JPH0572640B2

JPH0572640B2 -

Info

Publication number: JPH0572640B2
Application number: JP4738985A
Authority: JP
Inventors: Fumio Hamano; Akira Hasegawa; Takanori Shibata
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-03-12
Filing date: 1985-03-12
Publication date: 1993-10-12
Also published as: JPS61208199A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は、多重信号伝送システムに係り、特
に、自動車などの配線システムの集約化のための
データ伝送システムにおける伝送方式に関する。

〔発明の背景〕

自動車には、各種照明用のランプや各種の機器
駆動用モータ、アクチユエータ、或いは各種のセ
ンサなど数多くの電装品が装着されており、今後
もそれらの数は増加する一方であると考えられて
いる。

しかして、現在のところ、これら自動車の電装
品に対しては、それぞれ個別に配線を施こす、い
わゆるワイヤハーネスによる配線方法が主として
採用されており、このため、電装品の増加に伴な
い、このワイヤハーネスが複雑かつ大規模なもの
となり、コストの増大、重量の増加、設置空間の
減少など種々の問題を生じるようになつてきてい
る。

特に、近年はカーエレクトロニクスの進展によ
り、自動車にもマイクロコンピユータ（マイコン
という）をはじめとする各種の電子機器が多数搭
載されるようになり、このため、ワイヤハーネス
により伝播される信号も、単純なON／OFF信号
だけでなく、複雑なデータも多数存在しており、
このような場合には、ノイズの影響でデータが反
転し、誤動作を生じる可能性も現われる。

そこで、これらの問題を解決するための方法の
一つとして、通信分野では既に確立している多重
信号伝送の技術を自動車に適用し、少ない配線数
で多数の信号を伝送する方法が提案されている。
そして、このような信号伝送システムでは、伝送
路として、軽量で非誘導性の光フアイバが多く用
いられている。

ところで、自動車には、スイツチON／OFFな
どによるデイジタルデータに加えて冷却水温や燃
料残量などのアナログデータも存在する。そこ
で、前記多重信号伝送方式を用いた集約配線シス
テムによるアナログデータの伝送方法の一例を第
２図に示す。

図において、このシステムは、システム全体及
び信号伝送の管理機能を有する中央制御装置１
と、スイツチ、センサ、アクチユエータと接続さ
れ、中央制御装置１で生成した制御データに基づ
いて、電気装置１１１，１１２，１２１，１２
２，１３１を制御するとともに、前記電気装置１
１１，１１２，１２１，１２２，１３１の状態を
中央制御装置１に送信する機能を持つ端末制御装
置１１，１２，１３と多重信号伝送路となる光フ
アイバ２とで構成されている。なお、１２１，１
２２はアナログセンサであり、電気装置１３１は
アナログセンサ１２１に対応している。そして、
アナログセンサ１２１の信号はＡ／Ｄ変換器３で
デイジタルコードに変換され、端末制御装置１２
から中央制御装置１に送信される。

中央制御装置１は、受信したデイジタルコード
を端末制御装置１３に向けて送信し、デイジタル
コードはＡ／Ｄ変換器４でアナログ信号に変換さ
れ、電気装置１３１を制御する。

ところで、端末制御装置１３に着目してみる
と、たとえば、アナログ信号を８ビツトの精度で
伝送する場合には、端末制御装置１３の入出力端
子の中の８本をひとつの電気装置１３１のために
用いることになり、このため、他の電気装置を接
続しようとしても入出力端子が足りなくなつてし
まうという事態が起こり、端末制御装置１３で扱
える入出力点数が少なくなつてしまう。

しかして、点数を多くするためには、端末制御
装置を大規模にし、端子数をふやさなければなら
ず、システムの小型化の障害となる。このこと
は、アナログ入出力の点数が増えるに従つて、一
層明確になつてくる。

一方、自動車には、ターンシグナル、間欠ワイ
パ、各種警報チヤイム（ブザー）など時間の要素
も含む電気装置も多数装着されている。

ところで、ターンシグナルには、一般にバイメ
タル方式が採用されている。これは、そこに流れ
る電流によつて発生する熱によつて接点が開閉す
るものであり、左右に１個ずつ装着されており、
フロントターンシグナル、サイドターンシグナ
ル、リヤターンシグナルが電線で結線されてい
る。このため、集約配線方式を採用しても前部と
後部を結ぶ電線が残つてしまうことになる。

しかして、電線を取り除くために個別にバイメ
タル式のユニツトを装着したのでは、ユニツトが
多数必要となり、不経済であり、小型化が困難に
なる。

また、間欠ワイパに関しては、ワンシヨツトマ
ルチバイブレータを用いて、周期的にパルスを発
生させる方法が多く用いられている。しかしなが
ら、ワンシヨツトマルチバイブレータなどの発振
回路を取り除くことができれば、ワイパモータユ
ニツトを小形化することができる。

さらに、各種警報チヤイムについても既に述べ
たことと同様のことが言える。

ところで、一部の高級車では、時間的な機能を
ユニツト化したタイムコントローラが採用されて
いる。これは、時間に関する項目を集中制御し、
小形軽量、ローコスト、配線の簡略化を目的とし
たもので、専用LSIあるいはマイコンが用いら
れ、間欠ワイパの時間制御、ターンシグナル、各
種警報装置を制御している。

そこで、このような場合でも、配線の合理化の
ために、一般配線系、すなわちヘツドランプの点
滅のようなON／OFF信号のみを対象とする集約
配線システムを搭載すると、自動車内には、この
ほかにエンジン制御システム、タイムコントロー
ルユニツト、デイジタルメータ制御システムなど
マイクロコンピユータを有するシステムが多数存
在し、システム相互間の複雑な配線がそのまま残
つてしまい、集約配線システムを導入する効果が
半減してしまう。このため集約配線システムにタ
イムコントロールユニツトなどの機能をも併わせ
持たせるようにすることは、非常に重要なことで
ある。なお、このような技術としては、例えば特
開昭58−136149号公報や実開昭59−114684号公報
などがある。

〔発明の目的〕

本発明は上記した事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、多重信号伝送方式
による集約配線システムにおいて、アナログ信号
によつて動作する機器の制御やターンシグナル、
間欠ワイパなどのタイミング制御が効率的に行な
え、集約配線システムを含む電装品配線系全体の
小形化、簡略化がより一層得られるようにした制
御方式を提供するにある。

〔発明の概要〕

この目的を達成するため、本発明は、中央制御
装置によるデータ送信の時間間隔を一定に保つた
上で、このデータ送信の回数に意味をもたせ、こ
れにより必要な情報の伝達が得られるようにした
点を特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明による集約配線システムのデータ
伝送方式について、図示の実施例により詳細に説
明する。

第１図は本発明の一実施例を示すブロツク図で
ある。中央制御装置１は高度の判断処理能力を必
要とするため、マイコン５を有している。信号伝
送制御回路６はマイコン５で生成したパラレル制
御データをシリアル制御データに変換して送信す
る働きをし、さらに、受信データに対してはシリ
アル／パラレル変換を行うというシリアルインタ
ーフエースの機能を持つている。

また、中央制御装置１には、この他に端末制御
装置１１，１２，……を選択するためのマルチプ
レクサ７、光信号と電気信号との変換を行う光電
変換器２１，２２，２３などが含まれている。一
方、端末制御装置１１，１２，……には、光電変
換器２４、信号伝送制御回路８等が含まれてい
る。

第３図は、集約配線システムの中で最も重要で
特徴のある信号伝送回路の回路構成を示すブロツ
ク図である。

この信号伝送制御回路は、制御部とインターフ
エース部に大別することができるが、まず、制御
部は、ライン６８の受信データとクロツクを同期
させる同期回路６１と、このクロツクを用いてシ
フトレジスタのシフト動作の制御、割込関係の制
御やデータの伝送誤り制御などを行う制御回路６
２、ライン６７から与えられるアドレスと受信デ
ータ中に含まれる行先を示すアドレスとを比較す
るアドレス比較器６３とで構成されている。次
に、インターフエース部は、シリアル／パラレル
変換を行うシフトレジスタ６４、シリアル入出力
のＡ／Ｄ変換器３を制御するＡ／Ｄ変換器制御回
路６５、ライン６７のアドレス入力により入出力
方向が変化し、デイジタル装置１１３〜１１５と
接続するI10バツフア６６で構成されている。

まず、ライン６８にデータが受信されると、シ
フトレジスタ６４でパラレルデータに変換され
る。受信中には伝送誤りのチエツクが行われ、受
信完了時には、ライン６７のアドレス入力と受信
データ内のアドレスとの比較が行われ、ともに異
常がなければI10バツフア６６にデータが転送さ
れ、外部の電気装置１１３，１１４を制御する。

一方、データ送信時には、Ａ／Ｄ変換器制御回
路６５内のレジスタのアナログデータおよびI10
バツフア６６内のデイジタルデータが、シフトレ
ジスタ６４に転送され、制御回路６２の発生する
シフトクロツクにより、ライン６９から送信され
る。

この信号伝送制御回路は、外部から与えられる
４ビツトのアドレスにより３通りのインターフエ
ースモードでの動作が可能であり、このことを示
しているのが第４図である。

まず、アドレスが“0000”の場合にはマイコン
と接続可能なインターフエースモードとなり、従
つて、このときには信号伝送制御回路６となる。
すなわち、14本の入出力端子I10₀〜I10₁₃の中の８
本のデータバスと接続し、他の６本がマイコンと
の間での制御信号の入出力端子となる。

次に、アドレスが“0001”〜“1101”の場合に
は、デイジタル入出力機器、すなわち、ランプ、
モータ、スイツチなどと接続可能なインターフエ
ースモードとなり、従つて、このときには信号伝
送制御回路８として使用することができる。

さらに、アドレスが“1110”および“1111”の
場合には、入出力端子の中の４本がＡ／Ｄ変換器
制御用端子となり、シリアル入出力形のＡ／Ｄ変
換器を接続して、水温センサなどのアナログデー
タもデイジタルコードに変換して伝送できるイン
ターフエースモードとなる。

第５図は、端末制御装置内で使われた場合の信
号伝送制御回路の状態遷移図である。リセツトが
かかると、アイドル状態になり、データを受信す
るのを待つている。データ先頭のスタートビツト
を受信すると、受信状態に移り、受信データ
RXD，RXDを受信しながら伝送誤りとアドレス
のチエツクを行う。エラーがあれば、アイドル状
態に戻つて再び受信待ちとなる。エラーがなけれ
ば、ゼロ送信状態に移り、反転二連送誤り検出に
必要なビツト数の“０”を送信する。この後に、
送信状態で送信データTXD，TXDを送信し、１
回の伝送が終了する。

第６図は、第５図に対応する伝送フレームを示
したものである。

第７図は、中央制御装置内で使用された場合の
信号伝送制御回路の状態遷移図である。まずリセ
ツトがかかりアイドル状態にある。このモードで
は、マイコンが、信号伝送制御回路内のシフトレ
ジスタにデータを書き込むと送信を開始するよう
になつている。アイドルからゼロ送信、送信へ遷
移し、データを送信した後、アイドルに戻り、
今、送信したデータに対する返信データの受信を
待つている。データが戻つてくると受信状態に移
り、データ中にエラーがなければ割込フラグをた
て、マイコンに割込要求する。なお、割込要求を
マスクすることもできる。この後、アイドルに戻
り、１回の伝送が終了する。

なお、このような信号伝送制御回路について
は、特開昭59−167151号公報に開示されている。

以上、説明してきた中央制御装置と端末制御装
置を有する集約配線システムは、中央制御装置が
送信したデータに対して端末制御装置がデータを
返信するものであつて、端末制御装置が積極的に
伝送を開始することはない。

次に、本発明の実施例の動作について説明す
る。

第８図はアナログ出力機器のデユーテイ制御、
間欠ワイパやターンシグナルなどのタイミング制
御を含む本発明の一実施例におけるメインルーチ
ン及びタイマ割込ルーチンのフローチヤートであ
る。

まず、メインルーチンでは、受信データをもと
に送信データの作成、アナログデータの取込み、
間欠ワイパ・ターンシグナルの制御を行い、タイ
マ割込ルーチンでは、受信データの取込みとデー
タ送信を行つている。このとき、タイマ割込みの
間隔を第６図で説明した１伝送フレーム以上の時
間、例えば1m秒にセツトしておき、これにより
送信したデータに応答して返送されてくるデータ
を確実に受信できるようにすると共に、送信間隔
が一定に保たれている点を利用し、送信回数の計
数によりタイマ機能を得るようにもしている。

第９図は、メインルーチン内でのSCANルーチ
ン、第１０図は同じくアナログデータの取込ルー
チン、そして第１１図はワイパ・ターンシグナル
のタイミング制御ルーチンのフローチヤートであ
る。

SCANルーチンは伝送の相手を指定する働きを
しているが、その他に、アナログデータを取込む
タイミングやワイパなどの制御のタイミングを決
定するためのタイマの機能も有している。なお、
この第９図のSCANルーチン内でのADCNTは、
第１０図のアナログデータの取込のフローを実行
する際に使われるカウンタであり、TMFLGは第
１１図のタイミング制御のフローを実行する際に
使われるフラグである。なお、このADCNTの設
定値によつて、アナログデータのサンプリング周
期を変えることができるから、燃料レベルセンサ
などのように急激に変化しないものであれば、こ
のADCNTを大きくしておいても良い。ところが
ワイパやターンシグナルは人間がスイツチを
ON／OFFするため、応答性が要求される。この
ため、タイミング制御ルーチンは伝送が１巡する
毎に実行されるようになつているのである。

ところで、燃料レベルセンサのようなアナログ
データでは、そのデータ値にばらつきがある。そ
こで、第１０図のアナログデータの取込みでは
Ａ／Ｄ変換結果の平均値をとつてからアナログ出
力機器の制御に必要なデユーテイを求めるように
なつている。

第１１図はタイミング制御のフローチヤートで
あり、間欠ワイパの間欠時間の制御とターンシグ
ナルの点滅時間の制御を行つている。ここで、タ
ーンシグナルの点滅時間をカウントしているのが
カウンタWINKERであり、タイミング制御のフ
ローを実行する毎に、すなわち、伝送が１巡する
毎にデクリメントされる。そして、ターンシグナ
ルスイツチがOFFの場合にはターンシグナルを
消灯する制御を行ない、一方、ターンシグナルス
イツチがONの場合には、WINKERの値に応じ
て次の２通りの制御を行う。まず、WINKER≠
０の場合にはターンシグナル出力の現状を維持す
るが、他方、WINKER＝０の場合にはターンシ
グナル出力を反転し、WINKERに初期データを
セツトする。このようにすれば、ターンシグナル
スイツチをONすることによりWINKERにセツ
トした値で決まる間隔で点滅が得られ、スイツチ
をOFFにすれば、消灯する。

間欠ワイパの制御では、ワイパモータの動作時
間と停止時間のカウンタにWIPERを用いており、
このWIPERは伝送が１巡する毎にデクリメント
される。そして間欠ワイパ制御出力は端末制御装
置の出力端子から間欠パルスとして出力され、間
欠パルスが１のときにワイパが動作し、０のとき
には停止する。なお、ここでは、間欠ワイパの停
止状態と動作状態とを区別するためにフラグを用
いており、最初、このフラグはクリアされてい
る。このときWIPER＝０が条件になつているか
ら、間欠ワイパスイツチがONになると、間欠パ
ルスを反転させて１にし、ワイパを動作させる。
フラグはクリアされているから、フラグをセツト
し、WIPERにワイパが１往復するために必要な
時間に対応した値をセツトする。間欠ワイパスイ
ツチがONのままであれば、WIPERの値がデク
リメントされ、０になると間欠パルスを０にして
ワイパを停止させる。このとき、フラグはセツト
されているからそれをクリアし、WIPERにワイ
パを停止させておく間欠時間に対応した値をセツ
トする。間欠ワイパスイツチがOFFになると、
間欠パルスを０にしてワイパを停止させ、フラグ
をクリアにする。

そこで、間欠時間調節用のボリユームを設け、
それをＡ／Ｄ変換器に接続し、第１０図のアナロ
グデータの取込ルーチンでデイジタルコードとし
てデータを取込めば、間欠時間を無段階できめ細
かに調節することができる。

従つて、この第１１図の制御方式を用いれば、
スイツチ側も負荷側も入出力端子に接続するだけ
でよく、他に発振器などの外部回路を全く必要と
せずにワイパの間欠制御が得られるという特徴が
ある。

なお、ここで、カウンタWINKER及び
WIPERは負の値をとらないものとする。従つて、
これらが０に設定されたときでも次のようにな
る。

WINKER−１→WINKER＝０ WIPER−１→WIPER＝０第１２図は、燃料計や水温計などのアナログ出
力機器に対する制御方式の一実施例を示すフロー
チヤートである。ここで採用されている制御方式
は一定の周期のパルスを用い、そのパルス幅を変
化させるというデユーテイ制御方式である。

まず、DTYはパルス幅をカウントするカウン
タで、DTY１００は、パルスの周期をカウント
するカウンタであり、このうち、DTYには第１
０図で得られるデユーテイデータがセツトされ、
DTY１００には前もつて定めておいたデユーテ
イ比100％のデータがセツトされる。

第１３図はデユーテイデータが２で100％デユ
ーテイデータが10の場合の出力パルスを示したも
ので、以下、この第１３図を例にして第１２図の
フローを説明する。まず、DTY＝０、DTY１０
０＝０になつたあと、DTYに２を、そしてDTY
１００に10をそれぞれセツトし、ついで出力パル
スを１にする。なお、このフローは伝送が１巡す
る毎に実行されるので、等間隔で実行される。こ
うして、そのあとはDTY＝０になるまでDTYと
DTY１００はデクリメントされてゆき、この間、
出力パルスは１のままである。やがて、DTY＝
０、DTY１００＝８になると、DTY１００が０
かどうかを判断し、このときにはDTY１００は
８であるから、今度はDTY１００だけをデクリ
メントしてゆき、この間は出力パルスを０にす
る。

こうして、DTY＝０になつたあとDTY１００
＝０になつたなら、再びDTYに２、DTY１００
に10をセツトし、同じ動作を繰り返す。この結
果、得られる出力パルスは第１３図に示すよう
に、デユーテイ比が約27％のパルス波形が得ら
れ、これの平均値がアナログ出力値としてアナロ
グ出力機器に与えられることになる。

なお、この例では、DTY１００の設定値が10
なのであまりダイナミツクレンジは広くないが、
この設定値を大きく定めれば、それだけ広いダイ
ナミツクレンジを得ることができるのはいうまで
もない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、周期的
に行なわれるデータ伝送のひん度を一定に保ち、
その回数によつて伝送すべき情報を表わすように
したから、本来はデイジタルデータ用のチヤンネ
ル１回線でアナログデータを伝送させたり、タイ
ミング制御に利用したりすることができ、アナロ
グデータの効率的な伝送が可能で集約配線システ
ムの小形化、ローコスト化に役立ち、かつタイミ
ング制御に必要な外部機器が不要で、自動車内で
の電装品制御のための配線システム全体の小形
化、軽量化が可能なデータ伝送方式を容易に提供
することができる。

【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デー
タ伝送方式が適用されたシステムのブロツク図、
第２図は集約配線システムでアナログデータの伝
送を行なうようにした場合の従来例を示すブロツ
ク図、第３図は信号伝送制御回路の一例を示すブ
ロツク図、第４図は信号伝送制御回路のインター
フエースモードの説明図、第５図は端末制御装置
における信号伝送制御回路の状態遷移図、第６図
はデータフレームの説明図、第７図は中央制御装
置における信号伝送制御装置の状態遷移図、第８
図は本発明の一実施例におけるメインルーチンと
タイマ割込ルーチンのフローチヤート、第９図は
タイマ割込ルーチンにおけるSCANルーチンのフ
ローチヤート、第１０図はメインルーチンにおけ
るアナログデータの取込ルーチンのフローチヤー
ト、第１１図はメインルーチンにおけるタイミン
グ制御ルーチンのフローチヤート、第１２図は
SCANルーチンにおけるアナログ出力機器の制御
ルーチンのフローチヤート、第１３図はアナログ
出力機器に対する出力パルスの波形図である。１……中央制御装置、２……光フアイバ、３…
…Ａ／Ｄ変換器、４……Ｄ／Ａ変換器、５……マ
イクロコンピユータ、６，８……信号伝送制御回
路、７……マルチプレクサ、１１，１２，１３…
…端末制御装置、２１，２２，２３，２４……光
電変換器、１２１〜１２６……アナログセンサ、
１１１〜１１５……デイジタル入出力機器、１３
１……アナログ出力機器、６１……同期回路、６
２……制御回路、６３……アドレス比較器、６４
……シフトレジスタ、６５……Ａ／Ｄ変換器制御
回路、６６……Ｉ／Ｏバツフア、６７……アドレ
スライン、６８……受信ライン、６９……送信ラ
イン。

Claims

【特許請求の範囲】１中央制御装置と、これに対して多重信号伝送
路を介して結合された少くとも１個の端末制御装
置とを備え、上記中央制御装置から送信されたデ
ータの受信を条件として上記端末制御装置による
データ送信が行なわれる方式の集約配線システム
において、上記中央制御装置によるデータ送信の
ひん度を一定に保つ制御手段を設け、上記中央制
御装置から端末制御装置へ伝送すべき情報をデー
タ送信回数によつて表現するように構成したこと
を特徴とする集約配線システムのデータ伝送方
式。２特許請求の範囲第１項において、上記伝送す
べき情報が、パルス幅デユーテイによるアナログ
データであることを特徴とする集約配線システム
のデータ伝送方式。３特許請求の範囲第１項において、上記伝送す
べき情報が、周期的なオン・オフ制御信号である
ことを特徴とする集約配線システムのデータ伝送
方式。