(57)【要約】  【課題】  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装置であって、モータに備えられた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への入力に関連する信号を、前記電源線を介して双方向に送信するモータ駆動装置を提供する。  【解決手段】  送信回路５は、駆動電圧Ｖの立上がり時を検出し、同期信号Ｐ１を生成し、同期信号Ｐ１に同期して、送信すべきビット列を変調回路（５４）で変調し電源線３を介して送信する。一方、送信回路８は、駆動電圧Ｖの立下がり時を検出し、同期信号Ｐ３を生成し、同期信号Ｐ３に同期して、送信すべきビット列を変調回路（８４）で変調して電源線３を介して送信する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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モータ駆動装置。
【請求項２】
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請求項１に記載されたモータ駆動装置。
【請求項３】
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請求項１に記載されたモータ駆動装置。
【請求項４】
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請求項１に記載されたモータ駆動装置。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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請求項５に記載されたモータ駆動装置。
【請求項７】
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請求項５又は請求項６に記載されたモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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）。
【特許文献１】特開２００３−１７４７８７号公報
【発明の開示】
【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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。      
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【発明の効果】
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】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２】送信回路及び受信回路の構成を示すブロック図である。
【図３】送信回路及び受信回路の構成を示すブロック図である。
【図４】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５】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。
【符号の説明】
【０１０９】
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
【図１】
2005295679.tif 000003
【図２】
2005295679.tif 000004
【図３】
2005295679.tif 000005
【図４】
2005295679.tif 000006
【図５】
2005295679.tif 000007