(57)【要約】【課題】エラーフレームを送信しているＥＣＵが存在し通信異常となっているバスを検出すると共に、該バスに接続されたメッセージフレームの送信周期が異常であるＥＣＵを特定する情報処理装置を提供する。【解決手段】多重通信用のバス１２を介して接続された複数の電子制御ユニット１１を中継接続ユニット２０を介して接続し、該中継接続ユニット２０で前記電子制御ユニット１１の通信を中継している車載用の多重通信装置１０であって、中継接続ユニット２０は通信異常の検出手段として、バス１２を介して電子制御ユニットから受信するメッセージフレームｍの数を、各メッセージフレームに付されたＩＤ（識別子）毎にカウントするカウンタ２１ｂと、カウンタ２１ｂでのカウント数を予め設定した単位時間あたりの基準値と比較してメッセージフレームが通信異常であると判定するカウンタ値チェック手段２２ｂとを備えていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多重通信用のバスを介して接続された電子制御ユニットを中継接続ユニットを介して接続し、異なる前記バスに属する前記電子制御ユニット間で送受信するメッセージフレームを前記中継接続ユニットで中継している車載用の多重通信装置であって、
前記バスを介して前記電子制御ユニットから受信する前記メッセージフレームの数を、各メッセージフレームに付されたＩＤ（識別子）毎にカウントするカウンタと、
前記カウンタでのカウント数を予め設定した単位時間あたりの基準値と比較して前記ＩＤのメッセージフレームが通信異常であると判定するカウンタ値チェック手段と、
を備えていることを特徴とする車載用多重通信装置。
【請求項２】
多重通信用のバスを介して複数の電子制御ユニット同士を接続している車載用の多重通信装置であって、前記複数の電子制御ユニットのうちの１つの電子制御ユニットは通信異常の検出手段として、
他の電子制御ユニットから受信するメッセージフレームの数を、各メッセージフレームに付されたＩＤ（識別子）毎にカウントするカウンタと、
前記カウンタでのカウント数を予め設定した単位時間あたりの基準値と比較して前記ＩＤのメッセージフレームが通信異常であると判定するカウンタ値チェック手段と、
を備えていることを特徴とする車載用多重通信装置。
【請求項３】
前記バスに送信されたメッセージフレームからエラーフレームを検出して通信異常のバスを特定するバス異常検知手段あるいは／および前記バスの負荷率を算出して通信異常のバスを特定するバス異常検知手段を備え、
前記カウンタ値チェック手段により、前記バス異常検知手段により通信異常と判定された前記バスを介して受信するメッセージフレームのカウント数から、前記メッセージフレームが通信異常であると判定している請求項１または請求項２に記載の車載用多重通信装置。
【請求項４】
前記カウンタ値チェック手段で通信異常と判定されたメッセージフレームの受信周期を検知する受信周期検知手段と、
前記受信周期検知手段で検知した受信周期と予め設定した基準値を比較して、前記メッセージフレームを送信した前記電子制御ユニットの通信異常を判定する受信周期チェック手段と、
を備えた請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の車載用多重通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載用多重通信装置に関し、詳しくは、多重通信用のバスを介して接続される電子制御ユニット間に通信異常が発生した場合に、該通信異常を検出するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両に搭載される電装品および電機装置の数は、車両の高機能化および高性能化に伴って急増しており、車両内の配線が複雑化すると共に大規模化している。
そこで、車両内の配線の本数増加を抑制すべく、車載電装品を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ）をシートやドアのボディ系、エンジンやスロットル等のパワートレイン系などに区分けしてグループ化し、グループ毎にグループ内に属するＥＣＵを通信線で接続すると共に、異なるＥＣＵに接続した通信線間に中継接続ユニット（ゲートウェイユニット）を介設し、該中継接続ユニットでグループ内のＥＣＵ間の通信の中継を行う車載用通信システムが採用されている。
このように、車両に搭載した多数のＥＣＵをグループ別とし、かつ、各グループ内ではＥＣＵに接続した通信線を中継接続ユニットと接続するシステムとすることで、配線数の低減化を図ると共に、中継接続ユニットを介したＥＣＵ間の通信の高速化を図っている。
【０００３】
前記した車載用通信システムにおいては、通信線上に存在する複数のＥＣＵのうちいずれかが故障して通信異常が発生すると、車両や電装品の制御に支障をきたすこととなる。よって、通信異常を発生させているＥＣＵや該ＥＣＵが接続されているバスを早期に特定して、通信異常に対する対処を迅速に開始することが好ましい。
【０００４】
そこで、特開２００３−２４４１７０号公報（特許文献１）においては、多重通信用のバスの負荷率（占有率）を算出し、バス負荷率が所定値よりも高い場合にバスの異常を検出する通信異常検出装置が提案されている。
バス負荷率とはバス上で通信されるメッセージフレームの通信時間の所定期間内に占める割合であり、通信異常検出装置はバス上にメッセージフレームが送信されているか否かをサンプリングして通信時間を求め、バス負荷率を算出してバスの通信異常を判定している。
【０００５】
また、特開２００６−２２２８００号公報（特許文献２）においては、１つのバスに接続されている複数のＥＣＵのうちの１つを監視用ＥＣＵに設定し、該監視用ＥＣＵがバスもしくは他のＥＣＵに生じた故障を検出する多重通信装置が提案されている。監視用ＥＣＵ以外の他のＥＣＵは監視用ＥＣＵに監視用フレームを送信するが、あるＥＣＵからの監視用フレームを監視用ＥＣＵが受信できない場合、監視用ＥＣＵは該ＥＣＵまたは該ＥＣＵ近傍のバスに通信異常が発生していると判定している。
【０００６】
しかし、特許文献１では通信異常を発生しているＥＣＵが接続されたバスの通信異常検出を行っており、通信異常であるＥＣＵの特定までは行っていないという問題がある。
また、あるＥＣＵが正常値を超えた送信周期で多数のメッセージフレームを送信する一方、同じ多重通信線に接続された他のＥＣＵがメッセージフレームを送信できないかメッセージフレームの送信周期が長くなっているときには、見かけ上バス負荷率が正常となることがある。このような場合、特許文献１のようにバス負荷率を用いる通信異常検出装置では、バスの通信異常の判定を行うことができないという問題がある。
【０００７】
さらに、車載用通信システムの通信プロトコルをＣＡＮとした場合、メッセージフレームにはデータを送受信するための通常フレームの他に、バスのエラーを検知したＥＣＵまたは中継接続ユニットが送信するエラーフレームがある。即ち、エラーフレームを送信しているＥＣＵ等が存在するバスは、フォーマットエラー等を含むメッセージフレームが送受信され通信異常が発生しているバスである。しかし、特許文献１では、メッセージフレームの種類を問わずメッセージフレームの通信時間からバス負荷率を算出してバスの通信異常を判定しており、エラーフレームについては何ら記載されていない。
【０００８】
さらに、特許文献２では、監視用ＥＣＵが他のＥＣＵから送信された監視用フレームを受信できるか否かで通信途絶箇所を検出しているが、監視用フレームの受信が完全に途絶してはいないが受信の周期が異常であるような場合に通信異常を検出することができないという問題がある。
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−２４４１７０号公報
【特許文献２】特開２００６−２２２８００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、エラーフレームを送信しているＥＣＵが存在し通信異常となっているバスを検出すると共に、該バスに接続されたメッセージフレームの送信周期が異常であるＥＣＵを特定するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
多重通信用のバスを介して接続された電子制御ユニットを中継接続ユニットを介して接続し、異なる前記バスに属する前記電子制御ユニット間で送受信するメッセージフレームを前記中継接続ユニットで中継している車載用の多重通信装置であって、
前記バスを介して前記電子制御ユニットから受信する前記メッセージフレームの数を、各メッセージフレームに付されたＩＤ（識別子）毎にカウントするカウンタと、
前記カウンタでのカウント数を予め設定した単位時間あたりの基準値と比較して前記ＩＤのメッセージフレームが通信異常であると判定するカウンタ値チェック手段と、
を備えていることを特徴とする車載用多重通信装置を提供している。
【００１２】
また、第２の発明として、多重通信用のバスを介して複数の電子制御ユニット同士を接続している車載用の多重通信装置であって、前記複数の電子制御ユニットのうちの１つの電子制御ユニットは通信異常の検出手段として、
他の電子制御ユニットから受信するメッセージフレームの数を、各メッセージフレームに付されたＩＤ（識別子）毎にカウントするカウンタと、
前記カウンタでのカウント数を予め設定した単位時間あたりの基準値と比較して前記ＩＤのメッセージフレームが通信異常であると判定するカウンタ値チェック手段と、
を備えていることを特徴とする車載用多重通信装置を提供している。
【００１３】
前記構成によれば、第１の発明の中継接続ユニットまたは第２の発明の複数の電子制御ユニットのうちの１つの電子制御ユニットは、他の各電子制御ユニット（ＥＣＵ）が送信するメッセージフレーム毎にカウンタを備え、該カウンタによりバスを介して受信する単位時間あたりのメッセージフレーム数を数えて基準値と比較することで、該メッセージフレームの通信異常を判定し、メッセージフレームのＩＤから該メッセージフレームを送信している異常ＥＣＵを特定することができる。
さらに、通信異常のメッセージフレームを検知することで、該メッセージフレームの通信異常の記録や所定のフェールセーフ処理等の通信異常に対する対処を迅速に行うことができる。
【００１４】
また、多重通信線に接続されたあるＥＣＵが正常値を超えた送信周期で多数のメッセージフレームを送信する一方、他のＥＣＵがメッセージフレームを送信できないかメッセージフレームの送信周期が長くなっている場合、特許文献１のようにバス負荷率を算出するだけではバスやＥＣＵが通信異常か否かを確実に判定することはできないが、本発明の車載用多重通信装置では、第１の発明の中継接続ユニットまたは第２の発明の通信異常の検出手段を備えた電子制御ユニットに送信される各メッセージフレームの数を数えているので、メッセージフレームごとに通信異常を判定することができる。
【００１５】
カウンタがメッセージフレームの数をカウントする処理は、第１の発明の中継接続ユニットまたは第２の発明の通信異常の検出手段を備えた電子制御ユニットの通常処理に組み込まれて周期的に行っている。
カウンタ値チェック手段によるＥＣＵの通信異常の判定は、前記通常処理の空き時間に行ってもよい。また、後述するバス異常検知手段によりバスの通信異常が検知された場合は、通常処理に割り込みを入れて優先的に行ってもよい。
【００１６】
また、第１の発明によれば、バスが接続された中継接続ユニット（ゲートウェイユニット）に通信異常の検出手段を備えているので、ＥＣＵが接続された複数のバスから通信異常となるバスを早期に検出できると共に、該通信異常のバスに接続されたＥＣＵから送信周期通信異常のＥＣＵを特定することができる。
さらに、第２の発明によれば、複数のＥＣＵうちの１つのＥＣＵに通信異常の検出手段を備えているので、一本のバスに接続された複数のＥＣＵから送信周期通信異常のＥＣＵを特定することができる。
【００１７】
前記バスに送信されたメッセージフレームからエラーフレームを検出して通信異常のバスを特定するバス異常検知手段、あるいは／および前記バスの負荷率を算出して通信異常のバスを特定するバス異常検知手段を備え、
前記カウンタ値チェック手段により、前記バス異常検知手段により通信異常と判定された前記バスを介して受信するメッセージフレームのカウント数から、前記メッセージフレームが通信異常であると判定することが好ましい。
【００１８】
バスにフォーマットエラーやビットエラー等を含むメッセージフレームが送信された場合、該エラーを含んだメッセージフレームを検知したＥＣＵまたは中継接続ユニットはエラーフレームを送信する。即ち、エラーフレームを送信しているＥＣＵ等が存在するバスは、フォーマットエラー等を含むメッセージフレームが送受信され通信異常が発生しているバスである。また、フォーマットエラー等を含むメッセージフレームもエラーフレームとなる。このため、バス異常検知手段は、エラーフレームを送受信したか否かを検知することで、バスに通信異常が発生しているか否かを検知することができる。
また、バス異常検知手段は、第１の発明の中継接続ユニットまたは第２の発明の通信異常の検出手段を備えた電子制御ユニットが通常フレームを各バスへ送受信する時間を計測してバス負荷率を算出し、該バス負荷率からバスに通信異常が発生しているか否かを検知することができる。
さらに、エラーを含んだメッセージフレームを受信した各ＥＣＵや中継接続ユニットが送信するメッセージフレームや、フォーマットエラー等が発生しているメッセージフレーム、ＩＤが判別できないメッセージフレームなどをエラーフレームとして、該エラーフレームを各バスへ送受信する時間を計測してバス負荷率を算出し、該バス負荷率からバスに通信異常が発生しているか否かを検知することができる。
【００１９】
バス異常検知手段により通信異常のバスを検知した場合には、カウンタ値チェック手段によって該バスに接続されたメッセージフレームの通信異常の判定を行う。このとき、カウンタ値チェック手段の処理は通常処理の空き時間ではなく、通常処理に割り込みを入れて優先的に行う。
このように、バス異常検知手段により通信異常のバスが特定された後は、該バスに接続されたＥＣＵが送信するメッセージフレームの通信異常のみを優先的に判定するので、通信異常のメッセージフレームを早期に検知することができる。また、全てのＥＣＵの通信異常を判定する場合に比べてカウンタ値チェック手段の処理を少なくすることができる。
【００２０】
前記カウンタ値チェック手段で通信異常と判定されたメッセージフレームの受信周期を検知する受信周期検知手段と、
前記受信周期検知手段で検知した受信周期と予め設定した基準値を比較して、前記メッセージフレームを送信した前記電子制御ユニットの通信異常を判定する受信周期チェック手段と
を備えることが好ましい。
【００２１】
受信周期チェック手段が通信異常と判定されたメッセージフレームの受信周期を検知することで、該メッセージフレームを送信するＥＣＵが送信周期通信異常であることを特定することができる。また、該メッセージフレームが所定期間を超えて受信できない場合には通信途絶であると特定することができる。
【発明の効果】
【００２２】
前述したように、第１の発明の車載用多重通信装置は中継接続ユニットに通信異常の検出手段を備えており、前記検出手段であるカウンタ値チェック手段が、他の電子制御ユニット（ＥＣＵ）が送信するメッセージフレーム毎にカウンタを備えて単位時間あたりのメッセージフレーム数を数え、基準値と比較することで、各メッセージフレームの送信周期が異常か否かを判定し、通信異常のＥＣＵを特定することができる。
また、第２の発明の車載用多重通信装置は複数の電子制御ユニットのうちの１つの電子制御ユニットに通信異常の検出手段を備えており、前記検出手段であるカウンタ値チェック手段が、他の電子制御ユニット（ＥＣＵ）が送信するメッセージフレーム毎にカウンタを備えて単位時間あたりのメッセージフレーム数を数え、基準値と比較することで、各メッセージフレームの送信周期が異常か否かを判定し、通信異常のＥＣＵを特定することができる。
さらに、該メッセージフレームを受信する周期を受信周期チェック手段により検知しているので、ＥＣＵが送信周期異常または通信途絶であることを特定することができる。
また、バス異常検知手段がエラーフレームを受信したか否かを検知することで、バスに通信異常が発生しているか否かを検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図３は本発明の第１実施形態を示す。
図１は本発明の車載用多重通信装置１０の構成を示し、中継接続ユニット２０（ゲートウェイユニット）は電子制御ユニット（ＥＣＵ）１１と接続した多重通信用のバス１２同士を接続し、異なるバス１２に接続されるＥＣＵ１１間でのメッセージフレームｍの送受信の中継を行っている。
【００２４】
本実施形態では、中継接続ユニット２０に２本のバス１２Ａ、１２Ｂを接続すると共に、各バス１２Ａ、１２Ｂに夫々１つのＥＣＵ１１Ａ、１１Ｂを接続している。また、多重通信の通信プロトコルはＣＡＮを用いており、バス１２上で送受信されるメッセージフレームｍとして、ＥＣＵ１１間で送受信するデータを含む通常フレームｍｏと、エラーを検出したＥＣＵ１１または中継接続ユニット２０によって送信されるエラーフレームｍｅの２種類のメッセージフレームｍを備えている。
【００２５】
中継接続ユニット２０は通信異常のＥＣＵ１１を特定するために、図２に示す動作を行っている。
まず、ステップＳ１０で中継接続ユニット２０に接続されたバス１２の異常検知を行う。後述するバス異常検知手段２２ａにより各バス１２に通信異常が発生しているかを検知している。バス１２に通信異常が発生している場合はステップＳ１１に進み、発生していない場合はステップＳ１０を繰り返す。
次に、ステップＳ１１で受信した通常フレームｍｏのカウンタ値チェックをカウンタ値チェック手段２２ｂにより行う。ステップＳ１０のバス異常検知により、通信異常であるバス１２が検知されると、該バス１２に接続されたＥＣＵ１１が送信するメッセージフレームｍの数をカウントし、単位時間内のメッセージフレームｍ数を基準値と比較して各ＥＣＵ１１が送信するメッセージフレームｍの異常を判定する。
【００２６】
ステップＳ１２で受信周期チェック手段２２ｃにより該メッセージフレームｍの受信周期を判定する。通信異常であると特定されたＥＣＵ１１が送信するメッセージフレームｍの受信周期を検知している。受信周期が異常である場合にはスタートに戻り、正常である場合にはステップＳ１３に進む。
ステップＳ１３では、メッセージフレームｍは通信途絶または送信周期異常であると判定し、該メッセージフレームｍを送信したＥＣＵ１１を通信異常のＥＣＵ１１と特定している。
【００２７】
中継接続ユニット２０はバッファ部２１と、処理部２２と、記憶部２３と、メッセージフレームｍの送受信を行う送受信部２４を備えている。
バッファ部２１Ａ、２１Ｂは中継接続ユニット２０に接続されたバス１２Ａ、１２Ｂ毎に設けており、通常フレーム受信時間計測カウンタ２１ａ−１、通常フレーム送信時間計測カウンタ２１ａ−２、エラーフレーム受信時間計測カウンタ２１ａ−３、エラーフレーム送信時間計測カウンタ２１ａ−４の４つの時間計測カウンタ２１ａを備えている。
【００２８】
通常フレーム受信時間計測カウンタ２１ａ−１及びエラーフレーム受信時間計測カウンタ２１ａ−３は、中継接続ユニット２０がＥＣＵ１１から受信する通常フレームｍｏ及びエラーフレームｍｅの受信に要する時間を計測している。また、通常フレーム送信時間計測カウンタ２１ａ−２及びエラーフレーム送信時間計測カウンタ２１ａ−４は中継接続ユニット２０がバス１２に送信する通常フレームｍｏ及びエラーフレームｍｅの送信に要する時間を計測している。中継接続ユニット２０が単位時間当たりに複数のメッセージフレームｍの送受信を行った場合、各時間計測カウンタ２１ａは、複数のメッセージフレームｍの送受信に要する時間の和を計測する。
これら４つの時間計測カウンタ２１ａは後述するバス異常検知に用いられる。
また、バッファ部２１には各バス１２に接続されたＥＣＵ１１から受信する通常フレームｍｏの数を数えるカウンタ２１ｂを、各通常フレームｍｏのＩＤ（識別子）毎に設けている。該カウンタ２１ｂはカウンタ値チェックに用いられる。
【００２９】
処理部２２はバス異常検知手段２２ａと、カウンタ値チェック手段２２ｂと、受信周期チェック手段２２ｃと、受信周期検知手段２２ｄを備えている。また、異なるバス１２に属するＥＣＵ１１間で送受信する通常フレームｍｏの中継等の通常処理を行う手段（図示せず）を備えている。
【００３０】
バス異常検知手段２２ａは、バス負荷率算出手段２２ａ−１と、エラーフレーム送信時間計測カウンタ２１ａ−３及びエラーフレーム送信時間計測カウンタ２１ａ−４のチェック手段２２ａ−２を備えている。
バス異常検知手段２２ａは２つの方法でバス１２の異常を検知しており、第１の方法は、エラーフレームの時間計測カウンタ２１ａのチェック手段２２ａ−２がエラーフレーム受信時間計測カウンタ２１ａ−３及びエラーフレーム送信時間計測カウンタ２１ａ−４の計測値を読み出し、エラーフレームｍｅの受信時間もしくは送信時間が計測されている場合に該エラーフレームｍｅが送受信されたバス１２を通信異常とする方法である。
第２の方法は、バス負荷率算出手段２２ａ−１が算出するバス負荷率を、記憶部２３に記憶したバス負荷率基準値２３ａと比較して通信異常のバス１２を特定する方法である。
【００３１】
カウンタ値チェック手段２２ｂは、バス異常検知手段２２ａで通信異常のバス１２が検知された場合に、該バス１２に接続されたＥＣＵ１１から送信された通常フレームｍｏの受信カウンタ２１ｂのカウント値と記憶部２３の受信数マップ２３ｂに記憶された各通常フレームｍｏの基準値とを比較して、通信異常のＥＣＵ１１を特定している。
受信周期検知手段２２ｄは、メッセージフレームｍの受信周期を検知している。
受信周期チェック手段２２ｃは、カウンタ値チェック手段２２ｂにより通信異常のＥＣＵ１１が特定された場合に、該ＥＣＵ１１が送信している通常フレームｍｏの受信周期を基準値と比較して、送信周期が異常であるＥＣＵを特定している。
【００３２】
記憶部２３には、バス負荷率基準値２３ａと、受信数マップ２３ｂと、受信周期基準値２３ｃを備えている。
バス負荷率基準値２３ａは、バス異常検知手段２２ａが用いる基準値であり、バス異常検知手段２２ａはバス負荷率を基準値と比較してバス１２の通信異常を判定している。
受信数マップ２３ｂは、カウンタ値チェック手段２２ｂが用いる基準値であり、各ＥＣＵ１１が送信する通常フレームｍｏの送信周期に基づいて基準値を設定している。カウンタ値チェック手段２２ｂは通常フレームｍｏの単位時間あたりの受信数を基準値と比較して通信異常のＥＣＵ１１を判定している。
受信周期基準値２３ｃは受信周期チェック手段２２ｃが用いる基準値であり、中継接続ユニット２０が受信する通常フレームｍｏの受信周期が基準値よりも長い場合は、処理部２２の受信周期チェック手段２２ｃは該通常フレームｍｏを送信しているＥＣＵ１１を通信異常であると特定する。
【００３３】
次に、本発明の中継接続ユニット２０の動作について説明する。
中継接続ユニット２０は、通常フレームｍｏ、エラーフレームｍｅの送受信に要する時間を計測し、通常フレーム受信時間計測カウンタ２１ａ−１、通常フレーム送信時間計測カウンタ２１ａ−２、エラーフレーム受信時間計測カウンタ２１ａ−３、エラーフレーム送信時間計測カウンタ２１ａ−４の４つの時間計測カウンタ２１ａに、それぞれ計測値を格納している。
また、受信するメッセージフレームｍのＩＤ毎に設けたカウンタ２１ｂに、受信したメッセージフレームｍの数のカウント値を格納している。
前記時間計測カウンタ２１ａ及びカウンタ２１ｂの処理は、中継接続ユニット２０の通常処理に組み込まれて周期的に行っている。
【００３４】
次に、前述した図２のステップＳ１０に示すように、バス異常検知手段２２ａによってバス１２の異常検知を行う。
バス異常検知手段２２ａは２つの方法でバス異常検知を行う。
まず、エラーフレームｍｅを用いる第１の方法について説明する。エラーフレームｍｅは、通常フレームｍｏにビットエラーやフォーマットエラー等が発生した場合に、該エラーを検知したＥＣＵ１１及び中継接続ユニット２０によって送信されるものであり、エラーフレームｍｅがバス１２に送信された場合は、該バス１２に通信異常が発生している。
このため、バス異常検知手段２２ａは、エラーフレームｍｅ時間計測カウンタ２１ａのチェック手段により、エラーフレーム受信時間計測カウンタ２１ａ−３、エラーフレーム送信時間計測カウンタ２１ａ−４の計測値を読み出し、計測値がゼロでなくエラーフレームｍｅの受信時間もしくは送信時間が計測されている場合には、該エラーフレームｍｅが送受信されたバス１２に通信異常が発生していると判定する。
【００３５】
次に、バス負荷率を算出して基準値と比較する第２の方法について説明する。
バス負荷率算出手段２２ａ−１は、通常フレーム受信時間計測カウンタ２１ａ−１、通常フレーム送信時間計測カウンタ２１ａ−２、エラーフレーム受信時間計測カウンタ２１ａ−３、エラーフレーム送信時間計測カウンタ２１ａ−４の４つの時間計測カウンタ２１ａの計測値を読み出す。
【００３６】
エラーフレーム受信時間計測カウンタ２１ａ−３とエラーフレーム送信時間計測カウンタ２１ａ−４の計測値は、中継接続ユニット２０がエラーフレームｍｅの送受信に要する時間を示しており、例えば図３に示すように、単位時間Ｔあたりに、エラーフレームｍｅ１とｍｅ２を受信した時間ｔ１、ｔ２の和ｔ１＋ｔ２がエラーフレーム受信時間計測カウンタ２１ａ−３の計測時間となり、エラーフレームｍｅ３とｍｅ４を送信した時間ｔ３、ｔ４の和ｔ３＋ｔ４がエラーフレーム送信時間計測カウンタ２１ａ−４の計測時間となる。エラーフレーム受信時間計測カウンタ２１ａ−３とエラーフレーム送信時間計測カウンタ２１ａ−４の計測時間の和ｔｅはｔ１＋ｔ２＋ｔ３＋ｔ４となり、エラーフレームｍｅがバス１２上に存在する時間となる。
エラーフレームｍｅのバス負荷率ＢＲｅは、式（１）で求められる。
ＢＲｅ＝ｔｅ／Ｔ×１００  （％）    ・・・式（１）
【００３７】
同様に、通常フレーム受信時間計測カウンタ２１ａ−１、通常フレーム送信時間計測カウンタ２１ａ−２の計測値は、中継接続ユニット２０が通常フレームｍｏの送受信に要する時間を示しており、図３に示すように、中継接続ユニット２０が通常フレームｍｏ１とｍｏ２を受信した時間ｔ５、ｔ６の和ｔ５＋ｔ６と、通常フレームｍｏ３とｍｏ４を送信した時間ｔ７、ｔ８の和ｔ７＋ｔ８が、それぞれ通常フレーム受信時間計測カウンタ２１ａ−１、通常フレーム送信時間計測カウンタ２１ａ−２の計測時間となる。通常フレーム受信時間計測カウンタ２１ａ−１と通常フレーム送信時間計測カウンタ２１ａ−２の計測時間の和ｔｏはｔ５＋ｔ６＋ｔ７＋ｔ８となり、通常フレームｍｏがバス１２上に存在する時間となる。
【００３８】
メッセージフレームｍがバス１２上に存在する時間Ｔａはエラーフレームｍｅと通常フレームｍｏがバス１２上に存在する時間の和ｔｅ＋ｔｏとなり、通常フレームｍｏのバス負荷率ＢＲｏは、式（２）で求められる。
ＢＲｏ＝（Ｔａ−ｔｅ）／Ｔ×１００  （％）    ・・・式（２）
また、メッセージフレームｍのバス負荷率ＢＲは、式（３）で求められる。
ＢＲ＝ＢＲｅ＋ＢＲｏ    ・・・式（３）
【００３９】
バス異常検知手段２２ａは、中継接続ユニット２０に接続されたバス１２ごとにメッセージフレームｍのバス負荷率ＢＲを算出し、記憶部２３に記憶したバス負荷率基準値２３ａと比較してバス負荷率が異常の場合には、該バス１２に通信異常が発生していると判定する。
詳細には、バス負荷率基準値２３ａとしてＡＢＲ、α、βの３つの値を記憶部２３に記憶しており、ＡＢＲは各ＥＣＵ１１から送信される通常フレームｍｏの送信周期から算出して導き出される通常バス負荷率、αは通信途絶と判定する通常フレームｍｏ送信周期異常値から算出される許容バス負荷率差分の下方差分であり、βはバス１２負荷上限規定値から算出される許容バス負荷率差分の上方差分である。このとき、ＢＲが式（４）を満たさない場合、バス１２に通信異常が発生していると判定する。
−α＜ＢＲ−ＡＢＲ、ＢＲ−ＡＢＲ＜β    ・・・式（４）
【００４０】
本実施形態では、バス異常検知手段２２ａは第１のバス異常検知方法及び第２のバス検知方法の両方を行いるが、どちらか一方だけ行ってもよい。
また、バス異常検知手段２２ａはバス異常検知を第１のバス異常検知方法及び第２のバス検知方法により複数回繰り返して行っており、継続してバス１２の異常を判定した場合に該バス１２が通信異常を発生しているバス１２であると特定している。
このように、バス異常検知手段２２ａは第１のバス異常検知方法と第２のバス検知方法を行い、いずれかの方法によりバス１２の異常を判定した場合には、次の動作であるカウンタ値チェックを行う。
【００４１】
次に、図２のステップＳ１１に示すカウンタ値チェック手段２２ｂの動作について説明する。
バス異常検知手段２２ａにより通信異常を発生しているバス１２が特定されると、中継接続ユニット２０の処理部２２は通常処理に割り込みを入れてカウンタ値のチェックを優先的に行っている。
まず、カウンタ値チェック手段２２ｂは、バッファ部２１に設けたカウンタ２１ｂのカウント値ＴＲｘを読み出す。
カウンタ２１ｂは、中継接続ユニット２０がバス１２を介して受信するメッセージフレームｍごとに設けられている。本実施形態では、図１に示すようにＥＣＵ１１Ａから通常フレームｍｏＡ−１、ｍｏＡ−２の２つのメッセージフレームｍが送信されており、カウンタ２１ｂにはｍｏＡ−１カウンタとｍｏＢ−２カウンタの２つのカウンタが設けられている。各カウンタ２１ｂには中継接続ユニット２０が受信した各メッセージフレームｍの数をＩＤ毎にカウントしたカウント値ＴＲｘが格納されている。
【００４２】
カウンタ値チェック手段２２ｂは記憶部２３から受信数マップ２３ｂを読み出し、バッファ部２１のカウント値と比較して通信異常のメッセージフレームｍを判定している。
詳細には、受信数マップ２３ｂはメッセージフレームｍのカウント値ＴＲｘの基準値ＩＲｘを、メッセージフレームｍ毎に示した表である。また、受信数マップ２３ｂには、メッセージフレームｍの受信周期毎に許容するフレーム数カウント値誤差γも記載されている。このとき、カウンタ値チェック手段２２ｂはメッセージフレームｍ毎に式（４）を満たすか否かを判定し、式（４）を満たす場合にはメッセージフレームｍのカウント値が異常であると判定する。
｜ＴＲｘ−ＩＲｘ｜≧γ      ・・・式（４）
【００４３】
また、カウンタ値チェック手段２２ｂはカウンタ値チェックによる判定を複数回繰り返して行い、継続してメッセージフレームｍのカウント値の異常を判定した場合に該メッセージフレームｍを送信しているＥＣＵ１１に通信異常が発生していると判定する。
なお、ＥＣＵ１１に通信異常が発生しているとは、ＥＣＵ１１に異常が発生している場合に加え、ＥＣＵ１１に接続されたセンサまたは機器等の故障によりメッセージフレームｍが正常に送信できない場合も含む。
【００４４】
次に、受信周期チェック手段２２ｃ及び受信周期検知手段２２ｄの動作について説明する。
受信周期検知手段２２ｄはカウンタ値チェック手段２２ｂで異常と判定されたＩＤのメッセージフレームｍを検知して、受信周期Ｔｒを検知する。
受信周期チェック手段２２ｃは記憶部２３に記憶した受信周期基準値２３ｃを読み出す。受信周期基準値２３ｃは上限値と下限値を備えており、受信周期検知手段２２ｄが検知した受信周期と比較し、該メッセージフレームｍの受信周期が受信周期基準値２３ｃの上限値よりも長ければ、通信途絶であると判定する。また、受信周期基準値２３ｃの下限値よりも短ければ、受信周期異常であると判定する。
詳細には、基準値はメッセージフレームｍの受信が正常な場合の受信周期をＴ、許容周期差分時間をｔとすると、Ｔ±ａｔと設定し、ａ＞２Ｔ／ｔとする。受信周期Ｔｒが３Ｔ未満である場合にメッセージフレームｍの通信が途絶していると判定するのは好ましくなく、Ｔ＋ａｔ＞３Ｔの場合にメッセージフレームｍが通信途絶であると判定している。
【００４５】
前記構成によれば、中継接続ユニット２０にバス異常検知手段２２ａを設けることで、異常なメッセージフレームｍを送信しているＥＣＵ１１が接続されたバス１２を特定することができる。特に、エラーフレームｍｅを受信したか否かを時間計測カウンタ２１ａにより検知することで、バス１２の通信異常を簡単に判定することができる。
さらに、カウンタ値チェック手段２２ｂを設けることで、中継接続ユニット２０は送信周期が異常なメッセージフレームｍを検知することができる。また、バス異常検知手段２２ａにより通信異常であると判定されたバス１２上で送受信されるメッセージフレームｍのカウント値だけをチェックすることで、カウンタ値チェック手段２２ｂの処理が少なくなると共に、通信異常のＥＣＵ１１を迅速に特定することができる。
さらにまた、受信周期チェック手段２２ｃを設けることで、メッセージフレームｍが通信途絶であるか、送信周期異常であるかを判定し、通信異常のＥＣＵ１１を特定することができる。
【００４６】
図４は本発明の第２実施形態を示す。
第２実施形態では、第１実施形態の図２のステップＳ１０〜Ｓ１３の動作に図４のステップＳ２０を追加している。
ステップＳ２０では中継接続ユニット２０で受信する全てのメッセージフレームｍについて、カウンタ値チェック手段２２ｂによりカウンタ２１ｂのカウント値を読み出して基準値と比較し、各メッセージフレームｍが通信異常であるか否かを判定している。また、該判定は中継接続ユニット２０の通常処理の空き時間に行っている。
ステップＳ１０のバス異常検知手段２２ａの処理も中継接続ユニット２０の通常処理の空き時間にカウンタ値チェック手段２２ｂの処理と並列に行っている。ステップＳ１０でバス１２の通信異常を検知するか、もしくはステップＳ２０でカウント値の異常を検知した場合には、処理部２２は通常処理に割り込みを入れて次のステップの動作を優先的に行い、通信異常のＥＣＵ１１を早期に特定する。
【００４７】
ステップＳ１１でもステップＳ２０と同様にカウンタ値チェック手段２２ｂによるメッセージフレームｍの通信異常の判定を行っているが、ステップＳ１１ではステップＳ１０で通信異常が検知されたバス１２から中継接続ユニット２０が受信したメッセージフレームｍに関してのみ判定を行っているのに対して、ステップＳ２０では中継接続ユニット２０で受信する全てのメッセージフレームｍについて判定を行っている点が異なっている。
また、ステップＳ２０は処理部２２の通常処理の空き時間に判定を行っているが、ステップＳ１１では、ステップＳ１０でバス１２の通信異常が検知された場合に、通常処理に割り込みを入れて優先的に行っている点が異なっている。
【００４８】
前記構成によれば、多重通信線に接続されたあるＥＣＵ１１が正常値を超えた送信周期で多数のメッセージフレームｍを送信する一方、他のＥＣＵ１１がメッセージフレームｍを送信できないかメッセージフレームｍの送信周期が長くなっている場合であっても、ステップＳ２０のカウンタ値チェック手段２２ｂにより中継接続ユニット２０に送信される各メッセージフレームｍの数を数えているので、各メッセージフレームｍごとに通信異常を判定することができる。
なお、他の構成及び作用効果は第１実施形態と同様のため、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４９】
図５は本発明の第３実施形態を示す。
第３実施形態では１本のバス１２に本発明の監視用ＥＣＵ２０を接続すると共に複数のＥＣＵ１１Ｃ、１１Ｄを接続し、該監視用ＥＣＵ２０が他のＥＣＵ１１の通信異常の発生を監視する通信異常の検出手段を備えている。
本発明の監視用ＥＣＵ２０の構成は第１実施形態の中継接続ユニット２０と同様であるが、１本のバス１２に接続しているので、バス１２と接続する送受信部２４及びバッファ部２１は１つとなっている。
【００５０】
監視用ＥＣＵ２０はバス異常検知手段２２ａにより、自身が接続されたバス１２の通信異常を検知する。該バス異常検知手段２２ａの処理は監視用ＥＣＵ２０の通常処理の余り時間に行う。
該バス異常検知手段２２ａでバス１２の通信異常を検知すると、カウンタ値チェック手段２２ｂにより、監視用ＥＣＵ２０は受信したメッセージフレームｍのうち送信周期が異常なメッセージフレームｍを検知する。該カウンタ値チェック手段２２ｂの処理は通常処理に割り込みを入れて優先的に行う。
【００５１】
さらに、受信周期チェック手段２２ｃにより、メッセージフレームｍが通信途絶であるか、送信周期異常であるかを判定し、通信異常のＥＣＵ１１を特定する。
中継接続ユニット２０が接続されていない車載用多重通信装置１０であっても、通信異常の検出手段を監視用ＥＣＵ２０に持たせることで、通信異常のＥＣＵ１１を特定することができる。
なお、他の構成及び作用効果は第１実施形態と同様のため、同一の符号を付して説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の車載用多重通信装置の第１実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】車載用多重通信装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】バス負荷率算出の説明図である。
【図４】第２実施形態を示すフローチャートである。
【図５】第３実施形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５３】
１１（１１Ａ〜１１Ｄ）  ＥＣＵ
１２（１２Ａ、１２Ｂ）  多重通信用のバス
２０  中継接続ユニット、監視用ＥＣＵ
２１  バッファ部
２１ａ  時間計測カウンタ
２１ｂ  カウンタ
２２  処理部
２２ａ  バス異常検知手段
２２ｂ  カウンタ値チェック手段
２２ｃ  受信周期チェック手段
２２ｄ  受信周期検知手段
２３  記憶部
２３ａ  バス負荷率基準値
２３ｂ  受信数マップ
２３ｃ  受信周期基準値
２４  送受信部
ｍ  メッセージフレーム
ｍｏ  通常フレーム
ｍｅ  エラーフレーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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