JP5545125B2 - 通信装置 - Google Patents

Description

本発明は、共通の通信線に接続された複数の通信ノード間で通信を行う通信システムを構成する通信ノードとしての機能を有する通信装置に関する。

上記通信装置として、車両において、送信元の通信ノードを特定するための特定情報（ＩＤ）を含むデータを送受信するよう構成されたものが知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２００３−０１１７４６号公報

上記のような特定情報を含むデータを送信する構成では、通信システムの構築時に、特定情報が重複しないように設定されているため、特定情報が重複することは考慮されていなかった。しかしながら、近年では、通信ノードとしての機能を有する種種の装置を後から通信線に接続させる技術が開発されており、この場合、後から追加した装置（通信ノード）が送信するデータの特定情報と、元からある通信ノードが送信するデータの特定情報とが重複する可能性がある。

このように複数の通信ノードが送信するデータの特定情報が重複すると、通信エラーが発生する等、通信に不具合を生じさせる虞がある。そこで、このような問題点を鑑み、共通の通信線に接続された複数の通信ノード間で通信する通信システムを構成する通信ノードとしての通信装置において、特定情報が重複することによる不具合を生じさせない技術提供することを本発明の目的とする。

かかる目的を達成するために成された通信装置において、一致判定手段は、他の通信ノードから送信されたデータに付された特定情報が、自身から送信されるデータに付される特定情報と一致するか否かを判定する。そして、出力手段は、各特定情報が一致する場合、特定情報が重複した旨を出力する（請求項１，２）。

このような通信装置によれば、自身から送信されるデータに付される特定情報が他の通信ノードの特定情報と重複した旨を検出し、出力することができるので、この出力に応じて、特定情報が重複しないような対処を行えば、特定情報が重複することによる不具合を解消することができる。

ところで、上記通信装置において出力手段は、通信線に接続された他の通信ノードに対して特定情報が重複した旨を報知するようにしてもよい（請求項１，２）。
このような通信装置によれば、他の通信ノードに対して特定情報が重複した旨を報知するので、他の通信ノードが特定情報の重複を認識することができる。

また、上記通信装置において、通信線が一対のバスで構成され、通信装置が差動伝送方式にて通信を実施する場合には、出力手段は、一対のバスを短絡させて通信を不能とすることで他の通信ノードに対する報知を行うようにしてもよい（請求項１）。また、通信線
が、異なる通信ノードからハイレベルおよびローレベルの信号が同時に送出された場合に該通信線のレベルが優先順位の高いレベルを示すよう設定されている場合には、出力手段は、優先順位の高いレベルに通信線のレベルを固定して通信を不能とすることで他の通信ノードに対する報知を行うようにしてもよい（請求項２）。

これらのような通信装置によれば、簡素な構成で報知を行うことができる。なお、本発明でいう差動伝送方式とは、位相を反転させた電位を各バスに与え、その差動電圧にてビットを判別する通信方式を示す。

さらに、上記通信装置において出力手段は、特定情報が重複した旨を示すデータを送信することで他の通信ノードに対する報知を行うようにしてもよい（請求項３）。
このような通信装置によれば、特定情報が重複した旨をデータで送信するので、より詳細な情報を付加して報知を行うことができる。

なお、本発明を請求項１または請求項２に記載の構成と組み合わせて適用する場合には、請求項１または請求項２に記載の出力手段による処理の前、または後において、本発明に記載の出力手段による処理を実施すればよい。

また、上記通信装置において出力手段は、異常がある旨を受けると通信装置の使用者に異常を報知する報知装置に対して、異常がある旨を出力するようにしてもよい（請求項４）。

このような通信装置によれば、報知装置に異常を報知させることができるので、使用者が異常を認識し易くすることができる。
さらに、上記通信装置においては、自身または他の通信ノードから特定情報が重複した旨が出力された場合に、自身の作動モードを通常の処理を行う通常モードから、この通常モードよりも安全側の作動を行うフェールセーフモードに遷移させるモード遷移手段を備えていてもよい（請求項５）。

このような通信装置によれば、特定情報が重複した場合に自装置をより安全に作動させることができる。

本発明が適用された通信システムの概略構成を示すブロック図である。 第１実施形態の重複対応処理を示すフローチャートである。 ドミナント出力をするための構成を示す回路図である。 第２実施形態の重複対応処理を示すフローチャートである。 バス間をショートさせるための構成を示す回路図である。

以下に本発明にかかる実施の形態を図面と共に説明する。
［第１実施形態］
［第１実施形態の構成］
図１は本発明が適用された通信システム１の概略構成を示すブロック図である。通信システム１は、例えば乗用車等の車両に搭載されており、図１に示すように、通信バス５（通信線）に複数のＥＣＵ１０，２０，３０（通信装置）等（以下、ＥＣＵ１０〜３０と表記する。）が接続されて構成されている。

ＥＣＵ１０〜３０のハードウェア構成は、ＩＳＯ１１８９８−１において規格化されたＣＡＮとしての通信を実施可能な周知の構成とされている。また、ＥＣＵ１０〜３０においては、それぞれ同様のハードウェア構成とされている。したがって、以下の説明では、ＥＣＵ１０のみについて簡単に説明する。

ＥＣＵ１０は、マイコン１１とトランシーバ１４とを備えて構成されている。マイコン１１は、ＣＰＵ１２、ＲＡＭ（図示省略）、ＲＯＭ（図示省略）、コントローラ１３等を備えた周知のマイクロコンピュータとして構成されている。

ＥＣＵ１０のＣＰＵ１２は、ＲＯＭ等のメモリに格納された通信ソフトウェアを実行することによりコントローラ１３やトランシーバ１４を制御するとともに、車両制御ソフトウェアを実行することにより車両各部の装置を制御する。

ＥＣＵ１０は、トランシーバ１４を使用して通信バス５を介して他のＥＣＵとデータを送受信する。この際の通信プロトコルとしては、ＣＡＮと同様のプロトコルを利用する。
なお、ＥＣＵ１０が複数の通信チャネルを備える場合、通信チャネル毎にコントローラ１３およびトランシーバ１４が設置される。また、ＥＣＵ１０は、通信バス５を介して他のＥＣＵとデータを送受信することにより他のＥＣＵと連携して車両制御を実施してもよいし、通信バス５を介さず各種センサの検出信号を直接入力し独立して車両制御を実施してもよい。

トランシーバ１４は、通信バス５のバス信号を受信用に設けられた端子から受信し、コントローラ１３が扱える受信信号に変換してコントローラ１３に出力するとともに、コントローラ１３が送信する送信信号を通信バス５のバス用のバス信号に変換して送信用に設けられた端子から通信バス５に送信する。ここで、通信バス５は、２本のバス線５ａ，５ｂにより構成され、トランシーバ１４は、差動伝送方式にて通信を実施する。

ここで、差動伝送方式とは、互いにプラス・マイナスが逆となる電位を各バスに与えて通信を行う通信方式である。なお、２本のバス線５ａ，５ｂの電位差が閾値以上であるか否かによって信号レベルを検出する構成を採用すればよい。

コントローラ１３は、メッセージボックス（図示省略）とレジスタ（図示省略）とを有している。メッセージボックスは、例えば送信用のメッセージボックスと受信用のメッセージボックスとからなり、コントローラ１３のレジスタとＣＰＵ１２との間でデータの受け渡しを行う。

また、レジスタは、メッセージボックスから受け取った送信データの格納用、あるいはトランシーバ１４が受信した受信データの格納用に使用されるレジスタである。
コントローラ１３は、プログラムを格納する記録装置やプログラムを実行する演算装置等を備えており、送信用のメッセージボックス（送出バッファ）を介してＣＰＵ１２から送信データを複数のレジスタに順次格納し、レジスタに格納された送信データをフレーム化してトランシーバ１４に出力する送信制御と、トランシーバ１４を介して通信バス５からフレームを受信してメッセージ等を抽出して複数のレジスタに順次格納し、受信用のメッセージボックスからＣＰＵ１２に出力する受信制御と、通信バス５上で送信フレームが衝突したときのバス権の調停制御などを実施する。

ＣＰＵ１２は、データ送信時に、通信ソフトウェアを利用して、送信するメッセージの内容からそのメッセージに対応する特定情報（ＩＤコード）を特定し、これらメッセージおよび特定情報を送信用のメッセージボックスに出力する。また、ＣＰＵ１２は、コントローラ１３から、割込やフラグの表示等によりフレームを受信した旨の通知を受けた場合、受信用のメッセージボックスを読み出す。

［本実施形態による処理］
このように構成された通信システム１において、各ＥＣＵ１０（ＥＣＵ２０，３０でも同様）にて実施される処理について図２以下の図面を用いて説明する。

図２は各ＥＣＵ１０のＣＰＵ１２が実行する重複対応処理を示すフローチャートである。重複対応処理は、同一の特定情報を有するデータを送信するＥＣＵが通信バス５上に存在するか否かを判定し、同一の特定情報を有するデータを送信するＥＣＵが通信バス５上に存在する場合に、特定情報が重複することによる不具合が発生することを防止するための処理である。

また、重複対応処理は、自身の電源が投入されると開始される処理であり、その後、繰り返し実施される処理である。詳細には、図２に示すように、まず、通信バス５を伝送されるフレーム（データ）を受信する（Ｓ１０）。

そして、このフレームが他のＥＣＵにより特定情報が重複した旨を通知するものであるか否かを判定する（Ｓ２０：モード遷移手段）。特定情報が重複した旨を通知するものであれば（Ｓ２０：ＹＥＳ）、自身のＥＣＵの作動モードを、通常の処理を行う通常モードからこの通常モードよりも安全側の作動を行うフェールセーフモードに遷移させる（Ｓ３０：モード遷移手段）。フェールセーフモードでは、例えば、エンジンやエアコン等の動力の出力を通常モードの際よりも低下させる等の処理を行う。

また、特定情報が重複した旨を通知するフレームでなければ（Ｓ２０：ＮＯ）、受信したフレームに付された特定情報が、自身が送信するフレームの特定情報と重複しているか否かを判定する（Ｓ１２０：一致判定手段）。自身が送信するフレームの特定情報と重複していなければ（Ｓ１２０：ＮＯ）、Ｓ１０の処理に戻る。

また、自身が送信するフレームの特定情報と重複していれば（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、受信したフレームが、自身が送信したフレームであるか否かを判定する（Ｓ１３０：一致判定手段）。この処理では、自身がフレームを送信したタイミングと、フレームを受信したタイミングとによって判断することができる。

受信したフレームが、自身が送信したフレームであれば（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、Ｓ１０の処理に戻る。また、受信したフレームが、自身が送信したフレームでなければ（Ｓ１３０：ＮＯ）、特定情報が重複した旨をＲＡＭ等のメモリに記録し（Ｓ１４０：出力手段）、通信バス５を利用した通信ができない状態とする（Ｓ１５０：出力手段）。

特に本実施形態においては、通信バス５の信号レベルをドミナント状態で固定する。この際、マイコン１１からトランシーバ１４に対して、ローレベルの信号を送信し続ければトランシーバ１４からはドミナントとなる信号が送信される。

なお、図３に示すように、マイコン１１からトランシーバへの信号線と、電源との間に抵抗５１を配置するとともに、この信号線と接地電位との間にマイコン１１からの信号で通電状態が制御されるトランジスタ５２（スイッチ）を配置し、通信バス５の信号レベルをドミナント状態で固定する際に、トランジスタ５２がＯＮ状態となるよう制御してもよい。また、この処理の際に、自身のＥＣＵをフェールセーフ状態に遷移させてもよい。

続いて、通信バス５を利用した通信ができない状態を解除する解除指示があったか否かを判定する（Ｓ１６０）。ここでは、通信ができない状態に設定してから他のＥＣＵが通信ができない状態を認識するために必要な時間以上の時間が経過した場合、自身の電源が切断された場合、或いは、他の装置から通信バス５以外の通信媒体を介して解除要求を受けた場合等に、解除指示があったものとみなす。

解除指示がなければ（Ｓ１６０：ＮＯ）、Ｓ１０の処理に戻る。また、解除指示があれば（Ｓ１６０：ＹＥＳ）、他のノードへ特定情報の重複を通知し（Ｓ２１０：出力手段）、異常（ダイアグ）をＲＡＭ等のメモリに記録する（Ｓ２２０）。

ここで、特定情報の重複を通知する際には、重複を検出したＥＣＵを特定可能な情報や、重複を検出した時刻、或いは、重複に対する対象方法等を含むデータを送信すればよい。なお、Ｓ２１０、Ｓ２２０の処理は入れ替えてもよい。また、Ｓ１５０とＳ２１０の処理は何れかのみを実施してもよい。

続いて、異常の記録結果に従って、自身のＥＣＵに接続されたディスプレイやテスタ等の外部機器（図示省略）に、異常情報を出力し（Ｓ２３０：出力手段）、重複対応処理を終了する。

［第１実施形態による効果］
以上のように詳述した通信システム１を構成するＥＣＵ１０（ＥＣＵ２０，３０も同様。以下同じ。）において、ＣＰＵ１２（ＣＰＵ２２，３２も同様。以下同じ。）は、他の通信ノードから送信されたデータに付された特定情報が、自身から送信されるデータに付される特定情報と一致するか否かを判定する。そして、ＣＰＵ１２は、各特定情報が一致する場合、特定情報が重複した旨を出力する。

このようなＥＣＵ１０によれば、自己の特定情報が他の通信ノードの特定情報と重複した旨を検出し、出力することができるので、この出力に応じて、特定情報が重複しないような対処を行えば、特定情報が重複することによる不具合を解消することができる。

また、上記ＥＣＵ１０においてＣＰＵ１２は、通信バス５に接続された他の通信ノードに対して特定情報が重複した旨を報知する。
このようなＥＣＵ１０によれば、他の通信ノードに対して特定情報が重複した旨を報知するので、他の通信ノードが特定情報の重複を認識することができる。

また、通信バス５が、異なる通信ノードからハイレベル（ドミナント）およびローレベル（レセッシブ）の信号が同時に送出された場合に該通信バス５のレベルが優先順位の高いレベル（ドミナント）を示すよう設定されており、ＣＰＵ１２は、優先順位の高いレベルに通信バス５のレベルを固定して通信を不能とすることで他の通信ノードに対する報知を行う。

このようなＥＣＵ１０によれば、簡素な構成で報知を行うことができる。
さらに、上記ＥＣＵ１０においてＣＰＵ１２は、特定情報が重複した旨を示すデータを送信することで他の通信ノードに対する報知を行う。

このようなＥＣＵ１０によれば、特定情報が重複した旨をデータで送信するので、より詳細な情報を付加して報知を行うことができる。
また、上記ＥＣＵ１０においてＣＰＵ１２は、異常がある旨を受けるとＥＣＵ１０の使用者に異常を報知する報知装置に対して、異常がある旨を出力する。

このようなＥＣＵ１０によれば、報知装置に異常を報知させることができる。
さらに、上記ＥＣＵ１０においてＣＰＵ１２は、自身または他の通信ノードから特定情報が重複した旨が出力された場合に、自身の作動モードを通常の処理を行う通常モードから、この通常モードよりも安全側の作動を行うフェールセーフモードに遷移させる。

このようなＥＣＵ１０によれば、特定情報が重複した場合に自装置をより安全に作動させることができる。
［第２実施形態］
次に、別形態の通信システム２について説明する。本実施形態（第２実施形態）では、第１実施形態の通信システム１と異なる箇所のみを詳述し、第１実施形態の通信システム１と同様の箇所については、同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態の重複対応処理では、Ｓ１５０の処理（通信バス５の電位をドミナントに固定する処理）に換えて、図４に示すように、Ｓ３１０の処理を実施する。即ち、通信バス５を構成する２本（一対）のバス５ａ，５ｂをショートさせることによって通信バス５を利用した通信を不能とする（Ｓ３１０：出力手段）。詳細には、例えば、図５に示すように、各バス５ａ，５ｂ間にスイッチ６１を配置し、Ｓ３１０の処理の際にスイッチ６１の接点を閉じるようにすればよい。

このようにしても、上記第１実施形態と同様の効果を享受することができる。
［その他の実施形態］
本発明の実施の形態は、上記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。

上記実施形態の重複対応処理（Ｓ２０の処理）においては、受信したフレームが他のＥＣＵにより特定情報が重複した旨を通知するものであれば、自身のＥＣＵの作動モードを、通常の処理を行う通常モードからフェールセーフモードに遷移させたが、受信したフレーム（信号）が通信バス５を利用した通信をできない状態にするものである場合に、フェールセーフモードに遷移させてもよい。

また、上記実施形態において各ＥＣＵ１０〜３０は、ＣＡＮプロトコルを利用したデータの送受信を行うよう構成したが、ＩＤ等の特定情報をデータに付して送受信する構成であれば他の通信プロトコルを利用してもよい。また、上記実施形態では、車両に搭載された通信システムに本発明を採用したが、本発明の適用範囲は車両に搭載された通信システムに限られるものではない。

１，２…通信システム、５…通信バス、１０，２０，３０…ＥＣＵ、１１，２１，３１…マイコン、１２，２２，３２…ＣＰＵ、１３，２３，３３…コントローラ、１４，２４，３４…トランシーバ、５１…抵抗、５２…トランジスタ、６１…スイッチ。

Claims (5)

1. 共通の通信線に接続された複数の通信ノードが、それぞれ送信元の通信ノードを特定するための特定情報を含むデータを送受信するよう構成された通信システムにおける通信ノードとして機能を有する通信装置であって、
   他の通信ノードから送信されたデータに付された特定情報が、自身から送信されるデータに付される特定情報と一致するか否かを判定する一致判定手段と、
   前記各特定情報が一致する場合、前記通信線に接続された他の通信ノードに対して特定情報が重複した旨を出力する出力手段と、
   を備え、
   前記通信線は、一対のバスで構成され、
   当該通信装置は差動伝送方式にて通信を実施し、
   前記出力手段は、前記一対のバスを短絡させて通信を不能とすることで前記他の通信ノードに対する報知を行うこと
   を特徴とする通信装置。
2. 共通の通信線に接続された複数の通信ノードが、それぞれ送信元の通信ノードを特定するための特定情報を含むデータを送受信するよう構成された通信システムにおける通信ノードとして機能を有する通信装置であって、
   他の通信ノードから送信されたデータに付された特定情報が、自身から送信されるデータに付される特定情報と一致するか否かを判定する一致判定手段と、
   前記各特定情報が一致する場合、前記通信線に接続された他の通信ノードに対して特定情報が重複した旨を出力する出力手段と、
   を備え、
   前記通信線は、異なる通信ノードからハイレベルおよびローレベルの信号が同時に送出された場合に該通信線のレベルが優先順位の高いレベルを示すよう設定されており、
   前記出力手段は、前記優先順位の高いレベルに前記通信線のレベルを固定して通信を不能とすることで前記他の通信ノードに対する報知を行うこと
   を特徴とする通信装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の通信装置において、
   前記出力手段は、前記特定情報が重複した旨を示すデータを送信することで前記他の通信ノードに対する報知を行うこと
   を特徴とする通信装置。
4. 請求項１〜請求項３に記載の通信装置において、
   前記出力手段は、異常がある旨を受けると通信装置の使用者に異常を報知する報知装置に対して、異常がある旨を出力すること
   を特徴とする通信装置。
5. 請求項１〜請求項４に記載の通信装置において、
   自身または前記他の通信ノードから特定情報が重複した旨が出力された場合に、自身の作動モードを通常の処理を行う通常モードから、この通常モードよりも安全側の作動を行うフェールセーフモードに遷移させるモード遷移手段、を備えたこと
   を特徴とする通信装置。

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