JPWO2009128216A1 - モータ装置、およびそれらを備えたモータ駆動システム並びに集積回路装置 - Google Patents

Abstract

モータとこのモータを駆動制御する駆動制御回路とを含むモータ装置であって、駆動制御回路が、モータの回転を制御するための制御信号を生成する制御部と、制御信号に基づきモータを駆動する駆動部と、シリアルデータを伝送するシリアル通信バスを介してシリアル通信を行う通信部とを備える。そして、この通信部は、アドレスを生成し、設定するアドレス生成機能を有している。

Description

本発明は、例えば複写機やプリンタ等のように複数のモータ装置を備えた情報機器に搭載されるモータ装置、およびそれらを備えたモータ駆動システム並びに集積回路装置に関し、特に、シリアルデータを用いたシリアル通信により駆動制御されるモータ装置、およびそれらを備えたモータ駆動システム並びに集積回路装置に関する。

このような複写機やレーザプリンタなどの情報機器では、通常、上述したように複数のモータが搭載されている。特に、近年、このようなドキュメントを扱う情報機器は、カラー化、多機能化や高精度化が進み、１台の機器に搭載されるモータの個数も増加傾向にある。このため、各モータの制御方法などが複雑化するとともに、各モータを制御するための信号線も増加している。

例えば、容易に回転制御ができるため近年多く用いられるようになったブラシレスＤＣモータの場合、モータ本体とモータ駆動制御回路とを一体化してモータ装置とし、マイコンなどとモータ駆動制御回路とを各種信号線で接続してモータの回転制御を行うような構成が一般的となっている。このとき、マイコンとモータ駆動制御回路との間では、例えば、起動／停止、ブレーキ動作／解除、正転／逆転、回転数指令、回転数モニタ、回転数位相ロック検知、制御ゲイン切替など多くの信号線が接続される。このため、モータの個数が増加すると、それに伴なってこのような信号線も増加する。そして、配線スペースの増大による機器の小型化の阻害、機器側に設けられるマイコンなどのメインコントローラのポート負担や制御負担の増加、これらに伴なうシステムコストの増加などを招くことになる。

ところで、近年、このような信号線の増加を抑制するため、各種の機器においてシリアル通信を利用して制御対象を制御する手法が広く用いられている。機器におけるシリアル通信は、機器内において、マイコンなどと各制御対象とをシリアル通信バスで接続することによって実現される。ここで、シリアル通信バスは、シリアルデータを伝送するための数本の信号線で構成されるデータバスである。このとき、各制御対象は、それぞれが識別されるようにするため、それぞれにアドレスのような識別番号が割り当てられる。そして、マイコンが識別番号を指定しながら必要なデータを送受信することで、各制御対象と個別にデータ通信することができる。このようにして、信号線の増加を抑制しながら、複数の制御対象と各種データの受け渡しが可能になり、マイコンはこのデータを用いて各制御対象を制御できる。

そこで、上述したような複数のモータを備えた機器においても同様に、このようなシリアル通信を利用した技術が提案されている。

このような技術の１つとして、従来、モータを駆動する駆動制御回路に対して、シリアル通信バスが縦続接続となるように順次シリアル接続し、これによって配線効率を向上させるような複数モータの駆動システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

このような従来の駆動システムは、次のように構成されている。すなわち、シリアル通信バスを介して複数のモータをそれぞれ駆動するためのデータがシリアルデータとして送出される。モータごとに設けたモータ駆動制御回路は、シリアル通信バスを介して順次シリアル接続されている。また、各モータ駆動制御回路には、ビットスイッチなどにより、それぞれを特定するためのアドレスが設定されている。そして、まず、複数のモータ駆動制御回路のうち第１のモータ駆動制御回路がデータを受信する。このとき、第１のモータ駆動制御回路は、シリアル通信バスを介して送出されたアドレスを参照して、自己宛に送られた第１のモータ駆動制御回路用のデータのみを抽出し、レジスタに格納する。また、第１のモータ駆動制御回路は、自己宛ではないデータを、次段のモータ駆動制御回路に転送する。以降、第１のモータ駆動制御回路と同様な処理を行っていくことで、複数のモータを駆動制御する。従来の駆動システムは、このような構成とすることにより、少ない配線数で簡素な構成を可能としている。

また、複数のモータを制御する場合、各モータが協調して動作するように制御しなければならない場合が多々ある。このため、従来、複数のモータを同時に制御する同時制御モードを設け、それぞれのモータの動作を同期させて変更できるように構成し、協調的なモータの動作を容易に実現するような駆動システムも提案されている（例えば、特許文献２参照）。

一方、これらの従来の駆動システムは、受け取ったデータが自己宛に送られたデータであるかどうかを判定するため、上述のように、各モータ駆動制御回路は個別のアドレスを設定するためのビットスイッチなどが必要であった。このため、モータ装置の個数が多くなると、このようなビットスイッチによる部品数が増加する。さらに、それぞれのモータ駆動制御回路に対して設定する必要があるため、その設定に手間がかかったり、設定ミスが起こったりするなどの課題があった。

このため、従来、上述のモータ装置に相当するスレーブ装置に個々のアドレスを設定しなくとも、ホスト装置が個々のスレーブ装置と選択的にシリアル通信を行うことを可能とした通信制御装置なども提案されている（例えば、特許文献３参照）。

このような従来の通信制御装置は、次のように構成されている。すなわち、ホスト装置とスレーブ装置とはシフトパルスラインを介して、順次リンク状に接続されている。ホスト装置からスレーブ装置へ、また、上流側のスレーブ装置から下流側のスレーブ装置へと、シフトクロックに従ってシフトパルスが順番に転送される。スレーブ装置は、このシフトパルスが入力されている状態で、シフトクロック信号が入力されると、シリアル通信可能な状態になったと判断する。そして、このとき、このスレーブ装置は、シリアル通信ラインを介してホスト装置とシリアル通信を行う。例えば、ホスト装置から２度シフトクロックが送出されると、シフトパルスは、２番目のスレーブ装置のみに入力された状態となる。これにより、２番目のスレーブ装置のみが選択されたことになり、ホスト装置と２番目のスレーブ装置とのシリアル通信が可能となる。

しかしながら、上述した従来の通信制御装置は、例えば、各スレーブ装置に対して同じデータを伝送する場合であっても、通信するスレーブ装置を１つ１つ選択するような構成となる。このために、上流側から下流側へと所望のスレーブ装置までシフトパルスの伝送を繰り返す必要があり、複数のモータ装置を高速に制御するシステムには不向きであるという課題があった。
特開２００１−１６１０９５号公報 特開２００８−２２６３８号公報 特開２０００−７３２３８号公報

本発明のモータ装置は、モータとこのモータを駆動制御する駆動制御回路とを含むモータ装置である。この駆動制御回路は、シリアル通信バスを介して送出されたシリアルデータを受信し、設定されたアドレスを参照して自己宛のシリアルデータを取り込むとともに、受信したシリアルデータを中継して送出する通信部を備える。そして、この通信部が、アドレスを生成し、設定するアドレス生成機能を有した構成である。

また、本発明のモータ駆動システムは、このモータ装置を複数個、順次直列に配置するとともに、各モータ装置を制御するホスト装置を備える。そして、ホスト装置と複数個のモータ装置の通信部とをシリアル通信バスで接続した構成である。

また、本発明の集積回路装置は、モータを駆動制御する駆動制御回路を含む集積回路装置である。この駆動制御回路は、モータの動作を制御するための制御信号を生成する制御部と、制御信号に基づきモータを駆動する駆動部と、シリアル通信バスを介して送出されたシリアルデータを受信し、設定されたアドレスを参照して自己宛のシリアルデータを取り込むとともに、受信したシリアルデータを中継して送出する通信部とを備える。そして、通信部が、アドレスを生成し、設定するアドレス生成機能を有した構成である。

このような構成により、同一のモータ装置を複数個配置し、各通信部がシリアル通信バスを介して順次直列となるように接続したとき、例えば、最上流側のモータ装置から下流側のモータ装置へと順次、自動的に個別のアドレスを設定することが可能となる。すなわち、例えば、ホスト装置が、接続された最上流側の通信部に対してアドレス設定情報を与えることにより、まず、最上流側の通信部が自己のアドレスを設定する。これとともに、最上流側の通信部が、設定したアドレスに関する情報として、例えば、自己のアドレスに１を加えた値をその情報として、次段の通信部に送出する。すると、この次段の通信部は、最上流側のアドレスに１を加えた値を自己のアドレスとして設定する。このようにして、各モータ装置には、それぞれが異なった値となるアドレスが自動的に設定されることになる。特に、本モータ装置は、例えば生産段階においては、それぞれが同一であり、アドレスの区分など必要はないため、単一品種として扱うことができる。このため、モータ装置としての仕様を統一、標準化でき、生産や部品管理としての効率化を図ることができ、モータ装置のコスト削減にも寄与できる。

このように、本発明は、それぞれのモータ装置においてアドレスを自動的に生成できるため、アドレスを設定するための煩雑な作業は不要で、しかもアドレスの設定ミスも発生しないものとなる。また、各モータ装置それぞれに対してアドレスが自動的に設定されるため、アドレスを用いて高速に複数のモータ装置を制御することができる。また、各モータ装置は、例えば生産段階においてはアドレス区分などの必要がないため、生産や部品管理としての効率化をも図ることができる。

さらに、本発明のモータ装置は、モータとこのモータを駆動制御する駆動制御回路とを含むモータ装置である。この駆動制御回路は、モータの回転を制御するための制御信号を生成する制御部と、制御信号に基づきモータを駆動する駆動部と、シリアルデータを伝送するシリアルデータラインとシリアル制御信号を伝送するシリアル制御ラインとを含むシリアル通信バスを介してシリアル通信を行う通信部とを備える。そして、通信部が、シリアル制御信号のレベルに応じてシリアルデータを取り込むかどうかを判定する構成である。

また、本発明のモータ駆動システムは、このモータ装置を複数個配置するとともに、各モータ装置を制御するホスト装置を備える。そして、ホスト装置と複数個のモータ装置の駆動制御回路とをシリアル通信バスで接続した構成である。

また、本発明のモータ駆動システムは、複数個のモータ装置に対して個別にシリアルデータを伝送する個別伝送モードと、複数個のモータ装置の全てに対してシリアルデータを伝送する共通伝送モードとを有した構成である。

また、本発明の集積回路装置は、モータを駆動制御する駆動制御回路を含む集積回路装置である。そして、この駆動制御回路が、モータの回転を制御するための制御信号を生成する制御部と、制御信号に基づきモータを駆動する駆動部と、シリアルデータを伝送するシリアルデータラインとシリアル制御信号を伝送するシリアル制御ラインとを含むシリアル通信バスを介してシリアル通信を行い、シリアル制御信号のレベルに応じてシリアルデータを取り込むかどうかを判定する通信部とを備えた構成である。

このような構成により、例えば、ホスト装置から各モータ装置の通信部に対して、１つのモータ装置のみにおいてシリアル制御信号のレベルが他のモータ装置と異なるように、シリアル制御信号を介してシリアル制御信号を伝送することにより個別のモータ装置を選択できる。一方、ホスト装置から各モータ装置の通信部に対して、それぞれのモータ装置においてシリアル制御信号のレベルが同一となるように、シリアル制御信号を介してシリアル制御信号を伝送することにより全てのモータ装置を選択できる。

このように、本発明は、シリアル制御ラインを介してモータ装置を選択できるため、アドレスを設定するためのビットスイッチなど必要なく、またビットスイッチを設定操作する必要もない。また、複数個のモータ装置に対して個別にシリアルデータを伝送する個別伝送モードと、複数個のモータ装置の全てに対してシリアルデータを伝送する共通伝送モードとを容易に切り替えることができるため、同じデータを伝送する場合には、容易かつ即座にそれぞれのモータ装置にそのデータを伝送できる。また、各モータ装置は、例えば生産段階においてはアドレス区分などの必要がないため、生産や部品管理としての効率化をも図ることができる。

図１は、本発明の実施の形態１におけるモータ駆動システムの構成を示すブロック図である。 図２は、同モータ駆動システムのモータ装置の詳細な構成を示すブロック図である。 図３は、同モータ駆動システムの要部を示すブロック図である。 図４は、本発明の実施の形態２におけるモータ駆動システムの構成図である。 図５は、同モータ駆動システムのモータ装置の詳細な構成を示すブロック図である。 図６は、同モータ駆動システムの要部を示すブロック図である。

符号の説明

１０，１１０ ホスト装置
１１，１１１ シリアル通信バス
２０，１２０ モータ装置
２１，１２１ 駆動制御回路
２３，１２３ 通信部
２４，１２４ パラメータ設定部
２５，１２５ 制御部
２６，１２６ 駆動部
２９，１２９ モータ
３１，１３１ 入力処理部
３２，１３２ 出力処理部
３３，１３３ 転送処理部
３４ アドレス処理部
４１ アドレスメモリ
４２ 照合部
４３ 解読部
４４，１４４ 設定メモリ
５１，１５１ 速度制御部
５２，１５２ 基本動作処理部
５３，１５３ ＦＢ要求処理部
５４，１５４ ＦＢ情報メモリ
６１，１６１ 正弦波駆動部
６２，１６２ パワー部
６３，１６３ 保護部
９１，１９１ 速度検出器
９２，１９２ 位置検出器
２２１，３２１ 集積回路装置
３３１，３３２，４３１，４３２ セレクタ
３４１ アドレス制御部
３４２ アドレス生成部
３４３ アドレス設定部
１３４ 取込部
１３５ モード判定部
４３３ シフトレジスタ

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるモータ駆動システムの構成を示すブロック図である。

図１に示すように、本モータ駆動システムは、モータ２９とモータ２９を駆動制御する駆動制御回路２１とを含むモータ装置２０を複数個配置するとともに、各モータ装置２０を制御するホスト装置１０を備えている。そして、ホスト装置１０と複数個のモータ装置２０の駆動制御回路２１とは、シリアル通信バス１１を介してシリアル通信接続されている。図１では、ホスト装置１０が、３個のモータ装置２０を制御するような一例を示しており、それぞれのモータ装置２０は同一品種である。

ホスト装置１０は、例えば、モータ装置２０が搭載される機器に備えられ、マイコン（マイクロコンピュータ）あるいはＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などで構成される。このようなホスト装置１０から、シリアル通信バス１１を介して、モータ装置２０の速度などを制御するための各種データが各モータ装置２０に通知される。また、逆に、モータ２９の回転数に関するデータなどが各モータ装置２０から、シリアル通信バス１１を介して、ホスト装置１０に通知される。

また、各モータ装置２０において、駆動制御回路２１は、シリアル通信バス１１に接続された通信部２３、モータ装置２０を動作させるための各種パラメータが設定されたパラメータ設定部２４、モータ２９の回転などの動作を制御する制御部２５、およびモータ２９を駆動する駆動部２６を備えている。

通信部２３は、ホスト装置１０から、それぞれがシリアル通信バス１１を介して順次直列接続となるように接続されている。すなわち、各通信部２３は、ホスト装置１０からのシリアルデータを後段の通信部２３へと中継しながら転送するとともに、後段側の通信部２３から通知されるシリアルデータを中継してホスト装置１０へと転送するように構成されている。通信部２３は、このようなシリアル通信バス接続された構成によって、ホスト装置１０とのシリアル通信を行う。

パラメータ設定部２４は、シリアル通信バス１１を介して通信部２３に伝送されるシリアルデータから、自己宛のデータを取得する。パラメータ設定部２４は、取得した各種データを、制御パラメータや駆動パラメータなどに区分してメモリなどの記憶部に記憶する。このようにして、パラメータ設定部２４には、各種パラメータなどのデータが設定される。

制御部２５は、パラメータ設定部２４に設定されたパラメータや指令情報を用いて、例えば、回転などの動作を制御するための制御信号を生成する。制御部２５は、この制御信号によりモータ２９の回転動作を制御するなど、モータ装置２０における各種制御や処理を行う。そして、駆動部２６は、制御部２５からの制御信号に基づきモータ２９を駆動する。

また、本実施の形態では、シリアル通信バス１１が、シリアルデータを伝送するシリアルデータラインとして、第１のデータラインとしてのデータ出力ラインＳＯおよび第２のデータラインとしてのデータ入力ラインＳＩと、クロック信号（以下、単に「クロック」と呼ぶ）を伝送するクロックラインＣＬＫとの３つの信号線で構成されるような一例を挙げている。データ出力ラインＳＯには、ホスト装置１０からモータ装置２０にシリアルデータが伝送される。データ入力ラインＳＩには、モータ装置２０からホスト装置１０にシリアルデータが伝送される。そして、クロックラインＣＬＫには、ホスト装置１０からシリアルデータに同期したクロックが伝送される。

このようなシリアル通信バス１１の構成において、ホスト装置１０がクロックとともにシリアルデータを送出すると、ホスト装置１０と直接にシリアル通信バス１１で接続された最上流側となるモータ装置２０の通信部２３にクロックとシリアルデータとが伝送される。この最上流側の通信部２３は、受け取ったクロックとシリアルデータとを中継して、次段の通信部２３へ転送する。このようにして、ホスト装置１０から、一方端となる最上流側の通信部２３、その後段の通信部２３へと、他方端となる最下流側の通信部２３に向けて順番に、各通信部２３を介しながら、データ出力ラインＳＯを通してシリアルデータが伝送される。また、逆に、例えば、最下流側の通信部２３からホスト装置１０に通知するようなデータは、最下流側の通信部２３から、その前段の通信部２３へと、ホスト装置１０まで順番に、各通信部２３を介しながら、データ入力ラインＳＩを通してシリアルデータが伝送される。

このように、本実施の形態のモータ駆動システムは、シリアルデータラインとクロックラインとを含むクロック同期方式に基づくシリアル通信バスを利用している。このようなシリアル通信バスは、複数のラインが必要であるものの、クロックラインから受け取ったクロックで単にシリアルデータを例えば取り込めばよい。このため、情報機器間で利用される非同期通信方式を用いた通信プロトコルなどと比較して、複雑な通信処理手順など必要なく、簡易な構成で実現できるとともに、ホスト装置１０の処理負荷も軽減できる。そして、複雑な通信処理手順など必要ないため応答性を高めることができ、本実施の形態のような応答性が重視されるモータ装置２０の制御として適している。また、クロック周波数の自由度なども高い。

図２は、本発明の実施の形態におけるモータ駆動システムのモータ装置２０の詳細な構成を示すブロック図である。

図２に示すような構成により、駆動制御回路２１がモータ２９を駆動制御する。本実施の形態では、モータ２９が駆動制御回路２１により正弦波駆動されるブラシレスＤＣモータである一例を挙げて説明する。なお、シリアル通信バス１１を介したホスト装置１０からの制御により、正弦波駆動と矩形波駆動とが選択可能なように構成してもよい。また、駆動制御回路２１の機能の一部あるいは全部は、１つまたは複数の集積回路装置により実現され、駆動制御回路２１の機能を実現する回路素子がプリント基板上に形成される。本実施の形態では、図２に示すように、駆動制御回路２１の機能の全部が集積回路装置２２１により実現された一例を挙げている。そして、モータ装置２０は、このようなプリント基板が、モータ２９に内蔵または一体化されている。

モータ２９は、可動子と、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相とする３相の駆動巻線とを有している。各駆動巻線には、駆動制御回路２１から、それぞれ駆動電圧Ｕ、ＶおよびＷが供給される。また、モータ２９の近辺には、モータ２９の速度を検出する速度検出器９１、およびモータ２９の可動子の位置を検出する位置検出器９２が配置されている。速度検出器９１は、検出した速度を示す速度検出信号ＦＧを駆動制御回路２１に通知する。位置検出器９２は、検出した位置を示す位置検出信号ＣＳを駆動制御回路２１に通知する。

ところで、このように正弦波駆動されるブラシレスＤＣモータは、回転速度むらの低減や、低騒音・高効率駆動などの高い性能が、広い回転速度範囲で要求されることが多くなってきている。これらの要求を実現するためには、各回転速度ごとにきめ細かく多くの制御パラメータや駆動パラメータを設定する必要がある。このため、シリアル通信バスを利用してブラシレスＤＣモータを制御することにより、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、より一層の制御性能、低騒音・高効率駆動性能を高めることが可能になる。

一方、図２に示すように、駆動制御回路２１のクロック入力端子ＣＩには、ホスト装置１０あるいは前段のモータ装置２０である上流側から、クロックラインＣＬＫを通して、クロックが供給される。また、データ入力端子ＳＩＨには、データ出力ラインＳＯを通して、シリアルデータが供給される。そして、データ出力端子ＳＯＨは、データ入力ラインＳＩを通して、上流側に対してのシリアルデータを出力する。

また、駆動制御回路２１のクロック出力端子ＣＯは、クロックラインＣＬＫを通して、下流側となる後段のモータ装置２０へと、ホスト装置１０からのクロックを出力する。また、データ出力端子ＳＯＬは、データ出力ラインＳＯを通して、ホスト装置１０からのシリアルデータを出力する。そして、データ入力端子ＳＩＬには、下流側から、データ入力ラインＳＩを通して、後段のモータ装置２０からのシリアルデータが供給される。

次に、通信部２３は、データ入力端子ＳＩＨに供給されたシリアルデータの処理を行う入力処理部３１、ホスト装置１０にシリアルデータを通知する処理を行う出力処理部３２、クロックおよびシリアルデータを下流側へと転送するなどの処理を行う転送処理部３３、およびアドレスの生成や設定などの処理を行うアドレス処理部３４を備えている。

入力処理部３１は、クロック入力端子ＣＩに供給されたクロックに従って、データ入力端子ＳＩＨに供給されるシリアルデータを取り込む。入力処理部３１は、取り込んだシリアルデータをパラレル変換し、パラレル変換したデータを入力データとしてパラメータ設定部２４およびアドレス処理部３４に供給する。また、入力処理部３１は、取り込んだシリアルデータを転送処理部３３に供給する。

また、出力処理部３２には、ホスト装置１０に通知するためのデータが制御部２５から供給される。出力処理部３２は、パラメータ設定部２４から供給されるアドレスデータとともにホスト装置１０に通知するためのデータをシリアルデータに変換し、変換したシリアルデータをクロック入力端子ＣＩに供給されたクロックに従ってホスト装置１０に伝送する。また、出力処理部３２は、データ入力端子ＳＩＬに供給されたシリアルデータを中継してデータ出力端子ＳＯＨから出力する。このように、出力処理部３２は、下流側から伝送されたシリアルデータをホスト装置１０へと転送する処理も行う。

なお、シリアル通信バス１１を介して伝送されるシリアルデータは、パラメータとして設定するなどの通常のデータに加えて、直接に動作を指令するコマンドデータや、複数のモータ装置２０の中から１つを特定するためのアドレスデータなども含まれる。例えば、モータ装置２０を初期状態に戻すようなリセットコマンドがホスト装置１０からシリアルデータとして送出されると、モータ装置２０はそのコマンドデータを解析し自己を初期状態に戻す。また、ホスト装置１０から特定のモータ装置２０にデータを通知する場合、ホスト装置１０から送出されるシリアルデータには、通知するためのデータとともに、そのモータ装置２０に割り当てられたアドレスを示すアドレスデータが含まれる。モータ装置２０は、まずアドレスデータが自己のアドレスと一致するかどうか判定し、一致すると判定したとき、通知されたデータを自己宛のデータとして取り込む。このようにして、特定のモータ装置２０に対してデータが通知される。また、各モータ装置２０は、それぞれを個別に特定できるように、それぞれを識別するためのアドレスが自動的に割り当てられる。

本実施の形態のモータ駆動システムは、このようなアドレスを自動的に生成するアドレス生成機能を有したことを特徴としており、このようなアドレス生成機能を実現するため、モータ装置２０は、通信部２３においてアドレス処理部３４および転送処理部３３を備えている。また、本モータ駆動システムはクロック同期方式に基づくため、このようなアドレスの生成も簡易な構成で即座に実行することができる。

アドレス処理部３４には、パラメータ設定部２４からアドレス設定指令ＡＤｃｍｄが通知される。アドレス処理部３４は、アドレス設定指令ＡＤｃｍｄが通知されると、シリアル通信バス１１から受け取ったアドレス設定情報に基づき自己のアドレスを生成する。そして、アドレス処理部３４は、生成したアドレスを自己のアドレスとして設定し、さらに、設定したアドレスに関する情報をアドレス設定情報としてシリアル通信バス１１を介して送出するような処理を行う。また、アドレス処理部３４は、アドレス設定情報を次段のモータ装置２０へと送出するため、転送処理部３３に対して切替信号ｓｅｌを出力する。

転送処理部３３には、入力処理部３１からのシリアルデータとクロック入力端子ＣＩからのクロックとが供給される。これとともに、アドレス処理部３４が生成したアドレス設定情報とクロックとが供給される。転送処理部３３は、アドレス処理部３４からの切替信号ｓｅｌに応じて、入力処理部３１からのシリアルデータかアドレス設定情報かを選択し、同様にクロックも選択して出力する。すなわち、転送処理部３３は、アドレス処理部３４からの切替信号ｓｅｌにより、ホスト装置１０や前段のモータ装置２０からのシリアルデータおよびクロックの中継を切断したり、再開したりするような機能を有している。なお、本実施の形態では、転送処理部３３がシリアルデータおよびクロックを切り替えるような一例を挙げて説明するが、転送処理部３３は、少なくともシリアルデータの中継を切断し、アドレス設定情報がシリアルデータラインを介して次段の通信部に送出されるように切り替える構成であればよい。

各モータ装置２０は、このようなアドレス処理部３４および転送処理部３３を備えており、ホスト装置１０からアドレスの設定を指令するようなコマンドが各モータ装置２０に対して送出されると、パラメータ設定部２４からアドレス処理部３４にアドレス設定指令ＡＤｃｍｄが通知される。アドレス処理部３４は、このアドレス設定指令ＡＤｃｍｄに応答して、切替信号ｓｅｌにより転送処理部３３の切り替えを制御する。この切り替え制御によって、転送処理部３３は、ホスト装置１０や前段のモータ装置２０など上流側からのシリアルデータおよびクロックの中継を切断し、アドレス設定情報がシリアル出力ラインＳＯを介して次段の通信部２３のアドレス処理部３４に送出されるように切り替える。これにより、各モータ装置２０のアドレス処理部３４がそれぞれ通信接続されるような構成となる。

この後、ホスト装置１０がシリアル通信バス１１を介して、一方端とする最上流側のモータ装置２０に対し、初期値とするようなアドレスの値＃０をアドレス設定情報とし、このようなアドレス設定情報を含むシリアルデータとして送出する。これにより、最上流側のアドレス処理部３４にこのアドレスの値＃０が通知される。最上流側のアドレス処理部３４は、このアドレスの値＃０を自己のアドレス＃０とすることで、自己のアドレスを生成する。また、アドレス処理部３４がこのアドレスの値＃０をパラメータ設定部２４に通知することで、自己のアドレス＃０が設定される。さらに、アドレス処理部３４は、このアドレスの値＃０に所定の値を加えた値＃１をアドレス設定情報として、転送処理部３３およびシリアル通信バス１１を介して送出する。この後、アドレス処理部３４からの切替信号ｓｅｌにより、転送処理部３３は、上流側からのシリアルデータおよびクロックの中継が可能なように切り替えられる。

次段のモータ装置２０のアドレス処理部３４は、このアドレスの値＃１を受け取り、自己のアドレス＃１を設定する。さらに、アドレス処理部３４は、次段のモータ装置２０に対して、このアドレスの値＃１に所定の値を加えた値＃２をアドレス設定情報として、転送処理部３３およびシリアル通信バス１１を介して送出する。このようにして、最上流側となる一方端の通信部２３から他方端の通信部２３に向けて、アドレス＃０、＃１、＃２、＃３とするようなアドレスが順番に生成され、各モータ装置２０にこのようなアドレスが設定される。

本実施の形態のモータ駆動システムは、ホスト装置１０と各モータ装置２０とがデータの送受信を行う通常の動作モードに加えて、このようなアドレス生成機能を有効にし、アドレスを各モータ装置２０に設定するアドレス設定モードを有している。また、本モータ駆動システムはクロック同期方式に基づくため、アドレス設定モードにおけるアドレスの生成も簡易な構成で即座に実行することができる。

特に、本実施の形態のモータ駆動システムは、このようなアドレス設定モードが開始されると、各モータ装置２０の転送処理部３３は、シリアルデータの中継を切断し、アドレス設定情報がシリアルデータラインを介して次段の通信部２３に送出されるように切り替える。このため、アドレス設定モードが開始された時点では、ホスト装置１０と各モータ装置２０とのシリアル通信は切断されている。そして、アドレスが確定したモータ装置２０から順番にホスト装置１０とのシリアル通信接続が再開されていくような構成である。本モータ駆動システムは、このような構成としているため、例えば、ホスト装置１０がアドレス未確定のモータ装置２０と通信を行ってしまい、そのモータ装置２０が誤動作してしまうというような不都合を防止できる。とりわけ、このようなモータ装置２０は、回転や移動という動き動作が基本であるため、誤動作が発生すると機器本体を破損するなどのおそれがある。本実施の形態のモータ駆動システムは、上述のように、アドレスが確定したモータ装置２０から順次ホスト装置１０との通信が可能となるような構成とすることにより、モータ装置２０の誤動作を防止している。

また、本実施の形態のアドレス設定モードにおいて、ホスト装置１０とアドレス未確定のモータ装置２０との通信を切断するため、転送処理部３３のように切り替えを行う構成の場合、アドレス設定されるまでの間、少なくともデータ出力端子ＳＯＬは、その出力レベルは未定の固定値となり、誤動作を引きおこす可能性もある。このため、この構成に代えて、例えば、次のような構成を加えてもよい。すなわち、少なくともデータ出力端子ＳＯＬを開放状態にしてシリアルデータの次段への伝送も切断する。そして、アドレス設定情報に基づきアドレスを生成した後に、データ出力端子ＳＯＬを閉状態にしてシリアルデータの伝送が可能な状態とし、シリアルデータラインを介して、アドレス設定情報を次段の通信部に送出する。このような構成としてもよい。

また、本実施の形態では、自己のアドレスの設定を終了したモータ装置２０からデータ入力ラインＳＩを介してホスト装置１０に対し、例えば設定した自己のアドレスやアドレス設定情報などが通知される。すなわち、アドレス処理部３４は、自己のアドレスを生成し、設定した後、例えば設定した自己のアドレスやアドレス設定情報などを含むホスト通知情報ｒｅｔを出力処理部３２に通知する。出力処理部３２は、この通知に応答して、ホスト通知情報ｒｅｔをホスト装置１０に通知する。このような構成とすることにより、ホスト装置１０は、各モータ装置２０において設定されたアドレスを確認することができる。このため、例えば、アドレス生成機能が正常に実行されたかどうかを判定できるため、アドレスの自動生成の精度をより高めることができる。

また、他方端となる最下流側のモータ装置２０が、最下流側であること判定し、ホスト通知情報ｒｅｔに含めて最下流側であることを示す情報、あるいは最下流側までアドレス生成が完了したことを示す情報をホスト装置１０に通知するような構成とする。このような構成とすることにより、ホスト装置１０は、全てのモータ装置２０において、アドレス生成の処理の終了を認識できる。すなわち、後段側からシリアルデータを受け取る入力のレベルを判定することで、自己が他方端であることを判定し、少なくとも判定した結果情報を含むホスト通知情報ｒｅｔとして、ホスト装置１０に通知する構成としてもよい。

本実施の形態では、モータ装置２０が最下流側であるどうかを判定するため、例えば、データ入力端子ＳＩＬは「Ｌ」レベルに接続した終端抵抗入力としている。これにより、最下流側のデータ入力端子ＳＩＬは次段に接続されていないため、最下流側のデータ入力ラインＳＩのレベルは「Ｌ」レベルとなる。このようにして最下流側であることを判定するため、アドレス処理部３４は、データ入力端子ＳＩＬに接続されており、そのレベルを判定する。すなわち、アドレス処理部３４は、データ入力ラインＳＩのレベルを判定することで、自己が他方端であることを判定し、判定した結果情報を含めたアドレス設定情報として、データ入力ラインＳＩを介してホスト装置１０に通知する。

次に、パラメータ設定部２４は、アドレスを記憶するアドレスメモリ４１、入力処理部３１から通知される入力データのアドレスとアドレスメモリ４１に記憶したアドレスとの照合を行う照合部４２、入力処理部３１から通知される入力データの解読を行う解読部４３、およびシリアル通信バス１１を介して通知されたデータを記憶する設定メモリ４４を備えている。

アドレスメモリ４１は、ＲＡＭのような書き換え可能な揮発性メモリで構成されている。すなわち、上述したようなアドレス設定モードにおいて、アドレス処理部３４がアドレスメモリ４１にアドレスの値を設定することで、そのモータ装置２０固有のアドレスが決定される。この後、本モータ駆動システムは通常の動作モードとなり、ホスト装置１０は、このアドレスを利用して特定のモータ装置２０とシリアルデータの送受信を行う。

特に、本モータ駆動システムは、アドレスを自動的に生成するような構成としているため、ビットスイッチなどによるアドレス設定の必要はない。さらに、このようにしてビットスイッチなどの部品を削減することで、駆動制御回路２１をモータ２９に内蔵または一体化したようなモータ装置２０の小型化を図っている。そして、駆動制御回路２１を集積回路装置により実現する場合、アドレスを設定するためのピンなどの必要はないため、これによってピン数を削減している。

また、アドレスメモリ４１は、書き換え可能な揮発性メモリでよいため、これによって、機器に組み込む各モータ装置２０の共用化を図っている。すなわち、言い換えれば、例えばモータ装置２０の生産段階やモータ装置２０を機器に組み込む段階などにおいて、モータ装置２０のアドレスを区分する必要がなく、これによって、生産や部品管理の効率化を図っている。

照合部４２には、入力処理部３１から入力データが供給される。入力データは、ホスト装置１０から通知されるデータに加えてアドレスデータなども含まれる。照合部４２は、入力データに含まれるアドレスデータとアドレスメモリ４１に記憶されたアドレスとを比較し、それぞれが一致しているかどうか照合する。照合部４２は、それぞれが一致していると判定すると、ホスト装置１０から通知されたデータは、自己宛に送られたデータであると認識し、入力データに含まれたデータを解読部４３に供給する。

解読部４３は、照合部４２から供給されたデータが、例えば、コマンドデータであるかパラメータとして設定するデータであるかなどを解読する。解読部４３は、照合部４２から供給されたデータが、パラメータなどモータ装置２０の動作を設定するためのデータである場合、そのデータを設定メモリ４４に格納する。また、解読部４３は、照合部４２から供給されたデータが、アドレス処理部３４に対してアドレスの設定処理を指令するようなコマンドデータであると判定すると、アドレス処理部３４にアドレス設定指令ＡＤｃｍｄを通知する。また、コマンドデータとして、例えば、モータ装置２０の基本動作としての起動／停止、ブレーキ動作／解除、正転／逆転などを指令する基本動作指令も含まれる。解読部４３は、ホスト装置１０からこのような基本動作指令が通知されたと判定すると、その判定結果を制御部２５に通知する。

設定メモリ４４には、解読部４３により格納された各種動作を設定するためのデータが記憶される。設定メモリ４４が記憶するデータとしては、制御動作を設定するための制御動作設定データ、駆動動作を設定するための駆動動作設定データ、パワー部の動作を設定するためのパワー部動作設定データ、起動時の遅延時間を設定するための起動遅延設定データ、保護動作を設定するための保護動作設定データ、一連の動作を設定するための一連動作設定データ、および省エネルギーに関する動作を設定するための省エネ設定データなどが含まれる。

さらに、制御動作設定データとしては、回転速度やこれに対応した制御ゲインのような制御パラメータに関するデータ、指令した回転速度に達したこと示す回転情報ＬＤに対してのその検出範囲を示すデータなどが含まれる。駆動動作設定データとしては、回転速度とこれに対応した進角値、モータ２９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が含まれる。パワー部動作設定データとしては、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が含まれる。保護動作設定データは、保護機能の有効／無効、動作閾値などのパラメータ設定を示すデータなどが含まれる。一連動作設定データとしては、例えば「起動→所望速度での回転→ブレーキ減速→停止→再起動」のような一連動作を指令するデータなどが含まれる。

次に、制御部２５は、モータ２９の回転速度に関する制御を行う速度制御部５１、モータ装置２０の基本動作に関する処理を行う基本動作処理部５２、出力処理部３２を介しホスト装置１０に対してフィードバック要求の処理を行うＦＢ要求処理部５３、およびフィードバック要求のためのデータや指令した回転速度に達したこと示す回転情報ＬＤを記憶するＦＢ情報メモリ５４を備えている。

速度制御部５１は、設定メモリ４４に記憶された制御動作設定データから、制御パラメータとしての各データを取り込む。これにより、速度制御部５１には、速度制御信号を生成するために必要となる制御ゲインなどの回転制御のための制御パラメータが設定される。速度制御部５１は、このようにして制御パラメータが設定された状態で、ホスト装置１０から通知される速度指令データおよび速度検出器９１から通知される速度検出信号ＦＧに基づきモータ２９の回転速度を制御するための速度制御信号を生成する。そして、速度制御部５１は、このように生成した速度制御信号を駆動部２６に供給する。

基本動作処理部５２は、解読部４３から通知された基本動作指令に従って、モータ装置２０の基本動作としての起動／停止、ブレーキ動作／解除、正転／逆転などを制御する。また、ＦＢ要求処理部５３は、速度制御部５１、駆動部２６や設定メモリ４４から取得した所定のデータをＦＢ情報としてＦＢ情報メモリ５４に格納する。このＦＢ情報は、ホスト装置１０に通知するためのデータであり、出力処理部３２およびシリアル通信バス１１を介してホスト装置１０に通知される。また、速度制御部５１は、ホスト装置１０から通知された速度指令データが示す速度と速度検出器９１が検出した速度とが等しい速度になったかどうかを判定する機能を有している。速度制御部５１は、この判定結果を、指令した回転速度に達したこと示す回転情報ＬＤとしてＦＢ情報メモリ５４に格納する。このような回転情報ＬＤも上述のようにしてホスト装置１０に通知する。特に、このような回転情報ＬＤは回転制御を行う上でリアルタイム性が必要であるため、優先してホスト装置１０に通知するような構成とすることが好ましい。

次に、駆動部２６は、速度制御部５１からの速度制御信号に従ってモータ２９を正弦波駆動するための正弦波駆動信号を生成する正弦波駆動部６１、正弦波駆動信号に基づきモータ２９の各駆動巻線に駆動電圧Ｕ、ＶおよびＷを供給するパワー部６２、およびパワー部６２の保護を行う保護部６３を備えている。また、正弦波駆動部６１は、正弦波駆動信号を生成するためのパルス幅変調（ＰＷＭ）回路を有している。そして、パワー部６２は、モータ２９を駆動するために、直流電力を交流の駆動電力に変換するインバータを有している。

正弦波駆動部６１は、速度制御部５１からの速度制御信号に応じた振幅、および位置検出器９２からの位置検出信号ＣＳに応じた位相の正弦波状の波形信号を生成する。さらに、正弦波駆動部６１は、生成した波形信号によりパルス幅変調した駆動パルス信号を生成する。生成された駆動パルス信号は正弦波駆動信号としてパワー部６２に供給される。

パワー部６２において、正弦波駆動信号によりインバータが駆動される。これにより、パワー部６２から、正弦波駆動信号に応じたパルス状の駆動電圧Ｕ、ＶおよびＷが出力される。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た信号である。このため、パルス幅変調の原理から、平均値的には、この波形信号に応じた正弦波状の電圧となる駆動電圧Ｕ、ＶおよびＷが、それぞれの駆動巻線に供給されることになる。

以上説明したように、本モータ駆動システムは、ホスト装置１０と各モータ装置２０とが、モータ装置２０ごとに設定されたアドレスを利用して個別にデータの送受信を行うことができる。また、各モータ装置２０に設定されるアドレスは、アドレス処理部３４および転送処理部３３により自動的にそれぞれのモータ装置２０に設定されるように構成されている。このため、ビットスイッチなどによるモータ装置側でのアドレス設定の必要はない。また、アドレス設定モードにおいて、アドレスが確定したモータ装置２０から順番にホスト装置１０とのシリアル通信接続が再開されていくような構成であるため、誤動作などを防止できる。また、アドレス設定のためのアドレス設定情報はクロック同期方式に基づきクロック同期して送出されるため、即座にアドレスの自動生成が行われる。

さらに、通常の動作モードにおいては、各モータ装置２０に自動的にアドレスが設定されているため、ホスト装置１０は、容易かつ即座に個別のモータ装置２０とのシリアル通信を行うことができる。

次に、本実施の形態のモータ駆動システムの動作について、本発明の特徴とするアドレス生成機能を中心に説明する。

図３は、本発明の実施の形態におけるモータ駆動システムの要部を示すブロック図である。以下、図３を参照しながら本モータ駆動システムのアドレスを生成し設定する動作について説明する。

まず、図３に示すように、アドレス処理部３４は、アドレス処理部３４における制御や処理を行うアドレス制御部３４１、アドレスを生成するアドレス生成部３４２、およびアドレスをアドレスメモリ４１に設定するアドレス設定部３４３を有している。

アドレス生成部３４２は、アドレス制御部３４１から通知されるアドレス設定情報に基づき、自己のモータ装置２０に設定するアドレスを示すアドレスデータＡｄｒＲと、次段のモータ装置２０に通知するアドレスを示すアドレスデータＡｄｒＴとを生成する。アドレス設定部３４３は、アドレス生成部３４２から通知されたアドレスデータＡｄｒＲをアドレスメモリ４１に設定する。

また、転送処理部３３は、アドレス制御部３４１の切替信号ｓｅｌに応じて、シリアル通信バス１１からの信号とアドレス制御部３４１からの信号とを切り替えて出力するセレクタ３３１およびセレクタ３３２を有している。セレクタ３３１は、切替信号ｓｅｌに応じて、前段側からのシリアル通信バス１１のシリアルデータＳｄｔとアドレス制御部３４１が出力するアドレスデータＡｄｒＴに対応したシリアルデータとを切り替えて出力する。セレクタ３３２は、前段側からのシリアル通信バス１１のクロックとアドレス制御部３４１が出力するクロックとを切り替えて出力する。

このような各モータ装置２０の構成において、例えば、本モータ駆動システムを備えた機器の電源を立ち上げたときなど、ホスト装置１０が各モータ装置２０をリセットした後、上述したようなアドレス設定モードが開始される。

まず、ホスト装置１０は、シリアル通信バス１１を介して、アドレスの設定を指令するコマンドを各モータ装置２０に対して送出する。すると、このコマンドを示すシリアルデータが各モータ装置２０の入力処理部３１に伝送される。このコマンドを示す入力データが照合部４２を介して解読部４３に通知される。各モータ装置２０の解読部４３は、このコマンドを示す入力データを解読し、ホスト装置１０からアドレスの設定が指令されたと判定する。解読部４３は、この判定に基づき、アドレス処理部３４のアドレス制御部３４１にアドレス設定指令ＡＤｃｍｄを通知する。この通知によって、各モータ装置２０のアドレス制御部３４１は、アドレス設定モードにおける処理を開始する。なお、このように各モータ装置２０を同時に制御するため、ホスト装置１０から全てのモータ装置２０に対して共通のシリアルデータを伝送するような同時制御モードを設けておくことが好ましい。

このようにして、アドレス設定モードになると、各モータ装置２０のアドレス制御部３４１は、切替信号ｓｅｌにより、アドレス制御部３４１からの信号を選択するようにセレクタ３３１およびセレクタ３３２を切り替える。このような切り替えにより、ホスト装置１０は最上流側のモータ装置２０のみとシリアル通信バス１１を介した通信が可能な接続構成となる。また、各モータ装置２０については、上流側からのシリアルデータの中継を切断し、隣あったアドレス制御部３４１どうしが、シリアル通信バス１１を介して通信可能な接続構成となっている。

このようにアドレス制御部３４１がセレクタ３３１およびセレクタ３３２を設定した後、ホスト装置１０は、アドレス設定情報として初期値とするようなアドレスの値＃０を送出する。このとき、ホスト装置１０は、シリアル通信バス１１を介して最上流側のモータ装置２０とのみ通信可能である。すなわち、ホスト装置１０が送出したアドレスの値＃０は、最上流側の入力処理部３１のみに通知される。

最上流側のアドレス制御部３４１は、このようにして通知されたアドレスの値＃０を入力処理部３１から読み込み、このアドレスの値＃０をアドレス生成部３４２に通知する。アドレス生成部３４２は、まず、このアドレスの値＃０を自己のアドレス＃０とすることで、自己のアドレスを生成する。さらに、アドレス生成部３４２は、アドレスデータＡｄｒＲとしてこのアドレス＃０をアドレス設定部３４３に通知する。アドレス設定部３４３は、このアドレス＃０をアドレスメモリ４１に設定する。このようにして、最上流側のモータ装置２０にはアドレス＃０とするようなアドレスが設定される。

さらに、アドレス生成部３４２は、次段に通知するためのアドレスデータＡｄｒＴを生成する。具体的な一例として、アドレス生成部３４２は、このアドレスの値＃０に所定の値を加算した値＃１とするアドレスデータＡｄｒＴを生成する。そして、アドレス生成部３４２は、値＃１とするアドレスデータＡｄｒＴをアドレス制御部３４１に通知する。この後、アドレス制御部３４１は、セレクタ３３２にクロックを供給するとともに、そのクロックに同期して、値＃１とするアドレスデータＡｄｒＴに対応したシリアルデータをセレクタ３３１に供給する。これにより、アドレス設定情報としての値＃１とするアドレスデータＡｄｒＴが、最上流側のアドレス制御部３４１から次段のアドレス制御部３４１に通知される。最上流側のアドレス制御部３４１は、アドレスデータＡｄｒＴを次段のモータ装置２０に送出した後、切替信号ｓｅｌによりシリアル通信バス１１からの信号を選択するようにセレクタ３３１およびセレクタ３３２を切り替える。なお、最下流側となるモータ装置２０のアドレス設定が完了した後、このモータ装置２０の通信部２３がホスト装置１０にアドレス生成の完了を通知し、各モータ装置２０において切替信号ｓｅｌによりシリアル通信バス１１からの信号を選択するように、一斉にセレクタ３３１およびセレクタ３３２を切り替えるような構成でもよい。

次段のアドレス制御部３４１には、このようにして、値＃１とするアドレスデータＡｄｒＴが通知される。以下、上述した最上流側のモータ装置２０と同様にして、次段のアドレスメモリ４１にはアドレス＃１が設定される。さらに、その次のモータ装置２０には、このアドレスの値＃１に所定の値を加算した値＃２とするアドレスデータＡｄｒＴが通知される。

このように、本モータ駆動システムは、アドレス設定モードにおいて、最上流側となる一方端のモータ装置２０から他方端のモータ装置２０へ向けて、ホスト装置１０とシリアル通信接続を再開しながら、アドレス＃０、＃１、＃２、＃３とするようなアドレスが順番に生成され、設定される。すなわち、例えば、アドレス生成部３４２において、アドレスの値に加算する所定の値として値「１」としておく。そして、アドレス設定モードにおいて、ホスト装置１０がアドレスの値「０」を伝送すると、ホスト装置１０に最も近いモータ装置２０から順番に、０番地、１番地、２番地、３番地とするアドレスが設定されることになる。

以上説明したように、本実施の形態におけるモータ駆動システムは、モータ２９とモータ２９を駆動制御する駆動制御回路２１とを含むモータ装置２０を複数個配置するとともに、各モータ装置２０を制御するホスト装置１０を備え、ホスト装置１０と複数個のモータ装置２０の駆動制御回路２１とをシリアル通信バス１１で接続している。さらに、シリアル通信バス１１は、シリアルデータを伝送するシリアルデータラインＳＯ、ＳＩとクロック信号を伝送するクロックラインＣＬＫとを含む。また、駆動制御回路２１が、モータ２９の動作を制御するための制御信号を生成する制御部２５と、制御信号に基づきモータ２９を駆動する駆動部２６と、ホスト装置１０からシリアル通信バス１１を介してモータ２９を駆動制御するためのデータを含めたシリアルデータを中継するように順次直列に接続され、ホスト装置１０とのシリアル通信を行う通信部２３とを備えている。そして、本モータ駆動システムは、複数個直列に配置されたモータ装置２０における一方端の通信部２３から他方端の通信部２３へ向けて、それぞれの通信部２３が順番にそれぞれを識別するためのアドレスを生成するアドレス生成機能を有している。

また、本実施の形態におけるモータ装置２０は、通信部２３が、シリアル通信バス１１から受け取ったアドレス設定情報に基づき自己のアドレスを設定するとともに、設定したアドレスに関する情報をアドレス設定情報としてシリアル通信バス１１を介して送出する。

また、本実施の形態におけるモータ駆動システムは、アドレス生成機能を有効にするアドレス設定モードを有している。そして、アドレス設定モードが開始されると、本モータ装置２０の通信部２３のそれぞれは、少なくともシリアルデータの中継を切断し、アドレス設定情報がシリアルデータラインＳＯを介して次段の通信部２３に送出されるように切り替えるよう構成されている。

このため、本実施の形態におけるモータ駆動システムによれば、それぞれのモータ装置２０においてアドレスを自動的に生成できるため、アドレスを設定するためのビットスイッチなどは必要なく、またビットスイッチを設定操作する必要もない。また、アドレス設定モードにおいて、シリアルデータの中継が切断されるため、アドレスが未確定のモータ装置２０との通信も切断され、誤動作などを防止できる。また、通常モードにおいては、モータ装置２０それぞれに対してアドレスが自動的に設定されるため、速度の低下を招くことなく複数のモータ装置２０を制御することができる。また、本実施の形態におけるモータ装置２０は、例えば生産段階においてはアドレス区分などの必要がないため、生産や部品管理としての効率化をも図ることができる。このように、本発明によれば、ビットスイッチなどによるモータ装置側でのアドレス設定の必要をなくすとともに、容易かつ即座に個別のモータ装置とのシリアル通信を可能とすることができる。

なお、本実施の形態では、通信部２３が、アドレスの設定を指令するコマンドに応答して、シリアルデータの中継を切断するような構成例を挙げて説明したが、例えば、シリアルデータラインの入力レベルに基づき、シリアルデータの中継を切断するような構成とすることも可能である。

すなわち、最上流となるモータ装置２０のデータ入力端子ＳＩＨを、例えば、「Ｈ」レベルにプルアップしおく。さらに、例えば、電源をオンにすると、データ出力端子ＳＯＬからは「Ｌ」レベルの信号が出力され、アドレス生成が完了すると、「Ｈ」レベルを出力するような構成とする。また、ここで、データ入力端子ＳＩＨの入力レベルにおいて、「Ｈ」レベルのときアドレス生成が有効を示し、「Ｌ」レベルのとき無効とする。そして、データ入力端子ＳＩＨの入力レベルにおいて「Ｈ」レベルが継続するとき、モータ装置２０は最上流側であると認識し、アドレス設定情報の初期値をデータ出力端子ＳＯＬから出力し、その後、アドレス生成が完了したことを示す「Ｈ」レベルを出力する。また、次段のモータ装置２０は、データ入力端子ＳＩＨの入力レベルが「Ｈ」レベル変化したことを検知するとともに、最上流側からのアドレス設定情報を取り込む。次段以降のモータ装置２０も同様の動作を行う。

このような構成とすることにより、電源をオンするとともに、各モータ装置２０は、入力レベルを参照して、アドレス生成の開始を判定できる。また、最上流となるモータ装置２０は、データ入力端子ＳＩＨが「Ｈ」レベルにプルアップされているため、自己が最上流であることを認識できる。このため、アドレスの設定を指令するコマンドに代えて、電源のオン時やリセット時に、最上流となるモータ装置２０から下流側へと順次アドレスの生成を実行させることが可能となる。この場合、ホスト装置１０が、アドレスの設定を指令する必要はないため、ホスト装置１０の処理負荷を低減できる。また、停電などの電源遮断からの復帰時にも、自動的にアドレスが再設定されることになり、より信頼性を高めることができる。

また、本実施の形態では、次段に通知するアドレス設定情報に含むアドレスデータの生成手法として、自己のアドレスの値に所定の値を加算する加算演算を行うことで次段へのアドレスを生成する一例を挙げて説明したが、例えば、自己のアドレスの値から所定の値を減算する減算演算を行うような構成であってもよい。すなわち、あらかじめ定めた所定の演算に従って、それぞれのモータ装置のアドレスをそれぞれ異なる値とするようなアドレスデータの生成手法であればよい。

また、本実施の形態では、各モータ装置において、前段から通知されたアドレス設定情報を自己のアドレスとし、自己のアドレスに所定の演算を施した値を次段のアドレスとして次段に送出するような構成例を挙げて説明した。これに代えて、前段から通知されたアドレス設定情報に含まれるアドレスの値に所定の演算を施した値を自己のアドレスとし、この自己のアドレスを含めてアドレス設定情報として次段に送出するような構成であってもよい。

また、本実施の形態では、ホスト装置に接続された最上流側のモータ装置から下流側に向けて順番にアドレスを生成するような一例を挙げて説明したが、ホスト装置にデータを通知するデータ入力ラインを利用して、最下流側のモータ装置から上流側に向けて順番にアドレスを生成するような構成とすることも可能である。

また、本実施の形態では、アドレスメモリがＲＡＭのような書き換え可能な揮発性メモリとした例を挙げて説明した。これに代えて、例えば、モータ装置の生産段階では、アドレスメモリを未書込みのＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリなどとしておき、各モータ装置を機器に組み込んだ段階で、アドレス設定モードを動作させ、アドレスメモリにアドレスを設定するような構成としてもよい。このような構成とすることによっても同様の効果が得られるとともに、機器の電源を立ち上げるたびにアドレス設定モードを動作させる必要がなくなる。

また、本実施の形態では、同一品種の複数のモータ装置を配置するような一例を挙げて説明したが、異なる品種のモータ装置を含めてもよく、また、それぞれが異なるモータ装置を備えたモータ駆動システムに対しても本発明を適用することができる。

また、本実施の形態では、データ出力ラインＳＯ、データ入力ラインＳＩおよびクロックラインＣＬＫとする３つの信号線で少なくとも構成されるような一例を挙げて説明したが、信号線の本数などは限定されず、ホスト装置と各モータ装置とがシリアルデータにより通信するような構成であれば本発明を適用することができる。

また、本実施の形態では、シリアルデータとともにクロックが伝送されるような一例を挙げて説明したが、クロックは常に連続して伝送され、シリアルデータが必要に応じて不連続に伝送されるようなシリアル通信方式にも適用することができる。また、本実施の形態の構成でクロックが常に連続して伝送されるような場合、転送処理部のクロック切り替えのためのセレクタは必要なく、転送処理部が、シリアル通信バスのシリアルデータとアドレス制御部からのアドレスの値を示すシリアルデータとを切り替えるのみの構成でよい。

また、本実施の形態では、回転動作を行うモータの例を挙げて説明したが、例えばリニアモータなど回転以外の動作を行うモータであってもよい。

また、本実施の形態では、速度制御部が速度指令データおよび速度検出信号ＦＧに基づくフィードバックループ制御によりモータの回転速度を制御するような例を挙げて説明したが、速度指令データに基づき直接にモータの回転速度が駆動制御されるような構成であってもよい。空調機器用のファンモータ駆動や燃焼用ファンモータを搭載した給湯機、空気清浄機などでは、このような直接モータを駆動する制御方式が利用されており、これらの機器において複数のモータを使用する場合などにも、本発明を適用することができる。

（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２におけるモータ駆動システムの構成を示すブロック図である。

図４に示すように、本モータ駆動システムは、モータ１２９とモータ１２９を駆動制御する駆動制御回路１２１とを含むモータ装置１２０を複数個配置するとともに、各モータ装置１２０を制御するホスト装置１１０を備えている。そして、ホスト装置１１０と複数個のモータ装置１２０の駆動制御回路１２１とは、シリアル通信バス１１１を介してシリアル通信接続されている。図４では、ホスト装置１１０が、３個のモータ装置１２０を制御するような一例を示しており、それぞれのモータ装置１２０は同一品種である。

ホスト装置１１０は、例えば、モータ装置１２０が搭載される機器に備えられ、マイコン（マイクロコンピュータ）あるいはＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などで構成される。このようなホスト装置１１０から、シリアル通信バス１１１を介して、モータ装置１２０の速度などを制御するための各種データが各モータ装置１２０に通知される。また、逆に、モータ１２９の回転数に関するデータなどが各モータ装置１２０から、シリアル通信バス１１１を介して、ホスト装置１１０に通知される。

また、各モータ装置１２０において、駆動制御回路１２１は、シリアル通信バス１１１に接続された通信部１２３、モータ装置１２０を動作させるための各種パラメータが設定されたパラメータ設定部１２４、モータ１２９の回転を制御する制御部１２５、およびモータ１２９を駆動する駆動部１２６を備えている。

通信部１２３は、ホスト装置１１０から、それぞれがシリアル通信バス１１１を介して順次直列接続となるように接続されている。通信部１２３は、このようなシリアル通信バス接続された構成によって、ホスト装置１１０とのシリアル通信を行う。

パラメータ設定部１２４は、シリアル通信バス１１１を介して通信部１２３に伝送されるシリアルデータから、自己宛のデータを取得する。パラメータ設定部１２４は、取得した各種データを、制御パラメータや駆動パラメータなどに区分してメモリなどの記憶部に記憶する。このようにして、パラメータ設定部１２４には、各種パラメータなどのデータが設定される。

制御部１２５は、モータ装置１２０内における各種制御や処理などを行う。例えば、制御部１２５は、パラメータ設定部１２４に設定されたパラメータや指令情報を用いて、回転を制御するための制御信号を生成し、この制御信号によりモータ１２９の回転動作を制御する。そして、駆動部１２６は、制御部１２５からの制御信号に基づきモータ１２９を駆動する。

また、本実施の形態では、シリアル通信バス１１１が、データ伝送ラインＳＯ、データ帰還ラインＳＩ、クロックラインＣＬＫおよびシリアル制御ラインＥＮとする４つの信号線で構成されるような一例を挙げている。データ伝送ラインＳＯは、シリアルデータを伝送するシリアルデータラインである。データ伝送ラインＳＯは、ホスト装置１１０から最上流側のモータ装置１２０を接続し、順番に各モータ装置１２０を直列に接続するように構成される。さらに、データ帰還ラインＳＩは、最下流側のモータ装置１２０からホスト装置１１０へと接続し、このような接続によって、データ伝送ラインＳＯを介して伝送されたシリアルデータがホスト装置１１０に帰還する。また、クロックラインＣＬＫには、ホスト装置１１０からシリアルデータに同期したクロックが伝送される。そして、シリアル制御ラインＥＮには、各モータ装置１２０を選択するためのシリアル制御信号が伝送される。

このようなシリアル通信バス１１１の構成において、ホスト装置１１０がクロックとともにシリアルデータを送出すると、ホスト装置１１０とバス接続された最上流側となるモータ装置１２０の通信部１２３にクロックとシリアルデータとが伝送される。この最上流側の通信部１２３は、受け取ったクロックとシリアルデータとを、次段の通信部１２３へ転送する。このようにして、ホスト装置１１０から、一方端となる最上流側の通信部１２３、その後段の通信部１２３へと、他方端となる最下流側の通信部１２３に向けて、各通信部１２３を介しながら、データ伝送ラインＳＯを通してシリアルデータが伝送される。さらに、最下流側のモータ装置１２０が受け取ったシリアルデータは、データ帰還ラインＳＩを介してホスト装置１１０に伝送される。このように、ホスト装置１１０から伝送されたシリアルデータがホスト装置１１０へと帰還するように、シリアルデータラインが環状に構成されている。また、モータ装置１２０からホスト装置１１０に通知するようなデータは、後段のモータ装置１２０を接続するデータ伝送ラインＳＯを介し、さらにデータ帰還ラインＳＩを介してホスト装置１１０に通知される。

さらに、シリアル通信バス１１１のシリアル制御ラインＥＮを介して、ホスト装置１１０から各モータ装置１２０に対してシリアル制御信号が伝送される。シリアル制御ラインＥＮは、モータ装置１２０を選択するために設けたバスラインである。詳細については以下で説明するが、本実施の形態のモータ駆動システムは、各モータ装置１２０に対して個別にシリアルデータを伝送する個別伝送モードと、各モータ装置１２０の全てに対してシリアルデータを伝送する共通伝送モードとを有している。

個別伝送モードの場合、シリアル制御ラインＥＮを介して、１つのモータ装置１２０を特定するためのシリアル制御信号がモータ装置１２０ごとに順番に伝送される。より具体的には、個別伝送モードの場合、シリアル制御ラインＥＮがシフトレジスタ状に接続され、ホスト装置１１０がシリアル制御信号として送出したパルスが、各モータ装置１２０に順番に伝送される。また、シリアル制御信号が所定のモータ装置１２０に伝送されたタイミングにあわせて、上述したようなシリアルデータおよびクロックが、各モータ装置１２０へと伝送され、シリアル制御信号を受け取っているモータ装置１２０がシリアルデータを取り込む。このようにして、ホスト装置１１０から特定のモータ装置１２０に対してシリアルデータが伝送される。

また、共通伝送モードの場合、シリアル制御ラインＥＮを介して、全てのモータ装置１２０を選択するためのシリアル制御信号が各モータ装置に伝送される。より具体的には、共通伝送モードの場合、シリアル制御ラインＥＮは信号が共通に伝送されるように直列に接続される。このため、ホスト装置１１０がシリアル制御信号として出力した信号レベルが直接に各モータ装置１２０に伝送される。これとともに、上述したようなシリアルデータおよびクロックが各モータ装置１２０へと伝送される。すなわち、全てのモータ装置１２０は、直接にこの信号レベルを受け取っているため、全てのモータ装置１２０に対して、シリアルデータの取り込みが可能となるようにできる。このようにして、ホスト装置１１０から全てのモータ装置１２０に対してシリアルデータが伝送される。

図５は、本発明の実施の形態におけるモータ駆動システムのモータ装置１２０の詳細な構成を示すブロック図である。

図５に示すような構成により、駆動制御回路１２１がモータ１２９を駆動制御する。本実施の形態では、モータ１２９が駆動制御回路１２１により正弦波駆動や矩形波駆動されるブラシレスＤＣモータである一例を挙げて説明する。また、駆動制御回路１２１の機能の一部あるいは全部は、１つまたは複数の集積回路装置により実現され、駆動制御回路１２１の機能を実現する回路素子がプリント基板上に形成される。本実施の形態では、図５に示すように、駆動制御回路１２１の機能の全部が集積回路装置３２１により実現された一例を挙げている。そして、モータ装置１２０は、このようなプリント基板が、モータ１２９に内蔵または一体化されている。

モータ１２９は、可動子と、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相とする３相の駆動巻線とを有している。各駆動巻線には、駆動制御回路１２１から、それぞれ駆動電圧Ｕ、ＶおよびＷが供給される。また、モータ１２９の近辺には、モータ１２９の速度を検出する速度検出器１９１、およびモータ１２９の可動子の位置を検出する位置検出器１９２が配置されている。速度検出器１９１は、検出した速度を示す速度検出信号ＦＧを駆動制御回路１２１に通知する。位置検出器１９２は、検出した位置を示す位置検出信号ＣＳを駆動制御回路１２１に通知する。

ところで、このように正弦波駆動されるブラシレスＤＣモータは、回転速度むらの低減や、低騒音・高効率駆動などの高い性能が、広い回転速度範囲で要求されることが多くなってきている。これらの要求を実現するためには、各回転速度ごとにきめ細かく多くの制御パラメータや駆動パラメータを設定する必要がある。このため、シリアル通信バスを利用してブラシレスＤＣモータを制御することにより、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、より一層の制御性能、低騒音・高効率駆動性能を高めることが可能になる。

一方、図５に示すように、駆動制御回路１２１のクロック入力端子ＣＩには、ホスト装置１１０あるいは前段のモータ装置１２０である上流側から、クロックラインＣＬＫを通して、クロックが供給される。また、データ入力端子ＳＩＨには、データ伝送ラインＳＯを通して、シリアルデータが供給される。制御信号入力端子ＥＮＨには、シリアル制御ラインＥＮを通して、シリアル制御信号が供給される。

また、駆動制御回路１２１のクロック出力端子ＣＯは、クロックラインＣＬＫを通して、下流側となる後段のモータ装置１２０へと、ホスト装置１１０からのクロックを出力する。また、データ出力端子ＳＯＬは、データ伝送ラインＳＯを通して、下流側となる後段のモータ装置１２０へと、ホスト装置１１０からのシリアルデータを出力する。なお、最下流側となるモータ装置１２０のデータ出力端子ＳＯＬは、上述したように、データ帰還ラインＳＩを介してホスト装置１１０に接続される。また、制御信号出力端子ＥＮＬは、シリアル制御ラインＥＮを通して、下流側となる後段のモータ装置１２０へと、ホスト装置１１０からのシリアル制御信号を出力する。

次に、通信部１２３は、データ入力端子ＳＩＨに供給されたシリアルデータの処理を行う入力処理部１３１、ホスト装置１１０にシリアルデータを通知する処理を行う出力処理部１３２、シリアルデータおよびシリアル制御信号を下流側へと転送するなどの処理を行う転送処理部１３３、入力処理部１３１に供給されたシリアルデータを取り込む取込部１３４、および取込部１３４が取り込んだコマンドデータに従って転送処理部１３３を制御するモード判定部１３５を備えている。

入力処理部１３１は、クロック入力端子ＣＩに供給されたクロックに従って、データ入力端子ＳＩＨに供給されるシリアルデータを取り込む。入力処理部１３１は、取り込んだシリアルデータをパラレル変換し、パラレル変換したデータを入力データとして、取込部１３４に供給する。

取込部１３４は、入力処理部１３１から供給された入力データの解読を行う。取込部１３４は、制御信号入力端子ＥＮＨに供給されているシリアル制御信号を参照し、シリアル制御信号が自己を特定するレベルであると判断すると、供給されている入力データを取り込む。取込部１３４は、取り込んだデータの種別に応じて、パラメータ設定部１２４あるいは制御部１２５に取り込んだデータを転送する。

なお、シリアル通信バス１１１を介して伝送されるシリアルデータは、パラメータとして設定するなどの通常のデータに加えて、直接に動作を指令するコマンドデータなども含まれる。例えば、モータ装置１２０を初期状態に戻すようなリセットコマンドがホスト装置１１０からシリアルデータとして送出されると、モータ装置１２０はそのコマンドデータを解析し自己を初期状態に戻す。また、このようなコマンドデータについては、シリアル制御信号のレベルに関係なく取り込むような構成としてもよい。また、特に、本実施の形態では、コマンドデータの１つとして、個別伝送モードであるか共通伝送モードであるかを示す伝送モードコマンドが含まれる。取込部１３４は、この伝送モードコマンドがホスト装置１１０から伝送されたと判定すると、その伝送モードコマンドをモード判定部１３５に通知する。

モード判定部１３５は、取込部１３４から通知された伝送モードコマンドを解析し、ホスト装置１１０から、個別伝送モードと指令されたか共通伝送モードと指令されたかを判定し、その判定結果を転送処理部１３３に通知する。

転送処理部１３３は、モード判定部１３５の判定結果に従って、次段に伝送するシリアルデータおよびシリアル制御信号を切り替える。

個別伝送モードの場合、転送処理部１３３は、制御信号入力端子ＥＮＨに供給されているシリアル制御信号をシフトレジスタなどに取り込み、シフトレジスタの出力信号が制御信号出力端子ＥＮＬから出力されるような構成となる。これにより、複数のモータ装置１２０を直列となるように接続すると、シリアル制御ラインＥＮは、シリアル制御信号を順次遅延させるようなシフトレジスタ状に接続された構成となる。これにより、ホスト装置１１０がシリアル制御信号として送出するパルスを、各モータ装置１２０に順番に伝送することができる。すなわち、このようにして、ホスト装置１１０は所望のモータ装置１２０を特定することができる。

また、共通伝送モードの場合、転送処理部１３３は、制御信号入力端子ＥＮＨに供給されているシリアル制御信号がそのまま制御信号出力端子ＥＮＬから出力されるような構成となる。これにより、複数のモータ装置１２０を直列となるように接続すると、ホスト装置１１０がシリアル制御信号として出力した信号レベルが直接に各モータ装置１２０に伝送される。すなわち、このようにして、ホスト装置１１０は全てのモータ装置１２０が共通となるように選択することができる。

また、出力処理部１３２には、ホスト装置１１０に通知するためのデータが制御部１２５から供給される。出力処理部１３２は、ホスト装置１１０に通知するためのデータをシリアルデータに変換する。変換されたシリアルデータは、転送処理部１３３に供給され、さらに、データ出力端子ＳＯＬからデータ伝送ラインＳＯに出力される。このように、ホスト装置１１０に通知するためのデータは、下流側に伝送され、最下流側のモータ装置１２０のデータ出力端子ＳＯＬからデータ帰還ラインＳＩを介してホスト装置１１０まで伝送される。

本実施の形態のモータ駆動システムは、シリアル制御ラインＥＮを上述したように切り替え可能としたことを特徴としており、これによって、個別のモータ装置１２０を特定したり、全てのモータ装置１２０を選択したりすることを可能としている。

また、本モータ駆動システムは、上述のようにして個別のモータ装置１２０を特定できるため、ビットスイッチなどによるアドレス設定の必要はない。さらに、このようにしてビットスイッチなどの部品を削減することで、駆動制御回路１２１をモータ１２９に内蔵または一体化したようなモータ装置１２０の小型化を図っている。そして、駆動制御回路１２１を集積回路装置により実現する場合、アドレスを設定するためのピンなどの必要はないため、これによってピン数を削減している。

また、このような構成とすることにより、機器に組み込む各モータ装置１２０の共用化が図れるため、例えばモータ装置１２０の生産段階やモータ装置１２０を機器に組み込む段階などにおいて、モータ装置１２０のアドレスを区分する必要がなく、これによって、生産や部品管理の効率化を図ることができる。

次に、パラメータ設定部１２４は、シリアル通信バス１１１を介して通知されたデータを記憶する設定メモリ１４４を備えている。設定メモリ１４４には、取込部１３４により格納される各種動作を設定するためのデータが記憶される。設定メモリ１４４が記憶するデータとしては、制御動作を設定するための制御動作設定データ、駆動動作を設定するための駆動動作設定データ、パワー部の動作を設定するためのパワー部動作設定データ、起動時の遅延時間を設定するための起動遅延設定データ、保護動作を設定するための保護動作設定データ、一連の動作を設定するための一連動作設定データ、および省エネルギーに関する動作を設定するための省エネ設定データなどが含まれる。

さらに、制御動作設定データとしては、回転速度やこれに対応した制御ゲインのような制御パラメータに関するデータ、指令した回転速度に達したこと示す回転情報ＬＤに対してのその検出範囲を示すデータなどが含まれる。駆動動作設定データとしては、回転速度とこれに対応した進角値、モータ１２９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が含まれる。パワー部動作設定データとしては、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が含まれる。保護動作設定データは、保護機能の有効／無効、動作閾値などのパラメータ設定を示すデータなどが含まれる。一連動作設定データとしては、例えば「起動→所望速度での回転→ブレーキ減速→停止→再起動」のような一連動作を指令するデータなどが含まれる。

次に、制御部１２５は、モータ１２９の回転速度に関する制御を行う速度制御部１５１、モータ装置１２０の基本動作に関する処理を行う基本動作処理部１５２、出力処理部１３２を介しホスト装置１１０に対してフィードバック要求の処理を行うＦＢ要求処理部１５３、およびフィードバック要求のためのデータや指令した回転速度に達したこと示す回転情報ＬＤを記憶するＦＢ情報メモリ１５４を備えている。

速度制御部１５１は、設定メモリ１４４に記憶された駆動動作設定データから、制御パラメータとしての各データを取り込む。これにより、速度制御部１５１には、速度制御信号を生成するために必要となる制御ゲインなどの回転制御のための制御パラメータが設定される。速度制御部１５１は、このようにして制御パラメータが設定された状態で、ホスト装置１１０から通知される速度指令データおよび速度検出器１９１から通知される速度検出信号ＦＧに基づきモータ１２９の回転速度を制御するための速度制御信号を生成する。そして、速度制御部１５１は、このように生成した速度制御信号を駆動部１２６に供給する。

基本動作処理部１５２は、取込部１３４から通知された基本動作指令に従って、モータ装置１２０の基本動作としての起動／停止、ブレーキ動作／解除、正転／逆転などを制御する。また、ＦＢ要求処理部１５３は、速度制御部１５１や駆動部１２６から取得した所定のデータをＦＢ情報としてＦＢ情報メモリ１５４に格納する。このＦＢ情報は、ホスト装置１１０に通知するためのデータであり、出力処理部１３２およびシリアル通信バス１１１のデータ帰還ラインＳＩを介してホスト装置１１０に通知される。また、速度制御部１５１は、ホスト装置１１０から通知された速度指令データが示す速度と速度検出器１９１が検出した速度とが等しい速度になったかどうかを判定する機能を有している。速度制御部１５１は、この判定結果を、指令した回転速度に達したこと示す回転情報ＬＤとしてＦＢ情報メモリ１５４に格納する。このような回転情報ＬＤも上述のようにしてホスト装置１１０に通知する。特に、このような回転情報ＬＤは回転制御を行う上でリアルタイム性が必要であるため、優先してホスト装置１１０に通知するような構成とすることが好ましい。

次に、駆動部１２６は、速度制御部１５１からの速度制御信号に従ってモータ１２９を正弦波駆動するための正弦波駆動信号を生成する正弦波駆動部１６１、正弦波駆動信号に基づきモータ１２９の各駆動巻線に駆動電圧Ｕ、ＶおよびＷを供給するパワー部１６２、およびパワー部１６２の保護を行う保護部１６３を備えている。また、正弦波駆動部１６１は、正弦波駆動信号を生成するためのパルス幅変調（ＰＷＭ）回路を有している。そして、パワー部１６２は、モータ１２９を駆動するため、直流電力を交流の駆動電力に変換するインバータを有している。

正弦波駆動部１６１は、速度制御部１５１からの速度制御信号に応じた振幅、および位置検出器１９２からの位置検出信号ＣＳに応じた位相の正弦波状の波形信号を生成する。さらに、正弦波駆動部１６１は、生成した波形信号によりパルス幅変調した駆動パルス信号を生成する。生成された駆動パルス信号は正弦波駆動信号としてパワー部１６２に供給される。

パワー部１６２において、正弦波駆動信号によりインバータが駆動される。これにより、パワー部１６２から、正弦波駆動信号に応じたパルス状の駆動電圧Ｕ、ＶおよびＷが出力される。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た信号である。このため、パルス幅変調の原理から、平均値的には、この波形信号に応じた正弦波状の電圧となる駆動電圧Ｕ、ＶおよびＷが、それぞれの駆動巻線に供給されることになる。

次に、本実施の形態のモータ駆動システムの動作について、本発明の特徴とする個別伝送モードと共通伝送モードとの切り替え動作を中心に説明する。

図６は、本発明の実施の形態におけるモータ駆動システムの要部を示すブロック図である。以下、図６を参照しながら本モータ駆動システムの個別伝送モードおよび共通伝送モードにおける動作について説明する。

まず、図６に示すように、転送処理部１３３は、制御信号入力端子ＥＮＨに供給されているシリアル制御信号を取り込むシフトレジスタ４３３、モード判定部１３５の判定結果に応じてシリアル通信バス１１１からの信号と出力処理部１３２からの信号とを切り替えて出力するセレクタ４３１、およびモード判定部１３５の判定結果に応じて制御信号入力端子ＥＮＨからの信号とシフトレジスタ４３３からの信号とを切り替えて出力するセレクタ４３２を有している。

このような構成において、まず、各駆動制御回路１２１におけるモード判定部１３５は、取込部１３４から通知された伝送モードコマンド、および取込／読出モードコマンドを解析し、ホスト装置１１０からの指令を判定し、その判定結果を転送処理部３３に通知する。

まず、取込／読出モードコマンドにおいて、取込モードと判定した場合、次のような処理を行う。なお、取込モードは、ホスト装置１１０からのシリアルデータをモータ装置１２０が取り込むモードである。

モード判定部１３５の判定結果が取込モード、かつ個別伝送モードの場合、転送処理部１３３は、制御信号入力端子ＥＮＨに供給されているシリアル制御信号をシフトレジスタ４３３に取り込む。さらに、セレクタ４３２は、シフトレジスタ４３３からの信号を選択して出力する。また、セレクタ４３１は、データ入力端子ＳＩＨからの信号を選択して出力する。

これにより、個別伝送モードの場合、各駆動制御回路１２１のシフトレジスタ４３３が直列となるように接続される。すなわち、シリアル制御ラインＥＮは、シフトレジスタ状に接続された構成となる。これにより、ホスト装置１１０がシリアル制御信号としてパルス信号を送出すると、そのパルスが遅延しながら各モータ装置１２０に順番に伝送されることになる。すなわち、このようにして、ホスト装置１１０は所望のモータ装置１２０を順次特定していくことができる。また、特定されたタイミングにあわせて、ホスト装置１１０がクロックとともにシリアルデータを送出することにより、所望のモータ装置１２０がシリアルデータを取り込む。

また、モード判定部１３５の判定結果が取込モード、かつ共通伝送モードの場合、セレクタ４３２は、制御信号入力端子ＥＮＨからの信号を選択して出力する。また、セレクタ４３１は、データ入力端子ＳＩＨからの信号を選択して出力する。これにより、複数のモータ装置１２０を直列となるように接続すると、ホスト装置１１０がシリアル制御信号として出力した信号レベルが直接に各モータ装置１２０に伝送される。すなわち、このようにして、ホスト装置１１０は全てのモータ装置１２０が共通となるように選択することができる。また、このタイミングにあわせて、ホスト装置１１０がクロックとともにシリアルデータを送出することにより、全てのモータ装置１２０がシリアルデータを取り込む。

次に、取込／読出モードコマンドにおいて、読出モードと判定した場合、次のような処理を行う。なお、読出モードは、所望のモータ装置１２０からのシリアルデータをホスト装置１１０が読み出すモードである。

モード判定部１３５の判定結果が読出モードの場合、ホスト装置１１０が特定するモータ装置１２０からのシリアルデータを、ホスト装置１１０が読み出すような動作を行う。読出モードにおいては、転送処理部１３３は、制御信号入力端子ＥＮＨに供給されているシリアル制御信号をシフトレジスタ４３３に取り込む。さらに、セレクタ４３２は、シフトレジスタ４３３からの信号を選択して出力する。さらに、モード判定部１３５は、まず、シリアル制御信号を参照して、シリアル制御信号が有効を示すときセレクタ４３１が出力処理部１３２からの信号を選択し、シリアル制御信号が無効を示すときセレクタ４３１がデータ入力端子ＳＩＨからの信号を選択するよう切り替える。これにより、シリアル制御信号が所望のモータ装置１２０に伝送されると、所望のモータ装置１２０がシリアル制御信号により特定され、さらに出力処理部１３２からのシリアルデータが後段のモータ装置１２０を介してホスト装置１１０に通知されるような構成となる。これにより、ホスト装置１１０は、特定のモータ装置１２０のデータを読み出すことができる。

次に、ホスト装置１１０からのシリアルデータをモータ装置１２０が取り込む取込モードの具体的な一例を挙げる。

例えば、取込部１３４は、制御信号入力端子ＥＮＨのレベルが「Ｈ」レベルであるときデータの取り込みを行わず、「Ｌ」レベルであるときデータの取り込みを行うような構成とした場合、各通信部１２３は次のように動作する。

個別伝送モードの場合、ホスト装置１１０は、取込モード、および個別伝送モードを指令する伝送モードコマンドを伝送した後、シリアル制御ラインＥＮに対して、レベルが「Ｈ」、「Ｌ」、「Ｈ」と変化するようなシリアル制御信号を出力する。このような信号が遅延されながら下流側のモータ装置１２０へと伝送される。例えば、最上流側の次の通信部１２３の制御信号入力端子ＥＮＨ２には、所定の期間だけ遅れてこのようなシリアル制御信号が通知される。通信部１２３は、このようなシリアル制御信号を参照し、シリアル制御信号が「Ｈ」レベルのとき選択されていないと認識し、「Ｌ」レベルのとき自己が選択されていると認識する。そして、このようなシリアル制御信号が下流側へと伝送されていく。そして、シリアル制御信号により選択されたタイミングにあわせて、ホスト装置１１０からシリアルデータが出力される。これによって、シリアル制御信号により選択されたモータ装置１２０の通信部１２３にそのシリアルデータが取り込まれる。

なお、以上の説明では、シリアル制御信号は、各通信部１２３に設けたシフトレジスタ４３３により下流側へと伝送される例を挙げて説明したが、シフトレジスタ４３３に代えて次のような構成も可能である。すなわち、シリアル制御信号の立上りを検出して、「Ｌ」レベルを出力するとともに、１つのモータ装置１２０に対応した所定の期間分だけカウントし、カウントし終えると「Ｈ」レベルを出力する。このような構成の回路をシフトレジスタ４３３に代えて設けておく。これによっても、シリアル制御信号が下流側へと伝送される。

また、共通伝送モードの場合、ホスト装置１１０は、共通伝送モードを指令する伝送モードコマンドを伝送した後、シリアル制御ラインＥＮに対して、レベルが「Ｌ」となるシリアル制御信号を出力する。すると、全てのモータ装置１２０の制御信号入力端子ＥＮＨは「Ｌ」レベルとなる。このため、全てのモータ装置１２０の取込部１３４が伝送されるシリアルデータを取り込むものと認識する。その後、ホスト装置１１０から、各モータ装置１２０にシリアルデータおよびクロックが伝送されると、各取込部１３４が伝送されたシリアルデータのデータを取り込み、これによって、全てのモータ装置１２０に対して一度の操作で共通したデータを設定することができる。

以上説明したように、本実施の形態におけるモータ駆動システムは、モータ１２９とモータ１２９を駆動制御する駆動制御回路１２１とを含むモータ装置１２０を複数個配置するとともに、各モータ装置を制御するホスト装置１１０を備え、ホスト装置１１０と複数個のモータ装置１２０の駆動制御回路１２１とをシリアル通信バス１１１で接続している。シリアル通信バス１１１は、シリアルデータを伝送するシリアルデータラインとシリアル制御信号を伝送するシリアル制御ラインとを含む。駆動制御回路１２１は、モータ１２９の回転を制御するための制御信号を生成する制御部１２５と、制御信号に基づきモータ１２９を駆動する駆動部１２６と、ホスト装置１１０からシリアル通信バス１１１を介して順次直列に接続され、ホスト装置１１０とのシリアル通信を行う通信部１２３とを備える。そして、通信部１２３は、シリアル制御信号のレベルに応じてシリアルデータを取り込むかどうかを判定する。

このため、例えば、ホスト装置１１０から各モータ装置１２０の通信部１２３に対して、１つのモータ装置１２０のみにおいてシリアル制御信号のレベルが他のモータ装置１２０と異なるように、シリアル制御信号を介してシリアル制御信号を伝送することにより個別のモータ装置１２０を選択できる。一方、ホスト装置１１０から各モータ装置１２０の通信部２３に対して、それぞれのモータ装置１２０においてシリアル制御信号のレベルが同一となるように、シリアル制御信号を介してシリアル制御信号を伝送することにより全てのモータ装置１２０を選択できる。

したがって、本実施の形態におけるモータ駆動システムによれば、アドレスを設定するためのビットスイッチなど必要なく、またビットスイッチを設定操作する必要もない。また、複数個のモータ装置に対して個別にシリアルデータを伝送する個別伝送モードと、複数個のモータ装置の全てに対してシリアルデータを伝送する共通伝送モードとを容易に切り替えることができるため、同じデータを伝送する場合には、容易かつ即座にそれぞれのモータ装置にそのデータを伝送できる。

また、各モータ装置は、例えば生産段階においてはアドレス区分などの必要がないため、生産や部品管理としての効率化をも図ることができる。このように、本発明によれば、ビットスイッチなどによるモータ装置側でのアドレス設定の必要をなくすとともに、同じデータを伝送する場合には、容易かつ即座に個別のモータ装置とのシリアル通信を可能とすることができる。

なお、本実施の形態では、同一品種の複数のモータ装置を配置するような一例を挙げて説明したが、異なる品種のモータ装置を含めてもよく、また、それぞれが異なるモータ装置を備えたモータ駆動システムに対しても本発明を適用することができる。

また、本実施の形態では、４つの信号線で構成されるような一例を挙げて説明したが、信号線の本数などは限定されず、ホスト装置と各モータ装置とがシリアルデータにより通信するような構成であれば本発明を適用することができる。

また、本実施の形態では、最下流側のモータ装置１２０が受け取ったシリアルデータがデータ帰還ラインＳＩを介してホスト装置１１０に帰還するような一例を挙げて説明したが、最下流側のモータ装置１２０が受け取ったシリアル制御信号もホスト装置１１０に帰還するような帰還ラインをさらに加えた構成としてもよい。このような構成とすることにより、ホスト装置１１０は、個別伝送モードにおけるシリアルデータ伝送の完了を認識することができる。

また、本実施の形態では、シリアルデータとともにクロックが伝送されるような一例を挙げて説明したが、クロックは常に連続して伝送され、シリアルデータが必要に応じて不連続に伝送されるようなシリアル通信方式にも適用することができる。

また、本実施の形態では、回転動作を行うモータの例を挙げて説明したが、例えばリニアモータなど回転以外の動作を行うモータであってもよい。

また、本実施の形態では、速度制御部が速度指令データおよび速度検出信号ＦＧに基づくフィードバックループ制御によりモータの回転速度を制御するような例を挙げて説明したが、速度指令データに基づき直接にモータの回転速度が駆動制御されるような構成であってもよい。空調機器用のファンモータ駆動や燃焼用ファンモータを搭載した給湯機、空気清浄機などでは、このような直接モータを駆動する制御方式が利用されており、これらの機器において複数のモータを使用する場合などにも、本発明を適用することができる。

本発明のモータ装置やモータ駆動システムは、モータ装置側でのアドレス設定の必要をなくすとともに、容易かつ即座にモータ装置とのシリアル通信が可能であり、このようなシリアル通信を利用して、各回転速度ごとにきめ細かく多くの制御パラメータや駆動パラメータを設定できる。このため、より高い性能が広い回転速度範囲で要求されるプリンタ、複写機、さらには、ハードディスク、光メディア機器などの情報機器などに使用されるモータ駆動システムやモータ装置に好適である。また、空調機器用のファンモータ駆動や燃焼用ファンモータを搭載した給湯機、空気清浄機などにも好適である。

Claims (31)

1. モータと前記モータを駆動制御する駆動制御回路とを含むモータ装置であって、
   前記駆動制御回路は、
   シリアル通信バスを介して送出されたシリアルデータを受信し、設定されたアドレスを参照して自己宛の前記シリアルデータを取り込むとともに、受信した前記シリアルデータを中継して送出する通信部を備え、
   前記通信部は、前記アドレスを生成し、設定するアドレス生成機能を有したことを特徴とするモータ装置。
2. 前記シリアル通信バスは、シリアルデータを伝送するシリアルデータラインとクロック信号を伝送するクロックラインとを含むことを特徴とする請求項１に記載のモータ装置。
3. 前記通信部は、前記シリアル通信バスから受け取ったアドレス設定情報に基づきアドレスを生成し、生成した前記アドレスを自己のアドレスとして設定するとともに、設定した前記アドレスに関する情報を前記アドレス設定情報として前記シリアル通信バスを介して送出することを特徴とする請求項２に記載のモータ装置。
4. 前記通信部は、前記アドレスの生成および設定が完了するまで、前記シリアルデータの中継を切断することを特徴とする請求項３に記載のモータ装置。
5. 前記通信部は、自己のアドレスを生成する指令に応答して、前記シリアルデータの中継を切断することを特徴とする請求項４に記載のモータ装置。
6. 前記通信部は、前記シリアルデータの中継を切断した後、前記アドレス設定情報が前記シリアルデータラインを介して送出されるように切り替え、その後、前記シリアルデータの中継ができるように切り替えることを特徴とする請求項５に記載のモータ装置。
7. 前記通信部は、前記シリアル通信バスから受け取った前記アドレス設定情報が示すアドレスを前記自己のアドレスとして設定するとともに、前記自己のアドレスの値に所定の演算を施した値を前記アドレス設定情報として前記シリアル通信バスを介して送出することを特徴とする請求項６に記載のモータ装置。
8. 前記通信部は、前記シリアル通信バスから受け取った前記アドレス設定情報が示すアドレスの値に所定の演算を施した値を前記自己のアドレスとして設定するとともに、前記自己のアドレスとして設定した値を前記アドレス設定情報として前記シリアル通信バスを介して送出することを特徴とする請求項６に記載のモータ装置。
9. 前記通信部は、シリアルデータラインの入力レベルに基づき、前記シリアルデータの中継を切断することを特徴とする請求項４に記載のモータ装置。
10. 前記通信部は、前記シリアルデータの中継を切断した後、前記アドレス設定情報が前記シリアルデータラインを介して送出されるように切り替え、その後、前記シリアルデータの中継ができるように切り替えることを特徴とする請求項９に記載のモータ装置。
11. 前記通信部は、前記シリアル通信バスから受け取った前記アドレス設定情報が示すアドレスを前記自己のアドレスとして設定するとともに、前記自己のアドレスの値に所定の演算を施した値を前記アドレス設定情報として前記シリアル通信バスを介して送出することを特徴とする請求項１０に記載のモータ装置。
12. 前記通信部は、前記シリアル通信バスから受け取った前記アドレス設定情報が示すアドレスの値に所定の演算を施した値を前記自己のアドレスとして設定するとともに、前記自己のアドレスとして設定した値を前記アドレス設定情報として前記シリアル通信バスを介して送出することを特徴とする請求項１０に記載のモータ装置。
13. 前記シリアルデータラインは、前記シリアルデータを前段側から受け取り後段側に送出する第１のデータラインと、前記シリアルデータを後段側から受け取り前段側に送出するとともに自己の前記シリアルデータも前段側に送出する第２のデータラインとで構成されることを特徴とする請求項３に記載のモータ装置。
14. 前記通信部は、前記第１のデータラインを介して前段側から受け取った前記アドレス設定情報に基づきアドレスを生成し、生成した前記アドレスの情報を前記第２のデータラインへと送出することを特徴とする請求項１３に記載のモータ装置。
15. 前記モータは、可動子と３相の駆動巻線とを有し、少なくとも正弦波駆動されるブラシレスＤＣモータであることを特徴とする請求項１に記載のモータ装置。
16. 請求項１から１５までのいずれか１項に記載のモータ装置を複数個、順次直列に配置するとともに、各モータ装置を制御するホスト装置を備え、前記ホスト装置と複数個の前記モータ装置の前記通信部とを前記シリアル通信バスで接続したことを特徴とするモータ駆動システム。
17. 複数個直列に配置された前記モータ装置における一方端の前記通信部から他方端の前記通信部へ向けて、前記通信部のそれぞれが順番にそれぞれを識別するためのアドレスを生成することを特徴とする請求項１６に記載のモータ駆動システム。
18. 前記ホスト装置から、前記ホスト装置と前記シリアル通信バスで直接接続された前記一方端の通信部に対して、まず、アドレス設定情報が送出され、前記他方端の通信部へ向けて、前記通信部のそれぞれが順番に前記アドレスを生成することを特徴とする請求項１７に記載のモータ駆動システム。
19. 前記アドレス生成機能を有効にするアドレス設定モードを有し、前記アドレス設定モードが開始されると、前記通信部のそれぞれが、少なくとも前記シリアルデータの中継を切断することを特徴とする請求項１８に記載のモータ駆動システム。
20. 前記通信部のそれぞれは、生成した前記アドレスの値を含むホスト通知情報を、前記ホスト装置に通知することを特徴とする請求項１９に記載のモータ駆動システム。
21. 前記他方端とする通信部は、後段側から前記シリアルデータを受け取る入力のレベルを判定することで、自己が他方端であることを判定し、少なくとも判定した結果情報を含むホスト通知情報として、前記ホスト装置に通知することを特徴とする請求項１９に記載のモータ駆動システム。
22. モータと前記モータを駆動制御する駆動制御回路とを含むモータ装置であって、
    前記駆動制御回路は、
    前記モータの回転を制御するための制御信号を生成する制御部と、
    前記制御信号に基づき前記モータを駆動する駆動部と、
    シリアルデータを伝送するシリアルデータラインとシリアル制御信号を伝送するシリアル制御ラインとを含むシリアル通信バスを介してシリアル通信を行う通信部とを備え、
    前記通信部は、シリアル制御信号のレベルに応じて前記シリアルデータを取り込むかどうかを判定することを特徴とするモータ装置。
23. 前記シリアル制御ラインが、モータ装置ごとに信号が順番に伝送されるようにシフトレジスタ状に接続される状態と、前記シリアル制御ラインが、信号が共通に伝送されるように直列に接続される状態とに切り替え可能としたことを特徴とする請求項２２に記載のモータ装置。
24. 前記モータは、可動子と３相の駆動巻線とを有し、前記駆動部により少なくとも正弦波駆動されるブラシレスＤＣモータであることを特徴とする請求項２２に記載のモータ装置。
25. 請求項２２から２４までのいずれか１項に記載のモータ装置を複数個、順次直列に配置するとともに、各モータ装置を制御するホスト装置を備え、前記ホスト装置と複数個の前記モータ装置の前記通信部とを前記シリアル通信バスで接続したことを特徴とするモータ駆動システム。
26. 複数個の前記モータ装置に対して個別にシリアルデータを伝送する個別伝送モードと、複数個の前記モータ装置の全てに対してシリアルデータを伝送する共通伝送モードとを有したことを特徴とする請求項２５に記載のモータ駆動システム。
27. 前記シリアル制御信号は、前記ホスト装置に接続された前記モータ装置の前記通信部からその反対側に向けて順番に伝送されることを特徴とする請求項２６に記載のモータ駆動システム。
28. 前記個別伝送モードにおいて前記シリアル制御ラインは、モータ装置ごとに信号が順番に伝送されるようにシフトレジスタ状に接続され、前記共通伝送モードにおいて前記シリアル制御ラインは信号が共通に伝送されるように直列に接続されたことを特徴とする請求項２６に記載のモータ駆動システム。
29. 前記シリアル制御信号は、前記ホスト装置に接続された前記モータ装置の前記通信部からその反対側に向けて順番に伝送されることを特徴とする請求項２８に記載のモータ駆動システム。
30. モータを駆動制御する駆動制御回路を含む集積回路装置であって、
    前記駆動制御回路は、
    前記モータの動作を制御するための制御信号を生成する制御部と、
    前記制御信号に基づき前記モータを駆動する駆動部と、
    シリアル通信バスを介して送出されたシリアルデータを受信し、設定されたアドレスを参照して自己宛の前記シリアルデータを取り込むとともに、受信した前記シリアルデータを中継して送出する通信部とを備え、
    前記通信部は、前記アドレスを生成し、設定するアドレス生成機能を有したことを特徴とする集積回路装置。
31. モータを駆動制御する駆動制御回路を含む集積回路装置であって、
    前記駆動制御回路は、
    前記モータの回転を制御するための制御信号を生成する制御部と、
    前記制御信号に基づき前記モータを駆動する駆動部と、
    シリアルデータを伝送するシリアルデータラインとシリアル制御信号を伝送するシリアル制御ラインとを含むシリアル通信バスを介してシリアル通信を行い、シリアル制御信号のレベルに応じて前記シリアルデータを取り込むかどうかを判定する通信部とを備えたことを特徴とする集積回路装置。

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