CN1462525A - 车辆用多工通信装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供可利用简易装置结构和简易判断过程判定转移到休眠状态的条件成立的车辆用多工通信装置。该通信装置包含特定通信节点和多个一般通信节点。特定通信节点在从一般通信节点分别发送的第1信息未能判别到继续通信要求时，对一般通信节点发送休眠转移指示信号。一般通信节点不逐个判断是否要转移到休眠状态，仅按照来自特定通信节点的休眠转移指示信号转移到休眠状态。

Description

车辆用多工通信装置
技术领域
本发明涉及多工通信装置，尤其涉及具有休眠控制功能的车辆用多工通信装置。
背景技术
装备有传感器、电子控制单元(ECU)、致动器等电气操作单元的车辆一般配备在电气操作单元之间收发数据用的多工通信装置。多工通信装置由多工传输线路和连接该线路的多个通信节点组成，各通信节点上连接一个以上的电气操作单元。多工通信装置供给各通信节点工作电力时，各通信节点处于工作状态，可进行通过通信节点的电气操作单元之间的数据收发。然而，经常给多个通信节点供电，则耗电大，蓄电池和发电机所加负载随之增大。
因此提出具有休眠模式的多工通信装置，该模式在通信节点之间不进行数据收发时，抑制对通信节点的供电。这种多工通信装置由各节点判断通信节点之间是否需要进行数据收发，如果不需要数据收发则转移到休眠模式(较广义地说，是休眠状态)，抑制耗电。
例如，日本国专利特开平9-135257号公报记载的多工通信装置中，各节点在本身不能转移到休眠状态时，对本身可通信的全部其他节点发送通知信号，另一方面在本身可转移到休眠状态且经过规定时间未从任何其他节点收到通知信号时，该节点本身转移到休眠状态。然而，采用这样构成的多工通信装置，则逐个判断各节点是否要转移到休眠状态，所以从多工通信装置整体看来，判断过程复杂了。
例如，特开2000-32018号揭示了利用主节点控制从节点的另一种多工通信系统。该通信系统从休眠模式唤醒并启动各节点，不是使各节点可靠转移到休眠状态，也不是在统一管理下使各节点可靠转移到休眠。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车辆用多工通信装置，这种装置可利用简易的装置结构和简易的判断步骤判定向休眠状态转移的条件成立，又在某一通信节点不能通信时也要转移到休眠状态的情况下，使通信节点能可靠转移到休眠状态。
本发明的车辆用多工通信装置，结构上做成特定通信节点和一般通信节点连接于多工通信线路，能够通过该多工通信线路相互进行信息通信，其特征在于，所述一般通信节点具有向所述多工通信线路发送第1信息的一般发送手段和使节点本身转移到休眠状态的休眠转移控制手段，所述特定通信节点具有在从所述第1信息未能判别出继续通信要求时对所述休眠转移控制手段发送休眠转移指示信号的指示手段。
本发明的一般通信节点能够根据来自特定通信节点的转移指示信号转移到休卢状态，各一般通信节点不需要逐个判断是否要转移到休眠状态。因此，各一般通信节点不需要设置判断转移到休眠状态的条件成立用的程序和存储该程序等的存储器。
本发明中，最好是具有这样的特征，即所述特定通信节点具有周期性地对所述多工通信线路发送第2信息的特定发送手段；所述指示手段在从所述第1信息未能判别出继续通信要求时，将所述休眠转移指示信号送往所述特定发送手段，并且可发送包含来自所述特定发送手段的所述休眠转移指示信号的第2信息。所述休眠转移控制手段在经过规定时间未收到来自所述特定发送手段的所述第2信息时，判断为转移到休眠状态的条件成立，使所述一般通信节点转移到休眠状态。
因此，特定通信节点在处于例如不能通信的状态时，各一般通信节点中，所述休眠转移控制手段也在经过规定时间后由于判断为转移到休眠状态的条件成立，因而能使一般通信节点可靠地转移到休眠状态。
附图说明
图1是示出本发明一实施形态的车辆用多工通信装置中主节点、从节点和总线连接的概况图；
图2是示出图1中所示从节点的内部结构的概况图；
图3是示出图1中所示车辆用多工通信装置的基本作用的时序图；
图4A是示出图1所示主节点为判断从通信执行模式转移到通信等待模式的条件是否成立而执行的部分判断程序的流程图；
图4B是示出判断程序其余部分的流程图；
图5A是示出图1所示各从节点所执行部分判断程序的流程图；
图5B是示出判断程序其余部分的流程图。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明一实施形态的车辆用多工通信装置。
如图1所示，此多工通信装置具有主节点(特定通信节点)1和多个从节点(一般通信节点)2，各节点连接作为多工传输线路的总线3。图1中仅示出从节点中的3个。
各从节点2具有连接总线3的接口电路部2a、连接该接口电路部2a的通信处理部2b和连接该通信处理部2b的CPU 2c，如图2所示。CPU 2c上连接传感器和致动器等一个以上的电气操作单元(图中省略)。CPU 2c具有对总线3发送构成第1信息的第1数据帧的一般发送手段(图中省略)、使节点本身转移到休眠状态的休眠转移控制手段(图中省略)、以及对传感器和致动器进行控制的控制部。第1数据帧包含继续通信要求和数据，该数据又包含要求其他节点提供数据的提供要求和给其他节点提供数据的提供信息。
虽然图中省略，主节点1与从节点2的情况相同，也具有接口电路部、通信处理部、CPU和连接CPU的传感器、致动器。CPU具有对总线3周期性发送构成第2信息的第2数据帧的特定发送手段、使节点本身转移到休眠状态的休眠转移控制手段、在从所述第1数据帧未判别出继续通信要求时对所述特定发送手段发送休眠转移指示信号的指示手段、对特定发送手段发送要求一般通信节点提供数据的提供要求和给一般通信节点提供数据的提供信息的信息手段以及对传感器和致动器进行控制的控制部。
为了根据车辆运行状态和驾驶员的操作等进行车辆运行控制，在通信节点之间进行数据收发。例如，为了对致动器进行驱动控制，与其相关的节点通过总线对目的地节点发送数据接收要求。根据这样的要求，目的地节点从一个以上的对应的电气操作单元输入数据后，接着将输入数据发送到送出接收要求的节点。
然而，并不是经常进行数据收发。如果不要数据收发，则任何节点都不发送通信要求(发信要求和收信要求)。这种情况下，本实施形态的全部节点都转移到通信等待模式，即休眠模式(更广义地说是休眠状态)，在该模式停止对例如各节点的接口部、通信控制部、CPU部的供电以减少耗电。于是，本实施形态的通信装置具有以下特征，在一个以上的节点不进行通信时，也可将全部节点转移到休眠模式。
第1，各从节点2应发送的数据帧内设置继续通信要求标记。本节点内有通信要求(发信要求或收信要求)时，这种从节点2将继续通信要求标记设定为表示有继续通信要求的值(例如值“1”)。
第2，主节点1在各从节点2都没有发出继续通信要求的状态经过规定时间T1后还在继续存在时，对全部从节点2发送通信等待指示。根据该通信等待指示，各从节点2停止送出发信数据。这种发信停止状态经过规定时间T后还继续存在时，从节点转移到通信等待模式，即休眠模式。
也就是说，根据有无来自从节点2的继续通信要求，由主节点1进行转移判断。经过上述2个规定时间T1与T的和为大致相等的规定时间后，如果各从节点2都未送出继续通信要求，则从主节点1对全部从节点2发送转移指示，使全部从节点转移到休眠模式。即使某一从节点2不能通信，也不过是这种从节点不能发出继续通信要求，对主节点的转移判断设有坏影响，这样，全部从节点2可转移到休眠模式。这样，能可靠地完成从节点2向休眠模式的转移。
第3，各从节点2在经过规定时间不能从主节点1接收含通信等待指示标记的数据的情况下转移到休止模式。因此，即使是主节点1陷入不能通信的情况下各从节点2也能够转移到休眠模式。
下面，参照图3说明本实施形态的多工通信装置的基本作用。
这里，设主节点1和全部从节点2(图3中仅示出2个从节点A、B)处于休眠状态，然后，从节点A内产生通信要求(对其他从节点要求提供信息)(图中用符号S1表示)。根据本节点内的通信要求，从节点A发送含继续通信要求的发送数据的第1帧(S2)。据此，其他从节点(以下称为从节点B)和主节点1觉醒，即从通信等待模式转移到通信执行模式，可开始发送数据。
这样，本实施形态的多工通信装置根据来自某一节点的通信要求，唤醒全部节点。因此，作为车辆用网络控制，采用例如CAN(Controller Area Network：控制器区域网)。
而且，为了使主节点1和从节点B处于可接收状态，可靠地得到唤醒，同时消除从节点之间处理能力的不同和响应定时偏差造成的不良影响，本实施形态的从节点A两次发出含继续通信要求(对应于数据帧中加斜线的部分)的第1发送数据帧(S2和S3A)。
主节点1和从节点B的全部或多数随来自从节点A的第1数据帧的第1次发送(S2)而觉醒，转移到可接收数据且禁止发送数据的状态(S3B)。在主节点，第1次发送(S2)后，测定无继续通信要求的时间的第1定时器启动。主节点每次从某一从节点接收到表示有继续通信要求的值“1”的继续通信标记时，使第1定时器复位。而且，根据来自从节点A的第1数据帧的第2次发送(S3A)，在首次发送该数据帧时未觉醒的节点觉醒，全部节点都能够发送数据。因此，接收第1数据帧的节点对其余节点通知可发送数据的信息。
从以下根据图4A、图4B、图5A、图5B的说明可知，此后，一般在多个处理周期进行适当的节点之间的数据收发。各处理周期中，主节点首先进行通信(M3)，接着从节点进行通信(S5)。然后，暂时不需要进行数据收发时，全部节点转移到休眠状态，并根据数据收发的需要再次启动。以下说明转移到休眠状态的过程。
在紧接变成暂时不需要数据收发前的片刻，某一节点(图3中为从节点A)发送最后的数据(图3中的S4)，然后，各节点都不发出继续通信要求。还有，即使在无继续通信要求的状态下，从进入这种状态开始到经过规定时间为止，也允许发送不含继续通信要求的数据帧。
如果无继续通信要求的状态从发送完包含继续通信要求的发送数据的时刻(S4)开始经过规定时间T1后还继续存在，则主节点的第1定时器到达定时的同时启动第2定时器(M4A)。进而，主节点1发送含休眠转移指示信号(对应于数据帧中斜线部分)的第2数据帧(M4B)。从主节点的特定发送手段周期性地往总线3发送该第2数据帧。根据该休眠转移指示信号，全部从节点A、B停止发送数据，各从节点的定时器开始计量从节点停止发送状态的时间(S6)。
如果主节点继续发送含作为休眠转移指示信号的通信等待指示的第2数据帧，同时各从节点都不发送继续通信要求的状态经过规定时间T后还继续存在，则各从节点的定时器到达定时(S7)。据此，全部从节点从通信执行模式转移到通信等待模式(休眠模式)。
启动主节点的第2定时器的计时后，也就是第2数据帧的发送开始后，无继续通信要求的状态如果经过规定时间T2还继续存在，则禁止主节点发送数据(M5)。然后，主节点进入数据发送停止周期。如果主节点的第2定时器到达定时，同时第3定时器启动，而且主节点进入数据发送停止周期后，第1数据帧无继续通信要求的状态经过规定时间T3后还继续存在，第3定时器又到达定时，则主节点从通信执行模式转移到通信等待模式(M6)。
下面参照图4A、图4B、图5A和图5B详细说明本实施形态的多工通信装置的作用。
主节点1为了判断是否可从通信执行模式转移到通信等待模式，按规定周期反复执行图4A和图4B所示的判断程序。
此判断程序中，按通信执行模式正在进行工作的主节点1读入作为第1数据帧的接收数据和本身的状态(步骤S11)，接着判断当前周期中是否可进行通信执行模式转移后的首次处理(步骤S12)。如果已在执行首次处理，则主节点判断步骤S11中读入的接收数据(更新后的数据)是否包含继续通信要求(值1的继续通信要求标记)(步骤S13)。
然后，如果更新后的接收数据包含继续通信要求，则将第1至第3定时器、第1和第2标记以及作为休眠转移指示信号的通信等待指示标记分别复位到值“0”后，进行定期发信(步骤S14和步骤S15)，然后结束当前周期的判断处理。
图4A和图4B的判断程序中，任何从节点2都不发送继续通信要求，而且第1定时器对主节点1内无通信要求的期间进行计时。如果这种状态(以下称为无通信要求状态)经过第1规定时间T1(例如2秒钟)后还继续存在，则将第1标记F1设定为值“1”。此数据作为通信等待指示(休眠转移指示信号)发送到从节点。如果无通信要求状态经过第2规定时间T2(例如1秒钟)又继续存在，则将第2标记F2设定为值“1”，从而主节点的特定发送手段禁止从本节点发送提供信息。如果这种状态经过第3规定时间T3(例如2秒钟)后还继续存在，则转移到通信等待模式(休眠模式)。
下面按照图4A和图4B的流程说明上述运作。
在从节点2不发送继续通信要求，而且主节点1中无通信要求时，流程从步骤S17转移到步骤S18，判断第2标记F2的值是否为“1”。这时，步骤S18中的判断结果为“否”，流程就从步骤S18转移到步骤S19，判断第1标记F1的值是否“1”。这里，步骤S19中的判断结果为“否”，因而在步骤S20判断第1定时器的计数值TIMER1是否超过规定时间T1对应的值。然后，在这里该判断结果也为“否”，因而在步骤21使第1定时器的计数值TIMER1递增后，在步骤S15进行定期发送，结束当前周期的判断处理。
此后，无通信要求状态经过规定时间T1后继续存在且步骤S20中的判断结果为“是”，则流程转移到步骤S22，将第1标记F1和通信等待指示标记各自的值设定为“1”，把该标记数据作为通信等待指示(休眠转移指示信号)发送到从节点2，供给图5A中步骤S33进行判断。接着，判断第2定时器的计数值TIMER2是否超过规定时间T2对应的值(步骤S23)。这里，步骤S23中的判断结果为“否”，因而在步骤S24将第2定时器的计数值TIMER2递增后，转移到步骤S15。
从已陈述的说明可知，主节点1在步骤S17作为判断节点本身内部是否有通信要求的判断手段起作用，在步骤S22作为发送转移指示的指示手段起作用。
然后，如果无通信要求状态下通信等待指示的发送经过规定时间T2后继续存在并且步骤S23中的判断结果为“是”，则流程从步骤S23转移到步骤S25，将第2标记F2设定为值“1”。接着，在步骤S26判断第3定时器的定数值TIMER3是否大于规定时间T3对应的值。这里，步骤S26中的判断结果为“否”，因而将第3定时器的计数值TIMER3递增后，禁止从主节点1发送数据(步骤S27和S28)。借助于此，主节点的特定发送手段禁止从本节点发送提供信息。其结果是，主节点1为发送停止状态，但可进行接收。利用设置这种发送停止时间(数据发送禁止手段)，在从节点有继续通信要求时，主节点能可靠地立即接收该要求。
然后，如果无通信要求状态再经过规定时间T3又继续存在并且步骤S26中的判断结果为“是”，则主节点1转移到通信等待模式(休眠模式)(步骤S29)，结束当前周期的判断处理。
各从节点2为了判断是否可从通信执行模式转移到通信等待模式，按规定周期反复执行图5A和图5B的判断程序。
该判断程序中，按通信执行模式进行工作中的从节点2读入数据和本身的状态(步骤S31)，接着判断当前周期中是否可执行通信执行模式转移后的首次处理(步骤S32)。如果当前周期是首次处理，则流程从步骤32转移到步骤38，将从节点2的定时器计数值TIMER和标记F分别复位到值“0”，并且流程转移到步骤S33。另一方面，如果已在进行首次处理，流程就从步骤S32转移到步骤S33，判断是否从主节点1接收含通信等待指示标记的数据。
如果在接收含通信等待指示标记的数据，则流程经过将标记F设定为值“1”的步骤S39，从步骤S33转移到步骤S34。反之，如果未接收到那样的数据，则流程从步骤S33转移到步骤S34。
步骤S34中，从节点2判断标记F的值是否“1”或者本节点是否要求通信的节点(通信等待模式中需要发送或接收的节点)(步骤S34)。如果该判断结果为“是”，则从节点2进一步判断本节点内是否有通信要求(发送或接收要求)(步骤S35)。然后，一旦步骤S35中判断本节点2内有通信要求，则将继续通信要求标记设定为值“1”后，进行定期发送(步骤S36和S37)，结束当前周期判断处理。
如上所述，从节点2在步骤S35作为判断本节点内是否有通信要求的判断手段起作用，在步骤S36作为发送通信要求的发送手段起作用。
另一方面，步骤S35中，如果判定节点2本身内部无通信要求，则从节点2将继续通信要求标志复位成值“0”(步骤S40)，接着判断是否从主节点1接收含通信等待指示标记的数据(步骤S41)。该判断结果为“是”，则从节点2判断来自主接点的接收数据中通信等待指示标记的值是否“1”(步骤S42)。然后，如果步骤S42中的判断结果为“否”，即未从主节点接收通信等待指示，则将定时器的计数值TIMER复位成“0”(步骤S43)后，进行定期发送(步骤S37)，结束本周期的判断程序。
如上所述，从节点2在步骤S35判断节点本身内部无通信要求时，判断程序从步骤S35通过步骤S40转移到步骤S41，判断是否从主节点1接收含通信等待指示标记的数据，如果该判断结果为“是”，则从节点2在步骤S42判断来自主节点1的接收数据中通信等待指示标记的值是否“1”。与此相反，步骤S42的判断结果为“是”，即从主节点接收通信等待指示时，从节点2判断该节点的定时器计数值TIMER是否大于规定时间T(例如3秒钟)对应的值(步骤S44)。这里，步骤S44的判断结果为“否”，因而将定时器的计数值递增后，禁止发送(步骤S45和S46)。即，禁止从本节点发送提供信息。然后，结束当前周期的判断处理。也就是说，从节点2根据来自主节点1的通信等待指示，停止继续发信。
然后，节点2本身内部无通信要求且有来自主节点1的通信等待指示的状态经过长于规定时间T1的时间后如果继续存在，则从节点2转移到通信等待模式(休眠模式)(步骤S47)，结束当前周期的判断处理。又利用对从节点2设置发送停止时间(数据发送禁止手段)，预先防止各个从节点处理能力不同和响应定时偏差所引起的转移到休眠模式方面的欠妥。从节点2在步骤S44作为判断转移到休眠模式的条件成立的判断手段起作用。
而且，按通信执行模式进行工作中的从节点2在从主节点1未收到含通信等待指示标记数据的状态下经过规定时间T后维持该状态，则从图5A的步骤S34中“否”分支后继续进行的步骤S44的判断结果为“是”，从而从节点2转移到通信等待模式(步骤S47)。又，经过接收含通信等待指示标记的数据并且将标记F设定为值“1”时开始的规定时间T后，维持从节点2未接收含通信等待指示的数据的状态，作为其结果，从步骤S41中的“否”分支后继续进行步骤S44中，如果其判断结果为“是”，则转移到通信等待模式。其结果是，主节点1陷入不能通信的情况下，从节点2也可转移到休眠模式。
再者，上述实施例中，节点的休眠转移或休眠模式转移是指：首先接口部开始转移到休眠模式，接着通信处理部，进而接着还有CPU部转移到休眠模式。
本发明不受上述实施形态限制，可以有种种波形。
例如，上述实施形态的多工通信装置为具有监视全部从节点2的一个主节点1的结构。多工通信装置也可设置多个主节点，代替上述结构。主节点和从节点的结构也不限于图2所示的，只要各节点能按通信执行模式或通信等待模式选择性地工作，可作有种种变换。多工传送装置的结构也不限于图中所示那样的总线型网络，也可以是例如环状网络。
而且，上述实施形态中，在经过规定时间T后接收到来自主节点的通信等待指示后，使各从节点转移到休眠模式，但也可在一次收到通信等待指示时，使各从节点立即转移到休眠模式。
又，上述实施形态中，通信等待指标发送时间T2结束后还使发送停止时间T继续存在，但也可使主节点1所涉及通信等待指示发送时间T2长于发送停止时间T。以此能可靠使从节点向休眠模式转移。

Claims (8)

1.一种车辆用多工通信装置，结构上做成特定通信节点和一般通信节点连接于多工通信线路，能够通过该多工通信线路相互进行信息通信，其特征在于，
所述一般通信节点具有向所述多工通信线路发送第1信息的一般发送手段和使节点本身转移到休眠状态的休眠转移控制手段，
所述特定通信节点具有在从所述第1信息未能判别出继续通信要求时对所述休眠转移控制手段发送休眠转移指示信号的指示手段。
2.如权利要求1所述的车辆用多工通信装置，其特征在于，所述第1信息包含继续通信要求和数据。
3.如权利要求2所述的车辆用多工通信装置，其特征在于，所述数据包含要求其他节点提供数据的提供要求和给其他节点提供数据的提供信息。
4.如权利要求3所述的车辆用多工通信装置，其特征在于，所述所述一般发送手段在收到所述休眠转移指示信号时，禁止发送所述提供信息。
5.如权利要求1所述的车辆用多工通信装置，其特征在于，
所述特定通信节点具有周期性地对所述多工通信线路发送第2信息的特定发送手段；
所述指示手段在从所述第1信息未能判别出继续通信要求时，将所述休眠转移指示信号送往所述特定发送手段，并且可发送包含来自所述特定发送手段的所述休眠转移指示信号的第2信息；
所述休眠转移控制手段在经过规定时间未收到来自所述特定发送手段的所述第2信息时，判断为转移到休眠状态的条件成立，使所述一般通信节点转移到休眠状态。
6.如权利要求5所述的车辆用多工通信装置，其特征在于，所述特定通信节点具有休眠转移控制手段和对所述特定发送手段发送要求一般通信节点提供数据的提供要求和给一般通信节点提供数据的提供信息的信息手段，发送完所述休眠转移指示信号的时刻以后的规定时间内如果没有所述提供要求，则在经过所述规定时间的时候，使本身转移到休眠状态。
7.如权利要求6所述的车辆用多工通信装置，其特征在于，在所述规定时间内，所述特定发送手段禁止发送所述提供信息。
8.如权利要求5至7中任一项所述的车辆用多工通信装置，其特征在于，各所述一般发送手段分别在来自所述特定发送手段的信息发送结束后，发送出所述第1信息。
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