JPH0688871A

JPH0688871A - 電子式制御装置

Info

Publication number: JPH0688871A
Application number: JP2550692A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Iizuka; 一行飯塚
Original assignee: Idec Izumi Corp
Current assignee: Idec Izumi Corp
Priority date: 1992-02-12
Filing date: 1992-02-12
Publication date: 1994-03-29
Anticipated expiration: 2015-03-27
Also published as: JP3026668B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】内部に同期信号を発生させる装置を設け、か
つ、その同期信号の発生の順序及び設定をも電子式制御
装置内で自動的に決定することができる電子式制御装置
を提供する。【構成】超音波センサ１、２内に設けられた電源部２
０，３０から固有の時定数を持つ抵抗２７、３７、コン
デンサ２８、３８に電源電圧を印加する。すると、抵抗
２７，３７及びコンデンサ２８、３８は固有時間ｔａ、
ｔｂでＣＰＵ２３，３３のリセット端子ｃ１、ｃ２のリ
セットを行う。この後さらにｔ２経過後ＣＰＵ２３、３
３は、検出端子ｂ１、ｂ２をＨＩＧＨ状態にする。そし
てその直後に互いの検出端子の状態をＡＮＤ回路４１，
５１に取り込む。この取り込まれた相手センサの状態が
ＬＯＷでれば自己をマスタ機器に、ＨＩＧＨならばスレ
ーブ機器に設定する。設定後はマスタ機器からスレーブ
機器に接続線７０，８０を介して同期信号が発信され、
両機器は交互に動作し相互干渉を起こさない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子式制御装置に関し、
特に、複数の装置が設けられた際に相互干渉を防止する
為の同期信号を制御する構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子式制御装置には様々な方式のものが
存在する。その一例として、超音波センサがあり、超音
波を比較的近距離に存在する被検出物に対して発射す
る。そして、被検出物から反射されてくる超音波の変化
によって例えば物体の存否、大きさ及び厚みのような検
出を行うものである。

【０００３】超音波センサの用途としては様々なものが
あるが、例えば、工場内の自動搬送車に取り付けてある
衝突防止用のセンサが挙げられる。自動搬送車の場合、
一定の走行領域内を正確に走行し、かつ走行中の衝突防
止の為にその左右に複数の超音波センサが近接して設け
られる。。この時、一つのセンサから発射された超音波
が他のセンサで受信され相互干渉が生じることがある。
この相互干渉が生じると誤動作が起きて衝突の虞も生じ
る。

【０００４】そこで、このような相互干渉を防止する
為、センサを交互に動作させる方法が用いられている。
つまり、一つのセンサが検出動作を行っている間中もう
一方のセンサは動作せずに待機し、先に動作したセンサ
が検出動作を終了した直後に待機していたセンサが検出
動作を開始するようにしている。図６に超音波センサ５
０、６０を交互に動作させるようにしたシステムのブロ
ック図を示す。同期信号発生装置（シーケンサ）５５の
ａの出力からは、図４Ｂの１００の示すような信号が出
力される。これを受けて超音波センサ５０は、信号１０
０がＨＩＧＨレベルの時のみ動作を行う。一方、同期信
号発生装置５５のｂ出力からは、図４Ｂの２００に示す
信号が出力され、超音波センサ６０に与えられる。信号
２００は信号１００と位相が逆になるように生成されて
いるため、超音波センサ６０は超音波センサ５０の休止
期間中にのみ動作を行う。すなわち、両センサは交互に
動作を行う。尚、両センサ５０、６０のいずれを先に動
作させるかは、予め同期信号発生装置５５に設定されて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
超音波センサには以下のような問題点がある。電子式制
御装置を交互に動作させるためには、同期信号を外部か
ら与え得る必要があった。すなわち、同期信号発生装置
を用意しなければならずシステムの複雑化、高価格化を
招いていた。従来の超音波センサを近接して設ける際に
は、相互干渉を防止する為にそれぞれのセンサの検出動
作を制御する同期信号を与えなければならず、その為に
は同期信号を外部から与える装置が必要である。更に、
同期信号を発する順序等をも予め設定しなければならな
いので、その設定に手間がかかっていた。更に同期信号
を発する外部装置を複数のセンサに接続する為にそれぞ
れ複数配線を行うので配線に関する手間や費用がかかる
という問題もあった。

【０００６】そこで、本発明は電子式制御装置に同期信
号を発生させる装置を設け、かつ、その同期信号の発生
の順序及び設定をも電子式制御装置内で自動的に決定
し、更に互いの配線が容易である電子式制御装置の提供
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る電子式制
御回路は、電源入力に応じ各装置毎に異なる固有時間経
過後に検出端子を第一の状態にし、第一の状態にした後
各装置間でほぼ差異のない出力時間が経過したとき前記
検出端子を第二の状態にする信号出力手段、前記検出端
子が第二の状態になった直後に、他の装置の検出端子の
状態を検知し、当該他の装置の検出端子が第一の状態の
場合はマスタ信号を出力し、第二の状態の場合はスレー
ブ信号を出力する状態検知手段、状態検知手段が出力し
たマスタ信号又はスレーブ信号を取り込み、マスタ信号
が取り込まれた場合はマスタ動作を行い、スレーブ信号
が取り込まれた場合はスレーブ動作を行う動作実行手
段、を備えた事を特徴としている。

【０００８】請求項２の電子式制御装置においては、検
出端子と他の装置の検出端子とを単一の接続線で接続
し、状態検知手段は、前記接続線を通じて他の装置の検
出端子が第一の状態であるか第二状態であるかを検知す
る、ことを特徴としている。

【０００９】

【作用】請求項１に係る電子式制御装置においては、各
装置毎で異なる固有時間経過後に検出端子を第一の状態
にする。次に各装置間で一定出力時間を設けた後に検出
端子を第二の状態に設定する。そして、検出端子が第二
の状態になった直後に他の装置の検出端子の状態を検出
する。もしこの時、他の装置の検出端子の状態が第一の
状態であれば、マスタ動作を行う。一方、他の装置の検
出端子も第二の状態になった直後に検出端子の状態を検
出する。この時、検出端子が第二の状態であればスレー
ブ信号動作を行う。従って、各装置毎に他の装置の検出
端子の状態を検出をすることにより、マスタ動作又は、
スレーブ動作の決定を外部機器に頼る事なく装置間で行
う事が出来る。

【００１０】また、マスタ信号、スレーブ信号の出力
は、各装置毎で異なる固有時間の時間差に基づいて定め
ている。この為、各々の装置の個性を利用してマスタ動
作、スレーブ動作を決定する事が可能になる。

【００１１】請求項２に係る電子式制御装置において
は、検出端子と他の装置の検出端子とを単一の接続線に
よって接続する。従って、信号出力及び信号取り込みの
為、複数の接続線を用いる必要がなく、他装置との配線
が容易になる。

【００１２】

【実施例】電子式制御装置には様々な装置があるが、そ
の一つとして超音波センサがある。超音波センサは超音
波を検出物に発射してその反射された超音波を検知する
ことにより物体の検知を行う。つまり、発射した超音波
が検出物に反射されてセンサに受信されると、検出物の
存在が確認され、受信されない場合には、検出物は存在
しないと判断する。

【００１３】このような超音波センサを二つ近接して設
け、各々独立して検出する場合がある。超音波センサを
近接して設置した場合には、動作の際に一方のセンサが
発射した超音波を他方のセンサが受信してしまう虞があ
る。つまり、他方のセンサからの超音波を受信して誤動
作を起こしてしまい、不都合が生じる。そこで、同期信
号を発して一方のセンサが動作されている間は他方のセ
ンサは停止し、交互に検出を行う。

【００１４】このような超音波センサの制御において
は、電源を入力した直後、作動を開始する時点でセンサ
の動作の先後を決定する必要がある。つまり、動作開始
の時にどのセンサから先に動作をさせるのかを決定し、
動作開始後は同期信号を与えて交互、動作をさせる。こ
うしたセンサの動作の決定に際して、他のセンサより先
に動作するセンサをマスタ機器、一方、マスタに従属し
て動作をするセンサをスレーブ機器と呼ぶ。マスタ機器
はスレーブ機器に対して交互に動作を行う為の同期信号
を送るセンサであり、スレーブ機器はこの同期信号を受
け取って動作を行う。以下にマスタ機器、スレーブ機器
の決定、つまり、いずれを先に起動させるかの認識動作
を説明する。

【００１５】本発明に係る電子式制御装置を超音波セン
サに適用した場合の一実施例を図に基づいて説明する。
図１に本発明に係る超音波センサの構成の一実施例を示
すブロック図を掲げる。超音波センサ１、超音波センサ
２はマスタ専用機器、スレーブ専用機器がなく、同一構
造の装置であり、これら二つのセンサは二本の接続線７
０，８０で結ばれている。それぞれのセンサには電源回
路２０，３０が設けられており、電力を各部分に供給し
ている。なお、センサ１、センサ２の電源スイッチ（図
示せず）は連動して動作するようになっている。又、超
音波センサとして検知等を行う超音波センサ本体回路５
２，５３も設置されている。更に、ＣＰＵ２３、３３に
はタイマ２５、３５を介して水晶発信回路２９，３９や
時定数部品である抵抗２７，３７やコンデンサ２８、３
８が接続されている。ＲＯＭ２１，３１，ＲＡＭ２２、
３２論理回路２４、３４もセンサ内に設けられている。

【００１６】センサを動作させるには、先ず電源スイッ
チ（図示せず）を投入して電源回路２０（３０）をオン
にすると、各部に電源電圧（仮に５Ｖとする）５Ｖが供
給される。ＣＰＵ２３（３３）はリセット端子Ｃ１（Ｃ
２）に入力された電圧が、しきい値を超えた時に動作を
始める。リセット端子Ｃ１（Ｃ２）には抵抗２７（３
７）、コンデンサ２８（３８）が接続されており、抵抗
を介して電源回路２０（３０）に接続されている。した
がって、電源投入後、抵抗２７（３７）、コンデンサ２
８（３８）の時定数により定まる固有時間ｔａ（ｔｂ）
の後、ＣＰＵ２３（３３）が動作を開始する。この際に
抵抗２７、コンデンサ２８の時定数と、抵抗３７、コン
デンサ３８の時定数とは完全に同じにはならないので、
固有時間ｔａと固有時間ｔｂとは、わずかに異なること
となる。尚、電源スイッチは電源回路２０（３０）に対
し同時に電力を供給するので固有時間ｔａ及び固有時間
ｔｂの時間に影響を与える事はない。

【００１７】各ＣＰＵ２３、３３は、固有時間ｔａ、ｔ
ｂ経過後、図５に示すフローチャートに従って動作を行
い、自己側がマスタであるか、スレーブであるかを決定
する。ここで、図４Ａ、図５に基づいてセンサの動作を
説明する。図４Ａはセンサ１、２の検出端子ｂ１，ｂ２
の信号の状態を示している。又、図５はセンサ１の動作
フローチャートである。

【００１８】センサ１では固有時間ｔａ経過後に直ちに
ＣＰＵ２３は動作を開始して、ＲＯＭ２１に格納されて
いるプログラムにしたがって各部を制御する。また、Ｃ
ＰＵ２３は検出端子ｂ１に予め定めた出力時間ｔ２を与
える（図４Ａ）。

【００１９】この出力時間ｔ２は水晶発信器２９で発信
したクロック信号をタイマ２５でカウントして与えてい
る。

【００２０】出力時間ｔ２を正確に与えるために、先
ず、タイマ２５を０にセットする（図５、ステップＳ
１）。次にＣＰＵ２３でタイマ２５によりカウントされ
たクロック信号数が予め定められているｔ２と同じにな
るかどうかを判断する（図５、ステップＳ３）。もし、
ＣＰＵ２３がタイマ２５でカウントされたクロック信号
数とｔ２が同じでないと判断すると、タイマ２５は再び
クロック信号数をカウントする。ここで、クロック信号
数とｔ２とが同じと判断されると、ＣＰＵ２３は検出端
子ｂ１をＨＩＧＨの状態にする（図５、ステップＳ
５）。この検出端子ｂ１がＨＩＧＨの状態にされた直後
をＪ時点とし、この時点の入力端子ａ１の状態を読み込
む（図４Ａ、図５、ステップＳ７）。

【００２１】そして、読み込んだ入力端子ａ１の状態が
ＬＯＷであるかＨＩＧＨであるかをＣＰＵ２３で判断す
る（図５、ステップＳ９）。本実施例において、Ｊ時点
ではセンサ１の検出端子ｂ１はＨＩＧＨであるが、セン
サ２の検出端子ｂ２はＬＯＷの状態である。従って、セ
ンサ１の論理回路２４中のＡＮＤ回路４１には自らの発
信したＨＩＧＨとセンサ２のＬＯＷが入力される。ＡＮ
Ｄ回路４１にはＨＩＧＨとＬＯＷが入力されているの
で、入力端子ａ１には、第一の状態であるＬＯＷが出力
される。

【００２２】入力端子ａ１にＬＯＷが出力されると、セ
ンサ１はマスタ機器として設定される（図５、ステップ
Ｓ１１）。そして、マスタ機器として、センサ動作を行
う（図５、ステップＳ１３）。もし、入力端子ａ１がＨ
ＩＧＨであれば、スレーブ機器として設定され、スレー
ブ機器としてセンサ動作を行う（図５、ステップＳ１
２、ステップＳ１４）。

【００２３】尚、センサ２での動作も図５と同様のフロ
ーで行われているが、以下のように異なる。図４Ａに示
すように、センサ２の固有時間ｔｂはセンサ１の固有時
間ｔａとｔｄ分だけ差が生じている。従って、出力時間
ｔ２がセンサ２の検出端子ｂ２に与えられるのがｔｄ分
遅れている。つまり、センサ２の検出端子ｂ２はセンサ
１よりｔｄ分おくれてＨＩＧＨの状態になる（図４
Ａ）。

【００２４】この検出端子ｂ２がＨＩＧＨ状態になった
直後をＧ時点として入力端子ａ２の状態を読み込む（図
４Ａ、図５、ステップＳ７）。次に、読み込んだ入力端
子ａ２の状態がＬＯＷであるかＨＩＧＨであるかをＣＰ
Ｕ２３で判断する（図５、ステップＳ９）。センサ２の
論理回路３４中のＡＮＤ回路５１には自らの発信したＨ
ＩＧＨとセンサ１のＨＩＧＨが入力される。つまり、Ａ
ＮＤ回路５１にはＨＩＧＨとＨＩＧＨが入力されている
ので、入力端子ａ２には、第二の状態であるＨＩＧＨが
出力される。

【００２５】ＨＩＧＨが出力されると、センサ２はスレ
ーブ機器として設定される（図５、ステップＳ１２）。
そして、スレーブ機器として、センサ動作を行う（図
５、ステップＳ１４）。

【００２６】マスタ機器としてセンサ１、スレーブ機器
としてセンサ２が設定された後の動作を図４Ｂに基づい
て説明する。マスタ機器のセンサ１の検出端子ｂ１から
はスレーブであるセンサ２に対して接続線８０を介して
同期信号９１が送り続けられる。この同期信号９１は常
にセンサ２の入力端子ａ２で監視されている。

【００２７】センサ１はＬＯＷ状態の同期信号９１を出
力すると共に、センサとしての動作を開始する（図４Ｂ
のα）。そして、センサ１はｔ秒経過後に動作を停止す
る（図４Ｂのβ）。センサ１が動作を停止すると同時に
同期信号９１をＨＩＧＨ状態にする。

【００２８】一方センサ２は同期信号９１のＨＩＧＨ状
態を受け取った後に動作を開始する（図４Ｂのγ）。そ
して、検出動作を行いｔ秒経過した後、動作を停止する
（図４Ｂのε）。センサ２が動作を停止するとセンサ１
は再び動作を始める。以上のようにして、センサ１とセ
ンサ２とが交互に動作する。

【００２９】次に、他の実施例を図２に示す。この実施
例においては、超音波センサ１，２が、一本の接続線９
０を介して接続されている点が異なる。論理回路２４、
３４の詳細を示すと、図３のようになる。この実施例に
おいても、固有時間ｔａ、ｔｂ終了後に、ＣＰＵ２３，
３３がリセットされて端子ｂ１，ｂ２をＬＯＷレベルに
するとともに、さらにｔ２経過後に、ＨＩＧＨレベルに
する点においては、図１のものと同じである。

【００３０】センサ１のＣＰＵ２３は、リセットの後さ
らにｔ２経過後に端子ｂ１をＬＯＷレベルからＨＩＧＨ
レベルに変える（図４ＡのＪ時点）。しかし、この時点
においては、センサ２のＣＰＵ３３の端子ｂ２は、ＬＯ
Ｗレベルである。また、接続線９０の両端はプルアップ
されている。従って、検出端子ｄ１、ｄ２共に、ＬＯＷ
レベルとなる。センサ１のＣＰＵ２３は端子ｄ１の状態
を、端子ａ１より取り込む。ここでは、ＬＯＷレベルで
あるから、マスタ機器として動作を行う（図５のステッ
プＳ９参照）。

【００３１】一方、センサ２のＣＰＵ３３も、リセット
の後さらにｔ２経過後に端子ｂ２をＬＯＷレベルからＨ
ＩＧＨレベルに変える（図４ＡのＧ時点）。この時点に
おいては、センサ１のＣＰＵ２３の端子ｂ１は既にＨＩ
ＧＨレベルである。従って、検出端子ｄ１、ｄ２と共に
ＨＩＧＨレベルとなる。センサ２のＣＰＵ３３は、端子
ｄ２の状態を、端子ａ２より取り込む。ここでは、ＨＩ
ＧＨレベルであるから、スレーブ機器として動作を行う
（図５のステップＳ９参照）。

【００３２】以上のようにして、図２の実施例において
も図１の回路と同様の動作を行う事ができる。すなわ
ち、この実施例においては、接続線９０の両端をプルア
ップすることにより、アンドゲートの作用を持たせてい
る。従って、この実施例では、一本の接続線を使用する
だけでよく、接続が容易である。なお、本実施例におい
ては、第一の状態をＬＯＷレベルとし、第二の状態をＨ
ＩＧＨレベルとしたが、第一の状態をＨＩＧＨレベルと
し、第二の状態をＬＯＷレベルとしてもよい。

【００３３】

【発明の効果】請求項１に係る電子式制御装置において
は、他の装置の検出端子の状態の識別をすることによ
り、マスタ動作又は、スレーブ動作の決定を外部機器に
頼る事なく装置間で行う事が出来る。従って、外部機器
を設ける必要がなく、電源入力を与えるだけでマスタ動
作とスレーブ動作を自動的に決定をすることができる。

【００３４】又、これらのマスタ動作、スレーブ動作
は、各々の装置の個性を利用して決定している。この
為、マスタ動作又はスレーブ動作専用の装置を用意しな
くても、確実にマスタ動作又はスレーブ動作の決定を行
う事が出来る。

【００３５】請求項２に係る電子式制御装置において
は、他の装置への信号出力及び信号取り込みの為、複数
の接続線を用いる必要がなく、他装置との配線が容易に
なる。従って、配線に係る手間やコストの軽減を図る事
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電子式制御装置の一実施例である
超音波センサの構成を示すブロック図である。

【図２】図１に示す超音波センサ間の接続線を一本にし
た場合のブロック図である。

【図３】図２に示す超音波センサ間の論理回路のブロッ
ク図である。

【図４】図１に示す超音波センサの動作の先後を決定す
る為、及び先後が決定した後のセンサの動作を示すタイ
ミングチャートである。

【図５】図１に示す電子式制御装置の動作を説明するた
めのフローチャートである。

【図６】従来の超音波センサの検出の様子を表わす側面
図である。

【符号の説明】

２０、３０・・・・・電源回路２３、３３・・・・・ＣＰＵ２４、３４・・・・・論理回路２７、３７・・・・・抵抗２８、３８・・・・・コンデンサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電源入力に応じ、各装置毎に異なる固有時
間経過後に検出端子を第一の状態にし、第一の状態にし
た後各装置間でほぼ差異のない出力時間が経過したとき
前記検出端子を第二の状態にする信号出力手段、前記検出端子が第二の状態になった直後に、他の装置の
検出端子の状態を検知し、当該他の装置の検出端子が第
一の状態の場合はマスタ信号を出力し、第二の状態の場
合はスレーブ信号を出力する状態検知手段、状態検知手段が出力したマスタ信号又はスレーブ信号を
取り込み、マスタ信号が取り込まれた場合はマスタ動作
を行い、スレーブ信号が取り込まれた場合はスレーブ動
作を行う動作実行手段、を備えた事を特徴とする電子式制御装置
【請求項２】請求項１の電子式制御装置において、検出端子と他の装置の検出端子とを単一の接続線で接続
し、状態検知手段は、前記接続線を通じて他の装置の検出端
子が第一の状態であるか第二状態であるかを検知する、ことを特徴とする電子式制御装置。