JPH08116579A - データ通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 応答データの送信タイミングを正確に制御す
ることができ、不必要なデータの受信をなくし、さらに
故障の発生個所を容易に検知することができるデータ通
信装置を提供する。 【構成】 複数の端末装置Ｍ，Ｓは、１の通信ラインＫ
によって直列に接続される。各端末装置Ｍ，Ｓは、下流
側通信ラインＫｄを接続／切断する切換回路５と、優先
順位の上位の端末装置に接続されている上流側通信ライ
ンＫｕの電位を検出するレベル判定回路１０とを備え、
マスタ端末装置Ｍからの要求データを受信したときは、
下流側通信ラインＫｄを切断し、上流側通信ラインＫｕ
が予め定める第１の電位（ハイレベル）であることが検
出されてから予め定める第１の期間経過した後に応答デ
ータを送信し、送信終了後に下流側通信ラインＫｄを接
続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両に搭載された複数
のＥＣＵ（Electronic Control Unit）間のデータ通信
に好適に実施されるデータ通信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１は、本発明の前提となるデータ通信
装置１の全体的構成を示すブロック図である。データ通
信装置１は、１つのマスタ端末装置Ｍと、複数のスレー
ブ端末装置Ｓ１〜Ｓｎ（総称するときは参照符Ｓを用い
る）とを含んで構成される。端末装置Ｍ，Ｓは、通信ラ
インＫによって接続されている。データ通信装置１は、
ＩＳＯ９１４１（国際標準規格）に準拠した通信方式が
実施される。この通信方式は、いわゆるマスタスレーブ
方式であり、マスタ端末装置Ｍから複数のスレーブ端末
装置Ｓに対して要求データを送信し、各スレーブ端末装
置Ｓは要求データを受信し、それぞれのスレーブ端末装
置Ｓがマスタ端末装置Ｍに応答データを送信する方式で
ある。

【０００３】スレーブ端末装置Ｓ１〜Ｓｎには、優先順
位が定められており、優先順位の上位のスレーブ端末装
置から順番にマスタ端末装置Ｍに対して応答データを送
信する。ここでは、参照符Ｓの添え字１〜ｎが優先順位
を表すものとする。端末装置Ｍ，Ｓは、待機状態では予
め定める第１の電位（ハイレベル）に設定されている通
信ラインＫを、前記第１の電位より低い予め定める第２
の電位（ローレベル）に引下げる手段を有し、これら２
つのレベルを所定のタイミングで切換えることでビット
データを作成し、データを送信する。予め定める数のビ
ットデータによってバイトデータが構成され、さらに予
め定める数のバイトデータによってメッセージデータが
構成される。このメッセージデータが前記要求データお
よび応答データに相当する。

【０００４】図１３は、図１に示すデータ通信装置１に
おいて実施される従来の通信手順を説明するためのタイ
ムチャートである。マスタ端末装置Ｍからの要求データ
を受信してから、各スレーブ端末装置Ｓ１〜Ｓｎは、そ
れぞれの優先順位に応じて予め定められたタイミングパ
ラメータＴ１〜Ｔｎだけ経過した後に応答データを送信
するように構成されている。

【０００５】要求データと応答データとの間、および応
答データ同志の間は、予め定める期間Ｔ０だけ間隔をあ
ける必要がある。したがって、スレーブ端末装置Ｓ１が
要求データを受信してから応答データを送信するまでの
期間を規定するタイミングパラメータＴ１は、期間Ｔ０
に等しく、またはこれよりも大きく選ばれる。スレーブ
端末装置Ｓ２が要求データを受信してから応答データを
送信するまでの期間を規定するタイミングパラメータＴ
２は、前記タイミングパラメータＴ１と、スレーブ端末
装置Ｓ１が応答データを送信する際に必要とする期間
と、前記予め定める期間Ｔ０との総和に等しく、あるい
はそれよりも大きく選ばれる。他のスレーブ端末装置Ｓ
３〜Ｓｎについても同様にしてタイミングパラメータＴ
３〜Ｔｎが決定される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述の通信手順が実施
される通信装置では、スレーブ端末装置Ｓがマスタ端末
装置Ｍに送信する応答データのデータ量が制限されてし
まう。すなわち、送信するデータ量が多く、応答データ
の送信期間が長くなると、期間Ｔ０を確保することがで
きなくなり、通信エラーが発生するおそれがある。ま
た、次のスレーブ端末装置の応答期間に重なってしま
い、データが破壊されてしまうおそれがある。

【０００７】また、前記タイミングパラメータＴ１〜Ｔ
ｎは、車両に搭載するＥＣＵの数および種類に応じて設
定しなければならない。車両に搭載するＥＣＵの数や種
類は、車種によって異なるため、同一機能のＥＣＵであ
っても、異なる車種であれば異なるパラメータを設定す
る必要があり、設定作業が面倒である。

【０００８】さらに、上述したように通信ラインＫはロ
ーレベルがドミナントレベルであり、通信ラインＫまた
は端末装置Ｍ，Ｓの故障によってローレベルに固定され
てしまうと、通信ラインＫは使用不能となり、その結果
通信不能となってしまう。

【０００９】通信ラインＫは、各端末装置Ｍ，Ｓに共通
に接続されているため、スレーブ端末装置Ｓは受信した
データがマスタ端末装置Ｍからの要求データであるか、
あるいは他のスレーブ端末装置Ｓがマスタ端末装置Ｍに
送信した応答データであるかを判断しなければならず、
このような処理が端末装置に対して負担となる場合があ
る。特に、ＥＣＵの持つ機能が低く、処理能力が低いＥ
ＣＵにとっては重要な問題である。データの種類の判断
は、データの先頭部分に付加されているヘッダ部分を解
析して行う。ヘッダ部分には、発信元、送信先、データ
長などの当該データの特性を示すデータが含まれる。

【００１０】本発明の目的は、応答データの送信タイミ
ングの制御を正確に行うことができ、不必要なデータの
受信をなくし、さらに故障の発生個所を容易に検知する
ことができるデータ通信装置を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、データ送信の
順序を決定する優先順位が定められている複数の端末装
置を１の通信ラインで接続し、通信ラインは予め定める
第１の電位が待機状態であり、各端末装置はこの第１の
電位とそれよりも低い予め定める第２の電位とを所定の
タイミングで切換えることによってデータを作成して送
信し、優先順位の最上位の端末装置からの要求データに
応答して、要求データに対する応答データを優先順位に
従って順番に送信するデータ通信装置において、複数の
端末装置は、１の通信ラインによって直列に接続され、
各端末装置は、優先順位の下位の端末装置に接続されて
いる下流側通信ラインを接続および切断する切換手段
と、優先順位の上位の端末装置に接続されている上流側
通信ラインの電位を検出する検出手段とを備え、要求デ
ータを受信したときは、下流側通信ラインを切断し、上
流側通信ラインが第１の電位であることが検出されてか
ら予め定める第１の期間経過した後に応答データを送信
し、送信終了後に下流側通信ラインを接続することを特
徴とするデータ通信装置である。また本発明は、前記端
末装置は、優先順位の下位の端末装置に接続されている
下流側通信ラインを第１の電位に設定する第１の設定手
段と、優先順位の下位の端末装置に接続されている下流
側通信ラインを第２の電位に設定する第２の設定手段と
を備え、下流側通信ラインを切断した後に下流側通信ラ
インを第２の電位に設定し、応答データを送信した後に
下流側通信ラインを第１の電位に設定することを特徴と
する。また本発明は、前記端末装置は、予め定める第２
の期間継続して通信ラインが第１および第２の電位とは
異なる電位であることが検出されたときは、下流側通信
ラインを切断し、上流側通信ラインが第１の電位であれ
ば、下流側通信ラインを接続して再度通信ラインの電位
を検出し、第１および第２の電位とは異なる電位であれ
ば下流側に異常ありと判断し、上流側通信ラインが第１
および第２の電位とは異なる電位であれば、上流側に異
常ありと判断することを特徴とする。また本発明は、前
記端末装置は、異常ありと判断したときは、異常フラグ
をオンにすることを特徴とする。また本発明は、前記端
末装置は、上流側通信ラインを前記第１および第２の電
位の間に選ばれる予め定める第３の電位に設定する第３
の設定手段を備え、下流側通信ラインを切断して上流側
通信ラインの電位を検出し、前記第３の電位であれば、
優先順位が最上位であると判断することを特徴とする。
また本発明は、前記複数の端末装置のうちの少なくとも
優先順位が最上位の端末装置は、上流側通信ラインを接
続および切断する第２の切換手段と、前記第２の切換手
段の上流側に接続され、上流側に接続された端末装置か
ら送信される初期化信号を検出する信号検出手段とを備
え、初期化信号が検出されなければ、優先順位が最上位
であると判断して前記第２の切換手段によって上流側通
信ラインを切断し、初期化信号が検出されると、優先順
位が第２位であると判断してを上流側通信ラインを接続
することを特徴とする。

【００１２】

【作用】本発明に従えば、複数の端末装置のうち、優先
順位の最上位の端末装置、すなわち第１位の端末装置か
ら要求データが送信されると、第２位以下の端末装置は
それぞれ下流側通信ラインを切断する。これによって、
下位の端末装置は自分自身が応答データを送信するまで
の間、上位の端末装置が送信する不必要な応答データを
受信する必要がなくなる。第２位以下の端末装置は、そ
れぞれ上流側通信ラインが待機状態である第１の電位で
あることを検出してから、予め定める第１の期間経過し
た後に応答データを送信し、送信終了後に下流側通信ラ
インを接続する。したがって、第２位の端末装置は、第
１位の端末装置からの要求データを受信し、下流側通信
ラインを切断した時点では、上流側通信ラインによって
第１位の端末装置と接続されているだけである。第１位
と第２位の端末装置の間の通信ラインは、第１位の端末
装置が下流側通信ラインを切断しないので、待機状態で
ある第１の電位であり、この電位を検出した第２位の端
末装置は予め定める第１の期間経過後に第１位の端末装
置に対して応答データを送信する。この間第３位以下の
端末装置においては、上流側通信ラインは切断されてい
るため、電位は検出されず、したがって、上位の端末装
置が送信する応答データを受信することもない。第２位
の端末装置は、応答データ送信終了後に下流側通信ライ
ンを接続する。これによって第３位の端末装置は、上流
側通信ラインが第１の電位になったことを検出する。以
下、第２位の端末装置と同様の動作を第３位以下の端末
装置が順番に実行していく。これによって、各端末装置
が応答データを送信する間隔を常に第１の期間とするこ
とができ、応答データが重なることによるデータの破壊
や応答データ間に所定の間隔が確保されないことによる
通信エラーの発生を防ぐことができる。

【００１３】さらに好ましくは、下流側通信ラインを切
断した後に、下流側通信ラインを第２の電位に設定し、
応答データの送信終了後に第１の電位に設定する。これ
によって、優先順位が第３位以下の端末装置において
は、上流側通信ラインが第２の電位であることを検出し
て、上流側通信ラインが切断されていることを判断する
ので、上流側通信ラインの電位検出動作が安定し、誤検
出、誤動作の発生が防止される。

【００１４】また本発明に従えば、通信ラインが第１お
よび第２の電位とは異なる電位で予め定める第２の期間
継続したときは、各端末装置は下流側通信ラインを切断
し、異常発生個所の検知動作を行う。下流側通信ライン
を切断した状態で上流側通信ラインが待機状態である第
１の電位であれば、当該端末装置よりも上流側において
は異常が発生していないと判断する。したがって下流通
信ラインを接続して再度通信ラインの電位を検出する。
このとき通信ラインが第１および第２の電位とは異なる
電位であれば、当該端末装置よりも下流側に異常が発生
していると判断する。また、下流側通信ラインを切断し
た時点で上流側通信ラインが第１および第２の電位とは
異なる電位であれば、当該端末装置よりも上流側におい
て異常が発生していると判断する。このように通信装置
内のいずれかの個所において故障が発生し、通信ライン
が第１および第２の電位とは異なる電位で固定されてし
まった場合であっても、故障個所を特定することによっ
て、当該故障個所よりも上流側の端末装置間および下流
側端末装置間においてはデータ通信を続行することがで
き、すべてのデータ通信が停止してしまうことはない。

【００１５】また好ましくは、各端末装置は、異常あり
と判断したときは異常フラグをオンにする。これによっ
て当該異常フラグを見ることによって故障個所を容易に
特定することができ、故障発生時の対応が容易になる。

【００１６】また本発明に従えば、各端末装置は、下流
側通信ラインを切断して上流側通信ラインの電位を検出
する。各端末装置は上流側通信ラインを前記第１および
第２の電位の間に選ばれる第３の電位に設定する第３の
設定手段を備える。端末装置にさらに優先順位の高い端
末装置が接続されていなければ上流側通信ラインは前記
第３の設定手段によって第３の電位に設定されるので、
自分自身が優先順位が最上位であると判断する。端末装
置にさらに優先順位が上位の端末装置が接続されている
場合は、その上位の端末装置によって上流側通信ライン
は待機状態である第１の電位に設定されるので、当該端
末装置は自分自身が優先順位が最上位ではないことを認
識する。これによって、複数の端末装置を通信ラインに
直列に接続した場合、優先順位が最上位である端末装置
は自分自身が最上位であることを自動的に認識し、いわ
ゆるマスタ端末装置として機能する。また、本来優先順
位が最上位でない端末装置であっても、たとえば通信ラ
インが切断された場合などは当該切断個所の下流側に位
置する端末装置が優先順位が最上位であることになり、
当該端末装置は自分自身が最上位であると認識し、いわ
ゆるマスタ端末装置として機能することができる。

【００１７】また本発明に従えば、前記複数の端末装置
のうちの少なくとも優先順位が最上位の端末装置は、さ
らに上流側に端末装置が接続されているかどうかを、初
期化信号の有無に基づいて判断する。初期化信号が検出
されなければ、端末装置が上流側には接続されておら
ず、優先順位が最上位であると判断して上流側通信ライ
ンを切断し、下位の端末装置に対して要求データを送信
して通信処理を開始する。初期化信号が検出されれば、
上流側にさらに端末装置が接続されたと認識し、優先順
位が第２位であると判断し、上流側通信ラインを接続し
て初期化信号に基づく初期化動作を実行し、要求データ
の受信を待つ。これによって、複数の端末装置を通信ラ
インに直列に接続した場合、優先順位が最上位である端
末装置は自分自身が最上位であることを自動的に認識
し、いわゆるマスタ端末装置として機能する。また、上
記第２の切換手段および信号検出手段を全ての端末装置
に設けた場合は、本来優先順位が最上位でない端末装置
であっても、たとえば通信ラインが切断された場合など
は当該切断箇所の下流側に位置する端末装置が優先順位
が最上位であることになり、当該端末装置が自分自身が
最上位であると認識し、いわゆるマスタ端末装置として
機能することができる。

【００１８】

【実施例】図１は、一実施例であるデータ通信装置１の
全体的構成を示すブロック図である。データ通信装置１
は、１つのマスタ端末装置Ｍと、複数のスレーブ端末装
置Ｓ１〜Ｓｎ（総称するときは参照符Ｓを用いる）とを
含んで構成される。端末装置Ｍ，Ｓは、車両に搭載され
たＥＣＵで実現され、予め定める制御を実行する。さら
にマスタ端末装置Ｍは必要に応じて外部ツールであるテ
スタなどで実現される。端末装置Ｍ，Ｓは、通信ライン
Ｋによって接続されている。データ通信装置１は、ＩＳ
Ｏ９１４１に準拠した通信方式が実施される。この通信
方式は、いわゆるマスタスレーブ方式であり、マスタ端
末装置Ｍから複数のスレーブ端末装置Ｓに対して要求デ
ータを送信し、各スレーブ端末装置Ｓは要求データを受
信し、それぞれのスレーブ端末装置Ｓがマスタ端末装置
Ｍに応答データを送信する方式である。

【００１９】スレーブ端末装置Ｓ１〜Ｓｎには、優先順
位が定められており、優先順位の上位のスレーブ端末装
置から順番にマスタ端末装置Ｍに対して応答データを送
信する。ここでは、参照符Ｓの添え字１〜ｎが優先順位
を表すものとする。

【００２０】端末装置Ｍ，Ｓは、待機状態では予め定め
る第１の電位（ハイレベル）に設定されている通信ライ
ンＫを、前記第１の電位よりは低い予め定める第２の電
位（ローレベル）に引下げる手段を有し、これら２つの
レベルを所定のタイミングで切換えることでビットデー
タを作成し、データを送信する。予め定める数のビット
データによってバイトデータが構成され、さらに予め定
める数のバイトデータによってメッセージデータが構成
される。このメッセージデータが前記要求データおよび
応答データに相当する。

【００２１】図２は、各端末装置Ｍ，Ｓの構成を示すブ
ロック図である。端末装置Ｍ，Ｓは、データの送信およ
び受信、各種演算、各種制御などを実行する制御回路２
を含む。制御回路２は、マイクロコンピュータなどで実
現され、シリアルデータ入力端子Ｓｉｎ、シリアルデー
タ出力端子Ｓｏｕｔ、各種信号の入出力用のポートＰ
０，Ｐ１，Ｐ２を備える。

【００２２】端末装置Ｍ，Ｓは、通信ラインＫを接続す
るための接続端子３，４を備え、接続端子３には優先順
位の上位の端末装置に接続される上流側通信ラインＫｕ
が接続され、接続端子４には優先順位の下位の端末装置
に接続される下流側通信ラインＫｄが接続される。接続
端子３と接続端子４とは、端末装置内部で接続されてい
る。

【００２３】接続端子３と接続端子４との間には、通信
ラインＫ、詳しくは下流側通信ラインＫｄとシリアルデ
ータ入力端子Ｓｉｎおよびシリアルデータ出力端子Ｓｏ
ｕｔとを接続および切断する切換回路５が接続されてい
る。切換回路５は、制御回路２のポートＰ０からのライ
ンカット信号によって制御される。切換回路５は、互い
に逆向きに並列に接続された２つのバッファ６，７によ
って構成される。バッファ６，７は、たとえばスリース
テートバッファで構成され、ラインカット信号が与えら
れたときには何も出力しない状態となり、これによって
端子Ｓｉｎ，Ｓｏｕｔと接続端子４との間が切断され、
すなわち下流側通信ラインＫｄが切断されたことにな
る。

【００２４】接続端子３と切換回路５との間の信号線に
は、入力バッファ８を介して制御回路２のシリアルデー
タ入力端子Ｓｉｎが接続され、出力バッファ９を介して
制御回路２のシリアルデータ出力端子Ｓｏｕｔが接続さ
れる。さらに接続端子３と切換回路５との間の信号線に
はレベル判定回路１０が接続される。レベル判定回路１
０は、通信ラインＫの電位、特に切換回路５によって下
流側通信ラインＫｄが切断された際には上流側通信ライ
ンＫｕの電位を検出する。検出結果は制御回路２のポー
トＰ２に与えられる。

【００２５】さらに接続端子３に近接して、レベル設定
回路１１が設けられる。レベル設定回路１１は、通信ラ
インＫ（Ｋｕ）を前記第１および第２の電位の間に選ば
れる予め定める第３の電位に設定する。レベル設定回路
１１は、端末装置の電源電位＋Ｂと信号線との間に接続
される抵抗Ｒ１と、信号線とグランド電位との間に接続
される抵抗Ｒ２とによって構成される。抵抗Ｒ１，Ｒ２
は、ともにたとえば１００ＫΩに選ばれる。ただし、前
記第３の電位は、バッファ８，９のしきい値レベルより
高いレベルに設定する必要がある。通信ラインＫがハイ
レベルのときの電位が＋Ｂ・Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）とな
り、このときに通信ラインＫがハイレベルであることを
検出しなければならないからである。

【００２６】接続端子４と切換回路５との間の信号線に
は、レベル設定回路１２が接続され、当該レベル設定回
路１２は、通信ラインＫ（通信ライン切断時には通信ラ
インＫｄ）を予め定める第１の電位（ハイレベル）に設
定する。レベル設定回路１２は、前記電源電位＋Ｂと信
号線との間に接続される抵抗Ｒ３によって構成される。
抵抗Ｒ３は、たとえば５１０Ωに選ばれる。さらに、接
続端子４と切換回路５との間の信号線とグランド電位
（第２の電位）との間にスイッチ１３が介在される。ス
イッチ１３は、制御回路２のポートＰ１からの信号によ
って開閉が制御される。

【００２７】図３は、端末装置Ｍａの構成例を示すブロ
ック図である。図１の端末装置Ｍと同一の構成には同一
の参照符号を付して説明を省略する。端末装置Ｍａで
は、レベル設定回路１１とバッファ８，９との間に第２
の切換回路１４を設けている。切換回路１４は、切換回
路５と同様に、２つのバッファ１５，１６を互いに逆向
きに並列に接続して構成され、制御回路２のポートＰ３
からのラインカット信号によって制御される。レベル判
定回路１０は、レベル設定回路１１と切換回路１４との
間に接続され、通信ラインＫの電位、特に切換回路１４
によって上流側通信ラインＫｕが接続された際には、上
流側通信ラインＫｕの電位を検出する。検出結果は、制
御回路２のポートＰ２に与えられる。

【００２８】なお、端末装置Ｍａでは、レベル設定回路
１１が設定する第３の電位は、バッファ８，９のしきい
値レベルよりも必ずしも高いレベルに設定する必要はな
い。なぜならば、上流側に端末装置が接続されていない
ときは、切換回路１４によって上流側通信ラインＫｕは
切断されており、データ通信に用いられている通信ライ
ンＫの電位とは無関係であり、レベル判定回路１０が上
流側に端末装置が接続された場合とレベル設定回路１１
だけの場合とでの上流側通信ラインＫｕの電位の違いを
検出すればよいからである。

【００２９】図４は、通信装置１におけるスレーブ端末
装置Ｓの動作を説明するフローチャートであり、図５は
図４のフローチャートに従って実行される通信手順を説
明するタイムチャートである。ステップａ１では、マス
タ端末装置Ｍからの要求データを受信したかどうかを判
断する。要求データは通信ラインＫを介して各スレーブ
端末装置Ｓに与えられ、入力バッファ８を介して制御回
路２のデータ入力端子Ｓｉｎに与えられる。要求データ
を受信したと判断したときはステップａ２に進み、ライ
ンカット信号を切換回路５に与え、下流側通信ラインＫ
ｄを切断する。ステップａ３では、レベル判定回路１０
からの出力に基づいて上流側通信ラインＫｕがハイレベ
ルであるかどうかを判断する。ハイレベルであればステ
ップａ４に進み、予め定める期間Ｔ０だけ待機した後、
ステップａ５において応答データを送信する。その後、
ステップａ６では応答データ送信終了後に下流側通信ラ
インＫｄを接続する。期間Ｔ０は、応答データ同士間に
必ず確保しなければならない期間であり、ＩＳＯ９１４
１によって予め定められている。たとえば、０〜５０ｍ
ｓｅｃに選ばれる。

【００３０】上述の動作は各スレーブ端末装置Ｓにおい
てそれぞれ実行される。したがって、図５のタイムチャ
ートに示すように、マスタ端末装置Ｍからの要求データ
の受信が終了した時刻ｔ１から期間Ｔ０経過した時刻ｔ
２からスレーブ端末装置Ｓ１は応答データを送信する。
このときスレーブ端末装置Ｓ１は、時刻ｔ１以降応答デ
ータを送信し終える時刻ｔ３までの間、下流側通信ライ
ンＫｄを切断する。スレーブ端末装置Ｓ１は、応答デー
タの送信終了後に下流側通信ラインＫｄを接続する。こ
れによって時刻ｔ３以降、スレーブ端末装置Ｓ２は上流
側通信ラインＫｕがハイレベルになったことを検知す
る。したがって時刻ｔ３から期間Ｔ０が経過した時刻ｔ
４からスレーブ端末装置Ｓ２は応答データを送信する。

【００３１】スレーブ端末装置Ｓ３〜Ｓｎについても同
様に、上位の端末装置の応答データの送信が終了した時
刻から期間Ｔ０経過してから応答データを送信する。ス
レーブ端末装置Ｓｎは、スレーブ端末装置Ｓｎ−１によ
る応答データの送信を終了した時刻ｔ５から期間Ｔ０経
過した時刻ｔ６から応答データを送信し、これでマスタ
端末装置Ｍから送信された要求データに対する応答動作
が終了する。

【００３２】このように、各スレーブ端末装置Ｓは、マ
スタ端末装置Ｍからの要求データを受信した時点で下流
側通信ラインＫｄを切断する。これによって、下位の端
末装置は応答データを送信するまでの間、不必要なデー
タを受信することがなく、スレーブ端末装置の負担が軽
減される。また各スレーブ端末装置Ｓは、上流側通信ラ
インＫｕがハイレベルであることを検知してから、予め
定める期間Ｔ０経過した後に応答データを送信するの
で、確実に上位の端末装置の応答データの送信が終了し
てから自分自身が応答データを送信することができ、応
答データが重なりデータが破壊されることが防止され
る。また、各スレーブ端末装置Ｓにパラメータとして期
間Ｔ０を設定するだけでよく、タイミング制御を比較的
容易にかつ正確に行うことができる。

【００３３】図６は、スレーブ端末装置Ｓが行う他の動
作を説明するフローチャートであり、図７は図６に従っ
て端末装置が実行する通信手順を説明するタイムチャー
トである。ステップｂ１においてマスタ端末装置Ｍから
の要求データを受信すると、ステップｂ２に進み、下流
側通信ラインＫｄを切断する。ステップｂ３では下流側
通信ラインＫｄを、スイッチ１３を閉じることによって
ローレベルに設定する。ステップｂ４では、上流側通信
ラインＫｕがハイレベルであるかどうかを判断する。ハ
イレベルであることが検出されるとステップｂ５に進
み、期間Ｔ０待機した後、ステップｂ６において応答デ
ータを送信する。その後ステップｂ７で下流側通信ライ
ンＫｄを、スイッチ１３を開くことによってハイレベル
に設定し、ステップｂ８において下流側通信ラインＫｄ
を接続する。

【００３４】図７に示すように、図６に示すフローチャ
ートに従って端末装置が行う通信手順は、前述の図５の
タイムチャートとほぼ同じである。異なる点は、スレー
ブ端末装置Ｓは、マスタ端末装置Ｍからの要求データを
受信した時点で単に下流側通信ラインＫｄを切断するだ
けでなく、下流側通信ラインＫｄを予め定める第２のレ
ベルに固定して設定することである。これによってレベ
ル判定回路１０によるレベル検出動作が安定し、誤検
出、誤動作の発生が防がれ、誤って下位の端末装置が応
答データを送信し、データが重なることによるデータの
破壊や通信エラーの発生が防がれる。

【００３５】図８は、通信装置１においてエラーが発生
した際の各端末装置の動作を説明するフローチャートで
ある。ステップｃ１では通信ラインＫがローレベルに固
定され、予め定める第２の期間経過したかどうかが判断
される。なお、ここでのローレベルとは、前述した第
１、第２および第３の電位のいずれにも該当しない電位
であり、すなわち、正常時には検出されない電位を意味
する。判断が肯定であればステップｃ２に進み、下流側
通信ラインＫｄを切断する。ステップｃ３では、上流側
通信ラインＫｕがハイレベルであるかどうかを判断す
る。ハイレベルであれば、上流側は正常であるのでステ
ップｃ４において下流側通信ラインＫｄを接続する。そ
の後、ステップｃ５において再び通信ラインＫがハイレ
ベルであるかどうかを判断する。判断が肯定であればス
テップｃ６に進み、当該端末装置の上流側および下流側
において異常が発生していないと判断し、待機状態にな
る。

【００３６】ステップｃ３において、上流側通信ライン
Ｋｕがハイレベルでなく、ローレベルである場合は、当
該端末装置よりも上流側にて故障が発生していることに
なり、ステップｃ７に進み、異常フラグをオンにする。

【００３７】またステップｃ５において、通信ラインＫ
がハイレベルでなくローレベルであると判断された場合
は、当該端末装置の下流側にて故障が発生していること
になり、ステップｃ７に進み、異常フラグをオンにす
る。

【００３８】このように故障が発生し、通信ラインＫが
一定期間ローレベルに固定された場合は、各端末装置は
一旦下流側通信ラインＫｄを切断し、上流側の端末装置
から順に通信ラインＫの電位を検出し、故障が上流側で
発生したのかあるいは下流側で発生したのかを検出した
レベルに基づいて判断する。これによって、正常な端末
装置間の通信ラインＫは待機状態に復帰し、必要に応じ
てデータ通信を行うことができる。また異常フラグを見
ることによって故障の発生した個所を容易に特定するこ
とができる。

【００３９】図９は、端末装置のさらに他の動作を説明
するフローチャートである。ステップｄ１では下流側通
信ラインＫｄを切断し、ステップｄ２において上流側通
信ラインＫｕのレベルを判定する。上流側通信ラインＫ
ｕのレベルが電源電位＋Ｂである場合はステップｄ３に
進み、当該端末装置は優先順位が最上位ではないと判定
する。ステップｄ２において判定したレベルが＋Ｂ／２
である場合は、ステップｄ４に進み、当該端末装置の優
先順位が最上位であると判定する。すなわち、接続端子
３よりも上流側には端末装置が接続されていない場合
は、切換回路５によって下流側通信ラインＫｄを切断す
ることによってレベル判定回路１０はレベル設定回路１
１によって設定された第３の電位、すなわち＋Ｂ／２を
検出することになる。したがって、当該端末装置が最上
位であると判断することができる。

【００４０】このように下流側通信ラインＫｄを切断
し、上流側通信ラインＫｕのレベルを判断することによ
って自分の優先順位が最上位であるかどうかを判断する
ことができる。これによって端末装置を通信ラインＫに
接続することによって、最上位である端末装置は、自分
が最上位であることを自動的に認識することができ、自
動的にマスタ端末装置Ｍとして機能することができる。
またたとえば通信ラインＫが切断されたような故障が発
生した場合であっても、当該切断個所よりも下流側にお
いても、その中で最も最上位である端末装置がマスタ端
末装置として機能することが可能となる。

【００４１】図１０は、本発明の他の実施例を説明する
ためのブロック図である。図１０に示す端末装置Ｍｂ
は、図１に示す端末装置Ｍと類似しており、同一の構成
には同一の参照符を付して説明を省略する。端末装置Ｍ
ｂは、自己が優先順位が最上位の端末装置であるかどう
かを判断するための構成として、レベル設定回路１１の
代わりに第２の切換回路１４を設けたことである。切換
回路１４は、互いに逆向きに並列に接続された２つのバ
ッファ１５，１６によって構成される。バッファ１５，
１６は、たとえばスリーステートバッファで構成され、
制御回路２のポートＰ３からのラインカット信号によっ
て制御される。ラインカット信号が与えられたときには
何も出力しない状態となり、これによって端子Ｓｉｎ，
Ｓｏｕｔと接続端子３との間が切断され、すなわち上流
側通信ラインＫｕが切断されたことになる。

【００４２】切換回路１４と接続端子３との間には、レ
ベル設定回路１８が接続され、当該レベル設定回路１８
は、通信ラインＫ（通信ライン切断時には上流側通信ラ
インＫｕ）を予め定める第１の電位（ハイレベル）に設
定する。レベル設定回路１８は、前記電源電位＋Ｂと信
号線との間に接続される抵抗Ｒ４によって構成される。
抵抗Ｒ４は、たとえば５１０Ωに選ばれる。さらに切換
回路１４と接続端子３との間にはバッファ１７が接続さ
れ、バッファ１７の出力は制御回路２のポートＰ２に与
えられる。制御回路２は、ポートＰ２の入力信号を監視
し、上流側通信ラインＫｕに接続された端末装置から送
信される初期化信号の入力の有無を検知する。

【００４３】図１１は、マスタ端末装置からスレーブ端
末装置Ｓに送信される初期化信号の具体例を示すタイム
チャートである。初期化信号とは、いわゆるマスタスレ
ーブ方式の通信を開始するにあたって、端末装置間の通
信速度や、通信を行うスレーブ端末装置を指定するアド
レス信号などを設定するための信号である。

【００４４】図１１（１）には、第１の初期化信号が示
されている。マスタ端末装置は、最低速の通信レートで
ある５ボー（ビット／ｓｅｃ）にて初期化信号を送信す
る。この初期化信号を受信したスレーブ端末装置Ｓは、
同期信号ＳＹＮと、動作確認のためのキーワードＫＷ
１，ＫＷ２をマスタ端末装置に送信する。マスタ端末装
置は、確認信号として前記キーワードＫＷ２の論理値を
反転したキーワードバーＫＷ２を送信する。続いてスレ
ーブ端末装置Ｓは、初期化信号によって与えられたアド
レスデータをその論理値を反転してマスタ端末装置に送
信する。このような信号のやり取りを前記初期化信号に
よって設定された通信速度にて行い、正常に通信が行え
ると判断した後、マスタ端末装置は要求データを送信
し、これに応答してスレーブ端末装置Ｓは応答データを
送信する。

【００４５】図１１（２）には、第２の初期化信号が示
されている。第２の初期化信号は、たとえばＩＳＯ９１
４１によって予め定められているパルス幅Ｗ１，Ｗ２を
有するパルス信号で実現される。初期化信号のパルス幅
Ｗ１，Ｗ２を適宜選択することによって、上述した第１
の初期化信号と同様に通信速度や、通信対象となるスレ
ーブ端末装置のアドレスなどがスレーブ端末装置Ｓに送
信される。初期化信号のパルス幅Ｗ１はたとえばローレ
ベルに選ばれ、パルス幅Ｗ２はたとえばハイレベルに選
ばれる。その後、マスタ端末装置から要求データを送信
し、この要求データに応答してスレーブ端末装置Ｓは応
答データを送信する。

【００４６】図１２は、図１０に示すマスタ端末装置Ｍ
ｂの動作を説明するフローチャートである。このフロー
チャートに示される処理は、周期的に、たとえば１ｍｓ
ｅｃごとに繰返して実行される。ステップｅ１では、上
流側に接続された他の端末装置、たとえばテスタなどの
いわゆる外部ツールとの通信が行われているかどうかを
通信フラグに基づいて判断する。通信中でなければ（通
信フラグ＝オフ）ステップｅ２に進み、通信中であれば
（通信フラグ＝オン）ステップｅ９に進む。

【００４７】ステップｅ２では、制御回路２はポートＰ
２に入力される信号に基づいて初期化信号が入力された
かどうかを判断する。初期化信号が入力されなければ、
端末装置Ｍｂは自分が最上位のいわゆるマスタ端末装置
であると判断し、ステップｅ３において下位の端末装置
Ｓとの通信処理を行う。

【００４８】ステップｅ２において初期化信号が検出さ
れたときには、ステップｅ４において初期化が完了した
かどうかを判断する。初期化が完了していなければ、ス
テップｅ５に進み、下位の端末装置との間で行われてい
る通信処理を中断する。この中断作業は、マスタ端末装
置Ｍｂから通信処理を中断する旨を報知するメッセージ
データを送信することによって行われる。

【００４９】ステップｅ４において初期化が完了すると
ステップｅ６に進み、マスタ端末装置Ｍｂは、自分がマ
スタ端末装置であるかスレーブ端末装置であるかを判断
するための識別フラグをオフに設定する。ステップｅ７
では、上流側端末装置との通信処理を行うため、通信フ
ラグをオンにし、ステップｅ８では切換回路１４を接続
し、上流側通信ラインＫｕを接続する。

【００５０】ステップｅ１において上位の端末装置と通
信中であればステップｅ９に進み、上流側端末装置との
通信処理を行う。これは、上流側端末装置からの要求デ
ータに対する応答データを送信することによって行われ
る。

【００５１】ステップｅ１０では、通信が終了したかど
うか、すなわち上流側端末装置に対して応答データを送
信したかどうかを判断する。通信処理が終了すると、ス
テップｅ１１に進み、識別フラグをオンに設定し、ステ
ップｅ１２において通信フラグをオフにし、ステップｅ
１３では切換回路１４によって上流側通信ラインＫｕを
切断する。

【００５２】このように上流側通信ラインＫｕから初期
化信号が入力されたかどうかを判断することによって、
自分の優先順位が最上位であるかどうかを判断すること
ができる。これによって、端末装置を上流側通信ライン
Ｋｕの上流側に接続することによって、接続前に最上位
であった端末装置は、新たに接続された端末装置からの
初期化信号によって自分が優先順位が第２位であること
を自動的に認識することができ、自動的にスレーブ端末
装置Ｓとして機能することができる。これによって、複
数の端末装置によって構成されていたシステムにおい
て、その最上位の端末装置にさらに別の端末装置を接続
することによって、新たに接続した端末装置が最上位と
なり、接続前に最上位であった端末装置が自動的に第２
のスレーブ端末装置に変更されるため、前記システムか
ら必要なデータを読出す際などの作業の手間が省ける。

【００５３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、各端末装
置が送信する応答データの送信タイミングを正確に制御
することができ、データの破壊や送信エラーの発生が防
止される。また上位の端末装置の応答データの送信が終
了するまでは下位の端末装置への通信ラインは切断され
ているので、下位の端末装置は不要なデータを受信する
ことはなく、端末装置の処理の負担が軽減される。また
単に通信ラインを切断するだけではなく、強制的に予め
定める第２の電位に設定することで、下位の端末装置に
おける通信ラインのレベル検出動作の安定性が増し、誤
検出、誤動作の発生が防がれる。

【００５４】また本発明によれば、通信ラインが第１お
よび第２の電位とは異なる電位で一定期間固定されてし
まった場合、すなわち故障がいずれかの個所にて発生し
た場合、各端末装置は下流側通信ラインを切断して上位
の端末装置との間で故障が発生しているかどうか、さら
には下位の端末装置との間で故障が発生しているかを判
断し、故障が発生していなければ、通信ラインを接続し
て待機状態に復帰させる。これによって故障個所を除い
た端末装置間ではデータ通信を行うことができ、データ
通信の信頼性が向上する。また故障が検出された端末装
置に異常フラグを立てることによって、故障が発生した
個所を容易に特定することができる。

【００５５】また本発明によれば、各端末装置は自己の
優先順位が最上位であるかどうかを、上流側通信ライン
のレベルを検知することによって、あるいは初期化信号
の有無を検出することによって判断するので、端末装置
を複数個優先順位に従って接続しただけで最上位の端末
装置は自動的に自己が最上位の端末装置であると認識
し、いわゆるマスタ端末装置として機能する。また、故
障が発生し、上位との接続が切断された場合などであっ
ても、切断個所から下位の端末装置間においてもその中
で最上位の端末装置がマスタ端末装置として機能するこ
とができ、データ通信の信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるデータ通信装置１の全
体的構成を示すブロック図である。

【図２】端末装置Ｍ，Ｓの構成を示すブロック図であ
る。

【図３】端末装置Ｍａの構成例を示すブロック図であ
る。

【図４】端末装置Ｓの通信動作を説明するフローチャー
トである。

【図５】図４に示すフローチャートに従って各端末装置
が実行する通信手順を説明するタイムチャートである。

【図６】端末装置Ｓが実行する他の通信動作を説明する
フローチャートである。

【図７】図６に示すフローチャートに従って各端末装置
が行う通信手順を説明するタイムチャートである。

【図８】エラー発生時に端末装置が行う動作を説明する
フローチャートである。

【図９】端末装置Ｍが行う動作を説明するフローチャー
トである。

【図１０】端末装置の他の構成例を示すブロック図であ
る。

【図１１】マスタ端末装置Ｍとスレーブ端末装置Ｓとの
間で行われる初期化手順を示すタイムチャートである。

【図１２】マスタ端末装置Ｍの動作を説明するフローチ
ャートである。

【図１３】従来の通信手順を説明するタイムチャートで
ある。

【符号の説明】

１ データ通信装置 ２ 制御回路 ３，４ 接続端子 ５，１４ 切換回路 ６，７，１５，１６，１７ バッファ ８ 入力バッファ ９ 出力バッファ １０ レベル判定回路 １１，１２，１８ レベル設定回路 １３ スイッチ Ｋ 通信ライン Ｍ，Ｍａ，Ｍｂ マスタ端末装置 Ｓ スレーブ端末装置 Ｒ１〜Ｒ４ 抵抗

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｆ 11/22 ３３０ Ｍ Ｈ０４Ｌ 12/40

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 データ送信の順序を決定する優先順位が
   定められている複数の端末装置を１の通信ラインで接続
   し、通信ラインは予め定める第１の電位が待機状態であ
   り、各端末装置はこの第１の電位とそれよりも低い予め
   定める第２の電位とを所定のタイミングで切換えること
   によってデータを作成して送信し、優先順位の最上位の
   端末装置からの要求データに応答して、要求データに対
   する応答データを優先順位に従って順番に送信するデー
   タ通信装置において、 複数の端末装置は、１の通信ラインによって直列に接続
   され、 各端末装置は、 優先順位の下位の端末装置に接続されている下流側通信
   ラインを接続および切断する切換手段と、 優先順位の上位の端末装置に接続されている上流側通信
   ラインの電位を検出する検出手段とを備え、 要求データを受信したときは、下流側通信ラインを切断
   し、上流側通信ラインが第１の電位であることが検出さ
   れてから予め定める第１の期間経過した後に応答データ
   を送信し、送信終了後に下流側通信ラインを接続するこ
   とを特徴とするデータ通信装置。
2. 【請求項２】 前記端末装置は、 優先順位の下位の端末装置に接続されている下流側通信
   ラインを第１の電位に設定する第１の設定手段と、 優先順位の下位の端末装置に接続されている下流側通信
   ラインを第２の電位に設定する第２の設定手段とを備
   え、 下流側通信ラインを切断した後に下流側通信ラインを第
   ２の電位に設定し、 応答データを送信した後に下流側通信ラインを第１の電
   位に設定することを特徴とする請求項１記載のデータ通
   信装置。
3. 【請求項３】 前記端末装置は、予め定める第２の期間
   継続して通信ラインが第１および第２の電位とは異なる
   電位であることが検出されたときは、下流側通信ライン
   を切断し、 上流側通信ラインが第１の電位であれば、下流側通信ラ
   インを接続して再度通信ラインの電位を検出し、第１お
   よび第２の電位とは異なる電位であれば下流側に異常あ
   りと判断し、 上流側通信ラインが第１および第２の電位とは異なる電
   位であれば、上流側に異常ありと判断することを特徴と
   する請求項１記載のデータ通信装置。
4. 【請求項４】 前記端末装置は、異常ありと判断したと
   きは、異常フラグをオンにすることを特徴とする請求項
   ３記載のデータ通信装置。
5. 【請求項５】 前記端末装置は、 上流側通信ラインを前記第１および第２の電位の間に選
   ばれる予め定める第３の電位に設定する第３の設定手段
   を備え、 下流側通信ラインを切断して上流側通信ラインの電位を
   検出し、 前記第３の電位であれば、優先順位が最上位であると判
   断することを特徴とする請求項１記載のデータ通信装
   置。
6. 【請求項６】 前記複数の端末装置のうちの少なくとも
   優先順位が最上位の端末装置は、 上流側通信ラインを接続および切断する第２の切換手段
   と、 前記第２の切換手段の上流側に接続され、上流側に接続
   された端末装置から送信される初期化信号を検出する信
   号検出手段とを備え、 初期化信号が検出されなければ、優先順位が最上位であ
   ると判断して前記第２の切換手段によって上流側通信ラ
   インを切断し、初期化信号が検出されると、優先順位が
   第２位であると判断して上流側通信ラインを接続するこ
   とを特徴とする請求項１記載のデータ通信装置。