JPS61208199A - 集約配線システムのデ−タ伝送方式 - 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】 〔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部動用の
七−タカアクチュエータ、或いは各種のセンナなど数多
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、との
几め、電装品の増加に伴ない、このワイヤハーネスが複
雑かつ大規楔なものとなり、コストの増大、重量の増加
、設置空間の減少など檻々の問題を生じるようになって
きている。

特に、近年はカーエレクトロニクスの進展によす、自動
車にもマイクロコンピュータ（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ＯＮ１０　Ｆ　Ｆ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イａ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ァイバが多く用いられている
。

ところで、自動車には、スイッチの０Ｎ１０ＦＦなどに
よるディ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
送路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、スイッチ、セ
ンサ、アクチュエータと接続され、４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１１１．１１
２．１２１．１２２．１３１を制（財）するとともに、
前記電気装置１１１．１１２．１２１，１２２゜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元ファイ
バ２とで構成されている。なお、１２１゜１２２はアナ
ログセンサであり、電気装置１３１はアナログセンサ１
２１に対応している。そして、アナログセンサ１２１の
信号はＶＤ変換器３でディ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、受信し几ディジタルコードを端末制
御装置１３に向けて送信し、ディジタルコードは人／Ｄ
変換器４でアナログ信号に変換され、電気装＠　１３１
を劃−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１３０入出力端子の中の８本をひとつの
電気装置１３１の九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
くなっ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ってしまう。

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
数が増えるに従って、一層明確になってくる。

一方、自動車には、ターンシグナル、間欠ワイパ、各種
警報チャイム（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って
発生する熱によっ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
ってしまうことになる。

しかして、電線を取り除く几めに個別にバイメタル式の
ユニットを装着し九のでは、ユニットが多数必要となり
、不経済であり、小を化が困難になる。

また、間欠ワイパに関しては、ワンショットマルチバイ
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、ワンショットマル
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、ワイパモータユニットを小形化することができる。

さらに、各種音軸チャ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ット
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、
−膜配線系、すなわちヘッドランプの点滅のようなＯＮ
　／　ＯＩ！”　Ｆ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ット、ディジタ
ルメータ制御システムなどマイクロコンピュータを有す
るシステムが多数存在し、システム相互間の複雑な配線
がそのまま残ってしまい、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ッ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５８−１３６１
４９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
ステムにおいても、アナログ信号によって動作する機器
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った上で、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Ｋ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ック図である。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
インターフェースの機能を持っている。

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［１
１，１２，・・・・・・には、光電変換器ス、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ＩＬ喪で特徴の
ある信号伝送回路の回路構成を示すブロック図である。

この信号伝送制御回路は、制御部とインターフェース部
に大別することができるが、まず、制御部は、ライン錦
の受信データとクロックを同期させる同期回路６１と、
このクロックを用いてシフトレジスタのシフト動作の制
御９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６２．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Ｂとで構成されている。次に、インター
フェース部は、シリアル／パラレル変換を行うシフトレ
ジスタθ、シリアル入出力のＡ／Ｄ変換器３を制御する
Ａ／Ｄ変換器制御回路団、ライン６７のアドレス人力に
より入出力方向が変化し、ディジタル装置１１３〜１１
５と接続するＩＩＯバッファ６６で構成されている。

まず、ライン６８１Ｃデータが受信されると、シフトレ
ジスタ礪でパラレルデータに変換される。受信中には伝
送誤りのチェックが行われ、受信完了時には、ライン６
７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ＩＩＯバッファ印にデー
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変換器制御回路田内の
レジスタのアナログデータおよびＩＩＯバッファ圀内の
ディジタルデータが、シフトレジスタ刺に転送され、制
御回路６２の発生するシフトクロックにより、ライン印
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通りのインターフェースモードでの
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。

ｉｆ、アドレスが’　ｏｏｏｏ″の場合にはマイコント
接続可能なインターフェースモードとなり、従って、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Ｉ　１０６　＝　Ｉ　１
０ｔｓの中の８本が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″〜６１１０１″の場合に
は、ディジタル入出力機器、すなわち、ラング、モータ
、スイッチなどと接続可能なインターさらに、アドレス
が′″１１１Ｏ″及び’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ィジタルコードに変換して伝送
できるインターフェースモードとなる。

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。リセットが　−かかると、
アイドル状態忙なり、データを受信するのを待っている
。データ先頭のスタートビットを受信すると、受信状態
に移り、受信データ凡ＸＤ。

Ｒ，ＸＤを受信しながら伝送誤りとアドレスのチェック
を行う。エラーがあれば、アイドル状態に戻って再び受
信待ちとなる。エラーがなければ、ゼロ送信状態に移り
、反転二連過誤り検出に必要なビット数の１０１１１を
送信する。この後に、送信状態で送信データＴＸＤ、Ｔ
ＸＬ）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。まずリセットがかかりア
イドル状態にある。このモードでは、マイコンが、信号
伝送ｌｔｉｌＩｇｌＪ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っている。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
タの受信を待っている。データが戻ってくると受信状態
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九データ
に対して端末制御装置がデータを返信するものであって
、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ィ制御。

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ャートである。

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っている。このと
き、タイマ割込みの間隔を第６図で説明したｌ伝送フレ
ーム以上の時間２例えば１ｍ秒にセットしておき、これ
忙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８ＣＡＭルーチン、第
１Ｏ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
ーチンのフローチャートである。

５ＣＡＮ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ＳＣＡＭ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
の設定値によって、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、こり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
ナルは人間がスイッチを０Ｎ１０　Ｆ　Ｆ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っているので
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／Ｌ）変換結果の平均
値をとってからアナログ出力機器の制御に必要なデユー
ティを求めるようＫなっている。

＃！ｌ１図はタイミング制御の７０−チャートであり、
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
間の制御を行っている。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ＷＩＮＫＭ几であ
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
ーンシグナルスイッチがＯＦ　Ｆ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
イッチがＯＮの場合には、ＷＩＮＩ凡の値に応じて次の
２通りの制御を行う。まず、ＷＩＮＩ几ＮＯ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、ＷＩＮ
ＫｈＲ＝Ｏの場合にはターンシグナル出力を反転し、Ｗ
ＩＮＫＷ几に初期データをセットする。このようにすれ
ば、ターンシグナルスイッチをＯＮにすることＫよりＷ
ＩＮＫ［’Ｌ［セットした値で決まる間隔で点滅が得ら
れ、スイッチを０ＦＦＶＣ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ＷＩＰｈ：几を用いており、このＷＩ
ｆ’ＷＲ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ＷＩＰＷＲ＝Ｏが条件になつ【いるから、間欠
ワイパスイッチがＯＮになると、間欠パルスを反転させ
てｌ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、フラグをセットし、ＷＩＩ几にワイパが１往
復する九めに必要な時間に対応し比値をセットする。間
欠ワイパスイッチがＯＮのままであれば、ＷＩＰｈ凡の
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、フラグはセットされ
ているからそれをクリアし、’ＷＩＰｆｉＲ１Ｃワイパ
を停止させておく間欠時間に対応し比値をセットする。

間欠ワイパスイッチかＯＰ　ＦＫなると１間欠パルスを
ＯＫしてワイハ會停止させ、フラグをクリアする。

そこで、間欠時間調節用のボリュームを設け、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
ルーチンでディ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。

従って、この第１１図の制御方式を用いれば、スイッチ
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Ｗ　Ｉ　Ｎ　Ｋ　ＥＲ及びＷＩ
　Ｐ　ｌは負の値をとらないものとする。従って、これ
らが０に設定され九ときでも次のようになる。

ＷＩＮＫＷｌ（、−１→ＷＩＮＫＷ几＝ＯＷＩＰｆ！２
凡−１→ＷＩＰ［Ｒ＝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ャートである
。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ィ制
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、Ｄ
ＴＹｌｏｏ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、１）ＴＹには第１０図で得られるデユ
ーティデータがセットされ、ＤＴＹｌｏｏには前もって
定めておいたデユーティ比１００％のデータがセットさ
れる。

第１３図はデユーティデータが２で１００％デユーティ
データがｌＯ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、ｏ’ｒｙ＝ｏ、　ＤＴＹ　１００　＝０になつ
九あと、Ｄ　’１”　Ｙに２を、セしてＤ　Ｔ　Ｙ　１
００に１０をそれぞれセットし、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Ｄ’［’Ｙ１００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＝Ｏ，ＤＴＹＩ００＝８になると
、Ｌ）ＴＹｌｏｏがＯかどうかを判断し、このときには
ＤＴＹｌｏｏは８であるから、今度はＤＴＹｌｏｏだけ
をデクリメントしてゆき、この間は出力パルスをＯＫす
る。

こうして、ＤＴＹ＝ＯになったあとυＴＹ１００＝　Ｏ
Ｋ　ｔｘ　ツタｔｘ　ラ、再び１）ＴＹＫ２．Ｌ）ＴＹ
ｌｏｏに１０をセットし、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
ーティ比が約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、Ｌ）ＴＹｌｏｏの設定値が１０なの
であまりダイナミッ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ックレンジを
得ることができるのはいうまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明し九ように、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、その回数によっ
て伝送すべき情報を表わすようにし九から、本来はディ
ジタルデータ用のチャンネル１回線でアナログデータを
伝送させたり、タイミング制御忙利用し九すすることが
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
品側−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。

１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
式が適用され九システムのブロック図。

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ック図、第３図
は信号伝送制御回路の一例を示すブロック図、第４図は
信号伝送制御回路のインターフェ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囚、第
８因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ャート、第９図はタイマ割込
ルーチンにおけるＳ　ＣＡＮ　／Ｌ／−チンのフローチ
ャー）、ｆｉｌ；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ャート、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
ローチャート、第１２図はＳＣＡＭ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ャー）、！１
３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・・・・・・光ファイ
バ、３・・・・・・Ａ／Ｌ）変換器、４・・・・・・Ｌ
）／Ａ変換器、５・曲・マイクロコンピュータ、６，８
・・面信号伝送制御回路、７・・・・・・マルチプレク
サ、　１１．１２．１３・・・・・・端末制御装置、　
２１．２２．　Ｚ３．２４・・・・・・光電変換器、１
２１〜１２６・・・・・・アナログセンサ、１１１〜１
１５・・・・・・ディジタル入出力機器、１３１・・・
・・・アナログ出力機器。

６１・・・・・・同期回路、６２・・・・・・制御回路
、６３曲・・アドレス比較器、６４・・・・・・シフト
レジスタ、６５・曲・Ａ／Ｄ変換器制御回路、６６・・
・・・・Ｉ／Ｕバッファ、６７・・曲アドレスライン、
６８曲・・受信ライン、６９・曲・送信第２因 第３図 第５図 第６図 第７因 第８図 第９図 第１０因 第１１図 第１２図 第１３図

Claims (1)

1. 【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、パルス幅デューティ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。