JP2016144158A

JP2016144158A - 通信方法及び機器

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Publication number: JP2016144158A
Application number: JP2015020657A
Authority: JP
Inventors: 松田　直人; Naoto Matsuda; 直人松田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2015-02-04
Filing date: 2015-02-04
Publication date: 2016-08-08

Abstract

【課題】最終のデータを送信した後、通信終了処理を速やかに完了して、複数の情報データを安定してシリアルに伝送する。
【解決手段】通信方法は、本体機器１とサブ機器２とにクロックラインを接続して、デジタル信号の情報データをクロック信号に同期させてシリアルに伝送する通信方法であって、サブ機器２は、本体機器１から情報データの送信要求信号を受信し、情報データを規定された通信アクセス長で送信した後、本体機器１から送信される通信終了要求信号を確認することなく通信完了処理を開始して、通信完了処理を完了して、クロックラインをＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに切り換える。
【選択図】図２

Description

本発明は、サブ機器と本体機器との間で、クロック信号に同期してデジタル信号の情報データをシリアルに伝送する通信方法及びその通信方法を用いる機器に関する。

サブ機器と本体機器との間で、クロック信号に同期してデジタル信号をシリアルに伝送するシリアル通信は、たとえば、電池パックと、これをセットしている携帯機器や充電器等の電子機器である本体機器との間の通信に使用される。電池パックから本体機器に、電池の電圧、電流、温度などの情報データをデジタル信号として伝送し、電池パックから送信される情報データに基づいて、本体機器は電池を保護しながら充放電できる。この通信方法において、本体機器は、電池情報を要求するタイミングで送信要求信号を電池パックに送信する。電池パックは、送信要求信号を受信すると、電池の電圧、電流、温度等の情報をデジタル信号に変換して本体機器に送信する。このとき、電池パックは、複数の電池の電圧、あるいは所定のサンプリング周期で検出した複数の電流値や温度などの情報データをデジタル信号に変換し、複数のデジタル信号としてクロック信号に同期してシリアルに本体機器に送信する。たとえば、複数の電池を備える電池パックは、各電池の電圧を示すデータを順番にシリアル通信し、あるいは所定のサンプリング周期で検出する電流値を順番にシリアル通信する。この通信方法は、本体機器が全ての情報データを受信したことを確認した後、サブ機器側に通信終了要求信号を送信し、サブ機器側で通信終了処理を行って通信を終了させている。（特許文献１参照）

ところで、デジタル信号をクロック信号に同期してシリアル通信するクロック／データ同期式の通信方法は、クロックラインをＬｏｗレベルにすることで、通信データの送信を遅延させることができる。クロックラインをＬｏｗレベルとする期間中は、本体機器は送信又は受信の処理待ち状態のため、出来る限りＬｏｗレベルとする期間を短くする必要がある。とくに、サブ機器から本体機器に最終のデータを送信した後、通信を完了するまでの間は、タイムアウト時間が設定されることがあり、Ｌｏｗレベル期間が長くなると、通信を正しく成立できなくなることがある。ところが、一般的なＩＣでは、最終データ送信後の通信終了処理には、ソフトウエア処理して演算処理する等を必要とすることから、クロックラインをＬｏｗレベルとする時間が長くなって、通信が不安定となることがある。

例えば、電池パックから本体機器に、複数の情報データを送信するには、図４で示す以下のステップで伝送している。
［ステップＳ２１］
通信は本体機器から電池パックへの情報データの送信要求信号で開始される。そして、電池パックが本体機器からの送信要求信号を受信する（ステップＳ２１）。
［ステップＳ２２、Ｓ２３］
電池パックは、送信要求信号を受信して、電池の電圧値等を示す情報データをデジタル信号として本体機器に送信する（ステップＳ２２）。その後、電池パックは、本体機器が送信する通信終了要求信号を受信したかどうかを判定する（ステップＳ２３）。電池パックが本体機器からの通信終了要求信号を受信していないと、ステップＳ２２とステップＳ２３をループして、複数の情報データをシリアルに本体機器に送信し続ける。
［ステップＳ２４、Ｓ２５］
本体機器が電池パックから必要な情報データを受信した後、通信を終了させるために通信終了要求信号を送信する。そして、ステップＳ２３で電池パックが本体機器からの通信終了要求信号を受信すると、電池パックはソフトウエア処理による演算などを開始して通信終了処理を行う(ステップＳ２４)。そして、電池パックは通信終了処理が完了すると、クロックラインとデータラインをＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに切り換えて、通信ラインを開放し(ステップＳ２５)、通信を終了する。

以上の通信方法は、本体機器が送信要求信号を送信すると、この送信要求信号を電池パックが受信して、情報データの送信を開始し、ひとつの情報データを送信する毎に、本体機器から送信される受取信号を受信し、その後、次々とシリアルに情報データを送信し、最後に本体機器から送信される通信終了要求信号を受信すると、電池パックはソフトウエア処理して通信終了処理をする。この通信方法は、電池パックが通信終了要求信号を受信した後、ソフトウエア処理による通信終了処理を開始して、ソフトウエア処理が完了すると通信を完了するので、通信終了要求信号を受信してから通信終了処理を完了するまでの時間が必要となる。電池パックは、ソフトウエア処理による通信終了処理を完了させるまで、クロックラインをＬｏｗレベルとするので、本体機器は、通信を完了することなく処理待ちの状態となる。もし処理待ち時間が長くなって、本体機器のタイムアウト時間を超えると、通信を正常に成立できなくなる。このため、処理待ちの時間が長くなると、安定して情報データを本体機器に伝送できなくなる弊害が発生する。電池パックがクロックラインをＬｏｗレベルに保持する時間、すなわち、ソフトウエア処理をして通信終了処理する時間は、高速演算素子を使用してソフトウエア処理の時間を短縮し、あるいはソフトウエア処理することなくデジタル回路でハードウエア処理することで短縮できるが、高速演算素子やハードウエアによる方式は、部品コストが高くなり、また高速演算素子によるソフトウエア処理では時間短縮に限界があって速やかに通信終了処理できない欠点がある。

特開平５−６３７５５号公報

本発明は、クロック信号に同期して複数のデジタル信号をシリアル通信する通信方法における以上の欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、電池パックが最終のデータを送信した後、通信終了処理を速やかに完了して、クロックラインをＬｏｗレベルに保持する時間を短縮して、本体機器のタイムアウト時間を超えることなく、複数の情報データを安定してシリアルに伝送できる通信方法を提供することにある。

本発明の通信方法は、前述の目的を達成するために以下の方法でサブ機器から本体機器に複数の情報データを伝送する。本発明の通信方法は、本体機器１とサブ機器２とにクロックラインを接続して、デジタル信号の情報データをクロック信号に同期させてシリアルに伝送する。この通信方法は、サブ機器２が、本体機器１から情報データの送信要求信号を受信し、情報データを規定された通信アクセス長で送信した後、本体機器１から送信される通信終了要求信号を確認することなく通信完了処理を開始し、通信完了処理を完了して、クロックラインをＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに切り換える。

本発明の通信方法は、サブ機器２は送信要求信号から情報データの通信アクセス長を規定することができる。

本発明の通信方法は、本体機器１とサブ機器２とがＩ^２Ｃ通信、又は、ＳＭＢｕｓ通信で情報データを伝送することができる。また、本発明の通信方法は、サブ機器２を電池パック２Ａとし、本体機器１を電池パック２Ａがセットされる電子機器とすることができる。

本発明の機器は、前述の目的を達成するために以下の構成で本体機器に複数の情報データを伝送する。本発明の機器は、本体機器１とクロックラインを接続して、デジタル信号の情報データをクロック信号に同期させてシリアルに伝送する機器である。この機器は、本体機器１から情報データの送信要求信号を受信し、情報データを規定された通信アクセス長で情報データを送信した後、本体機器１から送信される通信終了要求信号を確認することなく通信完了処理を開始し、通信完了処理を完了して、クロックラインをＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに切り換える。

本発明の機器は、送信要求信号から情報データの通信アクセス長を規定することができる。

本発明の機器は、本体機器１とＩ^２Ｃ通信、又は、ＳＭＢｕｓ通信で情報データを伝送することができる。また、本発明の機器は、電池パック２Ａであって、本体機器１を電池パック２Ａがセットされる電子機器とすることができる。

本発明の通信方法は、ソフトウエア処理による通信終了処理を速やかに完了して、複数の情報データを安定してシリアルに伝送できる特長がある。それは、サブ機器が、本体機器から送信される通信終了要求信号を待って、ソフトウエア処理による通信終了処理を開始する必要がなく、最後の情報データを送信した後、直ちに通信終了処理を開始できるからである。以上の通信方法は、本体機器が送信する通信終了要求信号をサブ機器が受信して、全ての情報データの送信終了を確認するのではない。複数の情報データを送信するに先だって、あらかじめ規定された通信アクセス長で情報データを送信する。サブ機器は、通信アクセス長の情報データの送信が完了すると、全ての情報データの送信が完了したと判定する。したがって、本発明の通信方法は、サブ機器が最後の情報データを送信した後、本体機器が送信する通信終了要求信号を受信することなく、サブ機器は通信終了処理を開始できる。このため、サブ機器は、最後の情報データを送信した後、通信終了処理を速やかに完了できる。したがって、Ｌｏｗレベルに保持していたクロックラインを速やかにＨｉｇｈレベルに切り換えて通信ラインを開放できる。このため、本発明の通信方法は、サブ機器が、最後の情報データを送信した後、速やかに通信終了処理を完了して、クロックラインをＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに切り換えて、本体機器のタイムアウトによる通信不成立を防止できる。

図５は、従来の通信方法におけるクロックラインの信号レベルを示している。この図に示すように、サブ機器は、本体機器から送信される通信終了要求信号を受信した後、ソフトウエア処理して通信終了処理をするので、ソフトウエア処理に時間がかかり、クロックラインがＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに切り換えられるまでの時間が、たとえばタイムアウト時間（１３μｓ）を越える時間となることがあって通信を正しく成立できないことがあった。

図３は、本発明の通信方法におけるクロックラインの信号レベルを示している。この図に示すように、本発明の通信方法は、規定された通信アクセス長で複数の情報データを送信するので、サブ機器は最後の情報データを送信した後、通信終了要求信号を受信することなく、最後の情報データを送信した後、サブ機器が直ちに通信終了処理を開始できる。このため、図３に示すように、本体機器から送信される通信終了要求信号を受信した後、極めて短時間に通信完了処理を完了できる。したがって、通信終了要求信号を受信してＬｏｗレベルとなったクロックラインは、極めて短時間に、図３にあってはタイムアウト時間より短い時間（約６μｓ）でＨｉｇｈレベルに切り換えられ、クロックラインがＬｏｗレベルとなる期間が本体機器のタイムアウト時間を越えることがない。このため、複数の情報データをクロック信号に同期してシリアルに安定して伝送できる特長がある。とくに、通信終了処理を速くスタートして、通信終了要求信号を受信してから通信終了処理を完了するまでの時間を短縮するので、高速演算素子を使用してソフトウエア処理の演算処理などの処理時間を短縮する必要がなく、また、部品コストが高くなるデジタル回路を使用することなく、タイムアウト時間による通信の不成立を防止できる特長も実現する。

本発明の一実施の形態にかかる通信方法に使用するサブ機器と本体機器のブロック図である。本発明の一実施の形態にかかる通信方法で電池パックから本体機器に情報データを伝送するフローチャートである。本発明の一実施の形態にかかる通信方法におけるクロックラインの信号レベルを示す図である。従来の通信方法で電池パックから本体機器に情報データを伝送するフローチャートである。従来の通信方法におけるクロックラインの信号レベルを示す図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための通信方法を例示するものであって、本発明は通信方法を以下に特定しない。さらに、この明細書は、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。

本発明の通信方法は、本体機器とサブ機器とにクロックラインを接続して、デジタル信号の情報データをクロック信号に同期させてシリアルに伝送する。以下、サブ機器を電池パックとし、本体機器を電池パックをセットしている携帯機器や充電器等の電子機器とする通信方法を例示する。ただし、本発明の通信方法は、サブ機器と本体機器とを特定するものでなく、種々の機器の間において複数の情報データをデジタル信号としてクロック信号に同期して順番にシリアルに伝送する全ての用途において使用される。また、本発明の通信方法は、通信方式を特定するものでないが、たとえば、電池パックの通信に使用されるＩ^２Ｃ通信（Inter-Integrated Circuit通信）やＳＭＢｕｓ通信（System Management Bus通信）、車の通信に使用されるＣＡＮ通信等、情報データを送信した後に、クロックラインをＬｏｗレベルとして送信又は受信待ちの状態とする他の通信方式にも使用できる。

図１の電池パック２Ａと本体機器１は、電池３の正負の端子に接続している一対の電極端子４と、クロック信号を伝送するクロックラインを接続するためのＳＣＬ（シリアルクロック）端子５と、複数のデジタル信号である情報データをシリアルに伝送するためのＳＤＡ（シリアルデータ）端子６とを介して互いに接続している。

ＳＤＡ端子６は、ＳＣＬ端子５を介して伝送されるクロック信号に同期して、複数の情報データをデジタル信号としてサブ機器２の電池パック２Ａから本体機器１にシリアルに伝送する。

本体機器１とサブ機器２の電池パック２Ａは、図２のフローチャートで示すステップで互いに通信して、電池パック２Ａから本体機器１に、電池３の電圧等の複数の情報データを、クロック信号に同期するデジタル信号としてシリアルに伝送する。この通信方法は、サブ機器２がクロックラインをＬｏｗレベルとする期間は、相手側の本体機器１が送信又は受信の処理待ち状態のため、サブ機器２がクロックラインをＬｏｗレベルとする期間を短くすることが大切である。それは、サブ機器２がクロックラインをＬｏｗレベルに保持する期間が長くなると、本体機器１のタイムアウト時間を越えてデータの送信が不成立となるからである。

図２のフローチャートで示す通信方法は、以下のステップで情報データを本体機器１に伝送して、電池パック２ＡがクロックラインをＬｏｗレベルに維持する期間を短くして、データを確実に本体機器１に伝送する。

［ステップＳ１１］
本体機器１は、電池３の電圧等の情報データを検出する必要があるタイミングで送信要求信号を送信するので、電池パック２Ａがこの送信要求信号を受信する（ステップＳ１１）。

［ステップＳ１２］
次に、電池パック２Ａは本体機器１に伝送する情報データの通信アクセス長を規定する（ステップＳ１２）。電池パック２Ａは、本体機器１から受信した送信要求信号から本体機器１が要求する情報データを特定し、特定する情報データから通信アクセス長を規定する。たとえば、本体機器１が、図１に示すように、直列に接続している４個の電池３の電圧を特定する情報データを要求していると判定すると、電池パック２Ａは、通信アクセス長を４つの情報データに規定する。ただし、通信アクセス長は、本体機器１側で特定することもできる。本体機器１には特定の電池パック２Ａがセットされるので、セットされる電池パック２Ａの電池３の個数は特定されるからである。本体機器１は、電池３の電圧のみでなく、たとえば、一定のサンプリング周期で検出される１０回の電流値を示す情報データを送信要求信号として送信することもある。この場合、電池パック２Ａは本体機器１から電流値を示す情報データの送信要求信号を受信すると、通信アクセス長を１０個の情報データに規定する。

［ステップＳ１３］
電池パック２Ａは、情報データとして、たとえば電池電圧をデジタル信号に変換してシリアルに本体機器１に送信する（ステップＳ１３）。

［ステップＳ１４〜Ｓ１６］
電池パック２Ａは、情報データを送信した後、通信アクセス長の情報データを送信したかどうかを判定する（ステップＳ１４）。電池パック２Ａが通信アクセス長の情報データを送信していないと、ステップＳ１３とステップＳ１４のステップをループする。ただし、電池パック２Ａは、ステップＳ１３で情報データを送信した後、本体機器１から伝送される受取信号を受信し、その後、次々と順番に第１、第２、第３、第４の情報データをシリアルに本体機器１に送信する。電池パック２Ａは最後の情報データを送信した後、本体機器１からの通信終了要求信号を受信することなく、ソフトウエア処理による演算を開始して通信終了処理を行う（ステップＳ１５）。通信終了処理の処理中に、本体機器１から電池パック２Ａに通信終了要求信号が送信されて、電池パック２Ａは、通信終了要求信号を受信する（ステップＳ１６）。

［ステップＳ１７］
通信終了処理が完了すると、クロックラインをＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに切り換えて、通信ラインを開放する（ステップＳ１７）。これにより、本体機器１と電池パック２Ａの通信を終了する。

図３に示すように、クロックラインは、本体機器１が電池パック２Ａに通信終了要求信号を送信した後、Ｌｏｗレベルに切り換えられる。電池パック２Ａは最後の情報データを送信した後、通信終了処理をスタートしているので、通信終了要求信号を受信するまでにすでに通信終了処理のソフトウエア処理を進行させている。したがって、電池パック２Ａは本体機器１からの通信終了要求信号を受信した後、短時間で通信終了処理を完了して、クロックラインをＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに切り換えて、通信ラインは開放される。このため、クロックラインがＬｏｗレベルになる時間が、本体機器１のタイムアウト時間（１３μｓ）を超えることなく、電池パック２Ａは複数の情報データを安定してシリアルに伝送することができる。

なお、本実施の形態において、電池パック２Ａは本体機器１に伝送する情報データの通信アクセス長をステップＳ１２で送信要求信号から規定するとしたが、電池パック２Ａは規定された通信アクセス長を予め記憶しているとしてもよい。

なお、本実施例において、１台の本体機器１に対し１台のサブ機器２を対応させるとしたが、１台の本体機器１に対し、２台以上の複数のサブ機器２を対応させるとしても良い。
る。

本発明の通信方法は、サブ機器から本体機器に、複数の情報データをクロック信号に同期してシリアルに伝送する全ての用途に便利に使用できる。

１…本体機器
２…サブ機器
２Ａ…電池パック
３…電池
４…電極端子
５…ＳＣＬ端子
６…ＳＤＡ端子

Claims

本体機器とサブ機器とにクロックラインを接続して、デジタル信号の情報データをクロック信号に同期させてシリアルに伝送する通信方法であって、
前記サブ機器は、前記本体機器から情報データの送信要求信号を受信し、前記情報データを規定された通信アクセス長で送信した後、前記本体機器から送信される通信終了要求信号を確認することなく通信完了処理を開始し、前記通信完了処理を完了して、前記クロックラインをＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに切り換えることを特徴とする通信方法。
請求項１に記載される通信方法であって、
前記サブ機器は、前記送信要求信号から前記情報データの通信アクセス長を規定することを特徴とする通信方法。
請求項１又は２に記載される通信方法であって、
前記本体機器と前記サブ機器とがＩ^２Ｃ通信、又は、ＳＭＢｕｓ通信で情報データを伝送することを特徴とする通信方法。
請求項１ないし３のいずれかに記載される通信方法であって、
前記サブ機器が電池パックで、前記本体機器が前記電池パックをセットしてなる電子機器としてなることを特徴とする通信方法。
本体機器とクロックラインを接続して、デジタル信号の情報データをクロック信号に同期させてシリアルに伝送する機器であって、
前記本体機器から情報データの送信要求信号を受信し、前記情報データを規定された通信アクセス長で送信した後、前記本体機器から送信される通信終了要求信号を確認することなく通信完了処理を開始し、前記通信完了処理を完了して、前記クロックラインをＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに切り換えることを特徴とする機器。
請求項５に記載される機器であって、
前記送信要求信号から前記情報データの通信アクセス長を規定することを特徴とする機器。
請求項５又は６に記載される機器であって、
前記本体機器とＩ^２Ｃ通信、又は、ＳＭＢｕｓ通信で情報データを伝送することを特徴とする機器。
請求項５ないし７のいずれかに記載される通信方法であって、
当該機器が電池パックで、前記本体機器が前記電池パックをセットしてなる電子機器としてなることを特徴とする機器。