JPH0523095B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、中央処理装置と端末処理装置とを有
する信号伝送システムに係り、特に、自動車にお
いて多重伝送技術を用いた集約配線システムに関
する。

〔発明の背景〕

自動車には、多種ランプ、モータなどの電気装
置、および各種センサ、スイツチ等が多数搭載さ
れており、その数はカーエレクトロニクスの進展
により、増大する一方である。この結果、自動車
において信号を伝送している配線、いわゆるワイ
ヤーハーネスは大型かつ複雑なものとなり、自動
車の小型・軽量化の障害となるほか、ワイヤーハ
ーネス自体の生産性、保守性などの点で大きな問
題となりつつある。これを解決する方法として、
１本の信号線で複数個の信号を伝送する多重伝送
技術を利用した配線システムが提案されている。
第１図はこのようなシステムの一例である。中央
処理装置１は、多重信号伝送路である光フアイバ
２を介して複数の端末処理装置１１〜１８と信号
の送受信を行なつている。端末処理装置１１〜１
８は、中央処理装置１から受信した信号により、
端末処理装置１１〜１８に接続している電気装置
１１１〜１８８を制御している。同図において、
中央処理装置１と端末処理装置１１を接続してい
る光フアイバ２が断線した場合を想定してみる
と、電気装置１１１〜１８８は、中央処理装置１
から制御不可能な状態であり、非常に危険であ
る。

したがつて、このようなシステムにおいては、
多重信号伝送線路の異常に対して、異常を検出
し、電気装置を安全に制御するフエイルセーフ手
段をシステム全体として有していることが必要で
ある。このようなフエイルセーフ手段を有する自
動車内信号伝送システムとしては、特開昭55−
105490号公報がある。この公報による信号伝送シ
ステムでは、抵抗とキヤパシタで構成される充放
電回路の時定数で決まるタイマを用いている。ま
た、異常時の電気装置の制御は、ダイオードおよ
びトランジスタ間の接続を変更してON／OFFを
切り替えて行なつている。

ところで、第１図に示すような信号伝送システ
ムは、伝送誤り制御、アナログ信号処理機能など
の多くの機能を必要とするため、中央処理装置１
および端末処理装置１１〜１８は大規模な回路構
成となり、自動車においては集積化が不可欠であ
る。しかしながら、特開昭55−105490号公報に記
載の信号伝送システムでは、タイマとして抵抗と
キヤパシタを用いていること、さらに、電気装置
の制御方法としてダイオードおよびトランジスタ
の接続の変更など集積化に適さない要素が多くあ
つた。また、抵抗、キヤパシタのばらつきあるい
は経時変化のため、タイマの精度が悪いという問
題があつた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、以上の問題点を解消し、集積
化に適した回路構成で、信号伝送線路の異常に対
して、異常を検出する機能と異常時に電気装置を
安全な方向に制御する機能とを有するフエイルセ
ーフ手段を備えた集約配線システムを提供するこ
とにある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するために、本発明では、制御
データが正常に受信された時にクリアされるフエ
イルセーフ用のカウンタを設け、このフエイルセ
ーフ専用のカウンタの計数値が所定値を越えた時
信号伝送経路の異常と做して、フエイルセーフ信
号を発生するようにしたものである。

〔発明の実施例〕

第１図は本発明による集約配線システムの一実
施例を示す構成図である。

第２図は、中央処理装置１および端末処理装置
１１〜１８にキーコンポーネントである信号伝送
制御回路の回路構成図である。信号伝送制御回路
にはアドレスが割り当てられており、アドレス端
子９１〜９４に与えられ、アドレスデコーダ９０
で、デコードされ、その出力は入出力バツフア８
０の入出力方向を制御する。すなわち、アドレス
と一致する数を出力バツフアとし、残りは入力バ
ツフアとなるようになつている。受信信号は、ラ
イン６１からシフトレジスタ６０および同期回路
３０に送られる。前記同期回路３０は受信信号の
先頭にあるスタートビツトを検出し、受信信号に
同期した二相クロツクφ_M、およびφ_Sを生成する。
φ_Mおよびφ_Sは制御の基本となるクロツクである。
制御回路５０は、基本クロツクφ_M，φ_sからシー
ケンス制御信号を生成する部分で、φ_Mをカウン
トするカウンタを有している。受信信号はシフト
レジスタ６０に格納された後、誤り制御回路４０
によりアドレス端子９１〜９４に与えられたアド
レスと受信データのアドレス部との照合および伝
送誤りチエツクを受け、エラーが無ければ受信信
号を入出力バツフア８０に転送し、入出力バツフ
ア８０に接続されている電気装置を制御する。２
０は伝送線路の断線等の異常を検出する異常検出
回路であり、７０は異常時に電気装置を安全に制
御するためのデータを保持しておくフエイルセー
フレジスタ（以後FISレジスタと称す）である。
これらについては、第４図は用いて詳細に説明す
る。

第３図は、第２図に示した信号伝送制御回路の
状態遷移図である。受信待ちであるアイドル状態
から、中央処理装置で生成した信号のスタートビ
ツトを受信すると受信状態に移る。受信終了時に
誤りチエツクが行なわれ、エラーがあればアイド
ル状態に戻るが、エラーがなければ受信信号に入
出力バツフアに転送し、次のゼロ送信状態に移
る。この状態の終了時にスイツチやセンサなどの
モニタデータを取り込み、中央処理装置への送信
状態となる。信号伝送制御回路は以上の状態を繰
返し実行している。

第４図は、異常検出回路２０およびFISレジス
タ７０の部分の回路構成である。制御回路５０に
含まれるカウンタにフエイルセーフ専用のカウン
タ２３を接続してタイマを構成している。同図で
は４ビツトのカウンタを用いているが、制御項
目、制御点数によつて何ビツトのカウンタを用い
るかが決まる。制御回路５０内のカウンタの最終
ビツトのキヤリーアウト（CARRY）端子をカウ
ンタ２３のイネーブル（TE）端子に接続し、ク
リア（CLR）端子には書き込み用クロツク信号
（WRITE STB）、リセツト信号（RESET）及び
フエイルセーフ信号（FSSTB）のNOR信号を出
力する端子を接続している。ここで、WRITE
STBはシフトレジスタ６０のデータを入出力バ
ツフアに転送するためのタイミング用クロツク信
号で、FSSTBはシフトレジスタ６０のデータを
FISレジスタ７０に書き込むためのタイミング用
クロツク信号である。RESETは外部からのリセ
ツト入力である。これらのタイミング用クロツク
信号は正常にデータを受信した場合にしか出ない
から、このようにカウンタを構成しておけば、信
号伝送線路の異常などにより信号を受信できなく
なつた場合には、カウンタはカウントし続け、や
がてオーバーフローとなる。NANDゲート２５
は、カウンタ２３の出力と制御回路５０内のカウ
ンタの出力を入力とし、前記オーバーフローを検
出する素子で、この出力により、AND−ORゲー
ト２８を制御し、入出力バツフア８０に対して
FISレジスタ７０のデータをオープンするかシフ
トレジスタ６０のデータをオープンするかの切替
えを行なつている。フリツプフロツプ６０１はシ
フトレジスタ６０を構成するフリツプフロツプ、
FS−FF７０１はFISレジスタ７０を構成するフ
エイルセーフ用フリツプフロツプ、IO−FF８０
１は入出力バツフア８０を構成する入出力用フリ
ツプフロツプである。

第５図は基本クロツクφ_M，φ_Sと第４図のタイ
ミングチヤートを示している。カウンタの出力が
すべて“Ｈ”になるとインバータ２６の出力S_Fは
“Ｈ”となる。IO−FF８０１の書き込み用クロツ
ク信号STBはS_Fとφ_SのAND出力あるいは
WRITE STBのタイミングで出るようになつて
いる。異常状態ではS_FでFS−FF７０１のデータ
をオープンさせ、STBでIO−FF８０１に書き込
むようになつている。異常状態から脱出した場合
にはWRTE STB（FSSTB）でカウンタ２３をク
リアし、フリツプフロツプ６０１のデータをIO
−FF８０１（FS−FF７０１）に書き込むよう
になつている。

第６図に本発明システムにおける中央処理装置
で生成するデータフオーマツトの一例を示す。先
頭に送信先を決めるアドレスデータ部４ビツトが
あり、次いで制御データ14ビツトが続く。次の５
ビツトは未使用部分で、最後に制御データが異常
時の制御データかどうかを区別するための１ビツ
トがあり、全体で24ビツト構成となつている。最
後のビツトが“１”であればシフトレジスタ６０
内のデータをFSSTBによりFISレジスタ７０に
書き込み、“０”であればWRITE STBにより入
出力バツフア８０に書き込むようになつている。

本実施例では、端末処理装置に接続している電
気装置毎に、電気装置の性質、安全性に応じて異
常時の制御を行なえるという特長をもつている。
さらに、異常時の制御データは中央処理装置から
更新が可能となつているから、周期的に制御デー
タを更新することにより、雑音の影響による制御
データの反転による異常時の危険動作を防止する
ことができ、信頼性を確保できる。また、異常時
の制御を周囲の状況により変更できるという特長
をもつている。たとえば、ヘツドライトを例にあ
げると、明暗センサを用いるかあるいは過去の制
御データを記憶しておくことにより、昼間は消す
制御を夜間は点灯する制御を行なうことができ
る。

第７図は、第２図においてFISレジスタ７０の
かわりにROM７５０を用いた実施例である。
ROM７５０を用いた場合には、ROM７５０内
のデータを変更することは不可能であるから、予
め数種類の制御データを書き込んでおき、異常発
生時の状況により制御データを選択して入出力バ
ツフア８０に書き込むようになつている。

第８図は、第７図の実施例の中央処理装置が生
成するデータのフオーマツトの一例である。最後
の２ビツトを異常時の制御データを選択するため
に用いている。

第９図は第７図の実施例の異常検出部とROM
７５０付近の回路構成図である。異常検出部は、
制御回路５０（第７図）に含まれている伝送制御
用のカウンタと直列にカウンタ２３を接続したタ
イマで構成されている。正常なデータを受信した
ときに発生する書き込み用クロツク信号
（WRITE STB）を前記タイマでモニタしてい
る。NAND２５でカウンタ２３及び前段のカウ
ンタの出力がすべて１になるのを検出した場合に
異常が発生したものとみなす。

正常に伝送を行なつている場合には、NAND
２５の出力は“１”であるので、AND−OR２８
の出力は、シフトレジスタ６０の中で制御データ
が格納される部分を構成するフリツプフロツプ６
０１の出力と等しくなる。従つて、WRITE
STBによつてシフトレジスタ６０の値が入出力
バツフア８０に書き込まれる。これと同時に、
WRITE STBによつてシフトレジスタ６０の中
でROM７５０のアドレスを選択するためのデー
タが格納される部分を構成するフリツプフロツプ
６０２，６０３の値が、それぞれバツフアレジス
タ７６０，７７０に書き込まれる。

第２図の実施例では、レジスタを用いているた
め、雑音などによりデータが反転する可能性があ
るが、本実施例は、雑音に強く、高信頼である。
また、中央処理装置は、フエイルセーフ用の制御
データを送信する必要がないため、伝送制御に専
念できるという特長がある。

以上、端末処理装置側からフエイルセーフ手段
について説明してきたが、以下、中央処理装置側
から説明する。

端末処理装置における信号伝送制御回路は、第
３図に示すように、受信→送信の順序関係があ
る。これを、中央処理装置の立場でみてみると、
制御データを送信したあとは、モニタデータの受
信を期待している。このことを利用して、信号伝
送路の異常を検出することができる。異常が発生
した場合には、正しいデータを受信できなくなる
から、中央処理装置ではソフトウエアにより異常
発生の有無を監視することができ、異常時には、
異常発生箇所も限定して運転者に知らせることが
できるようになつている。

一方、中央処理装置の異常により、正しい制御
データを送信できなくなつた場合は、すでに説明
したように端末処理装置で検出することができ、
電気装置を制御できるようになつている。

第１０図は、フエイルセーフ用のレジスタを内
蔵し、異常時制御データを変更できる第２図の実
施例を用いた集約配線システムの制御のフローを
示す。中央処理装置では、受信データをもとに送
信データを作成するため、１回目の伝送では、送
信データを作成するための情報がない。そこで、
１回目の伝送では、予め定めておいた初期制御デ
ータを送信するようになつている。１回目の伝送
かどうかを判断するためにFlugを用い、電源投
入によるスタート後、直ちに１にセツトし、全端
末処理装置と１回目の伝送が終了したなら、０に
クリアするようになつている。外部装置を制御す
るのか、異常時の制御データを受信するのかを切
換えるのがＮで、Ｎ＝０となつた時にフエイルセ
ーフ用の制御データを送信するようになつてい
る。初期制御データ送信後にフエイルセーフ用の
制御データを送るために、スタート後、直ちに０
にクリアしている。Countは、制御データを何回
送信する毎に、フエイルセーフ用の制御データを
送信するかを決める数である。端末処理装置から
返信されるデータは、割込処理で受信する。割込
要求の発生がなく、データ受信を２回連続してで
きなかつた場合には、異常発生が考えられるた
め、警報を発するようになつている。

割込処理ルーチンでは、返信データの取り込み
制御データの作成およびフエイルセーフ用の制御
データの作成を行なう。メインルーチンでＮ＝０
のとき、フエイルセーフ用の制御データを送信す
るようになつているため、Ｎ＝１のときに、フエ
イルセーフ用の制御データを作成し、Ｎ＝１のと
きに、外部装置制御データを作成するようになつ
ている。

〔発明の効果〕

以上、説明してきたように、本発明による集約
配線システムによれば、信号伝送路の異常等に対
して、電気装置の誤動作を防止でき、中央処理装
置と端末処理装置との相互監視方式により高信頼
性を達成でき、しかも、すべてデジタル回路で構
成しているため集積化に最適な回路によりシステ
ムを実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による集約配線システムの一実
施例を示す構成図、第２図は信号伝送制御回路の
一実施例を示す回路構成図、第３図は前記信号伝
送制御回路の状態遷移図、第４図は前記信号伝送
制御回路における異常処理部分の回路図、第５図
は前記異常処理部分の回路のタイミングチヤー
ト、第６図は前記信号伝送制御回路で扱うデータ
フオーマツトの一例を示す図、第７図は信号伝送
制御回路の他の実施例を示す回路構成図、第８図
は前記信号伝送制御回路で扱うデータフオーマツ
トの一例を示す図、第９図は異常処理部分の回路
図、第１０図は集約配線システムの制御フローを
示す図である。 １……中央処理装置、２……光フアイバ、１１
〜１８……端末処理装置、２０……異常検出回
路、２３……カウンタ、３０……同期回路、４０
……誤り制御回路、５０……制御回路、６０……
シフトレジスタ、７０……Ｆ／Ｓレジスタ、８０
……Ｆ／Ｓレジスタ、９０……アドレスデコー
ダ、９１〜９４……アドレス端子、１１１〜１８
８……電気装置、６０１，７０１，８０１……フ
リツプフロツプ、７５０……ROM、７６０，７
７０……レジスタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ モニタデータの判断処理および制御データの
   生成と送出の機能を有する中央処理装置と、電気
   装置と接続している端末処理装置との間を多重信
   号伝送路で接続し、前記電気装置の制御および監
   視を行なう集約配線システムにおいて、前記多重
   信号伝送路を介して制御データが正常に送受信さ
   れた時、計数値がクリアされるフエイルセーフ用
   カウンタと、該フエイルセーフ用カウンタの計数
   値が所定値を越えた時、フエイルセーフ信号を発
   生するタイマとからなるフエイルセーフ手段を設
   けたことを特徴とする自動車の集約配線システ
   ム。