(57)【要約】本発明は、バスシステム（１）に接続された、通信手段における制御装置（３〜６）へ自動的にアドレスを割当てる方法に関する。前記方法に従い、制御装置（３〜６）は共通データバス線（２）を介して送信／受信装置（１０）によりデータを交換し、共通データバス線（２）により送信されたデータに同時にアクセスする。また、本発明の方法を実行するバスシステム（１）も開示する。本発明の目的は、共通のデータ線を含むバスシステムにおける自動アドレス割当てを最適化する方法及びバスシステムを構築することである。前記目的は、共通データバス線（２）を流れるメッセージによりアドレス割当て期間を開始することにより達成される。アドレス指定すべき制御装置（４〜６）が遮断手段（９）を用いて共通データバス線（２）の電気接続を遮断することにより、共通データバス線（２）は次いで、アドレス割当て期間内に当該メッセージに基づいて個々の部分区間に分割される。さらに、アドレス指定すべき制御装置（４〜６）は、自身の各送信装置（１０）を特定の送信可能な位置に配置する。
2006511172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
輸送手段におけるバスシステム（１）に接続された制御装置（３〜６）による自動アドレス割当ての方法であって、
前記制御装置（３〜６）が、送信／受信装置（１０）を用いて、共通データバス線（２）を介してデータ交換を行なうステップと、
前記制御装置（３〜６）が、前記共通データバス線（２）を用いて送られた前記データに同時にアクセスするステップとを含み、
前記共通データバス線（２）を流れるメッセージにより、アドレス割当て期間が開始され、
前記アドレス割当て期間中に、各々の遮断手段（９）を用いてアドレス指定すべき前記制御装置（４〜６）が、前記共通データバス線（２）を電気的に遮断する目的で、前記共通データバス線（２）を個々の部分区間に電気的に遮断するための基準として、前記メッセージを採用し、
前記アドレス指定すべき制御装置（４〜６）が自身の各送信装置（１０）を送信可能な位置に配置することを特徴とする自動アドレス割当て方法。
【請求項２】
アドレス割当て期間中に、
アドレス指定すべき少なくとも１個の制御装置（４、５、６）が、アドレス指定すべき下流制御装置（４〜６）が存在するか否かを調べるために、前記制御装置（４、５、６）について個別に規定された時間ＴＳＧが経過した後に、電気パラメータを測定し、
アドレス指定すべき下流制御装置（４〜６）が存在しない場合、自身に前記アドレスを割当てることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
決定された電気パラメータが、前記バスシステム（１）に従い前記データバス線（２）へのメッセージ送信を判定すべく取得された場合と同様に、前記下流制御装置（４〜６）への出力の差動電圧レベル（ＵＭＥＡＳ）であることを特徴とする、請求項１あるいは２に記載の方法。
【請求項４】
前記データバス線（２）が単線式データ線形式である場合、前記測定された電気パラメータが、前記下流制御装置への出力における前記データ線（２）を流れる電流（ＩＭＥＡＳ）であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
アドレス指定すべき下流制御装置（４〜６）が存在する場合、前記データバス線（２）が、前記アドレス指定すべき制御装置（４、５、６）内の前記遮断手段（９）を用いて閉じられ、前記アドレス指定すべき制御装置（４、５、６）内の前記送信／受信装置（１０）内の前記送信装置が停止されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記遮断手段（９）が、スイッチング・トランジスタ又はリレー又はリピータの形式であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記アドレス割当て期間中、前記アドレス割当てに関与しない制御装置（３〜６）が、前記データバス線（２）に信号を一切送信しないことを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
時間ＴＭＡＸが経過した後に、前記アドレス指定すべき制御装置（４〜６）の前記遮断手段（９）が閉じられて、制御装置の送信装置が停止され、
前記時間ＴＭＡＸとして、前記アドレス指定すべき制御装置（４〜６）について個別に規定された時間ＴＳＧのいずれよりも大きい値が選択されていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
アドレス割当ての間、前記アドレス指定すべき制御装置（４〜６）のアドレスが、
前記アドレス割当期間の開始時点に制御装置（３）から送信されたアドレスを転送するステップ、又は
アドレス指定サイクルの開始時点に制御装置（３）から送信されたアドレスを増分するステップ
により得られることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記アドレス割当て期間が、アドレス指定サイクルの一部として生成され、自動フロー制御により繰り返し開始されることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
一定時間ＴＣＹＣが経過した後に、前記アドレス割当て期間が再開され、その場合ＴＣＹＣとしてＴＭＡＸより大きい値が選ばれている必要があることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
輸送手段の制御装置（３〜６）用のバスシステムであって、
前記制御装置（３〜６）が共通データバス線（２）により接続されていて、
前記制御装置（３〜６）が、前記共通データバス線（２）を介して送られた前記データに前記制御装置（３〜６）が同時にアクセスすべく用いる送信／受信装置（１０）を有し、
少なくとも１個の制御装置（４、５、６）が、前記データバス線（２）をスイッチング可能なように断路する遮断手段（９）を有し、
前記少なくとも１個の制御装置（４、５、６）が、前記下流制御装置（４、５、６）への出力で前記データバス線（２）を流れる電流又は電圧信号（ＩＭＥＡＳ、ＵＭＥＡＳ）を測定する測定装置を有し、
前記測定装置が、前記制御装置（４、５、６）内の前記遮断手段（９）及び前記送信／受信装置（１０）を制御する手段を有し、前記手段が、前記遮断手段（９）及び前記送信／受信装置（１０）を制御する基準として前記測定された信号の評価を行なうことを特徴とするバスシステム。
【請求項１３】
前記測定装置が、前記制御装置の出力において電圧レベルが前記データバス線（２）の入力信号（１５）として供給される比較手段（１３）を有し、前記比較手段（１３）からの出力信号（１６）が前記遮断手段（９）及び前記送信／受信装置（１０）を制御する前記入力信号を形成することを特徴とする、請求項１２に記載のバスシステム。
【請求項１４】
前記遮断手段（９）が、スイッチング・トランジスタ又はリレー又はリピータの形式であることを特徴とする、請求項１２あるいは１３に記載のバスシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、輸送手段におけるバスシステムに接続された制御装置による自動アドレス割当て方法に関連し、当該制御装置が送信／受信装置を用いて、共通データバス線を介してデータを授受し、同時に当該制御装置が共通データバス線を用いて送信されたデータにアクセスする。本発明はまた、当該方法を実施するバスシステムにも関する。
【背景技術】
【０００２】
データバス・システムにおける制御装置間の通信を可能にするために、これらの制御装置は、個々のアドレスを有していなければならない。これら個々のアドレスにより、データバス・システムの制御装置又は接続機器が互いにメッセージ及びデータを交換することができる。特に、データバス・システムのどの接続機器にも直接メッセージを送ることが可能である。また、メッセージの発信者を確認することも通常は可能である。
【０００３】
アドレス設定又は割当てを行なう場合、適切な接続機器に正しいアドレスが確実に割当てられる必要がある。衝突を避けるために、同じアドレスが異なる接続機器に何度も割当てられてはならない。データバス・システムへの新規接続機器の登録及びそれに付随するアドレス拡張の取り扱いは簡単な作業でなければならない。
【０００４】
データバス・システムに接続している制御装置を設定するため、特にアドレス設定を行なうために、輸送手段のデータバス・システムにおいて「デイジーチェーン」接続が多く用いられている。
【０００５】
「デイジーチェーン」接続は、ポイント・ツー・ポイント接続形式の個別データ線であり、「デイジーチェーン」の接続内で中央制御装置すなわち「マスター」と、その他の接続機器すなわち「スレーブ」との間は、直列又はリング接続形式である。「デイジーチェーン」接続は、データ線上の中央処理装置から発信された信号が最初の接続機器だけに到達し、そこから次の接続機器へ転送され、そこからまた次の接続機器等へ順に信号が転送される点で区別される。転送される信号が変更されないことにより、全ての接続機器が同一信号を受信することができる。さらに、他のバスシステムとは対照的に、チェーン内のどの接続機器も、信号を転送する前に、１個以上の信号を変更することができる。時間遅延転送により、「デイジーチェーン」接続上で複数のメッセージを転送することができ、例えば、第二の接続機器が電気信号を第三の接続機器に転送する間、マスターは既に次の信号を第一の接続機器へ送信していてよい。
【０００６】
「デイジーチェーン」接続において、信号帰還経路は一般に、チェーン内の最後のスレーブから直接マスターへ向かう。信号帰還経路上で単方向通信が許されている。あるいは、信号帰還経路は抵抗により最後の接続機器で終端していてもよく、その場合、データ線は双方向形式でなければならない。
【０００７】
「デイジーチェーン」接続における接続機器は、バスシステムを介したデータ交換又は通信用に少なくとも２種のインタフェースを有している。２種のインタフェースの一つ、特に第一のインタフェースは、「デイジーチェーン」接続の上流に接続された接続機器からデータを受信する通信インタフェースの形式をとる。接続機器の第二のインタフェースは、バスシステム内の下流接続機器との接続用の通信インタフェースとして提供される。「デイジーチェーン」接続が双方向性の場合、通信インタフェースも同様に双方向対応でなければならない。
【０００８】
「デイジーチェーン」接続を使用すべく設計されたバスシステムは、マスターからスレーブへ、又はスレーブからマスターへしか通信することができない。スレーブ間、すなわちバスシステムの接続機器の間では実際の通信は行えない。
【０００９】
「デイジーチェーン」接続において、信号が接続機器から接続機器へ段階的に転送される事実は、「デイジーチェーン」接続が「非共同利用接続」と呼ばれる場合が多いことを意味する。これとは対照的に「共同利用接続」は、例えばＣＡＮ（Control Area Network）プロトコルで実装されているように、接続機器が同等の権限でアクセス可能、及び全ての接続機器がデータ線への電気的又は光学的接続により同時にデータを受信可能なものである。
【００１０】
多くの場合、任意のバスシステムにおける接続機器のアドレス構成は、「デイジーチェーン」接続すなわち非共同利用接続で構成された（サブ）バスシステムを用いて得られる。データバス・システムにおける接続機器間のデータ通信は、接続機器間で実際のデータ・プロトコルによる同等権限での個別の通信を許す、共同利用接続を別途用いて行なわれる。
【００１１】
特許文献１に、「デイジーチェーン」接続を用いてバスシステムにおける複数の接続機器へ自動アドレス割当てを行なう方法及び装置を開示している。各々のスレーブ接続機器は、第一の通信インタフェースで受信されたアドレス割当て用データ・パケットのマスターから明白かつ明示的なコマンドを受信したならば、アドレスとして認識される部分を各接続機器からアクセス可能なアドレスメモリ内に格納し、同一コマンド及び変更されたアドレス値を以って当該データ・パケットを隣接する接続機器へ、第二のインタフェースを介して転送する。
【００１２】
特許文献２に、バスに接続された接続機器によるアドレス設定の方法及び装置を開示している。接続機器は、バスを介して中央演算処理装置に接続されている。さらに、バス上の接続機器は、中央演算処理装置を起点とする「デイジーチェーン」接続により直列に接続されている。接続機器のアドレス設定は、「デイジーチェーン」接続を用いて行なわれる。第一の接続機器の入力に際して、「デイジーチェーン」接続を流れる特定のバイナリ値を有する信号が原因となって、第一の接続機器が、中央演算処理装置で生成されたデータ・パケットからバスの利用可能なアドレスを取り出して当該特定バイナリ値を「デイジーチェーン」接続へ出力する。当該接続機器はこれに応答して、取り出されたアドレスを中央演算処理装置へ送信する。本方法は、隣接する接続機器で繰り返される。
【００１３】
【特許文献１】独国特許出願公開第１００３８７８３号Ａ１明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第３７３６０８１号Ａ１明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ここに、本発明の目的は、共通のデータ線を有するバスシステムにおける自動アドレス割当てを最適化する方法及びバスシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、請求項１の特徴によりこの目的を達成する。このために、アドレス割当てのサイクルが、共同利用データバス線上のメッセージにより開始される。その後、アドレス割当て期間中に、共通データバス線を電気的に遮断する目的で各々の遮断手段を用いてアドレス指定すべき制御装置により、共通データバス線を個々の部分区間に電気的に遮断すべく当該メッセージを基準とする。さらに、アドレス指定すべき制御装置が自身の各送信装置を送信可能な位置に配置する。
【００１６】
選択されたバスシステムに応じて、データバス線という用語は、単線式、２線式、又は多線式データ線を意味する。
【００１７】
制御装置によりデータバスへ送信されたデータの同時受信は、完全な同時受信ではなく、データバス線上の電磁波伝播に対応する時間間隔での受信を意味する。
【００１８】
利点の一つとして、アドレス割当て期間、共通データバス線が個々の部分区間に分割されることが挙げられ、すなわち、バス接続機器としてアドレス指定される制御装置の間で「デイジーチェーン」接続、特に「非共同利用」接続トポロジが得られる。
【００１９】
共通データバス線がアドレス指定に用いられるため、制御装置の間で追加的なデータバス線は必要とされない。さらに、制御装置は、アドレス指定用に追加のデータバス線経由での通信ができるように別のバス・プロトコルを備えている必要がない。従って、本発明の方法を用いてアドレス設定を実行することを目的とする標準的な制御装置に最小限の変更を加えるだけで済む。
【００２０】
本方法の特別な利点として、同等の権限を有する接続機器を含む、すなわち上述のマスター／スレイブ・システムではない、バスシステムにも利用できることが挙げられる。アドレス割当ては、制御装置が信号を用いて開始するだけでよい。
【００２１】
本方法は、知られているアドレス指定方法とは対照的に、マスターがバスシステム内の任意の位置に配置できることが利点である。このようにマスターは、「デイジーチェーン」接続の場合のように、データバス線の始点又は終点に置かれている必要はない。この理由は、アドレス割当て用の開始信号が、全ての制御装置が共通接続を利用できる時点で得られているためである。
【００２２】
マスターを望みどおりにバスシステム内に配置することができるため、アドレス割当てを既存のバスシステム内の他の制御装置へ拡張することは簡単である。例えば、制御装置が直列に配置されていて、任意の位置にマスターがある場合、制御装置はマスターの右側及び／又は左側のアドレス割当て装置に組み込むことができる。
【００２３】
更なる利点として、バスシステム内の全ての制御装置がアドレス指定方法に関与している訳ではない、すなわち例えば、標準的な仕方で構成されている制御装置がバスシステムに既に存在しているバスシステムにおいて、本方法のアドレス設定が利用できる。これは特に、アドレス指定すべく制御装置だけが本方法に関与しているために保障される。
【００２４】
本方法は同様に、アドレス指定される全ての制御装置がアドレス割当てに関与しているため、アドレス指定すべき更なる制御装置が当該バスシステムに追加又は削除された場合にも適用可能である。
【００２５】
本方法は、直列接続されたバスシステムだけに限定されない。むしろ、特にリング構造をなすバスシステムで利用可能である。
【００２６】
当該データバス線にアドレス指定すべき更なる制御装置があるか否かを判定する電気パラメータが存在することが保障されるため、アドレス指定すべき制御装置内の送信装置が信号を生成して送信することに利点がある。
【００２７】
アドレス指定すべき更なる下流制御装置が存在するか否かを判定する検査が、アドレス指定すべき各々の制御装置について個別に規定された時間ＴＳＧが経過した後に行われるため、割当てられるアドレスは、バスシステム内の接続機器の位置からは独立している。これは、割当てられるアドレスが同様に、制御装置の位置とは独立に制御装置へ送信されることを意味する。従って、バスシステム内の制御装置の位置の順序に従う昇順アドレスのように、アドレス割当てが必要とされない。
【００２８】
利点の一つとして、各々のバスシステムに従いデータバス線への信号送信を判定すべく取得された場合と同様に、決定された電気パラメータが下流制御装置への出力における差動電圧レベルであるため、本方法は単線式データ線を含むバスシステムでの適用だけではなく、２線式データ線を有するバスシステムでも適用することができる。
【００２９】
本方法はこのように、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）標準に基づくバスシステムで用いることができる。ＬＩＮプロトコルに従い、提供されたデータバス線は、信号又はデータ伝送用の単線式データ線である。信号の送信又は評価は、ＬＩＮ又は単線式データ線と、接地／接地電位との間の差動電圧レベルを決定することによりＬＩＮバスにおいて生じる。
【００３０】
本方法は同様に、ＣＡＮ（Control Area Network）データバス等、２線式データ線を有するバスシステムでも利用できる。ＣＡＮバスでの信号評価の場合、２本のデータ線の電圧差が測定され、これを本方法では電気パラメータとして評価する。
【００３１】
本発明の利点の一つとして、単線式データ線の場合、制御装置で電流測定を実装するのが容易なため、測定された電気パラメータは下流の制御装置に対する出力におけるデータ線を流れる電流であることが挙げられる。
【００３２】
アドレス指定すべき下流の制御装置が存在する場合、アドレス指定すべき着目する制御装置において、遮断手段を用いてデータ線が再び閉じられ、アドレス指定すべき着目する制御装置の送信装置が停止されることが利点として認識されている。アドレス指定すべき制御装置はこのように、アドレス指定すべき別の制御装置へアドレス設定オプションを転送する。このステップにより、アドレス設定に際して個々の制御装置を確認することが可能になる。当該ステップはこのように本方法を最適化する。
【００３３】
遮断手段が、現在市場で低価格で入手可能なスイッチング・トランジスタ又はリレー、又はリピータ等のスイッチング可能な接続形式であることが利点である。
【００３４】
本方法の更なる利点として、遮断手段として用いられるリピータにより光バスシステムでも利用可能なことが挙げられる。
【００３５】
アドレス指定に関与していない制御装置が、アドレス割当て期間中はデータバス線へ一切データを送信しないことによりアドレス割当ての混乱が防止できる。特に、本方法により、アドレス割当てを、アドレス指定すべき関係する制御装置に限定することができる。
【００３６】
アドレス割当て期間中は、どの制御装置も制御装置を接続する、すなわち断路されたデータ線を閉める信号を全ての制御装置へ送ることが不可能なことが利点として認識されている。これは無論、データバス線が部分的に断路されているためである。この理由のため、アドレス割当て期間は時間ＴＭＡＸに制限されている。アドレス割当てに関与している制御装置は、時間ＴＭＡＸ経過後に断路されたデータバス線を再接続することにより共通データバス線を復旧させ、これを関与する全ての制御装置に知らせる。
【００３７】
利点として、開始信号は割当てるべきアドレスを既に含んでおり、これは制御装置から、アドレス指定すべき他の制御装置用に別途信号が必要とされないことを意味する。
【００３８】
アドレス割当て期間がアドレス指定サイクルの一部として生成されて、アドレス指定すべき全ての制御装置にアドレス設定が行なわれるまで、自動フロー制御により繰り返し開始されることが利点として認識されている。
【００３９】
自動フロー制御は、制御装置を用いて、一度だけ実行すればよいことが利点である。その後は、一定時間ＴＣＹＣ経過後に制御装置が再びアドレス割当て期間を自動的に開始する。この前提で、新たなアドレス割当て用の後続期間が開始される前に、始めにアドレス割当て期間が終了している必要があるため、ＴＣＹＣとしてＴＭＡＸより大きい値が選択されている必要がある。
【００４０】
自動フロー制御はまた、アドレス割当て期間を繰り返し自動的に開始し、次いで全ての開始信号に割当てられるべきアドレスを送信する制御装置によっても実行することができる。
【００４１】
本目的はまた、特許請求の範囲に従い、バスシステムによっても達成される。従って、測定装置は、制御装置内の遮断手段及び送信／受信装置を制御する手段と、遮断手段及び送信／受信を制御する基準として測定された信号の評価実施を制御する手段とを備えている。
【００４２】
利点の一つとして、制御装置内で制御装置に含まれる遮断手段と連動してデータバス線をループさせることにより、制御装置が共通データバス線を断路すると共に、これを再接続できることが挙げられる。
【００４３】
更なる利点として、変更を加える場合、市場で既に利用されている標準的な制御装置に最小限のコストで実施できることが挙げあれる。
【００４４】
認識されている利点の一つとして、測定装置の発展形態が、入力信号の単純な比較により、送信／受信装置及び遮断手段の制御に用いる出力信号を生成する比較手段を備えていることが挙げられる。
【００４５】
比較手段は、自身のスイッチング速度の理由により比較器回路の形式であることが好適である。
【００４６】
本発明の開示を都合よく改良及び発展させる各種のオプションがある。この点に関して、第一に従属請求項を、第二に後続の実施形態の説明を参照する。その趣旨はまた、従属請求項の任意の組合せから得られる有利な改良を含めるためでもある。添付図面は、本発明の方法を実施する本発明の装置を示す。これらの図面は各々概略図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
本発明は、輸送手段のバスシステム１に接続された制御装置３〜６による、自動アドレス割当て方法に関するものであり、制御装置３〜６は共通データバス線２を介して送信／受信装置１０を用いてデータを交換し、制御装置３〜６は共通データバス線２を用いてデータに同時にアクセスする。このために、共通データバス線２上のメッセージによりアドレス割当て期間が開始される。その後、アドレス割当て期間中に、各々の遮断手段９を用いてアドレス指定すべき制御装置４〜６が、共通データバス線２を電気的に遮断する目的で、共通データバス線２を個々の部分区間に電気的に遮断するための基準として当該メッセージを受け取る。さらに、アドレス指定すべき制御装置４〜６は、自身の各送信装置１０を送信可能な位置に配置する。
【００４８】
図１は、データバス線及び制御装置３〜６を備えたＬＩＮ標準（Local
Interconnect Network - http://www.lin-subbus.org）準拠のバスシステム１を有し、制御装置３〜６が自動車空調用のエンジン制御装置である。制御装置３〜６間の通信は、共通データバス線上におけるのと同一の権限でＬＩＮプロトコルに従って生じる。
【００４９】
データバス線はＬＩＮ標準に従い、すなわち単線式回線として設計されている。データバス線は、単線式回線すなわち実際のデータ又はＬＩＮ線２だけでなく、電圧供給線８及び接地電位に接続している線７を含む。接地線７に関してデータ線２上で測定された差動電圧レベルＵＭＥＡＳを用いて、ＬＩＮプロトコルに従い電気信号を送信及び評価する。データ線２上を送られるデータ又はメッセージは、制御装置３〜６により同時に受信することができる。
【００５０】
データ線２は双方向設計されている。ＬＩＮ標準が含まれるため、データ線２はバスシステム１の最後の接続機器である制御装置６では終端されない。
【００５１】
接続している制御装置３〜６間の接続用データ線２は、当該接続が制御装置３〜６により得られるようにルーティングされる。当該データ線は従って、制御装置の入出力間を通して接続される。
【００５２】
図１の制御装置３〜６は、送信／受信装置１０とし、ＬＩＮトランシーバ又はＬＩＮバスドライバを有し、これによりデータがプロトコルに従ってデータ線２へ送出されることを保障する。送信／受信装置又はＬＩＮトランシーバ１０は、制御装置３〜６内のデータ線２に接続されている。さらに、制御装置３〜６は、自身の機能関連タスク実行用の電源及びマイクロコントローラを備えている。
【００５３】
アドレス割当て時間については、制御装置３がマスター制御装置の機能を果たし、制御装置４〜６がスレーブ制御装置の機能を果たす。
【００５４】
マスター制御装置３は、スレーブ制御装置４〜６へのアドレス割当てを開始、調整、及び監視するプログラムされた制御アルゴリズムを有する。マスター制御装置３は、スレーブ制御装置４〜６への正しいアドレス割当てを保障する。マスター制御装置３は従って、バスシステム１に接続されてアドレス指定すべきスレーブ制御装置４〜６の並び、又は順序と個数を認識している。
【００５５】
スレーブ制御装置４〜６は、スイッチング・トランジスタ又はスイッチ形式であって、データ線２を断路させるために利用可能な遮断手段９を備えている。スイッチ９は、電圧供給線８の抵抗１１、「プルアップ抵抗」、及びＬＩＮトランシーバ１０の間に配置されている。
【００５６】
制御装置４〜６は各々、比較手段として比較器回路を有する差動電圧レベルＵＭＥＡＳを決定する測定装置を備えている。さらに、測定装置は制御装置１７を用いて、測定結果に基づいてスイッチ９及び送信／受信装置１０を制御する。
【００５７】
スレーブ制御装置４〜６は、スレーブ制御装置４〜６により実行される方法ステップ、特にアドレス設定、差動電圧レベルＵＭＥＡＳの測定、スイッチ９及びＬＩＮトランシーバ１０の制御を実装するプログラムされた制御アルゴリズムを有する。
【００５８】
電圧供給線８は、ＬＩＮ又はデータ線２が所定の静止電圧、すなわち静止状態でＵＢＡＴ＝１２Ｖの「劣位レベル」を有するように、抵抗１１を介してデータ線２に接続されている。ＬＩＮトランシーバ１０が起動された、すなわち信号が送信されたならば、データ線２は差動電圧レベルＵＭＥＡＳがゼロ又は接地電位に下がって、「優位レベル」に対応するように接地線７に接続されている。
【００５９】
ＬＩＮトランシーバ１０がスイッチのように動作する点に留意されたい。スイッチを起動する、すなわち優位レベルが送信されたならば、ゼロ信号の「優位レベル」を得るためにデータ線２が接地線に接続されている。断路した場合、すなわち劣位レベルが送信されるか、又は静止状態である場合、データ線２は接地線７から分離されている。
【００６０】
通常の状態において、制御装置３〜６が共同利用データ線２を用いて同等の権限者と通信する場合、関与するマスター及びスレーブ制御装置３〜６のＬＩＮトランシーバ１０は送受信の準備ができている。データ線２を遮断するためのスイッチ９は閉じており、従ってこのように接続される。
【００６１】
マスター制御装置３から、接続されている全ての制御装置４〜６へのメッセージが共通データ線２に出力されたならばアドレス割当て期間が開始される。マスター制御装置３からのメッセージは、割当てられるアドレスを既に含んでいる。アドレス指定すべきスレーブ制御装置４〜６は直ちに、スイッチ９を用いてデータ線２を断路する。この時点以降、共同利用データ線が断路されているため、バスシステム内の全ての制御装置３〜６に同等の権限で以ってデータを送ることができない。
【００６２】
同時に、接地線７とデータ線２の間が接続されるように、アドレス指定すべきスレーブ制御装置４〜６内のＬＩＮトランシーバ１０が起動される。
【００６３】
この時点で制御装置４〜６が自身の各々の出力において差動電圧レベルＵＭＥＡＳ、すなわち接地線７と下流制御装置４〜６へのデータ線２の間で決定される差動電圧レベルＵＭＥＡＳを監視する。
【００６４】
差動電圧レベルＵＭＥＡＳは、アドレス指定すべき各々のスレーブ制御装置４〜６について個別に規定されて、各制御装置４〜６に対し開示されている時間ＴＳＧ４、ＴＳＧ５、ＴＳＧ６経過後に、各スレーブ制御装置４〜６により測定される。各スレーブ制御装置４〜６は、アドレス指定すべき更なる制御装置が下流に接続されているか否かを判定する基準として測定結果を採用し、当該結果に基づいて、自身が当該アドレス割当て期間中にも依然としてアドレス指定すべき制御装置であるか、又はデータ線２を接続することにより当該アドレス割当て期間中のアドレス割当てから自身を除外すべきか否かを決定する。
【００６５】
全てのスレーブ制御装置４〜６について、制御装置との間で個別に規定された上記時間、すなわち制御装置４では時間ＴＳＧ４、制御装置５では時間ＴＳＧ５等が経過した後、差動電圧レベルＵＭＥＡＳが測定されるため、下流制御装置が存在するか否かの認識もまた、起点となるバスシステム１の任意の位置にある制御装置４〜６に対して結論が出されていてよい。
【００６６】
個々の指定時間ＴＳＧ４、ＴＳＧ５、ＴＳＧ６は最大値ＴＭＡＸを超えないことが重要である。この最長期間ＴＭＡＸは、バスシステム１内の全ての制御装置３〜６に知られており、バスシステム１が共同データ・トラフィックに再び利用可能になる時点を示すものである。この時点ＴＭＡＸにおいて、制御装置４〜６のデータ線断路スイッチ９が閉じられる。
【００６７】
アドレス指定すべき制御装置４〜６、例えばスレーブ制御装置５が、当該アドレス割当て期間中に、自身が利用可能なアドレス指定すべき更なる下流スレーブ制御装置４〜６、例えば制御装置６を有する場合、電圧測定が接地電位、すなわちＬＩＮプロトコルに従い優位レベルを示す。優位レベルが得られる理由は、アドレス指定すべき下流スレーブ制御装置６が自身のＬＩＮトランシーバ１０を起動しており、データ線２が断路されていて、この時点で上流制御装置５内の「プルアップ・抵抗」１１と下流スレーブ制御装置６内の起動済みＬＩＮトランシーバ１１との間のみが接続されているからである。
【００６８】
アドレス指定すべき制御装置４〜６、例えば制御装置５が、利用可能な下流スレーブ制御装置４〜６、例えば制御装置６を、又は当該アドレス割当て期間中にアドレス指定されていないか又はその必要がないスレーブ制御装置４〜６を有していない場合、測定結果は、抵抗１１を横断するデータ線２に現われている供給電圧、すなわちＬＩＮプロトコルに従い劣位レベルである。劣位レベルが得られる理由は、アドレス指定に関与しない下流スレーブ制御装置が、各々の制御装置内を通るデータ線２を接続していて、各々のＬＩＮトランシーバ１０がもはや起動されないためである。
【００６９】
差動電圧レベルＵＭＥＡＳの測定はこのように、分圧器を用いる電圧測定に対応する。分圧器は、接地線７と電圧供給線８の間に直列に接続された２個の抵抗により形成される。ここに、「第一の抵抗」は制御装置のプルアップ抵抗１１に対応し、「第二の抵抗」は下流制御装置のＬＩＮトランシーバ１０に対応している。抵抗１１とＬＩＮトランシーバ１０と間の電圧測定位置で測定された電圧レベルは、ＬＩＮトランシーバ１０のスイッチング、すなわち開いているか又は閉じているかにより測定される。
【００７０】
測定結果が、例示的な制御装置５がアドレス指定すべき下流制御装置６を含んでいることを意味する場合、制御装置５内のＬＩＮトランシーバ１０は停止され、スイッチ９によりデータ線２が接続される。従って、当該アドレス割当て期間中では制御装置５に一切のアドレス設定が実行されない。すなわち、別のアドレス割当て期間を待つ必要がある。
【００７１】
アドレス指定すべき制御装置４〜６はこのように各々の指定時間ＴＳＧ４、ＴＳＧ５、ＴＳＧ６に基づいて、データ線２を接続してＬＩＮトランシーバ１０を停止させて行き、最終的に、マスター制御装置３から見てアドレス指定サイクルの最後尾に接続されているアドレス指定すべき制御装置４だけが自身のＬＩＮトランシーバ１０が起動されてデータ線２が断路されている状態になる。
【００７２】
当該制御装置、例えば制御装置５の場合、データ線２は断路されたままであり、時間ＴＭＡＸが経過するまでＬＩＮトランシーバ１０は起動されたままである。次いで、アドレス割当て期間の開始メッセージと共に送信されたアドレスが採用される。制御装置５に対するアドレス指定が完了している。制御装置５自身は既に、マスター制御装置３の指示の下で更なるアドレス指定サイクルには関与していない。アドレス割当て期間中、制御装置５は自身のＬＩＮトランシーバ１０を起動することはもはやなく、制御装置５はアドレス割当て期間中は送信しない。データ線２もまた、アドレス割当て期間中は制御装置５に接続されたままである。
【００７３】
更なるサイクルにおいて、残りの、まだアドレス指定されていない制御装置、例えば制御装置４をこの時点でアドレス指定することができる。このように、後続のサイクルにおいて、この時点でスレーブ制御装置４は時間ＴＭＡＸが経過した後に、スレーブ制御装置４の出力での差動電圧測定が優位レベルを生じないため、アドレス指定すべき下流スレーブ制御装置５、６が存在しないことを認識する。スレーブ制御装置４はこの時点で、マスター制御装置３から送信されたアドレスを受け取る。
【００７４】
この方法によれば、マスター制御装置３から見て最後尾を接続されたアドレス指定すべきスレーブ制御装置６を起点にアドレス割当てが開始される。最後のアドレス指定は、マスター制御装置３から見て先頭に接続されたアドレス指定すべきスレーブ制御装置４のアドレス指定に対応している。
【００７５】
バスシステムの接続構成におけるスレーブ制御装置４〜６の順序は、アドレス指定において極めて重要である。各アドレス指定サイクルにおいて、マスターから見て最後に接続されたアドレス指定すべき制御装置が常にアドレス指定されているが、これは当該制御装置がアドレス指定すべき下流制御装置を確定できないためである。
【００７６】
図２に、制御装置４〜６に実装された測定装置の例を示す。当該測定装置は、２個の入力１４、１５及び出力１６を有する比較器１３を備えている。比較器１３からの出力信号１６は、制御装置１７に導線を介して接続されていて、制御装置１７は各々の制御装置４、５、６内のスイッチ９及び送信／受信装置１０を制御する基準として比較器出力信号を用いる。このために、比較器の入力１５は、制御装置４、５、６の出力におけるデータ線２の電位に設定されていて、劣位又は優位な電圧レベルを有する。比較器の入力１４は、ＵＢＡＴＴ＝１２Ｖの静止電圧、すなわち分圧器内の抵抗１２を介して接地線７と電圧供給線８との間でタップオフされた劣位レベルに固定されている。比較器は、２個の入力信号の比較から、入力信号１５が劣位又は優位な電圧レベルを有するか否かを示す出力信号を確認する。当該出力信号に従い、制御装置はスイッチ９及び送信／受信装置１０を切替える。
【００７７】
マスター制御装置３は、マスター制御装置３との関係におけるスレーブ制御装置４〜６の順序又は配置を認識している。これは、マスター制御装置３がスレーブ制御装置４〜６の規定に従い、アドレス割当てを実行可能であることを意味する。
【００７８】
本方法はＬＩＮプロトコルに基づくバスシステムに限定されない。むしろ、ＣＡＮ（Control
Area Network）、フレックスレイ（FlexRay）、ＴＴＰ（Time Triggered Protocol）、Ｄ２Ｂ（Domestic
Digital Bus）、ＭＯＳＴ（Media Oriented Systems Transport）等のバスシステムにも同様に利用できる。これは、後者のデータ通信は単線又は２線式データ線に基づいているためである。ＣＡＮ等の２線式データ線を有するバスシステムの場合、スイッチ９は両方のデータ線に存在している必要がある。
【００７９】
この場合ＬＩＮトランシーバの形式である送信／受信装置１０は、選択されたバス・プロトコル及びバスシステムに準拠している。
【００８０】
データ線２をスイッチング可能な仕方で断路するスイッチ９は、スイッチング・トランジスタ形式である。あるいは、スイッチはリレー形式であってもよい。データ線２が光学データ線形式であるバスシステムの場合、スイッチがアドレス指定の間、すなわち断路の間はデータを転送しないリピータの形式にすると良い。
【００８１】
例示的な実施形態は、直列接続された制御装置３〜６を備えた「デイジーチェーン」形式であり、直列回路の一端にマスター制御装置３が配置されていて、マスター制御装置３の下流にスレーブ制御装置４〜６が１方向だけに接続されている。
【００８２】
あるいは、本方法は、直列回路の場合、スレーブ制御装置４〜６がマスター制御装置３の左右に配置されたバスシステムで利用することができる。この場合、マスター制御装置３は単に、アドレス割当て期間中はアドレス指定する必要がない制御装置のように振舞う。マスター制御装置は、データ線を断路せず、またアドレス割当て期間中は自身の送信装置を起動しない。これは、直列回路に制御装置を有するバスシステムが遮断手段を必要としない、すなわちマスター制御装置に追加的な変更を必要としないことを意味する。
【００８３】
リング・トポロジとして設計されているバスシステムにおいて、マスター制御装置、すなわちアドレス指定を開始する制御装置は、自身の送信装置内ではスイッチングを行なうことなくデータバス線、従ってリングを断路しなければならない。マスター制御装置はこのように、スレーブ制御装置のように、データ線を断路する遮断手段を備えている必要がある。
【００８４】
電気パラメータを測定する測定装置はまた、ＬＩＮバスシステムのように、単線式データ線システム内の電流測定機器の形式であってよい。この状況で、測定装置は、上流スレーブ制御装置の出力から下流スレーブ制御装置の入力へ流れる電流を測定する。
【００８５】
比較手段は、例示的な実施形態における比較器回路の形式である。あるいは、比較はまた、ソフトウェアすなわちプログラムを用いて実現することができる。この場合、比較手段は、比較を実行するソフトウェア・プログラムが動作しているプロセッサである。
【００８６】
さらに、制御装置１７及び比較器１３は、１個のハードウェア・チップ、例えばＡＳＩＣとして統合されていてよい。これは、比較がソフトウェアにより実行される場合に特に好適である。
【００８７】
例示的な実施形態において、アドレス割当て期間が開始される都度、開始信号と同時に割当てるべきアドレスが与えられる。割当てるべきアドレスはまた、スレーブ制御装置内で実装されたアルゴリズムにより計算することもでき、当該アルゴリズムを用いて、割当てるべきアドレスが最新状態で自動生成される。このようなアルゴリズムの例として、アドレスカウンタ増分がある。スレーブ制御装置内で実装されたアルゴリズムを用いたアドレス割当ては、アドレス指定サイクルの自動フロー制御との組合わせに特に適している。この状況において、マスターはアドレス指定を一度だけ開始する。その後は、共通の待ち時間ＴＣＹＣ経過後に、最後のスレーブ制御装置がアドレス指定されるまで、アドレス未指定のスレーブがこのアドレス割当てサイクルを繰り返す。ここに、ＴＣＹＣはＴＭＡＸより大きくなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の方法を実施する本発明のバスシステムを示す。
【図２】本発明の測定装置を備えた制御装置を示す。
【図１】
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【国際調査報告】
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