JP2807043B2 - 多重伝送装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、多重伝送装置に関するものであり、例えば
LAN（Local Area Network）のような通信システムに
用いられるものである。

〔従来の技術〕

従来、多重伝送装置では、通信ラインを介して各々の
局がデータの受信および送信を行って、相互に情報を伝
送するようにしている。そして、この多重伝送装置のう
ち、受信確認応答（アクノリッジ）のない多重伝送装置
では、データの伝達を確実にするために、同じデータを
一定の時間間隔で繰り返し送信している。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし上述した従来のものでは、この時間間隔が短い
場合には、頻繁にデータの送信が行われるので、スルー
プット（通信ライン上にデータが存在している時間とそ
うでない時間との比）が増加して、無駄なデータが通信
ライン上に流れてしまう。

一方、この時間間隔が長い場合には、スループットが
低下して通信ライン上の無駄なデータは減少するもの
の、例えば最初のデータを受信し損なった場合、次のデ
ータを受信できるまでの時間が長く、早期にデータの受
信ができないという問題がある。

そこで本発明は上記問題点に鑑みて成されたもので、
スループットの増加による無駄な情報信号の送信を防ぐ
とともに、情報信号を他の局に早期に受信することがで
きる多重伝送装置を提供することを目的とするものであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

そのため本発明は、 中央局と各周辺局との間で、通信媒体により情報を相
互に伝送する多重伝送装置において、 前記周辺局の各々は、 （ａ）作動部材に接続され、前記作動部材より出力され
た情報信号を入力する信号入力手段と、 （ｂ）この信号入力手段から前記情報信号を入力し、前
記情報信号の変化状態を検出する検出手段と、 （ｃ）この検出手段にて前記情報信号の変化状態を検出
した時に、前記信号入力手段にて入力した前記情報信号
を前記通信媒体へ繰り返し送信する送信手段と、 （ｄ）前記検出手段による前記情報信号の変化状態検出
に応答して、第１の所定時間間隔で前記送信手段より前
記情報信号を一定期間の間繰り返し送信させ、この一定
期間の経過を判定した時に、前記第１の所定時間間隔よ
り長い第２の所定時間間隔で前記送信手段に前記情報信
号を繰り返し送信させる送信間隔変更手段と、 （ｅ）前記通信媒体に接続された他の局が、前記通信媒
体へ送信した制御信号を受信し、前記作動部材を制御す
る制御手段と を備えることを特徴とする多重伝送装置を備えること
を特徴とする多重伝送装置を採用するものである。

〔作用〕

上記構成により、送信間隔変更手段は、検出手段によ
り情報信号の変化状態検出に応答して、第１の所定時間
間隔で送信手段より情報信号を一定期間の間繰り返し送
信させ、この一定期間の経過を判定した時に、第１の所
定時間間隔より長い第２の所定時間間隔で送信手段に情
報信号を繰り返し送信させている。

故に、送信手段は、検出手段が情報信号の変化状態検
出に応答して、第１の所定時間間隔で送信するので、た
とえ情報信号を受信する局が最初の情報信号の授受に失
敗しても、すぐに次の情報信号が送信されるので、情報
信号を受信する局は、素早く情報を受け取ることができ
る。

しかも、この一定期間の経過を判定した時には、第１
の所定時間間隔より長い第２の所定時間間隔で、送信手
段に情報信号を繰り返し送信させるので、無駄な情報信
号の送信によるスループットの増加を防ぐことができ
る。

〔発明の効果〕

上記構成および作用により明らかなように、送信間隔
変更手段を設けることによって、本発明においては、情
報信号を受信する局は、たとえ最初の情報信号の授受に
失敗しても、素早く情報を受け取ることができるので、
情報の伝達を素早く行うことができるという優れた効果
がある。

しかも、無駄な情報信号の送信によるスループットの
増加を防ぐことができるので、通信媒体上の無駄な情報
を減少させて、確実な情報の伝達を行うことができると
いう優れた効果がある。

〔実施例〕

以下、本発明を図に示す実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。

第１図において、信号入力手段を構成するデータ入力
部１は、入力バッファおよびアナログ信号／デジタル信
号変換器（A/D変換器）等で構成されている。このデー
タ入力部１は、センサ等に接続され、センサ等からの信
号を入力バッファより入力し、その入力した信号に応じ
た入力データを作成している。なお、入力した信号がア
ナログ信号である場合には、A/D変換器によりデジタル
信号化した後、入力データを作成する。

入力データ解析部２では、データ入力部１より出力さ
れた入力データに対して、通信システム系の仕様に合う
形にデータ変換している。

送信データ作成部３では、入力データ解析部２でデー
タ変換されたデータに対して、通信プロトコルに合致し
た通信フォーマットを行って、入力メッセージ信号を構
成している。

検出手段を構成する入力データ検出部15では、データ
入力部１より出力された入力データの変化を検出してお
り、入力データの変化が検出された場合には、後述する
カウンタ７へリセット信号を出力する。

送信手段を構成するデータ送信処理部８では、送信デ
ータ作成部３で作成された入力メッセージ信号、および
後述する本局診断データ作成部４で作成された診断メッ
セージ信号により情報メッセージ信号を構成し、この情
報メッセージ信号を通信プロトコルに合致したタイミン
グで繰り返し送信している。なお、この送信方法につい
ては後述する。

タイマ６は、データ送信処理部８が情報メッセージ信
号を送信する間隔（タイミング）を決定するために設け
られている。

送信間隔変更手段（以下、カウンタという）７では、
データ送信処理部８が送信する情報メッセージ信号の送
信回数をカウントしている。つまり、情報メッセージ信
号を送信したという送信情報がデータ送信処理部８より
カウンタ７へ出力され、これによって、カウンタ７は、
データ送信処理部８が送信する情報メッセージ信号の送
信回数をカウントしている。

そして、送信回数が所定回数に達した場合、或いは入
力データ解析部15よりリセット信号が出力されて、カウ
ンタ７がそのリセット信号を入力した場合には、データ
送信処理部８に作動間隔変更信号を出力する。

通信ラインドライバ／レシーバ５では、データ送信処
理部８から送信された情報メッセージ信号を通信媒体
（以下、通信ラインという）13に送信したり、また、通
信ライン13から制御メッセージ信号（他局より送信され
たもの）を受信して、データ受信処理部10に送信してい
る。

データ受信処理部10では、通信ライン13を介し、通信
ラインドライバ／レシーバ５より送信された制御メッセ
ージ信号を通信プロトコルに合致した要領で受信し、解
析している。そして、受信した制御メッセージ信号のう
ち、他局診断データは後述する他局診断データ解析部９
に、一般のデータ（受信データ）は受信データ解析部11
に出力している。

受信データ解析部11では、データ受信処理部10より出
力された受信データを解析し、本局に接続されているア
クチュエータ等に合う形にデータ変換して制御信号を作
成している。

データ出力部12は、出力バッファおよびデジタル信号
／アナログ信号変換器（D/A変換器）等で構成されてい
る。このデータ出力部12は、受信データ解析部11より出
力された制御信号を出力バッファにより本局に接続され
たアクチュエータ等に出力している。なお、接続された
アクチュエータ等にアナログ信号を入力させる場合に
は、D/A変換器によりアナログ信号化した後、この信号
を接続されたアクチュエータ等に出力している。

なお、上述した、通信ラインドライバ／レシーバ５、
データ受信処理部10、受信データ解析部11、およびデー
タ出力部12は、制御手段を構成している。

ここで、上記構成において、データ入力部１、通信ラ
インドライバ／レシーバ５、通信ライン13、およびデー
タ出力部11はハードにより構成され、その他は中央処理
装置（以下、CPUという）14内のソフトにより構成され
ている。そして、通信ライン13に接続された全ての局に
おいて、各々の局に接続されたセンサ等およびアクチュ
エータ等は、作動部材を成している。

また、本局診断データ作成部４および他局診断ータ解
析部９は、故障診断部を成しており、これらの構成およ
び作動は後述するものとする。

次に、上記構成における送信処理に関する作動を説明
する。

第１図において、データ入力部１にてセンサ等からの
信号を入力バッファより入力し、それにより入力データ
を作成すると、入力データ解析部２では、通信システム
系の仕様に合う形にその入力データをデータ変換する。

すると送信データ作成部３では、変換されたデータに
対して通信プロトコルに合致した通信フォーマットを行
って入力メッセージ信号を構成し、データ送信処理部８
にその入力メッセージ信号を出力する。

データ送信処理部８では、後述する本局診断データ作
成部４で構成された診断メッセージ信号、および入力メ
ッセージ信号により、情報メッセージ信号を構成し、タ
イマ６およびカウンタ７を利用して、通信プロトコルに
合致した間隔（タイミング）で情報メッセージ信号を通
信ラインドライバ／レシーバ５へ送信する。

そして、通信ラインドライバ／レシーバ５では、この
情報メッセージ信号を通信ライン13に送信して、他局に
情報メッセージ信号を送信している。

次に、上記構成における受信処理に関する作動を説明
する。

通信ラインドライバ／レシーバ５が、通信ライン13よ
り制御メッセージ信号（他局より送信されたもの）を受
信すると、データ受信処理部10では、この制御メッセー
ジ信号を通信プロトコルに合致した要領で受信して、他
局診断データは後述する診断データ解析部９に、一般の
データ（受信データ）は受信データ解析部11に出力す
る。

受信データ解析部11では、出力された受信データを解
析し、本局に接続されているアクチュエータ等に合う形
にデータ変換して制御信号を構成し、データ出力部12に
より、この制御信号を出力バッファを介して本局に接続
されたアクチュエータ等に出力する。

以上のようにして、第１図に示された各ブロックは作
動する。

ここで、上述したような構成および作動を行う局を有
する本実施例の多重伝送装置は、第７図に示すように構
成されている。

即ち、第７図において、本実施例の多重伝送装置は、
判定機能を有する１つの中央局26と、上述したような構
成を有する複数の周辺局20〜25とで構成されており、そ
れらを通信ライン13により接続している。

そして、周辺局20〜25では、各周辺局に接続されたセ
ンサ等より入力される入力データを有する情報メッセー
ジ信号を、通信ライン13を介して中央局へ送信する。

一方中央局では、この情報メッセージ信号に含まれる
入力データに基づいて、どの周辺局のどのアクチュエー
タ等を制御するかを判定し、それに応じて制御メッセー
ジ信号を構成して通信ライン13にこの信号を送信する。

すると、この制御メッセージ信号を受信した周辺局で
は、上述したような作動を行って、制御メッセージ信号
を受信した周辺局のアクチュエータ等を制御している。

次に、上述した送信タイミングの変更が、どのように
してCPU14内で行われているかの詳細な作動を説明す
る。

第２図はCPU14の送信タイミングに関する作動を示す
フローチャート、第３図はデータ送信処理部８より送信
される情報メッセージ信号の送信タイミングを示すタイ
ムチャートである。

第１図、第２図および第３図において、送信タイミン
グの変更は以下のようにして行われる。

ステップ100は、入力データ検出部15或いは本局診断
データ作成部４に対応している。つまり入力データ検出
部15或いは本局診断データ作成部４において、データの
変化が検出されたか否かを判定している。そして、デー
タの変化が検出されていれば（第３図、ｔ＝t₀時に対
応）ステップ110へ進み、検出されていなければステッ
プ170へ進む。

ステップ110は、送信データ作成部３および本局診断
データ作成部４に対応している。つまり送信データ作成
部３および本局診断データ作成部４にて、各々のメッセ
ージ信号を構成する。その後、構成した各メッセージ信
号をデータ送信処理部８へ出力して、ステップ120へ進
む。

ステップ120は、入力データ検出部15に対応してい
る。つまり、入力データ検出部15よりカウンタ７へリセ
ット信号を出力して、その後ステップ130へ進む。

ステップ130は、カウンタ７に対応している。つま
り、カウンタ７からデータ送信処理部８へ作動間隔変更
信号が出力される。その後、ステップ140へ進む。

ステップ140は、データ送信処理部８に対応してい
る。つまり、長い時間間隔（第２の所定時間間隔）で情
報メッセージ信号を送信していたデータ送信処理部８
が、カウンタ７より出力された作動間隔変更信号を入力
することにより、短い時間間隔（第１の所定時間間隔）
で送信するようになる。この場合、送信時間間隔は、タ
イマ６を利用して行われ、例えば5s間隔で送信していた
データ送信処理部８が1s間隔で送信するようになる。そ
の後、ステップ150へ進む。

ステップ150は、カウンタ７に対応している。つま
り、データ送信処理部８より出力される送信情報（デー
タ送信処理部８が情報メッセージ信号を送信したという
情報）を入力すると、計数部ｃを１つ加算する。なお計
数部ｃは、ステップ120により、カウンタ７がリセット
信号を入力した時には、ｃ＝０となる。その後、ステッ
プ160へ進む。

ステップ160は、カウンタ７に対応している。つま
り、計数部ｃ（即ち、送信回数）が所定回数（ｎ回）に
達したか否かを判定している。計数部ｃがｎ回に達して
いればステップ160へ進み、達していなければステップ1
40へ進む。

これらステップ150およびステップ160の処理により、
一定期間の設定（所定回数）およびその一定期間の経過
判定（送信回数が所定回数に達したか否か）を行ってい
る。

ステップ170は、カウンタ７に対応している。つま
り、カウンタ７からデータ送信処理部８へ作動間隔変更
信号を出力する。その後、ステップ180へ進む。

ステップ180は、データ送信処理部８に対応してい
る。つまり、短い時間間隔で情報メッセージ信号を送信
していたデータ送信処理部８が、カウンタ７より出力さ
れた作動間隔変更信号を入力することにより、長い時間
間隔で送信するようになる。その後、再びステップ100
に進んで、上述した作動を繰り返すことになる。

このようにして送信することにより、たとえ本局−他
局間で通信エラーが発生し、最初のデータの授受に失敗
しても、情報メッセージ信号の送信回数が所定回数に達
するまでは、情報メッセージ信号は短い時間間隔で送信
されるので、すぐに次のデータが送信され、情報の伝達
が確実に行われる。しかも送信回数が所定回数に達する
間のみ短い時間間隔で情報メッセージ信号を送信させる
ので、スループットを増加させることがない。

また、情報メッセージ信号の送信回数が所定回数に達
した後は，長い時間間隔で情報メッセージ信号が送信さ
れ続けるので、本局が正常に動作していることを他局に
通知することができる。しかも通信ライン上の無駄なデ
ータを減少させることができる。

次に、本局診断データ作成部４および他局診断データ
解析部９の構成を説明する。

第１図において、本局診断データ作成部４では、本局
診断データ（即ち、本局の診断データ）を有する診断メ
ッセージ信号を構成し、データ送信処理部８へ定期的に
その診断メッセージ信号を出力している。なお、この本
局診断データ作成部４には、本局の入出力状態、通信状
態等をモニタする機能も有しており、これにより、診断
データの変化（本局の故障）を検出することができる。

他局診断データ解析部９では、通信ライン13を介し、
データ受信処理部10より出力された他局診断データ（即
ち、他局から送られて来る診断データ）を解析し、必要
に応じて診断処理を行っている。

この診断処理は、例えば、本局と同様の構成を持つ他
局が故障となり、他局自身の故障を知らせる他局診断デ
ータを有する情報メッセージ信号が、他局より通信ライ
ン13を介して判定処理局へ送信され、判定処理局では、
他局が故障であることを知らせる他局診断データ（他局
で作成されたもの）を有する制御メッセージ信号を構成
して通信ライン13へ送信し、本局がこの信号を通信ライ
ン13より受信した場合について説明する。

このような場合、受信した制御メッセージ信号内の他
局診断データは、データ受信処理部10により他局診断デ
ータ解析部９へ出力される。他局診断データ解析部９で
は、この他局診断データにより、上記他局が故障してい
ると判定し、受信データ解析部11へ無効信号を出力し
て、この制御メッセージ信号に含まれる一般データ（受
信データ）を無効とする。

次に、上記構成における作動を、第４図および第５図
を用いて説明する。

第４図は、本局診断データ作成部４の作動を示すフロ
ーチャート、第５図は他局診断データ解析部９の作動を
示すフローチャートである。

まず、本局診断データ作成部４の作動について説明す
る。

第４図および第１図において、ステップ200では、デ
ータ送信処理部８が送信データ作成部３より出力される
入力メッセージ信号を正常に受信したか否かを判定して
いる。そして、正常に受信したならばステップ210へ進
み、そうでないならばステップ200へ進んで、上述した
判定を繰り返し行う。

ステップ210では、ステップ200により、データ送信処
理部８が入力メッセージ信号を正常に受信したと判定さ
れたので、本局が正常であることを他局に知らせるべ
く、「本局正常」に相当する本局診断データを作成し
て、ステップ220へ進む。

ステップ220では、ステップ210で作成された本局診断
データに対して、通信プロトコルに合致した通信フォー
マットを行って、診断メッセージ信号を構成し、ステッ
プ230へ進む。

ここで、ステップ210で作成された「本局正常」に相
当する本局診断データとは、データ長０のものを指し、
ステップ220で行われた通信プロトコルに合致した通信
フォーマットにより構成された診断メッセージ信号と
は、本局のIDのみを含んだ信号である。

ステップ230では、ステップ220で構成された診断メッ
セージ信号をデータ送信処理部８へ送信して、ステップ
200に戻る。

このように本局診断データ作成部４は作動するが、こ
こで、上述した本局診断データ作成部４で検出されるデ
ータの変化とは、「本局正常」に相当する本局診断デー
タ（データ長０のもの）が存在する状態から存在しない
状態に変化した場合である。即ち、ステップ200によ
り、本局が異常（故障）であると判定された場合には、
本局診断データが作成されず、また、診断メッセージ信
号も送信されないからである。

次に、他局診断データ解析部９の作動について説明す
る。

第５図および第１図において、ステップ300では、制
御メッセージ信号を受信したデータ受信処理部10より出
力された他局診断データが、存在している（データ長０
のもの）か否かを判定している。これにより、本局が受
信した制御メッセージ信号が有効であるか否かを判定し
ている。そして、正常であればこのステップ300の判定
を繰り返し行い、正常でなければステップ310へ進む。

ステップ310では、ステップ300により、データ受信処
理部10より出力された他局診断データが異常であると判
定されたので、受信データ解析部11へ無効信号を出力し
て、この制御メッセージ信号に含まれる一般データ（受
信データ）を無効とする。

これにより、他局が故障した場合には、故障した他局
で構成した情報メッセージ信号はその他の局では無効と
なって、誤作動を防止することができ、通信システム全
体の確実な作動を保証することができる。

また、診断メッセージ信号は、この信号を構成した局
のIDのみを含み、データは入っていないので、通信シス
テム全体の作動に影響を与えることはない。

なお、上述した実施例に用いられている局は、センサ
等からの信号を入力して送信処理を行う機能と、通信ラ
インから制御メッセージ信号を受信して受信処理を行う
機能とを有する局であったが、センサ等からの信号を入
力する機能を持たず、受信処理を行う機能しか有してい
ない局（以下、受信局という）の場合、この受信局が正
常に動作しているかどうかを他局は知ることができな
い。

そこで、第６図のフローチャートで示すような故障診
断機能をこのような受信局に備え付けることにより、上
述したような問題を解消することができる。

即ち、第６図において、ステップ400では、受信局内
に異常があるか否かを判定している。そして、異常がな
ければステップ410へ進み、異常があればステップ400へ
戻って上述した判定を繰り返すことになる。

ステップ410では、受信局のIDを長い時間間隔で通信
ライン13（第１図）へ送信し、その後、ステップ400へ
戻って上述した判定を繰り返すことになる。

これにより、この受信局が自らのIDを出力している間
は、他局は、この受信局が正常に作動していると判断す
ることができる。

次に、他の実施例について説明する。

上述した実施例では、ステップ150およびステップ160
の処理で表されるように、一定期間の設定およびその一
定期間の経過判定を、所定回数および送信回数が所定回
数に達したか否かの判定により行っているが、時間等に
より行っても良い。即ち、あらかじめ定められた時間内
（例えば、10s内）では、短い時間間隔でデータ送信処
理部に情報メッセージ信号を送信させ、そのあらかじめ
定められた時間を経過（例えば、10sを経過）した時に
は、長い時間間隔でデータ送信処理部に情報メッセージ
信号を送信させても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示すブロック図、第２図
は、上記一実施例で用いられるCPUの送信タイミングに
関する作動を示すフローチャート、第３図は、上記一実
施例で用いられるデータ送信処理部より送信される情報
メッセージ信号の送信タイミングを示すタイムチャー
ト、第４図は、上記一実施例で用いられる本局診断デー
タ作成部の作動を示すフローチャート、第５図は、上記
一実施例で用いられる他局診断データ解析部の作動を示
すフローチャート、第６図は、他の実施例で用いられる
故障診断機能の作動を示すフローチャート，第７図は各
局の接続を示す構成図である。 １……データ入力部（信号入力手段）,7……カウンタ
（計数手段）,8……データ送信処理部（送信手段）,12
……データ出力部（出力手段）,13……通信ライン（通
信媒体）,15……入力データ検出部（検出手段）。

フロントページの続き (72)発明者 磯部 敏明 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 上原 茂 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中央局と各周辺局との間で、通信媒体によ
   り情報を相互に伝送する多重伝送装置において、 前記周辺局の各々は、 （ａ）作動部材に接続され、前記作動部材より出力され
   た情報信号を入力する信号入力手段と、 （ｂ）この信号入力手段から前記情報信号を入力し、前
   記情報信号の変化状態を検出する検出手段と、 （ｃ）この検出手段にて前記情報信号の変化状態を検出
   した時に、前記信号入力手段にて入力した前記情報信号
   を前記通信媒体へ繰り返し送信する送信手段と、 （ｄ）前記検出手段による前記情報信号の変化状態検出
   に応答して、第１の所定時間間隔で前記送信手段より前
   記情報信号を一定期間の間繰り返し送信させ、この一定
   期間の経過を判定した時に、前記第１の所定時間間隔よ
   り長い第２の所定時間間隔で前記送信手段に前記情報信
   号を繰り返し送信させる送信間隔変更手段と、 （ｅ）前記通信媒体に接続された他の局が、前記通信媒
   体へ送信した制御信号を受信し、前記作動部材を制御す
   る制御手段と を備えることを特徴とする多重伝送装置。