JP2591173B2 - 車両用通信装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、例えば車両のエンジン制御ユニット等のよ
うな制御装置とこの制御装置を診断するためのマスター
ステーション等の装置との間の通信を行う車両用通信装
置に関する。

（従来の技術） 近年、半導体技術の進歩に伴い、自動車の各部の電子
制御化が急速に進み、多数のマイクロプロセッサが例え
ばエンジン制御ユニット等の電子制御ユニット（ECU）
として使用されている。

このような高度に電子制御化されたシステムは、高性
能で快適な車両を実現する反面、故障診断を複雑なもの
としている。これは、多数の入力信号を電子的に複雑に
処理するため、発生した現象と原因の因果関係を捕らえ
難く、解析するのに高度な知識を必要とするとともに、
また微小な電気信号の間欠的な断続が外来ノイズの影響
を受け易いからである。

このため、多くの電子制御ユニットは自己診断機能が
付加されているが、この診断はオンボード診断であるた
め、処理能力に制約があり、更に高度な故障診断が可能
なオフボード診断を行うオフボード診断器を構成するマ
スターステーションの開発が行われている。

このようなマスターステーションによって車両の各電
子制御ユニットを診断する場合には、マスターステーシ
ョンは複数の電子制御ユニットから診断したい所望の電
子制御ユニットを選択し、この選択した電子制御ユニッ
トに対して診断用の制御コマンドを送信し、この制御コ
マンドに対して電子制御ユニットから返信データを受信
するというデータ通信を行う。

このようなデータ通信においては、マスターステーシ
ョンは各電子制御ユニットとの間の通信回線を初期化す
るとともに、複数の電子制御ユニットのうちの所望の電
子制御ユニットを選択するシステム選択コマンドの受信
待機状態に各電子制御ユニットを設定する初期化コマン
ドを各電子制御ユニットに送信する。この初期化コマン
ドを送信して、通信回線が初期化されるとともに、各電
子制御ユニットがシステム選択コマンドの受信待機状態
に設定されると、マスターステーションは前記システム
選択コマンドを送信し、所望の電子制御ユニットのみを
選択し、この選択した電子制御ユニットとの間のデータ
リンクを確立する。

マスターステーションと選択した電子制御ユニットと
の間のデータリンクが確立すると、マスターステーショ
ンは選択した電子制御ユニットに対して所望の制御動作
を行わせるための例えばパラメータセットコマンド等の
制御コマンドを送信するとともに、該制御コマンドに続
いて該制御コマンドに関連する情報バイトを２つ所定間
隔あけて連続して送信し、これにより例えば第１の情報
バイトでは制御すべき項目を設定し、第２の情報バイト
ではその情報量等を設定している。そして、このように
設定した状態に対する車両、具体的にはエンジン等の応
答性能等を監視し、これにより診断を行っている。

（発明が解決しようとする課題） 上述したように、マスターステーションと電子制御ユ
ニットとの間の通信において、マスターステーションは
各電子制御ユニットに対して初期化コマンドを１回送信
するのみであるが、マスターステーションと選択した電
子制御ユニットとの間のデータリンクが確立された後
に、マスターステーションが選択して電子制御ユニット
に対して送信した制御コマンドに続いて２つの情報バイ
トを送信した場合、この２つの情報バイトのうちの第１
の情報バイトが前記初期化コマンドと同じ情報であり、
第２の情報バイトが前記選択した電子制御ユニットでな
い他の電子制御ユニットに対するシステム選択コマンド
と同じ情報であったとすると、この他、すなわち選択さ
れていない電子制御ユニットはこの第１の情報バイトか
らなる初期化コマンドおよび第２の情報バイトからなる
システム選択コマンドに誤って応答してしまうという問
題がある。そして、更に詳細には、この誤った応答によ
る当該他の電子制御ユニットからのエコーバック信号に
より正常な電子制御ユニットからのエコーバック信号が
破壊され、正しい通信ができなくなるという問題があ
る。

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、選択しない他の制御装置による誤った応
答を防止し、選択した制御装置との間でのみ適確に通信
を行うことができる車両用通信装置を提供することにあ
る。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明の車両用通信装置
は、複数の制御装置のうちの所望の制御装置を選択し、
この選択した制御装置に対して所定の制御動作を行わせ
る制御コマンドを送信した場合、この制御コマンドに応
答して前記選択された制御装置から当該制御装置の反転
信号を確認用に返信し、前記制御コマンドに続いて当該
制御コマンドに関連する１つ以上の情報信号を前記選択
した制御装置に対して送信する車両用通信装置であっ
て、前記複数の制御装置との間の通信回線を初期化する
とともに、前記複数の制御装置のうちの前記所望の制御
装置を選択する選択コマンドの受信待機状態に各制御装
置を設定する初期化コマンドを前記情報信号の数に相当
する数所定間隔あけて連続して各制御装置に送信する初
期化コマンド送信手段を有すると共に、前記情報信号を
前記選択した制御装置に対して送信した場合には、この
制御装置は前記情報信号に応答して当該情報信号と同じ
信号を返信する返信手段を有することを要旨とする。

（作用） 本発明の車両用通信装置では、制御コマンドに続いて
送信される情報信号の数に相当する数の初期化コマンド
を所定間隔あけて連続して各制御装置に送信している。
また、制御コマンドを制御装置に返信した場合、制御装
置はこの制御コマンドに応答して当該制御コマンドの反
転信号を返信し、また制御コマンドに続いて情報信号を
制御装置に送信した場合、制御装置は前記情報信号に応
答してこの情報信号と同じ信号を返信している。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。

第１図は本発明の一実施例に係わる車両用通信装置の
システム構成を示すブロック図である。同図に示す実施
例においては、例えば車両の制御部を構成する例えばエ
ンジン制御ユニット、A/T制御ユニット等の電子制御ユ
ニット（ECU）からなる複数の制御装置1,3,…がデータ
送信線Tx、データ受信線Rxおよびクロック線CLKからな
る信号線５により相互に接続され、これらの制御装置に
対して信号線５およびコネクタ７を介してマスターステ
ーション９が接続されている。このマスターステーショ
ン９は、例えば前記複数の制御装置1,3からなる車両の
制御部を診断するオフボード診断器を構成するものであ
り、各種情報を入力するテンキー11、診断情報等を表示
するディスプレイ13、電源スイッチ15、診断動作を終了
する終了キー17等を有している。なお、第１図では、第
１および第２の制御装置1,3の２つの制御装置にのみを
示しているが、これに限定されるものではなく、この他
に種々の制御装置が設けられているものである。

前記マスターステーション９は、複数の制御装置1,3
のうちの所望の１つを選択し、この選択した制御装置を
診断するためにこの制御装置に種々のコマンドを送信
し、このコマンドに対する応答情報を制御装置から入手
し、この応答情報により制御装置の診断を行っている。

このようにマスターステーション９が各制御装置を診
断するために種々のコマンドを各制御装置に送信し、こ
れに対する応答情報を得るという両者間のデータ通信に
おいて、伝送路符号型式、所謂データ変調方式としては
NRZ方式を使用し、通信回路としてUARTを使用し、また
データフォーマットとしては第２図に示すように先頭に
スタートビットを付加し、それから８ビットのデータを
挿入し、最後にストップビットを付加した構成のものを
使用し、こにより各通信に使用するコマンド、情報バイ
トを構成している。更に、マスターステーション９と各
制御装置との間の伝送制御方式はマスターステーション
９を主局とし、各制御装置を従局とするポーリングセレ
クション方式を採用している。

また、マスターステーション９は、上述した変調方
式、伝送制御方式等に基づいて複数の制御装置1,3のう
ちの所望の制御装置を選択し、この選択した制御装置に
対して種々の診断を行う各種コマンドおよび情報バイト
を送信し、これに対する応答信号であるエコーバック信
号を制御装置から受信し、これにより診断を行うことに
なるが、この選択および診断を行う制御手順は、次の表
に示すように４つのフェーズ０〜３に分けられている。

次に、このフェーズを示す表、第３図示すタイミング
チャートおよび第４図に示すエンジン回転数を変更する
場合の操作表を参照して作用を説明する。なお、フェー
ズを示す上記表で定義される各フェーズ０〜３は、第３
図のタイミングチャートの横方向の時間軸に示され、マ
スターステーション９による制御手順はこのフェーズに
従って順次実行されるようになっている。

まず、マスターステーション９によって各制御装置1,
3を診断するには、第４図の「人（操作）」の項目の最
初に記載されているように前記コネクタ７によってマス
ターステーション９と各制御装置1,3とを接続し、それ
から両者の電源を投入し、作動状態にする。

初期化コマンドは全制御装置を対象とするコマンドで
あるが、複数の制御装置から応答信号であるエコーバッ
クが返信されるとマスターステーションがエコーバック
データを読み取れないおそれがあるため、データリンク
確立中の制御装置がある場合のみ、このリンク確立中の
制御装置のみがエコーバックを返信する。

このように電源が投入されて作動状態になると、マス
ターステーション９は、フェーズ０の状態となるととも
に、マスターステーション９のディスプレイ13には第４
図に41で示すようにマスターステーション９に現在接続
されているすべての制御装置である「1.第１の制御装
置」、「2.第２の制御装置」、…が表示される。また、
マスターステーション９は、このフェーズ０において回
線の初期化およびリンクの終結を行うために、第３図の
時刻t1およびt2に示すように初期化コマンドINITを２回
所定間隔あけて連続して送信する。各制御装置1,3はこ
の初期化コマンドを受信すると、各制御装置1,3は後述
するシステム選択コマンドの受信待機状態になるととも
に、信号線５、特に信号線５のデータ送信線Txが空き状
態になって、信号線５からなる回線は初期化される。ま
た、この時データリンクを確立中の制御装置があったと
すると、この制御装置は通信を終結し、同様にシステム
選択コマンドの受信待機状態になる。

以上のように信号線５からなる回線が初期化され、各
制御装置1,3がシステム選択コマンドの受信待機状態に
なると、マスターステション９はフェーズ１の状態にな
るが、この状態において操作者は複数の制御装置1,3の
うちの診断しようとする所望の制御装置を選択するた
め、マスターステーション９のテンキー11を使用して、
前記所望の制御装置の番号を選択し、この選択した番号
の制御装置に１対１で対応するシステム選択コマンドSC
（ｉ）を第３図の時刻t3で示すように送信する。なお、
同図においては、第１の制御装置１を選択した場合を示
し、システム選択コマンドSC（ｉ）が送信されている。

マスターステーション９から送信されたシステム選択
コマンドSC（ｉ）が前記選択された第１の制御装置１に
よって受信されると、この第１の制御装置１は受信した
ことをマスターステーション９に知らせるために該シス
テム選択コマンドSC（ｉ）を反転したエコーバック信号
▲▼をマスターステーション９に第３図の時
刻t4で示すように返送する。

マスターステーション９はこの反転エコーバック信号
▲▼を受信し、この反転エコーバック信号が
前記選択した第１の制御装置１からのものであることを
確認すると、マスターステーション９とこの第１の制御
装置１との間のデータリンクを確立する。なお、この時
選択されない第２の制御装置３のような他の制御装置は
初期化コマンド待ち状態に戻り、次の初期化コマンドを
２回受信するまでの状態を保持する。従って、データリ
ンク確立中の選択された第１の制御装置１のみがマスタ
ーステーション９と通信可能になる。

このように第１の制御装置１が選択され、この第１の
制御装置１とマスターステーション９との間のデータリ
ンクが確立されると、マスターステーション９はフェー
ズ２の状態になり、診断モードを設定することになる
が、この状態においてマスターステーション９が実行し
得る診断機能の一覧が第４図の42で示すようにマスター
ステーション９のディスプレイ13に表示される。

このフェーズ２において診断モードを設定するため
に、マスターステーション９はモード設定コマンドを送
信するが、このモード設定コマンドには種々のコマンド
があり、大別して単独で定義されるコマンドと、コマン
ドに続いた情報バイトを有する例えばパラメータセット
コマンドPS等の制御コマンドとがある。

前記パラメータセットコマンドPSは、例えばエンジン
の状態等を特定の状態に設定するように指示するコマン
ドであり、このコマンドに続いて例えば２つの情報バイ
トを所定間隔あけて連続して送信するようになってい
る。例えば、エンジンのアイドリング回転数を1500回転
に設定したい場合には、このパラメータコマンドPSに続
いて、「エンジンのアイドリング回転数」を示す第１の
情報バイトおよび「1500回転」を示す第２の情報バイト
を送信すればよい。

従って、今、操作者は診断モードとして上述したよう
にエンジンのアイドリング回転数を1500回転に設定する
場合を選択するものとして、マスターステーション９の
ディスプレイ13からパラメータセットコマンド用の診断
モードをテンキー11によって選択するとともに、このパ
ラメータセットコマンドPSに対する情報バイトとして
「回転数」及び「1500回転」をテンキー11で指定する
と、マスターステーション９のディスプレイ13には第４
図の43で示すように「回転数」および「1500回転」が表
示され、それからマスターステーション９から第１の制
御装置１に対してパラメータセットコマンドPSが第３図
の時刻t5で示すように送信される。

第１の制御装置１は、マスターステーション９からの
パラメータセットコマンドPSを受信すると、その受信確
認のためにパラメータセットコマンドPSの反転したエコ
ーバック信号▲▼をマスターステーション９に返送
し、（第３図の時刻t6）、情報バイト待ちの状態にな
る。マスターステーション９は、第１の制御装置１から
の反転エコーバック信号が先に送信したパラメータセッ
トコマンドPSの反転データであることを確認すると、
「回転数」を示す第１の情報バイトItemを第３図の時刻
t7に示すように第１の制御装置１に送信する。第１の制
御装置１は、この第１の情報バイトItemを受信すると、
この第１の情報バイトと同じデータのエコーバック信
号、すなわち反転しないエコーバック信号をマスタース
テーション９に返送する（第３図時刻t8）。マスタース
テーション９は、第１の制御装置１からのエコーバック
信号が先に送信した第１の情報バイトと同じであること
を確認すると、「1500回転」を示す第２の情報バイトIt
emを第１の制御装置１に送信する（第３図の時刻t9）。
第１の制御装置１は、この第２の情報バイトItemを受信
すると、この第２の情報バイトItemと同じデータのエコ
ーバック信号をマスターステョン９に返送する（第３図
の時刻t10）。マスターステーション９は、第１の制御
装置１からのエコーバック信号が先に送信した第２の情
報バイトItemと同じであることを確認し、パラメータセ
ットコマンドPSの設定を終了する。情報バイトは多くの
項目及び制御値等を表わすため規定バイト内ではあらゆ
る値をとることが可能となっている。

マスターステーション９は、上述したようにパラメー
タセットコマンドPSによる診断モードの設定を終了する
と、フェーズ３となり、第３図の時刻t11で示すように
診断実行コマンドEXを第１の制御装置１に送信する。第
１の制御装置１は、マスターステーション９からの診断
実行コマンドEXを受信すると、先にパラメータセットコ
マンドPSで設定された制御項目の制御値、すなわち上述
した場合には「エンジン回転数」および「1500回転」等
の制御値に対する実行が行われ、この実行した時のエン
ジン回転数データの診断データが第１制御装置１からマ
スターステーション９に診断終了コマンドSTPが送信さ
れてくるまで繰り返し送信される。なお、このように返
信される診断データは、第３図の時刻t12,〜,t13に示す
ように、１バイトのヘッダ、１バイトのデータ長、254
バイト以下のデータからなる１つのフレームとして返信
される。

第１の制御装置１から返信された診断データは、マス
ターステーション９で受信され、この受信した診断デー
タはマスターステーション９のディスプレイ13に第４図
で示すように表示され、制御値が指定どおりに変更さ
れ、エンジン関係が正常であることが確認される。な
お、第４図の例では、マスターステーション９のディス
プレイ13に表示された診断データのエンジン回転数は15
02回転であり、ほぼ正常であることがわかる。

上述したように診断データが得られると、操作者はマ
スターステーション９の終了キー17を押す。終了キー17
が押されると、マスターステーション９は診断終了コマ
ンドSTPを第１の制御装置１に送信する（第３図の時刻t
14）。第１の制御装置１は診断終了コマンドSTPを受信
すると、今まで設定されていた制御コマンドの設定をク
リアするとともに、受信した診断終了コマンドSTPの反
転データであるエコーバック信号▲▼をマスター
ステーション９に返信する（第３図の時刻t15）。マス
ターステーション９は第１の制御装置１からの反転され
たエコーバック信号▲▼を受信すると、これによ
り第１の制御信号１に対する診断を終了する。

なお、上記実施例では、２つの情報バイトを送信し、
これに対応するように初期化コマンドを２回送信してい
るが、これに限定されるものではなく、情報バイトが最
大３バイトの場合には、初期化コマンドも３回連続して
送信するようにすればよい。すなわち、情報バイトの数
に対応する数の初期化コマンドを送信すればよいことに
なる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、制御コマンド
に続いて送信される情報信号の数に相当する数の初期化
コマンドを所定間隔あけて連続して各制御装置に送信し
ているので、例えば２つの情報信号を送信する場合に
は、初期化コマンドを２回送信することになるが、この
場合に２つの情報信号の両方が初期化コマンドと同じ情
報であったとしても、その次のコマンドは必ずシステム
選択コマンドと異なるコードであるため、選択しない他
の制御装置が誤って応答することがなく、従って正常な
通信を常に適確に行うことができる。また、制御コマン
ドを制御装置に送信した場合、制御装置はこの制御コマ
ンドに応答して当該制御コマンドの反転信号を返信し、
また制御コマンドに続いて情報信号を制御装置に送信し
た場合、制御装置は前記情報信号に応答してこの情報信
号と同じ信号を返信しているので、選択された制御装置
でない他の制御装置が誤って前記情報信号をコマンドと
して受信し、この受信に応答してコマンドと同様に反転
信号のエコーバック信号を返信したとしても、正常な制
御装置からの情報信号に対するエコーバック信号は反転
されていない同じ信号であるため、両方のエコーバック
信号が同時に返信されても、他の制御装置の誤った応答
を適確に検出することができ、これにより正常な制御装
置とのみ適確に通信することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係わる車両用通信装置のシ
ステム構成を示すブロック図、第２図は第１図の車両用
通信装置で使用されるデータフォーマットを示す図、第
３図は第１図の車両用通信装置の動作を示すタイミング
チャート、第４図は第１図の車両用通信装置の操作およ
び作用を示す表である。 １……第１の制御装置 ３……第２の制御装置 ５……信号線 ９……マスターステーション 11……テンキー 13……ディスプレイ 17……終了キー

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の制御装置のうちの所望の制御装置を
   選択し、この選択した制御装置に対して所定の制御動作
   を行わせる制御コマンドを送信した場合、この制御コマ
   ンドに応答して前記選択された制御装置から当該制御装
   置の反転信号を確認用に返信し、前記制御コマンドに続
   いて当該制御コマンドに関連する１つ以上の情報信号を
   前記選択した制御装置に対して送信する車両用通信装置
   であって、前記複数の制御装置との間の通信回線を初期
   化するとともに、前記複数の制御装置のうちの前記所望
   の制御装置を選択する選択コマンドの受信待機状態に各
   制御装置を設定する初期化コマンドを前記情報信号の数
   に相当する数所定間隔をあけて連続して各制御装置に送
   信する初期化コマンド送信手段を有すると共に、前記情
   報信号を前記選択した制御装置に対して送信した場合に
   は、この制御装置は前記情報信号に応答して当該情報信
   号と同じ信号を返信する返信手段を有することを特徴と
   する車両用通信装置。