(57)【要約】【課題】バスの通信品質を簡易に診断できる方法を提案する。【解決手段】バス４０の通信品質の診断方法は、ノード１が、送信ボーレートを低速ボーレートから低速ボーレートの２以上の整数倍の高速ボーレートに切り替えて、バス４０の通信品質診断用のメッセージをノード２に送信するステップと、ノード２がメッセージを受信するステップと、メッセージを受信したノード２が、受信ボーレートを低速ボーレートから高速ボーレートに切り替えて、ノード２が受信したメセージの各ビットと、ノード１が送信したメッセージの各ビットとの一致及び不一致を判定するステップと、ノード２が、一致及び不一致の判定結果をノード１に通知するステップと、を含む。【選択図】図１
2019080231.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のノードと第２のノードとを接続するバスの通信品質を診断する方法であって、
前記第１のノードが、送信ボーレートを低速ボーレートから前記低速ボーレートの２以上の整数倍の高速ボーレートに切り替えて、前記バスの通信品質診断用のメッセージを前記第２のノードに送信するステップと、
前記第２のノードが前記メッセージを受信するステップと、
前記メッセージを受信した前記第２のノードが、受信ボーレートを前記低速ボーレートから前記高速ボーレートに切り替えて、前記第２のノードが受信した前記メセージの各ビットと、前記第１のノードが送信した前記メッセージの各ビットとの一致及び不一致を判定するステップと、
前記第２のノードが、前記一致及び不一致の判定結果を前記第１のノードに通知するステップと、
を含む、バスの通信品質の診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はバスの通信品質の診断方法に関わる。
【背景技術】
【０００２】
車載電子制御ユニット間を接続する車載通信ネットワークの通信規格の一つとして、ＣＡＮ（Controller Area Network）が用いられている。ＣＡＮでは、バスに接続する電子制御ユニットは、ノードと呼ばれており、各ノードが自身の判断でバス上にメッセージを流すことができる、所謂、マルチマスタ方式が採用されている。このようなマルチマスタ方式では、異常が生じたノードによるバスの占有が生じ得るため、バスの通信品質を監視するための技術が必要とされている。例えば、特開２００５−１６７８７２号公報は、車載通信ネットワークのバスを流れるデータフレーム及びエラーフレームのそれぞれを再標本化し、データフレーム及びエラーフレームの時系列データを同一画面に表示する測定装置を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１６７８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特開２００５−１６７８７２号公報に記載の測定装置は、データフレーム及びエラーフレームのそれぞれを再標本化するためのリサンプリング装置（例えば、オシロスコープ）を必要としているため、通信品質の簡易な測定には不向きである。
【０００５】
そこで、本発明は、バスの通信品質を簡易に診断できる方法を提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の課題を解決するため、本発明に関わるバスの通信品質の診断方法は、第１のノードと第２のノードとを接続するバスの通信品質を診断する方法であって、（i）第１のノードが、送信ボーレートを低速ボーレートから低速ボーレートの２以上の整数倍の高速ボーレートに切り替えて、バスの通信品質診断用のメッセージを第２のノードに送信するステップと、（ii）第２のノードがメッセージを受信するステップと、（iii）メッセージを受信した第２のノードが、受信ボーレートを低速ボーレートから高速ボーレートに切り替えて、第２のノードが受信したメセージの各ビットと、第１のノードが送信したメッセージの各ビットとの一致及び不一致を判定するステップと、（iv）第２のノードが、一致及び不一致の判定結果を第１のノードに通知するステップと、を含む。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に関わるバスの通信品質の診断方法によれば、バスの通信品質を簡易に診断することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に関わる車載通信ネットワークのハードウェア構成図である。
【図２】本発明の実施形態に関わるバスの通信品質の診断方法の流れを示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態に関わる低速ボーレートにおける信号波形と高速ボーレートにおける信号波形とを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、各図を参照しながら本発明の実施形態について説明する。ここで、同一符号は同一の構成要素を示すものとし、重複する説明は省略する。
図１は、本発明の実施形態に関わる車載通信ネットワーク１００のハードウェア構成図である。車載通信ネットワーク１００は、バス４０を通じて相互に接続された複数のノード１，２，３を備えている。ノード１，２，３は、車載電子制御ユニットであり、これらの車載電子制御ユニットは、例えば、パワートレインシステム（エンジン、トランスミッション、アンチロックブレーキシステムなど）、ボディ関連部品（ドア、シート、ミラーなど）、マルチメディアシステム（ナビゲーションシステム、オーディオシステムなど）、又は各種センサ類などの制御を行う。ノード１，２，３の何れか一つは、セントラルゲートウェイと呼ばれる車載電子制御ユニットでもよい。なお、説明の便宜上、図１では、３つのノード１，２，３が図示されているが、ノードの数は４つ以上でもよい。
【００１０】
各ノード１，２，３は、マイクロコンピュータ１０と、ＣＡＮコントローラ２０と、ＣＡＮトランシーバ３０とを備えている。マイクロコンピュータ１０は、ＣＡＮコントローラ２０を通じてバス４０との間でメッセージの送受信を行う。メッセージを送信する処理では、メッセージは、マイクロコンピュータ１０からＣＡＮコントローラ２０内のバッファメモリに一時保存され、バス４０が空いているタイミングでＣＡＮコントローラ２０からバス４０に送信される。メッセージを受信する処理では、ＣＡＮコントローラ２０によってバス４０から受信されたメッセージは、ＣＡＮコントローラ２０内のバッファメモリに一時保存され、マイクロコンピュータ１０によってフェッチされる。ＣＡＮトランシーバ３０は、バス４０を伝達する差動電圧と、メッセージとの間の信号変換処理を行う。バス４０は、ツイストペアケーブルであり、その両端には、終端抵抗５０が接続されている。ＣＡＮコントローラ２０及びＣＡＮトランシーバ３０は、例えば、ＣＡＮ−ＦＤ（CAN with Flexible Data rate）規格に対応している。
【００１１】
図２は、本発明の実施形態に関わるバス４０の通信品質の診断方法の流れを示すフローチャートである。複数のノード１，２，３のうち何れか一つ（例えば、セントラルゲートウェイ）は、バス４０の通信品質を監視するノードとして動作する。本実施形態では、ノード１が、バス４０の通信品質を監視する場合を説明する。
【００１２】
ノード１は、まず、バス４０の通信エラーの発生頻度を監視する（ステップ２０１）。通信エラーの発生頻度は、単位時間あたりの通信エラーの発生回数であり、通信エラーの発生回数は、ノード１のＣＡＮコントローラ２０内のエラーカウンタにより計測される。通信エラーの発生頻度に応じて、通信品質の診断対象となるノードが予め定められている。例えば、通信エラーの発生頻度が閾値Ｔｈ１を超えたときに、ノード１を除く一部のノード（例えば、ノード２）が、通信品質の診断対象となるノードとして選択される。或いは、通信エラーの発生頻度が閾値Ｔｈ２を超えたときに、ノード１を除く全てのノード（例えば、ノード２，３）が、通信品質の診断対象となるノードとして選択されるようにしてもよい。
【００１３】
通信エラーの発生頻度が閾値を超えると（ステップ２０２；ＹＥＳ）、ノード１は、バス４０の通信品質を診断する診断モードに遷移する（ステップ２０３）。例えば、通信エラーの発生頻度が閾値Ｔｈ１を超えると、通信品質の診断対象となるノードとして、ノード２が選択される。診断モードでは、ノード１は、送信ボーレートを低速ボーレートから高速ボーレートに切り替えて、バス４０の通信品質診断用のメッセージをノード２に送信する。ここで、高速ボーレートは、低速ボーレートの２以上の整数倍である。
【００１４】
図３は、低速ボーレートを５００ｋｂｐｓとし、高速ボーレートを２Ｍｂｐｓとしたときの信号波形を示す。同図に示すように、低速ボーレートにおける「０，１」の信号波形は、高速ボーレートにおける「０，０，０，０，１，１，１，１」の信号波形に変換される。
【００１５】
ノード２は、通信品質診断用のメッセージを受信すると、受信ボーレートを低速ボーレートから高速ボーレートに切り替えて、ノード２が受信した通信品質診断用のメセージの各ビットと、ノード１が送信した通信品質診断用のメッセージの各ビットとの一致及び不一致を判定する。通信品質診断用のメッセージのビットパターンは、全てのノード１，２，３において、既知であればよく、特定のビットパターンに限られるものではない。ノード２は、送信ボーレートを低速ボーレートから高速ボーレートに切り替えて通信品質診断用のメッセージの各ビットの一致及び不一致の判定結果をノード１に通知する。
【００１６】
図３の例に示すように、高速ボーレートが低速ボーレートの４倍である場合、低速ボーレートにおける「０」の信号波形は、高速ボーレートにおける「００００」の信号波形に変換される。例えば、ノード１が送信した高速ボーレートにおける通信品質診断用のメッセージが「００００」であるとする。ノード２が受信した通信品質診断用のメセージが「００００」である場合には、ノード２は、全てのビットが一致している旨を判定結果としてノード１に通知する。ノード２が受信した通信品質診断用のメセージが、「０００１」や「００１０」など、３ビット一致しているビットパターンである場合には、ノード２は、３ビット一致している旨を判定結果としてノード１に通知する。ノード２が受信した通信品質診断用のメセージが、「００１１」や「０１１０」など、２ビット一致しているビットパターンである場合には、ノード２は、２ビット一致している旨を判定結果としてノード１に通知する。ノード２が受信した通信品質診断用のメセージが、「０１１１」や「１１０１」など、１ビット一致しているビットパターンである場合には、ノード２は、１ビット一致している旨を判定結果としてノード１に通知する。この例では、高速ボーレートにおける信号波形の分解能は、低速ボーレートにおける信号波形の分解能の４倍であるため、リサンプリング装置を用いて４倍の分解能で再標本化したのと実質的に同等の精度でバス４０の信号品質を診断することができる。なお、図３に示すように、高速ボーレートにおける信号波形の分解能は、低速ボーレートにおける信号波形の分解能の４倍となるが、二つの信号波形のバス４０の占有時間及び実効的なデータ量は同じであるから、通信品質の診断対象として選択されていないノード間の通信遅延を引き起こす虞がない。但し、高速ボーレートは、低速ボーレートの２以上の整数倍であればよく、４倍に限定されるものではない。
【００１７】
上述の説明では、通信エラーの発生頻度が閾値Ｔｈ１を超えたときに、通信品質の診断対象となるノードとして、ノード２が選択される場合を例示したが、通信エラーの発生頻度が閾値Ｔｈ２を超えたときに、ノード１を除く全てのノード２，３が、通信品質の診断対象となるノードとして選択される場合も、同様の処理で通信品質の診断が行われる。この場合、ノード１は、通信品質診断用のメッセージの各ビットの一致及び不一致の判定結果をノード２，３から受信し、これらの判定結果を判定マップに書き込む。ノード１は、判定マップを参照することにより、各ノードの通信品質を把握することができる。
【００１８】
ノード１は、通信エラーの発生頻度が０に低下したことを検出すると（ステップ２０４；ＹＥＳ）、診断モードを解除し（ステップ２０５）、ステップ２０１の処理に戻る。診断モードが解除されると、バス４０の通信品質を監視するノード１と、通信品質の診断対象となるノード（例えば、ノード２，３）との間のメッセージの送受信は、低速ボーレートで行われる。
【００１９】
本発明の本実施形態に関わるバス４０の通信品質の診断方法によれば、高速ボーレートにおける信号波形の分解能は、低速ボーレートにおける信号波形の分解能の２以上の整数倍であるため、リサンプリング装置を用いて、２以上の整数倍の分解能で再標本化したのと実質的に同等の精度でバス４０の信号品質を診断することができる。これにより、オシロスコープなどのリサンプリング装置を用いることなく、バス４０の通信品質を簡易に測定することができる。また、通信品質の診断対象となるノードが受信ボーレートを低速ボーレートから高速ボーレートに切り替えるタイミングは、通信品質の診断対象となるノードが通信品質診断用のメッセージを受信するタイミングに依存するため、通信品質の診断対象となるノードが各自の判断で受信ボーレートを切り替えることによる切り替えタイミングのばらつきを抑制できる。
【００２０】
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更又は改良され得るととともに、本発明には、その等価物も含まれる。
【符号の説明】
【００２１】
１，２，３…ノード  １０…マイクロコンピュータ  ２０…ＣＡＮコントローラ  ３０…ＣＡＮトランシーバ  ４０…バス  ５０…終端抵抗  １００…車載通信ネットワーク
【図１】
2019080231.tif 000003
【図２】
2019080231.tif 000004
【図３】
2019080231.tif 000005