JPH0773270B2 - データ通信方法および多重結線システム - Google Patents

データ通信方法および多重結線システム

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JPH0773270B2
JPH0773270B2 JP63126909A JP12690988A JPH0773270B2 JP H0773270 B2 JPH0773270 B2 JP H0773270B2 JP 63126909 A JP63126909 A JP 63126909A JP 12690988 A JP12690988 A JP 12690988A JP H0773270 B2 JPH0773270 B2 JP H0773270B2
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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は多重結線システムに関するものである。
（従来の技術） 自動車の付属品を適当な付属スイツチと接続したり、自
動車の表示器を適当な自動車のセンサと接続するのに要
する多数の線を減らすための自動車用多重結線システム
は知られている。一般的に、各付属スイツチと各センサ
は適当な送信器を経由してデータバス線に接続されてい
る。同様に、各付属品と各表示器あるいは、例えば制御
プロセツサのようなセンサ情報の受信器は適当な受信器
を経由して同じバス線に接続されている。
既知の多重結線システムでは、複数個の受信節点が接続
されているデータバスに１個の送信節点から直列にデー
タが送られてくる。直列に送信される典型的なデータに
は、メツセージ開始、特定の受信節点のアドレスおよび
命令データが含まれる。各受信節点は適当な受信回路を
作動させるためのメツセージ開始を検出する。指定され
た受信節点だけが自分自身のアドレスを認識して、アド
レスデータに続く命令データを受けて作動する。このよ
うなシステムの例はヴエネマらの米国特許第3,651,454
号に開示されている。
これらのシステムに関する問題は、データバスが故障す
ると自動車の電子回路の大部分が作動不能に陥ることが
あるということであつた。また故障を診断して直すこと
が難しいという問題もあつた。更に、データバスに乗つ
たノイズがデータとして誤つて解読される結果、自動車
の電子システムに一時的な予測できない故障が生じると
いう問題もあつた。
米国特許第3,891,965号は別の多重システムを開示して
いるが、そこにはデータバスと物理的に分離されている
複数の並列アドレス線を介してアドレス情報が送られる
ことが示されている。各送信器／受信器に相補アドレス
コードが割り当てられ、１本のアドレス線が故障しても
受信器は自分自身のアドレスを認識することができる。
同一データを送信する２本の並列データバスを用いると
も開示されている。データバス線は分離ダイオードによ
り接続されている。一方のデータバスが自動車のアース
に短絡した場合には、分離ダイオードが問題のバスを受
信節点から分離する。
しかしこのシステムは電源との短絡、あるいは回路の開
放状態のような他の形式のデータバスの故障を認識した
り、故障に対して保護したりする方法を示すものではな
い。
データバスが電源と短絡したり、アースと短絡したり、
あるいは回路が開放になつたりというような、データバ
スの広範囲の故障の間、作動し続ける多重結線システム
が依然として要求されている。また、データバスの故障
の種類を示すわかりやすい情報を提供することも依然と
して要求されている。更に、データと間違われるかもし
れないデータバス上のノイズを排除することも依然とし
て必要である。
（発明の要約） 本発明の目的は従来のものよりも高度の信頼性と保守性
を有する多重結線システムを提供することである。
本発明のすぐれた点は、多様にシステム故障が起きてる
間も作動し続けて、故障の種別を表示し、システム故障
の起きている場所を表示し、ノイズに影響されないとい
う点である。
前述およびその他の目的と利点を満たす本発明のひとつ
である多重結線システムは、第１のバスにデータを送信
し、第１のバスに送信されるデータの補数である補数デ
ータを第２のバスに送信する送信手段と、第１のバスに
接続された第１の受信手段と、第２のバスに接続された
第２の受信手段と、両バスに接続されてデータと補数デ
ータとを組合わせることにより実質的にノイズの影響を
免れるようにする差動受信手段と、各受信手段において
あらかじめ定められたデータ順序、好ましくはメツセー
ジ開始、を検出する検出手段と、検出手段に接続され
て、好ましくは故障の種類と場所とを含む、故障の表示
を行うデコーダ手段と、デコーダ手段の発生する故障表
示に基づいていずれか１個の受信手段からデータを選択
するデータ選択手段とを含む。
（実施例） 第１図は通信モジユール10の一実施例のブロツク図であ
る。多重結線システムは同じ通信モジユールを多数含ん
で成り、各通信モジユールは情報バス線12と14を介して
お互いに情報を送受信する。２本のバス線は冗長性のた
めに設けられており、どちらのバスもモジユール間の情
報の送受いずれにも利用することができる。いい変えれ
ば、バス線14はバス線12により送信されるデータの補数
であるデータを送信する。後ほど詳細に説明するが、一
方のバス線が故障した場合には、モジユール10は他方の
バス線を選択する。
各モジユールは付属のスイツチまたは自動車のセンサの
ような情報源に入力ポート16を介して接続されている。
自動車の付属品である自動車のデイスプレイやボードコ
ンピユータのような受信装置は出力ポート18に接続され
ている。多重結線システムには共通電源バス44も設けら
れている（第２図）。
モジユール10を詳細に説明する前に、モジユール10がど
のように動作するかを簡単に説明する。第２図を参照し
て動作の図を説明する。第１図と同等の要素は同じ参照
番号を付してある。ヘツドランプスイツチ20は入力ポー
ト16を介してモジユール10aに接続されている。ヘツド
ランプスイツチ20が操作されると、モジユール10aのホ
ストマイクロプロセツサ22は適当なヘツトランプ点灯指
令を発生する。それからモジユール10aのシステム制御
プロセツサ24（第１図）が指令を直列データすなわち２
進語に変換する。２進語にはメツセージ開始、適当な受
信モジユール10bにより認識可能なアドレス、および命
令データが含まれる。システム制御プロセツサから発せ
られるデータとデータの補数は夫々のドライバ28と32
（第１図）により夫々バス線12と14に送られる。
各モジユール10はバス線12と14とからデータを受信す
る。もしシステムが正しく動作していれば、各モジユー
ルはメツセージの開始を検出する（後で詳しく説明す
る）。しかし適当な受信モジユール10bだけが自分のア
ドレスを認識して、適当な命令に応じてヘツドランプ40
を点灯する。好ましくはヘツドランプの点灯はパワーリ
レーに36により行われ、受信モジユール10bの出力ポー
ト18から出力される信号に応じてヘツドランプ40が電源
バス44に接続される。
第１図に戻つて、モジユール10を詳細に説明する。バス
線12と14は好ましくはツイストペア線から成り、補数デ
ータを伝達する。すなわち、バス線12と14はゼロボルト
と５ボルトの間を差動的に駆動される。バスのアイドル
期間中、バス線12の状態はVcc、好ましくは５ボルト、
に接続されている終端抵抗46により決定される。同様
に、バス線14のアイドル状態はアースに接続されている
終端抵抗48により決定される。このようにして、バス線
が駆動されていないときのバス線12と14間の相補関係す
なわち差動関係が保たれる。
クランプ回路50、好ましくは普通のツエナーダイオード
クランプは、バス線12に加わる５ボルトの範囲の電圧超
過分を1.67ボルトに制限する。同様にクランプ回路52、
好ましくは普通のツエナーダイオードクランプ、はバス
線14に加わるゼロボルトの範囲の電圧超過分を3.33ボル
トに制限する。
受信器すなわち比較器62は、好ましくは所望のヒステリ
シスレベル（プラス又はマイナス200ミリボルト）を確
保するためにフイードバツク抵抗（図示せず）を有して
おり、正の入力が基準発生器64に接続され、負の入力が
バス線12に接続されている。基準発生器64は約3.33ボル
トの基準電圧V1を発生する。これはクランプされたバス
線12に加わる予想最大電圧の半分である。
同様に、受信器すなわち比較器66は、好ましくは所望の
ヒステリシスレベル（プラスまたはマイナス200ミリボ
ルト）を確保するためにフイードバツク抵抗（図示せ
ず）を有しており、負の入力が基準発生器68に接続さ
れ、正の入力がバス線14に接続されている。基準発生器
68は約1.67ボルトの基準電圧V2を発生する。これはクラ
ンプされたバス線14に加わる予想最大電圧の半分であ
る。
差動比較器70は、好ましくは所望のヒステリシスレベル
を確保するためにフイードバツク抵抗（図示せず）を有
しており、負の入力端子がバス線12に接続され、正の入
力端子がバス線14に接続されている。差動比較器70は差
動比較器70のコモンモード範囲内のノイズをすべて排除
する差動受信器として働らく。したがつて、後述するよ
うなシステム故障が起きなければ、差動比較器70から受
信したデータを利用するのが好ましい。
比較器62のデータ出力、以後チヤネルＡ（CA）と呼ぶ、
はメツセージ開始検出器74と受信器選択器78の両方に接
続されている。同様に、比較器66のデータ出力、以後チ
ヤネルＢ（CB）と呼ぶ、および差動比較器70、以後チヤ
ネルＤ（CD）と呼ぶ、もメツセージ開始検出器74と受信
器選択器78の両方に接続されている。
後で詳しく説明するが、メツセージ開始検出器74はチヤ
ネルＡ、チヤネルＢ、チヤネルＤに正しいメツセージ開
始信号があるか否かを検出する。メツセージ開始を検出
すると、システム故障デコーダ82はバス線12、バス線1
4、またはモジユール10のいずれかが故障しているか否
かを決定する。システム故障デコーダ82はまた故障の性
質も決定する。システム故障デコーダ82の出力次第で、
受信器選択器78は適応なチヤネルをデータデコーダ86に
接続する。
第3A図、第3B図、第3C図を参照して、デコードすべきデ
ータはパルス幅変調するのが好ましい。もつと具体的に
言うと、論理“0"のデータビツトは３個のサブビツトか
ら成り、最初の２個のサブビツトが高い電圧レベル（５
ボルト）であり、３番目のサブビツトが低い電圧レベル
（０ボルト）である。論理“1"のデータビツト第3B図に
示すように、最初の１個のサブビツトが高い電圧レベル
で、続く２個のサブビツトが低電圧レベルである。しか
しメツセージ開始信号はこれらのデータビツトとは異な
る。すなわちメツセージ開始信号は後に続く情報とは正
確に識別できる。第3C図に示すようにメツセージ開始は
高い電圧レベルの４個のサブビツトとそれに続く低い電
圧レベルの２個のサブビツトから成る。
上述のパルス幅変調構造では、データビツトとメツセー
ジ開始とも各々が１個の立上り縁を有する。したがつて
メツセージ開始検出器74とデータデコーダ86において必
要なサンプリングタイミングは通常のやり方で受信デー
タから容易に導いて同期をとることができる。したがつ
て、データと共に別のクロツク、すなわち同期信号を送
信する必要はない。
ここで第４図とその波形を示す第５図とを参照し、メツ
セージ開始の検出、システム故障のデコードおよびチヤ
ネルの選択について詳細に説明する。メツセージ開始検
出器74は夫々チヤネルＡ、チヤネルＤ、チヤネルＢに接
続された３個のメツセージ開始デコーダ88,90,92を有す
る。メツセージ開始デコーダ88はサンプルタイミング発
生器96により各サブビツトの中間点でサンプリングされ
るデコード論理装置すなわちデコーダ94を含む。立上り
縁検出器すなわちタイミング同期回路98はサンプルタイ
ミング発生器96をチヤネルＡの情報のタイムシーケンス
に合わせる働らきをする。同様に、メツセージ開始デコ
ーダ90はデコーダ104、サンプルタイミング発生器106お
よび同期回路108を含む。メツセージ開始デコーダ92は
デコーダ114、サンプルタイミング発生器116および同期
回路118を含む。
各デコーダ94,104,114は５番目のサンプルタイミングパ
ルスの間オアゲート120に窓開け指示を送り、その後あ
らかじめ定められた時間経過するとオアゲート122に窓
閉めを指示を送る。オアゲート120と122はSRフリツプフ
ロツプ124に接続されていて、クロツク用すなわちラツ
チングフリツプフロツプ126,128,130に検出窓時間を与
える。各デコーダ94,104,114が夫々フリツプフロツプ12
6,128,130のＤ入力に予検定を経たメツセージ開始信号
を供給するのは、メツセージ開始の６個のサブビツトの
中５個が夫々チヤネルＡ、チヤネルＤ、チヤネルＢで検
出されたときである。したがつて予検定を経た各チヤネ
ルのメツセージ開始信号は検出窓の期間夫々フリツプフ
ロツプ126,128,130に記憶されている。
各送信器と各受診器の遅延時間は異なるために受信チヤ
ネル間の時間の「スキユー」があるので、各チヤネル独
立にメツセージ開始を検出するのが望ましい。またメツ
セージ開示の直後、データメツセージが始まる前に、適
当なチヤネルをデータデコーダ86に結合することができ
るように、メツセージ開始が終わらないように予検定さ
れたメツセージ開始の指示を供給するのが好ましい。こ
れらの理由のために、前述の如く個々にデコーダとそれ
に付随するサンプルタイミングが用意されていて、各チ
ヤネル毎に独立にメツセージ開始を検出するようになつ
ている。
第５図にはシステムに故障がないときの前述のメツセー
ジ開示検出の際の波形を示してある。チヤネルＡ、チヤ
ネルＤ、チヤネルＢのメツセージ開始とそれらに付随し
たサンプルタイミングとが図示のために時間的にスキユ
ーを示してある。図示された時間スキユーに対して、検
出窓はチヤネルＤの５番目のサンプリングパルス時に開
始される。検出窓の期間、予検定されたメツセージ開始
は各チヤネル毎にラツチすなわち記憶される。システム
故障の表示がなくて、チヤネルＤがノイズ排除を行つて
いるので、チヤネルＤは受信器選択器78によりデータデ
コーダ86に接続され、かつシステム故障デコーダ86にも
接続されている（第１図）。
受信器選択器78とシステム故障デコーダ82の動作をまと
めて次表に示す。
表を参照して、Ｓは有効な予検定されたメツセージ開始
がメツセージ開始検出器74により指定されたチヤネル内
で検出されたことを示す。ゼロはメツセージ開示が検出
されなかつたことを示す。普通のデコード論理回路によ
りシステム故障デコーダ82は具体的なシステムの故障を
表示する。例えば、バス線14が開放回路期間のように受
動状態に固定されている場合には、比較器66の正の入力
と差動比較器70の正の入力とは共にほぼゼロボルトにな
つている。比較器66と差動比較器70と両出力はこのとき
共に低い電圧の状態に固定されている。そのため付随す
るメツセージ開始デコーダ92,90はメツセージ開始を検
出しない。したがつて故障表の第１行に示すように、シ
ステム故障デコーダ82はシステム故障がバス線14に起き
たこと、具体的にはバス線14が受動状態に固定されてい
ることを示す。もうひとつ別の例として、バス線14が能
動状態に固定されている場合には、クランプ回路52が比
較器66の正入力と差動比較器70の正入力を共に約3.33ボ
ルトに保つ。このとき比較器66は高い電圧の状態に固定
されている。しかし差動比較器70はバス線12を介して受
信した情報に従つて高い電圧の状態と低い電圧の状態と
の間を切り替わることができる。したがつて、故障表の
第３行に示すように、システム故障デコーダ82は、バス
線14が自動車の蓄電池に短絡した場合のようにバス線14
が能動状態に固定されていることを示す。
システム故障デコーダ82から出力されるシステム故障表
示は、好ましくはシステム制御プロセツサ24と送信器28
と32を経由してバス線12と14に送られる。それからこの
情報は前面の故障表示器（図示せず）に表示するか、あ
るいは車庫に据え付けられている診断装置の入力として
使用することができる。システム故障デコーダ82の出力
はまた故障表にまとめてあるように、受信器選択器78が
CA、CB、CDのうちどのチヤネルをデータデコーダ86に接
続するかも決める。
以上好ましい実施例について説明した。いわゆる当業者
ならば、本発明の思想と範囲から逸脱することなく多く
の修正や変形を考え得るであろう。例えば、前述の形式
とは異なるデータフオーマツトを使うことができよう。
したがつて、本発明の技術的範囲は特許請求の範囲の記
載によつて定められるのであつて、本発明のより良き理
解のために例示した実施例のみに限定されないことはい
うまでもない。
【図面の簡単な説明】
第１図は多重結線システムの情報バスに接続された送受
信モジユールのブロツク図である。第２図は自動車用多
重結線システムにおいて、付属スイツチおよび対応する
付属品に接続された２個のモジユールを示すブロツク図
である。第3A図は複数のサブビツトを含むデータビツト
を図示したものである。第3B図は複数のサブビツトを含
む他のデータビツトを図示したものである。第3C図は複
数のサブビツトを含むメツセージ開始を図示したもので
ある。第４図は第１図の一部のブロツク図である。第５
図は受信モジユールにおいて３個の受信器の各々でメツ
セージ開始を検出する際の波形を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−55943（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−3253（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−13835（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−295151（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−80944（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−39954（ＪＰ，Ａ) 米国特許4245344（ＵＳ，Ａ) 米国特許3934131（ＵＳ，Ａ) 米国特許3891965（ＵＳ，Ａ)

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】第１の通信モジユールからデータを送信す
    るステツプと、 前記第１のモジユールから前記送信データの補数である
    補数データを送信するステツプと、 第２の通信モジユールの第１チヤネルで、送信されたデ
    ータを受信するステツプと、 前記第２のモジユールの第２チヤネルで送信された補数
    データを受信するステツプと、 前記第２のモジユールの第３チヤネルで送信されたデー
    タと補数データとを結合するステツプと、 前記第１チヤネルと前記第２チヤネルと前記第３チヤネ
    ルにおいてあらかじめ定められたデータ順序を検出する
    ステツプと、 前記検出ステツプに基づいて通信故障を表示するステツ
    プと、 前記故障表示に基づいて前記第１チヤネル、前記第２チ
    ヤネル、前記第３チヤネルのいずれかのデータを選択す
    るステツプと、 を含む通信モジユール間のデータ通信方法。
  2. 【請求項２】第１のバスにデータを送信し、第１のバス
    に送信されるデータの補数である補数データを第２のバ
    スに送信する送信手段と、 前記第１のバスに接続された第１の受信手段と、 前記第２のバスに接続された第２の受信手段と、 前記第１とバスと前記第２のバスの両方に接続され、デ
    ータと補数データの差をとる差動受信手段と、 前記第１の受信手段と前記第２の受信手段と前記差動受
    信手段においてあらかじめ定められたデータ順序を検出
    する検出手段と、 前記検出手段に接続され、多重結線システムの故障を表
    示するデコーダ手段と、 前記デコーダ手段から生ずる前記故障表示に基づいて、
    前記第１の受信手段、前記第２の受信手段、または前記
    第３の受信手段のいずれかのデータを選択するデータ選
    択手段と、 を含む多重結線システム。
  3. 【請求項３】第１のバスと、 第２のバスと、 各々が前記第１のバスにデータを送信し、前記第１のバ
    スに送信されるデータの補数である補数データを前記第
    ２のバスに送信する送信手段を有する複数個の通信モジ
    ユールと、 各々が各前記モジユール内にあつて、前記第１のバスに
    接続されている複数個の第１の受信手段と、 各々が各前記モジユール内にあつて、前記第２のバスに
    接続されている複数個の第２の受信手段と、 各々が各前記モジユール内にあつて、前記第１のバスと
    第２のバスの両方に接続され、データと補数データの差
    をとる複数個の差動受信手段と、 各々が各前記モジユール内にあつて、前記第１の受信手
    段と前記第２の受信手段と前記ダイバーシテイ受信手段
    においてあらかじめ定められたデータ順序を検出する複
    数個の検出手段と、 各々が各前記モジユール内にあつて前記検出手段に接続
    され、通信システムの故障を表示する複数個のデコーダ
    手段と、 各々が各前記モジユール内にあつて、前記デコーダ手段
    から生ずる前記故障表示に基づいて、前記第１の受信手
    段、前記第２の受信手段、または前記差動受信手段のい
    ずれかのデータを選択する複数個のデータ選択手段と、 を含む、多重結線システム。
  4. 【請求項４】請求項３記載の装置において、前記あらか
    じめ定められたデータ順序はメツセージ開始から成る、
    多重結線システム。
  5. 【請求項５】請求項４記載の装置において、前記メツセ
    ージ開始は６サブビツトのデータから成る、多重結線シ
    ステム。
  6. 【請求項６】請求項５記載の装置において、前記検出手
    段は前記６サブビツトのうちはじめの５ビツトを検出す
    る、多重結線システム。
  7. 【請求項７】請求項３記載の装置において、前記第１の
    バスと前記第２のバスはツイストペア線から成る、多重
    結線システム。
  8. 【請求項８】請求項３記載の装置において、各モジユー
    ルは更に、 少なくとも１個の自動車付属スイツチに接続されている
    入力ポートと、 前記入力ポートに接続され、前記自動車付属スイツチか
    ら情報を受信するプロセツサ手段と、 前記プロセツサ手段と前記送信手段とに接続され、前記
    自動車付属スイツチから受信した前記情報に基づいてデ
    ータを送信する制御手段と、 を含む、多重結線システム。
  9. 【請求項９】請求項８記載の装置において、各モジユー
    ルは更に自動車付属品と接続可能な出力ポートを含む、
    多重結線システム。
  10. 【請求項１０】請求項９記載の装置において、前記制御
    手段は前記データ選択手段に接続され、前記選択された
    データを受信するようになつている、多重結線システ
    ム。
  11. 【請求項１１】請求項10記載の装置において、前記プロ
    セツサ手段は前記データ選択手段から受信した前記選択
    されたデータに基づいて、前記出力ポートから出力され
    る情報を前記自動車付属品に供給するようになつてい
    る、多重結線システム。
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