、通信の異常判断を停止する通信異常判断部３２とを備えている。従って、ＥＣＵ１２は、オンの通信終了情報を使ってＣＡＮ通信の停止タイミングを直接ＥＣＵ１３に通知するので、ＥＣＵ１３が不要なタイミングでＣＡＮ通信途絶の異常を誤検出することを防ぐことができる。

尚、本実施の形態では、通信システム１１は２つのＥＣＵ１２，１３を備えているが、３つ以上のＥＣＵを備えていてもよい。この場合、１つのＥＣＵはＥＣＵ１２と同様の機能を有し、残りの複数のＥＣＵはＥＣＵ１３と同様の機能を有する。

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１１通信システム
１２，１３ＥＣＵ
１４ＣＡＮ
１５電源リレー
１６ＣＰＵ
１７論理回路
２１通信終了情報送信部
３１通信終了情報受信部
３２通信異常判断部

Claims

電源リレーを制御する第１制御装置と、
前記第１制御装置と通信可能な第２制御装置とを備え、
前記第１制御装置は、前記電源リレーをオフにする際に、前記第２制御装置との通信終了を示す情報を前記第２制御装置に送信する送信手段を備え、
前記第２制御装置は、前記通信終了を示す情報を受信する受信手段と、前記第１制御装置からの信号を一定時間以上受信しないときに前記第１制御装置と前記第２制御装置との間の通信が異常であると判断すると共に、前記通信終了を示す情報が受信された場合に、前記通信の異常判断を停止する判断手段とを備えることを特徴とする通信システム。