JPH11112536A - 車両多重通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 定期的なデータの送信を行なうとともに共通
バスを効率良く使用してデータ送信の時間的な効率を向
上し、データの伝送遅延を短縮する。 【解決手段】 共通バスに接続された各基本ノード間で
送信権を予め定められた順番でヘッダにより循環させ送
信権を獲得した基本ノードが共通バスに所定数のデータ
を送出し、複数の基本ノードの送信権が一巡した後に共
通バスに接続された各拡張ノード間で送信権を予め定め
られた順番で循環させ送信権を獲得した拡張ノードが共
通バスにヘッダ及び所定数のデータを送出し、各拡張ノ
ードでは、送信データが変化したとき、変化データ抽出
部４７が送信データの中から変化したデータを抽出し、
データ送受信部が抽出された変化データを共通バスに送
出すると共に共通バス上のデータを受信する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両に搭載される
複数のノードが共通バスに接続され、各ノード間に送信
権を予め定められた順番で循環させ、送信権を獲得した
ノードが共通バスに所定数のデータを送出する車両多重
通信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車などの車両には、複数の電子制御
ノード（電子制御装置）が共通の共通バスに接続され、
各ノード間でデータの送受信を行なっている。この場
合、各ノード間において、送信権を予め定められた順番
で循環させ、送信権を獲得したノードが共通バスに所定
数のデータを送出するトークンパッシング方式が知られ
ている。

【０００３】この種のトークンパッシング方式を採用し
た車載用電子制御装置の技術として、例えば特開昭６２
−５１３３１号公報に記載されたものがある。特開昭６
２−５１３３１号公報に記載された車載用電子制御装置
は、複数の電子制御装置の各々が１つの信号ラインに接
続され、各電子制御装置が予め定められた順番で信号ラ
インに所定数のデータを送出するもので、各電子制御装
置は図６に示すように構成されている。

【０００４】そして、図７に示すように、所定のデータ
転送休止期間Ｔ0 を経た後、電子制御装置１１０（図７
中では１１０で示す。）は予め定められた所定数のデー
タ（０〜３）をトランジスタ１３３を介して出力端子Ｔ
から信号ライン１２０に出力する。この所定数のデータ
の転送が完了すると、次に、電子制御装置１１１が同様
に所定数のデータ（０〜４）を信号ライン１２０に転送
する。

【０００５】さらに、図７に示すように、電子制御装置
１１２が信号ライン１２０に所定数のデータ（０〜２）
を転送し、その後に、電子制御装置１１３が信号ライン
１２０に所定数のデータ（０〜５）を転送する。そし
て、信号ライン１２０上の所定数のデータが自己の電子
制御装置に必要であれば、そのデータを受信する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
車載用電子制御装置にあっては、各電子制御装置が予め
定められた所定数のデータを送信するので、所定数のデ
ータの内の変化しないデータをも含めてデータが繰り返
し送信される。この場合、定期的なデータの送信は可能
であるが、変化しないデータが共通バスを占有してしま
い、共通バスを効率良く使用できなかった。また、変化
しないデータのために共通バスが不要に占有されている
ため、データ送信の時間的な効率が悪くなり、データの
伝送遅延を短縮することができなかった。

【０００７】本発明は、定期的なデータの送信を行なう
とともに、共通バスを効率良く使用することによりデー
タ送信の時間的な効率を向上し、データの伝送遅延を短
縮することのできる車両多重通信装置を提供することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために以下の手段を採用した。請求項１の発明
は、複数の基本ノードが共通バスに接続され、各基本ノ
ード間でヘッダにより送信権を予め定められた順番で循
環させ送信権を獲得した基本ノードが前記共通バスに所
定数のデータを送出する基本ノード系と、複数の拡張ノ
ードが前記共通バスに接続され、前記複数の基本ノード
の送信権が一巡した後に各拡張ノード間で送信権を予め
定められた順番で循環させ送信権を獲得した拡張ノード
が前記共通バスに所定数のデータをヘッダに続けて送出
する拡張ノード系とを備え、前記各拡張ノードは、送信
データが変化したとき、この送信データの中から変化し
たデータを抽出する変化データ抽出部と、この変化デー
タ抽出部により抽出された変化データをヘッダに続けて
前記共通バスに送出すると共に前記共通バス上のデータ
を受信するデータ送受信部とを備えることを特徴とす
る。

【０００９】この発明によれば、１つの共通バスに、複
数の基本ノードからなる基本ノード系と複数の拡張ノー
ドからなる拡張ノード系が共通に接続され、共通バス上
には各基本ノード間で予め定められた順番で所定数のデ
ータが定期的に転送される。その後に、各拡張ノード間
で予め定められた順番でヘッダ及び変化データのみが転
送される。この場合、各拡張ノードにおいて、送信デー
タが変化したとき、送信データの中から変化したデータ
が抽出されて共通バスに送出される。すなわち、変化し
ないデータは共通バスに送出されないので、共通バスを
効率良く使用でき、データ送信の時間的な効率を向上
し、データの伝送遅延を短縮することができる。

【００１０】請求項２の発明のように、前記各拡張ノー
ドは、自ノードに受信エラーが発生した場合に受信エラ
ーが発生したことを示すフラグを設定するフラグ設定部
を備え、前記受信エラーが発生した拡張ノードの前記デ
ータ送受信部は、前記フラグ設定部により設定されたフ
ラグ情報をヘッダに付加して前記共通バスに送出するこ
とを特徴とする。

【００１１】この発明によれば、自ノードに受信エラー
が発生した場合に、受信エラーが発生したことを示すフ
ラグを設定し、受信エラーが発生した拡張ノードのデー
タ送受信部は、設定されたフラグ情報をヘッダに付加し
て共通バスに送出するので、各拡張ノードはそのフラグ
情報により受信エラーの発生を認識できる。

【００１２】請求項３の発明のように、前記共通バス上
のフラグ情報が付加されたヘッダを受信した拡張ノード
は、次に送信する時に前記所定数のデータを前記共通バ
スに全て送出することを特徴とする。

【００１３】この発明によれば、共通バス上のフラグ情
報が付加された変化データを受信した拡張ノードは、次
に送信する時に所定数のデータを共通バスに全て送出す
る。これにより、受信エラーが発生した後に全ての拡張
ノードの全データが送信され、受信エラーが発生した拡
張ノードは、エラーにより受信できなかったデータを受
信することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の車両多重通信装置
の実施の形態を図面を参照して説明する。図１に本発明
の車両多重通信装置の実施の形態の構成ブロック図を示
す。図１に示す車両多重通信装置において、ネットワー
ク内の共通バス３には第１の基本ノード１ａ、第２の基
本ノード１ｂが接続され、トークンパッシング方式によ
り基本ノード相互間で必要な所定数のデータの送受信が
定期的に行なわれる。すなわち、各基本ノード１ａ，１
ｂ相互間に送信権を予め定められた順番で循環させ、送
信権を獲得したノードが共通バス３に所定数のデータを
送出する。

【００１５】また、共通バス３には第１の拡張ノード２
ａ、第２の拡張ノード２ｂ、第３の拡張ノード２ｃが接
続され、トークンパッシング方式により拡張ノード相互
間で必要な所定数の変化データの送受信が行なわれる。
すなわち、各拡張ノード２ａ〜２ｃ相互間に送信権を予
め定められた順番で循環させ、送信権を獲得したノード
が共通バス３にヘッダ及び所定数の変化データを送出す
る。

【００１６】第１の基本ノード１ａ及び第２の基本ノー
ド１ｂは、基本ノード系としての基本システムを構成す
る。第１の基本ノード１ａは、例えば、エンジン制御ノ
ードなどであり、運転者のアクセルペダルの操作等に応
じてエンジンの作動を制御する。第２の基本ノード１ｂ
は、例えば、ブレーキ制御ノードなどであり、車輪のロ
ック状態を検出することによりブレーキ制御を行う。

【００１７】第１の拡張ノード２ａ、第２の拡張ノード
２ｂ及び第３の拡張ノード２ｃは、拡張ノード系として
の拡張システムを構成する。基本システムと拡張システ
ムとは、符号化方式や伝送速度等が相違しても良い。な
お、基本システムと拡張システムとの符号化方式及び伝
送速度を同一にすれば、両方のシステム間のデータ交換
は容易になる。

【００１８】第１の基本ノード１ａ及び第２の基本ノー
ド１ｂの各ノードは、マイクロプロセッサ等を有するコ
ントローラ１１、同期パルス生成部１３、データ送受信
部１５、トランジスタ１７、抵抗１９、バッファ２１、
アイドル検出部２３、メモリ２５を有する。

【００１９】コントローラ１１には同期パルス生成部１
３、データ送受信部１５、アイドル検出部２３、メモリ
２５が接続され、トランジスタ１７のベースには同期パ
ルス生成部１３及びデータ送受信部１５が接続される。
トランジスタ１７のエミッタは接地され、トランジスタ
１７のコレクタには共通バス３とバッファ２１の入力側
と抵抗１９の一端が接続されている。バッファ２１の出
力側はデータ送受信部１５及びアイドル検出部２３に接
続されている。

【００２０】同期パルス生成部１３は、自己の基本ノー
ドがデータ送信を要求するとき、パルス幅Ｔからなる同
期パルスを生成して、その同期パルスをトランジスタ１
７を介して共通バス３に送出する。メモリ２５は、送信
データ及び受信データを記憶する。送信データ及び受信
データの各々は、所定数のデータからなる。

【００２１】データ送受信部１５は、ヘッダ及びメモリ
２５に記憶された所定数の送信データを順番に１つずつ
トランジスタ１７を介して共通バス３に転送し、他のノ
ードから共通バス３及びバッファ２１を介して順番に１
つずつ転送されてくる所定数の送信データを受信してコ
ントローラ１１に送る。

【００２２】アイドル検出部２３は、バッファ２１を介
して共通バス３上のデータの有無を監視することにより
データ転送休止期間（以下、第１のアイドル期間ｔ0 と
称する。）を検出するもので、タイマー等を有して構成
される。コントローラ１１は、送信権の委譲先ノードを
委譲先ノードのアドレスにより設定し、委譲先ノードの
アドレスを１ずつインクリメントすることにより委譲先
ノードを設定する。ノードのアドレス値として、例え
ば、１〜２を設定してもよい。データ送受信部１５は、
コントローラ１１により設定された送信権の委譲先ノー
ドに送信権の委譲メッセージを送出する。

【００２３】また、第１の基本ノード１ａのデータ送受
信部１５は、同期パルスの送出に続けて所定数のデータ
の送信を開始する。第２の基本ノード１ｂは、第１の基
本ノード１ａのデータ送信に続けて第１のアイドル期間
ｔ0 を設けながらアドレス順番にデータを送信する。

【００２４】次に、第１の拡張ノード２ａ乃至第３の拡
張ノード２ｃの各ノードは、マイクロプロセッサ等を有
するコントローラ３１、データ送信部３３、データ受信
部３５、トランジスタ３７、抵抗３９、バッファ４１、
アイドル検出部４３、メモリ４５、変化データ抽出部４
７及びフラグ設定部４９を有する。

【００２５】コントローラ３１にはデータ送信部３３、
変化データ抽出部４７、データ受信部３５、アイドル検
出部４３、フラグ設定部４９、メモリ４５が接続され、
トランジスタ３７のベースにはデータ送信部３３が接続
される。トランジスタ３７のエミッタは接地され、トラ
ンジスタ３７のコレクタには共通バス３とバッファ４１
の入力側と抵抗３９の一端が接続されている。バッファ
４１の出力側はデータ受信部３５及びアイドル検出部４
３に接続されている。

【００２６】データ送信部３３は、メモリ４５に記憶さ
れた所定数の送信データを順番に１つずつトランジスタ
３７を介して共通バス３に転送する。メモリ４５は、送
信データ及び受信データを記憶する。送信データ及び受
信データの各々は、所定数のデータからなる。データ受
信部３５は、他のノードから共通バス３及びバッファ４
１を介して順番に１つずつ転送されてくる所定数の送信
データを受信してコントローラ３１に送る。

【００２７】アイドル検出部４３は、バッファ４１を介
して共通バス３上のデータの有無を監視することにより
データ転送休止期間（以下、第２のアイドル期間ｔ1 と
称する。）を検出するもので、タイマー等を有して構成
される。

【００２８】コントローラ３１は、送信権の委譲先ノー
ドを委譲先ノードのアドレスにより設定し、委譲先ノー
ドのアドレスを１ずつインクリメントすることにより委
譲先ノードを設定する。ノードのアドレス値として、例
えば、１〜３を設定する。データ送信部３５は、コント
ローラ３１により設定された送信権の委譲先ノードに送
信権の委譲メッセージを送出する。この送信権の委譲メ
ッセージは、図２に示すヘッダに付加された送信ノード
アドレス（送信元のノードアドレス）及び受信ノードア
ドレス（委譲先のノードアドレス）である。

【００２９】第１乃至第３の拡張ノード２ａ〜２ｃの各
々は、送信権の委譲メッセージを受信することで送信権
を獲得した後に、第２のアイドル期間ｔ1 を検出してか
ら所定数のデータの送信を開始する。

【００３０】変化データ抽出部４７は、送信データを複
数のブロックデータに分割して各ブロックデータ毎にブ
ロックデータが変化したかどうかを判定し、変化したブ
ロックデータのみを抽出してデータ送信部３３に出力す
る。抽出された各ブロックデータからなる変化データ
は、図２に示すようにヘッダの後に付加されて送信デー
タとして送信される。変化データがない場合にはヘッダ
のみが送信される。

【００３１】フラグ設定部４９は、データ受信部３５に
おいて受信エラーが発生した場合に図２に示すヘッダに
ＮＡＣＫフラグを付加してコントローラ３１に出力す
る。また、データ受信部３５がＮＡＣＫフラグが付加さ
れたデータを受信した場合には、データ送信部３３は、
コントローラ３１からの全データ送信指示により、次回
データを送信する際に所定数のデータを全て送信する。

【００３２】次に、このように構成された車両多重通信
装置の実施の形態の動作を図３に示す送信タイミングチ
ャートを参照して説明する。なお、ここでは、例えば、
第１の基本ノード１ａ、第２の基本ノード１ｂの順番で
送信権が循環し、第１の拡張ノード２ａ、第２の拡張ノ
ード２ｂ、第３の拡張ノード２ｃの順番で送信権が循環
するとして説明する。

【００３３】まず、例えば、送信権を獲得した第１の基
本ノード１ａにおいて送信要求が発生すると、第１のア
イドル期間ｔ0 を検出した後に、第１の基本ノード１ａ
内の同期パルス生成部１３がトランジスタ１７を介して
同期パルスＳＰ１を共通バス３上に転送する。その後、
第１の基本ノード１ａのデータ送受信部１５は、所定数
のデータ（１〜４）の各々を１つずつ順番に共通バス３
に転送する。

【００３４】次に、第１の基本ノード１ａは、送信権を
次のアドレスのノードである第２の基本ノード１ｂに設
定し、第２の基本ノード１ｂに委譲先メッセージを送出
すると、第２の基本ノード１ｂが送信権を獲得する。そ
して、第２の基本ノード１ｂのアイドル検出部２３は、
第１のアイドル期間ｔ0 を検出すると、そのノードから
所定数のデータ（１〜４）の各々を１つずつ順番に共通
バス３に転送する。

【００３５】次に、図４を参照して第１乃至第３の拡張
ノードの送信処理を説明する。まず、第１の拡張ノード
２ａは送信権を獲得したかを判定し（ステップＳ１
１）、第１の拡張ノード２ａが送信権を獲得した場合に
は、次に、第１の拡張ノード２ａ内のアイドル検出部４
３が第２のアイドル期間ｔ1 の有無を判定する（ステッ
プＳ１３）。

【００３６】アイドル検出部４３が第２のアイドル期間
ｔ1 を検出した場合には、コントローラ３１は、送信権
を次アドレスのノードに設定する（ステップＳ１４）。
変化データ抽出部４７は、分割された各ブロックデータ
が変化したかどうかを判定する（ステップＳ１５）。第
１の拡張ノード２ａ内の変化データ抽出部４７は、変化
したブロックデータのみを抽出して、その変化データに
ヘッダを付加して送信データを作成し、第１の拡張ノー
ド２ａ内のデータ送信部３３は、作成された所定数のデ
ータ（１〜５）の各々を１つずつ順番に共通バス３に転
送する（ステップＳ１７）。

【００３７】同様にして、第３の拡張ノード２ｃは第２
のアイドル期間ｔ1 を検出すると、そのノードからヘッ
ダと変化データとからなる所定数のデータ（１〜４）の
各々を１つずつ順番に共通バス３に転送する。

【００３８】さらに、送信権が第１の拡張ノード２ａに
戻り、第１の拡張ノード２ａは、第２のアイドル期間ｔ
1 を検出すると、そのノードからヘッダと変化データと
からなる所定数のデータ（１〜３）の各々のデータを１
つずつ順番に共通バス３に転送する。

【００３９】一方、第１の拡張ノード２ａのデータ送信
中に第１の基本ノード１ａが次の送信要求を行なうと、
第１の基本ノード１ａは、第１の拡張ノード２ａのデー
タ送信終了後に、第１のアイドル期間ｔ0 を検出する。
そして、同期パルスＳＰ２を共通バス３に送出した後
に、所定数のデータを共通バス３に送出する。

【００４０】なお、データが変化しない場合には、ヘッ
ダのみを送信する（ステップＳ２１）。なお、送信処理
が終了しない場合には（ステップＳ２３）、ステップＳ
１１に戻る。

【００４１】このように、１つの共通バス３に、第１の
基本ノード１ａ及び第２の基本ノード１ｂからなる基本
システムと、第１乃至第３の拡張ノード２ａ〜２ｃから
なる拡張システムとを共通に接続することにより柔軟な
システムを構築することができる。

【００４２】また、共通バス３上には各基本ノード１
ａ，１ｂ間で予め定められた順番で所定数のデータが定
期的に転送される。その後に、各拡張ノード２ａ〜２ｃ
間で予め定められた順番で変化データのみが転送され
る。この場合、各拡張ノード２ａ〜２ｃにおいて、送信
データが変化したとき、送信データの中から変化したデ
ータが抽出されて共通バス３に送出される。すなわち、
変化しないデータは共通バス３に送出されないので、共
通バス３を効率良く使用でき、データ送信の時間的な効
率を向上し、データの伝送遅延を短縮することができ
る。

【００４３】次に、図５を参照して各拡張ノードのデー
タ受信エラー時の処理を説明する。ここでは、例えば、
第１の拡張ノード２ａの処理を例として説明する。ま
ず、第１の拡張ノード２ａのデータ受信部３５は、デー
タを受信したかどうかを判定する（ステップＳ３１）。
データ受信部３５がデータを受信した場合には、受信デ
ータをコントローラ３１を介してメモリ４５に記憶する
（ステップＳ３３）。

【００４４】次に、コントローラ３１は、受信データの
ヘッダ中のＮＡＣＫフラグが「１」かどうかを判定する
（ステップＳ３５）。ＮＡＣＫフラグが「１」の場合に
は、データ送信部３３は、次のデータ送信時に所定数の
データを全て共通バス３に送信する（ステップＳ３
７）。また、ＮＡＣＫフラグが「０」の場合には、デー
タ送信部３３は、次のデータ送信時に変化データのみを
送信する（ステップＳ３９）。

【００４５】一方、ステップＳ３１において、データを
受信しない場合には、受信エラーが発生したかどうかが
判定される（ステップＳ４１）。受信エラーが発生した
場合には、フラグ設定部４９は、ヘッダのＮＡＣＫフラ
グを「１」に設定して（ステップＳ４３）、コントロー
ラ３１に出力する。データ送信部３３は、ＮＡＣＫフラ
グが「１」にされたヘッダと変化データを送信する（ス
テップＳ４５）。

【００４６】これにより、受信エラーが発生した後に全
ての拡張ノードの全てのデータが送信されることにな
り、受信エラーが発生した拡張ノードは、エラーにより
受信できなかったデータを受信することができる。

【００４７】

【発明の効果】本発明によれば、１つの共通バスに、複
数の基本ノードからなる基本ノード系と複数の拡張ノー
ドからなる拡張ノード系が共通に接続され、共通バス上
には各基本ノード間で予め定められた順番で所定数のデ
ータが定期的に転送される。その後に、各拡張ノード間
で予め定められた順番でヘッダ及び変化データのみが転
送される。この場合、各拡張ノードにおいて、送信デー
タが変化したとき、送信データの中から変化したデータ
が抽出されて共通バスに送出される。すなわち、変化し
ないデータは共通バスに送出されないので、共通バスを
効率良く使用でき、データ送信の時間的な効率を向上
し、データの伝送遅延を短縮することができる。

【００４８】また、自ノードに受信エラーが発生した場
合に、受信エラーが発生したことを示すフラグを設定
し、受信エラーが発生した拡張ノードのデータ送受信部
は、設定されたフラグ情報をヘッダに付加して共通バス
に送出するので、各拡張ノードはそのフラグ情報により
受信エラーの発生を認識できる。

【００４９】また、共通バス上のフラグ情報が付加され
たヘッダを受信した拡張ノードは、次に送信する時に所
定数のデータを共通バスに全て送出する。これにより、
受信エラーが発生した後に全ての拡張ノードの全データ
が送信され、受信エラーが発生した拡張ノードは、エラ
ーにより受信できなかったデータを受信することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の車両多重通信装置の実施の形態を示す
構成ブロック図である。

【図２】第１の拡張ノード乃至第３の拡張ノードが送信
すべきデータフォーマットを示す図である。

【図３】基本システムと拡張システムとのプロトコルを
共通バスに共存させるためのデータ送信のタイミングチ
ャートである。

【図４】各拡張ノードのデータ送信処理を示すフローチ
ャートである。

【図５】各拡張ノードのデータ受信エラー時の処理を示
すフローチャートである。

【図６】従来の車載用電子制御装置における各電子制御
装置を示す構成ブロック図である。

【図７】従来の車載用電子制御装置におけるデータ伝送
を示すタイミングチャートである。

【符号の説明】

１ａ 第１の基本ノード １ｂ 第２の基本ノード ２ａ 第１の拡張ノード ２ｂ 第２の拡張ノード ２ｃ 第３の拡張ノード ３ 共通バス １１，３１ コントローラ １３ 同期パルス生成部 １５ データ送受信部 １７，３７ トランジスタ １９，３９ 抵抗 ２３，４３ アイドル検出部 ２５，４５ メモリ ３３ データ送信部 ３５ データ受信部 ４７ 変化データ抽出部 ４９ フラグ設定部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の基本ノードが共通バスに接続さ
   れ、各基本ノード間でヘッダにより送信権を予め定めら
   れた順番で循環させ送信権を獲得した基本ノードが前記
   共通バスに所定数のデータを送出する基本ノード系と、 複数の拡張ノードが前記共通バスに接続され、前記複数
   の基本ノードの送信権が一巡した後に各拡張ノード間で
   送信権を予め定められた順番で循環させ送信権を獲得し
   た拡張ノードが前記共通バスに所定数のデータをヘッダ
   に続けて送出する拡張ノード系とを備え、 前記各拡張ノードは、送信データが変化したとき、この
   送信データの中から変化したデータを抽出する変化デー
   タ抽出部と、 この変化データ抽出部により抽出された変化データをヘ
   ッダに続けて前記共通バスに送出すると共に前記共通バ
   ス上のデータを受信するデータ送受信部と、を備えるこ
   とを特徴とする車両多重通信装置。
2. 【請求項２】 前記各拡張ノードは、自ノードに受信エ
   ラーが発生した場合に受信エラーが発生したことを示す
   フラグを設定するフラグ設定部を備え、 前記受信エラーが発生した拡張ノードの前記データ送受
   信部は、前記フラグ設定部により設定されたフラグ情報
   をヘッダに付加して前記共通バスに送出することを特徴
   とする請求項１記載の車両多重通信装置。
3. 【請求項３】 前記共通バス上のフラグ情報が付加され
   たヘッダを受信した拡張ノードは、既に送信した変化デ
   ータの次のデータを送信する時に前記所定数のデータを
   前記共通バスに全て送出することを特徴とする請求項２
   記載の車両多重通信装置。