(57)【要約】【課題】システムの負荷状態を監視する必要がなく、消費電力を低減できるモータ制御装置を提供する。【解決手段】内部システムクロックを生成するクロック生成部（１２）を備え、外部入力信号の変化を検出する外部信号検出部（１４）と、外部入力信号の変化に応じて、クロック生成部の内部システムクロックの周波数を変更するクロック切替部（１５）と、内部システムクロックの変更に対して、アラームが発生しないように処理する状態遷移処理部（１６）を備えた。【選択図】図１
2007336612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クロック信号を発生する発振器と、前記クロック信号を基に内部システムクロックを生成するクロック生成部と、前記内部システムクロックに基づいてモータ制御処理を行なうモータ制御部とを備えたモータ制御装置において、
外部入力信号の変化を検出する外部信号検出部と、
前記外部入力信号の変化に応じて、前記クロック生成部の内部システムクロックの周波数を変更するクロック切替部と、
前記内部システムクロックの変更に対して、アラームが発生しないように処理する状態遷移処理部と、
を備えたことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
前記外部入力信号はモータ制御部が遮断状態のサーボオフから通電状態のサーボオンにするサーボオン信号であり、前記クロック切替部は、前記外部信号検出部がサーボオン信号がサーボオフからサーボオンへの変化を検出した場合には、前記内部システムクロックを高い周波数に変更し、前記外部信号検出部がサーボオンからサーボオフへの変化を検出した場合には、前記内部システムクロックを低い周波数に変更することを特徴とする請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項３】
クロック信号を発生する発振器と、前記クロック信号を基に内部システムクロックを生成するクロック生成部と、前記内部システムクロックに基づいてモータ制御処理を行なうモータ制御部とを備えたモータ制御装置の制御方法において、
外部入力信号の変化を検出するステップと、
アラームの検出を一時停止し、前記外部入力信号の変化に応じて、システムの定数を変更するステップと、
前記外部入力信号の変化に応じて、前記クロック生成部の内部システムクロックの周波数を変更するステップと、
前記内部システムクロックの周波数安定後に、割り込みを同期させ、前記アラームの検出を再開するステップと、
を備えたことを特徴とするモータ制御装置の制御方法。
【請求項４】
前記外部入力信号はモータ制御部が遮断状態のサーボオフから通電状態のサーボオンにするサーボオン信号であり、前記クロック切替部は、前記外部信号検出部がサーボオン信号がサーボオフからサーボオンへの変化を検出した場合には、前記内部システムクロックを高い周波数に変更し、前記外部信号検出部がサーボオンからサーボオフへの変化を検出した場合には、前記内部システムクロックを低い周波数に変更することを特徴とする請求項３記載のモータ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、消費電力を低減するモータ制御装置とその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のシステムの消費電力を低減する方法として、例えば、特許文献１には第１の従来技術が開示されている。
【０００３】
第１の従来技術を図４にその構成を示して説明する。図において、３０は、プロセッサ部であり、低クロック３０２と高クロック３０３を切り替えるクロック切替部３０１とプロセッサ３０４と電源制御部３０５とプロセッサバス３０６とプロセッサバス監視部３０７とで構成されている。プロセッサ３０４は、プロセッサバス３０６を通じてホストバス３１に接続されており、電源制御部３０５は、電源装置３５に接続されている。３２は、システム状態監視部であり、３３は、システム状態制御部であり、両者共にホストバス３１に接続されている。さらに、ホストバス３１はＩ／Ｏバスブリッジ３４を通じてＩ／Ｏバス３６に接続されており、キーボード３７、ファイルシステム３８、表示制御部３９及びＲＯＭ４０がＩ／Ｏバス３６に接続されている。なお、第１の従来技術は、上記プロセッサ部を二つ以上備えたマルチプロセッサシステムである。
【０００４】
まず、システム状態監視部３２は、ホストバス３１を通じて、上記プロセッサ部の動作状態とキーボード３７からの入力を監視し、システムがキーボード３７からの入力待ち状態または低負荷状態になったかを検出する。そして、システムが入力待ち状態または低負荷状態になってから一定時間が経過したとき、システム状態制御部３３に対して省電力制御を開始する要求信号を送出する。これに応じて、システム状態制御部３３は、低負荷状態になっているプロセッサ部に対して、当該プロセッサに供給するクロック信号を低速なクロック信号に切り替えるための要求信号、及び当該プロセッサへの電源供給を停止するための要求信号を送出する。
【０００５】
図５は、図４中のプロセッサへ供給するクロックの切替処理を示すフローチャートである。以下、図３及び図４を用いて、プロセッサ部における省電力制御の動作の一例を説明する。
【０００６】
図４において、プロセッサバス監視部３０７は、プロセッサ３０４とホストバス３１との間のプロセッサバス３０６に接続され、プロセッサの動作状態を監視する。例えば、プロセッサ３０４がキーボードからの入力待ち状態になったときには、キーセンスルーチン（通常、図４中のＲＯＭ４０などに格納されているプログラム）が実行される。プロセッサバス監視部３０７は、このキーセンスルーチンが実行されていることを判別し（ステップＵ１）、システム状態監視部３２に対してプロセッサ３０４がキー入力待ち状態にあることを示す信号を出力する。システム状態監視部３２は、あらかじめ決められた一定時間以上、キー入力待ち状態が続いていることを検出すると（ステップＵ２）、上記キー入力待ち状態となった特定のプロセッサ３０４に対する省電力制御を開始するための省電力制御要求信号をシステム状態制御部３３に対して出力する（ステップＵ３）。すると、システム状態制御部３３は、当該プロセッサ部のクロック切替部３０１に対し、低クロックへの切替要求信号を送出し（ステップＵ４）、これに応じて、クロック切替部３０１は、プロセッサ３０４に対して低クロック３０２の供給を開始する（ステップＵ５）。一般に、動作周波数が低い程、プロセッサによる消費電力が少ないため、低速なクロックに切り替えてやることでマルチプロセッサシステムの消費電力を低減することができる。
【０００７】
図６は、図４中のプロセッサの停止処理及びプロセッサへ供給する電源の切断処理を示すフローチャートである。以下、図３及び図５を用いて、プロセッサ部における省電力制御の動作の他例を説明する。
【０００８】
図５において、プロセッサ３０４がキー入力待ち状態に入ったことをプロセッサバス監視部３０７が検出する（ステップＶ１）と、システム状態監視部３２に対してプロセッサ３０４がキー入力待ち状態にあることを示す信号を出力する。そして、システム状態監視部３２はキー入力待ち状態が一定時間以上連続していることを検出すると（ステップＶ２）、システム状態制御部３３に対してキー入力待ち状態にある当該プロセッサ３０４を停止させるためのプロセッサ停止要求を送出する（ステップＶ３）。これに応じて、システム状態制御部３３は、システムの統括管理を行なっているオペレーティングシステム（以下ＯＳと略す）に対して、当該プロセッサ３０４の停止処理の開始を要求する（ステップＶ４）。ＯＳによるプロセッサ３０４の停止処理が終了すると（ステップＶ５）、システム状態制御部３３は動作停止中の当該プロセッサ３０４に電源を供給する電源制御部３０５に対し、電源供給停止を要求する信号を送出する（ステップＶ６）。これに応じて、電源制御部３０５は当該プロセッサ３０４への電源供給を停止させる（ステップＶ７）。
【０００９】
以上のように、従来のシステムの消費電力を低減する方法は、システム状態監視部が、プロセッサバス監視部を通じて、プロセッサ部の動作状態とキーボードからの入力を監視し、システムがキーボードからの入力待ち状態になってから一定時間が経過した場合に、システム制御部に対して省電力制御を開始する要求を送出し、これに応じて、システム状態制御部が、低負荷状態になっているプロセッサ部のクロック切替部に対して、当該プロセッサに供給するクロック信号を低速なクロック信号に切り替える要求と、さらに、当該プロセッサに電源を供給している電源制御部に対して、電源供給を停止させる要求を送出し、これに応じて、クロック切替部が、当該プロセッサに低クロックを供給し、電源制御部が、当該プロセッサへの電源供給を停止して、システムの消費電力を低減しているのである。
【００１０】
【特許文献１】特開平８−６６８１号公報（第１０−１１頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、第１の従来技術においては、省電力制御を行なうために、システムの負荷状態を常に監視する必要があり、システム状態監視部やプロセッサバス監視部等が必要であるという問題があった。
【００１２】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、システムの負荷状態を監視する必要がなく、消費電力を低減できるモータ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項１に記載の発明は、クロック信号を発生する発振器と、前記クロック信号を基に内部システムクロックを生成するクロック生成部と、前記内部システムクロックに基づいてモータ制御処理を行なうモータ制御部とを備えたモータ制御装置において、外部入力信号の変化を検出する外部信号検出部と、前記外部入力信号の変化に応じて、前記クロック生成部の内部システムクロックの周波数を変更するクロック切替部と、内部システムクロックの変更に対して、アラームが発生しないように処理する状態遷移処理部と、を備えたことを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１記載のモータ制御装置において、前記外部入力信号はモータ制御部が遮断状態のサーボオフから通電状態のサーボオンにするサーボオン信号であり、前記クロック切替部は、前記外部信号検出部がサーボオフからサーボオンへの変化を検出した場合には、前記内部システムクロックを高い周波数に変更し、前記外部信号検出部がサーボオンからサーボオフへの変化を検出した場合には、前記内部システムクロックを低い周波数に変更することを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、クロック信号を発生する発振器と、前記クロック信号を基に内部システムクロックを生成するクロック生成部と、前記内部システムクロックに基づいてモータ制御処理を行なうモータ制御部とを備えたモータ制御装置の制御方法において、
外部入力信号の変化を検出するステップと、アラームの検出を一時停止し、前記外部入力信号の変化に応じて、システムの定数を変更するステップと、前記外部入力信号の変化に応じて、前記クロック生成部の内部システムクロックの周波数を変更するステップと、前記内部システムクロックの周波数安定後に、割り込みを同期させ、前記アラームの検出を再開するステップと、を備えたことを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、請求項３記載のモータ制御装置の制御方法において、前記外部入力信号はモータ制御部が遮断状態のサーボオフから通電状態のサーボオンにするサーボオン信号であり、前記サーボオン信号のサーボオフからサーボオンへの変化を検出した場合には、前記内部システムクロックを高い周波数に変更し、前記サーボオン信号のサーボオンからサーボオフへの変化を検出した場合には、前記内部システムクロックを低い周波数に変更することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の発明によると、外部入力信号の変化により、内部システムクロックの周波数を低い周波数に変更できるため、消費電力を低減できるモータ制御装置を提供できる。
請求項２に記載の発明によると、サーボオン信号の変化により、内部システムクロックの周波数を低い周波数に変更できるため、消費電力を低減できるモータ制御装置を提供できる。
請求項３に記載の発明によると、外部入力信号の変化により、内部システムクロックの周波数を低い周波数に変更できるため、消費電力を低減できるモータ制御方法を提供できる。
請求項４に記載の発明によると、サーボオン信号の変化により、内部システムクロックの周波数を低い周波数に変更できるため、消費電力を低減できるモータ制御方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１は、本発明のモータ制御装置の構成を示す図である。図１において、１は、モータ制御装置であり、発振器１１とクロック生成部１２とモータ制御部１３と外部信号検出部１４とクロック切替部１５と状態遷移処理部１６とで構成されている。２は、モータ制御部１３によって駆動されるモータである。
【００１７】
クロック生成部１２は、入力された発振器１１からのクロック信号を、あらかじめ選択された逓倍値で内部システムクロックを生成するブロックであり、汎用のマイクロコンピュータに備えられた逓倍機能を使ったものである。例えば、ＮＥＣの３２ビット・シングルチップ・マイクロコンピュータＶ８５０Ｅ／ＭＡ３では、１．２５／２．５／５／１０逓倍の選択があり、ソフトウェア処理により容易に逓培値を変更することができる。モータ制御部１３は、図に示してはいないが、モータ位置を検出する処理やモータの位置・速度を制御する処理やモータの電流を制御する処理や、アラームを検出する処理や各種シーケンス制御処理などを実行するブロックである。これらの処理には、前記内部システムクロックに基づいて動作する割り込み処理と他のクロックに基づいて動作する割り込み処理も含まれるが、各割り込み処理は同期して実行されている。外部信号検出部１４は、外部入力信号の変化を検出し、その変化情報をクロック切替部１５と状態遷移処理部１６へ通知するブロックである。クロック切替部１５は、外部入力信号の変化情報を基に、クロック生成部１２に対して逓培設定値を変更することにより内部システムクロックを変更すると共に、状態遷移処理部１６に対して、内部システムクロックを変更したことを通知するブロックである。状態遷移処理部１６は、内部システムクロックを変更したことで、アラームが発生したり、割り込みの同期がずれることを防止するために処理するブロックである。外部信号検出部１４からの通知を受けて、内部システムクロックの変更前に行なう処理と、クロック切替部１５からの通知を受けて、内部システムクロックの変更後に行なう処理とがある。
【００１８】
本発明が特許文献１と異なる部分は、システム状態監視部やプロセッサバス監視部等のシステムの負荷状態を監視するブロックを必要としない点である。また、外部入力信号の変化に応じて、クロック生成部の逓倍設定値を操作することで、内部システムクロックを変更するクロック切替部を備えている点である。
【００１９】
図２は本発明の方法を実施する動作の手順を示すフローチャートである。以下、図１及び図２を用いて、その動作を説明する。
【００２０】
はじめに、外部信号検出部１４が外部入力信号の変化を検出する（ステップＳ１）と、状態遷移処理部１６が、アラームの検出を一時停止し、外部入力信号の変化に応じてシステムの定数を変更する（ステップＳ２）。そして、クロック切替部１５が、外部入力信号の変化に応じてクロック生成部１２の逓倍設定値を操作し、内部システムクロックを変更する（ステップＳ３）。この内部システムクロックは、外部入力信号がオフからオンへ変化した場合とオンからオフへ変化した場合とで異なる値に変更される。すなわち、外部入力信号のオン／オフにより性能が必要な場合と性能が必要ではない場合との検出を行ない、性能が必要な場合には高い周波数の内部システムクロックに変更し、性能が必要ではない場合には低い周波数の内部システムクロックに変更しているのである。なお、前記ステップＳ２のシステムの定数は、ステップＳ３にて変更される内部システムクロックに適応し、アラームを発生しない値に変更される。最後に、状態遷移処理部１６が、内部システムクロックの周波数安定後に、割り込みの同期処理と前記ステップＳ２で行なったアラームの検出の停止を解除する（ステップＳ４）。なお、割り込みの同期処理は、他のクロックで動作している割り込み処理との同期も含めて行なうものである。
【００２１】
図３は外部入力信号をサーボオン信号とした場合の具体的な動作手順を示すフローチャートである。以下。図１及び図３を用いて、その動作を説明する。
【００２２】
はじめに、外部信号検出部１４がサーボオン信号の変化を検出する（ステップＴ１）。サーボオン信号がサーボオフからサーボオンへ変化した場合には、状態遷移処理部１６がアラームの出力を防止し、システムの定数を周波数の高い内部システムクロックに適応した値に変更する（ステップＴ２）。そして、クロック切替部１５が、クロック生成部１２の逓倍設定値を大きくして、内部システムクロックの周波数を高くする（ステップＴ４）。通常、最大の逓倍設定値とする。一方、サーボオン信号がサーボオンからサーボオフへ変化した場合には、状態遷移処理部１６がアラームの検出を停止し、システムの定数を周波数の低い内部システムクロックに適応した値に変更する（ステップＴ３）。そして、クロック切替部１５が、クロック生成部１２の逓倍設定値を小さくして、内部システムクロックの周波数を低くする（ステップＴ５）。通常、最小の逓倍設定値とする。最後に、状態遷移処理部１６が、内部システムクロックの周波数安定後に、割り込みの同期処理と前記ステップＴ２または前記ステップＴ３で行なったアラームの検出の停止を解除する（ステップＴ６）。
【００２３】
このように、サーボオン信号の変化を検出し、内部システムクロックを切り替えることにより、モータが通電中のサーボオン状態では、制御性能が必要であるため、周波数の高い内部システムクロックで動作させ、モータが非通電中のサーボオフ状態では、制御性能は必要がないため、周波数の低い内部システムクロックで動作させることにより、消費電力を低減しているのである。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は、電源にバッテリを使用したモータ制御装置のシステム等、消費電力を低減する必要のある用途では産業上幅広く利用可能である。例えば、移動体ロボットなどへの適用には有効である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明を実施するモータ制御装置の構成を示す図
【図２】本発明の方法を実施する動作の手順を示すフローチャート
【図３】外部入力信号をサーボオン信号とした場合の動作手順を示すフローチャート
【図４】第１の従来技術の構成を示す図
【図５】第１の従来技術のプロセッサへ供給するクロックの切替処理を示すフローチャート
【図６】第１の従来技術のプロセッサの停止処理及びプロセッサへ供給する電源の切断処理を示すフローチャート
【符号の説明】
【００２６】
１  モータ制御装置
２  モータ
１１  発振器
１２  クロック生成部
１３  モータ制御部
１４  外部信号検出部
１５  クロック切替部
１６  状態遷移処理部
３０  プロセッサ部
３１  ホストバス
３２  システム状態監視部
３３  システム状態制御部
３４  Ｉ／Ｏバスブリッジ
３５  電源装置
３６  Ｉ／Ｏバス
３７  キーボード
３８  ファイルシステム
３９  表示制御部
４０  ＲＯＭ
４１  ＣＲＴ
３０１  クロック切替部
３０２  低クロック
３０３  高クロック
３０４  プロセッサ
３０５  バス監視部
【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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