JP5434683B2

JP5434683B2 - Ｃａｎコントローラ

Info

Publication number: JP5434683B2
Application number: JP2010047731A
Authority: JP
Inventors: 威一郎寺尾
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2010-03-04
Filing date: 2010-03-04
Publication date: 2014-03-05
Anticipated expiration: 2030-03-04
Also published as: JP2011188006A

Description

本発明は、制御ユニットに設けられ、ＣＡＮバスを介した通信を制御するＣＡＮコントローラに関する。

近年、自動車等の車両においては、例えば特許文献１に示されるように、エンジンＥＣＵ、トランスミッションＥＣＵ、ブレーキＥＣＵ等の複数の制御ユニット（ノード）間でのデータ通信（データ共有）のために、ＣＡＮ（Controller Area Network）と称されるバス型の通信ネットワークシステムが採用されている。この場合、各制御ユニットは、データ通信処理を実行するＣＡＮコントローラを介してＣＡＮバスに接続される。

このＣＡＮの特長の一つとして、信頼性の高いエラー検出の機能を備えている点がある。このエラー検出機能においては、ＣＡＮコントローラは、ビット・エラー、ビット・スタッフ・エラー、ＣＲＣエラー、フォーム・エラー、ＡＣＫエラーといった通信上の複数種類のエラー検出のためにモニタを実行する。そして、エラーを検出した場合には、送信端子からエラーデータを送信して各制御ユニットにエラー発生を通知し、実行中の送信を打切るなどのエラー処理を行う。

特開２００３−２２９８７５号公報

ところで、上記したような車両用の通信ネットワークシステムにおいては、ナビゲーションを制御するナビＥＣＵをＣＡＮバスに接続し、他の制御ユニットから各種車載センサやアクチュエータ等のデータを得てナビゲーションに利用することが行なわれる。このとき、例えば、ナビＥＣＵから送信される送信データによって、他の制御ユニット（ＥＣＵ）に何らかの影響を与えてしまうといったことを予め回避するために、ＣＡＮコントローラの送信端子をＣＡＮバスに物理的に接続しない状態（送信機能を無効化）とし、データの受信のみに利用する使い方がなされるケースがある。

ところが、上記のケースでは、ナビＥＣＵのＣＡＮコントローラがエラーを検出すると、送信端子からエラーデータを送信しようとするが、送信端子がＣＡＮバスに物理的に接続されていない（ＣＡＮバスにデータが送られない）ため、自らが、そのエラーデータを受信することもない。このため、今度は、自分自身が出したエラーデータを自分自身が受取れなかった場合に発生する別のエラー（ＡＣＫ（アクノレッジ）エラー）を送信しようとしてしまう。更に、その別のエラーデータを受信することができなくなるため、再度エラーデータを送信しようとすることを繰返し、最終的にはＣＡＮの送受信停止などの重大な問題に至ってしまう虞がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、送信端子をＣＡＮバスに接続しない使い方がなされるケースにあって、エラー検出時に送信しようとしたエラーデータを、自身がＣＡＮバスから受取れないことに伴う不具合の発生を未然に防止することができるＣＡＮコントローラを提供するにある。

上記目的を達成するために、本発明のＣＡＮコントローラは、通信上のエラーの発生を検出するエラー検出手段と、エラー検出時にエラーデータを送信端子から出力するエラーデータ送信手段とを備えるものにあって、前記送信端子がＣＡＮバスに接続されていない状態で、前記エラー検出手段がエラーの発生を検出したときに、前記送信端子から送信されたエラーデータが受信端子に受信された状態を擬制的に作るためのループバック手段を設けたところに特徴を有する（請求項１の発明）。

これによれば、送信端子がＣＡＮバスに接続されていない状態で、エラー検出手段のエラー検出に伴い、送信端子からエラーデータを送信しようとした場合には、そのエラーデータがＣＡＮバスに送られることはないが、ループバック手段により、自分自身が出したエラーデータを受信端子により受信した状態が擬制的に作られるようになる。従って、自分自身が出したエラーデータを自分自身が受取れなかった場合の別のエラーが発生することがなくなり、この結果、エラー検出時に送信しようとしたエラーデータを、自身がＣＡＮバスから受取れないことに伴う不具合の発生を未然に防止することができる。

より具体的には、前記ループバック手段を、前記送信端子と受信端子とを配線で接続することにより構成することができる（請求項２の発明）。これにより、簡単な構成でループバック手段を実現することが可能となる。

あるいは、前記ループバック手段を、内部の処理によりソフトウエア的に構成するようにしても良い（請求項３の発明）。これにより、ハードウエア構成の変更を伴わずにループバック手段を実現することが可能となる。

本発明の第１の実施例を示すもので、要部の電気的構成を示す図本発明の第２の実施例を示すもので、データ送信時の処理手順を示すフローチャート

（１）第１の実施例
以下、本発明を具体化した第１の実施例について、図１を参照しながら説明する。尚、本実施例では、自動車に設けられる制御ユニットとしての、ナビゲーション制御用のナビＥＣＵに本発明を適用している。

まず、詳しく図示はしないが、車両（自動車）に設けられる通信ネットワークとしてのＣＡＮ（Controller Area Network）の構成について簡単に述べる。このＣＡＮは、自動車に搭載されるエンジンＥＣＵ、トランスミッションＥＣＵ、ブレーキＥＣＵ、ナビＥＣＵ等の複数の制御ユニット（ノード）間を相互に接続するものであり、それら制御ユニット間で、各種の車載センサやアクチュエータ等のデータの共有が図られるようになっている。このとき、各制御ユニットには、データ通信処理を実行するＣＡＮコントローラが設けられており、このＣＡＮコントローラを介してツイストペア線からなるＣＡＮバス１（図１参照）に接続される。

図１は、制御ユニットであるナビＥＣＵに設けられるＣＡＮ内蔵マイコン２を示している。このＣＡＮ内蔵マイコン２は、ＣＰＵ３及び本実施例に係るＣＡＮコントローラ４を備えると共に、その他、タイマやＡ／Ｄ変換回路（いずれも図示せず）を一体的に備えるワンチップマイコンから構成されている。詳しく図示はしないが、このＣＡＮ内蔵マイコン２には多数本の接続端子が設けられ、そのうち２本が、前記ＣＡＮコントローラ４の送信端子５及び受信端子６とされている。

さて、前記ＣＡＮコントローラ４は、そのハードウエア構成及びソフトウエア構成により、ＣＡＮプロトコルに従って、送信データや受信データを通信信号に変換する処理等を実行し、ＣＡＮバス１を介した他の制御ユニットとの通信制御を行う。これと共に、ＣＡＮコントローラ４は、ビット・エラー、ビット・スタッフ・エラー、ＣＲＣエラー、フォーム・エラー、ＡＣＫエラーといった通信上の複数種類のエラー検出のためにモニタを実行する。そして、エラーを検出した場合には、送信端子５からエラーデータを送信して他の制御ユニットにエラー発生を通知する等のエラー処理を行う。従って、ＣＡＮコントローラ４は、エラー検出手段及びエラーデータ送信手段の機能を備えている。

ここで、本来であれば、ＣＡＮコントローラ４の送信端子５及び受信端子６は、夫々図示しないトランシーバを介して配線によりＣＡＮバス１に接続される。しかし、例えば、ナビＥＣＵのＣＡＮコントローラ４から送信される送信データが、他の制御ユニットに何らかの悪影響を与えてしまうといったことを予め回避するために、図１に示すように、ＣＡＮコントローラ４の送信端子５をＣＡＮバス１に物理的に接続しない状態とし（破線で示す）、受信端子６のみをＣＡＮバス１に接続してデータの受信のみに利用する使い方がなされる。

本実施例では、前記送信端子５がＣＡＮバス１に接続されていない状態で、ＣＡＮコントローラ４がエラーの発生を検出したときに、前記送信端子５から送信されるべきエラーデータが前記受信端子６に受信された状態を擬制的に作るためのループバック手段が設けられる。具体的には、ループバック手段として、図１に示すように、前記送信端子５と受信端子６とを接続するループバック用の配線７が設けられている。

次に、上記構成の作用・効果について述べる。ナビＥＣＵは、ＣＡＮコントローラ４により、各種車載センサ等からの必要なデータ、例えば、車速、エンジン回転数、トランスミッションのポジション、ステアリングの回転角等のデータを、他の制御ユニットからＣＡＮバス１を介して受信することにより、自車位置検出等のナビゲーション処理に利用することができる。この際、上述のように、ＣＡＮコントローラ４は、常に、通信上のエラー検出のためにモニタを実行している。上記エラーは、例えば、ノイズの影響で波形がくずれ、データが読めなくなった場合や、バッテリが低電圧となり、通信信号波形の必要な振幅が得られなくなった等の要因により発生する。

そして、前記ＣＡＮコントローラ４は、エラーを検出したときには、送信端子５からエラーデータを送信しようとする。このとき、送信端子５がＣＡＮバス１に接続されていないので、そのエラーデータがＣＡＮバス１（ひいては他の制御ユニット）に送られることはない。この場合、従来では、ＣＡＮバスにデータが送られないと、自らが、そのエラーデータを受信することもないため、今度は、自分自身が出したエラーデータを自分自身が受取れなかった場合に発生する別のエラー（ＡＣＫエラー）を送信しようとしてしまう不具合があった。

ところが、本実施例では、ループバック用の配線７により、送信端子５と受信端子６とが接続されているので、送信端子５から送られたエラーデータが直接的に受信端子６に入力され、エラーデータの受信状態が擬制的に作られるようになる。従って、自分自身が出したエラーデータを受信端子６により受取れないことに伴う別のエラーの発生がなくなるのである。

この結果、本実施例によれば、送信端子５をＣＡＮバス１に物理的に接続しない使い方がなされるケースにあって、エラー検出時に送信しようとしたエラーデータを、自身がＣＡＮバス１から受取れないことに伴う不具合の発生を未然に防止することができるという優れた効果を奏する。また、本実施例では、送信端子５と受信端子６とをループバック用の配線７で接続することによりループバック手段を構成するようにしたので、簡単な構成でループバック手段を実現することが可能となるといった利点を得ることができる。

（２）第２の実施例
次に、本発明の第２の実施例について、図２を参照しながら説明する。尚、新たな図示は省略するが、上記第１の実施例とハードウエア構成上の同一部分には、同一符号を付して説明する。この第２の実施例が、上記第１の実施例と異なる点は、送信端子５がＣＡＮバス１に接続されていない状態で、ＣＡＮコントローラ４がエラーの発生を検出したときに、送信端子５から送信されたエラーデータが受信端子６に受信された状態を擬制的に作るためのループバック手段の構成にある。

本実施例では、ループバック手段を、ループバック用の配線７を設けることに代えて、ＣＡＮコントローラ４の内部の処理によりソフトウエア的に実現するようにしている。ＣＡＮコントローラ４の送信端子５は、ＣＡＮバス１にも、受信端子６にも接続されていない状態となっている。図２のフローチャートは、ＣＡＮコントローラ４の内部において、データを送信しようとする際に実行される処理手順を示している。

即ち、ステップＳ１では、送信しようとするデータがエラーデータであるかどうかが判断される。エラーデータでない場合には（ステップＳ１にてＮｏ）、そのまま処理が終了する。これに対し、上記のようにＣＡＮコントローラ４が通信上のエラーの発生を検出し、エラーデータを送信しようとした場合には（ステップＳ１にてＹｅｓ）、ステップＳ２にて、受信用のソフトウエア処理の中で、エラーフラグ処理等によってエラーデータを受信したと判断するようになり、その後処理を終了する。

従って、ＣＡＮコントローラ４がエラーを検出して、エラーデータを送信端子５から送信しようとした場合には、送信端子５がＣＡＮバス１に接続されていないので、そのエラーデータがＣＡＮバス１（他の制御ユニット）に送られることはないが、そのエラーデータを受信したという受信状態がＣＡＮコントローラ４の内部で擬制的に作られるようになるのである。

この結果、自分自身が出したエラーデータを受信端子６により受取れないことに伴う別のエラーの発生がなくなり、この第２の実施例によっても、送信端子５をＣＡＮバス１に物理的に接続しない使い方がなされるケースにあって、エラー検出時に送信しようとしたエラーデータを、自身がＣＡＮバス１から受取れないことに伴う不具合の発生を未然に防止することができる。特に本実施例では、ループバック手段を内部の処理によりソフトウエア的に構成するようにしたので、ハードウエア構成の変更を伴わず容易にループバック手段を実現することが可能となるといった利点を得ることができる。

尚、上記第１の実施例では、ＣＡＮ内蔵マイコン２の外部に、ループバック用の配線７を設けるようにしたが、ＣＡＮ内蔵マイコン２の内部で、送信端子５と受信端子６とを接続（ループバック）する構成としても良い。また、上記各実施例では、本発明をナビゲーション用の制御ユニット（ナビＥＣＵ）に適用するようにしたが、車両用通信ネットワーク（ＣＡＮ）に接続される別の制御ユニット（ＥＣＵ）に本発明を適用しても良い。更には、車両用以外の分野、例えばＦＡやロボット等の産業分野にも適用することができる等、本発明は要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得るものである。

図面中、１はＣＡＮバス、２はＣＡＮ内蔵マイコン、３はＣＰＵ、４はＣＡＮコントローラ（エラー検出手段、エラーデータ送信手段）、５は送信端子、６は受信端子、７はループバック用の配線（ループバック手段）を示す。

Claims

制御ユニットに設けられ、ＣＡＮバスを介した通信を制御するＣＡＮコントローラであって、
通信上のエラーの発生を検出するエラー検出手段と、エラー検出時にエラーデータを送信端子から出力するエラーデータ送信手段とを備えると共に、
前記送信端子が前記ＣＡＮバスに接続されていない状態で、前記エラー検出手段がエラーの発生を検出したときに、前記送信端子から送信されたエラーデータが受信端子に受信された状態を擬制的に作るためのループバック手段を備えることを特徴とするＣＡＮコントローラ。
前記ループバック手段は、前記送信端子と受信端子とを配線で接続することにより構成されることを特徴とする請求項１記載のＣＡＮコントローラ。
前記ループバック手段は、内部の処理によりソフトウエア的に構成されることを特徴とする請求項１記載のＣＡＮコントローラ。