JP3933643B2 - 差動伝送回路を用いた異常伝送方法 - Google Patents

Description

本発明は、差動伝送回路を用いて異常の発生と異常の内容の両方を伝送できる差動伝送回路を用いた異常伝送方法に関するものである。

特開平２−２３２７９９号公報には、差動伝送回路を用いた従来の異常伝送方法が示されている。この方法で用いる差動伝送回路は、送信側装置から２本の伝送線に互いに逆の論理関係になる２種類の送信信号を出力し、受信側装置で２種類の送信信号が逆の論理関係にあるときには受信した２種類の送信信号が正常であると判断し且つ２種類の送信信号が逆の論理関係にないときには受信した２種類の送信信号が異常であると判断して正常な送信信号のみを受信側装置で利用できるように構成されている。従来の方法は、この差動伝送回路を複数回路用いて複数種類の信号の伝送を行う際に、２本の伝送線に２種類の送信信号を出力しないことにより送信側装置で異常が発生したことを受信側装置に伝送する差動伝送回路を用いた異常伝送方法である。すなわち従来の異常の伝送方法では、送信側で発生した異常や断線等を差動信号出力をフローティング状態にして、受信側装置でフローティング信号により断線状態を検出する異常検出信号の伝送方法である。
特開平２−２３２７９９号公報

しかしながら、従来の差動伝送回路を用いた異常伝送方法では、送信装置側での異常の発生は判かってもその内容までは、判らないという問題があった。

本発明の目的は、差動伝送回路を用いて異常の発生と異常の内容の両方を伝送できる差動伝送回路を用いた異常伝送方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、２本のそれぞれの伝送線の一方から信号をラッチして異常の内容を判定することを可能にする検出する異常伝送方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、複数の差動伝送回路に設けた複数のラッチ回路にラッチされている論理状態に応じて定められている異常の内容を判定することができる方法を提供することにある。

本発明は、差動伝送回路を用いて送信側装置で異常が発生したこととその内容を受信側装置に伝送するために次のようにする。まず差動伝送回路は、送信側装置から２本の伝送線に互いに逆の論理関係になる２種類の送信信号を出力し、受信側装置で２種類の送信信号が逆の論理関係にあるときには受信した２種類の送信信号が正常であると判断し且つ２種類の送信信号が逆の論理関係にないときには受信した２種類の送信信号が異常であると判断して正常な送信信号のみを受信側装置で利用できるようにするための送信回路である。この差動伝送回路を複数回路用いて複数種類の信号の伝送を行う際に、２本の伝送線に２種類の送信信号を出力しないことにより、送信側装置で異常が発生したことを受信側装置に伝送することができる。すなわち２本の伝送線に２種類の送信信号を出力しないことにより、２本の伝送線はいわゆるフローティング状態になっている。そのため受信側装置で２本の伝送線上の論理状態を判定しても、２本の伝送線の論理状態が逆の論理関係にあることを判定できない。これによって受信側装置では、送信側装置で何らかの異常が発生していることを判断することができる。

しかしながら、これだけでは異常の内容を判定できない。そこで本発明では、複数の差動伝送回路で異常が発生したことを伝送するために２本の伝送線に２種類の送信信号を出力していない状態において、複数の差動伝送回路の２本の伝送線に異常内容伝送信号を同じ論理関係でそれぞれ出力する。２本の伝送線に２種類の送信信号を出力していない状態であっても、２本の伝送線は送信可能である。そこで本発明では、この２本の伝送線を利用して異常の内容を伝送する異常内容伝送信号を受信側装置に伝送する。異常内容伝送信号を送信する場合でも、異常が発生していることの伝達を維持するために、２本の伝送線には同じ論理関係でそれぞれ出力している。同じ論理関係であれば、受信側装置は、送信されたきた信号に異常があることを判定するため、先に判定した異常の状態をそのまま維持できる。受信側装置においては、異常が発生したことを検出したときに、複数の差動伝送回路の２本の伝送線の一方から異常内容伝送信号をそれぞれラッチする（信号の論理状態を記憶する）。２本の伝送線には同じ異常内容伝送信号が送信されているため、一方の伝送線から異常内容伝送信号を取り込むことで足りる。そしてラッチした受信側装置では、異常内容伝送信号の論理関係に基づいて異常の内容を判断する。

本発明を実現するために、受信側装置には、複数の差動伝送回路に対応して、複数の異常判定手段と複数のラッチ回路とを設ければよい。複数の異常判定手段は、それぞれ差動伝送回路の２本の伝送線から伝送されてくる２つの信号が逆の論理関係にあるか否かを判定し、２つの信号が逆の論理関係にないときに送信側装置で異常が発生していることを判定するように構成すればよい。またラッチ回路は、対応する異常判定手段が異常の発生を判定したときに、対応する差動伝送回路の２本の伝送線の一方から信号をラッチするように構成すればよい。

異常内容の判断手法は任意である。例えば、予め複数のラッチ回路にラッチされる論理状態に応じて異常の内容を定めておくことができる。この場合には、複数のラッチ回路にラッチされている論理状態に基づいて異常の内容を判定することができる。即ち予め各ラッチ回路にラッチされる論理状態と異常の内容とを関連付けて定めておけば、各ラッチ回路にラッチされる論理状態を判定するだけで直ぐに異常の内容を判断することができる。したがってこのようにすれば簡単且つ迅速に異常の内容を判定することができる。

また本発明のように、複数の差動伝送回路のすべてで異常の伝送を実施すると、異常を伝送しているときには、すべての差動伝送回路で異常を検出することになるが、異常を伝送していない場合に、例えば１つの差動伝送回路で異常を検出する場合がある。このような場合には、その差動伝送回路で伝送が行われていないこと、すなわちその差動伝送回路において断線が発生していることを意味する。したがって受信側装置において複数の差動伝送回路のすべてにおいて異常が発生したことを検出しないときには、異常が発生していることを検出している差動伝送回路（またはこの差動伝送回路に接続されている送信側装置内の伝送線）において断線が発生していると判断することができる。よって本発明によれば、異常内容の伝送だけでなく、断線の検出も同時に判断することができる。

本発明では、送信側装置として、回転体の回転を検出して複数種類の検出信号を出力するエンコーダを対象とする。

本発明によれば、受信側装置において異常が発生したことを検出したときに、複数の差動伝送回路の２本の伝送線の一方から異常内容伝送信号をそれぞれラッチし、ラッチした複数の異常内容伝送信号の論理関係に基づいて異常の内容を判断することができるので、差動伝送回路を用いて異常の発生と異常の内容の両方を伝送できる効果が得られる。

本発明によれば、送信側の複数の信号を複数の差動伝送回路で伝送する回路において、送信側の複数の信号が単独又は複数で異常又は断線した場合に、それぞれの異常を複数の差動伝送回路それぞれについて異常の発生と異常の内容を伝送し、受信装置で異常発生と異常の内容を判定し表示するため、異常診断が短時間に判別することが出来復旧を早めることが出来る。

以下、図面を参照して本発明の差動伝送回路を用いた異常伝送方法による異常内容検出方法を実施する伝送及び回路の一例を用いて本発明の方法の実施の形態の一例を詳細に説明する。エンコーダの信号Ａ、信号Ｂ、信号Ｃの送受信回路に適用した場合の実施の形態を回路図を示して詳細に説明する。図１の伝送回路で図は、エンコーダから出力される３種類の信号（信号Ａ、信号Ｂ及び信号Ｃ）をそれぞれ差動伝送回路を用いて送信側装置１から受信側装置３に伝送する。送信側装置１と受信側装置３との間には、２本の伝送線４が１セットになって構成される３本の信号伝送ライン５Ａ，５Ｂ及び５Ｃが敷設されている。

送信側装置１は、３種類の信号（信号Ａ、信号Ｂ及び信号Ｃ）に対応して設けられた３つの送信回路１Ａ〜１Ｃと、異常検出回路９と、異常内容決定手段１１と、図示しないエンコーダとを備えている。なお図１においては、エンコーダから出力される３種類の信号を符号Ａ，Ｂ及びＣとして示してある。なお送信回路１Ａ〜１Ｃは、同じ回路構成を有しているため、図１には送信回路１Ａの構成だけを示して、送信回路１Ｂ及び１Ｃの構成は図示を省略してある。送信回路１Ａは、差動出力回路７と、ＮＯＴ回路１９と、２つのゲート回路付きアンプ２１及び２３とを備えている。差動出力回路７は、エンコーダから出力された信号Ａを信号伝送ライン５Ａの２本の伝送線４に互いに逆の論理関係になる２種類の送信信号（Ａ，Ａ´）として出力するように構成されている。ここで２種類の送信信号が逆の論理関係になることとは、一方の送信信号を論理レベルで反転した信号が他方の送信信号になることを意味する。具体的には、一方の送信信号がハイレベルであれば、逆の論理関係なる他方の送信信号はロウレベルになり、一方の送信信号がロウレベルであれば、他方の送信信号がハイレベルになる関係が、２種類の送信信号が逆の論理関係になることを意味する。

差動出力回路７は、異常検出回路９から異常検出信号（ハイレベルの信号Ｈ）が出力されていないときでＮＯＴ回路１９の出力がロウレベルにあるときには、通常の差動出力動作を行って、２本の伝送線４，４に逆の論理関係になる２種類の信号を出力する。また差動出力回路７は、異常検出回路９から異常検出信号（ハイレベルの信号）が出力されてＮＯＴ回路１９の出力がハイレベルになると、通常の差動出力動作を停止して２本の伝送線をフローティング状態にする。２つのゲート回路付きアンプ２１及び２３のゲートにはそれぞれ異常検出回路９の出力が入力されている。そしてアンプ２１及び２３の出力部は、それぞれ信号伝送ライン５Ａの２本の伝送線４，４に接続されている。アンプ２１及び２３は、ゲートに異常検出信号が入力されるとゲートがハイレベルになって出力可能な状態になり、ゲートに異常検出信号が入力されていないときにはゲートがロウレベルになって出力不可能な状態になる。したがって異常検出回路９が異常を検出しているときにだけ、各アンプ２１及び２３は、異常内容決定手段１１で決定した異常内容を表示するための異常ビット信号（ハイレベルまたはロウレベルの異常内容伝送信号）を異常ビット０端子から受信してそれを信号伝送ライン５Ａの２本の伝送線４，４に出力する。このときアンプ２１及び２３からは２本の伝送線４，４に、同じ論理関係の異常ビット信号がそれぞれ出力されている。

上記と同様にして、その他の送信回路１Ｂ及び１Ｃにおいても、異常検出回路９が異常検出信号を出力すると、それぞれ異常ビット１端子及び異常ビット２端子から出力されている異常内容を表示するための異常ビット信号（ハイレベルまたはロウレベルの異常内容伝送信号）を受信して、信号伝送ライン５Ｂ及び５Ｃを構成する２本の伝送ラインに同じ論理関係で出力する。

受信側装置３は、送信回路１Ａ〜１Ｃに対応して設けられた３つの受信回路３Ａ〜３Ｂを備えている。これら受信回路３Ａ〜３Ｃの回路構成は同じであるため、図１においては受信回路３Ａの構成だけを示している。受信回路３Ａは、信号伝送ライン５Ａの２本の伝送線４，４が入力端子に接続された差動入力回路１５を備えている。なお差動入力回路１５の入力端子には、プルアップ用の抵抗Ｒ１及びＲ２の一端が接続されている。この抵抗Ｒ１及びＲ２の他端は、定電圧電源に接続されている。差動入力回路１５は、２本の伝送線４，４に逆の論理関係にある２種類の信号が入力されているときに、一方の信号Ａを出力し、２本の伝送線４，４上に同じ論理関係にある信号が伝送されているときには、何も信号を出力しないように構成されている。受信回路３Ａにおいて、伝送線４，４には、排他的論理和ゲート２５の入力端子がそれぞれ接続されている。そして排他的論理和ゲート２５の出力端子には、ローパスフィルタ２７が接続されている。ローパスフィルタ２７からは異常の検出を表示する異常Ａ信号が出力される。この異常Ａ信号は、ラッチ回路２９のゲートにも入力される。ラッチ回路２９の入力端子は、信号伝送ライン５Ａの１本の伝送線４に接続されている。排他的論理和ゲート２５は、２つの入力信号が逆の論理関係にあるときには出力がロウレベルになり、２つの入力信号が同じ論理関係にあるときには出力がハイレベルになるものである。したがって２本の伝送線４，４に同じ論理関係の異常ビット信号（異常内容伝送信号）が伝送されているときには、排他的論理和ゲート２５の出力がハイレベルとなり、ラッチ回路２９が伝送線４に伝送されている異常内容伝送信号（具体的には信号の論理的レベル）をラッチする。ラッチ回路２９は、ラッチした信号を異常ビット０として出力する。受信回路３Ｂ及び３Ｃでも同様の動作が行われ、信号伝送ライン５Ｂ及び５Ｃに異常内容伝送信号が伝送されているときには、各受信回路３Ｂおよび３Ｃのラッチ回路もそれぞれ異常内容伝送信号をラッチして異常ビット１及び異常ビット２として出力する。

判定手段１３は、各受信回路３Ａ〜３Ｃで検出した異常Ａ信号〜異常Ｃ信号の論理レベルの状態と、ラッチ回路２９がラッチした異常ビット０〜異常ビット２の論理レベルの状態に基づいて、異常の発生とその内容及び断線の発生を判定する。なお異常内容決定手段１１と判定手段１３における異常内容の決定基準と判定基準については後の動作説明において詳細に説明する。

次に図１の回路図の動作について説明する。基本的な回路動作はエンコーダ信号Ａ、信号Ｂ、信号Ｃを送信する各差動送信回路において同一になるため、信号Ａを伝送する場合を中心にして動作を説明する。まず信号Ａは差動伝送回路の差動信号を出力する差動出力回路７により２本の伝送線４，４に互いに逆の論理関係になる２種類の信号Ａと信号Ａ´（信号Ａ´は信号Ａの逆の論理関係になる信号）として出力される。伝送線４，４に送信された差動信号の信号Ａと信号Ａ´は、受信側装置３内の差動受信回路１５により受信されて出力信号Ａとして出力される。

エンコーダ自身またはエンコーダの信号に異常があることを異常検出回路９が検出したときには、異常検出回路９から出力された異常信号がＮＯＴ回路１９に入力され、ＮＯＴ回路１９の出力がロウレベル即ちＬレベルとなる。その結果、差動出力回路７はフローティング状態となり差動伝送回路の差動信号は出力されなくなる。また、異常内容決定手段１１から出力される異常内容の異常ビット信号（異常内容伝送信号）は、異常検出回路９から出力された異常信号により２つのゲート回路付きＡＭＰ２１、２３が出力可能状態になって、２本の伝送線４，４に同じ論理関係の信号として出力されて、受信側装置３へと伝送される。異常ビット信号（異常内容伝送信号）は、伝送線４，４を通して排他的論理和ゲート２５に入力され、排他的論理和ゲート２５の出力がロウレベルとなり、ローパスフィルタ２７を通して異常を検出していることを示す異常Ａ信号が出力される。このとき受信回路３Ａでは、ラッチ回路２９が差動出力回路１５からの２本の伝送線５の一方から異常ビット信号（異常内容伝送信号）をラッチしてこれを記憶する。

信号Ｂ及び信号Ｃも信号Ａと同様にそれぞれの差動伝送回路により送受信される。信号Ｂ、信号Ｃの差動伝送回路の差動信号も２本の伝送線に互いに逆の論理関係になる２種類の信号として各差動伝送回路により送受信される。２種類の送信信号は、それぞれ信号Ｂと信号Ｂ´（信号Ｂ´は信号Ｂの逆の論理関係になる信号）として、また信号Ｃと信号Ｃ´（信号Ｃ´は信号Ｃの逆の論理関係になる信号）として出力される。信号Ｂと信号Ｂ´と信号Ｃと信号Ｃ´は、それぞれ受信回路３Ｂ及び３Ｃ内の差動受信回路１５により受信され出力信号Ｂおよび出力信号Ｃとして出力される。異常検出回路９が異常を検出した場合には、送信回路１Ｂ及び１Ｃにおいても上記と同様の異常内容を伝送するための信号処理が行われる。すなわち送信回路１Ｂからは、異常ビット１端子から出力された異常内容を表示する異常ビット信号（異常内容伝送信号）が、信号伝送ライン５Ｂの２本の伝送線４，４に出力される。また送信回路１Ｃからは、異常ビット２端子から出力された異常内容を表示する異常ビット信号（異常内容伝送信号）が、信号伝送ライン５Ｃの２本の伝送線４，４に出力される。受信回路３Ｂ及び３Ｃでも受信回路３Ａと同様の信号処理が行われる。例えば、信号伝送ライン５Ｂ及び５Ｃに断線がなければ、受信回路３Ｂ及び３Ｃからは異常Ｂ信号と異常Ｃ信号とが出力され、また受信回路３Ｂ及び３Ｃからは各ラッチ回路でラッチされた異常内容伝送信号が異常ビット１及び異常ビット２としてそれぞれ出力される。

本実施の形態によれば、信号Ａ、信号Ｂ、信号Ｃのいずれか単独の異常の場合や複数の異常、あるいは断線による異常の検出をすることができる。特に、受信回路３Ａ〜３Ｃから出力される異常ビット０〜異常ビット２の論理レベルの組み合わせを解釈することにより異常内容が判定できる。異常内容の判定の信号状態は、送信側と受信側の内部状態として定めることができる。実際に３つの信号Ａ、信号Ｂ、信号Ｃを送信する場合において、異常内容を伝送する場合の送信側装置内部における異常コードの一覧表を表１に示す。

表１において、最も左の覧には信号名を示してある。そして信号名の右の欄には各信号の信号状態を示してある。「Ａ、Ｂ、Ｃ」は信号Ａ〜信号Ｃの有無を意味している。「異常」は異常検出信号９の論理レベルを示しており、正常なときにはロウレベル「Ｌ」であり、異常を検出したときはハイレベル「Ｈ」となる。「異常ビット０、異常ビット１、異常ビット２」は、異常内容決定手段１１が所定の異常を内容を示すために出力する異常内容伝送信号（異常ビット０端子、異常ビット１端子、異常ビット２端子から出力される信号）の論理レベル「Ｌ」または「Ｈ」を示している。「出力Ａ／Ａ´、出力Ｂ／Ｂ´、出力Ｃ／Ｃ´」は、信号伝送ライン５Ａ〜５Ｃの２本の伝送線４，４の信号状態を示している。なお表１において、○は正常、Ｎは不定、Ｈはハイレベル、Ｌはローレベルの状態を示している。内部状態は、表の左から正常、異常コード０、異常コード１、異常コード２、異常コード３、異常コード４、異常コード５、異常コード６、異常コード７の９種類の状態がある。この例では、異常ビット０端子、異常ビット１端子、異常ビット２端子から出力される３種類の信号の論理レベルの組み合わせとその他の信号の信号状態とにより、異常内容を決定する。異常コードが示す具体的な異常内容としては、Ａ信号〜Ｂ信号の信号異常や、断線等を含めることができる。

つぎに受信側装置において、異常内容を判定する場合の異常コードの一覧表を表２に示す。

表２においても、最も左の覧には信号名が記載されており、その右の欄には信号状態等が示されている。判定手段１３では、受信側装置３から出力されるＡ信号、Ｂ信号、Ｃ信号、異常Ａ信号、異常Ｂ信号、異常Ｃ信号、異常ビット０信号、異常ビット１信号、異常ビット２信号の信号の有無及び論理レベルを表２と対比して、断線や異常コードを判定する。なお表２に従えば、表の左から正常、Ａ相断線、Ｂ相断線、Ｃ相断線、異常コード０、異常コード１、異常コード２、異常コード３、異常コード４、異常コード５、異常コード６、異常コード７の１２種類が判定できる。異常コード７の信号状態は、全線が断線していることを意味する。

上記実施の形態は、エンコーダ信号の伝送における異常伝送に本発明の方法を適用したものであるが、本発明はその他の信号の伝送においても適用できるのは勿論である。

本発明の方法を実施するための伝送回路の構成を示す回路図である。

符号の説明

１ 送信側装置
３ 受信側装置
４ 伝送線
５Ａ〜５Ｂ 信号伝送ライン
７ 差動出力回路
９ 異常検出回路
１１ 異常内容決定手段
１３ 判定手段
１５ 差動入力回路
１７ 異常判定手段
１９ ＮＯＴ回路
２１，２３ ゲート回路付きアンプ
２５ 排他的論理和ゲート
２７ ローパスフィルタ
２９ ラッチ回路
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 送信回路
３Ａ，３Ｂ，３Ｃ 受信回路

Claims (2)

1. 送信側装置から２本の伝送線に互いに逆の論理関係になる２種類の送信信号を出力し、受信側装置で前記２種類の送信信号が前記逆の論理関係にあるときには受信した前記２種類の送信信号が正常であると判断し且つ前記２種類の送信信号が前記逆の論理関係にないときには受信した前記２種類の送信信号が異常であると判断して正常な前記送信信号のみを前記受信側装置で利用できるようにする差動伝送回路を複数回路用いて複数種類の信号の伝送を行う際に、前記２本の伝送線に前記２種類の送信信号を出力しないことにより前記送信側装置で異常が発生したことを前記受信側装置に伝送する差動伝送回路を用いた異常伝送方法であって、
   前記送信側装置が、回転体の回転を検出して複数種類の検出信号を出力するエンコーダであり、
   前記受信側装置は、前記複数の差動伝送回路に対応して、それぞれ前記差動伝送回路の前記２本の伝送線から伝送されてくる２つの信号が逆の論理関係にあるか否かを判定し、前記２つの信号が逆の論理関係にないときに前記送信側装置で前記異常が発生していることを判定する複数の異常判定手段と、前記複数の異常判定手段が前記異常の発生を判定したときに、前記複数の差動伝送回路のそれぞれの前記２本の伝送線の一方から信号をラッチする複数のラッチ回路とを備えており、
   予め前記複数のラッチ回路にラッチされる論理状態に応じて前記異常の内容を定めておき、
   前記複数の差動伝送回路で前記異常が発生したことを伝送するために前記２本の伝送線に前記２種類の送信信号を出力していない状態において、前記複数の差動伝送回路の前記２本の伝送線に異常内容伝送信号を同じ論理関係でそれぞれ出力し、
   前記受信側装置において前記異常が発生したことを前記異常判定手段が検出したときに、前記複数の差動伝送回路の前記２本の伝送線の一方から前記異常内容伝送信号をそれぞれ前記ラッチ回路でラッチし、前記複数のラッチ回路にラッチされている前記異常内容伝送信号の論理関係に基づいて前記異常の内容を判断することを特徴とする差動伝送回路を用いた異常伝送方法。
2. 前記受信側装置において前記複数の差動伝送回路のすべてにおいて前記異常が発生したことを検出しないときには、前記異常が発生していることを検出している前記差動伝送回路において断線が発生していると判断することを特徴とする請求項１に記載の差動伝送回路を用いた異常伝送方法。

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