JPH0472937A - 故障診断装置 - Google Patents

故障診断装置

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JPH0472937A
JPH0472937A JP2185687A JP18568790A JPH0472937A JP H0472937 A JPH0472937 A JP H0472937A JP 2185687 A JP2185687 A JP 2185687A JP 18568790 A JP18568790 A JP 18568790A JP H0472937 A JPH0472937 A JP H0472937A
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博夫 森上
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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】 (産業上の利用分野) 本発明は、共通の信号伝送路に接続されたノード間でデ
ータ伝送を行うデータ伝送システムに関し、特にデータ
伝送システムの故障を検知する故障診断装置に関する。
(従来の技術) 従来、この種の故障診断装置を用いたデータ伝送システ
ムには、C3MA/CD(Carrier 5ence
 Multi−ple Access/Co11isi
on Detection)を用いたLAN(Loca
l Area Network)がある。例えばその代
表的なものに自動車内のデータ伝送に用いられるPAL
MNET (Protocol for Automo
tive Low and Mediumspeed 
Network)等があり、上記データ伝送システムは
、複数のノード間でツイストペア電線等の共通の信号伝
送路(データバス)を介して時分割多重通信により、デ
ータ伝送を行っている。
ところで、このようなシステムでは、送信元ノードの送
信機能が故障した場合やネットワーク上に1個以上設け
られ、データバスの電位を設定するバイアス回路のいず
れかが欠陥であった場合に、一方のデータバスの信号の
振幅は、通常の信号振幅範囲よりも大きく又は小さくな
る。
そこで、従来の故障診断装置では、データバス上の信号
を取り込んでその振幅を検出し、該信号振幅に基づいて
故障の発生を診断していた。
(発明が解決し゛ようとする課題) しかしながら、上述したシステムでは、信号の衝突が生
じた場合、例えば第9図(a)に示すような、ネットワ
ーク内で予め設定されている優先度の高い信号と、第9
図(b)に示すような、優先度の低い信号とが衝突した
場合には、信号伝送路上の信号電流が増加し、これに伴
って第9図(C)に示すように、優先度の低い信号の送
信が中止されるまで、信号振幅も増大することとなり、
故障診断装置は、信号振幅を検出する位置を特定しない
と、正常なデータ伝送が可能であるにもかかわらず、上
記増大した信号振幅に基づき故障と診断してしまうとい
う問題点があった。
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであって、デ
ータバス上で信号の衝突が生じた場合でも、正確な故障
診断を行うことができる故障診断装置を提供することを
目的とする。
(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するために、本発明では少なくとも2つ
のノード間に介在してデータ伝送を行う信号伝送路と接
続され、前記信号伝送路から入力する信号の振幅に応じ
て故障を検知する故障診断装置において、前記信号伝送
路のデータ伝送を監視し、監視結果に応じた所定タイミ
ングで前記信号伝送路の信号を取り込む信号取込手段と
、それぞれ異なる信号振幅の閾値が設定され、当該閾値
と前記取り込れた信号の振幅とを比較する振幅比較手段
と、該振幅比較手段の比較結果に応じて故障を検知する
故障検知手段とを具えた故障診断装置が提供される。
(作用) 信号伝送路を伝送するデータを監視し、そのフレームの
後半部で信号を取り込み、その信号の振幅と基準となる
信号振幅の閾値とを比較する。
従って、信号の衝突が発生した場合でも、フレーム中の
競合領域よりも後部で信号の振幅を検出して故障の診断
を行うことができる。
(実施例) 以下、本発明の実施例を第1図乃至第8図の図面に基づ
き詳細に説明する。
第1図には、本発明の一実施例としての多重伝送システ
ムの故障診断装置が示されている。この実施例は本発明
の故障診断装置を、車両用の多重伝送システムの故障診
断装置として用いたものである。この多重伝送システム
は、バス形態の分散型自動車用LANであり、各ノード
に送信すべきメツセージがあるときのみ伝送路の使用権
を割り付けるコンテンション方式等の非同期時分割多重
を採用しており、アクセス制御方式(多重方式)として
はC3MA/CD方式を採用している。また、第2図の
ように、PWM符号とビット・フイズ・アービトレーシ
ョンを採用しており、データの衝突が生じた場合は、第
9図に示すように、優先度の高いデータのみが生き残り
、送信が続行される。
第1図において、■は2本の信号線11(またはバス)
と12からなる平衡型バス伝送路であり、各バス11.
12はそれぞれバイアス抵抗回路RtlとR22、およ
びR23とR24によって所定電圧レベルにバイアスさ
れている。2は故障診断装置、3〜5は通信ノードであ
り、3〜5はぞれぞれバスインターフェース部31,4
1.51を介して伝送路1に対して伝送信号のアクセス
を行うように構成されている。
第3図にはバスインターフェース部21の構成例が示さ
れる。図示の如く、送信部は、伝送路1のバス11と1
2を用いて伝送信号を送出する差動ドライバ回路211
で構成され、この差動ドライバ回路211は伝送する信
号の極性がバス11と12とで反転されるようにして送
信を行っている。
すなわち、差動ドライバ回路211は、バス11に対し
ては、バイアス抵抗回路L+とR22で定められる一定
バイアス電圧しベルV11を基準にしてPWMディジタ
ル信号を送信し、一方、バス12に対してはバイアス抵
抗回路R23とR24で定められる一定バイアス電圧し
ベルv12を基準にして上記のPWMディジタル信号を
反転させた信号を送信する。
受信部は伝送路1からの受信信号の直流パイア部分をカ
ットするAC結合部212と、AC結合部212の出力
を増幅する差動増幅器213と、所定のしきい値電圧V
 + hと比較して出力信号を通信用IC24に出力す
るコンパレータ215とを含み構成される。
このコンパレータ215は、差動増幅器213で伝送路
lから受信される受信信号の信号振幅が、後述するよう
に故障等により小さくなった場合にもその信号振幅が所
定値Vlh以上であればこれを一定の電圧レベルのディ
ジタル信号に再び変換し直してCPU23側に送り、そ
れによりCPU23が誤りなく受信信号を読み込めるよ
うにするものである。
第4図にはバスインターフェース部21の受信部の一層
詳細な電気回路の構成例が示される。図示のごとく、こ
の実施例はコンデンサCa 、C4によるA・C結合回
路212を用いた平衡型伝送システムのバスインターフ
ェース部回路であり、異常時にバス11及びバス12の
うちの一方のバス信号が来ない場合でも他方のバス信号
のみでデータ受信できるように構成されている。
図において、抵抗R11及びコンデンサCsと抵抗R+
2及びコンデンサC6とは夫々バス信号の高周波成分を
カットするフィルタを構成している。
ダイオードD8はバス信号パルスのデユーティ比による
直流成分の変動を防止すると共にその順方向電圧VDF
で受信回路の差動受信感度を設定している。ダイオード
D9はバス信号の正サージ及び負サージを吸収してコン
パレータ215の入力端子を保護するものである。抵抗
R+3、R+4、R+5、Rha及びRhaはコンパレ
ータ215の差動受信感度を設定及びヒステリシスの設
定を行う。
トランジスタT r aのベース電圧とエミッタ電圧と
は常にほぼペースエミッタ間電圧vBEだけシフトして
おり、またエミッタホロワ回路に接続されているのでト
ランジスタTrsのベース側の入力インピーダンスは高
く、信号伝送速度も十分に高速である。そのため、トラ
ンジスタT r sが平衡型伝送路の一方の伝送路だけ
に挿入されても受信信号の時間的平衡度もバスインター
フェース受信回路のインピーダンスのバランスも失われ
ることはない。
トランジスタTraのエミッタホロワ回路は、コンパレ
ータ215の反転入力端子(−)が負側にふれることを
阻止する働きもしている。これは、トランジスタTra
をバスインターフェース受信回路に挿入することにより
、ベースにトランジスタTrsのコレクタ開放時のペー
スエミッタ間電圧VBE以下の負電圧が入力されてもト
ランジスタT r aはオフ状態になり、コンパレータ
215の反転入力端子はアース以下の電圧にならないた
めである。ダイオードD1゜はトランジスタTrsのベ
ースから入る正のサージ電圧がコレクタへ抜けて電源に
乗ることを阻止するためのものである。
すなわち、第5図にはバス11上での信号波形がまた第
6図にはバス12上での信号波形がそれぞれ示されてい
る。各図において、(a)は正常時、(b)及び(C)
は送信元ノードのバスインターフェース部が故障したと
きの信号波形である。故障時の信号振幅値の関係はそれ
ぞれ次のようになる。
Vl  >V2  >V3 V4  >VB  >Vl 第7図は、本発明に係る故障診断装置の構成を示すブロ
ック図である。図において、データバスlOに接続され
ているタイミング発生回路61は、上記バス11及び1
2の状態を監視し、バス11及び12上の信号フレーム
のスタートビットであるSOM(第9図参照)を検出し
て、第8図(b)に示すように、上記1フレームの後半
部分でパルスをスイッチ回路62.63に出力している
スイッチ回路62.63は、タイミング発生回路61に
よってオン/オフ制御されており、タイミング発生回路
61から上記パルスが出力されると、スイッチ回路62
.63はタイミング発生回路61の制御に応じてオンに
なってバス11とサンプルホールド回路64と、バス1
2とサンプルホールド回路65とを接続する。例えば、
タイミング発生回路61がバスll上の信号フレームの
SOMを検出した場合には、スイッチ回路62がオンに
、またバス12上の信号フレームのSOMを検出した場
合には、スイッチ回路63がオンにされる。
サンプルホールド回路64.65は、スイッチ回路62
.63がオンになると、バス11.12から信号を取り
込み、上記信号の信号振幅をサンプルホールドして、コ
ンパレータ等の比較回路66〜69に出力している。
比較回路66〜69は、各信号の信号振幅と基準電圧と
を比較するもので、比較回路66.68及び67.69
の一方の入力端子には、図示しない基準電圧発生部から
の信号振幅の上限を示す基準電圧Vref 1及び信号
振幅の下限を示す基準電圧Vref 2がそれぞれ入力
しており、他方の入力端子に入力する信号の信号振幅(
電圧)と比較し、その結果を制御回路(CPU)70に
出力している。実施例では、比較回路66.68には、
+側の入力端子にサンプルホールドされた信号の信号振
幅が、−側の入力端子に基準電圧Vref 1が、入力
しており、信号振幅が基準電圧Vref ’1より低い
場合には、例えばローレベルの信号を出力している。ま
た、比較回路67.69には、+側の入力端子に基準電
圧Vref 2が、−側の入力端子にサンプルホールド
された信号の信号振幅が、入力しており、信号振幅が基
準電圧Vref 2より高い場合には、例えばローレベ
ルの信号を出力している。
CPU70は、比較回路66〜69から入力する比較結
果である出力信号に基づいて故障診断を行い、故障の発
生を検知している。
表示装置71は、CPU70の制御によって表示動作を
行っており、CPU70からの診断結果等のデータを表
示画面上に表示している。
次に、本発明に係る故障診断装置の故障診断の動作につ
いて説明する。
まず、タイミング発生回路61は、バスll上のデータ
フレームのSOMを検出すると、第9図(a)に示すよ
うに、信号の衝突が発生してもその際に起こる信号振幅
の変動を回避できる上記1フレームの後半部分の所定タ
ンミンクで所定パルス幅のパルスをスイッチ回路62に
出力し、上記パルス幅の時間だけスイッチ回路62をオ
ンにする。
スイッチ回路62がオンになると、サンプルホールド回
路64は、信号振幅をサンプルホールドし、比較回路6
6.67は上記サンプルホールドされた信号振幅と基準
電圧Vref 1、Vref 2とを比較して、比較結
果をCPU70に出力する。CPU70は、比較回路6
6.67から入力する信号に基づいて故障診断を行って
おり、実施例においては、両比較回路66.67から入
力する信号が共にローレベルの場合には、バス11から
の信号の振幅が、閾値である基準電圧Vrefl、Vr
ef2の範囲内であるので、故障の生じない正常なデー
タ伝送であると診断し、また両比較回路66.67から
入力する信号のいずれかがハイレベルの場合には、バス
11からの信号の振幅が閾値である基準電圧Vref 
1、Vref 2の範囲外であるので、故障が発生した
と診断して、その診断結果を表示装置71に表示させて
いる。また、バス12上のデータフレームのSOMを検
出した場合も上記と同様の故障診断動作を行い、バス1
2からの信号の振幅が閾値である基準電圧Vref 1
、Vref 2の範囲内であるか否かによって、故障の
診断を行う。
従って、本実施例では、第8図に示すように、タイミン
グ発生回路61が信号の1フレームの後半部分で出力す
るパルスに応じて、信号伝送路上の信号を取り込み、基
準電圧と比較するので、例え異なるノードから同時に信
号が信号伝送路11゜12に出力されて、上記信号の衝
突が起こったとしても、フレーム中の競合領域よりも後
部で信号の振幅を検出して故障の診断を行うことができ
、正確に伝送故障を検知することができる。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明では、少なくとも2つのノ
ード間に介在してデータ伝送を行う信号伝送路と接続さ
れ、前記信号伝送路から入力する信号の振幅に応じて故
障を検知する故障診断装置において、前記信号伝送路の
データ伝送を監視し、監視結果に応じた所定タイミング
で前記信号伝送路の信号を取り込む信号取込手段と、そ
れぞれ異4゜ なる信号振幅の閾値が設定され、当該閾値と前記取り込
れた信号の振幅とを比較する振幅比較手段と、該振幅比
較手段の比較結果に応じて故障を検知する故障検知手段
とを具えたので、データバス上の信号がいかなる状態に
あっても正確な故障診断を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る故障診断装置を用いる多重伝送シ
ステムのブロック図、第2図は本発明に係る多重伝送シ
ステムに採用されるビット・フイズ・アービトレーショ
ンを示す図、第3図はバスインターフェース部の構成図
、第4図は第3図に示したバスインターフェース部の受
信部の一層詳細な回路図、第5図、第6図は各バス上で
の信号波形を示す図、第7図は本発明に係る故障診断装
置の構成を示すブロック図、第8図はデータバス上の各
種状態の信号と出力パルスとの関係を示す図、第9図は
データバス上で信号の衝突が起こった場合の信号波形を
示す図である。 11.12・・・信号伝送路(バス)、61・・・タイ
ミング発生回路、62.63・・・スイッチ回路、64
゜65・・・サンプルホールド回路、66〜69・・・
比較回路、70・・・制御回路(CPU) 、71・・
・表示回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  少なくとも2つのノード間に介在してデータ伝送を行
    う信号伝送路と接続され、前記信号伝送路から入力する
    信号の振幅に応じて故障を検知する故障診断装置におい
    て、前記信号伝送路のデータ伝送を監視し、監視結果に
    応じた所定タイミングで前記信号伝送路の信号を取り込
    む信号取込手段と、それぞれ異なる信号振幅の閾値が設
    定され、当該閾値と前記取り込れた信号の振幅とを比較
    する振幅比較手段と、該振幅比較手段の比較結果に応じ
    て故障を検知する故障検知手段とを具えたことを特徴と
    する故障診断装置。
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