JP3088201B2

JP3088201B2 - 多重通信装置

Info

Publication number: JP3088201B2
Application number: JP04178614A
Authority: JP
Inventors: 宜和信時; 利道徳永; 章曽根
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1992-07-06
Filing date: 1992-07-06
Publication date: 2000-09-18
Anticipated expiration: 2015-09-18
Also published as: JPH0630011A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両などにおける各種
電装品間の通信をおこなう多重通信装置に関するもので
あり、さらに詳細には、共通の多重通信線に、送受信手
段およびコントローラを備えた複数の制御ユニットを接
続して、各制御ユニット間の信号伝送をおこなう多重通
信装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子制御技術の発達に伴い、近年の自動
車においては、著しく多くの電子機器が搭載され、その
結果、各電子機器間を接続する配線の数が著しく増大す
るとともに、配線が複雑化するという問題があった。そ
こで、配線の数を減少させ、かつ、配線を簡易化するた
めに、送受信手段およびコントローラを備えた複数の制
御ユニットを、共通の多重通信線に、それぞれ、ノード
により接続し、各制御ユニット間で信号の伝送をおこな
う多重通信装置が提案されている（例えば、特開昭６１
−２２４５３４公報など）。

【０００３】このような多重通信装置にあっては、ある
制御ユニットの送受信手段が故障したときは、その制御
ユニットから、共通の多重通信線に、信号が送られなく
なるので、他の制御ユニットは、その制御ユニットが故
障したことを認識することができ、他の制御ユニットと
の間でのみ、多重通信を実施するように構成されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように構成された
多重通信装置において、ある制御ユニットの送受信手段
が故障した時は、その後に、正常状態に復帰しても、そ
の制御ユニットを除外して、多重通信をおこなうのが一
般であった。しかしながら、このように、一旦、故障し
た制御ユニットが、その後に、正常状態に復帰したにも
かかわらず、その制御ユニットを除外して、多重通信を
おこなうことは、各制御ユニットが制御のために用いる
制御データの減少を招き、制御の信頼性を低下させると
いう問題があった。

【０００５】

【発明の目的】本発明は、それぞれ、共通の多重通信線
に、ノードによって接続されるとともに、コントローラ
および送受信手段を備え、制御データを含む信号を、前
記多重通信線に出力可能で、前記多重通信線から制御デ
ータを含む信号を受信して、制御を実行可能に構成され
た複数の制御ユニットを備えた多重通信装置において、
制御の信頼性を向上させることのできる多重通信装置を
提供することを目的とするものである。

【０００６】

【発明の構成】本発明のかかる目的は、各制御ユニット
のコントローラが、複数の制御ユニットの接続状態を記
憶するデータ記憶部と、自己の送受信手段が故障したこ
とおよび正常状態に復帰したことを診断可能な自己故障
診断手段と、送受信手段が故障した後、正常状態に復帰
したときに、多重通信に加わるための復帰動作をおこな
う復帰手段とを備え、復帰動作に際して、送受信手段が
他の制御ユニットから最初に受信した制御信号にしたが
って、復帰手段がデータ記憶部に記憶されている複数の
制御ユニットの接続状態を書き換えるように構成された
ことによって達成される。本発明の好ましい実施態様に
おいては、復帰手段が、送受信手段が故障していると判
定している間は、その制御ユニットを多重通信から離脱
させると共に制御ユニットの多重通信への復帰動作を行
なわないように構成されている。本発明の他の好ましい
実施態様においては制御信号は、受信接続確認信号領
域を含み、復帰手段が、最初に受信した制御信号の受信
接続確認信号領域にしたがって、複数の制御ユニットの
接続状態を書き換えるように構成されている。

【０００７】

【発明の作用】本発明によれば、各制御ユニットのコン
トローラが、複数の制御ユニットの接続状態を記憶する
データ記憶部と、自己の送受信手段が故障したことおよ
び正常状態に復帰したことを診断可能な自己故障診断手
段と、送受信手段が故障した後、正常状態に復帰したと
きに、多重通信に加わるための復帰動作をおこなう復帰
手段とを備えているから、一旦、送受信手段が故障した
制御ユニットも、その後に、正常状態に復帰すれば、多
重通信に加わることができ、また、その際、復帰動作に
際して、送受信手段が他の制御ユニットから最初に受信
した制御信号にしたがって、復帰手段がデータ記憶部に
記憶されている複数の制御ユニットの接続状態を書き換
えるように構成されているから、正常状態に復帰した時
の各制御ユニットの接続状態を、正しく認識して、多重
通信に加わることができ、制御の信頼性を向上させるこ
とができる。

【０００８】

【実施例】以下、添付図面に基づいて、本発明の実施例
につき、詳細に説明を加える。図１は、本発明の実施例
に係る多重通信装置のネットワーク図である。図１にお
いて、本発明の実施例に係る多重通信装置は、エンジン
の制御を実行するエンジン制御ユニット１、アンチ・ス
キッド・ブレーキンングシステム（以下、ＡＢＳとい
う。）およびトラクション・コントロールシステムから
なるタイヤのスリップ制御を実行するスリップ制御ユニ
ット２、各車輪の舵角制御を実行する４ＷＳ制御ユニッ
ト３、ボデイのスィッチ類の制御を実行するボデイ系制
御ユニット４からなる４つの制御ユニットを備えてお
り、これら４つの制御ユニットは、ノード５、６、７、
８により、ループ状の共通の多重通信線９に接続されて
いる。各制御ユニットは、コントローラと送受信手段
（図示せず）を備えている。

【０００９】エンジン制御ユニット１、スリップ制御ユ
ニット２、４ＷＳ制御ユニット３およびボデイ系制御ユ
ニット４は、それぞれ、ノード５、６、７、８を介し
て、多重通信線９に、信号を送信するとともに、多重通
信線９からノード５、６、７、８を介して、信号を受信
して、所定の制御をするように構成されている。このよ
うに、エンジン制御ユニット１、スリップ制御ユニット
２、４ＷＳ制御ユニット３およびボデイ系制御ユニット
４は、それぞれ、ノード５、６、７、８を介して、多重
通信線９に、信号を送信するとともに、多重通信線９か
らノード５、６、７、８を介して、信号を受信するの
で、共通の多重通信線９における信号の衝突を防止する
ため、本実施例においては、ＣＳＭＡ／ＣＤ−ＡＭＰ方
式を採用している。ここに、ＣＳＭＡ（Carrier Sense
Multiple Access)とは、各制御ユニットが、多重通信線
９の空きを確認した上で、多重通信線９に信号を送信す
る方法をいい、ＣＤ（Collision Detection)とは、各制
御ユニットが、多重通信線９上の送信信号を監視し、送
信した信号の衝突を検知したときは、その信号を再度送
信する方法をいい、ＡＭＰ（Arbitration on Message P
riority)とは、信号の衝突時に、優先度の高い信号を破
壊することなく、そのまま、送信されるようにする方法
をいう。また、各制御ユニットが送信する信号は、フレ
ームよりなり、ある制御ユニットが送信した信号は、他
のすべての制御ユニットが受信するように構成されてい
る。

【００１０】図２は、各制御ユニットが送信する信号の
構成を示している。図２に示されるように、各制御ユニ
ットが送信する信号は、フレーム状の信号およびＡＣＫ
フィールド（受信接続確認信号領域）からなっており、
フレーム状信号のフレームＦは、ＳＤ（Start Delimite
r)コード、ＰＩ（ブライオリティ）コード、ＩＤコー
ド、データ長、データ１〜データＮおよびチエックコー
ドからなっている。

【００１１】ＳＤコードは、フレームＦの開始を表わす
コードであり、各制御ユニットは、このＳＤコードを受
信すると、フレームＦの開始を認識するようになってい
る。ＰＩコードは、同時に、複数の制御ユニットが、信
号を、多重通信線９に送信したために、多重通信線９
で、信号の衝突が起きた場合に、どの信号を優先的に処
理するかを指示するものである。本実施例においては、
多重通信線９では、ローレベルがワイヤード・オア（WI
RED-OR) となっているため、ビット値が低いものを優先
するようになっている。多重通信線９において、信号の
衝突が起こった場合には、優先度の高い制御ユニットの
ＰＩコードが、多重通信線９に残り、優先度の低い制御
ユニットのＰＩコードは、優先度の高い制御ユニットの
ＰＩコードに変えられるので、優先度の低い制御ユニッ
トは、これにより、送信した信号が衝突を起こし、他の
制御ユニットに受信されなかったことを検知して、その
信号を再度、送信するように構成されている。ＩＤコー
ドは、送信元の制御ユニットを表わすコードである。デ
ータ長には、この後に続くデータの数が書き込まれ、Ｎ
個のデータがあるときは、データ長はＮとなる。この信
号を受信した制御ユニットは、データ長に続くデータ
を、データ長に対応するだけ読み取るようになってい
る。データ１〜データＮには、その信号により、送信し
ようとする各種データが書き込まれる。チエックコード
は、フレーム状信号を受信した制御ユニットに、フレー
ム状信号の終わりであることを確認させるとともに、受
信時に、所望のように、フレーム状信号が受信されたか
否かをチエックするものである。

【００１２】各制御ユニットは、フレーム状信号の送信
に続いて、ＡＣＫフィールドを送信する。このＡＣＫフ
ィールドは、多重通信線９に接続されている制御ユニッ
トの数に等しいビットからなり、各制御ユニットに対
し、あらかじめ定められた固有のビット領域が割り当て
られている。本実施例においては、４つの制御ユニット
が、多重通信線９に接続されているので、ＡＣＫフィー
ルドは、４ビットからなり、それぞれ、エンジン制御ユ
ニット１、スリップ制御ユニット２、４ＷＳ制御ユニッ
ト３およびボデイ系制御ユニット４に対し、固有のビッ
ト領域が割り当てられている。各制御ユニットは、この
ＡＣＫフィールドの各ビット領域により、フレーム状信
号が正常に受信されたか否かの確認をおこなうようにな
っている。すなわち、フレーム状信号を送信する制御ユ
ニットは、フレーム状信号の送信に続いて、ＡＣＫフィ
ールドを、その各ビット領域を“０”にして、多重通信
線９に送信する。フレーム状信号を受信する制御ユニッ
トは、それぞれ、フレーム状信号のチエックコードによ
り、フレーム状信号のデータ１〜データＮの内容に誤り
があるか否かをチエックし、誤りがなければ、他の制御
ユニットに対してあらかじめ定められた固有のビット領
域に、受信接続確認信号（ＡＣＫ信号）を送信して、
“１”を書き込む。

【００１３】こうして、ある制御ユニットから送信され
たフレーム状信号を、他のすべての制御ユニットが正常
に受信したときは、多重通信線９上のＡＣＫフィールド
の各ビット領域は、すべて“１”になっており、これに
対して、いずれかの制御ユニットが、フレーム状信号を
正常に受信していないときは、その制御ユニットの固有
のビット領域は“０”のままとなっている。したがっ
て、ＡＣＫフィールドを受信することにより、フレーム
状信号を送信した制御ユニットは、他の制御ユニット
が、フレーム状信号を正常に受信したか否かを確認する
ことができ、正常に受信していない制御ユニットがある
ときは、フレーム状信号を再度送信するようになってい
る。

【００１４】図３は、各制御ユニットのブロックダイア
グラムである。図３において、各制御ユニットは、送受
信手段１０とコントローラ１１とを備え、コントローラ
１１内には、送受信手段１０が故障したか、あるいは、
正常状態に復帰したかを診断する自己故障診断手段１
５、送受信手段１０からの信号に基づき、一旦、故障し
た送受信手段１０が、正常状態に復帰したときに、再
び、多重通信に加わるための復帰動作をおこなう復帰手
段１６、多重通信線９に送信すべきフレーム状信号を送
受信手段１０に送信する信号送信部１７、送受信手段１
０が受信したフレーム状信号を受信する信号受信部１
８、多重通信線９を介して、他の制御ユニットから受信
したフレーム状信号に含まれたデータを記憶するデータ
記憶部１９および各種センサ（図示せず）から入力され
た検出信号に基づき、制御信号を生成して、信号送信部
１７に出力するとともに、信号受信部１８から入力され
た受信信号にしたがって、駆動信号を生成して、各種ア
クチュエータ（図示せず）に出力する制御部２０が設け
られている。信号送信部１７は、フレーム状信号を送受
信手段１０に送信したときは、送信完了信号を、自己故
障診断手段１５に出力し、また、信号受信部１８は、送
受信手段１０からフレーム状信号を受信したときは、受
信完了信号を、自己故障診断手段１５に出力するように
なっており、自己故障診断手段１５は、送受信手段１０
が故障しているか、あるいは、正常状態に復帰したかの
診断情報を含む診断信号を、復帰手段１６に出力するよ
うに構成されている。また、復帰手段１６には、図示し
ないカウンタが設けられている。

【００１５】送受信手段１０は、コントローラ１１の信
号送信部１７から、多重通信線９を介して、他の制御ユ
ニットに送信すべき信号を受信するとともに、他の制御
ユニットから、多重通信線９を介して、受信したフレー
ム状の信号を、コントローラ１１の信号受信部に出力す
る。さらに、送受信手段１０は、受信したフレーム状の
信号を、コントローラ１１の信号受信部に出力する際、
送受信手段１０自身の状態を示すステータス情報を、コ
ントローラ１１の自己故障診断手段１５に出力する。こ
のステータス情報は、チエックコードが、フレーム状信
号が、所望のように、受信されなかったとチエックした
時に、エラーが書き込まれるエラービット、多重通信線
９から受信した信号を、送受信手段１０が未だコントロ
ーラ１１の信号受信部１８に送信してはおらず、保持し
ているときに０に、多重通信線９から受信した信号を、
送受信手段１０が、コントローラ１１の信号受信部１８
に送信した後は１にセットされる受信ビットおよび信号
送信部１７から送受信手段１０が受信した信号を、多重
通信線９に送信し、さらに、信号に含まれたデータを書
き込み可能なときに０に、信号送信部１７から送受信手
段１０が受信した信号を、多重通信線９に未だ送信して
おらず、さらに、信号に含まれたデータを書き込むこと
が不可能なときに１にセットされる書き込みビットから
なっている。

【００１６】このステータス情報にしたがって、自己故
障診断手段１５は、以下のようにして、送受信手段１０
が故障したか、あるいは、正常状態に復帰したかを診断
することができる。すなわち、まず、自己故障診断手段
１５が読み込んだステータス情報のエラービットに、エ
ラーが書き込まれているときは、送受信手段１０が、所
望のように、多重通信線９からフレーム状信号を受信し
ていないから、自己故障診断手段は、送受信手段１０が
故障したと診断する。また、ステータス情報のエラービ
ットに、エラーが書き込まれていない場合でも、自己故
障診断手段１５が、信号受信部１８から受信完了信号を
受けた時は、多重通信線９から受信した信号を、送受信
手段１０は、コントローラ１１の信号受信部１８に送信
しているのであるから、その直後に、送受信手段１０か
ら読み取ったステータス情報の受信ビットが０のとき
は、自己故障診断手段１５は、送受信手段１０が故障し
ていると診断し、他方、送受信手段１０が故障した後
に、自己故障診断手段１５が、信号受信部１８から受信
完了信号を受けた直後に、送受信手段１０から読み取っ
たステータス情報の受信ビットが１のときは、自己故障
診断手段１５は、送受信手段１０が正常状態に復帰した
と診断する。さらに、自己故障診断手段１５が、信号送
信部１７から送信完了信号を受けた時は、信号が、送受
信手段１０に送られ、さらに、データを書き込むことは
不可能のはずであるから、その直後に、送受信手段１０
から読み取ったステータス情報の書き込みビットが０の
ときは、自己故障診断手段１５は、送受信手段１０が故
障していると診断し、他方、送受信手段１０が故障した
後に、自己故障診断手段１５が、信号送信部１７から送
信完了信号を受けた直後に、送受信手段１０から読み取
ったステータス情報の書き込みビットが１のときは、自
己故障診断手段１５は、送受信手段１０が正常状態に復
帰したと診断する。

【００１７】また、自己故障診断手段１５は、信号受信
部１８が受信したフレーム状信号のＡＣＫフィールドの
各ビット領域の値と、データ記憶部１９に記憶された他
の制御ユニットの接続状態を示すデータとを比較して、
両者の間に不一致があるときは、送受信手段１０が故障
していると診断し、他方、送受信手段１０が故障した後
に、両者が一致するようになったときは、自己故障診断
手段１５は、送受信手段１０が正常状態に復帰したと診
断する。

【００１８】復帰手段１６は、自己診断手段１５から入
力された診断信号に基づき、自己診断手段１５が、送受
信手段１０が正常状態に復帰した判定したときは、正常
復帰信号を、送受信手段１０に出力し、さらに、多重通
信線９に送信させる。この正常復帰信号を受信したとき
は、他の制御ユニットは、応答信号を、多重通信線９に
送信して、正常復帰信号を送信した制御ユニットの送受
信手段１０に受信させる。応答信号を受信した送受信手
段１０は、これを、復帰手段１６に送信し、復帰手段１
６は、応答信号を受信すると、再び、正常復帰信号を、
多重通信線９に出力して、再び、多重通信に加わる。

【００１９】図４は、多重通信時に、各制御ユニットに
おいて実施される故障診断および復帰動作を示すフロー
チャートである。図４において、まず、各制御ユニット
の自己故障診断手段１５は、上述のようにして、送受信
手段１０が故障しているか否かを判定する。その結果、
ＹＥＳのとき、すなわち、送受信手段１０が故障してい
ると判定したときは、自己故障診断手段１５は、その旨
の情報を含む診断信号を、復帰手段１６に出力する。

【００２０】復帰手段１６は、自己故障診断手段１５か
ら、送受信手段１０が故障しているという情報を含む診
断信号を受けたときは、フラグＪを１にセットして、多
重通信から離脱した旨を、データ記憶部１９に記憶さ
せ、その後、再び、自己故障診断手段１５による送受信
手段１０が故障しているか否かの判定をおこなう。これ
に対して、ＮＯのとき、すなわち、送受信手段１０が故
障していないと判定したときは、自己故障診断手段１５
は、その旨の情報を含む診断信号を、復帰手段１６に出
力する。

【００２１】復帰手段１６は、自己故障診断手段１５か
ら、送受信手段１０が故障していないという情報を含む
診断信号を受けたときは、フラグＪが１か否かを判定す
る。その結果、ＮＯのときは、前回のサイクルにおいて
も、送受信手段１０は正常であり、通常のように、多重
通信を続行すればよいから、復帰手段１６は、何の信号
も出力せず、再び、自己故障診断手段１５による送受信
手段１０が故障しているか否かの判定をおこなう。

【００２２】これに対して、ＹＥＳのときは、前回のサ
イクルにおいて、故障したと診断された送受信手段１０
が、今回のサイクルにおいて、正常状態に復帰したと認
められる。そこで、復帰手段１６は、上述のように、復
帰動作をおこない、送受信手段１０が、他の制御ユニッ
トから最初に受信した制御信号にしたがって、データ記
憶部１９に記憶された各制御ユニットの接続状態を書き
換え、フラグＪを０にセットして、多重通信に復帰す
る。その後、再び、自己故障診断手段１５による送受信
手段１０が故障しているか否かの判定をおこなう。

【００２３】本実施例によれば、一旦、送受信手段１０
が故障して、多重通信から離脱した制御ユニットも、正
常状態に復帰したときは、多重通信に復帰させているか
ら、制御の信頼性の向上を図ることができ、また、正常
状態に復帰した後に、送受信手段１０が、他の制御ユニ
ットから最初に受信した制御信号にしたがって、データ
記憶部１９に記憶された各制御ユニットの接続状態を書
き換えているから、正常復帰時に、正確に、各前記ユニ
ットの接続状態を認識して、多重通信に加わることがで
き、さらに、制御の信頼性を高めることが可能になる。

【００２４】本発明は、以上の実施例に限定されること
なく特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の
変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含され
るものであることはいうまでもない。たとえば、前記実
施例における自己故障診断手段１５による故障診断方法
に加えて、あるいは、これに代えて、コントローラ１１
により送受信手段１０に記憶されたステータス情報をリ
セット可能な端子を設けて、これによって、ステータス
情報の受信ビットあるいは書き込みビットをリセットし
た後、所定時間内に、受信ビットあるいは書き込みビッ
トが所定の値になるか否かにより、送受信手段１０の故
障を判定することもできる。

【００２５】また、前記実施例においては、エンジン制
御ユニット１、スリップ制御ユニット２、４ＷＳ制御ユ
ニット３およびボデイ系制御ユニット４の４つの制御ユ
ニットが、多重通信線９に接続されているが、これらの
全部もしくは一部に代えて、または、これらの加えて、
他の制御ユニットが接続されていてもよい。さらに、本
発明において、各手段は、必ずしも物理的手段を意味す
るものではなく、各手段の機能がソフトウエアにより実
現される場合も、本発明は包含し、１つの手段の機能が
２以上の物理的手段により実現される場合も、また、２
以上の手段の機能が１つの物理的手段により実現される
場合も、本発明は包含している。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、それぞれ、共通の多重
通信線に、ノードによって接続されるとともに、コント
ローラおよび送受信手段を備え、制御データを含む信号
を、前記多重通信線に出力可能で、前記多重通信線から
制御データを含む信号を受信して、制御を実行可能に構
成された複数の制御ユニットを備えた多重通信装置にお
いて、制御の信頼性を向上させることのできる多重通信
装置を提供することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施例に係る多重通信装置の
ネットワーク図である。

【図２】図２は、各制御ユニットが送信する信号の構成
を示す図面である。

【図３】図３は、各制御ユニットのブロックダイアグラ
ムである。

【図４】図４は、多重通信時に、各制御ユニットにおい
て実施される故障診断および復帰動作を示すフローチャ
ートである。

【符号の説明】

１エンジン制御ユニット２スリップ制御ユニット３４ＷＳ制御ユニット４ボデイ系制御ユニット５、６、７、８ノード９多重通信線１０送受信手段１１コントローラ１５自己故障診断手段１６復帰手段１７信号送信部１８信号受信部１９データ記憶部２０制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平１−303942（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−213548（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−222634（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04L 12/28 H04Q 9/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれ、共通の多重通信線に、ノード
によって接続されるとともに、コントローラおよび送受
信手段を備え、制御データを含む信号を、前記多重通信
線に出力可能で、前記多重通信線から制御データを含む
信号を受信して、制御を実行可能に構成された複数の制
御ユニットを備えた多重通信装置において、前記各制御ユニットの前記コントローラが、前記複数の
制御ユニットの接続状態を記憶するデータ記憶部と、自
己の送受信手段が故障したことおよび正常状態に復帰し
たことを診断可能な自己故障診断手段と、送受信手段が
故障した後、正常状態に復帰したときに、多重通信に加
わるための復帰動作をおこなう復帰手段とを備え、復帰動作に際して、前記送受信手段が他の制御ユニット
から最初に受信した制御信号にしたがって、前記復帰手
段が前記データ記憶部に記憶されている複数の制御ユニ
ットの接続状態を書き換えるように構成されたことを特
徴とする多重通信装置。
【請求項２】前記復帰手段が、送受信手段が故障して
いると判定している間は、その制御ユニットを多重通信
から離脱させると共に制御ユニットの多重通信への復帰
動作を行なわないように構成されたことを特徴とする請
求項１記載の多重通信装置。
【請求項３】前記制御信号は、受信接続確認信号領域
を含み、前記復帰手段が、前記最初に受信した制御信号
の受信接続確認信号領域にしたがって、前記複数の制御
ユニットの接続状態を書き換えるように構成されたこと
を特徴とする請求項１記載の多重通信装置。