JP4258112B2 - ノード診断方法およびノード診断システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はノード診断方法およびノード診断システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、特にコンピュータ技術の進歩を背景として情報通信の高度化が進んでおり、例えば自動車においても、搭載される電装品等を制御する制御部の間でやり取りされる情報量は急速に増大している。そこで情報を伝達するワイヤーハーネスの数を低減すべく多重通信システムが採用されつつある。
【０００３】
多重通信システムは、共通の多重通信線に、データフレームの送受信を行うノードとして制御用のＥＣＵ等を接続してネットワークを形成したもので、ノード間で多重通信線を介してデータ通信を行う。制御の種類が多岐にわたる上記自動車等の場合には、データ通信を効率よく行うために、通信速度等の属性の異なる複数のノード群に分けて複数のネットワークを形成し、異なるネットワーク間の通信はデータ中継装置を介して行われる。また、各ＥＣＵは、通常、ウォッチドッグタイマでリセット可能に構成されており、ＣＰＵの暴走時にはリセットしてＣＰＵの暴走による作動異常を回避する。
【０００４】
ところで、制御内容が特に複雑でノード数の多い自動車等では、ＥＣＵの劣化等で故障や調子が悪くなった時の故障原因の特定が容易ではなく、そこでノードの１つとして故障診断装置を接続し、各ノードから情報を収集して前記故障原因の分析を行うものもある。
【０００５】
特開平１−１１６７３９号公報、特開平５−７１４１０号公報には、下位ＣＰＵのウォッチドッグタイマ出力を割り込み信号として上位ＣＰＵに出力して下位ＣＰＵに何らかの異常が発生したことを上位ＣＰＵに報知するものがあり、これを前記多重通信システムに応用してＥＣＵが異常か否かを診断することが考えられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＥＣＵのリセットは必ずしもそれ自体の不具合で生じるだけではなく、電源変動等でも生じ、故障等のノード異常に基因するリセットと、電源変動に基因するリセットとを区別することができない。そこで、リセット回数が一定数を越えたら異常と判断することも考えられるが、電源が不安定な場合には電源変動に基因するリセットが頻発して、これをノード異常と誤判断するおそれがあり、高い確度で異常ノードを特定することはできない。
【０００７】
本発明は上記実情に鑑みなされたもので、異常ノードの特定を容易に行い得るノード診断方法およびノード診断システムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、通信線に複数のノードが接続されノード間でデータフレームの送受信を所定の通信プロトコルで行うネットワークにおいて、前記ノードのリセット時に該ノードから送信されて自己の識別情報およびリセットした旨を含むデータフレームを監視し、該データフレームに基づいて異常の発生したノードを判定するノード診断方法であって、
前記異常の判定対象のノードのリセットの頻度をその他のノードのリセットの頻度と相対比較し、
前記判定対象のノードのリセット頻度が電源変動とみなせるリセット頻度よりも高いとき、前記判定対象のノードを異常ノードと判定する。
【０００９】
ノードに異常が生じるとリセット回数が他のノードに比して過度に多くなるから異常ノードが特定できる。一方、電源変動等のようにノード異常とは異なる要因でノードがリセットする場合には判定対象のノードだけではなく多くのノードでリセットが発生する蓋然性が高く、判定対象のノードのリセット頻度は他のノードから大きくかけ離れることはない。判定対象のノードを他のノードと相対比較することで、正常なノードを異常と誤判定することが回避され、高い確度で異常ノードを特定することができる。
【００１０】
請求項２記載の発明では、通信線に複数のノードが接続されノード間でデータフレームの送受信を所定の通信プロトコルで行うネットワークにおいて、前記ノードのリセット時に該ノードから送信されて自己の識別情報およびリセットした旨を含むデータフレームを監視し、該データフレームに基づいて異常の発生したノードを判定するノード診断方法であって、前記異常の判定対象のノード以外のノードのリセットの頻度から多頻度側にシフトしたリセットの頻度の基準値を演算して、該基準値と前記判定対象のノードのリセット頻度とを比較し、
前記判定対象のノードのリセット頻度が前記基準値よりも高いとき、前記判定対象のノードを異常ノードと判定する。
【００１１】
判定対象のノードのリセット頻度を、判定対象のノード以外のノードのリセットの頻度から多頻度側にシフトしたリセットの頻度の基準値と比較することで、他のノードのそれぞれと比較する必要がなくノード異常か否かの判断が容易である。
【００１２】
請求項３記載の発明では、請求項２の発明の構成において、前記基準値は、前記異常の判定対象のノード以外のノードのリセットの頻度の平均値に所定値を加算して求める。
【００１３】
基準値を前記リセットの頻度の平均値に基づいて求めることで、判定対象のノード以外のすべてのノードのリセット頻度が基準値に反映され、基準値の信頼性を高めることができる。
【００１４】
請求項４記載の発明では、通信線に複数のノードが接続されノード間でデータフレームの送受信を所定の通信プロトコルで行うネットワークにおいて、前記ノードのリセット時に該ノードから送信されて自己の識別情報およびリセットした旨を含むデータフレームを監視し、該データフレームに基づいて異常の発生したノードを判定するノード診断方法であって、
前記複数のノードにおいて順次発生する前記リセットのうち同一のノードのリセットが連続する回数をカウントする。
該連続回数が予め設定した基準値よりも高いとき、前記ノードを異常ノードと判定する。
【００１５】
ノードに異常が生じると当該ノードにおいてリセットが集中して生じるから異常ノードが特定できる。一方、電源変動等のようにノード異常とは異なる要因でノードがリセットする場合には多くのノードでリセットが発生する蓋然性が高く、特定のノードにおいてリセットが集中して発生することがない。リセットが一定回数以上、連続したときに当該ノードを異常と判じることで、正常なノードを異常と誤判定することが回避され、高い確度で異常ノードを特定することができる。
【００１６】
請求項５記載の発明では、ノード診断システムを次のように構成する。通信線に複数のノードを接続してなりノード間で所定の通信プロトコルにしたがってデータフレームの送受信を行うネットワークに、ノードとして、前記ノードのリセット時に該ノードから送信されて自己の識別情報およびリセットした旨を含むデータフレームを監視する監視部を接続する。
該監視部は、
受信した前記データフレームに基づいて前記ノードごとにリセットの回数をカウントするカウント手段と、
異常の判定対象のノードのリセットの回数をその他のノードのリセットの回数と相対比較し、前記判定対象のノードのリセット回数電源変動とみなせるリセット回数よりも多いとき、前記判定対象のノードを異常ノードと判定する異常判定手段とを具備する構成とする。
【００１７】
ノードに異常が生じるとリセット回数が他のノードに比して過度に多くなるから異常ノードが特定できる。一方、電源変動等のようにノード異常とは異なる要因でノードがリセットする場合には判定対象のノードだけではなく多くのノードでリセットが発生する蓋然性が高く、判定対象のノードのリセット頻度は他のノードから大きくかけ離れることはない。判定対象のノードを他のノードと相対比較することで、正常なノードを異常と誤判定することが回避され、高い確度で異常ノードを特定することができる。
【００１８】
請求項６記載の発明では、通信線に複数のノードを接続してなりノード間で所定の通信プロトコルにしたがってデータフレームの送受信を行うネットワークに、ノードとして、前記ノードのリセット時に該ノードから送信されて自己の識別情報およびリセットした旨を含むデータフレームを監視する監視部を接続し、
該監視部は、
受信した前記データフレームに基づいて前記ノードごとにリセットの回数をカウントするカウント手段と、
異常の判定対象のノードのリセットの回数をその他のノードのリセットの回数と相対比較して、前記判定対象のノードを異常ノードと判定する異常判定手段とを具備する。前記異常判定手段を、異常の判定対象のノード以外のノードのリセットの回数から多数回側にシフトしたリセットの回数の基準値を演算し、前記判定対象のノードのリセット回数が前記基準値よりも多いとき、前記判定対象のノードを異常ノードと判定する構成とする。
【００１９】
判定対象のノードのリセット回数を、その他のノードのリセット回数から多数回側にシフトしたリセットの回数の基準値と比較することで、他のノードのそれぞれと比較する必要がなくノード異常か否かの判断が容易である。
【００２０】
請求項７記載の発明では、請求項６の発明の構成において、前記異常判定手段は、前記基準値を、前記異常の判定対象のノード以外のノードのリセットの回数の平均値に所定値を加算して求める構成とする。
【００２１】
基準値を前記リセットの回数の平均値に基づいて求めることで、判定対象のノード以外のすべてのノードのリセット回数が基準値に反映され、基準値の信頼性を高めることができる。
【００２２】
請求項８記載の発明では、請求項５ないし７の発明の構成において、前記カウント手段を、前記判定対象のノードが前記異常判定手段により異常と判断されると、前記カウント手段の各ノードのカウント数を０に再設定して異常と判断されたノードを除いて残りのノード群についてカウントする構成とする。
【００２３】
ノードが異常と判定されるごとに当該ノードがカウント対象から除外されるとともに各ノードのカウント数がクリアされるので、次にいずれかのノードが異常になった時に、当該ノードが異常であることを見つけることができる。
【００２４】
請求項９記載の発明では、ノード診断システムを次のように構成する。通信線に複数のノードを接続してなりノード間で所定の通信プロトコルにしたがってデータフレームの送受信を行うネットワークに、ノードとして、前記複数のノードのリセット時に各ノードから送信されて自己の識別情報およびリセットした旨を含むデータフレームを監視する監視部を接続する。
該監視部は、
受信したデータフレームに基づいて、リセット回数をカウントするとともにリセットしたノードの識別情報を記憶するカウント手段であって、受信したデータフレームの識別情報が記憶された識別情報と異なる場合は受信したデータフレームの識別情報により、記憶された識別情報を更新するとともにリセット回数を初期値に再設定するカウント手段と、
前記ノードのリセット回数が予め設定した基準値よりも大きいとき、前記記憶された識別情報により特定されるノードを異常ノードと判定する異常判定手段とを具備する構成とする。
【００２５】
ノードに異常が生じると当該ノードにおいてリセットが集中して生じるから異常ノードが特定できる。一方、電源変動等のようにノード異常とは異なる要因でノードがリセットする場合には特定のノードにおいてリセットが集中して発生することがない。リセットが一定回数以上、連続したときに当該ノードを異常と判じることで、正常なノードを異常と誤判定することが回避され、高い確度で異常ノードを特定することができる。
【００２６】
また、ネットワークのノード数によらずリセット回数のカウントはノード１つ分だけであるから、構成が簡単である。
【００２７】
請求項１０記載の発明では、請求項９の発明の構成において、前記カウント手段を、異常の判定対象のノードが前記異常判定手段により異常と判断されると、当該ノードをカウント対象から除外する構成とする。
【００２８】
ノードが異常と判定されるごとに当該ノードがカウント対象から除外され、次にいずれかのノードが異常になった時に、当該ノードが異常であることを見つけることができる。
【００２９】
請求項１１記載の発明では、請求項５ないし１０の発明の構成において、異常と判定されたノードの識別情報を記憶する記憶手段を具備せしめる。
【００３０】
ネットワークの通常の作動中にも異常ノードが見つかるごとにその識別情報が記憶されていくから、速やかに異常ノードの修理や交換を行うことができる。
【００３１】
請求項１２記載の発明では、請求項５ないし１１の発明の構成において、前記ネットワークは複数のネットワークからなり、
前記監視部を、前記ネットークの前記多重通信線のそれぞれと接続し、ネットーク間でデータフレームの中継を行う中継手段を具備する構成とする。
【００３２】
前記自己の識別情報およびリセットした旨を含むデータフレームは、複数のネットワークから中継なく直接に監視部に受信されるから、効率的である。
【００３３】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１に本発明の第１実施形態になる故障診断システムを適用した多重通信システムを示す。多重通信システムは、複数（図例では４）のネットワーク１１，１２，１３，１４とデータ中継装置４とにより構成され、データ中継装置４が監視部の役割をも果している。各ネットワーク１１〜１４は、多重通信線２１，２２，２３，２４にノード３１１，３１２，３２１，３２２，３２３，３３１，３３２，３３３，３４が接続されたもので、ノード３１１〜３４間で所定の通信プロトコルにてデータを送受信するようになっている。ノード３１１〜３４は各ネットワーク１１〜１４に少なくともひとつ属している。
【００３４】
図例のものは自動車の車内制御用の多重通信システムであり、第１のネットワーク１１は、ノードとしてエンジン制御用のエンジン制御ＥＣＵ３１１、ＡＢＳ制御用のＡＢＳＥＣＵ３１２等が接続されている。第２のネットワーク１２は、ノードとしてドア制御ＥＣＵ３２１、メータＥＣＵ３２２、空調ＥＣＵ３２３等が接続されている。第１、第２のネットワーク１１，１２の通信プロトコルはＢＥＡＮである。第３の通信ネットワーク１３は、ノードとして各種の表示、操作スイッチが一体になったディスプレイ制御用のディスプレイＥＣＵ３３１、ＧＰＳ等のカーナビゲーション制御用のナビゲーションＥＣＵ３３２、オーディオ装置の制御用のオーディオＥＣＵ３３３等が接続されており、通信プロトコルはＩＥ−ＢＵＳである。第４のネットワークは、ノードとして故障診断装置３４が接続されており、通信プロトコルはＩＳＯ９１４１である。要求される通信速度や通信データ量等にしたがって、ネットワーク１１〜１４を構成するノードの組み合わせ、通信プロトコルが選択されている。
【００３５】
なお、故障診断装置３４はサービス工場等における修理の際に接続されるものであり、他のネットワーク１１〜１３を構成するＥＣＵ３１１〜３３３から故障情報や車両各部の作動情報がデータ中継装置４を介して中継され、中継された情報を修理に供する。
【００３６】
図３は各ＥＣＵ３１１〜３３３に共通に設定された作動手順を示すもので、何らかの原因でリセットしリセットが解除された時のものである。先ず、ＲＯＭ／ＲＡＭを初期化するとともに、Ｉ／Ｏを初期化する（ステップＳ１０１）。
【００３７】
次いで、リセット後、初回の送信であることを示すデータフレーム（以下、リセット後初回フレームという）を送信する（ステップＳ１０２）。その後、通常の通信に移行する（ステップＳ１０３）。
【００３８】
図４（Ａ）、図４（Ｂ）はＢＥＡＮプロトコルにおけるフレーム構造を示し、これによりリセット後初回フレームを説明する。図４（Ａ）に示す例では、リセット後初回フレームは「Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ ＩＤ」（図中、ＤＳＴ−ＩＤ）領域に一斉同報に対応するＩＤが与えられ、「ＭｅｓｓａｇｅＩＤ」（図中、ＭＥＳ−ＩＤ）領域にネットワーク管理フレームを表すＩＤが与えられる。本具体例ではＥＣＵ３１１〜３３３ごとに割り振られ、送信元が知られるようになっている。
【００３９】
データ本体である「ＤＡＴＡ１」は例えば１バイトの領域で、リセット後、初回の送信であることを表すデータが与えられる。例えば、図例のように初回の送信であれば「１０００００００」とする。なお、初回以外の送信であれば「００００００００」とする。
【００４０】
また、「Ｐｒｉｏｒｉｔｙ」（図中、ＰＲＩ）は任意である。
【００４１】
リセット後初回フレームの別の例としては図４（Ｂ）に示すように、「Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ ＩＤ」領域に一斉同報に対応するＩＤが与えられ、「ＭｅｓｓａｇｅＩＤ」領域に全ＥＣＵ３１１〜３３３共通のネットワーク管理フレームを表すＩＤが与えられる。
【００４２】
データ本体である「ＤＡＴＡ１」は、前記の例と同様に１バイトの領域で、リセット後、初回の送信を表すデータが与えられる。
【００４３】
そして、「ＤＡＴＡ１」と同じく１バイトのデータ本体であり「ＤＡＴＡ１」に続く「ＤＡＴＡ２」には各ＥＣＵ３１１〜３３３のノードＩＤが与えられ、ここで、送信元が知られるようになっている。
【００４４】
なお、他の通信プロトコルのネットワーク１３に属するＥＣＵ３３１〜３３３も、リセット後、初回の送信を表すデータと、送信元のノードＩＤを含むリセット後初回フレームを送信するようになっている。
【００４５】
各多重通信線２１〜２４は、データ中継装置４と接続され、データ中継装置４が、ノード３１１〜３４から送信されたデータを送信元のノードが属するネットワークとは別のネットワーク１１〜１４に属するノード３１１〜３４へと中継するようになっている。
【００４６】
データ中継装置４の要部の構成を示す図２において、データ中継装置４は通信用ＩＣや、制御用のマイクロコンピュータ等で構成されたもので、図はその機能ブロックで表してある。データ中継装置４は、４つのフレーム送受信部４１１，４１２，４１３，４１４を備えている。第１のフレーム送受信部４１１、第２の送受信部４１２には、それぞれＢＥＡＮプロトコルが支配する第１、第２のネットワーク１１，１２の多重通信線２１，２２が１対１に対応して接続される（以下、適宜、第１のフレーム送受信部を第１のＢＥＡＮ送受信部と、第２のフレーム送受信部を適宜、第２のＢＥＡＮ送受信部という）。第３のフレーム送受信部４１３には、ＩＥ−ＢＵＳプロトコルが支配する第３のネットワーク１３の通信線２３が接続される（以下、第３のフレーム送受信部を適宜、ＩＥ−ＢＵＳ送受信部という）。第４のフレーム送受信部４１４には、ＩＳＯ９１４１プロトコルが支配する第４のネットワーク１４の通信線２４が接続される（以下、第４のフレーム送受信部を適宜、ＩＳＯ９１４１送受信部という）。
【００４７】
第１〜第４のフレーム送受信部４１１〜４１４が受信したデータフレームは受信フレーム格納バッファ４２に一時格納される。受信フレーム格納バッファ４２はＲＡＭの所定領域がデータ種類であるデータＩＤごとに割り当てられる。格納されたデータフレームについて、中継処理部４３が送信を担当するフレーム送受信部４１１〜４１４を特定するとともに、データフレームから抽出されたデータ本体に中継先の通信プロトコルに適合するように所定のヘッダを付加し、担当の各フレーム送受信部４１１〜４１４に出力する。送受信部４１１〜４１４の特定には、例えばデータＩＤに対して中継すべきネットワーク１１〜１４を対応付ける中継先テーブルを予め記憶しておき、これを参照して行う。また、通信プロトコルの異なるネットワーク１１〜１４間の中継における通信プロトコルの変換は、受信したデータフレーム全体を送信するデータフレームのデータ本体として送信し、送信先のノード３１１〜３４にて解読するようにしてもよいし、データＩＤに対しヘッダー情報が対応付けられたテーブルを参照して、受信したデータフレームのヘッダーを送信先の通信プロトコルに適合するように付け替えてもよい。
【００４８】
次に、データ中継装置４の、前記リセット後初回フレームを監視して異常ノードを判定する監視部としての機能について説明する。受信フレーム格納バッファ４２に格納されたデータフレームはフレーム解析部４４でリセット後初回フレームであるか否かが判断され、リセット後初回フレームの場合はデータフレームから抽出されたノードＩＤがフレーム解析部４４からカウント部４５に出力される。カウント部４５はＥＣＵ３１１〜３３３と同数の、リセット回数カウント用のカウンタ（以下、適宜、リセット回数カウンタという）４５１を備えており、フレーム解析部４４からノードＩＤが出力されると、該ノードＩＤに対応するリセット回数カウンタ４５１が「１」、カウントアップする。リセット回数カウンタ４５１はＲＡＭの所定領域に設けられる。
【００４９】
そして、カウント部４５が保持する前記リセット回数を入力として異常ＥＣＵ判定部４６が判定対象のＥＣＵ３１１〜３３３が異常か否かを判定するようになっており、異常と判定されたノードＩＤが記憶部４７に記憶される。記憶部４７は例えば不揮発性のＥＥＰＲＯＭにより構成される。
【００５０】
図５、図６により本データ中継装置４のノード診断作動を説明する。図５は、フレーム解析部４４およびカウント部４５により各ＥＣＵ３１１〜３３３のリセット回数を求める手順を示している。フレーム送受信部４１１〜４１４がデータフレームを受信すると（ステップＳ２０１）、フレーム解析部４４が前記「Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ ＩＤ」および「ＤＡＴＡ１」の内容から、リセット後初回フレームであるか否かを判断し（ステップＳ２０２）、リセット後の初回フレームであれば、カウント部４５が、リセットしたＥＣＵ３１１〜３３３のリセット回数カウンタ４５１をカウントアップする（ステップＳ２０３）。
【００５１】
図６は、異常ＥＣＵ判定部４６により異常ノードを特定する手順を示しており、いずれかのリセット回数カウンタ４５１がカウントアップするとステップＳ３０１から実行される。先ず、カウント部４５から入力するＥＣＵ３１１〜３３３のリセット回数を比較し、最大値、および最大値をとるＥＣＵ３１１〜３３３を特定する（ステップＳ３０１）。この特定されたＥＣＵ３１１〜３３３が異常か否かの判定対象のＥＣＵとなる。そして、前記最大値を除くカウント回数についてＥＣＵ３１１〜３３３間の平均値（ＡＶＥ値）を算出し、これにｋを乗じて基準値とする（ステップＳ３０２）。
【００５２】
この基準値は、平均値に（ｋ−１）×平均値を加算したものであり、ｋを適当にとれば、未判定のＥＣＵ群（最初は全ＥＣＵ３１１〜３３３）のうち、リセット回数が最も異常のおそれの高い最大値をとるＥＣＵ３１１〜３３３を除いたノード群のリセット回数から多頻度側にシフトしたリセット回数を表す。電源変動によるリセット回数の分布を考慮してｋを設定することにより、前記ノード群よりもリセット回数が過度に多いか否か、すなわち電源変動とみなせる程度のリセット回数といえないか否かを判断するしきい値となる。なお、ｋは１を越える定数であり、電源変動によるリセット回数の分布を予め確認しておき、その分布に基づいて設定するのがよい。例えば２である。
【００５３】
次いで、前記最大値を基準値と比較して最大値の方が大きければ（ステップＳ３０２）、最大値をとるＥＣＵ３１１〜３３３のノードＩＤを異常ノード情報として記憶部４７に記憶する。
【００５４】
そして、各リセット回数カウンタ４５１のリセット回数を０に再設定し、再び異常ＥＣＵの特定作動が行われる。なお、このとき、既に異常と判断されたＥＣＵ３１１〜３３３についてはカウント対象から除外される。
【００５５】
なお、新たな異常ＥＣＵの特定作動に移行する前に、異常と判断されたＥＣＵ３１１〜３３３を除いたノード群についてステップＳ３０１〜Ｓ３０４を実行し、新たに異常ノードがないか否かを判定するのもよい。そして、順次、異常ノードを除外して未判定のノード群を更新しながらステップＳ３０３の判定基準（最大値＞基準値）を満たさなくなるまでステップＳ３０１〜Ｓ３０４を実行する。
【００５６】
また、記憶部４７のデータはデータ中継装置４から送信可能であり、故障診断装置３４において故障診断に供される。
【００５７】
本発明によれば、未判定のＥＣＵ３１１〜３３３群のうち、判定対象のＥＣＵ３１１〜３３３のリセット頻度と、該ＥＣＵ３１１〜３３３を除くＥＣＵ群のリセット回数から多頻度側にシフトしたリセット回数の基準値とを比較する。図７はリセット回数カウンタ４５１が保持するリセット回数を模式的に表している。ＥＣＵ３１１〜３３３のリセットは図８に示すように、電源投入時のいわゆるパワーオンリセット、通常作動中に電源変動が生じることによる低電圧リセット、ＥＣＵ３１１〜３３３の不具合によるウォッチドッグリセットがあり、それぞれリセット後初回フレームを送信する。判定対象のＥＣＵ３１１〜３３３に異常があれば、そのリセット回数は他のＥＣＵ３１１〜３３３のリセット回数よりも大きくかけ離れる。図例ではドア制御ＥＣＵ３２１が突出している。一方、注目したＥＣＵ３１１〜３３３に異常がなければ、そのリセット回数はＥＣＵ３１１〜３３３のリセット回数よりも大きくかけ離れることはない。このように、判定対象のＥＣＵ３１１〜３３３のリセット回数と、他のＥＣＵ３１１〜３３３のリセット回数とを相対比較することで、異常が生じたＥＣＵ３１１〜３３３を高い確度で特定することができる。
【００５８】
また、基準値を平均値に基づいて求めているので、異常の判定対象のＥＣＵ３１１〜３３３以外のすべてのＥＣＵ３１１〜３３３のリセット回数が反映されてそのばらつきが吸収され、さらに異常ノードを特定する確度が高められる。
【００５９】
しかも、判定対象のＥＣＵ３１１〜３３３は未判定のＥＣＵ群のうちでリセット回数が最大値をとり異常であるおそれが一番あるものを選択しているので、効率的に判定することができ、制御負担を軽減することができる。
【００６０】
また、実走行中に異常ＥＣＵのノードＩＤが記憶部４７に記憶されるので、サービス工場等において記憶部４７の内容を読みだしてその結果に基づいて修理や交換をすべきＥＣＵ３１１〜３３３を速やかに特定することができる。しかも、異常ＥＣＵが見つかるごとに、リセット回数カウンタ４５１が初期値に戻されるとともに、異常ノードは判定対象となるＥＣＵ３１１〜３３３群から除外されていくから、サービス工場に持ち込まれるまでに、複数のＥＣＵが順次故障していっても、これらをすべて異常と診断しそのノードＩＤを記憶していくことができる。
【００６１】
また、ノード診断機能を有するデータ中継装置４に全ＥＣＵ３１１〜３３３が接続される通信線２１〜２３と接続されているから、データ中継装置４は前記リセット後初回フレームをデータ中継なく受信することができ、効率的である。
【００６２】
なお、異常ＥＣＵ判定部４６は、ＥＣＵ３１１〜３３３がリセットするごとに異常ＥＣＵの有無を判定するのではなく、全ＥＣＵ３１１〜３３３のリセット回数の合計が所定数に達したらステップＳ３０１以降の手順を実行したり、リセット回数の最大値が所定値を越えたらステップＳ３０２以降の手順を実行するようにしてもよい。
【００６３】
（第２実施形態）
本発明の第２の実施形態を図９、図１０に示す。前記第１実施形態において、データ中継装置を別の構成に代えたもので、図中、第１実施形態と同じ番号を付した部分は第１実施形態と実質的に同じ作動をするので、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００６４】
データ中継装置４Ａは異常ＥＣＵ判定部４６Ａの構成が第１実施形態と異なり、図１１にその作動フローを示す。第１実施形態と同様にリセット回数の最大値とノードＩＤを特定する。そして、最大値をとるもの以外のＥＣＵ３１１〜３３３についての平均値を算出し、該平均値に所定値であるΔＮを加算し基準値とする（ステップＳ３０２Ａ）。この（ＡＶＥ値＋ΔＮ）は、第１実施形態と同様に、判定対象であるリセット回数が最大値をとるＥＣＵ３１１〜３３３を除くＥＣＵ群のリセット回数から多頻度側にシフトしたリセット回数である。ここで、ΔＮは、電源変動によるリセット回数の分布を予め確認しておき、その分布に基づいて設定するのがよい。そして、第１実施形態と同様に最大値を基準値と比較して大きければ最大値をとるＥＣＵ３１１〜３３３を異常と判定する（ステップＳ３０３）。
【００６５】
かかる構成でも、未判定のＥＣＵ３１１〜３３３のうち、判定対象のＥＣＵ３１１〜３３３のリセット回数と、これを除くＥＣＵ３１１〜３３３群のリセット回数から多頻度側にシフトしたリセット回数の基準値とを比較することになる。このように、判定対象のＥＣＵ３１１〜３３３のリセット回数と、他のＥＣＵ３１１〜３３３のリセット回数とを相対比較することで、電源変動等に基因するリセットをＥＣＵの不具合によるものと誤認することなく異常ノードを高い確度で特定することができる。
【００６６】
なお、ΔＮは一定値であり、平均値に対する比率が平均値により異なるので、図１１の手順は、例えば、全ＥＣＵ３１１〜３３３のリセット回数の合計が所定数に達した時点で行うことで、平均値が大きく変動しないようにするのが望ましい。
【００６７】
（第３実施形態）
本発明の第３の実施形態を図１２、図１３に示す。前記第１実施形態において、データ中継装置を別の構成に代えたもので、図中、第１実施形態と同じ番号を付した部分は第１実施形態と実質的に同じ作動をするので、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００６８】
データ中継装置４Ｂは異常ＥＣＵ判定部４６Ｂの構成が第１実施形態と異なり、図１４にその作動フローを示す。第１実施形態と同様にリセット回数の最大値とノードＩＤを特定する。そして、最大値をとるもの以外のＥＣＵ３１１〜３３３についての平均値（ＡＶＥ値）および標準偏差（σ）を算出し、（平均値＋ｘ×標準偏差）を基準値とする（ステップＳ３０２Ｂ）。ここで、ｘを適当にとれば、（平均値＋ｘ×標準偏差）は、判定対象であるリセット回数が最大値をとるＥＣＵ３１１〜３３３を除くＥＣＵ群のリセット回数から多頻度側にシフトしたリセット回数である。そして、第１実施形態と同様に最大値を基準値と比較して大きければ最大値をとるＥＣＵ３１１〜３３３を異常と判定する（ステップＳ３０３）。
【００６９】
かかる構成でも、未判定のＥＣＵ３１１〜３３３のうち、判定対象のＥＣＵ３１１〜３３３のリセット回数と、これを除くＥＣＵ３１１〜３３３群のリセット回数から多頻度側にシフトしたリセット回数の基準値とを比較することになる。このように、判定対象のＥＣＵ３１１〜３３３のリセット回数と、他のＥＣＵ３１１〜３３３のリセット回数とを相対比較することで、電源変動等に基因するリセットをＥＣＵの不具合によるものと誤認することなく異常ノードを高い確度で特定することができる。
【００７０】
なお、前記各実施形態において、基準値は最大値をとるものを除くＥＣＵ３１１〜３３３群のリセット回数から演算しているが、ＥＣＵの数がある程度多ければ、最大値をとるものを含むＥＣＵ群のリセット回数に基づいて演算してもよい。ＥＣＵ数が多ければ、最大値が基準値の算出結果に与える影響が小さいからである。
【００７１】
また、前記各実施形態では、基準値を（平均値＋所定値）により求めているが、必ずしもこれに限定されるものではなく、ＥＣＵ群のリセット回数から多頻度側にシフトしたものであればよい。例えば、判定対象のＥＣＵ（前記各実施形態ではリセット回数が最大値をとるＥＣＵ）を除くＥＣＵ群のうちで最大のリセット回数に所定の係数を乗じたり所定値を加算したものを基準値とすることもできる。
【００７２】
（第４実施形態）
本発明の第４の実施形態を図１５、図１６に示す。前記第１実施形態において、データ中継装置を別の構成に代えたもので、図中、第１実施形態と同じ番号を付した部分は第１実施形態と実質的に同じ作動をするので、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００７３】
データ中継装置４Ｃはカウント部４５Ｃおよび異常ＥＣＵ判定部４６Ｃの構成が第１実施形態と異なる。カウント部４５Ｃは、リセット回数カウンタとして、ＥＣＵ３１１〜３３３を特定しない単一のリセット回数カウンタ４５２だけを備えている。また、ノードＩＤを書き込み可能なノードＩＤ保持部４５３を備えており、その内容によりカウント中のＥＣＵ３１１〜３３３を識別するようになっている。異常ＥＣＵ判定部４６Ｃはリセット回数カウンタ４５２のリセット回数と予め設定した基準値を比較して異常か否かを判断するとともに、ノードＩＤ保持部４５３の内容から異常ノードを特定する。
【００７４】
図１７はフレーム解析部４４およびカウンタ部４５Ｃの作動を示すもので、フレーム解析部４４から出力されるノードＩＤがノードＩＤ保持部４５３に記憶されたものと同じのときは（ステップＳ２１１）、リセット回数カウンタ４５２のリセット回数をカウントアップし（ステップＳ２１２）、フレーム解析部４４から出力されるノードＩＤが記憶されたものと異なるときはリセット回数を１に再設定するとともに、ノードＩＤ保持部４５３の内容をフレーム解析部４４から出力されたノードＩＤに更新する（ステップＳ２１３）。
【００７５】
図１８は異常ＥＣＵ判定部４６Ｃの作動手順を示すもので、リセット回数カウンタ４５２がカウントアップするごとにステップＳ３１１から実行される。前記リセット回数が前記基準値よりも多ければカウント部４５ＣのノードＩＤ保持部４５３に記憶されたノードＩＤのノードを異常と判定し記憶部４７に記憶する（ステップＳ３１１）。
【００７６】
なお、異常ＥＣＵ判定部４６Ｃが「異常」と判定すると、カウンタ部４５Ｃは異常と判定されたＥＣＵ３１１〜３３３のリセット回数のカウントを禁止する。これにより、異常と判定されたＥＣＵ３１１〜３３３は判定対象から除外され、他のＥＣＵ３１１〜３３３のリセット連続回数が基準値を越えた時にのみ、新たに異常ノードと判定されることになる。
【００７７】
ＥＣＵ３１１〜３３３のリセットがＥＣＵ自身の異常以外の要因によるものであればリセットはＥＣＵ３１１〜３３３群の中でランダムに発生し、特定のＥＣＵ３１１〜３３３でリセットが連続することはない。しかして、電源変動等に基因するリセットをＥＣＵの不具合によるものと誤認することなく異常ノードを高い確度で特定することができる。
【００７８】
また、実走行中に異常ＥＣＵのノードＩＤが記憶部４７に記憶されるので、サービス工場等において記憶部４７の内容を読みだしてその結果に基づいて修理や交換をすべきＥＣＵ３１１〜３３３を速やかに特定することができる。しかも、異常ＥＣＵが見つかるごとに、異常ＥＣＵは判定対象となるＥＣＵ３１１〜３３３群から除外されていくから、サービス工場に持ち込まれるまでに、複数のＥＣＵが順次故障していっても、これらをすべて異常と診断しそのノードＩＤを記憶していくことができる。
【００７９】
（第５実施形態）
本発明の第５の実施形態を図１９に示す。前記第１実施形態において、データ中継装置および故障診断装置を別の構成に代えたもので、図中、第１実施形態と同じ番号を付した部分は第１実施形態と実質的に同じ作動をするので、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００８０】
データ中継装置４Ｄは前記異常ノード検出部４０１の構成を備えていないデータ中継のみを行う構成となっている。ここで、データ中継装置４Ｄの中継処理部４３Ａは前記リセット後初回フレームを受信するとこれを故障診断装置３４Ａに転送する。
【００８１】
故障診断装置３４Ａは、フレーム解析部４４、カウント部４５、異常ＥＣＵ判定部４６を備えており、リセット後初回フレームを受信して、リセット回数に基づいて異常ＥＣＵ３１１〜３３３の特定を行う。そして、データ出力部３４１は異常ＥＣＵのノードＩＤを表示する。データ出力部３４１にはＣＲＴ等のディスプレイやプリンタが用いられ得る。
【００８２】
かかる構成では、自動車がサービス工場に持ち込まれるまでは異常ＥＣＵの検出はなされないが、故障診断装置３４Ａを取り付けた後で試験的に実走行等を行い自動車を作動状態とすることで、異常ＥＣＵを探すことができる。
【００８３】
自動車ごとに設けられるデータ中継装置４Ｄが簡略化されるので、低コストである。
【００８４】
なお、故障診断装置３４Ａは第１実施形態の異常ＥＣＵ判定部４６を備えておるが、これに代えて、第２実施形態の異常ＥＣＵ判定部４６Ａもしくは第３実施形態の異常ＥＣＵ判定部４６Ｂでもよい。
【００８５】
（第６実施形態）
本発明の第６の実施形態を図２０に示す。前記第５実施形態において、故障診断装置を別の構成に代えたもので、図中、第５実施形態と同じ番号を付した部分は第５実施形態と実質的に同じ作動をするので、第５実施形態との相違点を中心に説明する。
【００８６】
故障診断装置３４Ｂは、フレーム解析部４４、カウント部４５Ｃ、異常ＥＣＵ判定部４６Ｃを備えており、リセット後初回フレームを受信して、リセット回数に基づいて異常ＥＣＵ３１１〜３３３の特定を行う。そして、データ出力部３４１は異常ＥＣＵのノードＩＤを表示する。
【００８７】
かかる構成では、自動車がサービス工場に持ち込まれるまでは異常ＥＣＵの検出はなされないが、故障診断装置３４Ｂを取り付けた後で試験的に実走行等を行い自動車を作動状態とすることで、異常ＥＣＵを探すことができる。
【００８８】
自動車ごとに設けられるデータ中継装置４Ｄが簡略化されるので、低コストである。
【００８９】
（第７実施形態）
本発明の第７の実施形態を図２１に示す。前記第５実施形態において、故障診断装置を別の構成に代えたもので、図中、第５実施形態と同じ番号を付した部分は第５実施形態と実質的に同じ作動をするので、第５実施形態との相違点を中心に説明する。
【００９０】
故障診断装置３４Ｃは、第５実施形態のカウント部４５に代えてカウント部４５Ｄとしたもので、カウント部４５Ｄは異常ＥＣＵ判定部４６が異常ＥＣＵを見つけると、その時点で診断制御を停止するものであり、構成を簡略化できる。
【００９１】
（第８実施形態）
本発明の第８の実施形態を図２２に示す。前記第６実施形態において、故障診断装置を別の構成に代えたもので、図中、第６実施形態と同じ番号を付した部分は第６実施形態と実質的に同じ作動をするので、第６実施形態との相違点を中心に説明する。
【００９２】
故障診断装置３４Ｄは、第６実施形態のカウント部４５Ｃに代えてカウント部４５Ｅとしたもので、カウント部４５Ｅは異常ＥＣＵ判定部４６Ｃが異常ＥＣＵを見つけると、その時点で診断制御を停止するものであり、構成を簡略化できる。
【００９３】
（第９実施形態）
本発明の第９の実施形態を図２３に示す。前記第５実施形態において、故障診断装置を別の構成に代えたもので、図中、第５実施形態と同じ番号を付した部分は第５実施形態と実質的に同じ作動をするので、第５実施形態との相違点を中心に説明する。
【００９４】
故障診断装置３４Ｅは、フレーム解析部４４を備えており、前記データ中継装置４Ｄから送信されたリセット後初回フレームを受信すると、リセットしたＥＣＵ３１１〜３３３のノードＩＤをデータ出力部３４１Ａに出力するようになっており、データ出力部３４１Ａは、前記ノードＩＤをリセット後初回フレームを受信した順に表示する。
【００９５】
このリセットしたＥＣＵ３１１〜３３３のノードＩＤが時系列に並べられたデータに基づいて作業者は異常ＥＣＵを特定する。
【００９６】
特定する方法としては、第１に、作業者がリセット回数をノードＩＤ別にカウントしリセット回数を得、最大値をとるＥＣＵ３１１〜３３３を特定する。そして、最大値を除くリセット回数に基づいて第１〜第４実施形態のごとく基準値を演算して、これと最大値とを比較し、最大値の方が大きければリセット回数が最大値をとったＥＣＵ３１１〜３３３は異常と判断する。
【００９７】
第２には、前記のノードＩＤが時系列に並べられたデータの中から、所定回数以上連続して特定のノードＩＤが並んでいるものを探して、かかるノードＩＤが見つかれば、これを異常ノードと判定する。
【００９８】
なお、上記各実施形態において、異常ＥＣＵ記憶部を、ＥＥＰＲＯＭ以外の不揮発性メモリ、例えばフラッシュメモリやバックアップ電源付きＲＡＭ等により構成することもできる。
【００９９】
また、イグニッションオン／オフの切り換え直後やアクセサリーオン／オフの切り換え直後のように電源変動が生じる蓋然性の高い期間はＥＣＵの診断をしないようにするのもよい。すなわち、データ中継装置４を、前記オン／オフの切り換えを検出して、検出すると予め設定した所定時間はリセット後初回フレームの監視やリセット回数のカウントを休止する構成とする。
【０１００】
なお上記各実施形態は、自動車の車内制御システムに適用したものを示したが、本発明は、他の分野にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１のノード診断方法を実施するための本発明の第１のノード診断システムの構成図である。
【図２】前記ノード診断システムのデータ中継装置の構成図である。
【図３】ノード異常の判定対象となるＥＣＵの作動を示すフローチャートである。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ前記ＥＣＵが送信するリセット後初回フレームの構造を説明する図である。
【図５】前記データー中継装置の作動を示す第１のフローチャートである。
【図６】前記データー中継装置の作動を示す第２のフローチャートである。
【図７】前記データー中継装置でカウントされる各ＥＣＵのリセット回数の一覧表である。
【図８】前記ＥＣＵの作動を示すタイミングチャートである。
【図９】本発明の第２のノード診断方法を実施するための本発明の第２のノード診断システムの構成図である。
【図１０】前記ノード診断システムのデータ中継装置の構成図である。
【図１１】前記データ中継装置の作動を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第３のノード診断方法を実施するための本発明の第３のノード診断システムの構成図である。
【図１３】前記ノード診断システムのデータ中継装置の構成図である。
【図１４】前記データ中継装置の作動を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の第４のノード診断方法を実施するための本発明の第４のノード診断システムの構成図である。
【図１６】前記ノード診断システムのデータ中継装置の構成図である。
【図１７】前記データ中継装置の作動を示す第１のフローチャートである。
【図１８】前記データ中継装置の作動を示す第２のフローチャートである。
【図１９】本発明の第１のノード診断方法を実施するための本発明の第５のノード診断システムの構成図である。
【図２０】本発明の第４のノード診断方法を実施するための本発明の第６のノード診断システムの構成図である。
【図２１】本発明の第５のノード診断方法を実施するための本発明の第７のノード診断システムの構成図である。
【図２２】本発明の第６のノード診断方法を実施するための本発明の第８のノード診断システムの構成図である。
【図２３】本発明の第７のノード診断方法を実施するためのノード診断システムの構成図である。
【符号の説明】
１１，１２，１３，１４ ネットワーク
２１，２２，２３，２４ 多重通信線
３１１，３１２，３２１，３２２，３２３，３３１，３３２，３３３ ＥＣＵ（ノード）
３４ 故障診断装置（ノード）
４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ データ中継装置（監視部）
４Ｄ データ中継装置
４３ 中継処理部（中継手段）
４４ フレーム解析部
４５，４５Ｃ，４５Ｄ，４５Ｅ カウンタ部（カウント手段）
４６，４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃ 異常ＥＣＵ判定部（異常ノード判定手段）
４７ 記憶部（記憶手段）
【発明の属する技術分野】
本発明はノード診断方法およびノード診断システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、特にコンピュータ技術の進歩を背景として情報通信の高度化が進んでおり、例えば自動車においても、搭載される電装品等を制御する制御部の間でやり取りされる情報量は急速に増大している。そこで情報を伝達するワイヤーハーネスの数を低減すべく多重通信システムが採用されつつある。
【０００３】
多重通信システムは、共通の多重通信線に、データフレームの送受信を行うノードとして制御用のＥＣＵ等を接続してネットワークを形成したもので、ノード間で多重通信線を介してデータ通信を行う。制御の種類が多岐にわたる上記自動車等の場合には、データ通信を効率よく行うために、通信速度等の属性の異なる複数のノード群に分けて複数のネットワークを形成し、異なるネットワーク間の通信はデータ中継装置を介して行われる。また、各ＥＣＵは、通常、ウォッチドッグタイマでリセット可能に構成されており、ＣＰＵの暴走時にはリセットしてＣＰＵの暴走による作動異常を回避する。
【０００４】
ところで、制御内容が特に複雑でノード数の多い自動車等では、ＥＣＵの劣化等で故障や調子が悪くなった時の故障原因の特定が容易ではなく、そこでノードの１つとして故障診断装置を接続し、各ノードから情報を収集して前記故障原因の分析を行うものもある。
【０００５】
特開平１−１１６７３９号公報、特開平５−７１４１０号公報には、下位ＣＰＵのウォッチドッグタイマ出力を割り込み信号として上位ＣＰＵに出力して下位ＣＰＵに何らかの異常が発生したことを上位ＣＰＵに報知するものがあり、これを前記多重通信システムに応用してＥＣＵが異常か否かを診断することが考えられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＥＣＵのリセットは必ずしもそれ自体の不具合で生じるだけではなく、電源変動等でも生じ、故障等のノード異常に基因するリセットと、電源変動に基因するリセットとを区別することができない。そこで、リセット回数が一定数を越えたら異常と判断することも考えられるが、電源が不安定な場合には電源変動に基因するリセットが頻発して、これをノード異常と誤判断するおそれがあり、高い確度で異常ノードを特定することはできない。
【０００７】
本発明は上記実情に鑑みなされたもので、異常ノードの特定を容易に行い得るノード診断方法およびノード診断システムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、通信線に複数のノードが接続されノード間でデータフレームの送受信を所定の通信プロトコルで行うネットワークにおいて、前記ノードのリセット時に該ノードから送信されて自己の識別情報およびリセットした旨を含むデータフレームを監視し、該データフレームに基づいて異常の発生したノードを判定するノード診断方法であって、
前記異常の判定対象のノードのリセットの頻度をその他のノードのリセットの頻度と相対比較し、
前記判定対象のノードのリセット頻度が電源変動とみなせるリセット頻度よりも高いとき、前記判定対象のノードを異常ノードと判定する。
【０００９】
ノードに異常が生じるとリセット回数が他のノードに比して過度に多くなるから異常ノードが特定できる。一方、電源変動等のようにノード異常とは異なる要因でノードがリセットする場合には判定対象のノードだけではなく多くのノードでリセットが発生する蓋然性が高く、判定対象のノードのリセット頻度は他のノードから大きくかけ離れることはない。判定対象のノードを他のノードと相対比較することで、正常なノードを異常と誤判定することが回避され、高い確度で異常ノードを特定することができる。
【００１０】
請求項２記載の発明では、通信線に複数のノードが接続されノード間でデータフレームの送受信を所定の通信プロトコルで行うネットワークにおいて、前記ノードのリセット時に該ノードから送信されて自己の識別情報およびリセットした旨を含むデータフレームを監視し、該データフレームに基づいて異常の発生したノードを判定するノード診断方法であって、前記異常の判定対象のノード以外のノードのリセットの頻度から多頻度側にシフトしたリセットの頻度の基準値を演算して、該基準値と前記判定対象のノードのリセット頻度とを比較し、
前記判定対象のノードのリセット頻度が前記基準値よりも高いとき、前記判定対象のノードを異常ノードと判定する。
【００１１】
判定対象のノードのリセット頻度を、判定対象のノード以外のノードのリセットの頻度から多頻度側にシフトしたリセットの頻度の基準値と比較することで、他のノードのそれぞれと比較する必要がなくノード異常か否かの判断が容易である。
【００１２】
請求項３記載の発明では、請求項２の発明の構成において、前記基準値は、前記異常の判定対象のノード以外のノードのリセットの頻度の平均値に所定値を加算して求める。
【００１３】
基準値を前記リセットの頻度の平均値に基づいて求めることで、判定対象のノード以外のすべてのノードのリセット頻度が基準値に反映され、基準値の信頼性を高めることができる。
【００１４】
請求項４記載の発明では、通信線に複数のノードが接続されノード間でデータフレームの送受信を所定の通信プロトコルで行うネットワークにおいて、前記ノードのリセット時に該ノードから送信されて自己の識別情報およびリセットした旨を含むデータフレームを監視し、該データフレームに基づいて異常の発生したノードを判定するノード診断方法であって、
前記複数のノードにおいて順次発生する前記リセットのうち同一のノードのリセットが連続する回数をカウントする。
該連続回数が予め設定した基準値よりも高いとき、前記ノードを異常ノードと判定する。
【００１５】
ノードに異常が生じると当該ノードにおいてリセットが集中して生じるから異常ノードが特定できる。一方、電源変動等のようにノード異常とは異なる要因でノードがリセットする場合には多くのノードでリセットが発生する蓋然性が高く、特定のノードにおいてリセットが集中して発生することがない。リセットが一定回数以上、連続したときに当該ノードを異常と判じることで、正常なノードを異常と誤判定することが回避され、高い確度で異常ノードを特定することができる。
【００１６】
請求項５記載の発明では、ノード診断システムを次のように構成する。通信線に複数のノードを接続してなりノード間で所定の通信プロトコルにしたがってデータフレームの送受信を行うネットワークに、ノードとして、前記ノードのリセット時に該ノードから送信されて自己の識別情報およびリセットした旨を含むデータフレームを監視する監視部を接続する。
該監視部は、
受信した前記データフレームに基づいて前記ノードごとにリセットの回数をカウントするカウント手段と、
異常の判定対象のノードのリセットの回数をその他のノードのリセットの回数と相対比較し、前記判定対象のノードのリセット回数電源変動とみなせるリセット回数よりも多いとき、前記判定対象のノードを異常ノードと判定する異常判定手段とを具備する構成とする。
【００１７】
ノードに異常が生じるとリセット回数が他のノードに比して過度に多くなるから異常ノードが特定できる。一方、電源変動等のようにノード異常とは異なる要因でノードがリセットする場合には判定対象のノードだけではなく多くのノードでリセットが発生する蓋然性が高く、判定対象のノードのリセット頻度は他のノードから大きくかけ離れることはない。判定対象のノードを他のノードと相対比較することで、正常なノードを異常と誤判定することが回避され、高い確度で異常ノードを特定することができる。
【００１８】
請求項６記載の発明では、通信線に複数のノードを接続してなりノード間で所定の通信プロトコルにしたがってデータフレームの送受信を行うネットワークに、ノードとして、前記ノードのリセット時に該ノードから送信されて自己の識別情報およびリセットした旨を含むデータフレームを監視する監視部を接続し、
該監視部は、
受信した前記データフレームに基づいて前記ノードごとにリセットの回数をカウントするカウント手段と、
異常の判定対象のノードのリセットの回数をその他のノードのリセットの回数と相対比較して、前記判定対象のノードを異常ノードと判定する異常判定手段とを具備する。前記異常判定手段を、異常の判定対象のノード以外のノードのリセットの回数から多数回側にシフトしたリセットの回数の基準値を演算し、前記判定対象のノードのリセット回数が前記基準値よりも多いとき、前記判定対象のノードを異常ノードと判定する構成とする。
【００１９】
判定対象のノードのリセット回数を、その他のノードのリセット回数から多数回側にシフトしたリセットの回数の基準値と比較することで、他のノードのそれぞれと比較する必要がなくノード異常か否かの判断が容易である。
【００２０】
請求項７記載の発明では、請求項６の発明の構成において、前記異常判定手段は、前記基準値を、前記異常の判定対象のノード以外のノードのリセットの回数の平均値に所定値を加算して求める構成とする。
【００２１】
基準値を前記リセットの回数の平均値に基づいて求めることで、判定対象のノード以外のすべてのノードのリセット回数が基準値に反映され、基準値の信頼性を高めることができる。
【００２２】
請求項８記載の発明では、請求項５ないし７の発明の構成において、前記カウント手段を、前記判定対象のノードが前記異常判定手段により異常と判断されると、前記カウント手段の各ノードのカウント数を０に再設定して異常と判断されたノードを除いて残りのノード群についてカウントする構成とする。
【００２３】
ノードが異常と判定されるごとに当該ノードがカウント対象から除外されるとともに各ノードのカウント数がクリアされるので、次にいずれかのノードが異常になった時に、当該ノードが異常であることを見つけることができる。
【００２４】
請求項９記載の発明では、ノード診断システムを次のように構成する。通信線に複数のノードを接続してなりノード間で所定の通信プロトコルにしたがってデータフレームの送受信を行うネットワークに、ノードとして、前記複数のノードのリセット時に各ノードから送信されて自己の識別情報およびリセットした旨を含むデータフレームを監視する監視部を接続する。
該監視部は、
受信したデータフレームに基づいて、リセット回数をカウントするとともにリセットしたノードの識別情報を記憶するカウント手段であって、受信したデータフレームの識別情報が記憶された識別情報と異なる場合は受信したデータフレームの識別情報により、記憶された識別情報を更新するとともにリセット回数を初期値に再設定するカウント手段と、
前記ノードのリセット回数が予め設定した基準値よりも大きいとき、前記記憶された識別情報により特定されるノードを異常ノードと判定する異常判定手段とを具備する構成とする。
【００２５】
ノードに異常が生じると当該ノードにおいてリセットが集中して生じるから異常ノードが特定できる。一方、電源変動等のようにノード異常とは異なる要因でノードがリセットする場合には特定のノードにおいてリセットが集中して発生することがない。リセットが一定回数以上、連続したときに当該ノードを異常と判じることで、正常なノードを異常と誤判定することが回避され、高い確度で異常ノードを特定することができる。
【００２６】
また、ネットワークのノード数によらずリセット回数のカウントはノード１つ分だけであるから、構成が簡単である。
【００２７】
請求項１０記載の発明では、請求項９の発明の構成において、前記カウント手段を、異常の判定対象のノードが前記異常判定手段により異常と判断されると、当該ノードをカウント対象から除外する構成とする。
【００２８】
ノードが異常と判定されるごとに当該ノードがカウント対象から除外され、次にいずれかのノードが異常になった時に、当該ノードが異常であることを見つけることができる。
【００２９】
請求項１１記載の発明では、請求項５ないし１０の発明の構成において、異常と判定されたノードの識別情報を記憶する記憶手段を具備せしめる。
【００３０】
ネットワークの通常の作動中にも異常ノードが見つかるごとにその識別情報が記憶されていくから、速やかに異常ノードの修理や交換を行うことができる。
【００３１】
請求項１２記載の発明では、請求項５ないし１１の発明の構成において、前記ネットワークは複数のネットワークからなり、
前記監視部を、前記ネットークの前記多重通信線のそれぞれと接続し、ネットーク間でデータフレームの中継を行う中継手段を具備する構成とする。
【００３２】
前記自己の識別情報およびリセットした旨を含むデータフレームは、複数のネットワークから中継なく直接に監視部に受信されるから、効率的である。
【００３３】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１に本発明の第１実施形態になる故障診断システムを適用した多重通信システムを示す。多重通信システムは、複数（図例では４）のネットワーク１１，１２，１３，１４とデータ中継装置４とにより構成され、データ中継装置４が監視部の役割をも果している。各ネットワーク１１〜１４は、多重通信線２１，２２，２３，２４にノード３１１，３１２，３２１，３２２，３２３，３３１，３３２，３３３，３４が接続されたもので、ノード３１１〜３４間で所定の通信プロトコルにてデータを送受信するようになっている。ノード３１１〜３４は各ネットワーク１１〜１４に少なくともひとつ属している。
【００３４】
図例のものは自動車の車内制御用の多重通信システムであり、第１のネットワーク１１は、ノードとしてエンジン制御用のエンジン制御ＥＣＵ３１１、ＡＢＳ制御用のＡＢＳＥＣＵ３１２等が接続されている。第２のネットワーク１２は、ノードとしてドア制御ＥＣＵ３２１、メータＥＣＵ３２２、空調ＥＣＵ３２３等が接続されている。第１、第２のネットワーク１１，１２の通信プロトコルはＢＥＡＮである。第３の通信ネットワーク１３は、ノードとして各種の表示、操作スイッチが一体になったディスプレイ制御用のディスプレイＥＣＵ３３１、ＧＰＳ等のカーナビゲーション制御用のナビゲーションＥＣＵ３３２、オーディオ装置の制御用のオーディオＥＣＵ３３３等が接続されており、通信プロトコルはＩＥ−ＢＵＳである。第４のネットワークは、ノードとして故障診断装置３４が接続されており、通信プロトコルはＩＳＯ９１４１である。要求される通信速度や通信データ量等にしたがって、ネットワーク１１〜１４を構成するノードの組み合わせ、通信プロトコルが選択されている。
【００３５】
なお、故障診断装置３４はサービス工場等における修理の際に接続されるものであり、他のネットワーク１１〜１３を構成するＥＣＵ３１１〜３３３から故障情報や車両各部の作動情報がデータ中継装置４を介して中継され、中継された情報を修理に供する。
【００３６】
図３は各ＥＣＵ３１１〜３３３に共通に設定された作動手順を示すもので、何らかの原因でリセットしリセットが解除された時のものである。先ず、ＲＯＭ／ＲＡＭを初期化するとともに、Ｉ／Ｏを初期化する（ステップＳ１０１）。
【００３７】
次いで、リセット後、初回の送信であることを示すデータフレーム（以下、リセット後初回フレームという）を送信する（ステップＳ１０２）。その後、通常の通信に移行する（ステップＳ１０３）。
【００３８】
図４（Ａ）、図４（Ｂ）はＢＥＡＮプロトコルにおけるフレーム構造を示し、これによりリセット後初回フレームを説明する。図４（Ａ）に示す例では、リセット後初回フレームは「Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ ＩＤ」（図中、ＤＳＴ−ＩＤ）領域に一斉同報に対応するＩＤが与えられ、「ＭｅｓｓａｇｅＩＤ」（図中、ＭＥＳ−ＩＤ）領域にネットワーク管理フレームを表すＩＤが与えられる。本具体例ではＥＣＵ３１１〜３３３ごとに割り振られ、送信元が知られるようになっている。
【００３９】
データ本体である「ＤＡＴＡ１」は例えば１バイトの領域で、リセット後、初回の送信であることを表すデータが与えられる。例えば、図例のように初回の送信であれば「１０００００００」とする。なお、初回以外の送信であれば「００００００００」とする。
【００４０】
また、「Ｐｒｉｏｒｉｔｙ」（図中、ＰＲＩ）は任意である。
【００４１】
リセット後初回フレームの別の例としては図４（Ｂ）に示すように、「Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ ＩＤ」領域に一斉同報に対応するＩＤが与えられ、「ＭｅｓｓａｇｅＩＤ」領域に全ＥＣＵ３１１〜３３３共通のネットワーク管理フレームを表すＩＤが与えられる。
【００４２】
データ本体である「ＤＡＴＡ１」は、前記の例と同様に１バイトの領域で、リセット後、初回の送信を表すデータが与えられる。
【００４３】
そして、「ＤＡＴＡ１」と同じく１バイトのデータ本体であり「ＤＡＴＡ１」に続く「ＤＡＴＡ２」には各ＥＣＵ３１１〜３３３のノードＩＤが与えられ、ここで、送信元が知られるようになっている。
【００４４】
なお、他の通信プロトコルのネットワーク１３に属するＥＣＵ３３１〜３３３も、リセット後、初回の送信を表すデータと、送信元のノードＩＤを含むリセット後初回フレームを送信するようになっている。
【００４５】
各多重通信線２１〜２４は、データ中継装置４と接続され、データ中継装置４が、ノード３１１〜３４から送信されたデータを送信元のノードが属するネットワークとは別のネットワーク１１〜１４に属するノード３１１〜３４へと中継するようになっている。
【００４６】
データ中継装置４の要部の構成を示す図２において、データ中継装置４は通信用ＩＣや、制御用のマイクロコンピュータ等で構成されたもので、図はその機能ブロックで表してある。データ中継装置４は、４つのフレーム送受信部４１１，４１２，４１３，４１４を備えている。第１のフレーム送受信部４１１、第２の送受信部４１２には、それぞれＢＥＡＮプロトコルが支配する第１、第２のネットワーク１１，１２の多重通信線２１，２２が１対１に対応して接続される（以下、適宜、第１のフレーム送受信部を第１のＢＥＡＮ送受信部と、第２のフレーム送受信部を適宜、第２のＢＥＡＮ送受信部という）。第３のフレーム送受信部４１３には、ＩＥ−ＢＵＳプロトコルが支配する第３のネットワーク１３の通信線２３が接続される（以下、第３のフレーム送受信部を適宜、ＩＥ−ＢＵＳ送受信部という）。第４のフレーム送受信部４１４には、ＩＳＯ９１４１プロトコルが支配する第４のネットワーク１４の通信線２４が接続される（以下、第４のフレーム送受信部を適宜、ＩＳＯ９１４１送受信部という）。
【００４７】
第１〜第４のフレーム送受信部４１１〜４１４が受信したデータフレームは受信フレーム格納バッファ４２に一時格納される。受信フレーム格納バッファ４２はＲＡＭの所定領域がデータ種類であるデータＩＤごとに割り当てられる。格納されたデータフレームについて、中継処理部４３が送信を担当するフレーム送受信部４１１〜４１４を特定するとともに、データフレームから抽出されたデータ本体に中継先の通信プロトコルに適合するように所定のヘッダを付加し、担当の各フレーム送受信部４１１〜４１４に出力する。送受信部４１１〜４１４の特定には、例えばデータＩＤに対して中継すべきネットワーク１１〜１４を対応付ける中継先テーブルを予め記憶しておき、これを参照して行う。また、通信プロトコルの異なるネットワーク１１〜１４間の中継における通信プロトコルの変換は、受信したデータフレーム全体を送信するデータフレームのデータ本体として送信し、送信先のノード３１１〜３４にて解読するようにしてもよいし、データＩＤに対しヘッダー情報が対応付けられたテーブルを参照して、受信したデータフレームのヘッダーを送信先の通信プロトコルに適合するように付け替えてもよい。
【００４８】
次に、データ中継装置４の、前記リセット後初回フレームを監視して異常ノードを判定する監視部としての機能について説明する。受信フレーム格納バッファ４２に格納されたデータフレームはフレーム解析部４４でリセット後初回フレームであるか否かが判断され、リセット後初回フレームの場合はデータフレームから抽出されたノードＩＤがフレーム解析部４４からカウント部４５に出力される。カウント部４５はＥＣＵ３１１〜３３３と同数の、リセット回数カウント用のカウンタ（以下、適宜、リセット回数カウンタという）４５１を備えており、フレーム解析部４４からノードＩＤが出力されると、該ノードＩＤに対応するリセット回数カウンタ４５１が「１」、カウントアップする。リセット回数カウンタ４５１はＲＡＭの所定領域に設けられる。
【００４９】
そして、カウント部４５が保持する前記リセット回数を入力として異常ＥＣＵ判定部４６が判定対象のＥＣＵ３１１〜３３３が異常か否かを判定するようになっており、異常と判定されたノードＩＤが記憶部４７に記憶される。記憶部４７は例えば不揮発性のＥＥＰＲＯＭにより構成される。
【００５０】
図５、図６により本データ中継装置４のノード診断作動を説明する。図５は、フレーム解析部４４およびカウント部４５により各ＥＣＵ３１１〜３３３のリセット回数を求める手順を示している。フレーム送受信部４１１〜４１４がデータフレームを受信すると（ステップＳ２０１）、フレーム解析部４４が前記「Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ ＩＤ」および「ＤＡＴＡ１」の内容から、リセット後初回フレームであるか否かを判断し（ステップＳ２０２）、リセット後の初回フレームであれば、カウント部４５が、リセットしたＥＣＵ３１１〜３３３のリセット回数カウンタ４５１をカウントアップする（ステップＳ２０３）。
【００５１】
図６は、異常ＥＣＵ判定部４６により異常ノードを特定する手順を示しており、いずれかのリセット回数カウンタ４５１がカウントアップするとステップＳ３０１から実行される。先ず、カウント部４５から入力するＥＣＵ３１１〜３３３のリセット回数を比較し、最大値、および最大値をとるＥＣＵ３１１〜３３３を特定する（ステップＳ３０１）。この特定されたＥＣＵ３１１〜３３３が異常か否かの判定対象のＥＣＵとなる。そして、前記最大値を除くカウント回数についてＥＣＵ３１１〜３３３間の平均値（ＡＶＥ値）を算出し、これにｋを乗じて基準値とする（ステップＳ３０２）。
【００５２】
この基準値は、平均値に（ｋ−１）×平均値を加算したものであり、ｋを適当にとれば、未判定のＥＣＵ群（最初は全ＥＣＵ３１１〜３３３）のうち、リセット回数が最も異常のおそれの高い最大値をとるＥＣＵ３１１〜３３３を除いたノード群のリセット回数から多頻度側にシフトしたリセット回数を表す。電源変動によるリセット回数の分布を考慮してｋを設定することにより、前記ノード群よりもリセット回数が過度に多いか否か、すなわち電源変動とみなせる程度のリセット回数といえないか否かを判断するしきい値となる。なお、ｋは１を越える定数であり、電源変動によるリセット回数の分布を予め確認しておき、その分布に基づいて設定するのがよい。例えば２である。
【００５３】
次いで、前記最大値を基準値と比較して最大値の方が大きければ（ステップＳ３０２）、最大値をとるＥＣＵ３１１〜３３３のノードＩＤを異常ノード情報として記憶部４７に記憶する。
【００５４】
そして、各リセット回数カウンタ４５１のリセット回数を０に再設定し、再び異常ＥＣＵの特定作動が行われる。なお、このとき、既に異常と判断されたＥＣＵ３１１〜３３３についてはカウント対象から除外される。
【００５５】
なお、新たな異常ＥＣＵの特定作動に移行する前に、異常と判断されたＥＣＵ３１１〜３３３を除いたノード群についてステップＳ３０１〜Ｓ３０４を実行し、新たに異常ノードがないか否かを判定するのもよい。そして、順次、異常ノードを除外して未判定のノード群を更新しながらステップＳ３０３の判定基準（最大値＞基準値）を満たさなくなるまでステップＳ３０１〜Ｓ３０４を実行する。
【００５６】
また、記憶部４７のデータはデータ中継装置４から送信可能であり、故障診断装置３４において故障診断に供される。
【００５７】
本発明によれば、未判定のＥＣＵ３１１〜３３３群のうち、判定対象のＥＣＵ３１１〜３３３のリセット頻度と、該ＥＣＵ３１１〜３３３を除くＥＣＵ群のリセット回数から多頻度側にシフトしたリセット回数の基準値とを比較する。図７はリセット回数カウンタ４５１が保持するリセット回数を模式的に表している。ＥＣＵ３１１〜３３３のリセットは図８に示すように、電源投入時のいわゆるパワーオンリセット、通常作動中に電源変動が生じることによる低電圧リセット、ＥＣＵ３１１〜３３３の不具合によるウォッチドッグリセットがあり、それぞれリセット後初回フレームを送信する。判定対象のＥＣＵ３１１〜３３３に異常があれば、そのリセット回数は他のＥＣＵ３１１〜３３３のリセット回数よりも大きくかけ離れる。図例ではドア制御ＥＣＵ３２１が突出している。一方、注目したＥＣＵ３１１〜３３３に異常がなければ、そのリセット回数はＥＣＵ３１１〜３３３のリセット回数よりも大きくかけ離れることはない。このように、判定対象のＥＣＵ３１１〜３３３のリセット回数と、他のＥＣＵ３１１〜３３３のリセット回数とを相対比較することで、異常が生じたＥＣＵ３１１〜３３３を高い確度で特定することができる。
【００５８】
また、基準値を平均値に基づいて求めているので、異常の判定対象のＥＣＵ３１１〜３３３以外のすべてのＥＣＵ３１１〜３３３のリセット回数が反映されてそのばらつきが吸収され、さらに異常ノードを特定する確度が高められる。
【００５９】
しかも、判定対象のＥＣＵ３１１〜３３３は未判定のＥＣＵ群のうちでリセット回数が最大値をとり異常であるおそれが一番あるものを選択しているので、効率的に判定することができ、制御負担を軽減することができる。
【００６０】
また、実走行中に異常ＥＣＵのノードＩＤが記憶部４７に記憶されるので、サービス工場等において記憶部４７の内容を読みだしてその結果に基づいて修理や交換をすべきＥＣＵ３１１〜３３３を速やかに特定することができる。しかも、異常ＥＣＵが見つかるごとに、リセット回数カウンタ４５１が初期値に戻されるとともに、異常ノードは判定対象となるＥＣＵ３１１〜３３３群から除外されていくから、サービス工場に持ち込まれるまでに、複数のＥＣＵが順次故障していっても、これらをすべて異常と診断しそのノードＩＤを記憶していくことができる。
【００６１】
また、ノード診断機能を有するデータ中継装置４に全ＥＣＵ３１１〜３３３が接続される通信線２１〜２３と接続されているから、データ中継装置４は前記リセット後初回フレームをデータ中継なく受信することができ、効率的である。
【００６２】
なお、異常ＥＣＵ判定部４６は、ＥＣＵ３１１〜３３３がリセットするごとに異常ＥＣＵの有無を判定するのではなく、全ＥＣＵ３１１〜３３３のリセット回数の合計が所定数に達したらステップＳ３０１以降の手順を実行したり、リセット回数の最大値が所定値を越えたらステップＳ３０２以降の手順を実行するようにしてもよい。
【００６３】
（第２実施形態）
本発明の第２の実施形態を図９、図１０に示す。前記第１実施形態において、データ中継装置を別の構成に代えたもので、図中、第１実施形態と同じ番号を付した部分は第１実施形態と実質的に同じ作動をするので、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００６４】
データ中継装置４Ａは異常ＥＣＵ判定部４６Ａの構成が第１実施形態と異なり、図１１にその作動フローを示す。第１実施形態と同様にリセット回数の最大値とノードＩＤを特定する。そして、最大値をとるもの以外のＥＣＵ３１１〜３３３についての平均値を算出し、該平均値に所定値であるΔＮを加算し基準値とする（ステップＳ３０２Ａ）。この（ＡＶＥ値＋ΔＮ）は、第１実施形態と同様に、判定対象であるリセット回数が最大値をとるＥＣＵ３１１〜３３３を除くＥＣＵ群のリセット回数から多頻度側にシフトしたリセット回数である。ここで、ΔＮは、電源変動によるリセット回数の分布を予め確認しておき、その分布に基づいて設定するのがよい。そして、第１実施形態と同様に最大値を基準値と比較して大きければ最大値をとるＥＣＵ３１１〜３３３を異常と判定する（ステップＳ３０３）。
【００６５】
かかる構成でも、未判定のＥＣＵ３１１〜３３３のうち、判定対象のＥＣＵ３１１〜３３３のリセット回数と、これを除くＥＣＵ３１１〜３３３群のリセット回数から多頻度側にシフトしたリセット回数の基準値とを比較することになる。このように、判定対象のＥＣＵ３１１〜３３３のリセット回数と、他のＥＣＵ３１１〜３３３のリセット回数とを相対比較することで、電源変動等に基因するリセットをＥＣＵの不具合によるものと誤認することなく異常ノードを高い確度で特定することができる。
【００６６】
なお、ΔＮは一定値であり、平均値に対する比率が平均値により異なるので、図１１の手順は、例えば、全ＥＣＵ３１１〜３３３のリセット回数の合計が所定数に達した時点で行うことで、平均値が大きく変動しないようにするのが望ましい。
【００６７】
（第３実施形態）
本発明の第３の実施形態を図１２、図１３に示す。前記第１実施形態において、データ中継装置を別の構成に代えたもので、図中、第１実施形態と同じ番号を付した部分は第１実施形態と実質的に同じ作動をするので、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００６８】
データ中継装置４Ｂは異常ＥＣＵ判定部４６Ｂの構成が第１実施形態と異なり、図１４にその作動フローを示す。第１実施形態と同様にリセット回数の最大値とノードＩＤを特定する。そして、最大値をとるもの以外のＥＣＵ３１１〜３３３についての平均値（ＡＶＥ値）および標準偏差（σ）を算出し、（平均値＋ｘ×標準偏差）を基準値とする（ステップＳ３０２Ｂ）。ここで、ｘを適当にとれば、（平均値＋ｘ×標準偏差）は、判定対象であるリセット回数が最大値をとるＥＣＵ３１１〜３３３を除くＥＣＵ群のリセット回数から多頻度側にシフトしたリセット回数である。そして、第１実施形態と同様に最大値を基準値と比較して大きければ最大値をとるＥＣＵ３１１〜３３３を異常と判定する（ステップＳ３０３）。
【００６９】
かかる構成でも、未判定のＥＣＵ３１１〜３３３のうち、判定対象のＥＣＵ３１１〜３３３のリセット回数と、これを除くＥＣＵ３１１〜３３３群のリセット回数から多頻度側にシフトしたリセット回数の基準値とを比較することになる。このように、判定対象のＥＣＵ３１１〜３３３のリセット回数と、他のＥＣＵ３１１〜３３３のリセット回数とを相対比較することで、電源変動等に基因するリセットをＥＣＵの不具合によるものと誤認することなく異常ノードを高い確度で特定することができる。
【００７０】
なお、前記各実施形態において、基準値は最大値をとるものを除くＥＣＵ３１１〜３３３群のリセット回数から演算しているが、ＥＣＵの数がある程度多ければ、最大値をとるものを含むＥＣＵ群のリセット回数に基づいて演算してもよい。ＥＣＵ数が多ければ、最大値が基準値の算出結果に与える影響が小さいからである。
【００７１】
また、前記各実施形態では、基準値を（平均値＋所定値）により求めているが、必ずしもこれに限定されるものではなく、ＥＣＵ群のリセット回数から多頻度側にシフトしたものであればよい。例えば、判定対象のＥＣＵ（前記各実施形態ではリセット回数が最大値をとるＥＣＵ）を除くＥＣＵ群のうちで最大のリセット回数に所定の係数を乗じたり所定値を加算したものを基準値とすることもできる。
【００７２】
（第４実施形態）
本発明の第４の実施形態を図１５、図１６に示す。前記第１実施形態において、データ中継装置を別の構成に代えたもので、図中、第１実施形態と同じ番号を付した部分は第１実施形態と実質的に同じ作動をするので、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００７３】
データ中継装置４Ｃはカウント部４５Ｃおよび異常ＥＣＵ判定部４６Ｃの構成が第１実施形態と異なる。カウント部４５Ｃは、リセット回数カウンタとして、ＥＣＵ３１１〜３３３を特定しない単一のリセット回数カウンタ４５２だけを備えている。また、ノードＩＤを書き込み可能なノードＩＤ保持部４５３を備えており、その内容によりカウント中のＥＣＵ３１１〜３３３を識別するようになっている。異常ＥＣＵ判定部４６Ｃはリセット回数カウンタ４５２のリセット回数と予め設定した基準値を比較して異常か否かを判断するとともに、ノードＩＤ保持部４５３の内容から異常ノードを特定する。
【００７４】
図１７はフレーム解析部４４およびカウンタ部４５Ｃの作動を示すもので、フレーム解析部４４から出力されるノードＩＤがノードＩＤ保持部４５３に記憶されたものと同じのときは（ステップＳ２１１）、リセット回数カウンタ４５２のリセット回数をカウントアップし（ステップＳ２１２）、フレーム解析部４４から出力されるノードＩＤが記憶されたものと異なるときはリセット回数を１に再設定するとともに、ノードＩＤ保持部４５３の内容をフレーム解析部４４から出力されたノードＩＤに更新する（ステップＳ２１３）。
【００７５】
図１８は異常ＥＣＵ判定部４６Ｃの作動手順を示すもので、リセット回数カウンタ４５２がカウントアップするごとにステップＳ３１１から実行される。前記リセット回数が前記基準値よりも多ければカウント部４５ＣのノードＩＤ保持部４５３に記憶されたノードＩＤのノードを異常と判定し記憶部４７に記憶する（ステップＳ３１１）。
【００７６】
なお、異常ＥＣＵ判定部４６Ｃが「異常」と判定すると、カウンタ部４５Ｃは異常と判定されたＥＣＵ３１１〜３３３のリセット回数のカウントを禁止する。これにより、異常と判定されたＥＣＵ３１１〜３３３は判定対象から除外され、他のＥＣＵ３１１〜３３３のリセット連続回数が基準値を越えた時にのみ、新たに異常ノードと判定されることになる。
【００７７】
ＥＣＵ３１１〜３３３のリセットがＥＣＵ自身の異常以外の要因によるものであればリセットはＥＣＵ３１１〜３３３群の中でランダムに発生し、特定のＥＣＵ３１１〜３３３でリセットが連続することはない。しかして、電源変動等に基因するリセットをＥＣＵの不具合によるものと誤認することなく異常ノードを高い確度で特定することができる。
【００７８】
また、実走行中に異常ＥＣＵのノードＩＤが記憶部４７に記憶されるので、サービス工場等において記憶部４７の内容を読みだしてその結果に基づいて修理や交換をすべきＥＣＵ３１１〜３３３を速やかに特定することができる。しかも、異常ＥＣＵが見つかるごとに、異常ＥＣＵは判定対象となるＥＣＵ３１１〜３３３群から除外されていくから、サービス工場に持ち込まれるまでに、複数のＥＣＵが順次故障していっても、これらをすべて異常と診断しそのノードＩＤを記憶していくことができる。
【００７９】
（第５実施形態）
本発明の第５の実施形態を図１９に示す。前記第１実施形態において、データ中継装置および故障診断装置を別の構成に代えたもので、図中、第１実施形態と同じ番号を付した部分は第１実施形態と実質的に同じ作動をするので、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００８０】
データ中継装置４Ｄは前記異常ノード検出部４０１の構成を備えていないデータ中継のみを行う構成となっている。ここで、データ中継装置４Ｄの中継処理部４３Ａは前記リセット後初回フレームを受信するとこれを故障診断装置３４Ａに転送する。
【００８１】
故障診断装置３４Ａは、フレーム解析部４４、カウント部４５、異常ＥＣＵ判定部４６を備えており、リセット後初回フレームを受信して、リセット回数に基づいて異常ＥＣＵ３１１〜３３３の特定を行う。そして、データ出力部３４１は異常ＥＣＵのノードＩＤを表示する。データ出力部３４１にはＣＲＴ等のディスプレイやプリンタが用いられ得る。
【００８２】
かかる構成では、自動車がサービス工場に持ち込まれるまでは異常ＥＣＵの検出はなされないが、故障診断装置３４Ａを取り付けた後で試験的に実走行等を行い自動車を作動状態とすることで、異常ＥＣＵを探すことができる。
【００８３】
自動車ごとに設けられるデータ中継装置４Ｄが簡略化されるので、低コストである。
【００８４】
なお、故障診断装置３４Ａは第１実施形態の異常ＥＣＵ判定部４６を備えておるが、これに代えて、第２実施形態の異常ＥＣＵ判定部４６Ａもしくは第３実施形態の異常ＥＣＵ判定部４６Ｂでもよい。
【００８５】
（第６実施形態）
本発明の第６の実施形態を図２０に示す。前記第５実施形態において、故障診断装置を別の構成に代えたもので、図中、第５実施形態と同じ番号を付した部分は第５実施形態と実質的に同じ作動をするので、第５実施形態との相違点を中心に説明する。
【００８６】
故障診断装置３４Ｂは、フレーム解析部４４、カウント部４５Ｃ、異常ＥＣＵ判定部４６Ｃを備えており、リセット後初回フレームを受信して、リセット回数に基づいて異常ＥＣＵ３１１〜３３３の特定を行う。そして、データ出力部３４１は異常ＥＣＵのノードＩＤを表示する。
【００８７】
かかる構成では、自動車がサービス工場に持ち込まれるまでは異常ＥＣＵの検出はなされないが、故障診断装置３４Ｂを取り付けた後で試験的に実走行等を行い自動車を作動状態とすることで、異常ＥＣＵを探すことができる。
【００８８】
自動車ごとに設けられるデータ中継装置４Ｄが簡略化されるので、低コストである。
【００８９】
（第７実施形態）
本発明の第７の実施形態を図２１に示す。前記第５実施形態において、故障診断装置を別の構成に代えたもので、図中、第５実施形態と同じ番号を付した部分は第５実施形態と実質的に同じ作動をするので、第５実施形態との相違点を中心に説明する。
【００９０】
故障診断装置３４Ｃは、第５実施形態のカウント部４５に代えてカウント部４５Ｄとしたもので、カウント部４５Ｄは異常ＥＣＵ判定部４６が異常ＥＣＵを見つけると、その時点で診断制御を停止するものであり、構成を簡略化できる。
【００９１】
（第８実施形態）
本発明の第８の実施形態を図２２に示す。前記第６実施形態において、故障診断装置を別の構成に代えたもので、図中、第６実施形態と同じ番号を付した部分は第６実施形態と実質的に同じ作動をするので、第６実施形態との相違点を中心に説明する。
【００９２】
故障診断装置３４Ｄは、第６実施形態のカウント部４５Ｃに代えてカウント部４５Ｅとしたもので、カウント部４５Ｅは異常ＥＣＵ判定部４６Ｃが異常ＥＣＵを見つけると、その時点で診断制御を停止するものであり、構成を簡略化できる。
【００９３】
（第９実施形態）
本発明の第９の実施形態を図２３に示す。前記第５実施形態において、故障診断装置を別の構成に代えたもので、図中、第５実施形態と同じ番号を付した部分は第５実施形態と実質的に同じ作動をするので、第５実施形態との相違点を中心に説明する。
【００９４】
故障診断装置３４Ｅは、フレーム解析部４４を備えており、前記データ中継装置４Ｄから送信されたリセット後初回フレームを受信すると、リセットしたＥＣＵ３１１〜３３３のノードＩＤをデータ出力部３４１Ａに出力するようになっており、データ出力部３４１Ａは、前記ノードＩＤをリセット後初回フレームを受信した順に表示する。
【００９５】
このリセットしたＥＣＵ３１１〜３３３のノードＩＤが時系列に並べられたデータに基づいて作業者は異常ＥＣＵを特定する。
【００９６】
特定する方法としては、第１に、作業者がリセット回数をノードＩＤ別にカウントしリセット回数を得、最大値をとるＥＣＵ３１１〜３３３を特定する。そして、最大値を除くリセット回数に基づいて第１〜第４実施形態のごとく基準値を演算して、これと最大値とを比較し、最大値の方が大きければリセット回数が最大値をとったＥＣＵ３１１〜３３３は異常と判断する。
【００９７】
第２には、前記のノードＩＤが時系列に並べられたデータの中から、所定回数以上連続して特定のノードＩＤが並んでいるものを探して、かかるノードＩＤが見つかれば、これを異常ノードと判定する。
【００９８】
なお、上記各実施形態において、異常ＥＣＵ記憶部を、ＥＥＰＲＯＭ以外の不揮発性メモリ、例えばフラッシュメモリやバックアップ電源付きＲＡＭ等により構成することもできる。
【００９９】
また、イグニッションオン／オフの切り換え直後やアクセサリーオン／オフの切り換え直後のように電源変動が生じる蓋然性の高い期間はＥＣＵの診断をしないようにするのもよい。すなわち、データ中継装置４を、前記オン／オフの切り換えを検出して、検出すると予め設定した所定時間はリセット後初回フレームの監視やリセット回数のカウントを休止する構成とする。
【０１００】
なお上記各実施形態は、自動車の車内制御システムに適用したものを示したが、本発明は、他の分野にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１のノード診断方法を実施するための本発明の第１のノード診断システムの構成図である。
【図２】前記ノード診断システムのデータ中継装置の構成図である。
【図３】ノード異常の判定対象となるＥＣＵの作動を示すフローチャートである。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ前記ＥＣＵが送信するリセット後初回フレームの構造を説明する図である。
【図５】前記データー中継装置の作動を示す第１のフローチャートである。
【図６】前記データー中継装置の作動を示す第２のフローチャートである。
【図７】前記データー中継装置でカウントされる各ＥＣＵのリセット回数の一覧表である。
【図８】前記ＥＣＵの作動を示すタイミングチャートである。
【図９】本発明の第２のノード診断方法を実施するための本発明の第２のノード診断システムの構成図である。
【図１０】前記ノード診断システムのデータ中継装置の構成図である。
【図１１】前記データ中継装置の作動を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第３のノード診断方法を実施するための本発明の第３のノード診断システムの構成図である。
【図１３】前記ノード診断システムのデータ中継装置の構成図である。
【図１４】前記データ中継装置の作動を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の第４のノード診断方法を実施するための本発明の第４のノード診断システムの構成図である。
【図１６】前記ノード診断システムのデータ中継装置の構成図である。
【図１７】前記データ中継装置の作動を示す第１のフローチャートである。
【図１８】前記データ中継装置の作動を示す第２のフローチャートである。
【図１９】本発明の第１のノード診断方法を実施するための本発明の第５のノード診断システムの構成図である。
【図２０】本発明の第４のノード診断方法を実施するための本発明の第６のノード診断システムの構成図である。
【図２１】本発明の第５のノード診断方法を実施するための本発明の第７のノード診断システムの構成図である。
【図２２】本発明の第６のノード診断方法を実施するための本発明の第８のノード診断システムの構成図である。
【図２３】本発明の第７のノード診断方法を実施するためのノード診断システムの構成図である。
【符号の説明】
１１，１２，１３，１４ ネットワーク
２１，２２，２３，２４ 多重通信線
３１１，３１２，３２１，３２２，３２３，３３１，３３２，３３３ ＥＣＵ（ノード）
３４ 故障診断装置（ノード）
４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ データ中継装置（監視部）
４Ｄ データ中継装置
４３ 中継処理部（中継手段）
４４ フレーム解析部
４５，４５Ｃ，４５Ｄ，４５Ｅ カウンタ部（カウント手段）
４６，４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃ 異常ＥＣＵ判定部（異常ノード判定手段）
４７ 記憶部（記憶手段）
Claims (12)
- 通信線に複数のノードが接続されノード間でデータフレームの送受信を所定の通信プロトコルで行うネットワークにおいて、前記ノードのリセット時に該ノードから送信されて自己の識別情報およびリセットした旨を含むデータフレームを監視し、該データフレームに基づいて異常の発生したノードを判定するノード診断方法であって、
前記異常の判定対象のノードのリセットの頻度をその他のノードのリセットの頻度と相対比較し、
前記判定対象のノードのリセット頻度が電源変動とみなせるリセット頻度よりも高いとき、前記判定対象のノードを異常ノードと判定することを特徴とするノード診断方法。 - 通信線に複数のノードが接続されノード間でデータフレームの送受信を所定の通信プロトコルで行うネットワークにおいて、前記ノードのリセット時に該ノードから送信されて自己の識別情報およびリセットした旨を含むデータフレームを監視し、該データフレームに基づいて異常の発生したノードを判定するノード診断方法であって、
前記異常の判定対象のノード以外のノードのリセットの頻度から多頻度側にシフトしたリセットの頻度の基準値を演算して、該基準値と前記判定対象のノードのリセット頻度とを比較し、
前記判定対象のノードのリセット頻度が前記基準値よりも高いとき、前記判定対象のノードを異常ノードと判定することを特徴とするノード診断方法。 - 請求項２記載のノード診断方法において、前記基準値を、前記異常の判定対象のノード以外のノードのリセットの頻度の平均値に所定値を加算して求めるノード診断方法。
- 通信線に複数のノードが接続されノード間でデータフレームの送受信を所定の通信プロトコルで行うネットワークにおいて、前記ノードのリセット時に該ノードから送信されて自己の識別情報およびリセットした旨を含むデータフレームを監視し、該データフレームに基づいて異常の発生したノードを判定するノード診断方法であって、
前記複数のノードにおいて順次発生する前記リセットのうち同一のノードのリセットが連続する回数をカウントし、該連続回数が予め設定した基準値よりも大きいとき、前記ノードを異常ノードと判定することを特徴とするノード診断方法。 - 通信線に複数のノードを接続してなりノード間で所定の通信プロトコルにしたがってデータフレームの送受信を行うネットワークに、ノードとして、前記ノードのリセット時に該ノードから送信されて自己の識別情報およびリセットした旨を含むデータフレームを監視する監視部を接続し、
該監視部は、
受信した前記データフレームに基づいて前記ノードごとにリセットの回数をカウントするカウント手段と、
異常の判定対象のノードのリセットの回数をその他のノードのリセットの回数と相対比較し、前記判定対象のノードのリセット回数が電源変動とみなせるリセット回数よりも多いとき、前記判定対象のノードを異常ノードと判定する異常判定手段とを具備する構成としたことを特徴とするノード診断システム。 - 通信線に複数のノードを接続してなりノード間で所定の通信プロトコルにしたがってデータフレームの送受信を行うネットワークに、ノードとして、前記ノードのリセット時に該ノードから送信されて自己の識別情報およびリセットした旨を含むデータフレームを監視する監視部を接続し、
該監視部は、
受信した前記データフレームに基づいて前記ノードごとにリセットの回数をカウントするカウント手段と、
異常の判定対象のノードのリセットの回数をその他のノードのリセットの回数と相対比較して、前記判定対象のノードを異常ノードと判定する異常判定手段とを具備し、
前記異常判定手段を、異常の判定対象のノード以外のノードのリセットの回数から多数回側にシフトしたリセットの回数の基準値を演算し、前記判定対象のノードのリセット回数が前記基準値よりも多いとき、前記判定対象のノードを異常ノードと判定する構成としたノード診断システム。 - 請求項６記載のノード診断システムにおいて、前記異常判定手段は、前記基準値を、前記異常の判定対象のノード以外のノードのリセットの回数の平均値に所定値を加算して求める構成としたノード診断システム。
- 請求項５ないし７いずれか記載のノード診断システムにおいて、前記カウント手段を、前記判定対象のノードが前記異常判定手段により異常と判断されると、前記カウント手段の各ノードのカウント数を０にリセットして異常と判断されたノードを除いて残りのノード群についてカウントする構成としたノード診断システム。
- 通信線に複数のノードを接続してなりノード間で所定の通信プロトコルにしたがってデータフレームの送受信を行うネットワークに、ノードとして、前記複数のノードのリセット時に各ノードから送信されて自己の識別情報およびリセットした旨を含むデータフレームを監視する監視部を接続し、
該監視部は、
受信したデータフレームに基づいて、リセット回数をカウントするとともにリセットしたノードの識別情報を記憶するカウント手段であって、受信したデータフレームの識別情報が記憶された識別情報と異なる場合は受信したデータフレームの識別情報により、記憶された識別情報を更新するとともにリセット回数を初期値に再設定するカウント手段と、
前記ノードのリセット回数が予め設定した基準値よりも大きいとき、前記記憶された識別情報により特定されるノードを異常ノードと判定する異常判定手段とを具備する構成としたことを特徴とするノード診断システム。 - 請求項９記載のノード診断システムにおいて、前記カウント手段を、前記判定対象のノードが前記異常判定手段により異常と判断されると、当該ノードをカウント対象から除外する構成としたノード診断システム。
- 請求項５ないし１０いずれか記載のノード診断システムにおいて、異常と判定されたノードの識別情報を記憶する記憶手段を具備せしめたノード診断システム。
- 請求項５ないし１１いずれか記載のノード診断システムにおいて、前記ネットワークは複数のネットワークからなり、
前記監視部を、前記ネットークの前記多重通信線のそれぞれと接続し、ネットワーク間でデータフレームの中継を行う中継手段を具備する構成としたノード診断システム。
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