JP2022034414A - 負荷駆動システム - Google Patents

Abstract

【課題】通信量を低減できる負荷駆動システムを提供すること。
【解決手段】負荷駆動システム１４は、通信バス２０と、制御装置３０と、駆動装置４０を備えている。制御装置３０は、通信バス２０を介して、自動変速機１０のソレノイド１３の駆動状態を指示するメッセージを送信するＣＡＮトランシーバ３２およびＣＡＮコントローラ３４を有している。駆動装置４０は、通信バス２０を介して指示メッセージを受信するＣＡＮトランシーバ４４およびＣＡＮコントローラ４５と、受信した指示メッセージにしたがってソレノイド１３を駆動する駆動回路４１を有している。制御装置３０は、指示メッセージとして、第１周期で第１定期メッセージを送信するとともに第２周期で第２定期メッセージを送信する。
【選択図】図２

Description

この明細書における開示は、負荷駆動システムに関する。

特許文献１は、制御装置と駆動装置を備える負荷駆動システムを開示している。先行技術文献の記載内容は、この明細書における技術的要素の説明として、参照により援用される。

特開２０１３－２４０８０号公報

特許文献１では、駆動装置が、制御装置から負荷の駆動指示が入力されるデコーダと、デコーダにて変換された信号にしたがって負荷を駆動する駆動回路を有している。このような構成では、制御装置から、一定周期で駆動指示が送信される。よって、複数の駆動指示を送信しようとすると、通信量が増大する虞がある。上述の観点において、または言及されていない他の観点において、負荷駆動システムにはさらなる改良が求められている。

開示されるひとつの目的は、通信量を低減できる負荷駆動システムを提供することにある。

ここに開示された負荷駆動システムは、
通信バス（２０）と、
負荷（１０）の駆動状態を指示する指示メッセージを、通信バスを介して送信する制御側通信部（３２、３４）を有し、制御側通信部が、指示メッセージとして、第１周期で第１指示メッセージを送信するとともに第１周期とは異なる第２周期で第２指示メッセージを送信する制御装置（３０）と、
通信バスを介して指示メッセージを受信する駆動側通信部（４４、４５）と、受信した指示メッセージにしたがって負荷を駆動する駆動回路（４１）と、を有する駆動装置（４０）と、
を備える。

開示の負荷駆動システムによると、制御装置は、第１周期で第１指示メッセージを送信し、これにより駆動装置は、第１指示メッセージにしたがって負荷を駆動する。制御装置は、第１周期とは異なる第２周期で第２指示メッセージを送信し、これにより駆動装置は、第２指示メッセージにしたがって負荷を駆動する。制御装置は、たとえばもっとも早い送信周期ですべての指示メッセージを送信するのではなく、指示メッセージのそれぞれを、制御に必要なタイミングで送信する。この結果、通信量を低減できる負荷駆動システムを提供することができる。

この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。

第１実施形態に係る負荷駆動システムが適用された自動変速機の概略構成を示す図である。 負荷駆動システムを示す図である。 駆動回路の概略構成を示す図である。 負荷駆動システムにおいて、時間の経過とともに送信される各種メッセージの関係を示したタイミングチャートである。 制御装置が実行するリファレンスメッセージの送信処理を示すフローチャートである。 制御装置および駆動装置が実行する第１定期メッセージの送信処理を示すフローチャートである。 制御装置が実行する第２定期メッセージの送信処理を示すフローチャートである。 制御装置が、所定の事象の発生に応じて実行する処理を示すフローチャートである。 制御装置および駆動装置が実行するメッセージの送受信処理を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る負荷駆動システムにおいて、駆動装置の構成を示す図である。

以下、図面に基づいて複数の実施形態を説明する。なお、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せることができる。

（第１実施形態）
本実施形態に係る負荷駆動システムは、たとえば車両に搭載された負荷に適用可能である。以下では、車両の自動変速機に適用される例について説明する。

＜自動変速機＞
まず、図１に基づき、自動変速機の概略構成について説明する。図１は、本実施形態に係る負荷駆動システムが適用された自動変速機を示している。図１では、自動変速機をＴ／Ｍ、バルブボディをＶ／Ｂと示している。

図１に示すように、自動変速機１０は、バルブボディ１１と、図示しない変速機構、オイルポンプ、およびパーキングロック機構などを備えている。変速機構は、たとえばクラッチやブレーキ等からなる複数の摩擦要素を有している。変速機構は、各摩擦要素を選択的に係合することで、変速比を段階的に変更可能である。

バルブボディ１１内には、変速機構に供給される作動油の圧力を調節する油圧回路が形成されている。バルブボディ１１は、オイルポンプから圧送された作動油を調圧して摩擦要素に供給する複数のソレノイドバルブ１２を有している。図１では、便宜上、ソレノイドバルブ１２をひとつのみ図示している。ソレノイドバルブ１２は、ソレノイド１３を有している。ソレノイド１３は、コイルと称されることがある。ソレノイド１３への通電を制御することで、作動油が調節される。

＜負荷駆動システム＞
次に、図１、図２、および図３に基づき、負荷駆動システムの概略構成について説明する。図２は、負荷駆動システムを示す図である。図２では、便宜上、監視用のマイコンの図示を省略している。また、ソレノイド１３の通電経路を簡素化している。図２では、バルブボディ１１が、ソレノイド１３１～１３ｎを含むｎ個（ｎ≧３）のソレノイド１３を有する例を示している。図３は、駆動装置の駆動回路を示す図である。図３では、便宜上、ソレノイド駆動回路および電流検出回路のうち、ひとつのソレノイド１３に対応するソレノイド駆動回路および電流検出回路のみを図示している。

図１および図２では、マイコンをＭＣ、駆動回路をＤＣと示している。図２および図３では、ＰＷＭ出力回路をＰＷＭ、ソレノイド駆動回路ＳＯＬＤ、電流検出回路をＣＤ、遮断回路をＰＳＣと示している。図２では、ＣＡＮコントローラをＣＴＲ、ＣＡＮトランシーバをＴＲＣと示している。また、センサ検出回路をＳＥＮＤ、油圧センサをＯＰＳ、回転センサをＲＳ、油温センサをＯＴＳと示している。図３では、Ａ／Ｄ変換器をＡＤＣと示している。

図１および図２に示すように、負荷駆動システム１４は、通信バス２０と、制御装置３０と、駆動装置４０を、少なくとも備えている。負荷駆動システム１４は、負荷の駆動を制御する。制御対象である負荷は、ソレノイド１３、ひいてはバルブボディ１１を含む自動変速機１０である。負荷駆動システム１４のうち、駆動装置４０は、バルブボディ１１上に配置されている。つまり、駆動装置４０は、自動変速機１０と機電一体構造をなしている。制御装置３０は、自動変速機１０とは機械的に分離されている。

制御装置３０および駆動装置４０は、共通の通信バス２０に接続されている。通信バス２０には、制御装置３０および駆動装置４０とは別の図示しない装置が接続されてもよい。本実施形態において、制御装置３０および駆動装置４０は、ＣＡＮプロトコルに準拠した車載ネットワークの通信バス２０を介して、相互に通信可能に構成されている。通信バスは、ＣＡＮバスと称されることがある。ＣＡＮは、Controller Area Networkの略称である。ＣＡＮは、登録商標である。

本実施形態の負荷駆動システム１４において、制御装置３０および駆動装置４０が送信するメッセージは、メッセージの重要度や種別などに応じて、予め優先順位が定められている。そして、各メッセージの送信に際しては、まず、各メッセージの優先順位を示す優先順位情報（ＩＤコード）が送信される。このとき、複数のメッセージの優先順位情報の送信が競合した場合には、それぞれの優先順位情報の調停が行われ、より高い優先順位を持つ優先順位情報が送信権を獲得するようになっている。

制御装置３０は、マイコン３１と、ＣＡＮトランシーバ３２を備えている。マイコン３１は、ＣＰＵ３３、ＣＡＮコントローラ３４、図示しないＲＯＭ、ＲＡＭ、レジスタなどを備えたマイクロコンピュータである。マイコン３１において、ＣＰＵ３３が、ＲＡＭやレジスタの一時記憶機能を利用しつつ、ＲＯＭに予め記憶された制御プログラムにしたがって各種制御を実行する。ＣＰＵ３３は、制御装置３０外から取得したデータ、たとえばセンサの検出信号を用いて制御を実行する。本実施形態のＣＰＵ３３は、ソレノイド１３、ひいては自動変速機１０の制御を実行する。

マイコン３１のＣＰＵ３３は、所定の演算を実行して目標電流値を設定する。目標電流値は、ソレノイド１３を目標状態にするために、ソレノイド１３に流すべき電流値である。マイコン３１は、自動変速機１０の状態を取得し、ソレノイド１３の出力油圧の必要値である目標油圧を算出する。マイコン３１は、たとえば自動変速機１０の入力側の回転数と出力側の回転数に基づいて、目標油圧を算出する。マイコン３１は、算出した目標油圧に基づいて目標電流値を設定する。目標油圧と目標電流値との関係は、たとえばマップや関数として予め定められている。制御装置３０は、駆動装置４０に対して目標電流値を指示する。

マイコン３１のＣＰＵ３３は、自動変速機１０の状態に基づいて、デューティ比を設定する。マイコン３１は、変速初期におけるオーバーシュートや、電流リプルなどの電流変動を抑制するために、デューティ比を設定する。デューティ比は、後述する駆動スイッチ４１１１のゲートに出力するＰＷＭ信号のデューティ比である。マイコン３１は、たとえば油圧回路の作動油の圧力、作動油の温度、ソレノイド１３に流れる実電流値の少なくともひとつに基づいて、デューティ比を設定する。制御装置３０は、駆動装置４０に対してデューティ比を指示する。制御装置３０は、制御装置３０の電源が投入されている期間においてデューティ比を指示してもよいし、変速初期など、一時的な期間のみにおいてデューティ比を指示してもよい。

マイコン３１のＣＰＵ３３は、自動変速機１０の状態に基づいて、異常が生じているか否かを判定する。マイコン３１は、たとえば作動油の圧力と油圧閾値とを比較し、異常が生じているか否かを判定する。マイコン３１は、たとえば作動油の温度と温度閾値とを比較し、異常が生じているか否かを判定する。異常が生じていると判定すると、制御装置３０は、すべてのソレノイド１３への通電を所定の異常処置状態とするために、駆動装置４０に対して緊急指示を出力する。本実施形態の制御装置３０は、緊急指示として、すべてのソレノイド１３への通電を遮断するために、駆動装置４０に対して緊急遮断指示を出力する。

マイコン３１は、通信バス２０を介したメッセージの送受信のために、ＣＡＮコントローラ３４を内蔵している。ＣＡＮコントローラ３４は、ＣＡＮプロトコルにしたがった通信制御を実行する。ＣＡＮコントローラ３４は、たとえば、送信制御、受信制御、および調停制御を実行する。

ＣＡＮトランシーバ３２は、ＣＡＮコントローラ３４に電気的に接続されるとともに、通信バス２０にも電気的に接続されている。ＣＡＮトランシーバ３２は、通信バス２０とＣＡＮコントローラ３４との間の電気的特性を相互変換することにより、通信バス２０とＣＡＮコントローラ３４との間を双方向へ通信メッセージを伝達可能にしている。たとえば、通信バス２０のバスレベルの信号をＣＡＮコントローラ３４が取り扱い可能なデジタル信号に変換することで、ドミナントとレセシブとを認識できるようにする。つまり、ＣＡＮコントローラ３４は、ＣＡＮトランシーバ３２を介して通信バス２０に接続されることで通信バス２０との間での通信メッセージの送受信が可能になっている。

ＣＡＮコントローラ３４は、メッセージを格納するメッセージボックスを有している。ＣＡＮコントローラ３４は、送信用のメッセージボックス３４１と、受信用のメッセージボックス３４２を有している。ＣＡＮコントローラ３４は、通信インターフェースを介して取得した送信用のメッセージを、メッセージボックス３４１に順次格納する。ＣＡＮコントローラ３４は、格納されたメッセージを、ＩＤコードの優先順位に応じて送信処理する。ＣＡＮコントローラ３４は、メッセージボックス３４１に格納されたメッセージに基づいてフレームを生成し、ＣＡＮトランシーバ３２を介して通信バス２０に送信する。本実施形態において、メッセージを送信するフレームの少なくともひとつは、６４ビットのデータフィールドに複数のソレノイド１３に対する指示を含む。

ＣＡＮコントローラ３４は、ＣＡＮトランシーバ３２を介して通信バス２０からフレームを受信してメッセージ等を抽出し、メッセージボックス３４２に順次格納する。ＣＡＮコントローラ３４は、ＩＤコードの優先順位にしたがって受信したメッセージを送信対象に出力する。ＣＡＮコントローラ３４は、通信バス２０上でフレームが衝突した際の送信権の調停（ビット単位非破壊アービトレーション）を行う。ＣＡＮコントローラ３４は、その他、フレームの送受信に関連して生じるエラーの検出、通知等を行う。ＣＡＮトランシーバ３２およびＣＡＮコントローラ３４が、制御側通信部に相当する。

制御装置３０は、図１に示すようにマイコン３５をさらに備えてもよい。マイコン３５は、マイコン３１が正常に動作しているかを監視する。マイコン３１はメインマイコンと称され、マイコン３５は監視マイコンと称されることがある。マイコン３５は、たとえばマイコン３１にウォッチドック異常、通信異常、演算機能の異常がないか監視する。マイコン３５は、上記した監視機能に加えて、マイコン３１が実行する制御を補助する機能を有してもよい。マイコン３５は、負荷駆動システム１４とは別の制御を実行してもよい。マイコン３５についても、図示しないＣＡＮコントローラを内蔵し、通信バス２０を介してメッセージを送受信可能な構成としてもよい。

本実施形態では、マイコン３１の監視手段がマイコン３５として構成されており、マイコン３１、３５は、それぞれが正常に動作しているか相互に監視する。マイコン３１の監視手段は、マイコン３５に限定されない。マイコン３５に代えて、監視ＩＣを設けてもよい。制御装置３０が、マイコン３５などの監視手段を備えない構成としてもよい。

駆動装置４０は、マイコンを備えていない。駆動装置４０は、駆動回路４１と、遮断回路４２と、センサ検出回路４３と、ＣＡＮトランシーバ４４と、ＣＡＮコントローラ４５を備えている。駆動回路４１は、制御装置３０からの指示にしたがってソレノイド１３を駆動する。図２および図３に示すように、駆動回路４１は、ソレノイド駆動回路４１１と、電流検出回路４１２と、ＰＷＭ出力回路４１３を有している。ＰＷＭは、Pulse Width Modulationの略称である。

ソレノイド駆動回路４１１は、図３に示すように、対応するソレノイド１３に対して直列に接続された駆動スイッチ４１１１を有している。駆動スイッチ４１１１は、ソレノイド１３に対して個別に設けられている。駆動スイッチ４１１１は、対応するソレノイド１３の通電経路上に設けられている。駆動スイッチ４１１１は、ＰＷＭ出力回路４１３から出力されるＰＷＭ信号に応じてオンとオフを繰り返し、ソレノイド１３と電源とを接続又は遮断する。ソレノイド駆動回路４１１は、複数のソレノイド１３への通電を制御するために、複数の駆動スイッチ４１１１を有している。ソレノイド駆動回路４１１が、負荷を個別に駆動する駆動部に相当する。

駆動スイッチ４１１１は、対応するソレノイド１３に対して、電源側およびグランド（ＧＮＤ）側のいずれに設けてもよい。電源側は、ハイサイド側（上流側）と称されることがある。グランド側は、ローサイド側（下流側）と称されることがある。本実施形態の駆動スイッチ４１１１は、ソレノイド１３に対して電源側に設けられている。本実施形態では、駆動スイッチ４１１１としてＭＯＳＦＥＴを採用している。

電流検出回路４１２は、ソレノイド１３に流れる電流、すなわち実電流を検出する。電流検出回路４１２は、抵抗４１２１と、オペアンプ４１２２と、Ａ／Ｄ変換器４１２３を有している。電流検出回路４１２は、ソレノイド１３に対して個別に設けられている。

抵抗４１２１は、対応するソレノイド１３に対して直列に接続されている。本実施形態の抵抗４１２１は、ソレノイド１３に対してグランド側に設けられている。抵抗４１２１の端部のひとつはソレノイド１３の下流側端子に接続されており、端部の他のひとつは接地されている。このように、抵抗４１２１は、両端に生じる電圧が、ソレノイド１３に流れる電流（実電流値）に応じた電圧となるよう設けられている。

オペアンプ４１２２は、抵抗４１２１の両端に印加される電圧を増幅して出力する。オペアンプ４１２２の正極入力端子は、抵抗４１２１の上流側の端子に接続されている。オペアンプ４１２２の負極入力端子は、抵抗４１２１の下流側の端子に接続されている。

Ａ／Ｄ変換器４１２３は、オペアンプ４１２２の出力、すなわち実電流値をＡ／Ｄ変換して出力する。Ａ／Ｄ変換器４１２３の入力端子は、オペアンプ４１２２の出力端子に接続されている。

ＰＷＭ出力回路４１３は、制御装置３０からの指示にしたがってＰＷＭ信号を生成し、駆動スイッチ４１１１のゲートに出力する。ＰＷＭ出力回路４１３は、制御装置３０から送信された単一（ひとつ）の指示メッセージにしたがって、複数の駆動スイッチ４１１１に対するＰＷＭ信号を生成する。ＰＷＭ出力回路４１３は、電流検出回路４１２にて検出される実電流値が、通信バス２０を介して制御装置３０から取得した目標電流値に追従するように、フィードバック制御を実行する回路と、デューティ比を設定する回路を有している。

フィードバック制御回路は、目標電流値と実電流値との偏差（電流偏差）を算出する回路と、デューティ比を算出する回路を有している。デューティ比算出回路は、たとえばＰＩＤ制御を実行するように構成されている。この場合、デューティ比算出回路は、偏差に比例したデューティ比を算出する回路と、偏差の積分値に比例したデューティ比を算出する回路と、偏差の微分値に比例したデューティ比を算出する回路と、デューティ比の和を算出する回路を有している。

デューティ比設定回路は、ＰＷＭ信号のデューティ比を設定する。デューティ比設定回路は、たとえばレジスタを備えている。デューティ比算出回路は、算出したデューティ比をレジスタにセットする。ＰＷＭ出力回路４１３は、通信バス２０を介して制御装置３０からデューティ比の指示を取得すると、取得したデューティ比を、レジスタにセットする。デューティ比設定回路は、レジスタにセットされたデューティ比のＰＷＭ信号を所定の駆動周波数で生成し、駆動スイッチ４１１１のゲートに出力する。

遮断回路４２は、給電スイッチ１５のオンオフを制御する。図２および図３に示すように、給電スイッチ１５は、ソレノイド１３の通電経路に設けられている。複数のソレノイド１３に対して、単一（共通）の給電スイッチ１５が設けられている。給電スイッチ１５は、すべてのソレノイド１３に対する通電を制御する。給電スイッチ１５のオンにより、各ソレノイド１３に対して電流の供給が可能となる。給電スイッチ１５のオフにより、各ソレノイド１３に対する電流の供給が遮断される。

給電スイッチ１５は、ソレノイド１３に対して、電源側およびグランド側のいずれに設けてもよい。本実施形態の給電スイッチ１５は、電源側に配置されている。給電スイッチ１５は、各ソレノイド１３の接続点よりも電源側（上流側）に設けられている。

遮断回路４２は、ＩＧ（イグニッション）信号にしたがって、給電スイッチ１５を駆動する。車両のＩＧスイッチがオンされてＩＧオン信号が入力されると、遮断回路４２は給電スイッチ１５をオンさせる。ＩＧスイッチがオフされてＩＧオフ信号が入力されると、遮断回路４２は給電スイッチ１５をオフさせる。本実施形態の遮断回路４２は、ＩＧオン信号が入力されている期間において制御装置３０から緊急指示が入力されると、給電スイッチ１５をオフさせる。

センサ検出回路４３は、センサ１６の信号を検出する。センサ検出回路４３は、センサ１６からの入力信号に対して所定処理、たとえば波形検出、Ａ／Ｄ変換などを行う。センサ１６は、負荷の状態、すなわちバルブボディ１１を含む自動変速機１０の状態を検出する。本実施形態のセンサ１６は、油圧センサ１６１と、回転センサ１６２と、油温センサ１６３を有している。油圧センサ１６１は、油圧回路における作動油の圧力を検出する。回転センサ１６２は、自動変速機１０の回転数を検出する。回転センサ１６２は、たとえば自動変速機１０の入力側の回転数を検出するセンサと、出力側の回転数を検出するセンサを含む。油温センサ１６３は、油圧回路における作動油の温度を検出する。

ＣＡＮトランシーバ４４は、ＣＡＮコントローラ４５に電気的に接続されるとともに、通信バス２０にも電気的に接続されている。ＣＡＮトランシーバ４４は、通信バス２０とＣＡＮコントローラ４５との間の電気的特性を相互変換することにより、通信バス２０とＣＡＮコントローラ４５との間を双方向へ通信メッセージを伝達可能にしている。ＣＡＮコントローラ４５は、ＣＡＮトランシーバ４４を介して通信バス２０に接続されることで通信バス２０との間での通信メッセージの送受信が可能になっている。

ＣＡＮコントローラ４５は、メッセージを格納するメッセージボックスを有している。ＣＡＮコントローラ４５は、送信用のメッセージボックス４５１と、受信用のメッセージボックス４５２を有している。ＣＡＮコントローラ４５は、通信インターフェースを介して取得した送信用のメッセージを、メッセージボックス４５１に順次格納する。ＣＡＮコントローラ４５は、格納されたメッセージを、ＩＤコードの優先順位に応じて送信処理する。ＣＡＮコントローラ４５は、メッセージボックス４５１に格納されたメッセージに基づいてフレームを生成し、ＣＡＮトランシーバ４４を介して通信バス２０に送信する。

ＣＡＮコントローラ４５は、ＣＡＮトランシーバ４４を介して通信バス２０からフレームを受信してメッセージ等を抽出し、メッセージボックス４５２に順次格納する。ＣＡＮコントローラ４５は、ＩＤコードの優先順位にしたがって受信したメッセージを送信対象に出力する。ＣＡＮコントローラ４５は、通信バス２０上でフレームが衝突した際の送信権の調停を行う。ＣＡＮコントローラ４５は、その他、フレームの送受信に関連して生じるエラーの検出、通知等を行う。ＣＡＮトランシーバ４４およびＣＡＮコントローラ４５が、駆動側通信部に相当する。

駆動装置４０は、たとえばＣＡＮコントローラ４５と、駆動回路４１、遮断回路４２、およびセンサ検出回路４３との間で通信、たとえばＳＰＩ通信が可能に構成されている。ＳＰＩは、Serial Peripheral Interfaceの略称である。

負荷駆動システム１４は、上記した給電スイッチ１５およびセンサ１６の少なくとも一方を、さらに備えてもよい。たとえば、負荷駆動システム１４が、給電スイッチ１５とセンサ１６の両方を備えてもよい。負荷駆動システム１４が給電スイッチ１５およびセンサ１６を備えず、給電スイッチ１５およびセンサ１６が負荷駆動システム１４の外に配置された構成としてもよい。

＜負荷駆動システムの動作＞
次に、図４～図９に基づき、負荷駆動システム１４の動作について説明する。図４は、負荷駆動システム１４において、時間の経過とともに送信される各種メッセージの関係を示したタイミングチャートである。図５は、制御装置３０が実行するリファレンスメッセージの送信処理を示すフローチャートである。図６は、制御装置３０および駆動装置４０が実行する第１定期メッセージの送信処理を示すフローチャートである。図７は、制御装置３０が実行する第２定期メッセージの送信処理を示すフローチャートである。図８は、制御装置３０が、所定の事象の発生に応じて実行する処理を示すフローチャートである。図９は、制御装置３０および駆動装置４０が実行するメッセージの送受信処理を示すフローチャートである。図５～図９では、メッセージボックスをＭＢと示している。

先ず、図４および図５に基づき、制御装置３０が実行するリファレンスメッセージの送信処理について説明する。

先ず、制御装置３０のＣＡＮコントローラ３４は、リファレンスメッセージを、ＣＡＮトランシーバ３２を介して通信バス２０に送信する（ステップＳ１０）。リファレンスメッセージは、第１定期メッセージよりもＩＤコードの優先順位が高い。リファレンスメッセージは、後述する第１定期メッセージの送信のトリガとなる。

次いで、マイコン３１は、内蔵タイマにより、実質的にリファレンスメッセージの送信が開始された時点からの経過時間のカウントを開始する（ステップＳ１１）。

次いで、マイコン３１は、経過時間が一定時間Ｔ１に到達したか否かを判定する（ステップＳ１２）。この一定時間Ｔ１は、図４に示す第１周期Ｔ１に相当する。第１周期Ｔ１は、たとえば８ｍｓである。

ステップＳ１２において一定時間Ｔ１に到達したと判定すると、ＣＡＮコントローラ３４は、メッセージボックス３４１をキャンセルする（ステップＳ１３）。すなわち、メッセージボックス３４１内のメッセージをクリアする。

次いで、マイコン３１は、ステップＳ１１にて開始した経過時間のカウントをクリアし（ステップＳ１４）、一連の処理を終了する。制御装置３０は、電源が投入されている期間において上記処理を繰り返し実行する。

図４に示すように、制御装置３０は、第１周期Ｔ１ごとに、リファレンスメッセージを送信する。第１周期Ｔ１は、負荷駆動システム１４において、定期的に送信が必要なメッセージのすべてを送信可能な長さに設定されている。具体的には、制御装置３０および駆動装置４０がすべての第１定期メッセージを１回ずつ送信でき、且つ、制御装置３０が第２定期メッセージを所定回数送信できる長さに設定されている。なお、所定回数は、Ｔ１／Ｔ２で決まる。

次に、図６に基づき、リファレンスメッセージを受信した装置が行う処理について説明する。本実施形態では、制御装置３０および駆動装置４０が、図６に示す処理を実行する。

先ず、ＣＡＮコントローラ３４、４５は、対応するＣＡＮトランシーバ３２、４４を介して、通信バス２０からリファレンスメッセージを受信する（ステップＳ２０）。

次いで、ＣＡＮコントローラ３４、４５は、新たな定期データメッセージの送信に備えて、送信用のメッセージボックス３４１、４５１をキャンセルする（ステップＳ２１）。

次いで、ＣＡＮコントローラ３４、４５は、リファレンスメッセージに応じて送信する第１定期メッセージをメッセージボックス３４１、４５１に格納する（ステップＳ２２）。ＣＡＮコントローラ３４は、第１定期メッセージとして、ＣＰＵ３３が算出した目標電流値のメッセージをメッセージボックス３４１に格納する。この目標電流値のメッセージが、第１指示メッセージに相当する。

ＣＡＮコントローラ４５は、第１定期メッセージとして、実電流値のメッセージをメッセージボックス４５１に格納する。ＣＡＮコントローラ４５は、第１定期メッセージとして、センサ検出回路４３から取得した検出値のメッセージを、メッセージボックス４５１に格納する。

これら第１定期メッセージは、リファレンスメッセージよりもＩＤコードの優先順位が低い。本実施形態において、制御装置３０が送信する第１定期メッセージのほうが、駆動装置４０が送信する第１定期メッセージよりも、ＩＤコードの優先順位が高い。

制御装置３０および駆動装置４０は、リファレンスメッセージの受信ごとに、上記処理を実行する。

次に、図７に基づき、制御装置３０が、リファレンスメッセージとは無関係に、定期的に行う処理について説明する。

先ず、制御装置３０のＣＡＮコントローラ３４は、第２定期メッセージとして、ＣＰＵ３３が算出したデューティ比のメッセージを、メッセージボックス３４１に格納する（ステップＳ３０）。第２定期メッセージが、第２指示メッセージに相当する。

次いで、マイコン３１は、第２定期メッセージをメッセージボックス３４１にセットした時点からの経過時間のカウントを開始する（ステップＳ３１）。

次いで、マイコン３１は、経過時間が一定時間Ｔ２に到達したか否かを判定する（ステップＳ３２）。この一定時間Ｔ２は、図４に示す第２周期Ｔ２に相当する。第２周期Ｔ２は、第１周期Ｔ１よりも短い。第２周期Ｔ２は、たとえば２ｍｓである。よって、第１周期Ｔ１は、第２周期Ｔ２の４倍である。

ステップＳ３２において一定時間Ｔ２に到達したと判定すると、マイコン３１は、ステップＳ３１にて開始した経過時間のカウントをクリアし（ステップＳ３３）、一連の処理を終了する。制御装置３０は、電源が投入されている期間において上記処理を繰り返し実行する。

図４に示すように、制御装置３０は、第２周期Ｔ２ごとに、第２定期メッセージを送信する。第２定期メッセージは、リファレンスメッセージおよび第１定期メッセージよりも、ＩＤコードの優先順位が高い。送信周期の短い第２定期メッセージを、送信周期の長い第１定期メッセージに優先して送信することができる。

次に、図８に基づき、制御装置３０が、所定の事象の発生に応じて実行する処理を示すフローチャートである。

まず、制御装置３０のマイコン３１は、所定の事象に該当するイベントが発生したか否かを判定する（ステップＳ４０）。マイコン３１は、上記したように、自動変速機１０の状態に基づいて、異常が生じているか否かを判定する。マイコン３１は、駆動装置４０が送信した第１定期メッセージに基づいて、自動変速機１０に異常が生じているか否かを判定する。駆動装置４０が送信する第１定期メッセージは、自動変速機１０の状態を示すメッセージであり、状態メッセージに相当する。マイコン３１が実行するステップＳ４０の処理が、判定部に相当する。

ステップＳ４０においてイベントが発生したと判定すると、ＣＡＮコントローラ３４は、イベントに応じて送信すべき非定期メッセージを、メッセージボックス３４１に格納し（ステップＳ４１）、一連の処理を終了する。制御装置３０は、電源が投入されている期間において上記処理を繰り返し実行する。

非定期メッセージは、すべてのソレノイド１３への通電を所定の異常処置状態にするための緊急指示メッセージである。非定期メッセージが、異常処理メッセージに相当する。非定期メッセージは、リファレンスメッセージ、第１定期メッセージ、および第２定期メッセージよりも、ＩＤコードの優先順位が高い。これにより、イベントが発生した際には、非定期メッセージを、他のメッセージの送信に優先して送信することができる。非定期メッセージは、事象的送信メッセージと称されることがある。

非定期メッセージが、すべてのソレノイド１３への通電を異常処置状態にするために、給電スイッチ１５をオフするメッセージの例を示したが、これに限定されない。非定期メッセージは、すべてのソレノイド１３への通電を異常処置状態にするために、すべての駆動スイッチ４１１１をオフするメッセージでもよい。非定期メッセージは、すべてのソレノイド１３への通電を異常処置状態にするために、所定の変速段（たとえば３速）に固定する通電パターンの指示メッセージでもよい。

次に、図９に基づき、制御装置３０および駆動装置４０が実行するメッセージの送受信処理について説明する。

先ず、ＣＡＮコントローラ３４、４５は、対応する送信用のメッセージボックス３４１、４５１に格納されたメッセージが有るか否かを判定する（ステップＳ５０）。

ステップＳ５０においてメッセージ有りと判定すると、次いでＣＡＮコントローラ３４、４５は、格納されたメッセージに対応付けられたＩＤコード、すなわち、優先順位情報を通信バス２０に送信する（ステップＳ５１）。

次いで、ＣＡＮコントローラ３４、４５は、送信したＩＤコードが、調停勝ちしたか否かを判定する（ステップＳ５２）。

ステップＳ５２において調停勝ちと判定すると、次いでＣＡＮコントローラ３４、４５は、調停勝ちしたメッセージの送信を行う（ステップＳ５３）。メッセージの送信が完了する（ステップＳ５４）と、ＣＡＮコントローラ３４、４５は、所定時間、たとえば３ビット分の時間だけ待機し（ステップＳ５５）、一連の処理を終了する。

一方、ステップＳ５０においてメッセージなしと判定した場合、または、ステップＳ５２において調停負けと判定した場合、ＣＡＮコントローラ３４、４５は、メッセージの受信待ちを行う（ステップＳ５６）。メッセージの受信が完了する（ステップＳ５７）と、ステップＳ５５の処理を実行した後に、一連の処理を終了する。

制御装置３０および駆動装置４０は、電源が投入されている期間において上記処理を繰り返し実行する。制御装置３０および駆動装置４０は、図９に示す処理により、ＣＡＮプロトコルに従った、送信、受信、および調停制御を実行することができる。

＜第１実施形態のまとめ＞
本実施形態の負荷駆動システム１４において、制御装置３０は、ソレノイド１３の駆動状態を指示する２種類の指示メッセージを、送信周期を異ならせて通信バス２０に送信する。

制御装置３０は、第１周期Ｔ１（８ｍｓ）で、目標電流値を指示する第１定期メッセージを送信する。駆動装置４０は、受信した第１定期メッセージの目標電流値にしたがってソレノイド１３を駆動する。駆動装置４０は、実電流値が目標電流値に追従するようにデューティ比を設定し、ＰＷＭ信号を出力する。

制御装置３０は、第２周期Ｔ２（２ｍｓ）で、デューティ比を指示する第２定期メッセージを送信する。駆動装置４０は、受信した第２定期メッセージのデューティ比にしたがってソレノイド１３を駆動する。制御装置３０は、第１周期Ｔ１よりも短い周期でデューティ比を指示する。マイコン３１を備える制御装置３０は、ソレノイド１３の駆動の設定を、自動変速機１０の状態に応じて細かく変更（微修正）する。これにより、目標電流値に基づく駆動によってオーバーシュートや電流リプルなどの電流変動が生じたとしても、この電流変動を抑制することができる。

一定周期でメッセージを送信する構成では、すべての指示内容を反映させるために、もっとも早い送信周期にあわせてすべての指示メッセージを送信しなければならない。この場合、通信量が増大する。また、送信周期の早いメッセージが増加するため、ノイズが増大する。これに対し、本実施形態の制御装置３０は、もっとも早い送信周期にあわせてすべての指示メッセージを送信するのではなく、指示メッセージのそれぞれを制御に必要なタイミングで送信する。したがって、制御装置３０と駆動装置４０との間における通信量を低減することができる。

特に本実施形態の負荷駆動システム１４は、自動変速機１０において複数のソレノイド１３の駆動を制御する。複数の負荷の駆動を制御するため、制御装置３０と駆動装置４０との間の通信量が多い。しかしながら、指示メッセージのそれぞれを制御に必要なタイミングで送信するため、通信量を低減することができる。

通信方式は、制御装置３０が、送信周期の異なる２種類の指示メッセージを、通信バス２０を介して駆動装置４０へ送信できる範囲において特に限定されない。たとえば、ＴＴＣＡＮやＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）などのタイムトリガ方式を採用することもできる。また、イーサネット（登録商標）を採用してもよい。本実施形態では、ＣＡＮプロトコルに準拠した車載ネットワークの通信バス２０を介して、制御装置３０と駆動装置４０とがメッセージを送受信可能に構成されている。

本実施形態では、駆動回路４１のＰＷＭ出力回路４１３が、制御装置３０から送信された単一（ひとつ）のメッセージの指示にしたがって複数のソレノイド駆動回路４１１（駆動スイッチ４１１１）のＰＷＭ信号を生成する。ＰＷＭ出力回路４１３は、単一の指示メッセージ（フレーム）のデータを、マイコンを用いずに、複数の駆動指示に変換する。ひとつの指示メッセージによって複数のソレノイド１３を駆動させることができるため、通信量を低減することができる。なお、制御装置３０が送信するひとつのメッセージに、すべてのソレノイド１３に対する駆動指示を含めてもよい。すべてのソレノイド１３に対する駆動指示を、ソレノイド１３の数よりも少ないメッセージに分けてもよい。

本実施形態では、制御装置３０のマイコン３１は、駆動装置４０から取得した自動変速機１０の状態に基づいて、自動変速機１０に異常が生じているか否かを判定する。異常が生じていると判定した場合、制御装置３０のＣＡＮコントローラ３４は、異常に対応した処理を指示する非定期メッセージを、通信バス２０を介して駆動装置４０に送信する。非定期メッセージが、異常処理メッセージに相当する。

非定期メッセージは、指示メッセージである第１定期メッセージおよび第２定期メッセージよりも、ＩＤコードの優先順位が高い。これにより、非定期メッセージを、定期メッセージの送信周期、すなわち定められたタイミングで送信せずに、異常（イベント）発生のタイミングに応じて送信することができる。

特に本実施形態では、非定期メッセージとして、すべてのソレノイド１３への通電を所定の異常処置状態にするための緊急指示メッセージを送信する。駆動装置４０は、受信した非定期メッセージにしたがって、給電スイッチ１５のオフなどの異常処理を実行する。駆動装置４０は、マイコン（ＣＰＵ）の演算を実行しない。演算処理にかかる時間を排除できる分、駆動装置４０は、異常処置をスピーディに実行することができる。

制御装置３０と、自動変速機１０の状態を制御装置３０へ送信する対象とを、通信線、いわゆるジカ線によって直接的に接続した構成としてもよい。たとえば、制御装置３０とセンサ１６とを、ジカ線によって直接的に接続してもよい。制御装置３０と駆動装置４０とを、ジカ線によって直接的に接続してもよい。このような構成では、自動変速機１０の状態を示す信号が、ジカ線を通じて制御装置３０に送信される。

本実施形態では、駆動装置４０のＣＡＮコントローラ４５が、自動変速機１０の状態を示す第１定期メッセージを、通信バス２０（ＣＡＮバス）を介して制御装置３０に送信する。これにより、ジカ線を用いる構成に較べて対ノイズ性を向上し、通信の信頼性を高めることができる。また、双方向の通信が可能となることで、自動変速機１０の状態を取得するためのジカ線を排除することができる。よって、通信線（配線）の数を減らすことができる。

負荷駆動システム１４を構成する制御装置３０および駆動装置４０の配置は、特に限定されない。本実施形態では、駆動装置４０を、自動変速機１０を構成するバルブボディ１１上に配置している。すなわち、駆動装置４０は、自動変速機１０とともに機電一体装置をなしている。一方、制御装置３０は、自動変速機１０とは機械的に分離されている。このように、マイコン３１を備える制御装置３０を、自動変速機１０（負荷）の熱や振動から遠ざけている。これにより、制御装置３０に対して熱対策や振動対策にかかるコストを低減することができる。また、駆動装置４０は、マイコンを備えておらず、演算による様々な誤動作することがない。よって、駆動装置４０は、演算監視回路を不要にできる。これにより、熱対策や振動対策にかかるコストを低減することができる。

（第２実施形態）
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例であり、先行実施形態の記載を援用できる。先行実施形態では、メッセージボックスにメッセージが順次格納された。これに代えて、ＩＤコードに応じてメッセージボックスを個別に設けてもよい。

図１０は、本実施形態の負荷駆動システム１４において、駆動装置４０の概略構成を示している。図１０では、駆動回路４１の要素を一部省略している。図示を省略するが、本実施形態では、自動変速機１０が３つのソレノイド１３を有している。よって、図１０に示すように、ソレノイド駆動回路４１１が、３つの駆動スイッチ４１１１を有している。図１０では、各駆動スイッチ４１１１を、Ｄｒ１、Ｄｒ２、Ｄｒ３と示している。また、センサ検出回路４３において、各センサ１６の検出部をセンサ１、センサ２、センサ３と示している。

図１０に示すように、駆動装置４０のＣＡＮコントローラ４５は、ＩＤコード（優先順位情報）に応じたメッセージボックス４５１、４５２を有している。送信用のメッセージボックス４５１は、ＩＤコードごとに分けられている。このため、メッセージボックス４５１ごとに、送信する情報が定まっている。ＣＡＮコントローラ４５は、たとえばセンサ検出回路４３から送信されるデータを、該データに対応するＩＤのメッセージボックス４５１に格納する。

図１０の例において、ＣＡＮコントローラ４５は、センサ１の出力を、ＩＤ４のメッセージボックス４５１に格納する。センサ２、センサ３の出力はデータが結合される。ＣＡＮコントローラ４５は、結合データを、ＩＤ５のメッセージボックス４５１に格納する。ＣＡＮコントローラ４５は、ＩＤ４、ＩＤ５の優先順位にしたがって送信処理を実行する。このように、センサ２、３のデータは、単一のメッセージ（フレーム）として制御装置３０へ送信される。

受信用のメッセージボックス４５２は、ＩＤコードごとに分けられている。このため、メッセージボックス４５２ごとに、受信する情報が定まっている。ＣＡＮコントローラ４５は、たとえばセンサ検出回路４３から送信されるデータを、該データに対応するＩＤのメッセージボックス４５１に格納する。

図１０の例において、ＩＤ１のメッセージボックス４５２には、ソレノイド駆動回路４１１の駆動スイッチ４１１１のうち、Ｄｒ１、Ｄｒ２の駆動を指示するデータが格納される。ＣＡＮコントローラ４５は、ＩＤ１のメッセージボックス４５１に格納されたデータを、Ｄｒ１、Ｄｒ２に対して出力する。ＩＤ１のデータは、データ分割された後、図示しないＰＷＭ出力回路４１３に入力される。これにより、ＰＷＭ出力回路４１３は、Ｄｒ１、Ｄｒ２それぞれに対応するＰＷＭ信号を生成し、Ｄｒ１、Ｄｒ２のゲートに出力する。このように、単一のメッセージ（フレーム）のデータを、マイコンを用いずに、複数のＤｒ１、Ｄｒ２に対する駆動指示に変換する。

ＩＤ２のメッセージボックス４５２には、ソレノイド駆動回路４１１の駆動スイッチ４１１１のうち、Ｄｒ３の駆動を指示するデータが格納される。ＣＡＮコントローラ４５は、ＩＤ２のメッセージボックス４５１に格納されたデータを、Ｄｒ３に対して出力する。ＰＷＭ出力回路４１３は、ＩＤ２のデータに基づいてＤｒ３に対応するＰＷＭ信号を生成し、Ｄｒ３のゲートに出力する。

ＩＤ３のメッセージボックス４５２には、非定期メッセージが格納される。非定期メッセージのデータが、たとえば給電スイッチ１５のオフを指示するデータの場合、ＣＡＮコントローラ４５は、ＩＤ３のメッセージボックス４５１に格納された緊急指示データを、遮断回路４２に対して出力する。これにより、遮断回路４２は、給電スイッチ１５をオフする。上記以外の構成については、先行実施形態に記載の構成と同様である。

＜第２実施形態のまとめ＞
本実施形態によれば、駆動装置４０のＣＡＮコントローラ４５が、ＩＤコードに応じたメッセージボックス４５１、４５２を備えており、メッセージボックス４５１、４５２に応じた入出力処理を実行する。これにより、誤ったメッセージ（データ）の上書きを防止することができる。また、駆動装置４０において、ＩＤコードの異なる複数の処理を並列で実行することもできる。

さらに、制御グループごとに独立したメッセージボックス４５１、４５２を採用することで、故障時に他の制御系に影響を与えるのを抑制することができる。たとえば、ソレノイド１３ごとに制御グループが設定される。マイコン３１が実行する処理に応じて制御グループが設定される。

なお、制御装置３０についても、ＣＡＮコントローラ３４のメッセージボックス３４１、３４２を、ＩＤコード応じて分けてもよい。

データの分割、結合については、上記した例に特に限定されない。メッセージボックス４５１、４５２の数も上記した例に特に限定されない。ＩＤコードに応じた数を備えればよい。

（他の実施形態）
この明細書および図面等における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。たとえば、開示は、実施形態において示された部品および／または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および／または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および／または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものと解されるべきである。

明細書および図面等における開示は、請求の範囲の記載によって限定されない。明細書および図面等における開示は、請求の範囲に記載された技術的思想を包含し、さらに請求の範囲に記載された技術的思想より多様で広範な技術的思想に及んでいる。よって、請求の範囲の記載に拘束されることなく、明細書および図面等の開示から、多様な技術的思想を抽出することができる。

駆動装置４０において、遮断回路４２が駆動回路４１とは別に設けられる構成を示したが、これに限定されない。遮断回路４２を、駆動回路４１の一部として構成してもよい。

たとえば、遮断回路４２および給電スイッチ１５を備えない構成としてもよい。

負荷であるソレノイド１３の数は特に限定されない。負荷は、自動変速機１０（ソレノイド１３）に限定されない。負荷は、車両に搭載されるものに限定されない。上記した負荷駆動システム１４は、複数のアクチュエータの駆動状態を制御するのに好適である。

１０…自動変速機、１１…バルブボディ、１２…ソレノイドバルブ、１３…ソレノイド、１４…負荷駆動システム、１５…給電スイッチ、１６…センサ、１６１…油圧センサ、１６２…回転センサ、１６３…油温センサ、２０…通信バス、３０…制御装置、３１、３５…マイコン、３２…ＣＡＮトランシーバ、３３…ＣＰＵ、３４…ＣＡＮコントローラ、３４１、３４２…メッセージボックス、４０…駆動装置、４１…駆動回路、４１１…ソレノイド駆動回路、４１１…駆動スイッチ、４１２…電流検出回路、４１２１…抵抗、４１２２…オペアンプ、４１２３…Ａ／Ｄ変換器、４１３…ＰＷＭ出力回路、４２…遮断回路、４３…センサ検出回路、４４…ＣＡＮトランシーバ、４５…ＣＡＮコントローラ、４５１、４５２…メッセージボックス

Claims (7)

1. 通信バス（２０）と、
   負荷（１０）の駆動状態を指示する指示メッセージを、前記通信バスを介して送信する制御側通信部（３２、３４）を有し、前記制御側通信部が、前記指示メッセージとして、第１周期で第１指示メッセージを送信するとともに前記第１周期とは異なる第２周期で第２指示メッセージを送信する制御装置（３０）と、
   前記通信バスを介して前記指示メッセージを受信する駆動側通信部（４４、４５）と、受信した前記指示メッセージにしたがって前記負荷を駆動する駆動回路（４１）と、を有する駆動装置（４０）と、
   を備える負荷駆動システム。
2. 前記駆動装置は、複数の前記負荷を個別に駆動するための複数の駆動部（４１１）を有し、
   複数の前記駆動部は、前記制御装置から送信された単一の前記指示メッセージの指示にしたがって動作する請求項１に記載の負荷駆動システム。
3. 前記制御装置は、外部から取得した前記負荷の状態に基づいて、前記負荷に異常が生じているか否かを判定する判定部（Ｓ４０）を有し、
   前記制御側通信部は、予め対応付けられた優先順位に応じて前記指示メッセージを送信し、
   前記判定部により異常が生じていると判定されると、前記制御側通信部は、前記指示メッセージよりも前記優先順位が高い異常処理メッセージを、前記通信バスを介して前記駆動装置に送信する請求項１または請求項２に記載の負荷駆動システム。
4. 前記駆動側通信部が前記異常処理メッセージを受信すると、前記駆動装置は、前記異常処理メッセージにしたがって前記負荷への通電を異常処置状態にする請求項３に記載の負荷駆動システム。
5. 前記駆動側通信部は、前記負荷の状態を示す状態メッセージを、前記通信バスを介して前記制御装置に送信し、
   前記制御側通信部は、前記通信バスを介して前記状態メッセージを受信する請求項１～４いずれか１項に記載の負荷駆動システム。
6. 前記駆動側通信部は、予め対応付けられた優先順位に応じて分けられたメッセージボックス（４５１、４５２）を有している請求項１～５いずれか１項に記載の負荷駆動システム。
7. 前記駆動装置は、前記負荷とともに機電一体装置をなし、
   前記制御装置は、前記機電一体装置とは分離されている請求項１～６いずれか１項に記載の負荷駆動システム。

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