JPH0761073B2 - バス・システムを使用した車両用多重データ伝送システム - Google Patents

バス・システムを使用した車両用多重データ伝送システム

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JPH0761073B2
JPH0761073B2 JP61222252A JP22225286A JPH0761073B2 JP H0761073 B2 JPH0761073 B2 JP H0761073B2 JP 61222252 A JP61222252 A JP 61222252A JP 22225286 A JP22225286 A JP 22225286A JP H0761073 B2 JPH0761073 B2 JP H0761073B2
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シュルク ハンス・エバーハルト
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バイエリツシエ モ−ト−レン ウエルケ アクチエンゲゼルシヤフト
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明はバス・システムを使用した車両用多重データ伝
送システムに関するものである。
従来技術 車両用データバスシステムは車両にとっては益々重要に
なる。その理由は絶えず増大する数の高自動化され、複
雑化され、費用のかかる、互いに連結しすなわちデータ
を交換する部分システム（Teilsystem）であるからであ
る。例えば自動車においては、このような部分システム
はエンジンのデジタル・エレクトロニクスの下で、電子
的液圧的変速装置制御及びアンチスキッドシステムが公
知である。これらの部分システムの各々は、接続されて
いるセンサ又は切換手段の出力信号に基づいて得られる
データを送ることができ、そして自身の作動のために他
の部分システムからのデータを必要とする。
すでにデータバスシステムは多種多様の実施で知られて
いる。その際データバスへの部分システムのアクセス
（Eingriff）の制御、すなわちどのアクセス方法（Eing
riffsverfahren）とどのバスコントロールを使用するか
の問題がある。アクセス方法は例えばコントロールされ
るか偶然（zufllig）である。コントロールされるア
クセス方法ではデータバスへの部分システムのアクセス
の上位に置かれた制御により設定される。偶然のアクセ
ス方法（CSMA＝キャリヤーセンス マルチプル アクセ
スCarrier Sense Multiple Access）では送信を行なお
うとする作用ユニット（関与部材）は、その瞬間に他の
作用ユニットが通信しているかどうかを確定するために
バスをモニターする。他の作用ユニットが通信していな
ければメッセージの伝達を開始する。このアクセス方法
はコントロールされるアクセス方法に対して、制御経費
が僅かであるという利点を有する。しかし他方複数の作
用ユニット（以下，関与部材という）が「同時に」（信
号経過時間内）データバスを聞き出すとき、多くの関与
部材の故意でない同時の送信となることができる。送信
が確実であり、情報が正しく受けとられるように、各情
報は受信器により受け取りの確認をされなければならな
い。
２つの送信器の衝突を避けるため、データバスシステム
を変えることが公知である。この名称CSMA/CD（CD＝衝
突保護）で知られる方法では２つの送信器の重畳は各送
信器に対応する検波器によって認識される。アクセス紛
糾は夫々の送信器で違っている再検査時間間隔により取
り除かれる。偶然のアクセス方法は従ってその信頼でき
る作用態様に制御経費を必要とする。コントロールされ
るアクセス方法に対し、偶然アクセス方法は関与部材の
数に無関係に作用するという利点を有し、一方コントロ
ールされたアクセス方法では関与部材数とそのアクセス
順序が設定されなければならない。
目的 本発明は、複数の作用ユニットが共通のデータバスを介
して相互に通信する車両用多重データ伝送システムにお
いて、複数の作用ユニットの数に無関係に且つ確実にデ
ータを伝送することのできるシステムを低コストに提供
することを課題としている。
構成、作用及び効果 本発明はこの課題を特許請求の範囲第１項の構成により
解決した。
本発明では、個々の関与部材の供給すべきもしくは必要
とするデータの送信及び受信のためのデータバスへのア
クセスは互いに独立している。必要とするデータの受信
は常に可能であり、データバスに与えられるデータの識
別符号によってのみ保証されている。データの送信は夫
々のデータに関与するステーション（個別制御手段）を
通して、送信するステーションのためのこのデータの受
信器が必然的に知られていなければならない時に、その
限りではコントロールされずに行われる。送信器に関し
ては、各ステーションが順次そのデータを送信し、ステ
ーション自身は順次データバスに接続されるとき、その
限りではコントロールが行われる。前記CSMA/CD方法に
類似してデータバスはモジュール性（Modularitｔ）
を有する。関与部材の故障又は関与部材のその他の欠陥
は関与部材の増加又は交換と同じように重大である。
このような開いたシステムの制御費用は僅かである。制
御費用はほぼ、データをデータバスに送信するために個
々に関与部材のシリーズを制御することにのみある。し
たがって「トークンパッシング（token passing）とい
う名称で知られており、関与部材から関与部材への送信
権限が次々に渡されるデータバスシステムに対し、関与
部材の故障の場合の安全装置が回避されることができ
る。このような安全措置は例えばDE3222570 A1から公知
であり、そこでは各関与部材は順次先行する送信器の送
信稼働のみならずこの送信器に先行する送信器の送信稼
働を監視する。
中央制御が大きな送信優先順位をもつステーションによ
り行われるときに別に改良が生じる。したがって上位に
おかれた制御ユニットによる制御に対し、構造部材での
費用の低減を生じる。その上制御ユニットの故障の際送
信稼働はそのとき最大の送信優先順位をもつステーショ
ンにより制御され、それにより安全な送信稼働が保持さ
れることができるということにより確保されることがで
きる。
データバスシステムの別の改良は、ステーションがその
データテレグラムを可変長で送信するときに生じ、その
可変長は送信すべきデータの数及びその長さにより定め
られる。このようなデータバスシステムにおいてデータ
バスはデータの交換が実際に必要となる範囲内でのみ敷
かれる。それにより各ステーションがそのデータを送る
頻度が夫々のデータに応じて別々に選ぶ可能性が生じ
る。１つのステーションはしばしば別々に変わるデータ
を処理出来ると、ステーションはそのデータテレグラム
ではほとんどの場に頻繁に変わるデータのみを送信する
ことができ、一方めったに変わらないデータは非常に少
ないデータテレグラムにのみ含まれている。このステー
ションがそのデータを送信する頻度は例えばデータの変
化速度により自然定められることができる。
このようなデータバスシステムは、データは大抵、再生
産できない時点にファイル（abiegen）され、もしくは
更新される。この場合ステーションがこのデータを付属
した関与部材と共にステーションがデータを送信するた
めデータバスに接続されるかもしくはデータがデータバ
スに送信される頻度には無関係に変換するとき有利とな
る可能性がある。この予備データ（Ersatzwerte）が現
今のデータが現れない場合に現今のデータの代わりに使
用されることは単に適当するもしくはステーションに存
在する予備値（Ersatzdaten）によってのみ確保される
べきである。
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図のデータバスシステムは基本的には１つのデータ
バス１と多数の関与部材からなり、関与部材のうちの３
つの関与部材を符号２〜４で示している。関与部材は例
えば自動車の指示装置又は運転制御装置のための制御機
器である。このため例えば電子的エンジン出力制御器
（EML）と、電子的変速制御器（EH）と、アンチスキッ
ドシステム（ABS）がある。関与部材２〜４の夫々は関
連するステーション５〜７を介してデータバス１と連結
されている。ステーション５〜７はデータの交換の形で
経過するデータバス１のデータ通信を制御する。
センサ，スイッチ等（図示せず）からの入力信号に基づ
いて得られたデータを有しており、他方では他の関与部
材の１つ又は複数において存在するデータを必要とす
る。このための例として、車輪回転数の瞬間値を示す。
この瞬間値は例えば関与部材４において提示されてお
り、関与部材２と３にとって重要である。関与部材２と
３はこの問題のデータを、すなわち車輪回転数の値をデ
ータバス１を経て関与部材４から以下に詳しく説明する
方法で得る。他方関与部材４はデータバスの別の関与部
材の夫々又は少なくとも１つの部分から、図に示す場合
関与部材２と３からその運転態様にとって重要であるデ
ータを得る。図示した例では、例えば内燃機関により生
じる回転モーメントであり、その値は関与部材２からの
データとして供給され、そして又有効伝送装置切換手段
であり、その値は関与部材３からのデータとして供給さ
れる。関与部材４は両方のデータから車両の車輪に有効
な回転モーメントの値を得、そしてスリップの場合に車
輪に有効な回転モーメントを適当に減少することができ
る。
データ通信を行うためステーション５〜７の夫々は基本
的に１つの受信部15,16,17と送信部25,26,27からなる。
受信部15,16,17の構造と作動態様は第２図に示されてい
る。受信部の夫々は、基本的にはデータ識別段30と直列
／並列切換部（Serier-/Parallelumsetzer）31と、部分
レジスター32と、分割レジスタである更新（間隔）認識
段33と１組のデータ記憶装置34とからなる。
以下に尚詳細に説明するように、ステーション５〜７か
ら順次データテレグラムがデータバス１に与えられ、そ
のうち関連する制御機器２〜４の夫々から送られるデー
タが順次記入されている。各データは１つの識別符号を
具える。
受信部の機能を説明するため部分レジスタ32に３つのデ
ータが記憶されるべきであり、その識別符号が数字151,
152,153に同じである場合を考慮する。考慮の開始時点
としての１つの任意の時点に、データバス１に１つのデ
ータテレグラムが存在し、該データテレグラムに数字10
1を有するデータが数字114〜116を識別符号として有す
る別のデータと一緒に含まれている。データ識別段30は
このデータテレグラムから数字101を有するデータを認
識し、このデータを直列／並列変換器31を介してこのデ
ータのための部分レジスタ32の記憶装置121に与える。
記憶装置121には数字101を有するデータの実際の値が格
納される。関連する関与部材、例えば関与部材２は数字
101を有する夫々の今のデータの到着とは無関係にこの
データの記憶装置121に存在する値を呼び出し公知の方
法で更に処理する。
データバス１に存在する次のデータテレグラムは例えば
識別符号として数字103と117を有するデータを順次有す
る。データ識別段30は数字103を有するデータを検出
し、このデータをこのデータのための記憶装置123に書
き込む。同じ事が例えば数字102を有するデータが成分
として存在している次のデータテレグラムについても行
われる。このデータは記憶装置122に達する。
そのことから明らかであるように、記憶装置121〜123の
データは確かに絶えず、しかし互いに無関係に更新され
る。更新間隔検知段33によりデータが予め与えられた時
間間隔内で更新されないときに設定される。この場合は
このデータを供給する関与部材のステーションが故障す
るか又はこのデータを必要とするステーションへのこの
データの伝送が阻害されるときに生じる。この場合、予
備データ記憶装置34により予備値が夫々の記憶装置に書
き込まれる。その際、例えば関連する関与部材の緊急運
転が可能である値となる。
更新間隔検知段33が基本的には記憶装置121〜123の入力
導線51〜53にリセット入力Ｒが接続されている時限素子
（タイマ）41〜43からなる。導線51〜53に信号送信が生
じると、夫々の時限素子41〜43がリセットされ、最初か
ら新しくくり返される。時限素子41〜43の経過時間は別
々であり夫々のデータを記憶装置121〜123に更新されな
ければならない時間に同じである。この更新が正しい時
間に生じると、夫々の時限素子41〜43は経過前にリセッ
トされる。しかしこの更新が正しく行われていないと、
時限素子は完全に経過し、予備データ記憶装置34を誘起
し、該データ記憶装置には夫々の予備値が記憶装置121
〜123に渡される。部分レジスタ32にはそれにより適正
時間にすなわち必要とする時間内に更新したデータ又は
予備データ記憶装置34から発する予備データが生じる。
関与部材はデータについてデータ交信とは無関係にデー
タバス１にいつでも指令することが出来る。これに対し
て関与部材は符号61〜63に対応する並列導線によって部
分レジスタ32に接続される。予備値の入力後新しく今の
データが生じると、このデータは再び部分レジスタに達
し、入力値を切換る。
夫々の関与部材から送られるデータの伝送は例えば第３
図により詳しく説明してあるような形で行われる。この
ためステーションの第１図に示された送信部分25,26又
は27が作用する。送信部分は基本的には関与部材検出段
35と、基本的に並列／直列切換器からなる信号処理（選
別）段（Signalaufbereitungsstufe）36と、中間記憶装
置37と部分レジスタ38と更新間隔制御段39とからなる。
部分レジスタ38の記憶装置124〜127には関連関与部材に
存在しているデータが設定（格納）され、該データはデ
ータバス１を介して別の関与部材に与えられるべきであ
る。それは例えば数字104〜107の形の識別符号を有する
データに関する。このデータは更新間隔制御段39を介し
て予め与えられた時間間隔で中間記憶装置37に読み取ら
れる。更新間隔制御段は基本的にはその経過時間に応じ
て予め与えられた間隔で記憶装置104を中間記憶装置37
の適当する記憶装置と連結するタイムスイッチ44〜47に
関する。
考慮された場合には中間記憶装置37に数字104と106を有
するデータが存在すべきである。関与部材検知段35がデ
ータバス１を介して送信命令を受けるとすぐに、信号処
理段36が数字104と106を有するデータを順次１つのデー
タテレグラムに結合し、このデータテレグラムをデータ
バス１に与える。同時にこのデータテレグラムの発信に
より中間記憶装置37がリセットされる。データテレグラ
ムの構成はしたがって関与部材検知手段35を介して送信
命令が信号処理段36に達するとき、どの集団で中間記憶
装置37が満たされているかに依存している。
データテレグラムの構成は第４図で詳しく説明する。夫
々のデータテレグラムはデータテレグラムの最初のため
の標識Ａとデータテレグラムの最後のための標識Ｅを有
する。この両方の標識の間には夫々の送信時点に個々の
ステーションからデータバス１に与えられるデータが順
次構成されている。各データは識別符号を例えば第３図
の例では数字104と106を有する。
データバス１を介してデータ伝送の開始が考慮される。
中間記憶装置37には関連関与部材から送られる全データ
が存在する。データテレグラムはそのとき第４図に一部
が示されているような形を有する。数字104〜107を有す
るデータは順次互いに整列されその最初には夫々の識別
符号すなわち数字104〜107を具える。信号処理段が専ら
別の送信命令を受けると、そのとき信号処理段から送ら
れるテレグラムは例えば第４図の部分ｂに示すような形
を有する。テレグラムには単に数字104と106を有するデ
ータのみが存在する。第３送信命令に、信号処理段36
は、数字105,106,107等を有するデータからなるテレグ
ラムの送信により応答する。
データテレグラムはしたがって夫々のステーションにつ
いて送信から送信までが違っている。データバスに個々
のデータが与えられる頻度はこのデータの更新率に依存
している。ゆっくり変える大きさの値、例えば外気温度
を内容としているデータを例にとるとそれは比較的大き
な時間間隔でのみ重要であり、一方内燃機関の点火角度
についての情報を含むデータを例にとると、これは比較
的頻繁に最新情報にすること、したがってデータバスに
与えることが必要である。
第４図に略図で示すデータテレグラムの色々な組合せは
データバスの負担を軽くすることそして車両の運転のた
めに実際に必要とされているようなデータの搬送のため
の周囲（Umfang）にのみ利用することのために役立つ。
データバス１の初期設定及び個々のステーションの送信
稼働の制御は同様に第３図の送信部の助けを持って行わ
れる。車両の運転開始の際もしくはデータバスの無負荷
作動状態では、すなわちデータ通信が生じていないとき
には、ステーション5,6,7,…は例えばその関与部材検知
段35によりバスコントロール信号を選択するために活性
化される。このことは例えばデジタル数値の形で与えら
れることができる。同時に各ステーションはデータバス
位置を離れる（abfhren）。この場合例えばステーシ
ョン５は数00010、ステーション６は数00001、ステーシ
ョン７は数00100であり、その数は記憶装置35′から呼
び出されデータバス１に与えられる。ステーション６は
従って大きな優先順位を有し、即ちステーション６は最
低の数をこの数がデータバスに達するとすぐに発信し、
このことはステーション５にとってはその発信稼働中に
ステーション６により制御されていることを意味する。
ステーション６がその代わりに全く送信されないと、デ
ータバスのステーション５による制御が行われる。
データバスの制御はステーション６による送信稼働に関
しては、第５図に示され基本的にカウンタ９と時限素子
10とからなるバス制御段の助けにより行われる。制御段
８によって制御されたカウンタ９は、例えば１から256
をカウントし、夫々のカウント値を送信命令としてデー
タバス１に与える。このカウント値は送信命令としてス
テーションの関与部材検知段（第３図の35）を通して取
り出され、関与部材の数と一致すると送信命令として使
用される。
応答した関与部材から送信されるテレグラムの成分Ａ
は、バス制御段にそのユーザの存在を示す印として使わ
れる。バス制御段は、呼び出された関与部材番号を持っ
ている関与部材の存在を認識する。時限素子10は送信テ
レグラムの成分Ａが発見されたときに起動される。その
作動時間はデータバス１に与えられるデータテレグラム
の最大長さより大である。時限素子10の作動終了前にデ
ータテレグラムの成分Ｅがバス制御段に到着すれば、時
限素子10はリセットされ新しいデータテレグラムの発生
により、改めて起動される。データテレグラムの成分Ｅ
の到達によりカウンタは１ユニットだけ更に推進（weit
ergesetzt）される。新しいカウント値はもはやステー
ションもしくは適当する関与部材符号を有する関与部材
のための送信命令として作用する。カウント値に相当す
る関与部材符号を有する関与部材が存在しないと、デー
タテレグラムはデータバスには送られない。制御段８は
関与部材が存在しないことを検知し、計算機９を１ユニ
ットだけ更に切換る。新しいカウント値は相当する符号
を有する関与部材のための送信命令として再び作用す
る。
もしデータテレグラムの成分Ｅが時限素子10の作動時間
内にバス制御段に到着しないならば、時限素子10はカウ
ンタ９を推進させる。送信命令もしくは送信権限（Send
eberechtigung）はもはや次のステーションに移行す
る。データバスは従って又稼働に障害がある場合にも１
つのステーションには時限素子10により定まる時間だけ
割当られる。この時間の経過後は次の関与部材が送信の
ために誘起される。
データバスのこの制御は常時又は時間的に設定された間
隔で前記の形で行われる。最後の場合には存在する関与
部材符号が記憶される付加的な記憶装置８′が存在する
ことができる。前に説明した方法で制御が夫々一度行わ
れるまで夫々存在する関与部材だけが呼び出される。デ
ータバスでの全体として可能な関与部材のこの呼び出し
は任意の可変数の関与部材を有するデータバスシステム
を稼働することのために役立つ。図に示すように各ステ
ーションでのデータの送信と受信は互いに独立しておこ
なわれる。データの受信は何時も可能でありこのデータ
の識別符号にのみ依存する。又データの送信は不定的に
起こり、夫々の個々のステーションから送られるデータ
テレグラムの長さに依存する。この長さ自体は可変であ
り、車両の運転のための個々のデータの意味に依存す
る。関与部材の故障は比較的危機的でない、それは一方
では予備値を準備することにより関与部材の縮減した稼
働が可能であり、他方ではデータバスでのデータ通信が
この場合全然考慮されないかほとんど考慮されないから
である。同様に本発明は開放システムに関するものであ
り、その関与部材数はほとんど限定されず例えば又車両
の運転時間の間に変えられることができることを認識す
べきである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係るデータバスシステムの原理的構造
を示す図、第２図及び第３図は第１図のデータバスシス
テムの構成要素の基本的な成分を示す図、第４図はデー
タバスを経て与えられるデータテレグラムの例を示す
図、第５図はデータバスシステムの送信順序制御を説明
する図である。 １…データバス 2,3,4…ｎ…関与部材 5,6,7…ｎ＋３…ステーション 32,38…レジスタ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数の作用ユニットが共通のデータバスを
    介して相互に通信する車両用多重データ伝送システム
    が、 前記各作用ユニット（2,3,4,…）を共通のデータバスに
    接続するとともに、共通のデータバス上のデータを受信
    及び送信するための個別制御手段（5,6,7,…）と、 前記各個別制御手段に設けられ、各個別制御手段に対応
    する作用ユニットの要求に応じて受信し識別されたデー
    タを蓄える受信用レジスタ（32）と、 前記各個別制御手段に設けられ、各個別制御手段に対応
    する作用ユニットから供給されるデータのための識別符
    号を蓄え供給する伝送レジスタ（38）と、 前記各個別制御手段に設けられ、絶えず共通のデータバ
    スに接続され、データバス上のデータの前記識別符号に
    基づいて各個別制御手段に対応する作用ユニットが要求
    するデータを受信し識別するデータ識別手段（30）と、 前記各個別制御手段に設けられ、前記伝送レジスタに蓄
    えられたデータを構成して順次伝送する信号処理手段
    （36）と を有し、 前記各個別制御手段におけるデータの送信と受信が互い
    に独立して行なわれ、該データの送信は前記各個別制御
    手段が順次共通のデータバスに接続されて行なわれ、該
    データの受信は常に可能でありデータに付与された前記
    識別符号にのみ依存することを特徴とする車両用多重デ
    ータ伝送システム。
  2. 【請求項２】前記各個別制御手段が、その送信順序で最
    大送信優先順位をもつ個別制御手段により制御されてい
    ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の車両
    用多重データ伝送システム。
  3. 【請求項３】前記各個別制御手段はそのデータを可変長
    データテレグラムとして送信し、該データテレグラムの
    長さが送るべきデータの数とデータの長さとにより定め
    られていることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は
    第２項に記載の車両用多重データ伝送システム。
  4. 【請求項４】前記各個別制御手段は、各個別制御手段が
    データをデータバスから受入れもしくはデータをデータ
    バスに送る頻度とは無関係に、関連する作用ユニットと
    データ交換を行なうことを特徴とする特許請求の範囲第
    １項〜第３項のいずれか１つに記載の車両用多重データ
    伝送システム。
  5. 【請求項５】前記受信用レジスタに蓄えられたデータの
    更新が所定の時間間隔内で行なわれないときに、前記受
    信用レジスタの予備値が届くことを特徴とする特許請求
    の範囲第１項〜第４項のいずれか１つに記載の車両用多
    重データ伝送システム。
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