JPS6163136A - 自動車用多重通信システム - 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、ループ伝送方式による多重通信システムに係
り、特に自動車内での集約配線化に適した多重通信シス
テムに関する。

〔発明の背景〕

自動車内でのデータの伝送を多重化して配線の集約化を
可能にするため、ノイズに強い光フアイバ伝送を用いた
多重通信システムが従来から提案されているが、その−
例として光ファイバによる２重ループ伝送システムがあ
る。。

しかして、この２重ループ伝送システムでは。

高い信頼度が保てる反面、全ての伝送装置に光電変換器
がそれぞれ４個づつ必要なため、各伝送装置の小型化が
難かしく、かつ、データ伝送動作中はいずれかのループ
伝送系に含まれている光電変換器の全てを同時に動作さ
せる必要があるため、比較的消費電力が大きく、このた
め、例えば自動車のエンジンを長い期間にわたって停止
させたままにしておくことができないなどの問題点があ
る。

なお、このような光ファイバを用いた２重ループ伝送シ
ステムについては、例えば特開昭５７−９２９４８号公
報に開示されている。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を除き、２ｆ
Ｉループ伝送系による信頼性を損うことなく、充分なシ
ステムの小型化と消費電力の低減化とを可能にし、自動
車の集約配線化などに役立つ多重通信システムを提供す
る忙ある。

〔発明の概要〕

この目的を達成するため、本発明は、光ファイバによる
ループ伝送路に併設させて′硫気導巌によるループ伝送
路を設けて２重ループ系とし、これらを相補的に用いる
ことにより高信頼性を確保させ、かつ、電気導線による
ループ伝送路を用いたことＫより、このループ系での光
電変換器の必要性を除いて小型化と低消費電力化とが得
られるようにした点を特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明による多重通信システムについて。

図示の実施例により詳細に説明する。

第１図は本発明を自動車用多重通信システムに適用した
場合の一実施例で、中央の伝送装置（以下、中央局とい
う）２と、復数の端末伝送装置（以下、端末局という）
４−１〜４−　ｎを光ファイバ８かうなる光フアイバル
ープ伝送路と電気信号線１０からなる電気信号線ループ
伝送路とによって２重ループ状に結合したシステムとな
っている。

中央局２は、通信製［１２と制御装置１４を備え。

複数の端末局４−１〜４−Ｈに対する通信制御を行なう
と共に、自動車内のそれが装備される場所の近傍にある
各重の電気機器美、・・・、２２の制御を行なうように
なっている。

一方、複数の端末局４−１〜４−ｎのそれぞれは、通信
装置１２と入出力インターフェース１６とを備え、それ
ぞれの近傍にある各重の自動車内の電気機器ス、−・・
、２６，２８．・・拳、３０の制御を行なう。

中央局２および各端末局４−１〜４−ｎ　Ｋ使用されて
いる通信装置１２はそれぞれ同じ構成で、その一実施例
を第２図に示す。

この第２図において、３２は光フアイバループ伝送路の
上流側にある光ファイバ８から入力される光信号を電気
信号に変換し、ライン４８を介してゲート回路４０に入
力する光電変換器、３４は電気信号線ループ伝送路の上
流側にある電気信号線ＩＯから入力される信号を受信し
、ライン関を介してゲート回路４０に入力するバッファ
回路、３６はゲート回路４０かも出力される電気信号を
そのまま増幅してループの下流側の電気信号線１０に供
給する増幅回路、３８はゲート回路４０から出力される
電気信号を光信号に変換し、ループの下流側の光ファイ
バ８に出力する光電変換器である。また、４２は伝送制
御回路で、クロック線６４に接続されたクロック入力、
信号ライン６２　Ｋ接続されたシリアル信号入力、ライ
ン６６を送出路とするシリアル信号出力のそれぞれと、
パラレル入出力、アドレス入力、制御入力のそれぞれを
構成する端子６８　ａ　、　６８　ｂ　、・・・。

６８ｍ、６８ｎとを備えたものである。さらに、４４は
クロック発振回路で、振動子４６を備え、これに基づい
て周波数を異にする２重のクロックを発生し、ライン％
と田を介してそれぞれをゲート回路４０に入力している
。なお、ゲート回路４０ハ、上記したように種々の入出
力を備え、２Ｍのクロックのいずれか、受信信号ライン
化と関のいずれか、それに送信信号ライン５２と潟のい
ずれかをそれぞれ選択する働きをするもので、例えば、
その−実施例を１第３図に示すようになっているもので
あるが、詳細は後述する。

伝送制御回路４２は例えば本願出願人による特願昭５８
−１０６６６６号の明細書に記載されたものであり、こ
の回路では、そのデータ伝送のための伝送信号フレーム
として第４図に示すように、受信　　。

フレームと送信フレームからなるものが用いられるよう
になっている。

まず、受信フレームは、連続した５ビツトのゼロレベル
部Ｚ、１ピットのハイレベル［−ＢＳ、２４ビツトの受
信データ几Ｘ、それに受信データＲＸを反転させたあビ
ットの反転データＩ（、Ｘとで構成されている。

また、送信フレームは、同様にゼロレベル部Ｚ。

ハイレベル部ｎ、２４ピットの送信データＴＸ、それに
これの反転データＴＸとで構成されている。

なお、これらの受信データＲＸと送信データＴＸには、
それぞれ４ビツトのアドレス情報が含まれている。

伝送制御回路４２はライン６４から入力されるクロック
によって動作し、信号伝送レートはクロック周波数の１
／１６となっており、例えはクロックが４ＭＨｚなら信
号伝送レートは２５０　ＫＨｚ、クロックが２５０　Ｋ
Ｈｚなら信号伝送レートは約１５ＫＨｚとなる。

そして、ライン６２から第４図に示すフレーム構成の信
号の入力を常時待ち受け、まず、同期を散るためにゼロ
レベル部２の連続ビット数を時間で計数し、それが少く
とも５ビツト分以上続いたあとで１”のハイレベル部Ｓ
が現われたとき、これにより同期を取って続くデータＲ
Ｘ、ＲＸをシフトレジスタにシフトしてゆく。このとき
、データＲＸとＲＸのそれぞれの信号列を、対応するビ
ットごとに比較し、互に反転していたときには、そのと
きの受信データＲＸは正しいものと利足されてレジスタ
に納められ、端子６８　ａ　％　６８　ｎのうちの対応
した端子から直流レベルの信号が出力される。

一方、もしもデータＲＸとＲＸの各ビットごとの比較に
おいて互に反転していない、つまり一致したビットが現
われたときには、そのときの受信データは誤りがあった
ものと判定され、レジスタへの格納は行なわれずにその
まま棄てられ、このときには送信も行なわない。

次に、受信したデータＲ，Ｘが正しいものと判定　　゛
されたら、送信フレームの送信動作に進み、送信信号が
ライン（資）から送出される。このときの送信データは
端子６８ａ〜６８ｎの対応するいくつかの端子に割当て
られている並列入力信号をシフトレジスタに並列に取込
み、ついでシフトレジスタのシフトにより直列信号に変
換してライン印に出力されるようになっている。

さて、ここでゲート回路４０について説明すると、上記
したように、第３図はその一実施例で、−・ま、光ファ
イバ８による光ループ系に異常がなかったとすれば、こ
の状態では第４図で示した信号フレームによるデータ伝
送が一定の時間ごとに光ファイバ８によって行なわれて
おり、この結果、ライン４８には第４図で示した信号が
定期的に入力されてくる。

ところで、このライン４８ハオアゲートｌＯＯを介して
出力ラインヌに結合されると共に増幅器７０にも結合さ
れているため、このライン４８の信号は増幅器７０で増
幅されたあとコンデンサ７２と抵抗器７４を介してＦＥ
Ｔ７６に供給され、抵抗器（資）とコンデンサ８２かう
なる積分回路を制御する。すなわち、こΩ積分回路のコ
ンデンサ８２は電源７８から抵抗器（資）を介して所定
の時定数のもとで充電されるようになっているが、Ｆ　
Ｅ　Ｔ　７６がオンしたときには、このコンデンサ８２
の端子電圧はゼロになり、その後、ＦＥＴ７６がオフし
たときから再び充電が開始されるようＫなっている。

従って、この抵抗器（資）とコンデンサ８２かうなる積
分回路の時定数を所定の値に選んでおけば、ライン４８
から第４図に示した信号が所定のひん度で入力されてい
る間は、コンデンサ（資）の端子電圧が所定のレベル以
上にならないようにすることができ、インバータ８４の
出力が常時″１ｎレベルを保つようにすることができる
。

しかして、ライン化に所定のびん度で信号が現われてい
るということは、光ファイバ８を用いた光ループ系によ
る伝送動作が正しく行なわれていることを意味するから
、結局、インバータ必の出力であるライン印が１１１１
１を示している間は光ループ系は正常に保たれ、このラ
イン印が０”になったら光ループ系に異常が現われたこ
とが判り、このライン印の状態により光ファイバ８を用
いた光ループ系の異常発生をモニタすることができる。

入力１１２及びアンドゲート１０８　、１１４　、１１
６はこのゲート回路４０が中央局２で使用されたときと
端末局４−１〜４−ｎのいずれかで使われたときとで、
このゲート回路４００機能を切換えるためのもので、中
央局２で使用するときには入力１１２をアースするなど
して′０”に保ち、端末局４−１〜４−ｎで使うときに
は電源に接続するなどして１”に保つようになっている
。なお、入力１１０は中央局２にこのゲート回路４０が
設置されたときだけ使用され、端末局４−１〜４−ｎ　
Ｋ設置されたときＫはオープンのままに保たれるように
なっている。

次に、このゲート回路４０の動作について説明する。

まず、中央局２では、制御装置１４がその通信装置１２
の中のゲート回路４０のラインωの状態を調べることに
より光ループ系の状態を監視し、システムの動作開始時
を除いては光ループ系に異常がない限り原則として光ル
ープ系による伝送制御を行なわせるための制御に入るよ
うになっており、そのため、まずライン１１０を′１″
にし、これＫよりアントゲ−）　８８　、９０　、９４
だけが能動化されるようドする。なお、このとき、上記
したようすに、中央局では入力１１２が′″０″にされ
ているため、アントゲ−）　１０８　、１１４　、１１
６　＆”！いずれも閉じたままにされている。

従って、このときＫは、ライン器上の送信信号はアンド
ゲート羽、オアゲート１００を介してライン５４に出力
され、光電変換器間から光ループ系の下流側の光ファイ
バ８に送出され、一方、上流側の光ファイバ８から光電
変換器３２を介してライン４８に現われる受信信号はア
ンドゲート（イ）からオアゲート１０２を介してライン
６２に供給されるようになり、光ファイバ８による光ル
ープ系でのデータ伝送が行なわれる。

また、このときには、ラインあがアンドゲート９４とオ
アゲート１０４を介してライン日に結合されるため、伝
送制御回路４２のクロック入力ラインＢにはライン５と
郭の２重のクロックのうち、ライン％の高速のクロック
（例えば４ＭＨｚ）が入力され、これにより伝送制御回
路４２は高速の信号伝送レート（例えば２５０　ＫＨｚ
）で動作するようＫされる。

一方、各端末局４−１〜４−ｎでは、入力１１２がいず
れもｌ′にされていてアンドゲート１０８　、１１４゜
１１６が能動化されている。

そこで、上記したよ５に、中央局２から光ループ系を介
して送信信号の伝送が行なわれていると、これＫよりラ
イン６０ｔ２”ｌ”に保たれ、この結果、アンドゲート
１０８の出力は１″になり、アントゲ−）　８８　、９
０　、９４が能動化され、ライン４８がライン６２に、
そしてライン印がライン５４に結合された光ループ系に
よる動作状態となる。

また、このときには、アンドゲート１１４とオアゲート
１００ヲ介して上流側のライン４８と下流側のライン巽
が接続されるため、中央局２から送信された信号は全て
の端末局４−１〜４−ｎによってほとんど同時に受信可
能にされ、伝送制御回路４２による送受信機能の充分な
発揮を保障する。

さらに、このときには、アンドゲート９４が能動化され
るため、中央局２と同じく高速のクロックで動作するよ
ってなっているのはいうまでもない。

次に、この光ファイバ８による光ループ系で動作してい
るときに、何らかの理由、例えば光ファイバ８の断線な
どの理由により光ループ系による信号の伝送に異常が発
生したとする。

そうすると、中央局２のライン４８から信号が消滅する
ため、所定の時間遅れをもってライン印がそれまでの１
”からｌＯ”に変る。

そこで、中央局２の制御装［１４）２　、　　ラインω
が＠Ｏｎに変ったことを検出し、これに応じて入力１１
０をそれまでの１”からｌ′θ″に切換え、伝送動作を
光ファイバ８を用いた光ループ系によるものから電気信
号線ＩＯによる電気ループ系によるものに切換えるよ５
にする。すなわち、入力１１０がＩＯ′になると今度は
アントゲ−）　９２　、９６　、９８が能動化され、電
気信号線１０の上流側からの信号のライン父がアンドゲ
ートｎとオアゲート１０２を介してライン６２に接続さ
れ、送信信号が現われるライン印はアンドゲート９８と
オアゲート１０６を介してライン５２に結合され、これ
により電気ループ系による信号伝送状態にされるのであ
る。

また、このときには、クロックライン詔の比較的遅いク
ロック、例えば２５０ＫＨｚのクロックがアンドゲート
％で選択され、オアゲート１０４からライン６４に供給
されるため、信号伝送レートは約１５ＫＨｚの低速に切
換えられる。

一方、この結果、各端末局４−１〜４−ｎにおいても、
そのライン４８から信号が消滅したことによりライン６
０はＯ”になり、アンドゲート１０８の出力もｎｏｎに
なるから、ここでもアンドゲート郭。

９０　、９４　Ｋ代って今度はアンドゲート９２　、９
６　、９８が能＃＋化され、ライン関がライン６２に、
そしてライン６６がライン５２にそれぞれ結合された電
気ループ系による動作モードとなり、かつアンドゲート
％で２５０ＫＨｚのクロックが選択されるため、電気ル
ープ系による信号伝送を中央局２との間で行なうことが
できるようにされる。

従って、この実施例によれば、光ファイバ８を用いた光
ループ系による信号伝送動作がダクンしたときには、電
気信号線【０を用いた電気ループ系てよるバックアップ
が行なわれるため、２重ループ系による高い信頼性をそ
のまま保つことができる。

ところで、中央局２０制御装［１４はマイコン（マイク
ロコンピュータ）を含入、上記した中央局で必要とされ
る植重の制御を行なうようになっているが、さらに自動
車のエンジンの運転状態を監視して光ループ系に異常を
生じたとき以外にも、光ループ系から電気ループ系によ
る動作モードに切換える制御を行なうようになっている
。

第５図は制御装［１４による光ループ系と電気ループ系
の切換制御の一実施例を示す７０−チャートであり、既
に説明したように、制御装置１４はデータの送信を所定
の周期で行なうようになって（・るので、制御装置１４
のマイコンはタイマー割込により一定の周期ごとに第５
図の処理を開始するようになっている。

タイツ−割込みが掛ると、まずＳｌでＩＧスイッチの状
態を調べ、それがＯＮになっていたらエンジンが回転中
であると判断してＳ２に進み、ここでライン印の状態を
調べ、これがｓｌ”Ｋなっていたら８３に進んでライン
１１０を１”にし、これにより伝送モードを光ループ系
にセットする。

そして、そのあとＳ４に進んでデータの送信を行なう。

従って、エンジンが回転中で、かつ光ループ系に異常が
ないときＫは、タイマー割込ごとにデータ送信が行なわ
れることＫなる。

次に、８１での結果がＹ（ＹＢ２）Ｋなったとき、つま
りエンジンが停止していると判断されたとき、及びＳ２
での結果がＮ（Ｎｏ）になったとき、つまりエンジンは
回転中であるが、光ループ系に異常が発生したものと判
断されたときには、まずＳ５に進んでライン１１０を０
”にし、これにより伝送モードを電気ループ系にセット
する。

続いてＳ６の処理では助変数ｎの計数に入り、５゜次の
８７でこの助変数ｎが予じめ設定しである定数ｎ０以下
か否かを調べ、結果がＹの間は続くＳ８で助変数ｎをイ
ンクリメントして次の割込みを待つ。

一方、この状態がｎ０回繰り返されると８７での結果が
ＮＶＣなり、このときにはＳ９を通って助夏数ｎをクリ
アし、Ｓ４でデータ送信を行なう。

ここで、定数ｎ０の値は、ライン謁と５８（第２図及び
第３図）のクロックの周波数の比に等しいか。

或いはそれよりも大きな値となるよ５ＫＩ、てあり、例
えば、ラインあのクロックが４ＭＨｚ、ライン詔のクロ
ックが２５０ＫＨｚなら（ｎ６≧１６）となる。

従って、エンジンが停止しているとき、又は光ループ系
に異常が発生しているときには、自動的に電気ループ系
による伝送モードの動作に切換わると共に、このときに
は、光ループ系でのデータ送信ひん度の１／ｎ０のびん
度でデータ送信が行なわれるように動作する。

ここで、データ送信の繰り返し周期（これの逆数がデー
タ送信ひん度となる）について説明する。

データ伝送本来の機能からいえば、この周Ｍは短かけれ
ば短かい程よい。しかして、このようなループ伝送シス
テムでの最小周期は、第４図に示した伝送信号フレーム
の長さと、端末局４−１〜４−ｎの個数、クロックの周
波数、それに制御装置１４のマイコンによる処理時間で
決まり、これより短かくすることは惨きない。

一方、このようなシステムでの消費電力は、クロックに
比例すると考えてよい。

そこで、この実施例では、ライン５６の高速クロツクに
より、光ループ系での伝送動作に際しては実用上充分な
データ送信速度が得られる程度に。

第５図に示したフローに対する割込み周期、つまりデー
タ送信周期を短かく設定しておき、エンジンが停止して
いて電源バッテリに対する充電が行なわれていないとき
Ｋは、電気ループ系での伝送に切換えて光電変換器３２
．３８による消費電力を無くすと共に、ライン５８によ
る低速クロックを使用してさらに低消費電力化されるよ
うにし、これに合わせてデータ送信の繰り返し周期が０
０分のＩＫなるようにしたのである。

このとき、エンジンが停止していることにより、制御す
べき機器の数も減少しているから、データ送信のひん度
が低下してもほとんど問題は生じなｔＩ′Ｏ 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、光ファイバ法送
路を用いたループ伝送システムの２１ｊＬループ化［際
して、その一方のループ系を電気４線による電気ループ
系としたので、従来技術の欠点を除き、異常発生時での
バックアップが充分得られて２重系による高い信頼度を
保ち、かつ、必要に応じて充分な低消費電力のもとで動
作させることができ、自動車用データ伝送システムなど
に適用して集約配線化を充分に行なうことができる多重
通信システムを容易に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による多重通信システムの一実施例を示
すブロック図、第２図は通信装置の一実施例を示すブロ
ック図、第３図はゲート回路の一実施例を示す回路図、
第４図は本発明の一実施例における伝送信号フレームの
説明図、第５図を１本発明の一実施例における制御動作
を示すフローチャートである。 ２・・・・・・中央局、４−１〜４−ｎ・・・・・・端
末局、８・・・・・・光ファイバ、１０・・・・・・電
気信号線、１２・・・・・・通信装置、１４・・・・・
・制御装置、３２，３８・・・・・・光電変換器、あ・
・・・・・バッファ回路、謁・・・・・・増幅回路、４
０・・・・・・ゲート回第１図 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、中央伝送装置と複数の端末伝送装置とを光ファイバ
   によるループ伝送路で結合した多重通信システムにおい
   て、上記光ファイバによるループ伝送路に併設して電気
   導線によるループ伝送路を設け、これら光ファイバによ
   るループ伝送路と電気導線によるループ伝送路を相補的
   に用いた伝送処理が行なわれるように構成したことを特
   徴とする多重通信システム。 ２、特許請求の範囲第１項において、上記中央伝送装置
   と複数の端末伝送装置とがいずれも自動車内に設置され
   たものであり、上記２重のループ伝送路による相補的な
   伝送処理が自動車の制御状態に応じて制御されるように
   構成されていることを特徴とする多重通信システム。 ３、特許請求の範囲第１項において、上記光ファイバに
   よるループ伝送路を用いたときのデータ伝送速度に比し
   て上記電気導線によるループ伝送路を用いたときのデー
   タ伝送速度が遅くなるように構成したことを特徴とする
   多重通信システム。