JP4539390B2 - 電子制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、マスタ制御装置に複数の電子制御装置が接続ケーブルを用いて縦続接続されることによって構成される制御システムに用いられる電子制御装置に関する。

従来、車両には複数のサーボモータが設けられており、これらのサーボモータを駆動するサーボモータ制御装置はＬＡＮによって接続されるようになっている。このように複数のサーボモータ制御装置をＬＡＮ接続する場合、各サーボモータ制御装置をＬＡＮ接続する前に、予め各サーボモータ制御装置に対してＩＤ（識別情報）を付与する必要がある。このＩＤの付与には、スイッチの設定や抵抗の付け替えによってＩＤを設定するハードウェアによる方法やソフトウェアレベルでＩＤをメモリに記憶させる方法がある。

また、ＬＡＮ接続された複数のアクチュエータを備えた装置において、アクチュエータ側コネクタの一部にアクチュエータの種類にかかわらず同じ端子数のアドレス固定端子を増設し、ハーネス側コネクタにアクチュエータの種類に応じて異なるアドレスセレクタ端子を増設し、各コネクタが結合したときのアドレス固定端子とアドレスセレクタ端子の接続状況によってアクチュエータ側でアクチュエータの種類を識別できるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−６７４８号公報

しかし、上記したように予めサーボモータ制御装置毎にＩＤを付与する場合、サーボモータ制御装置毎に異なるＩＤを設定することになるため、ＬＡＮ接続されるサーボモータ制御装置の数だけ品番が必要となる。

また、特許文献１に記載の装置では、ハーネス側コネクタにアクチュエータの種類に応じて異なるアドレスセレクタ端子を増設する必要がある。

このように、上記した構成では、サーボモータ制御装置やＬＡＮ接続コネクタにそれぞれ差異をもたせる必要があった。

本発明は上記問題に鑑みたもので、個々に差異をもたせることなく識別情報の設定を行うことを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１または２に記載の発明では、マスタ制御装置に複数の電子制御装置が接続ケーブルを用いて縦続接続されることによって構成される制御システムに用いられる電子制御装置であって、前記接続ケーブルを用いて縦続接続されたときの前記マスタ制御装置からの接続順序に応じて変化する物理量を検出する検出手段と、前記マスタ制御装置から前記接続ケーブルに接続されている電子制御装置の数を取得する接続数取得手段と、前記接続ケーブルに接続された電子制御装置の数毎に前記マスタ制御装置からの接続順序に応じた物理量と識別情報の対応関係について、当該物理量に予め定められたヒステリシス幅を設けて規定した識別情報判定用マップを記憶する記憶手段と、前記接続数取得手段が取得した電子制御装置の数に対応する識別情報判定用マップを用いて前記検出手段が検出した物理量に対応する前記識別情報を決定し、識別情報を設定する識別情報設定手段と、を備えたことを特徴としている。

このように、識別情報設定手段は、取得した電子制御装置の数に対応する識別情報判定用マップを用いて検出手段が検出した物理量に対応する識別情報を決定し、自ら識別情報を設定する。

したがって、各電子制御装置には、マスタ制御装置からの接続順序に応じた識別情報が付与され、個々に差異をもたせることなく識別情報の設定を行うことができる。

本発明の一実施形態に係るサーボモータ制御システムの概略構成を図１に示す。本実施形態におけるサーボモータ制御システムは、マスタ制御装置としてのマスタＥＣＵ１０、電子制御装置としての第１〜第４のサーボモータ制御装置２１〜２４および第１〜第４のサーボモータ３１〜３４によって構成されている。

まず、マスタＥＣＵ１０について説明する。マスタＥＣＵ１０には、図示しないバッテリからイグニッションスイッチを介して電源が供給される。マスタＥＣＵ１０は、このイグニッションスイッチを介して供給される電源の電圧（１２Ｖ）から一定電圧（５Ｖ）を生成する定電圧電源（図示せず）を有し、この定電圧電源にて生成した一定電圧を内部回路に供給する。

マスタＥＣＵ１０は、抵抗１１およびＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、Ａ／Ｄ変換回路を有するＣＰＵ（図示せず）、イグニッションスイッチを介して供給される電源と接続された電源端子１１０、ＣＰＵのＡ／Ｄ変換回路の入力端子と接続された識別端子１１１、外部と通信を行うための通信用端子１１２、接地端子１１３を備えている。また、識別端子１１１と定電圧電源の出力との間には、１０ｋオームの抵抗１１が設けられている。

次に、第１〜第４のサーボモータ制御装置２１〜２４について説明する。なお、第１〜第４のサーボモータ制御装置２１〜２４はそれぞれ同様の構成となっているため、ここでは、第１のサーボモータ制御装置２１について説明する。

第１のサーボモータ制御装置２１は、ＩＣ２１ａおよび抵抗２１ｂを備えている。なお、抵抗２１ｂの抵抗値は、１０ｋオームとなっている。

また、第１のサーボモータ制御装置２１は、第１の電源端子２１０ａ、入力端子としての第１の識別端子２１１ａ、第１の通信用端子２１２ａおよび第１の接地端子２１３ａからなる第１の端子群と、第２の電源端子２１０ｂ、出力端子としての第２の識別端子２１１ｂ、第２の通信用端子２１２ｂおよび第２の接地端子２２３ｂからなる第２の端子群を備えている。

第１、第２の電源端子２１０ａ、２１０ｂ、第１、第２の通信用端子２１２ａ、２１２ｂおよび第１、第２の接地端子２１３ａ、２１３ｂは、それぞれ互いに接続されている。また、第１の識別端子２１１ａと第２の識別端子２１１ｂは、抵抗２１ｂを介して接続されている。

ＩＣ２１ａは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するマイコンによって構成されており、第１、第２の通信用端子２１２ａ、２１２ｂを介して外部と通信を行う通信回路、第１の識別端子２１１ａを介してＡ／Ｄ入力端子に印加される電圧をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路、第１のサーボモータ３１の駆動制御を行う駆動回路（いずれも図示せず）等を備えている。

また、第１の端子群２１０ａ〜２１３ａは、接続ケーブルを用いてマスタＥＣＵ１０の端子群１１０〜１１３と接続され、第２の端子群２１０ｂ〜２１３ｂは、第２のサーボモータ制御装置２２の第１の端子群２２０ａ〜２２３ａと接続ケーブルを用いて接続される。

すなわち、初段となる第１のサーボモータ制御装置２１の第１の識別端子２１１ａは、マスタＥＣＵ１０の抵抗１１を介して電源出力（電圧５Ｖ）に接続される。また、初段以降のサーボモータ制御装置の第２の識別端子２１１ｂに後段のサーボモータ制御装置の第１の識別端子２１１ａが接続され、最終段の第４のサーボモータ制御装置２４の第２の識別端子２１１ｂは接地される。

このように、マスタＥＣＵ１０に第１〜第４のサーボモータ制御装置２１〜２４が縦続接続されると、マスタＥＣＵ１０の電源出力から抵抗１１、第１のサーボモータ制御装置２１の抵抗２１ｂ、第２のサーボモータ制御装置２２の抵抗２２ｂ、第３のサーボモータ制御装置２３の抵抗２３ｂ、第４のサーボモータ制御装置２４の抵抗２４ｂを介してマスタＥＣＵ１０の接地端子１１３に至るループ状の経路が形成される。

したがって、第１のサーボモータ制御装置２１のＩＣ２１ａのＡ／Ｄ入力端子には、マスタＥＣＵ１１の一定電圧（５Ｖ）を抵抗１１と、抵抗２１ｂ〜２４ｂによって分圧した電圧が印加される。なお、本実施形態における抵抗１１、抵抗２１ｂ〜２４ｂの各抵抗値は１０ｋオームとなっているため、ＩＣ２１ａのＡ／Ｄ入力端子には、４Ｖの電圧が印加される。

また、第２のサーボモータ制御装置２２のＩＣ２２ａのＡ／Ｄ入力端子には、マスタＥＣＵ１１の一定電圧（５Ｖ）を抵抗１１、抵抗２１ｂと、抵抗２２ｂ〜２４ｂによって分圧した電圧が印加され、ＩＣ２２ａのＡ／Ｄ入力端子には、３Ｖの電圧が印加される。同様に、ＩＣ２３ａのＡ／Ｄ入力端子には、２Ｖの電圧が印加され、ＩＣ２４ａのＡ／Ｄ入力端子には、１Ｖの電圧が印加される。

このように、接続ケーブルを用いて第１〜第４のサーボモータ制御装置２１〜２４が縦続接続されると、第１〜第４のサーボモータ制御装置２１〜２４のＩＣ２１ａ〜ＩＣ２４ａのＡ／Ｄ入力端子には、それぞれマスタ制御装置からの接続順序に応じて変化する電圧が印加される。

また、本実施形態において、作業者は、マスタＥＣＵ１０に複数のサーボモータ制御装置を縦続接続する際に、マスタＥＣＵ１０からの接続順序が下位のサーボモータ制御装置、すなわちマスタＥＣＵ１０から遠いサーボモータ制御装置から順番にＩＤが大きくなるようにサーボモータ制御装置を接続するようになっている。また、マスタＥＣＵ１０に複数のサーボモータ制御装置を接続した後、マスタＥＣＵ１０のＥＥＰＲＯＭに、マスタＥＣＵ１０に接続されたサーボモータの数を登録するようになっている。

また、マスタＥＣＵ１０のＣＰＵは、イグニッションスイッチが投入され、バッテリから電源が供給されると、ＲＯＭに記憶されたプログラムに従って各種処理を開始し、ＥＥＰＲＯＭに記憶されたマスタＥＣＵ１０に接続されたサーボモータの数を、マスタＥＣＵ１０に接続された全てのサーボモータ制御装置に送信するようになっている。

また、本実施形態において、第１〜第４のサーボモータ制御装置２１〜２４のＩＣ２１ａ〜ＩＣ２４ａの各ＲＯＭには、ＩＣ２１ａ〜ＩＣ２４ａが自ら識別ＩＤを決定するための識別情報判定用マップが記憶されている。この識別情報判定用マップは、マスタＥＣＵ１０に縦続接続されたサーボモータ制御装置の数毎にマスタＥＣＵ１０からの接続順序に応じて変化する電圧レベルと識別情報の対応関係を示すものである。

図２に、マスタＥＣＵ１０に縦続接続されたサーボモータ制御装置の数が４個の場合における識別情報判定用マップの例を示す。このような識別情報判定用マップに記憶された対応関係からＩＣ２１ａ〜ＩＣ２４ａの各Ａ／Ｄ入力端子に印加された電圧レベルが４Ｖと判定された場合にはＩＤを０４とし、３Ｖと判定された場合にはＩＤを０３とし、２Ｖと判定された場合にはＩＤを０２とし、１Ｖと判定された場合にはＩＤを０１として決定する。また、ＩＣ２１ａ〜ＩＣ２４ａの各Ａ／Ｄ入力端子に印加された電圧レベルの判定は、誤判定を防止するために所定のヒステリシス幅が設けられている。

なお、第１〜第４のサーボモータ制御装置２１〜２４のＩＣ２１ａ〜ＩＣ２４ａの各ＲＯＭには、図２に示すような、マスタＥＣＵ１０からの接続順序に応じて変化する電圧レベルと識別情報の対応関係を示す識別情報判定用マップが、マスタＥＣＵ１０に接続されるサーボモータ制御装置の数毎に記憶されている。

ＩＣ２１ａ〜ＩＣ２４ａの各ＣＰＵは、これらの識別情報判定用マップからマスタＥＣＵ１０に縦続接続されたサーボモータ制御装置の数に応じて使用する識別情報判定用マップを決定し、決定した識別情報判定用マップを用いてＩＤを決定する。

次に、図３を参照して、第１〜第４のサーボモータ制御装置２１〜２４の各ＩＣ２１ａ〜２４ａのＩＤの決定処理について説明する。

図１に示したように、マスタＥＣＵ１０に第１〜第４のサーボモータ制御装置２１〜２４が接続ケーブルを用いて縦続接続された後、イグニッションスイッチが投入され、バッテリからマスタＥＣＵ１０および第１〜第４のサーボモータ制御装置２１〜２４へ電源が供給されると、第１〜第４のサーボモータ制御装置２１〜２４のＩＣ２１ａ〜２４ａの各ＣＰＵは、それぞれ図３に示す処理を開始する。

まず、識別端子２１１ａを介してＡ／Ｄ入力端子に印加される電圧の電圧レベルを特定する。具体的には、Ａ／Ｄ入力端子に印加される電圧をＡ／Ｄ変換回路にてデジタル信号に変換してＡ／Ｄ入力端子に印加される電圧レベルを特定する（Ｓ１００）。本実施形態では、ＩＣ２１ａでは４Ｖ、ＩＣ２２ａでは３Ｖ、ＩＣ２３ａでは２Ｖ、ＩＣ２４ａでは１Ｖと特定する。

次に、マスタＥＣＵ１０からマスタＥＣＵ１０に接続されたサーボモータの数（サーボモータ制御装置の数）を受信する。本実施形態では、マスタＥＣＵ１０に接続されたサーボモータの数として４を受信する（Ｓ１０２）。

次に、ＲＯＭに記憶された識別情報判定用マップから、マスタＥＣＵ１０に接続されたサーボモータの数に応じた識別情報判定用マップを決定する。本実施形態では、マスタＥＣＵ１０に縦続接続されたサーボモータの数が４個の場合の識別情報判定用マップを決定する（Ｓ１０４）。

次に、Ｓ１００においてデジタル信号に変換したＡ／Ｄ入力端子に印加された電圧（電圧値）とＳ１０４で決定した識別情報判定用マップを用いて自己の識別情報を決定する（Ｓ１０６）。具体的には、図２に示すように、Ａ／Ｄ入力端子の電圧が４Ｖの場合にはＩＤを０４として決定し、３Ｖの場合にはＩＤを０３として決定し、２Ｖの場合にはＩＤを０２として決定し、１Ｖの場合にはＩＤを０１として決定する。したがって、例えば、マスタＥＣＵ１０からの接続順序が最下位のサーボモータ制御装置は自己の識別情報を０１として決定し、マスタＥＣＵ１０からの接続順序が最下位から２番目のサーボモータ制御装置は、自己の識別情報を０２として決定する。このように、自己の識別情報を決定し、決定した自己の識別情報を各自ＲＡＭに記憶（設定し）、本処理を終了する。

なお、上述したように、作業者は、マスタＥＣＵ１０に複数のサーボモータ制御装置を縦続接続する際に、マスタＥＣＵ１０からの接続順序が下位のサーボモータ制御装置、すなわちマスタＥＣＵ１０から遠いサーボモータ制御装置から順番にＩＤが大きくなるようにサーボモータ制御装置を接続するようになっている。

したがって、マスタＥＣＵ１０は、例えば、送信先のＩＤを０１として動作指令を送信することにより、マスタＥＣＵ１０からの接続順序が下位のサーボモータ制御装置に対して動作指令を行うことができる。また、送信先のＩＤを０２として動作指令を送信することにより、マスタＥＣＵ１０からの接続順序が下位から２番目のサーボモータ制御装置に対して動作指令を行うことができる。

上述したように、上述した構成によれば、接続ケーブルを用いて縦続接続されたときのマスタＥＣＵ１０からの接続順序に応じて変化する電圧のレベルを検出し（Ｓ１００）、マスタＥＣＵ１０から接続ケーブルに接続されているサーボモータ制御装置の数を取得し（Ｓ１０２）、これらのマスタＥＣＵ１０からの接続順序に応じて変化する電圧レベルと接続ケーブルに接続されているサーボモータ制御装置の数に基づき、接続ケーブルに接続されたサーボモータ制御装置の数毎にマスタＥＣＵ１０からの接続順序に応じた電圧のレベルと識別情報の対応関係が記憶された識別情報判定用マップを用いて、識別情報を設定する（Ｓ１０６）ようになっている。

このように、接続ケーブルに接続されたサーボモータ制御装置の数とマスタ制御装置からの接続順序に応じて変化する電圧レベルに基づいて自ら識別情報を設定するので、個々に差異をもたせることなく識別情報の設定を行うことができる。

なお、上記実施形態における構成と特許請求の範囲の構成との対応関係について説明すると、図３のＳ１００の処理が検出手段に相当し、Ｓ１０２の処理が接続数取得手段に相当し、Ｓ１０６の処理が識別情報設定手段に相当する。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々なる形態で実施することができる。

例えば、上記実施形態では、マスタ制御装置としてのマスタＥＣＵ１０、電子制御装置としての第１〜第４のサーボモータ制御装置２１〜２４および第１〜第４のサーボモータ３１〜３４によって構成されたサーボモータ制御システムを例に示したが、電子制御装置の用途としては、サーボモータ制御システムに限定されるものではなく、例えば、センサを用いて検出した検出信号をマスタ制御装置へ送信するシステム等に用いてもよい。

また、上記実施形態では、第１のサーボモータ制御装置２１において、第１の識別端子２１１ａとＩＣ２１ａのＡ／Ｄ入力端子が直接接続され、第１の識別端子２１１ａの電圧がＩＣ２１ａのＡ／Ｄ入力端子に直接印加される例を示したが、例えば、第１の識別端子２１１ａとＩＣ２１ａのＡ／Ｄ入力端子との間に抵抗を設け、ＩＣ２１ａのＡ／Ｄ入力端子に、この抵抗を介して第１の識別端子２１１ａの電圧が印加されるように構成してもよい。

なお、上記実施形態では、図３のＳ１００において、接続ケーブルを用いて縦続接続されたときのマスタＥＣＵからの接続順序に応じて変化する物理量として、識別端子に印加される電圧のレベルを検出する例を示したが、電圧以外の物理量を用いてもよい。

また、上記実施形態では、マスタＥＣＵ１０に第１〜第４のサーボモータ制御装置２１〜２４が縦続接続されたときに、直列接続された抵抗２１ｂ〜２４ｂによってマスタＥＣＵ１０の電源電圧（５Ｖ）を分圧する例を示したが、直列接続された抵抗２１ｂ〜２４ｂによってマスタＥＣＵ１０の電源電圧（１２Ｖ）を分圧するように構成してもよい。この場合、マスタＥＣＵ１０の電源電圧（１２Ｖ）の電源変動が大きくなると考えられるため、ＩＣ２１ａ〜２４ａにて、このマスタＥＣＵ１０の電源電圧（１２Ｖ）についてもＡ／Ｄ変換を行い、このＡ／Ｄ変換によって変換した値によってＡ／Ｄ入力端子に印加された電圧をＡ／Ｄ変換した値に補正を加えるようにしてもよい。

なお、図３に示すフローチャートの各ステップの処理は、それぞれの機能を実現する手段として把握されるものであり、ＩＣ２１ａ〜２４ａとしては、上記した実施形態に示すようなソフトウェアによって構成されるものに限らず、ハードウェアにより構成されていてもよい。

本発明の一実施形態に係るサーボモータ制御システムの概略構成を示す図である。 識別情報判定用マップの一例を示す図である。 第１〜第４のサーボモータ制御装置の各ＩＣの識別ＩＤの決定処理を示す図である。

符号の説明

１０…マスタＥＣＵ、１１、２１ｂ〜２４ｂ…抵抗、ＩＣ…２１ａ〜２４ａ、
３１〜３４…サーボモータ。

Claims (2)

1. マスタ制御装置に複数の電子制御装置が接続ケーブルを用いて縦続接続されることによって構成される制御システムに用いられる電子制御装置であって、
   前記接続ケーブルを用いて縦続接続されたときの前記マスタ制御装置からの接続順序に応じて変化する物理量を検出する検出手段と、
   前記マスタ制御装置から前記接続ケーブルに接続されている電子制御装置の数を取得する接続数取得手段と、
   前記接続ケーブルに接続された電子制御装置の数毎に前記マスタ制御装置からの接続順序に応じた物理量と識別情報の対応関係について、当該物理量に予め定められたヒステリシス幅を設けて規定した識別情報判定用マップを記憶する記憶手段と、
   前記接続数取得手段が取得した電子制御装置の数に対応する前記識別情報判定用マップを用いて前記検出手段が検出した物理量に対応する前記識別情報を決定し、前記識別情報を設定する識別情報設定手段と、を備えたことを特徴とする電子制御装置。
2. 一端が入力端子に接続され他端が出力端子に接続された抵抗を有し、
   前記縦続接続される複数の電子制御装置のうち前段の電子制御装置の出力端子が後段の電子制御装置の入力端子に接続されるとともに、初段の電子制御装置の入力端子が前記マスタ制御装置の電源出力に接続され、最終段の電子制御装置の出力端子が接地されるようにして、前記複数の電子制御装置の各抵抗が直列に接続された状態で、前記直列接続された抵抗によって前記マスタ制御装置の電源電圧を分圧した電圧により前記検出手段は前記物理量を検出することを特徴とする請求項１に記載の電子制御装置。

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