JPH05508268A - 直列データリンク診断用ハードウエア - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 直列データリンク診断用ハードウェア 技術的分野 本発明は、一般的には環状構成を有する双方向通信回路網に関し、具体的には直 列通信データリンクに障害及び雑音許容能力を付与することに関する。

背景技術 車両上に知的制御モジュール（例えばマイクロプロセッサをベースとする制御装 置）を使用するようになってから、これらの知的モジュール間に質層有効な、且 つ信頼できる直列通信を提供するシステムが益々重要になってきた。

通信回路網には４つの基本的な型がある。それらは、直列バス回路網、バス環状 回路網、汎用環状回路網、及び双方向環状回路網である。直列バス回路網におい ては、モジュールは伝送線（またはバス）を通して接続されている。各モジュー ルは、データをバスへ送出する送信機と、データをバスから読み込む受信機とを 有している。図１に典型的なバス回路網１００を示す。各モジュール１０２．１ ０４．１０６はバス１０８に接続されている。図２に示すように、バス環状回路 １１２００では、モジュール２０２．２０４．２０６は上述の通常のバス回路網 １００のようにバス２０８によって接続されているが、バス２０８は環の形状で ある。

図３の環状回路１！３００で示す汎用環構成においては、各モジュール３０２． ３０４．３０６は別個の伝送線によって先行のモジュールと後続モジュールとに 接続されている。各モジュールは先行モジュールからのデータを受信する受信機 ３０８Ａ、３０８Ｂ、３０８Ｃと、環内の後続モジュールへデータを送信する送 信機３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃとを含んでいる。この構成は、環を巡る単方 向通信を提供する。図４に示すように、双方向環状回路網４００内の各モジュー ルは、２つの送信機／受信機対４０８Ａ、４０８Ｂ、４０８Ｃ，４１０Ａ、４１ ０Ｂ、４１０Ｃを含んでいる。各制御モジュール４０２．４０４．４０６の一方 の送信機／受信機対４０８Ａ、４０８Ｂ、４０８Ｃは１組の伝送線を使用して一 方向に環を巡る通信を提供する。他方の送信機／受信機対４１０Ａ、４１０Ｂ、 ４１０Ｃは別の組の伝送線を使用して他方向に環を巡る通信を提供する。各組の 伝送線は１対の電線からなる。これらの伝送線上を伝送されるデータは、電線対 内の電圧差によって決定される。この構成は環を巡る双方向通信を提供する。

通信回路網を車両上の知的制御モジュールへ応用するには、幾つかの問題がある 。第１に、通信は起電及び電磁妨害によって妨害され易い。この妨害は、制御モ ジュール間を伝送線によって伝播中の電気信号に雑音を付加し、データメツセー ジを解読不能ならしめる。雑音は、電線対上を伝送中の電気信号内のオフセット バイアスとして見ることができる。対内の各電線が同一のオフセットバイアスを 帯びている。障害が発生したか否かを決定する一般的な方法の１つは、論理回路 内において電線対上の電圧を比較することによっている。もしオフセットバイア スが十分に大きければ（大きい負のオフセットバイアスまたは大きい正のオフセ ットバイアスの何れか）、たとえ障害が発生していなくとも、論理回路は２つの 電圧の間を区別することはできないであろう。これは同相分問題として知られて いる。１９８８年７月２６日付Ｓｉｅｇｆｒｉｅｄ　Ｓｃｈｗａｒｚの合衆国特 許４，７６０．５７１号は環状回路網を開示している。この回路網は、起電及び 電磁妨害を排除するために雑音フィルタを含んでいる。しかしながら、データ転 送速度が高い場合にはデータの濾波によってデータメツセージの完全性も影響を 受ける。

第２に、スペースの制限のために、伝送線はそれ程アクセス可能ではない。回路 網内に障害（即ち、伝送線の１つの短絡回路または開回路状態）が発生した後に 行う電線ハーネスの手動検査は困難且つ時間のかかる作業である。従って、完全 な診断能力を有する（即ち、障害状態の位置と型を与える）回路網であることが 望まれる。

第３に、もし障害が発生すれば、障害を起こした（ｌまたは複数の）伝送線を切 り離して（ｌまたは複数の）関連制御モジュールを保護する必要がある。

第４に、システムに如何なる能力をも備えることなく、同相分問題を排除すべき である。

本発明は、上述した諸問題の１またはそれ以上を解消することを指向するもので ある。

発明の開示 本発明の１つの面においては、装置は、回路網内に障害許容直列通信を提供する 。回路網は、別の制御モジュールに接続されている複数の制御モジュールを含む 。回路網は正及び負の伝送線を通してデータメツセージを伝送する。各制御モジ ュールは、正及び負の入力端子、及び出力端子を有する組込まれた差動受信機を 有している。負入力端子は第１の正の受信用電線に接続され、正入力端子は第１ の負の受信用電線に接続され、そして出力端子は１つの制御モジュールに接続さ れている。回路網は、各制御モジュールに組込まれている送信機をも含む。各送 信機は、１つの制御モジュールと第１の正の送信用電線との間に接続されている 第１の正のライントライバと、１つの制御モジュールと第１の負の送信用電線と の間に接続されている第１の負のライントライバとを含む。回路網は、第１の正 の受信用電線と接地との間の短絡回路を検知する回路と、第１の負の受信用電線 と電源電圧との間の短絡回路を検知する回路と、第１の正及び負の送信用電線上 の過大電流を検知する回路とを含む。

本発明の別の面においては、回路網内に障害許容直列通信を提供する方法が提供 される。回路網は互いに接続された複数の制御モジュールを含む。回路網は、正 及び負の伝送電線を通して１つの制御モジュールから別の制御モジュールへデー タを伝送する段階と、第１の正及び負の伝送電線を通って流れる電流を正及び負 の伝送電線間の電圧差として検知する段階と、この電圧差の関数として他の制御 モジコールへデータメツセージを伝える段階とを含む。本方法は、正の伝送電線 と接地との間の短絡回路を検知する段階と、負の伝送電線と電源電圧との間の短 絡回路を検知する段階と、検知した何れかの状態に応答して第１の障害信号を供 給する段階と、正の伝送電線を通って流れる電流の大きさを検知する段階と、正 の伝送電線の電流の大きさと第１の基準ＩＩ流値とを比較する段階と、正の伝送 ｉｔｓの電流の大きさが第１の基準電流値よりも大きいことに応答して第２の障 害信号を供給する段階とをも含む。本方法は更に、負の伝送電線を通って流れる 電流の大きさを検知する段階と、負の伝送電線の電流の大きさと第２の基準電流 値とを比較する段階と一負の伝送電線の電流の大きさが第２の基準電流よりも大 きいことに応答して第３の障害信号を供給する段階と、第１、第２及び第３の障 害信号を受信し、第１、第２及び第３の障害信号に応答して制御モジュールを正 及び負の伝送電線から切り離す段階とをも含む。

図面の簡単な説明 図１は、従来技術において公知の直列バス回路網のブロック線図である。

図２は、従来技術において公知の環状バス回路網のブロック線図である。

図３は、従来技術においては公知のように、送信機・受信機により環内に接続さ れている制御モジュールを有する通信回路網のブロック線図である。

図４は、従来技術において公知の冗長環状回路網のブロック線図である。

図５は、環状回路網内に各々が１対の送受信機を有する複数の制御モジュールを 有する通信回路網のブロック線図である。

図６は、マイクロプロセッサ及び論理ボードを有する図　の１つの制御モジュー ルのブロック線図である。

図７は、図４の論理モジュールの機能ブロック線図である。

図８Ａは、１つの制御モジュールの送受信機のブロック線図であって、バススル 一手段の第１の実施例を示す図である。

図８Ｂは、１つの制御モジュールの送受信機のブロック線図であって、パススル 一手段の第２の実施例を示す図である。

図９は、本発明による送受信機及び障害診断ハードウェアの回路図である。

本発明を実行する最良モード 図５を参照する。本発明は、車両（図示してない）上の回路網内に接続されてい る３つの制御モジュール５０２Ａ、５０２Ｂ、５０２０間の通信を提供するよう になっている。各制御モジュール５０２Ａ、５０２Ｂ、５０２Ｃは第１の送受信 機（送信機／受信機対）５０４Ａ、５０４Ｂ、５０４Ｃと、第２の送受信機５０ ６Ａ、５０６Ｂ、５０６Ｃとを有している。制御モジュール５０２Ａ、５０２Ｂ 、５０２Ｃは、本発明にとっては重要ではない種々の機能を有していても差し支 えない。制御モジュール５０２Ａ、５０２Ｂ、５０２Ｃは、データメツセージを 生成し、受信する論理手段５０８Ａ、５０８Ｂ、５０８Ｃを含む。１つの制御モ ジュール５０２Ａ、５０２Ｂ、５０２Ｃによって生成されたデータメツセージは 、第１及び第２の送受信機５０４Ａ、５０４Ｂ、５０４Ｃ，５０６Ａ、５０６Ｂ 、５０６Ｃによって他の制御モジュール５０２Ａ、５０２Ｂ、５０２Ｃへ伝送さ れる。制御モジュール５０２Ａ、５０２Ｂ、５０２Ｃは環に接続されており、各 制御モジュール５Ｏ２Ａ、５０２Ｂ、５０２Ｃの第１の送受信機５０４Ａ、５０ ４Ｂ、５０４Ｃは、回路網５００内の先行制御モジュール５０２Ａ、５０２Ｂ、 ５０２Ｃの第２の送受信機５０６Ａ、５０６Ｂ、５０６Ｃに接続され、各制御モ ジュール５０２Ａ、５０２Ｂ、５０２Ｃの第２の送受信機５０６Ａ、５０６Ｂ、 ５０６Ｃは、回路網５００内の後続制御モジュール５０２Ａ、５０２Ｂ、５０２ Ｃの第１の送受信機５０４Ａ、５０４Ｂ、５０４Ｃに接続されている。単一の伝 送線５１０ＡＢ、５１０ＢＣ１５１０ＣＡが各第１の送受信機５０４Ａ、５０４ Ｂ、５０４Ｃをそれぞれの第２の送受信機５０６Ａ、５０６Ｂ、５０６Ｃに接続 している。伝送！１５１０ＡＢ、５１０ＢＣ，５１０ｃＡは、好ましい実施例で は、ツィステッドベア電線である。

データメツセージは固定形式直列ビットストリームである。各データメツセージ は、メブセージ識別（ＭＩＤ）文字で始まり、ｌまたはそれ以上のパラメタが後 続している。各パラメタは、パラメタ識別（ＰＩＤ）文字で始まり、ｌまたはそ れ以上のパラメタデータ文字が後続している。データメツセージは、検査合計文 字で終わる。各文字は開始ビット、８ビツトのデータ、及び停止ビットを有して いる。代替として、Ｍｉ　ｄ文字は、原始識別（ＳＩＤ）文字及び宛先識別（Ｄ ＩＤ）文字に代えることができる。

図６に、１つの論理手段５０８の機能ブロック線図を示す。この論理手段５０８ は、マイクロプロセッサ６０２及び論理ボード６０４を含む。第１及び第２の送 受信機５０４．５０６は分離した第１及び第２の送信機６１０．６１１と、第１ 及び第２の受信機６１２．６１３として示しである。好ましい実施例では、マイ クロプロセッサ６０２は、例えば燃料噴射機関のソレノイドの制御のような複雑 な機能を遂行するようになっている。マイクロプロセッサ６０２は、種々のセン サ（図示してない）からの情報を受信してその指定された機能を遂行することが できる。論理ボード６０４はマイクロプロセッサ６０２への、及びマイクロプロ セッサ６０２からのデータメツセージの流れを制御する。

１つの制御モジュール５０２に関して説明する。第１の受信機６１２に接続され ている伝送線５１０は、第１の正の伝送電線６０６と、第１の負の伝送電線６０ ８とを含む。第２の送受信機５０４に接続されている伝送線５１０は、第２の正 の伝送電線６０７と、第２の負の伝送電線６０９とを含む。正の伝送電線６０６ ．６０７と、負の伝送電線６０８．６０９との間に正の０．２Ｖの電圧差が存在 している時に論理レベル“高”　（Ｈｌ）が存在すると定義される。正の伝送電 線６０６．６０７と、負の伝送電線６０８．６０９との間に負の０．２■の電圧 差が存在している時に論理レベル低”　（ＬＯ）が存在すると定義される。正及 び負の伝送電線６０６．６０７．６０８．６０９は平衡した伝送電線の対を形成 している。即ち、ライントライバ及び受信機は、各伝送対内の電線が整合したイ ンピーダンスを有するように製造されている。伝送線５１０の第２の特色は、正 及び負の伝送電＄１６０６．６０７．６０８．６０９内の電流の大きさが実質的 に等しく、方向が反対であることである。

使用する第２の約束は、伝送線５１０の遊休または不活動状態が論理レベル“高 ”　（ＩＤＬＩ！状態）であることである。更に、第１及び第２の送受信機５０ ４．５０６は論理“低°信号が優位を占めるように設計されている。即ち、もし ２つの送受信機５０４．５０６が同時に伝送線５１０上に送信することを企てて 、何れかの送受信機５０４．５０６が°低”を送信すると、伝送線５１０は必ず “低”状態になる。従って、論理レベル“低°は優位（ＤＯＭＩＮＡＮＴ　）状 態であると言われる。従って、１つの制御モジュール５０２Ａ、５０２Ｂ、５０ ２Ｃが、別の制御モジュール５０２Ａ１５０２Ｂ、５０２Ｃから送信されたデー タメツセージの開始を適切に検出するためには、各データ文字の第１の、または 開始ビットが論理レベル°低°である必要がある。

短絡回路検出手段６２２は、伝送＄１５１０ＡＢ、５１０ＢＣ，５１０ＣＡ上の 短絡回路状態の存在を検出する。第１及び第２の受信機６１２，６１３にそれぞ れ組込まれている第１及び第２のビン化（ｌ１ｉｎｎｅｄ　）障害検出手段６１ ４．６１５は、それぞれの伝送線５１０が優位状態において短絡したこと、即ち 、正の伝送電線６０６が電気的接地に短絡したこと、または負の伝送電線６０８ が電源電圧に短絡したことを検知する。

第１及び第２の過電流検出手段６１８．６１９は正及び負の伝送電線６０６、６ ０８．６０７．６０９上の大電流、即ち、正の伝送電線６０６．６０７が電源電 圧に短絡、負の伝送電線６０８．６０９が電気的接地に短絡、または正及び負の 伝送電線６０６．６０８．６０７．６０９が互いに短絡から、制御モジュール５ ０２を保護する。障害状態回路６２１，６２２はピン化障害または過電流状態の 存在を論理ボード６０４へ中継する。

図７に、論理ボード５０４上に見出される基本的なディジタル論理回路７００を 示す。送信される直列データ（信号Ｔ、で示す）はマイクロプロセッサ６０２か ら受信され、第２及び第３の論理ゲート７２０．７２１を通して第１及び第２の 送信機６１０．６１１へ渡される。第１及び第２の受信機６１２．６１３の出力 （信号Ｒｘ）は第４の論理ゲート７２２を通してマイクロプロセッサ６０２へ中 継される。

論理回路７００は、伝送線５１０上にデータメツセージが存在するか否かを検出 する手段７０８を含む。信号Ｒｘは、インバータ７１１を通して第１の論理ゲー ）７１０に印加される。第１の論理ゲート７１０は、信号Ｒｘと第８とを比較し 、またローパスフィルタ７１４を通してフリップ７０ツブ７１２に接続されてい る。ローパスフィルタ７１４は、抵抗７１６とコンデンサ７１８とを含む。フリ ブブフロツブ７１２はマイクロプロセッサ６０２に接続され、別の制御モジュー ル５０２からデータメツセージを受信しつつあることをマイクロプロセッサ６０ ２に信号する（信号５ＢＤ）。マイクロプロセッサ６０２は信号ＳＢ□、によっ て７リツプフロツプ７１２をリセットする。

マイクロプロセッサ６０２は、信号ＴＬ！、ＲＬ！、Ｔｏ、Ｒ□によって論理回 路７００を通して第１及び第２の送受信機５０４．５０６を制御する。これらの 信号を通してマイクロプロセッサ６０２は、何れかの送信機６１０．６１１　（ 信号ＴＬｔ＋　Ｔａｘによって）及び何れかの受信機６１２．６１３（信号ＲＬ ！、Ｒｏによって）の両方または何れか一方を作動不能にすることができる。

どの制御モジュール５０２もデータメツセージを送信していないか、または受信 していない場合には、上述したように画伝送線５１０は受動または“高”状態に ある。もし制御モジュール５０２がデータメツセージを送信することを必要とす れば、マイクロプロセッサ６０２は信号ＳＢＤを検査する。マイクロプロセッサ ６０２は、別のデータメツセージが存在しないことを検出手段７０８が検出した 後に遊休期間プラス優先順位期間に等しい期間の間データメツセージの送信を遅 らせる。好ましくは遊休期間はデータの１文字を送信するために必要な時間、即 ちｌＯビット時間に等しくする。優先順位期間は各モジュール毎に異なり、ある データメツセージが送信された後にどのモジュールも同時に送信を企てないよう に各モジュールに優先順位を与えるものである。次いで制御モジュール５０２は 第１及び第２の送受信機５０４．５０６を通してデータメツセージを同時に、両 方向に送信することを企てる。

図８Ａ及び８Ｂを参照する。１つの制御モジュール５０２の第１または第２の受 信機６１２．６１３の何れかによって受信されたデータメツセージは、パススル 一手段８０２によって後続制御モジュール５０２へ中継される。このようにして データメツセージは制御モジュール５０２から制御モジュール５０２へと伝播し て行く。

ｌ実施例では、パススル一手段８０２は、図８Ａに示すようにソリッドステート リレー８０４を含む。１つの適当なリレー、部品番号ＬＨ１０６１ＡＢが、米国 電話電信会社の子会社でニューシャーシー州バークリーハイツに所在するＡＴ＆ ＴチクノロシーズＩＮＣ，から入手可能である。リレー８０４は制御モジュール ５０２にまたがって接続され、マイクロプロセッサ６０２の制御下にある。リレ ー８０４は通常は閉じた状態にあり、第１の正の伝送電線６０６を第２の伝送電 線６０７に電気的に接続している。第１及び第２の負の伝送電線６０８．６０９ に関しても同じである。

パススル一手段８０２の第２の実施例を図８Ｂに示す。第１及び第２のパススル ーゲート８２０．８２２は、第１及び第２の送受信機５０４．５０６の間に接続 されている。第１のパススルーゲート８２０の非反転入力８２４は第１の受信機 ６１２の出力に接続されている。第１のパススルーゲート８２．０の出力は第２ の送信機６１１に接続されている。第２のパススルーゲート８２２の非反転入力 ８２４は第２の受信機６１３の出力に接続されている。第２のパススルーゲート ８２２の出力は第１の送信機６１０に接続されている。これにより、第１の送受 信機５０４が受信したデータメツセージは、第２の送受信機５０６によって後続 制御モジュール５０２へ再送信される。その逆もまた真である。

第１及び第２のパススルーゲート８２０．８２２は、第１及び第２の反転入力８ ２６．８２８を有しているので、°ラッチアップ”は発生しない。“ラッチアッ プ°は、°低°　（優位状態）を受信または送信した後に、第１及び第２の送受 信機５０４．５０６が爾後の信号に非応答になる状態である。

例えば、第１の送受信機５０４が“低°を受信すると、第１の受信機６１２の出 力及び第１のパススルーゲート８２０の出力は共に“低°になる。第２の送受信 機５０６はこの“低”を次の制御モジュール５０２へ再送信する。もし第２の受 信機６１３がこの“低°を第１の送信機６１０へ戻すように中継可能であれば、 第１の送信機６１０はこの“低”を再送信し、第１の受信機６１２は伝送線５１ Ｏが”高”になろうとしても非応答になってしまう。再送信された“低°が第１ の送信機６１０へ戻って中継されることがないようにするために、第１のパスス ルーゲート８２０の出力が第２のパススルーゲート８２２の反転入力８２６に接 続されている。第２のパススルーゲート８２２の出力は°高”になるので、第１ の送信機６１０は第２の受信機６１３に非応答になる。第２の送受信機５０６が 受信した“低°も同様にして処理されるので、これ以上説明はしない。

制御モジュール５０２が発信するデータメツセージの送信中も、“ラッチアップ ′を防がなければならない。この目的のために、信号Ｔｘが第１及び第２のパス スルーゲート８２０．８２２の第１及び第２の反転入力へ印加される。Ｔｘか“ 低”になると、第１及び第２のパススルーゲート８２０．８２２の出力は“高” になる。従って、パススルーゲート８２０１８２２は第１及び第２の受信機６１ ２．６１３からのどのような信号にも非応答になる。

以上の説明では、本出願と同時出願された合衆国特許出願、名称“障害許容直列 通信回路網”に記載されているような双方向単一線環状回路網に本発明を適用し ているが、本発明は直列バス、直列環状バスまたは単方向環状回路網に適用可能 であることを理解されたい。従って、本発明はこのような応用に限定されるもの ではない。

図９には、第１の受信機６１２、第１の送信機６１０、第１のピン化障害検出手 段６１４、第１の過電流検出手段６１８、及び第１の障害状態回路６２０の電気 回路図か示されている。第２の受信機６１３、第２の送信機６１１、第２のピン 化障害検出手段６１５、及び第２の障害状態回路６２１の回路は同一であるので 、さらなる説明はしない。第１の受信機６１２は、差動受信機９０２を含む。

第１の正及び負の伝送電線６０６．６０８はそれぞれ、直列に接続された第１の 抵抗９０４と第１の正の受信用電線６０６Ａを通して、及び第２の抵抗９０６と 第１の負の受信用電線６０８Ａを通して、差動受信機９０２の負及び正の入力端 子に接続されている。差動受信機９０２の出力は伝送線５１０上の論理状態の補 数であり、即ち“高”または“低”である。

ピン化障害検出手段６１４は、一端を差動受信機９０２の出力に接続され、他端 を第４の論理ゲート７２２に接続されている第１のコンデンサ９１２を含んでい る。第１のコンデンサ９１２と、第４の論理ゲート７２２との接合点は、並列接 続された第１のダイオード９１４と第５の抵抗９１６とによって接地されている 。この接合点は第５の論理ゲート９１８の入力にも接続されている。第５の論理 ゲート９１８の第２の入力は差動受信機９０２の出力に接続されている。

送信機６１０は、好ましい実施例では、負のライントライバ９２０と正のライン トライバ９２２とを有している。負のライントライバ９２０は、第６の論理ゲー ト９２４を含む。第６の論理ゲート９２４は信号Ｔｘを受けている。第６の抵抗 ９２６の一端は第６の論理ゲート９２４の出力に、また他端は第１のＰ’ＮＰト ランジスタ９２８のベースに接続されている。第１のＰＮＰ　トランジスタ９２ ８のエミッタは、第７の抵抗９３０を通して電圧源ｖｓに接続されている。第１ のＰＮＰ　トランジスタ９２８のコレクタは、第８の抵抗９３２を通して接地さ れ、また第１の負の伝送電線６０８Ｂを通して第１の負の伝送電線６０８にも接 続されている。

正のライントライバ９２２は、第７の論理ゲート９３４を含む。第７の論理ゲー ト９３４は信号Ｔ工を受けている。第９の抵抗９３６の一端は第７の論理ゲート ９３４の出力に、また他端は第１のＮＰＮトランジスタ９３８のベースに接続さ れている。第１のＮＰＮ　トランジスタ９３８のエミッタは、第１Ｏの抵抗９４ ０を通して電気的接地に接続されている。第１１の抵抗９４２が、ＭｌのＮＰＮ トランジスタ９３８のコレクタを電圧＃ｉＶ、に接続している。第１のＮＰＮ） うンジスタ９３８のコレクタは、第１の正の伝送電線６０６Ｂを通して第１の正 の伝送電線６０６にも接続されている。

第１の過電流検出手段６１８は正の過電流検出回路９４４と負の過電流検出回路 ９４５とを含む。正の過電流検出回路９４４は第２のＮＰＮ　ｌ−ランジスタ９ ４６を含みそのベースは第１のＮＰＮ　トランジスタ９３８のエミッタに接続さ れ、第２のＮＰＮ）ランジスタ９４６のエミッタは電気的接地に接続されている 。第１２の抵抗９４８は、第２のＮＰＮ　トランジスタ９４６のコレクタを電圧 源Ｖ。

に接続している。第２のダイオード９５０が第１のＮＰＮ）ランジスタ９３８の ベースと第２のＮＰＮ）ランジスタ９４６のコレクタとの間に接続されている。

第２のＮＰＮＩ−ランジスタ９４６のコレクタは、第８の論理ゲート９５２にも 接続されている。負の過電流検出回路９４５は第２のＰＮＰ）ランジスタ９５４ を含みそのベースは第１のＰＮＰ）ランジスタ９２８のエミッタに接続され、第 ２のＰＮＰ　）ランジスタ９５４のエミッタは電圧Ｒｖｓに接続されている。第 １３の抵抗９５６は、第２のＰＮＰトランジスタ９５４のコレクタを電気的接地 に接続している。第３のダイオード９５８が第２のＰＮＰ　トランジスタ９５４ のコレクタと第１のＰＮＰトランジスタ９２８のベースとを接続している。第１ ４の抵抗９６０は第３のダイオード９５８の陰極を電圧源Ｖｓに接続している。

第１の障害状態回路６２０は論理ゲート９６２を含む。論理ゲート９６２の入力 は第５の論理ゲート９１８の出力に接続されている。論理ゲート９６２の第２の 入力は第２のＰＮＰトランジスタ９５４のコレクタに接続され、論理ゲート９６ ２の第３の入力は第８の論理ゲート９５２を通（、て第２のＮＰＮトランジスタ ９４６のコレクタに接続されている。第１５の抵抗９６４が、論理ゲート９６２ の出力とフリップフロップ９６６のリセット端子との間に接続されている。第２ のコンデンサ９７０が、フリップ７０ツブ９６６のリセット端子と電気的接地と を接続（７ている。フリップ７０−Ｉプ９６６は、セット端子（信号Ｆ、。）を 通してマイクロプロセッサ６０２の制御下にある。フリップフロップ９６６の出 力端子Ｑはマイクロプロセッサ６０２と、論理ゲート９６８を通して第６及び第 ７の論理ゲート９２４．９３４とに接続されている。この第１０の論理ゲートは 信号Ｔ１．、にも応答する。第１１の論理ゲート９７２がピン化障害検出手段６ １４、フリップフロップ９６６及び信号ＲＬＥに接続されている。

産業上の応用性 添付図面を参照して動作を説明する。回路網５００は、例えば掘削機またはホイ ールローダ（図示してない）のような大型土木車両上の３つの制御モジュール５ ０２Ａ、５０２Ｂ、５０２Ｃ間の通信を行うようになっている。制御モジュール ５０２Ａ、５０２Ｂ、５０２Ｃは種々の機能を有している。これらの制御モジュ ール５０２Ａ、５０２Ｂ、５０２Ｃは、ｌまたはそれ以上の他の制御モジュール ５０２Ａ、５０２Ｂ、５０２Ｃが必要とするかも知れないデータメツセージを周 期的に生成する。もしどの制御モジュール５０２からもデータメツセージが送信 されなければ、全伝送線５１Ｏは受動または論理レベル°高°状態にある。

例えば、典型的な実施例では、１つの制御モジコール５０２Ａは車両の機関の燃 料噴射を制御する。第２の制御モジュール５０２Ｂは電気水力伝達装置内のクラ ッチ及びブレーキの動作を制御する。第３の制御モジュール５０２Ｃは道具即ち パケットの運動／位置を制御する。

制御モジュール５０２Ａ、５０２Ｂ、５０２Ｃは、それらの割り当てられたタス クを遂行するために通信する必要がある。第１の制御モジュール５０２Ａは機関 のＲＰＭを監視するためのセンサを含む。第２の制御モジュール５０２Ｂも所望 の歯車比を決定するために機関のＲＰＭを必要とする。従って、第１の制御モジ ュール５０２Ａは機関のＲＰＭを周期的に第２の制御モジュール５０２Ｂへ送信 する必要がある。

これを達成するために第１の制御モジュール５０２Ａは、他の制御モジュール５ ０２Ｂ、５０２Ｃがデータメツセージを送信中であるか否かを検査する。これは 、検出手段７０８を通して達成される。第１の論理ゲート７１０は信号Ｒ，とＴ ｘとを比較する。第１の制御モジュール５０２Ａはメツセージを送信中ではない から、信号Ｔｘは“高”であり、受動状態である。従って、第１の論理ゲート７ １０出力は、信号Ｒｘが“低”である（即ち、第２または第３の制御モジュール ５０２Ｂ、５０２Ｃがデータメツセージを送信中である）場合に限って°高”に なる。ローパスフィルタ７１４は、第１の論理ゲート７１０の出力内の何等かの 高周波過渡を排除する。第１の論理ゲート７１Ｏの出力が“高°になると、フリ ップフロップ７１２がセットされ、フリップフロップの出力Ｑ及び信号ＳＢＤが “高”になる。信号ＳＢＤが高“になった後、前述したようにデータの１文字を 送信するのに要する時間よりも長い時間の間、第１の制御モジュール５０２Ａの マイクロプロセッサ６０２は機関のＲＰＭを含むデータメツセージの送信を遅ら せる。この時間が過ぎると、１ｔｌｉ１の制御モジュール５０２Ａは、成功する まで、即ち他の制御モジュール５０２Ｂ、５０２Ｃか送信を行うまでデータメツ セージの送信を再度紙みる。

前述したように、第１の制御モジュール５０２Ａがそのデータメツセージを送信 している間、第２の制御モジュール５０２Ｂは第１の送受信機５０４Ｂからその データメツセージを受信し、パススル一手段８０２によって第３の制御モジュー ル５０２Ｃへそのデータメツセージを渡している。このデータメツセージは、第 １の制御モジュール５０２Ａの第１の送受信機５０４Ａによって他の方向にも送 信される。第３の制御モジュール５０２Ｃの第２の送受信機５０６Ｃはこのデー タメツセージを受信し、このデータメツセージを第２の制御モジュール５０２Ｂ へ渡す。第２及び第３の制御モジュール５０２Ｂ、５０２Ｃもこのデータを復号 し、メツセージ識別文字（ＭＩＤ）によってこのデータがそれらに宛てられたも のであるか否かを決定する。

２つの制御モジュール５０２Ａ、５０２Ｂ、５０２Ｃが同時にデータメツセージ を送信する機会の発生も、検出手段７０８によって排除される。第１の論理ゲー ト７１０は送信された信号と受信された信号、ＴｘとＲ，とを比較する。検出手 段７０８は、これらの信号が同一ではない場合にマイクロプロセッサ６０２に信 号する。例えば、もし第１及び第２の制御モジュール５０２Ａ、５０２Ｂが同時 にデータメツセージを送信し始めれば、両者はＴｘとＲ８とが同一である限り送 信を続行するであろう。しかしながら、もし第１の制御モジュール５０２Ａが″ 高°を送信することを企て、第２の制御モジュール５０２Ｂが″低°を送信中で あれば、第１の制御モジュール５０２Ａのマイクロプロセッサ６０２はそのデー タメツセージの送信を中止し、上述したようにして待機する。信号ＳＢＤは第２ 及び第３の論理ゲート７２０．７２１にも供給され、第１の制御モジュール５０ ２Ａの第１及び第２の送信機６１０．６１１を作動不能にする。第１の制御モジ ュール５０２Ａによって送信される°高“は伝送線の受動状態であるから、伝送 線は第２の制御モジュール５０２Ｂによって送信される“低°になる。従って第 ２の制御モジュール５０２Ｂは、その伝送の保全性が中断させられたのではない ので、そのデータメツセージの送信を続行することができる。

もし第１の差動受信機９０２が有効データを受信中であれば、差動受信機９０２ の出力は伝送線５１０の状態の論理的補数である（この信号がマイクロプロセッ サ６０２に到達する前に付加的な論理ゲートによってこの信号を反転してもよい し、またはマイクロプロセッサ６０２によってデータを反転してもよい）。コン デンサ９１２にまたがる電圧電位は瞬時に変化することはできないから、第５の 抵抗９１６にまたがる電圧は差動受信機６２０の出力に従う。もし正及び負の伝 送電線６０６．６０８が優位状態に短絡されていれば、差動受信機６１２の出力 は第１のコンデンサ９１２を充電するのに十分な長さの時間の間“高°に保たれ る。第１のコンデンサ９１２にまたがる電圧電位が上昇するにつれて第５の抵抗 ９１６にまたがる電圧電位は低下する。従って、第５の論理ゲート９１ｇの入力 は逆になり、第５の論理ゲート９１８の入力は“高”になって第１の障害状態回 路６２０をトリガする。

前述したように第１の過電流検出手段６１８は、正の過電流検出回路９４４と負 の過電流検出回路９４５とを含む。もし正の伝送電線６０６が電源電圧Ｖ、に短 絡すれば、第１０の抵抗９４０を通って流れる電流の大きさが増加する。第１Ｏ の抵抗９４０にまたがる電圧電位は第１０の抵抗９４０を通って流れる電流の大 きさに線形に比例する。第１Ｏの抵抗９４０にまたがる電圧電位が所定の値に達 すると、第２のＮＰＮ　トランジスタ９４６が導通状態に切り替わり、第１２の 低くなって第１の障害状態回路６２０をトリガする。もし負の伝送電線６０８が 電気的接地へ短絡すれば、第７の抵抗９３０を通って流れる電流の大きさが増加 する。第７の抵抗９３０にまたがる電圧電位は第７の抵抗９３０を通って流れる 電流の大きさに線形に比例する。第７の抵抗９３０にまたがる電圧電位が所定の 値に達すると、第２のＰＮＰ）ランジスタ９５４が導通状態に切り替わり、第１ ３の抵抗９５６にまたがる電圧電位が増加して第１の障害状態回路６２０をトリ ガする。もし第１の正及び負の伝送電線６０６．６０８が互いに短絡すれば、正 及び負の過電流検出回路９４４．９４５の一方または両方が第１の障害状態回路 ６２０をトリガする。

このようにして第１の障害状態回路６２０は、第１の正及び負の伝送型！１６０ ６．６０８上の短絡の存在をマイクロプロセッサ６０２に中継する。マイクロプ ロセッサ６０２は、第１の受信機６１２と、第１の正及び負のライントライバ９ ２０．９２２（信号ＴＬＫ、Ｒｔ＊）とを作動不能にすることによって回路を保 護する。他方の側の短絡した伝送電線６０６．６０８上の制御モジュール５０２ Ａ、５０２Ｂ、５０２Ｃ内の第２の受信機６１３と、第２の正及び負のライント ライバ９２１．９２３も同様にして作動不能にきれる。データメツセージは、作 動不能にされた受信機／送信機６１２．６１３．９２０．９２１．９２２．９２ ３を側路して、他の方向に回路網５００を巡って伝送される。

全ての制御モジュール５０２Ａ、５０２Ｂ、５０２Ｃ間の伝送は、これらの制御 モ’）ニール５０２Ａ、５０２Ｂ、５０２ｃの２つの間の伝送線５１０ＡＢ、５ １０ＢＣ，５１０ＣＡ内に破断が発生した場合にも達成することができる。障害 を起こした伝送線５１０ＡＢ、５１０ＢＣ，５１０ＣＡに関連している受信機／ 送信機６１２．６１３．９２０．９２１．９２２．９２３は作動不能にされ、デ ータメツセージは作動不能にされた受信機／送信機６１２．６１３．９２０．９ ２１．９２２．９２３を側路して他の方向に回路網５００を巡って伝送される。

伝送線５１０ＡＢ、５１０ＢＣ１５１０ＣＡの破断の存在及び位置は、以下のよ うにして決定される。第１の制御モジュール５０２Ａ（この機能をこの制御モジ ュールに割り当てるのは任意である）は第１の送信機６１０を周期的に作動不能 にし、竿２の送信機６１１を使用して回路網を巡って一方向にデータメツセージ を送信する。もしデータメツセージが第１の制御モジュール５０２Ａに戻され、 第１の受信機６１２によって受信されれば、破断は発生していない。もしデータ １−／　セー　シカ戻されナケれば、伝送１５１０ＡＢ、５１０ＢＣ，５１０Ｃ Ａの１つにおいて破断が発生しているのである。第１の制御モジュール５０２Ａ は、他の全ての制御モジュール５０２Ｂ、５０２Ｃに順番にデータメツセージを 送信することを要求する。各制御モジュール５０２Ｂ、５０２Ｃによって送信さ れるデータメツセージが第１または第２の送受信機５０４．５０６によって受信 されるか否かを監視することによって、破断の位置を決定することができる。例 えばもし第１及び第２の制御モジュール５０２Ａ、５０２Ｂ間で破断が発生して いるものとすれば、第２の制御モジュール５０２Ｂによって送信されるデータメ ツセージ及び第３の制御モジュール５０２Ｃによって送信されるデータメツセー ジは共に第１の制御モジュールの第２の送受信機５０４Ａによって受信されよう 。

車両上の表示装置（図示してない）は、障害が発生したこと、及びその障害の位 置を操作員に対して表示することができる。第１及び第２のビン化障害検出手段 ６１４．６１５の出力、及び第１の正及び負の過電流検出回路の出方はマイクロ プロセッサ６０２に送ることができ、マイクロプロセッサ６０２は障害の存在及 び位置を決定できるだけではなく、伝送線５１０ＡＢ、５１０ＢＣ，５１０ＣＡ 上に存在する障害の型をも決定できるのである。

４．１１．−６（至） 平成　年　月　日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．互いに接続されている複数の制御モジュール（５０２Ａ、５０２Ｂ、５０２ Ｃ）を有し、１つの制御モジュール（５０２Ａ）から別の制御モジュール（５０ ２Ｂ）ヘデータメッセージを伝送するようになっている回路網（５００）に障害 許容直列通信を提供する装置であって、正及び負の入力端子と出力端子とを有し 、上記負の入力端子が第１の正の受信用電線（６０６Ａ）に接続され、上記正の 入力端子が第１の負の受信用電線（６０８Ａ）に接続され、上記出力端子が上記 １つの制御モジュール（５０２Ａ）に接続されている第１の差動受信機（６１２ ）と、上記第１の正の受信用電線（６０６Ａ）と接地との間の短絡回路状態を検 知し、上記第１の負の受信用電線（６０８Ａ）と電源電圧との間の短絡回路状態 を検知して上記検知した何れかの状態に応答して第１の障害信号を供給する手段 （６１４）と、 上記１つの制御モジュール（５０２Ａ）と第１の正の送信用電線（６０６Ｂ）と の間に接続されている第１の正のラインドライバ（９２２）と、上記１つの制御 モジュール（５０２Ａ）と第１の負の送信用電線（６０８Ｂ）との問に接続され ている第１の負のラインドライバ（９２０）とを有する第１の送信機（６１０） と、 上記第１の正の送信用電線（６０６Ｂ）を通って流れる電流の大きさを検知し、 上記第１の正の送信用電線の電流の大きさと第１の基準電流値とを比較し、上記 第１の正の送信用電線の電流の大きさが上記第１の基準電流値より大きいことに 応答して第２の障害信号を供給し、且つ、上記第１の負の送信用電線（６０８Ｂ ）を通って流れる電流の大きさを検知し、上記第１の負の送信用電線の電流の大 きさと第２の基準電流値とを比較し、上記第１の負の送信用電線の電流の大きさ が上記第２の基準電流値より大きいことに応答して第３の障害信号を供給する手 段（６１８）と、 上記第１の障害信号を受信しそれに応答して上記第１の差動受信機（６１２）を 作動不能にし、上記第２の障害信号を受信しそれに応答して上記第１の正のライ ンドライバ（９２２）を作動不能にし、上記第３の障害信号を受信しそれに応答 して上記第１の負のラインドライバ（９２０）を作動不能にする手段（５０８） と を具備する装置。 ２．上記１つの制御モジュール（５０２Ａ）の上記第１の差動受信機（６１２） が先行制御モジュール（５０２Ｂ）の第１の送信機（６１０）に接続され、上記 １つの制御モジュール（５０２Ａ）の上記第１の送信機（６１０）が後続制御モ ジュール（５０２Ｃ）の第１の差動受信機（６１２）に接続されていて環を形成 している請求項１に記載の装置。 ３．正及び負の入力端子と出力端子とを有し、上記負の入力端子が第２の正の受 信用電線（６０７Ａ）に接続され、上記正の入力端子が第２の負の受信用電線（ ６０９Ａ）に接続され、上記出力端子が上記１つの制御モジュール（５０２Ａ） に接続されている第２の差動受信機（６１３）と、上記第２の正の受信用電線（ ６０７Ａ）と接地との間の短絡回路状態を検知し、上記第２の負の受信用電線（ ６０９Ａ）と電源電圧との間の短絡回路状態を検知して上記検知した何れかの状 態に応答して第４の障害信号を供給する手段（６１５）と、 上記１つの制御モジュール（５０２Ａ）と第２の正の送信用電線（６０７Ｂ）と の間に接続されている第２の正のラインドライバ（９２３）と、上記１つの制御 モジュール（５０２Ａ）と第２の負の送信用電線（６０９Ｂ）との間に接続され ている第２の負のラインドライバ（９２１）とを有する第２の送信機（６１１） と、 上記第２の正の送信用電線（６０７Ｂ）を通って流れる電流の大きさを検知し、 上記第２の正の送信用電線の電流の大きさと第３の基準電流値とを比較し、上記 第２の正の送信用電線の電流の大きさが上記第３の基準電流値より大きいことに 応答して第５の障害信号を供給し、且つ、上記第２の負の送信用電線（６０９Ｂ ）を通って流れる電流の大きさを検知し、上記第２の負の送信用電線の電流の大 きさと第４の基準電流値とを比較し、上記第２の負の送信用電線の電流の大きさ が上記第４の基準電流値より大きいことに応答して第６の障害信号を供給する手 段（６１９）と、 上記第４の障害信号を受信しそれに応答して上記第２の差動受信機（６１３）を 作動不能にし、上記第５の障害信号を受信しそれに応答して上記第２の送信機（ ６１１）の上記第２の正のラインドライバ（９２３）を作動不能にし、上記第６ の障害信号を受信しそれに応答して上記第２の送信機（６１１）の上記第２の負 のラインドライバ（９２１）を作動不能にする手段（５０８）とを含む請次項２ に記載の装置。 ４．上記１つの制御モジュール（５０２Ａ）の上記第２の差動受信機（６１３） が上記後続制御モジュール（５０２Ｃ）の第２の送信機（６１１）に接続され、 上記１つの制御モジュール（５０２Ａ）の上記第２の送信機（６１１）が上記先 行制御モジュール（５０２Ｂ）の上記第２の差動受信機（６１３）に接続されて いて第２の環を形成している請求項３に記載の装置。 ５．互いに接続されている複数の制御モジュール（５０２Ａ、５０２Ｂ、５０２ Ｃ）を有し、正及び負の伝送電線（６０６、６０７、６０８、６０９）を通して １つの制御モジュール（５０２Ａ）から別の制御モジュール（５０２Ｂ、５０２ Ｃ）ヘデータメッセージを伝送するようになっている回路網（５００）に障害許 容直列通信を提供する方法であって、上記正及び負の伝送電線（６０６、６０７ 、６０８、６０９）を通して１つの制御モジュール（５０２Ａ）から別の制御モ ジュール（５０２Ｂ、５０２Ｃ）ヘデータメッセージを送信する段階と、 上記正及び負の伝送電線（６０６、６０７、６０８、６０９）を通って流れる電 流を、上記正及び負の伝送電線（６０６、６０７、６０８、６０９）間の電圧差 として検知する段階と、 上記データメッセージを上記電圧差の関数として上記別の制御モジュール（５０ ２Ｂ、５０２Ｃ）へ供給する段階と、上記正の伝送電線（６０６、６０７）と接 地との間の短絡回路状態を検知し、上記負の伝送電線（６０８、６０９）と電源 電圧との間の短絡回路状態を検知して上記検知した何れかの状態に応答して第１ の障害信号を供給する段階と、上記正の伝送電線（６０６、６０７）を通って流 れる電流の大きさを検知し、上記正の伝送電線の電流の大きさと第１の基準電流 値とを比較し、上記正の伝送電線の電流の大きさが上記第１の基準電流値より大 きいことに応答して第２の障害信号を供給する段階と、 上記負の伝送電線（６０８、６０９）を通って流れる電流の大きさを検知し、上 記負の伝送電線の電流の大きさと第２の基準電流値とを比較し、上記負の伝送電 線の電流の大きさが上記第２の基準電流値より大きいことに応答して第３の障害 信号を供給する段階と、 上記第１、第２、及び第３の障害信号を受信し、上記障害信号に応答して上記制 御モジュール（５０２Ａ、５０２Ｂ、５０２Ｃ）を上記正及び負の伝送電線（６ ０６、６０７、６０８、６０９）から切り離す段階とを具備する方法。