JP3465250B2 - 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】本発明は、高速ネットワークと低
速ネットワークとを有する車両用多重通信システムに用
いられる多重伝送装置に関し、特に、これらのネットワ
ークを結びデータ交換を行なうゲートウエイノードとし
ての多重伝送装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】自動車の電子部品（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、多重通信が注目されている。多重通信は１つ
の配線上に複数のデータを時分割多重で送出するもの
で、基本的にはシリアル伝送が基本となつている。 【０００３】自動車の分野においては、この多重通信の
ネツトワーク形態は、完全多重型と部分多重型という分
類、または、集中型と分散型という分類に分けて考えら
れている。部分多重型は、非多重通信部分と多重通信部
分とを混在させたものであり、多重通信部分においては
距離的に分散して配置されたスイツチや負荷等が多重伝
送ユニツトで接続されている。このユニツトとスイツ
チ，負荷間は個別の配線が必要であるために、配線の全
長は減るものの、その数は増えると言われている。ま
た、集中型は、１つのマスタの伝送ユニツトに対して複
数のスレーブの多重通信ユニツトが接続されるもので、
細径化効果は得られるものの、マスタがダウンするとシ
ステムダウンになる、また設計変更が困難になるなどの
欠点があると言われている。一方、分散型はコストはか
かるものの、大きな細径化効果が得られること、一部ダ
ウンに対する信頼性が高いこと、設計変更に対する柔軟
性が高いこと等の点で脚光を浴びている（例えば、特開
昭６２−４６５８号又は特開平１−１４３５３３号）。 【０００４】一方、上述の分散型の車両用多重通信シス
テムを更に効率化させるものとして、このシステムに複
数のネットワークを接続し、両ネットワークの間をゲー
トウエイで接続する手法も提案されている（特開平３−
８１４０８号）。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】ところで、本出願人
は、例えばＡＢＳ(antilock brake system)装置や後輪
操舵装置などは、高度の信頼性が要求されることに鑑み
て、ＡＢＳ装置や後輪操舵装置を制御するためのコント
ローラの内部に２つのマイクロコンピュータを設けるこ
とを特願平４−１７０９２号に提案している。 【０００６】この未公開の出願のシステムにおいて、一
方のマイクロコンピュータは後輪転舵角の演算と実際の
転舵用ステップモータの制御を行ない、他方のマイクロ
コンピュータは後輪転舵角の演算のみを行ない、両演算
結果を照合検証している。前述の複数ネットワークを車
両通信システムに具備することは、単位時間当たりの通
信可能データ量を増やすことができるので、ネットワー
ク全体を効率的に運用することを可能とするものの、上
述のＡＢＳ装置や後輪操舵装置等のような信頼性を要求
されるコントローラのための通信ノードをこのシステム
に組み込むことは、システム全体のコストを上昇させる
こととなり、ネットワーク全体を効率的に運用すること
と相反することとなる。 【０００７】本発明は上記従来技術の問題点を解決する
ために提案されたもので、その目的は、コスト低減とネ
ットワークの効率的利用を両立させた車両用の多重伝送
装置を提案するところにある。 【０００８】 【課題を解決するための手段】かかる目的の本発明の構
成は、高速ネットワークと低速ネットワークとを有する
車両用多重通信システムにおいて、これらのネットワー
クを結びデータ交換を行なうゲートウエイノードとして
の多重伝送装置であって、この車両に必要な所定の制御
の手順を互いに補完し合ってあるいは並列して実行する
複数の演算制御処理ユニットと、前記所定の制御のため
に前記複数の演算制御処理ユニットにより演算して得ら
れた制御変数データの結果を照合検証する手段とを具備
し、前記複数の演算制御処理ユニットのうち、第１の演
算制御処理ユニットは、前記高速ネットワークに接続さ
れた他の通信ノードとの間のデータ処理を行ない、第２
の演算制御処理ユニットは、前記低速ネットワークに接
続された通信ノードとの間のデータ処理を行なうととも
に、前記第２の演算制御処理ユニットよりも高速に動作
する前記第１の演算制御処理ユニットのみが前記所定の
制御の対象であるアクチュエータに接続されることを特
徴とする。 【０００９】複数の演算制御処理ユニット（例えば、マ
イクロコンピュータ）を備えれば処理能力に余裕ができ
るので、その余裕分をゲートウエイ機能実現に向けるこ
とができる。第１の演算制御処理ユニットのみに制御対
象のアクチュエータを接続すれば、第２の演算制御処理
ユニットは照合データの生成に専念できるので、この第
２の演算制御処理ユニットに低速用のものでも使用する
ことができ、その結果低コスト化が向上する。 【００１０】 【実施例】以下、本願発明の実施例について添付図面を
参照しながら詳細に説明する。図１はこの実施例の構成
を示す。図中、１０，２０は伝送ラインであり、ツイス
トペア線が用いられている。これらの伝送路には、各
々、複数のノードが接続されており、各々がネツトワー
クを形成している。即ち、ネツトワーク１０には、１〜
５までのノードが接続されており、ネツトワーク２０に
はノード２１〜２８が接続されている。 【００１１】ネツトワーク１０，２０は車両内に設けら
れたネツトワークである。ネツトワーク１０，２０は、
夫々、伝送路５２，５０を介してゲートウエイノード４
０により相互に接続されており、ネツトワーク１０，２
０は車両内で統合ネツトワークを形成している。ゲート
ウエイノードの機能について説明する。各ネツトワーク
上では、２つ以上のフレームは存在し得ない。換言すれ
ば、各ネツトワーク上では、各々同時に、１つづつのフ
レームが存在し得る。これを許すのが、ゲートウエイ４
０（ＡＢＳノードを兼ねる）の機能である。即ち、各ネ
ツトワークはゲートウエイ４０により接続され、ゲート
ウエイ４０の有する必要に応じたフレーム交換機能によ
り、同時に、各々のネツトワーク上にフレームが同時に
伝送されるのを許すのである。この点について、ファン
クショナルアドレッシングと関連して、後により詳細に
説明する。 【００１２】図１における各ネツトワークのノードにつ
いて簡単に説明する。ネツトワーク１０には、エアバッ
グ・コントロールユニツト（図中には、C/Uで表記）の
ためのノード１と、前述のエンジン制御のためのコント
ローラＥＧＩ・C/U のためのノード２と、自動変速器コ
ントローラのためのノード３と、後輪転舵制御用コント
ローラ（４ＷＳ・C/U ）のためのノード４と、アンチロ
ックブレーキシステム（ＡＢＳ・ C/U ）コントローラの
ためのノード４０（ゲートウエイを兼ねる）と、トラク
ションコントローラＴＲＣ・C/U のためのノード５とか
らなる。即ち、ネツトワーク１０には、主に、コントロ
ーラのためのノードが接続されている。 【００１３】ネツトワーク２０は、コンビネーションス
イツチ用のノード２１と、車速メータ等の各種メータの
ためのノード２２と、ステアリングスイツチ用のノード
２３と、助手席のドアの各種スイツチのためのノード２
４と、エアコンの動力アンプのためのノード２５と、オ
ーデイオ用の各種操作スイツチ用のノード２６と、エア
コンのスイツチ用のノード２７と、運転席のドアの各種
スイツチのノード２８とからなる。即ち、ネツトワーク
２０に接続されているノードは車体に関連したスイツ
チ、センサ、アクチュエータである。 【００１４】このように、コントローラ系ノードのみを
ネツトワーク１０に集約することにより、ネツトワーク
１０では効率的な「協調制御」が可能となり、また、ボ
デイ系ノードのみをネツトワーク２０に集約して、ネツ
トワーク１０から切り離すことにより、コントローラ系
ノードの暴走が、ネツトワーク２０に及ぶのを防止する
ことができる。 【００１５】この実施例の自動車用多重伝送方式では、
図２に示すような構成のフレームＦごとに自動車運転情
報が伝送される。フレームＦは、ＳＤ（Start Delimite
r ）コード、プライオリテイコード、フレームＩＤコー
ド、データ長、データ１〜データＮ、チエツクコードを
有するフレーム構成になつている。 【００１６】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
ようなつている。「プライオリテイコード」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、プライオリテイはビ
ツ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１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
イコード」がバス１上に残るので、低い方のノードは自
己の送出した「プライオリテイコード」が別のコードに
変っていることから、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。 【００１７】「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、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ＣＲＣチエ
ツクコード（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。
尚、図２のフォーマツトは一般的な形式を示しており、
本実施例で用いられるフレームのデータ長は４バイトに
統一されている。そして、同じフレーム内には、例え
ば、ＥＧＩ用の情報も含まれれば、後述のＡＢＳ用の情
報も含まれる。 【００１８】図３は、ゲートウエイとして機能し、同時
にＡＢＳコントローラとしても機能するＡＢＳノード４
０の構成を示した図である。ＡＢＳノード４０はＡ系と
Ｂ系の２系統の処理系を有する。Ａ系は、高速系であ
り、バスＩ／Ｆ４１ａと多重通信ＬＳＩ４２ａとＡＢＳ
制御用マイクロコンピュータ４３ａとを有する。Ｂ系は
低速系であり、バスＩ／Ｆ４１ｂと、多重通信ＬＳＩ４
２ｂと、ＡＢＳ制御のデータ処理用のマイクロコンピュ
ータ４３ｂとを有する。 【００１９】マイクロコンピュータ４３ａはＡＢＳ用の
油圧ユニット８０に接続されている。また、４つの車輪
速度センサ７０が、マイクロコンピュータ４３ａと４３
ｂとに接続されている。ＡＢＳノード４０では、実際の
ＡＢＳ油圧ユニット８０の制御は、マイクロコンピュー
タ４３ａが行う。周知のように、ＡＢＳ制御のために
は、４つの車輪の速度と、車体速度と、エンジン回転数
が必要となる。車輪速度はセンサ７０から入力する。他
のノードからのデータ、例えばエンジン回転数は、Ａ系
が高速バス５２を介してEGIノード２から受信する。Ａ
ＢＳ制御にネットワーク２０内のノードからのデータが
必要な場合は、Ｂ系が低速バス５０を介してそのデータ
を受信し、Ｂ系のマイクロコンピュータ４３ｂがシリア
ルインタフェースを介してマイクロコンピュータ４３ａ
に送る。 【００２０】図４は、ＩＤコードに応じて、そのフレー
ムがどのノード宛の情報を含むかを示すものである。例
えば、ある送信元のノードがＩＤ＝８０のフレームを送
出すれば、そのフレーム中には、ＥＧＩノード及びＡＢ
Ｓノード及びコンビネションノードが必要とするデータ
情報を含むことが分る。ＥＧＩノード及びＡＢＳノード
はネツトワーク１０に接続されているが、コンビネショ
ンノード２１はネツトワーク２０に接続されている。も
し、コントローラ系の１つのノードからＩＤ“８０”を
有するフレームがネツトワーク１０に送出されれば、こ
のフレームを必要とするコンビネーションノード（ネツ
トワーク２０上にある）にも当該フレームを転送しなく
てはならない。そこで、ゲートウエイノード４０は、こ
のＩＤコードにより、他のネツトワークでも必要とされ
るフレームかを判断して、必要に応じてそのフレームを
転送するようにしている。 【００２１】次に、図５，図６を参照して、ゲートウエ
イとしても機能するＡＢＳノード４０の制御手順につい
て説明する。図５は、実際のＡＢＳ制御とネットワーク
１０から２０へのデータ転送とを行うマイクロコンピュ
ータ４３ａの制御手順を、図６はＡＢＳ制御の制御デー
タの演算とネットワーク２０から１０へのデータ転送と
を行うマイクロコンピュータ４３ｂの制御手順を示す。 【００２２】まず、Ａ（高速）系のマイクロコンピュー
タ４３ａの制御手順について説明する。図５のステップ
Ｓ２ではＬＳＩ４２ａが高速バス５２からフレームデー
タの受信を行なったかをチェックし、ステップＳ１２で
は低速系のマイクロコンピュータ４３ｂからのシリアル
インタフェースを介したデータの受信を行なったかをチ
ェックする。また、ステップＳ２０ではＡＢＳ制御のた
めの制御変数（例えば、油圧ユニット７０のための油
圧）の演算に必要なデータが全て揃ったかをチェックす
る。 【００２３】高速バス５２からフレームデータを受信し
た場合は、ステップＳ４で、そのフレームデータが自ノ
ード（ＡＢＳノード４０）に向けられたデータ（例え
ば、エンジン回転数データ）を含むかいなかを、フレー
ムIDによって調べる。そのようなデータを含むのであれ
ば、そのデータをメモリ（不図示）に格納する。自ノー
ド当てでないフレームであれば、ステップＳ８に進ん
で、そのフレームはネットワーク２０内のいずれかのノ
ードに送るべきデータを含んでいるかを調べる。そのよ
うなデータを含んでいれば、転送が必要であるので、ス
テップＳ１０において、シリアルインタフェースを介し
てマイクロコンピュータ４３ｂにそのデータを転送す
る。 【００２４】フレームをバス５２上で受信したのではな
く、マイクロコンピュータ４３ｂからのシリアルデータ
を受信したのであればステップＳ１２からステップＳ１
４に進む。このようなデータに、：ネットワーク２０
のいずれかのノードにおいて発生され、ネットワーク１
０（自ネットワーク）のいずれかのノードに転送すべき
「転送データ」と、：ネットワーク２０のいずれかの
ノードにおいて発生され、ＡＢＳ制御に必要な「情報デ
ータ」と、：マイクロコンピュータ４３ｂが演算し
た、ＡＢＳ制御のための「制御変数データ」とがある。 【００２５】の「転送データ」であれば、ステップＳ
１６に進んで、そのデータをフレーム形式に変換して
（宛先ノードのＩＤを付して）通信用ＬＳＩ４２ａに出
力する。このＬＳＩ４２ａはそのフレームを高速バス５
２に送出する。の「情報データ」あるいはの「制御
変数データ」であったならば、ステップＳ１８でメモリ
に書き込む。 【００２６】フレーム受信でもなく（ステップＳ２でＮ
Ｏ）、マイクロコンピュータ４３ｂからのシリアルデー
タの受信でもない（ステップＳ１２でＮＯ）場合は、ス
テップＳ２０で、ＡＢＳ制御のために必要なデータが全
て揃ったかを調べる。尚、ステップＳ２０の動作は、所
定時間間隔毎に行う。もしそのときに揃っていないデー
タが存在すれば、前回収集したデータを使用する。ステ
ップＳ２２では、ＡＢＳ制御のための演算を行う。ステ
ップＳ２４でその演算結果と、マイクロコンピュータ４
３ｂが演算し、ステップＳ１８でメモリに格納しておい
た「制御変数データ」とを比較照合し、一致すれば、ス
テップＳ２６で油圧ユニット７０に出力する。 【００２７】一方、一致がとれなければ、ステップＳ２
８でＡＢＳ制御システムを停止し、ステップＳ３０では
「ＡＢＳフェール発生メッセージ」をメータノード宛て
に生成する。このメッセージは、ステップＳ３２におい
て、低速側のマイクロコンピュータ４３ｂに送られる。
マイクロコンピュータ４３ｂは、このメッセージをＬＳ
Ｉ４２ｂに送り、ＬＳＩ４２ｂは通信ライン５０上にこ
のメッセージを含むフレームをメータノードに対して送
るであろう。 【００２８】図６は、低速側のマイクロコンピュータ４
３ｂの制御手順を示す。この制御手順のステップＳ４０
〜ステップＳ５６は実質的に、マイクロコンピュータ４
３ａ側の制御手順のステップＳ２〜ステップＳ１８と同
じであるので、その説明を省略する。フレーム受信でも
なく（ステップＳ４０でＮＯ）、高速側マイクロコンピ
ュータ４３ａからのシリアルデータの受信でもない（ス
テップＳ５０でＮＯ）場合は、ステップＳ５８で、ＡＢ
Ｓ制御のために必要なデータが全て揃ったかを調べる。
ステップＳ６０では、ＡＢＳ制御の制御変数を演算す
る。ステップＳ６２では、この演算結果をマイクロコン
ピュータ４３ａに送る。高速側のマイクロコンピュータ
４３ａはこのデータと自身が演算した結果とを比較する
であろう。 【００２９】以上説明したように、上記実施例によれ
ば、 ：ＡＢＳノードは、信頼性を高めるために２つのマイ
クロコンピュータを搭載しているので、データ処理能力
に余裕が発生しており、その余裕分をゲートウエイ機能
の処理にまわしている。即ち、信頼制御の向上とコスト
の低減化の両立がはかれる。 ：データ処理に余裕の発生した分、一方のマイクロコ
ンピュータの能力を落とすことができるので、更なるコ
スト低下がはかれる。 【００３０】本発明はその主旨を逸脱しない範囲で種々
変形が可能である。例えば、ノードの数、マイクロコン
ピュータの数は上記の数に限定されるものではない。ま
た、ゲートウエイはＡＢＳノード以外のノードでもそれ
が２つのマイクロコンピュータを有しているものであれ
ば、そのノードをゲートウエイとすることは可能であ
る。 【００３１】 【発明の効果】以上説明したように本発明の車両用の多
重伝送装置によれば、信頼性の向上とコストの低減化の
両立を達成することができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明を適用した実施例のネツトワーク構成を
示す図。 【図２】実施例で用いられるフレームのフォーマツトを
示す図。 【図３】実施例に用いられるノードのハードウエア構成
を示すブロツク図。 【図４】ＩＤコードとネツトワークノードとの対応を示
すテーブル図。 【図５】高速側のマイクロコンピュータ４３ａの制御手
順を示すフローチヤート。 【図６】低速側のマイクロコンピュータ４３ｂの制御手
順を示すフローチヤート。 【符号の説明】 １…エアバッグC/U ノード、２…ＥＧＩC/U ノード、３
…ＥＡＴC/U ノード、４…４ＷＳC/U ノード、５…ＴＲ
ＣC/U ノード、１０，２０…ネットワーク、５０，５２
…伝送路、２１…コンビネーションスイツチノード、２
２…メータノード、２３…ステアリングスイツチノー
ド、２４…助手席ドアモジュールノード、２５…エアコ
ンアンプノード、２６…オーデイオノード、２７…エア
コンスイツチノード、２８…運転席ドアモジュールノー
ド、４０…ゲートウエイノード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺山 孝二 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３−283842（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−230134（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−50156（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−286340（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04Q 9/00 B60R 16/02 H04L 12/28

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 高速ネットワークと低速ネットワークと
   を有する車両用多重通信システムにおいて、これらのネ
   ットワークを結びデータ交換を行なうゲートウエイノー
   ドとしての多重伝送装置であって、 この車両に必要な所定の制御の手順を互いに補完し合っ
   てあるいは並列して実行する複数の演算制御処理ユニッ
   トと、 前記所定の制御のために前記複数の演算制御処理ユニッ
   トにより演算して得られた制御変数データの結果を照合
   検証する手段とを具備し、 前記複数の演算制御処理ユニットのうち、第１の 演算制
   御処理ユニットは、前記高速ネットワークに接続された
   他の通信ノードとの間のデータ処理を行ない、第２の演
   算制御処理ユニットは、前記低速ネットワークに接続さ
   れた通信ノードとの間のデータ処理を行なうとともに、 前記第２の演算制御処理ユニットよりも高速に動作する
   前記第１の演算制御処理ユニットのみが前記所定の制御
   の対象であるアクチュエータに接続される ことを特徴と
   する多重伝送装置。