驱动控制装置及具有该驱动控制装置的驱动控制系统的利记博彩app

本发明涉及使用电力线输送通信对与电力线耦合的1个以上的被控制设备进行控制的驱动控制装置、以及具有该驱动控制装置的驱动控制系统。

背景技术：

近年，提出了在电力线上承载信息来进行通信的电力线输送通信(powerlinecommunication：以后也称为“plc”)。这是通过在电力线上安装承载信息的调制解调器来将电力线作为有线的通信线路的技术。通过将电力线用作通信线，能在通常需要电力线和通信线的有线通信系统中省略大量的布线。

另一方面，plc还存在如下技术问题：因在电源电流上承载信息，会对其他装置造成影响。然而，在预定的封闭环境下预先将电力线用作通信线路还是有用的。例如，提出了像船舶那样在封闭空间内配置电力线输送通信系统(专利文献1)。另外，还提出了通过plc对1个大楼内的照明进行控制(专利文献2)。

在专利文献1、2提出的plc中，对各终端(进行通信的对象)赋予固有的地址，通过对所谓的信息进行时分复用来进行收发。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：jp特开平08-033068号公报

专利文献2：jp特开2006-340009号公报

技术实现要素：

发明要解决的技术问题

作为可享受通过进行plc而能削减布线这样的效果的对象，存在电动车窗、电动翼子板后视镜这样的汽车内的电动设备、机器人的驱动控制。这样的驱动系统的驱动控制中，针对1个电源连接有多个电动机(被控制设备)，通过来自指示器的指示进行给定的动作。因此，在这些电动机中，分别需要用于驱动的电力以及以何种程度运动或者何时运动这样的控制信号所用的布线。将plc技术应用于此能削减布线，因此认为是有效的。

但是，若像现有技术那样对各电动机赋予专有的地址来进行控制，则针对各电动机，需要用于识别各地址的接口。如此，在进行通信时需要地址的解析，因此从发送控制信号起到被控制设备动作为止耗时。例如，若是照明等的控制，则从驱动控制信号的发送起到被控制设备实际进行动作为止的时间有所延迟也不成问题。但在机器人或汽车的电动设备等中，将驱动控制信号发送后需要迅速的动作。另外，若在频率复用方式下在电力线上设置多个通信信道，则针对每个被控制设备都需要频率鉴别器。

另外，用于从plc提取信息的耦合元件通常采用环状的铁芯。但这样的铁芯物理性的容量大。因此，装置整体呈大型化。

在电动机等被控制设备与1个电源耦合且被控制的驱动系统的驱动控制中，要求系统整体小型化的情况较多。而如上所述，针对每个被控制设备赋予地址的时分复用方式、需要频率鉴别器的频率复用方式下，难以使系统整体小型化。

用于解决技术问题的方法

根据本发明的一形态，提供一种驱动控制装置，通过电线接收电力以及经频率复用的多个控制信号，对被控制设备进行驱动控制，所述被控制设备设定有探测频率，所述多个控制信号中的1个控制信号是与所述被控制设备对应的控制信号，且该控制信号的频率位于所述探测频率的附近，该驱动控制装置具备：驱动部，其使用所述电力来驱动所述被控制设备；探测电流生成部，其生成频率为所述探测频率的矩形波的探测电流；磁场响应元件，在所述磁场响应元件中流动所述探测电流，且所述磁场响应元件的阻抗响应于在所述电线的周围产生的磁场而变化；以及信号处理部，其从来自所述磁场响应元件的输出中探测与所述被控制设备对应的控制信号，并根据探测出的控制信号来控制所述被控制设备。

由于使用阻抗响应于在电线产生的磁场而变化的磁场响应元件来探测控制信号，因此能使驱动控制装置小型化。进而，通过生成矩形波的探测电流，能使驱动控制装置低功耗化。

另外，根据本发明的一形态，提供一种驱动控制装置，通过电线接收电力以及经频率复用的多个控制信号，对第1～第n(n为2以上的整数)被控制设备进行驱动控制，所述第1～第n被控制设备分别设定有彼此不同的第1～第n探测频率，所述多个控制信号当中的第1～第n控制信号与所述第1～第n被控制设备分别对应，所述第k(k为1以上且n以下的整数)控制信号的频率位于第k探测频率的附近，该驱动控制装置具备：驱动部，其使用所述电力来驱动所述第1～第n被控制设备；探测电流生成部，其生成频率为所述第1～第n探测频率的探测电流；磁场响应元件，在所述磁场响应元件中流动所述探测电流，且所述磁场响应元件的阻抗响应于在所述电线的周围产生的磁场而变化；以及信号处理部，其从来自所述磁场响应元件的输出中探测所述第1～第n控制信号，并根据探测出的所述第1～第n控制信号来分别控制所述第1～第n被控制设备。

由于使用阻抗响应于在电线产生的磁场而变化的磁场响应元件来探测控制信号，因此能使驱动控制装置小型化。

优选地，所述探测电流生成部通过时间分割来生成频率为所述第1～第n探测频率的探测电流，在生成有频率为第k探测频率的探测电流的情况下，所述信号处理部探测第k控制信号。

由此，能探测多个控制信号。

进一步优选地，所述信号处理部通过时间分割来探测所述第1～第n控制信号，并调整所述第1～第n被控制设备的控制定时。

由此，即使在时间分割地依次探测到多个控制信号的情况下，也能在适当的定时控制多个被控制设备。

优选地，所述探测电流生成部生成矩形波的所述探测电流。

由此，能使驱动控制装置低功耗化。

作为具体例，所述磁场响应元件可以根据所述电线中流动的电流与所述探测电流的乘法结果来生成输出。

优选地，所述信号处理部进行数字信号处理来探测所述控制信号。

由此，即使在来自磁场响应元件的输出中包含噪声的情况下，也能降低其影响。尤其在探测电流为矩形波的情况下，能抑制因矩形波中包含的高频分量所引起的噪声，因此有效。

优选地，所述信号处理部具有：低通滤波器，其从来自所述磁场响应元件的输出中提取低频分量；以及模拟数字变换部，其将来自所述低通滤波器的输出变换为数字信号。

进而，优选地，所述被控制设备响应于所述控制信号的频率而被控制，所述信号处理部对来自所述模拟数字变换部的输出的脉冲间隔进行计测来探测所述控制信号的频率。

通过计测脉冲间隔来探测频率，从而使处理高速化。

优选地，来自所述磁场响应元件的输出包括：频率为所述磁场响应元件中流动的探测电流的探测频率与所述多个控制信号中的各控制信号的频率之和的分量；以及频率为所述磁场响应元件中流动的探测电流的探测频率与所述多个控制信号中的各控制信号的频率之差的分量，所述信号处理部具有低通滤波器，所述低通滤波器从来自所述磁场响应元件的输出中主要提取频率最低的分量。

由此，能从频率彼此不同的多个控制信号中提取特定频率的控制信号。

根据本发明的另一形态，提供一种驱动控制系统，具备：上述驱动控制装置；以及发送装置，其具有对所述多个控制信号进行频率复用的控制信息附加装置以及将电力和所述多个控制信号提供给所述驱动控制装置的电线。

根据本发明的又一形态，提供一种驱动控制系统，具备发送装置和多个驱动控制装置，并对多个被控制设备进行驱动控制，所述发送装置具有：控制信息附加装置，其对多个控制信号进行频率复用；以及电线，其将电力和所述多个控制信号提供给所述多个驱动控制装置，所述多个被控制设备分别设定有彼此不同的探测频率，所述多个控制信号与所述多个被控制设备分别对应，所述多个控制信号中的各控制信号的频率位于对应的被控制设备所设定的探测频率的附近，所述多个驱动控制装置分别对所述多个被控制设备当中的对象设备进行驱动控制，所述驱动控制装置具备：驱动部，其使用所述电力对所述对象设备进行驱动；探测电流生成部，其生成频率为对所述对象设备所设定的探测频率的探测电流；磁场响应元件，在所述磁场响应元件中流动所述探测电流，且所述磁场响应元件的阻抗响应于在所述电线的周围产生的磁场而变化；以及信号处理部，其根据来自所述磁场响应元件的输出来探测与所述对象设备对应的所述控制信号，并根据探测出的控制信号来控制所述对象设备，所述多个驱动控制装置当中的1个驱动控制装置中的所述探测电流生成部生成的探测电流的探测频率与所述多个驱动控制装置当中的别的驱动控制装置中的所述探测电流生成部生成的探测电流的探测频率不同。

发明效果

若磁性元件等磁场响应元件在通电流的同时受到电线中流动的电流创建的磁场作用，则能测量电线中流动的电流。进而，若在该磁性元件等磁场响应元件中流动特定频率的电流，则即使在电线中复用多个频率，也能仅将特定频率的电流检测出来。也就是，仅通过磁性元件等磁场响应元件以及提供在磁性元件等磁场响应元件中流动的特定的频率的电流的电流源，能构成频率鉴别器。

本发明所涉及的驱动控制装置使用该磁性元件等磁场响应元件作为用于接收的元件，因此能使信息的接收所需的装置大幅度变小。另外，通过使用plc，还能削减布线数。因此，本发明所涉及的驱动控制装置能使系统整体小型化。

附图说明

图1是表示本发明所涉及的驱动控制系统的整体构成的图。

图2是表示驱动控制装置的构成的图。

图3是表示第2实施方式所涉及的驱动控制系统的概略构成的框图。

图4a是表示电线115的电压随时间变化的图。

图4b是图4a的放大图。

图5是表示驱动控制装置120a的内部构成的一例的框图。

图6是表示磁性元件152的输出电压vmr随时间变化的图。

图7是表示pmw信号随时间变化的图。

图8是表示第3实施方式所涉及的驱动控制系统的概略构成的框图。

图9是在取出经频率复用的控制信息的验证中用到的电路构成。

图10是表示参考例1的结果的图表。

图11是在实际对伺服电动机进行驱动控制的验证中用到的电路构成。

图12是表示在图10的电路中对伺服电动机进行控制的结果的图表。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的实施方式。此外，以下的说明是本发明的实施方式的例示，并不限于以下的说明。只要不脱离本发明的主旨，就能改变以下的实施方式。

(第1实施方式)

图1示出使用第1实施方式所涉及的驱动控制装置30的驱动控制系统1的构成。驱动控制系统1具有电源10、电线12、以及用于在电线12中承载包含控制信息的控制信号(以下也仅称为控制信息)的控制信息附加装置14。1个以上的被控制设备20和驱动控制装置30经由变压器16与电线12连接。比变压器16更靠被控制设备20侧的电线以符号13来表示。

电源10向各被控制设备20提供电力。电源10既可以是单相，也可以是多相(例如3相)交流。在此，将电源10提供的电流的频率称为“电力频率”。

控制信息附加装置14在电线12中承载用于控制各被控制设备20的控制信号。控制信息附加装置14的构成不特别限定。这是由于，控制信息附加装置14可以配置于电源10的附近，因此即使装置大些也无妨。此外，从被控制设备20、驱动控制装置30观察，“电源侧”是指电源10和控制信息附加装置14。

控制信息附加装置14在电线12中流动的电流上承载多个频率的信号。此时使用的控制信息是指电力频率以外的频率的信号。将该频率称为“控制信息频率”。另外，控制信息是表示使各被控制设备20如何动作的信息。针对被控制设备20控制驱动的状态。例如认为被控制设备20至少存在on/off的2个以上的状态。

也就是，控制信息需要能对要控制的对象的被控制设备20传递多个状态。本发明所涉及的驱动控制装置30能线性复原1个频率的信号的振幅。另外，驱动控制装置30不仅能提取特定频率的信号，而且能提取特定频带宽度的信号。因此，控制信息是电力频率以外的信号，是1个频率的信号或者1个频率的附近的特定频带内的频率的信号。

被控制设备20主要优选用于电动机、照明、开关这样的自身耗电的无源设备。也可以像电池那样是蓄存电力的设备。也就是，本发明所涉及的驱动控制系统1能优选用于从电源侧对被控制设备20进行控制的形态。这些被控制设备20在分别被提供给定的电流时，进行规定的动作或者发挥功能。

若更具体地例示，电动机以规定的角度旋转，照明点亮、熄灭，开关导通(on)/截止(off)。另外，电池充电或者使放电量增减。如此，这些被控制设备20使用所提供的电力，在多个状态之间迁移。

图2示出驱动控制装置30的细节。驱动控制装置30包含：接收机32、指示器34以及驱动电流源36。接收机32包含：磁性元件40、探测电流源42、滤波器44以及放大器46。磁性元件40既可以是呈现磁阻效应的磁阻效应元件，也可以是呈现霍尔效应的霍尔元件。无论是哪种类型的元件，都设置有用于通探测用的电流的电流端子40a以及用于提取电压的电压端子40v。

例如，在磁性元件40为磁阻效应元件的情况下，能使电流端子40a与电压端子40v为相同部位。在磁性元件40为霍尔效应元件的情况下，电流端子40a与电压端子40v在相差90度的方向上设置端子。在此以磁性元件40是磁阻效应元件为例继续说明。

磁性元件40通过在长条状的基板上形成镍铁的合金(坡莫合金)膜等而构成。长条状的长边方向的两端子形成电流端子40a以及电压端子40v。

在电流端子40a，连接有探测电流源42。探测电流源42是用于使特定的频率(以后称为“探测频率”)的电流(以后称为“探测电流”)在磁性元件40中流动的电流源。优选为恒流源，但也可以是恒压源。探测电流源42提供给磁性元件40的探测电流的频率(探测频率)是从电线12解调的控制信息的频率或者其附近的频率。

例如，若将控制信息频率设为f1且探测频率设为fd，则|fd－f1|≤fc。此外，fc是滤波器44的截止频率。探测电流成为决定被控制设备20所能接收的信号的频带的基准。因此，探测频率按每个被控制设备20来设定。

滤波器44和放大器46与电压端子40v连接。流过探测电流的磁性元件40作为对电线13中流动的电流与探测电流之积进行输出的例如运算元件工作。

在此，参照图2来说明在磁性元件40的电压端子40v出现的信号。将磁性元件40的电阻设为rmr，将探测电流设为i2，将电线13中流动的电流设为i1。在电线13的周围，通过电流i1而产生磁场h。磁场h与电流i1成比例。若将该比例常数设为α，则磁场h通过(1)式表示。

h＝α*i1···(1)

设磁性元件40为磁阻效应元件，且将基于磁场h的电阻变化设为δrmr。该电阻变化δrmr与磁场h成比例。若将该比例常数设为β，则电阻变化δrmr由(2)式表示。

δrmr＝β*h···(2)

由于在磁性元件40中流动电流i2，因此若将磁性元件40的电压端子40v的电压变化设为δvmr，则由(3)式来表示。

δvmr＝δrmr*i2···(3)

若将(1)式以及(2)式代入(3)式进行整理，则得到(4)式。

δvmr＝α*β*i1*i2···(4)

也就是，电压端子40v的两端的电压呈现为电线13中流动的电流i1与磁性元件40中流动的电流i2之积。

在电流i1上承载电力频率和多个控制信息频率的信号。将这多个信号的频率以f1,n来表示。n为零以上的整数。电源频率是f1,0。另外，将探测频率设为fd。如此，电流i1以及i2分别表示为(5)式以及(6)式。

i2＝i2sin2πfdt···(6)

由于电压端子40v的电压变化δvmr为电流i1与i2之积(参照(4)式)，因此δvmr如(7)式进行求取。此外，α、β、i2是常数，故省略。

δvmr∝＝i1，0(cos{2π(f1，0-fd)+θ0}-cos{2π(f1，0+fd)+θ0})

+i1，1(cos{2π(f1，1-fd)+θ0}-cos{2π(f1，1+fd)+θ0})

+i1，2(cos{2π(f1，2-fd)+θ0}-cos{2π(f1，2+fd)+θ0})

+···

+i1，n(cos{2π(f1，n-fd)+θ0}-cos{2π(f1，n+fd)+θ0})

+···

···(7)

由(7)式可知，根据电线13所承载的第n个控制信息频率f1，n，生成f1，n-fd和f1，n+fd这2个频率的信号。

如上所述，将频率为电线13中流动的电流的频率与探测电流的频率之差以及之和的信号输出至电压端子40v。其中，f1，k-fd能通过低通滤波器从其他控制信息中容易地提取。滤波器44以该目的进行连接。放大器46对滤波器44后的信号进行放大，并在后级的电路中处理。

指示器34接收来自接收机32的输出信号，向被控制设备20发出动作的指示。动作的指示可以是与动作相应的电力(电流)。具体而言，如例示，探测从接收机32输出的频率，并输出用于使被控制设备20执行与该频率相应的动作的指示信号cd。或者，根据从接收机32输出的信号的振幅，输出用于使被控制设备20执行与该振幅相应的动作的指示信号cd。即，指示信号cd既可以基于控制信息的频率，也可以基于控制信息的振幅。

如此，接收机32以及指示器34读取包括针对被控制设备20的控制信息在内的控制信号，来控制被控制设备20。

驱动电流源36提供被控制设备20进行驱动所需的电力。驱动电流源36从电线13中取得电力，并根据来自指示器34的指示信号cd将该电力提供给被控制设备20，从而驱动被控制设备20。此外，在指示器34将被控制设备20进行指定动作所需的电力作为指示信号cd直接输出的情况下，驱动电流源36与指示器34可以一体化。

说明具有以上构成的驱动控制系统1的动作。电源10提供电力频率f0的电力。控制信息附加装置14向各被控制设备20发送控制信息。在此，设针对某被控制设备20发送控制信息频率分别为f1、f2、f3的3种控制信息。此外，控制信息可以为3个以上。该控制信息的含义在于，对被控制设备20进行控制的驱动控制装置30从电线12中得到频率f1、f2、f3的信号时，使状态分别为a、b、c。

例如若设被控制设备20为电动机，则状态a为以来自电源10的电力的1/2的电力进行旋转，状态b为直接以来自电源10的电力进行旋转，状态c为停止旋转等。因此，控制信息频率f1、f2、f3的控制信息不会同时承载在电线12中。

对被控制设备20进行控制的驱动控制装置30的探测电流源42使频率fd的电流在磁性元件40中流动。此时，将fd与f1、f2、f3之差设定在fc以内。另外，设fc充分小于电力频率f0。在此，fc是滤波器44的截止频率。另外，f1、f2、f3、fd均是充分远离电力频率f0的频率。

电源10通过电线12来提供电力。设控制信息附加装置14在电线12中承载有频率f1的信号。在被控制设备20侧，来自电线12的电力经由变压器16传递。

驱动控制装置30的磁性元件40以双方的电流端子40a配合的方式在经由变压器16的电线13的电流所流动的方向上相邻配置。因此，在相对于电流端子40a的方向呈直角的方向上，受到来自电线13的磁场h的作用。

因该磁场h，流过磁性元件40的频率fd的电流受影响。而且，在磁性元件40的电压端子40v，得到控制信息频率f1与探测频率fd之积。也就是，得到fd－f1和fd+f1的频率的信号。当然，也得到作为电力频率f0与探测频率fd之积的fd－f0和fd+f0的信号。

这些信号中最小的是fd－f1的信号。而且，仅该信号通过滤波器44的截止频率fc。该信号由放大器46放大。

指示器34通过指示信号cd向驱动电流源36发出与来自该放大器46的输出信号(将其称为“检测信号”)相应的指示。驱动电流源36将经由变压器16得到的电力的1/2的电力提供给被控制设备20。即使控制信息频率变为f2、f3，根据该控制信息频率与探测频率之积所得到的低频信号通过滤波器44这样的关系也同样成立。

即，从放大器46能得到具有fd－f1、fd－f2、fd－f3的频率的信号。指示器34将与该频率对应的指示信号cd送往驱动电流源36，从而被控制设备20被控制。

如此，接收机32的磁性元件40输出与电线12中流动的信号的频率(f0～f3)和探测电流源42在磁性元件40中流动的电流的探测频率fd之积相等的频率的电压。因此，通过预先规定探测频率fd与控制信息f1等的关系，能进行利用plc的被控制设备20的驱动控制。

此外，本发明所涉及的驱动控制系统1是从电源侧控制被控制设备20的系统，但在被控制设备20侧具有空间余量且能配置用于信息发送的装置的情况下，通过在电源侧也配置接收机32，还能进行反向的通信。

(第2实施方式)

图3是表示第2实施方式所涉及的驱动控制系统的概略构成的框图。以下，以与第1实施方式的不同点为中心进行说明。驱动控制系统具备：发送装置110、以及多个(本例中为2个)驱动控制装置120a、120b，通过驱动控制装置120a、120b对作为被控制设备的伺服电动机130a、130b分别进行驱动控制。该伺服电动机130a、130b被输入作为控制信号的pmw信号，并旋转与其占空比相应的角度。

本实施方式的驱动控制系统向伺服电动机130a、130b提供电力进行驱动，并进行控制以实现期望的旋转角。

在各驱动控制装置120a、120b，预先设定有固有的探测频率fa0(例如1,000hz)、fb0(例如2,000hz)。驱动控制装置120a对伺服电动机130a进行驱动控制，驱动控制装置120b对伺服电动机130b进行驱动控制，因此也可谓对伺服电动机130a、130b设定有探测频率fa0、fb0。探测频率fa0、fb0彼此不同，优选彼此充分远离。

发送装置110生成传输信号并发送给驱动控制装置120a、120b，该传输信号承载有用于驱动伺服电动机130a、130b的电力以及用于单独控制伺服电动机130a、130b的2个控制信号。

具体而言，发送装置110具有：控制信号生成部111a、111b、加法器112、电源113、控制信息附加装置114、电线115、电阻116以及电容器117。

控制信号生成部111a生成用于控制伺服电动机130a的控制信号va。控制信号生成部111a例如是函数发生器，生成频率fa的正弦波作为控制信号va。在此，频率fa是探测频率fa0的附近的频率，具体而言，是相对于探测频率fa0而处于预先规定范围内的频率，优选充分远离驱动控制装置120b的探测频率fb0。在该条件下，频率fa能由用户任意设定，与该频率fa相应的占空比的pwm信号由驱动控制装置120a生成，从而能任意控制伺服电动机130a的旋转角。

同样，控制信号生成部111b生成用于控制伺服电动机130b的控制信号vb。控制信号vb的频率fb是探测频率fb0的附近的频率，具体而言，是相对于探测频率fb0的预先规定范围内的频率，优选充分远离驱动控制装置120a的探测频率fa0。此外，频率fb优选还充分远离频率fa。

加法器112对控制信号va与控制信号vb进行频率复用。

电源113生成电力传输用的电压，换言之，用于驱动伺服电动机130a、130b的电压。在本实施方式中，设电源113生成直流电压vdc(例如24v)，但也可以是交流电压。

控制信息附加装置114例如是环形铁芯，在上述直流电压vdc上附加包含交流分量的控制信号va、vb。由此，生成在直流电压vdc上承载有控制信号va、vb的传输信号。

电线115与控制信息附加装置114连接，将传输信号发送给驱动控制装置120a、120b。在电线115上的电源113与控制信息附加装置114之间串联连接电阻116以及电容器117。关于本实施方式所涉及的驱动控制系统，传输信号包括直流电压vdc和控制信号va、vb，因此无需分个设置驱动用的电线(电力线)和控制用的电线。

电容器117对交流分量的阻抗低。故而，在电线115产生与传输信号中的控制信号va、vb相应的电流it。具体而言，电流it能以下述(8)式表示，在第1实施方式中的(5)式，与n＝0～1的情况对应。在此，ita0、itb0主要是根据控制信号va、vb的振幅以及电阻116而确定的值。

it＝ita0sin(2πfat+θa)+itb0sin(2πfbt+θb)···(8)

另一方面，电容器117对直流分量的阻抗高。故而，在电线115中几乎不通直流电流。而且，在电容器117的两端产生的电压包含直流电压vdc作为直流分量，且通过有线方式被提供给驱动控制装置120a、120b。

图4a是表示电线115的电压随时间变化的测量结果。另外，图4b是图4a的放大图。在这些图中，vdc＝24v，fa＝1,020hz，fb＝2,030hz。从图4a可知，在传输信号中，24v的直流分量叠加有交流分量。而且，从图4b可知，交流分量包含2个频率，即1,020hz以及2,030hz的频率。

回到图3，驱动控制装置120a将伺服电动机130a、130b当中的伺服电动机130a作为驱动控制的对象设备。同样，驱动控制装置120b将伺服电动机130a、130b当中的伺服电动机130b作为驱动控制的对象设备。驱动控制装置120a、120b的构成相同，因此以下主要针对驱动控制装置120a进行说明。驱动控制装置120a经由电线115接收传输信号对伺服电动机130a进行驱动控制，具有驱动部121和控制部122。

驱动部121使用从发送装置110提供的电力来驱动伺服电动机130a。更具体而言，向驱动部121提供来自发送装置110的上述电压，并提取其直流分量，从而生成用于驱动伺服电动机130a的直流电压以及用于驱动控制部122的直流电压。

控制部122具有磁性元件152，通过提取电线115中流动的电流it的交流分量，来从电线115中流动的电流之中探测频率fa，并根据频率fa来生成用于控制伺服电动机130a的pwm信号。

图5是表示驱动控制装置120a的内部构成的一例的框图。

驱动控制装置120a中的驱动部121根据传输信号中的直流分量生成直流电压(例如5v)来驱动伺服电动机130a，并生成直流电压(例如24v)来驱动控制部122。优选使用绝缘型dc-dc转换器作为驱动控制装置120a。由此，能将图3中的电源113的接地与伺服电动机130a的接地分开，电线115不易受到从伺服电动机130a产生的浪涌电压的影响。

控制部122具有：探测电流生成部151、磁性元件152以及信号处理部153。信号处理部153例如包含：低通滤波器154(lpf)、放大器155、比较器156(cmp)以及控制信号生成部157。

探测电流生成部151通过由驱动部121生成的直流电压而被驱动，生成探测信号vd并在磁性元件152中通探测电流id。探测信号vd的频率是探测频率fa0。探测信号vd也可以是正弦波，但优选为矩形波(例如振幅为10v)。与正弦波相比，矩形波的信号的迁移更陡峭，因此能大幅度削减探测电流生成部151的功耗。

以下，设为探测信号vd为矩形波。在此情况下，探测信号vd除探测频率fa0之外还包含其高频分量。在探测信号vd为矩形波的情况下，探测电流id也是矩形波，能通过下述(9)式来表示。

n为3以上的奇数。在上述(9)式中，第1项与第1实施方式中的(6)式对应。另外，第2项表示矩形波中的高频分量。idn表示n次分量的振幅，n越大，振幅idn越小。

磁性元件152与第1实施方式中说明的磁性元件66对应，通过与电线115相邻配置，具有将电线115中流动的电流it与自身中流动的探测电流id相乘的功能。由此，磁性元件152输出与电流it和探测电流id之积相应的电压变化δvmr。若参照第1实施方式中的(7)式，则电压变化δvmr具有下述(10a)～(10f)的频率分量。

|fa－fa0|···(10a)

|fa+fa0|···(10b)

|fb－fa0|···(10c)

|fb+fa0|···(10d)

|fa－n*fa0|···(10e)

|fa+n*fa0|···(10f)

(10e)、(10f)是探测电流id中的高频分量所引起的分量。其中，n越大，各频率分量的振幅越小。另外，频率fa位于探测频率fa0的附近，因此在这些频率分量当中，(10a)所示的|fa－fa0|是最低的频率。

图6是表示磁性元件152的输出电压vmr随时间变化的测量结果。该图的vmr1是驱动控制装置120a中的磁性元件152的输出，fa0＝1,020hz，fa＝1,000hz。从该图可知，大约周期50ms即频率20hz(＝|fa－fa0|)的分量最大。

此外，该图的vmr2是驱动控制装置120b中的磁性元件152的输出，fb0＝2,030hz，fb＝2,000hz。从该图可知，大约周期33ms即频率30hz(＝|fb－fb0|)的分量最大。

回到图5，信号处理部153从来自磁性元件152的输出δvmr中探测频率fa，并生成用于控制伺服电动机130a的pmw信号，从而控制伺服电动机130a。信号处理部153可以进行模拟信号处理，但更优选地，在将起源于来自磁性元件152的输出的模拟信号变换成数字信号(ad变换)后进行数字信号处理。这是为了，尤其在探测电流id为正弦波且包含高频分量的情况下，能通过ad变换来降低因该高频分量引起的噪声的影响。

信号处理部153中的低通滤波器154对来自磁性元件152的输出δvmr进行lpf处理，仅提取低频分量。低通滤波器154的截止频率fc高于上述(10a)所示的|fa－fa0|，但低于其他频率。换言之，频率fa与探测频率fa0之差被规定得低于截止频率fc(将该情况表述为“附近”)。由此，从输出δvmr中主要提取频率|fa－fa0|的分量。其中，还存在高频分量也将被输出一部分而成为噪声的情况。此外，低通滤波器154的输出是模拟电压。

放大器155根据需要进行设置，对来自低通滤波器154的输出进行放大。放大器155的输出仍是模拟电压。

比较器156是ad变换器的例子，通过与给定的阈值进行比较，来将从放大器155输出的模拟电压变换为数字值。其结果，得到频率|fa－fa0|的矩形波作为来自比较器156的输出。即使在来自低通滤波器154的输出(因此，来自放大器155的输出)中含有因探测电流id(探测信号vd)的高频分量引起的噪声，也能降低该噪声。

控制信号生成部157从数字信号中探测频率fa(准确地讲|fa－fa0|)，并生成与该频率fa相应的占空比的pwm信号。频率|fa－fa0|例如通过对从比较器156输出的矩形波的脉冲间隔进行计测而在短时间内被探测到。另外，pmw信号的生成例如利用pic(peripheralinterfacecontroller；外围接口控制器)中内置的ccp(compare/capturepwm)模块的“pwm模式”即可。

通过将生成的pwm信号输入至伺服电动机130a，伺服电动机130a以与pwm信号的占空比相应的角度进行旋转。

驱动控制装置120b也为同样的构成，但使用探测频率fb0的矩形波作为探测信号。其结果，通过低通滤波器来提取频率|fb－fb0|的分量。由此，能生成与频率fb相应的占空比的pwm信号，伺服电动机130b以与该占空比相应的角度进行旋转。

图7是表示pmw信号随时间变化的测量结果。该图的pwm1、pwm2分别是由驱动控制装置120a、120b中的控制信号生成部157生成的pwm信号。与图5同样，fa0＝1,020hz，fa＝1,000hz，fb0＝2,030hz，fb＝2,000hz。pwm1、pwm2的周期彼此相等，但占空比不同。由此可知，能生成与频率fa、fb相应的占空比的pwm信号。

此外，在上述实施方式中，控制信号va、vb中的频率fa、fb示出了与伺服电动机130a、130b的旋转角对应的控制信息。然而，也可以不使用频率fa、fb，而使用控制信号va、vb中的振幅来表示控制信息。在此情况下同样，探测频率fa0与控制信号va的频率fa接近，因此驱动控制装置120a的控制部122中的信号处理部153能探测驱动控制装置120a用的控制信号va。然后，信号处理部153生成与控制信号va的振幅相应的占空比的pwm信号即可。

进而，承载控制信号va、vb的时间可以表示控制信息。无论何种情况，控制信号va、vb均具有对被控制设备进行控制所需的信息。

另外，在图3中示出了使用2个驱动控制装置120a、120b对2个伺服电动机130a、130b进行驱动控制的例子，但驱动控制装置以及被控制设备的数量不特别限定。无论何种情况，在传输信号中，在直流电压上承载多个控制信号，各控制信号与各驱动控制装置分别对应。在各驱动控制装置设定有固有的探测频率，各控制信号的频率在对应的驱动控制装置的探测频率的附近，为了实现期望的控制结果(例如旋转角)而由用户设定即可。

如此，在第2实施方式中，由于使用磁性元件152来探测控制信号va、vb的频率fa、fb，因此能使驱动控制装置120a、120b小型化。另外，通过将磁性元件152中流动的探测电流id设为矩形波，能降低驱动控制装置120a、120b的功耗。进而，通过对磁性元件152的输出进行数字信号处理，能降低因探测电流id的高频分量引起的噪声。

(第3实施方式)

上述第2实施方式是1个驱动控制装置探测1个控制信号对1个被控制设备进行控制。与之相对，接下来说明的第3实施方式是1个驱动控制装置探测多个控制信号对多个被控制设备进行控制。以下，以与第2实施方式的不同点为中心进行说明。

图8是表示第3实施方式所涉及的驱动控制系统的概略构成的框图。驱动控制系统具备：与第2实施方式同样的发送装置110、以及对多个(该图的例子中为2个)伺服电动机130a、130b进行驱动控制的驱动控制装置120。此外，对伺服电动机130a设定了固有的探测频率fa0，对伺服电动机130b设定了固有的探测频率fb0。

驱动控制装置120a的内部构成与图5所示的驱动控制装置类似，但动作不同。

参照图5，驱动部121使用从发送装置110提供的电压，生成用于对伺服电动机130a、130b两者进行驱动的直流电压、以及用于对控制部122中的探测电流生成部151进行驱动的直流电压。

本实施方式的特征在于探测电流生成部151的动作。

探测电流生成部151首先生成探测频率fa0的探测信号vd(优选为矩形波)。由此，生成频率为探测频率fa0的探测电流id，且在磁性元件152中通过。其结果，如在第2实施方式中说明那样，信号处理部153中的控制信号生成部157探测控制信号va(作为具体例，其频率fa)。而且，信号处理部153生成与频率fa相应的占空比的pwm信号，并控制伺服电动机130a。

其后，探测电流生成部151生成探测频率fb0的探测信号vd(优选为矩形波)。由此，生成频率为探测频率fb0的探测电流id，并在磁性元件152中通过。其结果，如在第2实施方式中说明那样，信号处理部153中的控制信号生成部157探测控制信号vb(作为具体例，其频率fb)。然后，信号处理部153生成与频率fb相应的占空比的pwm信号，来控制伺服电动机130b。

此外，关于信号处理部153在某个时间点应该控制伺服电动机130a、130b中的哪一个，适当通过探测电流生成部151与信号处理部153的协作来把握。例如，探测电流生成部151将已生成频率fa0的探测信号vd的情况传达给信号处理部153，响应于此，信号处理部153控制伺服电动机130a即可。

另外，如上所述，在探测电流生成部151通过时间分割方式生成各探测频率下的探测电流而进行控制的情况下，首先，对伺服电动机130a进行控制，其后对伺服电动机130b进行控制。也就是，伺服电动机130a、130b的控制定时是错开的。在其成问题的情况下，控制信号生成部157将生成伺服电动机130a、130b用的pwm信号的定时适当调整即可，由此，能同步(例如同时)控制伺服电动机130a、130b。例如，信号处理部153以给定的时间(例如数秒钟程度)持续探测控制信号的频率，在此期间蓄存探测出的频率，在该给定的时间经过后，将基于已蓄存的全部频率的信号(例如pwm信号)同时送往被控制设备，并重复该循环即可。

此外，在1个循环中，频率的蓄存既可以每隔固定时间来进行，若是各探测信号依次通过时间分割而被生成的情况，也可以每隔探测信号的间隔来进行。作为具体例，首先，若探测出控制信号va的频率fa，则在信号处理部153内存储该频率fa，其后在探测出控制信号vb的频率fb的时间点，控制信号生成部157同时生成伺服电动机130a、130b用的pwm信号即可。

此外，在本实施方式中，1个驱动控制装置120所驱动控制的被控制设备的数量不受限定。即使在被控制设备为3个以上的情况下，也对各被控制设备设定固有的探测频率。在从发送装置110发送的传输信号中，将与各被控制设备对应的多个控制信号进行频率复用。各控制信号的频率位于针对对应的被控制设备所设定的探测频率的附近，根据如何控制被控制设备的具体情况而被设定。

然后，探测电流生成部151通过时间分割依次生成各探测频率的探测信号vd，并在磁性元件152中通该探测频率的探测电流id。信号处理部153能通过时间分割来探测与磁性元件152中流动的探测电流id的探测频率被设定的被控制设备对应的控制信号。

根据需要，在全部的(或者需要数量的)控制信号的探测完成后，控制信号生成部157可以同时进行被控制设备的控制。

此外，驱动控制系统既可以具备多个本驱动控制装置120，也可以混合包含第2实施方式中说明的驱动控制装置120a、120b以及第3实施方式中说明的驱动控制装置120。

如此，在第3实施方式中，1个驱动控制装置120例如通过时间分割生成探测信号vd，从而探测多个控制信号来控制多个被控制设备。故而，能使驱动控制系统进一步小型化。

以下，将通过实验量表调查本发明所涉及的驱动控制系统的动作所得到的结果作为参考例进行说明。

(参考例1)

图9示出验证电路的构成。图9的验证电路通过电压计70来测量图2的驱动控制装置30中的磁性元件66，但也相当于测量来自图5的驱动控制装置120a中的磁性元件152的输出电压。

从电源60和电源61分别输出1992hz和996hz的控制信号。这些控制信号被合成，且流经负载62(相当于图3的电阻116)。在此，将频率1992hz的信号作为电力频率，将频率996hz的信号作为控制信号。接收机64构成为包含磁性元件66、探测电流源68以及电压计70。磁性元件66是在基板上对nife的薄膜进行成膜而形成的，且在nife薄膜的上表面通过铜而形成有旋转彩柱图案(barberpolepattern)。

具有旋转彩柱图案的导电体膜的磁性元件66呈现出与预先对电流端子66a以直角方向(横向)施加偏置磁场相同的效果。即，若在铜的部分流过电流，则即使在外部未施加磁场时，动作点也将维持在电阻的变化幅度的中间。探测电流源68设定为在磁性元件66中流过1006hz的0.2ma的电流。

通过电压计70测量了在此状态下使作为控制信息的996hz的信号分量的振幅线性变化时的磁性元件66的电压端子66v的输出。结果如图10所示。参照图10，横轴是控制信息的振幅(a)，纵轴是磁性元件66的两端电压(v)。此外，横轴记为“负载电流”(“loadcurrent”)，纵轴记为“传感器输出”(“sensoroutput”)。

探测频率为1006hz，因此与控制信息频率的996hz之间将获得10hz(1006hz－996hz)以及2002hz(1006hz+996hz)的频率的信号。另外，与电力频率的1992hz之间将获得986hz(1006hz－1992hz)以及2998hz(1006hz+1992hz)。

参照图10，横轴是电线12中承载的控制信息的电流值(a)，纵轴是磁性元件66的电压端子66v间的电压(v)。从996hz获得的10hz的信号以及2002hz的信号的输出电压随输入电流的增加而增加。此时，从1992hz获得的986hz和2998hz的信号完全未变化。基于以上，通过在电源侧控制控制信息的振幅，能在被控制设备20侧得到振幅变化的控制信息的信号。

(参考例2)

图11示出本参考例的验证电路。至磁性元件66为止均与参考例1相同。在本参考例中，在磁性元件66的电压端子66v连接有：仪表放大器74、比较器76和pic(peripheralinterfacecontroller)78以及伺服电动机80。仪表放大器74是滤波器与放大器一体化的产物。截止频率fc是50hz。对放大率进行设定以使来自磁性元件66的电压端子66v的两端的输出振幅获得5v以上。

指示器和驱动电流源构成为包含比较器76和pic78。此外，pic78使用互易(reciprocal)方式。

作为与图5的对应关系，图5的低通滤波器154以及放大器155与图11的仪表放大器74对应，图5的比较器156与图11的比较器76对应，图5的控制信号生成部157与图10的pic78对应，图5的伺服电动机130a与图11的伺服电动机80对应。

比较器76以0-5v对信号进行削波。因此，若输入足够大的正弦波，则能得到方形波样的信号。互易方式的pic78通过内部时钟测量比较器76的输出信号的波长，并换算为频率。然后，输出与该频率相应的pwm(pulsewidthmodulation；脉宽调制)信号。因此，通过比较器76和pic78来执行根据流过探测电流的磁性元件66的输出信号而输出驱动电流这样的指示器和驱动电流源的功能。

被控制设备使用了伺服电动机(gwsnrh/bb/f)80。伺服电动机80将所输入的pwm信号作为驱动电力，使旋转轴以所赋予的角度进行旋转。

在该参考例2中，使用了1012hz～1037hz的信号作为控制信号，使用了1000hz作为探测频率fd。探测电流频率fd为1000hz，因此能得到12hz～37hz的控制信号作为与控制信息频率之差。使该控制信号每赫兹1命令，按照使伺服电动机80的旋转轴旋转0度～180度的方式调整了pwm信号。也就是，按每赫兹控制约7度的旋转角。此外，将电力频率设为了2000hz。控制信息从电源60输出，电力从电源61输出。

图12示出验证结果。参照图12，横轴表示控制信息(记载为“控制信号频率”(“controlsignalfrequency”))(hz)，纵轴表示伺服电动机80的旋转角(记为“伺服电动机的旋转角度”(“rotaryangleoftheservomotor”))(°)。若使成为控制信息的来自电源60的信号的频率变化，则伺服电动机80的旋转角变化。而且，从图12可以明确，来自电源60的信号的频率以及伺服电动机80的旋转角度发生了线性变化。

另外，从发送控制信息的信号起至伺服电动机80反应为止是250ms这样的非常短的响应时间(响应速度快)。通过本实施方式，验证了本发明所涉及的驱动控制系统的动作。

此外，在各实施方式中，还能取代磁性元件66、152而应用阻抗响应于在电线产生的磁场而变化的各种元件(称为磁场响应元件)。具体而言，除磁性膜之外，还列举霍尔元件、磁性半导体元件、gmr(巨磁阻)效应元件、tmr(隧道式磁阻)效应元件等。无论是在利用哪种磁场响应元件的情况下，通过在该元件中通探测频率的探测电流，均能探测来自电源侧(发送装置)的控制信号，因此能使驱动控制装置以及驱动控制系统小型化。

基于上述实施方式，例如想到以下的形态。

(附记1)

一种驱动控制装置，在电线上连接有1个以上的被控制设备，

从电源侧通过所述电线提供电力以及针对每个所述被控制设备而分配于不同频率的频率复用后的控制信息，通过所述控制信息来控制所述被控制设备，所述驱动控制装置具备：

接收机，其读取在所述电线上经频率复用的所述控制信息；

驱动电流源，其向所述被控制设备提供驱动电流；以及

指示器，其向所述驱动电流源指示与所述控制信息相应的电流值。

(附记2)

在附记1记载的驱动控制装置的基础上，

所述接收机包含：

磁性元件，其与所述电线相邻配置；

探测电流源，其在所述磁性元件中流动特性频率的电流；以及

放大器，其测量所述磁性元件的输出电压。

(附记3)

在附记1或2记载的驱动控制装置的基础上，

所述指示器对由所述接收机输出的频率进行计数，并将在所述被控制设备中流动的电流值的信息送往所述驱动电流源。

(附记4)

在附记1或2记载的驱动控制装置的基础上，

所述指示器将与由所述接收机输出的信号的振幅值相应的在所述被控制设备中流动的电流值的信息送往所述驱动电流源。

(附记5)

在附记1至4中任一项记载的驱动控制装置的基础上，

所述驱动电流源在所述被控制设备中通与从所述指示器送来的控制信息相应的驱动电流。

(附记6)

一种驱动控制系统，具备：

电源，其发送特性频率的电流；

电线，其与所述电源连接；

控制信息附加装置，其在所述电线中流动的电流上承载控制信息；

附记1至5中任一项记载的驱动控制装置；以及

被控制设备，其被所述驱动控制装置控制。

工业实用性

本发明所涉及的驱动控制装置能优选用于机器人或汽车的电动设备的控制。

附图标记的说明

1：驱动控制系统；10：电源；12、13：电线；14：控制信息附加装置；16：变压器；20：被控制设备；30：驱动控制装置；32：接收机；34：指示器；36：驱动电流源；40：磁性元件；40a：电流端子；40v：电压端子；42：探测电流源；44：滤波器；46：放大器；60：电源；61：电源；62：负载；64：接收机；66：磁性元件；66a：电流端子；66v：电压端子；68：探测电流源；70：电压计；74：仪表放大器；76：比较器；78：pic；80：伺服电动机；cd：指示信号；110：发送装置；111a、111b：控制信号生成部；112：加法器；113：电源；114：控制信息附加装置；115：电线；116：电阻；117：电容器；120、120a、120b：驱动控制装置；121：驱动部；122：控制部；130a、130b；伺服电动机；151：探测电流生成部；152：磁性元件；153：信号处理部；154：低通滤波器；155：放大器；156：比较器；157：控制信号生成部。