JP5326897B2 - 通信システム - Google Patents

Description

本発明は、二つ以上の特定ノードによりネットワークを起動し、当該ネットワークを介してノード間で通信を行う通信システムに関する。

従来、複数のノード間で通信を行う際に、複数のノードの内、二つ以上の特定ノードからの信号をトリガにしてネットワークが起動する通信システムが知られている。
このような通信システムにおける通信ラインの結線方法としては、非環状ネットワーク（図６参照）と環状ネットワーク（図７参照）とが存在するが、環状ネットワークは通信速度が遅いため、車両用に用いられる通信システムとしては非環状ネットワークが一般的である。

また、複数のノードの内、二つ以上の特定ノードからの信号をトリガにしてネットワークが起動する通信システムとしては、Ｆｌｅｘｒａｙ（登録商標）プロトコルが知られている（特許文献１参照）。

Ｆｌｅｘｒａｙ（登録商標）プロトコルが採用された通信システムでは、電力供給のＯＦＦからＯＮへの変化等に基づきウェイクアップして、ネットワークを起動するコールドスタートノードが存在する。具体的に、上記プロトコルが採用された通信システムでは、ネットワークを起動可能なコールドスタートノードが最低二つ存在し、二つのコールドスタートノードが互いの信号授受により通信スケジュールを定めて、ネットワークを起動する。

詳述すると、ネットワークの起動時には、二つのコールドスタートノードの一方が、他のコールドスタートノードにスタートアップフレームを送信するリーディングコールドスタートノードとして機能する。リーディングコールドスタートノードは、ネットワークが起動されていない状態においてウェイクアップしたことを契機に、他のコールドスタートノードにスタートアップフレームを送信する。

また、他方のコールドスタートノードは、上記リーディングコールドスタートノードからのスタートアップフレームを受けて、このスタートアップフレームに応答する応答フレームをリーディングコールドスタートノードに送信するフォロイングコールドスタートノードとして機能する。

即ち、Ｆｌｅｘｒａｙ（登録商標）プロトコルでは、リーディングコールドスタートノードとフォロイングコールドスタートノードとの間におけるスタートアップフレーム及び応答フレームの授受に伴い、二つのコールドスタートノード間での時間同期を図る。ネットワークは、この時間同期が確立した後に起動される。

このようなＦｌｅｘｒａｙ（登録商標）プロトコルを採用した非環状の通信システムを車両用に適用する場合には、ネットワーク上の一つのノードをシステム監視ノードとすることで、ユーザ（車両をメンテナンスする者等）が、車両検査時に、車両診断装置等を通じて、システム監視ノードから各ノードの通信状態を表す情報（以下、ダイアグ情報）を収集できるようにし、各ノード間の通信状態を把握し易くすることが一般的である。

特開２００８−１０３９２２号公報

ところで、二つ以上の特定ノード（Ｆｌｅｘｒａｙ（登録商標）プロトコルでは二つ以上のコールドスタートノード）がネットワークの起動に必要な通信システムにおいて、コネクタ外れ等の原因により通信ラインの断線が一ヶ所発生したとする。この場合、ネットワークの起動に必要な特定のノードが、断線により物理的に分断されて、特定ノードの少なくとも二つが、システム監視ノードと繋がっていない状況が発生しえる。

そうすると、システム監視ノードの周囲でネットワークが起動不可能になり、システム監視ノードが、各ノードの通信状態を把握することができなくなる。例えば、システム監視ノードに車両診断装置を接続しても、何ら診断をできない状況が発生しえる。

ここで、Ｆｌｅｘｒａｙ（登録商標）プロトコルが採用された通信システムにおいて断線が発生した例を、図６を用いて説明する。
図６では、非環状の通信ライン３００に、非コールドスタートノードであるシステム監視ノード１００、コールドスタートノード１１０〜１３０、非コールドスタートノード２００〜２５０が接続されている。この通信ライン３００のポイントＰにおいて一ヶ所断線が発生した場合、通信システムは、断線によりシステム監視ノード１００と物理的接続が遮断された第１領域と、断線ポイントＰよりもシステム監視ノード１００側にあって通信ライン３００によりシステム監視ノード１００と物理的に繋がった状態の第２領域とに分離される。

この場合、第１領域におけるコールドスタートノード１２０，１３０及び非コールドスタートノード２４０，２５０は、システム監視ノード１００とは通信ライン３００上で切り離された状態となる。

そして、このような状態が発生した場合には、通信ライン３００の断線異常あるいはノードのいずれかの異常かを把握するべく、ユーザが、車両診断装置５００を通じてシステム監視ノード１００からダイアグ情報を収集しようとする。しかしながら、図６に示すように、システム監視ノード１００が存在する第２領域には、ネットワークを起動することができるコールドスタートノードが一つしか存在しない。

従って、第２領域では、ネットワークを起動することができず、システム監視ノード１００からは、現在の各ノードの状態を表すダイアグ情報を収集することができない状況に陥る。即ち、車両診断装置５００は、通信システムに生じている異常が、どのような異常なのかを何ら把握できない状況となるのである。

本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、ネットワークの起動に特定ノードが二つ必要な非環状の通信システムにおいて、通信ライン中の一ヶ所の断線であれば、システム監視ノードを含む少なくとも一部ネットワークの起動を可能な通信システムを提供することを目的とする。

かかる目的を達成するためになされた本発明の通信システムは、非環状の通信ラインと当該通信ラインに接続された複数のノードとで構成され、複数のノードの内、二つのノードから通信ラインに送出される特定信号に基づき起動されるネットワークを備える通信システムである。

この通信システムは、上記通信ラインに接続されたノードとして、通信ラインに対する上記特定信号の送出により非起動状態のネットワークを起動することが可能な第１及び第２のコールドスタートノードを備える。

更に、上述の第１のコールドスタートノードあるいは第２のコールドスタートノードと共に、通信ラインに対する特定信号の送出により非起動状態のネットワークを起動し、ネットワーク起動後、上記通信ラインを流れる信号に基づき、複数のノード間の通信に異常が存在するか否かを判断して、この判断結果をネットワーク外へ送出することが可能な第３のコールドスタートノードを備える。

また、本発明の特徴として、第３のコールドスタートノードは、通信ライン上において第１のコールドスタートノードと第２のコールドスタートノードとの間に位置するように、通信ラインに接続されている。

このように構成された通信システムによれば、第３のコールドスタートノードの通信ライン上の接続地点が第１のコールドスタートノードと第２のコールドスタートノードとの間に位置するので、第３のコールドスタートノードの左右にネットワークを起動可能な第１のコールドスタートノード又は第２のコールドスタートノードが存在することになる。

従って、第３のコールドスタートノードよりも右又は左側で、コネクタ外れ等により通信ラインが断線しても、第３のコールドスタートノードと、第１及び第２のコールドスタートノードの少なくとも一方との通信ラインによる接続を保持することができる（図３参照）。よって、本発明の通信システムによれば、断線が一箇所である限り、二つのコールドスタートノードからの特定信号の送出によって、少なくとも通信システムにおける第３のコールドスタートノードを含む一部領域でネットワークを起動することができるのである。

このように、本発明によれば、一箇所の断線で通信システム全体のネットワークを起動することができなくなるのを回避することができ、第３のコールドスタートノードで、断線後も引き続き、ノード間の通信状態の正常／異常を判断することができる。

そして上述の通信システムにおいて、複数のノード間の通信における異常有無の判断結果をネットワーク外送出するのがよい（請求項２）。
これにより、当該通信システムに発生している異常が、ノード個別の異常であるのか、断線による異常であるのかを特定するのに有用な情報や断線位置の特定に有用な情報を、ネットワーク外の機器に提供することができる。

尚、上述の通信システムにおいて、非起動状態のネットワークを起動可能なノードは、第１のコールドスタートノード、第２のコールドスタートノード及び第３のコールドスタートノードのみとするのがよい（請求項３）。

特に、ネットワークを起動可能なノードを三つのみとした通信システムの構成は、通信ラインが一対の信号伝送ラインからなり、通信ラインに接続された各ノードが、一対の信号伝送ラインを利用して、他のノードとの間で差動伝送方式により通信信号を授受するシステムに有用である（請求項４）。

差動伝送方式は、二つの信号伝送ラインの一方に正論理の信号を入力し他方に負論理の信号を入力し、ノード間で伝送する通信信号を、これら二つの信号伝送ラインを流れる信号（差動信号）の電圧差で表現する伝送方式である。

従って、二本の信号伝送ラインの一方のみが断線した場合には、一方の差動信号については、断線により分断された信号伝送ラインの領域間を行き来しないが、他方の差動信号については、信号伝送ラインの全域に伝達することになり、断線地点以降を流れる通信信号に歪みが生じる。

このため、差動伝送方式の通信システムに、コールドスタートノードを四つ以上設置すると、二本の信号伝送ラインの一方のみが断線した場合には、断線により分離された通信システム内の各領域で起動されるネットワークの通信信号が他の領域に漏れ出ることが原因で、第３のコールドスタートノードを含むネットワークが不安定になる。

一方、このような差動伝送方式の通信システムにおいて、上述したようにネットワークを起動可能なノードとして、第１のコールドスタートノード、第２のコールドスタートノード及び第３のコールドスタートノードのみを設けると、ネットワークが不安定になる問題を解消することができ、断線に強いシステムを構築することができる。

また、ネットワークを起動可能な機能を備えず、ネットワークが起動されたことに伴って当該ネットワークに参加する非コールドスタートノードを、ネットワークを起動可能なコールドスタートノード以外に備える通信システムにおいては、第３のコールドスタートノードを、次のような位置関係で、通信ラインに接続するのが好ましい。

即ち、第３のコールドスタートノードは、通信ライン上において第１のコールドスタートノードと第２のコールドスタートノードとの間に非コールドスタートノードを挟まないようにして、通信ラインに接続されるのが好ましい。換言すれば、第１及び第２のコールドスタートノードは、通信ライン上において、第３のコールドスタートノードに対し隣接するように設けられるのが好ましい（請求項５）。

このように第３のコールドスタートノードを通信ラインに接続すれば、断線が、各コールドスタートノードの間に挟まれた通信ライン上の限られた空間において発生しない限り、第３のコールドスタートノードと、第１及び第２のコールドスタートノードとの間の物理的接続を確保することができる。従って、複数箇所の断線に強い通信システムを構成することができる。

また、車両に搭載された車両用の通信システムの場合、第３のコールドスタートノードは、ノード間の通信における異常有無の判断結果を、ネットワーク外に送信するためのコネクタであって、車両外から外部機器を着脱自在に接続するためのコネクタを備える構成にされるとよい（請求項６）。

このように通信システムを構成すれば、例えば、ユーザは、コネクタを通じて外部機器としての車両診断装置を接続して簡単な操作をする程度で、通信システム内の通信異常を確認することができて、異常の原因を簡便に把握することができる。

特に、本発明の通信システムによれば、コネクタを通じて通信ラインとは独立した経路で、車両診断装置を第３のコールドスタートノードに接続して、第３のコールドスタートノードから車両診断装置へと通信異常に係る情報を収集することができるので、第３のコールドスタートノードから断線が発生した通信ラインを経由して上記情報を収集する場合よりも、断線の影響を受けず、その情報を確実に収集することができる。

また、第３のコールドスタートノードは、ノード間の通信における異常有無の判断結果に加えて、通信ラインを通じて収集した当該通信ラインに接続された複数のノードの作動状態を表す情報を、上記コネクタを通じてネットワーク外に送信する構成にされるとよい（請求項７）。

例えば、第３のコールドスタートノードは、上記作動状態を表す情報として、通信ラインに接続された各ノードが備える機能の正常／異常を表す情報等を、各ノードから通信ラインを通じて取得して、これをコネクタを通じてネットワーク外に送信する構成にすることができる。このように構成された通信システムによれば、車両診断に一層有用な情報を、コネクタを通じて外部機器に提供することができる。

また、本発明は、第１乃至第３のコールドスタートノードの内の二つによる通信ラインを通じた特定信号の授受によりノード間の時間同期が確立されて起動されるタイムトリガ方式のネットワークを備える通信システムに適用することができる（請求項８）。この種のネットワークとしては、Ｆｌｅｘｒａｙ（登録商標）プロトコルに基づくネットワークを挙げることができる。

この種のネットワークでは、当該ネットワークの起動に、二つのコールドスタートノードが必要なので、本発明を適用すれば、断線に強い通信システムを構築することが可能である。

また、第３のコールドスタートノードは、第１及び第２のコールドスタートノードが接続された上述の通信ラインである第１の通信ラインに接続されると共に、当該第１の通信ラインとは異なる第２の通信ラインに接続されて、第１の通信ラインに接続されたノードと第２の通信ラインに接続されたノード間の通信を中継するゲートウェイ装置として構成することも可能である（請求項９）。

このように通信システムを構成すれば、例えば、第３のコールドスタートノードにおいて、第１の通信ラインにおけるノード間の異常有無の判断結果を、第２の通信ラインに接続されたノードに送信することができる他、第１及び第２の通信ラインの夫々におけるノード間の異常有無の判断結果を、車両診断装置等の外部機器に送信することができて、便利である。

通信システム１の構成を表すブロック図である。 監視ＥＣＵ１０のマイコン１１が実行するシステム監視処理（ａ）及びダイアグ情報出力処理（ｂ）を表すフローチャートである。 断線位置とネットワーク起動可能領域との対応関係を示した図である。 差動伝送方式の通信システム１における監視ＥＣＵ１０及び被監視ＥＣＵ３０のハードウェア構成を表すブロック図である。 監視ＥＣＵ１０がゲートウェイ機能を有する通信システム２の構成を表すブロック図である。 従来技術に関する説明図である。 従来技術に関する説明図である。

以下に本発明の実施例について、図面と共に説明する。図１は、本実施例の通信システム１の構成を表すブロック図である。
本実施例の通信システム１は、複数の電子制御装置１０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄが、共通する非環状の通信ラインＬＮに接続されてなる通信システム１である。この通信システム１を構成する電子制御装置１０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄの夫々は、非環状の通信ラインＬＮを通じて他の電子制御装置との間で通信を行う構成にされている。

詳述すると、電子制御装置１０は、システム監視用の電子制御装置として構成されており、マイコン（マイクロコンピュータ）１１を備え、マイコン１１でのプログラムの実行により、通信ラインＬＮに接続された自己以外の各電子制御装置３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄから送信されてくるフレーム（通信信号）を監視して、通信異常が発生した電子制御装置を検出し、この検出結果をダイアグ情報としてＮＶＲＡＭ１１ａに記憶する構成にされている。

以下では、この電子制御装置１０を、監視ＥＣＵ１０と表現し、監視ＥＣＵ１０によって監視される他の電子制御装置３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄを、被監視ＥＣＵ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄと表現する。また、被監視ＥＣＵ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄをまとめて、被監視ＥＣＵ３０とも表現する。

この他、監視ＥＣＵ１０は、車内と車外との境界に設置されたコネクタであって車外から車両診断装置５０を着脱自在に接続可能なコネクタ４０に専用ラインＥＬを介して接続されている。即ち、監視ＥＣＵ１０は、コネクタ４０に接続された車両診断装置５０に対し、専用ラインＥＬを通じてダイアグ情報を提供可能な構成にされている。

また、本実施例の通信システム１は、車両用の通信システムとして構成されており、被監視ＥＣＵ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄは、制御系ＥＣＵやボデー系ＥＣＵ等の種々の電子制御装置（ＥＣＵ）で構成されている。

例えば、制御系ＥＣＵとしては、エンジン制御を司るエンジンＥＣＵ、ブレーキ制御を司るブレーキＥＣＵ、ステアリング制御を司るステアリングＥＣＵ、サスペンション制御を司るサスペンションＥＣＵ等を挙げることができる。その他、ボデー系ＥＣＵとしては、ドアのロック／アンロックや、ライトのオン／オフを制御するＥＣＵ等を挙げることができる。尚、本実施例では、被監視ＥＣＵを、四つのみ図示しているが、被監視ＥＣＵの数がこれに限定されないことは言うまでもない。

また、監視ＥＣＵ１０は、図２（ａ）に示すシステム監視処理をマイコン１１で実行することにより、通信異常が発生した被監視ＥＣＵ３０を検出し、この検出結果を、ダイアグ情報としてＮＶＲＡＭ１１ａに記憶する構成にされている。図２（ａ）は、マイコン１１が実行するシステム監視処理を表すフローチャートである。

マイコン１１は、システム監視処理を開始すると、通信ラインＬＮに接続された被監視ＥＣＵ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ毎の受信間隔カウンタをゼロクリアする（Ｓ１１０）。

その後、被監視ＥＣＵ３０から通信ラインＬＮを通じてフレームを受信したか否かを判断し（Ｓ１２０）、フレームを受信した場合には（Ｓ１２０でＹｅｓ）、受信フレームの送信元装置に対応する受信間隔カウンタをゼロクリアすることにより、送信元装置からのフレーム受信間隔をゼロにリセットする（Ｓ１２５）。その後、Ｓ１２０に移行する。

一方、被監視ＥＣＵ３０からフレームを受信していない場合（Ｓ１２０でＮｏ）、マイコン１１は、各受信間隔カウンタのカウント値をインクリメントして、受信間隔カウンタが示すフレームを最後に受信してからの経過時間を更新する（Ｓ１３０）。

その後、被監視ＥＣＵ３０は、各被監視ＥＣＵ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄに対応する受信間隔カウンタの内、カウント値が予め定められた閾値を超えた受信間隔カウンタが存在するか否かを判断し（Ｓ１４０）、閾値を超えた受信間隔カウンタが存在しない場合には、Ｓ１２０に移行する。

一方、閾値を超えた受信間隔カウンタが存在する場合には、当該閾値を超えた受信間隔カウンタに対応する被監視ＥＣＵ３０を通信異常が発生した通信不可能な電子制御装置として検出し、この通信不可能な電子制御装置の識別情報を、ダイアグ情報として、ＮＶＲＡＭ１１ａに記録する（Ｓ１５０）。その後、Ｓ１２０に移行する。

このようにして、監視ＥＣＵ１０は、被監視ＥＣＵ３０の動作を監視し、通信異常が発生した被監視ＥＣＵ３０を、ダイアグ情報として記録する。
尚、通信システム１には、通信プロトコルとして、例えば、タイムトリガ方式の通信プロトコルであるＦｌｅｘｒａｙ（登録商標）プロトコルを採用することができる。Ｆｌｅｘｒａｙ（登録商標）のようなタイムトリガ方式の通信プロトコルを採用する場合には、通信サイクルが定められて、各ノードが通信サイクルにおける予め割り当てられたスロットにおいてフレームを送信する。

特に、車両用の電子制御装置で構成される通信システム１では、各電子制御装置（被監視ＥＣＵ３０）が、自己の担当する車両制御に使用するセンサ類の出力値等を、各周期又は数周期毎に、フレームに格納して、通信ラインＬＮに送出する。従って、Ｓ１４０で用いる閾値としては、例えば、通信サイクルの３倍から１０倍の時間間隔に対応する値を設定することができる。

また、監視ＥＣＵ１０のマイコン１１は、図２（ｂ）に示すように、車両診断装置５０からダイアグ情報の要求信号を受信すると（Ｓ２１０でＹｅｓ）、要求信号に対応したダイアグ情報をＮＶＲＡＭ１１ａから読み出し、これをコネクタ４０に接続された車両診断装置５０に送信する（Ｓ２２０）構成にされている。図２（ｂ）は、監視ＥＣＵ１０のマイコン１１が繰返し実行するダイアグ情報出力処理を表すフローチャートである。

車両診断装置５０に送信するダイアグ情報としては、上述した通信異常に関するダイアグ情報の他、各被監視ＥＣＵ３０が蓄積した自己の作動状態を表すダイアグ情報を挙げることができる。

各被監視ＥＣＵ３０は、自己の作動状態を表すダイアグ情報として、自己が有する各機能の正常／異常を表すダイアグ情報を記録し、監視ＥＣＵ１０からの要求に応じて、このダイアグ情報を監視ＥＣＵ１０に通信ラインＬＮを通じて送信する。

監視ＥＣＵ１０は、車両診断装置５０から要求に応じて、これら各被監視ＥＣＵ３０の作動状態を表すダイアグ情報を、コネクタ４０を通じて車両診断装置５０に送信するといった具合である。

但し、監視ＥＣＵ１０は、定期的に、通信ラインＬＮを通じて各被監視ＥＣＵ３０から作動状態を表すダイアグ情報を取得し、これをＮＶＲＡＭ１１ａに記録して、車両診断装置５０からの要求があった際には、Ｓ２２０において、ＮＶＲＡＭ１１ａから必要なダイアグ情報を読み出し、これを車両診断装置５０に送信する構成にされてもよいし、車両診断装置５０からの要求を契機に、Ｓ２２０において、各被監視ＥＣＵ３０から作動状態を表すダイアグ情報を取得し、これをＮＶＲＡＭ１１ａに記憶することなく、車両診断装置５０に転送する構成にされてもよい。

ところで、車両用の通信システム１では、電子制御装置（監視ＥＣＵ１０及び非監視ＥＣＵ３０）が常時ウェイクアップした状態にある訳ではなく、各電子制御装置は、ユーザによる車両の使用が停止したのを契機に、スリープ状態又は電源断状態に移行する。

即ち、車両診断装置５０により車両診断が行われるとき、電子制御装置（監視ＥＣＵ１０及び非監視ＥＣＵ３０）は、必ずしも起動状態とは限らず、ネットワークは、非起動状態の場合もある。尚、ここでいうネットワークが非起動状態とは、通信開始の準備が整っておらず、ノード間の通常の通信が開始されていない状態のことを言う。

本実施例の監視ＥＣＵ１０は、ネットワークの起動状態においてシステムを監視しているが、ネットワークの非起動状態においてユーザがコネクタ４０に車両診断装置５０を接続して監視結果を取得する場合は、ユーザがイグニッションキーをオンしたことを契機に電源供給されて起動する。あるいは、スリープ状態の場合は、車両診断装置５０からトリガ信号が入力されたことを契機にウェイクアップする。そして、通信ラインＬＮに対して、他ノードをウェイクアップさせるためのウェイクアップ信号を送信することにより、通信ラインＬＮに接続された被監視ＥＣＵ３０をウェイクアップさせる。

そして、この通信システム１では、ウェイクアップした（あるいは、電源が供給された）電子制御装置の内、予めネットワークを起動可能なコールドスタートノードに設定された二つの電子制御装置が、ネットワーク起動のトリガとなる特定信号を通信ラインＬＮに送出して、ネットワークを起動する。

監視ＥＣＵ１０は、このようにしてネットワークが起動すると、所定時間待機した後、図２（ａ）に示すシステム監視処理を開始する。ここで、所定時間待機するのは、各ノードがネットワークに参加するのにタイムラグがあるためである。

そして、Ｓ１４０に設定された閾値よりも長い時間として予め定められた時間が経過すると、ＮＶＲＡＭ１１ａに通信異常に係る最新の情報が記録されたものとみなして、図２（ｂ）に示す処理を開始し、車両診断装置５０からのダイアグ情報の要求信号を受け付け、この要求信号に従い、ＮＶＲＡＭ１１ａに記憶されたダイアグ情報（通信異常に係る情報）を、コネクタ４０に接続された車両診断装置５０に送信する。

この際、監視ＥＣＵ１０は、上記システム監視処理の開始とは並列に、各被監視ＥＣＵ３０から、被監視ＥＣＵ３０が自己で収集した上述の作動状態を表すダイアグ情報を収集してＮＶＲＡＭ１１ａに記録する処理を開始する構成にすることができる。

続いて、通信システム１におけるコールドスタートノードの配置について、図１等を用いて説明する。図１に示すように、本実施例では、監視ＥＣＵ１０をコールドスタートノードに設定すると共に、通信ラインＬＮ上において接続位置が監視ＥＣＵ１０の左右に位置する被監視ＥＣＵ３０ｂ，３０ｃをコールドスタートノードに設定している。ちなみに、他の被監視ＥＣＵ３０ａ，３０ｄについては、本実施例において、ネットワークを起動可能な機能を備えず、ネットワークが起動されたことに伴って当該ネットワークに参加する非コールドスタートノードに設定されている。

即ち、本実施例では、通信ラインＬＮにおける監視ＥＣＵ１０の接続位置Ｃ１が、他の二つのコールドスタートノードの接続位置Ｃ２，Ｃ３の間に位置するように、通信システム１を構成している。このようにコールドスタートノードを配置しているのは、本実施例の通信システム１が、ネットワークを起動するために二つのコールドスタートノードが必要なシステムであるためである。

ネットワークの起動に二つのコールドスタートノードが必要な通信プロトコルとしては、上述したように、Ｆｌｅｘｒａｙ（登録商標）プロトコルが知られている。Ｆｌｅｘｒａｙ（登録商標）では、タイムトリガ方式を採用しており、ネットワークの起動に際しては、ノード間の時間同期を図り、通信スケジュール（通信サイクルの基点及び周期）を定める必要がある。

このため、まずは、二つのコールドスタートノードが互いに、上記特定信号としてのスタートアップフレーム及び当該スタートアップフレームに対する応答フレームを、通信ラインＬＮを通じて授受して、時間同期を確立し、通信スケジュールを定めて、タイムトリガ方式のネットワークを起動するのである。

しかしながら、ネットワークを起動するために二つのコールドスタートノードが必要な通信システムでは、通信ラインＬＮに断線が発生し、コールドスタートノード間の物理的接続が切断されると、二つのコールドスタートノード間の物理的接続が確保されていない領域（図６に示す第２領域等）でネットワークを起動することができなくなり、ノード間の通信が不可能になる。尚、断線は、通信ラインＬＮを構成するケーブルが何らかの外力により電子制御装置のコネクタからはずれてしまうことにより発生するケースが多い。

そして、このようなネットワークを起動することができない領域に、監視ＥＣＵ１０が存在する場合には、もはや監視ＥＣＵ１０は、通信異常に係るダイアグ情報として有用な情報を、ＮＶＲＡＭ１１ａに記録することができなくなってしまう。

そこで、本実施例では、監視ＥＣＵ１０をコールドスタートノードに設定すると共に、監視ＥＣＵ１０を、残りのコールドスタートノードの間に設置するようにしたのである。
このように構成された通信システム１によれば、図３（ａ）に示すように、監視ＥＣＵ１０の接続位置よりも右側で通信ラインＬＮが断線しても、コールドスタートノードである監視ＥＣＵ１０と被監視ＥＣＵ３０ｂとの物理的接続を確保することができ、図３（ｂ）に示すように、監視ＥＣＵ１０の接続位置よりも左側で通信ラインＬＮが断線しても、監視ＥＣＵ１０と被監視ＥＣＵ３０ｃとの物理的接続を確保することができる。

従って、本実施例によれば、ネットワークの起動にコールドスタートノードが二つ必要な通信システムであって通信ラインＬＮが非環状の通信システム１において、通信ラインＬＮ中に一ヶ所の断線が発生しても、監視ＥＣＵ１０を含む少なくとも一部ネットワークを起動することができるのである。換言すると、通信システム１によれば、断線が一箇所である限り、監視ＥＣＵ１０及び、被監視ＥＣＵ３０ｂ又は被監視ＥＣＵ３０ｃの二つのコールドスタートノードがネットワークの起動に必要な信号を送信し、監視ＥＣＵ１０が属する領域で確実にネットワークを起動することができるのである。

このようにネットワークを起動することができる結果、本実施例によれば、断線位置よりも監視ＥＣＵ１０側の領域に位置する被監視ＥＣＵ３０については、監視ＥＣＵ１０がこれらの被監視ＥＣＵ３０の動作を、断線の発生に依らず監視することができ、これらの被監視ＥＣＵ３０の通信異常やその他の動作異常についてのダイアグ情報をＮＶＲＡＭ１１ａに記録することができる。

そして、このようなダイアグ情報をＮＶＲＡＭ１１ａに記録することができる結果、本実施例の通信システム１によれば、断線位置特定のために価値のある有意義なダイアグ情報をＮＶＲＡＭ１１ａに蓄積することができる。

断線により物理的に監視ＥＣＵ１０と通信が不能になった被監視ＥＣＵ３０のフレームについては、監視ＥＣＵ１０にてフレームを受信できないものの、物理的に監視ＥＣＵ１０と通信可能な被監視ＥＣＵ３０から送信されるフレームについては、監視ＥＣＵ１０にて当該フレームを受信することができるため、ダイアグ情報から特定されるフレームを受信できる電子制御装置と受信できない電子制御装置との位置関係から、通信異常の発生原因が断線によるものであるのか、通信ラインＬＮのどの位置に断線が発生しているのかを容易に把握することができるのである。

よって、本実施例によれば、車両診断装置５０にて監視ＥＣＵ１０からダイアグ情報を収集し、これを解析することで、通信ラインＬＮの断線が発生した際に、このトラブルを迅速且つ容易に解消することができるといった効果が得られる。

特に、本実施例によれば、車両診断装置５０と監視ＥＣＵ１０との接続を、専用ラインＥＬにより確保するようにしたので、通信ラインＬＮに断線が生じても、監視ＥＣＵ１０から車両診断装置５０にダイアグ情報を提供することができなくなるといったことがなく、確実に車両診断装置５０にダイアグ情報を提供し、車両の異常検出に役立てることができる。

また、本実施例によれば、通信ラインＬＮにおける監視ＥＣＵ１０の接続位置Ｃ１と、他の二つのコールドスタートノードの接続位置Ｃ２，Ｃ３との間に非コールドスタートノードを設けずに、各コールドスタートノードを隣接配置して、断線により監視ＥＣＵ１０と他の二つのコールドスタートノード（被監視ＥＣＵ３０ｂ，３０ｃ）との接続が遮断される領域を小さくしているので、複数箇所の断線に強い通信システム１を構成することができる。

尚、上記実施例では、コールドスタートノードと非コールドスタートノードとが混在する通信システム１の構成を説明したが、非コールドスタートノードは、必須の構成ではなく、通信システム１は、非コールドスタートノードを備えない構成にされてもよい。

但し、車両用の通信システム１においては、ノイズによる通信の影響を考慮して、ノイズに強い信号伝送方式である差動伝送方式が採用されることが多い。差動伝送方式は、上述したように、通信ラインを二本の信号伝送ラインで構成し、ノード間で伝送する通信信号を、これら二つの信号伝送ラインを流れる信号（差動信号）の電圧差で表現する方式である。

そして、差動伝送方式が採用された通信システム１では、コネクタ外れのような信号伝送ライン二本の同時断線ではなく、信号伝送ライン一本のみの断線が生じると、通信システム１に設けるコールドスタートノードの数によっては、不都合が生じるケースがある。従って、差動伝送方式の通信システム１においては、コールドスタートノードの数を制限するのが好ましい。

ここで、差動伝送方式を採用した通信システム１の構成について、図４（ａ）を用いて説明する。図４（ａ）は、差動伝送方式が採用された通信システム１における監視ＥＣＵ１０及び被監視ＥＣＵ３０のハードウェア構成を表すブロック図である。但し、各被監視ＥＣＵ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄの基本的なハードウェア構成は同一である。

この通信システム１において、監視ＥＣＵ１０は、マイコン１１と、マイコン１１と通信ラインＬＮとの間の信号伝送を中継する内部通信インタフェース１３と、マイコン１１と車両診断装置５０との間の信号伝送を中継する外部通信インタフェース１５と、通信ラインＬＮを内部に引き込むためのコネクタ１７と、を備える。

外部通信インタフェース１５は、車内と車外との境界に設置されたコネクタであって車両診断装置５０を着脱自在に接続可能なコネクタ４０に専用ラインＥＬを通じて接続され、コネクタ４０に接続された車両診断装置５０から送信されてくる通信信号をマイコン１１に伝送すると共に、マイコン１１が出力する車両診断装置５０向けの通信信号を、コネクタ４０を通じて車両診断装置５０に伝送する。

一方、コネクタ１７は、通信ラインＬＮを構成する通信ケーブルを接続するための二つのポートＰ１，Ｐ２を備え、ポートＰ１，Ｐ２間は、電子制御装置内部において、信号伝送可能に接続されている。このコネクタ１７の構成により、監視ＥＣＵ１０では、通信ラインＬＮが内部に引き込まれている。尚、ここでは、信号伝送方式として差動伝送方式が採用されていることを前提としているので、通信ラインＬＮは、二本の信号伝送ラインＬＮ１，ＬＮ２からなる。

内部通信インタフェース１３は、この二本の信号伝送ラインＬＮ１，ＬＮ２の夫々に接続されており、マイコン１１から出力される車内向けの通信信号を正論理及び負論理の差動信号に変換して、一方の差動信号を信号伝送ラインＬＮ１に出力し、他方の差動信号を信号伝送ラインＬＮ２に出力する。また、信号伝送ラインＬＮ１，ＬＮ２から入力された正論理及び負論理の差動信号を、その電圧差からなる受信信号に変換してマイコン１１に入力する。この他、マイコン１１は、通信システム１に採用された通信プロトコルに基づく通信制御処理を実行することにより、通信ラインＬＮに接続された他のノード（被監視ＥＣＵ３０）との通信を実現する。

また、被監視ＥＣＵ３０も、監視ＥＣＵ１０と同様に、マイコン３１と、マイコン３１と通信ラインＬＮと間の信号伝送を中継する内部通信インタフェース３３と、通信ラインＬＮを内部に引き込むためのコネクタ３７と、を備え、マイコン３１から出力される車内向けの通信信号を、内部通信インタフェース３３を通じて差動信号に変換して、通信ラインＬＮを構成する二本の信号伝送ラインＬＮ１，ＬＮ２に出力し、信号伝送ラインＬＮ１，ＬＮ２を伝送する差動信号を、内部通信インタフェース３３を通じて、その電圧差に対応した受信信号に変換して、マイコン３１に入力する構成にされている。

ここで、監視ＥＣＵ１０及び被監視ＥＣＵ３０が上記構成にされた通信システム１において、通信ラインＬＮを構成する二つの信号伝送ラインＬＮ１，ＬＮ２の内、一方のみが断線したケースを考える。図４（ｂ）は、二つの信号伝送ラインＬＮ１，ＬＮ２の内、一方の信号伝送ラインＬＮ２において断線が発生した例を示す説明図である。

この場合には、二つの差動信号の内、一方の差動信号は、断線により、第１領域と第２領域との間を行き来しないが、他方の差動信号は、信号伝送ラインが断線していないので、第１領域及び第２領域の両者に伝達することになる。

このため、監視ＥＣＵ１０を含むコールドスタートノードを通信ラインＬＮに四以上設けた場合には、信号伝送ラインの一本のみが断線した際に、第１領域及び第２領域の夫々において、二つ以上のコールドスタートノードが存在するケースが生じ、この際には、各領域においてネットワークが起動するものの、断線が生じていない信号伝送ラインを通じて各領域の通信信号が漏れ出ることで、二つの差動信号の電圧差で表現される通信信号に歪みが生じて、ネットワークが不安定になるのである。

従って、通信システム１に、信号伝送方式として差動伝送方式を採用する場合には、図１に示すように、通信ラインＬＮには、三つのみコールドスタートノードを設けるのが好ましい。図１に示すように、コールドスタートノードの監視ＥＣＵ１０の両側に、二つのコールドスタートノードとして、被監視ＥＣＵ３０ｂ，３０ｃを設け、それ以外にコールドスタートノードを設けないのである。

このように通信ラインＬＮに接続するコールドスタートノードを三つに留めれば、通信ラインＬＮを構成する二つの信号伝送ラインＬＮ１，ＬＮ２の内、一方のみが断線した場合であっても、断線により分離された二つの領域の夫々でネットワークが起動することがなく、相互のネットワークが干渉しあうことで、ネットワークが不安定になるのを防止することができる。

即ち、コールドスタートノードを三つにすれば、コールドスタートノードのペアは１組しか成立しないので、二つのネットワークが起動することで相互干渉が発生しネットワークが不安定になるのを回避することができるのである。

尚、通信システム１に採用する通信プロトコルとしてＦｌｅｘｒａｙ（登録商標）プロトコルを想定すると、通信ラインＬＮを光ファイバとして光通信を行う場合には、通信ラインＬＮは単線となり差動伝送方式とはならないが、電気による通信を行う場合には、信号伝送方式が差動伝送方式に限定される。従って、電気による通信を行う通信システム１において、Ｆｌｅｘｒａｙ（登録商標）プロトコルを採用する場合には、上述の思想を適用して、通信システム１に、コールドスタートノードを三つのみ設けるのがよい。

この他、上述の監視ＥＣＵ１０は、被監視ＥＣＵ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄが接続された通信ラインとは、独立した通信ラインＡＬＮ（図５参照）に接続されて、通信ラインＬＮに接続された被監視ＥＣＵ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄと、通信ラインＡＬＮに接続されたノード（電子制御装置９０）との通信を中継するゲートウェイ装置として機能する構成にされてもよい。尚、図５は、監視ＥＣＵ１０’が、ゲートウェイ装置として機能する通信システム２の構成を表すブロック図である。

このように監視ＥＣＵ１０’を構成すれば、監視ＥＣＵ１０’は、通信ラインＬＮに接続された被監視ＥＣＵ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄと共に、通信ラインＡＬＮに接続されたノード（電子制御装置９０）についても監視して、これらのノードの通信異常を検出することができて、各通信ラインＬＮ，ＡＬＮに個別にシステム監視ノードを設けなくて済むといった利点がある。

また、監視ＥＣＵ１０としての機能は、例えば、ブレーキＥＣＵ等の電子制御装置に設けてもよく、監視ＥＣＵ１０としての機能を、ブレーキＥＣＵ等の他の電子制御装置に統合すれば、通信システム１の製造コストが低減されるといった効果が得られる。

以上、本発明の実施例について説明したが、「特許請求の範囲」と上記実施例の通信システム１，２との対応関係は、次の通りである。即ち、「特許請求の範囲」記載の第３のコールドスタートノードは、通信ラインＬＮに接続された監視ＥＣＵ１０，１０’に対応し、第１及び第２のコールドスタートノードは、被監視ＥＣＵ３０ｂ，３０ｃに対応する。また、第３のコールドスタートノードが備える車両外から外部機器を着脱自在に接続するためのコネクタは、コネクタ４０に対応する。

また、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。
例えば、本発明は、Ｆｌｅｘｒａｙ（登録商標）プロトコルの通信システムやノード間の時間同期が必要なタイムトリガ方式の通信システムに限定されるものではなく、種々の通信プロトコルが採用された通信システムに適用することができる。また、本発明は、車載型の通信システムに限らず、その他の種々の通信システムに適用することができる。

この他、上記実施例では、通信ラインＬＮを、電子制御装置１０，３０内に引き込むようにしたが、電子制御装置１０，３０は、図６に示すように、当該電子制御装置外において、通信ラインＬＮからの分岐線に接続される構成にされてもよい。但し、分岐線を電子制御装置外に出すと、電子制御装置の着脱により分岐線に負荷が掛かり、断線する可能性が高くなるので、好ましくは、上記実施例のように分岐線を電子制御装置内に設けるのがよい。

１，２…通信システム、１０，１０’…電子制御装置（監視ＥＣＵ）、３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ…電子制御装置（被監視ＥＣＵ）、１１，３１…マイコン、１３，３３…内部通信インタフェース、１５…外部通信インタフェース、１７，３７，４０…コネクタ、５０…車両診断装置、９０…電子制御装置、ＬＮ，ＡＬＮ…通信ライン、ＬＮ１，ＬＮ２…信号伝送ライン、ＥＬ…専用ライン、１１ａ…ＮＶＲＡＭ

Claims (9)

1. 非環状の通信ラインと当該通信ラインに接続された複数のノードとで構成され、前記複数のノードの内、二つのノードから前記通信ラインに送出される特定信号に基づき起動されるネットワークを備えた通信システムであって、
   前記通信ラインに接続されて、前記通信ラインに対する前記特定信号の送出により非起動状態の前記ネットワークを起動することが可能な第１のコールドスタートノード及び第２のコールドスタートノードと、
   前記通信ライン上の接続地点が前記第１のコールドスタートノードと前記第２のコールドスタートノードとの間に位置するように、前記通信ラインに接続され、前記第１のコールドスタートノードあるいは前記第２のコールドスタートノードと共に、前記特定信号の送出により非起動状態の前記ネットワークを起動し、更には、前記ネットワーク起動後、前記通信ラインを流れる信号に基づき、前記複数のノード間の通信に異常が存在するか否かを判断可能な第３のコールドスタートノードと、
   を備えることを特徴とする通信システム。
2. 前記第３のコールドスタートノードは、前記複数のノード間の通信における異常有無の判断結果を、前記ネットワーク外へ送出することが可能な構成であることを特徴とする請求項１記載の通信システム。
3. 前記通信ラインに接続されたノードであって、前記特定信号の送出により非起動状態の前記ネットワークを起動可能なノードは、前記第１のコールドスタートノード、前記第２のコールドスタートノード及び前記第３のコールドスタートノードのみであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の通信システム。
4. 前記通信ラインは、一対の信号伝送ラインからなり、
   前記通信ラインに接続された各ノードは、前記一対の信号伝送ラインを利用して、他のノードとの間で差動伝送方式により通信信号を授受する構成にされていること
   を特徴とする請求項３記載の通信システム。
5. 前記通信ラインに接続されたノードとして、非起動状態にある前記ネットワークを起動可能な機能を備えず、前記ネットワークが起動されたことに伴って当該ネットワークに参加する非コールドスタートノードを、更に備え、
   前記第３のコールドスタートノードは、前記通信ライン上において前記第１のコールドスタートノードと前記第２のコールドスタートノードとの間に前記非コールドスタートノードを挟まずに接続されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の通信システム。
6. 車両に搭載された車両用の通信システムであって、
   前記第３のコールドスタートノードは、前記複数のノード間の通信における異常有無の判断結果を、前記ネットワーク外に送信するためのコネクタであって、車両外から外部機器を着脱自在に接続するためのコネクタを備えることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の通信システム。
7. 前記第３のコールドスタートノードは、前記複数のノード間の通信における異常有無の判断結果に加えて、前記通信ラインを通じて前記通信ラインに接続された複数のノードから収集した前記複数のノードの作動状態を表す情報を、前記コネクタを通じて前記ネットワーク外に送信する構成にされていること
   を特徴とする請求項６記載の通信システム。
8. 前記ネットワークは、前記第１乃至第３のコールドスタートノードの内の二つによる前記通信ラインを通じた前記特定信号の授受により、ノード間の時間同期が確立されて起動されるタイムトリガ方式のネットワークであることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の通信システム。
9. 前記第３のコールドスタートノードは、前記第１及び第２のコールドスタートノードが接続された前記通信ラインである第１の通信ラインに接続されると共に、当該第１の通信ラインとは異なる第２の通信ラインに接続されて、前記第１の通信ラインに接続されたノードと前記第２の通信ラインに接続されたノード間の通信を中継するゲートウェイ装置として構成されていること
   を特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の通信システム。

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