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技術 誘導性負荷の制御装置、制御方法、および制御プログラム

出願人 富士電機株式会社
発明者 赤羽正志
出願日 2008年6月6日 (12年5ヶ月経過) 出願番号 2008-149085
公開日 2009年12月17日 (10年11ヶ月経過) 公開番号 2009-296422
状態 特許登録済
技術分野 電子的スイッチ1
主要キーワード 応答精度 制御命令信号 補数データ 変化量データ ノーマルデータ 状態識別 データビット幅 固定ビット長
関連する未来課題
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図面 (15)

課題

誘導性負荷を制御する制御装置において通信量を削減する。

解決手段

外部ホストCPU5からの指示およびセンサー7の信号に基づいて電流設定信号主制御回路12が発し、それに基づいて副制御回路16が誘導性負荷9に流す電流値を制御する。電流設定信号は、電流設定値増減の絶対値を表わす変化量データと増加か減少かを表す増減コードを含むコマンドデータとを含む。

概要

背景

従来、誘導性負荷要素を制御する制御装置として制御用演算装置(CPU)と誘導性負荷要素の駆動回路系とを一体化した集積回路(IC)等を用いて、誘導性負荷要素に流す電流制御処理を行なっている。これらのICは、誘導性負荷要素を駆動する駆動電流の制御にPWM(パルス幅変調)制御を利用するためのものである。この技術が、例えば特開平11−308107号公報(特許文献1)に開示されている。ここで、制御対象である誘導性負荷要素は、例えば自動車などの電磁式アクチュエータソレノイドなどであり、自動車の各種制御のために用いられ、当該自動車の燃費を向上させたり、当該自動車の動きをよりスムーズなものにしたりする目的のために複数使われている。この従来の制御装置においては、それら複数の誘導性負荷要素が連携して制御されている。

また、特開2000−35802号公報(特許文献2)には、各種データを受信する度に、データの値と前回の受信時の値との差を求め、差を検出間隔時間にて除算することにより、データの単位時間当たりの変化量を算出することが開示されている。
特開平11−308107号公報(リニアソレノイド制御IC14、54(それぞれ、図1、図11))
特開2000−35802号公報(請求項1等)

概要

誘導性負荷を制御する制御装置において通信量を削減する。外部ホストCPU5からの指示およびセンサー7の信号に基づいて電流設定信号主制御回路12が発し、それに基づいて副制御回路16が誘導性負荷9に流す電流値を制御する。電流設定信号は、電流設定値増減の絶対値を表わす変化量データと増加か減少かを表す増減コードを含むコマンドデータとを含む。

目的

本発明は上記課題の少なくともいくつかを解決することを課題とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

外部ホストCPUの指示データと各種センサーからの信号とに基づいて誘導性負荷要素に流す電流を制御する誘導性負荷制御装置であって、前記外部ホストCPUの指示データと前記センサー信号とに基づいて前記誘導性負荷要素に流す電流についての電流設定値電流設定信号によって指示する主制御回路と、該主制御回路からの前記電流設定信号を伝える通信経路と、該通信路と前記誘導性負荷要素に接続され、前記主制御回路からの前記電流設定信号に基づいて、誘導性負荷要素に流す電流値を制御する副制御回路とを備えてなり、前記電流設定信号に、前記電流設定値の増減を表わすデータのビット列をLSBに向かってMSBから走査し、該走査において最初に有効ビットが現れるビットの直前のビットまでのビットを前記ビット列から削除した残りのビットのデータである変化量データと、該変化量データの演算処理を指示するためのコマンドデータとを含む、誘導性負荷制御装置。

請求項2

前記変化量データは、電流設定値の増減の絶対値を表わすデータのビット列を走査し、該走査に基づいて前記ビット列から削除した残りのビットのデータであり、前記コマンドデータは、前記電流設定値が直前の電流設定値より増加したか減少したかを表す増減コードを含み、前記副制御回路が、前記電流設定信号を受信し、該電流設定信号の中の前記コマンドデータにあるデータに応じて、直前の電流設定値に前記変化量データを加算するか減算するかを選択的に実行して新たな電流設定値を得て、該新たな電流設定値を前記電流設定値のデータとする、請求項1に記載の誘導性負荷制御装置。

請求項3

前記変化量データは、電流設定値の増減を表わす2の補数形式のデータのビット列を走査し、該走査に基づいて前記ビット列から削除した残りのビットのデータであり、前記コマンドデータは、前記変化量データが2の補数の形式のデータであることを示すコードを含み、前記副制御回路は、前記電流設定信号を受信し、該電流設定信号の中の前記コマンドデータにあるデータが、前記変化量データが2の補数の形式のデータであることを示すときに、直前の電流設定値のデータと前記変化量データとを加算器によって演算して新たな電流設定値を得て、該新たな電流設定値を前記電流設定値のデータとし、前記変化量データのビット数が前記加算器の入力ビット数より小さいときは、前記変化量データの最上位ビットと同じ値のビットを前記変化量データに対し前記最上位ビットのさらに上位ビットとして必要ビット数付加することにより前記変化量データのビット数を前記加算器の入力ビット数に等しくさせる、請求項1に記載の誘導性負荷制御装置。

請求項4

前記主制御回路は、前記電流設定信号において時間的に区分される複数のチャネルによって前記電流設定信号を送信し、前記副制御回路には複数の誘導性負荷要素が接続されて、各チャネルによってそれぞれの誘導性負荷要素のための前記電流設定信号を受信して各誘導性負荷要素を独立に制御する、請求項1に記載の誘導性負荷制御装置。

請求項5

前記主制御回路は、第1および第2の変化量データに対する演算を、前記第1の変化量データと共に前記コマンドデータによって指示し、前記電流設定信号には、前記コマンドデータに関連付けて送信される第1の変化量データと、該第1の変化量データより後に送信される第2の変化量データとを含み、前記副制御回路は、受信した前記コマンドデータによる演算処理を、前記第1および第2の変化量データによる演算に施す、請求項1に記載の誘導性負荷制御装置。

請求項6

主制御回路と、誘導性負荷要素が接続された副制御回路と、主制御回路および副制御回路に接続された通信経路とを用いて、外部ホストCPUの指示データと各種センサーからの信号とに基づいて誘導性負荷要素に流す電流を制御する誘導性負荷要素の制御方法であって、前記主制御回路によって、誘導性負荷要素に流す電流の設定値である電流設定値についての増減を表わすデータのビット列をLSBに向かってMSBから走査し、該走査において最初に有効ビットが現れるビットの直前のビットまでのビットを前記ビット列から削除した残りのビットのデータである変化量データと、該変化量データの演算処理を指示するためのコマンドデータとを生成するデータ生成ステップと、前記主制御回路によって、変化量データとコマンドデータとを含む電流設定信号を前記通信経路を通じて送信することにより、前記外部ホストCPUの指示データと前記センサー信号とに基づいて前記誘導性負荷要素に流すべき設定値電流を前記電流設定信号によって指示するステップと、前記通信経路から前記電流設定信号を受信した副制御回路によって、前記主制御回路からの前記電流設定信号の電流設定値に基づいて、前記誘導性負荷要素に流す電流を制御する制御ステップとを含む誘導性負荷制御方法。

請求項7

前記データ生成ステップは、前記主制御回路が、電流設定値の増減の絶対値を表わすデータのビット列を走査するステップと、前記主制御回路が、該走査に基づいて前記ビット列から削除した残りのビットのデータを前記変化量データとするステップとを含み、前記コマンドデータは、前記電流設定値が直前の電流設定値より増加したか減少したかを表す増減コードを含み、前記制御ステップは、前記電流設定信号を受信した前記副制御回路が、該電流設定信号の中の前記コマンドデータにあるデータに応じて、直前の電流設定値に前記変化量データを加算するか減算するかを選択的に実行して新たな電流設定値を得て、該新たな電流設定値を前記電流設定値のデータとする、請求項6に記載の誘導性負荷制御方法。

請求項8

前記データ生成ステップは、前記主制御回路が、電流設定値の増減を表わす2の補数の形式のデータのビット列を走査するステップと、前記主制御回路が、該走査に基づいて前記ビット列から削除した残りのビットのデータを前記変化量データとするステップとを含み、前記コマンドデータは、前記変化量データが2の補数の形式のデータであることを示すコードを含み、前記制御ステップは、該電流設定信号の中の前記コマンドデータにあるデータが、前記変化量データが2の補数の形式のデータであることを示すときに、前記電流設定信号を受信した前記副制御回路が、直前の電流設定値のデータと前記変化量データとを加算器によって演算して新たな電流設定値を得て、該新たな電流設定値を前記電流設定値のデータとし、前記変化量データのビット数が前記加算器の入力ビット数より小さいときは、前記変化量データの最上位ビットと同じ値のビットを前記変化量データに対し前記最上位ビットのさらに上位ビットとして必要ビット数付加することにより前記変化量データのビット数を前記加算器の入力ビット数に等しくさせるステップである、請求項6に記載の誘導性負荷制御方法。

請求項9

前記データ生成ステップは、前記主制御回路によって、時間的に区分される複数のチャネルによって送信する変化量データと前記コマンドデータとを生成するステップであり、前記制御ステップは、複数の誘導性負荷要素が接続された前記副制御回路によって、各チャネルによってそれぞれの誘導性負荷要素のための前記電流設定信号を受信して各誘導性負荷要素を独立に制御する、請求項6に記載の誘導性負荷制御方法。

請求項10

前記コマンドデータは、第1および第2の変化量データの演算処理を指示するためのものであり、前記データ生成ステップは、前記第1の変化量データと前記コマンドデータとを含む第1群のデータと、前記第2の変化量データを含む第2群のデータとを生成するステップであり、前記制御ステップは、前記第1のデータ群と前記第2のデータ群とを受信した前記副制御回路によって、前記第1の変化量データと前記コマンドデータによる第1の電流設定値と、前記第2の変化量データと前記コマンドデータによる第2の電流設定値とに基づいて前記誘導性負荷要素に流す電流を制御するものである、請求項6に記載の誘導性負荷制御方法。

請求項11

前記副制御回路には複数の誘導性負荷要素が接続され、前記通信経路は時間的に区分される複数のチャネルの通信を行い、前記副制御回路は、各チャネルによってそれぞれの誘導性負荷要素のための電流設定信号を受信して各誘導性負荷要素を独立に制御する、請求項6に記載の誘導性負荷制御方法。

請求項12

主制御回路と、誘導性負荷要素が接続された副制御回路と、主制御回路および副制御回路に接続された通信経路とを用いて、外部ホストCPUの指示データと各種センサーからの信号に基づいて誘導性負荷要素に流す電流を制御する誘導性負荷制御プログラムであって、主制御回路に、誘導性負荷要素に流す電流の設定値である電流設定値についての増減量を表わす変化量データと、該変化量データの演算処理を指示するためのコマンドデータとを生成するデータ生成ステップと、主制御回路に、変化量データとコマンドデータとを含む電流設定信号を前記通信経路を通じて送信することにより、前記外部ホストCPUの指示データと前記センサー信号とに基づいて前記誘導性負荷要素に流すべき設定値電流を前記電流設定信号によって指示するステップと、前記通信経路から前記電流設定信号を受信した副制御回路に、前記主制御回路からの前記電流設定信号の電流設定値に基づいて、前記誘導性負荷要素に流す電流を制御する制御ステップとを実行させるための誘導性負荷制御プログラム。

技術分野

0001

本発明は、誘導性負荷要素に流す電流を制御する制御装置制御方法、および制御プログラムに関する。

背景技術

0002

従来、誘導性負荷要素を制御する制御装置として制御用演算装置(CPU)と誘導性負荷要素の駆動回路系とを一体化した集積回路(IC)等を用いて、誘導性負荷要素に流す電流の制御処理を行なっている。これらのICは、誘導性負荷要素を駆動する駆動電流の制御にPWM(パルス幅変調)制御を利用するためのものである。この技術が、例えば特開平11−308107号公報(特許文献1)に開示されている。ここで、制御対象である誘導性負荷要素は、例えば自動車などの電磁式アクチュエータソレノイドなどであり、自動車の各種制御のために用いられ、当該自動車の燃費を向上させたり、当該自動車の動きをよりスムーズなものにしたりする目的のために複数使われている。この従来の制御装置においては、それら複数の誘導性負荷要素が連携して制御されている。

0003

また、特開2000−35802号公報(特許文献2)には、各種データを受信する度に、データの値と前回の受信時の値との差を求め、差を検出間隔時間にて除算することにより、データの単位時間当たりの変化量を算出することが開示されている。
特開平11−308107号公報(リニアソレノイド制御IC14、54(それぞれ、図1図11))
特開2000−35802号公報(請求項1等)

発明が解決しようとする課題

0004

自動車等に利用される誘導性負荷要素の動作をより精密に制御するために、精密な駆動制御が必要とされている。このため、駆動制御の制御方式複雑度増し、制御用のCPUの処理能力に対する負荷が増加している。

0005

この課題に対し、制御用のCPUと誘導性負荷要素の駆動回路部を分離させ、制御用のCPUの処理と誘導性負荷要素の駆動制御とを分散するようにすると、制御用のCPUの処理負荷の低減を図ることができる。このように、従来1つのICとして動作していた機能を分離すると、各々の間に通信経路を用いた制御データの送受信が必要となる。制御データを送信または受信するための従来の通信方式(例えば、I2C、SPI等のインターフェース)においては、通信経路上に流れるデータのビット数は、そのデータが取りうるデータ値最大値桁数2進数で表されるビット数)を規定する通信プロトコルによって決められている。その結果、データを表現するためには必ずしも必要でないデータ量の通信が行われている。例えば、4ビットからなるデータを送信あるいは受信しようとした場合において、送受信するデータ値が0の場合(0000B、Bは2進表現であることを示す)であっても、あるいは15(1111B)であっても、通信時に送出されるデータに含まれるビット長は4ビットとされる。ところが、誘導性負荷要素の応答精度を向上させるため、各種のデータの電流設定値(あるいは指令値)として送信するデータ値のビット数が増加してきており、通信経路の通信速度が従来と同じであると仮定すると、ビット数が増加することにより制御用CPUから駆動回路部にデータが伝わる時間が遅くなり、その結果、副制御回路に接続している誘導性負荷要素の応答遅れてしまう。

0006

本発明は上記課題の少なくともいくつかを解決することを課題とする。

課題を解決するための手段

0007

本発明においては、電流設定値が制御に伴って変化する前後の差分、すなわち増減が、増加か減少かいずれであるかを示すコードと、増減の幅とによって表わして通信を行うような制御装置を用いる。すなわち、本発明においては、外部ホストCPUの指示データと各種センサーからの信号とに基づいて誘導性負荷要素に流す電流を制御する誘導性負荷制御装置であって、前記外部ホストCPUの指示データと前記センサー信号とに基づいて前記誘導性負荷要素に流す電流についての電流設定値を電流設定信号によって指示する主制御回路と、該主制御回路からの前記電流設定信号を伝える通信経路と、該通信路と前記誘導性負荷要素に接続され、前記主制御回路からの前記電流設定信号に基づいて、誘導性負荷要素に流す電流値を制御する副制御回路とを備えてなり、前記電流設定信号に、前記電流設定値の増減を表わすデータのビット列をLSBに向かってMSBから走査し、該走査において最初に有効ビットが現れるビットの直前のビットまでのビットを前記ビット列から削除した残りのビットのデータである変化量データと、該変化量データの演算処理を指示するためのコマンドデータとを含む、誘導性負荷制御装置が提供される。

0008

ここで、副制御回路は、誘導性負荷要素に流す電流値を決定するための演算装置と電流を実際に制御する電流増幅部とを有し、1つ以上の誘導性負荷要素が接続されていることができる。副制御回路は、複数の制御回路集合とすることもできる。この場合、各制御回路誘導性負荷に流す電流を制御するための演算装置と電流増幅部を備えていてもよい。複数の誘導性負荷要素を独立して制御するために、通信経路は時間的に区分される複数のチャネルの通信を行うことができる。

0009

変化量データは、電流設定信号に含まれるデータであり、誘導性負荷に流れる電流設定値の増減の値を表わしている。なお、変化量データは、絶対値を表わす任意の態様のビット表現を用いることができる。また、正と負の値を2の補数によって表わすことができる。

0010

また、コマンドデータは、本明細書においては、後の演算処理をどのように行うべきかを表わす任意のコードである。一例として、増減が増加であるか減少であるかを示すコード(増減コード)である。また、別の例として、2の補数であることを表わすコードとすることができる。コマンドコードは、例えば1ビット、2ビット、3ビットなどの少なくとも1ビットのビット長のデータにより表現されることができる。実施例によって後述するように、増減コードと2の補数であることを示すコードとを組み合わせて2ビットのコードとすることもできる。

0011

そして、有効ビットとなりうるビットの範囲は、電流設定値の増減量に依存する。増減量があるビット列で示されたときに、有効ビットとは、そのビット列のうち、増減量の絶対値が小さくなるようにデータを変化させた場合に、反転する可能性のあるビットの範囲である。データを二値によって表現する態様は各種の態様があるが、各値に対する有効ビットの範囲は表現によって変わるものではない。

0012

また、本発明においては、好適には、前記変化量データは、電流設定値の増減の絶対値を表わすデータのビット列を走査し、該走査に基づいて前記ビット列から削除した残りのビットのデータであり、前記コマンドデータは、前記電流設定値が直前の電流設定値より増加したか減少したかを表す増減コードを含み、前記副制御回路が、前記電流設定信号を受信し、該電流設定信号の中の前記コマンドデータにあるデータに応じて、直前の電流設定値に前記変化量データを加算するか減算するかを選択的に実行して新たな電流設定値を得て、該新たな電流設定値を前記電流設定値のデータとすることができる。

0013

本発明では、別の好適な実施態様として、前記変化量データは、電流設定値の増減を表わす2の補数の形式のデータのビット列を走査し、該走査に基づいて前記ビット列から削除した残りのビットのデータであり、前記コマンドデータは、前記変化量データが2の補数の形式のデータであることを示すコードを含み、前記副制御回路は、前記電流設定信号を受信し、該電流設定信号の中の前記コマンドデータにあるデータが、前記変化量データが2の補数の形式のデータであることを示すときに、直前の電流設定値のデータと前記変化量データとを加算器によって演算して新たな電流設定値を得て、該新たな電流設定値を前記電流設定値のデータとすることができる。

0014

本発明のある実施態様においては、前記主制御回路は、前記電流設定信号において時間的に区分される複数のチャネルによって前記電流設定信号を送信し、前記副制御回路には複数の誘導性負荷要素が接続されて、各チャネルによってそれぞれの誘導性負荷要素のための前記電流設定信号を受信して各誘導性負荷要素を独立に制御することができる。

0015

また、別の実施態様においては、前記主制御回路は、第1および第2の変化量データに対する演算を、前記第1の変化量データと共に前記コマンドデータによって指示し、前記電流設定信号には、前記コマンドデータに関連付けて送信される第1の変化量データと、該第1の変化量データより後に送信される第2の変化量データとを含み、前記副制御回路は、受信した前記コマンドデータによる演算処理を、前記第1および第2の変化量データによる演算に施すことができる。

0016

誘導性負荷制御の方法を実施することができる。すなわち、本発明においては、主制御回路と、誘導性負荷要素が接続された副制御回路と、主制御回路および副制御回路に接続された通信経路とを用いて、外部ホストCPUの指示データと各種センサーからの信号とに基づいて誘導性負荷要素に流す電流を制御する誘導性負荷要素の制御方法であって、前記主制御回路によって、誘導性負荷要素に流す電流の設定値である電流設定値についての増減を表わすデータのビット列をLSBに向かってMSBから走査し、該走査において最初に有効ビットが現れるビットの直前のビットまでのビットを前記ビット列から削除した残りのビットのデータである変化量データと、該変化量データの演算処理を指示するためのコマンドデータとを生成するデータ生成ステップと、前記主制御回路によって、変化量データとコマンドデータとを含む電流設定信号を前記通信経路を通じて送信することにより、前記外部ホストCPUの指示データと前記センサー信号とに基づいて前記誘導性負荷要素に流すべき設定値電流を前記電流設定信号によって指示するステップと、前記通信経路から前記電流設定信号を受信した副制御回路によって、前記主制御回路からの前記電流設定信号の電流設定値に基づいて、前記誘導性負荷要素に流す電流を制御する制御ステップとを含む誘導性負荷制御方法が提供される。

0017

また、上記方法をコンピュータプログラムとして実施することもできる。

発明の効果

0018

本発明のいずれかの実施形態においては、以下のいずれかの効果が得られる。通信データ量が少なくなるため、主制御回路から副制御回路に至る伝送時間が短縮され、命令に対する応答時間が短縮され、応答が高速化されたシステム動作が可能となる。また、通信時間が減少するため、通信にかかるシステム消費電力を低減できる。そして、上記少なくともいずれかの効果は、複雑な回路構成を必要とするものでもない。

発明を実施するための最良の形態

0019

以下、本願の発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

0020

図1に本発明の誘導性制御装置のある実施の形態を用いる具体的な実施例の制御システムの構成を示す。本実施例のシステム100は、ホストCPU5と、誘導性負荷制御装置10と、ホストCPU5および誘導性負荷制御装置10に接続されるセンサー7とを含む。誘導性負荷制御装置10の内部には、主制御回路12と通信経路14と副制御回路16とがあり、主制御回路12と副制御回路16は通信経路14によって接続されている。副制御回路16は、誘導性負荷9の駆動回路となっていて、例えばPWM制御によって誘導性負荷9に流される駆動電流を制御する。

0021

図1に示したように、副制御回路16は1つのみならず複数個設けることもできる。ここでは、副制御回路(#1−#N)161〜16NのN個の副制御回路が設けられていて、それぞれが通信経路14によって主制御回路12に接続されている。副制御回路(#1−#N)161〜16Nには、それぞれ、誘導性負荷91〜9Nが接続されている。

0022

主制御回路12はホストCPU5の制御命令信号及び各種のセンサー7からのセンサー信号をもとに、複数接続している誘導性負荷91〜9Nの制御を行うための電流設定値を決定し、通信路を通して副制御回路(#1−#N)161〜16Nに指示する。以下、特に個別の副制御回路や誘導性負荷を特定する必要がない場合には、集合的に副制御回路16および誘導性負荷9として説明する。

0023

図2に、通信経路14における主制御回路12と副制御回路(#1−#N)161〜16Nとの間のデータ通信タイミングチャートを示す。本実施例では2ビットのコマンドデータと8ビットの電流設定信号データとからなる構成のデータを送信する例によって説明し、また、通信経路14は、複数の信号線を含む例によって説明するが、本願の発明の内容がこの例に限定されるものではない。

0024

通信経路14の送信に使用する信号には、ENn信号CLK信号、及びDATA信号が含まれる。ENn信号のnはチャネル番号であり、各チャネルにより図1の主制御回路12と副制御回路161〜16Nが通信するタイミングが、対応するENn信号(n=1〜N)をイネーブルにすることによって指定される。また、CLK信号およびDATA信号は複数のチャネルに共通して使用される。例えば、主制御回路12から副制御回路16あるいはその逆の通信において、第n番目の誘導性負荷9nは、それを制御する副制御回路16nが受け取ったDATA信号のうち、ENn信号がイネーブルになっている(Lowレベルになっている)タイミングの信号を利用する。この信号には、図2のタイミングチャートに示すように2ビットのコマンドに続き、8ビットの電流設定値を含む。

0025

図3は、データ転送を行なう際にコマンドデータに入れる値の種別を示す。図3に示すように、コマンドデータが00Bのときをノーマルモードとする。ノーマルモードであることは、コマンドデータに続くデータが8ビットのデータであることを意味する。また、コマンドデータが01Bのとき、コマンドデータに続くデータは変化量データの示す分だけ増加することを示す。コマンドデータが10Bのとき、コマンドデータに続くデータは変化量データの示す分だけ減少することを示す。コマンドデータがコード11Bのときは、本発明のある実施態様においては、未定義としておくことができる。その場合、未定義であるため、受信側ではこのコマンドに対しては無視する。本実施例においては、コード11Bには2の補数を用いる場合を割り当てる。

0026

図4に1つの誘導性負荷を制御する電流設定値の時間変化の例を示す。また、図5図4の電流設定値を表にしたものを示す。以下、駆動電流は時刻t0からt7の間に図4のように、すなわち、時刻t0からt7まで、(10進数で)0、1、2、11、10、1、0、1と変化するように設定した場合の具体的な実施形態を示す。図5の第1列は設定時刻を時刻t0からt7として表している。第2列は各時刻における電流設定値を示しており、上記10進数の表記をそれぞれに8ビットの2進数にしたものである。そして、同列の最下段には、図4に示した範囲において電流設定値によって送信されるデータの量をビット数で示している。

0027

図5には、第3列に、電流設定値を16進数によって表現したものも示している。具体的には、時刻t0のとき電流設定値は0H(Hは16進表現であることを示す。以下同様。)、時刻t1のとき電流設定値は1H、時刻t2のとき電流設定値は2H、時刻t3のとき電流設定値はBH、時刻t4のとき電流設定値はAH、時刻t5のとき電流設定値は1H、時刻t6のとき電流設定値は0H、時刻t7のとき電流設定値は1Hである。図5において、第4列は、1つ前の時刻の電流設定値t(n−1)に対する現在の電流設定値t(n)の差分である差分データを正負の符号を用いて10進数により示すものである(正であれば差分は増分、負であれば減分となる。)。そして、第5列は4列目の差分データの正負の符号から生成したコマンドデータを示している。第6列目は3列目によって示した差分の絶対値データ(変化量データ)を2進によって表現したものを示している。

0028

図5において、第2列に示したように、時刻t0からt7まで全てのデータを8ビットで送受信した場合には64ビットのデータを送信する必要があり、64ビット分の送信時間が必要になる。これに対して、第5列および第6列に示したように、コマンドデータと変化量データを組み合わせて送信した場合、それぞれ16ビットおよび14ビットのデータ量となるため、データの送信に必要な時間は、30ビット分の時間となる。このようにして、本実施例においては送信されるデータを削減することができる。

0029

次に、本実施例において送信されるデータの構成について図6に具体的に示す。なお、図6は、図5の場合とは異なり、電流設定値のビット長が16ビットであるとした場合の説明である。図6左列には16ビットの電流設定値データを、右列には実際に送信される送信データ(電流設定信号)を示す。右列各欄の上段は電流設定値データそのままのノーマルデータを送信する場合のビット構成を示し、下段は、1つ前の時刻の電流設定値に対する現在の電流設定値の差を示す差分データを送信する場合のビット構成を示している。送信データ(電流設定信号)のMSB2ビットはコマンドデータとなっている。なお、図6の3種類のデータに対する1つ前の時刻の電流設定値は、全て0であるとしている。1つ前の時刻の電流設定値が0であるので、ノーマルデータの電流設定値データは、そのまま差分データと見なすことができる。右列各欄の下段に示される差分データとして送信されるデータは、2ビット長のコマンドデータと、それに続けて、電流設定値から求めた変化量のデータをビット順に並べたもの(図6の例では、上記のようにノーマルデータに等しい)を、LSBに向かってMSBから順に全てのビットを走査して、はじめに1となっているビットからLSBまでのデータを並べたものとからなる。単純に2ビット長のコマンドデータと図6左列の電流設定値データを合わせただけのノーマルデータの送信データに比べ、このように、変化量データが短縮されるため、通信データ量が削減され、電流設定値を伝達するために必要な通信時間を削減することができる。

0030

図7送信データ作成フローを示す。先ず、図1の主制御回路のプログラムにおいて副制御回路ヘ送信するデータを、ノーマルデータを送信するかどうかの判断を行う(S702)。ノーマルデータを送信する場合、図2のコマンドデータに入れるコードを00Bとする(S704)。このとき、電流設定信号には電流設定値データをそのまま入れる(S706)。これを図4,5のt0の値によって例示すれば、8ビットデータをそのまま用いるため、00000000Bが用いられる。ノーマル送信データでない場合(S702)、保存されている前回の電流設定値(データ保存未実施のときには、0とする)との差を検出する(S708)。そして、増減量の表現を2の補数によって行うかどうかの判断を行う(S710)。

0031

2の補数を用いる場合には、コマンドデータに入れるコードを11Bとし(S712)、2の補数を用いる場合のデータ設定処理(データ設定処理2)を実行する(S714)。この処理については、後述する。また、絶対値を用いる(2の補数を用いない)場合には、検出した差が正か負かによって処理を分岐させる(S716)。なお、S708またはS716において、差の絶対値も求める。差がプラスであればコマンドデータに入れるコードを01Bとし(S718)、差がマイナスであればコマンドデータに入れるコードを10Bとする(S720)。その後、差の絶対値に対し、後述する図8の処理によりデータ設定処理1を行い(S722)、得られたデータが送信されるデータとなる。最後に電流設定値を記憶素子に一旦保存する(S724)。保存したデータは差の検出に使用される。

0032

次に、変化量データから通信データを設定するための処理および受信の処理に関し、絶対値を用いる場合のデータ処理設定1(S722)と2の補数を用いる場合のデータ処理設定2(S714)の詳細について説明する。図8Aにデータ処理設定1の処理についての処理フローを示し、図8Bにデータ処理設定2の処理についての処理フローを示す。なお、図8A、Bにおいては電流設定値のデータをDATA[7:0]によって表されるビット列を8ビットデータとしている。ここで、ビットmからnの特定のNビット(N=m−n+1)の表現にはDATA[m:n](m>n≧0)と表す。また、特定の1ビットは、DATA[m]と表す。一般性のある電流設定値の表現は、DATA[N−1:0]のビット列である。

0033

絶対値を用いる場合のデータ処理設定1(図8A)においては、先ず走査ビット位置を表すパラメータmの値を初期化する(S802)。なお、一般性を持たせた表現をするなら、データのビット数をMとした場合、m=M−1に初期化する。次に、DATA[m]が1かどうかを判定し(S804)、1であればデータビット幅(ビット数—1)をmとして電流設定値のデータからDATA[m:0]のみを抽出する(S806)。こうして通信データが決まるので終了する。これに対し、DATA[m]が1ではないとき、すなわち、DATA[m]が0のときには(S804)、さらにm=0かどうか判定し(S808)、m=0の場合は、ビットデータ幅(ビット数−1)=0、データ値=0とする。m=0でない場合には(S810)、mをデクリメント(m=m−1)し(S812)、再度DATA[m]が1となるまでこれを繰り返す。本処理は、mをデクリメントしながら各ビットを走査し、DATA[m]が1であるか、m=0になるまで処理を繰り返し、変化量データのうち最初に1となっているビットからLSBまでのデータビット幅とデータ値とを抽出する。言い換えるなら、各ビットを走査して最初に有効ビットが現れるビットの直前のビットまでのビットをビット列から削除した残りのビットのデータを変化量データとしている。また、各ビットが全て0であるときは、1ビットの0というデータを変化量データとする。

0034

次に2の補数を用いる場合のデータ処理設定2について説明する。この場合、図7のS708で2の補数データ自身は得られているものとし、データ処理設定2は2の補数データに関する通信データ量を削減する処理を行う。この処理においては、2の補数データが正の値を示すときは0のビットがMSBから1ないし数ビット続き、負の値を示すときは1のビットがMSBから1ないし数ビット続くことを前提としている。2の補数を用いる場合のデータ処理設定2(図8B)においても、先ず走査ビット位置を表すパラメータmの値を初期化する(S832)。なお、次に、DATA[m]とDATA[m−1]と、つまり隣り合ったビット値と等しいかを判定し(S834)、等しくない場合には、データビット幅(ビット数−1)をmとして電流設定値のデータからDATA[m:0]のみを抽出する(S836)。こうして通信データが決まるので終了する。これに対し、DATA[m]とDATA[m−1]とが等しいとき(S834)には、さらにm=1かどうか判定し(S838)、m=1の場合は、DATA[m−1](もしくはDATA[m])が0かどうかによって(S842)、データビット幅=0、データ値=0とする(S844)か、データビット幅=0、データ値=1とする(S846)。これは、元のデータが、全てのビットがゼロのデータであるか、全てのビットが1のデータであるかを示している。なお、全てのビットが1となるのは、元の2の補数表現データが10進数の「−1」を表している場合である。

0035

m=1でない場合には(S838)、mをデクリメント(m=m−1)し(S840)、再度DATA[m]が1となるまでこれを繰り返す。本処理も、2の補数によって表現された増減量に対して、各ビットを走査して最初に有効ビットが現れるビットの直前のビットまでのビットをビット列から削除した残りのビットのデータを変化量データとしている。

0036

そして、図9データ受信フローを示す。ENn信号がハイレベルからローレベルになることでデータ受信を開始すると、まず、走査が完了したビット数を表すm値をm=0に初期化する(S902)。なお、データ受信は、図2に示すCLK信号で規定されるタイミングで行われる。1ビット受信すると、コマンドコードは2ビットのデータであるため、まず、m=2かどうかを判定し(S904)、m=2ではない場合には、コマンドコードのデータ記憶用変数CMD[1:0]のうちCMD[m]に、受信した1ビットのデータを保存し(S906)、m値をインクリメント(m=m+1)する(S908)。これをm=2となるまで繰り返す(S904)。m=2となると、コマンドコードのデータとして、CMD[1:0]を保存する(S910)。

0037

コマンドデータの次は電流値を示すデータなので、再度走査ビット数を表すm値をm=0に初期化する(S912)。以降、ENn信号がローレベルからハイレベルになるまで、連続してデータ受信を繰り返す(S914〜S918)。データ受信を終了したら(S914)、DATA[m:0]が取得される(S920)。そして、先に確定済みのコマンドデータの値に基づいて(S922)、ノーマルデータを受信している場合(コード00B)、絶対値を利用していて増減が正(増加)である場合(コード01B)、2の補数を利用している場合(コード11B)、絶対値を利用していて増減が負(減少)である場合(コード10B)に合わせた処理を行う。すなわち、ノーマルデータを受信している場合は、電流設定値に受信データDATA[m:0]をそのまま設定する(S924)。また、絶対値を利用していて増減が正(増加)である場合(コード01B)、および、2の補数を利用している場合(コード11B)には、現在の電流設定値に対して変化量データとなっているDATA[m:0]を加算する(S926)。そして、絶対値を利用していて増減が負(減少)である場合には(S10B)、コマンドコードの内容に応じて、増加のコマンドコードを受信しているときには、現在の電流設定値から変化量データとなっているDATA[m:0]を減算する(S928)。以上の処理により、少ない通信量によって増減が適切に反映された電流設定値が得られる。

0038

なお、上述の実施例1は、絶対値による表現と2の補数による表現とが組み合わされた例を示したが、当業者には、2の補数を用いない実施形態においては、S710のような判断および2の補数を用いる場合の分岐は実行されないこと、また、なお、2の補数のみを用いる実施形態においては、S710の判断および2の補数を用いない場合の分岐は実行されないことは明らかである。いずれの場合であっても、通信量を削減するとの本願の発明のいずれかの効果が達成される。

0039

また、2の補数を用いる実施形態では、S916の加算演算を実行する加算器の入力ビット数をNとすると、(N−1)>mの場合は、S926に示す加算演算において、DATA[m:0]を、DATA[m:0]のMSBのさらに上位ビットとして、DATA[m]と等しい値のビットを(N−1−m)ビットを付加したDATA[N−1:0]に置き換える操作を行う。

0040

図10に複数のデータを連続して送受信する場合のタイミングチャートを示す。図10では、コマンド1とデータ1から成るデータ群1と、コマンド2とデータ2から成るデータ群2を連続して送信する場合を示す。なお、データ1とデータ2に示されている1〜7の数字はビットの並び順を示すもので、データの値そのものではない(以下、同様。)。また、コマンドデータ1とコマンドデータ2に示されている1,1に特に意味はなく、実施例1のように2の補数表現であることを示すものではない(以下、同様。)。通信の決め事として、データ群1の後に必ずデータ群2が来るというように決めておいて、それに応じた送受信回路シーケンスを組むことで、これら連続したデータ群の通信が可能となる。図10では、データ群1とデータ群2の間の識別は、ENn信号を1クロックの間だけローレベルからハイレベルにし、再びローレベルにすることで行なっている。図11も同様に2つのデータ群を送受信する場合のタイミングチャートを示しているが、データ群2はノーマルデータしか送受信しないとした場合を示し、コマンド2を省いた例である。図12図11とは逆にデータ群1のコマンド1を省いた例である。この場合、データ群1のビット数を固定としたため、ENn信号によるデータ群1とデータ群2の識別を行なう必要が無い。なお、図10のデータ群1および2と、図11のデータ群1と、図12のデータ群2とについては、図示したものは8ビットのノーマルデータと同じビット長としているが、本発明の実施例1に従ってビット長が削減されたデータとすることができる。図10のように、複数のデータ群を組み合わせることによって、複数の誘導性負荷を制御する信号を通信経路を通じて通信することができる。また、図11図12のようにノーマルデータと組み合わせることによって柔軟な通信態様を実現することができる。

0041

次に、実施例3として、ENn信号を使わない複数のデータを送受信する例を示す。図13はこのENn信号を使わない例のタイミングチャートを示す。データの開始と終了の識別は、I2C等のインターフェースで使用される状態識別と同様であるが、データ群2のデータは固定長ではなく、有効ビットのみを利用するところがI2C等の従来技術と異なる。図13の例は、データ群1を固定ビット長とした例であるが、図10のように、データ群1とデータ群2の両方を有効ビット長のみの送受信としても良く、同様に図11のようにデータ群1を有効ビット長のみ送受信し、データ群2を固定ビット長としても良い。この場合、例えばI2C等で使われているリスタート条件をまねることでデータ群1の終了を検出することができる(データ信号でデータを送信する場合はデータ信号の変化するタイミングをCLK信号がローレベルの期間に限定し、CLK信号がハイレベルの期間にデータ信号が変化したらデータ群1が終了したと判断する。)。また、送信するデータ群は2つに限定するものではなく、2つ以上のデータ群に対しても同様に送受信を連続的に行なうことが可能となる。

0042

以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形、変更および組み合わせが可能である。例えば、上記実施例では増減コードを用いて電流設定値の増減の絶対値を表わす変化量データが有効ビットのみに削減されるような処理のみを示したが、例えば変化量が一定の範囲に収まるような変化が緩やかな制御をきめ細かく行う場合には変化量データのビット数を小さな一定の値とすることができるので、増減コードと変化量データを用いるだけで通信データを削減することができ、通信データ量の増大に伴う応答の悪化を防止する効果がもたらされる。

図面の簡単な説明

0043

本発明の実施例の誘導性負荷制御装置が用いられるシステムの構成を示すブロック図。
本発明の実施例の誘導性負荷制御装置において用いられるデータのタイミングを表わすタイミングチャート。
本発明の実施例の誘導性負荷制御装置においてコマンドデータに含められるコードを表わすコード表
本発明の実施例の誘導性負荷制御装置における駆動電流の設定値の時間変化の例を示す説明図。
本発明の実施例の誘導性負荷制御装置における駆動電流の設定例において各時刻のデータ削減の態様を例示する表。
本発明の実施例の誘導性負荷制御装置における送信データの構成を示す説明図。
本発明の実施例の誘導性負荷制御装置において送信データを作成する処理を示すフローチャート
本発明の実施例の誘導性負荷制御装置において絶対値を用いる場合の送信データを設定する処理を示すフローチャート。
本発明の実施例の誘導性負荷制御装置において2の補数を用いる場合の送信データを設定する処理を示すフローチャート。
本発明の実施例の誘導性負荷制御装置においてデータを受信して電流設定値を決定する処理を示すフローチャート。
本発明の実施例の誘導性負荷制御装置において複数のデータが連続して用いられる通信データのタイミングチャート。
本発明の実施例の誘導性負荷制御装置において複数のデータが連続して用いられる通信データの別のタイミングチャート。
本発明の実施例の誘導性負荷制御装置において複数のデータが連続して用いられる通信データのさらに別のタイミングチャート。
本発明の実施例の誘導性負荷制御装置においてENn信号を使わない場合の通信データのタイミングチャート。

符号の説明

0044

100 システム
9,91〜9N誘導性負荷
10誘導性負荷制御装置
12主制御回路
14通信経路
16,161〜16N 副制御回路

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