JPH04339437A - 多重伝送方式の診断装置及び多重伝送システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数のネットワークに
接続された多重ノード間で、信号の伝送を行う多重伝送
方式の診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の多重伝送方式には、図４
に示すような応答性（例えば伝送速度）が異なる２つの
ネットワークを有するシステムに用いられるものがあり
、第１のネットワークＮ１では、多重ノード１０〜１５
が多重バスＭＢ１を介して互いに信号を伝送し、第２の
ネットワークＮ２では、多重ノード１０，１６〜１９が
多重バスＭＢ２を介して互いにデータ等の信号を伝送し
、それぞれが独自の制御を行っている。

【０００３】多重ノード１０は、双方のネットワークの
構成要素になっており、上記通信機能の他に、双方のネ
ットワークで共通に使用される信号を中継するゲートウ
ェイの役目も有している。以下、上記多重ノード１０を
、ゲートウェイノード１０という。多重ノード１１及び
１６は、各ネットワークに定期的に信号を送信し、各多
重ノードからの受信応答信号をチェックしたり、或いは
各多重ノードに定期的に信号を送信させる等して、各多
重ノードが正常に動作しているかどうかをチェックする
。そして、多重ノードに故障が発生した場合には、多重
ノード１１及び１６は故障の発生した多重ノードが同一
のネットワーク内であれば応答信号がなくなったり、ま
ったく送信できなくなること等から何らかの故障が発生
していることを察知できるが、もう一方の別のネットワ
ーク内の故障であるとそれをまったく察知できない。 故障発生時には、各ノードの制御方法を変更させる必要
があるため、故障内容を別のネットワークにも知らせな
くてはならない。

【０００４】例えば、第１のネットワークＮ１の多重ノ
ード１５が故障により通信不能になった場合、まず多重
ノード１１が定期的なチェックにより多重ノード１５の
通信不能状態を検知し、直ちに第１のネットワークＮ１
に対して多重ノード１５の故障発生を示す信号を送信す
る。ゲートウェイノード１０は、受信した故障発生信号
を第２のネットワークＮ２の各多重ノード１６〜１９に
中継する。これにより、第２のネットワークＮ２の各多
重ノード１６〜１９も制御方法の切り替えが可能になる
。なお、第１のネットワークＮ１内の多重ノードも、こ
の故障発生信号を利用することが可能であるし、同一の
ネットワークＮ１内の故障であるので別の手段で検知す
ることも可能である。また、第２のネットワークＮ２の
多重ノードに故障が発生した場合も同様で、多重ノード
１６が故障を検知し、上記ゲートウェイノード１０が第
１のネットワークＮ１に故障発生信号を中継する。

【０００５】また、多重ノード１１及び１６は、多重バ
スを構成するツイストペアケーブルの片方の線がショー
トしても通信が行える緊急用の通信手段と、上記ツイス
トペアケーブルの両方の線が正常である時にのみ通信が
行える診断手段とを有し、多重バスに異常がないかどう
かを定期的にチェックしており、これらの定期的なチェ
ックでネットワークＮ１，Ｎ２に異常を発見した時には
、上記多重ノード１１及び１６は、例えばメータ内の警
報ランプを点灯させて作業者に異常を知らせたり、また
異常が発生しても比較的危険でない場合には、異常があ
ったことを記憶しておき、後日修理工場等に持ち込まれ
た時に、異常の履歴情報を出力できるようにすることも
可能となる。

【０００６】上記多重伝送方式は、例えば自動車等の車
両内の信号伝送に用いられており、配線の本数を削減し
、簡易化を図っている。図５は、応答性（例えば伝送速
度）が異なる２つのネットワークを有する自動車用多重
伝送システムの一例を示す図である。図において、多重
伝送路（多重バス）ＭＢ１１〜ＭＢ１４と、ＭＢ２１〜
ＭＢ２３は、ツイストペアケーブル等からなり、コネク
タＣ１〜Ｃ８でそれぞれ接続され、２本のループ状に配
線されてそれぞれ平衡型の信号伝送を行っている。

【０００７】多重バスＭＢ１１は、例えばダッシュボー
ドの内部を通るワイアーハーネスに組み込まれており、
通信機能を備えたコントロールユニットである多重ノー
ド１０〜１２が接続されている。多重バスＭＢ１２は、
例えばインストゥルメントパネルの内部を通るワイアー
ハーネスに組み込まれており、同様に通信機能を備えた
多重ノード１３，１４が接続されている。多重バスＭＢ
１３は、例えば座席横の床部を通るワイアーハーネスに
組み込まれており、同様に通信機能を備えた多重ノード
１５が接続されている。従って、多重ノード１０〜１５
と多重バスＭＢ１１〜ＭＢ１４とは第１のネットワーク
を構成し、上記多重ノード１０〜１５は、それぞれ同じ
応答性を持ち、上記多重バスＭＢ１１〜ＭＢ１４を介し
て通信することで、互いに信号の伝送が可能になる。

【０００８】多重バスＭＢ２１は、例えばダッシュボー
ドの内部を通るワイアーハーネスに組み込まれており、
同様に通信機能を備えた多重ノード１０，１６〜１８が
接続されている。多重バスＭＢ２３は、例えば座席横の
床部を通るワイアーハーネスに組み込まれており、同様
に通信機能を備えた多重ノード１９が接続されている。 従って、多重ノード１０，１６〜１９と多重バスＭＢ２
１〜ＭＢ２３とは第２のネットワークを構成し、上記多
重ノード１０，１６〜１９は、それぞれ同じ応答性（多
重ノード１１〜１５とは異なる応答性）を持ち、上記多
重バスＭＢ２１〜ＭＢ２３を介して通信することで、互
いに信号の伝送が可能になる。

【０００９】また、多重ノード１０は、ゲートウェイノ
ードで双方のネットワークで共通に使用される信号を中
継している。このようなシステム構成の場合、例えば第
１のネットワークは、運転者が操作するスイッチの信号
やそれに従って発生するアクチュエータの制御信号等の
通信用に、また第２のネットワークは、エンジン、トラ
ンスミッション、サスペンション、又はブレーキ等の多
重ノード間でやり取りされる比較的高い信頼性を要求さ
れる信号の通信用に用いるといった使い分けがされてい
る。

【００１０】このように、２種類のネットワークを搭載
したシステムでは、各多重ノードや多重バスの故障に対
する配慮や故障診断能力が必要になる。また、エンジン
、ブレーキ等の制御にかかわる信号を取り扱う場合には
、高い信頼性が要求されるため、より高性能な故障診断
機能が不可欠になる。例えば、故障診断機能では、故障
を検知すると運転者に故障を警告すると共に、エンジン
やブレーキ等の制御をネットワークを使わない緊急用の
制御に切り替える方法が取られていた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記診断装
置では、ゲートウェイノードの通信機能に故障が発生し
た場合には、中継機能を持つゲートウェイノードが故障
しているため、故障発生信号を他方のネットワークに中
継することができず、このため故障が発生しているにも
かかわらず、他方のネットワークの多重ノードは、制御
方法の適切な切り替えができないという問題点があった
。また、多重バスに故障が発生した場合、例えば多重バ
スと多重ノードを接続しているコネクタが外れた場合、
多重バスの２本のケーブルがショートしてしまった場合
等には、故障発生信号が発生しないので、上記同様、他
方のネットワークの多重ノードは、制御方法の適切な切
り替えができないという問題点があった。

【００１２】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、一方のネットワークの故障発生を確実に診断し、故
障発生信号を確実に他方のネットワークに中継すること
ができ、多重伝送の高い信頼性を得ることができる多重
伝送方式の診断装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、通信手段を有する複数の多重ノードが
接続された少なくとも２系統の伝送路を有し、前記各多
重ノードは当該同一系統の伝送路を介し信号伝送を行い
、かつ前記多重ノードのうちの少なくとも１つの多重ノ
ードは前記伝送路のうちの複数系統の伝送路に接続され
、当該伝送路間での信号伝送を行う多重伝送方式におい
て、前記複数系統の伝送路に接続された少なくとも１つ
の多重ノードは当該多重ノードが接続される各伝送路及
び当該各伝送路に接続された各多重ノードの異常を診断
する異常診断手段を具えた多重伝送方式の診断装置が提
供される。

【００１４】

【作用】複数系統の伝送路に接続された多重ノードが各
伝送路及び多重ノードの異常を診断し、必要に応じてそ
の診断結果を同系統又は他の系統のネットワークに伝送
する。従って、各多重ノードは、制御方法の適切な切り
替えを行うことができる。

【００１５】

【実施例】本発明の実施例を図１乃至図３の図面に基づ
き詳細に説明する。図１は、本発明に係るゲートウェイ
ノードの構成の一実施例を示すブロック図である。なお
、多重伝送システムの構成は、図４、図５に示した構成
と同一とする。

【００１６】図において、ゲートウェイノード２０は、
全体の処理制御を行うマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）２
１に、ネットワーク間の伝送制御を行う多重伝送制御用
ＩＣ、送受信用のバッファ及びインターフェース等から
なる２つの通信制御回路（ＬＳＩ）２２，２３を接続さ
せている。また、上記ＬＳＩ２２には、スイッチ２４を
介してドライバ・レシーバ回路（Ｄ／Ｒ）２６及び診断
用Ｄ／Ｒ２８が、また上記ＬＳＩ２３には、スイッチ２
５を介してＤ／Ｒ２７及び診断用Ｄ／Ｒ２９がそれぞれ
接続されている。

【００１７】スイッチ２４は、Ｄ／Ｒ２６又は診断用Ｄ
／Ｒ２８をＬＳＩ２２に接続させるためのもので、ＣＰ
Ｕ２１によって切り替え制御されている。スイッチ２５
も、同様に、Ｄ／Ｒ２７又は診断用Ｄ／Ｒ２９をＬＳＩ
２３に接続させるためのもので、ＣＰＵ２１によって切
り替え制御されている。Ｄ／Ｒ２６，２７は、それぞれ
多重バスＭＢ１，ＭＢ２とＬＳＩ２２、２３をインター
フェースする回路であり、多重バスがショートモードで
故障しても通信を確保できるように構成されている。

【００１８】診断用Ｄ／Ｒ２８，２９は、Ｄ／Ｒ２６，
２７と同様、それぞれ多重バスＭＢ１，ＭＢ２とＬＳＩ
２２、２３をインターフェースする回路であり、ツイス
トペアケーブルからなる多重バスの両方の電線が正常で
ある時にのみ、各多重ノードとの信号の送受信が可能に
なるように構成されている。ＣＰＵ２１は、通常はＤ／
Ｒ２６，２７が選択されるように、スイッチ２４，２５
を設定しているが、定期的に上記スイッチ２４，２５を
切り替え制御し、診断用Ｄ／Ｒ２８，２９を使用して信
号の送受信が正常に行われているかどうか確認している
。そして、上記診断用Ｄ／Ｒ２８，２９を使った時にい
ずれかの信号の送受信ができない場合には、ＣＰＵ２１
は、多重バスＭＢ１又はＭＢ２のツイストペアケーブル
の一方に異常があると診断する。

【００１９】従って、本実施例では、例えば多重バスを
多重ノードに接続しているコネクタが外れてしまった場
合やツイストペアケーブルがショートしてしまった場合
でも、診断用Ｄ／Ｒ２８，２９を使用して信号の送受信
を行う故障診断機能によって、故障箇所を診断すること
ができる。また、ＣＰＵ２１は、本来の制御機能の他に
、定期的に両ネットワークＮ１，Ｎ２の動作を監視して
いる。すなわち、多重ノード２０は、定期的に両ネット
ワークＮ１，Ｎ２に対して信号を送信し、各多重ノード
からの受信応答信号をチェックしたり、或いは各多重ノ
ードに定期的に信号を送信させる等して各多重ノードが
正常に動作しているかどうか診断している。

【００２０】次に、ゲートウェイノード２０が行うネッ
トワークの診断方法の一実施例について、図２、図３の
フローチャートに基づいて説明する。ＬＳＩ２２，２３
は、ＣＰＵ２１の動作制御に基づき、両ネットワークＮ
１，Ｎ２の自局を含む全多重ノードから定期的に応答信
号を受信し、応答データとして各ネットワーク用の受信
バッファに記憶させており、ＣＰＵ２１は、上記応答デ
ータを取り込んで全多重ノードから応答信号の送信が行
われたかどうか判断する（ステップ１０１）。そして、
いずれかの多重ノードから応答信号が送信されてない場
合には、上記応答信号が送信されないネットワークはい
ずれのネットワークか判断する（ステップ１０２）。

【００２１】ここで、応答信号が送信されないネットワ
ークがネットワークＮ１の場合には、次に上記取り込ん
だ応答信号に基づき、応答信号を送信しない多重ノード
を判断する（ステップ１０３〜１０７）。この判断は、
受信応答信号のＩＤデータ（自局を示すアドレス、宛先
を示すアドレス及びデータのデータ長等から構成される
データ）等に基づいて判断する。上記判断の結果、ＣＰ
Ｕ２１は取り込んだ受信応答信号が多重ノード１０から
１５までのいずれのものか認識する（ステップ１０８〜
１１３）。また、上記応答信号が送信されないネットワ
ークがネットワークＮ２の場合には、上記同様、取り込
んだ応答信号のＩＤデータに基づき、応答信号を送信し
ない多重ノードを判断する（ステップ１１４〜１１７）
。上記判断の結果、ＣＰＵ２１は取り込んだ受信応答信
号が多重ノード１０，１６から１８までのいずれのもの
か認識する（ステップ１１８〜１２２）。

【００２２】ステップ１０８〜１１３，１１８〜１２２
において、応答信号を送信しない多重ノードを認識する
と、ＣＰＵ２１は、故障検知に基づき故障診断を行い（
ステップ１２３）、その診断結果を上記応答信号を送信
しない多重ノードの故障履歴として、ＣＰＵ２１の内部
メモリに書き込んで記憶する（ステップ１２４）。さら
に、ＣＰＵ２１は、上記診断結果に応じて故障発生信号
を必要とする多重ノードを判断すると共に（ステップ１
２５）、上記内部メモリ内に記憶した診断結果のデータ
を用いてＩＤデータや診断結果に対応したデータなどか
ら構成される故障発生信号を作成し、上記故障発生信号
をＬＳＩ２２，２３のネットワーク用の送信バッファへ
書き込む（ステップ１２６）。

【００２３】これにより、ＬＳＩ２２，２３は、送信バ
ッファへの故障発生信号の書き込みが終了すると、上記
送信バッファ内の故障発生信号を、上記ＩＤデータに応
じて上記故障発生信号を必要とするネットワークＮ１，
Ｎ２の多重ノード（この場合は故障した多重ノードを除
く全ノード）に送信する（ステップ１２７）。上記故障
発生信号の送信は、まず故障が発生したネットワークに
行った後、続いて他のネットワークに行ってもよいし、
また各多重ノードは、独自にネットワーク内の故障を察
知できるので、故障が発生していないネットワークのみ
に行ってもよい。そして、故障発生信号の送信が終了す
ると、上記処理動作を終了する。

【００２４】従って、本実施例では、例えばゲートウェ
イノード２０のネットワークＮ１に対する通信機能が故
障した場合には、ゲートウェイノード２０は他の多重ノ
ードが故障した場合と同様、定期的なチェックに基づき
自局の通信機能が異常であることを検知して、直ちにネ
ットワークＮ２に対して故障発生信号を送信することが
できる。

【００２５】次に、上記ゲートウェイノード２０を自動
車用多重システムに用いる場合を説明する。ゲートウェ
イノード２０は、インストゥルメントパネル近傍に配置
されたジョイントボックスに接続又は内蔵されたコント
ロールユニットである。上記ジョイントボックスには、
車両に配線された複数のワイヤーハーネスが接続されて
いる。図５の例では、多重バスＭＢ１２，２１が組み込
まれているダッシュボード内部のワイヤハーネス、多重
バス１１が組み込まれているダッシュボード内部のワイ
ヤハーネス、点線で示されるエンジンルームの電装品に
接続されるワイヤハーネスの端部も接続されている。

【００２６】接続された各ワイヤハーネス内の信号線（
多重バスも含む）は、ジョイントボックス内部のブスバ
ーにより形成される分岐回路に接続され、他のワイヤハ
ーネス、またジョイントボックスに内蔵（又は接続）さ
れている多重ノード２０に分岐している。但し、信号線
の一部には分岐の必要がないため、ブスバーを介さずに
直接多重ノード２０に接続されるものもある。

【００２７】また、接続された各ワイヤハーネス内の電
力線も信号線と同様である。さらに、その電力線の一部
はジョイントボックスに設けられたヒューズによって、
短絡等の事故から保護されている。また、ジョイントボ
ックス又は多重ノード２０には、スイッチング素子（リ
レー、トランジスタ）も搭載されており、電装品の一部
はこのスイッチング素子によって、回路を開閉されてい
る。

【００２８】多重ノード２０は、このようにワイヤハー
ネスから信号を入力したり、多重バスを介して信号を受
信することが可能であり、これらの信号に基づいて上記
スイッチング素子を制御して電装品を駆動させたり、又
は信号を多重バスを介して他の多重ノードに伝送したり
する機能を持つものである。上記ネットワークの診断機
能をジョイントボックス内蔵（又は接続）の多重ノード
２０に設けたのは、ジョイントボックスは電源の保護や
電源・信号の分配といった機能を持つために、多くのワ
イヤハーネスが接続されているためである。また、直接
接続できないワイヤハーネスでも同様の理由からジョイ
ントボックスの極近傍で直接接続しているワイヤハーネ
スとつながれている場合が多いからである。図５の例で
は、多重バスＭＢ１３及びＭＢ２２が組み込まれている
運転席横の床下部を通るワイヤハーネスがそれに当たる
。上記ワイヤハーネスは、多重ノード２０があるジョイ
ントボックスに直接接続することはできないが、極近傍
でコネクタＣ３，Ｃ６で多重バスＭＢ１１及びＭＢ２１
が組み込まれているワイヤハーネスに接続されている。

【００２９】このように、多重ノード２０は、複数のネ
ットワークが構成された場合に、各ネットワークの多重
バスが組み込まれているワイヤハーネスが直接接続され
ていたり、或いは極近傍まで配線されている場合が多く
なる。従って、各ネットワークの信号を中継する機能を
多重ノード２０に設けようとした場合には、すでに接続
されているワイヤハーネス、或いは極近傍まで配線され
ているワイヤハーネスに組み込まれている多重バスをつ
なぐだけでよく、効率的である。

【００３０】例えば、図５において、エンジンルームに
新たにいくつかの多重ノードを配置してもう１つのネッ
トワークを構成した場合を考えると、このネットワーク
の多重バスは、点線で示したワイヤハーネスに組み込ま
れることになるから、多重ノード２０を上記ネットワー
クに接続して中継機能をもたせようとする場合、既に上
記ワイヤハーネスは接続されているので、多重バスを分
岐して多重ノード２０につなぐだけでよいことになる。 中継機能を持つ多重ノードに多重バスをつなごうとする
と、幾つものワイヤハーネスに新たに多重バスを組み込
まなければならない場合と比較すると、上記多重ノード
２０に中継機能を設けることが効率的であることがわか
る。このように、多重ノード２０は中継機能に最適なノ
ードであるといえる。従って、多重ノード２０は、両ネ
ットワークの診断機能を設ける多重ノードとしても最適
である。

【００３１】従って、本実施例では、ゲートウェイ機能
を持つ多重ノード２０に故障診断機能を設けたので、故
障発生時に故障発生信号を、正常なネットワークに送信
することができ、これにより各多重ノードは、制御方法
の適切な切り替えを行うことができる。また、ゲートウ
ェイノード２０は、データ伝送システムにおける送受信
信号を全て把握し、データバス１０ａ、２０ａで伝送さ
れるデータを直接得ることが可能なので、ゲートウェイ
ノード２０に故障診断機能を付加することによって余分
な故障情報の伝送がなくなり、システムトータルの故障
診断を実現することができる。また、本実施例では、１
つのゲートウェイノード２０に故障診断機能を集中させ
ることによって、故障診断のためのアルゴリズムの一部
を共用できるので、総合的に考えた場合、多重ノードの
負荷は軽減されるという効果も期待できる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、通信
手段を有する複数の多重ノードが接続された少なくとも
２系統の伝送路を有し、前記各多重ノードは当該同一系
統の伝送路を介し信号伝送を行い、かつ前記多重ノード
のうちの少なくとも１つの多重ノードは前記伝送路のう
ちの複数系統の伝送路に接続され、当該伝送路間での信
号伝送を行う多重伝送方式において、前記複数系統の伝
送路に接続された少なくとも１つの多重ノードは当該多
重ノードが接続される各伝送路及び当該各伝送路に接続
された各多重ノードの異常を診断する異常診断手段を具
えたので、必要とする故障発生信号を確実に他方のネッ
トワークに中継することができ、多重伝送の高い信頼性
を得ることができ、これによりデータ伝送の効率向上を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るゲートウェイノードの構成の一実
施例を示すブロック図である。

【図２】図１に示したゲートウェイノードの故障診断に
おける処理動作を説明するためのフローチャートの一実
施例である。

【図３】図１に示したゲートウェイノードの故障診断に
おける処理動作を説明するためのフローチャートの一実
施例である。

【図４】多重伝送システムの構成を示す構成ブロック図
である。

【図５】自動車用多重伝送システムの一例を示す図であ
る。

【符号の説明】

Ｎ１，Ｎ２　　ネットワーク ＭＢ１，ＭＢ２　　多重伝送路（多重バス）１１〜１９
　　多重ノード １０、２０　　多重ノード（ゲートウェイノード）２１
　　ＣＰＵ ２２，２３　　通信制御回路（ＬＳＩ）２４，２５　　
スイッチ ２６，２７　　ドライバ・レシーバ回路（Ｄ／Ｒ）２８
，２９　　診断用Ｄ／Ｒ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　通信手段を有する複数の多重ノードが
   接続された少なくとも２系統の伝送路を有し、前記各多
   重ノードは当該同一系統の伝送路を介し信号伝送を行い
   、かつ前記多重ノードのうちの少なくとも１つの多重ノ
   ードは前記伝送路のうちの複数系統の伝送路に接続され
   、当該伝送路間での信号伝送を行う多重伝送方式におい
   て、前記複数系統の伝送路に接続された少なくとも１つ
   の多重ノードは当該多重ノードが接続される各伝送路及
   び当該各伝送路に接続された各多重ノードの異常を診断
   する異常診断手段を具えたことを特徴とする多重伝送方
   式の診断装置。
2. 【請求項２】　　前記異常診断手段は自動車用の多重伝
   送方式に用いられた際、インストゥルメントパネル近傍
   に配置され、複数のワイヤーハーネスが接続される接続
   部に設けられることを特徴とする請求項１記載の多重伝
   送方式の診断装置。