JP2016197807A - 通信装置、および、通信方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】通信装置1のセンサ部10は、クロックを同期させるための同期信号、同期信号よりも後に出力されるデータ信号、および、データ信号よりも後に出力され、一連の信号が終了したことを示すエンド信号が、この順で出力信号Sd1として出力される。計測部551は、受信したパルスの長さを計測する。信号判定部552は、パルスの長さに基づき、受信したパルスが同期信号か否かを判定する。信号取得部553は、受信したパルスが同期信号ではないと判定された場合、当該パルスを読み飛ばし、受信したパルスが同期信号であると判定された場合、当該パルスに続くエンド信号までのパルスを出力信号Sd1とみなして読み込む。これにより、読み込む必要のない信号やノイズを適切に読み飛ばすことができ、出力信号を適切に取得することができる。
【選択図】 図1
Description
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、出力部から出力される信号を適切に取得可能な通信装置、および、通信方法を提供することにある。
出力部は、クロックを同期させるための同期信号、同期信号よりも後に出力されるデータ信号、および、データ信号よりも後に出力され、一連の信号が終了したことを示す終了信号を、この順で出力信号として出力する。
計測手段は、受信したパルスの長さを計測する。
信号判定手段は、受信したパルスの長さに基づき、受信したパルスが同期信号か否かを判定する。
信号取得手段は、受信したパルスが同期信号ではないと判定された場合、当該パルスを読み飛ばし、受信したパルスが同期信号であると判定された場合、当該パルスに続く終了信号までのパルスを出力信号とみなして読み込む。
なお、本発明における通信は、制御部からのトリガ信号に応じて出力部が出力信号を出力する「同期通信」、制御部からのトリガ信号によらずに出力部が出力信号を出力する「非同期通信」のいずれであってもよい。通信方法に係る発明についても同様である。
信号判定段階は、信号判定手段が、パルスの長さに基づき、取得されたパルスが同期信号か否かを判定する。
信号取得段階は、受信したパルスが同期信号ではないと判定された場合、当該パルスを読み飛ばし、受信したパルスが同期信号であると判定された場合、当該パルスに続く終了信号までのパルスを出力信号とみなして読み込む。
これにより、上記通信装置と同様の効果を奏する。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態による通信装置、および、通信方法を図1〜図7に示す。
図1に示すように、通信装置1は、出力部としてのセンサ部10と、制御部としてのECU40と、を備え、例えば車両に搭載され、運転者による操舵を補助するための電動パワーステアリング装置に適用される。本実施形態におけるセンサ部10とECU40との間の通信方式は、SENT(Single Egde Nibble Transmission)通信とする。SENT通信では、センサ部10から出力されるパルスの立ち下がりから立ち下がりまでの時間幅でデータが表現される。
筐体11には、電源端子12、通信端子13、および、グランド端子14が設けられ、内部には、回路部20が収容される。
電源端子12は、電源線62およびECU40の電源端子42を経由してレギュレータ50と接続される。通信端子13は、通信線63およびECU40の通信端子43を経由してマイコン55と接続される。グランド端子14は、グランド線64およびECU40のグランド端子44を経由して、ECU40の内部にてグランドと接続される。
第1センサ素子21および第2センサ素子22は、トーションバーの捩れ変位に応じた磁界の変化を検出する磁気検出素子である。本実施形態の第1センサ素子21および第2センサ素子22は、ホール素子である。第1センサ素子21および第2センサ素子22は、実質的に同様である。
信号生成回路25は、A/D変換された第1センサ素子21の検出信号、および、A/D変換された第2センサ素子22の検出信号に応じたデータ信号を含む出力信号Sd1を生成する。生成された出力信号Sd1は、通信端子13および通信線63を経由してECU40へ出力される。出力信号Sd1の詳細は、後述する。
筐体41には、電源端子42、通信端子43、および、グランド端子44が設けられ、内部にはレギュレータ50およびマイコン55が収容される。
電源端子42は、ECU40の内部にて、内部電源線45によりレギュレータ50と接続される。ECU40の電源端子42とセンサ部10の電源端子12とは、電源線62により接続される。
通信端子43は、ECU40の内部にて、内部通信線46によりマイコン55と接続される。ECU40の通信端子43とセンサ部10の通信端子13とは、通信線63により接続される。内部通信線46は、プルアップ抵抗57(図2参照。)を経由して、内部電源線45と接続される。
グランド端子44は、ECU40の内部にて、グランドと接続される。ECU40のグランド端子44とセンサ部10のグランド端子14とは、グランド線64により接続される。
マイコン55は、センサ部10の通信端子13から通信線63を経由して出力される出力信号Sd1に基づき、各種演算を行う。マイコン55は、機能ブロックとして、計測部551、信号判定部552、信号取得部553、および、補正部554を有する。
信号判定部552は、後述するエンド信号を受信した後に入力されるパルス長さLpに基づき、同期信号か否かを判定する。
信号取得部553は、同期信号からエンド信号までの一連の信号を出力信号Sd1として読み込む。
補正部554は、出力信号Sd1に含まれる各信号を補正し、実データを演算する。
マイコン55における各処理の詳細は、後述する。
図2に示すように、信号生成回路25は、信号用トランジスタ251を有する。信号用トランジスタ251は、ドレインが通信線63に接続され、ソースがグランド線64に接続される。信号用トランジスタ251と通信端子13およびグランド端子14との間には、適宜、コンデンサ、抵抗、ツェナーダイオード等が接続される。信号用トランジスタ251がオフのとき、電源端子12から供給される電圧に応じた電圧が通信線63を経由してECU40に出力される。信号用トランジスタ251がオンされると、電圧が降下し、グランド電圧が通信線63を経由してECU40に出力される。
本実施形態では、トリガ信号生成部47は、ECU40内のタイマに基づき、マイコン55からの指令により所定の周期でオンされる。すなわち、所定の周期でトリガ信号Stが生成され、出力信号Sd1がセンサ部10から出力される。これにより、マイコン55は、所定の周期にて、センサ部10からの出力信号Sd1を取得可能である。
図4に示すように、センサ部10がトリガ信号Stを受信した後に出力される一連の信号である出力信号Sd1は、同期信号、ステータス信号、第1データ信号、第2データ信号、CRC信号、および、終了信号としてのエンド信号からなり、この順で出力される。本実施形態では、第1データ信号および第2データ信号が「データ信号」に対応する。
エンド信号を出力した後、次のトリガ信号Stを受信するまでの間、センサ部10は、信号を出力しない。
実施形態では、同期信号を用いて、センサ部10とマイコン55とのクロックずれを補正するための補正値Acを演算する。同期信号のtick数をN、センサ部10から出力された同期信号のパルス長さをLp_s(図5(a)参照。)とすると、補正値Acは、式(1)で演算される。
Ac=Lp_s/(N×Tt) ・・・(1)
本実施形態では、基準tick数B(例えばB=12tick)を超えたtick数が、各データを表現する。
D1=Round[{(Lp_d1/Ac)−B×Tt}/Tt]
・・・(2−1)
第2データ信号の実データD2は、式(2−2)で表される。
D2=Round[{(Lp_d2/Ac)−B×Tt}/Tt]
・・・(2−2)
なお、式中のRound関数は、四捨五入を意味する。
ステータス信号およびCRC信号についても、同様に演算される。
そのため、マイコン55には、同期信号に続く本来取得すべき出力信号Sd1と同様に、取得する必要のないトリガ信号Stのパルスも入力される。マイコン55にて、トリガ信号Stを取得しないようにするには、例えば、トリガ信号Stを出力する旨の指令を出すごとに、マイコン55の入出力ポートを一時的に無効にする方法が考えられる。しかしながら、マイコン55における負荷が大きくなったり、入出力ポートの有効/無効の切替時間を考慮する必要があるため、通信に時間がかかったりする。
本実施形態のマイコン55における通信処理を、図6に示すフローチャートに基づいて説明する。通信処理は、センサ部10およびマイコン55がオンされているときに実行される。
S102では、計測部551は、前回のパルス立ち下がりから今回のパルス立ち下がりまでの時間であるパルス長さLpを計測する。
S104では、受信したパルスを無視して読み飛ばし、S101に戻る。
S106では、エンド信号を受信したか否かを判断する。エンド信号を受信していないと判断された場合(S106:NO)、S105に戻り、データ受信を継続する。エンド信号を受信したと判断された場合(S106:YES)、S101に戻る。
マイコン55は、エンド信号を受信した後、同期信号待機状態となる。この状態にて、マイコン55がノイズであるパルスN1を受信したとする。パルスN1のパルス長さLp_n1が例えば10[μs]とすると、同期信号のパルス長さLp_s(=168[μs])とは異なっているので、マイコン55は、パルスN1を同期信号ではないとみなして読み飛ばす。
マイコン55は、トリガ信号Stに続き、同期信号であるパルスS1を受信したとする。パルスS1のパルス長さLp_s1が168[μs]を含む所定範囲内であるので、マイコン55は、パルスS1を同期信号とみなす。そして、信号取得部553は、パルスS1に続くエンド信号までの一連のパルスを、出力信号Sd1とみなして読み込む。
センサ部10は、クロックを同期させるための同期信号、同期信号よりも後に出力されるデータ信号、および、データ信号よりも後に出力され、一連の信号が終了したことを示すエンド信号が、この順で出力信号Sd1として出力される。ここで、同期信号、データ信号、エンド信号がこの順であれば、同期信号とデータ信号との間、および、データ信号とエンド信号との間に、他の信号(本実施形態でいえば、ステータス信号およびCRC信号)が含まれることは許容される。また、本実施形態では、データ信号はニブルで表される。
計測部551は、受信したパルスの長さを計測する。
信号判定部552は、パルスの長さに基づき、受信したパルスが同期信号か否かを判定する。
信号取得部553は、受信したパルスが同期信号ではないと判定された場合、当該パルスを読み飛ばす。また、信号取得部553は、受信したパルスが同期信号であると判定された場合、当該パルスに続くエンド信号までのパルスを出力信号Sd1とみなして読み込む。
センサ部10は、トリガ信号Stに応じて、出力信号Sd1をECU40に出力する。
これにより、マイコン55の所望するタイミングにて、出力信号Sd1を取得することができる。
これにより、出力信号Sd1の出力、および、トリガ信号Stの出力を、別々の通信線を用いる場合と比較し、部品点数および端子数を低減することができる。なお、同一の通信線63を用いると、トリガ信号Stもマイコン55に出力されるが、上述の通り、トリガ信号Stを読み飛ばすので、マイコン55の負荷が増大することなく、トリガ信号Stが出力信号Sd1と誤認識されることによるエラーの発生を防ぐことができる。
センサ部10は、磁界の変化を検出するセンサ素子21、22を有する。データ信号は、センサ素子21、22の検出信号に応じた信号である。これにより、センサ部10は、磁界の変化を適切に検出することができる。また、ECU40は、センサ部10により検出される磁界の変化に関する情報に基づき、各種演算を行うことができる。
信号判定段階は、信号判定部552が、パルス長さLpに基づき、取得されたパルスが同期信号か否かを判定する。
信号取得段階は、信号取得部553が、受信したパルスが同期信号ではないと判定された場合、当該パルスを読み飛ばし、受信したパルスが同期信号であると判定された場合、当該パルスに続くエンド信号までの信号を出力信号Sd1とみなして読み込む。
本実施形態では、計測部551が「計測手段」を構成し、信号判定部552が「信号判定手段」を構成し、信号取得部553が「信号取得手段」を構成し、補正部554が「補正手段」を構成する。
本発明の第2実施形態を図8に示す。図8中では、ステータス信号およびCRC信号の記載を省略した。
図8(a)は、第1実施形態に対応し、センサ部10は、ECU40からのトリガ信号Stを検出すると、同期信号(図8中では「sync」と記載する。)、第1データ信号および第2データ信号であるデータ信号、および、エンド信号を含む出力信号Sd1をECU40に出力する。すなわち、第1実施形態では、出力信号Sd1の通信周期P1は、マイコン55が制御し、センサ部10は、トリガ信号Stが検出されるまでの期間は、出力待ちの状態となる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
(ア)出力部
上記実施形態では、1つのセンサ部に2つのセンサ素子が設けられる。他の実施形態では、1つのセンサ部に設けられるセンサ素子の数は、1つでもよいし、3つ以上でもよい。また、上記実施形態では、それぞれのセンサ素子の検出信号に応じた第1データ信号および第2データ信号が含まれる。他の実施形態では、データ信号は、出力信号に含まれるデータ信号の数は、1以上の任意の数とする。
上記実施形態では、出力部は、操舵トルクを検出するトルクセンサである。他の実施形態では、出力部は、トルクセンサ以外のセンサ(例えば、圧力センサ等)としてもよい。また、出力部は、センサ素子により検出される検出値以外の信号を制御部に出力するものであってもよい。
上記実施形態では、出力部と制御部との間の通信方式として、SENT通信の例を説明した。他の実施形態では、通信方式は、SENT通信に限らず、どのような通信方式としてもよい。上記実施形態では、tick相当時間が3[μs]、同期信号が56[tick]、同期信号のパルス長が168[μs]、トリガ信号のパルス長50[μs]である。他の実施形態では、同期信号のパルス長とトリガ信号のパルス長とが異なっていれば、tick相当時間、同期信号のtick数やデータ形式等は、どのようであってもよい。
上記実施形態では、通信装置は、電動パワーステアリング装置に適用される。他の実施形態では、通信装置は、電動パワーステアリング装置以外の車載装置に適用してもよいし、車両に搭載されない他の装置に適用してもよい。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
10・・・センサ部(出力部)
40・・・制御部
50・・・レギュレータ
55・・・マイコン
551・・・計測部(計測手段)
552・・・信号判定部(信号判定手段)
553・・・信号取得部(信号取得手段)
554・・・補正部(補正手段)
Claims (10)
- クロックを同期させるための同期信号、前記同期信号よりも後に出力されるデータ信号、および、前記データ信号よりも後に出力され、一連の信号が終了したことを示す終了信号を、この順で出力信号として出力する出力部(10)と、
受信したパルスの長さを計測する計測手段(551)、パルスの長さに基づき、受信したパルスが前記同期信号か否かを判定する信号判定手段(552)、および、受信したパルスが前記同期信号ではないと判定された場合、当該パルスを読み飛ばし、受信したパルスが前記同期信号であると判定された場合、当該パルスに続く前記終了信号までのパルスを前記出力信号とみなして読み込む信号取得手段(553)を有する制御部(40)と、
を備えることを特徴とする通信装置。 - 前記制御部は、前記出力信号の出力を前記出力部に要求するトリガ信号を前記出力部へ出力するトリガ信号生成部(47、49)を備え、
前記出力部は、前記トリガ信号に応じて前記出力信号を前記制御部に出力することを特徴とする請求項1の通信装置。 - 前記出力部から前記制御部への前記出力信号の出力と、前記制御部から前記出力部への前記トリガ信号の出力とは、同一の通信線(63)によって行われることを特徴とする請求項2に記載の通信装置。
- 前記トリガ信号生成部は、半導体素子により構成され、前記通信線とグランドとに接続されることを特徴とする請求項3に記載の通信装置。
- 前記半導体素子は、トランジスタまたはダイオードであることを特徴とする請求項4に記載の通信装置。
- 前記トリガ信号は、前記制御部内のタイマに基づき、所定の間隔で送信されることを特徴とする請求項2〜5のいずれか一項に記載の通信装置。
- 前記出力部は、磁界の変化を検出するセンサ素子(21、22)を有し、
前記データ信号は、前記センサ素子の検出信号に応じた信号であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の通信装置。 - 前記制御部は、前記同期信号のパルスの長さに基づいて前記データ信号を補正する補正手段(554)を有す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通信装置。
- 前記データ信号は、ニブルで表さ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通信装置。
- クロックを同期させるための同期信号、前記同期信号よりも後に出力されるデータ信号、および、前記データ信号よりも後に出力され、一連の信号が終了したことを示す終了信号を、この順で出力信号として出力する出力部(10)から前記出力信号を取得する通信方法であって、
計測手段(551)が、取得されたパルスの長さを計測する計測段階、
信号判定手段(552)が、パルスの長さに基づき、取得されたパルスが前記同期信号か否かを判定する信号判定段階、
および、信号取得手段(553)が、受信したパルスが前記同期信号ではないと判定された場合、当該パルスを読み飛ばし、受信したパルスが前記同期信号であると判定された場合、当該パルスに続く前記終了信号までのパルスを前記出力信号とみなして読み込む信号取得段階を含むことを特徴とする通信方法。
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