JPH0720105B2 - 多重通信システムにおける作動状態判定方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、例えば、車両に搭載される多重通信システ
ムに用いて好適な多重通信システムにおける作動状態判
定方法に関する。

「従来の技術」 車両に搭載される送信システムあるいは受信システムと
しては、構成が簡単で軽量であることが望ましい。そこ
で、１本の通信線により複数のノードが送受信し得る多
重通信方式が開発されている。第３図は、この多重通信
方式を採用した送受信システムの構成を示すブロック図
である。

この図に示す１は、車両に搭載されるオーディオユニッ
ト（ノード）、２は車両調整を行うエアサスペンション
ユニット（ノード）であり、3,4は各々上記各ユニット
を制御するためのラジオスイッチユニット（ノード）お
よびエアサスペンションスイッチユニット（ノード）で
ある。このラジオスイッチユニット３およびエアサスペ
ンションスイッチユニット４は、運転者が操作するもの
である。また、５は同乗者が操作するためのラジオスイ
ッチユニットであり、６はオーディオユニット１とエア
サスペンションユニット２の作動状態を表示する表示ユ
ニット（ノード）である。

前述した各ユニット１〜６の入出力端は、各々１本のデ
ータライン10に接続されており、このデータライン10の
みを介してデータの授受を行うようになっている。ま
た、上記説明から判るように、各ユニットはLAN（Local
Area Network）を構成している。

次に、1b〜6bは、各々ユニット１〜６のデータの授受を
制御する通信制御部であり、個々にマイクロコンピュー
タを内蔵している。この場合、通信制御部1bの出力端1c
は、第４図に示すようにトランジスタTrのベースに抵抗
器を介して接続されている。トランジスタTrは、コレク
タが正電源端（電圧Vcc）に接続されるとともに、入出
力端1aを介してデータライン10に接続されており、ま
た、エミッタが接地されている。また、通信制御部1bの
入力端1dは、直接入出力端1aに接続されている。そし
て、各ユニット２〜６内の通信制御部2a〜6aは各々上述
した通信制御部1bと同様の構成となっている。

ここで、データライン10の特性について説明すると、こ
のデータライン10は、各ユニット１〜６の入出力端にお
いてトランジスタのコレクタに接続されているから、い
づれかのトランジスタTrが１個でもオンになれば、他の
トランジスタTrの状態にかかわらず、強制的に接地レベ
ル（低レベル）となる。すなわち、データライン10は、
低レベル側優先に構成にされており、各ユニット１〜６
のいづれかが低レベル信号を出力しているときは、他の
ユニットは高レベルの信号を出力し得ない構成となって
いる。

次に、各ユニット１〜６におけるデータの授受について
説明する。

ユニット１〜６から出力される信号は、第５図に示すよ
うな調歩同期式信号であり、低レベルのスタート信号ST
R（１または5.5ビット）、高レベルのスタートビット
Ｓ、データ部Ｂ（８ビット）、パリティビット、および
高レベルのエンド信号とからなっており、スタートビッ
ト、データビットＢ、およびパリティビットは、各々前
半の0.5ビットがそのビットの内容（図面Ｓ又はＤ参
照）を表し、後半の0.5ビットが当該ビット内容を反転
したレベルのギャップＧとなっている。このようにギャ
ップＧを設けたのは、１つにはデータライン10の使用状
態の検出を容易に行うためである。すなわち、上述した
信号の形態によれば、第５図示すように、信号が出力さ
れているときは、少なくとも0.5ビットを超える期間に
おいては、必ず低レベルになる。したがって、0.5ビッ
トを超える期間（例えば１ビット）にわたってラインの
状態が低レベルであるか否かを検出すれば、データライ
ン10が使用中であるか否かを知ることができる。

また、オーディオユニット１、エアサスペンションユニ
ット２と表示ユニット６との間のデータ転送は、第３図
に示すように１方向のデータ転送であり、非同期の送信
が行なわれるようになっている。この非同期送信におけ
る送信データの形態は、第６図（ａ）に示すようになっ
ている。この図に示すデータD₁は、受信ユニットアドレ
ス（すなわち、表示ユニットアドレス６のアドレス）と
送信ユニットアドレスから成るアドレスデータであり、
また、データD₂以降は、表示に用いられる各種のデータ
である。この場合、データD₁のスタート信号STRは5.5ビ
ット（以下STR1という）に設定され、データD₂、D₃……
のスタート信号STRは１ビット（以下STR2という）に設
定されている。したがって、表示ユニット６はスタート
信号がSTR1であるかSTR2であるかを判定することによ
り、受信したデータがアドレスデータか表示用データで
あるかを知ることができる。

次に、オーディオユニット１とラジオスイッチユニット
3,5とは各々マスタとスレイブの関係になっており、同
様にエアサスペンションユニット２とエアサスペンショ
ンスイッチ４との関係もマスタとスレイブの関係になっ
ている。そして、マストとスレイブの間におけるデータ
の授受は、まず、マスタ側が第６図（ｂ）に示すデータ
要求信号を出力し、次いで、スレイブ側がマスタ側の制
御の下に同図（ｃ）に示すデータ返信信号を出力するよ
うになっている。第３図に示す双方向の矢印は、上記デ
ータの授受の方向を示している。この場合のデータ要求
信号は、第６図（ｂ）に示すようにデータD₁のみの信号
であり、このデータD₁は同図（ａ）に示すデータD₁と同
様の信号である。また、データ返信信号は、同図（ｃ）
に示すように、データ成分のみデータから成っており、
この図に示すデータD₁,D₂……は同図（ａ）に示すデー
タD₂,D₃……と同様のデータである。

次に、上記システムにおいて、２以上のユニットが競合
して送信を開始した場合のデータ衝突回避の動作につい
て説明する。

今、第７図に示すように、マスタ側であるオーディオユ
ニット１およびエアサスペンションユニット２が同時に
に送信を開始したとする。この場合の送信信号は、第６
図（ａ）、（ｂ）に示すいづれの信号であるから、スタ
ート信号、スタートビットの後に続いて受信ユニットの
アドレスデータが送出される。そして、時刻t₀に至るま
では、オーディオユニット１とエアサスペンションユニ
ット２とのデータが同一で、時刻t₀以降においてこれら
のデータが異なったとする。

この場合、時刻t₀以前においては、データライン10のレ
ベルと各ユニット1,2の出力信号のレベルとは等しい
が、時刻t₀においては、エアサスペンションユニット２
の出力信号のレベルはデータライン10のレベルと異なっ
てしまう。これは、前述のように、データライン10が低
レベル側優先に構成されているからであり、時刻t₀にお
けるオーディオユニット１の低レベル信号が優先される
からである。そして、エアサスペンションユニット２に
おいては、出力信号のレベルとデータライン10のレベル
の違いが検出された時に、データの衝突が発生したと判
定するようにしており、この結果、時刻t₀において衝突
が検出され、以後エアサスペンションユニット２は送信
を中断する。そして、オーディオユニット１のみが送信
を継続し、衝突の回避がなされる。なお、オーディオユ
ニット１の衝突検出も上記と全く同様にして行なわれ
る。従来のシステムにおいては、上述のようにしてデー
タ衝突の回避が行なわれ、この結果、１本の通信線によ
って複数のユニット間のデータの授受を行うことができ
るようになっている。

また、上記システムにおいては、表示すべきデータに変
更が生じた場合や、スイッチの操作状態に変化があった
場合にのみデータの送信を行うようにしており、データ
の変更を要さない場合はデータ送信を行わないようにし
ている。この結果、データライン10には必要なデータの
みが送出されてその利用効率が高くなるとともに、デー
タ送りの要求が生じてからデータライン10上に送出され
るまで時間が短くなるという利点が得られた。

「発明が解決しようとする問題点」 ところで、上述した従来のシステムにおいては、データ
ライン10上にデータが送出されない場合に、送信すべき
データがないために送信が行なわれないのか、あるい
は、送信を行うべきノードの送信機能が停止しているた
めにデータが送信されないのかの区別がつかず作動状態
が把握できないという問題があった。

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、ノ
ードの作動状態を監視してその情況を把握することがで
きる多重通信システムにおける作動状態判定方法を提供
することを目的としている。

「問題点を解決するための手段」 この発明は、上記問題点を解決するために、送受信機能
を有する複数のノードの入出力端が各々１本の通信線で
接続されるとともに、前記各ノードが時分割多重送信を
行うように構成された多重通信システムにおいて、前記
各ノードは所定の周期毎にデータ送信を行うとともに、
送信を行わないタイミングにおいては前記通信線上のデ
ータをモニタして送信が行なわれなかったノードを前記
所定の周期毎に相互に検出し、１回または複数回連続し
て送信されないノードがあった場合は当該ノードの通信
機能が停止していると判定する。また、この発明は、非
同期送信を行う場合において、前記各ノードは、データ
に変化のないときには同一のデータを返信データとして
所定周期毎に再送出する。また、同期送信を行う場合に
おいて、前記各ノードは、データ要求信号のないときに
は前回と同様のデータを所定周期毎に送出することを特
徴とする。

「作用」 各ノードが送信を行わないタイミングにおいて他のノー
ドの送信状態を検出するから、システム内のノードが相
互に他を監視する。

「実施例」 以下、図面を参照してこの発明の実施例について説明す
るが、ここでは、この発明の一実施例として第３図〜第
７図に示す多重通信システムに同発明を適用した場合の
実施例について説明する。

始めに、この実施例の概要について説明する。

まず、各ユニトは、非同期送信の場合は第２図（イ）に
示すように所定周期Ｔ毎に送信を繰り返し、また、同期
送信の場合は同図（ロ）に示すように、所定周期Ｔ毎に
返信データを送出するようにする。この場合、非同期送
信にあっては、データに変化がない場合は同一のデータ
を再送信し、データに変化があれば新たなデータを送信
するようになっており、また、同期送信にあっては、デ
ータ要求信号が無いときは、前回送出したデータと同様
のデータを送出し、データ要求信号がある場合は現時点
における新たなデータを送出するようになっている。ま
た、上記周期Ｔは各ユニットの１回の送信時間に比べて
充分に長く設定されており、全ユニットの送受信は周期
Ｔ以内にすべて完了し得るようになっている（図では説
明のためにデータ部分を長く表示している）。

また、各ユニットはデータの送信を行っていないタイミ
ングにおいて、データライン10上の信号をモニタし、第
１図のフローチャートに示す監視動作を行う。以下、第
１図に基づいてこの実施例の監視動作について説明す
る。

まず、ステップSP1においては、通信制御部1b〜6b（第
３図参照）内に設けられているマイクロコンピュータ内
のタイマをクリアする。このタイマは、上述した送信周
期Ｔを計時するものである。次に、ステップSP2に移
り、データライン10上に信号が送出された否かを判定す
る。そして、データライン10上に何の信号も送出されて
いなければ、この判定は「NO」となって処理はステップ
ST5へ移り、ここでタイマが周期Ｔを計時し終えたかど
うかを判定され、計時し終えてなければステップSP5の
判定が「NO」となって、ステップSP2へ戻る。

一方、ステップSP2における判定が「YES」であれば、ス
テップSP3へ移り、このステップSP3においてデータライ
ン10上のデータを読み込む。そして、この読み込んだデ
ータから送信ユニットを識別し、次いでステップSP4に
移り、当該ユニットに対応して設けられているデータ受
信フラグをセットする。このステップSP4の処理が終了
すると、ステップSP5に移り、タイマが周期Ｔを計時し
終えたかどうかを判定する。この判定が「NO」であれ
ば、ステップSP2に戻り、上記処理を再度実行する。

次に、タイマが周期Ｔを計時し終えてステップSP5の判
定が「YES」となると、処理はステップSP6へ移り、デー
タ受信フラグがセットされていない状態が所定回数以上
連続したかどうかの判定を行う。このステップSP6の判
定は、ステップSP3の受信動作において認識した各ユニ
ット毎に行なわれ、「YES」と判定されたユニットにつ
いては、ステップSP8において故障発生と判定し、その
後にステップSP9において故障の表示を行う。一方、ス
テップSP6において「NO」と判定されたユニットについ
ては、ステップSP7において該当するユニットの受信フ
ラグをリセットし、再びステップSP1に戻って上記動作
を繰り返す。

上記動作において、受信フラグが非セット状態となるの
は、周期Ｔの間に該当するユニットが送信を行わなかっ
た場合であり、以下に述べる２つの場合がある。１つは
当該当ユニットの送信機能が故障している場合であり、
他の１つは、当該ユニットが周期Ｔ後に送信を行おうと
した際に、他のユニットが送信中であった場合である。
すなわち、他のユニットが送信中であると、当該ユニッ
トは送信待機状態となり、前記送信中のユニットが送信
を終えた後に初めて送信を開始するので、データ送出間
隔が周期Ｔより長くなってしまう場合である。しかし、
この場合は監視を行うユニットが再度ステップSP2を実
行した際に、「YES」と判定されるから、この時にステ
ップSP3,4を経てデータ受信フラグがセットされる。し
たがって、ユニットに故障がなければ、データ受信フラ
グの非セット状態が連続して検出されることはない。そ
して、上述したステップSP6の判定は、ユニットが故障
しているカ否かの判断処理であり、データ受信フラグの
非セット状態が予め設定した回数以上継続した場合に
は、マイクロコンピュータの処理をステップSP8へ移行
させて故障判定行わせるようになっている。

したがって、例えば所定回数を２回に設定した場合は、
非同期送信および同期送信の双方の場合において、第２
図（ハ）に示すタイミングt1に当該ユニットの送信機能
が停止していると判定される。

なお、第１図に示すフローチャートにおいては、ステッ
プSP6の判定後に、ステップSP8,9の処理とステップSP7
の処理とに別れるが、実際のマイクロコンピュータの動
作は、これらの処理を時分割的に行うようになってい
る。例えば、ステップSP6において「NO」と判定される
ユニットがあった場合は、まず、そのユニットについて
ステップSP8,9の処理を行い、次いで、「YES」と判定さ
れたユニットについてステップSP7以降の処理を行うよ
うにする。

また、この実施例においては、ステップSP6において、
データ受信フラグの非セット状態が所定回数以上連続し
たかどうかを判定したが、送信が競合しないように構成
されたシステムにこの発明を適用する場合は、非セット
状態が１回でも検出された場合に直ちに故障と判定する
ようにしてもよい。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、送受信機能を
有する複数のノードの入出力端が各々１本の通信線で接
続されるとともに、前記各ノードが時分割多重送信を行
うように構成された多重通信システムにおいて、前記各
ノードは所定の周期毎にデータ送信を行うとともに、送
信を行わないタイミングにおいては前記通信線上のデー
タをモニタして前記所定の周期内に送信が行なわれなか
ったノードを相互に検出し、１回または複数回連続して
送信が検出されないノードがあった場合は当該ノードの
送信機能が停止していると判定するようにしたので、デ
ータ送信における各ノードの従属関係のある無しに係わ
らず、送信を行わないノードが他のノードを相互に監視
し、これによって、システムの構成をなんら変えること
なく各ノードの作動状態を正確に把握することができ
る。また、通常のデータ送出動作の中で各ノードの状態
が確認できるので、各ノードは通信線を効率よく使用し
て多重通信を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例における送信信号を示す波
形図、第２図は同実施例における衝突検出後の送信中止
処理を説明するための波形図、第３図は車両に搭載され
る多重通信システムの構成を示すブロック図、第４図は
第１図に示すシステムのデータライン10の構成を示す回
路図、第５図は同システムにおける出力信号を示す波形
図、第６図は同システムにおける送信データの態様を示
す概念図、第７図は従来の優先順位設定方法を用いた場
合の送信中断処理を説明するための波形図である。 １〜６……ユニット（ノード）、1a〜6a……入出力端、
1b〜6b……通信制御部、10……データライン、STR……
スタート信号。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】送受信機能を有する複数のノードの入出力
   端が各々１本の通信線で接続されるとともに、前記各ノ
   ードが時分割多重送信を行うように構成された多重通信
   システムにおいて、 前記各ノードは所定の周期毎にデータ送信を行うととも
   に、送信を行わないタイミングにおいては前記通信線上
   のデータをモニタして送信が行われなかったノードを前
   記所定の周期毎に相互に検出し、１回または複数回連続
   して送信が検出されないノードがあった場合は当該ノー
   ドの送信機能が停止していると判定することを特徴とす
   る多重通信システムにおける作動状態判定方法。
2. 【請求項２】非同期送信を行う場合において、前記各ノ
   ードは、データに変化のないときには同一のデータを返
   信データとして所定周期毎に再送出することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の多重通信システムにおけ
   る作動状態判定方法。
3. 【請求項３】同期送信を行う場合において、前記各ノー
   ドは、データ要求信号のないときには前回と同様のデー
   タを所定周期毎に送出することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の多重通信システムにおける作動状態判
   定方法。