JP2597864B2 - スマート制御及びセンサデバイス付シングルワイヤバスの多重化装置 - Google Patents

スマート制御及びセンサデバイス付シングルワイヤバスの多重化装置

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JP2597864B2
JP2597864B2 JP62323006A JP32300687A JP2597864B2 JP 2597864 B2 JP2597864 B2 JP 2597864B2 JP 62323006 A JP62323006 A JP 62323006A JP 32300687 A JP32300687 A JP 32300687A JP 2597864 B2 JP2597864 B2 JP 2597864B2
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アール ロブルスキー トーマス
オー アール ミースターフイルド フレデリツク
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クライスラー モーターズ コーポレーシヨン
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q9/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems for selectively calling a substation from a main station, in which substation desired apparatus is selected for applying a control signal thereto or for obtaining measured values therefrom
    • H04Q9/14—Calling by using pulses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/03—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
    • B60R16/0315—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for using multiplexing techniques

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Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明はシングルワイヤバス（単一バス）に沿つて配
置され、且つこれと接続されている複数個のスイツチン
グデバイス（スイツチ素子）の操作を制御し且つそれら
の状態を検知する多重化方法に関し、より特には、その
好ましい態様では、リレードライバの操作を制御し、且
つ更に自動車両中に配置されている多くの指示、変換及
びスイツチング型のデバイスに個々に接続されている多
くのスマートセンサの状態を検知するための装置に関す
る。本発明のスイツチ状態モニターの特徴は“Switch S
tatus Monitoring System,Single Wire Bus,Smart Sens
or Arrangement Therefor"と題するThomas R.Wroblewsk
iとFrederick O.R.Miesterfeldの同時係属米国特許出願
に記載されているものに類似している。
＜従来の技術＞ 制御信号用単一導線バスを用いる車両用マルチフレツ
クス（多重化）装置は1983年１月25日発行の米国特許第
4,370,561号（G.R.Briggs）に記載されている。これで
はマルチフレツクス タイミング ユニツトによつて３
状態波形が発生されている。複数個の送信機と受信機が
単一導線バスに接続されている。各送信機は対応する受
信機と対になつている。受信機に制御信号を送ろうとす
る時は、物理的指令を送信機に印加する必要がある。受
信機は送信された信号を受取り、そして別個の電源導線
から接続されている電力によつて特定の受信機に割当て
られているチヤネルインターバルの特定化時間中に電力
作動ユニツトに応答する。かゝる装置は離れた位置から
電力で作動されるユニツトにわたり制御を行なうが、然
しかゝる装置は送信機、受信機又は電力作動ユニツトの
操作に関する状態情報を提供しない。
第２の単一導線マルチフレツクス装置が1984年７月31
日発行の米国特許第4,463,341号（S.Iwasaki）に記載さ
れている。ここでは単一導線バスが電力及び制御機能伝
送の両用に用いられている。バスに接続されている複数
個の送信機がバスから電力を受取り、そして必要に応じ
て制御信号を供給する。バスに接続されている複数個の
受信機もバスから電力と制御信号を受取る。各受信機は
単一の送信機によつて発生された特定の制御信号にのみ
応答するように向けられている。適切な制御信号を受信
すると受信機はバスからのさまざまの負荷への電力と結
合する。この装置では各送信機が特定された受信機によ
つて検知される独特の制御信号をバス全体にわたつて伝
送する必要がある。さらに制御信号は受信機の制御用回
路用に厳密に使用され、受信機は負荷デバイスへの電力
印加用の回路部材を有している。送信機、受信機又は負
荷デバイスの状態をモニターする意図は示されていな
い。
＜発明の構成＞ 本発明はスマート制御素子及びスマートセンサを有す
る新規なマルチプレクス装置（多重化装置）に関する。
スマート制御素子は離れた場所でのデバイス例えはモー
タ及びリレーの制御に使用され；スマートセンサは離れ
た場所でのスイツチの操作（状態）、即ちそのスイツチ
が開であるか閉であるか、をモニターするのに使用され
る。又この装置はスマート制御素子及びスマートセンサ
に関する診断的情報を提供する。
本発明の装置は、スマート制御素子により接続され且
つスマートセンサによりモニターされているデバイスの
状態を視覚表示するデイスプレー装置；コンピユータ制
御ドライバ兼レシーバ回路、シングルワイヤバス及びス
マート制御素子及びスマートセンサより成る。
＜好ましい態様の詳述＞ 図１−５、但し図１はスマート制御素子及びスマート
センサマルチプレクス装置10を示す全体的ブロツク図で
ある、を説明する。コンピユータ制御ドライバ兼レシー
バCCD/R11は図２に示した独特のオフセツト電圧波形の
形で電圧信号を、バス12にわたり、複数個の制御素子14
−14及びスマートセンサ16−16に送る。制御素子はデバ
イス例えばモータ15−15の制御に用いられ、スマートセ
ンサはデバイス例えばスイツチ17−17をモニターするの
に用いられる。制御素子及びスマートセンサはバス上に
反復的に逐次的に多重化されており、CCD/R11からの制
御電圧信号を受取り、そして電流信号をCCD/R11に送り
返す。電流信号は電圧信号に変換されて、コンピユータ
に読取られる。コンピユータは次にデイスプレー装置56
に信号を送り、56はスイツチ、モータ並びにスマートセ
ンサ及びスマート制御素子に関する更新された情報を表
示する。
コンピユータ制御ドライバ兼レシーバユニツト（図３参
照） コンピユータ制御ドライバ兼レシーバユニツトCCD/R1
1はマイクロコンピユータ（MCU）20と図２に示したオフ
セツト方形波パルス列波形58を発するのに用いられるド
ライバ／レシーバ（D/R）回路18から成る。D/R及びMCU
は両方とも例えば（図示していない）車両の計装区画中
に配置される。12VDC電池系からの電圧がD/R18、CCD/R1
1内の電圧調整回路22、に印加され、正確な出力電圧
（例えば5VDC±2.5％）を設定する。この調整された5VD
CがMCU20と5VDCを必要とするD/R18内の他の回路に印加
される。調整器22は又、外部からプログラムされた遅延
後に、パワーオン相時のMCU20のリセツト用の5VDCの信
号を送る。MCU20のRESET端子に印加される5VDCの信号は
MCU20に従属させる前にD/R18を完全に操作可能にする遅
延信号である。コンデンサ24が外部からプログラムされ
た遅延機能を与えて、MCU20のスタートアツプに遅れた
僅かの時間（例えば20MS）調整器22の出力電圧をLOWに
保持している。遅延後、RESETはHIGHとなりMCU20はMCU2
0のROMに記憶されている主ソフトウエアプログラムの実
行を開始する。
MCU20は例えば単一チツプ８−ビツトユニツト例えばC
PU、オン−チツプクロツク、ROM、RAM、I/Oライン及び
タイマを含むMotorola ML68701マイクロコンピユータチ
ツプである。オン−チツプクロツクは外部発振器26で制
御されたポート３は入／出力ラインP30−31を与える。
装置10がターンオンされると、MCU20中のレジスタ及
びメモリの初期化後、主プログラムに従つてMCU20のP30
とP31はHIGHにプログラムされる。D/R18のトランジスタ
回路の“1"及び“3"入力はHIGH信号を受取る。NPNトラ
ンジスタ28はターンオンするように適切にバイアスさ
れ、一方PNPトランジスタ32はカツトオフされる；トラ
ンジスタ32の付属回路はこの時点で利用されない。ター
ンオンするようにバイアスされているNPNトランジスタ3
4が次にコレクタ電圧を、１対の抵抗36及び38から形成
され、トランジスタ34のコレクタとアースの間に接続さ
れている電圧デバイダネツトワークに与える。コレクタ
の約2/3は端子“T"で分出されて電圧フオロワ回路44の
非反転入力で利用できる。この作用がバス12を励起し；
そして図２の波形については、この作用はスマートデバ
イスＡのポールに用いられる波形の部分の第１の正の半
サイクル（Ｐ）の前縁を形成する。バス12上に置かれる
電圧フオロワ回路44からの出力波形の前縁は0VDCから9V
DC又はレベルＭに行く。
波形の負（Ｎ）の半サイクルを7VDCに下げるために、
図３のMCU20のP30はHIGHにプログラムされ、そしてP31
はLOWにプログラムされる。トランジスタ回路の“1"及
び“2"入力はHIGHを受取り、“3"入力はLOWを受取る。P
NPトランジスタ30はカツトオフにバイアスされているの
で、その付属回路は端子“T"の電圧に影響しない。“1"
及び“3"入力回路は端子“T"の電圧に影響する。
“1"入力回路は前と同じく9VDCを端子“T"に与える。
然しトランジスタ32がターンオンされNPNトランジスタ4
2がオンにバイアスされ、抵抗46が抵抗36と端子“T"と
アースの間に並列に置かれていて端子“T"の電圧は図示
のようにさらに約7VDCに分割して下げられる。従つて図
２のスマートデバイス“A"用の電圧の負の半サイクルの
前縁は9VDCから7VDC又はレベル“S"となる。
次の（Ｐ）半サイクル、即ちスマートデバイス“B"用
のサイクルの前縁の電圧は7VDCから9VDCとなり、そして
図３のP30とP31の“HIGH"信号のプログラミングによる
ものである。“1"入力回路が前述のように9VDC電圧レベ
ルをつくり出すように動く。
図２の波形のスマートデバイス“B"用の“N"半サイク
ル用の5VDCに例示されるように9VDCから電圧変化を起す
ために、図３のMCU20のP30がLOWにプログラムされ、一
方P31がHIGHにプログラムされている。“1"入力回路は
今やP31からのHIGH信号とブロツキングダイオード48と5
0のダイオード反応で励起される。“2"入力のLOW信号に
よつてPNPトランジスタ30がターンオンされ、NPNトラン
ジスタ40もターンオンされて図示のように抵抗38と抵抗
52を並列にしていて、9VDCを端子“T"の5VDC又はレベル
Ｃに下げる。３入力即ち“1"、“2"及び“3"に付属する
回路を用いるので、MCU20は電力を与える電圧信号並び
にバス12に接続されているスマート制御素子及びスマー
トスイツチセンサへの電圧信号をバスに置くことができ
る。
電圧フオロワ44の出力は抵抗52を経てバス12に接続さ
れる。抵抗52は、バス12上にある負荷によつて生じた電
流信号の電流から電圧へのコンバータとしての差動増幅
器54にも結合されている。電流から電圧に変換された信
号は制御素子及びセンサ状態の情報並びにA/Dコンバー
タ55を経てMCU20に戻る異常な高いバス電流の指示を与
える。コンバータ55の出力、８ビツトワード信号はMCU2
0のP20−P27に印加される。
シングルワイヤバス 上述のように、バス12は２方向性のシングルワイヤ通
信用組立体で、D/R18とスマートデバイス14及び16との
間で信号と電力を伝送する。例示的にはシングルワイヤ
はスマートデバイスインターフエイス部分以外はすべて
絶縁材料で被覆されている適当なゲージ径のワイヤの可
撓性のある長さであつても良い。バス12はモニター又は
制御すべきすべてのスイツチ、リレー、モータ等の近傍
を配線する必要があるのでかなり可撓性である。
スマート制御素子 図４の独立スマート制御素子14はバス12と例えば（図
示のように）モータ15とそのリレー駆動回路84の間に配
置される。制御素子14に電力を供給するため、図２のオ
フセツト電圧波形58がバス上に出される。例えば0Vから
例えば5VDCのレベルＣへの波形の当初サイクルの正
（Ｐ）半サイクルの前縁の遷移はスマートデバイスへ供
給する電力を起こすが、制御素子回路用の電源電圧を発
生するのには充分でない。制御素子はオフとみなされ
る。
波形の当初の（Ｐ）半サイクルの前縁が約5VDCから6V
DCのレベルT2になると、5VDC電源60が励起されて、制御
素子の回路のすべてに5VDC電力を供給する。リセツト信
号ゼネレータ62がアドレスユニツト64の５−ビツトカウ
ンタ66にリセツト信号を与えて、すべてのカウンタ出力
をLOWに又は数０を表わしている２進コード数にリセツ
トする。リセツト回路62からのリセツト信号は、バス上
の電圧が例えば5Vを越えた時に起こる。バス電圧が5Vを
越えると、5VDC電力供給ネツトワーク60がターンオン
し、回路62内の遅延回路によつて起される遅延の後にリ
セツト回路62がカツトオフされる。アンダース（Undert
h）回路70の出力はHIGHであり；一方クロツク兼オバー
ス（Overth）回路72の出力はLOWである、それはこれら
の回路は基準電圧T1以上にバス上にある電圧に応答する
からである。
波形の（Ｐ）半サイクルの前縁が約6VDCのレベルT2よ
り上がると、クロツク兼オバース回路72の出力はLOWの
まゝだが、アンダース回路70の出力はHIGHからLOWに変
る。波形のこの（Ｐ）半サイクル中では、これらの出力
信号の条件は装置に何の影響もしない；然しこれらの出
力信号のこの条件は後述するように波形の負（Ｎ）半サ
イクル中には極めて重要な役割を果す。
当初の半サイクルの前縁が上昇してT1のレベルを越え
た時、スレツシヨルド（しきい値）電圧を越えたとみな
される。クロツク兼オバース回路72の出力はLOWからHIG
Hに変り、アンダース回路70の出力はLOWのままである。
HIGH出力は５ビツトカウンタ66のクロツク入力に印加さ
れるクロツク信号を生じて、２進系列を１個をカウント
アツプする。そしてアドレス検知器回路68がカウンタ66
からの２進の１によつて可能化されるように予めプログ
ラムされている時は、次に回路68の出力からのアドレス
信号が起こる。又オン／オフ制御回路74の２−ビツトカ
ウンタ76がアドレスがハイになれば２進系列で１個クロ
ツクアツプされる。
然し、制御素子スマート制御デバイス14はこの時点で
は公式にアドレスされていない。この特定の制御素子の
アドレス検知器68が、この制御素子が制御すべきモータ
又はリレードライバ回路に制御信号を与える前に、３個
の逐次的アドレス信号を発する必要がある。従つて２ビ
ツトカウンタ72のQ0及びQ1両出力がHIGHでなければなら
ぬ。これが起こるには、波形58の３ポーリングサイクル
がある必要がある。図３参照。検知器68からのアドレス
信号とアンダース回路70からのアンダース信号がパルス
列のＳレベル中に、LOW信号としてオン／オフ制御回路7
4の２入力AND−ゲート78に印加される。ゲート78の出力
は２ビツトカウンタ76のクロツク入力に印加される。
（Ｎ）半サイクルのそれぞれの時HIGH（即ちバス電圧
がT2より低）にプログラムされたアンダース信号と且つ
それぞれの時にアドレスされたスマート制御素子とでの
連続するポーリングサイクルの生起時に、２−ビツトカ
ウンタ76のQ0及びQ1のHIGH出力信号はANDゲート80に印
加される。ゲート80の出力、Clk−１信号、は普通のト
グルフリツプ−フロツプ（Ｔ−F/F）回路82のトグル入
力に印加される。Ｔ−F/F82は毎度状態を変え、それは
正になるClk−１信号でトグルされている。然しCCD/R11
のMCU20中のプログラムはいつそしてどんな頻度でＴ−F
/F82がトグルされるかをきめる。
Ｔ−F/F82がオンにトグルされていたと仮定すると、
Ｔ−F/F82の出力はリレードライバ回路84に印加されそ
して定電流シンクは、命令されているように制御素子が
ターンオンされたことを知つてターンオンされる。他方
Ｔ−F/F82がオフにトグルされていたとすると、負の半
サイクル中は、MCU20からオフと命令されたことを知つ
ており、定電流源はターンオンされない。回路84は図示
したように、普通のソリツドステートリレースイツチと
なり得る。回路84がリレーをターンオンし、リレー接点
は閉じて例えば図示のように12VDCをワイパーモータ15
に印加し、これをターンオンする。
素子がアドレスされている時、（Ｎ）半サイクル時の
電圧がT2より低くなければ、２ビツトカウンタ76はリセ
ツトされる。
カウンタ76は、電流アドレスサイクルの終りでQ0とQ1
の両方がHIGHの時はANDゲート78a経由でリセツトされ
る。
Ｔ−F/F82の出力は、又クロツク兼オーバス回路72か
らのオーバス信号と共にシンク回路86のORゲート88に印
加される。ORゲート88の出力は検知器68からのアドレス
信号と共に２入力NANDゲート90に印加されて▲
▼信号を発する。ゲート90の出力からの▲▼信
号はPNPトランジスタ92をターンオンし、これは定電流
源回路94のNPNトランジスタ96をターンオンしてバス12
上に定電流信号をおこす。
スマートスイツチセンサ（図５参照） 独立したスマートスイツチセンサ16がバス12と、モニ
ターされるスイツチ17のスイツチ接点との間に配置され
る。スマート制御素子と同じく、図２のオフセツト電圧
波形58がバス12に印加された時、センサ16は電力を受取
る。0Vから制御レベルＣ（約5VDC）への当初波形の
（Ｐ）半サイクルの前縁の遷移はスマートセンサに印加
すべき電力を起こす。しかしこの時点ではセンサ回路か
ら電源電圧を発生させる充分な電力は存在していない。
センサはオフとみなされる。
波形の（Ｐ）半サイクルの前縁が約5VDCから約6VDCの
レベル“S"に上ると、5VDC源100が励起されて、スマー
トセンサのすべての回路に5VDC電力を与える。リセツト
信号ゼネレータ102がアドレスユニツト104の５−ビツト
カウンタ106にリセツト信号を与え、すべてのカウンタ
出力をLOW又は数０を表わす２進コード数にリセツトす
る。リセツトゼネレータ102からのリセツト信号はバス
上の電圧が例えば5VDCを越えた時におこる。バス電圧が
5VDCを越えると、内VDC供給ネツトワーク100がターンオ
ンし、次にリセツトゼネレータ102内の遅延回路によつ
て起された遅延後にリセツトゼネレータ102がカツトオ
フされる。
波形の（Ｐ）半サイクルの前縁がT1レベル又は8VDC以
上に上ると、クロツク兼オバース回路110の出力がLOWか
らHIGHになりクロツク−Ｓ信号及びオバース（T1）信号
を発する。クロツク−Ｓ信号は５−ビツトカウンタ106
のクロツク入力に印加されて、波形の毎サイクル中カウ
ンタ106の増加に用いられる。スマート制御素子回路で
用いられるクロツク−Ｃ信号とスマートセンサ回路で用
いられるクロツク−Ｓ信号に何んの差異がないことは明
らかであろう。スマート制御素子及びスマートセンサ中
の５−ビツトカウンタは波形がスレツシヨルドT1を通過
するとクロツクされる。
カウンタ106中のカウントがアドレス検知器108にスマ
ートセンサがアドレスされる出力信号を与える。アドレ
スされると、検知器108の出力からのアドレス信号は、O
Rゲート11経由で印加されたオバース信号と共に２−入
力ANDゲート114に印加され;ANDゲート114の出力に▲
▼信号を生じる。▲▼信号はPNPトラン
ジスタ118をターンオンし、これが検知素子抵抗124に電
力を与え、そして又定電流源回路120のNPNトランジスタ
122をターンオンしてバス12上に定電流信号を起こさせ
る。
装置の操作 装置10の操作を説明する。図１のスイツチ17の状態が
知りたく、且つワイパーモータ15をターンオンする必要
があると仮定する。スイツチ17は車両の懸架装置（サス
ペンシヨン）に接続されていて、スイツチ17が閉じてい
れば懸架装置が適切であり、開いた時は問題があるとす
る。
スマート制御素子14及びスマートセンサ16はバス12と
リレードライバ84及び検知素子抵抗124の間にそれぞれ
置かれている。装置10は（図示していない）車両の一次
電源装置に並列接続されているため12VDCが5V電圧調整
器22とD/R回路18に印加される。Ｖ−調整器22からの5VD
C電源電圧はMCU20に印加されるが、リセツト端子は約20
mS LOWに保たれD/R18がMCU制御の準備が完了するように
する。
D/R18を有するMCUの操作に関しては、図６を引用して
説明する。図６はスマート制御素子14を制御するのにMC
U20によつて実行されるプログラムのフローチヤートが
示してある。ブロツク130とし20msの遅延後、すべてのC
PUレジスタを正しい値でセツトし、D/R18から情報を受
ける前にコンピユータメモリー中のすべての情報を払つ
てゼロにする小さなスタートアツププログラムをMCU20
は実行する、これはレジスタの初期化と呼ばれる。
MCU20はブロツク132に示すように、その内部スマート
制御素子及びRAM中のスマートセンサカウンタを初期化
する。当業者がご存知のとおりMCU20はMHzレンジで操作
され、一方装置10は約1KHzで動く。装置10が、反応する
前にMCU20は従つて多くの機能を果すことができる。
MCU20がバス電圧をレベル“S"に変えるように命令さ
れる命令ブロツク134のように、従つてバス上の電圧は
例えば7Vで置かれる必要がある。
次にMCU20はブロツク136のようにバスから静止電流を
読取るよう命令される。MCU20はP20−P27を読み、電流
／電圧変換抵抗52、差動増幅器54及びA/Dコンバータ55
によつて如何なる電流信号が電圧信号に変換されたかを
見る。さまざまの電流信号がバス上に存在し得る；例え
ばバスは直接にアースに短絡されているかも知れぬ；ス
マートデバイスが正しくない時にバスを制御しようと
し、そしてバス上に極めて大きい電流が起つているかも
知れぬ；又はスマートデバイスがバス上に存在させられ
ているかも知れぬ、これはデバイスがアドレスされず且
つバス静止電流が読取られた時に起きよう；又はスマー
トデバイスがアドレスされてバス上にあろう。
MCU20がバスの状態を読取る時、ノイズスパイク又は
他の形の干渉信号がフイルターされて例えばMCU20はバ
スからの電圧信号の各半サイクルに10回サンプルする。
例えば10試料中７個が真又は所望値の時は、読取りは有
効とみなされ、高電流がバス上に現在ある。10試料中３
個が真ならば、この３試料は無効とみなされるか又は干
渉信号によつて偽信号が起つたとみなす。４乃至６試料
が真の場合には、MCU20はその発見をあきられて、次に
採取した電流データの別の組をみる。
MCU20は次に決定ブロツク138のように、バス電圧をレ
ベル“M"又は9Vに変え、次に再び決定ブロツク140でバ
スの状態を読取る。
ブロツク142でMCU20はバスが短絡しているか否かを判
定する。そうならば次にブロツク14のようにMCU20はそ
の内部“シヨート”カウンタの増加を命令する。次にMC
U20は決定ブロツク146のようにそのシヨートカウンタが
エラースレツシヨルド（誤差しきい値）以上かを判断す
る。そうならば、次にMCU20はブロツク148のようにRAM
メモリー中に初期短絡ビツト表示エラーカウンタをセツ
トしろと命令される。RAMのこの部分に記憶されたデー
タは後刻デイスプレー装置56に表示されよう。バスが短
絡していなければブロツク132で次にプログラムがプロ
グラムの再開始に動く。
レベル“M"でバスが短絡していない時は、MCU20は決
定ブロツク150のように、このアドレスでスマートデバ
イスがバス上に存在していると考えるべきかどうかを判
断する。MCU20がスマートデバイスが存在していないと
判断したら、次にMCU20はブロツク152でバス電圧を静止
平均に加えてこれを記憶するよう命令される。次に命令
ブロツク154のように、MCU20はバス電圧をレベル“S"に
変え次にプログラムの“5"に入る。スマートデバイスが
存在するに違いないと、ブロツク155で示すように、MCU
20が判断した時は、ブロツク156のように、適当なRAMバ
イト位置中に素子又はセンサ存在ビツトをセツトする。
MCU20がスマートデバイスが存在するに違いないと判
断した時に、存在していなかつた時は、次にブロツク15
3のようにMCU20はそれぞれのデバイスの存在RAMバイト
を払つて、次にバス電圧をレベル“S"に変える。
次にMCU20はブロツク158のように、アドレスされたス
マート素子が制御素子であるか否かの決定を行なう。制
御素子で無い時は、MCU20はスマートセンサの状態を判
断するためにブロツク157のようにバス電圧をレベル
“S"に変えろと命令される。制御素子の時は、MCU20は
スマート制御素子のスイツチ状態を読取り（ブロツク16
0）、次にプログラムは決定ブロツク162に行く。
MCU20はオン／オフ制御ユニツト74がトグルされてい
るかを決定するためにチエツクする（ブロツク162）。
そうでない時はプログラムがMCU20にバス電圧をレベル
“S"に変化させて（ブロツク154）、制御素子のトグル
フリツプ−フロツプ82が決定できる。MCU20はそのフリ
ツプ−フロツプの存在状態を変えることを求めない。
判断ブロツク164のように、MCU20はバス12が短絡して
いるか否かを決定するためにチエツクし、プログラムル
ープは命令ブロツク144に戻る。
バスが短絡していない時は、MCU20はスマート制御素
子がオンか否かを決定し又はスマートセンサーが閉じた
スイツチをモニターしているか否かを決定する（判断ブ
ロツク168）。スマートデバイスがオンでは無いか又は
スイツチが閉では無いと、MCU20はブロツク169のように
適切なRAMバイト位置のそれぞれの素子オン又はセンサ
スイツチ閉ビツトを払う。スマートデバイスがオンか又
はスイツチが閉じている時は、プログラムが命令ブロツ
ク170に進む。ここでMCU20は適切な制御素子、オンビツ
トRAMバイト位置又はセンサSW、閉ビツトRAMバイト位置
をセツトし、次に適切な内部制御素子又はセンサカウン
タを増し（ブロツク172）て、次のスマート素子のアド
レスを可能にする。
次にMCU20はすべてのスマートデバイスがチエツクさ
れたかを決定する（判断ブロツク174）。そうならばMCU
20はデイスプレー装置56上のスイツチ状態又は制御素子
表示を更新する（ブロツク176）。そうでないとMCU20が
命令ブロツク138に戻らず、バス電圧はレベル“M"に変
化し、順序が次のアドレススマートデバイスに向つて再
スタートしない。
判断ブロツク162にもどると、オン／オフ制御ユニツ
ト74がトグルされる必要がある時は、ブロツク163でMCU
が命令されてバス電圧をレベル“C"に変える。次にバス
はブロツク165で短絡をチエツクされる。バスが短絡し
ている時は、プログラムループはブロツク144に戻る。
短絡していない時は、178で命令される様にMCU20はその
内部トグルカウンタを減少させて判断ブロツク180に進
む。MCU20はそのトグルカウンタがゼロにカウントダウ
ンしているか否かを決定する。そうでなければMCU20は
バス12上の次のスマート素子をアドレスするために命令
ブロツク172にループして廻ることを命令される。
MCU20の内部トグルカウンタがゼロの時は、次にMCU20
は制御素子の現在状態が正しいか否かの決定をバス上の
電流を読取つて判断ブロツク182のように行なう。MCU20
が想定したものと、バス12が読取られた時MCU20が受取
つた電流信号の間の対応（相関）があれば、次にMCU20
内でブロツク184のように内部トグル制御フリツプ−フ
ロツプがアドレスされた制御素子ユニツト14中のＴ−フ
リツプ−フロツプと対応するようにトグルされている。
次にブロツク186のように、MCU20はトグル制御素子カウ
ンタを３に等しい値にセツトし、従つて別なシリーズの
３回ポーリングサイクルが実行でき、次にプログラムは
ブロツク154に飛んでもどつて、バスがふたたびチエツ
クできる。
制御素子の現在状態が正しくなければ、次にMCU20は
ブロツク188で命令されて、その制御素子についての不
正確性カウンタを増す。
次に判断ブロツク190のように、MCU20は不正確性カウ
ンタ値がエラースレツシヨルド以上か否かを決定する。
スレツシヨルド以上の時はブロツク192のようにエラー
がフラグされ、MCU20はブロツク172にとんでもどる。
不正確性カウンタ値がエラースレツシヨルドより低け
れば、MCU20はブロツク186に戻つてトグル制御素子カウ
ンタを３に等しくセツトし次にバスが再び短絡について
チエツクされる。
その好ましい態様と関連させて本発明を開示したが、
本発明の精神と特許請求の範囲に該当する別の態様が存
在する可能性があり、さらに特許請求の範囲の正当な範
囲と忠実な解釈を離れること無く、本発明は改良、改
変、変化が可能であることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
図１はスマート制御素子及びスマートセンサマルチプレ
クス装置を示す全体的ブロツク図である。 図２は本発明で使用する独特なオフセツト電圧方形波形
の波形図である。 図３は本発明のコンピユータ制御ドライバ及びレシーバ
回路とそのシングルワイヤバスへの接続の略図である。 図3Aはポーリングサイクルを示す波形図である。 図４は図１のシングルワイヤバスに接続したスマート制
御素子の略図である。 図５はこれも図１のシングルワイヤバスに接続したスマ
ートスイツチセンサの略図である。 図６、6A、6Bはマルチプレクス装置の制御装置に使用す
るコンピユータプログラムを示すフローチヤートであ
る。

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】自動車両中に配置された複数個の独立リレ
    ードライバ制御と自動車両中に配置された複数個の独立
    した交番作動スイツチ状態モニターとを兼用する自動車
    両用多重化装置であつて； （ａ） 所定のフオーマツトで、第１の方向に電圧信号
    をそして第２の方向に電流信号を伝送する２方向性、シ
    ングルワイヤバス；而して該バスは複数個の該リレード
    ライバ及び複数個の該スイツチの各々の近傍を通つて車
    両内に配線されており、該電圧信号及び該電流信号は該
    多重化装置中を誘導されている； （ｂ） 複数個のスマートスイツチセンサ、而して該セ
    ンサは１個宛複数個の該スイツチのそれぞれの近傍に配
    置されており、該センサの各々は複数個の該スイツチの
    １つと第１の接続を形成する部材と該バスと該車両のシ
    ヤーシアースとの間に第２の接続を形成する第２部材を
    有しており、該スイツチセンサはそれぞれ該バス上に出
    す電流信号を発する回路を有しており、該センサはそれ
    ぞれ該スイツチのポーリングサイクルの予め定められた
    タイムスロツト中に該バス上に電流信号を出し、該電流
    信号は予め定められているタイムスロツトについての該
    スイツチの接点の状態と該センサーの状態を示すもので
    ある； （ｃ） 複数個のスマート制御素子、而して該制御素子
    は１個宛リレードライバの近傍に配置されており、該制
    御素子の各々は該リレードライバの第１及び第２端子と
    接続を形成する部材と該バスと該車両シヤーシアースと
    の間に接続を形成する第２部材を有しており、該制御素
    子はそれぞれ該バス上に出す電流信号を発する回路を有
    しており、該制御素子はそれぞれ該スイツチセンサ及び
    該制御素子の所定のポーリングサイクルの予め定められ
    ているタイムスロツト中に該バス上に電流信号を出し、
    該電流信号は予め定められているタイムスロツトについ
    ての該リレードライバの状態と該制御素子の状態を示す
    ものであり、該制御素子は又それぞれ該制御素子のそれ
    ぞれについてのポーリングサイクルの予め定められてい
    る数の逐次的シーケンスが完了すると該リレードライバ
    にオン及びオフ制御信号を発する部材を有している； （ｄ） 車両の電源及び該シングルワイヤバスの終端に
    接続された、電力及び電圧信号を選定されたフオーマツ
    トのオフセツト方形波パルス列の形で発生するドライバ
    兼レシーバ装置； 而して該パルス列は該ドライバ兼レシーバ装置により該
    バス上に送り出され、該スイツチセンサ及び該制御素子
    は該バスに接続されていて該パルス列を受取り且つ該パ
    ルス列のさまざまの電圧レベルを利用して該スイツチセ
    ンサ内及び該制御素子内の回路作動用の電力を得るよう
    になつており、又該パルス列は各スイツチセンサ及び各
    制御素子のポーリングを示す電圧信号を与えて複数個の
    該センサのそれぞれと複数個の該制御素子のそれぞれが
    逐次的にアドレスされて次に独自の予め定められている
    該バス使用時間を割当てられ、各センサ及び各制御素子
    のアドレスと該バスの使用時間許可は選ばれた逐次的方
    法で実行され、この逐次的方法が該センサ及び該制御素
    子のポーリングサイクルを形成しており、該センサのそ
    れぞれ及び該制御素子のそれぞれのポーリングは選ばれ
    たポーリングサイクル速度である；該ドライバ兼レシー
    バ装置は又アドレスされたセンサ又はアドレスされた制
    御素子によつて該バス上に送り出された該電流信号を受
    取つて、この電流信号をアドレスされた該センサのそれ
    ぞれ及びそれに組合されている該スイツチの状態及びア
    ドレスされた該制御素子のそれぞれ及びそれに組合され
    ている該リレードライバの状態を示す電圧信号に変換す
    る部材を有している； （ｅ） 複数個の該スイツチセンサのそれぞれ及びそれ
    と組合された該スイツチの状態、並びに複数個の該制御
    素子のそれぞれ及びそれと組合されたリレードライバの
    状態を表示するデイスプレー装置；及び （ｆ） 該ドライバ兼レシーバ装置と該デイスプレー装
    置との間に接続されており、 （１） バス上に出すさまざまの電圧レベルを含むオフ
    セツト方形波パルス列の発生を制御する該ドライバ兼レ
    シーバ装置向けの電圧及びクロツク信号を書込み、 （２） アドレスされた該センサの及びそれと組合され
    たスイツチ又はアドレスされた該制御素子及びそれと組
    合されたリレードライバのそれぞれによつてバス上に発
    生させられた電流信号を示す電圧信号を該ドライバ兼レ
    シーバ装置から読取り、 （３） 該センサ及び該制御素子の各ポーリングサイク
    ル中のアドレスされた該スイツチ、該組合されたスイツ
    チ、アドレスされた該制御素子、該組合されたリレード
    ライバの各々及び該バスのパーホマンスの変遷を明確化
    し且つ （４） 該センサ、該スイツチ、該制御素子及び該リレ
    ードライバの状態を示す更新された個々のセンサ、スイ
    ツチ、制御素子及びリレードライバデータを各ポーリン
    グサイクル時に該デイスプレー装置に送る、マイクロコ
    ンピユータ装置を有することを特徴とする自動車両用多
    重化装置。
  2. 【請求項２】該オフセツト方形波パルス列が、オフ又は
    ０ボルトレベル、０ボルトより高い電圧レベルに選ばれ
    た基準レベル“C"、レベル“C"より高い電圧レベルに選
    ばれたアンダースレツシヨルドレベル“T2"、レベル“T
    2"より高い電圧レベルに選ばれた状態（ステータス）レ
    ベル“S"、及びレベル“S"より高い電圧レベルに選ばれ
    たオーバースレツシヨルドレベル“T1"及びレベル“T1"
    よりも高い電圧レベルに選ばれた最高電圧レベル“M"を
    含めた少なくとも６種の電圧レベルを有している特許請
    求の範囲第１項記載の装置。
  3. 【請求項３】電圧が０で出発して正の半サイクル中に次
    の電圧レベルに上昇する最初のサイクル後は、最後のサ
    イクルを例外として引続く各パルスが該オフレベル電圧
    を含まず、該最後サイクルが負の半サイクルの後縁にオ
    フ電圧レベルを有している特許請求の範囲第２項記載の
    装置。
  4. 【請求項４】複数個の該スイツチセンサのそれぞれ及び
    複数個の該制御素子のそれぞれが、該パルス列の該アン
    ダースレツシヨルドレベルを受取つて該スイツチセンサ
    又は制御素子の回路に電力を与える電圧供給部材を有し
    ている特許請求の範囲第３項記載の装置。
  5. 【請求項５】複数個の該スイツチセンサのそれぞれがク
    ロツク兼オーバースレツシヨルドゼネレータ、リセツト
    ゼネレータ、定電流源及びアドレス回路を有している特
    許請求の範囲第４項に記載の装置。
  6. 【請求項６】複数個の該制御素子のそれぞれがアンダー
    スレツシヨルドゼネレータ、クロツク兼オーバースレツ
    シヨルドゼネレータ、リセツトゼネレータ、定電流源及
    びアドレス回路を有している特許請求の範囲第４項に記
    載の装置。
  7. 【請求項７】該リセツトゼネレータの各々が該バスから
    の電圧並びに該電圧供給部材からの電圧に対答し、該リ
    セツトゼネレータは、バス電圧が５ボルトを越えると該
    アドレス回路の５−ビツトカウンタにリセツト信号を供
    給し、５−ビツトカウンタのリセツテングは複数個の該
    スイツチセンサのそれぞれ及び複数個の該制御素子のそ
    れぞれの電圧スタートアツプ中、次のポーリングサイク
    ルの該パルス列の該アンダースレツシヨルド電圧レベル
    “T"中に起きる特許請求の範囲第５項又は第６項に記載
    の装置。
  8. 【請求項８】該バスの電圧がほゞオーバースレツシヨル
    ド電圧レベル“T1"になると該クロツク兼オーバースレ
    ツシヨルドゼネレータはクロツク信号を該５−ビツトカ
    ウンタ及び該アドレス回路の該５−ビツトカウンタに与
    えて；該クロツク信号が該カウンタをクロツクして２進
    シーケンスで１個カウントアツプさせ、複数個の該スイ
    ツチセンサそれぞれ及び複数個の該制御素子それぞれの
    該５ビツトカウンタが同時にクロツクされ、而してアド
    レス検知器が該５ビツトカウンタに組合されており、複
    数個の該スイツチセンサ及び複数個の該制御素子のそれ
    ぞれは独特の２進カウントを受けるように予めプログラ
    ムされているアドレス検知器を有していて、予め定めら
    れているプログラムが該アドレス検知器のそれぞれを逐
    次的に可能化してアドレス信号を発生させ、該アドレス
    信号は複数個の該スイツチセンサ及び該制御素子から選
    ばれた１個のスイツチセンサ又は選ばれた１個の制御素
    子をアドレスされているものとして指定するのに用いら
    れている特許請求の範囲第７項記載の装置。
  9. 【請求項９】該アドレス信号がオーバースレツシヨルド
    信号と共に、又はスイツチ状態信号として用いられて、
    アドレスされた該スイツチセンサ内に▲▼信号
    を発生し、且つ該▲▼信号は該アドレスされた
    センサの該定電流源を可能化してクロツクされたパルス
    中に該バス上に電流信号を出させるのに用いられる特許
    請求の範囲第８項に記載の装置。
  10. 【請求項１０】該アドレス信号がオーバースレツシヨル
    ド信号又はオン信号と共に用いられてアドレスされた該
    制御素子内に▲▼信号を発生し、且つ該▲
    ▼信号が該アドレスされた制御素子の該定電流源を
    可能化してクロツクされたサイクル中該バス上に電流信
    号を出させるのに用いられる特許請求の範囲第８項記載
    の装置。
  11. 【請求項１１】３個の逐次ポーリングサイクルの各々中
    に該制御素子のそれぞれがアドレスされた時、負の半サ
    イクル中では毎回HIGHにプログラムされた該アンダース
    レツシヨルドゼネレータからのアンダースレツシヨルド
    信号で、３個の逐次ポーリングサイクル後は、該制御素
    子のそれぞれはオン信号を与え、該制御素子は電流シン
    ク（SINK）信号をマイクロコンピユータに送つて第３の
    ポーリングサイクル後該マイクロコンピユータで発せら
    れた命令の即時肯定応答を与え、定電流源は第３ポーリ
    ングサイクル後に該マイクロコンピユータから発せられ
    たオフ命令を肯定応答して負の半サイクル中はターンオ
    ンしない特許請求の範囲第10項記載の装置。
  12. 【請求項１２】該ドライバ兼レシーバ装置が該マイクロ
    コンピユータに該アドレスされたセンサのそれぞれ及び
    該アドレスされ制御素子のそれぞれの状態並びに該セン
    サ及び該制御素子の各ポーリングサイクル内の各サイク
    ル中の該バスの状態を示す電圧信号を与えるアナログデ
    イジタル交換器部材を有している特許請求の範囲第９項
    又は第10項に記載の装置。
  13. 【請求項１３】該マイクロコンピユータ内の積分用部材
    が状態電圧読取りが実質上干渉信号を受けない保護を与
    える特許請求の範囲第12項記載の装置。
JP62323006A 1986-12-22 1987-12-22 スマート制御及びセンサデバイス付シングルワイヤバスの多重化装置 Expired - Lifetime JP2597864B2 (ja)

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