JP3486990B2 - シリアル通信装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はシリアル通信装置に関
し、例えば、エンジンの電子制御装置やトランスミッシ
ョンの電子制御装置等、車両に搭載される各種電子制御
装置とこれに外部接続される診断ツール（診断装置）と
の間で診断のためのデータ通信を行う通信システムにあ
って、それら電子制御装置でのデータ受信能率を高める
ための通信装置構成の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の車両のエレクトロニクス化は目ざ
ましく、エンジンやトランスミッションをはじめとする
車両各部の車載機器が、マイクロコンピュータによって
高度に電子制御化されている。このため、それら車載機
器の制御性は飛躍的に高められるに至っているが、反
面、それら車載機器の故障診断は益々複雑なものになっ
てきている。

【０００３】このため、多くの車載電子制御装置は、自
己診断機能が付加されて、その対象とする車載機器の制
御に併せ同車載機器や制御装置自らの故障診断をも行う
ように改良されたり、或いはまた、診断ツールと称され
る外部診断装置に接続され、該診断ツールによる支援の
もとに、より高度な故障診断や診断データの解析を行う
ことのできるシステムとして改良されるなど、それら益
々複雑になりつつある車両システムの診断に対処するた
めの様々な工夫が講じられている。特に、上記外部診断
ツールによる支援のもとに車載用の各種電子制御装置を
介して車両システムの診断を行う方法は、所望とされる
任意の診断データを外部から柔軟に指定することがで
き、しかもそれら取り込んだ診断データに基づき信頼性
の高い解析を行うことのできる方法として近年注目を集
めている。

【０００４】ところで、こうして外部診断ツールを用い
て車両システムの診断を行う場合、通常は、国際規格Ｉ
ＳＯ−９１４１に定められた図６に示されるようなシス
テム構成に基づいて、それら診断ツールと上記電子制御
装置との間でのデータ通信が行われる。

【０００５】すなわち同規格にあっては、Ｋラインと称
される双方向通信線１本のみを使用して、或いは、Ｌラ
インと称される単方向通信線をこのＫラインに加えた２
本の通信線を使用して、診断のためのシリアルデータ通
信が実行される。

【０００６】ここで、Ｋラインは通常、診断ツールと電
子制御装置との間のデータリンクを確立するとき、すな
わち診断ツールから診断対象となる電子制御装置へその
アドレス情報を伝えて初期化するときに、上記Ｌライン
と共に使用されるほか、この初期化の終了後には、診断
ツールと当該電子制御装置との間での各種メッセージを
授受するための通信路として単独に使用される。

【０００７】他方、診断ツール側からの単方向通信線で
あるＬラインは、同診断ツールから診断対象となる電子
制御装置へそのアドレス情報を伝えて初期化するときに
のみ、それら電子制御装置に通信の開始を指示する通信
路として使用され、それ以外のときには、アイドル状態
（論理Ｈ（ハイ）レベル）に維持される。

【０００８】したがって、上記電子制御装置としても、
これらＫライン及びＬラインにそれぞれ対応した各２つ
の通信端子ＴＭ１及びＴＭ２を有していることが上記通
信の開始の有無を正確に把握する上で望ましいが、実情
としては同図６にも示されるように、全ての電子制御装
置にそれら２つの通信端子が設けられているとは限らな
い。

【０００９】そこで、同規格では上述したように、Ｋラ
イン１本のみを使用しても当該通信システムを構成する
ことができるようにしているとともに、たとえその場合
であっても正常にデータの授受が行われるように、その
通信仕様、並びに通信手順を取り決めている。図７に、
該規格ＩＳＯ−９１４１の取り決めのもとに上記Ｋライ
ンを通じて実行される通信手順の一例を示す。

【００１０】この図７に示されるように、同規格にあっ
ては、 （１）診断ツールから診断対象となる電子制御装置に対
し、データＤ１として、その該当する電子制御装置の
「アドレス」情報が送られる。なお、この「アドレス」
情報の送信は、それら装置間でのデータリンクが確実に
形成されるように、５ｂｐｓ（ビット／秒）といった低
い伝送速度にて行われる。 （２）上記アドレス情報を受信し、これが自らのアドレ
スを示すものである旨判断した電子制御装置は、診断ツ
ールに対し、データＤ２、Ｄ３、及びＤ４としてそれぞ
れ、「同期信号」、「キーワード１」、及び「キーワー
ド２」を順次送信する。なお、これらデータＤ２〜Ｄ４
の送信を含む以降のデータ通信は、１０．４Ｋｂｐｓと
いった高い伝送速度に切り替えられて実行される。 （３）上記データＤ２〜Ｄ４を受信した診断ツールは、
確認のため、データＤ５として上記「キーワード２」の
論理反転データ「／キーワード２」を形成して、これを
当該電子制御装置に送信する。 （４）該「キーワード２」の論理反転データ「／キーワ
ード２」を受信した電子制御装置は、更なる確認のた
め、データＤ６として、自らの「アドレス」の論理反転
データ「／アドレス」を形成してこれを診断ツールに送
信する。 （５）以上、（１）〜（４）のデータ授受を通じて診断
対象となる電子制御装置を確認した診断ツールは初期化
を完了し、次にデータＤ７として、所定の診断を開始す
るための「第１の要求メッセージ」を同電子制御装置に
対し送信する。 （６）該「第１の要求メッセージ」を受信した電子制御
装置は、同要求に応えるべく「応答メッセージ」をデー
タＤ８として形成してこれを診断ツールに送信する。 （８）該「応答メッセージ」を受信した診断ツールはそ
の後、必要に応じて第２、第３…の「要求メッセージ」
を当該電子制御装置に対し送信し、最後の「要求メッセ
ージ」に対する最後の「応答メッセージ」を同電子制御
装置から受信することで、当該診断にかかる通信を終了
する。 （９）また診断ツールは、診断の再実行や通信異常によ
るやり直し等、必要に応じて上記５ｂｐｓといった低速
度での「アドレス」情報の送信を繰り返す（データＤ１
０）。 といった手順のもとに、上記診断のためのデータ通信が
実行される。

【００１１】なお、上記データやメッセージを構成する
各データバイトのビットフォーマットには、例えば図８
に示されるような８ビットからなるＮＲＺ（ノン・リタ
ーン・ゼロ）方式が採用されている。そして、その先頭
に論理Ｌ（ロー）レベルのスタートビットが、またその
末尾に論理Ｈ（ハイ）レベルのストップビットがそれぞ
れ付加されて、それらデータバイトの存在が認識される
ようになっている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】このように、専用の同
期線を必要としない非同期通信にあっては、信号線上に
送出されるデータの上記スタートビットエッジを検出
し、その後、１ビット時間毎に規定のビット長分だけサ
ンプリングを行って、それらデータを取り込むこととな
る。

【００１３】このことは換言すれば、上記スタートビッ
トエッジの検出後、規定ビット長のサンプリングが終了
しない限り、たとえ通信異常が発生していたとしても、
その異常を検出することができないことにもなる。な
お、通信異常が検出された場合には、上述した「アドレ
ス」情報の授受をはじめとする初期化から通信がやり直
しされ、受信側でも、同「アドレス」情報を受信するた
めの上記５ｂｐｓといった低速度でのサンプリングから
やり直しされる。

【００１４】一方、車両診断用通信システムの国際規格
である上記ＩＳＯ−９１４１の通信手順のように、一連
の通信を行う毎に、低い伝送速度でのデータ通信と高い
伝送速度でのデータ通信とが混在するプロトコルにおい
ては、・ノイズ等によって通信同期にずれが生じ、高い
伝送速度で送信されたデータを誤って低速サンプリング
によって受信してしまう。といった事態も往々にして発
生する。

【００１５】そして、このような事態が発生した場合に
は、非同期通信としての上記性質とも相まって、 （イ）上記低速サンプリングをその規定ビット長分だけ
行った後、はじめてその通信異常を検出することができ
るようになる。すなわち、異常検出までに時間がかか
る。 （ロ）またこのため、通信同期の復帰が遅れ、車両の診
断時間そのものが長引いてしまう。といったような不都
合が生ずることともなる。このことを、図９を併せ参照
して更に詳述する。

【００１６】すなわちいま、図９（ａ）に示される態様
で送信されたとする診断ツールからの送信データに対
し、電子制御装置側では同図９（ｂ）に示されるよう
に、データＤ１１の受信処理Ｐ１において何らかのエラ
ーＥが発生したとする。この場合同電子制御装置側で
は、上述した低速度でのサンプリングからやり直そうと
するため、高速にて送信されているデータＤ１２のスタ
ートビットエッジの検出に伴い、低速サンプリングによ
る受信処理Ｐ２を開始してしまう。そして、一旦こうし
て低速サンプリングによる受信処理Ｐ２が開始されてし
まうと、その規定ビット長（上記例の場合には、２００
ｍｓ×１０ビット＝２ｓ長）のサンプリングが終了する
まではその異常を検出することができなくなる。このた
め、同電子制御装置側では、この受信処理Ｐ２の終了
後、再度、低速データＤ１３に対する低速サンプリング
による受信処理Ｐ３を同図９（ｂ）に示される態様で実
行することとなる。因みに上記規格ＩＳＯ−９１４１に
よれば、診断ツールが通信の異常を判断し、上記５ｂｐ
ｓといった低速でのデータ（「アドレス」情報）の再送
信を開始する最大時間が３００ｍｓに定められているた
め、最悪の場合には、こうした同期ずれを起こしたま
ま、上記低速データの授受が永久に繰り返されることも
ある。

【００１７】なお従来、電子制御装置側における上記受
信データのサンプリング速度の切り替えは、それら専用
のサンプリング速度が設定された受信レジスタを置き換
えることによって実現されている。

【００１８】また、以上では便宜上、国際規格ＩＳＯ−
９１４１に準拠した、診断ツールと各種車載電子制御装
置との間でのデータ通信についてのみ言及したが、非同
期のシリアル通信において、伝送速度の異なるデータが
混在して授受される環境にあっては、上記実情も概ね共
通したものとなっている。

【００１９】この発明は、こうした実情に鑑みてなされ
たものであり、上記伝送速度の異なるデータが混在して
授受される非同期シリアル通信環境にあっても、異常発
生時の時間的ロスを好適に解消することのできるシリア
ル通信装置を提供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】こうした目的を達成する
ため、請求項１記載の発明では、伝送速度の異なるシリ
アルデータを非同期にて受信するシリアル通信装置にお
いて、前記シリアルデータの立下り及び立上りエッジを
検出するエッジ検出手段と、低速度サンプリングによる
データ受信時、前記エッジ検出手段による最初のエッジ
検出時刻と次のエッジ検出時刻との差分時間が低伝送速
度データの１ビット時間よりも短いとき通信異常と判断
し、前記エッジ検出手段による更に次のエッジ検出タイ
ミングに基づいて該低速度サンプリングによるデータ受
信をやり直す異常処理手段とを具えるようにする。

【００２１】また、請求項２記載の発明では、前記エッ
ジ検出手段を、前記シリアルデータを授受する通信端子
とは別途に設けられて同シリアルデータの論理レベル推
移を閾値判定する専用のエッジ検出端子を具えるものと
して構成する。

【００２２】また、請求項３記載の発明では、前記エッ
ジ検出手段を、前記シリアルデータを受信する通信端子
から入力されるデータを決められた所定の時間間隔でサ
ンプリングし、それらサンプリングしたデータ各々の信
号レベルがその前後で所定のレベル差を呈するとき、前
記エッジである旨をソフトウェア的に検出するものとし
て構成する。

【００２３】また、請求項４記載の発明では、前記非同
期によるシリアルデータ通信は、スレーブ装置として車
両に搭載された複数の電子制御装置とマスタ装置である
外部装置若しくは車両に搭載された電子制御装置の１つ
とが通信路を介して接続された通信システム内で実行さ
れるものとし、前記低伝送速度データは、前記マスタ装
置と前記スレーブ装置との間でデータリンクを確立する
際、マスタ装置からスレーブ装置に対して最初に送信さ
れる同スレーブ装置のアドレスデータであるとし、前記
シリアル通信装置は、該スレーブ装置において前記アド
レスデータを低速度サンプリングにより受信するもので
あるとする。

【００２４】

【作用】伝送速度の異なるデータが混在して授受される
非同期シリアル通信環境にあって、ノイズ等により通信
同期にずれが生じ、高い伝送速度で送信されたデータを
誤って低速サンプリングによって受信したような場合、
低速サンプリングをその規定ビット長分だけ行った後、
はじめてその通信異常が検出されるようになることは前
述した通りである。

【００２５】そしてこのため、異常検出までに時間がか
かり、最悪の場合には、同期ずれを起こしたまま、低伝
送速度データの授受が永久に繰り返されることがあるこ
とも前述した。

【００２６】そこで、請求項１記載の発明によるよう
に、上記エッジ検出手段及び異常処理手段を具え、 ・低速度サンプリングによるデータ受信時、エッジ検出
手段による最初のエッジ検出時刻と次のエッジ検出時刻
との差分時間が低伝送速度データの１ビット時間よりも
短いとき通信異常と判断し、エッジ検出手段による更に
次のエッジ検出タイミングに基づいて該低速度サンプリ
ングによるデータ受信をやり直す。といった異常処理を
行うようにすれば、この低速度サンプリングによるデー
タ受信の途中であっても、上記「エッジ検出手段による
更に次のエッジ検出タイミング」には通信異常である旨
が確実に検出されるようになる。そして、同タイミング
から該低速度サンプリングによるデータ受信をやり直す
ことで、最も短い場合には、当該タイミングをもってそ
の通信同期が復帰されるようになる。少なくともこのよ
うな異常処理によれば、前述した異常発生時の時間的ロ
スは好適に解消され、より短い時間で、しかも確実に通
信同期が復帰されるようになる。

【００２７】また、請求項２記載の発明によるように、
上記エッジ検出手段を、 ・前記シリアルデータを授受する通信端子とは別途に設
けられて同シリアルデータの論理レベル推移を閾値判定
する専用のエッジ検出端子を具えるもの。として構成す
れば、すなわち、上記エッジの検出をハードウェア的に
行う構成とすれば、上記シリアルデータの伝送速度や、
受信サンプリング速度を問わず、同シリアルデータの確
実なエッジ検出が可能となる。

【００２８】また、請求項３記載の発明によるように、
前記エッジ検出手段は、 ・前記シリアルデータを受信する通信端子から入力され
るデータを決められた所定の時間間隔でサンプリング
し、それらサンプリングしたデータ各々の信号レベルが
その前後で所定のレベル差を呈するとき、前記エッジで
ある旨をソフトウェア的に検出するもの。として構成す
ることもできる。すなわち、このエッジ検出に基づく上
記異常処理は、低速度サンプリングによるデータ受信時
に実行されるものであるため、このようにソフトウェア
的にシリアルデータのエッジ検出を行う構成であって
も、速度的には十分に対応することができる。しかもこ
の場合には、上記請求項２記載の発明によるような専用
のハードウェアが不要であり、同エッジ検出手段をより
簡便に実現することができるようにもなる。

【００２９】また、請求項４記載の発明によるように、
前記非同期によるシリアルデータ通信が、 ・スレーブ装置として車両に搭載された複数の電子制御
装置とマスタ装置である外部装置若しくは車両に搭載さ
れた電子制御装置の１つとが通信路を介して接続された
通信システム内で実行されるもの。とし、また前記低伝
送速度データが、 ・前記マスタ装置と前記スレーブ装置との間でデータリ
ンクを確立する際、マスタ装置からスレーブ装置に対し
て最初に送信される同スレーブ装置のアドレスデータで
ある。とし、そして前記シリアル通信装置が、 ・該スレーブ装置において前記アドレスデータを低速度
サンプリングにより受信するもの。として構成すれば、
例えば国際規格ＩＳＯ−９１４１に準拠した前述の診断
ツールと各種車載電子制御装置との間でのデータ通信に
あっても、車両の故障診断にかかる時間が通信の異常に
起因して不要に長引くようなことはなくなり、総合的に
みれば、同診断時間の好適な短縮が図られるようにもな
る。

【００３０】

【実施例】図１に、この発明にかかるシリアル通信装置
の一実施例を示す。この実施例の装置は、車載される各
種の電子制御装置とこれに外部接続される診断ツールと
の間で診断のためのデータ通信を行う非同期シリアル通
信システムにあって、それら車載電子制御装置のデータ
受信能率を高く維持する装置として構成されている。

【００３１】はじめに、上記通信システム並びに同実施
例の通信装置の構成について説明する。まず上記通信シ
ステムは、車載電子制御装置として例えばエンジン制御
装置１やトランスミッション制御装置２からなる複数の
電子制御装置が通信線３（前述したＫラインに相当）を
介して接続されるとともに、これら車載電子制御装置に
対して更に、通信線３およびダイアグコネクタ４を介し
て外部診断装置である診断ツール５が接続されて構成さ
れる。なお、これら接続される外部診断ツール５と車載
電子制御装置、例えばエンジン制御装置１やトランスミ
ッション制御装置２との間では、その通信方式として、
ＳＣＩ（Serial Communication Interface）と呼ばれる
多重通信方式が用いられる。また、該多重通信に際して
の通信プロトコルとしては、欧州の国際標準機関である
ＩＳＯの前述した９１４１基準に準拠したプロトコルが
用いられるものとする。以下に、これらの各要素の詳細
について説明する。

【００３２】ここでは、車載電子制御装置の一例とし
て、エンジン制御装置１を代表としてその構成並びに機
能を説明する。エンジン制御装置１は、同図１に示され
るように、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、入力
回路１４、出力回路１５、ＡＤ変換（ＡＤＣ）回路１
６、及び通信回路１７等をそれぞれ有して構成されてい
る。

【００３３】ここで、通信回路１７は、主に診断ツール
５から送られる診断要求メッジージのＩＳＯ−９１４１
信号フォーマット、すなわちＳＣＩの１０ビットフォー
マット（図８参照）をＣＰＵ１１が読み取ることができ
るディジタル信号に変換したり、ＣＰＵ１１からＩＳＯ
−９１４１メッセージフォーマットにて出力される応答
メッセージを上記ＳＣＩの１０ビットフォーマットに逆
変換する機能等を有する回路である。なお、これらビッ
トフォーマット変換機能は、ＵＡＲＴ（非同期通信回
路）と呼ばれるハードウェアにて実現され、ＳＣＩの１
０ビットフォーマットに基づき構成されるメッセージの
内容は、ソフトウェアにて処理される。

【００３４】また、このエンジン制御装置１を構成する
入力回路１４には、エンジン回転数を検出するクランク
角センサ２１や車速センサ２２等のセンサから出力され
る主にパルス信号からなるセンサ信号が入力され、ＡＤ
変換回路１６には、スロットルセンサ２３、エアフロー
メータ２４、水温センサ２５、及びＯ2 センサ２６な
ど、これも車両各部に設けられたセンサから出力される
アナログ信号からなるセンサ信号が入力される。これら
センサ信号はいずれも、それら検出値に対応したセンサ
データとしてＲＡＭ１３のデータ領域に格納され、ＣＰ
Ｕ１１による燃料噴出量や点火時期の演算のための演算
値として利用される。

【００３５】ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に予め格納され
ている制御プログラムに従い、上記ＲＡＭ１３に取り込
まれたセンサデータに基づく所定の演算を実行してその
都度の燃料噴射量や点火時期を求めるとともに、診断ツ
ール５との間で後述する通信メッセージの授受、並びに
そのメッセージを通じて指定された診断処理を実行する
部分である。

【００３６】なお、このＣＰＵ１１を通じて求められた
燃料噴射量は出力回路１５に与えられ、この出力回路１
５を通じて、同求められた燃料噴射量に対応する信号が
エンジン制御手段２７に出力される。エンジン制御手段
２７としては例えば燃料噴射弁がある。

【００３７】また、診断処理に際しては、診断ツール５
からの例えばＲＡＭ値読み出し指令に応じて、上記ＲＡ
Ｍ１３に取り込まれたセンサデータがこのＣＰＵ１１に
よって順次読み出され、該読み出されたデータが診断デ
ータとして、通信回路１７を介して上記通信線３に出力
される。

【００３８】一方、診断ツール５は、こうした車載電子
制御装置或いはそれを通じた車両システムの診断が必要
とされるときに、上述のようにダイアグコネクタ４を介
して車載電子制御装置（ここでの例ではエンジン制御装
置１及びトランスミッション制御装置２等々）に電気的
に接続されて、上記診断データとして読み出されたデー
タを読み込み、それらデータの診断を支援する装置であ
る。

【００３９】なお、同診断ツール５では通常、これら読
み込んだ診断データを表示器に一覧表示したり、グラフ
表示したりすることによって、それらデータの異常の有
無を診断者に知らしめる。

【００４０】また、ダイアグコネクタ４には、イグニシ
ョンスイッチ１８を経て、バッテリ１９より電源が供給
されており、診断ツール５がこうして車載電子制御装置
と電気的に接続されるとき、該ダイアグコネクタ４を介
して診断ツール５にも電源が供給されるようになってい
る。

【００４１】次に、図２を併せ参照して、同実施例の通
信装置を構成する上記通信回路１７の端子構成について
説明する。同図２に示されるように、通信回路１７は、
データの送信端子（ＴｘＤ）１７１及び受信端子（Ｒｘ
Ｄ）１７２の他に、同データの低速受信（サンプリン
グ）時における論理レベル推移を閾値判定する専用のエ
ッジ検出端子（Ｐｏｒｔ）１７３を具えて構成される。

【００４２】ここで、上記送受信端子（ＴｘＤ及びＲｘ
Ｄ）１７１及び１７２は、先の図６でいうＫライン対応
通信端子ＴＭ１に相当するもので、同通信回路１７とし
ての上述したビットフォーマット変換機能を実現するＵ
ＡＲＴ（非同期通信回路）の一部として構成される。

【００４３】また、上記エッジ検出端子（Ｐｏｒｔ）１
７３は、ＣＰＵに通常設けられるいわゆるポート入力に
相当する端子であり、同実施例の通信装置では、このエ
ッジ検出端子１７３を通じて、上記受信されるシリアル
データのエッジ部分（タイミング）をモニタするように
している。

【００４４】なお、同実施例の通信装置では、このエッ
ジ検出端子１７３によるデータサンプリング速度を５ｂ
ｐｓに、また上記送信端子１７１によるデータ伝送速度
並びに受信端子１７２によるデータサンプリング速度を
１０．４Ｋｂｐｓにそれぞれ固定している。

【００４５】さて、国際規格ＩＳＯ−９１４１に準拠し
て行われる上記診断ツール５とこの実施例の通信装置
（制御装置１或いは２）との間でのデータ通信が図７に
示される手順にて実行されることは前述した。

【００４６】図３及び図４は、こうした非同期シリアル
データ通信に際し、同実施例の通信装置の主にＣＰＵ１
１並びに通信回路１７を通じて実行される通信処理につ
いてその処理手順を示したものであり、次に、これら図
３及び図４を併せ参照して、同実施例の通信装置の動作
を更に詳述する。

【００４７】はじめに、図３を参照して、同実施例の通
信装置を通じて実行される通信処理の全体の処理手順に
ついて説明する。同通信処理において、図７にデータＤ
１として示される態様で、診断ツール５からの「アドレ
ス」情報の送信があったとすると、ＣＰＵ１１はまず、
ステップ１１０で、上記エッジ検出端子１７３を通じた
５ｂｐｓといった低速サンプリングでの受信処理を実行
する。この５ｂｐｓでの受信処理の詳細については、後
に図４を参照して詳述する。

【００４８】こうして５ｂｐｓでの受信処理を終えたＣ
ＰＵ１１は次に、ステップ１２０にて、通信回路１７の
伝送速度並びにサンプリング速度を低速の５ｂｐｓから
高速の１０．４Ｋｂｐｓに切り替える。すなわち、同通
信回路１７の通信端子を上記エッジ検出端子（Ｐｏｒ
ｔ）１７３から送受信端子（ＴｘＤ及びＲｘＤ）１７１
及び１７２に切り替える。

【００４９】その後、ＣＰＵ１１は、ステップ１３０、
ステップ１４０、ステップ１７０及びステップ１８０の
処理の繰り返しによって、図７にデータＤ２〜Ｄ８とし
て示される各種のデータ授受を診断ツール５との間で実
行する。

【００５０】そして、診断ツール５からの要求がなくな
れば、ステップ１５０の「タイムオーバー」の条件が満
たされる。こうして「タイムオーバー」の条件が満たさ
れると、ＣＰＵ１１は最後に、ステップ１６０にて、通
信回路１７の伝送速度並びにサンプリング速度を高速の
１０．４Ｋｂｐｓから低速の５ｂｐｓに切り替えて、す
なわち同通信回路１７の通信端子を送受信端子（ＴｘＤ
及びＲｘＤ）１７１及び１７２から上記エッジ検出端子
（Ｐｏｒｔ）１７３に切り替えて、当該通信処理を終了
する。

【００５１】なお、上記診断ツール５とのデータ授受に
際し、ステップ１８０にて、 ・例えばストップビットエラー等、図８に示されるＳＣ
Ｉフォーマットにエラーが検出された場合、或いは ・受信されたメッセージのチェック符号（例えばチェッ
クサム）異常等、メッセージフォーマットのエラーが検
出された場合、 等々には、上記ステップ１６０に強制移行され、上述し
た伝送速度の切り替えが行われた後、当該通信処理が強
制終了される。すなわちこの場合、診断ツール５からそ
の後何らかのデータが送信されたとしても、同通信装置
ではこれを、上記ステップ１１０の「５ｂｐｓでの受信
処理」からやり直す。

【００５２】次に、図４を併せ参照して、このステップ
１１０にかかる「５ｂｐｓでの受信処理」について詳述
する。この受信処理において、ＣＰＵ１１はまず、ステ
ップ１１１にて初期化を実行する。この初期化では例え
ば、図１に示されるＲＡＭ１３の受信用レジスタの初期
化や、エッジ検出回数の初期化等が行われる。

【００５３】こうして初期化を終えたＣＰＵ１１は次
に、ステップ１１２にて、上記５ｂｐｓの伝送速度で送
信されるデータ（「アドレス」情報）の受信完了の有無
を判断する。該判断において、同データが受信完了され
ていれば（１０ビット受信されていれば）、当該処理を
終えて、図３に示される上記通信処理に戻る（リターン
する）。なお、初期化後、同データが通信回路１７の上
記エッジ検出端子１７３を通じて低速サンプリングされ
るようになることは上述した通りである。

【００５４】他方、ステップ１１２において、上記５ｂ
ｐｓデータの最初の取り込みも含め、当該データの受信
が未だ完了していない旨判断される場合には、ＣＰＵ１
１は更にステップ１１３にて、上記エッジ検出端子１７
３によるエッジ検出の有無を判断する。同受信処理にお
いては、これらステップ１１２及び１１３の判断が、上
記データの受信が完了されるまで、或いは同データのエ
ッジが検出されるまで、繰り返し実行される。

【００５５】そしていま、上記５ｂｐｓデータのスター
トビットも含め、当該データのエッジが検出されたとす
ると、次のステップ１１４において、その検出時刻がＲ
ＡＭ１３の所定領域に記憶される。これが、エッジ検出
回数＝「１」となる同データの最初のエッジ、すなわち
スタートビットの立下りエッジであれば、次にエッジが
検出されるまで、上記ステップ１１２、ステップ１１
３、及びステップ１１４の処理が繰り返される。

【００５６】そしてその後、２番目のエッジが検出され
ると、ステップ１１６にて、今回のエッジ検出時刻と前
回の（最初の）エッジ検出時刻との差分時間が計算さ
れ、更にこの計算された差分時間は、次のステップ１１
７で、時間「１５０ｍｓ（ミリ秒）」と比較される。

【００５７】ここで、この時間「１５０ｍｓ」とは、上
記５ｂｐｓデータの１ビット時間である「２００ｍｓ」
に「５０ｍｓ」のマージンを含ませた値である。同実施
例の通信装置では、上記ステップ１１７での比較におい
て、上記差分時間がこの時間「１５０ｍｓ」以上である
場合には、正常なデータ受信が維持されているものと判
断して、これらステップ１１２〜ステップ１１７の処理
を繰り返す。

【００５８】他方、同ステップ１１７での比較におい
て、上記差分時間がこの時間「１５０ｍｓ」未満であっ
た場合、該実施例の通信装置は、通信異常が発生した旨
判断して、当該受信処理を中断する。そして、ステップ
１１１の初期化から、同受信処理をやり直す。

【００５９】すなわち、１０．４Ｋｂｐｓといった高伝
送速度データの最大エッジ間隔時間は、そのスタートビ
ットの最初の立下りエッジからストップビットの最初の
立上りエッジまでの９ビット時間、すなわち約「１ｍ
ｓ」である。一方、上記５ｂｐｓデータの最小エッジ間
隔時間は、その１ビット時間である上記「２００ｍｓ」
であり、「１ｍｓ」に比べて十分に大きい。したがっ
て、上記時間「１５０ｍｓ（２００ｍｓ−５０ｍｓ（マ
ージン））」より時間間隔の短いエッジとは、１０．４
Ｋｂｐｓデータのエッジ、若しくはノイズによるもので
あり、同実施例の通信装置では、このような短い時間間
隔のエッジが存在した場合に、通信異常と判断するよう
にしている。

【００６０】図５は、こうした実施例の通信装置による
受信処理態様を従来の装置と対比して示したものであ
り、次に、この図５を参照して、同実施例の通信装置に
よる上記受信処理動作を更に詳述する。

【００６１】すなわちいま、図５（ａ）に示される態様
で送信されたとする診断ツールからの送信データに対
し、従来は、先の図９（ｂ）に示される受信処理Ｐ１〜
Ｐ３に対応して同図５（ｂ）にＰ１１〜Ｐ１３として示
されるように、 （１）データＤ１１の受信処理Ｐ１１において何らかの
エラーＥが発生した場合、電子制御装置側では、低速度
でのサンプリングからやり直そうとするため、高速にて
送信されているデータＤ１２のスタートビットエッジの
検出に伴い、低速サンプリングによる受信処理Ｐ１２を
開始してしまう。 （２）そして、一旦こうして低速サンプリングによる受
信処理Ｐ１２が開始されてしまうと、その規定ビット長
（２００ｍｓ×１０ビット＝２ｓ長）のサンプリングが
終了するまではその異常を検出することができなくな
る。 （３）このため、同電子制御装置側では、この受信処理
Ｐ１２の終了後、再度、低速データＤ１３に対する低速
サンプリングによる受信処理Ｐ１３を同図５（ｂ）に示
される態様で実行することとなる。 （４）そして、前記規格ＩＳＯ−９１４１によれば、診
断ツールが通信の異常を判断し、上記５ｂｐｓといった
低速でのデータ（「アドレス」情報）の再送信を開始す
る最大時間が３００ｍｓに定められているため、最悪の
場合には、こうした同期ずれを起こしたまま、上記低速
データの授受が永久に繰り返されることもある。といっ
た態様での受信処理が行われていた。

【００６２】こうした従来の装置の受信処理に対し、同
実施例の通信装置では、図５（ｃ）に示されるように、 （１）時刻ｔ１におけるデータＤ１１の受信処理Ｐ２１
において何らかのエラーＥが発生した場合、電子制御装
置側では、時刻ｔ２におけるデータＤ１２の到来に伴
い、低速度でのサンプリングからやり直す。したがって
この場合、上記従来の装置と同様、高速にて送信されて
いるデータＤ１２のスタートビットエッジの検出に伴
い、低速サンプリングによる受信処理Ｐ２２を開始して
しまう。 （２）ただし、同実施例の通信装置においては、図４に
示される上述した５ｂｐｓ受信処理を通じて、時刻ｔ３
には、 （時刻ｔ３−時刻ｔ２） ＜ １５０ｍｓ である旨の判断に基づき、当該受信処理Ｐ２２の異常が
検出されるとともに、同受信処理Ｐ２２が中断される。 （３）そして、時刻ｔ４に、診断ツール５から低速デー
タＤ１３が到来すると、同時刻ｔ４には、受信処理Ｐ２
３として、上記低速度でのサンプリングがやり直しさ
れ、時刻ｔ５には、該低速サンプリングによる受信処理
Ｐ２３が正常に終了される。といった態様で、同受信処
理が行われるようになる。

【００６３】このように、この実施例のシリアル通信装
置によれば、上記低速度サンプリングによるデータ受信
の途中であっても、通信異常があった場合には、その旨
が即座に、しかも確実に検出されるようになる。

【００６４】そして、その異常検出タイミングから同低
速度サンプリングによるデータ受信がやり直しされる
（正確には、診断ツール５から新たなデータが送信され
るまで待機する）ことで、最も短い場合には、当該タイ
ミングをもってその通信同期が復帰されるようになる。
少なくともこのような異常処理によれば、異常発生時の
時間的ロスは好適に解消され、より短い時間で、しかも
確実に通信同期が復帰されるようになる。

【００６５】また、同実施例の通信装置では、低速サン
プリング（５ｂｐｓ受信処理）時のエッジ検出を行う手
段として、図２に示されるような専用のエッジ検出端子
１７３を用いているため、上記データの伝送速度や、受
信サンプリング速度を問わずに、同データの確実なエッ
ジ検出が可能となっている。

【００６６】ただし、このエッジ検出に基づく上記異常
処理が、低速度サンプリングによるデータ受信時に実行
されるものであることに鑑みると、他に例えば、・前記
受信端子（ＲｘＤ）１７２から入力されるデータを決め
られた所定の時間間隔でサンプリングし、それらサンプ
リングしたデータ各々の信号レベルがその前後で所定の
レベル差を呈するとき、上記エッジである旨をソフトウ
ェア的に検出するもの。として同エッジ検出手段を構成
することもできる。

【００６７】このようにソフトウェア的にシリアルデー
タのエッジ検出を行う構成であっても、速度的には十分
に対応することができるようになる。しかもこの場合に
は、上記専用のエッジ検出端子１７３が不要であり、エ
ッジ検出手段をより簡便に実現することができるように
もなる。

【００６８】ところで、上記実施例では、診断ツール５
と車載電子制御装置１或いは２との間で国際規格ＩＳＯ
−９１４１に準拠して行われるデータ通信システムにこ
の発明にかかるシリアル通信装置を適用する場合につい
て述べたが、他に例えば、 ・複数の車載電子制御装置間で、１つをマスタ、他をス
レーブとする通信路を形成するデータ通信システム。等
についても、この発明を同様に適用することはできる。

【００６９】また、それら装置間でのデータ通信プロト
コルも、上記国際規格ＩＳＯ−９１４１に限られること
なく任意である。要は、伝送速度の異なるシリアルデー
タを非同期にて通信するシリアル通信システムでさえあ
れば、この発明にかかる通信装置の採用によって、上記
実施例に準じた効果が奏されるようになる。

【００７０】しかもこの場合、上記データの伝送速度
も、低速及び高速の２通りには限られない。それ以上の
場合、例えば低速、中速、高速の３通りのデータ伝送速
度が混在する場合であっても、それら低速或いは中速デ
ータに対して、基本的には上記に準じた受信処理を行う
ことは可能である。そして、同受信処理の採用により、
それら受信時に通信異常が発生したとしても、その際の
時間的ロスは好適に解消されるようになる。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、伝送速度の異なるデータが混在して授受される非同
期シリアル通信環境にあっても、通信異常発生時の時間
的ロスは好適に解消されるようになる。

【００７２】そしてこのため、それらシリアルデータに
ついての高い受信能率が維持されるようにもなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のシリアル通信装置の一実施例を示す
ブロック図。

【図２】図１に示される通信回路の端子構成を示すブロ
ック図。

【図３】各電子制御装置での通信処理手順を示すフロー
チャート。

【図４】同通信処理の特に５ｂｐｓ受信処理の詳細を示
すフローチャート。

【図５】実施例の装置の異常時の受信処理態様を主に示
すタイムチャート。

【図６】診断ツールと車載電子制御装置との通信システ
ム構成例を示すブロック図。

【図７】同システムの国際規格ＩＳＯ−９１４１に基づ
く通信手順を示すタイムチャート。

【図８】データバイトのビットフォーマットを示すタイ
ムチャート。

【図９】従来の通信装置の異常時の受信処理態様を示す
タイムチャート。

【符号の説明】

１…エンジン制御装置、２…トランスミッション制御装
置、３…通信線、４…ダイアグコネクタ、５…診断ツー
ル、１１…ＣＰＵ、１２…ＲＯＭ、１３…ＲＡＭ、１４
…入力回路、１５…出力回路、１６…ＡＤ変換（ＡＤ
Ｃ）回路、１７…通信回路、１８…イグニションスイッ
チ、１９…バッテリ、２１…クランク角センサ、２２…
車速センサ、２３…スロットルセンサ、２４…エアフロ
ーメータ、２５…水温センサ、２６…Ｏ2 センサ、２７
…エンジン制御手段、１７１…送信端子（ＴｘＤ）、１
７２…受信端子（ＲｘＤ）、１７３…エッジ検出端子。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04L 12/28 H04L 12/40 - 12/417 H04L 12/44 - 12/46 H04L 13/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】伝送速度の異なるシリアルデータを非同期
   にて受信するシリアル通信装置において、 前記シリアルデータの立下り及び立上りエッジを検出す
   るエッジ検出手段と、 低速度サンプリングによるデータ受信時、前記エッジ検
   出手段による最初のエッジ検出時刻と次のエッジ検出時
   刻との差分時間が低伝送速度データの１ビット時間より
   も短いとき通信異常と判断し、前記エッジ検出手段によ
   る更に次のエッジ検出タイミングに基づいて該低速度サ
   ンプリングによるデータ受信をやり直す異常処理手段
   と、 を具えることを特徴とするシリアル通信装置。
2. 【請求項２】前記エッジ検出手段は、前記シリアルデー
   タを授受する通信端子とは別途に設けられて同シリアル
   データの論理レベル推移を閾値判定する専用のエッジ検
   出端子を具えるものである請求項１記載のシリアル通信
   装置。
3. 【請求項３】前記エッジ検出手段は、前記シリアルデー
   タを受信する通信端子から入力されるデータを決められ
   た所定の時間間隔でサンプリングし、それらサンプリン
   グしたデータ各々の信号レベルがその前後で所定のレベ
   ル差を呈するとき、前記エッジである旨をソフトウェア
   的に検出するものである請求項１記載のシリアル通信装
   置。
4. 【請求項４】前記非同期によるシリアルデータ通信は、
   スレーブ装置として車両に搭載された複数の電子制御装
   置とマスタ装置である外部装置若しくは車両に搭載され
   た電子制御装置の１つとが通信路を介して接続された通
   信システム内で実行されるものであり、 前記低伝送速度データは、前記マスタ装置と前記スレー
   ブ装置との間でデータリンクを確立する際、マスタ装置
   からスレーブ装置に対して最初に送信される同スレーブ
   装置のアドレスデータであり、 前記シリアル通信装置は、該スレーブ装置において前記
   アドレスデータを低速度サンプリングにより受信するも
   のである請求項１乃至３の何れかに記載のシリアル通信
   装置。