JPH08186881A

JPH08186881A - 多重通信装置

Info

Publication number: JPH08186881A
Application number: JP6338244A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Sato; 義則佐藤; Takashi Matsumoto; 松本　　孝
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1994-12-27
Filing date: 1994-12-27
Publication date: 1996-07-16
Anticipated expiration: 2016-10-15
Also published as: JP3218902B2

Abstract

(57)【要約】【目的】大容量のコンデンサや回路規模の増大を要せ
ず、モータのデューティ制御を行なえるようにする。【構成】コントロールユニット１０１がアドレスやモ
ータの目標位置を含み最後にモータのＯＮ時間を定義す
るパルスを付加したフォーマットで通信線１０３上に送
信する。アクチュエータ１０２では、受信回路１０６に
よる通信線からの受信信号から、シーケンスカウンタに
よるデコードタイミングでデコーダがモータの目標位置
を得る。シーケンスカウンタがフォーマットの最後に対
応する値を示しているときパルス抽出回路１１１が上記
のＯＮ時間定義パルスを抽出する。制御回路１１２はＰ
ＢＲ１１８が検出するモータ現在位置が目標位置に一致
するようにモータを制御し、この際抽出パルスによりモ
ータをデューティ制御する。通信信号からデューティ制
御パルスが得られ、ソフトで容易に変更できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両その他に用いられ
る多重通信装置、とくに搭載電装品のモータ制御に用い
られる多重通信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の車両電装においては、モータ制御
用データを処理するコントロールユニットとモータを備
えるアクチュエータとが離れて設置される場合、コント
ロールユニットとアクチュエータの間は、モータ駆動や
回転角のモニタのために複数の信号線により配線されて
いた。しかし、車両の高機能化に伴いアクチュエータが
増加すると、それぞれ通信制御装置としてのコントロー
ルユニットとアクチュエータ間の配線増加により、レイ
アウト性の悪化やコントロールユニット側の端子不足等
の問題が生じるため、多重通信の導入が行われるように
なってきた。

【０００３】このような従来の多重通信装置として、例
えば図６に示されるようなものがある。ここではコント
ロールユニット６０１に対して、複数のアクチュエータ
６０２が通信線６０３により接続されている。コントロ
ールユニット６０１は、データ処理を行うマイコン６０
４と送信回路６０５を備えている。マイコン６０４は、
制御対象のアクチュエータのアドレスやそのモータの目
標位置を符号化して、この符号化データを送信回路６０
５を通じて通信線６０３上に出力する。

【０００４】各アクチュエータ６０２には、それぞれ通
信線６０３上の信号を受信する受信回路６０６と、これ
に接続された送信開始検出回路６０７、デコーダ６０
８、並びにシーケンスカウンタ６０９が設けられてい
る。シーケンスカウンタ６０９は、受信信号の立上がり
または、立ち下がり毎にカウントアップし、受信データ
のデコードタイミングを生成する。送信開始検出回路６
０７は、コントロールユニット６０１の送信開始を検知
して、シーケンスカウンタ６０９をリセットする。そし
て、デコーダ６０８は、受信回路６０６によって得られ
た符号化データを、シーケンスカウンタ６０９の出力値
に基づいてデコード（復号化）する。

【０００５】デコーダ６０８にはその出力をアナログ値
に変換するＤ／Ａコンバータ６１０および制御回路６１
２を介して駆動回路６１３が接続され、この駆動回路に
よりモータ６１７が駆動される。モータ６１７には、そ
の回転位置を電圧値で出力するＰＢＲ（Ｐｏｔｅｎｔｉ
ｏＢａｌａｎｃｅＲｅｓｉｓｔｏｒ）６１８が付設
され、ＰＢＲの出力が制御回路６１２に入力される。制
御回路は、ＰＢＲ６１８の出力とＤ／Ａコンバータ６１
０の出力に応じてモータ６１７の正転／反転／停止を決
定する。

【０００６】通常、コントロールユニット６０１がモー
タ６１７を制御する手順は以下の通りである。まず、コ
ントロールユニット６０１のマイコン６０４が、制御対
象とするモータ６１７を持つアクチュエータ６０２のア
ドレスおよび当該モータの目標位置を符号化して、送信
回路６０５を通じて通信線６０３上に出力する。アクチ
ュエータ６０２では、受信回路６０６を介して、送信開
始検出回路６０７が通信線６０３上にデータの出力が開
始されたことを検知し、シーケンスカウンタ６０９をリ
セットする。

【０００７】デコーダ６０８は、カウントアップするシ
ーケンスカウンタ６０９の出力値に基づいて、受信信号
の復号化を行い、受信信号に含まれるアドレス情報によ
り、信号が自己宛てのデータであるかどうかを判断す
る。そして、受信信号が自己宛てのデータであることを
認識すると、デコーダ６０８は受信信号に含まれる目標
位置データをデジタル値として出力する。制御回路６１
２は、モータの現在位置を示すＰＢＲ６１８の出力がＤ
／Ａコンバータ６１０によってアナログ値に変換された
目標位置と一致するように、モータ６１７の回転方向を
決定する。そして、駆動回路６１３が制御回路６１２の
信号を昇圧回路６１５で昇圧した後Ｈブリッジ回路６１
６を介してモータ６１７を回転駆動させる。

【０００８】ただし、目標位置と現在位置が一致したと
ころでモータ６１７の駆動を終了しても、慣性によるオ
ーバーランで目標位置を越えるため、制御回路６１２は
モータを逆転させて目標位置に一致させようとする。こ
の繰り返しにより、いわゆるハンチングと呼ばれる振動
現象が発生し、適用システムによっては異音発生の原因
となる。このハンチングを防ぐために、従来は目標位置
に対してオーバーラン以上の幅をヒステリシスとして設
定し、現在位置がそのヒステリシス内に入っているとき
は、モータの回転を停止するという方法を採っている。

【０００９】しかし、「ヒステリシス幅＝停止精度」で
あるため、システムの要求する停止精度がこのヒステリ
シス幅より狭い場合は、対策として、デューティ制御に
よりモータの回転速度を落し、オーバーラン量を低減さ
せることでヒステリシス幅を狭くすることが行なわれて
いる。

【００１０】図７はこのような従来のデューティ制御に
よるモータ制御部を備える多重通信装置を示す。この装
置は、アクチュエータ６０２’においてコントロールユ
ニットからの信号が受信回路６０６以降で処理されて制
御回路６１２に入力されるところまでは図６で示したも
のと同じである。アクチュエータ６０２’にはこの構成
に加えてパルス発生回路６１１が設けられ、その出力が
制御回路６１２の出力をＡＮＤゲート６１４によりマス
クしている。このため、駆動回路６１３のＨブリッジ回
路６１６が受ける入力信号はパルスとなり、モータ６１
７の回転速度がパルス発生回路６１１の出力するパルス
のデューティ比により変化される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のデューティ制御によるモータ制御部を備える
多重通信装置では、パルス発生回路としてコンデンサと
抵抗による時定数を利用した発振回路を設けなければな
らなかった。そのため、比較的周期の大きなパルスを必
要とする場合は、大容量のコンデンサが必要となり、ア
クチュエータの電子回路部をカスタムＩＣ化する際に
は、コンデンサを外付けしなければならず、コストアッ
プやカスタムＩＣの端子不足を招くという問題があっ
た。

【００１２】また、アクチュエータにロジック用の発振
回路が設けられている場合には、クロックを分周するこ
とで必要なパルスを得ることもできるが、周期の大きな
パルスを必要とする場合には、多数のフリップフロップ
により分周回路を構成する必要があり、回路規模の増大
のためコストアップとなる。さらに、モータの仕様変更
や他のシステムへの流用時にパルス幅や周期を変更する
場合には、回路変更が必要となり、とくにクロックを分
周する構成でカスタムＩＣ化しているときは、新たに別
のカスタムＩＣを用意しなければならないという問題が
あった。したがって本発明は、上記のような従来の問題
点に着目してなされたもので、デューティ制御を行なう
モータ制御に用いられる多重通信装置において、デュー
ティ制御用のパルス発生のため大容量のコンデンサや回
路規模の増大を要することなく、またそのパルス幅や周
期の変更も容易に行なえるようにした多重通信装置を提
供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】このため本発明は、第１
の通信制御手段と、モータを備える第２の通信制御手段
とが通信線で接続された多重通信装置において、第１の
通信制御手段は、所定の送信フォーマットに基づき、モ
ータの目標位置を含む制御データをパルス信号として通
信線上に出力し、第２の通信制御装置は、通信線上のパ
ルス信号を受信する受信手段と、受信手段により得られ
た受信信号をデコードし目標位置を得るデコーダと、受
信手段によって得られる受信信号の内所定のパルスを抽
出するパルス抽出手段と、モータの現在位置を出力する
位置検出手段と、現在位置が上記目標位置に一致するよ
うにモータを制御するモータ制御手段を備え、モータ制
御手段は、パルス抽出手段で抽出したパルスによりモー
タをデューティ制御するものとした。

【００１４】とくに、第２の通信制御装置が、受信信号
のパルスをカウントしてデコードタイミングを生成する
シーケンスカウンタを備え、デコーダは、シーケンスカ
ウンタの出力に基づいてデコードを行い、パルス抽出手
段は、シーケンスカウンタが所定の値を示しているとき
の受信信号のパルスを抽出するものとするのが好まし
い。

【００１５】そして、上記デューティ比はとくに第１の
通信制御装置がその送信フォーマット中の上記所定のパ
ルスの幅を変えることにより制御されるものとすること
ができる。あるいはまた、第１の通信制御装置が、第２
の通信制御装置への通信間隔を変えることによっても、
上記デューティ比を制御することができる。さらに、上
記パルス抽出手段は、第１の通信制御装置が送信対象と
するアドレスとは無関係に、受信信号内の所定のパルス
を抽出するようにしてもよい。

【００１６】

【作用】第２の通信制御装置において、受信手段により
通信線上からパルス信号が取り込まれ、この受信信号か
らデコーダがモータの目標位置を得る。また、パルス抽
出手段が受信信号の内所定のパルスを抽出する。位置検
出手段はモータの現在位置を出力し、モータ制御手段が
現在位置が上記目標位置に一致するようにモータを制御
する。この際、モータ制御手段は、上記パルス抽出手段
で抽出したパルスによりモータをデューティ制御する。
モータのデューティ制御に用いるパルスを通信信号から
抽出するから、パルス発生回路のための外付けコンデン
サや、大規模なクロック分周回路が不要となるととも
に、デューティ比がソフトで変更できる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
１は、本発明の第１の実施例の構成を示すブロック図で
ある。第１の通信制御手段としてのコントロールユニッ
ト１０１が、通信線１０３を介して第２の通信制御手段
としての複数のアクチュエータ１０２、１０２、…と接
続されている。コントロールユニット１０１は、クロッ
ク信号を出力するとともにデータ処理を行うマイコン１
０４と、マイコン１０４からのクロック信号やデータ信
号を通信線１０３に出力する送信回路１０５を備えてい
る。

【００１８】各アクチュエータ１０２には、それぞれ通
信線１０３上の信号を受信する受信回路１０６と、これ
に接続された送信開始検出回路１０７、デコーダ１０
８、並びにシーケンスカウンタ１０９が設けられてい
る。シーケンスカウンタ１０９は、受信信号の立上がり
または、立ち下がり毎にカウントアップし、受信データ
のデコードタイミングを生成する。送信開始検出回路１
０７は、コントロールユニット１０１の送信開始を検知
して、シーケンスカウンタ１０９をリセットする。そし
て、デコーダ１０８は、受信回路１０６によって得られ
た符号化データを、シーケンスカウンタ１０９の出力値
に基づいてデコードする。

【００１９】デコーダ１０８の出力はＤ／Ａコンバータ
１１０によりアナログ値に変換されて制御回路１１２に
入力される。制御回路１１２の出力はＡＮＤ回路１１４
を介して駆動回路１１３に入力され、駆動回路では制御
回路１１２の信号を昇圧回路１１５で昇圧した後Ｈブリ
ッジ回路１１６を介してモータ１１７を回転駆動させ
る。モータ１１７には、その回転位置を電圧値で出力す
るＰＢＲ（ＰｏｔｅｎｔｉｏＢａｌａｎｃｅＲｅｓ
ｉｓｔｏｒ）１１８が付設され、ＰＢＲの出力が制御回
路１１２に入力される。制御回路は、ＰＢＲ１１８の出
力とＤ／Ａコンバータ１１０を介したデコーダ１０８の
出力に応じて、モータ１１７の正転／反転／停止を決定
する。

【００２０】アクチュエータ１０２にはさらに、受信回
路１０６およびシーケンスカウンタ１０９とＡＮＤ回路
間にパルス抽出回路１１１が設けられている。パルス抽
出回路１１１は、ＡＮＤ回路からなっており、シーケン
スカウンタ１０９が所定の値になったときに、受信回路
１０６によって受信されたパルスをＡＮＤ回路へ出力す
る。

【００２１】コントロールユニット１０１から通信線上
へ送出される信号の通信符号は、振幅の異なる２種類の
パルスでＨ／Ｌが定義される。そして、図２の（ａ）に
示されるように、３つのパルス配列により２ビットのバ
イナリィデータを表現する。例えばＨＨＨを「００」、
ＨＬＨを「０１」、ＨＨＬを「１０」、ＨＬＬを「１
１」とする。さらに、送信の開始を明確にするために、
図２の（ｂ）のように、「ＨＬＬＬ」という４つのパル
ス列を送信開始符号とする。

【００２２】コントロールユニット１０１のマイコン１
０４は、所定の送信フォーマットに従って送信対象とす
るアクチュエータ１０２のアドレスおよびモータ１１７
の目標位置を符号化し、送信回路１０５を通じて通信線
１０３上に出力する。図３は上記送信フォーマットの一
例を示し、送信開始符号３０１に続いて、２ビットで送
信対象とするアクチュエータのアドレス３０２、８ビッ
トでモータの目標位置を表すデータ３０３を順次送信
し、最後にデューティ制御時のＯＮ時間を定義する１パ
ルス３０４を付加している。ここではシーケンスカウン
タ１０９はそのカウント値がＦｈとなったときに、パル
ス抽出回路１１１へ信号を出力するものとする。

【００２３】つぎに、以上のように構成された本実施例
における動作について説明する。図４は、一例としてア
ドレス＝０、目標位置データ＝５Ｂｈ（０１０１１０１
１ｂ）がコントロールユニット１０１から送信される場
合のタイミングチャートである。図４の（ａ）は通信線
上に送出された信号電位、（ｂ）はシーケンスカウンタ
１０９におけるカウント状態、（ｃ）は送信開始検出回
路１０７の出力、（ｄ）はシーケンスカウンタ１０９の
出力、（ｅ）はパルス抽出回路１１１の出力、そして
（ｆ）はデコーダ１０８の出力をそれぞれ示す。

【００２４】まずコントロールユニット１０１から送信
が開始されると、アクチュエータ１０２では送信開始検
出回路１０７が、受信回路１０６を介して送信開始信号
３０１を検知したとき、図４の（ｃ）のように出力を発
し、シーケンスカウンタ１０９をリセットする。シーケ
ンスカウンタ１０９はこのあと（ｂ）のように受信信号
パルスの立ち下がりごとにカウントアップしていく。デ
コーダ１０８はカウントアップするシーケンスカウンタ
１０９の出力値に基づいて、受信中のパルスがフォーマ
ット中のどの位置に当たるのかを認識して、受信信号の
デコードを行う。

【００２５】デコーダは、受信信号のアドレス部が自己
のアドレスと一致している場合には、（ｆ）のように、
データ部３０３の受信後、目標位置データをデジタル値
として出力する。制御回路１１２は、モータの現在位置
を示すＰＢＲ１１８の出力がＤ／Ａコンバータ１１０に
よってアナログ値に変換された目標位置と一致するよう
に、モータ１１７の回転方向を決定する。

【００２６】シーケンスカウンタ１０９は、図４の
（ｄ）のように、フォーマットの最後に対応する値、す
なわち、そのカウント値がＦｈとなっているときにパル
ス抽出回路１１１へ信号を出力する。そして、（ｅ）に
示すように。パルス抽出回路１１１からは送信フォーマ
ットの最終パルスであるＯＮ時間定義パルス３０４と同
じ幅のパルスが出力される。このパルス抽出回路はＡＮ
Ｄ回路１１４の入力に接続されているため、パルス抽出
回路の出力で制御回路１１２の出力がマスクされ、制御
された時間巾だけ駆動回路へ入力される。これにより、
モータ１１７がデューティ制御される。上記のパルス抽
出回路１１１が発明のパルス抽出手段を構成し、制御回
路１１２、ＡＮＤ回路１１４ならびに駆動回路１１３が
モータ制御手段を、ＰＢＲ１１８が位置検出手段をそれ
ぞれ構成している。

【００２７】この実施例は以上のように構成され、モー
タのデューティ制御に用いるパルスを通信信号中から抽
出するようにしたので、パルス発生回路のための大容量
の外付けコンデンサや、大規模なクロック分周回路等が
不要となり、小型でかつ低コストでデューティ制御を行
うことができるという効果を有する。またこのデューテ
ィ制御においては、ＯＮ時間定義パルス３０４の幅がモ
ータ駆動時のＯＮ時間となり、コントロールユニット１
０１の通信間隔（送信周期）がそのまま周期となる。コ
ントロールユニット１０１はマイコン１０４により送信
符号を生成するので、これらの通信間隔あるいはＯＮ時
間定義パルス巾等の時間は通信制御ソフトにより任意に
設定が可能であり、例えば通信間隔およびＯＮ時間定義
パルス巾の双方を併せて制御するようにすることもでき
る。このように、デューティ比をソフトで変更できるた
め、モータの仕様変更時や他のシステムへ流用する際に
も回路変更の必要がなく、カスタムＩＣに構成したとき
にもそのまま利用できるという利点を有している。

【００２８】つぎに本発明の第２の実施例について説明
する。この実施例では、シーケンスカウンタからパルス
抽出回路１１１への出力が、アドレスに関係なく行われ
るようにしたものである。図５はタイミングチャートで
あり、その（ａ）は通信線上に送出される信号列、
（ｂ）はパルス抽出回路１１１の出力、そして（ｃ）は
デコーダ１０８の出力をそれぞれ示す。

【００２９】ここでは、（ａ）に示すように、異なるア
ドレスを有するアクチュエータへ宛てた送信が順次行な
われているとき、例えばアドレス＝０のアクチュエータ
において、自己宛ての目標位置データを受信した後、コ
ントロールユニット１０１が他のアクチュエータに送信
を行っている間も、（ｂ）のように、他のアクチュエー
タ宛ての送信信号からもパルスを抽出する。なお、モー
タの目標位置データはそのまま維持され、（ｃ）のよう
に次回の自己宛ての送信信号をデコードして更新され
る。

【００３０】これにより、本実施例では、次回の自己宛
ての送信信号を待たずに、パルス周期の短いデューティ
制御を行なうことができる。この場合にも、コントロー
ルユニットの通信間隔がデューティ制御の周期となるの
で、これらの時間は通信制御ソフトにより任意に設定が
可能であり、また前実施例と同様に、通信間隔およびＯ
Ｎ時間定義パルス巾の双方を併せて制御するようにする
こともできる。

【００３１】

【発明の効果】以上のとおり、本発明は第１の通信制御
手段と第２の通信制御手段とが通信線で接続されモータ
制御を行なう多重通信装置において、モータのデューテ
ィ制御に用いるパルスを通信信号から抽出する構成とし
たため、パルス発生回路のための外付けコンデンサや、
大規模なクロック分周回路が不要となり、小型で、コス
トアップを招かずデューティ制御を行うことができる。
また、デューティ比をソフトで変更できるため、モータ
の仕様変更や他のシステムへの流用の際でも回路変更の
必要がなく、カスタムＩＣはそのまま利用できるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の構成を示すブロック図
である。

【図２】通信符号を示す説明図である。

【図３】コントロールユニットの送信フォーマット例を
示す図である。

【図４】実施例の動作を示すタイミングチャートであ
る。

【図５】第２の実施例を示すタイミングチャートであ
る。

【図６】従来例を示す図である。

【図７】他の従来例を示す図である。

【符号の説明】

１０１コントロールユニット（第１の通信制御手
段）１０２アクチュエータ（第２の通信制御手段）１０３通信線１０４マイコン１０５送信回路１０６受信回路（受信手段）１０７送信開始検出回路１０８デコーダ１０９シーケンスカウンタ１１０Ｄ／Ａコンバータ１１１パルス抽出回路（パルス抽出手段）１１２制御回路１１３駆動回路１１４ＡＮＤ回路１１５昇圧回路１１６Ｈブリッジ回路１１７モータ１１８ＰＢＲ（位置検出手段）６０１コントロールユニット６０２、６０２’ アクチュエータ６０３通信線６０４マイコン６０５送信回路６０６受信回路６０７送信開始検出回路６０８デコーダ６０９シーケンスカウンタ６１０Ｄ／Ａコンバータ６１１パルス発生回路６１２制御回路６１３駆動回路６１４ＡＮＤゲート６１５昇圧回路６１６Ｈブリッジ回路６１７モータ６１８ＰＢＲ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の通信制御手段と、モータを備える
第２の通信制御手段とが通信線で接続された多重通信装
置において、前記第１の通信制御手段は、所定の送信フ
ォーマットに基づき、前記モータの目標位置を含む制御
データをパルス信号として通信線上に出力し、前記第２
の通信制御装置は、前記通信線上のパルス信号を受信す
る受信手段と、該受信手段により得られた受信信号をデ
コードし目標位置を得るデコーダと、前記受信手段によ
って得られる受信信号の内所定のパルスを抽出するパル
ス抽出手段と、前記モータの現在位置を出力する位置検
出手段と、前記現在位置が前記目標位置に一致するよう
に前記モータを制御するモータ制御手段を備え、該モー
タ制御手段は、前記パルス抽出手段で抽出したパルスに
より前記モータをデューティ制御することを特徴とする
多重通信装置。
【請求項２】前記第１の通信制御装置が、前記送信フ
ォーマット中の前記所定のパルスの幅を変えることによ
り、前記デューティ比が制御されるものであることを特
徴とする請求項１記載の多重通信装置。
【請求項３】前記第１の通信制御装置が、前記第２の
通信制御装置への通信間隔を変えることにより、前記デ
ューティ比が制御されるものであることを特徴とする請
求項１または２記載の多重通信装置。
【請求項４】前記第２の通信制御装置が、受信信号の
パルスをカウントしてデコードタイミングを生成するシ
ーケンスカウンタを備え、前記デコーダは、前記シーケ
ンスカウンタの出力に基づいてデコードを行い、前記パ
ルス抽出手段は、前記シーケンスカウンタが所定の値を
示しているときの前記受信信号のパルスを抽出すること
を特徴とする請求項１、２または３記載の多重通信装
置。
【請求項５】前記パルス抽出手段は、前記第１の通信
制御装置が送信対象とするアドレスとは無関係に、前記
受信信号内の所定のパルスを抽出するものであることを
特徴とする請求項１、２、３または４記載の多重通信装
置。