JP2004241997A - 車両用電源重畳多重通信システム - Google Patents
車両用電源重畳多重通信システム Download PDFInfo
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Abstract
【課題】通信効率の低下を招くことなく、通信装置の新たな追加を容易かつ確実に認識することを課題とする。
【解決手段】システムに接続されて新たに追加された時に、スレーブの演算部３はハイレベルに設定された新規追加信号を所定の時間送信し、この新規追加信号を受信したマスターの演算部１は、新規追加信号を送信したスレーブにアドレスを要求し、この要求に応じてスレーブの演算部３は自己のアドレスを送信し、このアドレスを受信したマスターの演算部１は、追加されたスレーブがマスターとの間で双方向通信ができるように処理して構成される。
【選択図】 図１
【解決手段】システムに接続されて新たに追加された時に、スレーブの演算部３はハイレベルに設定された新規追加信号を所定の時間送信し、この新規追加信号を受信したマスターの演算部１は、新規追加信号を送信したスレーブにアドレスを要求し、この要求に応じてスレーブの演算部３は自己のアドレスを送信し、このアドレスを受信したマスターの演算部１は、追加されたスレーブがマスターとの間で双方向通信ができるように処理して構成される。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両で使用する各種信号を電源線に重畳して通信するマスター側の車両用電源重畳多重通信装置とスレーブ側の車両用電源重畳多重通信装置との間で双方向通信する車両用電源重畳多重通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車の高性能化が進み、１台の車両に多数の電子制御ユニット（ＥＣＵ、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ ）が車載されている。このＥＣＵは、エンジンやトランスミッションの制御の他、パワーウィンドー、ランプ、ドアミラー等を制御するものである。それぞれのＥＣＵは関連して機能するため、それぞれのＥＣＵは、ＥＣＵ間に設けられた専用の信号線や、各ＥＣＵに共通なバスを介して接続され、信号線やバスの通信線を介して信号の入出力が行われている。
【０００３】
最近では、１台に搭載されるＥＣＵの数が増えたり、制御の複雑化による信号数の増加等により、ＥＣＵ間を接続する通信線の本数も増加傾向にあり、通信線を含むワイヤハーネスの大型化や価格の上昇を招いていた。
【０００４】
これを解消するために、ＥＣＵ間を入出力する信号を、ＥＣＵに電源を供給する電源線に重畳させて、ＥＣＵ間の通信を行うようにした技術が開発されている（例えば、特許文献１参照）。この技術により通信線の本数を削減して、上記不具合を解消している。
【０００５】
また、車両に電源を供給する電源線に通信信号を重畳する車両用電源重畳多重通信において、搬送波が例えば数１００Ｈｚ〜数ｋＨｚ帯の低周波数である場合には、電源に接続された電子機器に実装されたバイパスコンデンサにより通信信号が著しく減衰してしまう。このため、数ＭＨｚ（例えば２．５ＭＨｚ）の高周波で通信信号をＡＳＫ（振幅シフトキーイング）変調することで、バイパスコンデンサによる通信信号の減衰が抑制され、電源重畳多重通信を安定して行うことが可能となる。また、ＡＳＫ変調は、他の変調方式に比べて、簡易な構成で安価に実現することができる。
【０００６】
図６に示すように、複数のＥＣＵそれぞれに含まれる、マスターの車両用電源重畳多重通信装置（以下、ＰＬＣと記す）ＰＬＣ９０と、スレーブ１〜３のＰＬＣ（それぞれの負荷に対応したＰＬＣ）９１〜９３との間では、ＬＩＮ準拠のプロトコルに基づいて一定のサイクルでマスター側のＰＬＣ９０とスレーブ側のＰＬＣ９１〜９３との間でポーリング動作を行うことにより、マスター側のＰＬＣとスレーブ側のＰＬＣ間で双方向通信が行われる。
【０００７】
図７は従来のＰＬＣ１０７を含むＥＣＵ１００の概略構成を示す図である。図７において、電圧変動を抑制するバイパスコンデンサ１０３が接続された電源線１０１からノイズ除去用のインピーダンス素子１０２を介して供給される車両用の電源電圧、例えば１２Ｖの電源電圧はレギュレータで構成された電源回路部１０４で、車両内部の電子機器の動作電源電圧、例えば５Ｖに変換され、車両内部の電子機器に供給される。リレー等のスイッチング素子で構成された負荷制御部１０５は、負荷制御信号に基づいてスイッチング制御され、電源線１０１を介して与えられる負荷駆動電流を制御している。例えばパワーウィンドーやドアミラー等の駆動モータ、ランプ等の負荷１０６は、電源線１０１から負荷制御部１０５を介して与えられる駆動電流により駆動される。電源線１０１には、電源線１０１に信号を重畳してＥＣＵ間の通信を行うＰＬＣ１０７が接続されている。
【０００８】
ＰＬＣ１０７は、ＥＣＵ１００が通信信号を受信する場合には、電源線１０１に重畳されて変調された通信信号がバンドパスフィルタ１０８ならびに電圧変動追従部１０９を介してコンパレータ部１１０に与えられ、通信信号は電圧変動追従部１０９で生成された比較基準レベルと比較されて増幅される。増幅された通信信号は、検波部１１１で検波されて受信データが得られる。得られた受信データは、波形整形部１１２に与えられて波形整形されることで短パルス性のノイズが取り除かれる。ノイズが取り除かれた受信データは演算部１１２に与えられ、各種処理が施され、処理の一つとして負荷制御信号が生成され負荷制御部１０５に与えられる。
【０００９】
一方、ＰＬＣ１０７が通信信号を送信する場合には、演算部１１３で生成された送信データが変調部１１５に与えられ、変調部１１５に与えられた送信データは搬送波発振部１１４で発振された搬送波とともに数ＭＨｚ帯の高周波信号にＡＳＫ変調される。ＡＳＫ変調された送信データは、出力部１１６を介して電源線１０１に与えられ、電源線１０１の直流電力に重畳されて送信される。
【００１０】
このように構成されたマスターのＰＬＣ（ＩＤ０（識別子））とスレーブのＰＬＣ（ＩＤ１〜ＩＤｎ（識別子））との間では、例えば図８の通信タイミングチャートに示すように、ポーリング動作により双方向通信が行われていた。すなわち、図９のフローチャートに示すように、マスターのＰＬＣの動作としては、まずＰＬＣが起動されてポーリング動作が開始されると、マスター（ＩＤ０）からすべてのスレーブ（ＩＤ１〜ＩＤｎ）に対して、負荷の駆動を指令制御する指令信号が送信される（ステップＳ９００）。その後、マスター（ＩＤ０）からスレーブ（ＩＤ１）に送信許可信号が送信され（ステップＳ９０１）、スレーブ（ＩＤ１）は送信許可信号を受けて応答信号を送信する（ステップＳ９０２）。次に、マスター（ＩＤ０）からスレーブ（ＩＤ２）に送信許可信号が送信され（ステップＳ９０３）、スレーブ（ＩＤ２）は送信許可信号を受けて応答信号を送信する（ステップＳ９０４）。このようなポーリング動作がすべてのスレーブ（ＩＤ１〜ＩＤｎ）に対して繰り返し行われる（ステップＳ９０５〜Ｓ９０６）。
【００１１】
このような車両用電源重畳多重通信システムにおいて、システムにスレーブの通信装置を新たに接続して追加するような場合には、マスターが追加されたスレーブを認識して双方向通信が行えるように、双方向通信を管理制御する演算部のソフトウェアを変更する必要があった。マスターが新しいスレーブが追加されたことを認識する手法としては、例えば追加されたスレーブが、予め設定したタイミングで、追加されたスレーブであることを示すプラグイン信号を送信し、マスターはこのプラグイン信号に基づいて新たなスレーブが追加されたことを認識するもの（手法１）が考えられる。あるいは、マスターは通信当初からスレーブに対してダミーのアドレスを設定し、このダミーのアドレスを含めて通信を行い、新たなスレーブが追加された場合には、このダミーのアドレスを追加されたスレーブのアドレスに割り付けて通信を行うもの（手法２）が考えられる。
【００１２】
上記手法１では、図１０のフローチャートに示すように、図９に示すと同様にマスター（ＩＤ０）とスレーブ（ＩＤ１〜ＩＤｎ）との間で双方向通信が一巡して行われた後（ステップＳ９００〜Ｓ９０６）、プラグイン信号が送信されたか否かがマスターで判別され（ステップＳ１０００）、プラグイン信号が送信された場合には（ステップＳ１００１）、マスターは追加されたスレーブにアドレスを割り付け、ｎ個から（ｎ＋１）個に増えたスレーブとの間で双方向通信を行う。
【００１３】
プラグイン信号を送信するタイミングは、ポーリング動作による双方向通信に影響を及ぼさないように設定しなければならない。例えば図１１の通信タイミングチャートに示すように、１台のマスター（ＩＤ０）と３台のスレーブ（ＩＤ１〜ＩＤ３）とが接続され、新たに１台のスレーブ（ＩＤ４）が追加される場合に、プラグイン信号は、１フレーム期間が終了して、次の１フレーム期間が開始されるまでの期間に送信される。ここで、１フレーム期間とは、図１１に示すように、マスター（ＩＤ０）が指令信号を送信した後、次に指令信号を送信するまでの期間とする。しかし、このような送信では、プラグイン信号の信号長、すなわち信号を送信している送信時間の長さが制限されることになる。このため、電源線に載ったノイズに影響されて、プラグイン信号が正確にマスターに送信されなくなるおそれがあった。
【００１４】
一方、上記手法２では、図１２のフローチャートに示すように、図９に示すと同様にマスター（ＩＤ０）とスレーブ（ＩＤ１〜ＩＤｎ）との間で双方向通信が行われるが（ステップＳ９００〜Ｓ９０６）、アドレスＩＤｎはダミーのアドレスに設定され、アドレスＩＤｎのスレーブは存在しないので、スレーブ（ＩＤｎ）の応答信号はマスター（ＩＤ０）で受信されことはない。
【００１５】
このような動作において、新たなスレーブが追加されると（ステップＳ９０７）、ダミーのアドレスＩＤｎが追加されたスレーブに割り付けられ、マスター（ＩＤ０）は、追加されたスレーブ（ＩＤｎ）からの応答信号を受信する（ステップＳ９０８）。その後、マスター（ＩＤ０）は、新たなダミーアドレス（ＩＤ（ｎ＋１））を設定するが、アドレスＩＤ（ｎ＋１）のスレーブは存在しないので、スレーブ（ＩＤｎ）の応答信号はマスター（ＩＤ０）で受信されない（ステップＳ９０９）。
【００１６】
例えば１台のマスターと３台のスレーブが接続され、新たに１台のスレーブが追加された場合の通信タイミングチャートを図１３に示す。
【００１７】
このような手法２においては、マスターが常にダミーのアドレスを送信している期間は、全体の通信において無駄な時間となり、応答性がわるくなり、通信全体の通信効率が低下することになる。
【００１８】
【特許文献１】
特開平１０−１７４２８２号公報（図８）
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したように、従来の車両用電源重畳多重通信装置において、新たにスレーブの通信装置をシステムに追加する場合に、追加されたスレーブからプラグイン信号を送信することにより、マスターが追加されたスレーブを認識する手法では、プラグイン信号の信号長が制限されていた。このため、ノイズ等によりプラグイン信号が正確にマスターに送信されないおそれがあり、マスターは新たにスレーブが追加されたことを確実に認識できなくなるといった不具合を招いていた。
【００２０】
一方、マスターが常時ダミーのアドレスを送信し、このダミーのアドレスを新たに追加されたスレーブに割り付けることにより、マスターが追加されたスレーブを認識する手法では、マスターは常時ダミーのアドレスを送信しなければならず、不要な通信データを送信することによる通信効率の低下を招いていた。
【００２１】
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、通信効率の低下を招くことなく、通信装置の新たな追加を容易かつ確実に認識することができる車両用電源重畳多重通信システムを提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、課題を解決する第１の手段は、車両内に直流電力を供給する電源線に接続され、前記電源線の直流電力に重畳された通信信号を受けて、直流成分に重畳された通信信号を分離して取り出し、生成した通信信号を前記電源線の直流電力に重畳して送信し、ポーリング動作により通信信号をマスター側の車両用電源重畳多重通信装置と複数のスレーブ側の車両用電源重畳多重通信装置との間で双方向で送受信する車両用電源重畳多重システムにおいて、前記システムに接続されてスレーブ側の通信装置として新たに追加された時に、ハイレベルに設定された新規追加信号を所定の時間送信し、自己のアドレスを要求する通信信号に応じて自己のアドレスを送信する演算部を備えたスレーブ側の車両用電源重畳多重通信装置と、前記スレーブ側の演算部から送信された新規追加信号を検出し、新規追加信号を送信した前記スレーブ側の通信装置に対してアドレスを要求し、要求したアドレスを受信すると、追加された前記スレーブ側の通信装置との間で双方向通信ができるように、受信したアドレスに対応した通信信号を送信できるようにする処理を行う演算部を備えたマスター側の車両用電源重畳多重通信装置とを有することを特徴とする。
【００２３】
第２の手段は、前記第１の手段において、前記スレーブ側の通信装置の演算部は、前記システムに接続されてスレーブ側の通信装置として新たに追加された時に、ハイレベルに設定された新規追加信号を所定の時間送信する新規追加信号出力部と、受信した通信信号が、新規に追加されたスレーブ側の通信装置のアドレスを要求する通信信号であるか否かを判定する判定部と、受信した通信信号が、前記判定部によりアドレスを要求する通信信号であると判定された場合には、自己のアドレスを送信する自己アドレス送信部とを有することを特徴とする。
【００２４】
第３の手段は、前記第１又は第２の手段において、前記マスター側の通信装置の演算部は、前記スレーブ側の演算部から送信された新規追加信号を検出する検出部と、前記検出部により新規追加信号が送信されたことが検出されると、新規追加信号を送信した前記スレーブ側の通信装置に対してアドレスを要求する、仮アドレスの送信許可信号を送信する送信部と、前記スレーブ側の通信装置から要求したアドレスを受信すると、追加された前記スレーブ側の通信装置との間で双方向通信ができるように、受信したアドレスに対応した通信信号を送信できるようにする処理を行う追加処理部とを有することを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いてこの発明の実施形態を説明する。
【００２６】
図１はこの発明の一実施形態に係る車両用電源重畳多重通信システムにおける、マスター側の車両用電源重畳多重通信装置（ＰＬＣ）に含まれる演算部１の機能ブロックの構成を示す図である。
【００２７】
この実施形態のマスター側のＰＬＣは、図７に示すＰＬＣと同様に、インピーダンス素子１０２、バンドパスフィルタ１０８、電圧変動追従部１０９、コンパレータ部１１０、検波部１１１、波形整形部１１２、搬送波発信部１１４，変調部１１５、出力部１１６を備え、図７に示す従来の演算部１１３が備えている機能に加えて、さらにこの実施形態の特徴となる機能を備えた演算部１を有して構成されている。
【００２８】
演算部１は、例えばＣＰＵ等のコンピュータにより構成され、プログラムに基づいて様々な処理を行う。演算部１は、マスターと複数のスレーブとの間でポーリング動作により双方向通信を繰り返し行う場合に、新たに追加されたスレーブから出力される新規追加信号を受信し、受信後仮アドレスＩＤ＊の送信許可信号を生成して送信する。演算部１は、新たに追加されたスレーブに予め割り振られたアドレスを受信し、受信後新たに追加されたスレーブを含めて、ポーリング動作による双方向通信を行う。
【００２９】
演算部１は、図１に示すように、指令信号生成部１０、ＩＤ１、…、ＩＤｎ送信許可信号生成部１１（−１、…、ｎ）、ポーリング周期設定部１２，データ判定部１３，データ送受信状態出力部１４、新スレーブ検出部１５、仮アドレス（ＩＤ＊）送信許可信号生成部１６、新スレーブ（新ＩＤ）追加処理部１７、総スレーブ数認識部１８、切替部１９、２０の、各機能ブロックを備えて構成されている。
【００３０】
指令信号生成部１０は、各種モータやライト等の負荷の駆動を指示するスイッチの入力を受けて、マスター（ＩＤ０）が管理制御するすべてのスレーブ（ＩＤ１〜ＩＤｎ）に対して、各スレーブ（ＩＤ１〜ＩＤｎ）に対応した負荷の駆動を指令する指令信号を生成する。生成された指令信号は切替部１９に与えられる。
ＩＤ１、…、ＩＤｎ送信許可信号生成部１１（−１、…、−ｎ）は、対応する各スレーブＩＤ１〜ＩＤｎに送信される送信許可信号を生成する。生成された送信許可信号は、切替部１９に与えられる。
【００３１】
ポーリング周期設定部１２は、図４に示すように、マスター（ＩＤ０）とスレーブ（ＩＤ１〜ＩＤｎ）との間で行われる双方向通信のポーリング動作における通信データの送受信周期を設定する。設定された送受信周期は、切替部１９に与えられる。
【００３２】
データ判定部１３は、受信データを受けて、受信データの内容を判定する。データ判定部１３は、受信した通信データが、新たなスレーブが追加されたことを示す、一定時間ハイレベルに設定された新規追加信号であると判定した場合には、判定結果を新スレーブ検出部１５に与える。データ判定部１３は、受信された通信データが、新たに追加されたスレーブのアドレスであることを判定すると、受信した新規追加スレーブのアドレスを新スレーブ追加処理部１７に与える。
【００３３】
データ送受信状態出力部１４は、データ判定部１３の判定結果に基づいて、データの送受信状態を出力制御する。
【００３４】
新スレーブ検出部１５は、データ判定部１３の判定結果に基づいて、システムに新たなスレーブが接続されて追加されたことを検出し、検出後切替制御信号を切替部２０に出力する。
【００３５】
仮アドレス送信許可信号生成部１６は、すべてのスレーブにおいて認識可能なように設定された仮アドレス（ＩＤ＊）の送信許可信号を生成する。
【００３６】
新スレーブ追加処理部１７は、データ判定部１３で判定された、新たに追加されたスレーブのアドレス（ｎ＋１）を受け付けて、新たに追加されたスレーブに対応した送信許可信号を生成するＩＤ（ｎ＋１）送信許可信号生成部１１−（ｎ＋１）を作成する。
【００３７】
総スレーブ数認識部１８は、新スレーブ追加処理部１７で行われたスレーブの追加処理に基づいて、マスター（ＩＤ０）との間で双方向通信する総スレーブ数を認識する。
【００３８】
切替部１９は、指令信号生成部１０で生成された指令信号、ならびに送信許可信号生成部１１で生成された送信許可信号を受けて、これらの信号を、ポーリング周期設定部１２から与えられる送信周期に基づいて選択制御し、選択した信号を送信データとして切替部２０を介して演算部１から出力する。
【００３９】
切替部２０は、新スレーブ検出部１５から与えられる切替制御信号に基づいて、仮アドレスの送信許可信号、あるいは指令信号、送信許可信号を選択する。
【００４０】
図２はこの発明の一実施形態に係る車両用電源重畳多重通信システムにおける、スレーブ側の車両用電源重畳多重通信装置（ＰＬＣ）に含まれる演算部３の機能ブロックの構成を示す図である。
【００４１】
この実施形態のスレーブ側のＰＬＣは、図７に示すＰＬＣと同様に、インピーダンス素子１０２、バンドパスフィルタ１０８、電圧変動追従部１０９、コンパレータ部１１０、検波部１１１、波形整形部１１２、搬送波発信部１１４，変調部１１５、出力部１１６を備え、図７に示す従来の演算部１１３が備えている機能に加えて、さらにこの実施形態の特徴となる機能を備えた演算部３を有して構成されている。
【００４２】
演算部３は、例えばＣＰＵ等のコンピュータにより構成され、プログラムに基づいて様々な処理を行う。演算部３は、マスターと複数のスレーブとの間でポーリング動作により双方向通信を繰り返し行うために、システムに接続されて追加された場合には、一定時間ハイレベルに設定された新規追加信号を出力する。演算部３は、マスターから送信された仮アドレスＩＤ＊を受信すると、これに応答して自己のスレーブに割り振られたアドレスをマスターに送信する。
【００４３】
演算部３は、図２に示すように、データ判定部３０、負荷駆動判定部３１、ＩＤ信号判定部３２、送信信号生成部３３、新規追加信号出力部３４、自己アドレス送信部３５、新規接続切替部３６、切替部３７、３８の、各機能ブロックを備えて構成されている。
【００４４】
データ判定部３０は、受信データを受けて、受信データの内容を判定する。データ判定部３０は、受信データが負荷の駆動を指令制御する指令信号である場合には、この指令信号を負荷駆動判定部３１に与える。データ判定部３０は、受信信号が送信許可信号である場合には、この送信許可信号をＩＤ信号判定部３２に与える。データ判定部３０は、受信データがマスターから送信された仮アドレスＩＤ＊の送信許可信号である場合には、切替制御信号を切替部３７に与える。
【００４５】
負荷駆動判定部３１は、データ判定部３０から与えられた指令信号に基づいて、負荷の駆動を判定し、負荷駆動制御信号を出力する。
【００４６】
ＩＤ信号判定部３２は、データ判定部３０から与えられた送信許可信号に基づいて、受信した送信許可信号のアドレスが自己のスレーブのアドレスか否かを判定し、判定結果を送信信号生成部３３に与える。
【００４７】
送信信号生成部３３は、ＩＤ信号判定部３２の判定結果に基づいて、受信した送信許可信号のアドレスが自己のアドレスである場合には、負荷の駆動状態を示す応答信号を送信信号として生成し、生成した応答信号を切替部３８を介して送信する。
【００４８】
新規追加信号出力部３４は、スレーブがシステムに接続されて追加された場合に、新たな追加を示す、一定時間ハイレベルに設定された新規追加信号を出力する。
【００４９】
自己アドレス送信部３５は、予め自己のスレーブに割り振られたアドレスを送信する。
【００５０】
新規接続切替部３６は、システムにスレーブが接続されて追加された後、マスターとの間で双方向の通信が行われる際に、切替部３８を切替制御する切替制御信号を切替部３８に与える。
【００５１】
切替部３７は、データ判定部３０から与えられる切替制御信号に基づいて、システムに新たに接続される初期状態時には、新規追加信号出力部３４から出力される新規追加信号を選択し、仮アドレスＩＤ＊が受信されると、自己アドレス送信部３５から出力される自己アドレスを選択する。
【００５２】
切替部３８は、新規接続切替部３６から与えられる切替制御信号に基づいて、システムに新たに接続される初期状態時には、新規追加信号出力部３４から出力される新規追加信号を選択し、システムに接続されて自己のアドレスの送信許可信号が受信できる時には、送信信号生成部３３から与えられる応答信号を選択する。
【００５３】
図３は電源線に重畳される通信信号と新規追加信号の信号波形を示す図である。図３において、新規追加信号は、ハイレベルに設定され、所定の一定時間、例えばアドレス領域とデータ領域とで構成された通信データが２つ分、電源線に重畳されている期間、スレーブの新規追加信号出力部３４から出力される。ハイレベルの新規追加信号が一定時間電源線に出力されることにより、スレーブから送信された通信データのアドレス領域ならびにデータ領域は本来の情報内容と異なり、データ領域は決してとり得ないすべてハイレベルのデータとなる。この状態がマスターで検出されて、新たなスレーブが追加されたことが把握される。
【００５４】
次に、図４に示す動作フローチャートならびに図５に示す通信タイミングチャートを参照して、この実施形態の動作を説明する。なお、図５に示すタイミングチャートは、１台のマスター（ＩＤ０）に３台のスレーブ（ＩＤ１〜ＩＤ３）が接続された場合の一例を示している。
【００５５】
図４において、まずマスタならびにスレーブのＰＬＣが起動されてポーリング動作が開始されると、マスター（ＩＤ０）からすべてのスレーブ（ＩＤ１〜ＩＤｎ）に対して、負荷の駆動を指令制御する指令信号が送信される（ステップＳ３００）。その後、マスター（ＩＤ０）からスレーブ（ＩＤ１）に送信許可信号が送信され（ステップＳ３０１）、スレーブ（ＩＤ１）は送信許可信号を受けて応答信号を送信し、この応答信号をマスター（ＩＤ０）が受信する（ステップＳ３０２）。
【００５６】
ここで、新たなスレーブ（ＩＤ（ｎ＋１））がシステムに接続されて追加されると、追加されたスレーブ（ＩＤ（ｎ＋１））の新規追加信号出力部３４からハイレベルの新規追加信号が、上述したように一定時間出力されて送信される（ステップＳ３０３）。これと並行して、マスター（ＩＤ０）からスレーブ（ＩＤ２）に送信許可信号が送信される（ステップＳ３０４）。スレーブ（ＩＤ２）は、ハイレベルの新規追加信号が電源線に出力されているため、マスターから送信された本来の送信許可信号を受けることができず、したがって、応答信号を送信することもできなくなる。これにより、マスター（ＩＤ０）は、スレーブ（ＩＤ２）から応答信号を受信することができない。ハイレベルの新規追加信号が、図５に示すように出力されている場合には、スレーブ（ＩＤ３）においても、上述したスレーブ（ＩＤ２）と同様となる。
【００５７】
この後、マスター（ＩＤ０）からスレーブ（ＩＤｎ）に送信許可信号が送信され（ステップＳ３０６）、スレーブ（ＩＤｎ）は送信許可信号を受けて応答信号を送信し、この応答信号をマスター（ＩＤ０）が受信する（ステップＳ３０７）。
【００５８】
このようにして、マスター（ＩＤ０）とスレーブ（ＩＤ１〜ＩＤｎ）の双方向通信が一巡すると、一定時間以上のハイレベルの追加信号がマスター（ＩＤ）で受信されたか否かがマスター（ＩＤ０）のデータ判定部１３で判定される（ステップＳ３０８）。新規追加信号が出力されたことが判定されると、新スレーブ検出部１５で新たにスレーブが追加されたことが検出され、仮アドレスＩＤ＊の送信許可信号が、仮アドレス送信許可信号生成部１６から送信される（ステップＳ３０８）。図５に示す通信タイミングチャートでは、マスター（ＩＤ０）とスレーブ（ＩＤ３）との通信タイミングが終了した後、仮アドレスＩＤ＊の送信許可信号が送信されている。
【００５９】
新たに追加されたスレーブ（ＩＤ（ｎ＋１））は、この仮アドレスＩＤ＊の送信許可信号を受信し、データ判定部３０で仮アドレスＩＤ＊の送信許可信号であることが判定されると、新たに追加されたスレーブ（ＩＤ（ｎ＋１））の自己のアドレス（ＩＤ（ｎ＋１））が、応答信号として自己アドレス送信部３５から送信される。図５に示す通信タイミングチャートでは、新たに追加されたスレーブのアドレスは、例えば（ＩＤ４）に設定されている。
【００６０】
マスター（ＩＤ０）は、データ判定部１３でこの応答信号により新たに追加されたスレーブのアドレスが（ＩＤ（ｎ＋１））であることを認識する、これにより、新スレーブ追加処理部１７において、新たに追加されたスレーブ（ＩＤ（ｎ＋１））に対応したアドレス（ＩＤ（ｎ＋１））の送信許可信号を生成するＩＤ（ｎ＋１）送信許可信号生成部１１−（ｎ＋１）を作成する。また、総スレーブ数認識部１８でスレーブの個数がｎ個から（ｎ＋１）個に増えたことが認識され、これに基づいて、ポーリング周期設定部１２は、ＩＤ（ｎ＋１）送信許可信号生成部１１（ｎ＋１）を含めて切替部１９を切替制御する（ステップＳ３１０）。
【００６１】
このように、上記実施形態においては、システムに新たに接続されて追加されたスレーブは、一定時間のハイレベルの新規追加信号を送信することで、マスターはこの新規追加信号を容易かつ正確に検出することが可能となる。すなわち、ノイズか、あるいは新規追加信号かを容易に判別することができる。これにより、マスターは、新たなスレーブがシステムに接続されて追加されたことを確実に検出することが可能となる。
【００６２】
また、通常の通信動作において、ダミーアドレス等のような直接通信に関係のない情報も含めて、マスターとスレーブ間で双方向通信を行う必要がないので、通信効率の低下を招くことは回避される。
【００６３】
また、追加されるスレーブに割り振られるアドレスは、それまでシステムに接続されているスレーブに割り振られたアドレス以外のアドレスを割り振ればよいので、スレーブのアドレス管理が容易となる。
【００６４】
さらに、新たなスレーブが追加された際に、マスターは仮のアドレスの通信データを送信して追加されたスレーブに自己のアドレスを要求し、スレーブはこの応答信号として自己のアドレスをマスターに送信することにより、追加されたスレーブは、複雑な処理を行うことなく容易に、自己のアドレスによりマスターとの間で双方向通信を行うことが可能となる。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、新規に追加されたスレーブの通信装置から、ハイレベルに設定された新規追加信号を所定の時間送信するようにしたので、通信効率の低下を招くことなく、通信装置の新たな追加を容易かつ確実にに認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係るマスター側の車両用電源重畳多重通信装置における演算部の構成を示す図である。
【図２】この発明の一実施形態に係るスレーブ側の車両用電源重畳多重通信装置における演算部の構成を示す図である。
【図３】新規追加信号と通信データの信号波形を示す図である。
【図４】この発明の一実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図５】この発明の一実施形態の通信タイミングを示すタイミングチャートである。
【図６】従来のマスターとスレーブの車両用電源重畳多重通信装置の接続例を示す図である。
【図７】従来の車両用電源重畳多重通信装置の構成を示す図である。
【図８】従来の車両用電源重畳多重通信装置における通信タイミングを示す図である。
【図９】従来の車両用電源重畳多重通信装置における通信動作を示すフローチャートである。
【図１０】新規スレーブの追加を認識する、従来の動作を示すフローチャートである。
【図１１】新規スレーブの追加を認識する、従来の通信タイミングを示すタイミングチャートである。
【図１２】新規スレーブの追加を認識する、従来の他の動作を示すフローチャートである。
【図１３】新規スレーブの追加を認識する、従来の他の通信タイミングを示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１…演算部
３…演算部
１０…指令信号生成部
１１…送信許可信号生成部
１２…ポーリング周期設定部
１３…データ判定部
１４…データ送受信状態出力部
１５…新スレーブ検出部
１６…仮アドレス送信許可信号生成部
１７ 新スレーブ追加処理部
１８…総スレーブ数認識部
１９，２０，３７，３８…切替部
２０…切替部
３０…データ判定部
３１…負荷駆動判定部
３２…ＩＤ信号判定部
３３…送信信号生成部
３４…新規追加信号出力部
３５…自己アドレス送信部
３６…新規接続切替部
１０１…電源線
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両で使用する各種信号を電源線に重畳して通信するマスター側の車両用電源重畳多重通信装置とスレーブ側の車両用電源重畳多重通信装置との間で双方向通信する車両用電源重畳多重通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車の高性能化が進み、１台の車両に多数の電子制御ユニット（ＥＣＵ、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ ）が車載されている。このＥＣＵは、エンジンやトランスミッションの制御の他、パワーウィンドー、ランプ、ドアミラー等を制御するものである。それぞれのＥＣＵは関連して機能するため、それぞれのＥＣＵは、ＥＣＵ間に設けられた専用の信号線や、各ＥＣＵに共通なバスを介して接続され、信号線やバスの通信線を介して信号の入出力が行われている。
【０００３】
最近では、１台に搭載されるＥＣＵの数が増えたり、制御の複雑化による信号数の増加等により、ＥＣＵ間を接続する通信線の本数も増加傾向にあり、通信線を含むワイヤハーネスの大型化や価格の上昇を招いていた。
【０００４】
これを解消するために、ＥＣＵ間を入出力する信号を、ＥＣＵに電源を供給する電源線に重畳させて、ＥＣＵ間の通信を行うようにした技術が開発されている（例えば、特許文献１参照）。この技術により通信線の本数を削減して、上記不具合を解消している。
【０００５】
また、車両に電源を供給する電源線に通信信号を重畳する車両用電源重畳多重通信において、搬送波が例えば数１００Ｈｚ〜数ｋＨｚ帯の低周波数である場合には、電源に接続された電子機器に実装されたバイパスコンデンサにより通信信号が著しく減衰してしまう。このため、数ＭＨｚ（例えば２．５ＭＨｚ）の高周波で通信信号をＡＳＫ（振幅シフトキーイング）変調することで、バイパスコンデンサによる通信信号の減衰が抑制され、電源重畳多重通信を安定して行うことが可能となる。また、ＡＳＫ変調は、他の変調方式に比べて、簡易な構成で安価に実現することができる。
【０００６】
図６に示すように、複数のＥＣＵそれぞれに含まれる、マスターの車両用電源重畳多重通信装置（以下、ＰＬＣと記す）ＰＬＣ９０と、スレーブ１〜３のＰＬＣ（それぞれの負荷に対応したＰＬＣ）９１〜９３との間では、ＬＩＮ準拠のプロトコルに基づいて一定のサイクルでマスター側のＰＬＣ９０とスレーブ側のＰＬＣ９１〜９３との間でポーリング動作を行うことにより、マスター側のＰＬＣとスレーブ側のＰＬＣ間で双方向通信が行われる。
【０００７】
図７は従来のＰＬＣ１０７を含むＥＣＵ１００の概略構成を示す図である。図７において、電圧変動を抑制するバイパスコンデンサ１０３が接続された電源線１０１からノイズ除去用のインピーダンス素子１０２を介して供給される車両用の電源電圧、例えば１２Ｖの電源電圧はレギュレータで構成された電源回路部１０４で、車両内部の電子機器の動作電源電圧、例えば５Ｖに変換され、車両内部の電子機器に供給される。リレー等のスイッチング素子で構成された負荷制御部１０５は、負荷制御信号に基づいてスイッチング制御され、電源線１０１を介して与えられる負荷駆動電流を制御している。例えばパワーウィンドーやドアミラー等の駆動モータ、ランプ等の負荷１０６は、電源線１０１から負荷制御部１０５を介して与えられる駆動電流により駆動される。電源線１０１には、電源線１０１に信号を重畳してＥＣＵ間の通信を行うＰＬＣ１０７が接続されている。
【０００８】
ＰＬＣ１０７は、ＥＣＵ１００が通信信号を受信する場合には、電源線１０１に重畳されて変調された通信信号がバンドパスフィルタ１０８ならびに電圧変動追従部１０９を介してコンパレータ部１１０に与えられ、通信信号は電圧変動追従部１０９で生成された比較基準レベルと比較されて増幅される。増幅された通信信号は、検波部１１１で検波されて受信データが得られる。得られた受信データは、波形整形部１１２に与えられて波形整形されることで短パルス性のノイズが取り除かれる。ノイズが取り除かれた受信データは演算部１１２に与えられ、各種処理が施され、処理の一つとして負荷制御信号が生成され負荷制御部１０５に与えられる。
【０００９】
一方、ＰＬＣ１０７が通信信号を送信する場合には、演算部１１３で生成された送信データが変調部１１５に与えられ、変調部１１５に与えられた送信データは搬送波発振部１１４で発振された搬送波とともに数ＭＨｚ帯の高周波信号にＡＳＫ変調される。ＡＳＫ変調された送信データは、出力部１１６を介して電源線１０１に与えられ、電源線１０１の直流電力に重畳されて送信される。
【００１０】
このように構成されたマスターのＰＬＣ（ＩＤ０（識別子））とスレーブのＰＬＣ（ＩＤ１〜ＩＤｎ（識別子））との間では、例えば図８の通信タイミングチャートに示すように、ポーリング動作により双方向通信が行われていた。すなわち、図９のフローチャートに示すように、マスターのＰＬＣの動作としては、まずＰＬＣが起動されてポーリング動作が開始されると、マスター（ＩＤ０）からすべてのスレーブ（ＩＤ１〜ＩＤｎ）に対して、負荷の駆動を指令制御する指令信号が送信される（ステップＳ９００）。その後、マスター（ＩＤ０）からスレーブ（ＩＤ１）に送信許可信号が送信され（ステップＳ９０１）、スレーブ（ＩＤ１）は送信許可信号を受けて応答信号を送信する（ステップＳ９０２）。次に、マスター（ＩＤ０）からスレーブ（ＩＤ２）に送信許可信号が送信され（ステップＳ９０３）、スレーブ（ＩＤ２）は送信許可信号を受けて応答信号を送信する（ステップＳ９０４）。このようなポーリング動作がすべてのスレーブ（ＩＤ１〜ＩＤｎ）に対して繰り返し行われる（ステップＳ９０５〜Ｓ９０６）。
【００１１】
このような車両用電源重畳多重通信システムにおいて、システムにスレーブの通信装置を新たに接続して追加するような場合には、マスターが追加されたスレーブを認識して双方向通信が行えるように、双方向通信を管理制御する演算部のソフトウェアを変更する必要があった。マスターが新しいスレーブが追加されたことを認識する手法としては、例えば追加されたスレーブが、予め設定したタイミングで、追加されたスレーブであることを示すプラグイン信号を送信し、マスターはこのプラグイン信号に基づいて新たなスレーブが追加されたことを認識するもの（手法１）が考えられる。あるいは、マスターは通信当初からスレーブに対してダミーのアドレスを設定し、このダミーのアドレスを含めて通信を行い、新たなスレーブが追加された場合には、このダミーのアドレスを追加されたスレーブのアドレスに割り付けて通信を行うもの（手法２）が考えられる。
【００１２】
上記手法１では、図１０のフローチャートに示すように、図９に示すと同様にマスター（ＩＤ０）とスレーブ（ＩＤ１〜ＩＤｎ）との間で双方向通信が一巡して行われた後（ステップＳ９００〜Ｓ９０６）、プラグイン信号が送信されたか否かがマスターで判別され（ステップＳ１０００）、プラグイン信号が送信された場合には（ステップＳ１００１）、マスターは追加されたスレーブにアドレスを割り付け、ｎ個から（ｎ＋１）個に増えたスレーブとの間で双方向通信を行う。
【００１３】
プラグイン信号を送信するタイミングは、ポーリング動作による双方向通信に影響を及ぼさないように設定しなければならない。例えば図１１の通信タイミングチャートに示すように、１台のマスター（ＩＤ０）と３台のスレーブ（ＩＤ１〜ＩＤ３）とが接続され、新たに１台のスレーブ（ＩＤ４）が追加される場合に、プラグイン信号は、１フレーム期間が終了して、次の１フレーム期間が開始されるまでの期間に送信される。ここで、１フレーム期間とは、図１１に示すように、マスター（ＩＤ０）が指令信号を送信した後、次に指令信号を送信するまでの期間とする。しかし、このような送信では、プラグイン信号の信号長、すなわち信号を送信している送信時間の長さが制限されることになる。このため、電源線に載ったノイズに影響されて、プラグイン信号が正確にマスターに送信されなくなるおそれがあった。
【００１４】
一方、上記手法２では、図１２のフローチャートに示すように、図９に示すと同様にマスター（ＩＤ０）とスレーブ（ＩＤ１〜ＩＤｎ）との間で双方向通信が行われるが（ステップＳ９００〜Ｓ９０６）、アドレスＩＤｎはダミーのアドレスに設定され、アドレスＩＤｎのスレーブは存在しないので、スレーブ（ＩＤｎ）の応答信号はマスター（ＩＤ０）で受信されことはない。
【００１５】
このような動作において、新たなスレーブが追加されると（ステップＳ９０７）、ダミーのアドレスＩＤｎが追加されたスレーブに割り付けられ、マスター（ＩＤ０）は、追加されたスレーブ（ＩＤｎ）からの応答信号を受信する（ステップＳ９０８）。その後、マスター（ＩＤ０）は、新たなダミーアドレス（ＩＤ（ｎ＋１））を設定するが、アドレスＩＤ（ｎ＋１）のスレーブは存在しないので、スレーブ（ＩＤｎ）の応答信号はマスター（ＩＤ０）で受信されない（ステップＳ９０９）。
【００１６】
例えば１台のマスターと３台のスレーブが接続され、新たに１台のスレーブが追加された場合の通信タイミングチャートを図１３に示す。
【００１７】
このような手法２においては、マスターが常にダミーのアドレスを送信している期間は、全体の通信において無駄な時間となり、応答性がわるくなり、通信全体の通信効率が低下することになる。
【００１８】
【特許文献１】
特開平１０−１７４２８２号公報（図８）
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したように、従来の車両用電源重畳多重通信装置において、新たにスレーブの通信装置をシステムに追加する場合に、追加されたスレーブからプラグイン信号を送信することにより、マスターが追加されたスレーブを認識する手法では、プラグイン信号の信号長が制限されていた。このため、ノイズ等によりプラグイン信号が正確にマスターに送信されないおそれがあり、マスターは新たにスレーブが追加されたことを確実に認識できなくなるといった不具合を招いていた。
【００２０】
一方、マスターが常時ダミーのアドレスを送信し、このダミーのアドレスを新たに追加されたスレーブに割り付けることにより、マスターが追加されたスレーブを認識する手法では、マスターは常時ダミーのアドレスを送信しなければならず、不要な通信データを送信することによる通信効率の低下を招いていた。
【００２１】
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、通信効率の低下を招くことなく、通信装置の新たな追加を容易かつ確実に認識することができる車両用電源重畳多重通信システムを提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、課題を解決する第１の手段は、車両内に直流電力を供給する電源線に接続され、前記電源線の直流電力に重畳された通信信号を受けて、直流成分に重畳された通信信号を分離して取り出し、生成した通信信号を前記電源線の直流電力に重畳して送信し、ポーリング動作により通信信号をマスター側の車両用電源重畳多重通信装置と複数のスレーブ側の車両用電源重畳多重通信装置との間で双方向で送受信する車両用電源重畳多重システムにおいて、前記システムに接続されてスレーブ側の通信装置として新たに追加された時に、ハイレベルに設定された新規追加信号を所定の時間送信し、自己のアドレスを要求する通信信号に応じて自己のアドレスを送信する演算部を備えたスレーブ側の車両用電源重畳多重通信装置と、前記スレーブ側の演算部から送信された新規追加信号を検出し、新規追加信号を送信した前記スレーブ側の通信装置に対してアドレスを要求し、要求したアドレスを受信すると、追加された前記スレーブ側の通信装置との間で双方向通信ができるように、受信したアドレスに対応した通信信号を送信できるようにする処理を行う演算部を備えたマスター側の車両用電源重畳多重通信装置とを有することを特徴とする。
【００２３】
第２の手段は、前記第１の手段において、前記スレーブ側の通信装置の演算部は、前記システムに接続されてスレーブ側の通信装置として新たに追加された時に、ハイレベルに設定された新規追加信号を所定の時間送信する新規追加信号出力部と、受信した通信信号が、新規に追加されたスレーブ側の通信装置のアドレスを要求する通信信号であるか否かを判定する判定部と、受信した通信信号が、前記判定部によりアドレスを要求する通信信号であると判定された場合には、自己のアドレスを送信する自己アドレス送信部とを有することを特徴とする。
【００２４】
第３の手段は、前記第１又は第２の手段において、前記マスター側の通信装置の演算部は、前記スレーブ側の演算部から送信された新規追加信号を検出する検出部と、前記検出部により新規追加信号が送信されたことが検出されると、新規追加信号を送信した前記スレーブ側の通信装置に対してアドレスを要求する、仮アドレスの送信許可信号を送信する送信部と、前記スレーブ側の通信装置から要求したアドレスを受信すると、追加された前記スレーブ側の通信装置との間で双方向通信ができるように、受信したアドレスに対応した通信信号を送信できるようにする処理を行う追加処理部とを有することを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いてこの発明の実施形態を説明する。
【００２６】
図１はこの発明の一実施形態に係る車両用電源重畳多重通信システムにおける、マスター側の車両用電源重畳多重通信装置（ＰＬＣ）に含まれる演算部１の機能ブロックの構成を示す図である。
【００２７】
この実施形態のマスター側のＰＬＣは、図７に示すＰＬＣと同様に、インピーダンス素子１０２、バンドパスフィルタ１０８、電圧変動追従部１０９、コンパレータ部１１０、検波部１１１、波形整形部１１２、搬送波発信部１１４，変調部１１５、出力部１１６を備え、図７に示す従来の演算部１１３が備えている機能に加えて、さらにこの実施形態の特徴となる機能を備えた演算部１を有して構成されている。
【００２８】
演算部１は、例えばＣＰＵ等のコンピュータにより構成され、プログラムに基づいて様々な処理を行う。演算部１は、マスターと複数のスレーブとの間でポーリング動作により双方向通信を繰り返し行う場合に、新たに追加されたスレーブから出力される新規追加信号を受信し、受信後仮アドレスＩＤ＊の送信許可信号を生成して送信する。演算部１は、新たに追加されたスレーブに予め割り振られたアドレスを受信し、受信後新たに追加されたスレーブを含めて、ポーリング動作による双方向通信を行う。
【００２９】
演算部１は、図１に示すように、指令信号生成部１０、ＩＤ１、…、ＩＤｎ送信許可信号生成部１１（−１、…、ｎ）、ポーリング周期設定部１２，データ判定部１３，データ送受信状態出力部１４、新スレーブ検出部１５、仮アドレス（ＩＤ＊）送信許可信号生成部１６、新スレーブ（新ＩＤ）追加処理部１７、総スレーブ数認識部１８、切替部１９、２０の、各機能ブロックを備えて構成されている。
【００３０】
指令信号生成部１０は、各種モータやライト等の負荷の駆動を指示するスイッチの入力を受けて、マスター（ＩＤ０）が管理制御するすべてのスレーブ（ＩＤ１〜ＩＤｎ）に対して、各スレーブ（ＩＤ１〜ＩＤｎ）に対応した負荷の駆動を指令する指令信号を生成する。生成された指令信号は切替部１９に与えられる。
ＩＤ１、…、ＩＤｎ送信許可信号生成部１１（−１、…、−ｎ）は、対応する各スレーブＩＤ１〜ＩＤｎに送信される送信許可信号を生成する。生成された送信許可信号は、切替部１９に与えられる。
【００３１】
ポーリング周期設定部１２は、図４に示すように、マスター（ＩＤ０）とスレーブ（ＩＤ１〜ＩＤｎ）との間で行われる双方向通信のポーリング動作における通信データの送受信周期を設定する。設定された送受信周期は、切替部１９に与えられる。
【００３２】
データ判定部１３は、受信データを受けて、受信データの内容を判定する。データ判定部１３は、受信した通信データが、新たなスレーブが追加されたことを示す、一定時間ハイレベルに設定された新規追加信号であると判定した場合には、判定結果を新スレーブ検出部１５に与える。データ判定部１３は、受信された通信データが、新たに追加されたスレーブのアドレスであることを判定すると、受信した新規追加スレーブのアドレスを新スレーブ追加処理部１７に与える。
【００３３】
データ送受信状態出力部１４は、データ判定部１３の判定結果に基づいて、データの送受信状態を出力制御する。
【００３４】
新スレーブ検出部１５は、データ判定部１３の判定結果に基づいて、システムに新たなスレーブが接続されて追加されたことを検出し、検出後切替制御信号を切替部２０に出力する。
【００３５】
仮アドレス送信許可信号生成部１６は、すべてのスレーブにおいて認識可能なように設定された仮アドレス（ＩＤ＊）の送信許可信号を生成する。
【００３６】
新スレーブ追加処理部１７は、データ判定部１３で判定された、新たに追加されたスレーブのアドレス（ｎ＋１）を受け付けて、新たに追加されたスレーブに対応した送信許可信号を生成するＩＤ（ｎ＋１）送信許可信号生成部１１−（ｎ＋１）を作成する。
【００３７】
総スレーブ数認識部１８は、新スレーブ追加処理部１７で行われたスレーブの追加処理に基づいて、マスター（ＩＤ０）との間で双方向通信する総スレーブ数を認識する。
【００３８】
切替部１９は、指令信号生成部１０で生成された指令信号、ならびに送信許可信号生成部１１で生成された送信許可信号を受けて、これらの信号を、ポーリング周期設定部１２から与えられる送信周期に基づいて選択制御し、選択した信号を送信データとして切替部２０を介して演算部１から出力する。
【００３９】
切替部２０は、新スレーブ検出部１５から与えられる切替制御信号に基づいて、仮アドレスの送信許可信号、あるいは指令信号、送信許可信号を選択する。
【００４０】
図２はこの発明の一実施形態に係る車両用電源重畳多重通信システムにおける、スレーブ側の車両用電源重畳多重通信装置（ＰＬＣ）に含まれる演算部３の機能ブロックの構成を示す図である。
【００４１】
この実施形態のスレーブ側のＰＬＣは、図７に示すＰＬＣと同様に、インピーダンス素子１０２、バンドパスフィルタ１０８、電圧変動追従部１０９、コンパレータ部１１０、検波部１１１、波形整形部１１２、搬送波発信部１１４，変調部１１５、出力部１１６を備え、図７に示す従来の演算部１１３が備えている機能に加えて、さらにこの実施形態の特徴となる機能を備えた演算部３を有して構成されている。
【００４２】
演算部３は、例えばＣＰＵ等のコンピュータにより構成され、プログラムに基づいて様々な処理を行う。演算部３は、マスターと複数のスレーブとの間でポーリング動作により双方向通信を繰り返し行うために、システムに接続されて追加された場合には、一定時間ハイレベルに設定された新規追加信号を出力する。演算部３は、マスターから送信された仮アドレスＩＤ＊を受信すると、これに応答して自己のスレーブに割り振られたアドレスをマスターに送信する。
【００４３】
演算部３は、図２に示すように、データ判定部３０、負荷駆動判定部３１、ＩＤ信号判定部３２、送信信号生成部３３、新規追加信号出力部３４、自己アドレス送信部３５、新規接続切替部３６、切替部３７、３８の、各機能ブロックを備えて構成されている。
【００４４】
データ判定部３０は、受信データを受けて、受信データの内容を判定する。データ判定部３０は、受信データが負荷の駆動を指令制御する指令信号である場合には、この指令信号を負荷駆動判定部３１に与える。データ判定部３０は、受信信号が送信許可信号である場合には、この送信許可信号をＩＤ信号判定部３２に与える。データ判定部３０は、受信データがマスターから送信された仮アドレスＩＤ＊の送信許可信号である場合には、切替制御信号を切替部３７に与える。
【００４５】
負荷駆動判定部３１は、データ判定部３０から与えられた指令信号に基づいて、負荷の駆動を判定し、負荷駆動制御信号を出力する。
【００４６】
ＩＤ信号判定部３２は、データ判定部３０から与えられた送信許可信号に基づいて、受信した送信許可信号のアドレスが自己のスレーブのアドレスか否かを判定し、判定結果を送信信号生成部３３に与える。
【００４７】
送信信号生成部３３は、ＩＤ信号判定部３２の判定結果に基づいて、受信した送信許可信号のアドレスが自己のアドレスである場合には、負荷の駆動状態を示す応答信号を送信信号として生成し、生成した応答信号を切替部３８を介して送信する。
【００４８】
新規追加信号出力部３４は、スレーブがシステムに接続されて追加された場合に、新たな追加を示す、一定時間ハイレベルに設定された新規追加信号を出力する。
【００４９】
自己アドレス送信部３５は、予め自己のスレーブに割り振られたアドレスを送信する。
【００５０】
新規接続切替部３６は、システムにスレーブが接続されて追加された後、マスターとの間で双方向の通信が行われる際に、切替部３８を切替制御する切替制御信号を切替部３８に与える。
【００５１】
切替部３７は、データ判定部３０から与えられる切替制御信号に基づいて、システムに新たに接続される初期状態時には、新規追加信号出力部３４から出力される新規追加信号を選択し、仮アドレスＩＤ＊が受信されると、自己アドレス送信部３５から出力される自己アドレスを選択する。
【００５２】
切替部３８は、新規接続切替部３６から与えられる切替制御信号に基づいて、システムに新たに接続される初期状態時には、新規追加信号出力部３４から出力される新規追加信号を選択し、システムに接続されて自己のアドレスの送信許可信号が受信できる時には、送信信号生成部３３から与えられる応答信号を選択する。
【００５３】
図３は電源線に重畳される通信信号と新規追加信号の信号波形を示す図である。図３において、新規追加信号は、ハイレベルに設定され、所定の一定時間、例えばアドレス領域とデータ領域とで構成された通信データが２つ分、電源線に重畳されている期間、スレーブの新規追加信号出力部３４から出力される。ハイレベルの新規追加信号が一定時間電源線に出力されることにより、スレーブから送信された通信データのアドレス領域ならびにデータ領域は本来の情報内容と異なり、データ領域は決してとり得ないすべてハイレベルのデータとなる。この状態がマスターで検出されて、新たなスレーブが追加されたことが把握される。
【００５４】
次に、図４に示す動作フローチャートならびに図５に示す通信タイミングチャートを参照して、この実施形態の動作を説明する。なお、図５に示すタイミングチャートは、１台のマスター（ＩＤ０）に３台のスレーブ（ＩＤ１〜ＩＤ３）が接続された場合の一例を示している。
【００５５】
図４において、まずマスタならびにスレーブのＰＬＣが起動されてポーリング動作が開始されると、マスター（ＩＤ０）からすべてのスレーブ（ＩＤ１〜ＩＤｎ）に対して、負荷の駆動を指令制御する指令信号が送信される（ステップＳ３００）。その後、マスター（ＩＤ０）からスレーブ（ＩＤ１）に送信許可信号が送信され（ステップＳ３０１）、スレーブ（ＩＤ１）は送信許可信号を受けて応答信号を送信し、この応答信号をマスター（ＩＤ０）が受信する（ステップＳ３０２）。
【００５６】
ここで、新たなスレーブ（ＩＤ（ｎ＋１））がシステムに接続されて追加されると、追加されたスレーブ（ＩＤ（ｎ＋１））の新規追加信号出力部３４からハイレベルの新規追加信号が、上述したように一定時間出力されて送信される（ステップＳ３０３）。これと並行して、マスター（ＩＤ０）からスレーブ（ＩＤ２）に送信許可信号が送信される（ステップＳ３０４）。スレーブ（ＩＤ２）は、ハイレベルの新規追加信号が電源線に出力されているため、マスターから送信された本来の送信許可信号を受けることができず、したがって、応答信号を送信することもできなくなる。これにより、マスター（ＩＤ０）は、スレーブ（ＩＤ２）から応答信号を受信することができない。ハイレベルの新規追加信号が、図５に示すように出力されている場合には、スレーブ（ＩＤ３）においても、上述したスレーブ（ＩＤ２）と同様となる。
【００５７】
この後、マスター（ＩＤ０）からスレーブ（ＩＤｎ）に送信許可信号が送信され（ステップＳ３０６）、スレーブ（ＩＤｎ）は送信許可信号を受けて応答信号を送信し、この応答信号をマスター（ＩＤ０）が受信する（ステップＳ３０７）。
【００５８】
このようにして、マスター（ＩＤ０）とスレーブ（ＩＤ１〜ＩＤｎ）の双方向通信が一巡すると、一定時間以上のハイレベルの追加信号がマスター（ＩＤ）で受信されたか否かがマスター（ＩＤ０）のデータ判定部１３で判定される（ステップＳ３０８）。新規追加信号が出力されたことが判定されると、新スレーブ検出部１５で新たにスレーブが追加されたことが検出され、仮アドレスＩＤ＊の送信許可信号が、仮アドレス送信許可信号生成部１６から送信される（ステップＳ３０８）。図５に示す通信タイミングチャートでは、マスター（ＩＤ０）とスレーブ（ＩＤ３）との通信タイミングが終了した後、仮アドレスＩＤ＊の送信許可信号が送信されている。
【００５９】
新たに追加されたスレーブ（ＩＤ（ｎ＋１））は、この仮アドレスＩＤ＊の送信許可信号を受信し、データ判定部３０で仮アドレスＩＤ＊の送信許可信号であることが判定されると、新たに追加されたスレーブ（ＩＤ（ｎ＋１））の自己のアドレス（ＩＤ（ｎ＋１））が、応答信号として自己アドレス送信部３５から送信される。図５に示す通信タイミングチャートでは、新たに追加されたスレーブのアドレスは、例えば（ＩＤ４）に設定されている。
【００６０】
マスター（ＩＤ０）は、データ判定部１３でこの応答信号により新たに追加されたスレーブのアドレスが（ＩＤ（ｎ＋１））であることを認識する、これにより、新スレーブ追加処理部１７において、新たに追加されたスレーブ（ＩＤ（ｎ＋１））に対応したアドレス（ＩＤ（ｎ＋１））の送信許可信号を生成するＩＤ（ｎ＋１）送信許可信号生成部１１−（ｎ＋１）を作成する。また、総スレーブ数認識部１８でスレーブの個数がｎ個から（ｎ＋１）個に増えたことが認識され、これに基づいて、ポーリング周期設定部１２は、ＩＤ（ｎ＋１）送信許可信号生成部１１（ｎ＋１）を含めて切替部１９を切替制御する（ステップＳ３１０）。
【００６１】
このように、上記実施形態においては、システムに新たに接続されて追加されたスレーブは、一定時間のハイレベルの新規追加信号を送信することで、マスターはこの新規追加信号を容易かつ正確に検出することが可能となる。すなわち、ノイズか、あるいは新規追加信号かを容易に判別することができる。これにより、マスターは、新たなスレーブがシステムに接続されて追加されたことを確実に検出することが可能となる。
【００６２】
また、通常の通信動作において、ダミーアドレス等のような直接通信に関係のない情報も含めて、マスターとスレーブ間で双方向通信を行う必要がないので、通信効率の低下を招くことは回避される。
【００６３】
また、追加されるスレーブに割り振られるアドレスは、それまでシステムに接続されているスレーブに割り振られたアドレス以外のアドレスを割り振ればよいので、スレーブのアドレス管理が容易となる。
【００６４】
さらに、新たなスレーブが追加された際に、マスターは仮のアドレスの通信データを送信して追加されたスレーブに自己のアドレスを要求し、スレーブはこの応答信号として自己のアドレスをマスターに送信することにより、追加されたスレーブは、複雑な処理を行うことなく容易に、自己のアドレスによりマスターとの間で双方向通信を行うことが可能となる。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、新規に追加されたスレーブの通信装置から、ハイレベルに設定された新規追加信号を所定の時間送信するようにしたので、通信効率の低下を招くことなく、通信装置の新たな追加を容易かつ確実にに認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係るマスター側の車両用電源重畳多重通信装置における演算部の構成を示す図である。
【図２】この発明の一実施形態に係るスレーブ側の車両用電源重畳多重通信装置における演算部の構成を示す図である。
【図３】新規追加信号と通信データの信号波形を示す図である。
【図４】この発明の一実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図５】この発明の一実施形態の通信タイミングを示すタイミングチャートである。
【図６】従来のマスターとスレーブの車両用電源重畳多重通信装置の接続例を示す図である。
【図７】従来の車両用電源重畳多重通信装置の構成を示す図である。
【図８】従来の車両用電源重畳多重通信装置における通信タイミングを示す図である。
【図９】従来の車両用電源重畳多重通信装置における通信動作を示すフローチャートである。
【図１０】新規スレーブの追加を認識する、従来の動作を示すフローチャートである。
【図１１】新規スレーブの追加を認識する、従来の通信タイミングを示すタイミングチャートである。
【図１２】新規スレーブの追加を認識する、従来の他の動作を示すフローチャートである。
【図１３】新規スレーブの追加を認識する、従来の他の通信タイミングを示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１…演算部
３…演算部
１０…指令信号生成部
１１…送信許可信号生成部
１２…ポーリング周期設定部
１３…データ判定部
１４…データ送受信状態出力部
１５…新スレーブ検出部
１６…仮アドレス送信許可信号生成部
１７ 新スレーブ追加処理部
１８…総スレーブ数認識部
１９，２０，３７，３８…切替部
２０…切替部
３０…データ判定部
３１…負荷駆動判定部
３２…ＩＤ信号判定部
３３…送信信号生成部
３４…新規追加信号出力部
３５…自己アドレス送信部
３６…新規接続切替部
１０１…電源線
Claims (3)
- 車両内に直流電力を供給する電源線に接続され、前記電源線の直流電力に重畳された通信信号を受けて、直流成分に重畳された通信信号を分離して取り出し、生成した通信信号を前記電源線の直流電力に重畳して送信し、ポーリング動作により通信信号をマスター側の車両用電源重畳多重通信装置と複数のスレーブ側の車両用電源重畳多重通信装置との間で双方向で送受信する車両用電源重畳多重通信システムにおいて、
前記システムに接続されてスレーブ側の通信装置として新たに追加された時に、ハイレベルに設定された新規追加信号を所定の時間送信し、自己のアドレスを要求する通信信号に応じて自己のアドレスを送信する演算部
を備えたスレーブ側の車両用電源重畳多重通信装置と、
前記スレーブ側の演算部から送信された新規追加信号を検出し、新規追加信号を送信した前記スレーブ側の通信装置に対してアドレスを要求し、要求したアドレスを受信すると、追加された前記スレーブ側の通信装置との間で双方向通信ができるように、受信したアドレスに対応した通信信号を送信できるようにする処理を行う演算部
を備えたマスター側の車両用電源重畳多重通信装置と
を有することを特徴とする車両用電源重畳多重通信システム。 - 前記スレーブ側の通信装置の演算部は、
前記システムに接続されてスレーブ側の通信装置として新たに追加された時に、ハイレベルに設定された新規追加信号を所定の時間送信する新規追加信号出力部と、
受信した通信信号が、新規に追加されたスレーブ側の通信装置のアドレスを要求する通信信号であるか否かを判定する判定部と、
受信した通信信号が、前記判定部によりアドレスを要求する通信信号であると判定された場合には、自己のアドレスを送信する自己アドレス送信部と
を有することを特徴とする請求項１記載の車両用電源重畳多重通信システム。 - 前記マスター側の通信装置の演算部は、
前記スレーブ側の演算部から送信された新規追加信号を検出する検出部と、
前記検出部により新規追加信号が送信されたことが検出されると、新規追加信号を送信した前記スレーブ側の通信装置に対してアドレスを要求する、仮アドレスの送信許可信号を送信する送信部と、
前記スレーブ側の通信装置から要求したアドレスを受信すると、追加された前記スレーブ側の通信装置との間で双方向通信ができるように、受信したアドレスに対応した通信信号を送信できるようにする処理を行う追加処理部と
を有することを特徴とする請求項１又は２記載の車両用電源重畳多重通信システム。
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|---|---|
| JP2004241997A true JP2004241997A (ja) | 2004-08-26 |
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