JP2005341764A - モータ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電源線を介してモータへ矩形状の駆動電圧を印加し、前記モータからの信号をノイズの影響を受けずに前記電源線を介して送受信するモータ駆動装置を提供する。
【解決手段】 電圧検出回路５２１が各駆動電圧Ｖの電圧レベルが零である期間を検出すると、該期間に同期して矩形状の同期信号ＣＬ１が生成され、同期信号ＣＬ１の立下り時に割込信号Ｐ１が生成される。比較回路５３１は、割込信号Ｐ１とタイマ回路５３２が出力する所定時間経過後のタイマ信号Ｑ１との間における同期信号ＣＬ１の電圧レベルを基準電圧Ｖｒと比較し、重畳制御回路５１２は、前記比較結果に応じて変調開始信号Ｍ１を変調回路５１４へ出力する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、モータに電力を供給する電源線を介して該モータに備えられたセンサの出力に関連する信号を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。

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ＰＷＭインバータ方式のモータ駆動回路に、三相の電源線を介して接続されている。ＰＷＭ方式のモータ駆動回路は、モータを駆動する矩形状の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。

駆動電圧のパルス幅を制御するための信号は、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モータ駆動回路へ送信することにより得られるが、前記信号を送信するためには、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、信号線を使用せずに信号を前記電源線を介して送信している（特許文献１参照）。
特開２００３−１７４７８７号公報

しかしながら、特許文献１の構成にあっては、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又は立下がり時に、モータ内部のインダクタンスによる逆起電力が発生し、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おいて、前記信号にノイズが重畳したときは、送信された信号が乱れ、前記受信回路は、送信された信号を正確に受信することができない虞があった。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、各駆動電圧の電圧レベルが一致した期間を検出し、一致した期間の前縁から所定の時間の経過後に信号を送信する送信回路を備えることにより、各駆動電圧の立下がり時又は立上がり時にノイズが重畳した場合であっても、立下がり時又は立上がり時を避けて信号を送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。

また、本発明の他の目的は、各駆動電圧の電圧レベルが一致した期間に同期した同期信号の前縁から所定の時間の経過後に信号を送信する送信回路を備えることにより、各駆動電圧にノイズが重畳した場合であっても、ノイズの影響を避けて信号を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。

また、本発明の他の目的は、同期信号の前縁から所定の期間の前記同期信号の電圧レベルを判定し、判定結果に基づいて信号を送信する送信回路を備えることにより、各駆動電圧にノイズが重畳した場合であっても、該ノイズの影響を受けずに信号を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。

また、本発明の他の目的は、同期信号の前縁から所定の期間における前記同期信号の立下がり時又は立上がり時の検出を阻止する阻止回路を備えることにより、駆動電圧にノイズが重畳した場合でも、誤って信号が送信されてしまう事態を防止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。

また、本発明の他の目的は、各駆動電圧の電圧レベルが一致した期間を検出し、一致した期間の前縁から所定の時間の経過後に信号を受信する受信回路を備えることにより、各駆動電圧の立下がり時又は立上がり時にノイズが重畳した場合であっても、立下がり時（又は立上がり時）を避けて信号を受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。

また、本発明の他の目的は、各駆動電圧の電圧レベルが一致した期間に同期した同期信号の前縁から所定の時間の経過後に信号を受信する受信回路を備えることにより、各駆動電圧にノイズが重畳した場合であっても、ノイズの影響を避けて信号を受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。

また、本発明の他の目的は、同期信号の前縁から所定の期間の前記同期信号の電圧レベルを判定し、判定結果に基づいて信号を受信する受信回路を備えることにより、各駆動電圧にノイズが重畳した場合であっても、該ノイズの影響を受けずに信号を受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。

また、本発明の他の目的は、同期信号の前縁から所定の期間における前記同期信号の立下がり時又は立上がり時の検出を阻止する阻止回路を備えることにより、駆動電圧にノイズが重畳した場合でも、ノイズの影響を受けた信号が誤って受信されてしまう事態を防止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。

第１発明に係るモータ駆動装置は、複数の電源線を介してモータへ矩形状の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送信回路と、前記電源線を介して受信した前記信号を前記モータ駆動回路へ出力する受信回路とを備えたモータ駆動装置において、前記送信回路は、各駆動電圧の電圧レベルが一致する期間を検出する電圧検出回路を備え、一致した期間の前縁から所定の時間の経過後に前記信号を送信するよう構成してあることを特徴とする。

第２発明に係るモータ駆動装置は、第１発明において、前記電圧検出回路が検出した期間に同期した矩形状の同期信号を生成する同期信号生成回路と、前記同期信号の前縁を検出する検出回路とを備え、前記同期信号の前縁から所定の時間の経過後に前記信号を送信するよう構成してあることを特徴とする。

第３発明に係るモータ駆動装置は、第２発明において、前記検出回路が検出した同期信号の前縁から所定の期間における前記同期信号の電圧レベルを判定する判定回路を備え、該判定回路の判定結果に基づいて前記信号を送信するよう構成してあることを特徴とする。

第４発明に係るモータ駆動装置は、第２発明において、前記検出回路が検出した同期信号の前縁から所定の期間における前記同期信号の立下がり時又は立上がり時の検出を阻止する阻止回路を備えたことを特徴とする。

第５発明に係るモータ駆動装置は、第１発明乃至第４発明のいずれかにおいて、前記受信回路は、各駆動電圧の電圧レベルが一致する期間を検出する電圧検出回路を備え、一致した期間の前縁から所定の時間の経過後に前記信号を受信するよう構成してあることを特徴とする。

第６発明に係るモータ駆動装置は、第５発明において、前記電圧検出回路が検出した期間に同期した矩形状の同期信号を生成する同期信号生成回路と、前記同期信号の前縁を検出する検出回路とを備え、前記同期信号の前縁から所定の時間の経過後に前記信号を受信するよう構成してあることを特徴とする。

第７発明に係るモータ駆動装置は、第６発明において、前記検出回路が検出した同期信号の前縁から所定の期間における前記同期信号の電圧レベルを判定する判定回路を備え、該判定回路の判定結果に基づいて前記信号を受信するよう構成してあることを特徴とする。

第８発明に係るモータ駆動装置は、第６発明において、前記検出回路が検出した同期信号の前縁から所定の期間における前記同期信号の立下がり時又は立上がり時の検出を阻止する阻止回路を備えたことを特徴とする。

第１の発明にあっては、各駆動電圧の立下がり又は立上がりの時点が異なる各駆動電圧の電圧レベルを検出し、各駆動電圧の電圧レベルが全て一致した期間の前縁から、各駆動電圧の立下がり時又は立上がり時にノイズが重畳した場合に該ノイズの電圧レベルが低下するに要する所定の時間が経過した後に信号を送信する。これにより、各駆動電圧の立下がり時又は立上がり時にノイズが重畳した場合であっても、ノイズの電圧レベルが低下した後に前記信号を送信する。

第２の発明にあっては、各駆動電圧の電圧レベルが全て一致した期間に同期した同期信号を生成し、該同期信号の前縁から所定の時間の経過後に信号を送信する。これにより、各駆動電圧の立下がり時又は立上がり時にノイズが重畳した場合であっても、ノイズの電圧レベルが低下した後に前記信号を送信する。

第３の発明にあっては、同期信号の前縁から所定の期間において、前記同期信号の電圧レベルを判定する。判定した結果、前記同期信号の電圧レベルが所定の基準値より小さい場合は、ノイズの影響が無いと判断して信号を送信する。前記同期信号の電圧レベルが所定の基準値より大きい場合は、駆動電圧に重畳したノイズの影響があると判断して信号を送信しない。各駆動電圧の立下がり時又は立上がり時に予期しないノイズが重畳した場合であっても、ノイズの影響の有無を同期信号の電圧レベルを検出することにより判定し、判定結果に基づいて信号の送信の可否を決定する。

第４の発明にあっては、同期信号の前縁から所定の期間において、前記同期信号の立下がり時又は立上がり時の検出を阻止する。前記同期信号の前縁から所定の時間の経過後に信号を送信する場合において、各駆動電圧の立下がり時又は立上がり時に予期しないノイズが重畳して、ノイズの影響により同期信号の電圧レベルが変動したときに、前記所定の時間の経過前に前記同期信号の立下がり時又は立上がり時を誤って検出し、信号の送信を誤って開始することを防止する。

第５の発明にあっては、各駆動電圧の立下がり又は立上がりの時点が異なる各駆動電圧の電圧レベルを検出し、各駆動電圧の電圧レベルが全て一致した期間の前縁から、各駆動電圧の立下がり時又は立上がり時にノイズが重畳した場合に該ノイズの電圧レベルが低下するに要する所定の時間が経過した後に前記信号を受信する。これにより、各駆動電圧の立下がり時又は立上がり時にノイズが重畳した場合であっても、ノイズの電圧レベルが低下した後に前記信号を受信する。

第６の発明にあっては、各駆動電圧の電圧レベルが全て一致した期間に同期した同期信号を生成し、該同期信号の前縁から所定の時間の経過後に信号を受信する。これにより、各駆動電圧の立下がり時又は立上がり時にノイズが重畳した場合であっても、ノイズの電圧レベルが低下した後に前記信号を受信する。

第７の発明にあっては、同期信号の前縁から所定の期間において、前記同期信号の電圧レベルを判定する。判定した結果、前記同期信号の電圧レベルが所定の基準値より小さい場合は、ノイズの影響が無いと判断して信号を受信する。前記同期信号の電圧レベルが所定の基準値より大きい場合は、駆動電圧に重畳したノイズの影響があると判断して信号を受信しない。各駆動電圧の立下がり時又は立上がり時に予期しないノイズが重畳した場合であっても、ノイズの影響の有無を同期信号の電圧レベルを検出することにより判定し、判定結果に基づいて信号の受信の可否を決定する。

第８の発明にあっては、同期信号の前縁から所定の期間において、前記同期信号の立下がり時又は立上がり時の検出を阻止する。前記同期信号の前縁から所定の時間の経過後に信号を受信する場合において、各駆動電圧の立下がり時又は立上がり時に予期しないノイズが重畳して、ノイズの影響により同期信号の電圧レベルが変動したときに、前記所定の時間の経過前に前記同期信号の立下がり時又は立上がり時を誤って検出し、信号の受信を誤って開始することを防止する。

第１の発明にあっては、矩形状の駆動電圧の立下がり時又は立上がり時にノイズが重畳した場合であっても、従来に比べて、ノイズの影響を避けて信号を送信することができる。

第２の発明にあっては、矩形状の駆動電圧の立下がり時又は立上がり時にノイズが重畳した場合であっても、従来に比べて、ノイズの影響が低減するのを待って信号を送信することができる。

第３の発明にあっては、矩形状の駆動電圧の立下がり時又は立上がり時にノイズが重畳した場合であっても、ノイズの影響の有無を判定し、判定結果に基づいて確実に信号を送信することができる。

第４の発明にあっては、矩形状の駆動電圧の立下がり時又は立上がり時にノイズが重畳した場合であっても、ノイズの影響により信号を誤って送信することを防止することができる。

第５の発明にあっては、矩形状の駆動電圧の立下がり時又は立上がり時にノイズが重畳した場合であっても、従来に比べて、ノイズの影響を避けて信号を受信することができる。

第６の発明にあっては、矩形状の駆動電圧の立下がり時又は立上がり時にノイズが重畳した場合であっても、従来に比べて、ノイズの影響が低減するのを待って信号を受信することができる。

第７の発明にあっては、矩形状の駆動電圧の立下がり時又は立上がり時にノイズが重畳した場合であっても、ノイズの影響の有無を判定し、判定結果に基づいて確実に信号を受信することができる。

第８の発明にあっては、矩形状の駆動電圧の立下がり時又は立上がり時にノイズが重畳した場合であっても、ノイズの影響により信号を誤って受信することを防止することができる。

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。

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。

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、２０００ｒｐｍの回転数で回転する。モータ２には前記回転子の回転角度を検出するレゾルバ８が配置されている。レゾルバ８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回路４へ出力する。

レゾルバ８からセンサ回路４への出力の更新頻度は、モータ２が３相３極の場合、回転角２０度毎に行う。

センサ回路４において、位相差演算部４１は、レゾルバ８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４２へ出力する。

カウンタ４２は、位相差演算部４１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。

送信回路５は、重畳回路５１、通信制御回路５２、及び判定回路５３を備えている。図２は送信回路５の構成を示すブロック図である。図において５２１は電圧検出回路である。電圧検出回路５２１は、電源線３のモータ２側に接続されている。電源線３を介して、各電源線３上の各駆動電圧Ｖが電圧検出回路５２１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であり、各駆動電圧Ｖの電圧レベルが零である期間はモータ駆動回路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、異なる。

電圧検出回路５２１は、各駆動電圧Ｖの電圧レベルを検出し、各駆動電圧Ｖのすべての電圧レベルが零である期間を検出し、検出した結果を同期信号生成回路５２２へ出力する。

同期信号生成回路５２２は、電圧検出回路５２１から入力された検出結果に基づいて、同期信号ＣＬ１を生成し、エッジ検出回路５２３及び比較回路５３１へ出力する。同期信号ＣＬ１は、各駆動電圧Ｖの電圧レベルがすべて零である期間は、電圧レベルが零となり、駆動電圧Ｖのいずれかが電圧Ｅｄである期間は、所定の正電圧レベルとなる矩形状の信号である。

エッジ検出回路５２３は、同期信号生成回路５２２から入力された同期信号ＣＬ１の立下がり時を検出し、割込信号Ｐ１を生成し、比較回路５３１、タイマ回路５３２、及びホールド回路５３３へ出力する。これにより、同期信号ＣＬ１の立下がり時に同期して割込信号Ｐ１が比較回路５３１、タイマ回路５３２、及びホールド回路５３３へ繰り返し出力される。

タイマ回路５３２は、エッジ検出回路５２３から割込信号Ｐ１が入力されると、割込信号Ｐ１が入力された時点を開始点として所定の時間を計数し、該所定の時間が経過した時点において、タイマ信号Ｑ１を生成し、比較回路５３１及び重畳制御回路５１２へ出力する。

比較回路５３１は、同期信号生成回路５２２から入力された同期信号ＣＬ１の電圧レベルと所定の基準電圧Ｖｒとを比較し、同期信号ＣＬ１の電圧レベルが基準電圧Ｖｒより大きい場合には、論理値ＨＩＧＨの出力信号Ｃ１をホールド回路５３３へ出力し、同期信号ＣＬ１の電圧レベルが基準電圧Ｖｒより小さい場合には、論理値ＬＯＷの出力信号Ｃ１をホールド回路５３３へ出力する。比較回路５３１は、エッジ検出回路５２３から入力される割込信号Ｐ１に基づいて、同期信号ＣＬ１の電圧レベルを比較する動作を開始し、タイマ回路５３２から入力されるタイマ信号Ｑ１に基づいて、比較動作を終了する。これにより、比較回路５３１は、割込信号Ｐ１が入力された後、タイマ信号Ｑ１が入力されるまでの間において、同期信号ＣＬ１の電圧を基準電圧Ｖｒと比較する。

ホールド回路５３３は、エッジ検出回路５２３から入力された割込信号Ｐ１に基づいてリセットされると同時に、比較回路５３１から入力される出力信号Ｃ１に基づいて、比較回路５３１の比較結果を一旦保持し、出力信号Ｈ１を重畳制御回路５１２へ出力する。すなわち、ホールド回路５３３は、比較回路５３１から論理値ＨＩＧＨの出力信号Ｃ１が一旦入力されると、比較回路５３１からの出力信号Ｃ１が論理値ＬＯＷになった場合であっても、論理値ＨＩＧＨの出力信号Ｈ１を保持し、出力信号Ｈ１を重畳制御回路５１２へ出力する。

バッファ５１１は、センサ回路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重畳制御回路５１２へ出力する。

重畳制御回路５１２は、バッファ５１１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し、１又は複数のフレームから構成される信号を生成する。

重畳制御回路５１２は、タイマ信号Ｑ１がタイマ回路５３２から入力されると、ホールド回路５３３から入力された出力信号Ｈ１の論理値がＬＯＷである場合には、信号を構成する１ビットのデータ及び変調開始信号Ｍ１を変調回路５１４へ出力する。一方、ホールド回路５３３から入力された出力信号Ｈ１の論理値がＨＩＧＨである場合には、信号を構成する１ビットのデータ及び変調開始信号Ｍ１を変調回路５１４へ出力しない。

搬送波回路５１３は、周波数が１ＭＨｚの搬送波Ｂを生成し、変調回路５１４へ出力する。

変調回路５１４は重畳制御回路５１２から入力された変調開始信号Ｍ１に基づいて、入力された１ビットごとのデータに応じて、搬送波回路５１３から入力された搬送波ＢをＡＳＫ変調した信号を増幅回路５１５へ出力する。すなわち、変調回路５１４は、重畳制御回路５１２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をそのまま増幅回路５１５へ出力し、重畳制御回路５１２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５１５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５１５へ出力する。

増幅回路５１５は、電源線３に接続され、変調回路５１４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、分離回路６１、通信制御回路６２、及び判定回路６３を備え、電源線３を介して送信された信号を受信する。

図３は受信回路６の構成を示すブロック図である。図において６２１は電圧検出回路である。電圧検出回路６２１は、電源線３のモータ駆動回路１側に接続されている。電源線３を介して、各電源線３上の各駆動電圧Ｖが電圧検出回路６２１へ出力される。

電圧検出回路６２１は、各駆動電圧Ｖの電圧レベルを検出し、各駆動電圧Ｖのすべての電圧レベルが零である期間を検出し、検出した結果を同期信号生成回路６２２へ出力する。

同期信号生成回路６２２は、電圧検出回路６２１から入力された検出結果に基づいて、同期信号ＣＬ２を生成し、エッジ検出回路６２３及び比較回路６３１へ出力する。同期信号ＣＬ２は、各駆動電圧Ｖの電圧レベルがすべて零である期間は、電圧レベルが零となり、駆動電圧Ｖのいずれかが電圧Ｅｄである期間は、所定の正電圧レベルとなる矩形状の信号である。

エッジ検出回路６２３は、同期信号生成回路６２２から入力された同期信号ＣＬ２の立下がり時を検出し、割込信号Ｐ２を生成し、比較回路６３１、タイマ回路６３２、及びホールド回路６３３へ出力する。これにより、同期信号ＣＬ２の立下がり時に同期して割込信号Ｐ２が比較回路６３１、タイマ回路６３２、及びホールド回路６３３へ繰り返し出力される。

タイマ回路６３２は、エッジ検出回路６２３から割込信号Ｐ２が入力されると、割込信号Ｐ２が入力された時点を開始点として所定の時間を計数し、該所定の時間が経過した時点において、タイマ信号Ｑ２を生成し、比較回路６３１及び復調制御回路６１２へ出力する。

比較回路６３１は、同期信号生成回路６２２から入力された同期信号ＣＬ２の電圧レベルと所定の基準電圧Ｖｒとを比較し、同期信号ＣＬ２の電圧レベルが基準電圧Ｖｒより大きい場合には、論理値ＨＩＧＨの出力信号Ｃ２をホールド回路６３３へ出力し、同期信号ＣＬ２の電圧レベルが基準電圧Ｖｒより小さい場合には、論理値ＬＯＷの出力信号Ｃ２をホールド回路６３３へ出力する。比較回路６３１は、エッジ検出回路６２３から入力される割込信号Ｐ２に基づいて、同期信号ＣＬ２の電圧レベルを比較する動作を開始し、タイマ回路６３２から入力されるタイマ信号Ｑ２に基づいて、比較動作を終了する。これにより、比較回路６３１は、割込信号Ｐ２が入力された後、タイマ信号Ｑ２が入力されるまでの間において、同期信号ＣＬ２の電圧を基準電圧Ｖｒと比較する。

ホールド回路６３３は、エッジ検出回路６２３から入力された割込信号Ｐ２に基づいてリセットされると同時に、比較回路６３１から入力される出力信号Ｃ２に基づいて、比較回路６３１の比較結果を一旦保持し、出力信号Ｈ２を復調制御回路６１２へ出力する。すなわち、ホールド回路６３３は、比較回路６３１から論理値ＨＩＧＨの出力信号Ｃ２が一旦入力されると、比較回路６３１からの出力信号Ｃ２が論理値ＬＯＷになった場合であっても、論理値ＨＩＧＨの出力信号Ｈ２を保持し、復調制御回路６１２へ出力する。

復調制御回路６１２は、タイマ信号Ｑ２がタイマ回路６３２から入力されると、ホールド回路６３３から入力された出力信号Ｈ２の論理値がＬＯＷである場合には、変調開始信号Ｍ２を復調回路６１１へ出力する。一方、ホールド回路６３３から入力された出力信号Ｈ２の論理値がＨＩＧＨである場合には、変調開始信号Ｍ２を復調回路６１１へ出力しない。

復調回路６１１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、復調制御回路６１２から復調開始信号Ｍ２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復調制御回路６１２へ出力する。

復調制御回路６１２は、復調回路６１１から入力された信号を構成するビット列から、フレーム抽出し、バッファ６１３へ出力する。

バッファ６１３は、復調制御回路６１２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。

制御回路７は、位置算出部７１、及びパルス駆動部７２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。

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。

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、同期信号生成回路５２２は、電圧検出回路５２１が各駆動電圧Ｖの電圧レベルが零である期間を検出すると、該期間に同期して矩形状の同期信号ＣＬ１を生成する。

エッジ検出回路５２３は、同期信号ＣＬ１の立下がり時を検出して、割込信号Ｐ１を比較回路５３１、タイマ回路５３２、及びホールド回路５３３へ出力する。

タイマ回路５３２は、割込信号Ｐ１が入力されると、所定の時間を計数し、タイマ信号Ｑ１を生成して比較回路５３１及びホールド回路５３３へ出力する。

比較回路５３１は、割込信号Ｐ１が入力された時点からタイマ信号Ｑ１が入力されるまでの間において、同期信号ＣＬ１の電圧レベルと基準電圧Ｖｒとを比較する。割込信号Ｐ１とタイマ信号Ｑ１との間において、同期信号ＣＬ１の電圧レベルが零である（基準電圧Ｖｒよりも小さい）場合は、比較回路５３１の出力信号Ｃ１は論理値ＬＯＷであり、比較結果はホールド回路５３３において保持され、重畳制御回路５１２へ出力される出力信号Ｈ１も論理値ＬＯＷである。

重畳制御回路５１２は、タイマ信号Ｑ１が入力された時に、ホールド回路５３３からの出力信号Ｈ１を判定し、出力信号Ｈ１が論理値ＬＯＷである場合には、変調開始信号Ｍ１を変調回路５１４へ出力する。これにより、変調回路５１４は、バッファ５１１から読み出された１ビットのデータに基づいてＡＳＫ変調を行ない、変調した信号を増幅回路５１５を介して送信する。

一方、駆動電圧Ｖの立下がり時にノイズが重畳した結果、同期信号ＣＬ１にノイズが重畳し、割込信号Ｐ１及びタイマ信号Ｑ１との間において、同期信号ＣＬ１の電圧レベルが基準電圧Ｖｒよりも大きくなった場合は、比較回路５３１は、同期信号ＣＬ１に重畳した電圧レベルに応じた出力信号Ｃ１をホールド回路５３３へ出力する。

ホールド回路５３３は、比較回路５３１から入力された出力信号Ｃ１により、論理値ＨＩＧＨの出力信号Ｈ１を生成し、重畳制御回路５１２へ出力する。

重畳制御回路５１２は、タイマ信号Ｑ１が入力された時に、ホールド回路５３３からの出力信号Ｈ１を判定し、出力信号Ｈ１が論理値ＨＩＧＨである場合には、変調開始信号Ｍ１を変調回路５１４へ出力しない。これにより、バッファ５１１から読み出された１ビットのデータは変調されず、送信回路５から送信されない。

上述の通り、同期信号ＣＬ１は、矩形状の各駆動電圧Ｖの電圧がすべて零である期間に同期して生成される。同期信号ＣＬ１の立下がりを検出して割込信号Ｐ１を生成し、割込信号Ｐ１から所定の時間経過後にタイマ信号Ｑ１を生成する。割込信号Ｐ１からタイマ信号Ｑ１までの期間の同期信号ＣＬ１の電圧レベルを基準電圧Ｖｒと比較することにより、同期信号ＣＬ１に重畳するノイズの有無を判定し、判定結果に基づいて信号を送信する。すなわち、同期信号ＣＬ１にノイズが重畳したと判定される場合は、信号の送信を停止し、同期信号ＣＬ１にノイズが重畳していない判定される場合は、信号を送信することにより、ノイズの影響を防止して確実に信号を送信することができる。

また、同期信号ＣＬ１の立下がり時は、立下がり時点が異なる各駆動電圧Ｖの全ての電圧が立下がった時点であることから、同期信号の立下がり時点よりも早いタイミングで立下がる駆動電圧Ｖに重畳するノイズの影響を防止することができる。

図５は信号を受信する受信動作の一例を示す説明図である。図に示すように、同期信号生成回路６２２は、電圧検出回路６２１が各駆動電圧Ｖの電圧レベルが零である期間を検出すると、該期間に同期して矩形状の同期信号ＣＬ２を生成する。

エッジ検出回路６２３は、同期信号ＣＬ２の立下がり時を検出して、割込信号Ｐ２１を比較回路６３１、タイマ回路６３２、及びホールド回路６３３へ出力する。

タイマ回路６３２は、割込信号Ｐ２が入力されると、所定の時間を計数し、タイマ信号Ｑ２を生成して比較回路６３１及びホールド回路６３３へ出力する。

比較回路６３１は、割込信号Ｐ２が入力された時点からタイマ信号Ｑ２が入力されるまでの間において、同期信号ＣＬ２の電圧レベルと基準電圧Ｖｒとを比較する。割込信号Ｐ２とタイマ信号Ｑ２との間において、同期信号ＣＬ２の電圧レベルが零である（基準電圧Ｖｒよりも小さい）場合は、比較回路６３１の出力信号Ｃ２は論理値ＬＯＷであり、比較結果はホールド回路６３３において保持され、復調制御回路６１２へ出力される出力信号Ｈ２も論理値ＬＯＷである。

復調制御回路６１２は、タイマ信号Ｑ２が入力された時に、ホールド回路６３３からの出力信号Ｈ２を判定し、出力信号Ｈ２が論理値ＬＯＷである場合には、復調開始信号Ｍ２を復調回路６１１へ出力する。これにより、復調回路６１１は、送信された信号を復調し、復調した１ビットのデータをバッファ６１３へ出力する。

一方、駆動電圧Ｖの立下がり時にノイズが重畳した結果、同期信号ＣＬ２にノイズが重畳し、割込信号Ｐ２及びタイマ信号Ｑ２との間において、同期信号ＣＬ２の電圧レベルが基準電圧Ｖｒよりも大きくなった場合は、比較回路６３１は、同期信号ＣＬ２に重畳した電圧レベルに応じた出力信号Ｃ２をホールド回路６３３へ出力する。

ホールド回路６３３は、比較回路６３１から入力された出力信号Ｃ２により、論理値ＨＩＧＨの出力信号Ｈ２を生成し、復調制御回路６１２へ出力する。

復調制御回路６１２は、タイマ信号Ｑ２が入力された時に、ホールド回路６３３からの出力信号Ｈ２を判定し、出力信号Ｈ２が論理値ＨＩＧＨである場合には、復調開始信号Ｍ２を復調回路６１１へ出力しない。これにより、信号は受信されない。

上述の通り、同期信号ＣＬ２は、矩形状の各駆動電圧Ｖの電圧がすべて零である期間に同期して生成される。同期信号ＣＬ２の立下がりを検出して割込信号Ｐ２を生成し、割込信号Ｐ２から所定の時間経過後にタイマ信号Ｑ２を生成する。割込信号Ｐ２からタイマ信号Ｑ２までの期間の同期信号ＣＬ２の電圧レベルを基準電圧Ｖｒと比較することにより、同期信号ＣＬ２に重畳するノイズの有無を判定し、判定結果に基づいて信号を受信する。すなわち、同期信号ＣＬ２にノイズが重畳したと判定される場合は、信号を受信せず、同期信号ＣＬ２にノイズが重畳していない判定される場合は、信号を受信することにより、ノイズの影響を防止して確実に信号を受信することができる。

また、同期信号ＣＬ２の立下がり時は、立下がり時点が異なる各駆動電圧Ｖの全ての電圧が立下がった時点であることから、同期信号の立下がり時点よりも早いタイミングで立下がる駆動電圧Ｖに重畳するノイズの影響を防止することができる。

上述の実施の形態においては、すべての駆動電圧Ｖの電圧レベルが零である期間に同期して同期信号を生成するものであったが、これに限らず、すべての駆動電圧Ｖの電圧レベルが電圧Ｅｄである期間に同期する構成でもよい。

また、上述の実施の形態においては、同期信号の立下がりを検出して割込信号を生成する構成であったが、これに限らず、同期信号の立上がりを検出して割込信号を生成する構成でもよい。

上述の実施の形態においては、同期信号の割込信号に同期して、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。

上述の実施の形態においては、送信される信号は、レゾルバ８から出力された回転子の回転角度に応じた電圧信号に関連するものであったが、これに限定されるものではなく、モータ２の内部温度などモータ２に関連する信号であれば、いずれのものでもよい。

上述の実施の形態においては、受信回路６において、各駆動電圧の電圧レベルを電源線３を介して検出する構成であったが、これに限らず、モータ駆動回路１のトランジスタＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、及びＴ６のオン・オフ状態を駆動するパルス駆動部７２から検出する構成でもよい。

実施の形態２
図６は送信回路５の構成を示すブロック図である。図において、実施の形態１と同じ符号で表される回路は、実施の形態１と同様の構成、機能を有するため、説明は省略する。実施の形態２にあっては、実施の形態１における判定回路５３に代えて、阻止回路５４を有する。

阻止回路５４は、タイマ回路５４１とホールド回路５４２とを備える。エッジ検出回路５２３は、同期信号ＣＬ１の立下がりを検出し、割込信号Ｐ１をタイマ回路５４１及びホールド回路５４２へ出力する。

タイマ回路５４１は、割込信号Ｐ１が入力された時点からの経過時間を計数し、所定の時間経過後にタイマ信号Ｒ１を生成し、ホールド回路５４２へ出力する。

ホールド回路５４２は、割込信号Ｐ１が入力された時点で、論理値ＨＩＧＨである出力信号Ｊ１を生成して保持する。タイマ回路５４１からタイマ信号Ｒ１が入力されると、出力信号Ｊ１を重畳制御回路５１２へ出力する。

重畳制御回路５１２は、出力信号Ｊ１が入力されると、変調開始信号Ｍ１を変調回路５１４へ出力する。以下、実施の形態１と同様であるので説明は省略する。

図７は受信回路６の構成を示すブロック図である。図において、実施の形態１と同じ符号で表される回路は、実施の形態１と同様の構成、機能を有するため、説明は省略する。実施の形態２にあっては、実施の形態１における判定回路６３に代えて、阻止回路６４を有する。また、阻止回路６４は、阻止回路５４と同様の構成をなす。

阻止回路６４は、タイマ回路６４１とホールド回路６４２とを備える。エッジ検出回路６２３は、同期信号ＣＬ２の立下がりを検出し、割込信号Ｐ２をタイマ回路６４１及びホールド回路６４２へ出力する。

タイマ回路６４１は、割込信号Ｐ２が入力された時点からの経過時間を計数し、所定の時間経過後にタイマ信号Ｒ２を生成し、ホールド回路６４２へ出力する。

ホールド回路６４２は、割込信号Ｐ２が入力された時点で、論理値ＨＩＧＨである出力信号Ｊ２を生成して保持する。タイマ回路６４１からタイマ信号Ｒ２が入力されると、出力信号Ｊ２を復調制御回路６１２へ出力する。

復調制御回路６１２は、出力信号Ｊ２が入力されると、復調開始信号Ｍ２を復調回路６１１へ出力する。以下、実施の形態１と同様であるので説明は省略する。

次に実施の形態２における送信動作及び受信動作について説明する。図８は信号を送信する送信動作の一例を示す説明図であり、図９は信号を受信する受信動作の一例を示す説明図である。

図８に示すように、エッジ検出回路５２３は、同期信号ＣＬ１の立下がり時を検出して、割込信号Ｐ１をタイマ回路５４１及びホールド回路５４２へ出力する。

タイマ回路５４１は、割込信号Ｐ１が入力されると、所定の時間を計数し、タイマ信号Ｒ１を生成してホールド回路５４２へ出力する。

ホールド回路５４２は、割込信号Ｐ１が入力されると、論理値ＨＩＧＨである出力信号Ｊ１を生成し保持し、タイマ回路５４１からタイマ信号Ｒ１が入力されると、保持していた出力信号Ｊ１を重畳制御回路５１２へ出力する。

重畳制御回路５１２は、ホールド回路５４２から出力信号Ｊ１が入力されると、変調開始信号Ｍ１を変調回路５１４へ出力する。

一方、同期信号の立下がり時に同期して割込信号Ｐ１が出力された後に、駆動電圧Ｖに重畳したノイズの影響により、同期信号ＣＬ１にノイズが重畳した場合であっても、ホールド回路５４２は、割込信号Ｐ１に基づいて出力信号Ｊ１を保持し、ホールド回路５４２に保持された出力信号Ｊ１に基づいて変調開始信号Ｍ１が出力される。

上述の通り、割込信号Ｐ１が生成された時点から所定の期間の間、出力信号Ｊ１を保持することにより、同期信号ＣＬ１に重畳するノイズによる割込信号を阻止し、前記所定の時間の間にノイズの電圧レベルが低減するのを待って、信号を送信することができる。

図９において、図８との相違点は、出力信号Ｊ２に基づいて復調開始信号Ｍ２が出力されることであり、各波形は同様であるので、説明は省略する。これにより、送信動作と同様に、割込信号Ｐ２が生成された時点から所定の期間の間、出力信号Ｊ２を保持することにより、同期信号ＣＬ２に重畳するノイズによる割込信号を阻止し、前記所定の時間の間にノイズの電圧レベルが低減するのを待って、信号を受信することができる。

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。 送信回路の構成を示すブロック図である。 受信回路の構成を示すブロック図である。 信号を送信する送信動作の一例を示す説明図である。 信号を受信する受信動作の一例を示す説明図である。 送信回路の構成を示すブロック図である。 受信回路の構成を示すブロック図である。 信号を送信する送信動作の一例を示す説明図である。 信号を受信する受信動作の一例を示す説明図である。

符号の説明

１ モータ駆動回路
２ モータ
３ 電源線
４ センサ回路
５ 送信回路
６ 受信回路
７ 制御回路
５１２ 重畳制御回路
５２１、６２１ 電圧検出回路
５２２、６２２ 同期信号生成回路
５２３、６２３ エッジ検出回路
５３１、６３１ 比較回路
５３２、６３２ タイマ回路
５３３、６３３ ホールド回路
５４１、６４１ タイマ回路
５４２、６４２ ホールド回路
６１１ 復調回路
６１２ 復調制御回路

Claims (8)

1. 複数の電源線を介してモータへ矩形状の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送信回路と、前記電源線を介して受信した前記信号を前記モータ駆動回路へ出力する受信回路とを備えたモータ駆動装置において、
   前記送信回路は、
   各駆動電圧の電圧レベルが一致する期間を検出する電圧検出回路を備え、
   一致した期間の前縁から所定の時間の経過後に前記信号を送信するよう構成してあることを特徴とするモータ駆動装置。
2. 前記電圧検出回路が検出した期間に同期した矩形状の同期信号を生成する同期信号生成回路と、
   前記同期信号の前縁を検出する検出回路と
   を備え、
   前記同期信号の前縁から所定の時間の経過後に前記信号を送信するよう構成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。
3. 前記検出回路が検出した同期信号の前縁から所定の期間における前記同期信号の電圧レベルを判定する判定回路を備え、
   該判定回路の判定結果に基づいて前記信号を送信するよう構成してあることを特徴とする請求項２に記載されたモータ駆動装置。
4. 前記検出回路が検出した同期信号の前縁から所定の期間における前記同期信号の立下がり時又は立上がり時の検出を阻止する阻止回路を備えたことを特徴とする請求項２に記載されたモータ駆動装置。
5. 前記受信回路は、
   各駆動電圧の電圧レベルが一致する期間を検出する電圧検出回路を備え、
   一致した期間の前縁から所定の時間の経過後に前記信号を受信するよう構成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。
6. 前記電圧検出回路が検出した期間に同期した矩形状の同期信号を生成する同期信号生成回路と、
   前記同期信号の前縁を検出する検出回路と
   を備え、
   前記同期信号の前縁から所定の時間の経過後に前記信号を受信するよう構成して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。
7. 前記検出回路が検出した同期信号の前縁から所定の期間における前記同期信号の電圧レベルを判定する判定回路を備え、
   該判定回路の判定結果に基づいて前記信号を受信するよう構成してあることを特徴とする請求項６に記載されたモータ駆動装置。
8. 前記検出回路が検出した同期信号の前縁から所定の期間における前記同期信号の立下がり時又は立上がり時の検出を阻止する阻止回路を備えたことを特徴とする請求項６に記載されたモータ駆動装置。

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