JP2009253736A - ネットワークシステム - Google Patents

Abstract

【課題】ネットワークに接続された他ノードからの情報に基づいて自ノードの異常を精度よく判定することができるネットワークシステムを得る。
【解決手段】各ノードは、受信タイムアウトエラーカウント部１２０によりノード間で送受信されるデータフレームの受信ができなかった回数を相手先ノードごとにカウントしておき、いずれかのノードがリセットされて復帰した後、起動信号発信部１１７により初回データフレームで起動信号を送信し、これを受信した他ノードでは、受信タイムアウトエラーカウント部１２０の起動信号の送信先ノードのカウント結果を監視結果返信部１１９により返信し、これを受けて、起動信号を送信したノードは、自己診断部１１８により、自己診断するようにした。
【選択図】図１

Description

この発明は、ネットワークに接続されたノード間でデータフレームの送受信を所定のプロトコルで行うとともに、ノードの動作異常を相互診断するネットワークシステムに関するものである。

近年、自動車の高機能・高性能化、高信頼性、高い安全性、快適性の進歩を背景として、自動車の電装機器の装備数が多くなり、搭載される電装品間の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ハーネスの数を低減すべく多重通信システム（ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）など）の採用が主流になってきた。
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自動車の場合には、データ通信を効率よく行うために、通信速度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、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ウォッチドッグタイマ方式のみによるＣＰＵ監視が主流である。近年では安全性能がより高度化し、ＥＣＵに大規模集積回路（ＬＳＩ）などを搭載するなどによりＣＰＵ動作を監視し、ＣＰＵの演算不良などに対してもリセットが可能な構成としている制御装置もある。
さらに、ダイアグノシス機能の高度化に伴い、故障判定を確定したときのエンジン回転速度や車速などの運転状態を記憶するフリーズフレームデータや、ＥＣＵ演算エラーが生じたときのＥＣＵ演算ステータスデータなどを、バックアップメモリや不揮発化メモリへ記憶することで、後の故障要因の解析をしやすくする手段が、近年では一般的な制御として採用されてきている。

ところで、制御内容が特に複雑でノード数の多い自動車では、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い。また、上述のＥＣＵリセットは必ずしもそれ自体の不具合で生じるだけでなく、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ために、例えば、特許文献１には、多重通信システムにおいて、ノードの１つとして通信速度の属性が異なる複数ノード群間の中継装置がノードの故障を診断し、異常ノードの特定を容易に行うようにしたノード診断方法およびノード診断システムが記載されている。

特開２００２−４４１０１号公報（第５〜１０頁、図１）

しかしながら、上述したこれら先行技術は、ＥＣＵに大規模集積回路（ＬＳＩ）などを搭載することによるＥＣＵのコストアップや、監視用ＬＳＩによるＣＰＵリセットは、ＣＰＵ自体が異常を検知できない課題がある。
また、特許文献１記載の先行技術では、異常発生対象ＥＣＵのリセット回数をカウントし、他ノードと比較して過度なカウント値になった場合のみノード異常と判定しており、判定対象ノードのリセット頻度と他ノードのリセット頻度を相対比較して、判定対象ノード異常を判定する構成で、判定対象ノードの異常を精度よく判定できない。さらには、判定対象ノードの電源遮断時に判定対象ノード自体にリセットが発生したことを認識できないため、異常を精度よく判定できない。

例えば、走行中のエンジンの燃焼不良による車体ショックや突然のエンストなどの要因は、燃料系統や点火系統のエンジンを構成する部品や、ＥＣＵの制御に使用されるアクチュエータもしくはセンサの故障や劣化だけでなく、ＥＣＵと接続されるワイヤハーネスの異常が要因となる場合もある。また、ＥＣＵのＣＰＵ演算不良や電源供給ラインの一時的な遮断においても、これらの症状は発生する場合があり、こうしたＥＣＵの一過性要因の瞬時的な症状では、特に、アイドル中のＥＣＵリセットは、リセット復帰まで燃料噴射や点火出力が遮断されることにより、エンストに至り、このような場合では、運転者に不信感を与えクレームにもなる。
また、一過性症状のため、故障判定の確定には至らない場合が殆どであり、フリーズフレームデータや演算ステータスの記憶などが困難であり、故障箇所の特定が容易ではない場合が多いという問題がある。

この発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、ネットワークに接続された他ノードからの情報に基づいて自ノードの異常を精度よく判定することができるネットワークシステムを得ることを目的にしている。

この発明に係わるネットワークシステムにおいては、ネットワーク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行うネットワークシステムであって、
各ノードは、リセットされて復帰した後、初めてのデータフレームで起動信号を送信する起動信号発信部、ノード間で送受信されるデータフレームの受信ができなかった回数を相手先ノードごとにカウントする受信エラーカウント部、いずれかのノードから起動信号を受信したとき、受信エラーカウント部の起動信号の送信先ノードのカウント結果を起動信号の送信先ノードに返信する監視結果返信部、及び起動信号発信部により送信した起動信号に対して他ノードから返信された受信エラーカウント部のカウント結果に基づいて自己診断する自己診断部を備え、
自己診断部は、複数の他ノードから返信された受信エラーカウント部のカウント結果が所定値以上であるとき、自ノードの異常と判定するものである。

この発明は、以上説明したように、ネットワーク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行うネットワークシステムであって、
各ノードは、リセットされて復帰した後、初めてのデータフレームで起動信号を送信する起動信号発信部、ノード間で送受信されるデータフレームの受信ができなかった回数を相手先ノードごとにカウントする受信エラーカウント部、いずれかのノードから起動信号を受信したとき、受信エラーカウント部の起動信号の送信先ノードのカウント結果を起動信号の送信先ノードに返信する監視結果返信部、及び起動信号発信部により送信した起動信号に対して他ノードから返信された受信エラーカウント部のカウント結果に基づいて自己診断する自己診断部を備え、
自己診断部は、複数の他ノードから返信された受信エラーカウント部のカウント結果が所定値以上であるとき、自ノードの異常と判定するので、ノードの動作不良の要因を、ノード間の相互監視作業により特定することができ、故障部位の解析をしやすくすることができる。

実施の形態１．
以下、図により、本発明の実施の形態１について説明する。
図１は、この発明の実施の形態１による車両ネットワークシステムを示すシステム構成図である。
図１において、車両ネットワークのＣＡＮバス１００には、複数のＥＣＵ（ノード）１０２、１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄ（制御装置）が接続され、ＥＣＵ１０２〜１０３ｄ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。
車両ネットワークは、例えば、エンジンやトランスミッションを制御するパワートレイン系のネットワークとボディ制御系のネットワークなど、通信速度の属性が異なる複数のネットワークにより構成される場合が一般的であるが、本発明においては、それぞれのネットワークで同じＥＣＵの動作監視手段が適用できるため、図１の説明は、パワートレイン制御用ＣＡＮバスシステムを例にして説明する。図１のものは自動車のパワートレイン制御用のＣＡＮバスシステムであり、このＣＡＮバスには、エンジン制御用エンジンＥＣＵ、トランスミッション制御用ＥＣＵやＡＢＳ（ａｎｔｉ−ｌｏｃｋ ｂｒａｋｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）制御用ＥＣＵなどが接続される。
なお、これらＥＣＵ１０２〜１０３ｄは、サービス工場等における修理や点検の際に、ＥＣＵと通信可能な診断テスタが接続されるものであり、故障情報や車両各部の作動情報が読み出せ、修理や点検に供することができる。

ＥＣＵの電源供給ライン１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃは、車載バッテリ２００の１２Ｖを電源供給源としており、ヒューズやリレーなどを介してそれぞれのＥＣＵに電源が供給されるが、ワイヤハーネスの分岐箇所は複数の系統に分かれている。

ＥＣＵ１１０は、ＥＣＵ１０２〜１０３ｄの内部構成を示しており、コネクタ１１１を介して電源供給やＣＡＮバスとの通信が行われる。ＥＣＵ１１０には、ＥＣＵ内各部の電源の供給元となる電源回路部１１２と、ＣＡＮバス１００との送受信を行うＣＡＮコントローラ１１３と、ＣＰＵ１１６とを備える。
電源回路部１１２は、ＣＰＵ１１６のウォッチドッグタイマ信号を監視し、異常が発生したときにはＣＰＵ１１６のリセットが可能なＣＰＵ動作監視部１１４と、供給される電源電圧をＣＰＵ１１６に監視させる電源電圧監視回路１１５を備えている。
ＣＰＵ１１６は、自己診断や他ＥＣＵの動作を監視するため、リセット復帰後のＣＡＮバス１００に初回データフレームに起動信号を送信し、返信要求を行う起動信号発信部１１７と、返信データに基づいて異常の発生有無を自己診断する自己診断部１１８と、自己診断対象ＥＣＵからの起動信号を受信したときに監視結果を返信する監視結果返信部１１９と、データフレームの受信ができなかった回数を相手先ノードごとにカウントする受信タイムアウトエラーカウント部１２０（受信エラーカウント部）と、電源電圧の瞬時的な変動があったか否かを監視する電源電圧監視部１２１と、自己診断で異常と診断した場合に、ダイアグノシスコードを記憶する故障記憶部１２２とを具備している。

図２は、この発明の実施の形態１による車両ネットワークシステムの監視方法を示す説明図である。
図２において、１００、１０１ａ〜１０１ｃ、１０２、１０３ａ〜１０３ｄ、１１０〜１２２、２００は図１におけるものと同一のものである。ＥＣＵ１０３ａのコネクタ部で電源供給ラインの端子部１０４は、電源供給の遮断箇所である。

図３は、この発明の実施の形態１による車両ネットワークシステムの監視方法を示す第１のタイミング図である。
図３において、パワーオンリセット、一過性要因リセット、低電圧リセットの場合のＥＣＵ１０３ａとＥＣＵ１０２の送信データフレームと、ＥＣＵ１０３ａの自己故障診断を示している。

図４は、この発明の実施の形態１による車両ネットワークシステムの監視方法を示す別の説明図である。
図４において、１００、１０１ａ〜１０１ｃ、１０２、１０３ａ〜１０３ｄ、１１０〜１２２、２００は図１におけるものと同一のものである。電源供給ライン１０１ｂに電源供給の遮断箇所１０５が発生している。

図５は、この発明の実施の形態１による車両ネットワークシステムの監視方法を示す第２のタイミング図である。
図５において、パワーオンリセット、低電圧リセットの場合のＥＣＵ１０３ｂ、１０３ｃとＥＣＵ１０２の送信データフレームと、ＥＣＵ１０３ａ、１０３ｂの自己故障診断を示している。

図６は、この発明の実施の形態１による車両ネットワークシステムの自己診断対象ＥＣＵのリセット解除後の動作を示すフローチャートである。

図７は、この発明の実施の形態１による車両ネットワークシステムにおけるＥＣＵの受信タイムアウトエラーカウント部の動作を示す第一のフローチャートである。
図８は、この発明の実施の形態１による車両ネットワークシステムにおけるＥＣＵの電源電圧監視部の動作を示すフローチャートである。
図９は、この発明の実施の形態１による車両ネットワークシステムにおけるＥＣＵの自己診断動作を示すフローチャートである。

次に、動作について説明する。
まず、一般的な、ＥＣＵが通常動作しているときの動作について、図１を参照しながら説明する。
運転者がイグニッションスイッチをオンにすると、電源ライン１０１ａ〜１０１ｃからＥＣＵ１０２〜１０３ｄに電源が供給され、各ＥＣＵでは、電源回路部１１２によりＥＣＵ１１０内各部に電源供給されると、ＣＰＵのリセット信号を立ち上げることで、ＣＰＵ１１６が起動する。ＣＰＵ１１６が起動すると、所定の通信プロトコルにてＣＡＮコントローラ１１３からＣＡＮバス１００を介して、必要な通信情報をＥＣＵ１０２〜１０３ｄ間で送信または受信を行う。

次に、ＥＣＵ動作中に何らかの一過性要因でＥＣＵが瞬時的にリセットした場合について、図２を参照しながら説明する。
例えば、ＥＣＵ１０３ａが何らかの一過性要因で、瞬時的にリセットした場合、ＥＣＵ１０３ａからのＣＡＮバス１００への送信情報が一時的に遮断され、これはＥＣＵ１０３ａがリセットから復帰し、ＣＰＵ１１６が再起動してＣＡＮバス１００にデータフレーム送信を再開するまで遮断される。すると、同ＣＡＮバス１００に接続されているＥＣＵ１０２、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄは、ＥＣＵ１０３ａからのデータフレームが受信できず受信エラー回数をカウントする。
一般的な受信タイムアウトエラー判定は、これが所定時間継続もしくは所定回数に達すると、受信タイムアウトエラーと確定するが、瞬時的な受信エラーの場合は、所定時間継続や所定回数に達することはない。しかし、ＥＣＵ１０３ａを除く、ＥＣＵ１０２、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄでは、該データフレームの受信エラー回数を同じようにカウントしており、そのカウント値は相対的にはかけ離れることなくほぼ同等値となる。
つまり、ＥＣＵ１０３ａがリセットから復帰し、他ノードに返信要求である起動信号を送信し、この起動信号を受信したＥＣＵ１０２、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄが該データフレームの受信エラーカウント数をＥＣＵ１０３ａに返信することで、ＥＣＵ１０３ａの自己診断において、複数のＥＣＵからの受信エラーカウント数を相対比較して同等のカウント数が得られると、自装置が動作異常であったことを認知することができる。

次に、ＥＣＵ動作中にコネクタの接触不良やワイヤハーネスの異常などによりＥＣＵの電源が瞬時的に遮断された場合について、図２を参照しながら説明する。
例えば、ＥＣＵ１０３ａのコネクタ部１１１で電源供給ラインの端子部１０４で瞬時的に電源が遮断された場合も同様である。ＥＣＵ１０３ａの電源が遮断されると、ＥＣＵ１０３ａのＣＰＵ１１６は動作停止し、リセットされるため、ＣＡＮバス１００への送信情報が遮断される。これはＥＣＵ１０３ａへの電源供給が復帰して、ＣＰＵ１１６が再起動してＣＡＮバス１１０にデータフレーム送信を再開するまで遮断される。すると、同ＣＡＮバス１００に接続されているＥＣＵ１０２、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄは、ＥＣＵ１０３ａからのデータフレームが受信できず、受信エラー回数をカウントする。
ＥＣＵ１０３ａを除く、ＥＣＵ１０２、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄでは、該データフレームの受信エラー回数を同じようにカウントしており、ＥＣＵ１０３ａの電源供給が瞬時的に遮断された場合においても、そのカウント値は相対的にはかけ離れることなく、ほぼ同等値となる。この場合、ＥＣＵ１０３ａを除くＥＣＵ１０２、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄの電源供給は遮断されていないので、電源電圧の監視においても異常を示さない。
この場合にも、上述と同じ手段の自己診断により、ＥＣＵ１０３ａは動作異常であったことを認知することができる。

ＥＣＵ動作中に何らかの一過性要因でＥＣＵが瞬時的にリセットした場合や、ＥＣＵ動作中にコネクタの接触不良やワイヤハーネスの異常などによりＥＣＵの電源が瞬時的に遮断される場合としては、図３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、ＥＣＵ１０３ａの何らかの一過性要因による瞬時的リセット、ＥＣＵの電源が瞬時的に遮断された場合の低電圧リセットがあり、それぞれリセットから復帰後に、他ノードへの返信要求となる起動信号を含めた初回フレームを送信する。
例えば、ＥＣＵ１０３ａで何らかの一過性要因による瞬時的リセットが発生した場合、ＥＣＵ１０３ａを監視する他ノードとなるＥＣＵ１０２、ＥＣＵ１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄは、ＥＣＵ１０３ａからの送信データフレームが受信できないため、データ未受信カウンタをカウントし、ＥＣＵ１０３ａからの前述した起動信号を受信すると、データ未受信カウント結果と、自己の所定期間内の電源電圧の監視結果をＥＣＵ１０３ａに返信し、ＥＣＵ１０３ａは、他ノードからの返信結果を基に自己故障診断を実施する。これは、ＥＣＵ１０３ａの電源が瞬時的に遮断された場合の低電圧リセットが発生した場合においても同じ動作である。

さらに、車両ネットワークによる通信がＥＣＵ間で正常に行われている状態において、電源供給ライン１０１ｂが遮断箇所１０５で瞬時的に遮断された場合について、図４を参照しながら説明する。
例えば、車載バッテリ２００の電源供給ラインの１つである１０１ｂの遮断箇所１０５の部分で瞬時的電源が遮断された場合、ＥＣＵ１０３ｂ、１０３ｃの電源が遮断される。ＥＣＵ１０３ｂ、１０３ｃの電源が遮断されると、上述と同じようにＥＣＵ１０２、１０３ａ、１０３ｄは、それぞれ、ＥＣＵ１０３ｂ、１０３ｃの該データフレームの受信エラー回数を同じようにカウントする。この時、ＥＣＵ１０２、１０３ａ、１０３ｄの電源供給は遮断されていないので、電源電圧の監視においても異常は示さない。
つまり、ＥＣＵ１０２、１０３ａ、１０３ｄは、ＥＣＵ１０３ｂ、１０３ｃの該データフレームの受信エラーカウント数と自己の電源電圧に異常がなかったことを返信することで、ＥＣＵ１０３ｂ、１０３ｃは、動作異常でその要因が電源電圧の遮断によるものと認知することができる。

さらに、車両ネットワークによる通信がＥＣＵ間で正常に行われている状態において、複数のＥＣＵが共有する電源供給ラインが瞬時的に遮断された場合は、図５に示すように、ＥＣＵ１０３ｂとＥＣＵ１０３ｃに低電圧リセットが発生し、リセットから復帰後に他ノードへの返信要求となる起動信号を含めた初回フレームを送信する。
一方で、ＥＣＵ１０３ｂ、ＥＣＵ１０３ｃと異なる電源供給ラインに接続されているＥＣＵ１０２、ＥＣＵ１０３ａ、ＥＣＵ１０３ｄの電源の異常はなく通常動作しており、ＥＣＵ１０３ｂ、ＥＣＵ１０３ｃからの送信データフレームが受信できないため、データ未受信カウンタをカウントし、ＥＣＵ１０３ｂ、ＥＣＵ１０３ｄから前述した起動信号を受信すると、データ未受信カウント結果と、自己の所定期間内の電源電圧の監視結果を返信し、ＥＣＵ１０３ｂ、ＥＣＵ１０３ｃは、他ノードからの返信結果を基に自己故障診断を実施する。

次に、車両ネットワークのＣＡＮバス１００に接続されている各ＥＣＵ（ノード）が有している診断機能について、図６のフローチャートに従って説明する。
図６は、各ＥＣＵ１０２〜１０３ｄに共通に設定された作動手順を示すもので、何らかの要因でリセットされ、次いでリセット解除されたときの流れである。
まず、ＲＯＭ／ＲＡＭを初期化するとともに、Ｉ／Ｏを初期化する（ステップ１０１）。
次に、リセット解除後、初回の送信であることを示すデータフレーム（以下、起動フレームという）を送信する（ステップ１０２）。その後、通常の通信に移行する（ステップ１０３）。

次に、リセット後のＥＣＵからの起動フレームを監視して監視結果を返信する他ノードの監視結果返信部、受信タイムアウトエラーカウント部の動作について、図７のフローチャートに従って説明する。
図７は、各ＥＣＵ１０２〜１０３ｄに共通に設定された作動手順を示すもので、自己診断対象ＥＣＵからの起動フレームを受信したときの流れであり、主に、受信タイムアウトエラーカウント部の流れを示したものである。
まず、ＣＰＵ起動後に所定時間タイマ（図７では例として１ｓｅｃとした）をセットし、タイマのダウンカウントを開始する（ステップ１１１）。その後、通常の送受信に移行する（ステップ１１２）。この所定時間タイマは、後述する受信タイムアウトエラーカウンタ値が一定期間内にどれだけカウントしたかを算出するものである。
所定の通信プロトコルにおけるデータフレームの送受信において、所定のＩＤ（ノードＩＤ）もしくはデータが正常に受信できたか否かを判断し（ステップ１１３）、正常に受信できたときは、受信タイムアウトエラーカウンタ値を送信バッファに格納する（ステップ１１５）。受信できなかったときは、該ＩＤの受信タイムアウトエラーカウンタを１回カウントし（ステップ１１４）、この場合においてもカウンタ値を送信バッファに格納する（ステップ１１５）。

次に、前記した自己診断対象ＥＣＵのリセット後の起動フレームを受信したか、もしくは、受信済みであるかを判断し（ステップ１１６）、起動フレームを受信していないときは、１ｓｅｃタイマのダウンカウント処理に戻る（ステップ１１１）。起動フレームを受信もしくは受信済みである場合は、１ｓｅｃタイマがゼロであるかどうかを判断し（ステップ１１７）、タイマがゼロでない場合は、１ｓｅｃタイマのダウンカウント処理に戻る（ステップ１１１）。反対に、起動フレームを受信した後、１ｓｅｃタイマがゼロであった場合、送信バッファ内に格納されている受信タイムアウトエラーカウント値を送信する（ステップ１１８）。

次に、リセット後の起動フレームを監視して監視結果を返信する監視結果返信部、電源電圧監視部の動作について、図８のフローチャートに従って説明する。
図８は、各ＥＣＵ１０２〜１０３ｄに共通に設定された作動手順を示すもので、自己診断対象ＥＣＵからの起動フレームを受信したときの流れであり、主に、電源電圧監視部の流れを示したものである。
まず、ＣＰＵ起動後に所定時間タイマ（図８も図７の説明同様に、例として１ｓｅｃとした）をセットし、タイマのダウンカウントを開始する（ステップ１２１）。この所定時間タイマは、後述する電源電圧変動を一定期間内に経験したか否かを見極めるものである。
電源電圧は、ＣＰＵに標準装備されるＡ／Ｄ変換器や基準電圧以下となった場合に信号を出力する素子などを利用し、ＥＣＵに供給される電圧値を常時監視できるように構成されたものであり（ステップ１２２）、電源電圧が所定値Ｖ以下の電圧になったか否かを判断する（ステップ１２３）。所定値以下でないときは、電源電圧変動経験なしを示す情報を送信バッファに格納する（ステップ１２５）。所定値以下となったときは、電源電圧変動経験があったことを示す情報を送信バッファに格納する（ステップ１２４）。

次に、自己診断対象ＥＣＵのリセット後の起動フレームを受信したか、もしくは、受信済みであるかを判断し（ステップ１２６）、起動フレームを受信していないときは、１ｓｅｃタイマのダウンカウント処理に戻る（ステップ１２１）。起動フレームを受信もしくは受信済みである場合は、１ｓｅｃタイマがゼロであるかどうかを判断し（ステップ１２７）、タイマがゼロでない場合は、１ｓｅｃタイマのダウンカウント処理に戻る（ステップ１２１）。反対に、起動フレームを受信した後、１ｓｅｃタイマがゼロであった場合、送信バッファ内に格納されている電源電圧変動経験の有無情報を送信する（ステップ１２８）。

次に、自己診断対象ＥＣＵがリセット復帰後の起動フレームを送信し、同一ＣＡＮバス上の他のＥＣＵからの返信された前述した監視結果を受信して診断する自己診断部と自己診断結果が異常と判定された場合に故障情報を記憶する故障記憶部の動作について、図９のフローチャートに従って説明する。
図９は、各ＥＣＵ１０２〜１０３ｄに共通に設定された作動手順を示すもので、自己診断対象ＥＣＵが監視結果を受信して自己診断するときの流れである。
まず、起動フレーム送信後に各ＥＣＵからの監視結果を受信し（ステップ１３１）、受信した場合は、各ＥＣＵからの返信データフレーム中の、受信タイムアウトエラーカウント値≧所定回数であるかどうかを判断する（ステップ１３２）。ここで所定回数の設定は、タイムアウトの誤カウントがあることも考慮して、設定値は２〜３以上が妥当値である。その後、所定回数以上のカウント値をカウントしたのが所定のノード数以上であるかどうかを判断する（ステップ１３３）。所定のノード数以上であれば、同一ＣＡＮバス上の他のＥＣＵが、自己の通常送信データフレームを受信できなかったことを認知することができる。
ここで、ステップ１３２、１３３でＮＯの場合は、ステップ１３１の監視結果受信待ちに戻る。

さらに、電源電圧の変動経験の有無を判断し（ステップ１３４）、別の電源供給ラインに接続されているＥＣＵが、変動経験がないにもかかわらず、自己診断対象ＥＣＵ（起動フレーム送信ＥＣＵ）と同一の電源供給ラインに接続されている各ＥＣＵの受信タイムアウトエラーをカウントした場合、少なくとも、特定した電源供給ラインで瞬時的に電源供給が遮断されたことによりリセットしたものと認知することができる（ステップ１３５）。 ステップ１３４で、電源電圧変更経験なしの場合には、ステップ１３６に行く。
前記の自己診断の結果、異常と判定した場合は故障情報を記憶して（ステップ１３６）通常制御に戻る。故障情報としては、ダイアグノシスコード、指定した電源ライン異常コード、フリーズフレームデータなどである。

なお、図１の故障記憶部１２２は、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。

また、イグニッションキーのオン／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可能性が高い期間は、ＥＣＵの自己診断を禁止するようにするのもよい。すなわち、この場合、各ＥＣＵは前記オン／オフの切り換えを検出して、予め設定した所定時間は、起動フレームの監視や受信タイムアウトエラーのカウントや電源電圧の変動経験判定を禁止する構成とする。

実施の形態１によれば、通信線にノードが接続され、ノード間でデータフレームの送受信を所定のプロトコルで行う車両ネットワークにおいて、異常から復帰したノードからの初回データフレームに含まれる起動信号を各ノードが受信し、各ノードがリセットから復帰したノードに対して監視結果を返信し、その返信データに基づいてリセットから復帰したノードは、動作異常の発生有無を自己診断するようにしたので、運転中のエンジンの燃焼不良による車体ショックや突然のエンストなどの一過性の症状が、ＥＣＵの動作不良の要因であったか、もしくは、電源供給ラインの一時的な遮断であったか否かを、ノード間の相互監視作業により特定することができ、故障部位の解析をしやすくすることができる。
さらに、電源遮断が対象ＥＣＵのみで発生したか、他のＥＣＵで発生したものかが判断でき、電源瞬断箇所の発生箇所が特定できるようになり、ダイアグノシスとして記憶することで後のトラブル解析がしやすくなる効果がある。

この発明は、自動車の車両ネットワークシステム以外のネットワークのノード間の故障診断にも適用することができる。

この発明の実施の形態１による車両ネットワークシステムを示すシステム構成図である。 この発明の実施の形態１による車両ネットワークシステムの監視方法を示す説明図である。 この発明の実施の形態１による車両ネットワークシステムの監視方法を示す第１のタイミング図である。 この発明の実施の形態１による車両ネットワークシステムの監視方法を示す別の説明図である。 この発明の実施の形態１による車両ネットワークシステムの監視方法を示す第２のタイミング図である。 この発明の実施の形態１による車両ネットワークシステムの自己診断対象ＥＣＵのリセット解除後の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１による車両ネットワークシステムにおけるＥＣＵの受信タイムアウトエラーカウント部の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１による車両ネットワークシステムにおけるＥＣＵの電源電圧監視部の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１による車両ネットワークシステムにおけるＥＣＵの自己診断動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１００ ＣＡＮバス
１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ ＥＣＵの電源供給ライン
１０２、１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄ ＥＣＵ（ノード）
１０４ 端子部
１０５ 電源供給ラインの遮断箇所
１１０ ＥＣＵ
１１１ コネクタ
１１２ 電源回路部
１１３ ＣＡＮコントローラ
１１４ ＣＰＵ動作監視部
１１５ 電源電圧監視回路
１１６ ＣＰＵ（制御部）
１１７ 起動信号送信部
１１８ 自己診断部
１１９ 監視結果返信部
１２０ 受信タイムアウトエラーカウント部
１２１ 電源電圧監視部
１２２ 故障記憶部
２００ 車載バッテリ

Claims (3)

1. ネットワークに複数のノードが接続され、上記ノード間でデータフレームの送受信を行うネットワークシステムであって、
   上記各ノードは、リセットされて復帰した後、初めてのデータフレームで起動信号を送信する起動信号発信部、上記ノード間で送受信される上記データフレームの受信ができなかった回数を相手先ノードごとにカウントする受信エラーカウント部、いずれかのノードから起動信号を受信したとき、上記受信エラーカウント部の上記起動信号の送信先ノードのカウント結果を上記起動信号の送信先ノードに返信する監視結果返信部、及び上記起動信号発信部により送信した起動信号に対して他ノードから返信された上記受信エラーカウント部のカウント結果に基づいて自己診断する自己診断部を備え、
   上記自己診断部は、複数の上記他ノードから返信された上記受信エラーカウント部のカウント結果が所定値以上であるとき、自ノードの異常と判定することを特徴とするネットワークシステム。
2. 上記各ノードは、電源電圧の瞬時的な変動があったか否かを監視する電源電圧監視部を備え、上記監視結果返信部は、いずれかのノードから起動信号を受信したとき、上記電源電圧監視部の監視結果を上記起動信号の送信先ノードに返信することを特徴とする請求項１記載のネットワークシステム。
3. 上記各ノードは、上記自己診断部により異常と診断された場合に、診断情報を記憶する故障記憶部を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２記載のネットワークシステム。

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