JP2005295679A - Motor driving apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータに電力を供給する電源線に該モータに備えられたセンサ部の入力及び出力に関連する信号を前記電源線を介して双方向に送受信する送信回路及び受信回路を有するモータ駆動装置に関する。 The present invention provides a motor drive having a transmission circuit and a reception circuit for bidirectionally transmitting / receiving signals related to the input and output of a sensor unit provided in the motor to a power supply line for supplying power to the motor. Relates to the device.
車両に搭載されるモータにはブラシレス直流電動機が用いられている。ブラシレス直流電動機は、車両に搭載された電池から供給される直流を三相交流に変換するモータ駆動回路に、三相の電源線を介して接続されている。モータ駆動回路には、モータを駆動する駆動電圧のパルス幅の長短を制御してモータの出力を制御するPWMインバータの駆動回路がある。 A brushless DC motor is used for a motor mounted on a vehicle. The brushless DC motor is connected via a three-phase power line to a motor drive circuit that converts a DC supplied from a battery mounted on a vehicle into a three-phase AC. The motor drive circuit includes a PWM inverter drive circuit that controls the output of the motor by controlling the length of the pulse width of the drive voltage for driving the motor.
モータ駆動装置に備えられた送信回路は該電動機内部に備えられたレゾルバ又はホール素子などにより電動機の回転子の回転角度に関連する信号を電源線を介して受信回路へ送信し、モータ駆動装置に備えられた受信回路は送信された信号を受信し、受信した信号をモータ駆動回路へ出力する。ブラシレス直流電動機の駆動は、前記信号に基づいてモータ駆動回路から供給される矩形波形の駆動電圧のパルス幅を制御することにより行われる。 The transmission circuit provided in the motor drive device transmits a signal related to the rotation angle of the rotor of the motor to the reception circuit via the power line by a resolver or a hall element provided in the motor, and the motor drive device The provided receiving circuit receives the transmitted signal and outputs the received signal to the motor driving circuit. The brushless DC motor is driven by controlling the pulse width of the rectangular waveform driving voltage supplied from the motor driving circuit based on the signal.
また、温度センサが検出した電動機内部の異常温度に関連する信号をモータ駆動回路へ送信して電動機を停止させる。 Further, a signal related to the abnormal temperature inside the electric motor detected by the temperature sensor is transmitted to the motor drive circuit to stop the electric motor.
信号をモータ駆動回路へ送信するためには、電源線とは別に、前記信号をモータ駆動回路へ送信するための信号線が必要となるが、電源線に加えて信号線をモータとモータ駆動回路との間に設けた場合は、ハーネスが増加し車両の軽量化が図れない。そこで、信号を、信号線を使用せず前記電源線を介して送信している(特許文献1参照)。
しかしながら、特許文献1の構成にあっては、モータに備えられたセンサが正常に動作をするか否かを診断する診断テストを行なう場合、又は仮にセンサの異常が検出された場合において、バックアップ用のセンサに切り換えるときに、センサを制御するための信号を、モータ駆動回路からセンサを有するセンサ部へ送信するためには、電源線とは、別に信号線が必要であった。また、電源線を介してモータを駆動する駆動電圧は、立上がり及び立下がりが急峻な矩形波形であるため、前記駆動電圧の立上がり時及び立下がり時に、前記電源線を介して送信される信号の電圧レベルよりも大きなノイズが発生する場合がある。このため、前記信号を前記電源線を介して送信する場合に、前記信号にノイズが重畳し、前記受信回路は、送信された信号をノイズと分離して受信することができない虞があった。
However, in the configuration of
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、モータに備えられたセンサの出力及び該センサの動作を制御するセンサ部の入力に関連する信号を電源線を介して双方向に送受信することができるモータ駆動装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and bidirectionally transmits and receives signals related to the output of the sensor provided in the motor and the input of the sensor unit that controls the operation of the sensor via the power supply line. It is an object of the present invention to provide a motor drive device that can be used.
また、本発明の他の目的は、双方向に送受信する信号夫々を、異なる電源線を介して送受信することにより、信号を双方向に送信することができるモータ駆動装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a motor drive device capable of transmitting signals bidirectionally by transmitting and receiving signals transmitted and received in both directions via different power supply lines.
また、本発明の他の目的は、双方向に送受信する信号夫々を、異なる周波数を有する搬送波に搬送して送信することにより、信号を双方向に送信することができるモータ駆動装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a motor drive device capable of transmitting signals in both directions by conveying the signals transmitted and received in both directions to carrier waves having different frequencies and transmitting them. It is in.
また、本発明の他の目的は、双方向に送受信する信号夫々を、時分割送信することにより、信号を双方向に送信することができるモータ駆動装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a motor driving device capable of transmitting signals bidirectionally by transmitting each signal transmitted and received bidirectionally in a time-sharing manner.
また、本発明の他の目的は、受信した信号の誤りの有無を判定する判定部を備えることにより、信号と該信号の受信結果とを双方向に送信することができるモータ駆動装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a motor drive apparatus that can transmit a signal and a reception result of the signal bidirectionally by including a determination unit that determines whether there is an error in the received signal. There is.
また、本発明の他の目的は、受信した信号に誤りがある場合に、受信した信号と再送要求信号とを双方向に送信することができるモータ駆動装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a motor drive device capable of bidirectionally transmitting a received signal and a retransmission request signal when there is an error in the received signal.
また、本発明の他の目的は、受信した信号に誤りがない場合に、受信した信号と確認信号とを双方向に送信することができるモータ駆動装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a motor drive device capable of transmitting a received signal and a confirmation signal bidirectionally when there is no error in the received signal.
第1発明のモータ駆動装置は、複数の電源線を介してモータへ駆動電圧を印加するモータ駆動回路と、前記モータに備えられたセンサの出力に関連する信号を前記電源線を介して送信する第1の送信回路と、前記電源線を介して前記信号を受信し、受信した信号を前記モータ駆動回路へ出力する第1の受信回路とを備えたモータ駆動装置において、前記センサの動作を制御する信号が入力されるセンサ部と、前記センサ部への入力に関連する信号を前記電源線を介して送信する第2の送信回路と、前記電源線を介して受信した信号を前記センサ部へ出力する第2の受信回路とを備えたことを特徴とする。 A motor driving device according to a first aspect of the present invention transmits a motor driving circuit for applying a driving voltage to a motor via a plurality of power lines, and a signal related to an output of a sensor provided in the motor via the power lines. Controlling the operation of the sensor in a motor drive device comprising: a first transmission circuit; and a first reception circuit that receives the signal via the power line and outputs the received signal to the motor drive circuit. A sensor unit to which a signal to be input is input, a second transmission circuit that transmits a signal related to the input to the sensor unit via the power line, and a signal received via the power line to the sensor unit And a second receiving circuit for outputting.
第2発明のモータ駆動装置は、前記第2の送信回路及び第2の受信回路は、前記第1の送信回路及び第1の受信回路が接続されている電源線と異なる電源線に接続されていることを特徴とする。 In the motor drive device of the second invention, the second transmission circuit and the second reception circuit are connected to a power line different from the power line to which the first transmission circuit and the first reception circuit are connected. It is characterized by being.
第3発明のモータ駆動装置は、前記第1及び第2の送信回路は、信号を搬送する搬送波を生成する搬送波回路を有し、前記第2の送信回路が送信する信号の搬送波の周波数は、前記第1の送信回路が送信する信号の搬送波の周波数と異なることを特徴とする。 In the motor drive device of the third invention, the first and second transmission circuits have a carrier circuit that generates a carrier wave that carries a signal, and the frequency of the carrier wave of the signal transmitted by the second transmission circuit is: The first transmission circuit is different in frequency from a carrier wave of a signal transmitted.
第4発明のモータ駆動装置は、前記モータ駆動回路は矩形状の駆動電圧を印加すべくなしてあり、前記第1及び第2の送信回路は、前記駆動電圧の立上がり又は立下がりに同期して、前記第1の送信回路が送信する信号及び第2の送信回路が送信する信号を時分割送信すべくなしてあることを特徴とする。 In the motor drive device according to a fourth aspect of the invention, the motor drive circuit is adapted to apply a rectangular drive voltage, and the first and second transmission circuits are synchronized with the rise or fall of the drive voltage. The signal transmitted from the first transmission circuit and the signal transmitted from the second transmission circuit are to be transmitted in a time division manner.
第5発明のモータ駆動装置は、前記第1の送信回路は、送信する符号と誤り検出符号とを含む信号を生成する信号生成回路を有し、前記第1の受信回路は、受信した信号の誤りの有無を判定する判定部を備え、前記第2の送信回路は、前記判定部の判定結果に応じて、前記電源線を介して応答信号を前記第2の受信回路へ送信すべくなしてあることを特徴とする。 In the motor drive device of the fifth invention, the first transmission circuit includes a signal generation circuit that generates a signal including a code to be transmitted and an error detection code, and the first reception circuit is configured to receive the received signal. A determination unit configured to determine whether or not there is an error, wherein the second transmission circuit is configured to transmit a response signal to the second reception circuit via the power line in accordance with a determination result of the determination unit; It is characterized by being.
第6発明のモータ駆動装置は、前記第1の受信回路が受信した信号に誤りがある場合は、前記応答信号が、前記第1の送信回路が送信した信号を再送する再送要求信号であることを特徴とする。 In the motor drive device according to the sixth aspect of the present invention, when there is an error in the signal received by the first receiving circuit, the response signal is a retransmission request signal for retransmitting the signal transmitted by the first transmitting circuit. It is characterized by.
第7発明のモータ駆動装置は、前記第1の受信回路が受信した信号に誤りがない場合は、前記応答信号が、前記第1の送信回路が送信した信号が正常に受信されたことを示す確認信号であることを特徴とする。 In the motor drive device of the seventh invention, when there is no error in the signal received by the first receiving circuit, the response signal indicates that the signal transmitted by the first transmitting circuit has been normally received. It is a confirmation signal.
第1発明にあっては、第2の送信回路は、電源線を介して、モータに備えられたセンサの動作を制御するセンサ部の入力に関連する信号を送信し、第2の受信回路は、送信された信号を受信し、受信した信号を前記センサ部へ出力する。 In the first invention, the second transmission circuit transmits a signal related to the input of the sensor unit that controls the operation of the sensor provided in the motor via the power supply line, and the second reception circuit The transmitted signal is received, and the received signal is output to the sensor unit.
第2発明にあっては、第1の送信回路は、一の電源線を介して、センサの出力に関連する信号を送信し、第1の受信回路は、送信された前記信号を受信する。第2の送信回路は、他の電源線を介して、センサ部の入力に関連する信号を送信し、第2の受信回路は、前記他の電源線を介して送信された信号を受信する。 In the second invention, the first transmission circuit transmits a signal related to the output of the sensor via one power supply line, and the first reception circuit receives the transmitted signal. The second transmission circuit transmits a signal related to the input of the sensor unit via another power supply line, and the second reception circuit receives a signal transmitted via the other power supply line.
第3発明にあっては、第1の送信回路は、一の周波数を有する搬送波により信号を送信し、第1の受信回路は、送信された前記信号を含む搬送波を受信し、該信号を復調して受信する。第2の送信回路は、前記一の周波数と異なる周波数を有する搬送波により信号を送信し、第2の受信回路は、送信された前記信号を含む搬送波を受信し、該信号を復調して受信する。 In the third invention, the first transmission circuit transmits a signal using a carrier wave having one frequency, and the first reception circuit receives the carrier wave including the transmitted signal and demodulates the signal. And receive. The second transmission circuit transmits a signal using a carrier wave having a frequency different from the one frequency, and the second reception circuit receives a carrier wave including the transmitted signal and demodulates and receives the signal. .
第4発明にあっては、所定の周波数で変動する矩形波形の駆動電圧の立上がり又は立下がりを検出し、前記駆動電圧の変動に同期して、第1及び第2の送信回路が信号を送信する期間を時分割して分離することにより、前記信号を双方向に送信する。 In the fourth aspect of the invention, the rising or falling of the driving voltage having a rectangular waveform that fluctuates at a predetermined frequency is detected, and the first and second transmission circuits transmit signals in synchronization with the fluctuation of the driving voltage. The signal is transmitted in both directions by separating the period to be time-divided.
第5発明にあっては、第1の送信回路は、送信する符号と誤り検出符号とを含む信号を電源線を介して送信し、第1の受信回路は、送信された信号を受信し、受信した信号に含まれる誤り検出符号に基づいて受信した信号の誤りを判定し、判定結果を第2の送信回路へ出力する。前記第2の送信回路は、前記判定結果に応じて、電源線を介して応答信号を第2の受信回路へ送信する。前記第2の受信回路は、受信した応答信号を前記第1の送信回路へ出力する。 In the fifth invention, the first transmission circuit transmits a signal including a code to be transmitted and an error detection code via the power supply line, and the first reception circuit receives the transmitted signal, An error of the received signal is determined based on an error detection code included in the received signal, and the determination result is output to the second transmission circuit. The second transmission circuit transmits a response signal to the second reception circuit via a power line in accordance with the determination result. The second reception circuit outputs the received response signal to the first transmission circuit.
第6発明にあっては、前記第1の受信回路が受信した信号に誤りがある場合に、前記第1の送信回路へ前記信号を再送するよう要求する。 In the sixth invention, when the signal received by the first receiving circuit has an error, the first transmitting circuit is requested to retransmit the signal.
第7発明にあっては、前記第1の受信回路が受信した信号に誤りがない場合に、前記信号が正常に受信されたことを示す確認信号を前記第1の送信回路へ送信する。 In the seventh invention, when there is no error in the signal received by the first receiving circuit, a confirmation signal indicating that the signal has been normally received is transmitted to the first transmitting circuit.
第1発明にあっては、電源線を介して、センサの出力に関連する信号及び前記センサの動作を制御するセンサ部の入力に関連する信号を、双方向に送信することができる。 In the first invention, a signal related to the output of the sensor and a signal related to the input of the sensor unit for controlling the operation of the sensor can be transmitted bidirectionally via the power line.
第2発明にあっては、双方向に送信する信号を異なる電源線を介して送信することにより、同じ周波数を有する搬送波を用いて、信号を双方向に送信することができる。 In the second invention, signals can be transmitted in both directions using carrier waves having the same frequency by transmitting signals to be transmitted in both directions via different power supply lines.
第3発明にあっては、同一電源線を介して信号を送信する場合であっても、信号を双方向に送信することができる。 In the third aspect of the invention, the signal can be transmitted in both directions even when the signal is transmitted through the same power line.
第4発明にあっては、同一電源線を介して信号を送信する場合であっても、同じ周波数を有する搬送波を用いて、信号を双方向に送信することができる。 In the fourth invention, even when a signal is transmitted through the same power line, the signal can be transmitted bidirectionally using a carrier wave having the same frequency.
第5発明にあっては、送信した信号と受信結果とを双方向に送信することができるとともに、信号を送信した送信回路は送信結果を確認することができる。 In the fifth invention, the transmitted signal and the reception result can be transmitted in both directions, and the transmission circuit that has transmitted the signal can confirm the transmission result.
第6発明にあっては、信号を電源線を介して送信した場合に、前記信号にノイズが重畳し、送信された信号をノイズと分離して受信することができないときでも、前記信号を再度受信することができる。 In the sixth aspect of the invention, when a signal is transmitted through a power line, noise is superimposed on the signal, and even when the transmitted signal cannot be received separately from the noise, the signal is transmitted again. Can be received.
第7発明にあっては、信号を電源線を介して送信した場合に、前記信号が正常に受信されたことを確認することができる。 In the seventh invention, when the signal is transmitted through the power supply line, it can be confirmed that the signal is normally received.
実施の形態1
図1は本発明のPWMインバータ方式を用いたモータ駆動装置の概略構成を示すブロック図である。図において、1は直流を三相交流に変換するモータ駆動回路である。モータ駆動回路1は、電池11の正端子にトランジスタT1、T2、T3のエミッタが接続され、トランジスタT1、T2、T3のコレクタは、夫々トランジスタT4、T5、T6のコレクタに接続され、トランジスタT4、T5、T6のエミッタは、電池11の負端子に接続された構成を有する。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a motor driving apparatus using a PWM inverter system of the present invention. In the figure,
トランジスタT1、T2、T3のコレクタ夫々は、三相交流用の各電源線3の一端に接続され、各電源線3の他端はモータ2の各三相端子U、V、Wに接続されている。
Each of the collectors of the transistors T1, T2, and T3 is connected to one end of each
モータ2は、各三相端子U、V、Wに接続された電機子巻線が配置された固定子と、該固定子の内側に、界磁巻線を有しモータ軸の回りに回転する回転子とを備えている。モータ2には、センサ部4が接続され、センサ部4は、前記回転子の回転角度を検出するレゾルバ41、41を有している。レゾルバ41は、回転子の回転角度に応じた位相を有する電圧信号をセンサ部4へ出力する。
The
センサ部4において、位相差演算部42は、レゾルバ41から入力された電圧信号の位相と、回転子と固定子とのなす角により定められた基準信号との位相差を演算して、位相差に応じた周波数を有するパルス信号をカウンタ43へ出力する。
In the sensor unit 4, the phase
カウンタ43は、位相差演算部42から入力されたパルス信号を計数することにより、回転子の位置に応じたデジタル信号を生成し、送信回路5へ出力する。
The
診断部44は、後述する受信回路9から入力されたデジタル信号に応じて、レゾルバ41の診断用の信号をレゾルバ41へ出力するとともに、レゾルバ41から出力された信号を取得して、レゾルバ41が正常に動作するか否かを確認する。
The
選択部45は、診断部44が行なった診断結果に基づいて、レゾルバ41に不具合が生じた場合に、不具合の生じたレゾルバ41を切り離し、バックアップ用のレゾルバ41に切り換える。
Based on the result of the diagnosis performed by the
図2は送信回路5及び受信回路6の構成を示すブロック図である。図中、バッファ51は、センサ部4から入力されたデジタル信号を一旦保持し、保持したデジタル信号を通信制御回路52へ出力する。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the
同期回路53は、電源線3のモータ側に接続されている。電源線3を介して、駆動電圧Vが同期回路53へ出力される。駆動電圧Vは、モータ駆動回路1におけるトランジスタT1、T2、T3、T4、T5、及びT6のオン・オフ状態に応じて、電池11の電圧であるEdと接地レベルである零との間を遷移する矩形波となる。駆動電圧Vの周波数は10kHzである。
The
同期回路53は、入力された駆動電圧Vの立上がり時を検出し、同期信号P1を生成し、通信制御回路52へ出力する。これにより、駆動電圧Vの立上がり時に同期して同期信号P1が通信制御回路52へ繰り返し出力される。
The
通信制御回路52は、バッファ51から読み出したデジタル信号のデータビット列にパリティビットを付加し、さらに、データビットの前後にスタートビット及びストップビットを付加し、1送信単位であるフレームを作成する信号生成回路を有し、同期回路53から入力される同期信号P1を検出する毎に、フレームを構成する1ビットを変調回路54へ出力する。
The
搬送波回路55は、周波数が1MHzの搬送波Bを生成し、変調回路54へ出力する。
The
変調回路54は通信制御回路52から入力された1ビットごとのデータに応じて、搬送波回路55から入力された搬送波BをASK変調した信号を増幅回路56へ出力する。すなわち、変調回路54は、通信制御回路52から入力されたビットデータが論理値「1」である場合は、搬送波Bをそのまま増幅器56へ出力し、通信制御回路52から入力されたビットデータが論理値「0」である場合は、搬送波Bを増幅回路56へ出力せず、ビットデータに応じてASK変調をした信号を増幅回路56へ出力する。
The
増幅回路56は、電源線3に接続され、変調回路54から入力された信号を増幅して電源線3へ送出する。受信回路6は、電源線3に接続され、電源線3を介して送信された信号を受信する。
The
同期回路61は、電源線3のモータ駆動回路側に接続されている。電源線3を介して、駆動電圧Vが同期回路61へ出力される。同期回路61は、入力された駆動電圧Vの立上がり時を検出した同期信号P2を生成し、復調回路62へ出力する。これにより、駆動電圧Vの立上がり時に同期して同期信号P2が復調回路62へ繰り返し出力される。
The
復調回路62は、電源線3に接続され、電源線3を介して送信された信号を受信し、同期回路61から同期信号P2が入力されるごとに、受信したASK変調された信号の包絡線検波を行い、変調された信号からビット列信号である元のデジタル信号を抽出して復調し、復調したデジタル信号を通信制御回路63へ出力する。
The
通信制御回路63は、入力されたビット列からフレーム単位にデータが誤りなく受信できたか否かを判定する。まず、フレームを構成するスタートビット及びストップビットを抽出し、所定のスタートビット及びストップビットが受信されたか否かを判定して、フレーム単位でデータが受信されたか否かを示すフレームエラーの有無を判定する。また、データビットに付加されたパリティビットを判定することによりパリティエラーの有無を判定する。通信制御回路63は、判定結果を後述の送信回路8へ出力する。
The
通信制御回路63は、受信したビット列に誤りがないと判定した場合には、データビットからなるデジタル信号をバッファ64へ出力する。
If the
バッファ64は、通信制御回路63から入力されたデジタル信号を一旦保持し、保持したデジタル信号を制御回路7へ出力する。
The
制御回路7は、位置算出部71、パルス駆動部72、及びセンサ制御部73を備えている。位置算出部71は、受信回路6から読み出したデジタル信号を、予め定められた基準値と比較することにより、モータ2の回転子の位置を算出し、算出した位置に応じた入力信号をパルス駆動部72へ出力する。
The
パルス駆動部72は、位置算出部71から入力された入力信号と、パルス駆動部72において発生する搬送信号とに基づいて、前記入力信号と搬送信号との振幅を比較器(変調器)で比較し、その大小によって、モータ駆動回路1内のいずれのトランジスタT1、T2、T3、T4、T5、又はT6をオン又はオフさせるかを決定するためのパルス信号をモータ駆動回路1へ出力する。これにより、位置算出部71から入力された回転子の位置に対応して変化する回転子の磁界に応じて、前記回転子を回転駆動するための磁界を発生させるために前記電機子巻線にモータ駆動電流を流す。すなわち、前記回転子の位置に応じて、前記回転子にトルクを加えるために前記電機子巻線にモータ駆動電流を流すように、モータ駆動回路1のトランジスタT1、T2、T3、T4、T5、又はT6のオン・オフを制御することにより、前記回転子にトルクを加え続けモータ2を回転させる。
The pulse driving unit 72 compares the amplitude of the input signal and the carrier signal with a comparator (modulator) based on the input signal input from the position calculating unit 71 and the carrier signal generated in the pulse driving unit 72. Then, a pulse signal for determining which
センサ制御部73は、センサ部4における診断部44が使用する診断用のパラメータ情報、コマンドなどの情報を含むデジタル信号を送信回路8へ出力する。
The
図3は送信回路8及び受信回路9の構成を示すブロック図である。送信回路8は、送信回路5と同様の構成をなし、バッファ81、通信制御回路82、同期回路83、変調回路84、搬送波回路85、及び増幅回路86の動作は、バッファ51、通信制御回路52、同期回路53、変調回路54、搬送波回路55、及び増幅回路56の動作と同様である。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the
バッファ81は、制御回路7から入力されたデジタル信号を一旦保持し、保持したデジタル信号を通信制御回路82へ出力する。
The
同期回路83は、電源線3のモータ駆動回路側に接続されている。電源線3を介して、駆動電圧Vが同期回路83へ出力される。同期回路83は、入力された駆動電圧Vの立下がり時を検出した同期信号P3を生成し、通信制御回路82へ出力する。これにより、駆動電圧Vの立下がり時に同期して同期信号P3が通信制御回路82へ繰り返し出力される。
The
通信制御回路82は、バッファ81から読み出したデジタル信号のデータビット列にパリティビットを付加し、さらに、データビットの前後にスタートビット及びストップビットを付加し、1送信単位であるフレームを作成する信号生成回路を有し、同期回路83から入力される同期信号P3を検出する毎に、フレームを構成する1ビットを変調回路84へ出力する。
The
また、通信制御回路82は、受信回路6における通信制御回路63が判定したフレームエラー及びパリティエラーの有無を示す判定結果を受け取り、判定結果に応じた応答信号をデジタル信号として生成し、変調回路84へ出力する。例えば、フレームエラー、パリティエラーが無い場合は、確認信号として、ビット列「10」を、フレームエラー又はパリティエラーが検出された場合は、送信された信号と同じ信号を再度送信要求する再送要求信号として、ビット列「11」を出力する。
Further, the
搬送波回路85は、周波数が1MHzの搬送波Bを生成し、変調回路84へ出力する。
The
変調回路84は通信制御回路82から入力された1ビットごとのデータに応じて、搬送波回路85から入力された搬送波BをASK変調した信号を増幅回路86へ出力する。増幅回路86は、電源線3に接続され、変調回路84から入力された信号を増幅して電源線3へ送出する。受信回路9は、電源線3に接続され、電源線3を介して送信された信号を受信する。
The
受信回路9は、受信回路6と同様の構成をなし、同期回路91、復調回路92、通信制御回路93、及びバッファ94の動作は、同期回路61、復調回路62、通信制御回路63、及びバッファ64の動作と同様である。
The receiving
同期回路91は、電源線3のモータ側に接続されている。電源線3を介して、駆動電圧Vが同期回路91へ出力される。同期回路91は、入力された駆動電圧Vの立下がり時を検出した同期信号P4を生成し、復調回路92へ出力する。これにより、駆動電圧Vの立下がり時に同期して同期信号P4が復調回路92へ繰り返し出力される。
The
復調回路92は、電源線3に接続され、電源線3を介して送信された信号を受信し、同期回路91から同期信号P4が入力されるごとに、受信したASK変調された信号の包絡線検波を行い、変調された信号からビット列信号である元のデジタル信号を抽出して復調し、復調したデジタル信号を通信制御回路93へ出力する。
The
通信制御回路93は、入力されたビット列からフレーム単位にデータが誤りなく受信できたか否かを判定する。まず、フレームを構成するスタートビット及びストップビットを抽出し、フレーム単位でデータが受信されたか否かを示すフレームエラーの有無を判定する。また、データビットに付加されたパリティビットを判定することによりパリティエラーの有無を判定する。通信制御回路93は、判定結果を送信回路5へ出力する。
The
通信制御回路93は、受信したビット列に誤りがないと判定した場合には、データビットからなるデジタル信号をバッファ94へ出力する。
If the
通信制御回路93は、受信した信号が送信回路8が送信した再送要求信号である場合は、該再送要求信号を送信回路5へ出力する。これにより、送信回路5は、送信した信号と同じ信号をフレーム単位で再度送信する。また、通信制御回路93は、受信した信号が送信回路8が送信した確認信号である場合は、該確認信号を送信回路5へ出力する。
When the received signal is a retransmission request signal transmitted by the
バッファ94は、通信制御回路93から入力されたデジタル信号を一旦保持し、保持したデジタル信号をセンサ部4へ出力する。
The
次にモータ駆動装置の動作について説明する。図4は信号を双方向に送信する送信動作の一例を示す説明図である。図に示すように、モータ駆動回路1内のトランジスタをオン・オフさせることにより、電源線3上には、電池11の電圧であるEdと接地レベルである零との間を遷移する矩形波の駆動電圧Vが生じる。
Next, the operation of the motor drive device will be described. FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a transmission operation for transmitting a signal bidirectionally. As shown in the figure, by turning on and off the transistor in the
送信回路5において、同期回路53は、駆動電圧Vの立上がり時を検出して、同期信号P1を通信制御回路52へ出力する。駆動電圧Vの周波数は10kHzであるから、同期信号P1は、0.1ミリ秒ごとに出力され、駆動電圧Vが電圧Edである期間と接地レベルである期間が等しい場合は、駆動電圧Vが電圧Edである時間は0.05ミリ秒である。
In the
通信制御回路52は、同期信号P1が入力されると、フレームを構成する1ビットを変調回路54へ出力する。送信されるビット長は、駆動電圧Vが電圧Edである時間より短い値に設定してある。これにより、送信回路5は駆動電圧Vが電圧Edである期間に1ビットの信号を送出できる。
When the synchronization signal P1 is input, the
変調回路54は、通信制御回路52から入力された1ビットごとのデータに応じて、搬送波回路55から入力された搬送波BをASK変調した信号を増幅回路56へ出力する。
The
増幅回路56は、変調回路54から入力された信号を増幅して電源線3へ送出する。これにより、送信回路5から送信される信号S1は、駆動電圧Vが電圧Edである期間に駆動電圧Vに重畳して電源線3を介して送信される。
The
受信回路6において、同期回路61は、駆動電圧Vの立上がり時を検出して、同期信号P2を復調回路62へ出力する。
In the
復調回路62は、同期回路61から同期信号P2が入力されるごとに、受信したASK変調された信号の包絡線検波を行い、変調された信号からビット列信号である元のデジタル信号を抽出して復調し、復調したデジタル信号を通信制御回路63へ出力する。
Each time the synchronization signal P2 is input from the
通信制御回路63は、入力されたビット列からフレーム単位にデータが誤りなく受信できたか否かを判定する。また、データビットに付加されたパリティビットを判定することによりパリティエラーの有無を判定する。通信制御回路63は、判定結果を送信回路8へ出力する。通信制御回路63は、受信したビット列に誤りがないと判定した場合には、データビットからなるデジタル信号をバッファ64へ出力する。
The
バッファ64は、通信制御回路63から入力されたデジタル信号を一旦保持し、保持したデジタル信号を制御回路7へ出力する。
The
一方、送信回路8において、同期回路83は、駆動電圧Vの立下がり時を検出して、同期信号P3を通信制御回路82へ出力する。駆動電圧Vの周波数は10kHzであるから、同期信号P3は、0.1ミリ秒ごとに出力され、駆動電圧Vが電圧Edである期間と接地レベルである期間が等しい場合は、駆動電圧Vが接地レベルである時間は0.05ミリ秒である。
On the other hand, in the
通信制御回路82は、同期信号P3が入力されると、フレームを構成する1ビットを変調回路84へ出力する。送信されるビット長は、駆動電圧Vが接地レベルである時間より短い値に設定してある。これにより、送信回路8は駆動電圧Vが接地レベルである期間に1ビットの信号を送出できる。
When the synchronization signal P3 is input, the
変調回路84は、通信制御回路82から入力された1ビットごとのデータに応じて、搬送波回路85から入力された搬送波BをASK変調した信号を増幅回路86へ出力する。
The
増幅回路86は、変調回路84から入力された信号を増幅して電源線3へ送出する。これにより、送信回路8から送信される信号S2は、駆動電圧Vが接地レベルである期間に駆動電圧Vに重畳して電源線3を介して送信される。
The
受信回路9において、同期回路91は、駆動電圧Vの立下がり時を検出して、同期信号P4を復調回路92へ出力する。
In the receiving
復調回路92は、同期回路91から同期信号P4が入力されるごとに、受信したASK変調された信号の包絡線検波を行い、変調された信号からビット列信号である元のデジタル信号を抽出して復調し、復調したデジタル信号を通信制御回路93へ出力する。
Each time the synchronization signal P4 is input from the
通信制御回路93は、入力されたビット列からフレーム単位にデータが誤りなく受信できたか否かを判定する。また、データビットに付加されたパリティビットを判定することによりパリティエラーの有無を判定する。通信制御回路93は、判定結果を送信回路5へ出力する。通信制御回路93は、受信したビット列に誤りがないと判定した場合には、データビットからなるデジタル信号をバッファ94へ出力する。
The
通信制御回路93は、受信した信号が送信回路8が送信した再送要求信号である場合は、該再送要求信号を送信回路5へ出力する。これにより、送信回路5は、送信した信号と同じ信号をフレーム単位で再度送信する。また、通信制御回路93は、受信した信号が送信回路8が送信した確認信号である場合は、該確認信号を送信回路5へ出力する。これにより、送信回路5は、確認信号が受信できないことを以って、再度送信する処理を行う。モータの電源線には、モータの駆動等のためノイズが乗りやすくて確認信号が欠落する場合を考慮すると、確認信号が受信できないことを以って再度送信するのが安全性の点で好適である。
When the received signal is a retransmission request signal transmitted by the
バッファ94は、通信制御回路93から入力されたデジタル信号を一旦保持し、保持したデジタル信号をセンサ部4へ出力する。
The
上述のとおり、送信回路5及び送信回路8は、駆動電圧Vの立上がり又は立下がりに対応した同期信号を生成し、送信回路5は、駆動電圧Vが電圧Edである期間に信号S1を送信し、送信回路8は、駆動電圧Vが接地レベルである期間に信号S2を送信することにより、駆動電圧Vの立上がり又は立下がりに対応して、信号を時分割して送信することができる。
As described above, the
実施の形態1においては、駆動電圧Vの立上がり時から立下がり時、又は立下がり時から立上がり時の間に1ビット分のデジタル信号を送信する構成であったが、これに限らず、複数ビットを送信する構成でよい。この場合は、駆動電圧Vの周波数に対応して送信する信号のビットレート、データビット長を設定することができる。 In the first embodiment, the digital signal for one bit is transmitted between the rising time and the falling time of the driving voltage V or between the falling time and the rising time. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of bits are transmitted. The structure to do is sufficient. In this case, the bit rate and data bit length of the signal to be transmitted can be set corresponding to the frequency of the drive voltage V.
実施の形態2
実施の形態1においては、駆動電圧Vの電圧Edレベル及び接地レベルの期間を用いて、信号を双方向に送信するものであったが、駆動電圧Vの接地レベルの期間を時分割して、信号を双方向に送信することも可能である。図5は信号を双方向に送信する送信動作を示す説明図である。
In the first embodiment, the signal is transmitted bidirectionally using the period of the voltage Ed level and the ground level of the drive voltage V. However, the period of the ground level of the drive voltage V is time-divided, It is also possible to transmit signals in both directions. FIG. 5 is an explanatory diagram showing a transmission operation for transmitting a signal bidirectionally.
送信回路5、8及び受信回路6、9の構成は、実施の形態1と同様であるので、説明は省略し、送信動作について説明する。図5に示すように、モータ駆動回路1内のトランジスタをオン・オフさせることにより、電源線3上には、電池11の電圧であるEdと接地レベルである零との間を遷移する矩形波の駆動電圧Vが生じる。
Since the configurations of the
送信回路5において、同期回路53は、駆動電圧Vの立上がり時を検出して、同期信号P11を通信制御回路52へ出力する。また、駆動電圧Vの立下がり時を検出して、同期信号P12を通信制御回路52へ出力する。
In the
通信制御回路52は、同期信号P11が入力されると、フレーム単位の信号の送信開始を示すフレーム信号を構成するビット列(例えば、「11」)を変調回路54へ出力する。送信される1ビット長は、駆動電圧Vが電圧Edである時間より短い値に設定してあるのは実施の形態1と同様である。
When the synchronization signal P <b> 11 is input, the
変調回路54は、通信制御回路52から入力されたフレーム信号をASK変調して増幅回路56へ出力する。増幅回路56は、変調回路54から入力されたフレーム信号を増幅して電源線3へ送出する。
The
通信制御回路52は、フレーム信号を変調回路54へ出力した後、同期信号P12が入力されごとに、1ビットのデータを変調回路54へ出力し、合計で3ビット分のデータを変調回路54へ出力する。
After outputting the frame signal to the
変調回路54は、通信制御回路52から入力された1ビットごとのデータに応じてASK変調して増幅回路56へ出力する。増幅回路56は、変調回路54から入力された信号を増幅して送信信号S10を電源線3へ送出する。これにより、送信回路5からのフレーム信号は、駆動電圧Vが電圧Edである期間に駆動電圧Vに重畳して送信され、送信信号S10は、駆動電圧Vが接地レベルである期間に駆動電圧Vに重畳して送信される。
The
受信回路6において、同期回路63は、駆動電圧Vの立上がり時を検出して、同期信号P21を復調回路62へ出力する。また、駆動電圧Vの立下がり時を検出して、同期信号P22を復調回路62へ出力する。これにより、復調回路62は、同期信号P21及びP22に応じて、フレーム信号及び送信信号S10を復調し、復調した信号を通信制御回路63へ出力する。
In the
通信制御回路63は、フレームエラーが無いことを確認し、送信信号S10から3ビット分のデータを取得すると、送信信号S10が受信されたことを示す受信確認信号を送信回路8へ出力する。
When the
同期回路83は、入力された駆動電圧Vの立下がり時を検出した同期信号P31を生成し、通信制御回路82へ出力する。これにより、駆動電圧Vの立下がり時に同期して同期信号P31が通信制御回路82へ繰り返し出力される。
The
通信制御回路82は、受信回路6から受信確認信号を受け取ると、バッファ81から3ビット分のデータを読み出し、同期信号P31が入力されるごとに1ビットごとのデータを変調回路84へ出力する。
When receiving the reception confirmation signal from the
変調回路84は、通信制御回路82から入力された1ビットごとのデータに応じて、搬送波回路85から入力された搬送波BをASK変調した信号を増幅回路86へ出力し、増幅回路86は、変調回路84から入力された信号を増幅して送信信号S20を電源線3へ送出する。
The
上述のとおり、送信回路5は、駆動電圧Vが電圧Edである期間に信号の送信開始を示すフレーム信号を送信した後に、駆動電圧Vが接地レベルである期間に3ビットのデータを有する送信信号S10を送信する。一方、送信回路8は、送信信号S10が送信された後に、駆動電圧Vが接地レベルである期間に3ビットのデータを有する送信信号S20を送信する。これにより、送信回路5及び送信回路8は、駆動電圧Vの立上がり又は立下がりに対応して、信号を時分割して送信することができる。
As described above, the
実施の形態2では、送信するデータのビット数は3ビットであったが、これに限らず、何ビットのデータであってもよい。また、双方向に送信するデータのビット数は同一である必要はなく、異なっていてもよい。 In the second embodiment, the number of bits of data to be transmitted is three bits. However, the number of bits is not limited to this and may be any number of bits. In addition, the number of bits of data transmitted in both directions does not have to be the same and may be different.
実施の形態1及び2では、送信回路5、受信回路6、送信回路8、及び受信回路9は、複数の電源線3のうち同一の電源線に接続されていたが、送信回路5及び受信回路6を電源線3の一の電源線に接続し、送信回路8及び受信回路9を前記一の電源線と異なる他の電源線に接続することもできる。この場合は、双方に送信する信号は、異なる電源線を介して送信されるため、同一の電源線を介して送信する場合に比べて、双方向に送信される信号同士を時分割して送信する必要がなく、同期回路53、61、83、91などの構成が不要となり送信回路5、8及び受信回路6、9の構成が簡略化できる。
In the first and second embodiments, the
実施の形態1及び2では、変調回路54、84は、1MHzの搬送波Bを用いていたが、これに限らず、例えば、変調回路84において、5Mhzの搬送波を用いて変調する構成であってもよい。この場合は、同一の電源線を介して、信号を双方向に送信するときでも、上述の同期回路53、61、83、91などの構成が不要となり、送信回路5、8及び受信回路6、9の構成が簡略化できる。
In the first and second embodiments, the
電源線を介して双方向に送信及び受信される信号は、限定されるものではなく、モータの動作に関する信号であれば、いずれの信号を送信及び受信することができる。 The signals transmitted and received in both directions via the power line are not limited, and any signal can be transmitted and received as long as it is a signal related to the operation of the motor.
1 モータ駆動回路
2 モータ
3 電源線
4 センサ部
5、8 送信回路
6、9 受信回路
7 制御回路
51、64、81、94 バッファ
52、63、82、93 通信制御回路
53、61、83、91 同期回路
54、84 変調回路
55、85 搬送波回路
56、86 増幅器
62、92 復調回路
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記センサの動作を制御する信号が入力されるセンサ部と、
前記センサ部への入力に関連する信号を前記電源線を介して送信する第2の送信回路と、
前記電源線を介して受信した信号を前記センサ部へ出力する第2の受信回路と
を備えたことを特徴とするモータ駆動装置。 A motor driving circuit for applying a driving voltage to the motor via a plurality of power supply lines; a first transmission circuit for transmitting a signal related to an output of a sensor provided in the motor via the power supply line; A motor driving device comprising: a first receiving circuit that receives the signal via a line and outputs the received signal to the motor driving circuit;
A sensor unit to which a signal for controlling the operation of the sensor is input;
A second transmission circuit for transmitting a signal related to an input to the sensor unit via the power line;
And a second receiving circuit that outputs a signal received via the power line to the sensor unit.
前記第1及び第2の送信回路は、前記駆動電圧の立上がり又は立下がりに同期して、前記第1の送信回路が送信する信号及び第2の送信回路が送信する信号を時分割送信すべくなしてあることを特徴とする請求項1に記載されたモータ駆動装置。 The motor driving circuit is adapted to apply a rectangular driving voltage,
The first and second transmission circuits should perform time-division transmission of a signal transmitted by the first transmission circuit and a signal transmitted by the second transmission circuit in synchronization with a rise or fall of the drive voltage. The motor driving apparatus according to claim 1, wherein the motor driving apparatus is provided.
前記第1の受信回路は、受信した信号の誤りの有無を判定する判定部を備え、
前記第2の送信回路は、前記判定部の判定結果に応じて、前記電源線を介して応答信号を前記第2の受信回路へ送信すべくなしてあることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載されたモータ駆動装置。 The first transmission circuit includes a signal generation circuit that generates a signal including a code to be transmitted and an error detection code,
The first receiving circuit includes a determination unit that determines whether there is an error in the received signal,
The second transmission circuit is configured to transmit a response signal to the second reception circuit via the power line in accordance with a determination result of the determination unit. Item 5. The motor driving device according to any one of Items 4 to 5.
When there is no error in the signal received by the first receiving circuit, the response signal is a confirmation signal indicating that the signal transmitted by the first transmitting circuit has been normally received. The motor drive device according to claim 5 or 6.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004106832A JP2005295679A (en) | 2004-03-31 | 2004-03-31 | Motor driving apparatus |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008249375A (en) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Topcon Corp | Three-dimensional position measuring apparatus |
JP2016019417A (en) * | 2014-07-10 | 2016-02-01 | 有限会社ファインチューン | Motor drive device |
-
2004
- 2004-03-31 JP JP2004106832A patent/JP2005295679A/en active Pending
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JP2008249375A (en) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Topcon Corp | Three-dimensional position measuring apparatus |
JP2016019417A (en) * | 2014-07-10 | 2016-02-01 | 有限会社ファインチューン | Motor drive device |
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