JP2012249411A - モータ駆動装置、集積回路装置、モータ装置、及びモータ駆動システム - Google Patents

Abstract

【課題】上位装置から入力される動作指令情報がシリアルデータ形式及びパラレルデータ形式のいずれの場合であっても対応可能なモータ駆動装置を提供する。
【解決手段】モータ駆動装置２１は、動作指令情報が入力される通信経路選択部２２と、動作指令情報に基づいて駆動制御信号を出力する通信部２３と、駆動制御信号に基づいてモータ５０を駆動する駆動制御部２４とを備えている。通信部２３は、通信経路選択部２２にシリアル通信経路１１ａを介して接続されたシリアルインターフェース部２８と、通信経路選択部２２にパラレル通信経路１２ａを介して接続されたパラレルインターフェース部２９とを有する。通信経路選択部２２は、シリアルデータ形式又はパラレルデータ形式の動作指令情報が共通の入力経路１３を介して入力されると、そのデータ形式に応じて、シリアル通信経路１１ａ又はパラレル通信経路１２ａを動作指令情報の出力経路として選択する。
【選択図】図１

Description

この発明は、モータ駆動装置、集積回路装置、モータ装置、及びモータ駆動システムに関し、特に、上位装置から送られる動作指令情報に基づいてモータを駆動するモータ駆動装置、集積回路装置、モータ装置、及びモータ駆動システムに関する。

モータの動作に関する動作指令情報を、例えばマイコンなどの上位装置からモータ駆動装置へと伝送する方法としては、パラレルバスを介したパラレルデータ形式によるものと、シリアルバスを介したシリアルデータ形式によるものとが知られている。

上位装置とモータ駆動装置との間で、パラレルバスを介して、パラレルデータ形式によるデータ伝送を行う方法としては、例えば下記特許文献１に開示されているようなものがある。

また、上位装置とモータ駆動装置との間で、シリアルバスを介して、シリアルデータ形式によるデータ伝送を行う方法としては、例えば下記特許文献２に開示されているようなものがある。

下記特許文献３には、ＣＰＵ基板側とサーボ基板側との間でシリアル通信を行い、サーバ基板内でシリアルデータをパラレルデータに双方向変換するサーボモータ制御装置が開示されている。

これらのデータ伝送の方法のそれぞれには、利点と欠点とがあり、上位装置からモータ装置に動作指令情報を送りモータを動作させるモータ駆動システムにおいては、いずれかの方法が採用される。特許文献１に記載されているようなパラレルデータ形式による方法では、制御対象となるモータの数すなわちモータ駆動装置の数が複数となる場合に、問題が発生することがある。すなわち、動作指令情報を各モータ制御装置に伝送するための配線の数は、動作指令情報の数にモータ制御装置の数を乗じた数となる。そのため、複数のモータを搭載する機器においては、配線の数が多くなる。この結果、配線を配設するための空間が必要となり、モータを搭載する機器の小型化や省スペース化が困難になる場合がある。また、配線数が多いことに起因する誤配線が発生する可能性も増加する。

他方、特許文献２に記載されているようなシリアルデータ形式による方法は、上記特許文献１に記載の方法における問題点を解決するものである。しかし、一般に、シリアルデータ形式での伝送には、パラレルデータ形式での伝送に比べて長い伝送時間を要する。そのため、上位装置とモータ駆動装置との一切の制御をシリアルデータ形式で行うと、システム全体としての性能が低下する可能性がある。

特許第４０２３２９９号公報 特開２０００−３２４８９６号公報 特開２００８−２６３６７８号公報

上記のように、上位装置とモータ駆動装置との間のデータ伝送方法として、シリアルデータ形式によるものとパラレルデータ形式によるものとがある。ところが、どのような方法でデータを伝送するかによって、異なる仕様のモータ駆動装置が必要とされるという問題がある。

すなわち、あるモータを機器に搭載する場合において、その機器における上位装置が、モータの動作指令情報をパラレルデータ形式により出力する場合には、モータ駆動装置としては、パラレルデータ形式による伝送方法に対応するものを用いる必要がある。他方、上位装置がシリアルデータ形式によりモータの動作指令情報を出力する場合には、シリアルデータ形式による伝送方法に対応するモータ駆動装置を用いる必要がある。そのため、モータ駆動装置としては、パラレルデータ形式による伝送方法に対応するものと、シリアルデータ形式による伝送方法に対応するものとの複数種類のものを設ける必要があり、モータ駆動装置の種類が多くなるため、モータ駆動装置の製造コストが高くなる。

このような問題は、特に、モータとそれを駆動するモータ駆動装置とを一体に組み合わせたモータ装置を用いる場合に顕著なものになる。すなわち、このような場合、パラレルデータ形式による伝送方式に対応するモータ装置と、シリアルデータ形式による伝送方式に対応するモータ装置とを区別して取り扱う必要があり、各モータ装置を、伝送方式が異なる他の装置に流用したり共通化したりすることができなくなる場合がある。

この発明はそのような問題点を解決するためになされたものであり、上位装置から入力される動作指令情報がシリアルデータ形式及びパラレルデータ形式のいずれの場合であっても対応可能なモータ駆動装置、集積回路装置、モータ装置、及びモータ駆動システムを提供することを目的としている。

上記目的を達成するためこの発明のある局面に従うと、モータ駆動装置は、モータの駆動を制御するための動作指令情報がシリアルデータ形式とパラレルデータ形式とのいずれか一方のデータ形式で入力される通信経路選択部と、シリアルデータ形式の動作指令情報を入力するためのシリアルインターフェース部と、パラレルデータ形式の動作指令情報を入力するためのパラレルインターフェース部とを有し、通信経路選択部を経由して入力された動作指令情報に基づいて駆動制御信号を出力する通信部と、通信部から出力された駆動制御信号に基づいてモータの駆動を制御する駆動制御部とを備え、通信経路選択部には、動作指令情報が、データ形式によらず、共通の入力経路を介して入力され、通信経路選択部は、入力された動作指令情報のデータ形式に応じて、シリアルインターフェース部への出力経路とパラレルインターフェース部への出力経路とのいずれか一方を選択し、選択した出力経路を介して、入力された動作指令情報をシリアルインターフェース部とパラレルインターフェース部とのいずれか一方に出力する。

好ましくは、モータ駆動装置は、入力される動作指令情報のデータ形式に応じて通信経路選択指令情報を記憶する記憶部をさらに備え、通信経路選択部は、記憶部に記憶されている通信経路選択指令情報と入力された動作指令情報のデータ形式とに基づいて出力経路の選択を行う。

好ましくは、記憶部は、駆動制御部に設けられており、駆動制御部の制御に用いられる情報を記憶する。

好ましくは、パラレルデータ形式の動作指令情報の信号の数が共通の入力経路の数を超えるとき、パラレルデータ形式の動作指令情報の信号の一部は、通信経路選択部を経由せずに通信部に直接入力される。

この発明の他の局面に従うと、集積回路装置は、上述に記載のモータ駆動装置に用いられ、少なくとも通信経路選択部と通信部とを含む。

この発明のさらに他の局面に従うと、集積回路装置は、少なくとも上述に記載のモータ駆動装置を含む。

この発明のさらに他の局面に従うと、モータ装置は、モータと、上述に記載のモータ駆動装置とを備え、モータ駆動装置は、外部から入力される動作指令情報に基づいて、モータの駆動制御を行う。

この発明のさらに他の局面に従うと、モータ駆動システムは、上述に記載のモータ装置と、モータ装置を制御する上位装置とを備え、上位装置がシリアルデータ形式の動作指令情報及びパラレルデータ形式の動作指令情報のいずれか一方をモータ装置に出力することにより、モータ装置が制御される。

これらの発明に従うと、通信経路選択部には、動作指令情報がデータ形式によらず共通の入力経路を介して入力され、通信経路選択部が、動作指令情報のデータ形式に応じて出力経路の選択を行って動作指令情報をシリアルインターフェース部とパラレルインターフェース部とのいずれか一方に出力する。したがって、上位装置から入力される動作指令情報がシリアルデータ形式及びパラレルデータ形式のいずれの場合であっても対応可能なモータ駆動装置、集積回路装置、モータ装置、及びモータ駆動システムを提供することができる。

本発明の第１の実施の形態におけるモータ駆動装置を有するモータ装置のブロック図である。 通信経路選択部及び通信部の構成を示すブロック図である。 本実施の形態に係るモータ駆動システムの一例を示すブロック図である。 本実施の形態に係るモータ駆動システムの上述とは別の例を示すブロック図である。 第１の実施の形態の一変型例におけるモータ駆動装置を有するモータ装置を示すブロック図である。 第２の実施の形態におけるモータ装置の構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施の形態におけるモータ駆動装置とそれを用いたモータ駆動システムについて説明する。

［第１の実施の形態］

まず、第１の実施の形態に係るモータ駆動装置について説明する。

モータ駆動装置は、それにより駆動されるモータとともに、モータ装置を構成している。すなわち、モータ装置は、モータとモータ駆動装置とがひとまとまりに組み合わされて構成されている。モータ装置は、例えば、情報機器（例えば、複写機などのＯＡ機器）など、種々の機器において用いられるものである。

モータ装置には、上位装置から出力されたモータの駆動を制御するための動作指令情報が入力される。モータ装置において、モータ駆動装置は、このように外部から入力される動作指令情報に基づいて、モータの駆動制御を行う。

図１は、本発明の第１の実施の形態におけるモータ駆動装置２１を有するモータ装置２０のブロック図である。

図１に示されるように、モータ装置２０は、モータ駆動装置２１と、モータ５０と、速度検出装置９１と、位置検出装置９２とを備える。

モータ５０は、例えばブラシレスＤＣモータである。モータ５０は、例えば、可動子（図示せず）と、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の３相の巻線（図示せず）とを有している。各巻線には、モータ駆動装置２１から駆動電圧が供給される。すなわち、モータ５０は、モータ駆動装置２１から送られる駆動電圧に応じて駆動される。本実施の形態においては、モータ駆動装置２１は、モータ５０を正弦波駆動により駆動する。

速度検出装置９１と位置検出装置９２とは、モータ５０の近傍に配置されている。速度検出装置９１は、モータ５０の回転速度（例えば、単位時間あたりの回転数）を検出し、検出した速度を示す速度検出信号をモータ駆動装置２１に出力する。位置検出装置９２は、モータ５０の可動子の回転位置を検出し、検出した位置を示す位置検出信号をモータ駆動装置２１に出力する。モータ駆動装置２１は、これらの速度検出信号及び位置検出信号に基づいて、モータ５０の駆動制御を行う。

モータ駆動装置２１は、大まかに、通信経路選択部２２と、通信部２３と、駆動制御部２４とを備えている。本実施の形態において、モータ駆動装置２１は、通信経路選択部２２と、通信部２３と、駆動制御部２４とを含め、その構成要素の全部が集積化された、集積回路装置４１として構成されている。換言すると、モータ駆動装置２１は、集積回路（ＩＣ）である１つの集積回路装置４１としてパッケージ化されている。この集積回路装置４１は、モータ駆動装置２１を構成する回路に加えて、他の回路を含んでいてもよい。

モータ駆動装置２１は、例えば、集積回路装置４１がプリント基板上に配置されて構成されている。モータ装置２０は、モータ駆動装置２１を構成するプリント基板が、モータ５０に内蔵されて又はモータ５０に一体化されて、構成されている。このように、モータ駆動装置２１は、集積回路装置４１として構成されていることにより、低コスト化されている。また、モータ駆動装置２１が集積回路装置４１として構成されていることにより、モータ装置２０は、小型化可能である。

図１に示されるように、通信部２３には、シリアルインターフェース部（シリアルＩ／Ｆ部）２８と、パラレルインターフェース部（パラレルＩ／Ｆ部）２９とが設けられている。

シリアルインターフェース部２８には、シリアル通信経路１１が接続されている。シリアル通信経路１１としては、通信経路選択部２２とシリアルインターフェース部２８とを接続するシリアル通信経路（シリアルインターフェース部２８への出力経路の一例）１１ａと、後段のモータ装置に接続可能なシリアル通信経路１１ｂとが設けられている。なお、ここで後段のモータ装置とは、後述するようにこのモータ装置２０を含む複数のモータ装置２０が上位装置にシリアル接続される場合において、このモータ装置２０の後段（上位装置から遠い側）に配置されるモータ装置をいう。

パラレルインターフェース部２９には、パラレル通信経路１２が接続されている。パラレル通信経路１２としては、通信経路選択部２２とパラレルインターフェース部２９とを接続するパラレル通信経路（パラレルインターフェース部２９への出力経路の一例）１２ａと、後述する上位装置に接続可能なパラレル通信経路１２ｂとが設けられている。すなわち、パラレルインターフェース部２９には、パラレル通信経路１２ｂを介した、通信経路選択部２２を経由せずに上位装置に直接に接続可能な通信経路が設けられている。

通信経路選択部２２には、出力経路としてのシリアル通信経路１１及びパラレル通信経路１２が接続されている。すなわち、通信経路選択部２２と通信部２３とは、シリアル通信経路１１及びパラレル通信経路１２を介して接続されている。通信経路選択部２２とシリアルインターフェース部２８とは、シリアル通信経路１１を介して接続されている。通信経路選択部２２とパラレルインターフェース部２９とはパラレル通信経路１２を介して接続されている。

通信経路選択部２２には、入力経路１３が接続されている。通信経路選択部２２は、入力経路１３を介して、上位装置や、前段のモータ装置に接続される。なお、ここで前段のモータ装置とは、後述するようにこのモータ装置２０を含む複数のモータ装置が上位装置にシリアル接続される場合において、このモータ装置２０の前段（上位装置に近い側）に配置されるモータ装置をいう。

本実施の形態において、入力装置から動作指令情報が出力されると、動作指令情報は、入力経路１３を介して通信経路選択部２２に入力される。動作指令情報は、通信経路選択部２２を経由して、シリアル通信経路１１ａ又はパラレル通信経路１２ａを介して通信部２３に入力される。また、モータ駆動装置２１が接続される入力装置から、動作指令情報の一部がパラレル通信経路１２ｂを介して通信部２３に入力される場合もある。

通信部２３は、シリアルインターフェース部２８又はパラレルインターフェース部２９に入力された動作指令情報に基づいて、駆動制御信号を駆動制御部２４に出力する。通信部２３は、例えば、シリアルインターフェース部２８及びパラレルインターフェース部２９のほか、データ処理を行う回路などを有している。通信部２３は、例えば、シリアルインターフェース部２８に入力された動作指令情報について、信号を変換する処理を行い、自己に送られたデータに基づいて、駆動制御信号を駆動制御部２４に送信する。

駆動制御部２４は、通信部２３から出力された駆動制御信号に基づいて、モータの駆動を制御する。

図１に示されるように、駆動制御部２４は、パラメータ設定部２５と、制御部２６と、駆動部２７とを有している。

パラメータ設定部２５には、通信部２３から出力された駆動制御信号が入力される。パラメータ設定部２５は、入力された駆動制御信号について、モータ５０の制御パラメータや駆動パラメータなどの各種データに区分する。また、パラメータ設定部２５は、区分したデータを、内部又は外部のメモリなどに記憶する（パラメータなどの設定を行う）。すなわち、パラメータ設定部２５は、モータ５０を駆動するためのパラメータなどを記憶する記憶部として機能する。

なお、パラメータ設定部２５で記憶されるデータとしては、例えば次のようなものがある。すなわち、モータ５０の回転速度に対応した制御ゲインなどの制御パラメータや回転速度の検出範囲を示すデータなど、駆動制御部２４の制御動作に関する設定データがある。また、回転速度に対応した進角値や、モータ５０を駆動する波形やパルス幅変調の方式を示すデータなど、駆動動作に関する設定データがある。また、デッドタイム、パルス幅変調の周波数、パワートランジスタのスイッチ速度を示すデータなど、インバータの動作に関する設定データがある。これらのデータのほかにも、例えば、起動時の遅延時間に関する設定データや、保護動作に関する設定データや、モータ５０を起動してから停止し再起動させるまでの一連の動作に関する設定データや、省エネルギーモードでモータ５０を駆動するための設定データなどが含まれてもよい。

制御部２６は、モータ５０の回転速度に関する制御や、モータ装置２０の各部の制御などを行う。例えば、制御部２６は、モータ装置２０の基本的な動作に関する処理や、上位装置に対しデータ送信を求めるフィードバック要求などを行う。また、制御部２６は、パラメータ設定部２５で記憶されたデータのうち、モータ５０の駆動動作に関する制御パラメータなどを読み込み、これに基づいて制御を行う。制御部２６は、制御ゲインなどのモータ５０の回転制御のための制御パラメータを用いて、速度制御信号を生成することで、モータ５０の回転速度を制御する。

駆動部２７は、例えば、制御部２６で生成された速度制御信号に基づいて正弦波駆動信号を生成し、インバータにより、正弦波駆動信号に基づいてモータ５０の巻線に駆動電圧を供給する。

正弦波駆動信号は、例えばパルス幅変調（ＰＷＭ）回路を用いて生成される。すなわち、まず、速度制御信号に応じた振幅で、位置検出装置９２からの位置検出信号に応じた位相の、正弦波形の信号が生成される。駆動部２７は、生成した信号によってパルス幅変調を行い、駆動パルス信号を生成する。生成された駆動パルス信号が、正弦波駆動信号としてインバータに供給される。

インバータは、正弦波駆動信号に応じて、直流電力を交流の駆動電力に変換し、モータ５０の駆動電圧を生成する。これにより、インバータから、正弦波駆動信号に応じたパルス状の駆動電圧が出力される。上記のように、正弦波駆動信号は正弦波状の波形信号によりパルス幅変調して生成されているため、波形信号に応じた正弦波状の電圧となる駆動電圧が、モータ５０の巻線に供給されることになる。すなわち、これにより、モータ５０が正弦波駆動される。

正弦波駆動においては、速度制御、正弦波駆動の際の各種制御パラメータや、駆動パラメータをきめ細かに設定できる。このように、ブラシレスＤＣモータの正弦波駆動による制御が行われることにより、広い回転速度範囲において、制御性能、低騒音・高効率駆動性能を向上させることが可能になる。

ここで、本実施の形態において、モータ駆動装置２１は、シリアルデータ形式の動作指令情報を上位装置が出力するような場合であっても、パラレルデータ形式の動作指令情報を上位装置が出力するような場合であっても、その動作指令情報に対応可能に構成されている。通信経路選択部２２には、シリアルデータ形式とパラレルデータ形式とのいずれか一方のデータ形式で、動作指令情報が入力される。このとき、動作指令情報は、シリアル／パラレルのデータ形式によらず、共通の入力経路１３を介して、通信経路選択部２２に入力される。

図２は、通信経路選択部２２及び通信部２３の構成を示すブロック図である。

図２に示されるように、本実施の形態において、入力経路１３は、３つの共用経路ＬＳ１，ＬＳ２，ＬＳ３で構成されている。動作指令情報は、これらの共用経路ＬＳ１，ＬＳ２，ＬＳ３を介して、上位装置などから、通信経路選択部２２に入力される。すなわち、共用経路ＬＳ１，ＬＳ２，ＬＳ３は、シリアル／パラレル共用の通信経路である。

上位装置に直接に接続可能なパラレル通信経路１２ｂは、例えばＮ（Ｎは自然数）個のパラレル専用経路ＬＰ１〜ＬＰＮで構成されている。なお、パラレル通信経路１２ｂとして設けられるパラレル専用経路ＬＰ１〜ＬＰＮの数は、入力されることが想定されるパラレルデータ形式の動作指令情報の信号の数や、入力経路１３として設けられる共用経路の数などに応じて、適宜設定されればよい。

通信経路選択部２２には、３つのスイッチ２２ａ，２２ｂ，２２ｃが設けられている。図２に示されるように、各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２２ｃは、それぞれの共用経路ＬＳ１，ＬＳ２，ＬＳ３に対応する。各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２２ｃは、共用経路ＬＳ１，ＬＳ２，ＬＳ３に接続される、通信経路選択部２２と通信部２３との間の通信経路を、シリアル通信経路１１ａとパラレル通信経路１２ａとのいずれか一方に切り替える。各スイッチ２２ａ，２２ｂ，２２ｃは、シリアル通信経路１１ａが接続されたシリアル側端子（Ｓ）と、パラレル通信経路１２ａが接続されたパラレル側端子（Ｐ）とを有し、両端子のいずれか一方に共用経路ＬＳ１，ＬＳ２，ＬＳ３が接続された端子を接続する。

シリアルインターフェース部２８は、シリアルデータ形式の動作指令情報を通信部２３に入力するために設けられている。図２に示されるように、シリアルインターフェース部２８には、３つの信号に対応するインターフェースが設けられている。すなわち、シリアルクロックＳＣＬＫと、シリアル入力信号ＳＩと、イネーブル信号ＥＮとの３つに対応するものである。シリアルクロックＳＣＬＫと、シリアル入力信号ＳＩと、イネーブル信号ＥＮとは、それぞれ、シリアル通信経路１１ａを介して、スイッチ２２ａ，２２ｂ，２２ｃのシリアル側端子（Ｓ）に接続されている。

また、パラレルインターフェース部２９は、パラレルデータ形式の動作指令情報を入力するために設けられている。パラレルインターフェース部２９には、Ｎ＋３個の信号に対応するインターフェースが設けられている。すなわち、速度指令クロックＣＬＫ、スタート指令信号ＳＳ、ブレーキ指令信号ＢＲ、正逆切替指令信号ＦＲ、及び制御ゲイン切替指令信号ＧＡＩＮなど信号に対応するものである。これらのインターフェースのうち、速度指令クロックＣＬＫと、スタート指令信号ＳＳと、ブレーキ指令信号ＢＲとは、それぞれ、パラレル通信経路１２ａを介して、スイッチ２２ａ，２２ｂ，２２ｃのパラレル側端子（Ｐ）に接続されている。その他のインターフェース（正逆切替指令信号ＦＲ、及び制御ゲイン切替指令信号ＧＡＩＮなど）には、パラレル通信経路１２ｂが接続されており、パラレル通信経路１２ｂを介して、上位装置から直接に信号が入力可能である。

本実施の形態において、通信経路選択部２２は、スイッチ２２ａ，２２ｂ，２２ｃの切替えを行うことで、通信経路選択部２２から通信部２３への信号の出力経路として、シリアル通信経路１１ａとパラレル通信経路１２ａとのいずれか一方を選択する。これにより、通信経路選択部２２は、選択した出力経路を介して、入力された動作指令情報をシリアルインターフェース部２８とパラレルインターフェース部２９とのいずれか一方に出力する。

通信経路選択部２２から通信部２３への信号の出力経路は、通信経路選択部２２に入力される動作指令情報のデータ形式に応じて選択される。本実施の形態において、このようなデータ形式に応じた出力経路の選択すなわちスイッチ２２ａ，２２ｂ，２２ｃの切替えは、種々の方法により行われる。例えば、スイッチ２２ａ，２２ｂ，２２ｃの切替えは、ユーザにより操作可能な設定スイッチなどの設定に連動して切り替わるように構成されていてもよい。また、スイッチ２２ａ，２２ｂ，２２ｃの切替えは、上位装置や前段のモータ装置などから通信経路選択部２２に送られる信号に基づいて、自動的に行われるようにしてもよい。

このように通信経路選択部２２で出力経路の選択が行われることで、通信経路選択部２２に入力される動作指令情報がシリアルデータ形式であれば、その動作指令情報は、シリアル通信経路１１ａを介して、シリアルインターフェース部２８に入力される。他方、通信経路選択部２２に入力される動作指令情報がパラレルデータ形式であれば、その動作指令情報は、パラレル通信経路１２ａを介して、パラレルインターフェース部２９に入力される。

上位装置がシリアル通信を行うタイプのものすなわちシリアルデータ形式の動作指令情報を出力するものであるとき、通信経路選択部２２及び通信部２３では、動作指令情報が次のように伝送される。すなわち、動作指令情報として、共用経路ＬＳ１，ＬＳ２には、それぞれ、シリアルクロックＳＣＬＫ、シリアル入力信号ＳＩが入力される経路となり、イネーブル信号ＥＮが共用経路ＬＳ３を経由して伝送される（図２において共用経路ＬＳ１，ＬＳ２，ＬＳ３に沿うように示された実線矢印参照。）。このとき、動作指令情報はシリアルデータ形式のものであるため、通信経路選択部２２では、通信経路選択部２２と通信部２３とを接続する通信経路（出力経路）として、シリアル通信経路１１ａが選択される。これにより、動作指令情報は、シリアルインターフェース部２８に入力される。すなわち、上位装置と、シリアルクロックＳＣＬＫ、シリアル入力信号ＳＩ、及びイネーブル信号ＥＮの３つのインターフェースとの間で動作指令情報を伝送可能になる。

通信部２３では、シリアルインターフェース部２８が有効になり、パラレルインターフェース部２９が無効になる。通信部２３に送られた動作指令情報は、シリアルインターフェース部２８を経由して、駆動制御信号として駆動制御部２４へ送られる。

なお、このようにシリアル通信が行われる場合において、複数のモータ装置２０の制御が行われるとき、シリアルインターフェース部２８と後段のモータ装置２０とが、シリアル通信経路１１ｂで接続される。シリアル通信経路１１ｂからは、シリアルクロックやシリアル入力信号などが動作指令情報として、シリアルデータ形式で伝送される（図３に一例を示す。）。

他方、上位装置がパラレル通信を行うタイプのもの、すなわち、パラレルデータ形式の動作指令情報を出力するものであるとき、通信経路選択部２２及び通信部２３では、動作指令情報が次のように伝送される。すなわち、動作指令情報として、共用経路ＬＳ１，ＬＳ２，ＬＳ３は、それぞれ、速度指令クロックＣＬＫ、スタート指令信号ＳＳ、ブレーキ指令信号ＢＲの入力経路となる（図２において共用経路ＬＳ１，ＬＳ２，ＬＳ３に沿うように示された破線矢印参照。）。このとき、動作指令情報はパラレルデータ形式のものであるため、通信経路選択部２２では、通信経路選択部２２と通信部２３とを接続する通信経路として、パラレル通信経路１２ａが選択される。これにより、共用経路ＬＳ１，ＬＳ２，ＬＳ３から通信経路選択部２２に入力された動作指令情報は、パラレルインターフェース部２９に入力される。すなわち、上位装置と、速度指令クロックＣＬＫ、スタート指令信号ＳＳ、及びブレーキ指令信号ＢＲの３つのインターフェースとの間で動作指令情報を伝送可能になる。

ここで、上位装置が出力するパラレルデータ形式の動作指令情報には、通信経路選択部２２に入力可能な速度指令クロックＣＬＫ、スタート指令信号ＳＳ、ブレーキ指令信号ＢＲのほか、例えば正逆切替指令信号ＦＲや制御ゲイン切替指令信号ＧＡＩＮなども含まれる。すなわち、この場合、パラレルデータ形式の動作指令情報の信号の数が共通の入力経路１３の数（共用経路ＬＳ１，ＬＳ２，ＬＳ３の数をいい、ここでは３である。）を超えている。このとき、動作指令情報の信号のうち、３つの共用経路ＬＳ１，ＬＳ２，ＬＳ３により通信経路選択部２２へ入力されないものは、パラレル専用経路ＬＰ１〜ＬＰＮを介して、上位装置からパラレルインターフェース部２９に入力される。換言すると、共用経路ＬＳ１，ＬＳ２，ＬＳ３の数を超える動作指令情報の信号の一部は、通信経路選択部２２を経由せずに、パラレル通信経路１２ｂを介して、通信部２３に直接入力される。

このようにパラレルインターフェース部２９に動作指令情報が入力されるとき、通信部２３では、シリアルインターフェース部２８が無効になり、パラレルインターフェース部２９が有効になる。通信部２３に送られた動作指令情報は、パラレルインターフェース部２９を経由して、駆動制御信号として駆動制御部２４へ送られる。

なお、このようにパラレル通信が行われる場合において、複数のモータ装置２０の制御が行われるときには、上位装置から各モータ装置２０に動作指令情報が伝送される。

以上説明したように、本実施の形態においては、モータ装置２０に、通信経路選択部２２と通信部２３とが設けられていることで、上位装置がシリアル通信を行うものであってもパラレル通信を行うものであっても、１種類のモータ装置２０でそれぞれの上位装置に対応可能となる。

なお、図２に示されるモータ装置２０の動作指令情報の信号の種類や、共用経路ＬＳ１，ＬＳ２，ＬＳ３及びパラレル専用経路ＬＰ１〜ＬＰＮの割り当てなどは例示であり、これに限られるものではない。すなわち、動作指令情報が含む信号の数及び種類や、入力経路１３及びパラレル通信経路１２ｂの構成などは、上位装置やモータ装置２０の仕様に応じて、適宜設定されるものである。

［モータ駆動システムの構成例］

次に、本実施の形態に係るモータ装置２０を用いて構成されるモータ駆動システムの構成例について説明する。

モータ駆動システムは、モータ装置２０と、モータ装置２０を制御する上位装置とを用いて構成することができる。上位装置としては、シリアルデータ形式の動作指令情報及びパラレルデータ形式の動作指令情報のいずれか一方をモータ装置２０に出力するものが用いられる。これにより、上位装置によってモータ装置２０が制御される。モータ装置２０は、上位装置がシリアルデータ形式の動作指令情報を出力するものであるかパラレルデータ形式の動作指令情報を出力するものであるかに応じて、上位装置に対してシリアル接続又はパラレル接続される。

本実施の形態において、モータ駆動システムは、複数のモータ装置２０とそれより少ない数の上位装置とを用いて構成可能である。このように構成されたモータ駆動システムにおいて、上位装置がシリアルデータ形式の動作指令情報を出力するものである場合には、複数のモータ装置２０は、互いにシリアル接続される。他方、上位装置がパラレルデータ形式の動作指令情報を出力するものである場合には、複数のモータ装置２０は、パラレル接続される。換言すると、本実施の形態において、モータ装置２０は、シリアル接続されて他のモータ装置２０とともに用いることが可能なものであって、パラレル接続されて他のモータ装置２０とともに用いることも可能な、シリアル／パラレルの両伝送方式に対応しているものである。

図３は、本実施の形態に係るモータ駆動システムの一例を示すブロック図である。

図３には、シリアルデータ形式の動作指令情報を出力する上位装置（ホスト装置）１０ａを用いたモータ駆動システム１が示されている。モータ駆動システム１は、上位装置１０ａと、複数のモータ装置２０とを備えている。図３においては、複数のモータ装置２０のうち、３つ（以下、モータ装置２０ａ、モータ装置２０ｂ、モータ装置２０ｃということがある）が示されている。

図３に示されるように、複数のモータ装置２０のうち、最前段に配置されるモータ装置２０ａの入力経路１３が、上位装置１０ａと通信経路選択部２２とを接続するシリアル通信経路１１となる。モータ装置２０ａとその後段に配置されるモータ装置２０ｂとは、モータ装置２０ｂの入力経路１３にモータ装置２０ａの通信部２３のシリアル通信経路１１ｂが接続されるようにして、互いに接続されている。同様に、モータ装置２０ｂとその後段に配置されるモータ装置２０ｃとは、モータ装置２０ｃの入力経路１３にモータ装置２０ｂの通信部２３のシリアル通信経路１１ｂが接続されるようにして、互いに接続されている。モータ装置２０ｃより後段側に配置されるモータ装置２０も、順次、同様にその前段のモータ装置２０に接続される。

各モータ装置２０の通信経路選択部２２は、シリアル通信経路１１ａを通信部２３への出力経路として選択している状態である。これにより、各モータ装置２０の通信部２３では、シリアルインターフェース部２８が機能する状態となっている。

モータ駆動システム１において、各モータ装置２０の通信経路選択部２２には、上位装置１０ａ又はその前段のモータ装置２０からの動作指令情報が入力される。各モータ装置２０の通信経路選択部２２では、シリアル通信経路１１ａが通信部２３への出力経路として選択されているため、各モータ装置２０のシリアルインターフェース部２８に動作指令情報が入力される。これにより、動作指令情報に応じた各モータ５０の駆動制御が行われる。

図４は、本実施の形態に係るモータ駆動システムの上述とは別の例を示すブロック図である。

図４には、パラレルデータ形式の動作指令情報を出力する上位装置（ホスト装置）１０ｂを用いたモータ駆動システム１０１が示されている。モータ駆動システム１０１は、上位装置１０ｂと、複数のモータ装置２０とを備えている。図４においては、複数のモータ装置２０のうち、３つが示されている。

図４に示されるように、複数のモータ装置２０は、上位装置１０ｂに対し、並列に接続されている。すなわち、各モータ装置２０の入力経路１３及びパラレル通信経路１２ｂは、上位装置１０ｂと通信経路選択部２２とを接続するパラレル通信経路１２となる。

各モータ装置２０の通信経路選択部２２は、パラレル通信経路１２ａを通信部２３への出力経路として選択している状態である。これにより、各モータ装置２０の通信部２３は、パラレルインターフェース部２９が機能する状態となっている。

モータ駆動システム１において、各モータ装置２０の通信経路選択部２２には、上位装置１０ｂからの動作指令情報の一部が入力される。各モータ装置２０の通信経路選択部２２では、パラレル通信経路１２ａが通信部２３への出力経路として選択されているため、各モータ装置２０のパラレルインターフェース部２９に、通信経路選択部２２に入力された動作指令情報が入力される。また、上位装置１０ｂから出力された動作指令情報のうち、通信経路選択部２２に入力されないものは、パラレル通信経路１２ｂを介して、パラレルインターフェース部２９に直接に入力される。これにより、動作指令情報に応じた各モータ５０の駆動制御が行われる。

このように、本実施の形態では、上位装置から入力される動作指令情報がシリアルデータ形式及びパラレルデータ形式のいずれの場合であっても、同一の構成のモータ駆動装置２１を有するモータ装置２０を用いて、その上位装置を用いたモータ駆動システムを構成することができる。モータ装置２０は、シリアルデータ形式／パラレルデータ形式の両者に対応できるため、それぞれの形式にのみ対応するように構成が異なるモータ装置に用いられるものと比較して、モータ駆動装置２１の製造コストを低くすることができる。そのため、モータ駆動装置２１を用いるモータ装置２０の製造コストを低くすることができ、これを用いて構成されるモータ駆動システム１，１０１などの製造コストも低く抑えることができる。

また、モータ駆動装置２１は、１つの集積回路装置４１としてパッケージ化されている。したがって、モータ駆動装置２１の製造コストをより低くすることができる。また、このように安価な集積回路装置４１を用いて、容易にモータ装置２０を組立できるので、モータ装置２０の製造コストをより低くすることができる。また、モータ駆動装置２１を小型化でき、モータ装置２０を小型化することができる。

［第１の実施の形態の変型例］

第１の実施の形態におけるモータ駆動装置２１において、その機能の一部を実現する回路素子が、１つ又は複数の集積回路装置としてパッケージ化されていてもよい。また、モータ駆動装置２１の機能の全部を実現する回路素子が、複数の集積回路装置としてパッケージ化されていてもよい。

図５は、第１の実施の形態の一変型例におけるモータ駆動装置１２１を有するモータ装置２０を示すブロック図である。

図５に示されるように、モータ駆動装置１２１は、通信経路選択部２２と通信部２３とが１つの集積回路装置４０としてパッケージ化されている点で、集積回路装置４１として全体が１つにパッケージ化されたモータ駆動装置２１とは異なる。駆動制御部２４は、モータ駆動装置１２１が制御対象とするモータ５０のタイプに適合するように構成されるが、通信経路選択部２２及び通信部２３は、モータ５０のタイプにかかわらず、同一の構成のものを用いることができる。すなわち、本変型例においては、種々のタイプのモータ５０に対応するモータ駆動装置１２１において、集積回路装置４０を共用化できるため、モータ駆動装置１２１の製造コストをより低減できる。

なお、集積回路装置４０には、モータ駆動装置１２１を構成する回路素子の一部が、さらに含まれていてもよい。

［第２の実施の形態］

第２の実施の形態におけるモータ装置の基本的な構成は、第１の実施の形態におけるそれと同じであるためここでの説明を繰り返さない。第２の実施の形態においては、モータ駆動装置に通信経路選択部２２の動作に利用される記憶部が設けられている点が第１の実施の形態のモータ装置とは異なる。

図６は、第２の実施の形態におけるモータ装置２２０の構成を示すブロック図である。

図６を参照して、モータ装置２２０は、第１の実施の形態のモータ装置２０において、モータ駆動装置２１とは構成が一部異なるモータ駆動装置２２１が設けられているものである。モータ駆動装置２２１は、通信経路選択部２２と、通信部２３と、駆動制御部２４とに加えて、記憶部２３０を有している。また、モータ駆動装置２２１は、外部通信端３２と、記憶部書込選択指令部３３と、記憶部書込選択部３４とを有している。

第２の実施の形態において、入力経路１３は、記憶部書込選択指令部３３と、記憶部書込選択部３４とに接続されている。記憶部書込選択部３４と記憶部書込選択指令部３３とは、書込選択指令経路３５を介して接続されている。記憶部書込選択部３４と、通信経路選択部２２とは、転送経路１３ａを介して接続されている。記憶部書込選択部３４と、記憶部２３０とは、書込経路３６を介して接続されている。通信経路選択部２２は、記憶部２３０及び外部通信端３２のそれぞれと、通信選択経路３１を介して接続されている。すなわち、通信経路選択部２２と記憶部２３０とは、通信選択経路３１ａを介して接続されている。また、通信経路選択部２２と外部通信端３２とは、通信選択経路３１ｂを介して接続されている。

記憶部書込選択部３４は、入力経路１３に接続される経路を、転送経路１３ａとするか、書込経路３６とするかを選択する（切り替える）。記憶部書込選択部３４が転送経路１３ａを選択しているとき、入力経路１３から送られた動作指令情報が、通信経路選択部２２に入力される。すなわち、通信経路選択部２２に動作指令情報が入力されるとき、その動作指令情報は、記憶部書込選択部３４を経由して通信経路選択部２２に入力される。

第２の実施の形態において、記憶部２３０は、通信経路選択指令情報を記憶する。通信経路選択指令情報は、上位装置の制御に基づきモータ装置２２０が動作するときに、通信経路選択部２２がシリアル通信経路１１とパラレル通信経路１２のいずれかの通信経路を選択し、選択した状態を維持するために用いられる情報である。通信経路選択指令情報は、通信選択経路３１ａを介して、記憶部２３０から通信経路選択部２２に送られる。

通信経路選択部２２は、記憶部２３０に記憶されている通信経路選択指令情報に基づいて、通信部２３への出力経路をシリアル通信経路１１ａとパラレル通信経路１２ａとのいずれにするか、選択を行う。これにより、通信経路選択指令情報に基づいて、シリアルインターフェース部２８とパラレルインターフェース部２９とのいずれか動作指令情報のデータ形式に応じた一方が動作し、駆動制御部２４に駆動制御信号が送られる。なお、通信経路選択部２２は、外部通信端３２に接続された外部回路などから送られた切替信号に応じて、通信部２３への出力経路をシリアル通信経路１１ａとパラレル通信経路１２ａとのいずれにするか選択するようにしてもよい。このとき、切替信号は、外部通信端３２からモータ装置２２０に入力されると、通信選択経路３１ｂを介して、通信経路選択部２２に送られる。

ここで、通信経路選択指令情報は、モータ装置２２０に入力される情報のデータ形式に応じて、記憶部２３０に記憶される。このようなデータ形式に応じた出力経路の選択すなわち通信経路選択部２２の切替えは、例えば次の方法により行われる。記憶部２３０に通信経路選択指令情報を記憶させるときには、入力経路１３を介して、所定のデータ形式の情報がモータ装置２２０に入力される。このとき入力される情報は、動作指令情報のデータ形式とは異なるデータ形式（例えば、電源電圧が特別な条件であったり、特別なタイミング信号を入力するものであったりするなど）を有する、特別指令情報ということができる。特別指令情報は、例えば、シリアル通信で入力される。特別指令情報が記憶部書込選択指令部３３に入力されると、記憶部書込選択指令部３３から選択指令情報が出力される。選択指令情報は、書込選択指令経路３５を介して、記憶部書込選択部３４に入力される。記憶部書込選択部３４は、選択指令情報が入力されると、入力経路１３に接続される経路を書込経路３６に切り替える。換言すると、特別指令情報が入力されると、モータ駆動装置２２１は、記憶部書込選択部３４が経路を切り替えることで、いわば、モータ５０の駆動制御を行う通常動作状態とは異なる、指令情報記憶状態となる。このような指令情報記憶状態になることにより、特別指令情報は、書込経路３６を介して記憶部２３０に送られる。記憶部２３０では、特別指令情報に基づいて、通信経路選択指令情報の書き込みや書換えが行われる。

モータ駆動装置２２１は、元々設けられている入力経路１３などを介して通信を行うことで、通信経路選択指令情報の書き込みや書換えを行うことができる。したがって、通信経路選択指令情報の書き込みなどを行うための専用のインターフェースを設ける必要はなく、モータ装置２２０の製造コストを低く抑えることができる。また、上記のような状態移行が行われて通信経路選択指令情報の記憶が行われるので、第２の実施の形態においては、次のような不具合の発生を防止できる。すなわち、上記の通常動作状態であるとき、記憶部２３０の通信経路選択指令情報の書換えなどが発生すると、通信経路選択部２２が所定の通信経路の選択を行えなくなる可能性がある。これに対して、第２の実施の形態では、上位装置からモータ装置２２０への動作指令情報が送られるときには、記憶部書込選択部３４により入力経路１３と書込経路３６とが接続されない。すなわち、このとき通信経路選択指令情報の書換えは行われることがないので、動作指令情報は、確実に、通信部２３に送られる。

このように、第２の実施の形態では、通常動作状態であるとき、通信経路選択部２２は、記憶部２３０に記憶されている通信経路選択指令情報に基づいて、かつ、入力された動作指令情報のデータ形式に応じて、通信部２３への情報の出力経路の選択を行う。出力経路の選択は自動的に行われるので、モータ装置２２０の利便性がより高くなる。通信経路選択指令情報の変更は、モータ装置２２０へ特別指令情報を入力することにより、容易に行うことができる。

なお、記憶部２３０は、通信経路選択指令情報とともに、駆動制御部２４の制御に用いられる情報を記憶していてもよい。この場合、図６に矢印８０で示されるとおり、記憶部２３０から駆動制御部２４の各部に記憶部２３０に記憶されている情報が送られるようにすればよい。また、記憶部２３０は、駆動制御部２４に設けられており、駆動制御部２４の制御に用いられる情報を記憶するように構成されていてもよい。換言すると、通信経路選択部２２の動作に利用される記憶部２３０は、駆動制御部２４が備える別の記憶部に含まれていてもよい。

例えば、記憶部２３０は、上記のようにモータ５０を駆動するための制御に用いられるパラメータを記憶するパラメータ設定部２５として設けられていてもよい。この場合、パラメータ設定部２５は、通信経路選択指令情報をメモリなどに記憶しており、通信経路選択部２２は、パラメータ設定部２５に記憶されている通信経路選択指令情報に基づいて、動作指令情報を通信部２３に出力する経路を選択できる。記憶部２３０がパラメータ設定部２５として設けられている場合であっても、特別指令情報の入力によって通信経路選択指令情報の書き込みや書換えを行うことができるインターフェースを構成することは可能である。

このように記憶部２３０が駆動制御部２４に設けられていることにより、通信経路選択指令情報を記憶するための専用の記憶部を設ける必要がなくなる。したがって、モータ駆動装置２２１の製造コストをさらに低減でき、かつ、自動的に適切に動作指令情報の通信部２３への出力経路を選択させることができる。

なお、記憶部２３０は、駆動制御部２４に限られず、モータ駆動装置２２１の構成要素のいずれかに含まれ、他の制御に用いられる情報を記憶する記憶部の一部として設けられていてもよい。

特別指令情報の入力によって通信経路選択指令情報の書き込みや書換えを行うことができるインターフェースは、モータ５０を駆動するための制御に用いられるパラメータ等の書き込みや書換えを行う場合にも用いることができる。

［実施の形態における効果］

以上のように構成されたモータ駆動装置によれば、次のような効果がもたらされる。すなわち、モータ駆動装置は、シリアルデータ形式の動作指令情報とパラレルデータ形式の動作指令情報とのいずれにも対応可能である。そのため、上位装置の動作指令情報のデータ伝送がシリアルデータ形式によるものであっても、パラレルデータ形式によるものであっても、いずれの場合にも共通して、同一の構成のモータ駆動装置を用いることができる。換言すると、モータ駆動装置は上位装置から入力される動作指令情報について特定のデータ形式を排除するものではなく、互いに異なるデータ形式で動作指令情報を出力する複数種類の上位装置間で、共用できるものである。したがって、モータ駆動装置の製造コストを低減することができる。

また、モータ装置において、通信経路のいくつかは兼用可能であるため、モータ駆動装置の回路規模が必要以上に増大しない。そのため、モータ装置やそれを用いるモータ駆動システムの構成を小型化（省スペース化）できる。

また、モータ駆動装置の一部又は全部が集積化されて集積回路装置とされているので、モータ駆動装置の製造コストをより低くすることができ、モータ装置やそれを用いるモータ駆動システムの構成をさらに小型化できる。

［その他］

モータ駆動装置は、正弦波駆動を行うものに限られず、矩形波駆動を行うように構成されていてもよい。モータの相数は３相に限られない。モータ装置に用いられるモータすなわちモータ駆動装置により駆動されるモータとしては、ブラシレスＤＣモータに限られず、種々の形式のものを用いることができる。

上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１，１０１ モータ駆動システム
１１，１１ａ，１１ｂ シリアル通信経路
１２，１２ａ，１２ｂ パラレル通信経路
１３ 入力経路
１３ａ 転送経路
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２２０ モータ装置
２１，１２１，２２１ モータ駆動装置
２２ 通信経路選択部
２３ 通信部
２４ 駆動制御部
２５ パラメータ設定部
２６ 制御部
２７ 駆動部
２８ シリアルインターフェース部
２９ パラレルインターフェース部
３１，３１ａ，３１ｂ 通信選択経路
３２ 外部通信端
３３ 記憶部書込選択指令部
３４ 記憶部書込選択部
３５ 書込選択指令経路
３６ 書込経路
４０，４１ 集積回路装置
５０ モータ
９１ 速度検出装置
９２ 位置検出装置
２３０ 記憶部

Claims (8)

1. モータの駆動を制御するための動作指令情報がシリアルデータ形式とパラレルデータ形式とのいずれか一方のデータ形式で入力される通信経路選択部と、
   前記シリアルデータ形式の動作指令情報を入力するためのシリアルインターフェース部と、前記パラレルデータ形式の動作指令情報を入力するためのパラレルインターフェース部とを有し、前記通信経路選択部を経由して入力された動作指令情報に基づいて駆動制御信号を出力する通信部と、
   前記通信部から出力された前記駆動制御信号に基づいて前記モータの駆動を制御する駆動制御部とを備え、
   前記通信経路選択部には、前記動作指令情報が、前記データ形式によらず、共通の入力経路を介して入力され、
   前記通信経路選択部は、前記シリアルインターフェース部への出力経路と前記パラレルインターフェース部への出力経路とのうち前記入力された動作指令情報のデータ形式に対応するいずれか一方を選択し、選択した出力経路を介して、前記入力された動作指令情報を前記シリアルインターフェース部と前記パラレルインターフェース部とのいずれか一方に出力する、モータ駆動装置。
2. 入力される前記動作指令情報の前記データ形式に応じて通信経路選択指令情報を記憶する記憶部をさらに備え、
   前記通信経路選択部は、前記記憶部に記憶されている前記通信経路選択指令情報と前記入力された動作指令情報のデータ形式とに基づいて前記出力経路の選択を行う、請求項１に記載のモータ駆動装置。
3. 前記記憶部は、前記駆動制御部に設けられており、前記駆動制御部の制御に用いられる情報を記憶する、請求項２に記載のモータ駆動装置。
4. 前記パラレルデータ形式の動作指令情報の信号の数が前記共通の入力経路の数を超えるとき、
   前記パラレルデータ形式の動作指令情報の信号の一部は、前記通信経路選択部を経由せずに前記通信部に直接入力される、請求項１から３のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載のモータ駆動装置に用いられ、
   少なくとも前記通信経路選択部と前記通信部とを含む、集積回路装置。
6. 少なくとも請求項１から４のいずれか一項に記載のモータ駆動装置を含む、集積回路装置。
7. モータと、
   請求項１から４のいずれか一項に記載のモータ駆動装置とを備え、
   前記モータ駆動装置は、外部から入力される動作指令情報に基づいて、前記モータの駆動制御を行う、モータ装置。
8. 請求項７に記載のモータ装置と、
   前記モータ装置を制御する上位装置とを備え、
   前記上位装置が前記シリアルデータ形式の動作指令情報及び前記パラレルデータ形式の動作指令情報のいずれか一方を前記モータ装置に出力することにより、前記モータ装置が制御される、モータ駆動システム。

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