(57)【要約】 【課題】分散配置された複数の信号出力部と複数の信号入力部からなる通信制御装置において、信号出力部と信号入力部に係る信号を多重化し、省配線する。【解決手段】複数の信号入出力部を有する制御装置は、共通の信号線を介して信号の送受信を行なう複数の信号入出力部のペアと、複数の信号入出力部の各々に対応して配置され、各信号入出力部と前記信号線との接続、非接続を切り換える切り換え手段と、同期信号を生成する生成手段と、同期信号に同期して、複数のペアのうちの一つのペアを構成する信号入出力部が所定期間、同時に前記信号線に接続されるように切り換え手段を制御することにより、信号線と接続するペアを切り換える切り換え制御手段とを備える。【選択図】図１
2014082726.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の信号入出力部を有する制御装置であって、
共通の信号線を介して信号の送受信を行なう複数の信号入出力部のペアと、
前記複数の信号入出力部の各々に対応して配置され、各信号入出力部と前記信号線との接続、非接続を切り換える切り換え手段と、
同期信号を生成する生成手段と、
前記同期信号に同期して、前記複数のペアのうちの一つのペアを構成する信号入出力部が所定期間、同時に前記信号線に接続されるように前記切り換え手段を制御することにより、前記信号線と接続するペアを切り換える切り換え制御手段と、
を備えることを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記複数の信号入出力部のペアのうちの少なくとも一つのペアにおいて送受信される信号のゲインを調整するゲイン調整手段を更に備え、
前記ゲイン調整手段は、前記複数のペアの一つのペアが前記信号線に接続される切り換え周期と、前記一つのペアが前記信号線に接続されている期間との比に基づいて増幅率を決定することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記複数の信号入出力部のペアのうちの少なくとも一つのペアにおいて受信された信号に低域通過濾波処理を行うローパスフィルタを更に備え、
前記ローパスフィルタは、前記ペアを構成する信号入出力部が生成する信号の最高周波数成分の周波数以上を通過周波数とし、前記複数のペアの一つのペアが前記信号線に接続される切り換え周期の周波数以下を遮断周波数とすることを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記切り換え周期は、前記ペアにより送受信される信号の周波数成分の最大値の２倍以上に設定されていることを特徴とする請求項２または３に記載の制御装置。
【請求項５】
前記複数の信号入出力部が受信した信号のうちの一つを選択的に出力するマルチプレクサを更に備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項６】
前記同期信号を検出する同期信号検出手段と、
前記生成手段に対応して配置され、前記生成手段と前記同期信号検出手段と前記信号線との接続、非接続を切り換える同期信号切り換え手段とを更に備え、
前記切り換え制御手段は、前記同期信号に同期して、前記切り換え手段と前記同期信号切り換え手段の前記信号線への接続、非接続を制御することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項７】
共通の信号線を介して信号の送受信を行なう複数の信号入出力部のペアを有する制御装置を制御する制御方法であって、
前記複数の信号入出力部の各々に対応して、各信号入出力部と前記信号線との接続、非接続を切り換える工程と、
同期信号を生成する工程と、
前記同期信号に同期して、前記複数のペアのうちの一つのペアを構成する信号入出力部が所定期間、同時に前記信号線に接続されるように前記各信号入出力部と前記信号線との接続、非接続を切り換える工程を制御することにより、前記信号線と接続するペアを切り換える工程と、
を備えることを特徴とする制御装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分散配置されたモータやセンサ等の信号を多重化して省配線する、動作制御装置および動作制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、機器の高機能化に伴い、機器内部の配線数の増大によって引き起こされる弊害が問題視されつつある。例えば、産業用ロボット等のロボットシステムにおいては、複雑な作業に対応するために関節数やセンサ数が増加する傾向にある。この結果、モータやセンサ等に関わる配線数が多くなり、これにより、配線自体が動作の妨げになったり、組み立て性が低下したりするといった問題が顕在化している。
【０００３】
これまで、このような問題を解決する省配線技術として、特許文献１や特許文献２に開示されているような技術がある。特許文献１には、複数のモータの内、制御対象のモータとサーボアンプとを電気的に接続する切り換え部を設け、各モータを切り換えながら一軸ずつ制御するようにする技術が開示されている。これにより、モータ配線について省配線することが可能となる。
【０００４】
また、特許文献２には、複数のセンサの出力信号の内一つを選択して出力するマルチプレクサとＡ／Ｄ変換部とシリアル通信部を設ける技術が開示されている。これにより、センサ配線について省配線することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−３１４２６１号公報
【特許文献２】特開平４−３４２０１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に示される技術では、切り換え部から複数のモータに対して個別に配線がなされており、複数のモータが分散して配置されるシステムでは省配線することができないという課題があった。また、複数のモータを同時に制御するシステムに、特許文献１に示される技術を適用することができないという課題もあった。
【０００７】
また、特許文献２に示される技術では、複数のセンサとマルチプレクサとの間は個別に配線がなされており、複数のセンサが分散して配置されるシステムでは省配線することができないという課題があった。特許文献２では、分散配置されたセンサ毎にＡ／Ｄ変換部とシリアル通信部を設けることで省配線することも可能ではあるが、この場合には省配線するために相応の部品コストがかかることが課題であった。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、分散配置された複数の信号出力部と複数の信号入力部からなる通信制御装置において、信号出力部と信号入力部に係る信号を多重化し、省配線することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための、本発明の一態様による動作制御装置は以下の構成を有する。すなわち、複数の信号入出力部を有する制御装置であって、共通の信号線を介して信号の送受信を行なう複数の信号入出力部のペアと、前記複数の信号入出力部の各々に対応して配置され、各信号入出力部と前記信号線との接続、非接続を切り換える切り換え手段と、同期信号を生成する生成手段と、前記同期信号に同期して、前記複数のペアのうちの一つのペアを構成する信号入出力部が所定期間、同時に前記信号線に接続されるように前記切り換え手段を制御することにより、前記信号線と接続するペアを切り換える切り換え制御手段とを備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、分散配置された複数の信号出力部と複数の信号入力部からなる動作制御装置において、信号出力部と信号入力部に係る信号を多重化し、省配線することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態のロボットアームシステムの構成を示すブロック図。
【図２】切り換え制御部１１２の内部構成を示すブロック図。
【図３】第１実施形態のカウント値と切り換え制御の対応を示す図。
【図４】第１実施形態の多重信号線１０５を流れる信号のタイミング図。
【図５】複数の関節駆動部からなるシステムの構成を示す図。
【図６】第１実施形態のロボットアームシステムの他の構成を示すブロック図。
【図７】第１実施形態とゲイン調整部の配置が異なるシステムのブロック図。
【図８】第２実施形態のカウント値と切り換え制御の対応を示す図。
【図９】第２実施形態の多重信号線１０５を流れる信号のタイミング図。
【図１０】第２実施形態のカウント値と切り換え制御の他の対応を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら発明を実施するための形態について詳細に説明する。
【００１３】
［第１実施形態］
図１は、本実施形態によるロボットアームシステム（動作制御装置）の構成を示す図である。一般的に、ロボットアームシステムは複数の関節を有するが、説明の便宜上、本実施形態のロボットアームシステムは、１つの関節のみを有するものとする。このシステムは大きく分けて、関節の制御を行う関節制御部１０１と、関節を駆動する関節駆動部１０２と、所定位置の温度を検出する温度検出部１０３から構成される。図１に示す例では、関節制御部１０１と関節駆動部１０２と温度検出部１０３は、離れた位置に配置されており、それぞれが同期信号線１０４と多重信号線１０５とで接続されている。
【００１４】
本実施形態では、多重信号線１０５を介して信号出力部となるモータドライバ１０９、エンコーダ１３３、温度センサ１４１のそれぞれに、切り換え部１１３、１２８〜１３０、１４０を設ける。また、多重信号線１０５を介して信号入力部となる速度検出部１２２、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換部１２３のそれぞれに、切り換え部１１４〜１１６、１１７を設ける。これらの切り換え部は多重信号線１０５で接続される。そして、所定周期毎に所定期間、対応する（ペアとなる）信号出力部と信号入力部に設けられた切り換え部のみが、交互に短絡状態となるよう切り換え部を制御する。この動作により、各信号が時分割多重化され、単一の多重信号線１０５で複数の信号を伝送することが可能となる。なお、本実施形態では、説明のため信号入力部と信号出力部を別なものとして記載したが、これらはそれぞれ信号出力部と信号入力部を含む、信号入出力部であるとする。
【００１５】
次に関節制御部１０１の内部構成と動作について説明する。モータ制御部１０６は、演算部１０７とＰＷＭ（パルス幅変調）部１０８で構成される。演算部１０７は、速度検出部１２２からの速度検出結果をフィードバック情報としたＰＩＤ演算等の制御演算を行う。そして、演算部１０７は、モータ１３２の回転速度を目標値とするよう、モータ１３２に印加すべき電圧値をＰＷＭ部１０８に出力する。また、演算部１０７は、温度監視部１２４から停止指示を受けると、モータ１３２に電圧を印加しないよう出力を行う。ＰＷＭ部１０８は、所定周波数の三角波発生器とコンパレータ等から構成される。ＰＷＭ部１０８は、演算部１０７の出力をパルス幅変調し、モータドライバ１０９に出力する。モータドライバ１０９は、パワーＭＯＳＦＥＴ等で構成され、ＰＷＭ部１０８の出力に応じたモータ駆動信号を、ゲイン調整部１１０に出力する。
【００１６】
ゲイン調整部１１０は、モータドライバ１０９の出力を所定のゲインで増幅する。なお、ＰＷＭ信号を出力するモータドライバ１０９の信号を増幅するゲイン調整部１１０は、回路としては設けずに、モータドライバ１０９の電源電圧を上げることで対応するようにしてもよい。同期信号生成部１１１は、所定周波数のクロック信号を生成し、出力する。切り換え制御部１１２は、同期信号生成部１１１の出力するクロック信号に基づいて、切り換え部１１３〜１１７を制御する。
【００１７】
図２は、切り換え制御部１１２の内部構成を示す図である。切り換え制御部１１２は、カウンタ部２０１とカウント値比較部２０２により構成される。カウンタ部２０１は、本実施形態では、例えば５進カウンタ回路で構成され、同期信号生成部１１１の出力するクロック信号をカウントし、カウント値をカウント値比較部２０２に出力する。カウント値比較部２０２は、その内部に、入力されるカウント値と短絡制御する切り換え部１１３〜１１７との対応テーブル等を有しており、入力されるカウント値に基づいて切り換え部１１３〜１１７を短絡制御する。
【００１８】
図１に戻り、切り換え部１１３は、例えば光ＭＯＳＦＥＴリレー等で構成される切り換え回路である。信号出力部に設けられる切り換え部１１３は、１入力１出力の切り換え回路であり、切り換え制御部１１２の制御に基づいて、入出力間の電気的接続を短絡（接続）または開放（非接続）とする。切り換え部１１３の動作により、モータドライバ１０９の出力するモータ駆動信号は、時分割化され、多重信号線１０５に出力されることとなる。
【００１９】
切り換え部１１４〜１１７は、切り換え部１１３と同様に光ＭＯＳＦＥＴ等で構成される切り換え回路である。ただし、信号入力部に設けられる切り換え部１１４〜１１７は、２入力１出力の切り換え回路であり、図示しない１入力は、対応する信号出力部の出力抵抗値と略一致した抵抗を介してグラウンドに接続される。より具体的には、切り換え部１１４〜１１６の図示しない１入力は、エンコーダの出力する信号を増幅するゲイン調整部の出力抵抗値と略一致した抵抗を介してグラウンドに接続される。また、切り換え部１１７の図示しない１入力は、温度センサの出力する信号を増幅するゲイン調整部の出力抵抗値と略一致した抵抗を介してグラウンドに接続される。切り換え部１１４〜１１７は、切り換え制御部１１２により、対応する信号出力部に設けられた切り換え部と同期して切り換え制御される。この動作により、対応する（ペアとなる）信号出力部と信号入力分が、時分割で電気的に接続されることとなる。この動作により、対応する信号出力部の出力信号は、時分割化されてＬＰＦ（ローパスフィルタ）１１８〜１２１に入力される。
【００２０】
ＬＰＦ１１８〜１２１は、入力信号である時分割化された信号の高周波成分を除去し、低域通過濾波処理することにより、時分割化される前の信号波形を再生する。ＬＰＦ１１８〜１２１のそれぞれは、対応する信号出力部の出力信号の最高周波数成分の周波数以上を通過周波数とし、切り換え部の切り換え周波数以下を遮断周波数とするよう構成される。ＬＰＦは、例えばインダクタやコンデンサにより構成される。なお、このＬＰＦは、時分割化された信号の突入電流を低減するため、フィルタ入力１段目をインダクタとする（例えばＬＣＬフィルタ）ことが望ましい。速度検出部１２２は、ＬＰＦ１１８〜１２０から入力される信号に基づき、モータの回転速度を検出し、モータ制御部１０６に出力する。
【００２１】
Ａ／Ｄ変換部１２３は、ＬＰＦ１２１から入力される信号をＡ／Ｄ変換し、温度監視部１２４に出力する。温度監視部１２４は、Ａ／Ｄ変換部１２３の出力に基づき、温度センサ設置部位の温度を算出する。そして、この温度が所定値を超えた場合に、モータ制御部１０６に停止指令を出力する。
【００２２】
次に、関節駆動部１０２の内部構成と動作を説明する。同期信号検出部１２５は、関節制御部１０１の同期信号生成部１１１から入力されるクロック信号を波形整形し、切り換え制御部１２６に出力する。切り換え制御部１２６は、上述した切り換え制御部１１２と同様の構成であり、カウント値に基づいて、切り換え部１２７〜１３０を制御する。切り換え部１２７は、信号入力部に設けられる切り換え回路であり、その構成は上述した切り換え部１１４〜１１７と同様である。ただし、図示しない１入力は、ゲイン調整部１１０の出力抵抗値と略一致した抵抗を介してグラウンドに接続される。切り換え部１２８〜１３０は、信号出力部に設けられる切り換え回路であり、その構成及び動作は、切り換え部１１３と同様である。ＬＰＦ１３１の構成及び動作は上述したＬＰＦ１１８〜１２１と同様であり、時分割化されたモータ駆動信号は、ＬＰＦ１３１により高周波成分が除去されて、モータ１３２に入力される。
【００２３】
モータ１３２は、例えばブラシ付きＤＣモータであり、印加される電圧に応じた回転数で回転する。なお、モータ１３２は、ＤＣモータに限らず、パルスモータ等、任意のモータに適用可能である。エンコーダ１３３は、モータ１３２に設けられた回転速度検出器である。エンコーダ１３３は、所定回転角度毎に１パルス出力されるＡ相信号、Ｂ相信号と、１回転毎に１パルス出力されるＺ相信号を出力する。ゲイン調整部１３４〜１３６は、所定のゲイン（増幅率）でエンコーダ１３３の出力信号を増幅して出力する。
【００２４】
次に、温度検出部１０３の内部構成と動作について説明する。温度検出部１０３を構成する同期信号検出部１３７、切り換え制御部１３８の構成及び動作は、上述した同期信号検出部１２５、切り換え制御部１２６とそれぞれ同様である。また、ゲイン調整部１３９、切り換え部１４０は、上述したゲイン調整部１３４〜１３６、切り換え部１２８〜１３０とそれぞれ同様である。温度センサ１４１は、サーミスタと抵抗値−電圧変換回路等で構成され、設置された部位の温度に基づく電圧値を出力する。以上に説明した各部の構成による本実施形態の特徴的な動作について詳細に説明する。
【００２５】
図３は、図１、２に示した切り換え制御部１１２、１２６、１３８の内部に備えられたカウンタ部２０１の出力と、短絡制御される切り換え部１１３〜１１７、１２７〜１３０、１４０の対応例を示す図である。同図に示すように、対応する信号出力部と信号入力部に備えられた２つの切り換え部のみが交互に短絡状態となり、多重信号線１０５を介した信号伝送が可能となる。なお、切り換え部１１３〜１１７、１２７〜１３０、１４０が短絡状態となる順番は、これに限定されるものではなく、対応する信号出力部と信号入力部に備えられた２つの切り換え部のみが交互に短絡状態となるようにすれば、任意の順番としてよい。
【００２６】
図４は、多重信号線１０５を流れる信号のタイミング図を示した図である。図３に示した切り換え部の動作により、多重信号線１０５上に流れる信号は、同期信号生成部１１１の出力するクロック信号の周期Ｔｓｌｏｔ［ｓｅｃ］毎に切り換わる。期間４０１では、モータドライバ１０９の出力であるモータ駆動信号が多重信号線１０５上を流れる。期間４０２〜４０４では、エンコーダ１３３の出力であるＡ相、Ｂ相、Ｚ相信号が多重信号線１０５上を流れる。期間４０５では、温度センサ１４１の出力である温度センサ信号が多重信号線１０５上を流れる。そして、各信号はＴｆｒａｍｅ［ｓｅｃ］毎に多重信号線１０５上を流れることとなる。ここで、切り換え周期１／Ｔｆｒaｍｅ［Ｈｚ］は、各信号の周波数成分の最大値の２倍以上に設定されるものとする。
【００２７】
これらの信号の受信側では、時分割化された各信号がＬＰＦを通過することにより、高周波成分が除去され、元の信号波形へと波形整形される。この際、時分割化の影響により、信号振幅はＴｓｌｏｔ／Ｔｆｒａｍｅ倍となるため、各ゲイン調整部にて、Ｔｆｒａｍｅ／Ｔｓｌｏｔのゲインで増幅を行う。より具体的には、本実施形態ではＴｆｒａｍｅ／Ｔｓｌｏｔは５であるため、各ゲイン調整部は５倍のゲインで増幅を行う。
【００２８】
これら各部の動作の結果、対応する信号出力部と信号入力部との間を個別の信号線で配線した場合と略一致した信号伝送を、単一の、すなわち共通の多重信号線１０５により行うことが可能となる。なお、本実施形態はクロック発振器と半導体リレーとカウンタとインダクタやコンデンサ等の受動部品により実現できるため、比較的簡易な構成で低コストに省配線することが可能である。
【００２９】
なお、本実施形態では、ロボットアームシステムについて説明を行ったが、精密な作業に対応するロボットハンドシステムにおいては、その指部分が細型化する傾向にある。この場合、指部分の筺体内のスペースが狭くなるため、各指関節の制御部を比較的スペースの広い掌部分にまとめて配置することが望ましい。本実施形態では、配線スペースを削減することができるため、これら各指関節の制御部と関節駆動部との間を省配線することができ、指部分をより一層細型化することが可能となる。
【００３０】
（変形例１）
本実施形態では、説明の便宜上、単一の関節駆動部を有するロボットアームシステムについて説明を行った。しかしながら、これに限定されるものではなく、複数の関節駆動部を有する場合においても、本実施形態は適用可能であり、複数の信号出力部と複数の信号入力部の間の配線について省配線することが可能である。図５に、本実施形態を複数の関節駆動部を有するロボットアームシステムに適用する例を示す。図５には、３つの関節制御部５０１〜５０３、３つの関節駆動部５０４〜５０６、３つの温度検出部５０７〜５０９とを一本の同期信号線と一本の多重信号線で接続するシステムの例が示されている。一組の関節制御部、関節駆動部、温度検出部間に本実施形態を適用し、更に、複数組間では周波数分割多重化、時分割多重化等を適用すれば、複数の関節駆動部を個別に配線した場合と略一致した形で信号を伝送することができる。このため、モータ駆動信号線について省配線しつつ、複数のモータを同時に制御することが可能となる。
【００３１】
（変形例２）
本実施形態では、単一の温度センサの出力をＡ／Ｄ変換するロボットアームシステムについて説明を行ったが、これに限定されるものではない。図６は、２つの温度検出部を備えるロボットアームシステムの例を示す図である。図６に示すシステムでは、図１のシステムに、温度検出部６０１が追加されている。また、関節制御部１０１に、切り換え部６０２、ＬＰＦ６０３、マルチプレクサ６０４が追加されている。なお、温度検出部６０１は、その内部に同期信号検出部６０５と切り換え制御部６０６とゲイン調整部６０７、切り換え部６０８、温度センサ６０９を備えており、それらの動作は上述した温度検出部１０３と同様である。この場合、Ａ／Ｄ変換すべき信号を選択的にＡ／Ｄ変換部１２３に出力するようマルチプレクサ６０４を制御することで、分散配置された温度センサに関する配線を省略しつつ、単一のＡ／Ｄ変換部でＡ／Ｄ変換することができる。このため、従来技術と比較した場合、センサ毎にＡ／Ｄ変換部を設けることなく、低コストに省配線することが可能となる。
【００３２】
（変形例３）
本実施形態では、信号出力部にゲイン調整部を設ける構成としたが、対応する信号出力部から信号入力部までの経路において、Ｔｆｒａｍｅ／Ｔｓｌｏｔで定まる所定のゲインで増幅が行われればよい。すなわち、信号出力部にゲイン調整部を設けず、信号入力部にゲイン調整部を設けるようにしてもよい。また、信号出力部と信号入力部の双方にゲイン調整部を設けるようにしてもよい。ただし、この場合には、Ｔｆｒａｍｅ／Ｔｓｌｏｔで定まるゲインとなるよう各ゲイン調整部の合計ゲインを設定する必要がある。また、Ａ／Ｄ変換部等の入力信号に応じた信号出力を行う信号入力部については、その出力にゲイン調整部を設けることも可能である。さらには、モータ制御部１０６のように、その内部に演算部１０７を備えるものについては、演算部１０７の出力にゲイン調整部を設けるようにしてもよい。
【００３３】
図１のシステムとはゲイン調整部の配置の異なる例を図７に示す。図７に示すシステムでは、モータ駆動信号に関しては、演算部１０７の出力にゲイン調整部７０１が配置されている。また、エンコーダ信号に関しては、信号出力部であるエンコーダ１３３の信号を増幅するゲイン調整部１３４〜１３６に加え、信号入力部である速度検出部１２２の前段にゲイン調整部７０２〜７０４が配置されている。そして、温度センサ信号に関しては、Ａ／Ｄ変換部１２３の出力を増幅するゲイン調整部７０５が配置されている。この場合、ゲイン調整部７０１と７０５のゲインは、図１の例と同様に５倍に設定される。また、信号出力部と信号入力部の双方に設けられたゲイン調整部１３４〜１３６とゲイン調整部７０２〜７０４は、その合計（乗算）ゲインが５倍となるよう、それぞれのゲインが設定される。例えば、ゲイン調整部１３４のゲインが２倍である場合には、ゲイン調整部７０２のゲインは２．５倍に設定される。
【００３４】
（変形例４）
本実施形態では、信号入力部となるモータ１３２の前段にＬＰＦ１３１を配置する構成としたが、モータ１３２の時定数がＴｆｒａｍｅ［ｓｅｃ］と比較して十分に大きい場合、モータ１３２自体がＬＰＦとして動作するため、ＬＰＦ１３１を省略することも可能である。また、本実施形態では、温度センサ１４１の出力をゲイン調整部１３９で増幅するとともに、時分割化された信号をＬＰＦ１２１で高周波除去し、Ａ／Ｄ変換部１２３に入力する構成とした。しかし、温度センサ１４１からＡ／Ｄ変換部１２３までの信号経路の時定数が、Ｔｓｌｏｔと比較して十分に小さく、短絡期間中に過渡応答が収束する場合には、ゲイン調整部１３９とＬＰＦ１２１を省略することも可能である。この場合は、過渡応答が収束するタイミングでＡ／Ｄ変換部１２３においてＡ／Ｄ変換処理を行う、またはサンプルホールド部をＡ／Ｄ変換部１２３の前段に設け、過渡応答が収束するタイミングでホールド処理を行うようにすればよい。
【００３５】
（変形例５）
本実施形態では、同期信号生成部はクロック信号を生成し、出力する構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、同期信号生成部が、Ｔｓｌｏｔ［ｓｅｃ］毎に既知パターンの信号を生成、出力する。そして、同期信号検出部にて、これをパターン検出等により検出するとともにクロック信号を再生し、切り換え制御部に出力することで、本実施形態と同様の動作を行うことも可能である。
【００３６】
（変形例６）
本実施形態では、同期信号線１０４と多重信号線１０５とを別線で配線する構成としたが、同期信号を多重信号線１０５に時分割多重化することで、複数の多重化部の間の配線を単一線で接続するようにすることも可能である。この場合、同期信号生成部と同期信号検出部のそれぞれにも切り換え部（同期信号切り換え部）を設ける。そして、同期信号を送受信するための期間を設け、この期間では同期信号生成部と同期信号検出部のそれぞれに設けられた切り換え部のみが短絡状態となるように、切り換え制御部は切り換え制御する。さらに、同期信号検出部を、時分割化された同期信号に同期したクロック信号を出力することが可能なＰＬＬ（位相ロックループ）等で構成する。このような構成とすることにより、さらなる省配線化が可能である。
【００３７】
または、同期信号を多重信号線１０５に周波数分割多重化するようにしてもよい。この場合、時分割化された各信号の周波数と比較して、同期信号の周波数を十分に高いものとする。そして、同期信号生成部と同期信号検出部のそれぞれに、同期信号のみを通過させるＨＰＦ（ハイパスフィルタ）、もしくはＢＰＦ（バンドパスフィルタ）を設ける。このような構成においても、同期信号を時分割多重化する場合と同様の省配線を行うことが可能である。  
【００３８】
［第２実施形態］
ゲイン調整部は、切り換え部の切り換え周期Ｔｆｒａｍｅ［ｓｅｃ］／切り換え部の短絡時間［ｓｅｃ］のゲインを有する必要がある。第１実施形態のシステムでは、各切り換え部の短絡時間を一定の所定値Ｔｓｌｏｔ［ｓｅｃ］としたため、各ゲイン調整部には５倍のゲインを持たせる必要がある。したがって、信号出力部にゲイン調整部を備える場合、対応する信号出力部と信号入力部を個別に配線したときと比較すると、５倍の瞬時電圧が多重信号線１０５に印加されることとなり、相応の耐圧を持った信号線が必要となる。本実施形態では、多重化する信号の強度、並びにゲイン調整部のゲインと配置位置に応じて、切り換え部の短絡時間をそれぞれ個別に決定する。これにより、信号強度の大きい信号の多重化に必要となるゲイン調整部のゲインを下げることができ、多重信号線１０５に印加される電圧を低下させることが可能となる。
【００３９】
本実施形態のシステム構成は、前述した第１実施形態と同様であり、図６を用いて説明を行う。本実施形態では、信号出力部となるモータドライバ１０９、エンコーダ１３３、温度センサ１４１、温度センサ６０９の出力する信号の最大電圧を、それぞれ４Ｖ、２Ｖ、１Ｖ、１Ｖとする。以下、本実施形態の各部の動作の内、第１実施形態と異なるもののみ説明を行う。
【００４０】
切り換え制御部１１２、１２６、１３８、６０６の内部に１２進カウンタ部が設けられる点、及びその動作が第１実施形態とは異なる。図８は、切り換え制御部１１２、１２６、１３８、６０６の内部に備えられたカウンタ部の出力と、短絡制御される切り換え部１１３〜１１７、１２７〜１３０、１４０、６０２、６０８の対応例を示す図である。本実施形態では、信号出力部の出力する信号強度に基づいて、短絡時間を決定する。より具体的には、図８からも明らかなように、モータドライバ１０９とエンコーダ１３３と温度センサ１４１、６０９のそれぞれに備えられた切り換え部の短絡時間の比が４：２：１：１となるよう、カウンタ部出力と短絡制御する切り換え部の対応を決定する。
【００４１】
図９は、本実施形態における多重信号線１０５を流れる信号のタイミングを示す図である。本実施形態では、切り換え周期Ｔｆｒａｍｅ［ｓｅｃ］がＴｓｌｏｔ［ｓｅｃ］で１１分割される。期間９０１〜９０４ではモータ駆動信号が、期間９０５〜９１０ではＡ相、Ｂ相、Ｚ相信号が、期間９１１、９１２では温度センサ信号が多重信号線１０５上を流れる。
【００４２】
この動作により、ゲイン調整部１１０、１３４〜１３６、１３９、６０７に設定すべきゲインが第１実施形態とは異なることとなる。本実施形態では、各ゲイン制御部のゲインを切り換え部の切り換え周期Ｔｆｒａｍｅ［ｓｅｃ］／切り換え部の短絡時間［ｓｅｃ］とした場合に、対応する信号出力部と信号入力部との間を個別の信号線で配線した場合と略一致した信号伝送が可能となる。したがって、ゲイン調整部１１０のゲインは３倍、ゲイン調整部１３４〜１３６のゲインは６倍、ゲイン調整部１３９、６０７のゲインは１２倍に設定する。この結果、多重信号線１０５に印加される最大電圧は、１２Ｖとなる。第１実施形態においては、多重信号線１０５に印加される最大電圧は、モータドライバ１０９の信号出力をゲイン調整部１１０で５倍した２０Ｖとなる。すなわち、第１実施形態と比較すると、多重信号線１０５に耐圧の低い信号線を使用することが可能となるため、より安価にシステムを構成することができる。
【００４３】
本実施形態におけるカウント値と短絡制御を行う切り換え部との対応は図８に示した通りであるが、これに限定されるものではない。例えば、図１０に示すように、複数のＴｓｌｏｔ期間、短絡状態となるものを分散させるようにしてもよい。この場合、モータ駆動信号とエンコーダ信号の切り換え周期は、Ｔｆｒａｍｅ／２［ｓｅｃ］となる。したがって、ＬＰＦ１１８〜１２０、１３１は、その性能として必要となる遮断周波数が２／Ｔｆｒａｍｅ［Ｈｚ］以下となる。すなわち、ＬＰＦの遮断周波数を高くできるため、ＬＰＦを構成するインダクタやコンデンサを小型とすることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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