車載機器制御システム及び車載機器制御システムにおける識別子設定方法
【課題】汎用性が高く且つ誤ったスレーブ装置の取付けの防止を図ることができる車載機器制御システムを提供する。
【解決手段】スレーブ装置２００をバス１０の信号線１３にディジーチェーン接続し、信号線１３間に抵抗器２０１を直列接続するとともにスイッチ手段２０２を抵抗器２０１に対して並列接続する。バス１０の信号線の一端はマスタ装置１００に接続し、他端は抵抗器１５で終端する。識別子設定時には各スレーブ装置２００においてスイッチ手段２０２を開放するとともにマスタ装置１００は信号線１３に直流電圧を印可する。各スレーブ装置２００は抵抗器１５の一端の電位を検出し、該電位に対応する識別子を自身の識別子として設定する。
【解決手段】スレーブ装置２００をバス１０の信号線１３にディジーチェーン接続し、信号線１３間に抵抗器２０１を直列接続するとともにスイッチ手段２０２を抵抗器２０１に対して並列接続する。バス１０の信号線の一端はマスタ装置１００に接続し、他端は抵抗器１５で終端する。識別子設定時には各スレーブ装置２００においてスイッチ手段２０２を開放するとともにマスタ装置１００は信号線１３に直流電圧を印可する。各スレーブ装置２００は抵抗器１５の一端の電位を検出し、該電位に対応する識別子を自身の識別子として設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスター装置とスレーブ装置がバス接続された車載機器制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車載機器制御システムにおいては車内に車載ＬＡＮが設置され、該車載ＬＡＮに多数の電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）が接続されている。ここでＥＣＵは、車載ＬＡＮに接続されたノードに該当し、制御対象となる車載機器が接続されているノードも含む。車載ＬＡＮの規格には例えばＣＡＮ（Controller Area Network）やＬＩＮ（Local Interconnect Network）などがある。ＬＩＮ規格においてはシングルマスタ方式が採用されており、１つのＥＣＵがマスタ装置として動作し、他のＥＣＵはスレーブ装置として動作する。通常、マスタ装置として動作するＥＣＵ（以下、単に「マスタ装置」と言う。）は、バスとの通信インタフェイス回路と、マイクロコンピュータやメモリ等からなる制御回路とを備えている。スレーブ装置として動作するＥＣＵ（以下、単に「スレーブ装置」と言う。）は、バスとの通信インタフェイス回路と、車載機器の制御回路及び該車載機器やセンサとのインタフェイス回路とを備えている。
【０００３】
各スレーブ装置には予め識別子が定められており、マスタ装置からスレーブ装置への通信電文のヘッダ部にはスレーブ装置の識別子が含まれる。なお、識別子と各スレーブ装置とは必ずしも１対１の関係である必要はなく、１つのスレーブ装置に対して複数の識別子を割り当てることにより、識別子を一種のコマンドとして用いる場合もある。
【０００４】
マスタ装置のメモリには、スレーブ装置に接続された車載機器の制御に必要なパラメータや各スレーブ装置の識別子が記憶されている。マスタ装置の制御回路は、該識別子及びパラメータに基づき車載機器の制御を行う（特許文献１参照）。例えば、エアコンのダンパを開閉するアクチュエータを制御する場合について説明する。該アクチュエータには回転角度を検出するセンサとしてポテンションメータが付設されている。マスタ装置のメモリには、ダンパの開放時及び閉鎖時のポテンションメータの値が記憶されている。マスタ装置はスレーブ装置に対してポテンションメータの値を送信することによりアクチュエータの動作を指示する。スレーブ装置は、ポテンションメータの検出値がマスタ装置から受信した値となるようにアクチュエータをフィードバック制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３３５６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで前述のＬＩＮのような規格ではコスト等の観点からシステムが簡便化されており各スレーブ装置の識別子は予め割り当てられたものが固定的に設定されている。同様にマスタ装置においても各スレーブ装置の識別子は固定的に設定されている。このため、同種のスレーブ装置を複数個バス接続する場合や、複数のシステム間で同種のスレーブ装置を用いる場合などには、スレーブ装置のハードウェア的構成は共通であるにもかかわらず識別子が異なるため、それぞれ異なるスレーブ装置として製造・管理する必要があった。これにより、スレーブ装置は汎用性に欠けたものとなり、組立て作業時に誤ったスレーブ装置を取り付けてしまう恐れがあった。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、汎用性が高く且つ誤ったスレーブ装置の取付けの防止を図ることができる車載機器制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本願発明は、車両内に設置されるマスタ装置と該マスタ装置に接続された一又は複数のスレーブ装置とを備え、マスタ装置とスレーブ装置との間でシングルマスタ方式の通信を行う車載機器制御システムにおいて、バスの一方の端部にマスタ装置を接続するとともに他方の端部をグランドに接地し、マスタ装置とグランド間のバスにスレーブ装置をディージーチェーン接続し、スレーブ装置は、一対のバス間を電気的に短絡又は開放するスイッチ手段と、スイッチ手段に並行接続されたインピーダンス素子と、インピーダンス手段の少なくとも一端の電位を検出する手段と、通信制御手段とを備え、スレーブ装置の通信制御手段は、識別子設定モード時にはスイッチ手段を開放した状態で前記検出手段によりインピーダンス素子の少なくとも一端の電位を検出し、該検出処理の後にはスイッチ手段を短絡させ、検出した電位に対応する識別子を自身の識別子として設定し、マスタ装置の通信制御手段は、識別子設定モード時にはバスに所定の直流電圧を印加することを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、識別子設定モード時にはバスはスレーブ装置の数だけインピーダンス素子が直列接続された状態となる。そして、バスの一端側はマスター装置により所定の直流電圧が印加され且つ他端側は接地されているので、各スレーブ装置におけるインピーダンス素子の所定の一方の端部は、マスタ装置から供給される直流電圧が分圧された電位となる。したがって、各スレーブ装置は、マスタ装置側から数えて何番目にバスに接続されているかを前記電位から認識することができるので、該電位に対応した識別子を設定することが可能になる。このように各スレーブ装置では、バス上の位置を自己認識して識別子が自動的に設定されるので、組み付け前のスレーブ装置を汎用化することができるとともに組み付け作業性も向上する。
【００１０】
検出電位から対応する識別子を設定するより具体的な方法の一例としては、スレーブ装置の通信制御手段は、検出電位と識別子との対応関係を記憶した記憶手段を備え、該記憶手段に記憶された対応関係を参照して検出電位から識別子を取得することが挙げられる。なお、検出電位と識別子との対応関係はバスに接続されたスレーブ装置の台数によって異なってくる。そこで、スレーブ装置の記憶手段はバスに接続するスレーブ台数毎に検出電位と識別子との対応関係を記憶し、マスタ装置の通信制御手段は、バスへの所定の直流電圧の印可を終了した後にスレーブ装置に対してバスに接続されたスレーブ装置の台数を通知し、スレーブ装置の通信制御手段は、該記憶手段に記憶された対応関係を参照してマスタ装置から受信したスレーブ装置の台数及び検出電位から識別子を取得すると、確実に識別子をできる。
【００１１】
また、検出電位から対応する識別子を設定する他の具体的な例としては、マスタ装置の通信制御手段は、バスへの所定の直流電圧の印可を終了した後にスレーブ装置に対してバスに接続されたスレーブ装置の台数を通知し、スレーブ装置の通信制御手段は、マスタ装置がバスに印加する所定の直流電圧の値とマスタ装置から受信したスレーブ装置の台数とに基づき検出電位から識別子を算出することが挙げられる。
【００１２】
なお、マスタ装置からスレーブ装置へのスレーブ装置台数の通知は、全てのスレーブ装置で共通の識別子を用いて行えばよい。また、マスタ装置・スレーブ装置間の通信規格としては例えばＬＩＮ（Local Interconnect Network）が挙げられる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように本発明によれば、各スレーブ装置では、バス上の位置を自己認識して識別子が自動的に設定されるので、組み付け前のスレーブ装置を汎用化することができるとともに組み付け作業性も向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】車載機器制御システムの構成図
【図２】マスタ装置の構成図
【図３】スレーブ層装置の構成図
【図４】車内空調システムの構成図
【図５】識別子リストの一例を説明する図
【図６】識別子テーブルの一例を説明する図
【図７】マスタ装置の動作を説明するフローチャート
【図８】スレーブ装置の動作を説明するフローチャート
【図９】スレーブ装置の動作を説明するフローチャート
【図１０】車載機器制御システムの初期動作を説明するシーケンスチャート
【図１１】他の例にかかるスレーブ装置の識別子算出方法を説明するフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の一実施の形態に係る車載機器制御システムについて図面を参照して説明する。図１は車載機器制御システムの構成図である。なお本実施の形態では、車内空調システムの制御システムを例にとって説明する。
【００１６】
この車載機器制御システムは、図１に示すように、複数のＥＣＵが車載ＬＡＮにバス１０に接続している。本実施の形態では車載ＬＡＮの規格としてＬＩＮを採用する。したがって、１つのＥＣＵのみマスタとして動作し、他のＥＣＵはスレーブとして動作する。本実施の形態では、マスタ装置１００と、複数のスレーブ装置２００とが車載ＬＡＮのバス１０に接続している。スレーブ装置２００には、後述するように、例えばダンパを開閉するためのアクチュエータが接続されている。マスタ装置１００は、各スレーブ装置２００に接続されたアクチュエータの動作を制御する。
【００１７】
本実施の形態では上述のように車載ＬＡＮの規格としてＬＩＮを採用しているため、バス１０は、電源線１１，グランド線１２，信号線１３からなる。本発明の特徴的な点は、図１に示すように、各スレーブ装置２００と信号線１３との物理的な接続形態をバス接続ではなくディージーチェーン接続している点にある。なお、後述するようにスレーブ装置２００の内部においては信号線１３との接続は状況によってバス接続とディージーチェーン接続が切り替えられる。また、図１に示すように、各スレーブ装置２００と電源線１１及びグランド線１２との物理的な接続形態はバス接続としているがディージーチェーン接続としてもよい。バス１０の一方の端部はマスタ装置１００に接続している。バス１０の他方の端部は、電源線１１及びグランド線１２は開放されている。一方、信号線１３はインピーダンス素子である抵抗器１５を介して接地されている。換言すれば、バス１０の信号線１３は終端抵抗によりターミネートされている。
【００１８】
マスタ装置１００は、図２に示すように、車載ＬＡＮのバス１０の信号線１３との接続用のトランシーバ１０１と、各スレーブ装置２００に接続されたアクチュエータを制御するための制御回路１１０とを備えている。制御回路１１０は、主演算装置１１１と、不揮発性の記憶手段であるＲＯＭ１１２と、揮発性の記憶手段であるＲＡＭ１１５とを備えている。ＲＯＭ１１２には制御プログラム１１３と各スレーブ装置２００の識別子のリスト１１４とが記憶されている。制御回路１１０は、ＲＯＭ１１２に記憶されている制御プログラム１１３を実行することにより動作する。識別子リスト１１４の詳細について後述する。また、マスタ装置１００は、バス１０の電源線１１・グランド線１２間に直流電源１２０を印加している。なお、図２では説明の簡単のためマスタ装置１００に電源を内蔵した例を図示したが、車両から供給される電源をバス１０に供給する形態であってもよい。
【００１９】
スレーブ装置２００は、図３に示すように、バス１０の信号線１３に直列に接続したインピーダンス素子である抵抗器２０１と、該抵抗器２０１に並列接続したリレースイッチ２０２とを備えている。ここで抵抗器２０１の抵抗値は、計算・設計の容易という観点から、前記信号線１３の終端用の抵抗器１５と同じ値とした。また、スレーブ装置２００は、抵抗器２０１の一端側に接続された通信用のトランシーバ２０３と、マスタ装置１００との通信を制御する通信制御部２０４と、アクチュエータ制御回路２０７と、前述のアクチュエータ２０８と、アクチュエータ２０８の回転角度を検出するポテンションメータ２０９と、抵抗器２０１の一端側の電位をグランドを基準として検出する電圧検出手段２１０とを備えている。前記リレースイッチ２０２は、通信制御部２０４により制御可能となっている。
【００２０】
通信制御部２０４は、後述する識別子設定モードで参照される識別子テーブル２０５と、自己の識別子を記憶する自己識別子記憶部２０６とを備えている。識別子テーブル２０５の詳細については後述する。自己識別子記憶部２０６は、組み付け前には自己の識別子は記憶されておらず、識別子設定モードにおける処理により登録される。該識別子設定モードではマスタ装置１００からの通信電文を受信する必要がある。このため、通信制御部２０４は、自己識別子記憶部２０６に記憶された識別子宛のマスタ装置１００から通信電文を処理するだけでなく、組み付け前の全てのスレーブ装置２００に共通の特定の識別子宛の通信電文も処理する。前者の通信電文はアクチュエータ２０８の制御に関するものであり、後者は識別子の自己識別子記憶部２０６への登録処理に関するものである。換言すれば、通信制御部２０４は、自己の識別子を割り当てられていない場合であっても、全てのスレーブ装置２００に共通の特定の識別子を用いた通信処理を行う。
【００２１】
アクチュエータ制御回路２０７は、ポテンションメータ２０９の抵抗値（検出値）がマスタ装置１００からの動作指示に含まれる目標値となるようにアクチュエータ２０８を駆動制御する。
【００２２】
次に、スレーブ装置２００により制御される車載機器の構成の一例について図４を参照して説明する。本実施の形態では、図４に示すように、空調装置本体３００は、外気取入口３０１と内気取入口３０２とが形成されており、外気取入口３０１と内気取入口３０２の合流部には外気と内気の流入割合を調節するための取入口ダンパ３０３が回動自在に付設されている。該ダンパ３０３の下流にはファン３０４が配置されている。該ファン３０４により外気取入口３０１又は内気取入口３０２から外気又は内気が吸引される。ファン３０４の下流には蒸発器３０５が設けられている。該蒸発器３０５は冷凍サイクルを構成する装置であり図示しない圧縮機等に接続されている。さらに、蒸発器３０５の下流にはヒータ３０６が設けられており、該ヒータ３０６の蒸発器３０５側にはヒータへの空気の流入量を調節するヒータ用ダンパ３０７が回動自在に設けられている。さらに、空調装置本体３００には、デフ吹出口３０８，ベント吹出口３０９，フット吹出口３１０が形成されている。各吹出口３０８，３０９，３１０には、デフ吹出口ダンパ３１１，ベント吹出口ダンパ３１２，フット吹出口ダンパ３１３がそれぞれ回動自在に設けられている。
【００２３】
スレーブ装置２００は、それぞれ１つのダンパの駆動制御を行う。すなわち各ダンパに対して１つのスレーブ装置２００が対応して設けられている。上記各ダンパ３０３，３０７，３１１，３１２，３１３は、それぞれ図示しないリンク機構を介してスレーブ装置２００のアクチュエータ２０８に接続している。
【００２４】
次に、図５を参照して前記マスタ装置１００に記憶されている識別子リスト１１４について説明する。なお、図５における識別子リスト１１４の「説明」の欄は各識別子の意味を解説するものであり、実際にＲＯＭ１１２に記憶される識別子リスト１１４は「識別子」の欄のみである。
【００２５】
図５に示すように、各スレーブ装置２００にはそれぞれ動作要求送信用の識別子とステータス要求送信用の識別子が割り当てられている。ステータス要求送信用の識別子は、動作要求送信用の識別子の次の値となっている。また、識別子リスト１１４は、スレーブ装置２００の種類用途により所定の順序に予め定められて記憶されている。図５の例では、取入口ダンパ制御用のスレーブ装置、デフ吹出口ダンパ制御用のスレーブ装置、ベント吹出口ダンパ制御用のスレーブ装置…、となっている。また、識別子リスト１１４は、各スレーブ装置２００で共通の特定の識別子が割り当てられている。図５の例では、識別子の登録要求送信用の識別子（0x3A）とステータス要求送信用の識別子（0x3B）である。前述したように、該識別子宛の通信電文は全てのスレーブ装置２００で受信可能である。すなわち、各スレーブ装置２００で共通の特定の識別子は、自身の識別子が未付与のスレーブ装置２００とマスタ装置１００との通信に用いられる。
【００２６】
次に、図６を参照して前記スレーブ装置２００に記憶されている識別子テーブル２０５について説明する。該識別子テーブル２０５は、電圧検出手段２１０で検出された電圧と識別子との対応関係を記述したリストである。この電圧と識別子との対応関係はバス１０に接続されたスレーブ装置２００の台数に依存する。後述するように電圧検出手段２１０による電圧検出は、バス１０に全てのスレーブ装置２００が接続され且つ各スレーブ装置２００のリレースイッチ２０２がオフのときに実施される。このときマスタ装置１００とグランドとの間の信号線１３は、各スレーブ装置２００の抵抗器２０１と終端用の抵抗器１５が直列接続された状態となる。したがって電圧検出手段２１０により検出された電圧は、マスタ装置１００が信号線１３に印加した直流電圧を、スレーブ装置２００の抵抗器２０１及び終端用の抵抗器１５で分圧された値となる。この値は、スレーブ装置２００のマスタ装置１００から見た順番により異なるとともに、スレーブ装置２００の台数によっても異なる。このため識別子テーブル２０５は、図６に示すように、スレーブ装置２００の台数毎に電圧と識別子の対応関係を記述したものとなる。なお、図６の例では、マスタ装置１００において信号線１３に印加される電圧の変動を考慮して電圧には±５％の幅を持たせた。
【００２７】
なお、前述のように各スレーブ装置２００は動作要求用とステータス要求用の２つの識別子を用いるが、両者の識別子は隣接した値をとる。そこで、図６の例では各電圧に対応する識別子をそれぞれ１つのみ記述し、もう１つの識別子の記述は省略した。
【００２８】
次に、本実施の形態に係る車載機器制御システムの組み付け処理について説明する。当該処理は、マスタ装置１００及び全てのスレーブ装置２００並びに終端用の抵抗器１５をバス１０に接続した状態で、マスタ装置１００に電源が投入されることにより開始される。
【００２９】
まずマスタ装置１００の動作について図７を参照して説明する。図７はマスタ装置の動作を説明するフローチャートである。マスタ装置１００の制御回路１１０は、車載機器制御システムの最初の起動時（電源投入時）には、識別子設定モードとして動作する。具体的にはマスタ装置１００の制御回路１１０は、まず所定時間信号線１３をハイレベルに維持することにより直流電圧を印加する（ステップＳＭ１）。なお、本実施の形態ではＬＩＮ規格を採用しているので該電圧値は電源電圧（バッテリ電圧）の電圧値となる。マスタ装置１００の制御回路１１０は、各スレーブ装置２００で共通であり且つ識別子の動作要求送信用の識別子（図５の例では0x3A）に対して、バス１０に接続されているスレーブ装置２００の台数を送出する（ステップＳＭ２）。なお、スレーブ装置２００の台数は図５に示す識別子リスト１１４を参照することにより取得可能である。このスレーブ装置２００の台数通知により各スレーブ装置２００では識別子の設定処理が完了する。次に、マスタ装置１００の制御回路１１０は、識別子リスト１１４を参照して各スレーブ装置２００に対して個別の識別子を用いてステータス要求を送信し、各スレーブ装置２００から応答があることを確認する（ステップＳＭ３〜６）。そして、マスタ装置１００の制御回路１１０は、全てのスレーブ装置２００からの応答を確認すると、通常モードに移行してスレーブ装置２００の制御処理を開始する（ステップＳＭ７，ＳＭ８）。一方、１つでもスレーブ装置２００からの応答がなかった場合には、前記ステップＳＭ２に処理を戻して再試行する。なお、前記ステップＳＭ８の制御処理は従来周知の処理であり、スレーブ装置２００に割り当てられた動作要求送信用の識別子及びステータス要求送信用の識別子を用いてスレーブ装置２００と通信を行う。
【００３０】
次にスレーブ装置の動作について図８及び図９を参照して説明する。図８は識別子設定モードにおけるスレーブ装置の動作を説明するフローチャート、図９は通常モードにおけるスレーブ装置の動作を説明するフローチャートである。
【００３１】
スレーブ装置２００の通信制御部２０４は、バス１０を介してマスタ装置１００から直流電源が供給されると動作を開始する。まず通信制御部２０４は、図８に示すように、自己識別子記憶部２０６に自身の識別子が既に登録されているかを判定し（ステップＳＳ１）、既登録の場合には通常モードの待機状態に移行する。一方、未登録の場合には識別子設定モードとして動作する。該識別子設定モードでは、まず通信制御部２０４はリレースイッチ２０２をオフに制御する（ステップＳＳ２）。これによりバス１０の信号線は複数の抵抗器２０１及び抵抗器１５が直列接続された状態となる。次に、グランドを基準とした信号線１３の電位を電圧検出手段２１０により取得し、該電圧値を所定の記憶手段に記憶しておく（ステップＳＳ３）。次に、通信制御部２０４は所定時間経過後にリレースイッチ２０２をオンに制御する（ステップＳＳ４，ＳＳ５）。これにより抵抗器２０１は短絡されるのでバス１０の信号線はＬＩＮ規格の通信が可能となる。なおリレースイッチ２０２をオンにするまでの所定時間は、少なくともマスタ装置１００による信号線１３への直流電圧印加時間より大きく設定しておく。
【００３２】
次に、通信制御部２０４は、マスタ装置１００から各スレーブ装置２００で共通であり且つ識別子の動作要求送信用の識別子宛（図５の例では0x3A）の通信電文を受信する（ステップＳＳ６）。該通信電文にはバス１０に接続したスレーブ装置２００の台数が含まれる。次に、通信制御部２０４は、マスタ装置１００から受信したスレーブ装置２００の台数、前記ステップＳＳ３で検出・記憶した電圧値に基づき、識別子テーブル２０５から識別子を取得し、該識別子を自己識別子記憶部２０６に記憶する（ステップＳＳ７）。なお、本実施の形態では、各スレーブ装置２００は自身の識別子を２つ用いるが識別子テーブル２０５から取得した識別子は１つである。一方、２つの識別子はそれぞれ連続した値となっているので、通信制御部２０４は識別子テーブル２０５から取得した識別子と、該識別子に連続する値を他方の識別子として自己識別子記憶部２０６に記憶する。以上の処理によりスレーブ装置２００には自己の識別子が設定されたので識別子設定モードから通常モードの待機状態に移行する。
【００３３】
スレーブ装置２００の通信制御部２０４は、図９に示すように、待機状態においてマスタ装置１００から自身の識別子宛の通信電文を受信すると、当該通信電文が自己識別子記憶部２０６に記憶された自身の識別子宛の場合、それぞれの処理を行う。具体的には、通信制御部２０４は、動作要求送信用の識別子宛の通信電文の場合には、該動作要求をアクチュエータ制御回路２０７に送りアクチュエータ２０８を駆動制御する（ステップＳＳ１１）。アクチュエータ制御回路２０７は、ポテンションメータ２０９の検出値がマスタ装置１００から受信した目標値となるようにアクチュエータ２０８をフィードバック制御する。他方、通信制御部２０４は、ステータス要求送信用の識別子宛の通信電文の場合には、アクチュエータ制御回路２０７がアクチュエータ２０８の駆動制御中の場合には「駆動中」である旨をマスタ装置１００に応答し、アクチュエータ２０８が停止中の場合には「停止中」である旨をマスタ装置１００に応答する（ステップＳＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３）。
【００３４】
次に、本実施の形態に係る車載機器制御システム全体の初期動作について図１０を参照して説明する。図１０は車載機器制御システムの初期動作を説明するシーケンスチャートである。ここでは初めて車載機器制御システムを起動する場合について説明する。また、初期状態では、マスタ装置１００及びスレーブ装置２００が車載ＬＡＮのバス１０に接続されているものとする。
【００３５】
マスタ装置１００の制御回路１１０は、まず信号線１３をオンにすることにより該信号線１３に直流電圧を所定時間印可する。図１０においてはこの期間を符号ＳＡ１の斜線により表すものとする。マスタ装置１００の起動によりスレーブ装置２００には電源線１１及びグランド線１２を介して電源が供給され、動作を開始する。スレーブ装置２００の通信制御部２０４は、リレースイッチ２０２をオフにした状態で抵抗器２０１の一端側とグランドとの電圧を測定し、該電圧値を所定の記憶手段に記憶する（ステップＳＡ２）。マスタ装置１００の制御回路１１０は所定時間経過後に信号線１３への電圧印可を停止し、一方スレーブ装置２００の通信制御部２０４は所定時間経過後リレースイッチ２０２をオンにして抵抗器２０１を短絡させる。これによりバス１０は通信可能な状態となる。
【００３６】
次に、マスタ装置１００の制御回路１１０は、各スレーブ装置２００で共通であり且つ動作要求送信用の識別子宛にスレーブ装置２００の台数を通知する（ステップＳＡ３）。この通知はバス１０に接続された全てのスレーブ装置２００で受信される。各スレーブ装置２００の通信制御部２０４は、前記通知を受信すると、スレーブ装置２００の台数・前記ステップＳＡ２で検出した電圧値に基づき識別子テーブル２０５から識別子を取得し、自信の識別子を自己識別子記憶部２０６に記憶する（ステップＳＡ４）。次いで、マスタ装置１００の制御回路１１０は、各スレーブ装置２００に対してステータス要求を送信する（ステップＳＡ５）。該ステータス要求の送信は識別子リスト１１４に格納されている各スレーブ装置２００を個々に識別する識別子を用いる。各スレーブ装置２００はマスタ装置１００からのステータス要求に対して応答する（ステップＳＡ６）。マスタ装置１００の制御回路１１０は、全てのスレーブ装置２００からの応答を確認すると通常モードに移行する。
【００３７】
以上の処理により車載ＬＡＮのバス１０にマスタ装置１００及びスレーブ装置２００を接続してシステムを起動させると自動的に各スレーブ装置２００に識別子が設定される。なお、各スレーブ装置２００に設定される識別子は抵抗器２０１により検出される電圧により定められ、該電圧値はスレーブ装置２００がマスタ装置１００から数えて何番目に接続されているかによる。一方、マスタ装置１００では識別子リスト１１４によりスレーブ装置２００に対応する識別子が予め定められている。したがって、各スレーブ装置２００は識別子リスト１１４及び識別子テーブル２０５により規定される位置（マスタ装置１００からの順番）でバス１０に接続する必要がある。もっとも、スレーブ装置２００の物理的な位置は通常は例えば空調装置本体３００など組み付け先の形状により一義的に定まれるので組み付け作業性には余り影響はしない。
【００３８】
このように本実施の形態に係る車載機器制御システムによれば、各スレーブ装置２００の識別子は組み付け作業時に自動的に付与されるので、組み付け前のスレーブ装置２００を汎用化することができる。
【００３９】
以上本発明の一実施の形態について詳述したが本発明はこれに限定されるものではない。例えば上記実施の形態では、電圧検出手段２１０で検出した信号線１３とグランド間の電圧に基づき識別子テーブル２０５から識別子を取得している。しかし信号線１３に印可される直流電圧は変動することがある。例えば車載機器制御システムでは電源がバッテリにより供給されるため、接続されたバッテリによっては電源電圧が所定の基準電圧より低い場合がある。一方、識別子テーブル２０５に記憶されている電圧値は、信号線１３に印可される直流電圧が所定の基準電圧であることを前提としている。このため、バス１０に接続されたスレーブ装置２００の台数が多い場合には、信号線１３に印可される直流電圧が大幅に低下すると適切な識別子の取得ができないことが考えられる。そこで、電圧検出手段２１０において電源線１１とグランド間の電圧を検出し、信号線１３の検出電圧に補正をかけると好適である。具体的には、信号線１３の検出電圧値に（所定の基準電圧値／電源線１１の電圧値）を乗じて補正し、該補正値に基づき識別子テーブル２０５を参照すればよい。
【００４０】
また上記実施の形態では、スレーブ装置２００に電圧値と識別子との対応関係を記述した識別子テーブル２０５を予め記憶しておき、該識別子テーブル２０５を参照することにより識別子を設定していた。このような方法では電圧値に対応する識別子を任意に設定できるので設定の自由度が高いものとなる。一方、電圧値と識別子との対応関係が所定のルールで定められている場合には、該ルールにしたがって測定電圧値から識別子を算出することも可能である。例えば「マスタ装置１００に近い順に識別子を０から二つずつ割り当てる」というルールが挙げられる。この場合の識別子の算出処理について図１１のフローチャートを参照して説明する。
【００４１】
スレーブ装置２００の通信制御部２０４は、バス１０に接続されたスレーブ装置２００で検出される理論的な電圧値をマスタ装置１００から近い順に算出する。具体的に通信制御部２０４は、マスタ装置１００からの位置を変数Ｎで表すとし、該変数Ｎを０からスレーブ台数−１まで１ずつ増加させながらループさせる（ステップＳＳ３１〜ＳＳ３４）。そして通信制御部２０４は、スレーブ装置２００で検出される理論的な電圧値の中心値を「マスタ装置１００が信号線１３に印可する基準電圧＊（スレーブ台数−Ｎ）／（スレーブ台数＋１）」により算出する（ステップＳＳ３２）。なお、「＋１」は信号線１３を終端する抵抗器１５があるためである。通信制御部２０４は、電圧検出手段２１０で検出した電圧値が前記中心電圧値を中心とした所定範囲内（例えば±５％）にある場合には（ステップＳＳ３３）、動作要求用の識別子を変数Ｎ＊２の値、ステータス要求用の識別子を変数Ｎ＊２＋１の値として設定・記憶する（ステップＳＳ３６）。なお、上記処理により識別子を算出できない場合には所定のエラー処理を行う（ステップＳＳ３５）。なお、前記ステップＳＳ３３では電圧検出手段２１０で検出した電圧値をそのまま用いたが、前述のように電源線１１の検出電圧値により補正をかけると好適である。このように方法によりスレーブ装置２００では識別子テーブル２０５保持する必要がなくなる。
【００４２】
また、上記実施の形態では、マスタ装置１００が信号線１３に直流電圧を印可する方法としてハイレベルを出力するようトランシーバ１０１を制御することにより行っていたが、別途スイッチ手段を設けて直流電源１２０から直接信号線１３に直流電圧を印可するようにしてもよい。
【００４３】
また、上記実施の形態では、スレーブ装置２００において抵抗器２０１を短絡させるスイッチ手段としてリレースイッチを用いたが、他の手段を用いてもよい。例えば、バイポーラトランジスタ・電界効果トランジスタ・ダイオードなどの半導体素子を用いてもよい。
【００４４】
また、上記実施の形態では、スレーブ装置２００に割り当てる識別子を識別子リスト１１４としてマスタ装置１００のＲＯＭ１１２に記憶していたが、該識別子は制御プログラム１１３に埋め込む形態で記憶するようにしてもよい。
【００４５】
また、上記実施の形態では、各スレーブ装置２００に割り当てる識別子はそれぞれ２つとしたが、スレーブ装置２００の種類によっては１つ或いは３つ以上であってもよい。
【００４６】
また、上記の実施の形態では回動運動を行うアクチュエータ２０５の駆動制御について例示したが他の機器であっても本発明を実施できる。
【００４７】
また、上記実施の形態では車内空調システムにおける適用例について説明したが、例えばパワーウィンドウやミラーの制御システムなど他のシステムにおいても本発明を適用できる。
【符号の説明】
【００４８】
１０…バス、１１…電源線、１２…グランド線、１３…信号線、１００…マスタ装置、１１０…制御回路、１１２…ＲＯＭ、１１３…制御プログラム、１１４…識別子リスト、２００…スレーブ装置、２０１…抵抗器、２０２…リレースイッチ、２０４…通信制御部、２０５…識別子テーブル、２０６…自己識別子記憶部、２０７…アクチュエータ制御回路、２０８…アクチュエータ、２０９…ポテンションメータ、２１０…電圧検出手段、３００…空調装置本体、３０１…外気取入口、３０２…内気取入口、３０３…取入口ダンパ、３０４…ファン、３０５…蒸発器、３０６…ヒータ、３０７…ヒータ用ダンパ、３０８…デフ吹出口、３０９…ベント吹出口、３１０…フット吹出口、３１１…デフ吹出口ダンパ、３１２…ベント吹出口ダンパ、３１３…フット吹出口ダンパ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスター装置とスレーブ装置がバス接続された車載機器制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車載機器制御システムにおいては車内に車載ＬＡＮが設置され、該車載ＬＡＮに多数の電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）が接続されている。ここでＥＣＵは、車載ＬＡＮに接続されたノードに該当し、制御対象となる車載機器が接続されているノードも含む。車載ＬＡＮの規格には例えばＣＡＮ（Controller Area Network）やＬＩＮ（Local Interconnect Network）などがある。ＬＩＮ規格においてはシングルマスタ方式が採用されており、１つのＥＣＵがマスタ装置として動作し、他のＥＣＵはスレーブ装置として動作する。通常、マスタ装置として動作するＥＣＵ（以下、単に「マスタ装置」と言う。）は、バスとの通信インタフェイス回路と、マイクロコンピュータやメモリ等からなる制御回路とを備えている。スレーブ装置として動作するＥＣＵ（以下、単に「スレーブ装置」と言う。）は、バスとの通信インタフェイス回路と、車載機器の制御回路及び該車載機器やセンサとのインタフェイス回路とを備えている。
【０００３】
各スレーブ装置には予め識別子が定められており、マスタ装置からスレーブ装置への通信電文のヘッダ部にはスレーブ装置の識別子が含まれる。なお、識別子と各スレーブ装置とは必ずしも１対１の関係である必要はなく、１つのスレーブ装置に対して複数の識別子を割り当てることにより、識別子を一種のコマンドとして用いる場合もある。
【０００４】
マスタ装置のメモリには、スレーブ装置に接続された車載機器の制御に必要なパラメータや各スレーブ装置の識別子が記憶されている。マスタ装置の制御回路は、該識別子及びパラメータに基づき車載機器の制御を行う（特許文献１参照）。例えば、エアコンのダンパを開閉するアクチュエータを制御する場合について説明する。該アクチュエータには回転角度を検出するセンサとしてポテンションメータが付設されている。マスタ装置のメモリには、ダンパの開放時及び閉鎖時のポテンションメータの値が記憶されている。マスタ装置はスレーブ装置に対してポテンションメータの値を送信することによりアクチュエータの動作を指示する。スレーブ装置は、ポテンションメータの検出値がマスタ装置から受信した値となるようにアクチュエータをフィードバック制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３３５６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで前述のＬＩＮのような規格ではコスト等の観点からシステムが簡便化されており各スレーブ装置の識別子は予め割り当てられたものが固定的に設定されている。同様にマスタ装置においても各スレーブ装置の識別子は固定的に設定されている。このため、同種のスレーブ装置を複数個バス接続する場合や、複数のシステム間で同種のスレーブ装置を用いる場合などには、スレーブ装置のハードウェア的構成は共通であるにもかかわらず識別子が異なるため、それぞれ異なるスレーブ装置として製造・管理する必要があった。これにより、スレーブ装置は汎用性に欠けたものとなり、組立て作業時に誤ったスレーブ装置を取り付けてしまう恐れがあった。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、汎用性が高く且つ誤ったスレーブ装置の取付けの防止を図ることができる車載機器制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本願発明は、車両内に設置されるマスタ装置と該マスタ装置に接続された一又は複数のスレーブ装置とを備え、マスタ装置とスレーブ装置との間でシングルマスタ方式の通信を行う車載機器制御システムにおいて、バスの一方の端部にマスタ装置を接続するとともに他方の端部をグランドに接地し、マスタ装置とグランド間のバスにスレーブ装置をディージーチェーン接続し、スレーブ装置は、一対のバス間を電気的に短絡又は開放するスイッチ手段と、スイッチ手段に並行接続されたインピーダンス素子と、インピーダンス手段の少なくとも一端の電位を検出する手段と、通信制御手段とを備え、スレーブ装置の通信制御手段は、識別子設定モード時にはスイッチ手段を開放した状態で前記検出手段によりインピーダンス素子の少なくとも一端の電位を検出し、該検出処理の後にはスイッチ手段を短絡させ、検出した電位に対応する識別子を自身の識別子として設定し、マスタ装置の通信制御手段は、識別子設定モード時にはバスに所定の直流電圧を印加することを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、識別子設定モード時にはバスはスレーブ装置の数だけインピーダンス素子が直列接続された状態となる。そして、バスの一端側はマスター装置により所定の直流電圧が印加され且つ他端側は接地されているので、各スレーブ装置におけるインピーダンス素子の所定の一方の端部は、マスタ装置から供給される直流電圧が分圧された電位となる。したがって、各スレーブ装置は、マスタ装置側から数えて何番目にバスに接続されているかを前記電位から認識することができるので、該電位に対応した識別子を設定することが可能になる。このように各スレーブ装置では、バス上の位置を自己認識して識別子が自動的に設定されるので、組み付け前のスレーブ装置を汎用化することができるとともに組み付け作業性も向上する。
【００１０】
検出電位から対応する識別子を設定するより具体的な方法の一例としては、スレーブ装置の通信制御手段は、検出電位と識別子との対応関係を記憶した記憶手段を備え、該記憶手段に記憶された対応関係を参照して検出電位から識別子を取得することが挙げられる。なお、検出電位と識別子との対応関係はバスに接続されたスレーブ装置の台数によって異なってくる。そこで、スレーブ装置の記憶手段はバスに接続するスレーブ台数毎に検出電位と識別子との対応関係を記憶し、マスタ装置の通信制御手段は、バスへの所定の直流電圧の印可を終了した後にスレーブ装置に対してバスに接続されたスレーブ装置の台数を通知し、スレーブ装置の通信制御手段は、該記憶手段に記憶された対応関係を参照してマスタ装置から受信したスレーブ装置の台数及び検出電位から識別子を取得すると、確実に識別子をできる。
【００１１】
また、検出電位から対応する識別子を設定する他の具体的な例としては、マスタ装置の通信制御手段は、バスへの所定の直流電圧の印可を終了した後にスレーブ装置に対してバスに接続されたスレーブ装置の台数を通知し、スレーブ装置の通信制御手段は、マスタ装置がバスに印加する所定の直流電圧の値とマスタ装置から受信したスレーブ装置の台数とに基づき検出電位から識別子を算出することが挙げられる。
【００１２】
なお、マスタ装置からスレーブ装置へのスレーブ装置台数の通知は、全てのスレーブ装置で共通の識別子を用いて行えばよい。また、マスタ装置・スレーブ装置間の通信規格としては例えばＬＩＮ（Local Interconnect Network）が挙げられる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように本発明によれば、各スレーブ装置では、バス上の位置を自己認識して識別子が自動的に設定されるので、組み付け前のスレーブ装置を汎用化することができるとともに組み付け作業性も向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】車載機器制御システムの構成図
【図２】マスタ装置の構成図
【図３】スレーブ層装置の構成図
【図４】車内空調システムの構成図
【図５】識別子リストの一例を説明する図
【図６】識別子テーブルの一例を説明する図
【図７】マスタ装置の動作を説明するフローチャート
【図８】スレーブ装置の動作を説明するフローチャート
【図９】スレーブ装置の動作を説明するフローチャート
【図１０】車載機器制御システムの初期動作を説明するシーケンスチャート
【図１１】他の例にかかるスレーブ装置の識別子算出方法を説明するフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の一実施の形態に係る車載機器制御システムについて図面を参照して説明する。図１は車載機器制御システムの構成図である。なお本実施の形態では、車内空調システムの制御システムを例にとって説明する。
【００１６】
この車載機器制御システムは、図１に示すように、複数のＥＣＵが車載ＬＡＮにバス１０に接続している。本実施の形態では車載ＬＡＮの規格としてＬＩＮを採用する。したがって、１つのＥＣＵのみマスタとして動作し、他のＥＣＵはスレーブとして動作する。本実施の形態では、マスタ装置１００と、複数のスレーブ装置２００とが車載ＬＡＮのバス１０に接続している。スレーブ装置２００には、後述するように、例えばダンパを開閉するためのアクチュエータが接続されている。マスタ装置１００は、各スレーブ装置２００に接続されたアクチュエータの動作を制御する。
【００１７】
本実施の形態では上述のように車載ＬＡＮの規格としてＬＩＮを採用しているため、バス１０は、電源線１１，グランド線１２，信号線１３からなる。本発明の特徴的な点は、図１に示すように、各スレーブ装置２００と信号線１３との物理的な接続形態をバス接続ではなくディージーチェーン接続している点にある。なお、後述するようにスレーブ装置２００の内部においては信号線１３との接続は状況によってバス接続とディージーチェーン接続が切り替えられる。また、図１に示すように、各スレーブ装置２００と電源線１１及びグランド線１２との物理的な接続形態はバス接続としているがディージーチェーン接続としてもよい。バス１０の一方の端部はマスタ装置１００に接続している。バス１０の他方の端部は、電源線１１及びグランド線１２は開放されている。一方、信号線１３はインピーダンス素子である抵抗器１５を介して接地されている。換言すれば、バス１０の信号線１３は終端抵抗によりターミネートされている。
【００１８】
マスタ装置１００は、図２に示すように、車載ＬＡＮのバス１０の信号線１３との接続用のトランシーバ１０１と、各スレーブ装置２００に接続されたアクチュエータを制御するための制御回路１１０とを備えている。制御回路１１０は、主演算装置１１１と、不揮発性の記憶手段であるＲＯＭ１１２と、揮発性の記憶手段であるＲＡＭ１１５とを備えている。ＲＯＭ１１２には制御プログラム１１３と各スレーブ装置２００の識別子のリスト１１４とが記憶されている。制御回路１１０は、ＲＯＭ１１２に記憶されている制御プログラム１１３を実行することにより動作する。識別子リスト１１４の詳細について後述する。また、マスタ装置１００は、バス１０の電源線１１・グランド線１２間に直流電源１２０を印加している。なお、図２では説明の簡単のためマスタ装置１００に電源を内蔵した例を図示したが、車両から供給される電源をバス１０に供給する形態であってもよい。
【００１９】
スレーブ装置２００は、図３に示すように、バス１０の信号線１３に直列に接続したインピーダンス素子である抵抗器２０１と、該抵抗器２０１に並列接続したリレースイッチ２０２とを備えている。ここで抵抗器２０１の抵抗値は、計算・設計の容易という観点から、前記信号線１３の終端用の抵抗器１５と同じ値とした。また、スレーブ装置２００は、抵抗器２０１の一端側に接続された通信用のトランシーバ２０３と、マスタ装置１００との通信を制御する通信制御部２０４と、アクチュエータ制御回路２０７と、前述のアクチュエータ２０８と、アクチュエータ２０８の回転角度を検出するポテンションメータ２０９と、抵抗器２０１の一端側の電位をグランドを基準として検出する電圧検出手段２１０とを備えている。前記リレースイッチ２０２は、通信制御部２０４により制御可能となっている。
【００２０】
通信制御部２０４は、後述する識別子設定モードで参照される識別子テーブル２０５と、自己の識別子を記憶する自己識別子記憶部２０６とを備えている。識別子テーブル２０５の詳細については後述する。自己識別子記憶部２０６は、組み付け前には自己の識別子は記憶されておらず、識別子設定モードにおける処理により登録される。該識別子設定モードではマスタ装置１００からの通信電文を受信する必要がある。このため、通信制御部２０４は、自己識別子記憶部２０６に記憶された識別子宛のマスタ装置１００から通信電文を処理するだけでなく、組み付け前の全てのスレーブ装置２００に共通の特定の識別子宛の通信電文も処理する。前者の通信電文はアクチュエータ２０８の制御に関するものであり、後者は識別子の自己識別子記憶部２０６への登録処理に関するものである。換言すれば、通信制御部２０４は、自己の識別子を割り当てられていない場合であっても、全てのスレーブ装置２００に共通の特定の識別子を用いた通信処理を行う。
【００２１】
アクチュエータ制御回路２０７は、ポテンションメータ２０９の抵抗値（検出値）がマスタ装置１００からの動作指示に含まれる目標値となるようにアクチュエータ２０８を駆動制御する。
【００２２】
次に、スレーブ装置２００により制御される車載機器の構成の一例について図４を参照して説明する。本実施の形態では、図４に示すように、空調装置本体３００は、外気取入口３０１と内気取入口３０２とが形成されており、外気取入口３０１と内気取入口３０２の合流部には外気と内気の流入割合を調節するための取入口ダンパ３０３が回動自在に付設されている。該ダンパ３０３の下流にはファン３０４が配置されている。該ファン３０４により外気取入口３０１又は内気取入口３０２から外気又は内気が吸引される。ファン３０４の下流には蒸発器３０５が設けられている。該蒸発器３０５は冷凍サイクルを構成する装置であり図示しない圧縮機等に接続されている。さらに、蒸発器３０５の下流にはヒータ３０６が設けられており、該ヒータ３０６の蒸発器３０５側にはヒータへの空気の流入量を調節するヒータ用ダンパ３０７が回動自在に設けられている。さらに、空調装置本体３００には、デフ吹出口３０８，ベント吹出口３０９，フット吹出口３１０が形成されている。各吹出口３０８，３０９，３１０には、デフ吹出口ダンパ３１１，ベント吹出口ダンパ３１２，フット吹出口ダンパ３１３がそれぞれ回動自在に設けられている。
【００２３】
スレーブ装置２００は、それぞれ１つのダンパの駆動制御を行う。すなわち各ダンパに対して１つのスレーブ装置２００が対応して設けられている。上記各ダンパ３０３，３０７，３１１，３１２，３１３は、それぞれ図示しないリンク機構を介してスレーブ装置２００のアクチュエータ２０８に接続している。
【００２４】
次に、図５を参照して前記マスタ装置１００に記憶されている識別子リスト１１４について説明する。なお、図５における識別子リスト１１４の「説明」の欄は各識別子の意味を解説するものであり、実際にＲＯＭ１１２に記憶される識別子リスト１１４は「識別子」の欄のみである。
【００２５】
図５に示すように、各スレーブ装置２００にはそれぞれ動作要求送信用の識別子とステータス要求送信用の識別子が割り当てられている。ステータス要求送信用の識別子は、動作要求送信用の識別子の次の値となっている。また、識別子リスト１１４は、スレーブ装置２００の種類用途により所定の順序に予め定められて記憶されている。図５の例では、取入口ダンパ制御用のスレーブ装置、デフ吹出口ダンパ制御用のスレーブ装置、ベント吹出口ダンパ制御用のスレーブ装置…、となっている。また、識別子リスト１１４は、各スレーブ装置２００で共通の特定の識別子が割り当てられている。図５の例では、識別子の登録要求送信用の識別子（0x3A）とステータス要求送信用の識別子（0x3B）である。前述したように、該識別子宛の通信電文は全てのスレーブ装置２００で受信可能である。すなわち、各スレーブ装置２００で共通の特定の識別子は、自身の識別子が未付与のスレーブ装置２００とマスタ装置１００との通信に用いられる。
【００２６】
次に、図６を参照して前記スレーブ装置２００に記憶されている識別子テーブル２０５について説明する。該識別子テーブル２０５は、電圧検出手段２１０で検出された電圧と識別子との対応関係を記述したリストである。この電圧と識別子との対応関係はバス１０に接続されたスレーブ装置２００の台数に依存する。後述するように電圧検出手段２１０による電圧検出は、バス１０に全てのスレーブ装置２００が接続され且つ各スレーブ装置２００のリレースイッチ２０２がオフのときに実施される。このときマスタ装置１００とグランドとの間の信号線１３は、各スレーブ装置２００の抵抗器２０１と終端用の抵抗器１５が直列接続された状態となる。したがって電圧検出手段２１０により検出された電圧は、マスタ装置１００が信号線１３に印加した直流電圧を、スレーブ装置２００の抵抗器２０１及び終端用の抵抗器１５で分圧された値となる。この値は、スレーブ装置２００のマスタ装置１００から見た順番により異なるとともに、スレーブ装置２００の台数によっても異なる。このため識別子テーブル２０５は、図６に示すように、スレーブ装置２００の台数毎に電圧と識別子の対応関係を記述したものとなる。なお、図６の例では、マスタ装置１００において信号線１３に印加される電圧の変動を考慮して電圧には±５％の幅を持たせた。
【００２７】
なお、前述のように各スレーブ装置２００は動作要求用とステータス要求用の２つの識別子を用いるが、両者の識別子は隣接した値をとる。そこで、図６の例では各電圧に対応する識別子をそれぞれ１つのみ記述し、もう１つの識別子の記述は省略した。
【００２８】
次に、本実施の形態に係る車載機器制御システムの組み付け処理について説明する。当該処理は、マスタ装置１００及び全てのスレーブ装置２００並びに終端用の抵抗器１５をバス１０に接続した状態で、マスタ装置１００に電源が投入されることにより開始される。
【００２９】
まずマスタ装置１００の動作について図７を参照して説明する。図７はマスタ装置の動作を説明するフローチャートである。マスタ装置１００の制御回路１１０は、車載機器制御システムの最初の起動時（電源投入時）には、識別子設定モードとして動作する。具体的にはマスタ装置１００の制御回路１１０は、まず所定時間信号線１３をハイレベルに維持することにより直流電圧を印加する（ステップＳＭ１）。なお、本実施の形態ではＬＩＮ規格を採用しているので該電圧値は電源電圧（バッテリ電圧）の電圧値となる。マスタ装置１００の制御回路１１０は、各スレーブ装置２００で共通であり且つ識別子の動作要求送信用の識別子（図５の例では0x3A）に対して、バス１０に接続されているスレーブ装置２００の台数を送出する（ステップＳＭ２）。なお、スレーブ装置２００の台数は図５に示す識別子リスト１１４を参照することにより取得可能である。このスレーブ装置２００の台数通知により各スレーブ装置２００では識別子の設定処理が完了する。次に、マスタ装置１００の制御回路１１０は、識別子リスト１１４を参照して各スレーブ装置２００に対して個別の識別子を用いてステータス要求を送信し、各スレーブ装置２００から応答があることを確認する（ステップＳＭ３〜６）。そして、マスタ装置１００の制御回路１１０は、全てのスレーブ装置２００からの応答を確認すると、通常モードに移行してスレーブ装置２００の制御処理を開始する（ステップＳＭ７，ＳＭ８）。一方、１つでもスレーブ装置２００からの応答がなかった場合には、前記ステップＳＭ２に処理を戻して再試行する。なお、前記ステップＳＭ８の制御処理は従来周知の処理であり、スレーブ装置２００に割り当てられた動作要求送信用の識別子及びステータス要求送信用の識別子を用いてスレーブ装置２００と通信を行う。
【００３０】
次にスレーブ装置の動作について図８及び図９を参照して説明する。図８は識別子設定モードにおけるスレーブ装置の動作を説明するフローチャート、図９は通常モードにおけるスレーブ装置の動作を説明するフローチャートである。
【００３１】
スレーブ装置２００の通信制御部２０４は、バス１０を介してマスタ装置１００から直流電源が供給されると動作を開始する。まず通信制御部２０４は、図８に示すように、自己識別子記憶部２０６に自身の識別子が既に登録されているかを判定し（ステップＳＳ１）、既登録の場合には通常モードの待機状態に移行する。一方、未登録の場合には識別子設定モードとして動作する。該識別子設定モードでは、まず通信制御部２０４はリレースイッチ２０２をオフに制御する（ステップＳＳ２）。これによりバス１０の信号線は複数の抵抗器２０１及び抵抗器１５が直列接続された状態となる。次に、グランドを基準とした信号線１３の電位を電圧検出手段２１０により取得し、該電圧値を所定の記憶手段に記憶しておく（ステップＳＳ３）。次に、通信制御部２０４は所定時間経過後にリレースイッチ２０２をオンに制御する（ステップＳＳ４，ＳＳ５）。これにより抵抗器２０１は短絡されるのでバス１０の信号線はＬＩＮ規格の通信が可能となる。なおリレースイッチ２０２をオンにするまでの所定時間は、少なくともマスタ装置１００による信号線１３への直流電圧印加時間より大きく設定しておく。
【００３２】
次に、通信制御部２０４は、マスタ装置１００から各スレーブ装置２００で共通であり且つ識別子の動作要求送信用の識別子宛（図５の例では0x3A）の通信電文を受信する（ステップＳＳ６）。該通信電文にはバス１０に接続したスレーブ装置２００の台数が含まれる。次に、通信制御部２０４は、マスタ装置１００から受信したスレーブ装置２００の台数、前記ステップＳＳ３で検出・記憶した電圧値に基づき、識別子テーブル２０５から識別子を取得し、該識別子を自己識別子記憶部２０６に記憶する（ステップＳＳ７）。なお、本実施の形態では、各スレーブ装置２００は自身の識別子を２つ用いるが識別子テーブル２０５から取得した識別子は１つである。一方、２つの識別子はそれぞれ連続した値となっているので、通信制御部２０４は識別子テーブル２０５から取得した識別子と、該識別子に連続する値を他方の識別子として自己識別子記憶部２０６に記憶する。以上の処理によりスレーブ装置２００には自己の識別子が設定されたので識別子設定モードから通常モードの待機状態に移行する。
【００３３】
スレーブ装置２００の通信制御部２０４は、図９に示すように、待機状態においてマスタ装置１００から自身の識別子宛の通信電文を受信すると、当該通信電文が自己識別子記憶部２０６に記憶された自身の識別子宛の場合、それぞれの処理を行う。具体的には、通信制御部２０４は、動作要求送信用の識別子宛の通信電文の場合には、該動作要求をアクチュエータ制御回路２０７に送りアクチュエータ２０８を駆動制御する（ステップＳＳ１１）。アクチュエータ制御回路２０７は、ポテンションメータ２０９の検出値がマスタ装置１００から受信した目標値となるようにアクチュエータ２０８をフィードバック制御する。他方、通信制御部２０４は、ステータス要求送信用の識別子宛の通信電文の場合には、アクチュエータ制御回路２０７がアクチュエータ２０８の駆動制御中の場合には「駆動中」である旨をマスタ装置１００に応答し、アクチュエータ２０８が停止中の場合には「停止中」である旨をマスタ装置１００に応答する（ステップＳＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３）。
【００３４】
次に、本実施の形態に係る車載機器制御システム全体の初期動作について図１０を参照して説明する。図１０は車載機器制御システムの初期動作を説明するシーケンスチャートである。ここでは初めて車載機器制御システムを起動する場合について説明する。また、初期状態では、マスタ装置１００及びスレーブ装置２００が車載ＬＡＮのバス１０に接続されているものとする。
【００３５】
マスタ装置１００の制御回路１１０は、まず信号線１３をオンにすることにより該信号線１３に直流電圧を所定時間印可する。図１０においてはこの期間を符号ＳＡ１の斜線により表すものとする。マスタ装置１００の起動によりスレーブ装置２００には電源線１１及びグランド線１２を介して電源が供給され、動作を開始する。スレーブ装置２００の通信制御部２０４は、リレースイッチ２０２をオフにした状態で抵抗器２０１の一端側とグランドとの電圧を測定し、該電圧値を所定の記憶手段に記憶する（ステップＳＡ２）。マスタ装置１００の制御回路１１０は所定時間経過後に信号線１３への電圧印可を停止し、一方スレーブ装置２００の通信制御部２０４は所定時間経過後リレースイッチ２０２をオンにして抵抗器２０１を短絡させる。これによりバス１０は通信可能な状態となる。
【００３６】
次に、マスタ装置１００の制御回路１１０は、各スレーブ装置２００で共通であり且つ動作要求送信用の識別子宛にスレーブ装置２００の台数を通知する（ステップＳＡ３）。この通知はバス１０に接続された全てのスレーブ装置２００で受信される。各スレーブ装置２００の通信制御部２０４は、前記通知を受信すると、スレーブ装置２００の台数・前記ステップＳＡ２で検出した電圧値に基づき識別子テーブル２０５から識別子を取得し、自信の識別子を自己識別子記憶部２０６に記憶する（ステップＳＡ４）。次いで、マスタ装置１００の制御回路１１０は、各スレーブ装置２００に対してステータス要求を送信する（ステップＳＡ５）。該ステータス要求の送信は識別子リスト１１４に格納されている各スレーブ装置２００を個々に識別する識別子を用いる。各スレーブ装置２００はマスタ装置１００からのステータス要求に対して応答する（ステップＳＡ６）。マスタ装置１００の制御回路１１０は、全てのスレーブ装置２００からの応答を確認すると通常モードに移行する。
【００３７】
以上の処理により車載ＬＡＮのバス１０にマスタ装置１００及びスレーブ装置２００を接続してシステムを起動させると自動的に各スレーブ装置２００に識別子が設定される。なお、各スレーブ装置２００に設定される識別子は抵抗器２０１により検出される電圧により定められ、該電圧値はスレーブ装置２００がマスタ装置１００から数えて何番目に接続されているかによる。一方、マスタ装置１００では識別子リスト１１４によりスレーブ装置２００に対応する識別子が予め定められている。したがって、各スレーブ装置２００は識別子リスト１１４及び識別子テーブル２０５により規定される位置（マスタ装置１００からの順番）でバス１０に接続する必要がある。もっとも、スレーブ装置２００の物理的な位置は通常は例えば空調装置本体３００など組み付け先の形状により一義的に定まれるので組み付け作業性には余り影響はしない。
【００３８】
このように本実施の形態に係る車載機器制御システムによれば、各スレーブ装置２００の識別子は組み付け作業時に自動的に付与されるので、組み付け前のスレーブ装置２００を汎用化することができる。
【００３９】
以上本発明の一実施の形態について詳述したが本発明はこれに限定されるものではない。例えば上記実施の形態では、電圧検出手段２１０で検出した信号線１３とグランド間の電圧に基づき識別子テーブル２０５から識別子を取得している。しかし信号線１３に印可される直流電圧は変動することがある。例えば車載機器制御システムでは電源がバッテリにより供給されるため、接続されたバッテリによっては電源電圧が所定の基準電圧より低い場合がある。一方、識別子テーブル２０５に記憶されている電圧値は、信号線１３に印可される直流電圧が所定の基準電圧であることを前提としている。このため、バス１０に接続されたスレーブ装置２００の台数が多い場合には、信号線１３に印可される直流電圧が大幅に低下すると適切な識別子の取得ができないことが考えられる。そこで、電圧検出手段２１０において電源線１１とグランド間の電圧を検出し、信号線１３の検出電圧に補正をかけると好適である。具体的には、信号線１３の検出電圧値に（所定の基準電圧値／電源線１１の電圧値）を乗じて補正し、該補正値に基づき識別子テーブル２０５を参照すればよい。
【００４０】
また上記実施の形態では、スレーブ装置２００に電圧値と識別子との対応関係を記述した識別子テーブル２０５を予め記憶しておき、該識別子テーブル２０５を参照することにより識別子を設定していた。このような方法では電圧値に対応する識別子を任意に設定できるので設定の自由度が高いものとなる。一方、電圧値と識別子との対応関係が所定のルールで定められている場合には、該ルールにしたがって測定電圧値から識別子を算出することも可能である。例えば「マスタ装置１００に近い順に識別子を０から二つずつ割り当てる」というルールが挙げられる。この場合の識別子の算出処理について図１１のフローチャートを参照して説明する。
【００４１】
スレーブ装置２００の通信制御部２０４は、バス１０に接続されたスレーブ装置２００で検出される理論的な電圧値をマスタ装置１００から近い順に算出する。具体的に通信制御部２０４は、マスタ装置１００からの位置を変数Ｎで表すとし、該変数Ｎを０からスレーブ台数−１まで１ずつ増加させながらループさせる（ステップＳＳ３１〜ＳＳ３４）。そして通信制御部２０４は、スレーブ装置２００で検出される理論的な電圧値の中心値を「マスタ装置１００が信号線１３に印可する基準電圧＊（スレーブ台数−Ｎ）／（スレーブ台数＋１）」により算出する（ステップＳＳ３２）。なお、「＋１」は信号線１３を終端する抵抗器１５があるためである。通信制御部２０４は、電圧検出手段２１０で検出した電圧値が前記中心電圧値を中心とした所定範囲内（例えば±５％）にある場合には（ステップＳＳ３３）、動作要求用の識別子を変数Ｎ＊２の値、ステータス要求用の識別子を変数Ｎ＊２＋１の値として設定・記憶する（ステップＳＳ３６）。なお、上記処理により識別子を算出できない場合には所定のエラー処理を行う（ステップＳＳ３５）。なお、前記ステップＳＳ３３では電圧検出手段２１０で検出した電圧値をそのまま用いたが、前述のように電源線１１の検出電圧値により補正をかけると好適である。このように方法によりスレーブ装置２００では識別子テーブル２０５保持する必要がなくなる。
【００４２】
また、上記実施の形態では、マスタ装置１００が信号線１３に直流電圧を印可する方法としてハイレベルを出力するようトランシーバ１０１を制御することにより行っていたが、別途スイッチ手段を設けて直流電源１２０から直接信号線１３に直流電圧を印可するようにしてもよい。
【００４３】
また、上記実施の形態では、スレーブ装置２００において抵抗器２０１を短絡させるスイッチ手段としてリレースイッチを用いたが、他の手段を用いてもよい。例えば、バイポーラトランジスタ・電界効果トランジスタ・ダイオードなどの半導体素子を用いてもよい。
【００４４】
また、上記実施の形態では、スレーブ装置２００に割り当てる識別子を識別子リスト１１４としてマスタ装置１００のＲＯＭ１１２に記憶していたが、該識別子は制御プログラム１１３に埋め込む形態で記憶するようにしてもよい。
【００４５】
また、上記実施の形態では、各スレーブ装置２００に割り当てる識別子はそれぞれ２つとしたが、スレーブ装置２００の種類によっては１つ或いは３つ以上であってもよい。
【００４６】
また、上記の実施の形態では回動運動を行うアクチュエータ２０５の駆動制御について例示したが他の機器であっても本発明を実施できる。
【００４７】
また、上記実施の形態では車内空調システムにおける適用例について説明したが、例えばパワーウィンドウやミラーの制御システムなど他のシステムにおいても本発明を適用できる。
【符号の説明】
【００４８】
１０…バス、１１…電源線、１２…グランド線、１３…信号線、１００…マスタ装置、１１０…制御回路、１１２…ＲＯＭ、１１３…制御プログラム、１１４…識別子リスト、２００…スレーブ装置、２０１…抵抗器、２０２…リレースイッチ、２０４…通信制御部、２０５…識別子テーブル、２０６…自己識別子記憶部、２０７…アクチュエータ制御回路、２０８…アクチュエータ、２０９…ポテンションメータ、２１０…電圧検出手段、３００…空調装置本体、３０１…外気取入口、３０２…内気取入口、３０３…取入口ダンパ、３０４…ファン、３０５…蒸発器、３０６…ヒータ、３０７…ヒータ用ダンパ、３０８…デフ吹出口、３０９…ベント吹出口、３１０…フット吹出口、３１１…デフ吹出口ダンパ、３１２…ベント吹出口ダンパ、３１３…フット吹出口ダンパ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両内に設置されるマスタ装置と該マスタ装置に接続された一又は複数のスレーブ装置とを備え、マスタ装置とスレーブ装置との間でシングルマスタ方式の通信を行う車載機器制御システムにおいて、
バスの一方の端部にマスタ装置を接続するとともに他方の端部をグランドに接地し、マスタ装置とグランド間のバスにスレーブ装置をディージーチェーン接続し、
スレーブ装置は、一対のバス間を電気的に短絡又は開放するスイッチ手段と、スイッチ手段に並行接続されたインピーダンス素子と、インピーダンス手段の少なくとも一端の電位を検出する手段と、通信制御手段とを備え、
スレーブ装置の通信制御手段は、識別子設定モード時にはスイッチ手段を開放した状態で前記検出手段によりインピーダンス素子の少なくとも一端の電位を検出し、該検出処理の後にはスイッチ手段を短絡させ、検出した電位に対応する識別子を自身の識別子として設定し、
マスタ装置の通信制御手段は、識別子設定モード時にはバスに所定の直流電圧を印加する
ことを特徴とする車載機器制御システム。
【請求項２】
スレーブ装置の通信制御手段は、検出電位と識別子との対応関係を記憶した記憶手段を備え、該記憶手段に記憶された対応関係を参照して検出電位から識別子を取得する
ことを特徴とする請求項１記載の車載機器制御システム。
【請求項３】
スレーブ装置の記憶手段はバスに接続するスレーブ台数毎に検出電位と識別子との対応関係を記憶し、
マスタ装置の通信制御手段は、バスへの所定の直流電圧の印可を終了した後にスレーブ装置に対してバスに接続されたスレーブ装置の台数を通知し、
スレーブ装置の通信制御手段は、該記憶手段に記憶された対応関係を参照してマスタ装置から受信したスレーブ装置の台数及び検出電位から識別子を取得する
ことを特徴とする請求項２記載の車載機器制御システム。
【請求項４】
マスタ装置の通信制御手段は、バスへの所定の直流電圧の印可を終了した後にスレーブ装置に対してバスに接続されたスレーブ装置の台数を通知し、
スレーブ装置の通信制御手段は、マスタ装置がバスに印加する所定の直流電圧の値とマスタ装置から受信したスレーブ装置の台数とに基づき検出電位から識別子を算出する
ことを特徴とする請求項１記載の車載機器制御システム。
【請求項５】
マスタ装置からスレーブ装置へのスレーブ装置台数の通知は、全てのスレーブ装置で共通の識別子を用いて行われる
ことを特徴とする請求項３又は４記載の車載機器制御システム。
【請求項６】
マスタ装置・スレーブ装置間の通信規格としてＬＩＮ（Local Interconnect Network）を用いた
ことを特徴とする請求項１乃至５何れか１項記載の車載機器制御システム。
【請求項７】
車両内に設置されるマスタ装置と該マスタ装置に接続された一又は複数のスレーブ装置とを備え、マスタ装置とスレーブ装置との間でシングルマスタ方式の通信を行う車載機器制御システムにおけるスレーブ装置の識別子を設定する方法であって、
バスの一方の端部にマスタ装置を接続するとともに他方の端部をグランドに接地し、マスタ装置とグランド間のバスにスレーブ装置をディージーチェーン接続し、
スレーブ装置は、一対のバス間を電気的に短絡又は開放するスイッチ手段と、スイッチ手段に並行接続されたインピーダンス素子と、インピーダンス手段の少なくとも一端の電位を検出する手段と、通信制御手段とを備え、
スレーブ装置の識別子の設定時には、マスタ装置の通信制御手段は、識別子設定モード時にはバスに所定の直流電圧を印加し、スレーブ装置の通信制御手段は、スイッチ手段を開放した状態で前記検出手段によりインピーダンス素子の少なくとも一端の電位を検出し、該検出処理の後にはスイッチ手段を短絡させ、検出した電位に対応する識別子を自身の識別子として設定する
ことを特徴とする車載機器制御システムにおける識別子設定方法。
【請求項１】
車両内に設置されるマスタ装置と該マスタ装置に接続された一又は複数のスレーブ装置とを備え、マスタ装置とスレーブ装置との間でシングルマスタ方式の通信を行う車載機器制御システムにおいて、
バスの一方の端部にマスタ装置を接続するとともに他方の端部をグランドに接地し、マスタ装置とグランド間のバスにスレーブ装置をディージーチェーン接続し、
スレーブ装置は、一対のバス間を電気的に短絡又は開放するスイッチ手段と、スイッチ手段に並行接続されたインピーダンス素子と、インピーダンス手段の少なくとも一端の電位を検出する手段と、通信制御手段とを備え、
スレーブ装置の通信制御手段は、識別子設定モード時にはスイッチ手段を開放した状態で前記検出手段によりインピーダンス素子の少なくとも一端の電位を検出し、該検出処理の後にはスイッチ手段を短絡させ、検出した電位に対応する識別子を自身の識別子として設定し、
マスタ装置の通信制御手段は、識別子設定モード時にはバスに所定の直流電圧を印加する
ことを特徴とする車載機器制御システム。
【請求項２】
スレーブ装置の通信制御手段は、検出電位と識別子との対応関係を記憶した記憶手段を備え、該記憶手段に記憶された対応関係を参照して検出電位から識別子を取得する
ことを特徴とする請求項１記載の車載機器制御システム。
【請求項３】
スレーブ装置の記憶手段はバスに接続するスレーブ台数毎に検出電位と識別子との対応関係を記憶し、
マスタ装置の通信制御手段は、バスへの所定の直流電圧の印可を終了した後にスレーブ装置に対してバスに接続されたスレーブ装置の台数を通知し、
スレーブ装置の通信制御手段は、該記憶手段に記憶された対応関係を参照してマスタ装置から受信したスレーブ装置の台数及び検出電位から識別子を取得する
ことを特徴とする請求項２記載の車載機器制御システム。
【請求項４】
マスタ装置の通信制御手段は、バスへの所定の直流電圧の印可を終了した後にスレーブ装置に対してバスに接続されたスレーブ装置の台数を通知し、
スレーブ装置の通信制御手段は、マスタ装置がバスに印加する所定の直流電圧の値とマスタ装置から受信したスレーブ装置の台数とに基づき検出電位から識別子を算出する
ことを特徴とする請求項１記載の車載機器制御システム。
【請求項５】
マスタ装置からスレーブ装置へのスレーブ装置台数の通知は、全てのスレーブ装置で共通の識別子を用いて行われる
ことを特徴とする請求項３又は４記載の車載機器制御システム。
【請求項６】
マスタ装置・スレーブ装置間の通信規格としてＬＩＮ（Local Interconnect Network）を用いた
ことを特徴とする請求項１乃至５何れか１項記載の車載機器制御システム。
【請求項７】
車両内に設置されるマスタ装置と該マスタ装置に接続された一又は複数のスレーブ装置とを備え、マスタ装置とスレーブ装置との間でシングルマスタ方式の通信を行う車載機器制御システムにおけるスレーブ装置の識別子を設定する方法であって、
バスの一方の端部にマスタ装置を接続するとともに他方の端部をグランドに接地し、マスタ装置とグランド間のバスにスレーブ装置をディージーチェーン接続し、
スレーブ装置は、一対のバス間を電気的に短絡又は開放するスイッチ手段と、スイッチ手段に並行接続されたインピーダンス素子と、インピーダンス手段の少なくとも一端の電位を検出する手段と、通信制御手段とを備え、
スレーブ装置の識別子の設定時には、マスタ装置の通信制御手段は、識別子設定モード時にはバスに所定の直流電圧を印加し、スレーブ装置の通信制御手段は、スイッチ手段を開放した状態で前記検出手段によりインピーダンス素子の少なくとも一端の電位を検出し、該検出処理の後にはスイッチ手段を短絡させ、検出した電位に対応する識別子を自身の識別子として設定する
ことを特徴とする車載機器制御システムにおける識別子設定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−１９５１３３（Ｐ２０１０−１９５１３３Ａ）
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４０５８７（Ｐ２００９−４０５８７）
【出願日】平成２１年２月２４日（２００９．２．２４）
【出願人】（０００００１８４５）サンデン株式会社 (1,791)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２４日（２００９．２．２４）
【出願人】（０００００１８４５）サンデン株式会社 (1,791)
【Ｆターム（参考）】
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