JPH03283842A - 車両用多重伝送装置 - Google Patents

車両用多重伝送装置

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JPH03283842A
JPH03283842A JP2081408A JP8140890A JPH03283842A JP H03283842 A JPH03283842 A JP H03283842A JP 2081408 A JP2081408 A JP 2081408A JP 8140890 A JP8140890 A JP 8140890A JP H03283842 A JPH03283842 A JP H03283842A
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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】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えばＣ３ＭＡ／ＣＤ方式等のような多重伝
送方式を車両内の信号伝送に適用した車両用多重伝送装
置に関し、特に、この分散型の多重通信ネットワークを
複数形成し、各ネットワーク間をゲートウェイノードで
接続するように構成した車両用伝送装置に関する。
（従来の技術） 自動車のエレクトロニクス化に伴ない、電子部品間を結
ぶ配線（ワイヤハーネス）の肥大化、複雑化が深刻な問
題となってきた。この問題を特に自動車の分野において
解消するために、多重通信が注目されている。多重通信
は１つの配線上に複数のデータを時分割多重で送出する
もので、基本的にはシリアル伝送が基本となっている。
自動車の分野においては、この多重通信のネットワーク
形態は、完全多重型と部分多重型という分類、または、
集中型と分散型という分類に分けて考えられている。部
分多重型は、非多重通信部分と多重通信部分とを混在さ
せたものであり、多重通信部分においては距離的に分散
して配置されたスイッチや負荷等が多重伝送ユニットで
接続されている。このユニットとスイッチ、負荷間は個
別の配線が必要であるために、配線の全長は減るものの
、その数は増えると言われている。また、集中型は、１
つのマスクの伝送ユニットに対して複数のスレーブの伝
送ユニットが接続されるもので、細径化効果は得られる
ものの、マスクがダウンするとシステムダウンになる、
また設計変更が困難になるなどの欠点があると言われて
いる。
方、分散型はコストはかかるものの、大きな細径化効果
が得られること、一部ダウンに対する信頼性が高いこと
、設計変更に対する柔軟性が高いこと等の点で脚光を浴
びている（例えば、特開昭６２−４６５８号）。
この分散型多重通信システムでは、例えば５ＡＥ（米国
自動車技術会）標準他案では、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式が採
用されている。
また、本出願人から、このＣＳＭＡ／ＣＤ方式を更に発
展させたＰ　Ａ　Ｌ　Ｍ　Ｎ　Ｅ　Ｔ　（Ｐｒｏｔｏｃ
ｏｌ　ｆｏｒＡｕｔｏｍｏｂｉｌｅ　Ｌｏｃａｌ　ａｒ
ｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）方式も特願昭６２−３０２４２
１号として提案されている。
また、本出願人による特開平１−３６５４１号には、マ
スタノードが、伝送路上にチャネルを設定して、バスア
クセス権を時分割するための基準パルスを送出するよう
になっている。
（発明が解決しようとする課題） ところで、最近の車両用の多重通信システムでは、狭義
の意味のコントローラ（エンジンコントローラやトラク
ションコントローラ等）を多重通信で接続する提案がな
されているが、これらのコントローラで、他に送出すべ
きデータ及び自身で必要とされるデータの発生頻度はか
なり高いために、これらのコントローラのための通信ノ
ードな、例えばアクチュエータ（モータ等）やセンサ等
の電装品のためのノードとを混在させた場合、システム
全体の通信速度を高いものに設定せざるを得なくなり、
これがコストアップの要因になっていた。
一方、トラクション制御、後輪操舵制御、ＡＢＳ制御等
の制御の高度化に伴なって、これらの制御は高速処理が
必要とされるのみならず、これらのコントローラ間で使
用される情報データは、これらのコントローラ間で密接
に互いに関連し合っている。換言すれば、これらのコン
トローラ間では情報のやり取りが不可欠になってきてい
る。言い変えれば、このようなコントローラのためのノ
ードを、他のノードと別個なものとして、１つのグルー
プと考えてシステムを再構成する時期にきている。
このネットワークの再構成をいかなる観点から行なうか
は、走行制御に対する寄与度を考慮してなされるべぎで
ある。例えば、上記コントローラのためのノードは、互
いに密接に関連し合っている点を考慮されるべきである
。
本発明はこのような背景に基づいてなされたものであり
、その目的は、システム全体で、走行制御に対する寄与
度に応じて各ノードを集約することにより処理経路の集
約化が可能となった車岡用多重伝送装置を提案すること
にある。
（課題を達成するための手段及び作用）上記課題を達成
するための本発明の構成は、１つ以上の第１のグループ
の通信ノードと１つ以上の第２のグループの通信ノード
とを車両内に有する車両用多重伝送装置において、前記
第１のグループの通信ノードが共通に接続された第１の
多重伝送路からなる第１のネットワークと、前記第２の
グループの通信ノードが共通に接続された第２の多重伝
送路からなる第２のネットワークと、前記第１と第２の
伝送路とを接続するノードであって、第１のグループの
ノードと第２のグループのノードとの間でのデータ転送
を司どるゲートウェイノードとを具備したことを特徴と
する。
各グループ間では、走行制御に対する寄与度に応じて適
切に配分されたノードのみからなるネットワークを形成
することが可能となると同時に、ゲートウェイノードの
介在により、各ネットワークは孤立することな（相互に
データ転送が可能となる。
（実施例） 以下添付図面を参照して、本発明を、上述のＰＡＬＭＮ
ＥＴ方式を用いた自動車用の多重通信装置に適用した場
合の実施例に従って説明する。
第１図はこの実施例の構成を示す。図中１０゜２０．３
０は伝送ラインであり、ツイストペア線が用いられてい
る。通信速度は２０ｋｂｐｓとした。これらの伝送路に
は、各々、複数のノードが接続されており、各々がネッ
トワークを形成している。即ち、ネットワーク１０には
、１〜６までのノードが接続されており、ネットワーク
２０にはノード２１〜２８が、ネットワーク３０にはノ
ード３１〜３４が接続されている。
ネットワーク１０．２０は車両内に設けられたネットワ
ークである。また、ネットワーク３０は車両外のネット
ワークであり、本実施例では故障診断用のネットワーク
システムである。ネットワーク１０，２０．３０は、夫
々、伝送路５２，５０．５１を介してゲートウェイノー
ド４０により相互に接続されており、ネットワーク１０
．２０は車両内で統合ネットワークを形成している。車
外ネットワーク３０は接続コネクタ６０により、ゲート
ウェイノード４０を介して、車内ネットワーク１０．２
０に接続され得る。
ゲートウェイノードの機能について説明する。
各ネットワーク上では、２つ以上のフレームは存在し得
ない。換言すれば、各ネットワーク上では、各々同時に
、１つづつのフレームが存在し得る。これを許すのが、
ゲートウェイ４ｏの機能である。即ち、各ネットワーク
はゲートウェイ４０により接続され、ゲートウェイ４ｏ
の有する必要に応じたフレーム交換機能により、同時に
、各々のネットワーク上にフレームが同時に伝送される
のを許すのである。この点について、ファンクショナル
アドレッシングと関連して、後により詳細に説明する。
この実施例の自動車用多重伝送方式では、第２図に示す
ような構成のフレームＦごとに自動車運転情報が伝送さ
れる。
フレームＦは、Ｓ　Ｄ　（Ｓｔａｒｔ　Ｄｅｌｉｍｉｔ
ｅｒ　）コード、プライオリティコード、フレームＩＤ
コード、データ長、データ１〜データＮ、チエツクコー
ドを有するフレーム構成になっている。
先ず、ｒＳＤコード」は、フレームＦの開始を表す特定
のコードであり、受信多重ノードはこのＳＤコード符号
を受信するとフレームＦの開始を認知するようなってい
る。「プライオリティコード」は同時に複数の多重ノー
ドがデータを送信し、信号が衝突した場合にどの信号を
優先して処理するかを指示する優先順位を示す符号であ
る。
この実施例では、プライオリティはビット値で低いもの
ほど高い優先度が割り当てられている。これは、バス１
では、ローレベルがＷＩＲＥＤ−ＯＲとなっているため
である。もし同時に複数のノードから信号が送出された
場合は優先度の高いノードの「プライオリティコード」
がバス１上に残るので、低い方のノードは自己の送出し
た「プライオリティコード」が別のコードに変っている
ことがら、衝突を検出する。そして、自己の失敗フレー
ムの再送を遅らせることにより、高い優先度のノードか
らの再送を優先するようになっている。
「フレームＩＤコード」は当該フレームの送出先を示す
コードであり、ＳＡＥ　ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣ
ｏｎｇｒｅｓｓ　ａｎｄ　Ｅｘｐｏｓｉｔｉｏｎ　　（
１９８６年２月）に発表された文献ｒＡ　Ｐｒｏｐｏｓ
ａｌ　ｆｏｒ　ａ　Ｖｅｈｉｃｌｅ　ＮｅｔｗｏｒｋＰ
ｒｏｔｏｃｏｌ　５ｔａｎｄａｒｄＪの中にあるファン
クショナルアドレッシングに相当する。このＩＤコード
は、送出元のノードが付すようになっている。
「データ長」にはこのあとに続くデータの数が書き込ま
れ、Ｎ個のデータがあるとすればデータ長としてＮが送
られる。このフレームを受は取った多重ノードでは、デ
ータをデータ長の内容だけ読み取る。そしてデータに引
き続くフィールドがＣＲＣチエツクコード（誤り検出符
号）で、これを確認することによりフレームの終わりで
あることを知ることができる。尚、第３図のフォーマッ
トは一般的な形式を示しており、本実施例で用いられる
フレームのデータ長は４バイトに統一されている。そし
て、同じフレーム内には、例えば、ＥＧＩ用の情報も含
まれれば、後述のＡＢＳ用の情報も含まれる。
第３図は、エンジン制御用のコントローラを例にした通
信ノードの一般的な構成を示した図である。各ノードは
通信用ＬＳＩｌ０Ｉを介して伝送路１０に接続されてい
る。１００は制御を行なうＣＰＵであり、ＲＡＭ／ＲＯ
Ｍ１０２に格納されたプログラムに従って動作する。Ｃ
ＳＭＡ／ＣＤ方式の物理層レベルのプロットコール制御
はＬＳｌｌｏｌにより行なわれる。ＣＰＵ１００は、Ｌ
ＳＩ　１０１を制御し、また、ＬＳＩｌ０Ｉからのデー
タを処理してＥＧＩコントローラに渡したり、またはＥ
ＧＩコントローラからのデータをＬＳＩ　１０１に渡す
ための制御を行なう。即ち、エンジン制御に専念するコ
ントローラのために、バス上のフレームデータなＥＧＩ
コントローラが使用可能なフォーマットに変換したり、
ＥＧＩコントローラからのデータをフレームフォーマッ
トに変換したりする。
第１図における各ネットワークのノードについて簡単に
説明する。
ネットワーク１０には、エアバッグ・コントロールユニ
ット（図中には、Ｃ／Ｕで表記）のためのノード１と、
前述のエンジン制御のためのコントローラＥＧＩ−Ｃ／
ＩＩのためのノード２と、自動変速器コントローラのた
めのノード３と、後輪駆動用コントローラ（４ＷＳ−Ｃ
／Ｕ）のためのノード４と、アンチロックブレーキシス
テム（ＡＢＳ・Ｃ／Ｕ　”）コントローラのためのノー
ド５と、トラクションコントローラＴ　ＲＣ−Ｃ／Ｕの
ためのノード６とからなる。即ち、ネットワーク１０に
は、主に、コントローラのためのノードが接続されてい
る。従って、このようなノードな「コントローラ系ノー
ド」と呼ぶこととする。
ネットワーク２０は、コンビネーションスイッチ用のノ
ード２１と、車速メータ等の各種メータのためのノード
２２と、ステアリングスイッチ用のノード２３と、助手
席のドアの各種スイッチのためのノード２４と、エアコ
ンの動力アンプのためのノード２５と、オーディオ用の
各種操作スイッチ用のノード２６と、エアコンのスイッ
チ用のノード２７と、運転席のドアの各種スイッチのノ
ード２８とからなる。即ち、ネットワーク２０に接続さ
れているノードは車体に関連したスイッチ、センサ、ア
クチュエータであり、これらを総称して、以下、「ボデ
ィ系ノード」と呼ぶ。
ネットワーク３０には、各種故障診断用の装置ノード（
３１〜３４）が接続される。
このように、コントローラ系ノードのみをネットワーク
ｌＯに集約することにより、ネットワーク１０では効率
的な「協調制御」が可能となり、また、ボディ系ノード
のみをネットワーク２０に集約して、ネットワーク１０
から切り離すことにより、コントローラ系ノードの暴走
が、ネットワーク２０に及ぶのを防止することができる
。
前述の所謂ファンクショナルアドレッシング、即ち、Ｉ
Ｄコードを説明することにより、３つのネットワーク間
の相互接続を説明する。
第２図のデータフィールドの４バイトの中の各ビット位
置に格納されるデータの種類は前述のＩＤコードにより
異なる。換言すれば、その受信したノードは、ＩＤコー
ドを知れば、フレーム中のビットの情報が何を表わすか
を知ることができる。つまり、自分宛の情報か、又は自
分に必要のない情報かを判断することができる。
一方、前述したように、ネットワーク１０．２０では、
ゲートウェイ４０により、論理的に同時に１つのフレー
ムが存在し得る。従って、同じネットワーク内のノード
間でのみ必要なフレームを交換している限りは、ネット
ワーク１０．ネットワーク２０は夫々独立に効率良くフ
レーム伝送を行なうことができる。即ち、ネットワーク
１０内では効率良（「協調制御」が可能となる。しかし
、当然のことながら、コントローラは、センサやスイッ
チからの情報無しには制御を行なえず、また、アクチュ
エータ無しには制御を完結できない。従って、ネットワ
ーク１０とネットワーク２０間でのゲートウェイノード
４０を介したフレームのやり取りが必要となる。ゲート
ウェイ４０は、前述のＩＤコードを見ることにより、例
えば、ネットワーク１０上のフレームがネットワーク２
０内のノードでも必要か否かを判断し、必要であれば、
そのフレームをネットワーク２０に転送する。
第４図は、ＩＤコードに応じて、そのフレームがとのノ
ード宛の情報を含むかを示すものである。例えば、ある
送信元のノードがＩＤ＝８０のフレームを送出すれば、
そのフレーム中には、ＥＧＩノード及びＥＡＴノード及
びコンビネションノードが必要とするデータ情報を含む
ことが分る。ＥＧＩノード及びＥＡＴノードはネットワ
ーク１０に接続されているが、コンビネションノード２
１はネットワーク２０に接続されている。もし、コント
ローラ系の１つのノードからＩＤ”８０”を有するフレ
ームがネットワーク１０に送出されれば、このフレーム
を必要とするコンビネーションノード（ネットワーク２
０上にある）にも当該フレームを転送しなくてはならな
い。そこで、ゲートウェイノード４０は、このＩＤコー
ドにより、他のネットワークでも必要とされろフレーム
かを判断して、必要に応じてそのフレームを転送するよ
うにしている。
第５Ａ図はゲートウェイノード４０以外のノードの制御
手順を簡略的に示したものであり、第５Ｂ図はゲートウ
ェイノード４０の制御手順を示したものである。
第５Ａ図の一般ノードにおける伝送制御手順について説
明する。ステップＳ２では、伝送路（１０，２０，３０
）上にフレームの先頭を示すＳＤが検出されたかを調べ
る。ＳＤが検出された場合は、ステップＳ４でそのフレ
ームを受信する。ステップＳ６では、その受信フレーム
中のＩＤコードから、そのフレームが自己宛のフレーム
かを調べる。自己宛の情報を含むものであれば、ステッ
プＳ８で、必要データを取出して、ステップＳ１０で処
理する。即ち、ステップＳＩＯでは、当該ノードがボデ
ィ系のノードで、例えば、エアコンアンプノード２５で
あれば、そのアンプを駆動する。また、当該ノードがコ
ントローラ系ノードであれば、その例えば、ＥＧＩコン
トローラに必要な、例えば、必要トルク情報を渡す。
伝送路上にフレームがない場合は、ステップＳ１２で送
出データの有無を調べる。この有無は、センサ、スイッ
チやコントローラからの割り込みによりＣＰＵ２００に
知らされる。そこで、送出データがあれば、ステップＳ
１４で、そのデータをセンサ、スイッチやコントローラ
から集める。
ステップＳ１６では集めた情報に対応したＩＤコードを
設定する。そして、ステップＳ１８で伝送路がビジーで
ないことを確認してから、ステップＳ２０でそのフレー
ムを送出する。
第５Ｂ図により、ゲートウェイノード４０の制御手順を
説明する。先ず、ステップＳ４０で、伝送路（ｔｏ、２
０．３０）上にフレームの先頭を示すＳＤが検出された
かを調べる。ＳＤが検出された場合は、ステップＳ４１
でそのフレームを受信する。ステップＳ４２．ステップ
Ｓ４４では、その受信フレーム中のＩＤコードから、そ
のフレームが別のネットワークでも必要となる情報を含
むものであるかを調べる。このチエツクは、第４図のよ
うなテーブルをゲートウェイノード４０が有することに
より可能となる。もし他のネットワークで必要な情報を
含むノードであると判断されたならば、ステップＳ４６
で伝送路がビジーでないことを確認してから、ステップ
Ｓ４８でそのフレームを送出する。
このようにして、ネットワーク１０−ネットワーク２０
−ネットワーク３０間でのフレーム転送が可能となる。
このフレーム転送は必要なときしか行なわれず、従って
、個々のネットワーク内での通常のフレーム伝送（他の
ネットワークへの転送を必要としない）は極めて効率良
く行なわれる。
第６図は、故障診断装置ノードが装着された場合の、ネ
ットワーク３０との間で交わされるフレーム（フェール
報知フレーム）のフォーマットである。フェール報知フ
レームの優先順位は“ＯＥ”である。即ち、最高優先順
位に設定されている。これにより、フェール報知フレー
ムのシステム全体への到達が最優先に行なわれる。また
、ＩＤは“０１″であり、このＩＤコードにより、受は
手であるネットワーク３０はフェール報知フレームであ
ることを知る。−ＤＡＴＡ＃Ｏフィールドは、当該フェ
ール報知フレームの送り元のノードな特定する。本実施
例では、“ｏｏｏｏｏｏｏｏ”はＥＧエノードを、“１
０００００００°゛はＴＲＣノードを、“０１００００
００”は４ＷＳノードを、“１１００００００″はボデ
ィ系ノードを示す。ＤＡＴＡ＃２フィールドは、どのノ
ードがフェールしているかを特定する。ＤＡＴＡ＃２フ
ィールドの、最初のビットにはＥＧＩノードのフェール
状態が、２番目のビットにはＴＲＣノードのフェール状
態が、３番目のビットには４ＷＳノードのフェール状態
が、４番目のビットにはボディ系ノードのフェール状態
が示される。即ち、そのビットが“１”であればフェー
ルしていることを、“０″であればフェールしていない
ことを示す。
かくして、故障診断も適切に行なうことができる。
以上説明したように、上記実施例によれば、■：協調制
御が必要な場合が多いコントローラ系ノード同志は、ネ
ットワークｌＯにより接続されているので、同じ１つの
フレームが複数のコントローラ系ノードにより同時に使
用されるので、データ伝送が極めて効率良い。
また、′ボディ系ノードはコントローラ系ノードから分
離されているので、コントローラの暴走が走行に大きく
影響するモータやアクチュエータを誤動作させるという
ようなこともなくなる。
■：また、ネットワーク間にまたがった情報は、ゲート
ウェイノード４０により必要なときだけ転送されるので
効率的である。この転送に関し、ＩＤコードを参照する
だけで転送の必要性の判断が可能である。
■二また、ゲートウェイを設け、脱着可能なコネクタを
設けることにより、常時必要のない故障診断装置をネッ
トワークに組み込むことが可能である。従来はこのよう
な故障診断装置は並列バスにより結合されていたが、本
実施例のようにシリアルバス結合により、脱着の容易さ
、信頼性が飛躍的に高まる。
本発明はその主旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能で
ある。
例えば、ノードの数は上記の数に限定されるものではな
い。
また、上記実施例では、ゲートウェイとして、専用のゲ
ートウェイノードを用いているが、ネットワーク１０ま
たは２０のいずれかのノードに兼務させてもよい。
（発明の効果） 以上説明したように本発明の車両用多重伝送装置によれ
ば、１つ以上の第１のグループの通信ノードと１つ以上
の第２のグループの通信ノードとを車両内に有する車両
用多重伝送装置において、前記第１のグループの通信ノ
ードが共通に接続された第１の多重伝送路からなる第１
のネットワークと、前記第２のグループの通信ノードが
共通に接続された第２の多重伝送路からなる第２のネッ
トワークと、前記第１と第２の伝送路とを接続するノー
ドであって、第１のグループのノードと第２のグループ
のノードとの間でのデータ転送を司どるゲートウェイノ
ードとを具備したことを特徴とする。
各グループ間では、走行制御に対する寄与度に応じて適
切に配分されたノードにみからなるネットワークを形成
することが可能となると同時に、ゲートウェイノードの
介在により、各ネットワークは孤立することなく相互に
データ転送が可能となる。
また、ゲートウェイノードを介したネットワーク構成に
することにより、車外のネットワーク（例えば、故障診
断装置）との接続が容易となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明を適用した実施例のネットワーク構成を
示す図、 第２図は実施例で用いられるフレームのフォーマットを
示す図、 第３図は実施例に用いられるノードのハードウェア構成
を示すブロック図、 第４図はＩＤコードとネットワークノードとの對応を示
すテーブル図、 第５Ａ図、第５Ｂ図は夫々、一般ノードの制御手順、ゲ
ートウェイノードの制御手順を示すフローチャート、 第６図はフェール報知フレームのフォーマットを説明す
る図である。 図中、 １・・・エアバッグＣ／Ｕノード、２・・・Ｅ　Ｇ　Ｉ
　Ｃ／Ｌｌノード、３・・・Ｅ　Ａ　Ｔ　Ｃ／Ｕノード
、４・・・４　Ｗ　Ｓ　Ｃ／Ｕノード、５・・・Ａ　Ｂ
　Ｓ　Ｃ／Ｌｌノード、６・・・Ｔ　ＲＣＣ／Ｕノード
、１０，２０，３０，５０，５１．５２・・・伝送路、
２１・・・コンビネーションスイッチノード、２２・・
・メータノード、２３・・・ステアリングスイッチノー
ド、２４・・・助手席ドアモジュールノード、２５・・
・エアコンアンプノード、２６・・・オーディオノード
、２７・・・エアコンスイッチノード、２８・・・運転
席ドアモジュールノード、４０・・・ゲートウェイノー
ド、１００・・・ＣＰＵ、１０１・・・通信用ＬＳＩ、
１０２・・・ＲＡＭ／ＲＯＭである。 不、、、′Ｆ゛フーク 第４図 第５Δ図 第５Ｂ図 第６図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）１つ以上の第１のグループの通信ノードと１つ以
    上の第２のグループの通信ノードとを車両内に有する車
    両用多重伝送装置において、 前記第１のグループの通信ノードが共通に接続された第
    １の多重伝送路からなる第１のネットワークと、 前記第２のグループの通信ノードが共通に接続された第
    ２の多重伝送路からなる第２のネットワークと、 前記第１と第２の伝送路とを接続するノードであって、
    第１のグループのノードと第２のグループのノードとの
    間でのデータ転送を司どるゲートウェイノードとを具備
    したことを特徴とする車両用多重伝送装置。
  2. （２）前記ゲートウェイノードは車外のネットワークと
    接続可能な端子を有する事を特徴とする請求項の第１項
    に記載の車両用多重伝送装置。
  3. （３）前記車外ネットワークには、故障診断装置のため
    のノードが接続される事を特徴とする請求項の第２項に
    記載の車両用多重伝送装置。
  4. （４）前記第１のグループのノードは、 車両の走行制御に使用される各種コントローラであって
    、且つ、互いに相関の強いデータを必要とするコントロ
    ーラのためのノードである事を特徴とする請求項の第１
    項に記載の車両用多重伝送装置。
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