特開 2017-211861 車両用ＬＡＮアクチュエータの駆動制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2017-211861(P2017-211861A)

(43)【公開日】2017年11月30日

(54)【発明の名称】車両用ＬＡＮアクチュエータの駆動制御装置

(51)【国際特許分類】

   G06F 13/42 20060101AFI20171102BHJP

   H04L 29/10 20060101ALI20171102BHJP

   G06F 13/38 20060101ALI20171102BHJP

【ＦＩ】

   G06F13/42 310

   H04L13/00 309C

   G06F13/38 350

   G06F13/38 330Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】7

(21)【出願番号】特願2016-105245(P2016-105245)

(22)【出願日】2016年5月26日

(71)【出願人】

【識別番号】591249884

【氏名又は名称】トネックス株式会社

(72)【発明者】

【氏名】板垣 宏和

【テーマコード（参考）】

5B077

5K034

【Ｆターム（参考）】

5B077HH01

5B077HH03

5K034AA10

5K034DD01

5K034GG06

5K034HH01

5K034HH02

5K034KK01

5K034MM24

5K034SS00

(57)【要約】

【課題】LIN通信方式にてマイクロコントローラ１０１とLIN ドライバー１０２で構成し、送信する際にマイクロコントローラ内部のパラレルポートを有効に活用し、制御ソフトウエアを工夫する事によりシンプルな回路で通信を可能にした。
【解決手段】マイクロコントローラ１０１がＬＩＮトランシーバ１０２に送信する際、Ｆｉｅｌｄ内部の各Ｂｉｔ間の時間を規定するソフトウエアタイマーと各Ｆｉｅｌｄ間の時間を規定するソフトウエアタイマーの２つのソフトウエアタイマーの設定によりＬＩＮ送信時のSync Break / Sync Field / ID Field / Data Field / Check Sumまでの全ての送信データはマイクロコントローラＩＣのパラレルポート経由で送信する様にした。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくともマイクロコントローラとＬＩＮトランシーバを有する回路にて構成されＬＩＮ通信プロトコルによるメッセージフレームの送受信信号を用いて外部のＬＡＮアクチュエータとＬＩＮ ＢＵＳ通信を行う車両用ＬＡＮアクチュエータの駆動制御装置において、マイクロコントローラからトランシーバへの送信にマイクロコントローラのパラレルポートを使用し、ＬＩＮ ＢＵＳ制御信号の１３Ｂｉｔ長Sync Break信号、８Ｂｉｔ長 Sync Field / ID Field / Data Field / Check Sum信号をマイクロコントローラＩＣの制御ソフトウエアの制御により行う事を特徴とする駆動制御装置。

【請求項2】

少なくともマイクロコントローラとＬＩＮトランシーバを有する回路にて構成されＬＩＮ通信プロトコルによるメッセージフレームの送受信信号を用いて外部のＬＡＮアクチュエータとＬＩＮ ＢＵＳ通信を行う車両用ＬＡＮアクチュエータの駆動制御装置において、マイクロコントローラからトランシーバへの送信にマイクロコントローラのパラレルポートを使用し、ＬＩＮ ＢＵＳ制御信号の１３Ｂｉｔ長Sync Break信号、８Ｂｉｔ長 Sync Field / ID Field / Data Field / Check Sum信号をマイクロコントローラＩＣのソフトウエア制御で実施する際、Ｆｉｅｌｄ内部の各Ｂｉｔ間の時間を規定するソフトウエアタイマーと各Ｆｉｅｌｄ間の時間を規定するソフトウエアタイマーを持って制御することを特徴とする駆動制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、近年車両空調用アクチュエータ駆動システムにて採用が進んでいる車載ＬＡＮ(Local Area Network)の一つであるＬＩＮ（Local Interconnect Network）通信プロトコルによる通信回路に適用し、よりシンプルな回路構造にて、効率的な通信を行う技術である。

【背景技術】

【0002】

ＬＩＮ通信プロトコルにはSYNC-FIELDがあり、これによりマスターのボーレートがスレーブに送信され、このボーレートでスレーブがデータを受信する方式となっている。この通信処理をより単純な回路構成にて実現したいというニーズがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００４−１３９３１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、特許文献１に示す様なマイクロコントローラＩＣとＬＩＮドライバーＩＣで構成された通信方式では、マイクロコントローラＩＣ内部のシリアルポート出力端子(UART1)から送信する際にＬＩＮのSync Break信号長が13Bit長であるため、非同期シリアルポートで処理が実現出来ない (シリアルポート割り込み処理のみでは制御出来ない) という問題があり、マイクロコントローラＩＣのパラレルポートとシリアルポートを切り替えるSync Break生成回路を設けて制御する等の工夫が必要であった。図３は特許文献１に使用しているLIN通信プロトコルのメッセージフレームの処理を示すタイムチャートであり、Sync Break=１３Bit長をパラレルポートP1で処理し、Sync Field / ID Field / Data Field / Check Sum =８Bit長をシリアルポートUART1で処理している。この方式だと駆動制御装置が複雑になり、マイクロコントローラＩＣの実装ソフトウエアも複雑になるという問題があった。

【0005】

そこで本発明はLINのSync Break信号の特長を生かし、車載用ＬＡＮアクチュエータの駆動制御装置を最小限の回路構成にて実現できる制御方式を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するため、本発明はＬＩＮ通信プロトコルによるメッセージフレームを用いてＬＡＮアクチュエータとシリアル通信を行なうＬＩＮ駆動制御装置１００において、制御装置は少なくともマイクロコントローラＩＣ１０１とＬＩＮトランシーバＩＣ１０２で構成され、マイクロコントローラＩＣ１０１はＬＩＮトランシーバＩＣ１０２に送信する第１のパラレルポートを有し、ＬＩＮ送信制御はマイクロコントローラＩＣ１０１のRC6のパラレルポート経由で実施し、マイクロコントローラＩＣ１０１のポート初期設定後、1ビット単位でＬＩＮ送信データを送信バッファから取得してRC６にセットし、Sync Break / Sync Field / ID Field / Data Field / Check Sumまでの全ての送信データを区別する事なしに処理する。図２は本発明の特徴を示すＬＩＮ通信プロトコルのメッセージフレームの処理を示すタイムチャートである。

【発明の効果】

【0007】

このような制御ソフトウエアにすることにより、車載用ＬＡＮアクチュエータを制御する駆動制御装置を最小限の回路構成で実現させる事ができる。
具体的には以下３点の利点がある。
(1) マイクロコントローラＩＣ１０１とトランシーバＩＣ１０２のみの回路構成で駆動回路が実現できるため、従来方式の駆動制御装置に比較してシンプルな回路構成で装置が構成できる。
(2) ＬＩＮ信号の送信にパラレルポート制御を採用しているので従来の制御方式の駆動制御装置に比較して、よりシンプルな制御ソフトウエアで装置が構成できる。
(3) マイクロコントローラＩＣ１０１とトランシーバＩＣ１０２のみの構成であるため、従来の制御方式の駆動制御装置に比較し、装置の製作、修理、保守が短時間で実施できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の第１実施形態におけるＬＩＮ通信制御システムのブロック図。

【図2】本発明の第１実施形態におけるＬＩＮ通信プロトコルのメッセージ フレームの処理を示すタイムチャート。

【図3】従来技術（特許文献１）で使用しているＬＩＮ通信プロトコルのメッセージフレームの処理を示すタイムチャート。

【図4】本発明の第１実施形態におけるＬＩＮ送信時のフローチャート。

【図5】本発明の第１実施形態におけるＬＩＮ送信バッファの送信データ。

【図6】本発明の第１実施形態におけるＬＩＮデータソフトウエアタイマー設定値。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明に係るＬＩＮ通信制御装置１００の実施形態について、図１に基づいて説明する。本装置はマイクロコントローラＩＣ１０１、マイクロコントローラＩＣ１０１ に＋５Ｖ電源を供給する電圧変換回路１０６、ＡＣ１００Ｖ電源をＤＣ１３Ｖに変換する電源回路１０７、ＬＩＮトランシーバ１０２、アクチュエータのＰＢＲ（位置センサ)の値を表示させるＰＢＲ位置表示手段１０３、ＳＴＡＲＴ／ＳＴＯＰ ＳＷ １０４、ＡＣＴ作動位置設定手段１０５で構成されている。またスレーブ側はＬＡＮアクチュエータ２００であり、内部にＬＩＮ ＤＣモーター制御用ＩＣ（通信＆モータドライブ）２０１、ＤＣアクチュエータ２０２を有している。

【0010】

空調制御用ＬＡＮアクチュエータ２００はＰＢＲ(位置検出センサ)を有するアクチュエータでＤＣモーター２０２とＬＩＮのコントローラ２０１を内蔵している。空調用ＬＡＮアクチュエータにはＬＩＮ ＢＵＳ信号の他にＤＣ＋１３Ｖ電源回路の＋１３Ｖ出力とＧＮＤ端子からモーター駆動用の電源が供給される。

【0011】

マイクロコントローラＩＣ１０１のパラレルポートＲＣ６はＬＩＮトランシーバＩＣ１０２の入力端子ＴＸＤに、マイクロコントローラＩＣ１０１のパラレル・シリアル兼用ポートＲＣ７はＬＩＮトランシーバＩＣ１０２の出力端子ＲＸＤに接続される。

【0012】

ＬＩＮトランシーバＩＣ１０２の出力信号はＬＩＮ ＢＵＳラインを通じてＬＡＮアクチュエータ２００に内蔵されたコントローラ２０１のＢＵＳラインに接続される。

【0013】

マイクロコントローラ１０１からの送信データはマイクロコントローラＩＣ１０１のパラレルポートＲＣ６経由で送信され、受信データはパラレル・シリアル兼用ポートＲＣ７で受信する。

【0014】

以下マイクロコントローラＩＣ１０１からＬＩＮトランシーバＩＣ１０２、さらにＬＡＮアクチュエータ２００の作動に関する一連の制御手順について説明する。

【0015】

最初にＬＩＮ通信制御装置１００内蔵のＳＴＡＲＴ／ＳＴＯＰ ＳＷ１０４及び作動位置設定手段１０５からの指示信号がマイクロコントローラＩＣ１０１に入力され、内蔵のＲＯＭにより演算処理され制御信号が生成される。また、通信方式としてはＲＯＭに予め書き込まれたプログラムによりポーレートが１９２００ｂｐｓ、送受信フォーマット長が8ビットとなる様に設定される。

【0016】

マイクロコントローラＩＣ１０１はメッセージフレームの送信開始前はＲＣ６ポートの出力を停止しており、メッセージフレームの送信開始時に、マイクロコントローラＩＣ１０１のパラレルポートから図２のタイムチャートに従いSync Break / Sync Field / ID Field / Data Field / Check Sumまでの全ての送信データを送信する。本信号はパラレルポートＲＣ６で処理されるため、データ長１３Ｂｉｔ／データ長８Ｂｉｔに関係なく送信ができる。

【0017】

ＬＩＮトランシーバＩＣ１０２は入力端子ＴＸＤから上記データを取得し、信号レベル変換を行いＬＡＮアクチュエータ内蔵のＬＩＮ ＤＣモーター制御用ＩＣ２０１に送信する。

【0018】

ＬＩＮ ＤＣモーター制御用ＩＣ２０１は制御信号を受信し、その制御信号に従い、モーターの回転方向、指定位置に到達する様にＩＣ内のモータードライバーに制御信号を送出する。

【0019】

上記ドライブ信号によりＤＣアクチュエータ２０２内蔵のモーターがＣＷまたはＣＣＷ方向に回転し、その回転力は数段のギヤトレインにより減速され出力段ギヤ伝えられる。出力段ギヤにはＰＢＲ（位置センサ）が設けられており、出力段ギヤの回転角度に応じて、出力軸位置信号がＬＩＮ ＤＣモーター制御用ＩＣ２０１にフィードバックされる。

【0020】

ＰＢＲ（位置センサ）値が目標位置に到達するとＬＩＮ ＤＣ ＭＯＴＯＲ制御用ＩＣ２０１はモータードライバー駆動信号を停止し、停止及び停止位置情報をＬＩＮトランシーバＩＣ１０２に戻す。

【0021】

ＬＩＮトランシーバ１０２はＬＩＮ信号を受信し、レベル変換を行い、出力端子ＲＸＤからマイクロコントローラ１０１のポートＲＣ７へ出力する。

【0022】

マイクロコントローラＩＣ１０１は上記信号を内蔵ＲＯＭにて制御終了を確認し、一連の制御手順が終了し、ＰＢＲ位置表示手段１０３に信号を送出し、現在位置を表示する。

【0023】

次にＬＩＮ通信制御装置１００内蔵のＳＴＡＲＴ／ＳＴＯＰ ＳＷ１０４及び作動位置設定手段１０５からの指示信号が出るまでは作動に関する制御信号は発信せず、ＬＡＮアクチュエータの監視信号の送受信を繰り返す。

【0024】

次にフローチャートを用いて信号処理方法を説明する。図４は本発明の第１実施形態におけるＬＩＮ送信時のフローチャートである。

【0025】

本実施形態ではマイクロコントローラＩＣ１０１にＰＩＣ１６Ｆ８７７Ａを使用している。まずステップＳ１０１で送信処理が開始される。

【0026】

次にステップＳ１０２に移行し、マイクロコントローラ１０１のポートを初期設定し、ＲＣ６ポートをパラレルポートに設定する。

【0027】

次にステップ１０３に移行し、ＬＩＮ送信バッファから送信データを取得する。図５はＬＩＮ送信バッファＳＤ[ ]の送信データの具体例であり、Sync Break / Sync Field / ID Field / Data Field / Check Sumまでの全ての送信データが取得される。

【0028】

次にステップ１０４に移行し、取得データをマイクロコントローラＩＣ１００のパラレルポートＲＣ６からＬＩＮトランシーバＩＣ１０２に送信する。

【0029】

次にステップ１０５に移行し、ＬＩＮ送信データのビット間ソフトウエアタイマーを起動する。図６はＬＩＮ送信データ通信速度 １９２００bit/sec時のＬＩＮ送信データの各Ｂｉｔ間のタイマー設定値であり、４８μsecに設定される。本規定されたタイマー時間が経過後次ステップ１０６に移行する。

【0030】

ステップ１０６においてＬＩＮ送信バッファのポインタインクリメントを行う。

【0031】

次にステップ１０７に移行し、Ｆｉｅｌｄデータの送信終了確認を行う。もし、Ｆｉｅｌｄデータの送信が終了していなかったらステップ１０３に戻り、上記作業を繰り返す。
Ｆｉｅｌｄ送信データの終了が確認できたら、ＬＩＮ送信処理が終了となる。

【0032】

次にステップ１０８に移行し、ＬＩＮ送信データ各Ｆｉｅｌｄ間のソフトウエアタイマーを起動する。図６はＬＩＮ送信データ通信速度 １９２００bit/sec時のＬＩＮ送信データの各Ｆｉｅｌｄ間のタイマー設定値であり、９２μsecに設定される。本規定されたタイマー時間が経過後次ステップ１０９に移行する。

【0033】

ステップ１０９ではＬＩＮ送信データの送信終了を確認する。ＬＩＮ送信データの送信が終了していなかったらステップ１０３に戻り、上記作業を繰り返す。ＬＩＮ送信データの送信の終了が確認されたら、ＬＩＮ送信データの送信終了となり、次ステップに移行する。

【0034】

ステップ１１０でＬＩＮ送信処理が終了する。

【0035】

受信方式に関しては本発明の適用外であり、作動説明は割愛する。

【0036】

以上の説明の様に本発明は従来技術の様にSync Break信号処理用のパラレルポートを追加する回路を付加することなしにマイクロコントローラＩＣ１０１とトランシーバＩＣ１０２のみの構成にてＬＩＮの送受信を行うことができる。

【0037】

以上本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の
代替例、修正又は変形を包含するものである。また上述したマイクロコントローラとしてＰＩＣ１６Ｆ８７７Ａを使用したがそれに限定するものではない。更に本技術はＬＡＮアクチュエータの種類をＤＣモータータイプに制限するものではなくステッピングモーターを使用したＬＡＮアクチュエータにも適用できる。また、本発明の実施例は制御装置となっているが本制御方式を車載のマスターコントローラ制御に使用することも可能である。

【産業上の利用可能性】

【0038】

ＬＩＮ（Local Interconnect Network）通信プロトコルは車両のボディ系の制御（例えば空調用モーター制御、ワイパー、バックミラー、パワーウィンド等）に普及が見込まれるプロトコルであり、よりシンプルな回路構造で効率的な通信を行う事ができる本制御方式は有効である。

【符号の説明】

【0039】

１００ ＬＩＮ通信制御装置
１０１ マイクロコントローラＩＣ
１０２ ＬＩＮトランシーバＩＣ
１０３ ＰＢＲ位置表示手段
１０４ ＳＴＡＲＴ／ＳＴＯＰ ＳＷ
１０５ 作動位置設定手段
１０６ ＋１３Ｖ→＋５Ｖ変換回路
１０７ ＡＣ１００Ｖ→ＤＣ１３Ｖ変換回路
１０８ 接続コネクタ
２００ ＬＡＮアクチュエータ
２０１ ＬＩＮ ＤＣモーター制御用ＩＣ
２０２ ＤＣアクチュエータ
２０３ 接続コネクタ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】