JP2775659B2

JP2775659B2 - データ伝送方法

Info

Publication number: JP2775659B2
Application number: JP4141013A
Authority: JP
Inventors: 寛橋本; 裕司長谷
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1992-05-06
Filing date: 1992-05-06
Publication date: 1998-07-16
Anticipated expiration: 2013-07-16
Also published as: JPH05316124A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両に搭載される複数
の電子制御装置相互間でデータの送受信を行うデータ伝
送方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数の電子制御装置（以下「ＥＣＵ」と
いう）を共通の信号線（以下「ネットワークバス」とい
う）で接続し、相互にデータの伝送を行う場合、ＣＳＭ
Ａ／ＣＤ（Carrier Sense Multiple Access/Collision
Detection）方式を基礎とし、メッセージの優先順位を
決定するための調停フィールドにおいてビット調停を行
う方式が従来より知られている（ＳＡＥの規格であるＪ
１８５０，ドイツのボッシュ社が提案しているＣＡＮ
（Controller Area Network）など）。

【０００３】ここでビット調停は、例えばネットワーク
バス上で高レベルのビットをドミナントビット（優位ビ
ット）、低レベルのビットをレセシブビット（劣位ビッ
ト）とし、二以上のメッセージが競合した場合にはドミ
ナントビットを優先させることにより、メッセージの優
先順位を決定するものである。

【０００４】また、上述した方式におけるメッセージ
は、メッセージの受信確認を行うためのアクノリッジフ
ィールドを含み、受信側のＥＣＵが受信確認信号を送信
側に送り返すようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のデータ伝送
方法を、車両に搭載される複数のＥＣＵから成るデータ
伝送システムに適用する場合、データを高速で伝送する
ため、伝送速度を上げる必要がある。しかし、メッセー
ジの送受信回路やネットワークバスにおいては、伝送遅
れが発生するので、伝送速度を上げていくとこの遅れが
無視できなくなり、以下のような問題を生じる。なお、
以下の説明において、ネットワークを構成する各ＥＣＵ
をノードと呼ぶ。

【０００６】例えばノードＡ及びノードＢが送出するメ
ッセージが競合し、伝送遅れＴｄがある場合を考える。
ここで、ノードＡが送出したメッセージの調停フィール
ドが「１００１１００」であり、ノードＢが送出したメ
ッセージの調停フィールドが「１００１０００」とする
と、伝送遅れＴｄが無視できるほど小さければ、ノード
Ａが送出したメッセージの方が調停に勝つ。すなわち、
「１」をドミナントとしているので、バス上の信号は
「１００１１００」となり、ノードＡは送出信号と受信
信号が一致し、調停に勝ったと判断する。

【０００７】ところが、図９に示すように伝送遅れＴｄ
が無視できないほど大きいときには、ノードＢの出力信
号（同図（ｂ））がノードＡに受信されるまでに時間Ｔ
ｄだけ遅れ（同図（ｃ））、ノードＡの受信信号は同図
（ｄ）に示すようになる。したがって、時点ｔｓ１〜ｔ
ｓ７において、受信信号をサンプリングするとサンプリ
ングされた信号は「１１０１１００」となり、ノードＡ
の送出信号と異なるものとなる。その結果ノードＡは、
本来調停に勝つはずであるのに、負けたと誤判断するこ
ととなる。

【０００８】また、ノードＡからノードＢへメッセージ
を送信し、ノードＢが受信確認信号を返す場合には、ノ
ードＡがデータの送出を終了した時点から、時間２Ｔｄ
経過後に受信確認信号を受信することとなり、伝送遅れ
Ｔｄが無視できないほど大きい場合には、ノードＡにお
いて受信確認信号の確認を正常に行えないことがある
（図５参照）。

【０００９】本発明は上述の点に鑑みなされたものであ
り、データの伝送遅れに起因する弊害を防止し、データ
の伝送速度を高めることができるデータ伝送方法を提供
することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、車両に搭載され、共通の信号線で接続された
複数の制御装置相互間でメッセージの送受信を行うデー
タ伝送方法において、前記メッセージは、少なくとも伝
送すべきデータの優先順位を決定するための調停フィー
ルドを含み、該調停フィールドは、ビットタイムを他の
フィールドより長くすることにより、冗長化が施されて
いるようにしたものである。

【００１１】同じ目的を達成するため本発明は、車両に
搭載され、共通の信号線で接続された複数の制御装置相
互間でメッセージの送受信を行うデータ伝送方法におい
て、前記メッセージは、少なくとも送信したメッセージ
の受信確認を行うためのフィールドを含み、該フィール
ドは、ビットタイムを他のフィールドより長くすること
により、冗長化が施されているようにしたものである。

【００１２】

【００１３】

【作用】請求項１に記載の発明によれば、調停フィール
ドがビットタイムを他のフィールドより長くすることに
より冗長化され、ビット調停における伝送遅れの影響が
除去される。

【００１４】請求項２に記載の発明によれば、送信した
メッセージの受信確認を行うためのフィールドがビット
タイムを他のフィールドより長くすることにより冗長化
され、メッセージの受信確認における伝送遅れの影響が
除去される。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００１６】図１は本発明の一実施例に係る車両用制御
システムの全体構成図であり、電子制御装置（以下「Ｅ
ＣＵ」という）１〜５はネットワークバス６を介して相
互に接続されている。ＥＮＧ制御ＥＣＵ１は、車両の運
転者のアクセルペダル操作等に応じてエンジンの作動を
制御するＥＣＵ，ＭＩＳＳ制御ＥＣＵ２は車両の運転状
態に応じて自動変速機の制御を行うＥＣＵ，ＴＣＳ制御
ＥＣＵ３は、車両の駆動輪のスリップ状態を検出し、エ
ンジンの出力トルクの制御を行うＥＣＵ，サスペンショ
ン制御ＥＣＵ４は、車両の運転状態に応じてサスペンシ
ョン（アクティブサスペンション）の制御を行うＥＣ
Ｕ，ブレーキ制御ＥＣＵ５は車輪のロック状態を検出し
てブレーキ制御を行うＥＣＵである。これらのＥＣＵ１
〜５は、制御パラメータやセンサによって検出される運
転パラメータを相互にモニタする必要があるため、ネッ
トワークバス６を介して接続され、相互に必要なデータ
の送受信を行う。

【００１７】図２はＥＮＧ制御ＥＣＵ１の構成を示すブ
ロック図であり、中央処理装置（以下「ＣＰＵ」とい
う）１０１は入出力インターフェイス１０４を介して複
数のセンサ１１及び燃料噴射弁等のアクチュエータ１２
に接続されている。ＣＰＵ１０１は、バスライン１０７
を介してＲＡＭ（Random Access Memory）１０２、ＲＯ
Ｍ（Read Only Memory）１０３及び通信制御ＩＣ（Inte
grated Circuit）１０５に接続されている。通信制御Ｉ
Ｃ１０５はバスインターフェイス１０６を介してネット
ワークバス６に接続されている。

【００１８】ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０３に格納され
たプログラムに従って、センサ１１の検出値に基づいて
制御パラメータを決定し、アクチュエータ１２を駆動す
る。ＲＡＭ１０２は、演算中のデータの一時的な記憶等
に使用される。また通信制御ＩＣは、ネットワークバス
へのメッセージの送信及びネットワークバスからのメッ
セージの受信の制御を行う。

【００１９】図３は、バスインターフェイス１０６及び
ネットワークバス６の具体的な構成を示す図であり、ネ
ットワークバス６は終端抵抗６ａで終端されたツイスト
ペア線６ｂ，６ｃから成る。

【００２０】通信制御ＩＣ１０５の第１送信端子は抵抗
１１５を介してトランジスタ１１９のベースに接続され
ている。トランジスタ１１９のエミッタは電源ラインＶ
ＳＵＰに接続され、コレクタは抵抗１１６を介してコン
パレータ１１１の反転入力及び一方のツイストペア線６
ｂに接続されている。

【００２１】通信制御ＩＣ１０５の第２送信端子は抵抗
１１７を介してトランジスタ１２０のベースに接続され
ている。トランジスタ１２０のエミッタはアースに接続
され、コレクタは抵抗１１８を介してコンパレータ１１
１の非反転入力及び他方のツイストペア線６ｃに接続さ
れている。

【００２２】コンパレータ１１１の非反転入力は抵抗１
１２を介して電源ラインＶＳＵＰに接続されるととも
に、抵抗１１３を介してコンパレータ１１１の反転入力
にも接続されている。コンパレータ１１１の反転入力は
抵抗１１４を介してアースに接続され、コンパレータ１
１１の出力は通信制御ＩＣ１０５の受信端子に接続され
ている。

【００２３】図３の回路において、抵抗１１６及び１１
８は３０Ω程度、抵抗１１２及び１１４は２ｋΩ程度、
抵抗１１３は２００Ω程度、終端抵抗６ａは１００Ω程
度である。

【００２４】通信制御ＩＣの第１及び第２送信端子に
は、位相が互いに逆相のパルス信号を出力され、第１送
信端子が低レベル（ロー）で第２送信端子が高レベル
（ハイ）のとき、トランジスタ１１９及び１２０がとも
にオンし、一方のツイストペア線６ｂがハイ、他方のツ
イストペア線６ｃがローとなる。第１送信端子がハイで
第２送信端子がローのときには、トランジスタ１１９及
び１２０がともにオフし、一方のツイストペア線６ｂが
ロー、他方のツイストペア線６ｃがハイとなる。このよ
うにして、ネットワークバス６上に信号が送出される。

【００２５】一方のツイストペア線６ｂのハイ／ローに
対応して、コンパレータ１１１の出力はロー／ハイに変
化し、ネットワークバス６上の信号が受信される。

【００２６】ＥＣＵ２〜５も基本的にはＥＣＵ１と同様
に構成されている。したがって、一のＥＣＵが一方のツ
イストペア線６ｂがローとなる（６ｃがハイとなる）信
号を送出しても、他のＥＣＵがハイとなる信号を送出す
ると、ツイストペア線６ｂ上の信号はハイとなるので、
本実施例ではツイストペア線６ｂがハイとなる（６ｃが
ローとなる）状態がドミナント（優位）であり、逆の状
態がレセシブ（劣位）である。

【００２７】図４は、本実施例においてデータ伝送に使
用されるメッセージのフォーマットを示す図であり、一
のメッセージはＳＯＭフィールド、ＤＡＴＡＩＤフィ
ールド（調停フィールド）、ＤＥＳＮＯＤＥフィール
ド、ＤＡＴＡフィールド、ＦＣＳフィールド、ＡＣＫフ
ィールド（アクノリッジフィールド）及びＥＯＭフィー
ルドから成る。なお、以下の説明においてＥＣＵ１〜５
をノード１〜５という。

【００２８】ＳＯＭフィールドは、メッセージの開始を
示すフィールドである。ＤＡＴＡＩＤフィールドは、デ
ータの識別子のフィールドであり、全てのデータについ
て異なる識別子が設定される。この識別子によって後述
するようにメッセージの優先順位が決定される。

【００２９】ＤＡＴＡＩＤフィールドは、具体的には
図４（ｂ）に示すように７ビットの識別子と７ビットの
空白ビット（レセシブビット）から成る。空白ビット
は、伝送遅れがあっても調停、即ち優先順位の決定が適
切に行われるようにするために挿入されており、詳細は
後述する。

【００３０】ＤＥＳＮＯＤＥフィールドは、データの送
信先を示すフィールドであり、本実施例では図４（ｃ）
に示すように１６ビットのフィールドとしている。１ノ
ードに対して１ビットを割当て、送信先のノードに対応
するビットを論理「１」とする。例えば、ノード１，
３，５に対して送信する場合、ＤＥＳＮＯＤＥフィール
ドは１０１０１０００００００００００となる。なお、
本実施例では、ノード数は５なので１１ビット分は使用
していないが、システムの拡張（ノードの増加）を考慮
し、１６ノードまで対応可能としている。

【００３１】ＤＡＴＡフィールドは、送信すべきデータ
の長さ及びそのデータから成るフィールドである。ＦＣ
Ｓフィールドは、ＳＯＭフィールドからＤＡＴＡフィー
ルドまでのデータ列についてＣＲＣ(Cyclic Redundancy
Check)を行った結果を示すフィールドである。次式
（１）の生成多項式Ｇ（Ｘ）を用いて算出される。

【００３２】Ｇ（Ｘ）＝Ｘ¹⁶＋Ｘ¹²＋Ｘ⁵＋１ …（１）ＡＣＫフィールドは、メッセージの受信確認を行うため
のフィールドであり、本実施例では送信側が２ビットの
レセシブビットを送出し、受信側が１ビットのドミナン
トビットを上書きすることにより受信確認応答を行うよ
うにしている。したがって、受信すべきノードが複数あ
る場合には、少なくとも１つのノードが受信確認応答を
行えば、送信ノードはデータ送信完了と判断しデータの
再送出は行わない。

【００３３】ＡＣＫフィールドをこのような構成とする
ことにより、受信確認に要する時間を短縮し、通信制御
ＩＣの負担を軽減することができる。また、データのリ
アルタイム性を向上させるためにデータの伝送レートを
上げると（例えば、１メガビット／秒程度とすると）、
伝送遅れによる弊害を生ずるおそれがあるが、上述した
ようにＡＣＫフィールド全体として２ビット構成とし
て、受信確認信号を１ビットとすることによって、即ち
１ビットの空白ビットを設けることによってこの弊害を
防止することができる。図５及び図６を参照してこの点
を説明する。なお、ここでいう伝送遅れは、各ノードの
送受信部で発生する遅れと伝送線路の遅れの和であり、
伝送線路の遅れは、ツイストペア線の場合５nsec／m程
度である。

【００３４】図５は、１ビットの空白ビットを設けてい
ない場合を示しており、データの伝送遅れＴｄがある
と、送信ノードがＦＣＳフィールドの送信終了時点ｔ１
から受信確認信号を受信する時点ｔ２まで少なくとも時
間２Ｔｄを要する。そのため、受信確認信号を時点ｔｓ
でサンプリングしても、その受信確認信号をチェックす
ることができない。

【００３５】これに対し本実施例では、図６に示すよう
に、空白ビットを設け、時点ｔｓａ及びｔｓｂにおいて
受信確認信号のサンプリングを行うことにより、受信確
認信号を確実にチェックすることができる。

【００３６】また、上述したように空白ビットを設ける
ことに代えて、図７に示すようにＡＣＫフィールドのビ
ットタイム（１ビットの時間）を他のフィールドより長
くするようにしてもよい。これにより、時点ｔｓでサン
プリングを行えば、受信確認信号を確実にチェックする
ことができる。

【００３７】なお、ＡＣＫフィールドの構成は、例えば
全体として４ビットとし、受信ノードが２ビットの受信
確認信号を上書きするようにしてもよい。

【００３８】ＥＯＭフィールドは、メッセージの終了を
示すフィールドである。

【００３９】次にデータの送信手順について説明する。

【００４０】送信すべきデータがあるノードは、まずネ
ットワークバス６がアイドル状態（無信号状態）にある
か否かを確認し、アイドル状態にあるときにはＳＯＭフ
ィールドから順次メッセージの送出を行う。このメッセ
ージ送出により、ＤＡＴＡＩＤフィールドにおいて、メ
ッセージの衝突が発生したときには調停が行われる。

【００４１】例えば、ＥＮＧ制御ＥＣＵ１から吸気圧力
Ｐｂのデータを含むメッセージが送出され、同時にＭＩ
ＳＳ制御ＥＣＵ２から車速Ｖのデータを含むメッセージ
が送出された場合には、図８に示すように、ＥＮＧ制御
ＥＣＵ１の出力がバス上の信号と一致するのでＥＮＧ制
御ＥＣＵ１はメッセージの送出を継続する。一方、ＭＩ
ＳＳ制御ＥＣＵ２は、同図中に矢印で示すビットにおい
て、自身が送出した信号とバス上の信号とが一致しなく
なるので、この時点で調停に負けたと判定して以後の送
出を中止する。したがって、吸気圧力Ｐｂは、車速Ｖよ
り優先してデータの送受信が行われることになる。

【００４２】なお、本実施例では論理「１」をドミナン
ト、論理「０」をレセシブに対応させている。また、３
以上のメッセージが競合した場合も同様の調停が行われ
る。

【００４３】次にデータの伝送遅れが問題となるような
場合について図９及び図１０を参照して説明する。な
お、これらの図においては、ＥＮＧＥＣＵをノード
Ａ，ＭＩＳＳＥＣＵをノードＢとしている。

【００４４】図９は、ＤＡＴＡＩＤフィールドに空白
ビットを設けない場合において、ノードＡとノードＢの
送出メッセージが競合した状態を示している。前述した
ように各ノードはバス６がアイドル状態にあることを確
認してメッセージの送出を開始するので、ノードＡのメ
ッセージ送出に対して、ノードＢのメッセージ送出は最
大で、ノードＡＢ間の伝送遅れＴｄだけ遅れる。したが
って図９は、この場合を示している。

【００４５】ノードＢが送出したメッセージ（同図
（ｂ））は、ノードＡの位置では同図（ｃ）に示すよう
になるため、ノードＡの受信メッセージは同図（ｄ）に
示すようになる。したがって、時点ｔｓ１〜ｔｓ７にお
いてサンプリングすると、サンプリングされた信号は
「１１０１１００」となり、ノードＡの送出メッセージ
「１００１１００」と異なるものとなる。その結果、ノ
ードＡは本来調停に勝つはずであるのに、負けた誤判断
することとなる。

【００４６】これに対し本実施例では上述したように空
白ビットを設けているので、ノードＡの出力、ノードＢ
の出力及びノードＡの位置におけるノードＢの出力は、
それぞれ図１０（ａ）〜（ｃ）に示すようになり、ノー
ドＡの受信メッセージは同図（ｄ）に示すようになる。
したがって、時点ｔｓ１ａ，ｔｓ１ｂ，ｔｓ２ａ，…，
ｔｓ７ｂにおいてサンプリングを行い、ｔｓｉａとｔｓ
ｉｂ（ｉ＝１〜７）でサンプリングした結果の論理和を
とることによって、「１００１１００」という正しいデ
ータ（識別子）を得ることができる。

【００４７】このように、本実施例では二以上のメッセ
ージが競合したとき調停を行うためのＤＡＴＡＩＤフ
ィールドに空白ビットを設けるようにしたので、伝送遅
れＴｄが無視できない程度となった場合でも、正確な調
停（優先順位の決定）を行うことができる。

【００４８】なお、空白ビットを設けることに代えて、
図１１に示すようにビットタイムを他のフィールドより
長くするようにしてもよい。これにより、ノードＡの受
信メッセージを時点ｔｓ１〜ｔｓ７においてサンプリン
グすることにより、「１００１１００」という正しいデ
ータ（識別子）を得ることができる。

【００４９】

【発明の効果】以上詳述したように本発明のデータ伝送
方法によれば、調停フィールドまたは送信メッセージの
受信確認を行うためのフィールドのビットタイムを他の
フィールドのビットタイムより長くすることによる冗長
化が施されたメッセージによってデータの伝送が行われ
るので、伝送遅れに起因する弊害を防止し、データの伝
送速度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る車両用制御システムの
全体構成図である。

【図２】図１のシステムを構成する電子制御装置の構成
を示すブロック図である。

【図３】図２のバスインターフェイスの具体的な構成を
示す図である。

【図４】電子制御装置間で送受信されるメッセージの構
成を示す図である。

【図５】伝送遅れが無視できない場合の受信確認を説明
するためのタイミングチャートである。

【図６】伝送遅れが無視できない場合の受信確認を説明
するためのタイミングチャートである。

【図７】伝送遅れが無視できない場合の受信確認を説明
するためのタイミングチャートである。

【図８】メッセージの衝突発生時における調停を説明す
るための図である。

【図９】伝送遅れが無視できない場合の調停を説明する
ためのタイミングチャートである。

【図１０】伝送遅れが無視できない場合の調停を説明す
るためのタイミングチャートである。

【図１１】伝送遅れが無視できない場合の調停を説明す
るためのタイミングチャートである。

【符号の説明】

１エンジン制御電子制御装置６ネットワークバス１０１中央処理装置（ＣＰＵ）１０５通信制御ＩＣ１０６バスインターフェイス

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車両に搭載され、共通の信号線で接続さ
れた複数の制御装置相互間でメッセージの送受信を行う
データ伝送方法において、前記メッセージは、少なくと
も伝送すべきデータの優先順位を決定するための調停フ
ィールドを含み、該調停フィールドは、ビットタイムを
他のフィールドより長くすることにより、冗長化が施さ
れていることを特徴とするデータ伝送方法。
【請求項２】車両に搭載され、共通の信号線で接続さ
れた複数の制御装置相互間でメッセージの送受信を行う
データ伝送方法において、前記メッセージは、少なくと
も送信したメッセージの受信確認を行うためのフィール
ドを含み、該フィールドは、ビットタイムを他のフィー
ルドより長くすることにより、冗長化が施されているこ
とを特徴とするデータ伝送方法。