JP3400177B2 - 車両用多重伝送装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、複数の通信ノードが
共通の通信線に接続されて構成される車両用多重伝送装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車の電子部品（電装ユニッ
ト）の増加に伴う該電装ユニット間を結ぶ配線（ワイヤ
ハーネス）の肥大化、複雑化を解消するために、複数の
電装ユニットに設けられた通信用ノードを共通の多重通
信線に接続し、各電装ユニット間の信号伝送を通信ノー
ドにより行なう車両用多重伝送装置が提案されている。

【０００３】このような多重伝送装置においては、個々
の通信ノードには夫々の機能が割り当てられ、通常、ノ
ードに割り当てられた機能はそのノードのＣＰＵが所定
のプログラムを実行することによって実現される。特公
昭５−７２６３９号では、特定のノードの制御ユニット
に不揮発性メモリを設け、該メモリに、この特定ノード
の制御ユニットが担当する電気負荷に対する制御内容を
示す制御パラメータを記憶させることにより、制御ユニ
ットのハードウエアを他のノードと共通化している。当
該特定ノードの他のノードと異なるべき制御内容は、そ
の共通のハードウエアが読み出した制御パラメータに基
づいて実現することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の伝送装置で
は、ノードが異なれば、その相違を制御パラメータに表
現しているために、ノード毎にプログラムが異なり、ノ
ード間での仕様の不一致が発生するおそれがある。ま
た、ノード毎にプログラムを開発することは工数の増大
を招き効率が悪い。

【０００５】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、制御の異なるノード間
において、プログラムを共通化すると共に、ノードに固
有なものはパラメータとしてノード毎に記憶した車両用
多重伝送装置を提案する所にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】及び

【作用】上記の目的を達成すべく、請求項１に係る本発
明の、通信用ＩＣとこの通信用ＩＣとの間で多重伝送の
ための信号をやり取りするＣＰＵとを夫々有する複数の
ノードと、これら複数のノードを接続する多重通信線と
を具備する車両用多重伝送装置は、個々のノードが、前
記通信用ＩＣとこの通信用ＩＣとの間で多重伝送のため
の信号をやり取りするデータ転送制御プログラムを各ノ
ード間で共通の形態で記憶するための第１の記憶領域
と、ノード固有のパラメータを記憶する第２の記憶領域
と、個々のノードに固有の制御を実行するためのアプリ
ケーションプログラムを記憶する第３の領域とを具備
し、各ノードにおける前記第１の記憶領域、第２の記憶
領域及び第３の記憶領域を示すアドレスは、夫々が各ノ
ード間で共通であることを特徴とする。

【０００７】この車両用多重伝送装置によると、本来、
異なるべき個々のノードにおける相違を制御パラメータ
の相違として表現し第２の記憶領域に記憶し、データ転
送制御プログラムは他のノードと共通にプログラムされ
ているので、当該プログラムの共通化が図れる。

【０００８】請求項２の車両用多重伝送装置は、第３の
記憶領域を全てのノードのアプリケーションプログラム
の最大の大きさに設定することを特徴とする。この発明
によれば、個々のノードで異なるべきアプリケーション
プログラムの大きさを一定とすることで、前記第１の記
憶領域、第２の記憶領域の記憶アドレスを固定化でき
る。

【０００９】請求項３の車両用多重伝送装置は、前記第
１の記憶領域、第２の記憶領域及び第３の記憶領域の各
先頭アドレスを記憶するポインタ領域を所定位置に有す
ることを特徴とする。この発明によれば、ポインタ領域
を有することにより、前記第１の記憶領域、第２の記憶
領域の記憶アドレスを容易に可変化できる。

【００１０】

【実施例】以下、添付図面を参照しながら本発明の好適
な実施例を説明する。図１は、本実施例の自動車の多重
伝送ネットワークで用いられる通信ノードの回路構成及
びネットワークに対する接続形態の一例を示した図であ
る。図１において、本実施例の多重伝送システムにおい
ては、演算処理機能を有するＣＰＵと多重伝送路とのイ
ンタフェース機能を有する通信ＩＣとが一体化されて内
蔵された通信ノード１０（以下、ベーシックノード）、
ＣＰＵと通信ＩＣとが別々のＩＣとして内蔵された通信
ノード２０及び３０（以下、ハイスピードノード）、Ｃ
ＰＵを有さず多重伝送路との間でデータの入出力を行う
Ｉ／Ｏ機能のみを有する通信ノード（以下、スタンドア
ロン型ノード）の３種類の通信ノードが設けられる。但
し、本実施例では、上記スタンドアロン型ノードは図示
を省略している。

【００１１】上記３種類の通信ノードの内、スタンドア
ロン型ノードは、例えば、リヤデフスイッチとそのスイ
ッチが投入されたことを示す表示ランプの表示の制御の
ような高度なデータ処理を不要とする通信制御とデータ
の簡単な入出力を実行できる。ベーシックノード１０
（ＣＰＵ内蔵型通信ノード）とハイスピードノード２
０、３０との違いは、ベーシックノードがＣＰＵと通信
ＩＣとが一体的に１チップのＩＣで搭載されているのに
対して、ハイスピードノードは別々のＩＣとして夫々別
体に搭載されている点にある。

【００１２】図２に、上記通信ノードの回路構成を示
す。図示のように、例えば、ＡＢＳコントローラ(Anti-
lock-brakesystem )を司る通信ノードは、通信用ＩＣ１
０１を介して高速伝送路ＭＢ１及び中低速伝送路ＭＢ２
に接続されている。１００は制御を行なうＣＰＵであ
り、ＲＡＭ／ＲＯＭ１０２に格納されたプログラムに従
って動作する。CSMA/CD方式の物理層レベルのプロトコ
ル制御は通信ＩＣ１０１により行なわれる。ＣＰＵ１０
０は、入力インタフェース（Ｉ／Ｆ）部１０３を介して
各種センサやスイッチ等の入力補器１０４から信号が入
力されると共に、出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）部１０
５を介して、ソレノイドバルブ駆動モータ等の出力補器
１０６に制御信号を出力する。

【００１３】更に、ＣＰＵ１００は、通信用ＩＣ１０１
を制御し、入力補器１０４から入力した信号を他の通信
ノードが用いる所定の通信フレームに記入して多重伝送
路ＭＢ１又はＭＢ２に送出すると共に、通信用ＩＣ１０
１が受け取った他のノードからのデータを制御信号に演
算処理して出力補器１０６に送出する。即ち、ＣＰＵ１
００は、バス上のフレームデータを電装ユニット１０４
が使用可能なフォーマットに変換したり、電装ユニット
１０４からのデータを所定のフレームフォーマットに変
換したりする。

【００１４】入力補器１０４からの入力信号は、入力イ
ンタフェース（Ｉ／Ｆ）部１０３を介してＣＰＵ１００
に出力される。一方、ＣＰＵ１００から出力される制御
信号は、診断機能付き出力ドライバ１０９（IPS : inte
lligent power switching )を介して出力補器１０６に
送出される。ＩＰＳ１０９はＣＰＵ１００から送出され
る制御信号が正常か否かを診断する。

【００１５】図１，図２において、ハイスピードノード
２０、３０は、主にイグニッションスイッチがオンされ
て通信動作を開始する高速伝送路ＭＢ１に接続され、主
に時間的な変化の激しい車輪速等のデータの授受を必要
とするＡＢＳや４ＷＳを制御する通信ノードとなる。ハ
イスピードノード２０には、車輪速等を検出するセンサ
２６が入力Ｉ／Ｆ１０３を介してＣＰＵ１００に接続さ
れると共に、ＡＢＳ等を制御するソレノイドバルブ駆動
モータ２７が出力Ｉ／Ｆ１０５を介してＣＰＵ１００に
接続されている。同様に、ハイスピードノード３０に
は、ヘッドライト等のスイッチ類３６が入力Ｉ／Ｆ１０
３を介してＣＰＵ１００に接続されると共に、4WS等を
制御する駆動モータ３７及びブレーキランプ３８が出力
Ｉ／Ｆ１０５を介してＣＰＵ１００に接続されている。

【００１６】ベーシックノード１０は、高速伝送路ＭＢ
１及び中低速伝送路ＭＢ２に接続され、主に集中ドアロ
ックやパワーウインドウ等を制御する通信ノードとな
る。ベーシックノード１０には、集中ドアロックのメイ
ンスイッチやパワーウインドウスイッチ等のスイッチ１
６が入力Ｉ／Ｆ１５３を介してＣＰＵ１５０接続されて
いる。同様に、ベーシックノード３０には、ウインド開
閉モータ等のアクチュエータ１７が出力Ｉ／Ｆ１０５を
介して接続されている。周知のように、ドライバ席のス
イッチは、集中的に他のドアのウインドの開閉やドアロ
ックも行なうことができるようになっているために、ベ
ーシックノードが用いられている。また、助手席や後部
座席においては、それらの個々の座席のウインドを開閉
するだけであるので、ウインド開閉モータ等のアクチュ
エータが接続されたスタンドアロン型ノードが用いられ
る。

【００１７】また、接続ワイヤＷは、図１に示すよう
に、ハイスピードノード２０の出力Ｉ／Ｆ１０５とベー
シックノード１０のＣＰＵ１５０のリセット信号入力ポ
ートＲＥＳＥＴとを接続している。図３は、各ノード間
でやり取りされるフレームのフォーマットを示す。図３
において、フレームＦは、ＳＤ（Start Delimiter ）コ
ード、プライオリティコード、フレームＩＤコード、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。

【００１８】先ず、「ＳＤコード」は、フレームＦ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Ｓ
Ｄ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。「プライオリティコード」は同時に
複数の多重ノードがデータを送信し、信号が衝突した場
合にどの信号を優先して処理するかを指示する優先順位
を示す符号である。この実施例では、プライオリティは
ビット値で低いものほど高い優先度が割り当てられてい
る。これは、バス上では、ローレベルがWIRED-ORとなっ
ているためである。もし同時に複数のノードから信号が
送出された場合は優先度の高いノードの「プライオリテ
ィコード」がバス上に残るので、低い方のノードは自己
の送出した「プライオリティコード」が別のコードに変
っていることから、データの衝突を検出する。そして、
自己の失敗フレームの再送を遅らせることにより、高い
優先度のノードからの再送を優先するようになってい
る。

【００１９】「フレームＩＤコード」は当該フレームの
送出先を示すコードであり、所謂ファンクショナルアド
レッシングに相当する。このＩＤコードは、送出元のノ
ードが付すようになっている。「データ長」にはこのあ
とに続くデータの数が書き込まれ、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
受け取つた多重ノードでは、データをデータ長の内容だ
け読み取る。そしてデータに引き続くフィールドがＣＲ
Ｃ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。

【００２０】ACKフィールドは、他のノード（システム
全体で、Ｎ個のノードを予定している）からのACK信号
が挿入されるところである。このACK信号は、受信側に
て正しくデータが受け取れなかった場合、受信側から返
送されないことになっており、送信側の多重ノードは、
返送されたフレームにACK信号を含むか否か判断するこ
とにより、フレームの送信が失敗したか否かを判断し、
フレームの送信が失敗した場合、同一のフレームの再送
信を行う。

【００２１】図４は、各ノードのＣＰＵのＲＯＭ１０２
ｂにおける記憶領域の構成を示す。同図に示すように、
各ノードのＲＯＭ１０２ｂにおいては、主に３つのプロ
グラム／データが記憶されている。それは、当該ノード
に接続された補器を制御するためのアプリケーションプ
ログラム３００、このノードの通信制御ＩＣ１０１とデ
ータの交換を実行するためのデータ転送制御マネージャ
プログラム３０１、そしてこのマネージャプログラム３
０２が通信制御を行なう上で必要な各種の固有パラメー
タを格納する通信制御パラメータ３０２である。アプリ
ケーションプログラムは当該ノードに接続されている特
定の補器を制御するためのものであるから、ノード毎に
異なるものであり、もし４つのノードＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，
…が接続されているのならば、アプリケーションプログ
ラムＡ，アプリケーションプログラムＢ…は互いに異な
ることになる。

【００２２】本実施例の最大の特徴は、データ転送制御
マネージャプログラム３０１を各ノード間で共通にした
ことである。従って、データ転送制御マネージャプログ
ラム３０１は、その内容、そのプログラムが記憶されて
いるＲＯＭ１０２ｂ内のアドレスも、各ノード間で同じ
である。一方、ＩＣ１０１とＣＰＵ１００との間のデー
タ転送制御の細部において各ノード間で異なるところは
制御パラメータ３０２として記憶されている。

【００２３】この実施例では、制御パラメータの例とし
て、当該ノードに与えられた識別子とする。前述したよ
うに、アプリケーションプログラムと制御パラメータは
ノード間で異なる。本実施例では、メモリ１０２におけ
る共通化を促進する目的で、アプリケーションプログラ
ム３００とデータ転送制御マネージャ３０１と制御パラ
メータ３０２の夫々の記憶アドレスを共通化する。この
ために、メモリ１０２の先頭に３つのポインタを有す
る。これらのポインタは、アプリケーションプログラム
が記憶されているメモリアドレスを格納するAP-PTR２０
０、データ転送制御マネージャ３０１が記憶されている
アドレスを格納するDTM-PTR２０１、制御パラメータ２
０２が記憶されているアドレスを格納するPAR-PTR２０
２である。

【００２４】このように、アプリケーションプログラム
３００とデータ転送制御マネージャ３０１と制御パラメ
ータ３０２の記憶アドレスを示すポインタを所定位置に
記憶させておくことで、アプリケーションプログラム３
００とデータ転送制御マネージャ３０１と制御パラメー
タ３０２のいずれに修正があっても、ポインタ領域に変
動は発生することはなく、また、アプリケーションプロ
グラム３００とデータ転送制御マネージャ３０１と制御
パラメータ３０２のいずれかが修正された場合、その修
正された部分においてのみ変更を行なえばよいことにな
る。

【００２５】従って、図４に示すように、AP-PTR２０
０，DTM-PTR２０１，PAR-PTR２０２，データ転送制御マ
ネージャ３０１の夫々はノード間において共通であり、
一方、アプリケーションプログラム３００，パラメータ
３０２は各ノード間において異なり固有である。図５
は、ＲＡＭ１０２ａの格納データを示す。ＲＡＭ１０２
ａは主に沸くようのデータを格納するもので、実施例で
は、通信回線に送信すべき送信用データを一時的に格納
するＳバッファ４００と、通信回線から受信したデータ
を一時的に格納するＲバッファ４０１を有する。

【００２６】図６は各ノード間で同じであるところのデ
ータ転送制御マネージャの制御手順を示す。従って、図
６の制御手順は図１のいずれのノードのＣＰＵにおいて
も共通して行なわれる。一方、図７は各ノードに固有の
アプリケーションプログラムの制御手順である。まず図
６のステップＳ２において、通信ＩＣ１０１に対して、
通信回線からフレームデータを受信したか否かを問い合
わせる。受信フレームがないならば、ステップＳ２０に
進んで、このノードにおいて他のノードに送るべきフレ
ームデータが発生したかを調べる。そのようなデータが
発生していなければ（フラグＦ＝０）、ステップＳ２に
戻って通信制御ＩＣ１０１がフレームを受信したかを調
べる。

【００２７】ステップＳ２においてＩＣ１０１がフレー
ムを受信したことが確認されたならば、ステップＳ４に
進んで、当該フレームデータをＩＣ１０１からＲバッフ
ァ４０１に転送する。ステップＳ６では、制御パラメー
タ領域３０２中の識別子を読み出す。この読出は、PAR-
PTR２０２に従って領域３０２を知り、その中から識別
子をとりだすものである。ステップＳ８では、この取り
出した識別子とフレーム中のIDとを比較して、当該フレ
ームが自ノード宛であるか否かを判断する。自ノード宛
でないのであれば、そのフレームデータを無視して、ス
テップＳ２に戻る。一方、自ノード宛であれば、ステッ
プＳ１０で、Ｒバッファにあるフレームデータをアプリ
ケーションプログラムに渡す。

【００２８】図７は各アプリケーションプログラムの制
御手順を示す。ステップＳ３０では、Ｒバッファ４０１
にあるデータがアプリケーションプログラムに渡された
か否かを調べる。この例では、ステップＳ１０（図６）
でアプリケーションプログラムに渡されているので、ス
テップＳ３２に進んで、このデータに基づいて、このノ
ードに接続されている補器を制御する。この制御が終了
するとステップＳ３４ではＲバッファ４０１をクリアす
る。

【００２９】図７のステップＳ４０は、所定時間毎に補
器の状態を調べるためのトリガを検出する。即ち、補器
の状態を調べるのは、個々のノードに固有の時間が割り
当てられ、その時間がタイムアウトすると（ステップＳ
４０でＹＥＳ）、ステップＳ４２で補器に接続されてい
るセンサなどの状態を読み取る。ステップＳ４４では、
この状態データに基づいてフレームデータを作成する。
ステップＳ４６では、このデータをＳバッファ４００に
送り、ステップＳ４８では送信データフラグＦをセット
する。

【００３０】このフラグがセットされると、マネージャ
プログラム３０１は、ステップＳ２０からステップＳ２
２に進み、パラメータ領域３０２から自ノードの識別子
を読取、ステップＳ２４でこの識別子をＳバッファ４０
０中のフレームデータにIDとして付加する。ステップＳ
２６では、Ｓバッファ４００の内容を通信ＩＣ１０１に
送る。ステップＳ２８ではＳバッファの内容をクリアす
る。

【００３１】以上説明したように、図６に示されたマネ
ージャプログラムは、当該ノードに固有の制御データ
（例えば、識別子）をプログラムとは別個のパラメータ
領域３０２中に有しているので、たとえ各ノード間で制
御データ（例えば、識別子）の値が異なっていても、各
ノードにおけるプログラムそのものにおいては制御デー
タをアドレス（ポインタ）の形で有することとなり、従
って、プログラムそのものの共通化を図ることができ
る。 さらに、アプリケーションプログラム領域３０
０やマネージャプログラム領域３０１は、その格納領域
をポインタの形態で表現されているので、プログラム変
更が容易である。

【００３２】本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で種々
変形が可能である。例えば、本発明の車両用多重伝送装
置が適用されるべき制御パラメータは識別子に限られな
い。ノード固有の値を有するものであれば、いかなる制
御パラメータでも適用が可能である。また、プログラム
の記憶領域はＲＯＭに限られず、バッテリ付加のＲＡＭ
であってもよい。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の車両用多
重伝送装置によれば、各ノードにおける、データ転送制
御プログラムの共通化を図ることができるので、例え
ば、ノード間の仕様の不統一を防止することができ、ま
た、設計工数の増大を防止することができる。また、例
えば、プログラムが共通化されているので、故障診断も
簡略化される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の多重伝送装置の構成を示す
図。

【図２】図１の多重伝送装置中の１つのノードの構成を
示す図。

【図３】ノード間でやり取りされるデータフレームのフ
ォーマットを示す図。

【図４】実施例のノードにおいて、プログラムなどが共
通化されている様子を示すところのＲＯＭ１０２ｂのレ
イアウト図。

【図５】実施例のノードにおいて、プログラムなどが共
通化されている様子を示すところのＲＡＭ１０２ａのレ
イアウト図。

【図６】実施例のデータ転送制御マネージャの制御手順
を示すフローチャート図。

【図７】実施例のアプリケーションプログラムの制御手
順を示すフローチャート図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 利文 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 平６−266685（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−333962（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−95131（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−1630（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−19102（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−73253（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04L 12/40 H04Q 9/00 G06F 15/16

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通信用ＩＣとこの通信用ＩＣとの間で多
   重伝送のための信号をやり取りするＣＰＵとを夫々有す
   る複数のノードと、 これら複数のノードを接続する多重通信線とを具備する
   車両用多重伝送装置であって、 個々のノードが、前記通信用ＩＣとこの通信用ＩＣとの
   間で多重伝送のための信号をやり取りするデータ転送制
   御プログラムを、各ノード間で共通の形態で記憶するた
   めの第１の記憶領域と、 ノード固有のパラメータを記憶する第２の記憶領域と、 個々のノードに固有の制御を実行するためのアプリケー
   ションプログラムを記憶する第３の領域とを具備し、 各ノードにおける前記第１の記憶領域、第２の記憶領域
   及び第３の記憶領域を示すアドレスは、夫々が各ノード
   間で共通である ことを特徴とする車両用多重伝送装置。
2. 【請求項２】 前記個々のノードの前記第３の領域は、
   全てのノードのアプリケーションプログラムの最大の大
   きさに設定されていることを特徴とする請求項１に記載
   の車両用多重伝送装置。
3. 【請求項３】 前記個々のノードは、前記第１の記憶領
   域、第２の記憶領域及び第３の記憶領域の各先頭アドレ
   スを記憶するポインタ領域を所定位置に有することを特
   徴とする請求項１に記載の車両用多重伝送装置。