JP2638009B2 - 多重伝送方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、いわゆるCSMA/CD（Carrier Sense Multi
ple Access/Collision Detection）伝送方法を用いた
多重伝送方式に関し、詳細には多重伝送方法の初期化方
法に関する。

（従来の技術） 従来より、自動車用多重伝送システムにおいては多重
伝送路を介して相互に接続された複数の多重ノードを備
え、いずれかの多重ノードから宛先アドレスを持つフレ
ームごとにデータを伝送し、この宛先アドレスで指定さ
れた多重ノードが正常に受信したとき、このフレームに
続いてこの指定されたノードから受信確認信号を返送す
るCSMA/CD伝送方法を用いた分散制御形の多重伝送方式
が提案されている。

今、このCSMA/CD伝送方式を用いた自動車用多重伝送
方法の概略構成図を示すと、第８図のようになるが、第
８図において、ツイストペア線等からなる多重伝送路
（バス）MBを介して複数の多重ノード、つまり、フロン
ト多重ノードFN、コンビネーションスイッチ多重ノード
CS、メータ多重ノードMT、リヤ多重ノードRNが接続され
ている。

尚、フロント多重ノードFNには、フロントターンライ
トシグナルランプ６、フロントターンレフトシグナルラ
ンプ７、フロントスモールランプ８、ホーン９が接続さ
れており、コンビネーションスイッチ多重ノードCSに
は、ターンライトスイッチ10、ターンレフトスイッチ1
1、スモールランプスイッチ12、ホーンスイッチ13、ヘ
ッドランプハイビームスイッチ14が接続されており、メ
ータ多重ノードMTには、ターンライトインジケータ15、
ターンレフトインジケータ16、ヘッドランプハイビーム
インジケータ17が接続されており、リヤ多重ノードRNに
は、リヤターンライトシグナルランプ18、リヤターンレ
フトシグナルランプ19、テールランプ20（このテールラ
ンプ20はスモールランプスイッチ12がオンで点灯する）
が接続されている。

ところで、かかる自動車用多重伝送方法では、第９図
（ａ）に示すような構成のフレームＦごとに自動車運転
情報を伝送することが行われている。ここで、このフレ
ームＦは、SD（Start Delimiter）コード、宛先アドレ
ス、自局アドレス、データ長、データ１〜データＮ、チ
ェックコードを有するフレーム構成になっている。

先ず、SDコードは、フレームＡの開始を表す特定のコ
ードであり、受信多重ノードはこのSDコード符号を受信
するとフレームＦの開始を認知するようになっている。
そして、かかる伝送方法で使われるネットワーク内の各
多重ノードには、自局アドレスや宛先アドレスがそれぞ
れ８ビットで指定されるとすれば、０〜（2⁸−１）＝25
5までのいずれかの数字がアドレスとして割り当てられ
ている。すなわち、ネットワーク内には最大256個の多
重ノードが接続でき、各多重ノードには、夫々異なる２
進数で00000000〜11111111までのアドレスが割り当てら
れている。実際には宛先アドレスとして11111111を指定
した場合はグローバルアドレスと言い、全ノードに対し
て一斉同報という機能を付加しネットワークに接続でき
るノードを255個としている場合が多い。

従って、このような従来の自動車用多重伝送方法で
は、１回のフレーム送信において、ある１つの多重ノー
ドに対して送信するか、または全多重ノードに対して送
信するかの２通りしかない。また、自局アドレスには、
このフレームＦを送信する多重ノードのアドレスが書き
込まれ、このフレームを受け取った多重ノードは、どの
多重ノードから送られてきたものかを知ることができ
る。

データ長にはこのあとに続くデータの数が書き込ま
れ、この場合Ｎ個のデータがあるとすれば、データ長と
してＮが送られる。このフレームを受け取った多重ノー
ドでは、データをデータ長の内容だけ読み取る。そして
データにひき続く送信内容がチェックコード（誤り検出
符号）で、これを確認することにより、フレームの終わ
りであることを知ることができる。データの伝送を確実
にすることを目的として受信ノードでは、チェックコー
ドにより受信したフレームの内容に誤りがないかをチェ
ックし、誤りがなければ第９図（ｂ）に示すようにT₂時
間内のある時間T₁時間後に、受信確認信号（ACK信号）
Ａとして自局アドレスを多重伝送路MBに送出する。フレ
ームＦを送信した多重ノードでは、このACK信号Ａを受
け取り、受信側で正常にデータが受け取られたことを認
識する。

受信側で正しくデータが受取れなかった時（チェック
コードにより誤りが検出された時）やフレーミングエラ
ー時（データ長で指定された長さよりも実際に送られた
データが短かったり、長かったりした場合）には第10図
（ｂ）に示すように受信側からACK信号を返送しない。
この場合、第10図（ａ）に示すように送信側ではフレー
ム送信終了後一定時間T₂以内にACK信号が返送されない
と、フレームＦの再送信を開始する。

第11図は、ある多重ノードから一斉同報のフレームが
送信された場合を示す。送信フレームの構成は第11図
（ａ）に示すように１多重ノードに対する送信と同一で
あるが、宛先アドレスとしてグローバルアドレス（1111
1111）が送られる。この場合は多重伝送路MBに接続され
る全多重ノードが、このデータを受信することになる。
全多重ノードが正常に受信しているとすれば、第11図
（ｂ）に示すように、フレーム終了からある時間T₁（＜
T₂）時間後に、一斉にACK信号Ａとして自局アドレスを
返送する。

前述したCSMA/CD伝送方式では、常時データを多重伝
送路MBへ送信しているのではなく事象が多重伝送路MBの
有効利用と、各多重ノードが対等であることによる信頼
性の向上を図っている。例えば、第８図のコンビネーシ
ョンスイッチ多重ノードCSにおいて、スモールランプス
イッチ12がオフ状態からオン状態に変化した後にスモー
ルランプスイッチ12がオンという信号を他のフロント多
重ノードFN、メータ多重ノードMT、リヤ多重ノードRNに
送信し夫々の多重ノードにおいてスモールランプ８の点
灯、メータの減光、テールランプ20の点灯という動作を
行わせる。

自動車用伝送方法では、第12図に示すように、各電装
品の使われ方の相違から＋Ｂ電源、アクセサリー（AC
C）電源及びイグニッション（IG1）電源の３通りの電源
起動タイミングがある。＋Ｂ電源はイグニッションキー
が入っていなくても電装品を動作するためのものであ
り、フロント多重ノードFN、リア多重ノードRN及びコン
ビネーションスイッチ多重ノードCSは＋Ｂ電源で動作す
る必要があり、各多重ノード内の多重制御回路にも＋Ｂ
電源が供給されている。アクセサリ（ACC）電源はイグ
ニッションキーは入っているが、一般にエンジンが回転
していない従って発電していない状態で電装品を動作す
るためのものであり、ラジオ等がアクセサリ電源により
動作する。イグニッション電源はエンジンが回転して自
動車が走行状態にある時に電装品を動作するためのもの
であり、メータ多重ノードMTはイグニッション電源が供
給されている。＋Ｂ電源はバッテリに接続していれば常
時供給される電源であり、またアクセサリ電源及びイグ
ニッション電源はイグニッションキーにより供給される
電源であって、夫々供給されるタイミングが異なる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、従来の多重伝送方法では、次の３つの
場合に多重伝送路に接続される多重ノードが他の多重ノ
ードから送信されてくるべきデータの内容と一致しない
データを保持することがあるという問題点がある。

第１に、異種電源つまり異なるタイミングで供給が開
始される電源により動作する多重ノード間の伝送では、
遅れて起動された多重ノードが、先に起動されている多
重ノードの情報を得られないという問題点がある。第８
図に示すようにメータ多重ノードMTだけがイグニッショ
ンIG1電源で動作し他の多重ノードが＋Ｂ電源で動作す
る場合に、＋Ｂ電源は供給されているがイグニッション
IG1電源は供給されていない状態でコンビネーションス
イッチ多重ノードCSからスモールランプオン信号を送信
するとフロント多重ノードFN及びリア多重ノードRNは夫
々フロントのスモールランプ８を点灯しテールランプ20
を点灯するが、メータ多重ノードMTにはイグニッション
IG1電源が供給されていないためにスモールランプオン
信号を受信できない。後に、メータ多重ノードMTにイグ
ニッションIG1電源が供給されてもコンビネーションス
イッチ多重ノードCSではスモールランプスイッチ12がオ
ン状態のままで変化しないためスモールランプオン信号
を送信することはない。従って、メータ多重ノードMTで
はインジケータがずっと減光の状態にならないままであ
る。

第２に、同種電源で動作する多重ノード間においても
内部の定電圧電源の立上がり特性等の相違に起因して、
遅れて起動された多重ノードは先に起動され動作を開始
している多重ノードからの信号を受信できないという問
題点がある。自動車用多重伝送システムでは、各多重ノ
ードは論理回路を動作するために外部から供給される＋
Ｂ電源つまり＋12Vを＋5Vに変換する定電圧回路を備え
ている。これらの定電圧回路は第13図に示すように各多
重ノードによって特性が異なるためにその立上がり時間
も異なり、各多重ノードの動作開始時間にずれがある。
第13図では定電圧回路の出力Ａが早く動作開始レベルに
達し、出力Ｂは遅く動作開始レベルに達する。更に、第
14図を参照してエアコンスイッチ多重ノード21とエアコ
ンユニット多重ノード23との間の伝送について詳述する
と、エアコンスイッチ多重ノード21の信号処理部21aが
エアコンスイッチ22の状態を監視し、状態変化があると
伝送制御部21bがエアコンユニット多重ノード23へスイ
ッチ多重信号を送信する。エアコンユニット多重ノード
23の伝送制御部23bがこの多重信号を受信し、信号処理
部23aが解読してスイッチ多重信号の内容に応じてエア
コン用の各種アクチュエータ24を附勢する。エアコンス
イッチ多重ノード21の定電圧電源の立ち上がりがエアコ
ンユニット多重ノード23のものよりも早い場合には、エ
アコンスイッチ多重ノード21が起動されエアコンユニッ
ト多重ノード23が起動されていない間に、つまり第13図
のＡ点とＢ点の間にエアコンスイッチ22が状態変化して
もエアコンユニット多重ノード23はスイッチ多重信号を
受信できないため正常に動作しない。

第３に、全ての多重ノードに電源が供給されている場
合でも、ある多重ノードが暴走しその多重ノード内の暴
走検出回路から信号処理部へリセット信号が加えられた
場合、例えば多重ノードの電源回路内の低電圧リセット
回路によって零リセットされ今まで蓄えていたデータが
クリアされる場合にも信号処理部の内部状態が初期化さ
れてしまい他の多重ノードのその時点の状態を知ること
ができないという問題点がある。第８図を参照して詳述
すると、４つの多重ノードが全て起動され、コンビネー
ションスイッチ多重ノードCSのスモールランプスイッチ
12がオン状態にあり、フロント多重ノードFNのスモール
ランプ８が点灯状態にあり、リア多重ノードRNのテール
ランプ20が点灯状態にあり、そしてメータ多重ノードMT
のインジケータが減光状態にある時に、リヤ多重ノード
RNの信号処理部にリセット信号が印加された場合にはリ
ヤ多重ノードRNの内部データは初期化されテールランプ
20が消灯する。コンビネーションスイッチ多重ノードCS
は、このリヤ多重ノードRNのリセットを知り得ずまたス
モールランプスイッチ12の事象変化がないために、スモ
ールランプスイッチオン信号を改めて送信することはし
ない。従って、リヤ多重ノードRNではリセットから復帰
した後もリセット後に変化のないスイッチの状態は知る
ことができない。

本考案は、上記事情に鑑みてなされたものであり、各
多重ノードの起動時にその多重ノードが他の多重ノード
から送信データを受けるように初期化することにより誤
動作を防止し信頼性を向上させる多重伝送方法を提供す
ることを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明によれば、各多重
ノードが共通の多重伝送路に接続されている複数の多重
ノードを備え、事象発生時に該当多重ノードがその事象
のデータを前記多重伝送路を介して送信する多重伝送方
式において、各多重ノードの起動時に、起動多重ノード
が他の多重ノードに送信要求を示すフレームを送信する
多重伝送方法が提供される。

（作用） 異種電源あるいは同種電源により起動される各多重ノ
ードの起動時間にずれがある場合又は多重ノードが起動
時にリセットされた場合に、後に起動される各多重ノー
ドがその起動時に他の多重ノードに送信要求を示すフレ
ームを送信し、その時点の他の多重ノードのデータを受
け取って、誤動作を防止し信頼性を向上させる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説
明する。

第１図は本発明の多重伝送方法に用いるフレームＦの
一般的なフォーマットを示す図であり、このフレームＦ
はSDコード、宛先アドレス、自局アドレス、フレームID
コード、データ長、データ、及びチェックコードで構成
されている。前述したように、SDコードはフレームＦの
先頭にありそのフレームの開始を表わし、宛先アドレス
は送信データを受け取るべき相手の多重ノードを指定す
るものであり、自局アドレスはそのフレームＦを送信す
る多重ノードを示し、データ長は次に続くデータの長さ
を与え、データ領域にデータ１……Ｎが書き込まれ、チ
ェックコードはCRC、チェックサム、パリティ等のコー
ドから成り受信したフレームＦの内容をチェックするた
めのものである。フレームIDコードはデータ領域の各ビ
ットに割り付けたデータの割り付けを示すコードであ
り、受信側の多重ノードはフレームIDコードによってそ
のデータの内容を認識できる。通常は、送信多重ノード
が、送信データを受け取るべき相手の多重ノードのアド
レスを宛先アドレスとて指定し、続いて送信多重ノード
のアドレスを自局アドレスとして指定し、該フレームの
フレームIDコード及びこれから送るデータの長さを指定
し、データ領域にデータを送り、全ビットに対するチェ
ックコードを付加して多重伝送路に送出する。

各多重ノードの電源起動時にその起動された多重ノー
ドから第２図に示す具体的な送信要求フレームを全多重
ノードに送信すれば、このフレームを受信した各多重ノ
ードはこの起動された多重ノードに送るべきデータを全
部送信する。つまり、起動された多重ノードが、電源投
入後のリセット又は前述した暴走からの復帰時リセット
から所定時間内に、宛先アドレスを全多重ノードに信号
を送るべき前述のグローバルアドレス（オール１）に指
定し、送信要求コード（フレームID＝１）をフレームID
に付加し、データ領域に必要とするデータのフレームID
コードを付加して多重伝送路に送出する。このフレーム
を受信した多重ノードは、フレームIDコードを判定し、
自局アドレスで表わされる多重ノードが送信要求メッセ
ージを出していることを検知し、データ領域の内部から
送信多重ノードが必要としているフレームIDを検知し、
該当するフレームIDコードを送信データとして持ってい
る多重ノードではその送信データを多重伝送路に送出す
る。これによって、電源起動時に送信要求メッセージを
出した多重ノードは既に起動している他の多重ノードか
ら必要なデータを得ることができる。ここで、送信要求
フレームのフレームIDコードを送信多重ノードで受信す
べき全フレームのフレームIDコードとすれば送信多重ノ
ードは原則的にその時点での全ての必要なデータを収集
することが可能であり、各多重ノードは電源の起動時が
相違しても本来受信すべきデータを受信することができ
る。この実施例では、送信すべきことを要求したフレー
ムの数は１つであるが、送信要求フレームのデータ領域
を拡張すれば複数のフレームへの送信要求にも容易に対
応できる。

前記問題点の第１において述べた、後に起動されたメ
ータ多重ノードMTが電源投入後所定時間内に第２図に示
す送信要求フレームを送信したものとすれば、全多重ノ
ードはフレームの自局アドレス（メータ＝２）からメー
タ多重ノードMTからの送信要求（フレームID＝１）と判
定し、データ領域内のコードから送信要求されているフ
レームのIDコードが２であると検知する。第８図のフロ
ント多重ノードFN及びリヤ多重ノードRNは送信データと
してフレームID＝２を持っていないために何も送信しな
いが、コンビネーションスイッチ多重スイッチCSはフレ
ームID＝２を送信データとして持っており、第３図のフ
レームをメータ多重ノードMTに送信する。メータ多重ノ
ードMTは第３図のフレームのデータ領域（スモールラン
プ点灯）からスモールランプが点灯状態にあることを知
る。

第４図は送信要求するフレームが１つの場合に宛先ア
ドレスをグローバルアドレスとせずに１つの多重ノード
を宛先として指定した送信要求フレームの実施例を示す
図である。宛先アドレスがコンビネーションスイッチ多
重ノードSCを示す、コンビSW＝３として指定されてい
る。

以上述べた実施例では、送信要求フレームを受信した
多重ノードで、要求されているフレームIDの判定が必要
なために受信信号の処理がやや複雑である。

第５図は送信要求フレームの別の実施例を示してお
り、このフレームは宛先アドレス及び自局アドレス共に
指定されておらず、データ領域内に要求するフレームID
コードを示すデータを含ませず、この送信要求フレーム
を受信した全多重ノードは持っている全フレームを送出
するように構成されている。第６図も全多重ノードにそ
の持っている全フレームを送信することを要求する送信
要求フレームの別の実施例を示している。宛先アドレス
はグローバルアドレスで指定され、自局アドレスは送信
要求を発生した多重ノードのアドレスが指定される。全
多重ノードが全フレームを送出する場合には多くの多重
ノードが一斉に起動した時等に多重ノード数、処理すべ
きフレーム数の多い多重伝送システムではシステム起動
時に多重伝送路上のトラフィックが増大し応答に影響が
出る場合があることから全フレームを送出するのではな
く、データが初期値と異なる全てのフレームを送信する
ように構成できる。つまり、送信すべきデータが初期値
と同じであれば、リセット後には多重ノードのデータは
初期値であり送信側と受信側で同じデータ値を持ってい
るため送信する必要はない。また、トラフィックが増加
することが考えられるシステム起動時には多くのデータ
が初期値のままであり、送信する必要が少ないためシス
テム起動時の応答性への影響を解消できる。

第７図はプライオリティ制御を行う多重伝送方法にお
ける送信要求フレームの実施例を示す図である。プライ
オリティ制御は、ある多重ノードからの送信要求フレー
ムに応答して他の多重ノードから一斉に信号が返ってく
る時に信号が互いに衝突しないようにプライオリティつ
まり優先度の順に受付けて、当該多重ノードが正常状態
に復帰するようにするものである。送信要求フレームは
各多重ノードで持つデータの統一を図る重要な信号であ
ることから、その処理を迅速に完了すべくプライオリテ
ィ制御にあっては最高順位のプライオリティを付けるよ
うにする。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれは、各多重ノード
が共通の多重伝送路に接続されている複数の多重ノード
を備え、事象発生時に該当多重ノードがその事象のデー
タを前記多重伝送路を介して送信する多重伝送方法にお
いて、各多重ノードの起動時に、起動多重ノードが他の
多重ノードに送信要求を出すフレームを送信することに
より、異種電源による起動遅れ、電源回路の特性のバラ
ツキによる起動時刻のバラツキによる起動遅れ、又は多
重伝送システム内の多重ノードのリセットによる起動遅
れの場合に各多重ノードを正常状態に復帰させ、システ
ムの誤動作を防止し、信頼性の向上が図れるという効果
が得られる。

また、本発明における各多重ノードは、起動時には送
信要求を示すフレームに最高順位のプライオリティを付
加して送信し、又送信要求フレームの受信時には送信可
能な全フレームのうち、データ領域のデータが初期値と
異なる全てのフレームを送信するので、複数の多重ノー
ドがほぼ同時に起動した時に生じる多重伝送路内の輻輳
を軽減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の多重伝送方法に用いるフレームの一般
的なフォーマットを示す図、第２図は伝送要求フレーム
の実施例を示す図、第３図は応答フレームの例を示す
図、第４図から第７図は夫々送信要求フレームの別の実
施例を示す図、第８図はCSMA/CD多重伝送方式を用いた
自動車用多重伝送方法を示す概略構成図、第９図〜第11
図は夫々従来の自動車用多重伝送方法におけるフレーム
フォーマットを示す図、第12図は各種電源の起動タイミ
ングを説明する図、第13図は多重ノード内の定電圧回路
の立ち上がり特性のバラツキを説明する図、第14図はエ
アコンスイッチ多重ノードとエアコンユニット多重ノー
ドとの間の信号伝送を説明する図である。 ６……フロントターンライトシグナルランプ、７……フ
ロントターンレフトシグナルランプ、９……ホーン、10
……ターンライトスイッチ、11……ターンレフトスイッ
チ、15……ターンライトインジケータ、16……ターンレ
フトインジケータ、18……リヤターンライトシグナルラ
ンプ、19……リヤターンレフトシグナルランプ、A,A3,A
5……受信確認信号（ACK信号）、CS……コンビネーショ
ンスイッチ多重ノード、FN……フロント多重ノード、Ｆ
……フレーム、MB……多重伝送路、MT……メータ多重ノ
ード、RN……リヤ多重ノード。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 檜物 雄作 神奈川県平塚市東八幡５丁目１番９号 古河電気工業株式会社平塚電線製造所内 (72)発明者 伊藤 裕一 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツ ダ株式会社内 (72)発明者 道平 修 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツ ダ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−210751（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−12230（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−54545（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−214040（ＪＰ，Ａ)

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】共通の多重伝送路に接続されている複数の
   多重ノードを備え、事象発生時に該当多重ノードがその
   事象のデータを前記多重伝送路を介して送信する多重伝
   送方法において、 前記多重ノードの起動時に、当該多重ノードが送信要求
   を示すフレームに、全フレーム中で最高順位のプライオ
   リティを付加して他の多重ノードに送信することを特徴
   とする多重伝送方法。
2. 【請求項２】共通の多重伝送路に接続されている複数の
   多重ノードを備え、事象発生時に該当多重ノードがその
   事象のデータを前記多重伝送路を介して送信するととも
   に、前記多重ノードの起動時に、当該多重ノードが他の
   多重ノードに送信要求を示すフレームを送信する多重伝
   送方法において、 前記他の多重ノードが、前記送信要求フレームを受信す
   ると、その多重ノードから送信可能な全フレームを送信
   することを特徴とする多重伝送方法。
3. 【請求項３】前記他の多重ノードは、前記送信要求フレ
   ームを受信すると、その多重ノードから送信可能な全フ
   レームのうち、フレーム内のデータ領域のデータが初期
   値と異なる全てのフレームを送信することを特徴とする
   請求項１に記載された多重伝送方法。
4. 【請求項４】前記多重伝送方法は、車両用の多重伝送に
   用いられ、前記複数の多重ノードは、前記共通の多重伝
   送路に接続され、イグニッションスイッチ位置に応じて
   電源供給されることを特徴とする請求項１に記載された
   多重伝送方法。
5. 【請求項５】前記多重伝送方法は、車両用の多重伝送に
   用いられ、前記複数の多重ノードは、前記共通の多重伝
   送路に接続され、イグニッションスイッチ位置に応じて
   電源供給されることを特徴とする請求項２に記載された
   多重伝送方法。
6. 【請求項６】前記多重伝送方法は、車両用の多重伝送に
   用いられ、前記複数の多重ノードは、前記共通の多重伝
   送路に接続され、イグニッションスイッチ位置に応じて
   電源供給されることを特徴とする請求項３に記載された
   多重伝送方法。