(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＡＮを構成する外部伝送路に常時接続された状態にあるトランシーバを介してデータ信号の送受信を行う通信装置であって、
データ信号を送信する送信手段と、
データ信号を受信する受信手段と、
前記外部伝送路から送られ前記トランシーバから出力されるデータ信号と前記送信手段から出力されるデータ信号の何れか一方を選択しその選択したデータ信号を前記受信手段に送る信号選択手段と、
前記送信手段と前記トランシーバとの間に設けられた開閉手段と、
ループバックテストの実行要求があった場合に、前記信号選択手段に対し前記送信手段から出力されるデータ信号を選択させるとともに、前記開閉手段を信号遮断状態に制御する制御手段とを備えたことを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記ＬＡＮは、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式であることを特徴とする請求項１記載の通信装置。
【請求項３】
前記ＬＡＮは、車両に配設されたネットワークであることを特徴とする請求項１または２記載の通信装置。
【請求項４】
請求項３記載の通信装置を有するマイクロコンピュータと、前記通信装置とＬＡＮを構成する伝送路との間に設けられたトランシーバとを備え、
前記トランシーバは前記伝送路に常時接続されており、
前記通信装置の制御手段により実行される第１のループバックテストと、前記通信装置の送信手段から送信されたデータ信号が前記トランシーバを経由して受信手段に戻される第２のループバックテストとを選択的に実行可能であることを特徴とする車両用電子制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＡＮを構成しループバックテストを実行可能な通信装置およびその通信装置を備えた車両用電子制御装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
車両例えば自動車には、エンジン制御、ブレーキ制御、インパネ制御、ドア制御、エアコン制御などを行うために多数のＥＣＵ(Electronic Control Unit)が搭載されている。各ＥＣＵは、通信回路を内蔵したマイクロコンピュータ（以下、マイコンと称す）とトランシーバ（ドライバ／レシーバ）とを備えており、車両に配設された伝送路とともに車両用ＬＡＮを構成している。
【０００３】
この車両用ＬＡＮにおいて通信エラーが生じた場合、自局側の通信回路やトランシーバの故障、相手局側の通信回路やトランシーバの故障、伝送路の故障、過密な通信トラフィックなど種々の原因が考えられ、真の原因が分りづらいという事情がある。そこで、通信エラーの発生原因を探るテスト方法の一つとしてループバックテストが用いられている。
【０００４】
図３は、従来から用いられているループバックテストの実行態様を示している。ＥＣＵ１において、マイコン２内の通信回路３から送信された信号は、トランシーバ４を介して伝送路５に送り出されるとともに通信回路３に戻されるようになっている。マイコン２は、通信回路３の送信データと受信データとを比較することにより、エラー原因が自局側にあるか否かを診断し、その診断結果をダイアグ情報として保存するようになっている。
【０００５】
しかしながら、このループバックテストでは以下のような不都合がある。
第１に、自局側に通信エラーの原因があると判明した場合であっても、ダイアグ情報のみからではマイコン２とトランシーバ４の何れに原因があるのかを判断できない。
【０００６】
第２に、通信エラーが生じるとマイコン２はループバックテストを実行するが、このテスト中にテストデータが伝送路５に送出されてしまう。その結果、例えば車両用ＬＡＮの通信方式にＣＳＭＡ／ＣＤ(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)方式を採用している場合、送出されたテストデータにより他局の送信データとの衝突が発生し易くなり通信速度の低下などが生じてしまう。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、通信エラーの原因箇所をより詳しく特定できるとともに、通信テスト中において不要なテストデータの送出を極力防止できる通信装置およびその通信装置を備えた車両用電子制御装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載した手段によれば、ループバックテストの実行要求がない場合にあっては、送信手段から出力されたデータ信号は、閉状態に制御された開閉手段とトランシーバを通して外部伝送路に出力され、外部伝送路から送られトランシーバから出力されるデータ信号は、信号選択手段により選択されて受信手段に送られる。この場合、ＬＡＮによる通常の通信が可能であるとともに、従来と同様に当該通信装置および前記外部伝送路との接続点までを含んだループバックテストを実行できる。
【０００９】
これに対し、ループバックテストの実行要求がある場合にあっては、送信手段から出力されたデータ信号は、開状態に制御された開閉手段により遮断されて外部伝送路に出力されず、信号選択手段により選択されて受信手段に送られる。これにより、当該通信装置の内部に限ったループバックテストを実行できる。
【００１０】
従って、上記２通りのループバックテストを実行することにより、通信エラーの原因箇所をより詳しく特定できる。また、当該通信装置の内部に限ったループバックテストを実行中は、送信手段から出力されたデータ信号が外部伝送路に出力されないので、ＬＡＮにおける他の通信の妨げとなることを防止できる。
【００１１】
請求項２に記載した手段によれば、当該通信装置の内部に限ったループバックテストを実行中に、テスト用のデータ信号と他の通信装置が送信したデータ信号との衝突を防止することができ、他の通信装置相互間の通信速度の低下などを防止することができる。
【００１２】
請求項３に記載した手段によれば、当該通信装置は車両に配設されたＬＡＮにおいて使用される。車両用ＬＡＮは、その一部の通信装置に通信障害が生じてもその他の通信を極力維持すべき要請が高い。本手段によれば、通信障害の発生した通信装置が通信装置の内部に限ったループバックテストを実行する時に、他の通信への影響を極力防止できる。
【００１３】
請求項４に記載した手段によれば、車両用電子制御装置は、通信装置の制御手段により実行される第１のループバックテストと、通信装置の送信手段から送信されるデータ信号がトランシーバを経由して受信手段に戻される第２のループバックテストとを選択的に実行可能であるので、通信エラーの原因箇所をより詳しく特定できる。また、第１のループバックテストを実行しても、ＬＡＮにおける他の通信を妨げることがない。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図１および図２を参照しながら説明する。
図１は、車両（例えば自動車）に配設された車両用ＬＡＮの電気的構成を示している。車両には、エンジン制御、ブレーキ制御、インパネ制御、ドア制御、エアコン制御などを行うための多数のＥＣＵ１１ａ、１１ｂ、…、１１ｎ(車両用電子制御装置に相当)が搭載されている。
【００１５】
各ＥＣＵ１１ａ、１１ｂ、…、１１ｎは、ワンチップ化されたマイクロコンピュータ１２、ドライバおよびレシーバからなるトランシーバ１３、電源回路１４（図２参照）などを備えており、それぞれ車両用ＬＡＮを構成する伝送路１５に接続されている。本実施形態では、２種類の車両用ＬＡＮを用いているが、図１には伝送路１５による１つのネットワーク（後述するボデー系の車両用ＬＡＮ）のみが示されている。
【００１６】
また、図１にはマイコン１２に関し車両用ＬＡＮに関係する回路（後述する車両用ＬＡＮ通信回路３５）のみが示されているが、マイコン１２は図２に示すように多数の機能回路を有している。すなわち、マイコン１２の電気的構成を示す図２において、マイコン１２はＣＰＵ１６を有し、このＣＰＵ１６には高速のバス１７を介してＲＡＭ１８が接続されている。また、バス１９を介してＲＯＭ２０、ＤＭＡコントローラ２１、クロック発振器２２、割り込みコントローラ２３、ウォッチドッグタイマ２４およびバスステートコントローラ２５が接続されている。
【００１７】
バスステートコントローラ２５には、周辺回路用のバス２６を介してＩ／Ｏポート２７、Ａ／Ｄ変換器２８、Ｄ／Ａ変換器２９、外部ＥＥＰＲＯＭインターフェース回路３０、ＰＷＭシリアル通信回路３１、クロック同期シリアル通信回路３２、クロック非同期シリアル通信回路３３、タイマ回路３４および車両用ＬＡＮ通信回路３５、３６（通信装置に相当）が接続されている。
【００１８】
ここで、車両用ＬＡＮ通信回路３５は、エンジン制御、ドア制御、エアバッグ制御などのボデー系の制御を行う各ＥＣＵ１１ａ、１１ｂ、…、１１ｎをリング状に繋いで単線電圧駆動するネットワークにおいて用いられる。また、車両用ＬＡＮ通信回路３６は、オーディオ装置やナビゲーション装置を繋いで差動電圧駆動するネットワークにおいて用いられる。両ネットワークはともにＣＳＭＡ／ＣＤ方式を採用しており、インパネＥＣＵを介して相互に接続されている。
【００１９】
電源回路１４は、マイコン１２とは別のＩＣとして構成されたシリーズレギュレータであって、Ｉ／Ｏポート２７、Ａ／Ｄ変換器２８およびＤ／Ａ変換器２９に対し５Ｖの制御電圧を供給し、その他の回路に対し３Ｖの制御電圧を供給するようになっている。
【００２０】
さて、図１についてさらに詳しく説明する。車両用ＬＡＮ通信回路３５は、シリアルのデータ信号を送信する送信回路３７（送信手段に相当）、データ信号を受信する受信回路３８（受信手段に相当）、制御信号Ｓａを出力しループバックテストにおける信号フローを制御するテスト制御回路３９（制御手段に相当）、送信回路とトランシーバ１３との間に介在するバッファ回路４０（開閉手段に相当）、および受信信号切替回路４１（信号選択手段に相当）から構成されている。制御信号Ｓａはバッファ回路４０の制御端子に入力されており、バッファ回路４０は、制御信号ＳａがＬレベルの場合に信号通過状態となり、制御信号ＳａがＨレベルの場合に信号遮断状態となる。
【００２１】
受信信号切替回路４１において、ＡＮＤゲート回路４３は、送信回路３７の送信信号と制御信号Ｓａとを入力し、ＡＮＤゲート回路４４は、トランシーバ１３からの受信信号とインバータ４２により論理反転された制御信号／Ｓａとを入力するようになっている。ＯＲゲート回路４５は、上記ＡＮＤゲート回路４３、４４の出力信号を入力し、その論理和信号を受信回路３８に対し出力するようになっている。
【００２２】
トランシーバ１３において、バッテリ電圧ＶＢを有する電源線４６とグランド線４７との間には抵抗４８、４９、５０が直列に接続されており、抵抗４８、４９の共通ノードｎ１とグランド線４７との間にはトランジスタ５１が接続されている。ノードｎ１は、伝送路１５に接続されている。トランジスタ５１のベースはバッファ回路４０の出力端子に接続され、抵抗４９、５０の接続ノードｎ２は上述したようにＡＮＤゲート回路４４の入力端子に接続されている。
【００２３】
次に、車両用ＬＡＮ通信回路３５を用いた通信について説明する。当該作用は、車両用ＬＡＮ通信回路３６を用いた通信についても同様となる。
ＥＣＵ１１ａ、１１ｂ、…、１１ｎは、それぞれマイコン１２に内蔵された車両用ＬＡＮ通信回路３５を用いて、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式により相互にデータ通信を実行する。各ＥＣＵ１１ａ、１１ｂ、…、１１ｎにおいて通信が正常に行われている場合、それぞれのテスト制御回路３９は、ＣＰＵ１６からの指令によりＬレベルの制御信号Ｓａを出力している。
【００２４】
伝送路１５を通してトランシーバ１３に入力された信号は、抵抗４９、５０で分圧されて受信信号としてマイコン１２に入力される。マイコン１２の受信信号切替回路４１では、ＡＮＤゲート回路４４がゲート開状態とされることによりトランシーバ１３からの受信信号が選択されて受信回路３８に入力される。
【００２５】
一方、送信回路３７から出力されたシリアルのデータ信号は、バッファ回路４０を通過してトランシーバ１３に入力され、トランシーバ１３はそのデータ信号を反転、レベルシフトした上でノードｎ１から伝送路１５に対し出力する。この送信信号は、同時にマイコン１２に戻され受信回路３８により受信される。図示しない通信制御回路は、送信データと受信データとの比較に基づいて送信信号の衝突を検出する。
【００２６】
これに対し、例えばＥＣＵ１１ａで通信エラーが発生した場合には、以下のように動作する。
送信信号の衝突が検出されると、車両用ＬＡＮ通信回路３５の送信回路３７は、予め設定された回数を上限としてデータの再送を行う。一方、ＣＰＵ１６は、一旦セットした送信要求フラグが所定時間を経過してもリセットされない場合（つまり送信が完了しない場合）、車両用ＬＡＮ通信回路３５をソフトウェアリセットし、再設定の後リトライを行う。このリトライで送信されるデータは、その送信時における最新のデータである。
【００２７】
ＣＰＵ１６は、リトライによっても送信を完了させることができない場合には故障による通信障害が発生したと判断し、テスト制御回路３９にループバックテストを実行させる。テスト制御回路３９は、まずＬレベルの制御信号Ｓａを出力し、マイコン１２からの送信信号がトランシーバ１３を経由してマイコン１２に戻されるループでのループバックテストＡ（第２のループバックテストに相当）を実行する。ただし、既に当該ループを用いた上記リトライで通信エラーが生じているため、このループバックテストＡは省略しても良い。
【００２８】
次に、テスト制御回路３９はＨレベルの制御信号Ｓａを出力し、マイコン１２からの送信信号が受信信号切替回路４１のＡＮＤゲート回路４３を介して直接受信回路３８に戻るループでのループバックテストＢ（第１のループバックテストに相当）を実行する。ＣＰＵ１６は、これら２通りのループバックテストＡ、Ｂの結果に基づいて以下のように故障箇所を特定する。
【００２９】
▲１▼ループバックテストＡ：異常／ループバックテストＢ：異常  の場合
マイコン１２、特には車両用ＬＡＮ通信回路３５に故障がある。
▲２▼ループバックテストＡ：異常／ループバックテストＢ：正常  の場合
マイコン１２は正常である。トランシーバ１３、伝送路１５または他のＥＣＵ１１ｂ、…、１１ｎに故障がある。
【００３０】
また、上述した故障態様の例では生じないが、他の故障態様の下では以下の▲３▼のテスト結果も生じうる。
▲３▼ループバックテストＡ：正常／ループバックテストＢ：異常
この場合、ＣＰＵ１６は、車両用ＬＡＮ通信回路３５のうちの送信回路３７と受信回路３８、およびトランシーバ１３は正常であると判断し、テスト制御回路３９または受信信号切替回路４１を故障箇所として特定する。
【００３１】
以上説明したように、車両用ＬＡＮを構成する各ＥＣＵ１１ａ、１１ｂ、…、１１ｎは、車両用ＬＡＮ通信回路３５、３６を内蔵したマイコン１２とトランシーバ１３とを備え、その車両用ＬＡＮ通信回路３５、３６は２通りのループバックテストＡ、Ｂを選択的に実行可能となっている。すなわち、マイコン１２から一旦出力された信号をトランシーバ１３を経由して再びマイコン１２に戻すループバックテストＡと、マイコン１２の送信回路３７から出力された信号をマイコン１２の内部において直接受信回路３８に戻すループバックテストＢである。これにより、通信エラーの原因となる部分（故障箇所）を詳しく特定できる。
【００３２】
また、車両用ＬＡＮ通信回路３５、３６は、テスト制御回路３９から出力される制御信号Ｓａにより開閉制御されるバッファ回路４０を備え、マイコン１２の内部に限ったループバックテストＢの実行中は、送信回路３７から出力された信号が伝送路１５に出力しないようになっている。従って、ループバックテストＢの実行中に、テスト用のデータ信号と他のＥＣＵが送信したデータ信号とが衝突することを防止することができ、ループバックテストＢの実行による他の通信への影響を除くことができる。
【００３３】
なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように変形または拡張が可能である。
トランシーバ１３は、マイコン１２からの送信信号を常時マイコン１２に戻す構成とされているが、ループバックテストＡを実行する時のみ送信信号を戻す構成としても良い。この場合には、通信障害が発生した場合に、ループバックテストＡを省略することなく実行する。
【００３４】
通信方式は、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式に限らずトークンパッシング方式などの他の方式であっても良い。
【００３５】
上述したマイコン１２の構成は一例であって、この構成要素のうちの一部の構成のみを有していても良く、また他の機能回路を有していても良い。また、車両用ＬＡＮ通信回路３５の使用態様（用途）も上述したものに限られない。
本発明に係る通信装置は、車両用ＬＡＮに限られず、他の種類のＬＡＮ例えば構内に設置されたＬＡＮなどにも適用可能である。また、通信装置をマイコンに組み込まずに用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す車両用ＬＡＮの電気的構成図
【図２】マイコンの電気的構成を示すブロック図
【図３】従来技術におけるループバックテストの実行態様を示す図
【符号の説明】
１１ａ、１１ｂ、…、１１ｎはＥＣＵ（車両用電子制御装置）、１２はマイクロコンピュータ、１３はトランシーバ、１５は伝送路、３５、３６は車両用ＬＡＮ通信回路（通信装置）、３７は送信回路（送信手段）、３８は受信回路（受信手段）、３９はテスト制御回路（制御手段）、４０バッファ回路（開閉手段）、４１は受信信号切替回路（信号選択手段）である。
【図１】
0003896860.tif 000002
【図２】
0003896860.tif 000003
【図３】
0003896860.tif 000004