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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024142459
(43)【公開日】2024-10-11
(54)【発明の名称】モータードライバー及びモーター制御システム
(51)【国際特許分類】
H02P 29/00 20160101AFI20241003BHJP
【ＦＩ】
H02P29/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023054601
(22)【出願日】2023-03-30
(71)【出願人】
【識別番号】000002369
【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100104710
【弁理士】
【氏名又は名称】竹腰 昇
(74)【代理人】
【識別番号】100090479
【弁理士】
【氏名又は名称】井上 一
(74)【代理人】
【識別番号】100124682
【弁理士】
【氏名又は名称】黒田 泰
(74)【代理人】
【識別番号】100166523
【弁理士】
【氏名又は名称】西河 宏晃
(72)【発明者】
【氏名】安達 和広
【テーマコード（参考）】
5H501
【Ｆターム（参考）】
5H501AA22
5H501HB16
5H501JJ26
5H501JJ30
5H501LL07
5H501LL22
5H501LL37
(57)【要約】
【課題】送信信号を伝送するための新たなインターフェースを設けることなく送信信号をコントローラーへ送信できるモータードライバー等を提供すること。
【解決手段】モータードライバー３００は、コントローラー２００からの制御信号ＭＣＮＴに基づいてモーター１０を駆動する駆動回路３２０と、情報重畳回路３３０とを含む。情報重畳回路３３０には、モーター１０の速度を検出するエンコーダー１００からの速度検出信号ＥＮＣＱが入力される。情報重畳回路３３０は、コントローラー２００への送信情報の送信信号ＴＳを速度検出信号ＥＮＣＱに重畳し、重畳後の速度検出信号である重畳信号ＥＮＴＳをコントローラー２００へ送信する。
【選択図】図５
【解決手段】モータードライバー３００は、コントローラー２００からの制御信号ＭＣＮＴに基づいてモーター１０を駆動する駆動回路３２０と、情報重畳回路３３０とを含む。情報重畳回路３３０には、モーター１０の速度を検出するエンコーダー１００からの速度検出信号ＥＮＣＱが入力される。情報重畳回路３３０は、コントローラー２００への送信情報の送信信号ＴＳを速度検出信号ＥＮＣＱに重畳し、重畳後の速度検出信号である重畳信号ＥＮＴＳをコントローラー２００へ送信する。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
コントローラーからの制御信号に基づいてモーターを駆動する駆動回路と、
前記モーターの速度を検出するエンコーダーからの速度検出信号が入力され、前記コントローラーへの送信情報の送信信号を前記速度検出信号に重畳し、重畳後の前記速度検出信号である重畳信号を前記コントローラーへ送信する情報重畳回路と、
を含むことを特徴とするモータードライバー。
前記モーターの速度を検出するエンコーダーからの速度検出信号が入力され、前記コントローラーへの送信情報の送信信号を前記速度検出信号に重畳し、重畳後の前記速度検出信号である重畳信号を前記コントローラーへ送信する情報重畳回路と、
を含むことを特徴とするモータードライバー。
【請求項2】
請求項１に記載されたモータードライバーにおいて、
前記情報重畳回路は、
前記速度検出信号のパルス幅よりも短いパルス幅の前記送信信号を、前記速度検出信号に重畳することを特徴とするモータードライバー。
前記情報重畳回路は、
前記速度検出信号のパルス幅よりも短いパルス幅の前記送信信号を、前記速度検出信号に重畳することを特徴とするモータードライバー。
【請求項3】
請求項１に記載されたモータードライバーにおいて、
前記情報重畳回路は、
前記速度検出信号のローレベル区間に、ハイレベルのパルス信号を前記送信信号として重畳することを特徴とするモータードライバー。
前記情報重畳回路は、
前記速度検出信号のローレベル区間に、ハイレベルのパルス信号を前記送信信号として重畳することを特徴とするモータードライバー。
【請求項4】
請求項１に記載されたモータードライバーにおいて、
前記情報重畳回路は、
前記速度検出信号のハイレベル区間に、ローレベルのパルス信号を前記送信信号として重畳することを特徴とするモータードライバー。
前記情報重畳回路は、
前記速度検出信号のハイレベル区間に、ローレベルのパルス信号を前記送信信号として重畳することを特徴とするモータードライバー。
【請求項5】
請求項１に記載されたモータードライバーにおいて、
前記情報重畳回路は、
第１速度検出信号、及び前記第１速度検出信号とは位相が異なる第２速度検出信号が前記エンコーダーから入力され、前記第１速度検出信号及び前記第２速度検出信号に前記送信信号を重畳し、重畳後の前記第１速度検出信号である第１重畳信号及び重畳後の前記第２速度検出信号である第２重畳信号を前記コントローラーへ送信することを特徴とするモータードライバー。
前記情報重畳回路は、
第１速度検出信号、及び前記第１速度検出信号とは位相が異なる第２速度検出信号が前記エンコーダーから入力され、前記第１速度検出信号及び前記第２速度検出信号に前記送信信号を重畳し、重畳後の前記第１速度検出信号である第１重畳信号及び重畳後の前記第２速度検出信号である第２重畳信号を前記コントローラーへ送信することを特徴とするモータードライバー。
【請求項6】
請求項５に記載されたモータードライバーにおいて、
前記情報重畳回路は、
前記第１速度検出信号に、前記送信信号のデータ信号を重畳し、
前記第２速度検出信号に、前記送信信号のクロック信号を重畳することを特徴とするモータードライバー。
前記情報重畳回路は、
前記第１速度検出信号に、前記送信信号のデータ信号を重畳し、
前記第２速度検出信号に、前記送信信号のクロック信号を重畳することを特徴とするモータードライバー。
【請求項7】
請求項１に記載されたモータードライバーにおいて、
前記速度検出信号から、前記モーターの駆動により発生するノイズを除去するノイズ除去回路を含み、
前記情報重畳回路は、
前記ノイズが除去された後の前記速度検出信号に前記送信信号を重畳することを特徴とするモータードライバー。
前記速度検出信号から、前記モーターの駆動により発生するノイズを除去するノイズ除去回路を含み、
前記情報重畳回路は、
前記ノイズが除去された後の前記速度検出信号に前記送信信号を重畳することを特徴とするモータードライバー。
【請求項8】
請求項７に記載されたモータードライバーにおいて、
前記駆動回路は、
前記制御信号に基づく駆動信号を前記モーターへ出力し、
前記ノイズ除去回路は、
前記駆動信号のエッジタイミングにより規定される期間において前記速度検出信号から前記ノイズを除去することを特徴とするモータードライバー。
前記駆動回路は、
前記制御信号に基づく駆動信号を前記モーターへ出力し、
前記ノイズ除去回路は、
前記駆動信号のエッジタイミングにより規定される期間において前記速度検出信号から前記ノイズを除去することを特徴とするモータードライバー。
【請求項9】
コントローラーからの制御信号に基づいてモーターを駆動する駆動回路と、
前記モーターの速度を検出するエンコーダーからの第１速度検出信号、及び前記第１速度検出信号とは位相が異なる第２速度検出信号が入力され、前記コントローラーへの送信情報に応じて、前記第１速度検出信号及び前記第２速度検出信号のいずれかの信号を固定論理レベルに設定する情報重畳回路と、
を含むことを特徴とするモータードライバー。
前記モーターの速度を検出するエンコーダーからの第１速度検出信号、及び前記第１速度検出信号とは位相が異なる第２速度検出信号が入力され、前記コントローラーへの送信情報に応じて、前記第１速度検出信号及び前記第２速度検出信号のいずれかの信号を固定論理レベルに設定する情報重畳回路と、
を含むことを特徴とするモータードライバー。
【請求項10】
請求項１乃至９のいずれか一項に記載されたモータードライバーと、
前記コントローラーと、
を含むことを特徴とするモーター制御システム。
前記コントローラーと、
を含むことを特徴とするモーター制御システム。
【請求項11】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載されたモータードライバーと、
前記コントローラーと、
を含み、
前記コントローラーは、
前記重畳信号に対してローパスフィルター処理を行うことで、前記速度検出信号を抽出するフィルター回路を含むことを特徴とするモーター制御システム。
前記コントローラーと、
を含み、
前記コントローラーは、
前記重畳信号に対してローパスフィルター処理を行うことで、前記速度検出信号を抽出するフィルター回路を含むことを特徴とするモーター制御システム。
【請求項12】
請求項１１に記載されたモーター制御システムにおいて、
前記コントローラーは、
前記重畳信号と前記フィルター回路が抽出した前記速度検出信号とに基づいて、前記送信信号を抽出する抽出回路を含むことを特徴とするモーター制御システム。
前記コントローラーは、
前記重畳信号と前記フィルター回路が抽出した前記速度検出信号とに基づいて、前記送信信号を抽出する抽出回路を含むことを特徴とするモーター制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、モータードライバー及びモーター制御システム等に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、縦搬送モーターの回転数に応じた周波数を有するエンコーダー信号がエンコーダーにより発生され、センサーの論理状態に基づいてエンコーダー信号のデューティー比が変調され、変調後のエンコーダー信号が出力され、そのエンコーダー信号が復調されることにより、センサーの論理状態が取得される手法が、開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１２－２４４７９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１には、エンコーダー信号を搬送波として、デューティー比の変調によりセンサーの論理状態を伝送する手法が開示されているが、モータードライバーからコントローラーへの送信信号をエンコーダーの速度検出信号に重畳することで送信信号を伝送する技術は開示も示唆もされていない。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の一態様は、コントローラーからの制御信号に基づいてモーターを駆動する駆動回路と、前記モーターの速度を検出するエンコーダーからの速度検出信号が入力され、前記コントローラーへの送信情報の送信信号を前記速度検出信号に重畳し、重畳後の前記速度検出信号である重畳信号を前記コントローラーへ送信する情報重畳回路と、を含むモータードライバーに関係する。
【0006】
また本開示の他の態様は、コントローラーからの制御信号に基づいてモーターを駆動する駆動回路と、前記モーターの速度を検出するエンコーダーからの第１速度検出信号、及び前記第１速度検出信号とは位相が異なる第２速度検出信号が入力され、前記コントローラーへの送信情報に応じて、前記第１速度検出信号及び前記第２速度検出信号のいずれかの信号を固定論理レベルに設定する情報重畳回路と、を含むモータードライバーに関係する。
【0007】
また本開示の更に他の態様は、上記のいずれかのモータードライバーと、前記コントローラーと、を含むモーター制御システムに関係する。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本実施形態を用いない場合のモーター制御システムの構成例
【図2】ロボットシステムの構成例
【図3】モーター制御システムの第１構成例
【図4】速度検出信号、送信信号及び重畳信号の波形例
【図5】モータードライバーの第１詳細構成例
【図6】送信信号生成回路の詳細構成例
【図7】タイミング生成回路の詳細構成例
【図8】排他的論理和回路と論理積回路と遅延回路の動作を説明する信号波形例
【図9】パターン生成回路の詳細構成例
【図10】パターンジェネレーター及びパターン生成回路の動作を説明する信号波形例
【図11】情報重畳回路の詳細構成例
【図12】情報重畳回路の動作を説明する信号波形例
【図13】コントローラーの第１構成例
【図14】コントローラーの動作を説明する信号波形例
【図15】コントローラーの第２構成例
【図16】モータードライバーの第２詳細構成例
【図17】モータードライバーの第２詳細構成例の動作を説明する信号波形例
【図18】モータードライバーの第３詳細構成例
【図19】モータードライバーの第３詳細構成例の動作を説明する信号波形例
【図20】モーター制御システムの第２構成例
【図21】モーター制御システムの第２構成例の動作を説明する信号波形例
【図22】モーター制御システムの第３構成例の動作を説明する信号波形例
【図23】モーター制御システムの第３構成例の動作を説明する信号波形例
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本開示の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが必須構成要件であるとは限らない。
【0010】
１．モーター制御システム
図１は、本実施形態を用いない場合のモーター制御システムの構成例である。モーター制御システム５は、コントローラー２０１と駆動部４０１とを含む。駆動部４０１は、モータードライバー３０１とモーター１１とセンサー２１とエンコーダー１０１とを含む。
図１は、本実施形態を用いない場合のモーター制御システムの構成例である。モーター制御システム５は、コントローラー２０１と駆動部４０１とを含む。駆動部４０１は、モータードライバー３０１とモーター１１とセンサー２１とエンコーダー１０１とを含む。
【0011】
センサー２１は、モーター１１の回転等を検出する。エンコーダー１０１は、センサー２１からの検出信号ＳＥＮＱ１を受けて、モーター１１の回転速度を示す速度検出信号ＥＮＣＱ１を出力する。コントローラー２０１は、センス抵抗によるモーター駆動電流の検出結果ＩＳＥＮ１と速度検出信号ＥＮＣＱに基づいてモータードライバー３０１に制御信号ＭＣＮＴ１を出力する。モータードライバー３０１は、制御信号ＭＣＮＴ１に基づいてモーター１１に駆動信号ＳＤＲＶ１を出力する。
【0012】
モータードライバー３０１は、送信信号ＴＳ１をコントローラー２０１へ送信することで、コントローラー２０１への情報伝達を行う。送信信号ＴＳ１に含まれる情報は、一例として、モーター又はモータードライバーの温度を検出した結果、駆動電流の異常を検出した結果、ウォッチドッグタイマー等による動作異常検出の結果、或いはモータードライバーの自己診断結果である。
【0013】
図２は、モーター制御システムを適用可能なロボットシステムの構成例である。ロボットシステム２は、ロボット５００とコントローラー２００とケーブル２５０とを含む。なお、モーター制御システムの適用対象はロボットシステムに限らず、印刷装置等の、モーターを用いて機械的動作を制御するシステムであればよい。図２には、コントローラー２００が、筐体に収容された１つの装置である例を示すが、コントローラー２００は、互いに通信接続された複数の装置又はクラウドシステムであってもよい。
【0014】
ロボット５００は、ベースとアームの間又はアームとアームの間を接続する関節５１０と、コントローラー２００との通信を行う通信回路５５０とを含む。図２には１腕型のロボットの例を示すが２腕型のロボットであってもよい。また関節数は１以上であればよい。関節５１０の各々には駆動部４００が設けられ、駆動部４００のモーターが関節を回転させることでアームが動作する。
【0015】
図１のモーター制御システム５を図２のロボットシステム２に適用した場合、図１のコントローラー２０１と駆動部４０１は、それぞれ、図２のコントローラー２００と駆動部４００に適用される。このとき、制御信号ＭＣＮＴ１、モーター駆動電流の検出結果ＩＳＥＮ１及び速度検出信号ＥＮＣＱに加えて、送信信号ＴＳ１が、コントローラー２０１と駆動部４０１の間でケーブル２５０を介してやり取りされることになる。このため、送信信号ＴＳ１を伝送するためにケーブル２５０内の信号線を増やす、或いはコントローラー２０１及び通信回路５５０のインターフェースを送信信号ＴＳ１に対応させる必要がある。
【0016】
図３は、本実施形態におけるモーター制御システムの第１構成例である。モーター制御システム１は、コントローラー２００と駆動部４００とを含む。駆動部４００は、モータードライバー３００とモーター１０とセンサー２０とエンコーダー１００とを含む。図３にはモーター制御システム１が１つの駆動部を含む例を示すが、モーター制御システム１が複数の駆動部を含んでもよい。
【0017】
モーター１０は、モータードライバー３００により駆動されることで回転し、その回転により駆動対象を動かす。駆動対象の動作は様々であってよく、回転又は直進等である。モーター１０は、例えば直流モーター、交流モーター又はステッピングモーター等である。
【0018】
モータードライバー３００は、コントローラー２００からの制御信号ＭＣＮＴに基づいて駆動信号ＳＤＲＶをモーター１０へ出力する。またモータードライバー３００は、モーター１０を駆動する電流をセンス抵抗等により検出する。その電流検出結果ＩＳＥＮはコントローラー２００へ入力される。モータードライバー３００は、例えば、複数の回路素子が半導体基板に集積された集積回路装置である。但し、センス抵抗が集積回路装置の外部に設けられてもよい。
【0019】
センサー２０はエンコーダー用のセンサーであり、モーター１０の速度を検出する。センサー２０は、モーター１０自体、又はモーター１０の駆動対象のいずれに設置されてもよいが、いずれの場合にもモーター１０の速度に応じた検出信号ＳＥＮＱが得られる。センサー２０は、光学式又は磁気式の速度センサーである。光学式のセンサーは、例えば、光源と、検出対象に固定されるスリット板と、光源からスリット板を通過した光を検出する受光センサーとを含む。磁気式のセンサーは、例えば、検出対象に固定される磁石と、磁石から受ける磁界を検出するホールセンサーとを含む。センサー２０が出力する検出信号ＳＥＮＱは正弦波等の周期的な信号であり、モーター１０の速度が速いほど検出信号ＳＥＮＱの周期が短くなる。
【0020】
エンコーダー１００は、センサー２０からの検出信号ＳＥＮＱを受けて、速度検出信号ＥＮＣＱをモータードライバー３００へ出力する。速度検出信号ＥＮＣＱは、センサー２０からのアナログの検出信号ＳＥＮＱが２値化された信号であり、周期的なパルス信号である。モーター１０の速度が速いほど速度検出信号ＥＮＣＱの周期が短くなる。エンコーダー１００は、例えば、複数の回路素子が半導体基板に集積された集積回路装置、或いは、複数の回路部品がプリント基板等に実装された回路基板等である。
【0021】
モータードライバー３００は、速度検出信号ＥＮＣＱに送信信号を重畳し、重畳後の信号を重畳信号ＥＮＴＳとしてコントローラー２００へ送信する。コントローラー２００は、重畳信号ＥＮＴＳを速度検出信号と送信信号に分離する。そして、コントローラー２００は、重畳信号ＥＮＴＳから分離した速度検出信号と電流の検出結果ＩＳＥＮとに基づいて、モーター１０が所与のトルク又は回転速度等を発生するように、制御信号ＭＣＮＴをモータードライバー３００へ出力する。所与のトルク又は回転速度等は、ロボットアーム等の駆動対象が所与の動作を行うように、設定されている。即ち、コントローラー２００は、速度検出信号ＥＮＣＱが示す速度、又は、その速度を積分して得られる位置等に基づいて、所望の駆動対象の動作が得られるようにモーター１０を制御する。また、コントローラー２００は、重畳信号ＥＮＴＳから分離した送信信号に基づく処理を行う。例えば、コントローラー２００は、モータードライバー３００から温度異常、駆動電流の異常、又は動作異常を示す送信信号を受け取ったとき、モーター１０を停止させる、異常の報知処理を行う、或いはモータードライバー３００を再起動させる。
【0022】
図４は、速度検出信号、送信信号及び重畳信号の波形例である。
送信信号ＴＳは、送信情報を表すビット又はデータをパルス信号にしたものである。１つのパルスは、ビット、又はデータの中の１ビットを表しており、図４の例ではハイパルスは、そのビットが「１」であることを表す。ビットが「０」の場合にはパルスが発生しない。図４には、速度検出信号ＥＮＣＱの１周期に１パルスの送信信号ＴＳが示されているが、送信信号ＴＳは、速度検出信号ＥＮＣＱの１周期に複数のパルスを含んでもよい。速度検出信号ＥＮＣＱの１周期で全ての情報が送信され、各周期に同じ情報が送信されてもよい。或いは、複数の周期にわたって情報が送信されてもよく、その場合には、複数の周期の各周期において異なる情報が送信される。
送信信号ＴＳは、送信情報を表すビット又はデータをパルス信号にしたものである。１つのパルスは、ビット、又はデータの中の１ビットを表しており、図４の例ではハイパルスは、そのビットが「１」であることを表す。ビットが「０」の場合にはパルスが発生しない。図４には、速度検出信号ＥＮＣＱの１周期に１パルスの送信信号ＴＳが示されているが、送信信号ＴＳは、速度検出信号ＥＮＣＱの１周期に複数のパルスを含んでもよい。速度検出信号ＥＮＣＱの１周期で全ての情報が送信され、各周期に同じ情報が送信されてもよい。或いは、複数の周期にわたって情報が送信されてもよく、その場合には、複数の周期の各周期において異なる情報が送信される。
【0023】
送信信号ＴＳの１パルスのパルス幅は、速度検出信号ＥＮＣＱのパルス幅よりも十分に短い。速度検出信号ＥＮＣＱのパルス幅は、速度検出信号ＥＮＣＱの周期により決まる。速度検出信号ＥＮＣＱの周期はモーター１０の回転速度に応じて変化するので、その最小の周期に対応したパルス幅よりも、送信信号ＴＳのパルス幅は短い。速度検出信号ＥＮＣＱの最小の周期は、エンコーダーの仕様により規定される。例えば、エンコーダーの仕様に最大検出可能速度が規定される場合、その最大検出可能速度を表す速度検出信号ＥＮＣＱの周期が、最小の周期となる。
【0024】
重畳信号ＥＮＴＳは、速度検出信号ＥＮＣＱに送信信号ＴＳのパルス信号が重畳された信号である。即ち、本実施形態における「重畳」は、速度検出信号ＥＮＣＱに対して、送信信号ＴＳに含まれるパルスを付加することである。図４のように、速度検出信号ＥＮＣＱのローレベル区間にハイパルスが付加される場合には、重畳信号ＥＮＴＳは、例えば速度検出信号ＥＮＣＱと送信信号ＴＳとの論理和である。或いは、速度検出信号ＥＮＣＱのハイレベル区間にローパルスが付加されてもよい。その場合、重畳信号ＥＮＴＳは、例えば速度検出信号ＥＮＣＱと送信信号ＴＳの反転信号との論理積である。或いは、速度検出信号ＥＮＣＱのローレベル区間及びハイレベル区間にパルスが付加されてもよい。その場合、重畳信号ＥＮＴＳは、例えば速度検出信号ＥＮＣＱと送信信号ＴＳとの排他的論理和である。
【0025】
２．モータードライバー
図５は、モータードライバーの第１詳細構成例である。モータードライバー３００は、制御信号処理回路３１０と駆動回路３２０と情報重畳回路３３０と送信信号生成回路３４０とを含む。
図５は、モータードライバーの第１詳細構成例である。モータードライバー３００は、制御信号処理回路３１０と駆動回路３２０と情報重畳回路３３０と送信信号生成回路３４０とを含む。
【0026】
制御信号処理回路３１０は、コントローラー２００からの制御信号ＭＣＮＴを受けて、駆動回路３２０を制御する。駆動回路３２０は、モーター１０を駆動するインバーター回路又はブリッジ回路等である。一例として、制御信号ＭＣＮＴはＰＷＭ信号であり、制御信号処理回路３１０は、そのＰＷＭ信号を変換又はバッファーリングすることで、インバーター回路又はブリッジ回路を制御する信号を生成する。駆動回路３２０は、制御信号処理回路３１０からの信号により動作することで、駆動信号ＳＤＲＶをモーター１０へ出力する。
【0027】
送信信号生成回路３４０は、コントローラー２００へ送信するための送信情報から送信信号ＴＳを生成する。送信信号生成回路３４０は、速度検出信号ＥＮＣＱを用いて、送信信号ＴＳにおけるパルス信号の発生タイミングを制御する。以下では、送信信号生成回路３４０が速度検出信号ＥＮＣＱのローレベル区間に送信信号ＴＳのパルス信号を発生させる例を説明するが、上述のように速度検出信号ＥＮＣＱのハイレベル区間に送信信号ＴＳのパルス信号を発生させてもよい。
【0028】
情報重畳回路３３０は、速度検出信号ＥＮＣＱに送信信号ＴＳを重畳し、重畳後の信号を重畳信号ＥＮＴＳとしてコントローラー２００へ送信する。
【0029】
図６は、送信信号生成回路の詳細構成例である。送信信号生成回路３４０は、タイミング生成回路３４８とパターン生成回路３４９とを含む。また、送信信号生成回路３４０は、送信情報を取得する回路の一例として、温度検出回路３４１と駆動電流検出回路３４２とウォッチドッグタイマー３４３と自己診断情報取得回路３４４とを含む。
【0030】
温度検出回路３４１は、モータードライバー３００の温度を検出する温度センサーである。或いは、温度検出回路３４１は、モーター１０又はモータードライバー３００に設けられた温度センサーからセンサー信号が入力され、そのセンサー信号から温度を検出する回路であってもよい。温度検出回路３４１は、例えば、温度と閾値とを比較し、温度が閾値を超えた場合に温度異常と判定する。温度検出回路３４１は、検出結果を信号ＤＳＣ１として出力する。
【0031】
駆動電流検出回路３４２は、駆動回路３２０がモーター１０を駆動する電流を検出する。駆動電流検出回路３４２は、例えば、センス抵抗の一端の電圧に基づいて駆動電流を検出する。駆動電流検出回路３４２は、例えば、駆動電流と所与の電流範囲とを比較し、駆動電流が所与の電流範囲外である場合に駆動電流異常と判定する。駆動電流検出回路３４２は、検出結果を信号ＤＳＣ２として出力する。
【0032】
ウォッチドッグタイマー３４３は、モータードライバー３００が正常に動作しているか監視する。例えば、モータードライバー３００内のロジック部が定期的にパルス信号を発生させてウォッチドッグタイマー３４３へ入力する。ウォッチドッグタイマー３４３は、そのパルス信号が定期的に入力されているかを確認し、パルス信号の入力が一定時間以上ない場合に異常と判定する。ウォッチドッグタイマー３４３は、検出結果を信号ＤＳＣ３として出力する。
【0033】
自己診断情報取得回路３４４は、モータードライバー３００の自己診断を行う。例えば、自己診断情報取得回路３４４は、モータードライバー３００の各部の故障診断を行う。診断回路は送信信号生成回路３４０の外部に設けられてもよく、その場合には、自己診断情報取得回路３４４は、診断回路から診断結果を取得する。自己診断情報取得回路３４４は、検出結果を信号ＤＳＣ４として出力する。
【0034】
タイミング生成回路３４８は、速度検出信号ＥＮＣＱのエッジタイミングに基づいて、送信信号ＴＳのパルス発生タイミングを制御するためのタイミング制御信号を、生成する。
【0035】
パターン生成回路３４９は、信号ＤＳＣ１～ＤＳＣ４とタイミング制御信号に基づいて送信信号ＴＳを生成する。即ち、パターン生成回路３４９は、タイミング制御信号により制御されるタイミングで、信号ＤＳＣ１～ＤＳＣ４の各信号に対応したパルス信号を、生成する。
【0036】
なお以下では、信号ＤＳＣ１～ＤＳＣ４の各信号が１ビットの信号である例を説明する。但し、信号ＤＳＣ１～ＤＳＣ４の各信号は、複数ビットの信号であってもよい。
【0037】
図７は、タイミング生成回路の詳細構成例である。タイミング生成回路３４８は、排他的論理和回路３６１と論理積回路３６２と遅延回路３６３とパターンジェネレーター３６４とを含む。
【0038】
パターンジェネレーター３６４は、クロック信号ＣＬＫ及びイネーブル信号ＥＮ１～ＥＮ４を生成し、それらの信号をパターン生成回路３４９へ出力する。イネーブル信号ＥＮ１～ＥＮ４は、信号ＤＳＣ１～ＤＳＣ４に対応したパルス信号の出力イネーブル信号、つまりパルス信号の出力タイミングを規定する信号である。クロック信号ＣＬＫ及びイネーブル信号ＥＮ１～ＥＮ４の波形例は図１０で後述する。
【0039】
図８は、排他的論理和回路と論理積回路と遅延回路の動作を説明する信号波形例である。
【0040】
遅延回路３６３は、直列に接続された複数のバッファー回路である。遅延回路３６３には速度検出信号ＥＮＣＱが入力され、遅延回路３６３は、速度検出信号ＥＮＣＱのエッジタイミングを遅延させた信号Ｓ１を出力する。排他的論理和回路３６１は、速度検出信号ＥＮＣＱと信号Ｓ１の排他的論理和の信号Ｓ２を出力する。論理積回路３６２は、信号Ｓ１と信号Ｓ２の論理積の信号を、リセット信号ＲＳＴとしてパターン生成回路３４９へ出力する。リセット信号ＲＳＴは、速度検出信号ＥＮＣＱの立ち下がりエッジから、遅延回路３６３の遅延時間だけハイレベルになるパルス信号である。
【0041】
図９は、パターン生成回路の詳細構成例である。パターン生成回路３４９は、第１パターン出力回路３７１と第２パターン出力回路３７２と第３パターン出力回路３７３と第４パターン出力回路３７４と論理和回路３７９とを含む。
【0042】
第１パターン出力回路３７１は、イネーブル信号ＥＮ１、信号ＤＳＣ１、クロック信号ＣＬＫ及びリセット信号ＲＳＴに基づいて、信号ＤＳＣ１に対応したパルス信号であるパターン信号ＰＴ１を生成する。第１パターン出力回路３７１は、論理積回路３８１と論理和回路３８２とラッチ回路３８３とラッチ回路３８４とを含む。論理積回路３８１は、イネーブル信号ＥＮ１と信号ＤＳＣ１の論理積を出力する。論理和回路３８２は、リセット信号ＲＳＴとラッチ回路３８４の正転出力信号との論理和を出力する。ラッチ回路３８３及びラッチ回路３８４のクロック端子にクロック信号ＣＬＫが入力され、リセット端子に論理和回路３８２の出力信号が入力される。ラッチ回路３８３のデータ端子に論理積回路３８１の出力信号が入力される。ラッチ回路３８４のデータ端子にラッチ回路３８３の正転出力信号が入力される。ラッチ回路３８３の正転出力信号がパターン信号ＰＴ１となる。
【0043】
第２パターン出力回路３７２は、イネーブル信号ＥＮ２、信号ＤＳＣ２、クロック信号ＣＬＫ及びリセット信号ＲＳＴに基づいて、信号ＤＳＣ２に対応したパルス信号であるパターン信号ＰＴ２を生成する。第３パターン出力回路３７３は、イネーブル信号ＥＮ３、信号ＤＳＣ３、クロック信号ＣＬＫ及びリセット信号ＲＳＴに基づいて、信号ＤＳＣ３に対応したパルス信号であるパターン信号ＰＴ３を生成する。第４パターン出力回路３７４は、イネーブル信号ＥＮ４、信号ＤＳＣ４、クロック信号ＣＬＫ及びリセット信号ＲＳＴに基づいて、信号ＤＳＣ４に対応したパルス信号であるパターン信号ＰＴ４を生成する。これらのパターン出力回路の構成は、第１パターン出力回路３７１の構成と同様である。
【0044】
論理和回路３７９は、パターン信号ＰＴ１～ＰＴ４の論理和を、送信信号ＴＳとして出力する。
【0045】
【0046】
ｉが１以上４以下の整数であるとする。パターンジェネレーター３６４は、リセット信号ＲＳＴが立ち下がった後、イネーブル信号ＥＮｉを、２ｉ－１個目のクロック信号ＣＬＫの立ち上がりでローレベルからハイレベルにし、２ｉ個目のクロック信号ＣＬＫの立ち上がりでハイレベルからローレベルにする。
【0047】
第１パターン出力回路３７１は、イネーブル信号ＥＮ１がローレベルのとき、ローレベルのパターン信号ＰＴ１を出力し、イネーブル信号ＥＮ１がハイレベルのとき、信号ＤＳＣ１と同じ論理レベルのパターン信号ＰＴ１を出力する。第２パターン出力回路３７２は、イネーブル信号ＥＮ２がローレベルのとき、ローレベルのパターン信号ＰＴ２を出力し、イネーブル信号ＥＮ２がハイレベルのとき、信号ＤＳＣ２と同じ論理レベルのパターン信号ＰＴ２を出力する。第３パターン出力回路３７３は、イネーブル信号ＥＮ３がローレベルのとき、ローレベルのパターン信号ＰＴ３を出力し、イネーブル信号ＥＮ３がハイレベルのとき、信号ＤＳＣ３と同じ論理レベルのパターン信号ＰＴ３を出力する。第４パターン出力回路３７４は、イネーブル信号ＥＮ４がローレベルのとき、ローレベルのパターン信号ＰＴ４を出力し、イネーブル信号ＥＮ４がハイレベルのとき、信号ＤＳＣ４と同じ論理レベルのパターン信号ＰＴ４を出力する。論理和回路３７９は、パターン信号ＰＴ１～ＰＴ４の論理和を、送信信号ＴＳとして出力する。
【0048】
図１１は、情報重畳回路の詳細構成例である。情報重畳回路３３０は、論理和回路３３１を含む。図１２は、情報重畳回路の動作を説明する信号波形例である。なお、情報重畳回路３３０においてリセット信号ＲＳＴは用いられないが、説明のために図示する。
【0049】
論理和回路３３１は、速度検出信号ＥＮＣＱと送信信号ＴＳとの論理和を、重畳信号ＥＮＴＳとして出力する。この論理和により、速度検出信号ＥＮＣＱのローレベル区間に送信信号ＴＳのハイパルスが重畳される。タイミング生成回路３４８がリセット信号ＲＳＴを起点として送信信号ＴＳのパルスタイミングを決めている。このため、情報重畳回路３３０はタイミング制御を行う必要がなく、簡素な回路で速度検出信号ＥＮＣＱに送信信号ＴＳを重畳できる。
【0050】
なお、図１２では速度検出信号ＥＮＣＱの立ち下がりを起点としてリセット信号ＲＳＴが生成されることで、速度検出信号ＥＮＣＱのローレベル区間に送信信号ＴＳのハイパルスが重畳されている。但し、速度検出信号ＥＮＣＱのハイレベル区間に送信信号ＴＳのローパルスが重畳されてもよい。例えば、図７において、速度検出信号ＥＮＣＱの反転信号をタイミング生成回路３４８に入力することで、速度検出信号ＥＮＣＱの立ち上がりを起点としてリセット信号ＲＳＴが生成される。これにより、速度検出信号ＥＮＣＱのハイレベル区間に送信信号ＴＳのパルス信号が生成される。そして、情報重畳回路３３０が、速度検出信号ＥＮＣＱと送信信号ＴＳの反転信号との論理積を出力することで、速度検出信号ＥＮＣＱのハイレベル区間に送信信号ＴＳのローパルスが重畳される。
【0051】
以上に説明した本実施形態において、モータードライバー３００は、コントローラー２００からの制御信号ＭＣＮＴに基づいてモーター１０を駆動する駆動回路３２０と、情報重畳回路３３０とを含む。情報重畳回路３３０には、モーター１０の速度を検出するエンコーダー１００からの速度検出信号ＥＮＣＱが入力される。情報重畳回路３３０は、コントローラー２００への送信情報の送信信号ＴＳを速度検出信号ＥＮＣＱに重畳し、重畳後の速度検出信号である重畳信号ＥＮＴＳをコントローラー２００へ送信する。
【0052】
本実施形態によれば、速度検出信号ＥＮＣＱと送信信号ＴＳが重畳信号ＥＮＴＳとしてモータードライバー３００からコントローラー２００へ送信できる。これにより、送信信号ＴＳを伝送するための新たなインターフェースを設ける必要がなくなる。例えば図２のロボットシステム２にモータードライバー３００を適用した場合には、ケーブル２５０内の信号線を増やす必要がない、或いはコントローラー２００及び通信回路５５０のインターフェースを送信信号ＴＳに対応させる必要がない。また、速度検出信号ＥＮＣＱに送信信号ＴＳが重畳されるので、上述した特許文献１におけるデューティー変調のような速度検出信号ＥＮＣＱの特性に変更を加えるような信号処理を行う必要がない。
【0053】
また本実施形態では、情報重畳回路３３０は、速度検出信号ＥＮＣＱのパルス幅よりも短いパルス幅の送信信号ＴＳを、速度検出信号ＥＮＣＱに重畳する。
【0054】
本実施形態によれば、情報重畳回路３３０が速度検出信号ＥＮＣＱにパルス信号を重畳することで、速度検出信号ＥＮＣＱに送信信号ＴＳを重畳できる。そして、送信信号ＴＳのパルス幅が速度検出信号ＥＮＣＱのパルス幅よりも短いことで、コントローラー２００がフィルター回路等を用いて重畳信号ＥＮＴＳから速度検出信号ＥＮＣＱと送信信号ＴＳを分離できる。分離の手法については、図１３等で後述する。
【0055】
また本実施形態では、情報重畳回路３３０は、速度検出信号ＥＮＣＱのローレベル区間に、ハイレベルのパルス信号を送信信号ＴＳとして重畳する。情報重畳回路３３０は、速度検出信号ＥＮＣＱのハイレベル区間に、ローレベルのパルス信号を送信信号ＴＳとして重畳してもよい。
【0056】
本実施形態によれば、情報重畳回路３３０が速度検出信号ＥＮＣＱのローレベル区間にハイレベルのパルス信号を重畳することで、速度検出信号ＥＮＣＱに送信信号ＴＳを重畳できる。或いは、情報重畳回路３３０が速度検出信号ＥＮＣＱのハイレベル区間にローレベルのパルス信号を重畳することで、速度検出信号ＥＮＣＱに送信信号ＴＳを重畳できる。速度検出信号ＥＮＣＱのローレベル区間又はハイレベル区間におけるパルス信号のパルス幅は、速度検出信号ＥＮＣＱのパルス幅より短い。これにより、コントローラー２００がフィルター回路等を用いて重畳信号ＥＮＴＳから速度検出信号ＥＮＣＱと送信信号ＴＳを分離できる。
【0057】
３．コントローラー
図１３は、コントローラーの第１構成例である。コントローラー２００は、フィルター回路２１０と抽出回路２２０と処理回路２３０とを含む。図１４は、コントローラーの動作を説明する信号波形例である。
図１３は、コントローラーの第１構成例である。コントローラー２００は、フィルター回路２１０と抽出回路２２０と処理回路２３０とを含む。図１４は、コントローラーの動作を説明する信号波形例である。
【0058】
フィルター回路２１０は、重畳信号ＥＮＴＳに対してローパスフィルター処理を行うことで、重畳信号ＥＮＴＳから速度検出信号を抽出する。抽出された速度検出信号をＥＮＣＱ＿ＥＸとする。ローパスフィルター処理のカットオフ周波数は、送信信号ＴＳのパルス幅に対応した周波数よりも低く、速度検出信号ＥＮＣＱの最大周波数よりも高い。これにより、重畳信号ＥＮＴＳから送信信号ＴＳのパルスが除去され、速度検出信号ＥＮＣＱ＿ＥＸが抽出される。フィルター回路２１０は、抵抗とキャパシターによるパッシブローパスフィルター、又はオペアンプを用いたアクティブローパスフィルターである。或いは、フィルター回路２１０は、重畳信号ＥＮＴＳをデジタル信号化した後にデジタルローパスフィルター処理を行ってもよい。
【0059】
抽出回路２２０は、排他的論理和回路２２１を含む。排他的論理和回路２２１は、重畳信号ＥＮＴＳと速度検出信号ＥＮＣＱ＿ＥＸとの論理和により、重畳信号ＥＮＴＳから送信信号を抽出する。抽出された送信信号をＴＳ＿ＥＸとする。
【0060】
処理回路２３０は、抽出された速度検出信号ＥＮＣＱ＿ＥＸ及び送信信号ＴＳ＿ＥＸを用いた処理を行う。処理回路２３０は、例えば速度検出信号ＥＮＣＱ＿ＥＸに基づいて、モータードライバー３００への制御信号ＭＣＮＴを生成する。或いは、処理回路２３０は、送信信号ＴＳ＿ＥＸに基づいて、モーター１０を停止させる処理、異常の報知処理を行う処理、又はモータードライバー３００を再起動させる処理を行う。
【0061】
図１５は、コントローラーの第２構成例である。コントローラー２００は、フィルター回路２１０と処理回路２３０とを含む。本構成例は、コントローラー２００が送信信号ＴＳ＿ＥＸを用いない場合の構成例であり、抽出回路２２０が省略されている。
【0062】
以上に説明した本実施形態において、モーター制御システム１は、モータードライバー３００とコントローラー２００とを含む。コントローラー２００は、フィルター回路２１０を含む。フィルター回路２１０は、重畳信号ＥＮＴＳに対してローパスフィルター処理を行うことで、速度検出信号ＥＮＣＱ＿ＥＸを抽出する。
【0063】
本実施形態によれば、フィルター回路２１０が重畳信号ＥＮＴＳに対してローパスフィルター処理を行うことで、重畳信号ＥＮＴＳから送信信号ＴＳが除去される。これにより、重畳信号ＥＮＴＳから速度検出信号ＥＮＣＱ＿ＥＸが抽出される。
【0064】
また本実施形態では、コントローラー２００は、抽出回路２２０を含んでもよい。抽出回路２２０は、重畳信号ＥＮＴＳとフィルター回路２１０が抽出した速度検出信号ＥＮＣＱ＿ＥＸとに基づいて、送信信号ＴＳ＿ＥＸを抽出する。
【0065】
重畳信号ＥＮＴＳには速度検出信号ＥＮＣＱと送信信号ＴＳが含まれており、フィルター回路２１０が抽出した速度検出信号ＥＮＣＱ＿ＥＸにより、重畳信号ＥＮＴＳに含まれる速度検出信号ＥＮＣＱが分かっている。これにより、抽出回路２２０は、重畳信号ＥＮＴＳから送信信号ＴＳ＿ＥＸを抽出できる。
【0066】
４．モータードライバーの他の構成例
図１６は、モータードライバーの第２詳細構成例である。モータードライバー３００は、制御信号処理回路３１０と駆動回路３２０と情報重畳回路３３０と送信信号生成回路３４０とコンパレーター３５０とを含む。図５と同様の構成要素には図５と同一の符号を付し、その構成要素についての説明を適宜に省略する。
図１６は、モータードライバーの第２詳細構成例である。モータードライバー３００は、制御信号処理回路３１０と駆動回路３２０と情報重畳回路３３０と送信信号生成回路３４０とコンパレーター３５０とを含む。図５と同様の構成要素には図５と同一の符号を付し、その構成要素についての説明を適宜に省略する。
【0067】
図１７は、モータードライバーの第２詳細構成例の動作を説明する信号波形例である。本構成例では、エンコーダー１００は、正弦波の速度検出信号ＥＮＣＱを出力する。コンパレーター３５０は、速度検出信号ＥＮＣＱと基準電圧とを比較することで、速度検出信号ＥＮＣＱを２値化する。２値化後の速度検出信号をＥＮＣＱ＿ＣＭＰとする。基準電圧は、例えば速度検出信号ＥＮＣＱの中心電圧である。
【0068】
送信信号生成回路３４０は、速度検出信号ＥＮＣＱ＿ＣＭＰに基づいて送信信号ＴＳを生成する。情報重畳回路３３０は、速度検出信号ＥＮＣＱ＿ＣＭＰに送信信号ＴＳを重畳し、重畳後の信号を重畳信号ＥＮＴＳとしてコントローラー２００へ送信する。
【0069】
図１８は、モータードライバーの第３詳細構成例である。モータードライバー３００は、制御信号処理回路３１０と駆動回路３２０と情報重畳回路３３０と送信信号生成回路３４０とノイズ除去回路３５５とを含む。図５と同様の構成要素には図５と同一の符号を付し、その構成要素についての説明を適宜に省略する。
【0070】
図１９は、モータードライバーの第３詳細構成例の動作を説明する信号波形例である。モータードライバー３００がモーター１０を駆動することで、駆動電流ＩＤＲＶが発生する。この駆動電流ＩＤＲＶは駆動信号ＳＤＲＶのエッジで急激に変化するため、その急激に変化するタイミングでエンコーダー１００の速度検出信号ＥＮＣＱにスパイク状のノイズが発生する。例えば、モータードライバー３００がモーター１０を駆動するための信号線から、或いは、センス抵抗からコントローラー２００への信号線からノイズが発生し、そのノイズが速度検出信号ＥＮＣＱの信号線に伝播する。
【0071】
ノイズ除去回路３５５は、モーター駆動に起因した速度検出信号ＥＮＣＱのノイズを除去し、ノイズ除去後の速度検出信号ＥＮＣＱ＿ＮＲを出力する。ノイズ除去回路３５５は、駆動信号ＳＤＲＶに基づいて速度検出信号ＥＮＣＱからノイズを除去する。例えば、ノイズ除去回路３５５は、駆動信号ＳＤＲＶのエッジタイミングから所定幅のマスク信号により速度検出信号ＥＮＣＱをマスク処理することで、速度検出信号ＥＮＣＱからノイズを除去する。或いは、ノイズ除去回路３５５は、駆動信号ＳＤＲＶを用いずに、速度検出信号ＥＮＣＱをローパスフィルター処理することで、速度検出信号ＥＮＣＱからノイズを除去してもよい。
【0072】
送信信号生成回路３４０は、速度検出信号ＥＮＣＱ＿ＮＲに基づいて送信信号ＴＳを生成する。情報重畳回路３３０は、速度検出信号ＥＮＣＱ＿ＮＲに送信信号ＴＳを重畳し、重畳後の信号を重畳信号ＥＮＴＳとしてコントローラー２００へ送信する。
【0073】
以上に説明した本実施形態において、情報重畳回路３３０は、ノイズ除去回路３５５を含む。ノイズ除去回路３５５は、速度検出信号ＥＮＣＱから、モーター１０の駆動により発生するノイズを除去する。情報重畳回路３３０は、ノイズが除去された後の速度検出信号ＥＮＣＱ＿ＮＲに送信信号ＴＳを重畳する。
【0074】
モーター１０を駆動する際には大きな電流が流れることから、速度検出信号ＥＮＣＱにノイズが発生するおそれがある。本実施形態によれば、ノイズ除去回路３５５がノイズを除去することで、情報重畳回路３３０が、モーター１０の駆動に起因するノイズが除去された速度検出信号ＥＮＣＱ＿ＮＲに対して送信信号ＴＳを重畳できる。
【0075】
また本実施形態では、駆動回路３２０は、制御信号ＭＣＮＴに基づく駆動信号ＳＤＲＶをモーター１０へ出力する。ノイズ除去回路３５５は、駆動信号ＳＤＲＶのエッジタイミングにより規定される期間において速度検出信号ＥＮＣＱからノイズを除去する。
【0076】
モーター１０の駆動に起因するノイズは、駆動信号ＳＤＲＶのエッジタイミングにおいて発生する。本実施形態によれば、ノイズ除去回路３５５が、駆動信号ＳＤＲＶのエッジタイミングにより規定される期間においてノイズ除去を行うことで、速度検出信号ＥＮＣＱからノイズを除去できる。
【0077】
【0078】
本構成例では、エンコーダー１００が２相の第１速度検出信号ＥＮＣＱＡ及び第２速度検出信号ＥＮＣＱＢを出力する。第２速度検出信号ＥＮＣＱＢの位相は、第１速度検出信号ＥＮＣＱＡの位相に対して９０度進んでいる又は遅れている。
【0079】
図２１は、モーター制御システムの第２構成例の動作を説明する信号波形例である。ここでは、第２速度検出信号ＥＮＣＱＢの位相が、第１速度検出信号ＥＮＣＱＡの位相に対して９０度進んでいる例を示す。
【0080】
送信信号生成回路３４０は、位相が遅れている方の第１速度検出信号ＥＮＣＱＡに基づいて送信信号ＴＳを生成する。情報重畳回路３３０は、第１速度検出信号ＥＮＣＱＡに送信信号ＴＳを重畳することで、第１重畳信号ＥＮＴＳＡを出力し、第２速度検出信号ＥＮＣＱＢに送信信号ＴＳを重畳することで、第２重畳信号ＥＮＴＳＢを出力する。具体的には、情報重畳回路３３０は、第１速度検出信号ＥＮＣＱＡと送信信号ＴＳの論理和を、第１重畳信号ＥＮＴＳＡとして出力し、第２速度検出信号ＥＮＣＱＢと送信信号ＴＳの論理和を、第２重畳信号ＥＮＴＳＢとして出力する。
【0081】
以上に説明した本実施形態において、情報重畳回路３３０には、第１速度検出信号ＥＮＣＱＡ、及び第１速度検出信号ＥＮＣＱＡとは位相が異なる第２速度検出信号ＥＮＣＱＢがエンコーダー１００から入力される。情報重畳回路３３０は、第１速度検出信号ＥＮＣＱＡ及び第２速度検出信号ＥＮＣＱＢに送信信号ＴＳを重畳し、重畳後の第１速度検出信号である第１重畳信号ＥＮＴＳＡ及び重畳後の第２速度検出信号である第２重畳信号ＥＮＴＳＢをコントローラー２００へ送信する。
【0082】
本実施形態によれば、２相の速度検出信号が用いられる場合において、各相の速度検出信号に送信信号ＴＳを重畳できる。例えば、各相の速度検出信号に同一の送信信号ＴＳが重畳される場合には、送信信号ＴＳの送信が二重化されるので、ノイズ耐性等が高くなる。
【0083】
図２２は、モーター制御システムの第３構成例の動作を説明する信号波形例である。
本構成例では、送信信号生成回路３４０は、データ信号ＴＳ＿ＤＴ及びクロック信号ＴＳ＿ＣＫを送信信号ＴＳとして生成する。例えば、図１０の送信信号ＴＳを、本構成例におけるデータ信号ＴＳ＿ＤＴとすればよい。また、図１０のイネーブル信号ＥＮ１～ＥＮ４の論理和とクロック信号ＣＬＫとの論理積を、本構成例におけるクロック信号ＴＳ＿ＣＫとすればよい。
本構成例では、送信信号生成回路３４０は、データ信号ＴＳ＿ＤＴ及びクロック信号ＴＳ＿ＣＫを送信信号ＴＳとして生成する。例えば、図１０の送信信号ＴＳを、本構成例におけるデータ信号ＴＳ＿ＤＴとすればよい。また、図１０のイネーブル信号ＥＮ１～ＥＮ４の論理和とクロック信号ＣＬＫとの論理積を、本構成例におけるクロック信号ＴＳ＿ＣＫとすればよい。
【0084】
情報重畳回路３３０は、第１速度検出信号ＥＮＣＱＡにデータ信号ＴＳ＿ＤＴを重畳することで、第１重畳信号ＥＮＴＳＡを出力し、第２速度検出信号ＥＮＣＱＢにクロック信号ＴＳ＿ＣＫを重畳することで、第２重畳信号ＥＮＴＳＢを出力する。具体的には、情報重畳回路３３０は、第１速度検出信号ＥＮＣＱＡとデータ信号ＴＳ＿ＤＴの論理和を、第１重畳信号ＥＮＴＳＡとして出力し、第２速度検出信号ＥＮＣＱＢとクロック信号ＴＳ＿ＣＫの論理和を、第２重畳信号ＥＮＴＳＢとして出力する。
【0085】
以上に説明した本実施形態において、情報重畳回路３３０は、第１速度検出信号ＥＮＣＱＡに、送信信号ＴＳのデータ信号ＴＳ＿ＤＴを重畳し、第２速度検出信号ＥＮＣＱＢに、送信信号ＴＳのクロック信号ＴＳ＿ＣＫを重畳する。
【0086】
本実施形態によれば、コントローラー２００が、第２重畳信号ＥＮＴＳＢから抽出したクロック信号ＴＳ＿ＣＫを用いて、第１重畳信号ＥＮＴＳＡから抽出したデータ信号ＴＳ＿ＤＴをサンプリングすることで、送信信号ＴＳに含まれる送信情報を取得できる。クロック信号ＴＳ＿ＣＫによりデータ信号ＴＳ＿ＤＴのタイミングが示されるので、コントローラー２００がサンプリングタイミングを制御しなくてよい。
【0087】
図２３は、モーター制御システムの第４構成例の動作を説明する信号波形例である。
本構成例では、情報重畳回路３３０は、送信信号ＴＳの論理レベルに応じて第２重畳信号ＥＮＴＳＢの論理レベルを固定にする。例えば、送信信号生成回路３４０は、信号ＤＳＣ１～ＤＳＣ４の論理和を送信信号ＴＳとして出力する。情報重畳回路３３０は、送信信号ＴＳがローレベルであるとき、第２速度検出信号ＥＮＣＱＢを第２重畳信号ＥＮＴＳＢとして出力し、送信信号ＴＳがハイレベルであるとき、第２重畳信号ＥＮＴＳＢをハイレベルに固定する。
本構成例では、情報重畳回路３３０は、送信信号ＴＳの論理レベルに応じて第２重畳信号ＥＮＴＳＢの論理レベルを固定にする。例えば、送信信号生成回路３４０は、信号ＤＳＣ１～ＤＳＣ４の論理和を送信信号ＴＳとして出力する。情報重畳回路３３０は、送信信号ＴＳがローレベルであるとき、第２速度検出信号ＥＮＣＱＢを第２重畳信号ＥＮＴＳＢとして出力し、送信信号ＴＳがハイレベルであるとき、第２重畳信号ＥＮＴＳＢをハイレベルに固定する。
【0088】
なお、情報重畳回路３３０は、送信信号ＴＳがローレベルであるとき、第１速度検出信号ＥＮＣＱＡを第１重畳信号ＥＮＴＳＡとして出力し、送信信号ＴＳがハイレベルであるとき、第１重畳信号ＥＮＴＳＡをハイレベルに固定してもよい。
【0089】
情報重畳回路３３０は、送信信号ＴＳがハイレベルであるとき、第１重畳信号ＥＮＴＳＡ又は第２重畳信号ＥＮＴＳＢをローレベルに固定してもよい。
【0090】
送信信号ＴＳが複数ビットであるとき、情報重畳回路３３０は、第１速度検出信号ＥＮＣＱＡの１又は複数の周期毎に、各ビットに応じて第１速度検出信号ＥＮＣＱＡ又は固定論理レベルを第１重畳信号ＥＮＴＳＡとして出力してもよい。或いは、情報重畳回路３３０は、第２速度検出信号ＥＮＣＱＢの１又は複数の周期毎に、各ビットに応じて第２速度検出信号ＥＮＣＱＢ又は固定論理レベルを第２重畳信号ＥＮＴＳＢとして出力してもよい。
【0091】
以上に説明した本実施形態において、モータードライバー３００は、コントローラー２００からの制御信号ＭＣＮＴに基づいてモーター１０を駆動する駆動回路３２０と、情報重畳回路３３０とを含む。情報重畳回路３３０には、モーター１０の速度を検出するエンコーダー１００からの第１速度検出信号ＥＮＣＱＡ、及び第１速度検出信号ＥＮＣＱＡとは位相が異なる第２速度検出信号ＥＮＣＱＢが入力される。情報重畳回路３３０は、コントローラー２００への送信情報に応じて、第１速度検出信号ＥＮＣＱＡ及び第２速度検出信号ＥＮＣＱＢのいずれかの信号を固定論理レベルに設定する。
【0092】
本実施形態によれば、情報重畳回路３３０が第１速度検出信号ＥＮＣＱＡ及び第２速度検出信号ＥＮＣＱＢのいずれかの信号を固定論理レベルに設定することで、送信情報をコントローラー２００へ送信できる。コントローラー２００は、第１速度検出信号ＥＮＣＱＡ及び第２速度検出信号ＥＮＣＱＢのいずれかの信号が、周期的な信号でなく固定論理レベルであることを検出することで、送信情報を取得できる。
【0093】
なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本開示の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本開示の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義又は同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また本実施形態及び変形例の全ての組み合わせも、本開示の範囲に含まれる。またモーター、モータードライバー、センサー、エンコーダー、駆動部、コントローラー、モーター制御システム及びロボットシステム等の構成及び動作等も、本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
【符号の説明】
【0094】
１…モーター制御システム、２…ロボットシステム、１０…モーター、２０…センサー、１００…エンコーダー、２００…コントローラー、２１０…フィルター回路、２２０…抽出回路、２３０…処理回路、２５０…ケーブル、３００…モータードライバー、３１０…制御信号処理回路、３２０…駆動回路、３３０…情報重畳回路、３４０…送信信号生成回路、３４１…温度検出回路、３４２…駆動電流検出回路、３４３…ウォッチドッグタイマー、３４４…自己診断情報取得回路、３４８…タイミング生成回路、３４９…パターン生成回路、３５０…コンパレーター、３５５…ノイズ除去回路、３６４…パターンジェネレーター、３７１…第１パターン出力回路、３７２…第２パターン出力回路、３７３…第３パターン出力回路、３７４…第４パターン出力回路、４００…駆動部、５００…ロボット、５１０…関節、５５０…通信回路、ＥＮＣＱ…速度検出信号、ＥＮＣＱＡ…第１速度検出信号、ＥＮＣＱＢ…第２速度検出信号、ＥＮＴＳ…重畳信号、ＥＮＴＳＡ…第１重畳信号、ＥＮＴＳＢ…第２重畳信号、ＭＣＮＴ…制御信号、ＳＤＲＶ…駆動信号、ＴＳ…送信信号、ＴＳ＿ＣＫ…クロック信号、ＴＳ＿ＤＴ…データ信号
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】