JPH0724435B2 - 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。

このように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所望の電子
制御ユニットのみを選択するために前記システム選択コ
マンドを送信する。この選択された電子制御ユニット
は、マスターステーションからシステム選択コマンドを
受信すると、このシステム選択コマンドを反転するエコ
ーバック信号を返信する。マスターステーションは、電
子制御ユニットからの反転エコーバック信号が先に送信
したシステム選択コマンドの反転信号であることを確認
すると、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。電子制御ユニットはこの制御コ
マンドを受信すると、該制御コマンドを反転したエコー
バック信号をマスターステーションに返信する。マスタ
ーステーションはこの反転エコーバック信号を確認する
と、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制御量等を設定してい
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。この場合、電子制御ユニットは第１
および第２の２つの情報バイトを受信すると、各情報バ
イトの受信毎に該情報バイトの反転したエコーバック信
号を返信し、またマスターステーションはこの反転され
たエコーバック信号を確認するという動作を行ってい
る。

（発明が解決しようとする課題） 上述したように、選択された正常な電子制御ユニットが
制御コマンドに続いて送信される第１および第２の情報
バイトを受信した場合、この正常な電子制御ユニットは
受信した第１および第２の情報バイトの反転したエコー
バック信号をコマンド等の他の信号と同様にマスタース
テーションに返信しているが、この場合、例えば第１の
情報バイトが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正常な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、この他の電子制御ユニッ
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、この第２の情報バイトからなるシステム選
択コマンドの反転エコーバック信号をマスターステーシ
ョンに返信することになる。この結果、この正常でない
他の電子制御ユニットからの誤った反転エコーバック信
号は正常な電子制御ユニットからの第２の情報バイトに
対する反転エコーバック信号と同じ信号であるため、ほ
ぼ同時にこの同じ２つの反転エコーバック信号がマスタ
ーステーションに入力されることになるため、マスター
ステーションは他の電子制御ユニットが誤ってエコーバ
ック信号を出力しているという異常状態を検出すること
ができないという問題がある。

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
を適確に検出し、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、本願第１の発明の車両用通信
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コマン
ドの反転信号を確認用に返信する車両用通信装置であっ
て、前記制御コマンドに続いてこの制御コマンドに関連
する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。また、本願第２の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コマンドと
同じ信号を確認用に返信する車両用通信装置であって、
前記制御コマンドに続いてこの制御コマンドに関連する
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
信号の反転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） まず本願第１の発明の車両用通信装置では、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。また、本願第２の発明の
本発明の車両用通信装置では、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と同じ信号を返信し、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の反転信号
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NR
Z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、これ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。

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に示すように初期化コマンドINITを送信する。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、マスターステーション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
に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
ｔ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SC
（ｉ）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、大別した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、該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、該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I tem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I temを受信する
と、この第１の情報バイトの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
I temを第１の制御装置１に送信する（第３図の時刻t
9）。第１の制御装置１は、この第２の情報バイトI tem
を受信すると、この第２の情報バイトI temと同じデー
タの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I tem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。

また、操作者は、上述したエンジン回転数の設定に続い
て、「燃料噴射量を10％増加する」という設定を行なう
ものとすると、同様に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、該パラメータ
セットコマンドPSに対する情報バイトとして「燃料噴射
量」及び「10％増加に対応する数値」をテンキー11で入
力する。このようにパラメータセットコマンドPSに対す
る情報バイトが入力された後、パラメータセットコマン
ドPSをマスターステーション９から第１の制御装置１に
第３図の時刻t11で示すように送信すると、該パラメー
タセットコマンド▲▼に応答して第１の制御装置１
から該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PSがマスターステーション９に返送され（第３
図の時刻t12）、第１の制御装置１は情報バイト待ちの
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からのエコーバック信号を確認すると、「燃料噴射
量」を示す第１の情報バイトI temを第３図の時刻t13で
示すように送信し、また第１の制御装置１はこの第１の
情報バイトを受信すると、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をマスターステーション９に
返送する（第３図の時刻t14）。マスターステーション
９はこのエコーバック信号を確認すると、「10％増加に
対応する数値」を示す第２の情報バイトI temを第１の
制御装置１に送信し（第３図の時刻t15）、第１の制御
装置１は同様にこれに対するエコーバック信号を返送す
る（第３図の時刻t16）。

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によって「エンジン回転数を1500回転
に設定し、かつ「燃料噴射量を10％増加する」という診
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t17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＝1500回転」」および「燃料噴射量＝10％増加」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返信される。なお、このように返
信される診断データは、第３図の時刻t18,〜,t19に示す
ように、１バイトのヘッダ、１バイトのデータ長、245
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図に
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1502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t2
0）。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STPをマスターステーショ
ン９に返信する（第３図の時刻t21）。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STP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。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、制御コマンドを
制御装置に送信した場合、制御装置は該制御コマンドに
応答して該制御コマンドの反転信号または該制御信号と
同じ信号を返信し、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またはこの情報信号の
反転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し、または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しない同じ信号のエコーバ
ック信号を返信したとしても、正常の制御装置からの情
報信号に対するエコーバック信号は反転された信号であ
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 (2)

【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コ
   マンドの反転信号を確認用に返信する車両用通信装置で
   あって、前記制御コマンドに続いてこの制御コマンドに
   関連する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。
2. 【請求項２】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コ
   マンドと同じ信号を確認用に返信する車両用通信装置で
   あって、前記制御コマンドに続いてこの制御コマンドに
   関連する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
   当該情報信号の反転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。