JP5071340B2 - ゲートウェイ装置、車両用ネットワーク、片側断線検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数の電子制御ユニットが時分割多重通信する車両用ネットワーク等に関し、特に、電子制御ユニットが２本の支線により接続されたゲートウェイ装置、車両用ネットワーク及び片側断線検出方法を提供することを目的とする。

車両には複数の電子制御ユニット（以下、ＥＣＵ：electronic control unitという）が搭載され、それぞれがセンサの検出信号に基づく種々の制御を行う一方、検出信号を他のＥＣＵに送信したり、制御内容を送受信し車両全体の協調制御を実現している。このため、ＥＣＵ間はＣＡＮ（Controller Area Network）等の車載ＬＡＮで接続され、ＣＡＮプロトコルに従い通信している。また、ＥＣＵは、部品が故障すると本来の制御を実行できなくなる場合があるため、また、故障部位を迅速に特定し修理時間を短縮するため等の理由から、診断機能を備え、自己及び他のＥＣＵの故障情報（例えば、フリーズフレームデータ等）を記録している。

ところで、ＣＡＮは１つのバスに複数のＥＣＵが接続された時分割多重通信ネットワークであるため、バスの一部が断線した場合に、どのＥＣＵが故障したのか（バスのどの部分が断線したのか）を特定することが困難になる場合があった（例えば、特許文献１参照。）。例えば、ＥＣＵ＿ＡがＥＣＵ＿Ｂから通信データを受信できない場合、ＥＣＵ＿Ａは、ＥＣＵ＿Ｂが故障したのか自身に異常が生じたのか判別できない。そこで、特許文献１には、ＣＡＮ通信監視装置から送信される異常判定用フレームと他のＥＣＵから送信される通信データとの受信状況に基づいて、異常のあるＥＣＵを特定する異常判定方法が開示されている。

また、ＣＡＮプロトコルの通信手順に起因して、１つのＥＣＵの通信不良がバス全体の通信ダウンをもたらすことがあり、所定のＥＣＵ＿Ｂとの通信不良を検出すると監視用ＥＣＵが正常なＥＣＵ＿Ａに対し異常検出を行うことを禁止するＣＡＮネットワークシステムが考案されている（例えば、特許文献２参照。）。特許文献２によれば、監視用ＥＣＵは、ＥＣＵ＿Ｂから周期的に送信されるステータス情報通知を受信しないことで、ＥＣＵ＿Ｂの通信不良を検出する。

しかしながら、特許文献１、２記載の異常判定方法では周期的に異常判定用フレームを送信するためバス使用率が増大してしまい、また、他のＥＣＵを監視するためのＣＡＮ通信監視装置や監視用ＥＣＵが必要となりコスト増をもたらしてしまうため好ましくない。

一方、このような特殊な通信データを周期的に送信することなく、特定のＥＣＵが異常のあるＥＣＵ又は断線箇所（以下、故障した箇所は単にＥＣＵとして表現し、故障による現象を異常と表現する場合がある）を特定することも考えられる。図7は、従来のＣＡＮネットワークシステムの概略構成図の一例を示す。ＣＡＮバス１にはＥＣＵ＿Ａ〜Ｃが、ＣＡＮバス２にはＥＣＵ＿Ｄ，Ｅがそれぞれ接続されていると共に、ゲートウェイＥＣＵ（以下、ＧＷ＿ＥＣＵという）がＣＡＮバス１と２の通信データを中継している。各ＥＣＵは２本の支線（ツイストペア線）でＣＡＮバス１、２の本線に接続されており、図示するようにＥＣＵ＿ＣがＣＡＮバス１と接続する支線１１ａ、１１ｂの一方が断線した場合について説明する。

ＣＡＮでは、ツイストペア線の一方をＣＡＮ＿Ｈ、他方をＣＡＮ＿Ｌとして両者の差動電圧により通信データを送信すると共に、差動電圧により通信データの衝突を検出する。各ＥＣＵ及びＧＷ＿ＥＣＵは互いに他の全てのＥＣＵの異常を監視しており、異常検出の一手法として通信途絶をカウントする方法がある。

図８（ａ）は、ＧＷ＿ＥＣＵがカウントしたＥＣＵ＿Ａ〜Ｃの通信途絶の一例を模式的に説明する図の一例である。異常が生じる前、ＧＷ＿ＥＣＵにはＥＣＵ＿Ａ〜Ｃからそれぞれ通信データが送信されるので、ＧＷ＿ＥＣＵは各ＥＣＵの存在を検出でき、各ＥＣＵについて通信途絶カウンタを生成する。通信途絶カウンタは、例えば、時間の経過に従い増大し、通信データを受信する毎に初期化される。

支線１１ａ、１１ｂのいずれにも異常の生じていないＥＣＵ＿Ａ、ＥＣＵ＿Ｂはそれぞれ必要なタイミングで通信データを送信するので、閾値Ａ、Ｂを超えることがなく、ＧＷ＿ＥＣＵがＥＣＵ＿Ａ、ＥＣＵ＿Ｂの異常を検出することはない。一方、ＥＣＵ＿Ｃは支線１１が断線しているので通信データを送信できなくなり、通信途絶カウンタが一様に増大し閾値Ｃを超えた時点でＧＷ＿ＥＣＵはＥＣＵ＿Ｃの異常、すなわち通信不良を検出できる。ＥＣＵ＿Ｃが通信不良したことの検出は、故障部位を正しく特定している。
特開２００７−１９５０４０号公報 特開２００６−１３５３７５号公報

しかしながら、支線１１ａ，１１ｂの一方が断線した場合は、ＥＣＵ＿Ａが、異常のないＥＣＵ＿ＢとＧＷ＿ＥＣＵの異常を検出してしまうという問題がある。ＣＡＮのバスレベルは、差動電圧が検出されるとドミナント（優勢）、差動電圧がゼロだとレセッシブ（劣勢）と判定され、バスレベルがドミナントの場合、優先順位を判定してバスの使用権を調停する。したがって、バスレベルがレセッシブの場合、各ＥＣＵは調停の必要がなくバスを使用できると判定して通信データを送信する。

ところが、図７のようにＥＣＵ＿Ｃの支線１１ａ又は１１ｂが断線して一方がＣＡＮバス１と接続された状態では、ＥＣＵ＿Ｃは差動電圧がゼロであると誤検知し、すなわち、レセッシブ（劣勢）と判定してしまい、バスの使用権を調停することなく通信データを送信してしまう。そして、支線１１ａ又は１１ｂから送信された通信データはノイズとなり、他のＥＣＵ＿Ａ、ＥＣＵ＿Ｂ、ＧＷ＿ＥＣＵが送信した通信データを破壊する。

図８（ｂ）は、通信データの破壊がＥＣＵ＿Ａの異常検出に及ぼす影響を説明する図の一例である。ＥＣＵ＿Ａも、ＥＣＵ＿Ｂ、ＥＣＵ＿Ｃ及びＧＷ＿ＥＣＵの通信途絶カウンタをそれぞれ有しているが、ＥＣＵ＿Ｃについては既に異常が検出されたものとする。ＥＣＵ＿Ｂ、ＧＷ＿ＥＣＵが所望のタイミングで送信する通信データは、ＥＣＵ＿Ｃが通信データを送信しなければ破壊されずＥＣＵ＿Ａに到達する。しかし、ＥＣＵ＿Ｂ、ＧＷ＿ＥＣＵの通信途絶カウンタは、いずれは閾値B、閾値GWを超える可能性が高く、ＥＣＵ＿ＡはＥＣＵ＿Ｂ及びＧＷ＿ＥＣＵの異常を検出し記憶してしまうことがある。実際にはＥＣＵ＿Ｂ、ＧＷ＿ＥＣＵに異常は生じていないので、この記録は誤ったものである。

このようにいくつかの異常が検出された状態では、運転者が車両を例えばサービス工場に持ち込み、サービスマンが診断ツールなどで異常情報を読み出すと、ＧＷ＿ＥＣＵはＥＣＵ＿Ｃの異常を、ＥＣＵ＿ＡはＥＣＵ＿ＢとＧＷ＿ＥＣＵの異常を、それぞれ記録しているため、支線１１の断線という１つの異常に対し、サービスマンは複数の（この場合は、ＥＣＵ＿Ｃ
、ＥＣＵ＿Ｂ、ＧＷ＿ＥＣＵの３つ）のＥＣＵを検査しなければならない。したがって、修理時間の短縮も図れない。

本発明は、上記課題に鑑み、ＥＣＵをＣＡＮバスに接続する１対の支線のうち一方のみが断線したことを、コスト増をもたらすことなく検出するゲートウェイ装置、車両用ネットワーク及び片側断線検出方法を提供することを目的とする。

上記課題に鑑み、本発明は、２本の本線からなるバスに２本の支線により接続され時分割多重通信する電子制御ユニットの送信する通信データを、バスの一方から他方及び他方から一方に中継するゲートウェイ装置であって、バスに接続された電子制御ユニット毎に、通信データの送信時間間隔を測定する時間間隔測定手段と、送信時間間隔が閾値を超えた電子制御ユニットの通信不良をメモリに記憶する通信不良判定手段と、複数の電子制御ユニットの送信時間間隔の合計を監視して、片側断線判定値以上になると、前記支線の一方が断線した旨の情報をメモリに記憶する片側断線検出手段と、を有することを特徴とする。

ＥＣＵをＣＡＮバスに接続する１対の支線のうち一方のみが断線したことを、コスト増をもたらすことなく検出するゲートウェイ装置、車両用ネットワーク及び片側断線検出方法を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、ゲートウェイＥＣＵ（以下、ＧＷ＿ＥＣＵ１２という）による片側断線の検出を模式的に説明する図の一例である。ＧＷ＿ＥＣＵ１２は、各ＥＣＵ１５の通信途絶カウンタ２５の合計値（ｎａ＋ｎｂ＋ｎｃ）を常に監視している。そして、通信途絶カウンタ２５の合計値が片側断線判定値を超えると、いずれかのＥＣＵ１５（ＥＣＵ＿Ｃとする）が片側断線したことを検出する。片側断線したＥＣＵ＿Ｃは、１本の支線１１ａ又は１１ｂから所望のタイミングで通信データを送信するため、ノイズとなりＣＡＮバスに接続された全てのＥＣＵ１５の通信途絶が大きくなるはずである。このため、通信途絶カウンタ２５の合計値から片側断線を検出することが出来る。

なお、ＧＷ＿ＥＣＵ１２が片側断線を検出しても、どのＥＣＵ１５が片側断線したかは厳密には明らかにならない。一方、ＧＷ＿ＥＣＵ１２はＥＣＵ＿Ｃの通信途絶カウンタ２５が閾値Ｃを超えることから、ＥＣＵ＿Ｃの通信不良を検出する。

そして、ＧＷ＿ＥＣＵ１２が片側断線を検出した場合、例えば、ＥＣＵ＿ＡがＥＣＵ＿ＢやＧＷ＿ＥＣＵ１２の通信不良を検出してそれを記憶しても、片側断線が検出されていることから、サービスマンは、ＥＣＵ＿Ａが検出した通信不良を無視して、ＥＣＵ＿Ｃが故障部位であることを容易に突き止めることができる。以下、ＥＣＵ＿Ｃの支線１１の片側が断線したものとして詳細に説明する。

〔ＣＡＮネットワーク１００〕
図２は、ＣＡＮネットワーク１００の構成図の一例を示す。ＣＡＮバス１にはＥＣＵ＿Ａ〜Ｃが、ＣＡＮバス２にはＥＣＵ＿Ｄ，Ｅがそれぞれ接続され、ＣＡＮバス１、２にはＧＷ＿ＥＣＵ１２が接続されている。各ＥＣＵ１５及びＧＷ＿ＥＣＵ１２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、入出力インターフェイス、及び、ＣＡＮ通信部２１が接続されたコンピュータの一形態であり、入出力インターフェイスに接続されたセンサ、スイッチ及びアクチュエータにより、各種の車両制御を実行する。

各ＥＣＵ１５は、例えば、エンジンの点火・燃料噴射量等を制御するエンジンＥＣＵ、ドアロック・照明等を制御するボディＥＣＵ、ＡＢＳ（antilocked braking system）・ＴＲＣ(Traction Control)等を実現するブレーキＥＣＵ、走行位置の曲率などの道路状況を提供するナビＥＣＵ、ハイブリッド車において電機モータとエンジンの出力比を決定するハイブリッドＥＣＵ、インスツルメントパネルの表示を制御するメータＥＣＵ、室内の温度・デフォッガ等を制御するエアコンＥＣＵ、前方車両とのＴＴＣ（Time To Collision）に応じてシートベルトを巻き上げるシートベルトＥＣＵ、駐車時に車両を駐車スペースに誘導する駐車支援ＥＣＵ、キーレスエントリーシステムにおけるドアの施解錠を制御する照合ＥＣＵ、電動式ドアの開閉を制御するパワードアＥＣＵ等である。

また、ＧＷ＿ＥＣＵ１２は、制御系、ボディ系及びＡＶ系など各系統毎にＥＣＵ１５を接続したＣＡＮバス１，２の間に設けることで異なる系統間の通信データを仲介したり、系統に関わらずＣＡＮバスを分割することによって、１つのＣＡＮバスの配線長や通信データの通信量がもたらす負荷を緩和する。ＣＡＮプロトコルの多重通信性により各ＥＣＵ１５が送信する通信データは全てＧＷ＿ＥＣＵ１２に到達することになる。ＧＷ＿ＥＣＵ１２は、フィルタリングポリシーに従い、一方のＣＡＮバス１から他方のＣＡＮバス２に、他方のＣＡＮバス２から一方のＣＡＮバス１に、通信データを中継する。なお、通信データのフォーマットを変換するなど、ＣＡＮバス１とＣＡＮバス２とのプロトコルや通信速度の差異を吸収する役目も果たす。

ＣＡＮバス１、２は、各ＥＣＵ１５及びＧＷ＿ＥＣＵ１２を直接に接続する共通の本線１３、１４を有し、本線１３（１３ａ、１３ｂ）は１本のツイストペア線から成り、本線１４（１４ａ、１４ｂ）は１本のツイストペア線から成る。た、各ＥＣＵ１５及びＧＷ＿ＥＣＵ１２は支線１１により本線１３又は本線１４と接続されている。例えば、ＥＣＵ＿Ｃの支線１１は１対の支線１１ａ、１１ｂから成り、支線１１ａは本線１３ａに接続され、支線１１ｂは本線１３ｂに接続されている。

ＣＡＮプロトコルについて簡単に説明する。ＣＡＮプロトコルは、ツイストペア線による２本の信号線の差動電圧にバスレベル「１：レセッシブ」「０：ドミナント」を対応づけて通信データを送信する。通信データの１フレームは、次のような可変長のデータフォーマットを有する。
「ＳＯＦ；データＩＤフィールド；ＲＴＲ；ＤＬＣ；データフィールド；ＣＲＣフィールド；ＡＣＫフィールド；ＥＯＦ」
このうち、データＩＤフィールドに通信データを識別するデータＩＤが格納され、各ＥＣＵ１５はデータＩＤを参照してデータフィールドの内容、そのデータを受信すべきか否か、自身が送信する通信データとの優先順位を判断し、ＧＷ＿ＥＣＵ１２の場合は中継すべきか否か等を判断する。ＣＡＮプロトコルは、各ＥＣＵ１５がそれぞれのタイミングで送信を開始するマルチマスター方式を採用するため、優先順位の判定においては、データＩＤをＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance）のアクセス手順に適用し送信権を調停する。

〔ＧＷ＿ＥＣＵ１２の機能ブロック〕
図３は、ＧＷ＿ＥＣＵ１２の機能ブロック図の一例を示す。ＧＷ＿ＥＣＵ１２は、２つのＣＡＮ通信部２１、ＣＰＵがプログラムを実行するか又はＡＳＩＣ等のハードウェアにより実現される、通信データを送信したＥＣＵ１５を判別する送信元判別部２２、通信途絶カウンタ２５（以下、区別する場合、通信途絶カウンタＡ〜Ｚという）で通信が途絶した時間を計測する通信途絶カウント部２４、各ＥＣＵ１５が通信不良となったか否かを判定する通信不良判定部２６、支線１１ａ、１１ｂの一方の断線を検出する片側断線検出部２７、を有する。また、フラッシュメモリ等の不揮発メモリ２８には通信不良情報２９及び片側断線フラグ３１が記憶される。なお、図３の構成は、他のＥＣＵ＿Ａ〜Ｅも備えている。

・ＣＡＮ通信部２１
ＧＷ＿ＥＣＵ１２の２つのＣＡＮ通信部２１は、それぞれ受信バッファ及び送信バッファを有し、受信バッファに記憶された通信データのデータＩＤを参照し、他方のＣＡＮバス１（２）に選択配信する必要が有れば、所定の中継処理を施した後、他方のＣＡＮバス２（１）に接続された送信バッファに転送する。なお、各ＥＣＵ１５のＣＡＮ通信部２１は、通信データの送信時にはＡ／Ｄ変換された例えばセンサの検出信号に、予め定められたデータＩＤを付与して上記のデータフォーマットに格納し、ＣＳＭＡ／ＣＡのバスアクセスに基づき通信データを送信する。また、通信データの受信時は、発振子のクロック毎に差動電圧からバスレベルを検出しその「１」「０」データからデータＩＤを判別し、自身のＥＣＵ１５が受信すべき通信データの場合、その通信データを受信する。

・送信元の判定
送信元判別部２２は、データＩＤに基づき通信データを送信したＥＣＵ１５を判別する。ＧＷ＿ＥＣＵ１２にとって、ＣＡＮバス１，２に接続されているＥＣＵ１５は既知である。また、各ＥＣＵ１５が送信する通信データのデータＩＤも既知であるとしてよい。既知でない場合は、例えば、イグニッションオン時に、各ＥＣＵ１５に送信しうる通信データのデータＩＤを問い合わせてもよい。これにより、送信元のＥＣＵ１５を判別する判別テーブル２３が得られる。下表は判別テーブル２３の一例を示す。

送信元判別部２２は、予め又はこのようにして得られた、判別テーブル２３を参照して送信元のＥＣＵ１５を判別する。

・通信途絶のカウント
通信途絶カウント部２４は、通信途絶カウンタＡ〜Ｚを各ＥＣＵ１５に対応づけ、各ＥＣＵ１５が最後に通信データを送信してから経過した経過時間をカウントする。以下、通信途絶カウンタＡがＥＣＵ＿Ａの通信途絶を、通信途絶カウンタＢがＥＣＵ＿Ｂの通信途絶を、通信途絶カウンタＣがＥＣＵ＿Ｃの通信途絶を、それぞれ検出するとして説明する。

図４（ａ）は、通信途絶カウンタＡの時間的な変化の一例を示す。通信途絶カウンタＡ〜Ｚは、例えばＤ−ＦＦ（フリップフロップ）を多段に重ねたカウンタ回路である。通信途絶カウント部２４は、発振子のクロックを例えば分周して通信途絶カウンタＡ〜Ｚに入力する。これにより、図示するように時間と共にカウンタ値が増大するので経過時間を計測することができる。一方、通信途絶カウント部２４は、送信元判別部２２により送信元がＥＣＵ＿Ａであると判別されると、通信途絶カウンタＡのカウンタ値を初期化（０に戻す）する。これにより、ＥＣＵ＿Ａの支線１１が断線（片側でも両側でもよい）しなければ、次述する閾値Ａを超えないようになっている。

一方、ＥＣＵ＿Ｃの支線１１が断線（片側でも両側でもよい）すると、図４（ｂ）に示すように、通信途絶カウンタＣのカウンタ値は時間と共に一様に増大する。

通信不良判定部２６は、サイクル時間毎に、通信途絶カウンタＡ〜Ｚのカウンタ値と閾値Ａ〜Ｃを比較し、カウンタ値が閾値Ａ〜Ｃを超えると対応するＥＣＵ１５に通信不良が生じたと判定する。閾値Ａ〜ＣはＥＣＵ＿Ａ〜Ｃに共通でもよいが、通信データの送信頻度に応じて個別に定めてもよい。例えば、通信データの送信頻度が少ないＥＣＵ１５の閾値は大きくし、通信データの送信頻度が多いＥＣＵ１５の閾値は小さくすることで、通信不良の誤検出を低減するとともに、早期に通信不良を検出できる。なお、支線１１ａ、１１ｂの一方のみが断線しても、両方が断線しても通信データは送信されないので、通信不良には片側断線も両側断線も含まれる。

通信不良判定部２６は、通信不良を検出したＥＣＵ１５を登録した通信不良情報２９を不揮発メモリ２８に記憶する。なお、ＥＣＵ＿Ａ及びＥＣＵ＿Ｂも通信不良判定部２６を有するため、ＥＣＵ＿Ａ及びＥＣＵ＿ＢもＧＷ＿ＥＣＵ１２と同時期にＥＣＵ＿Ｃの通信不良を検出している。

これに対し、片側断線したＥＣＵ＿Ｃが所望のタイミングで通信データを送信すると、ＥＣＵ＿Ａ、ＥＣＵ＿Ｂ又はＧＷ＿ＥＣＵの通信データと衝突するおそれがある。図４（ｃ）は、ＥＣＵ＿ＡとＥＣＵ＿Ｃの通信データが衝突した場合の通信途絶カウンタＡのカウンタ値を示す。ＥＣＵ＿Ａ、ＥＣＵ＿Ｃはそれぞれの送信頻度に応じて通信データＡ、Ｃを送信するため、所定の確率で両者の通信データは衝突する。ＥＣＵ＿Ｃの通信データＣがＥＣＵ＿Ａの通信データＡと衝突することで、ＧＷ＿ＥＣＵ１２のＣＡＮ通信部２１はＥＣＵ＿Ａから通信データＡを受信できず、通信途絶カウント部２４は通信途絶カウンタＡを初期化できない。このため、カウンタ値が増大する傾向になる。

・片側断線の検出
片側断線検出部２７はこの現象を利用して片側断線を検出する。図５（ａ）は、片側断線の検出を模式的に説明する図の一例である。片側断線検出部２７は、常に、１つのＣＡＮバス１に接続された全てのＥＣＵ１５の通信途絶カウンタＡ〜Ｃの合計Ｎをカウントする。
合計Ｎ＝ｎｃ＋ｎａ＋ｎｂ
いずれのＥＣＵ１５も片側断線しなければ、それぞれの通信途絶カウンタ２５が個別に「一様増加」と「初期化」を繰り返すので、通信途絶カウンタＡ〜Ｃの合計Ｎは図５（ｂ）に示すように一定の幅に収まると考えられる。このような幅は、車両を所定時間走行することで既知となる。

これに対し、いずれかのＥＣＵ１５の支線１１が片側断線すると、通信データの衝突により、通信途絶カウンタＡ〜Ｃの１以上が初期化されない場合が生じるので、合計Ｎは大きくなる。なお、両側断線した場合は、断線した支線１１が断線したＥＣＵ１５は通信データを送信できないので、このような現象は生じない。したがって、合計Ｎがこの幅を超えたか否かに基づき、片側断線を検出することができる。より具体的には、幅の上限値にマージンを見込んだ値を片側断線判定値に定め、片側断線検出部２７は、合計Ｎが片側断線判定値以上となると、片側断線を検出する。

合計Ｎ ≧ 片側断線判定値 …条件Ｉ
そして、片側断線検出部２７は片側断線を検出したことを示す片側断線フラグ３１を不揮発メモリ２８に記憶する。

以上のようにして、不揮発メモリ２８には、通信不良情報２９と片側断線フラグ３１を記憶することができる。車両をサービス工場に持ち込んだ際、片側断線フラグ３１が記憶されている場合、他のＥＣＵ＿Ａが検出するＥＣＵ＿ＢやＧＷ＿ＥＣＵ１２の通信不良があってもこれを無視することで、故障部品（ＥＣＵ＿Ｃ）を容易に特定することができる。

なお、通信不良情報２９や片側断線フラグ３１をフリーズフレームデータで代用してもよい。フリーズフレームデータには、およその故障部品や原因を示すダイアグコードと車速などの車両情報が記録され、診断ツール等で一連の診断情報として読み出すことが出来るので、他の故障と同様に取り扱うことが出来る。

また、ＥＣＵ１５に通信不良情報２９と片側断線フラグ３１を記憶するだけでなく、通信不良情報２９と片側断線フラグ３１を修理サーバに送信してもよい。修理サーバは、各車両からフリーズフレームデータ等を受信して故障した部品やその原因を解析するサーバである。車両には携帯電話や無線ＬＡＮ網に接続する通信装置が搭載されており、修理サーバに通信不良情報２９と片側断線フラグ３１を送信することで、修理サーバにおいてもＥＣＵ＿Ａが検出するＥＣＵ＿ＢやＧＷ＿ＥＣＵ１２の通信不良を無視して取り扱うことが可能となる。

・片側断線の検出タイミング
片側断線検出の検出タイミングについて説明する。片側断線判定値が閾値Ｃと同程度であれば、通信途絶カウンタＣのカウンタ値が閾値Ｃを超える前に、ほとんど場合（通信途絶カウンタＡのカウンタ値と通信途絶カウンタＢのカウンタ値が共にゼロでない限り）、合計Ｎが片側断線判定値を超えることができる。片側断線の検出を、ＥＣＵ＿Ｃの通信不良を検出する前に限定することで、その後に検出されるＥＣＵ＿Ｃの通信不良情報２９と合わせＥＣＵ＿Ｃの片側断線を確実に検出できる。

しかしながら、片側断線判定値は、複数のＥＣＵ１５の送信頻度に依存して統計的に決定され、片側断線判定値は複数の通信途絶カウンタＡ〜Ｃの合計Ｎとの比較対象になるものなので、閾値Ａ〜Ｃよりも大きい場合も多いと考えられる。したがって、通信不良判定部２６がＥＣＵ＿Ｃの通信不良を判定した後に、片側断線検出部２７が片側断線を検出してもよい。すなわち、片側断線の検出タイミングは、通信不良判定部２６が、ＥＣＵ＿Ｃが通信不良であると判定する前後のいずれであってもよい。

ＥＣＵ＿Ｃが通信不良であると判定された後も、通信途絶カウンタＣのカウンタ値が増大すると、ＥＣＵ＿Ｃの通信データがＥＣＵ＿Ａ及びＥＣＵ＿Ｂの通信データと衝突しなくても、合計Ｎが片側断線判定値を超えてしまう。このため、通信不良判定部２６は、通信途絶カウンタＣが閾値Ｃを超えた後は、カウンタ値をそれ以上増大させることなく固定する。このように合計Ｎを算出することで、片側断線の場合は通信データの衝突によりいずれ合計Ｎを超え、いずれ片側断線を検出することができる。

また、通信途絶カウンタＣが閾値Ｃを超えた後は、上述したマージンを、通信不良となる前の通信途絶カウンタＣの平均的な値に設定してもよい。マージンを通信不良を起こしたＥＣＵ＿Ｃの平均値に設定すれば、通信途絶カウンタＣが閾値Ｃに固定された影響を排除して、ＥＣＵ＿Ｃの通信データがＥＣＵ＿Ａ及びＥＣＵ＿Ｂの通信データと衝突する影響を検出できる。なお、片側断線の検出タイミングにリミットを設けてもよい。

以上から、片側断線検出部２７は、条件Ｉを更に限定した以下の条件IIを満たす場合に、片側断線を検出する。
・いずれかのＥＣＵ１５の通信不良が検出された(通信途絶カウンタのカウンタ値を固定)
・合計Ｎ ≧ 片側断線判定値（ｏｒ マージンを変更した片側断線判定値） …条件II
〔片側断線の検出手順〕
図６は、ＧＷ＿ＥＣＵ１２が片側断線を検出する手順を示すシーケンス図の一例である。図６では、ＣＡＮバス２については省略したが同様に処理される。イグニッションオン又はシステム起動されると、各ＥＣＵ＿Ａ〜Ｃはそれぞれ所望のタイミングで通信データをＣＡＮバス１に送信する。

ＧＷ＿ＥＣＵ１２の送信元判別部２２は通信データの送信元を判別し、通信途絶カウント部２４は送信元に基づき通信途絶カウンタＡ〜Ｃを増大させまた初期化する（Ｓ１０）。

片側断線検出部２７は、例えば所定のサイクル時間毎に通信途絶カウンタＡ〜Ｃのカウンタ値の合計Ｎが、片側断線判定値以上か否かを判定する（Ｓ２０）。合計Ｎが、片側断線判定値以上でなければ（Ｓ２０のＮｏ）、ステップＳ４０の処理に進む。

合計Ｎが片側断線判定値以上の場合（Ｓ２０のＹｅｓ）、片側断線検出部２７は片側断線を検出し、片側断線フラグ３１を不揮発メモリ２８に記憶する（Ｓ３０）。

ついで、通信不良判定部２６は、通信途絶カウンタＡ〜Ｃが閾値Ａ〜Ｃ以上か否かをそれぞれ判定する（Ｓ４０）。通信途絶カウンタＡのカウンタ値が閾値Ａ以上、通信途絶カウンタＢのカウンタ値が閾値Ｂ以上、通信途絶カウンタＣのカウンタ値が閾値Ｃ以上、のいずれかの場合（Ｓ４０のＹｅｓ）、通信不良判定部２６は通信不良情報２９を不揮発メモリ２８に記憶する（Ｓ５０）。ＧＷ＿ＥＣＵ１２は以上の処理を繰り返す。

本実施形態のＣＡＮネットワーク１００によれば、通信データの衝突を利用して片側断線を検出し不揮発メモリ２８に記憶しておくので、ＥＣＵ１５が検出した通信不良を無視して車両点検でき、容易に故障箇所を特定することができる。片側断線を検出するため周期的に専用の通信データを送信する必要もないのでコスト増を抑制できる。

なお、本実施形態では、片側断線フラグ３１を不揮発メモリ２８に記憶したが、片側断線フラグ３１を記憶することなく片側断線を検出した場合に、他のＥＣＵ＿Ａ、ＥＣＵ＿Ｂが通信不良を検出することを禁止又はその記録を消去するよう要求してもよい。これにより、実際に通信不良となったＥＣＵ＿Ｃのみの通信不良情報２９を記憶しておくことになるので、故障部品の特定作業をよい簡易化できる。

ＧＷ＿ＥＣＵによる片側断線の検出を模式的に説明する図の一例である。 ＣＡＮネットワークの構成図の一例である。 ＧＷ＿ＥＣＵの機能ブロック図の一例である。 通信途絶カウンタＡの時間的な変化の一例である。 片側断線の検出を模式的に説明する図の一例である。 ＧＷ＿ＥＣＵが片側断線を検出する手順を示すシーケンス図の一例である。 ＣＡＮネットワークシステムの概略構成図の一例である（従来図）。 ＧＷ＿ＥＣＵがカウントしたＥＣＵ＿Ａ〜Ｃの通信途絶の一例を模式的に説明する図の一例である（従来図）。

符号の説明

１１、１１ａ、１１ｂ 支線
１２ ＧＷ＿ＥＣＵ（ゲートウェイＥＣＵ）
１３、１３ａ、１３ｂ、１４、１４ａ、１４ｂ 本線
１５ ＥＣＵ
２１ ＣＡＮ通信部
２５ 通信途絶カウンタＡ〜Ｚ
２６ 通信不良判定部
２７ 片側断線検出部
２８ 不揮発メモリ
２９ 通信不良情報
３１ 片側断線フラグ
１００ ＣＡＮネットワーク

Claims (4)

1. ２本の本線からなるバスに２本の支線により接続され時分割多重通信する電子制御ユニットの送信する通信データを、バスの一方から他方及び他方から一方に中継するゲートウェイ装置であって、
   バスに接続された電子制御ユニット毎に、通信データの送信時間間隔を測定する時間間隔測定手段と、
   送信時間間隔が閾値を超えた電子制御ユニットの通信不良をメモリに記憶する通信不良判定手段と、
   複数の電子制御ユニットの送信時間間隔の合計を監視して、片側断線判定値以上になると、前記支線の一方が断線した旨の情報をメモリに記憶する片側断線検出手段と、
   を有することを特徴とするゲートウェイ装置。
2. 前記片側断線検出手段は、前記通信不良判定手段が通信不良を検出する前に限り、前記支線の一方が断線したことを検出する、
   ことを特徴とする請求項１記載のゲートウェイ装置。
3. ２本の本線からなるバスに２本の支線により接続された複数の電子制御ユニットが、時分割多重通信する車両用ネットワークにおいて、
   各電子制御ユニットが、前記支線の電位差に基づき通信データの衝突を回避してバスの使用権を調停する通信手段を有し、
   所定の電子制御ユニットが、
   電子制御ユニット毎に、通信データの送信時間間隔を測定する時間間隔測定手段と、
   送信時間間隔が閾値を超えた電子制御ユニットの通信不良をメモリに記憶する通信不良判定手段と、
   複数の電子制御ユニットの送信時間間隔の合計を監視して、片側断線判定値以上になると、前記支線の一方が断線した旨の情報をメモリに記憶する片側断線検出手段と、を有する、ことを特徴とする車両用ネットワーク。
4. ２本の本線からなるバスに２本の支線により接続され、前記支線の電位差に基づき通信データの衝突を回避してバスの使用権を調停する、複数の電子制御ユニットの片側断線検出方法において、
   時間間隔測定手段が、電子制御ユニット毎に、通信データの送信時間間隔を測定するステップと、
   通信不良判定手段が、送信時間間隔が閾値を超えた電子制御ユニットの通信不良をメモリに記憶するステップと、
   片側断線検出手段が、複数の電子制御ユニットの送信時間間隔の合計を監視して、片側断線判定値以上になると、前記支線の一方が断線した旨の情報をメモリに記憶するステップと、
   を有することを特徴とする片側断線検出方法。

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