JPH0227171B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 この発明は自動車の集約配線システムに関し、
特に自動車などにおけるインストルメントパネル
の操作スイツチ類や表示装置などと車体の各所に
設けられたランプ類や各種スイツチまたはセンサ
もしくはアクチユエータなどとの情報交換を行な
うのに光フアイバを用いた集約配線システムに関
する。

先行技術の説明 最近、自動車に装備された電気、電子機器の増
加に伴い、電気配線が複雑となり、配線作業が困
難化し、かつ使用電線量が増加して高価になると
いう問題点がある。この問題点を解消するため
に、１本のデータ伝送ラインで多数の制御対象を
遠隔的に制御する集約配線システムが提案されて
いる。このデータ伝送ラインとしては、電線を用
いて電気信号的に結合するものと、光フアイバを
用いて光信号的に結合するものとがある。いずれ
にしても、データ伝送ラインの一方端には中央処
理装置（CPU）を含む中央制御部が設けられ、
この中央制御部がデータ伝送ラインの他方端に接
続されている制御対象を遠隔的に制御するものが
一般的である。

ところで、データ伝送ラインとして電線を用い
たものは、自動車の搭載機器が発生したノイズま
たは外来の各種ノイズが信号に重畳して、誤動作
を生じやすいという問題点に遭遇する。

また、光フアイバを用いたものは、ノイズの影
響を受けにくいものの、各制御対象が自動車の前
後左右などにそれぞれ分散して設けられているの
で、制御対象のそれぞれの光電変換レベル差や中
央制御部から制御対象までの距離（配線長さ）が
ばらばらとなり、過渡特性に差が生じ、結果とし
て信号の伝送遅れに相当する時間差が生じ、応答
時間にばらつきが生じる。このことは、中央制御
部が一定時間間隔で各制御対象へ信号を送出して
も、その信号が各制御対象に与えられて認識され
るまでの時間にばらつきがあり、データ伝送の乱
れを生じやすいことになる。これは、既に提案さ
れているような、各制御対象を駆動制御するため
のデータの送信に合わせてクロツクパルスなどの
同期信号を送信し、各制御対象側で同期信号に基
づいて制御データを受信処理する方式をとつても
同様である。さらに、同期信号は相対的に微少時
間幅のパルスであるので、先に述べた問題点がさ
らにクローズアツプされかつノイズと誤りやすい
という問題点を含む。

発明の目的 それゆえに、この発明の目的は、複数の制御対
象を遠隔的にかつ確実に駆動制御でき、ノイズに
影響されることなく、しかも光フアイバの伝達特
性の差異や光電変換の特性に差異があつても問題
のないような、自動車の集約配線システムを提供
することである。

発明の要約 この発明は、要約すれば、自動車に装備される
複数の制御対象を配設位置の近いものでグループ
化し、各グループに含まれる制御対象を対応する
端末制御部によつて制御可能に構成する。そし
て、複数の端末制御部に対して１つの中央制御部
が設けられ、中央制御部と各端末制御部とがデー
タ伝送ラインで接続される。中央制御部は、端末
制御部から送られてきた端末データに基づき処理
判断した後、端末制御部を指定する端末番号デー
タおよびその端末制御部に含まれる制御対象を駆
動制御するための制御データからなる１フレーム
データを各端末制御部へ非同期で端末番号順次に
かつ繰返して送信する。各端末制御部では、端末
番号データが自己を指定するものであるとき、そ
の１フレームデータに含まれる制御データに基づ
いて、端末自身で処理判断し、対応の制御対象を
駆動制御する。

以下に、図面を参照してこの発明の具体的な実
施例について説明する。

実施例の説明 第１図はこの発明が適用される自動車の集約配
線システムの概略を示すブロツク図である。構成
において、たとえばダツシユボードの下などに
は、中央制御部の一例のマスタプロセツサ（以下
マスタMPU）１０が設けられる。マスタMPU１
０には、蓄電池１から直流電力が供給される。こ
の場合、中央制御部も１つの端末制御部の機能を
有している。マスタMPU１０には、制御対象／
検出対象としての操作手段２Ａおよび指示器２Ｂ
などが接続される。操作手段２Ａは、たとえばイ
ンストルメントパネルまたはハンドルに関連して
設けられる各種の操作スイツチを含む。

さらに、マスタMPU１０には、自動車の適宜
の箇所に設けられた端末制御部の一例の外部端末
プロセツサ（以下端末MPU）２０Ａ〜２０Ｄが
ケーブル３０Ａ〜３０Ｄを介して接続される。各
端末MPU２０Ａ〜２０Ｄにも、複数の制御対象
および／または検出対象（以下これらを総称する
場合は制御対象群という）４０Ａ〜４０Ｄが接続
される。ここで、制御対象とは、前に述べた指示
器や、後述の第２Ａ図〜第２Ｅ図を参照して説明
するように、各種のランプやワイパなどの自動車
に装備される伝送部品をいう。検出対象とは、前
に述べた操作手段や、各種のスイツチ、センサ類
であつて、自動車が必要とする情報を検出するも
のである。

これらの制御対象群４０Ａ〜４０Ｄは、複数の
制御対象を配置位置の近いものでグループ化した
ものであつて、各グループに対応する端末MPU
２０Ａ〜２０Ｄによつて制御されるものである。
ここで、図示では、端末MPUが４個の場合を示
しているが、これは自動車の前後および左右に各
種制御対象を分けてグループ化した場合を表わす
ためである。また、中央制御部の各種制御対象に
ついては、マスタMPU１０が端末を兼ねる。そ
の目的で、制御対象群４０Ａは、自動車の前左側
部分に設けられる各種制御対象群を含み、端末
MPU２０Ａは自動車の前左側部分に近い位置に
設けられる。同様にして、制御対象群４０Ｂ，４
０Ｃおよび４０Ｄは、自動車の前右側部分、後左
側部分および後右側部分にそれぞれ関連的に設け
られる。これらに対応して、端末MPU２０Ｂ，
２０Ｃおよび２０Ｄが設けられる。また、制御対
象群４０Ｅは、中央部分の制御対象群を含むもの
で、マスタMPU１０が対応する。

第２Ａ図〜第２Ｅ図は各端末MPU２０Ａ〜２
０ＤおよびマスタMPU１０の出力端子または入
力端子に関連的に接続される制御対象または検出
対象の一例を図解的に示した図である。したがつ
て、各出力端子には、図示している各種の制御対
象の信号線またはこれらの制御対象を動作状態に
させるためのリレーや表示器などが関連的に接続
される。図示の例から明らかなように、各端末
MPU２０Ａ〜２０Ｄの出力端子および入力端子
は、それぞれ一定ビツト数（たとえば８ビツト）
からなり、１つのビツトから出力される論理状態
によつて制御対象の動作状態を制御するものであ
る。なお、第２Ｂ図および第２Ｃ図に示すよう
に、端末MPU２０Ｂ，２０Ｃのそれぞれに入力
されるデータの複数ビツトは、検出対象の一例を
水温を検出するためのセンサまたはガソリン量を
検出するためのセンサによつて検出された値も含
まれる。

また、第２Ｅ図の例にように、操作手段の数が
１バイト（たとえば８ビツト）よりも多い場合で
あれば、複数バイトですべての操作手段の出力を
入力として受け、出力も同様である。

これらの各端末MPU２０Ａ〜２０Ｄおよびマ
スタMPU１０に接続される制御対象および検出
対象の種類は、一例を示したのにすぎず、自動車
の機種や車種によつて異なるものである。

第３図はケーブル３０Ａ〜３０Ｄの具体的な構
成を示す断面図である。ケーブル３０Ａ〜３０Ｄ
は、その中央部に電源ラインの一例のパワーライ
ン３１を含む。パワーライン３１の他極は、車体
で代用される。パワーライン３１の周囲部分に
は、１組のシステム電源用ライン３２および１組
の光フアイバ３３１，３３２を含むデータ伝送ラ
イン３３が配置される。各ラインまたは光フアイ
バの周囲部分は絶縁物３４で被覆される。

第４図はこの発明の特徴となる集約配線システ
ムの一実施例の具体的な回路図である。なお、図
示の実施例では、マスタMPU１０と１つの端末
MPU（たとえば２０Ａ）との関係の一部を示す。

構成において、マスタMPU１０は、中央処理
装置（以下CPU）１１を含む。CPU１１には、
プログラムやデータテーブルを記憶するためのメ
モリ（以下ROM）１３、データ記憶用メモリ
（以下RAM）１４、伝送制御回路１５および入
出力インタフエイス１６がバスライン１２を介し
て接続される。また、MPU１０には、各部に電
力を供給するためのシステム電源回路１７が接続
される。入出力インタフエース１６には、場所的
に光フアイバによる伝送を必要としない制御対象
群が接続される。これには、たとえば検出手段と
しての操作手段２Ａ（複数の操作スイツチ２Ａ〜
２Ｎ）や制御対象としての指示器２Ｂなどが含ま
れる。

伝送制御回路１５には、各ケーブル３０Ａ〜３
０Ｄ（図示では３０Ａのみを示す）に含まれる１
対の光フアイバ３３１，３３２に対応して、送信
バツフアアンプ５１ａ〜５１ｄおよび受信バツフ
アアンプ５８ａ，５８ｄが接続される。

端末MPU（２０Ａ）は、CPU２１を含むとと
もに、バスライン２２を介してCPU２１に接続
されるROM２３、RAM２４、伝送制御回路２
５および入出力インタフエース２６を含む。さら
に、端末MPU２０Ａは、例示では各部に電力を
供給するためのシステム電源回路２７を含む。伝
送制御回路２５には、受信バツフアアンプ５４ａ
および送信バツフアアンプ５５ａが接続される。
送信バツフアアンプ５１ａと受信バツフアアンプ
５４ａとは、光結合器５２ａ、光フアイバ３３１
および光結合器５３ａを介して接続される。送信
バツフア５５ａと受信バツフア５８ａとは、光結
合器５６ａ、光フアイバ３３２および光結合器５
７ａを介して接続される。なお、光結合器は、周
知のように、光電変換器を含んでいる。システム
電源回路２７は、例示ではシステム電源ライン３
２を介して蓄電池１に接続されているがマスタ
MPU１０の電源を利用することも可能である。

制御対象群４０Ａに含まれる複数の制御対象、
たとえば前照灯（Ｈビーム）４１０とワイパ４１
６に関連して、駆動回路が設けられる。この駆動
回路には、前照灯４１０に直列接続されるパワー
スイツチ４３０およびダイオード４４０と、ワイ
パ４１６に直列接続されるパワースイツチ４３６
およびダイオード４４６などが含まれる。これら
のパワースイツチ４３０…４３６は、パワーライ
ン３１を介して蓄電池１の＋極端子に接続され
る。CPU２１の出力により入出力インタフエー
ス２６を介して各パワースイツチ４３０…４３６
をオンまたはオフ動作させるために、必要に応じ
てバツフアドライバ４２が設けられることもあ
る。

なお、その他の端末MPU２０Ｂ〜２０Ｄは、
２０Ａと同様に回路構成され、接続される制御対
象群が異なるのみであるので、その詳細な説明を
省略する。

第５図はマスタMPU１０に含まれるROM１
３のデータテーブルの記憶内容を図解的に示した
図である。なお、図示では、第２Ａ図〜第２Ｅ図
の入力の番号別に制御対象を対応させて示す。
ROM１３は、端末を含むすべての入力情報１ビ
ツトに対応し、かつ制御対象に必要なビツト数
（すなわち、例ではRS“０”ｏ〜RS“３”ｏが各
１バイト、MSが２バイトMS“０”ｏ〜MS“１”
ｏの計６バイト）の記憶エリアを有する。

たとえば、マスタMPU１０の入力端子MS
“０”ｉの０番に接続されている前照灯（ヘツド
ランプ）のハイビームスイツチに対応する負荷
は、テーブルの１と記された端末MPU２０Ａ（端
末番号を示せばRS“０”ｏの負荷番号０、２、端
末MPU２０Ｂ（RS“１”ｏ）の負荷番号０、２、
端末MPU２０Ｃ（RS“２”ｏ）の負荷番号０、
５、端末MPU２０Ｄ（RS“３”ｏ）の負荷番号
０、およびマスタMPU１０（MS“０”ｏ）の負
荷番号１、３であることを示している。

第６図はマスタMPU１０に含まれるRAM１
４の記憶領域を図解的に示した図である。図にお
いて、RAM１４は記憶領域MOLD、MNEWお
よびMOUTを含む。これらの記憶領域は、第２
Ａ図から第２Ｅ図の入出力の状態に１対１で対応
するものである。MOLDの各バイトのデータは、
新規に入力されたMNEWの各バイトのデータと
それぞれ比較され、一致していればMNEWのデ
ータに更新される。

また、記憶領域MOUTは、記憶領域MOLDの
データに基づいてROM１３のテーブルを参照し
て導出されたデータを記憶する。すなわち、記憶
領域MOLDの各ビツトがROM１３（第５図参
照）のテーブルの左欄に対応しており、記憶領域
MOLDにおいて「１」になつているビツトに対
応するデータ（たとえばMOLDのRS“０”ｉの
０ビツトおよびRS“１”ｉの１ビツトとが論理
「１」であれば、ROM１３のRS“０”ｉ−０およ
びRS“１”ｉ−１のデータ）を参照し、同一の端
末分について論理和を演算した上でRS“０”ｏ
へ、またRS“１”ｏに対応するものをMOUTの
RS“０”ｏへというように、順次記憶領域
MOUTへ記憶する。

端末MPU２０Ａ〜２０Ｄについても、それぞ
れROMおよびRAMが含まれる。特に、RAMに
は、検出データを記憶するためのRAMO、受信
データを記憶するためのRAM１およびRAM２
の各１バイトからなる計３バイトの記憶領域が含
まれる。このRAM１はマスタMPU１０の記憶
領域MOLDに、RAM２はマスタMPU１０の記
憶領域MNEWに相当するものである。

第７図はこの発明の実施例の集約配線システム
の光フアイバを介してデータを送受信する部分の
動作を説明するためのタイムチヤートである。第
７図を参照してこの実施例の動作説明に先立ち、
概略を説明する。マスタMPU１０からは、端末
MPU２０Ａ〜２０Ｄを順次指定するための１フ
レームデータが送信される。この１フレームデー
タには、たとえば送信先データSDA（３ビツト）、
送信元データSSD（３ビツト）、制御データ（３ビ
ツト）およびBCCコードが含まれる。制御デー
タは、送信先の端末MPUに対応する各負荷（制
御対象）を駆動制御するためのデータである。
BCCコードは、誤り検出のために用いられるも
のであつて、たとえば垂直・水平パリテイチエツ
クコードなどが用いられる。各端末MPU２０Ａ
〜２０Ｄは、マスタMPU１０からの１フレーム
データを受信して、その送信先データが自己を指
定するものであれば、制御データに基づいて自分
で判断した後、対応の負荷を駆動する。

マスタMPU１０は、接続されている複数（実
施例では４個）の端末MPU２０Ａ〜２０Ｄに順
次１フレームデータを送信した後、各端末MPU
２０Ａ〜２０Ｄを順次指定して端末の検出データ
を送信指令するためのポーリング信号を導出す
る。各端末MPU２０Ａ〜２０Ｄは、ポーリング
信号が自己を指定するものであるとき、マスタ
MPU１０で説明したフオーマツト（但し制御デ
ータに代わる検出データを含む）の１フレームデ
ータをそれぞれマスタMPU１０へ送信する。

第８図および第９図はこの発明の一実施例の動
作を説明するためのフローチヤートであり、特に
第８図はマスタ側の動作フローを示し、第９図は
端末側の動作フローを示す。次に、第１図ないし
第９図を参照して、この実施例の具体的な動作を
説明する。

各入力のサーチ ステツプ１〜ステツプ12は、各端末MPU２
０Ａ〜２０Ｄ（RS“０”〜RS“３”）の検出デー
タRS“Ｋ”ｉ（ただし、Ｋ＝０〜３）をサーチ
するルーチンである。このためには、ステツプ
１においてＫを０にした後、ステツプ２におい
てＫで指定される端末MPU２０Ａ〜２０Ｄ
（RS“０”からRS“３”まで）を順次ポーリン
グし、各端末MPUからのデータを受信する必
要がある。受信データは、ステツプ３〜４にお
いて送信先データSDAがマスタMPU１０に相
当するものであり、送信元データSSDがポーリ
ングした端末MPUと等しいデータを持つてい
るものが有効データと判断され、BCCコード
が正しいときのみステツプ７へ進む。

もし、ポーリング後の受信データのSDA、
SSDおよびBCCのいずれかが不適当であれば、
マスタMPU１０はそのままステツプ11へ進み、
Ｋの値を歩進して次の端末MPUをポーリング
する。一方、受信データが適当であれば、ステ
ツプ８において前のサイクルで記憶された記憶
領域MNEWのRS“Ｋ”ｉと比較される。両デ
ータが一致していればMNEWのRS“Ｋ”ｉを
MOLDのRS“Ｋ”ｉに転記するが、一致しな
ければMNEWのRS“Ｋ”ｉを更新して次の端
末MPUをポーリングする。

すべての端末MPUのポーリングが終了する
と、ステツプ13以下の動作でマスタMPU１０
自体の検出データMS“Ｋ”ｉの取込みが行な
われる。このMS“Ｋ”ｉも前回のデータ
MNEWのRS“Ｋ”ｉと等しければMNEWの
MS“Ｋ”ｉをMOLDのMS“Ｋ”ｉに転記し、
等しくなければMNEWのMS“Ｋ”ｉを更新す
るのみで、次の検出データを読込む。

オンさせるべき負荷の決定 ステツプ２０において、記憶領域MOLDよ
りROMテーブルを参照して、MOUTに書込む
べきデータを作成するが、この手順については
既に述べたので省略する。

１フレームデータの送出 ステツプ21〜28において、送信先データ
SDAおよび送信元データSSDを付与して、
MOUTのデータ（８ビツト）を３ビツトにエ
ンコードし、BCCコードを付加した後、１フ
レームデータとしてRS“０”ｏからRS“３”ｏ
まで順次送出する。

マスタMPU１０の負荷信号の送出 ステツプ29〜30において、自分自身の負荷の
駆動信号を送出する。

以上説明したとおり、マスタMPU１０は受信
データを自分で判断処理するが、送信データにつ
いては一方的に送出するのみである。

次に、第９図を参照して端末MPU（２０Ａ〜２
０Ｄ）の動作を説明する。

CPU２１は、ステツプ101において、端末の検
出データを読取り、RAM２４に記憶しておく。
読込みが終了すると、受信モードとなり、自分の
ポーリングを受取るか、送信先データSDAが自
己を指定するデータとなるのを待機することにな
る。

ステツプ102〜107において、ポーリングを受取
つたときのルーチンでマスタMPU１０とほぼ同
じ要領で、入力データRS“Ｘ”ｉを含む１フレー
ムデータを送出する。

ステツプ108ないし116の動作は、自己を指定す
る送信先データSDAを受信した場合の動作であ
り、マスタMPU１０の場合と同様に、受信デー
タがRAM１（MNEWに相当する）の内容と一
致すればRAM１の内容をRAM２（MOLDに相
当する）に転記し、一致しなければRAM１の内
容を更新するのみで、RAM２の内容を出力して
負荷を駆動する。

以後、上述の動作が繰返して行なわれる。

発明の効果 以上のように、この発明によれば、雑音に影響
されることなく、確実に制御対象を遠隔的に制御
でき、光フアイバの伝達特性の差異あるいは光電
変換レベル差にもかかわらず安定に制御対象を遠
隔的に制御でき、しかも電線の使用量の低減およ
び集約化を図れるなどの特有の効果が奏される。
また、この発明によれば、中央制御部から各端末
に対しては制御データを１フレームにまとめて一
括的に送信しているので、各端末では自己宛ての
データを一括して受信できるとともに、送られて
きた制御データが自己宛てでない場合はデータの
監視を解除して他の処理を行なうとができるた
め、受信プログラムが簡単で済むとともに、端末
側の制御装置の効率的な活用を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の概略を示すブロ
ツク図である。第２Ａ図〜第２Ｅ図は各端末
MPU２０Ａ〜２０ＤおよびマスタMPU１０の出
力端子または入力端子に関連的に接続される制御
対象または検出対象の一例を図解的に示した図で
ある。第３図はケーブルの詳細図である。第４図
はこの発明の一実施例の具体的な回路図である。
第５図はROM１３の記憶領域を図解的に示した
図である。第６図はRAM１４の記憶領域を図解
的に示した図である。第７図はこの発明の一実施
例の具体的な動作を説明するためのタイムチヤー
トである。第８図および第９図はこの発明の一実
施例の動作を説明するためのフローチヤートであ
り、特に第８図はマスタ側のフローチヤートを示
し、第９図は端末側のフローチヤートを示す。 図において、２Ａは操作手段、２Ｂは指示器、
１０はマスタMPU（中央制御部）、２０Ａ〜２０
Ｄは端末MPU（端末制御部）、３０Ａ〜３０Ｄは
ケーブル、３３は光フアイバ、４０Ａ〜４０Ｄは
制御対象／検出対象を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 自動車に装備される複数の各種の制御対象を
   配置位置の近いものでグループ化し、各グループ
   に含まれる或る数の制御対象をグループごとに集
   約配線したシステムおいて、 前記各グループごとに設けられかつそれぞれに
   異なる端末番号が定められた複数の端末制御部、 前記各端末制御部に含まれる複数の制御対象の
   うちの或る制御対象の動作状態を選択するための
   操作手段、 前記各端末制御部に共通的に設けられ、前記操
   作手段の操作状態に基づいて各端末制御部に対応
   する制御対象を遠隔的に制御する中央制御部、お
   よび 前記各端末制御部と前記中央制御部との間にそ
   れぞれ接続され、それぞれが光フアイバを含む複
   数のケーブルを備え、 前記中央制御部は、前記操作手段の操作状態に
   基づいて前記或る端末制御部に含まれる少なくと
   も１つの制御対象を駆動制御するための制御デー
   タ、および当該端末制御部を指定するための端末
   番号データからなる１フレームデータを、非同期
   で端末番号順次にかつ繰返して前記光フアイバを
   介して各端末制御部へ送信する第１の送信手段を
   少なくとも含み、 前記各端末制御部は、前記端末番号データが自
   己を指定するものであるとき、その１フレームデ
   ータに含まれる制御データに基づいて対応の制御
   対象を駆動する駆動手段を少なくとも含む、自動
   車の集約配線システム。 ２ 前記第１の送信手段は、前記すべての端末制
   御部に対して１フレームデータを順次送信した
   後、各端末制御部を順次指定して端末制御部に含
   まれる操作手段の操作状態検出データあるいは制
   御対象の動作状態検出データを送信指令するポー
   リング信号を発生し、 前記各端末制御部は、 当該端末制御部につながれた操作手段の操作状
   態検出手段、および対応する制御対象の動作状態
   を検出する動作状態検出手段の各検出データを端
   末データとして記憶する検出データ記憶手段と、 前記ポーリング信号が自己を指定するものであ
   るとき、前記検出データ記憶手段から検出データ
   を読出して前記光フアイバを介して前記中央制御
   部へ送信する第２の送信手段とをさらに含み、 前記中央制御部は、 前記第２の送信手段から送信された端末データ
   を受信して、前記各端末制御部別の対応する端末
   データなどを記憶する記憶手段と、 判断手段と、 送出データ記憶手段と、 記憶手段から導出された制御データを前記第１
   の送信手段から送信する手段とを含む、特許請求
   の範囲第１項記載の自動車の集約配線システム。 ３ 前記中央制御部との間を光フアイバで接続さ
   れる前記各端末制御部の他に、前記中央制御部が
   当該中央制御部内に一括的に構成される端末制御
   部をさらに含む、特許請求の範囲第１項記載の自
   動車の集約配線システム。 ４ 前記中央制御部は、前記記憶手段の記憶内容
   に基づいて各端末制御部に含まれる制御対象の動
   作状態を表示する表示手段を含む、特許請求の範
   囲第２項記載の自動車の集約配線システム。