JP3731679B2

JP3731679B2 - 多重ノード車両通信ネットワーク

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Publication number: JP3731679B2
Application number: JP03092896A
Authority: JP
Inventors: ロナルド、エフ．ホーメル; フレデリック、オー．ミースターフェルド
Original assignee: Chrysler Corp
Current assignee: Old Carco LLC
Priority date: 1995-02-24
Filing date: 1996-02-19
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2016-02-19
Also published as: JPH0946357A; US5748675A; MX9600614A; US6031823A; EP0728621A3; CA2169787A1; CA2169787C; EP0728621A2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、全体としてデータ通信ネットワークに関するものであり、更に詳しくいえば、電流供給の改良を実現するために送信機仲介を強調した車両多重アクセス通信ネットワークに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近の自動車には、車両内の各種の電子装置の間でデータ伝送を行えるようにするために、多重アクセス直列データ通信ネットワークが装備されている。自動車技術者協会（ＳＡＥ）は標準Ｊ１８５０Ｂ級データ通信ネットワークを制定した。このネットワークは自動車産業全体にわたって広く受け容れられるようになってきている。標準Ｊ１８５０は、通信バスを介して直列データを通信するために記号の使用を指定する１組の技術的要求とパラメータのことである。
【０００３】
入力／出力（Ｉ／Ｏ）バストランシーバには車両の電子装置が一般に装備され、データの送受信を行うために通信バスとの仲介を行う。自動車での用途においては、可変パルス幅変調（ＶＰＷＭ）されて符号化された信号が広く用いられている。ＶＰＷＭ符号化された信号では、記号は、ある時間の間伸び、それによって電圧の遷移点、すなわち、エッジが変化する電圧論理レベルを含む。一般的にいえば、時間の長さと以前のエッジの引き外し点と現在のエッジの引き外し点の間の電圧レベルが記号の意味を定める。
【０００４】
多重化手法がパルス信号を１つのノード（すなわち、電子モジュール）から別のノードへ転送する通信ネットワークにおいては、アースループがしばしばノイズ源になる。ノイズは、多数のアース点を長い距離が隔てる時、および低レベルアナログ回路を使用している間にとくに生じる。大地経路ノイズと直接電流オフセット電圧を何らかの形で弁別すなわち分離することが必要になる。
【０００５】
多重ノードシステムにおけるノードの接地は種々の点で生じ、その結果として、アースの間、たとえば、シャーシーアースと信号アースとの間に電位差が生じることになる、車両における接地部品はこの接地のやり方を必要とする。これは通常はネットワーク中に望ましくないノイズ電圧を生じさせる。ネットワーク中のノイズ電圧と比較した信号レベルの大きさが信号対ノイズ比である。信号対ノイズ比がネットワークの動作に影響するならば、この比を高くする努力をしなければならない。
【０００６】
過去のノイズ減少法は、１）１つの種類の接地を除去し、システムを１点接地ネットワークに変える、（これは非実用的なやり方である。というのは、直流電流が電圧降下をひき起こすこと、および追加の回路部品を必要として、そのためにコストがかさむためである。）２）２つまたはそれ以上の回路を分離することによって多点接地の影響を無くすか、最少限に抑える。分離は、１）トランス、２）同相チョーク、３）光結合器、４）平衡回路、を用いることによって行うことができる。
【０００７】
そのようなノイズ除去技術は好ましい結果をもたらすが、それらの技術は多数の分離部品を必要とする。それらの部品は価格が高く、まったく予測されない他の悪影響を生じることがある。多重ノードネットワークにおける分離問題を最小にする努力において、多重ノードネットワーク中の接地ループを分離する他の手段を探す研究が行われた。
【０００８】
また、各ノードすなわち各電子装置は一般に、通信バスとの仲介をするためにそれ自身の入力／出力バストランシーバを持たなければならない。入力／出力バストランシーバは送信機回路を含み、この送信機回路はデータを車両通信バスへ送信するためのバスドライバを有する。バスドライバを有する従来の送信機回路は、あらかじめ設定した電圧ポテンシャルをバスに供給するために通常動作する。多重アクセスバスでは、送信機の出力電圧がバスで見られる電圧ポテンシャルを超えた時に、送信機回路はバスをドライブする。多重ノードの間におけるように、より高い電圧ポテンシャルを出力するノードは一般にバスをドライブする。送信機回路およびそれに関連するバスドライバが電圧を加える時に、バスドライバはバスドライバから電流を通信バスにも供給する。
【０００９】
しかし、車両通信ネットワークは、ノイズを接地線を介してデータ線に誘導する種々のノイズ源にしばしばさらされる。一方、アースノイズはバス電圧を変化させることがある。また、他方では、バスで電流が変化すると周囲の電子装置にノイズを注入することがある。誘導される電圧は一般に、２つの回路の間の相互インダクタンスおよび電流の変化率の関数である。この原理が、ヘンリー・オットー（Henry Otto）著「電子装置におけるノイズ減少技術（Noise Reduction Techniques in Electronic Systems）」第２版、３８ページに記載されている。この誘導電圧はバスへの電流供給をも変化させる。従来は、電流変化はほとんど瞬時に起きることがあり、それは電流スパイクとしてしばしば測定されている。そのような極めて急激な電流変化は仲介している電子装置の間に急激な不平衡を生ぜしめ、敏感な電子装置に比較的大きなノイズを誘導させることがある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、多数の電子装置仲介回路およびアース強調変換回路を有する車両通信ネットワークを得ることである。
【００１１】
本発明の別の目的は、誘導ノイズ、とくに近くの磁界に関連するノイズの影響を減少する多重アクセス車両通信ネットワークを得ることである。
【００１２】
本発明の更に別の目的は、複数の送信機回路をバスドライバに仲介し、通信バスにおける供給電流の変化率を低くする、そのような多重アクセス車両通信ネットワークを得ることである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
それらの目的を達成するために、本発明は、複数の電子装置すなわちノードで仲介される多重アクセス通信バスを有する車両通信ネットワークを提供するものである。通信ネットワークは、車両で普通に見られるＪ１８５０単線バスなどの通信バスを用いる。ノードはバスで仲介され、各ノードは、バスで見られる電圧ポテンシャルを電圧出力が超えた時に電流をバスに供給するための出力回路を有するバスドライバを備えた送信機を含む。多数のノードの間のように、最高電圧を出力するノードはバスを一般にドライブし、したがって、電流をバスに供給する。各バスドライバと通信バスの間に抵抗素子が結合されて、通信バスにおける電流の変化率を低くする。これによって電流の変化率を一層制御するから有利であり、それによって電流変化に関連するノイズ問題が更に軽減される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。
【００１５】
まず図１を参照する。この図には、多重アクセス直列データ通信バス１８を仲介する複数のノード４を含む多重化ネットワーク１が示されている。各ノードはセンサ６またはスイッチ８などの電子装置を含み。またはその電子装置に接続される。複数のノード４が通信バス１８に結合されて、後で説明するようにそれらの間のデータ通信の仲介を行う。
【００１６】
負端子が車両のシャーシーに接地されているから、電池２が電池電力（＋Ｖ_batt）をネットワークノード４に供給する。同一の各ノード４における５ボルト直流安定化電源３がＶ_battを受け、出力端子における安定化した直流５ボルトを複数の信号調整回路に供給する。安定化電源３に加えて、各ノード４は８ビット、ワンチップマイクロ制御器が好ましい、マイクロ制御器（ＭＣＵ）５と、適当な記号符号器／復号器（ＳＥＤ）７と、トランシーバ１０と、終端ネットワーク１１とを含む。
【００１７】
ＭＣＵ５はセンサ信号またはスイッチ信号を受け、それらの信号を用いてＳＥＤ７を動作させるための制御信号を発生する。動作したＳＥＤは適当な可変パルス幅変調（ＶＰＷＭ）フォーマットのメッセージ記号を発生する。抵抗２００、２０２と終端ネットワーク１１を介してバス１８に仲介されるトランシーバ１０が、メッセージ記号をＳＥＤ７から受け、信号アース戻り回路に関連付けられているメッセージ記号を、バスアースに関連付けられるメッセージ記号に変換する。その後で、トランシーバ１０はメッセージをアナログＶＰＷＭフォーマットでバス１８を介して他のノード４に送る。
【００１８】
各トランシーバ１０は波形整形回路およびバス転送回路を含む。ノード＃１のための別々のアース帰路（信号アース帰路１２）が波形形成回路に関連し、信号アース帰路１２への別々の接続をバス転送回路のために用いる。トランシーバ１０の波形形成回路が１９９４年８月９日に付与された米国特許第５３３７０４２号「車両通信ネットワークトランシーバ、それのための送信機回路（Vehicle Communivations Network Transceiver,Transmitter Circuit Therefore）」に見える。
【００１９】
バス１８は、従来の単線バスとは異なって、ノイズを最少にするために多数巻き回数の撚り線または遮蔽材料に依存しない。その代わりに、バス１８は撚られていない線として小面積ネットワークを通じてたどることが好ましく、撚られていない線の延長部が各ノードから垂れ下がる。あるノイズ制御は、トランシーバ１０の送信部と受信部で受けたＶＰＷＭ信号を整形することに起因するものである。
【００２０】
ブロック図はいくつかの他の４ノード（ノード＃２〜＃５）を示すもので、各ノードは同様にトランシーバ１０と、終端ネットワーク１１と、ノード＃１に関連して示し帯域フィルタの回路とを用いる。単線バス１８は他の４ノードを相互に接続するために延長する。各ノードにおいて、トランシーバ１０は送信機（ＴＲＭＴＲ）回路１６と受信機（ＲＣＶＲ）回路２０とを含む。トランシーバ１０は送信機１６と受信機２０にアース変換回路を有する。各ノードを、車両の異なる場所に配置できるアース１２、１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃ、１９Ｄなどの異なる信号アースに接続できることを理解すべきである。
【００２１】
ここで図２を参照する。この図は、送信機１６と、通信バス１８に結合されている受信機２０とを含むトランシーバ１０を、一部ブロック図で、および電気回路図で示す。図１の記号符号器／復号器（ＳＥＤ）７が複数のメッセージ記号を適当なＶＰＷＭ方形波フォーマットで示す。その方形波信号は図２のポートＡでバッファ２２に入り、その後でポートＢを通ってバッファを出、有界積分器２４に入る。
【００２２】
有界積分器２４は方形波信号を反転し、積分してから、対称的な台形状波形信号を出力ポートＣに生じる。その台形信号は立上がり時間と立下がり時間が長い縁部を持ち、振幅が小さく、トリガ点電圧を定められているパルスを構成する。定められているトリガ点電圧は各記号の長さを、入力方形波波形で表されている記号のパルス幅に関して等距離に保つ。
【００２３】
有界波形整形器３６が有界積分器２４からの出力信号をポートＣで受ける。波形整形器３６は各縁部の端における両方のパルス隅を、選択した時間にわたって再整形する。その後で波形整形器３６は、入力波形と同相の別の台形波形信号をポートＤに発生する。その信号は隅の曲りが大きく、振幅が引き外し点電圧に関して大きいパルスを含む。
【００２４】
点Ｄにおける再整形された台形波形信号は電圧−電流変換器装置５４に入って、バッファトランジスタ６０の入力ループのための制御電圧に変換される。電圧−電流変換器装置５４は、トランジスタ６０に作用的に結合される演算増幅器（ｏｐ−ａｍｐ）５８を含む。ポートＤにおける再整形された台形波形信号は演算増幅器５８の非反転（＋）入力端子に加えられる。演算増幅器５８は、帰還に関連する回路７０から発生されて演算増幅器５８の反転（−）入力端子に加えられた、前記再整形された台形波形信号に匹敵する波形に関して電圧差測定を行う。演算増幅器５８のアナログ出力信号が増幅されてからベース抵抗６２を通じてトランジスタ６０のベースに加えられ、そのトランジスタの入力ループにベース電流を供給する。
【００２５】
電流ミラー８０からの電池電流がトランジスタ６０のコレクタ端子を通じてトランジスタ６０の出力ループに入る。この出力ループは、電流ミラー８０から送られてきた電流をポートＥで吸収するために使用するプログラムされた電流吸収回路を構成する。トランジスタ６０はコレクタ端子とエミッタ端子の間の電流吸収量を制御する。ベース電圧が変化すると、エミッタ抵抗６４の端子間のエミッタ電圧がそのベース電圧変化に対応して変化させられる。
【００２６】
この実施例では、手を加えられていない電池電力Ｖ_ＢＡＴＴに接続されている電流ミラー装置８０は、電流ミラー装置８０の１つの出力端子に接続されている電圧−電流変換器装置５４の内部のバッファトランジスタ６０の制御された電流信号に反応する。電流ミラー装置８０は、整合対双ＰＮＰトランジスタ８２、８４の整合されたベース−エミッタバイアス技術を用いて電流源出力を発生する。その出力は制御された電流信号とは鏡像関係にある。整合対トランジスタのトランジスタ８２は基準ダイオードとして機能し、それのベース端子がコレクタ端子に直結され、それのエミッタ端子が第１の入力端子にエミッタ抵抗８６を介して接続される。その入力端子に電池電力Ｖ_BATTが加えられる。トランジスタ８４のエミッタ端子は、電池電力Ｖ_BATTが加えられる第２の入力端子に、エミッタ抵抗８８を介して接続される。
【００２７】
基準ダイオードとして接続されているトランジスタ８２の電流出力路が、電圧−電流変換器装置５４のバッファトランジスタ６０のコレクタを経由して信号アース１２に戻る。トランジスタ６０が動作すると、その基準ダイオードの出力電流を信号アースへ流す。そうするとトランジスタ８２のベース−エミッタ電圧Ｖｂｅが、その回路の温度におけるその電流と、そのトランジスタの形式とに応じた適切な値にされる。それによって、トランジスタ８２に整合されているトランジスタ８４は、基準ダイオードとして接続されている他のトランジスタ９２へ同じ電流を供給する。トランジスタ９２のエミッタは電流をエミッタ抵抗９４を通じて信号アース１２へ戻す。その戻りは他の信号アース１２とは独立している。トランジスタ９２は第２の基準ダイオードとして接続されているから、抵抗９４の端子間電圧はポートＦに現れる電圧よりダイオード一つ分の電圧降下だけ低い電圧に固定される。
【００２８】
抵抗９４とアース１２の間の、たとえば、約８．０Ｖ_p-pの、パルス電圧は抵抗６４と信号アース１２の間に現れるパルス電圧の約４倍を示す。両方のパルスのパルス幅（ＰＷ）は、ネットワークの各ノードにおけるアース電位の変化とは無関係に、引き外し点にたとえば６４μｓの間維持される。そうすると、各ノードにおける信号アースに対する種々の接続部の間のどのような電圧のずれも、バス１８を通じて送られるメッセージの記号タイミングには影響しない。
【００２９】
上記のように、ポートＦに現れる、電圧−電流変換器装置５４の抵抗６４の端子間パルス電圧の約４倍である電圧が、ベース電流をベース抵抗１２４を通じてトランジスタ９６の入力ループに供給する。エミッタ抵抗１２０と１２２を通って、バスドライバ９０の電流ミラー回路９１まで流れるそのままの電池電流が、トランジスタ９６の出力ループ中のコレクタ端子に入る。この出力ループは、電流ミラー回路９１の基準ダイオード回路９８からの電流を吸収するために用いる、プログラムされた電流吸収回路を構成する。トランジスタ９６はコレクタ端子とエミッタ端子の間の電流吸収量を制御する。ベース電圧が変化するとエミッタ抵抗１２６の端子間のエミッタ電圧が対応して変化する。電流ミラ−９１の基準ダイオード９８を流れるほぼ同一の電流がトランジスタ１１６の出力ループに反射される。トランジスタ１１６が動作すると、そのトランジスタは反射された電流を単線バス１８に供給する。
【００３０】
抵抗１２６とアース１２の間の、たとえば、約８．０Ｖ_ｐ−ｐの、パルス電圧も、抵抗６４と信号アース１２の間に現れるパルス電圧の約４倍を示す。両方のパルスのパルス幅（ＰＷ）は、ネットワークの各ノードにおけるアース電位の変化とは無関係に、引き外し点にたとえば６４μｓの間維持される。そうすると、各ノードにおける信号アース１２に対する種々の接続部の間のどのような電圧のずれも、バス１８を通じて送られるメッセージの記号タイミングには影響しない。バスドライバ９０は、１９９４年１１月８日に付与された米国特許第５３６３４０５号「車両通信ネットワーク・トランシーバ、それのためのバスドライバ（Vehicle Communivations Network Transceiver,Bus Driver Therefore ）」に詳細に記述されている。この米国特許を参照することによってここに含める。
【００３１】
ノード２１におけるバス１８から、信号アース１２を基準にしているバス電圧と記号情報が、能動負荷である受信機２０の入力端子に直ちに戻る。ノード２１と受信機２０の間の戻り経路は分離抵抗２０２を含む。この分離抵抗は受信機２０の入力抵抗値を比較的高くする。分離抵抗２０２の抵抗値はたとえば約１５ｋΩにできる。そうすると、演算増幅器１０２と、終端抵抗１０３と、バッファトランジスタ１０４とを含む別の電圧−電流変換器回路１００が、別の電流ミラー回路１０６の入力回路における電流を制御する。
【００３２】
基準にされたダイオード１０８と出力トランジスタ１１０で構成されている電流ミラー回路１０６は、プログラムされているパルス電流を、出力回路中で今は信号アースを基準にしている負荷抵抗１１２に供給する。バス戻り路１９から信号戻り路１２への信号の切り替えは電流ミラー回路１０６の内部で起きる。基準にされているダイオード接続トランジスタ１０８のエミッタに接続されている電池電圧は、電流をトランジスタ１０８の出力ループと、電圧−電流変換器１００の電流吸収トランジスタ１０４の出力ループとに流させる。トランジスタ１０４の出力ループにおける電流は、電圧差回路１０２の出力端子におけるベース電圧の変化によって制御される。電圧差回路１０２の１つの入力端子は分離抵抗２０２を介してバス１８に接続され、他の入力端子は終端抵抗１０３の１つの端子に接続される。抵抗１０３の他の端子は信号アース１２に接続される。回路１０３の出力は、バス１８に結合されているアナログ電圧波形と抵抗１０３の端子間電圧との間に存在する電位差に応じて、アナログ電圧変化をトランジスタ１０４のベース端子に供給する。トランジスタ１０４のベース端子に供給されるアナログ電圧変化は、トランジスタ１０４の出力ループ内の電流を、検出した電位差に応じて変化させる。
【００３３】
回路１０６は電流ミラー回路であるから、トランジスタ１０４の出力ループを流れる電流と同じ量の電流がトランジスタ１１０の出力ループを流れる。比較器１１４が抵抗１１２の端子間電圧を固定基準電圧、たとえば、２．５Ｖｄｃ、と比較する。比較器１１４の出力端子は、信号アースを基準にしているデジタルパルス信号を図２のＳＥＤ７に供給する。アナログ信号のパルス幅は、電圧−電流変換器１０２の入力端子から電圧比較器１１４の出力端子まで一定のままである。ＳＥＤ７はデジタル信号を用いてパルスから記号情報を取出す。
【００３４】
各ノードのトランシーバ１０は通信バス１８への仲介をして種々のノード４の間でデータの送信と受信を行う。これを行うために、送信機１６と受信機２０は、図１と図２に示すように、それぞれの抵抗２００、２０２を介して通信バス１８に結合される。各ノード４はバス１８に結合される終端ネットワーク１１も有する。終端ネットワーク１１は、信号アース１２に並列接続されているコンデンサ１１８と抵抗１３０も含む。したがって、所与のノードに対するバス１８における電圧ポテンシャルは対応する信号アース１２を基準にしている。
【００３５】
前記のように、受信機２０は分離抵抗２０２を介してバス１８に結合される。分離抵抗２０２の抵抗値は比較的高く、それによってバス１８から受信機２０への電流の顕著な流れを阻止する。これによって、バス１８に存在する電圧波形と電流波形に非常に僅かしか影響しないで、受信機２０はバス１８から情報を受けることができる。
【００３６】
本発明によれば、送信機回路１６は抵抗２００を介してバス１８に接続される。各ノード４は対応する抵抗２００を有する。その抵抗はバス１８に接続され、それの抵抗値は等しいことが好ましい。次に図３を参照する。この図には、ノード＃１と＃２に関連する一対のトランジスタ１０がバス１８に結合されていることが示されている。各送信機１０は対応する抵抗２００を有する。図示のように、この抵抗はトランジスタ１３２のエミッタ端子に接続される。
【００３７】
図２を再び参照して、端子Ｆに示す変化する台形波形は基準電圧信号を表し、抵抗１２６を流れる電流は基準電流を表す。基準電圧信号を図３に参照番号２０４で示し、基準電流を参照番号２０６で示す。
【００３８】
それらの基準によって、バスドライバ回路は、バス１８に存在する電圧信号と電流信号を非常に良く制御することができる。台形基準信号に含まれているメッセージはバス１８に反射され、他のノードに送られる。しかも、バスとノードの間には帰還路が存在しないから、端子Ｆにおける基準信号はバス１８において生じたことによって影響を受けない。帰還路が存在しないとしても、端子Ｆにおけるそれらの基準によってバス１８における望ましくない擾乱に対して回路が自動的に反応できるようにされる。それらの基準を用いることによって、バス出力波形は安定に維持され、異常な発振、グリッチまたはオーバーシュートなしにＳＡＥＪ１８５０の諸要求に適合する。このドライバ回路は望ましい波形整形された単線バス出力を、バス負荷の抵抗値、容量値およびインダクタンスの広い範囲にわたって、および仲裁中（二つの信号変化が逆になる期間）に、生じる。スパイクなどのバス過渡ノイズも、システムの動作中に送られた波形メッセージにより小さな影響を及ぼす。
【００３９】
送信機１０と通信バス１８の間に抵抗２００を用いることによって、通信バス１８における電流の変化率が小さくなるために有利である。１例によれば、各抵抗２００は、およそ２５０〜５００オームの実効抵抗値とは対照的に、約１０〜２０オームの比較的低い抵抗値を有する。各抵抗２００はほぼ等しい抵抗値を持つことが好ましい。抵抗２００によって提供される抵抗値はバス１８における電流の遷移中にとくに有用である。前記のように、たとえば、仲裁中に行われるように、駆動送信機が１つの状態から別の状態に切り替わった時に、バス１８における電流の遷移が起きる。他の場合の急な電流変化を考慮して、抵抗２００は２台またはそれ以上の送信機１０の間の電流を平衡させる。これは、送信機１０の間の内部電圧基準が小さい限度内であるときに適用される。
【００４０】
次に、仲裁事象の際に、図３に示す通信バスの１例に従うバスにおける電圧と電流の影響を示す図４（ａ）と図４（ｂ）を参照する。図４（ａ）には、バス１８で送るためにノード１によって発生されて、短い持続時間中に生じる高い電圧ポテンシャルを持ち。短い駆動される記号を表す波形整形された電圧を示す。バス１８で送るためにノード２によって発生されて、僅かに低い電圧ポテンシャルと、より長い持続時間を持ち、長い駆動される記号を表す波形整形された電圧を図４（ｂ）に示す。バス１８に存在し、図４（ａ）と図４（ｂ）に示す電圧波形の影響を図４（ｃ）に示す。図示のように、ノード１はその上に発生された電圧ポテンシャルまで駆動する。その理由は、ノード１はより高い電圧を発生するからである。しかし、ノード１の電圧が立ち下がり縁部で、ノード２の電圧より低く降下すると、ノード２はノード２の電圧ポテンシャルでバス１８を駆動する。
【００４１】
前記したように、送信機１６が電圧をバス１８に加える時は、送信機は電流もバス１８に供給する。ノード１、２からバス１８に供給された電流を図４（ｄ）と図４（ｅ）にそれぞれ示す。したがって、ノード１はバス１８を駆動している間に電流を供給し、ノード２はバス１８を駆動している間に電流を供給する。抵抗２００を含んでいるために、送信機１６によって供給される電流は瞬時には「オン」および「オフ」はしない。その代わりに、図４（ｄ）の傾斜している電流信号２２０で示すように、ノード１に供給される電流は「オン」よりも徐々に「オフ」になる。同様に、図４（ｅ）に示すように、ノード２によって供給される電流は立ち下がり勾配よりも緩い立上がり勾配２２２で「オン」になる。
【００４２】
勾配２２０と２２２で示すように電流の変化率が小さくなった様子を図５の波形図で更に示す。ノード１とノード２から供給される個々の電流は時間に関してより低い率で変化するが、バス１８に供給される全体の電流はほぼ一定のままであることが好ましい。すなわち、ノード１とノード２によってバス１８に供給される全体の電流はほぼ一定のままである。
【００４３】
バス１８における電圧が対応するノードによって供給される電圧レベルより低く降下すると、バスドライバ９０が記号メッセージを表す電流信号をバス１８に供給する。バス１９における電圧がバスドライバ９０によって供給される電圧の振幅を超えたとすると、トランジスタ１３２の入力ループ中の電流はそのトランジスタを十分にはバイアスしないために、トランジスタ１３２は遮断状態のままであり、基準電圧の振幅がバス１８における電圧を超えるまで、電流はトランジスタ１３２を流れない。バス１８における電圧ポテンシャルがバスドライバ９０によって供給される電圧ポテンシャルを超えている限りは、対応するドライバはバス１８を駆動しない。
【００４４】
ハードウェア診断構成に従って図６に示すように集積化され、ループバック・モードで動作できる、モノリシック集積化したドライバ／受信機（ＩＤＲ）モジュールとしてもトランシーバ１０は示されている。トランシーバ１０は入力回路２３０と、論理ＡＮＤゲート２３２と、波形整形器３６と、電圧−電流変換器５４と、ヒステリシスを持つ温度シャットダウン（temperature shutdown）２３４とを一般に含む。また、レベル移行器９２も含まれる。このレベル移行器９２はスイッチ２４１を介して波形整形器３６の出力端子に接続される。レベル移行器９２はトランジスタとして先に説明したが、トランジスタ１３２のベースに結合される。トランジスタ１３２のエミッタ出力端子がバス１８に結合される。前記のように、受信機回路は入力を抵抗２０２を介して受ける。その入力は入力回路２３６に供給される。入力回路２３６は信号をバス受信機・電圧比較器２０に供給するように構成される。バス受信機・電圧比較器２０は出力を受信機出力ドライバ２３８に供給する。
【００４５】
図６の送信機モジュール１０は、ループ−バックモードにある時に、波形整形器３６の出力を内部でバス受信機２０に直接結合するためのループ−バック経路２４５を更に含む。ループ−バック経路２４５は、ループ−バックモード・スイッチ２４０によって制御される電子スイッチ２４１、２４２に接続される。スイッチ２４１は、通常の接点位置ＳＷ２にある時は、波形整形器３６とレベル移行器９２を接続する。ループ−バックモードにある時は、スイッチ２４１は接点位置ＳＷ１で波形整形器３６をループ−バック経路２４５に接続する。通常の接点位置ＳＷ２にある時は、スイッチ２４２はバス受信機２０と入力回路２３６を接続する。スイッチ２４２がループ−バックモードでスイッチ位置ＳＷ１に切り替えられると、スイッチ２４２はループ−バック経路２４５を介してバス受信機２０を波形整形器３６に直接接続する。したがって、スイッチ２４１と２４２は、ループ−バックモードにある時は、接点位置ＳＷ１へ切り替えられる。
【００４６】
ループ−バックモード構成は、図６に示すように、Ｊ１８５０バス１８の送信経路と受信経路およびトランシーバ１０が適切に機能しているかどうかを試験し、判定する性能を提供する。ループ−バックモードの動作は、トランシーバ１０のピンを起動させるＭＣＵ制御器５によって開始される。そのピンは、出力ドライバの直前に接続されているトランシーバ帰還路を断つ。これによって送られた全てのＶＰＷＭ記号を受信機回路を介して内部で送ることができるようにし、バス１８の状態によって影響を受けないようにする。ループ−バックモードでは、Ｊ１８５０バス１８の送信機回路と受信機回路は、出力ドライバを除き、検査される。あるいは、出力ドライバがなんらかの理由で誤動作したとするとループ−バック経路が断たれるから、出力ドライバを設計によって検査できる。ループ−バック信号を受けられないことは、モジュール回路で何かが悪いことを意味する。
【００４７】
ループ−バック経路２４５は信号をマイクロプロセッサに供給する。そうするとこのマイクロプロセッサは送信機回路と受信機回路の動作を試験し、判定できる。これは、ループ−バック信号を送られた信号と比較し、その比較結果を分析することによって行うことができる。ループ−バックモードは、通信ネットワーク全体に悪影響を及ぼすことなしに、診断試験を内部で行う。
【００４８】
また、図６に示すループ−バック構成は起動状態中にも使用できる。起動中は、マイクロプロセッサがリセット状態にある時に、ループ−バックモードを起動できる。マイクロプロセッサが適正に動作して、リセット状態にもはやなくなるまで、ループ−バックモードを起動したままにしておくことが好ましい。そうすると、スイッチ２４１と２４２は通常の位置に能動的に切り替えられ、ループ−バックモードが切り離される。
【図面の簡単な説明】
【図１】通信バスと仲介される多数のノードを有する本発明の通信ネットワークを示すブロック図である。
【図２】本発明の通信バスに仲介されている１つのノードに関連するトランシーバを電気回路図およびブロック図で示す。
【図３】本発明の通信バスにドライバ回路が結合されている一対の送信機を示す回路図である。
【図４】本発明の実施形態の動作を説明するために、電圧及び電流の時間との関係を示す線図。
【図５】仲裁中に図３に示す２つの送信機のおのおのによって通信バスに供給された電流の波形図を示す。
【図６】送信機回路によって送信された情報を確認するためにループバック接続を行った集積回路トランシーバチップのブロック図である。
【符号の説明】
１多重化ネットワーク
４ノード
７記号符号器／復号器
１０トランシーバ
１１終端ネットワーク
１６送信機
１８通信バス
２０受信機
２４有界積分器
３６有界波形整形器
５４、１００電圧−電流変換器
５８演算増幅器
８０、９１、１０６電流ミラー
９０バスドライバ
９２レベル移行器
１０２電圧差回路
１１４比較器
２４０ループバックモード・スイッチ制御器
２４５ループバック経路

Claims

データ情報を通信するための多重アクセス通信バスと、
通信バスとの仲介を行う第１の送信機と第１の受信機とを含み、前記第１の送信機は第１の電圧が通信バスにおける電圧ポテンシャルを超えた時に電流を供給するための前記第１の電圧出力を発生するものである第１のトランシーバと、
通信バスとの仲介を行う第２の送信機と第２の受信機とを含み、前記第２の送信機は第２の電圧が通信バスにおける電圧ポテンシャルを超えた時に電流を供給するための前記第２の電圧出力を発生するものである第２のトランシーバと、
第１の送信機と通信バスとの間に結合されて、第１の送信機が電流を供給している時は、通信バスにおける電流の変化率を低くする第１の抵抗素子と、
第２の送信機と通信バスとの間に結合されて、第２の送信機が電流を供給している時は、通信バスにおける電流の変化率を低くする第２の抵抗素子と、
を備える多重ノード車両通信ネットワーク。
請求項１記載のネットワークにおいて、第１の抵抗素子と第２の抵抗素子とはほぼ等しい抵抗値を提供するネットワーク。
請求項１記載のネットワークにおいて、前記第１の電圧出力と前記第２の電圧出力とは可変パルス幅変調されて符号化された信号を表すネットワーク。
請求項３記載のネットワークにおいて、前記通信バスは標準Ｊ１８５０バスを車両内に備えるネットワーク。
請求項１記載のネットワークにおいて、通信バスと信号アースの間に結合される抵抗およびコンデンサ回路を更に備えるネットワーク。
請求項１記載のネットワークにおいて、前記第１の抵抗素子と前記第２の抵抗素子は２０オームまたはそれより低い抵抗値を提供するネットワーク。
可変パルス幅変調されて符号化された信号を通信するための多重アクセス通信バスと、
送信機を有するトランシーバをおのおの含み、通信バスとの仲介を行う複数のノードと、
各送信機と前記通信バスの間に結合され、通信バスにおける電流の変化率を低くするための抵抗素子と、
を備え、前記送信機は電圧出力を発生するための出力回路を有し、送信機は、通信バスで見られる電圧ポテンシャルを電圧出力が超えた時に電流を通信バスに供給するように動作できる、多重ノード車両通信ネットワーク。
請求項７記載のネットワークにおいて、前記抵抗素子は２０オームまたはそれより低い抵抗値を有するネットワーク。
請求項７記載のネットワークにおいて、前記電圧出力は可変パルス幅変調されて符号化された信号を含むネットワーク。
請求項９記載のネットワークにおいて、前記通信バスは標準Ｊ１８５０バスを車両内に備えるネットワーク。