JPH08102979A - 多重通信によるモータ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】回路規模を小さくし、応答性も良好にする。 【構成】アクチュエータ30−１〜30−ｎのモータ制御部
36では、回転角検出部34の出力値とＤ／Ａコンバータ33
の出力値との平均値Ｖ_E が、コンパレータ43，44により
所定閾値Ｖ_H 、Ｖ_L と比較され、モータ駆動回路45は、
この比較結果に基づいてモータ35の回転角制御を行う。
このアクチュエータ30−１〜30−ｎにＮＯＲゲート46で
構成された制御終了検出部37を設け、このコンパレータ
43，44の両出力値を検出する。モータ35の回転角制御が
終了したときは、制御終了検出部37の出力レベルがHiレ
ベルとなり、送信回路38は、これに基づいて送信データ
の最後に１ビットの制御終了パルス51を付加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多重通信によるモータ
制御装置に関し、主に車両におけるモータの回転角制御
に、多重通信を利用した際の故障診断に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の車両電装装置においては、モータ
制御用データを処理するコントロールユニットと、モー
タを備えたアクチュエータと、が離れて設置される場
合、コントロールユニットとアクチュエータの間はモー
タ駆動や回転角のモニタのための複数の信号線により配
線されていた。しかし、車両の高機能化に伴いアクチュ
エータが増加すると、コントロールユニット−アクチュ
エータ間の配線の増加により、レイアウト性の悪化やコ
ントロールユニット側の端子不足等の問題が生じてきた
ため、多重通信が導入されるようになってきた。

【０００３】図７は、従来の多重通信によるモータ制御
装置の構成を示す図である。図７において、コントロー
ルユニット10′は、データ処理部11と、該データ処理部
11からのデータを入力し、所定の符号及びフォーマット
に変換するエンコーダ12と，該エンコーダ12により符号
化されたデータを入力して通信線20に出力する送信回路
13と、通信線20上の信号を受信する受信回路14と、該受
信回路14によって得られた信号を復号化しデータ処理部
11へ受け渡すデコーダ15と、を備えて構成されている。

【０００４】複数のアクチュエータ30′は通信線20を介
してコントロールユニット10に接続されている。このア
クチュエータ30′は、通信線20上の送信データを受信す
る受信回路31と、該受信回路31によって得られた送信デ
ータを復号化するデコーダ32と、該デコーダ32の出力を
アナログ値に変換するＤ／Ａコンバータ33と、制御対象
であるモータ35と、該モータ35の回転に伴って変化する
可変抵抗により、モータの回転角を電圧値で出力する回
転角検出部34と、該回転角検出部34の出力とＤ／Ａコン
バータ33の出力とに応じてモータ35の回転角を制御する
モータ制御部36と、該回転角検出部34の出力をデジタル
値に変換するＡ／Ｄコンバータ40と、該Ａ／Ｄコンバー
タ40の出力を符号化するエンコーダ39と、該エンコーダ
39の出力を通信線20に出力する送信回路38と、を備えて
構成されている。

【０００５】次に動作を説明する。コントロールユニッ
ト10′のデータ処理部11は、制御対象となるモータ35を
備えたアクチュエータ30′を指定するアドレスや、モー
タ回転角の目標値をエンコーダ12に出力する。これらの
データはエンコーダ12により符号化され、送信回路13を
介して送信データとして通信線20上に出力される。

【０００６】通信線20上に出力された送信データは、ア
クチュエータ30′の受信回路31により、送信データに含
まれるアドレス情報に基づいて、自分宛のデータである
か否かが認識され、認識すると、受信回路31に取り込ま
れる。受信回路31に取り込まれたデータから、デコーダ
32により目標値データがデジタル値として解読される。
この目標値データはモータ制御部36に入力され、モータ
制御部36は、回転角検出部34の出力がＤ／Ａコンバータ
33によってアナログ値に変換された目標値と一致するよ
うにモータ35の回転を制御する。

【０００７】以上の制御のみでは、コントロールユニッ
ト10′はモータ35が正常に動作しているかどうかを認識
することができないため、以下の手順で故障診断を行
う。コントロールユニット10′のデータ処理部11は、エ
ンコーダ12、送信回路13を介して診断対象とするモータ
35を有するアクチュエータ30′に診断命令を送信する。
診断命令を受信したアクチュエータ30′は、回転角検出
部34の出力をＡ／Ｄコンバータ40によりデジタル値に変
換し、エンコーダ39により符号化した後、送信回路38を
介して所定のフォーマットにてコントロールユニット1
0′に送信する。

【０００８】コントロールユニット10′のデータ処理部
11は送信回路13及びデコーダ15を介してこのデータを取
り込むことにより、モータ35の回転角の現在値を知るこ
とができる。コントロールユニット10′は、モータ35の
回転角の現在値を、目標値の送信から実際にモータ35の
回転角が目標値に到達するまでの時間を考慮して認識
し、モータ35が正常に動作しているかどうかを診断す
る。

【０００９】尚、ここでは、診断時に診断命令という特
殊な命令を送信する例を示したが、コントロールユニッ
ト10′が通常の目標値データを送信する度に、それを受
信したアクチュエータ30が現在値データを返信するよう
にしても構わない。この場合もモータ35の作動時間を考
慮して、送信した目標値と返信される現在値を比較して
判断する必要がある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、かかる従来
の多重通信によるモータ制御装置では、故障診断を行う
ためには、アクチュエータ30′に回転角検出部34の出力
をデジタル値に変換するためのＡ／Ｄコンバータ40とＡ
／Ｄコンバータ40の出力を符号化するエンコーダ39が必
要となり、コントロールユニット10′には、アクチュエ
ータ30′からの診断データを復号化するデコーダ15が必
要になる。このため、回路規模が大きくなり、多重通信
の利点の一つである配線削減によるコスト低減効果が相
殺され、また、集積化も困難であった。

【００１１】さらに、コントロールユニット10′が目標
値データを送信する度に、これを受信したアクチュエー
タ30′が現在値データを返信することで常時故障診断を
行うという手順を採用しているため、アクチュエータ3
0′からの返信フレームの分だけ通信フレームが長くな
り、単位時間当たりの通信回数が少なくなり、応答性が
悪化するという問題点があった。

【００１２】本発明はこのような従来の課題に鑑みてな
されたもので、回路規模が小さく応答性も良好な多重通
信によるモータ制御装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１の発
明にかかる多重通信によるモータ制御装置では、第１の
制御装置と、モータを有する少なくとも１つの第２の制
御装置と、を１本の通信線で接続し、モータ回転角の目
標値に係るデータを含み所定の送信フォーマットに基づ
いた制御データを、前記第１の制御装置から１本の通信
線を介して第２の制御装置に出力して前記モータの回転
角制御を行う多重通信によるモータ制御装置において、
前記第２の制御装置は、前記通信線上に出力された制御
データを受信する受信手段と、該受信手段により得られ
た制御データをデコードするデコーダと、該デコーダの
デコード結果から、制御データに含まれているモータ回
転角の目標値に係るデータをアナログ値に変換するＤ／
Ａコンバータと、前記モータ回転角を検出し、現在値を
アナログ値として出力する回転角検出手段と、前記Ｄ／
Ａコンバータの出力値と回転角検出手段の出力値とを得
て、モータ回転角の現在値が目標値になるように制御す
るモータ制御手段と、前記モータ回転角の現在値が略目
標値になったとき、前記モータ回転角の制御終了を検出
する制御終了検出手段と、該制御終了検出手段により制
御終了が検出された後、前記受信手段が第１の制御装置
から出力された制御データを受信したとき、該制御デー
タに制御終了データを付加して通信線上に出力する送信
手段と、を備えた。

【００１４】請求項２の発明にかかる多重通信によるモ
ータ制御装置では、前記送信フォーマットは、制御終了
データを制御データの最後に付加する形式である。請求
項３の発明にかかる多重通信装置では、前記制御終了デ
ータは１ビットである。請求項４の発明にかかる多重通
信によるモータ制御装置では、前記モータ回転角の目標
値に係るデータを所定値と該目標値との差とする一方、
前記モータ制御手段は、前記回転角検出手段の出力値と
Ｄ／Ａコンバータの出力値との平均値を出力する平均値
算出手段と、該平均値算出手段から出力された平均値
を、所定範囲を設定する上限、下限レベルと比較してレ
ベル判定するウインドコンパレータと、該ウインドコン
パレータにより平均値が所定範囲から外れていると判定
されたときは、該平均値が所定範囲内に入るようにモー
タの回転方向を決定してモータを駆動し、平均値が所定
範囲内であると判定されたときはモータを停止する駆動
手段と、を備えて構成された。

【００１５】請求項５の発明にかかる多重通信によるモ
ータ制御装置では、前記制御終了検出手段は、ウインド
コンパレータにより平均値が所定範囲内であると判定さ
れたときに制御が終了したことを検出するゲート回路に
より構成された。請求項６の発明にかかる多重通信によ
るモータ制御装置では、前記モータ回転角の目標値に係
るデータを目標値そのものとする一方、前記モータ制御
手段は、前記モータ回転角の現在値が目標値より大きい
ときに、該現在値と目標値のレベル差を出力する第１減
算手段と、前記モータ回転角の現在値が目標値より小さ
いときに、該目標値と現在値のレベル差を出力する第２
減算手段と、前記第１減算手段から出力されたレベル差
を所定閾値と比較してレベル判定する第１コンパレータ
と、前記第２減算手段から出力されたレベル差を所定閾
値と比較してレベル判定する第２コンパレータと、前記
第１、２コンパレータにより、どちらか一方のレベル差
が所定閾値を越えていると判定されたときは、いずれの
レベル差も所定閾値以下になるようにモータの回転方向
を決定して該回転方向にモータを駆動し、いずれのレベ
ル差も所定値以下になったと判定されたときはモータの
回転を停止させる駆動手段と、を備えて構成された。

【００１６】請求項７の発明にかかる多重通信によるモ
ータ制御装置では、前記制御終了検出手段は、前記第
１、２コンパレータにより、第１、２減算手段から出力
されたいずれのレベル差も閾値以下と判定されたときに
制御が終了したことを検出するゲート回路により構成さ
れた。請求項８の発明にかかる多重通信によるモータ制
御装置では、前記回転角検出手段は、前記モータ回転角
の現在値に応じた電圧値に変換し、該電圧値を出力する
可変抵抗により構成された。

【００１７】

【作用】上記、請求項１の発明にかかる多重通信による
モータ制御装置の構成によれば、制御データが第１の制
御装置から１本の通信線上に出力され、第２の制御装置
の受信手段によって受信される。この制御データはデコ
ーダでデコードされ、制御データに含まれるモータ回転
角の目標値に係るデータは、Ｄ／Ａコンバータによりア
ナログ値に変換される。また、モータ回転角の現在値
は、回転角検出手段により検出されてアナログ値として
出力され、モータ制御手段は、Ｄ／Ａコンバータと回転
角検出手段との出力値を得て、モータ回転角が目標値に
なるようにモータを回転させる。モータ回転角の制御終
了は、制御終了検出手段により検出され、その後、第１
の制御装置から出力された制御データが受信手段によっ
て受信されたとき、送信手段により、制御データに制御
終了データが付加され、この制御データは通信線上に出
力される。したがって、第１の制御装置では、モータ回
転角制御の自己診断を行うのに、入力した制御データに
制御終了データが付加されているか否かを判定するだけ
でよいので、自己診断に必要な回路の規模が小さくな
る。また、送信フレームも短くなり、送信データだけで
自己診断が行えるため、単位時間当たりの通信回数を増
やすことが可能となり、応答性が良好となる。

【００１８】請求項２の発明にかかる多重通信によるモ
ータ制御装置の構成によれば、制御終了データが制御デ
ータの最後に付加され、制御終了データの検出が容易と
なる。請求項３の発明にかかる多重通信によるモータ制
御装置の構成によれば、制御終了データが１ビットであ
るので、最も簡易なデータであり、しかも制御終了の情
報を正確に伝達することが可能となる。

【００１９】請求項４の発明にかかる多重通信によるモ
ータ制御装置の構成によれば、回転角検出手段の出力値
とＤ／Ａコンバータの出力値との平均値が平均値算出手
段により算出される。制御データに含まれるモータ回転
角の目標値に係るデータは、所定値と該目標値との差で
あるから、モータ回転角の現在値が略目標値になったと
きは、前記平均値は必ず所定値／２になる。したがって
この平均値をウインドコンパレータでレベル判定し、平
均値がウインドコンパレータの所定範囲内であれば、モ
ータ回転角の現在値が略目標値となっていることにな
る。そこで、この平均値が所定範囲から外れているとき
は駆動手段はモータを駆動し、所定範囲内に入ったとき
はモータを停止することによりモータの回転角の現在値
を目標値にすることが可能となる。このように平均値を
算出することによりモータの回転角制御を行うことが可
能となる。

【００２０】請求項５の発明にかかる多重通信によるモ
ータ制御装置の構成によれば、ウイントコンパレータに
よる平均値のレベル判定結果に基づいて、制御が終了し
たことがゲート回路により簡単に検出される。請求項６
の発明にかかる多重通信によるモータ制御装置の構成に
よれば、モータ制御手段を、第１、２減算手段、第１、
２コンパレータにより構成しても、モータの回転角を制
御することが可能となる。

【００２１】請求項７の発明にかかる多重通信によるモ
ータ制御装置の構成によれば、モータ制御手段を、第
１、２減算手段、第１、２コンパレータにより構成した
ときに、第１、２減算手段から出力されたレベル差と閾
値との第１、２コンパレータによる比較結果に基づいて
制御が終了したことをゲート回路により簡単に検出する
ことが可能となる。

【００２２】請求項８の発明にかかる多重通信によるモ
ータ制御装置の構成によれば、回転角検出手段は、前記
モータ回転角の現在値に応じた電圧値に変換し、該電圧
値を出力する可変抵抗により構成されているため、モー
タ回転角の現在値を容易に検出することが可能となる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１〜図６に基づい
て説明する。まず、第１実施例について説明する。図１
は、本実施例の多重通信によるモータ制御装置の構成を
示すブロック図である。

【００２４】図１において、コントロールユニット10
は、制御データを処理する第１の制御装置であり、アク
チュエータ30−１〜30−ｎは、夫々、制御対象であるモ
ータ35を有する第２の制御装置である。このモータ35
は、例えば、エアコンの内気循環と外気循環とを切り替
えるエアミックスドアの制御等に使用され、回転角が制
御される。また、アクチュエータ30−１〜30−ｎは、概
してコントロールユニット10と離れた位置に設置されて
いる。コントロールユニット10とアクチュエータ30−１
〜30−ｎとは、レイアウト性の悪化やコントロールユニ
ット10側の端子不足等の問題を解消するため、１本の通
信線20で接続されている。

【００２５】コントロールユニット10は、データ処理部
11と、該データ処理部11からのデータを入力し、所定の
符号及びフォーマットに変換するエンコーダ12と，該エ
ンコーダ12により符号化されたデータを１本の通信線20
に出力する送信回路13と、通信線20上の信号を受信する
受信回路14と、を備えて構成されている。通信線20に出
力される送信データの送信フォーマットの一例を図３に
示す。この送信フォーマットでは、送信データは、その
始まりを示す通信開始符号ＳＯＭ47と、送信先のアクチ
ュエータのアドレスを示すアドレスフレーム48と、モー
タ回転角の目標値に係るデータを示すデータフレーム49
と、信号の異常を検出するためのパリティビット50と、
を備えて構成されている。パリティビット50の後の最後
の１ビットは、制御終了データとしての制御終了パルス
51であり、アクチュエータ30−１〜30−ｎ側で付加され
るが、これについては後述する。

【００２６】尚、第１実施例では、データフレーム49に
は、アクチュエータ30のモータ制御部36の構成上、〔５
Ｖ−目標値（Ｖ）〕となるように計算された値がセット
される。アクチュエータ30−１〜30−ｎは、受信回路31
と、デコーダ32と、Ｄ／Ａコンバータ33と、モータ35
と、回転角検出部34と、モータ制御部36と、制御終了検
出部37と、送信回路38と、を備えて構成されている。

【００２７】受信回路31は、通信線20上の送信データを
受信し、受信した送信データをデコーダ32に送るととも
に、送信データの受信完了により、受信完了信号を送信
回路38に出力する受信手段である。デコーダ32は、受信
回路31によって得られた送信データを復号化する回路で
ある。

【００２８】Ｄ／Ａコンバータ33は、デコーダ32により
デコードされた送信データの中のデータフレーム49の値
をアナログ値に変換して出力する。回転角検出部34は、
モータ35の回転に伴って抵抗値が変化する可変抵抗を備
え、この可変抵抗によりモータ35の回転角を電圧値に変
換して出力する回転角検出手段である。

【００２９】モータ制御部36は、回転角検出部34の出力
値とＤ／Ａコンバータ33の出力値とに基づいてモータ回
転角の現在値が略目標値になるようにモータ35の回転角
を制御する回路であり、制御終了検出部37は、モータ制
御部36の制御終了を検出する制御終了検出手段である。
図２にアクチュエータ30のモータ制御部及び制御終了検
出部の構成の一例を示す。

【００３０】モータ制御部36は、回転角検出部34の出力
値とＤ／Ａコンバータ33の出力値とを平均化する平均化
回路と、ウインドコンパレータと、モータ駆動回路45
と、によって構成されている。平均化回路は、夫々、オ
ペアンプ41，42、及び抵抗Ｒ₁ ，Ｒ₂ と、によって構成
された回路であり、オペアンプ41，42は、夫々、ボルテ
ージホロワを構成し、Ｄ／Ａコンバータ33、回転角検出
部34の出力値を入力する。オペアンプ41，42の夫々の出
力値は、抵抗Ｒ₁ ，Ｒ₂ の接続点において平均化され
る。ウインドコンパレータは、コンパレータ43，44によ
り構成され、該平均値をＶ_E として平均値Ｖ_E を夫々所
定閾値Ｖ_H ，Ｖ_L と比較する。モータ駆動回路45は、コ
ンパレータ43、44の出力値に基づいてモータ35の回転を
制御する。

【００３１】尚、モータ回転角の現在値と目標値が一致
している場合は、Ｄ／Ａコンバータ33の出力値と回転角
検出部34の出力値の平均値Ｖ_E は必ず2.5 Ｖになるか
ら、各コンパレータ43、44の閾値Ｖ_H ，Ｖ_L は、2.5 Ｖ
を挟むように設定するのが普通である。この際、２つの
閾値の差（Ｖ_H −Ｖ_L ）は、要求されるモータ35の停止
精度やオーバーランを考慮して決定される。

【００３２】制御終了検出部37は、ＮＯＲゲート46で構
成され、コンパレータ43、44の比較結果を入力してＮＯ
Ｒ論理結果を出力する。図１において、送信回路38は、
受信回路31から受信完了信号が入力されたとき、制御終
了検出部37の出力値がHiレベルであれば、受信回路31が
受信した送信データの最後に１ビットのパルス51を付加
し、 Lowレベルであれば、その逆にこのパルスを付加し
ない。この送信回路38が送信手段に相当する。

【００３３】次に、作用を説明する。ここでは、一例と
して、回転角検出手段34の出力値が０Ｖ（現在値）を示
しているときに、該出力値が目標値４Ｖになるまでモー
タ35を回転させる場合について、タイミングチャートで
ある図４に基づいて説明する。コントロールユニット10
のデータ処理部11では、図３の送信フォーマットにした
がってモータ回転角の目標値（ａ）がデータフレーム49
にセットされる。前述のように、このデータフレーム49
にセットされる値は、〔５Ｖ−目標値（Ｖ）〕で計算さ
れた値であり、ここでは、目標値が４Ｖであるからデー
タフレーム49の値は１（Ｖ）になる。この送信データ
（ｂ）は、エンコーダ12及び送信回路13を介して通信線
20上に出力される。尚、（ｂ₁), （ｂ₂)は、他のアクチ
ュエータ30−２〜30−ｎへの送信データであり、同様に
してコントロールユニット10から出力される。

【００３４】時刻ｔ₁ において、送信データのアドレス
48により指定されたアクチュエータ30−１の受信回路31
が、この送信データ（ｂ）を受信すると、この送信デー
タ（ｂ）は、受信が完了した時刻ｔ₂ において、デコー
ダ32でデコードされ、Ｄ／Ａコンバータ33によりデータ
フレーム49の値がアナログ値に変換される。初期状態で
は、回転角検出手段34の出力（ｃ）が０Ｖを示している
から、Ｄ／Ａコンバータ33の出力（ｄ）は、初期状態の
５（Ｖ）から１（Ｖ）に変わる。

【００３５】モータ制御部36のオペアンプ41，42には、
夫々、Ｄ／Ａコンバータ33の出力値１（Ｖ）、回転角検
出部34の出力値０（Ｖ）が入力されるから、両出力
（ｃ），（ｄ）は平均化され、図４（ｅ）で示すよう
に、平均値Ｖ_E ＝0.5 Ｖが各コンパレータ43、44に入力
されることになる。この平均値Ｖ_E は、各コンパレータ
43、44の閾値Ｖ_H ，Ｖ_L と比較される。この場合、Ｖ_E
＜Ｖ_L （＜Ｖ_H ）であるから、コンパレータ43，44の出
力（ｆ），（ｇ）は、夫々、 Lowレベル、Hiレベルとな
り、これを受けたモータ駆動回路45は、モータ35を所定
の方向に回転させる。

【００３６】モータ35の回転に従って回転各検出部34の
出力（ｃ）が上昇し、時刻ｔ₃ において、Ｖ_L ＜Ｖ_E ＜
Ｖ_H となると、コンパレータ43、44の出力（ｆ），
（ｇ）は双方とも Lowレベルとなり、これを受けたモー
タ駆動回路45はモータ35の回転を停止させる。このと
き、制御終了検出部37はモータ制御部36の２つのコンパ
レータ43、44の出力（ｆ），（ｇ）のＮＯＲを取る構成
となっているため、コンパレータ43、44の出力（ｆ），
（ｇ）が双方とも Lowレベルとなったときは、制御終了
検出部37の出力（ｈ）がHiレベルとなり、モータ35の制
御が終了したことを示す。

【００３７】制御終了後の時刻ｔ₅ において、コントロ
ールユニット10から送信データ（ｂ）が出力されると、
受信回路31は、送信データの受信完了により受信完了信
号を送信回路38に出力する。これを受けた送信回路38
は、制御終了検出部37の出力がHiレベルであるので、図
３に示す送信フォーマットの送信データ（ｂ）の最後に
１ビットの制御終了パルス51を付加する。尚、逆に、制
御終了検出部37の出力がLowレベルになっていれば制御
終了パルス51は付加されない。

【００３８】コントロールユニット10は、アクチュエー
タ30への送信の度に、送信データ（ｂ）の最後に制御終
了パルス51が付加されているか否かを調べる。そして、
送信データ（ｂ）の最後に制御終了パルス51が付加され
ているときは、コントロールユニット10は、モータ35の
制御終了を検知する。次に、時刻ｔ₆ において、回転角
検出部34の出力（ｃ）が2.5 Ｖを示してモータ35が停止
している状態から、回転角検出部34の出力（ｃ）が目標
値０Ｖになるまでモータ35を逆に回転させる場合、〔５
−目標値〕で計算されるデータフレーム49の値は、５−
０＝５となる。そして、この送信データ（ｂ）は、エン
コーダ12及び送信回路13を介して通信線20上に出力され
る。

【００３９】時刻ｔ₇ において、アドレス48で指定され
たアクチュエータ30−１がこの送信データ（ｂ）を受信
し、時刻ｔ₈ において受信が完了すると、Ｄ／Ａコンバ
ータ33の出力（ｄ）は、１（Ｖ）から５（Ｖ）に変わ
る。モータ制御部36では、オペアンプ41，42及び抵抗Ｒ
₁ ，Ｒ₂ からなる平均化回路により、Ｄ／Ａコンバータ
33の出力（ｄ）５（Ｖ）と回転角検出部34の出力（ｃ）
2.5(Ｖ）が平均化され、その平均値Ｖ_E ＝（５＋2.5)÷
２＝3.25Ｖが、コンパレータ43、44に入力される。

【００４０】コンパレータ43、44において比較された結
果、（Ｖ_L ＜）Ｖ_H ＜Ｖ_E となるので、コンパレータ4
3，44の出力（ｆ），（ｇ）は、夫々、Hiレベル、 Low
レベルとなり、これを受けたモータ駆動回路45はモータ
35を前とは逆の方向に回転させる。そしてモータ35の回
転に従って回転角検出部34の出力値は降下し、時刻ｔ₉
において、Ｖ_L ＜Ｖ_E ＜Ｖ_H となるとコンパレータ43、
44の出力（ｆ），（ｇ）は双方とも Lowレベルとなり、
これを受けたモータ駆動回路45はモータ35の回転を停止
させる。尚、モータ35の回転は、自身の回転モーメント
によりオーバーランして停止する（時刻ｔ₄ ）。

【００４１】制御終了検出部37では、出力（ｈ）がHiレ
ベルとなり、送信回路38は、その後に受信された送信デ
ータ（ｂ）の最後に制御終了パルス51を付加し、通信線
20上に出力する。コントロールユニット10は、制御終了
パルス51が付加されているのを検出し、制御が終了した
ことを検知する。このようにして各アクチュエータ30−
１からコントロールユニット10に診断情報が伝えられ
る。

【００４２】尚、モータ35の動作にはある程度の時間が
かかるため、最初の送信で、即、制御終了パルス51が付
加されないこともある。もし、モータ35の動作に充分な
時間が経過後、再び同じアクチュエータ30に対して送信
を行っても制御終了パルス51が付加されていないようで
あれば、コントロールユニット10は、故障が発生してい
ると判断する。

【００４３】かかる構成によれば、アクチュエータ30−
１〜30−ｎにモータ制御が終了したことを検出する制御
終了検出部37を設け、モータ回転角の制御が終了してい
るときは、各アクチュエータがコントロールユニット10
の出力する送信データの最後に制御終了パルス51を付加
し、制御が終了していないときは該パルスを付加しない
ことにより故障診断を行う構成としたため、アクチュエ
ータ30−１〜30−ｎには、Ａ／Ｄコンバータや複雑なエ
ンコーダが不要になり、さらに、コントロールユニット
10は送信データに制御終了パルスが付加されているか否
かをチェックするのみで済むため、従来のデコーダが不
要になる。従って、回路規模が小さくなりコスト低減や
集積化が容易になる。

【００４４】また、コントロールユニット10がアクチュ
エータ30−１〜30−ｎに対して送信データを送信する度
に自己診断を行い、送信データの通信フレーム長も殆ど
変化しないため、単位時間当たりの通信回数を増やすこ
とが可能となり、応答性が良好となる。尚、本実施例で
は、制御終了パルス51を１ビットとしたが、このパルス
を１ビットに限る必要はなく、ノイズ等による誤認識を
防ぐために、複数ビットにして冗長性を持たせることが
でき、また、特殊な符号として出力したりすることもで
きる。さらに、制御終了パルス51を付加する位置につい
ても、送信データの最後である必要はなく、送信フォー
マット中にパルス付加用のフレームを設け、受信中のア
クチュエータ30がその指定された位置で終了信号を出力
するような構成としても作用・効果については変わらな
い。

【００４５】次に第２実施例について説明する。このも
のは、アクチュエータのモータ制御部に減算回路を用い
たものである。図５は、第２実施例のモータ制御部及び
制御終了検出部の構成を示す。第２実施例のモータ制御
部36′の減算回路53は、オペアンプ54と、抵抗Ｒ₁₁〜Ｒ
₁₄と、で構成され、減算回路55は、オペアンプ56と、抵
抗Ｒ₁₅〜Ｒ₁₈と、で構成されている。但し、抵抗Ｒ₁₁，
Ｒ₁₃，Ｒ₁₅，Ｒ₁₇の夫々の抵抗値は等しく、抵抗Ｒ₁₂，
Ｒ₁₄，Ｒ₁₆，Ｒ₁₈の夫々の抵抗値は等しいものとする。

【００４６】オペアンプ54の反転入力端子は抵抗Ｒ₁₁を
介して回転角検出部34に接続され、非反転入力端子は抵
抗Ｒ₁₃を介してＤ／Ａコンバータ33に接続され、オペア
ンプ56の反転入力端子は抵抗Ｒ₁₅を介して回転角検出部
34に接続され，非反転入力端子は抵抗Ｒ₁₇を介してＤ／
Ａコンバータ33に接続されている。コンパレータ57，58
は、夫々、減算回路53，55の減算結果を所定閾値Ｖ_D と
比較する。この所定閾値Ｖ_D は、モータ35の停止条件と
なる値であり、第１実施例と同様に、要求されるモータ
35の停止精度やオーバーランを考慮して決定される。

【００４７】このような構成により、減算回路53は、Ｄ
／Ａコンバータ33の出力（ｄ）が回転角検出部34の出力
（ｃ）より大きいときに、Ｄ／Ａコンバータ33の出力
（ｄ）から回転角検出部34の出力（ｃ）を差し引いた減
算結果（ｉ）を出力し、減算回路55は、回転角検出部34
の出力（ｃ）がＤ／Ａコンバータ33の出力（ｄ）より大
きいときに、回転角検出部34の出力（ｃ）の値からＤ／
Ａコンバータ33の出力（ｄ）の値を差し引いた減算結果
（ｊ）を出力する。

【００４８】尚、第２実施例では、コントロールユニッ
ト10が目標値を通信線20に出力する際の送信データの送
信フォーマットは第１実施例と同様であるが、データフ
レーム49には、目標値そのものがセットされる。次に第
２実施例の作用を説明する。ここでは、一例として、モ
ータ35が停止して回転角検出部34の出力値が０Ｖであ
り、目標値４Ｖになるまでモータ35を回転する場合の動
作を、タイミングチャートである図６に基づいて説明す
る。

【００４９】時刻ｔ₂₁において、通信線20上の送信デー
タ（ｂ）がアクチュエータ30−１の受信回路31によって
受信されると、送信データ（ｂ）は、デコーダ32に取り
込まれ、Ｄ／Ａコンバータ33によりアナログ値に変換さ
れる。ここではコントロールユニット10の送信データ
（ｂ）のデータフレーム49の値が目標値「４」であるか
ら、Ｄ／Ａコンバータ33の出力（ｄ）は４Ｖになる。

【００５０】Ｄ／Ａコンバータ33の出力（ｄ）の値と回
転角検出部34の出力（ｃ）の値は、夫々、２つの減算回
路53、54に入力される。モータ制御部36′の減算回路53
は、（ｉ）で示すように、((Ｄ／Ａコンバータ出力４
Ｖ）−（回転角検出部出力０Ｖ))＝４Ｖを出力する。ま
た、（Ｄ／Ａコンバータ出力）＞（回転角検出部出力）
となっているため、減算回路55の出力（ｊ）の値は０Ｖ
となる。減算回路53の出力（ｉ）の値が閾値Ｖ_D 以上で
あればコンパレータ57,58 の出力は、夫々、Hi、Low レ
ベルとなり、モータ35を所定の方向に回転させる。

【００５１】モータ35の回転が上昇するにつれて回転角
検出部34の出力（ｃ）の値も上昇し、時刻ｔ₂₃におい
て、((Ｄ／Ａコンバータ出力）−（回転角検出部出力))
＜Ｖ_Dとなるとコンパレータ57、58の出力は双方とも Lo
wレベルとなり、これを受けたモータ駆動回路45はモー
タ35の回転を停止させる。コンパレータ57、58の出力レ
ベルが双方とも Lowレベルになると、制御終了検出部37
の出力（ｈ）はHiレベルとなり、制御が終了したことを
示す。

【００５２】時刻ｔ₂₄において、受信回路31による次の
送信データ（ｂ）の受信が完了すると、受信回路31から
送信回路38に受信完了信号が出力され、送信回路38は、
制御終了検出部37の出力（ｈ）がHiレベルとなっている
ので、送信データ（ｂ）の最後に１ビットの制御終了パ
ルス51を付加して、この送信データ（ｂ）を通信線20上
に出力する。

【００５３】次に、この状態から、回転角検出部34の出
力値が０Ｖになるまでモータ35を逆に回転させる場合、
コントロールユニット10のデータ処理部11は図３の送信
フォーマットに従って、データフレーム49に目標値０を
セットする。この送信データは通信線20上に出力され
る。送信データを受信したアクチュエータ30のＤ／Ａコ
ンバータ33の出力は０Ｖになり、モータ制御部36′の減
算回路55は、((回転角検出部出力Ｖ）−（Ｄ／Ａコンバ
ータ出力０Ｖ))＝４Ｖを出力する。また、（Ｄ／Ａコン
バータ出力）＜（回転角検出部出力）となっているた
め、減算回路53の出力は０Ｖとなる。減算回路55の出力
値が閾値Ｖ_D 以上であればコンパレータ58の出力レベル
はHiレベルとなり、コンパレータ57の出力レベルは Low
レベルであるので、これを受けたモータ駆動回路45はモ
ータ35を前とは逆の方向に回転させる。

【００５４】モータ35の回転の降下にしたがって回転角
検出部34の出力が降下し、((回転角検出部出力）−（Ｄ
／Ａコンバータ出力))＜Ｖ_D となるとコンパレータ55、
56の出力は双方とも Lowレベルとなり、これを受けたモ
ータ駆動回路45はモータ35の回転を停止させる。尚、制
御終了パルス51の送信に関しては第１実施例と全く同様
である。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
かかる多重通信によるモータ制御装置によれば、自己診
断に必要な回路の規模が小さくなり、また、送信フレー
ムも短くなり、送信データだけで自己診断を行っている
ので、単位時間当たりの通信回数を増やすことが可能と
なり、応答性が良好になる。

【００５６】請求項２の発明にかかる多重通信によるモ
ータ制御装置によれば、制御終了データが制御データの
最後に付加されるので、制御終了データの検出が容易と
なる。請求項３の発明にかかる多重通信によるモータ制
御装置によれば、最も簡易なデータで制御終了の情報を
正確に伝達することができる。

【００５７】請求項４の発明にかかる多重通信によるモ
ータ制御装置によれば、モータ回転角の現在値と目標値
との平均値レベルをレベル判定して、モータ回転角を制
御することが出来る。請求項５の発明にかかる多重通信
によるモータ制御装置によれば、制御が終了したことを
ゲート回路により簡単に検出することが出来る。

【００５８】請求項６の発明にかかる多重通信によるモ
ータ制御装置によれば、モータ制御手段を、第１、２減
算手段、第１、２コンパレータにより構成しても、モー
タの回転角を制御することが出来る。請求項７の発明に
かかる多重通信によるモータ制御装置によれば、モータ
制御手段を、第１、２減算手段、第１、２コンパレータ
により構成したときでも制御が終了したことをゲート回
路により簡単に検出することが出来る。

【００５９】請求項８の発明にかかる多重通信によるモ
ータ制御装置によれば、可変抵抗によりモータ回転角の
現在値を容易に検出することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の構成を示すブロック図。

【図２】図１のモータ制御部及び制御終了検出部の第１
実施例の構成を示す回路図。

【図３】送信データの送信フォーマットを示す図。

【図４】図１及び図２の動作を示すタイミングチャー
ト。

【図５】図１のモータ制御部及び制御終了検出部の第２
実施例の構成を示す回路図。

【図６】図１及び図５の動作を示すタイミングチャー
ト。

【図７】従来の構成を示すブロック図。

【符号の説明】

10 コントロールユニット 20 通信線 30 アクチュエータ（30−１〜30−ｎ） 35 モータ 36，36′ モータ制御部 37 制御終了検出部

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の制御装置と、モータを有する少なく
   とも１つの第２の制御装置と、を１本の通信線で接続
   し、モータ回転角の目標値に係るデータを含み所定の送
   信フォーマットに基づいた制御データを、前記第１の制
   御装置から１本の通信線を介して第２の制御装置に出力
   して前記モータの回転角制御を行う多重通信によるモー
   タ制御装置において、 前記第２の制御装置は、 前記通信線上に出力された制御データを受信する受信手
   段と、 該受信手段により得られた制御データをデコードするデ
   コーダと、 該デコーダのデコード結果から、制御データに含まれて
   いるモータ回転角の目標値に係るデータをアナログ値に
   変換するＤ／Ａコンバータと、 前記モータ回転角を検出し、現在値をアナログ値として
   出力する回転角検出手段と、 前記Ｄ／Ａコンバータの出力値と回転角検出手段の出力
   値とを得て、モータ回転角の現在値が目標値になるよう
   に制御するモータ制御手段と、 前記モータ回転角の現在値が略目標値になったとき、前
   記モータ回転角の制御終了を検出する制御終了検出手段
   と、 該制御終了検出手段により制御終了が検出された後、前
   記受信手段が第１の制御装置から出力された制御データ
   を受信したとき、該制御データに制御終了データを付加
   して通信線上に出力する送信手段と、を備えたことを特
   徴とする多重通信によるモータ制御装置。
2. 【請求項２】前記送信フォーマットは、制御終了データ
   を制御データの最後に付加する形式であることを特徴と
   する請求項１に記載の多重通信によるモータ制御装置。
3. 【請求項３】前記制御終了データは１ビットであること
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の多重通信に
   よるモータ制御装置。
4. 【請求項４】前記モータ回転角の目標値に係るデータを
   所定値と該目標値との差とする一方、 前記モータ制御手段は、 前記回転角検出手段の出力値とＤ／Ａコンバータの出力
   値との平均値を出力する平均値算出手段と、 該平均値算出手段から出力された平均値を、所定範囲を
   設定する上限、下限レベルと比較してレベル判定するウ
   インドコンパレータと、 該ウインドコンパレータにより平均値が所定範囲から外
   れていると判定されたときは、該平均値が所定範囲内に
   入るようにモータの回転方向を決定してモータを駆動
   し、平均値が所定範囲内であると判定されたときはモー
   タを停止する駆動手段と、を備えて構成されたことを特
   徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の多
   重通信によるモータ制御装置。
5. 【請求項５】前記制御終了検出手段は、ウインドコンパ
   レータにより平均値が所定範囲内であると判定されたと
   きに、制御が終了したことを検出するゲート回路により
   構成されたことを特徴とする請求項４に記載の多重通信
   によるモータ制御装置。
6. 【請求項６】前記モータ回転角の目標値に係るデータを
   目標値そのものとする一方、 前記モータ制御手段は、 前記モータ回転角の現在値が目標値より大きいときに、
   該現在値と目標値のレベル差を出力する第１減算手段
   と、 前記モータ回転角の現在値が目標値より小さいときに、
   該目標値と現在値のレベル差を出力する第２減算手段
   と、 前記第１減算手段から出力されたレベル差を所定閾値と
   比較してレベル判定する第１コンパレータと、 前記第２減算手段から出力されたレベル差を所定閾値と
   比較してレベル判定する第２コンパレータと、 前記第１、２コンパレータにより、どちらか一方のレベ
   ル差が所定閾値を越えていると判定されたときは、いず
   れのレベル差も所定閾値以下になるようにモータの回転
   方向を決定して該回転方向にモータを駆動し、いずれの
   レベル差も所定値以下になったと判定されたときはモー
   タの回転を停止させる駆動手段と、を備えて構成された
   ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに
   記載の多重通信によるモータ制御装置。
7. 【請求項７】前記制御終了検出手段は、前記第１、２コ
   ンパレータにより、第１、２減算手段から出力されたい
   ずれのレベル差も閾値以下と判定されたときに、制御が
   終了したことを検出するゲート回路により構成されたこ
   とを特徴とする請求項６に記載の多重通信によるモータ
   制御装置。
8. 【請求項８】前記回転角検出手段は、前記モータ回転角
   の現在値に応じた電圧値に変換し、該電圧値を出力する
   可変抵抗により構成されたことを特徴とする請求項１〜
   ７のいずれか１つに記載の多重通信によるモータ制御装
   置。