モータ制御装置
【課題】モータの後段回路がシンプルで低コストな回路である場合でも、モータの動作中に温度等の周辺環境が変化したものとしても、モータの電流信号に含まれるリプル成分を正確に抽出できるようにする。
【解決手段】モータ制御装置１が、駆動されると電流信号に周期的なリプルを発生させるモータ２と、モータの前記電流信号からリプル成分を抽出して、そのリプル成分をパルス化したパルス信号を出力する抽出回路３と、パルス信号を入力するとともに、モータ２を制御する制御部４と、を備える。制御部４が、抽出回路３から入力したパルス信号に基づいてモータ２を定速制御する定速制御処理を実行する。
【解決手段】モータ制御装置１が、駆動されると電流信号に周期的なリプルを発生させるモータ２と、モータの前記電流信号からリプル成分を抽出して、そのリプル成分をパルス化したパルス信号を出力する抽出回路３と、パルス信号を入力するとともに、モータ２を制御する制御部４と、を備える。制御部４が、抽出回路３から入力したパルス信号に基づいてモータ２を定速制御する定速制御処理を実行する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用シート、電動ドアミラー、パワーウィンドウ等には可動部が設けられ、可動部がモータによって駆動される。可動部の位置及び速度を制御装置によって正確に制御するためには、動作中のモータの回転量を検出する必要がある。モータの回転量を検出するべく、センサが用いられる。つまり、センサ（例えば、ホール素子、エンコーダ、リードスイッチセンサ）がモータ等に設けられ、動作中のモータの回転に同期した信号がセンサによって出力され、センサの出力信号が検出回路（例えば、コンパレータやＡＤ変換器）を介して制御装置に入力される。
【０００３】
ところが、センサを用いると、コストアップの要因になってしまう。そこで、センサを用いずに、モータの電流信号を利用して、モータの後段回路によってモータの回転位置を検出する技術が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。モータが動作している際には、モータの電流信号には直流成分、低周波成分及び高周波ノイズ等が含まれており、更に、モータの回転に同期した脈動（以下、リプル（ripple）という。）成分も含まれている。特許文献１、特許文献２に記載の技術では、モータの電流信号をモータの後段回路によって処理することによってリプル成分を抽出する。具体的には、後段回路のフィルタによってモータの電流信号のうち直流成分、低周波成分及び高周波ノイズが除去され、リプル成分が通過され、通過されたリプル成分がＡＤ変換器によってパルス信号又はデジタル信号に変換される。モータの電流信号の各成分の周波数が環境変化によって変動するため、後段回路のフィルタには、カットオフ周波数を可変することができるスイッチト・キャパシタ・フィルタを用いる。具体的には、スイッチト・キャパシタ・フィルタを通過した信号が演算回路にフィードバックされ、演算回路がフィードバック信号からカットオフ周波数を演算して、スイッチト・キャパシタ・フィルタのカットオフ周波数を設定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−９５８５号公報
【特許文献２】特開２００８−２８３７６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、スイッチト・キャパシタ・フィルタのカットオフ周波数が変動すると、スイッチト・キャパシタ・フィルタの減衰率特性も変動する。そのため、リプル成分を適切に抽出するべく、スイッチト・キャパシタ・フィルタの後段の回路、例えば増幅器やＡ／Ｄ変換器のゲインも変動させる必要があり、コストアップを招いてしまう。
また。スイッチト・キャパシタ・フィルタは高価であり、スイッチト・キャパシタ・フィルタを用いる更なるコストアップを招いてしまう。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、モータの後段回路がシンプルで低コストな回路である場合でも、モータの動作中に温度等の周辺環境が変化したものとしても、モータの電流信号に含まれるリプル成分を正確に抽出できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するための請求項１に係る発明によれば、
モータ制御装置が、駆動されると電流信号に周期的なリプルを発生させるモータと、前記モータの前記電流信号からリプル成分を抽出して、そのリプル成分をパルス化したパルス信号を出力する抽出回路と、前記パルス信号を入力するとともに、前記モータを制御する制御部と、を備え、前記制御部が、前記抽出回路から入力したパルス信号に基づいて前記モータを定速制御する定速制御処理を実行する。
【０００７】
請求項２に係る発明によれば、請求項１において、
前記制御部が実行する前記定速制御処理が、前記パルス信号のパルス周期を計時する第一処理と、前記第一処理で計時したパルス周期を第一閾値及びその第一閾値を上回る第二閾値と比較する第二処理と、前記第二処理で比較した結果、前記第一処理で計時したパルス周期が前記第一閾値未満である場合に、前記モータの設定速度を減速し、前記第一処理で計時したパルス周期が前記第二閾値を超える場合に、前記モータの設定速度を増速する第三処理と、を含む。
【０００８】
請求項３に係る発明によれば、請求項１において、
前記制御部が実行する前記定速制御処理が、前記パルス信号のパルス周期を計時することで前記モータの回転速度を算出する第一処理と、前記第一処理で算出した回転速度を第一閾値及びその第一閾値を下回る第二閾値と比較する第二処理と、前記第二処理で比較した結果、前記第一処理で算出した回転速度が前記第一閾値を超える場合に、前記モータの設定速度を減速し、前記第一処理で算出した回転速度が前記第二閾値未満である場合に、前記モータの設定速度を増速する第三処理と、を含む。
【０００９】
請求項４に係る発明によれば、請求項１から３の何れか一項において、
前記抽出回路が、前記モータの前記電流信号のうちリプル成分を通過させるバンドパスフィルタと、前記バンドパスフィルタによって通過されたリプル成分をパルス化して、そのパルス信号を前記制御部に出力する波形整形部と、を有する。
【００１０】
請求項５に係る発明によれば、請求項１から４の何れか一項において、
前記モータ制御装置が、前記制御部によって設定された設定速度に応じた電圧を前記モータに印加するモータドライバを更に備える。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明によれば、制御部がモータの回転速度を一定に制御するため、モータの電流信号の各成分の周波数や振幅が変動しにくい。そのため、抽出回路が低コストで簡略な構成の回路であっても、リプル成分が抽出回路によって正確に抽出される。
【００１２】
請求項２に係る発明によれば、モータの回転速度が第一閾値の逆数と第二閾値の逆数の間の範囲内に収まり、モータの回転速度が一定に制御される。
【００１３】
請求項３に係る発明によれば、モータの回転速度が第一閾値と第二閾値の間の範囲内に収まり、モータの回転速度が一定に制御される。
【００１４】
請求項４に係る発明によれば、制御部がモータの回転速度を一定に制御するため、モータの電流信号の各成分の周波数が変動しにくい。そのため、フィルタの周波数特性が可変ではなく固定であっても、モータの電流信号のうちリプル成分がフィルタによって減衰されず、リプル成分がフィルタによって確実に通過され、リプル成分以外の他の成分がフィルタによって除去される。フィルタの周波数特性が固定であれば、フィルタの回路構成を簡略にすることができるとともに、フィルタのコストの削減を図ることができる。
また、モータの電流信号の各成分の振幅も変動しにくいため、フィルタの後段の回路のゲインが可変ではなく固定であっても、リプル成分が波形整形部によって確実にパルス信
号に変換される。よって、フィルタの後段の回路例えば波形整形部の回路構成を簡略にすることができるとともに、フィルタの後段の回路のコストの削減を図ることができる。
【００１５】
請求項５に係る発明によれば、モータの動作中にモータに電圧が印加された状態であるから、リプル成分が途切れることがなく発生する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明を適用した実施形態に係るモータ制御装置を示したブロック図である。
【図２】モータの電流信号の波形を示したタイミングチャートである。
【図３】モータの電流信号の波形を示したタイミングチャートである。
【図４】モータの動作中にパルス信号のパルス周期を計時する処理の流れを示したフローチャートである。
【図５】モータの動作中にモータの設定速度を更新する処理の流れを示したフローチャートである。
【図６】本発明を適用した変形例に係るモータ制御装置を示したブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
【００１８】
図１は、モータ制御装置１のブロック図である。
モータ制御装置１は、モータ２、抽出回路３、制御部４、記憶部５及びモータドライバ６等を備える。
【００１９】
モータ２は、直流モータである。電流がモータ２に流れると、モータ２が回転するとともに、モータ２が周期的なリプル（ripple）を電流に発生させる。モータ２の電流信号について図２及び図３を参照して説明する。図２は、モータ２が駆動される際にモータ２に流れる電流のレベルの変化を示したチャートである。図３は、図２に示されたＡ部における時間及び電流のスケールを大きくして示したチャートである。
【００２０】
図２において、時刻Ｔ１はモータ２が起動したタイミングであり、時刻Ｔ２はモータ２が安定的に動作し始めるタイミングである。時刻Ｔ３は、モータ２によって駆動される可動部がストッパ等に当接して、モータ２の動力を可動部に伝える伝動機構が拘束され始めるタイミングである。時刻Ｔ４は、モータ２が停止するタイミングである。
図２及び図３に示すように、モータ２の電流信号は直流成分、リプル成分及び一又は複数の周波成分（交流成分）を含み、周波成分及びリプル成分が直流成分に重畳している。モータ２の電流信号のうち、電流のレベルが急激に変化した高周波成分はノイズである（例えば、符号ｎ参照）。なお、図３は、高周波ノイズ成分がないものとして図示されている。
【００２１】
時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの期間Ｐ１では、リプル成分ｒ１と、リプル成分ｒ１よりも周波数が低い低周波成分とが直流成分に重畳している。期間Ｐ１のうちモータ２の起動直後では、慣性力の影響により低周波成分の電流レベルが大きく、その後、低周波成分の電流レベルが時間の経過に伴って緩やかに減少する。また、モータ２の起動直後では、低周波成分よりも周波数が高いリプル成分ｒ１の振幅が大きく、その後、リプル成分ｒ１の周波数が時間の経過に伴って漸増するとともに、リプル成分ｒ１の振幅が時間の経過に伴って漸減する。
時刻Ｔ２から時刻Ｔ３までの期間Ｐ２では、リプル成分ｒ２と、リプル成分ｒ２よりも
周波数が低い低周波成分とが直流成分に重畳し、直流成分がほぼ一定で安定し、低周波成分の周波数及び振幅が安定し、リプル成分ｒ２の周波数及び振幅が安定している。リプル成分ｒ２の周波数が低周波成分の周波数よりも高くなるのは、モータ２に内蔵された複数のコイルが巻き線抵抗に差を有するためである。
時刻Ｔ３から時刻Ｔ４までの期間Ｐ３では、モータの電流信号のうち低周波成分の周波数が低くなり、低周波成分の電流レベルが時間の経過とともに漸増する。期間Ｐ３では、モータの電流信号のうちリプル成分ｒ３の周波数が時間の経過に伴って漸減し、リプル成分ｒ３の振幅が時間の経過に伴って漸増する。
【００２２】
抽出回路３は、以上のようなモータ２の電流信号からリプル成分を抽出して、リプル成分をパルス化し、リプル成分がパルス化されてなるパルス信号を制御部４に出力する。抽出回路３について具体的に説明する。
【００２３】
図１に示すように、抽出回路３は、電流電圧変換器１０、フィルタ２１、増幅器６０及び波形整形部７０を備える。
【００２４】
電流電圧変換器１０は、モータ２の電流信号を入力する。電流電圧変換器１０は、入力したモータ２の電流信号を電圧信号に変換する。具体的には、電流電圧変換器１０が抵抗器１１を有し、抵抗器１１がグランドとモータ２の間に接続され、モータ２の電流信号が抵抗器１１とモータ２の間における電圧信号に変換される。電流電圧変換器１０は、変換した電圧信号をフィルタに出力する。なお、電流電圧変換器１０は、オペアンプを用いたもの（例えば、負帰還型電流電圧変換器）でもよい。
【００２５】
フィルタ２１は、電流電圧変換器１０によって変換された電圧信号（電流電圧変換器１０の出力信号）を入力する。フィルタ２１は、電流電圧変換器１０によって変換された電圧信号のうちリプル成分を通過させる。フィルタ２１は、電流電圧変換器１０によって変換された電圧信号のうちリプル成分の周波数よりも高い周波数の高周波成分（例えば、高周波ノイズ）を減衰させて、電流電圧変換器１０によって変換された電圧信号から高周波成分を除去する。フィルタ２１は、電流電圧変換器１０によって変換された電圧信号のうちリプル成分の周波数よりも低い周波数の低周波成分を減衰させて、電流電圧変換器１０によって変換された電圧信号から低周波成分を除去する。フィルタ２１は、電流電圧変換器１０によって変換された電圧信号から直流成分を除去する。フィルタ２１は、高周波成分、低周波成分及び直流成分を除去した出力信号を増幅器６０に出力する。フィルタ２１の出力信号には、リプル成分が主に含まれる。
【００２６】
フィルタ２１はバンドパスフィルタであり、そのバンドパスフィルタの中心周波数がリプル成分の周波数に設定されている。例えば、フィルタ２１は、オペアンプを用いた多重帰還型バンドパスフィルタ、複数の抵抗器及び複数のキャパシタを用いたバンドパスフィルタである。なお、コスト削減の観点から、フィルタ２１は低カットオフ周波数（フィルタ２１のハイパスフィルタ部のカットオフ周波数）及び高カットオフ周波数（フィルタ２１のローパスフィルタ部のカットオフ周波数）が固定であるバンドパスフィルタであることが好ましい。
【００２７】
増幅器６０は、フィルタ２１によって出力された出力信号（主にリプル成分）を入力する。増幅器６０は、フィルタ２１の出力信号を増幅して、それを波形整形部７０に出力する。増幅器６０は、例えば負帰還型増幅器である。なお、増幅器６０はゲイン固定型の増幅器であることが好ましい。
【００２８】
波形整形部７０は、フィルタ２１によって出力された出力信号を増幅器６０を介して入力する。波形整形部７０がフィルタ２１によって出力された出力信号（増幅器６０の出力
信号）の波形を矩形波に整形するから、フィルタ２１・増幅器６０の出力信号に含まれるリプル成分が波形整形部７０によってパルス化される。具体的には、波形整形部７０がコンパレータを有し、該コンパレータが、フィルタ２１によって出力された出力信号（増幅器６０の出力信号）を基準電圧と比較することによって、フィルタ２１によって出力された出力信号（増幅器６０の出力信号）をパルス信号に変換する。波形整形部７０は、矩形波に整形されたパルス信号を制御部４に出力する。制御部４は、波形整形部７０によって出力されたパルス信号を入力する。
【００２９】
モータドライバ６は、制御部４からの指令に従ってモータ２を駆動する。
モータドライバ６は、制御部４から起動指令を受けたらモータ２を起動させる。
モータドライバ６は、モータ２の回転向きを変更する正転・逆転可変型モータドライバである。モータドライバ６は、モータ２の回転向きに関する指令を制御部４から受けたら、モータ２の回転向きをその指令に従った向きにする。
また、モータドライバ６は、モータ２の回転速度を制御する速度可変型のモータドライバである。モータドライバ６は、制御部４から受けた設定速度指令に従ってその設定速度でモータ２を駆動する。具体的には、モータドライバ６は、モータ２の印加電圧を制御することでモータ２の回転速度を制御する電圧制御型のモータドライバである。なお、モータドライバ６が、モータドライバ６がモータ２に出力するパルス信号のデューティー比を変調してモータ２の回転速度を制御するＰＷＭ制御型のモータドライバでもよい。
モータドライバ６は、制御部４から停止指令を受けたら、モータ２を停止する。
【００３０】
制御部４は、ＣＰＵ４ａ及びＲＡＭ４ｂ等を有するコンピュータである。ＣＰＵ４ａは、数値計算、情報処理、機器制御等の各種処理を行う。ＲＡＭ４ｂは、一時記憶領域としての作業領域をＣＰＵ４ａに提供する。
【００３１】
記憶部５は、制御部４に接続されている。記憶部５は、不揮発性メモリ、ハードディスクといった読み書き可能な記憶媒体である。記憶部５は、一つの記憶媒体からなるものでもよいし、複数の記憶媒体を組み合わせたものでもよい。記憶部５が複数の記憶媒体を組み合わせたものである場合、何れかの記憶媒体がＲＯＭであってもよい。
【００３２】
記憶部５には、制御部４にとって読み取り可能なプログラム５Ｚが格納されている。制御部４は、プログラム５Ｚを読み込んでそのプログラム５Ｚに従った処理を行ったり、そのプログラム５Ｚによって各種機能を実現したりする。なお、記憶部５が複数の記憶媒体を組み合わせたものである場合、プログラム５Ｚが記憶部５のＲＯＭに格納されていてもよい。
【００３３】
プログラム５Ｚに基づく制御部４の処理の流れについて説明するとともに、制御部４の処理に伴うモータ制御装置１の動作について説明する。
【００３４】
所定の条件が満たされると、制御部４がモータ２を起動させる。具体的には、制御部４が起動指令をモータドライバ６に出力するとともに、モータドライバ６によって駆動されるモータ２の回転速度を初期回転速度に設定する。モータドライバ６は、起動指令を受けるとモータ２に電圧を印加するとともに、モータ２に対する印加電圧を初期回転速度に対応する値に設定する。所定の条件が満たされるとは、例えば、ユーザが起動スイッチをオンにすること、起動センサがオンになること、制御部４によって実行されている処理（例えば、シーケンス処理）で所定の条件が満たされること等である。なお、モータドライバ６がＰＷＭ制御型のモータドライバである場合には、モータドライバ６がモータ２に出力するパルス信号のデューティー比を初期回転速に対応する値に設定する。
【００３５】
モータ２の動作中では、抽出回路３がモータ２の電流信号からリプル成分を抽出して、
リプル成分をパルス化する。そして、抽出回路３は、リプル成分がパルス化されてなるパルス信号を制御部４に出力する。具体的には、電流電圧変換器１０がモータ２の電流信号を電圧信号に変換し、フィルタ２１が電流電圧変換器１０によって変換された電圧信号のうちリプル成分を通過させ、増幅器６０がフィルタ２１によって通過されたリプル成分を増幅し、波形整形部７０が増幅器６０によって増幅されたリプル成分をパルス信号に変換して、そのパルス信号を制御部４に出力する。
【００３６】
モータ２の動作中、制御部４が抽出回路３によって出力されるパルス信号のパルス数を計数する。具体的には、制御部４は、抽出回路３によって出力されるパルス信号のパルスを入力するごとに計数値に１を加算することによって計数値を更新する。計数値が、パルス数である。
また、制御部４は、抽出回路３によって出力されるパルス信号のパルスを入力するごとにパルス数（計数値）に基づいてモータ２の回転量を算出する。例えば、制御部４が、計数したパルス数（計数値）に所定の定数を乗ずることで、その積をモータ２の回転量として算出する。
また、抽出回路３によって出力されるパルス信号のパルスを入力するごとにパルス数（計数値）に基づいてモータ２の回転位置を算出する。例えば、制御部４は、計数したパルス数（計数値）に所定の定数を乗ずることで得られた積を所定値に対して加算し、又は減算することで、その和又は差をモータ２の回転位置として算出する。ここでいう所定値とは、モータ２が動作する前のモータ２の初期の回転位置を示すものであり、具体的には、モータ２が所定の原点位置から初期の回転位置まで回転した場合のモータ２の回転量である。
【００３７】
モータ２が起動すると、制御部４が抽出回路３から入力したパルス信号に基づいてモータ２を定速制御するので、モータ２が一定の目標速度で回転する。具体的には、モータ２の動作中、制御部４が図４〜図５に示す処理を行うことで、モータ２を定速制御する。
【００３８】
モータ２の動作中において、制御部４は、パルス信号のパルスごとにパルス信号のパルス周期を計時する（図４参照）。具体的には、制御部４が、図４に示すような処理を実行することによってパルスの立ち上がりから次のパルスの立ち上がりまでのパルス周期をパルスごとに順次計時する。
【００３９】
まず、制御部４は、計時時間をゼロにリセットする（ステップＳ１１）。次に、制御部４は、計時を開始するとともに、抽出回路３の出力パルス信号のパルスが立ち上がるまで計時を継続する（ステップＳ１２、ステップＳ１３：Ｎｏ）。その後、制御部４が抽出回路３の出力パルス信号のパルスの立ち上がりを検出したら（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、制御部４が計時を終了する（ステップＳ１４）。次に、制御部４は計時時間を再びゼロにリセットする（ステップＳ１１）。制御部４は、以上のステップＳ１１〜ステップＳ１４の処理を繰り返すことによって、パルス信号のパルスごとにパルス信号のパルス周期を算出する。なお、制御部４が、算出したパルス周期をＲＡＭや記憶部５に順次記憶することで、算出したパルス周期のデータ列を構築してもよい。
【００４０】
制御部４が計時したパルス周期の逆数が、モータ２の回転速度を示す。従って、制御部４がパルスごとにパルス周期を計時する処理（ステップＳ１１〜ステップＳ１４）は、パルスごとにモータ２の回転速度を算出する処理に相当する。
【００４１】
制御部４は、パルス周期の計時を終了する毎に（ステップＳ１４の度に）、モータドライバ６によって駆動されるモータ２の設定速度を更新する。具体的には、制御部４が、パルス周期の計時を終了する毎に、図５に示す設定速度更新処理を実行する。
【００４２】
図５に示すように、まず、制御部４は、図４のステップＳ１４で計時を終了したパルス周期を取得する（ステップＳ２１）。次に、制御部４は、計時したパルス周期が所定の範囲内に含まれるか否か判定する（ステップＳ２２、ステップＳ２３）。具体的には、制御部４が、計時したパルス周期を第一閾値Ｔ_minと比較するとともに（ステップＳ２２）、計時したパルス周期を第二閾値Ｔ_maxと比較する（ステップＳ２３）。
【００４３】
第一閾値Ｔ_minは、第二閾値Ｔ_maxを下回る値である（第一閾値Ｔ_min＜第二閾値Ｔ_max）。ここで、モータ２の回転速度を一定の目標速度に定速制御するには、第一閾値Ｔ_minはその目標速度の逆数を下回る値に設定され、第二閾値Ｔ_maxはその目標速度の逆数を上回る値に設定される。
【００４４】
なお、制御部４が計時したパルス周期を第一閾値Ｔ_minと比較する処理は、制御部４が算出した回転速度を第一閾値Ｖ_maxと比較する処理に相当し、制御部４が計時したパルス周期を第二閾値Ｔ_maxと比較する処理は、制御部４が算出した回転速度を第二閾値Ｖ_minと比較する処理に相当する。第一閾値Ｖ_maxは第一閾値Ｔ_minの逆数であり、第二閾値Ｖ_minが第二閾値Ｔ_maxの逆数であり、第一閾値Ｖ_maxが第二閾値Ｖ_minを上回る値である（第一閾値Ｖ_max＞第二閾値Ｖ_min）。
【００４５】
比較の結果、計時したパルス周期が第一閾値Ｔ_min未満である（算出した回転速度が第一閾値Ｖ_maxを超える）と制御部４が判定した場合（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、制御部４がモータ２の設定速度を減速する（ステップＳ２４）。具体的には、制御部４が現在のモータ２の設定速度から減分を減算することでその設定速度を更新する。ここで、減分は一定値であってもよいし、更新前の設定速度に応じた値であってもよい。そして、制御部４が更新後の設定速度をモータドライバ６に設定し、モータドライバ６がその設定速度でモータ２を駆動する。つまり、モータドライバ６が電圧制御型のモータドライバである場合には、モータドライバ６がモータ２に対する印加電圧を更新後の設定速度に応じた値に変更する。モータドライバ６がＰＷＭ制御型のモータドライバである場合には、モータドライバ６がモータ２に出力するパルス信号のデューティー比を更新後の設定速度に応じた値に変更する。
【００４６】
一方、比較の結果、計時したパルス周期が第二閾値Ｔ_maxを超える（算出した回転速度が第二閾値Ｖ_min未満である）と制御部４が判定した場合（ステップＳ２２：Ｎｏ、ステップＳ２３：Ｙｅｓ）、制御部４がモータ２の設定速度を増速する（ステップＳ２５）。具体的には、制御部４が現在のモータ２の設定速度に増分を加算することでその設定速度を更新する。ここで、増分は一定値であってもよいし、更新前の設定速度に応じた値であってもよい。そして、制御部４が更新後の設定速度をモータドライバ６に設定し、モータドライバ６がその設定速度でモータ２を駆動する。つまり、モータドライバ６が電圧制御型のモータドライバである場合には、モータドライバ６がモータ２に対する印加電圧を更新後の設定速度に応じた値に変更する。モータドライバ６がＰＷＭ制御型のモータドライバである場合には、モータドライバ６がモータ２に出力するパルス信号のデューティー比を更新後の設定速度に応じた値に変更する。
【００４７】
比較の結果、計時したパルス周期が第一閾値Ｔ_min以上第二閾値Ｔ_max以下である（算出した回転速度が第二閾値Ｖ_min以上第一閾値Ｖ_max以下である）と制御部４が判定した場合（ステップＳ２２：Ｎｏ、ステップＳ２３：Ｎｏ）、制御部４がモータ２の設定速度を更新せずに、図５に示す処理を終了する。
【００４８】
制御部４が、抽出回路３によって出力されたパルス信号のパルスごとに図４及び図５に示す処理を行うことによって、モータ２の回転速度が目標の速度で一定になる。
【００４９】
以上に述べたことがモータ制御装置１の動作の説明である。図１に示されたモータ制御装置１は、例えば車両用シート装置に用いられる。その車両用シート装置は、図１に示されたモータ制御装置１と、図６に示されたシート本体９０を備え、シート本体９０の可動部がモータ２によって駆動される。
【００５０】
シート本体９０の可動部の数とモータ２の数が同数であることが好ましく、モータ２の数が複数である場合、モータドライバ６及び抽出回路３がモータ２ごとに設けられ、制御部４及び記憶部５が全てのモータ２に共通している。なお、モータ２の数が複数である場合、モータドライバ６及び抽出回路３の数がそれぞれ１であってもよい。その場合、リレー回路が設けられ、リレー回路が制御部４からの指令に従って複数のモータ２のうちの何れか一つを選択する。そして、そのリレー回路が選択したモータ２を抽出回路３及びモータドライバ６に接続するとともに、他を抽出回路３及びモータドライバ６から遮断する。
【００５１】
シート本体９０について具体的に説明する。シート本体９０はレール９１、シートボトム９２、バックレスト９３、ヘッドレスト９４、アームレスト９５及びレッグレスト９６等を備える。
【００５２】
シートボトム９２がレール９１の上に搭載され、シートボトム９２がレール９１よって前後方向に移動可能に設けられており、モータ２がシートボトム９２を前後方向に駆動する。シートボトム９２の前部が昇降可能に設けられ、別のモータ２がシートボトム９２の前部を上下方向に駆動する。シートボトム９２の後部が昇降可能に設けられ、別のモータ２がシートボトム９２の後部を上下方向に駆動する。バックレスト９３がリクライニング機構によってシートボトム９２の後端部に回転可能に連結され、別のモータ２がバックレスト９３をシートボトム９２に対して起伏させる。ヘッドレスト９４がバックレスト９３の上端部に昇降可能・回転可能に連結され、別のモータ２がヘッドレスト９４を上下方向に駆動し、更に別のモータ２がヘッドレスト９４を前後に起伏させる。アームレスト９５がバックレスト９３の側面に回転可能に連結され、別のモータ２がアームレスト９５を水平状態から垂直状態に及びその逆に駆動する。レッグレスト９６がシートボトム９２の前端部に回転可能に連結され、別のモータ２がレッグレスト９６を跳ね上げ状態から垂下状態に又はその逆に駆動する。
【００５３】
本発明の実施の形態は、以下のような効果を奏する。
(1) 制御部４がモータ２の回転速度を一定に制御するため、モータ２の電流信号の各成分（低周波成分、リプル成分、高周波ノイズ成分等）の周波数が変動しにくい。そのため、フィルタ２１の周波数特性が可変ではなく固定であっても、モータ２の電流信号のうちリプル成分がフィルタ２１によって減衰されず、リプル成分がフィルタ２１によって確実に通過され、リプル成分以外の成分がフィルタ２１によって除去される。フィルタ２１の周波数特性が固定であるから、フィルタ２１の回路構成を簡略にすることができるとともに、フィルタ２１のコストの削減を図ることができる。
(2) 制御部４がモータ２の回転速度を一定に制御するため、モータ２の電流信号の各成分（低周波成分、リプル成分、高周波ノイズ成分等）の振幅が変動しにくい。そのため、増幅器６０や波形整形部７０のゲインが可変ではなく固定であっても、リプル成分が波形整形部７０によって確実にパルス信号に変換される。よって、増幅器６０や波形整形部７０の回路構成を簡略にすることができるとともに、増幅器６０や波形整形部７０のコストの削減を図ることができる。
(3) モータドライバ６が電圧制御型のモータドライバであれば、モータ２の動作中にモータ２に電圧が印加された状態であるから、リプル成分が途切れることがなく発生する。そのため、パルス信号のパルス数を計数することで、モータ２の回転量を正確に算出することができるとともに、モータ２の定速制御を正確に行える。
【００５４】
〔変形例〕
なお、本発明を適用可能な実施形態は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。以下、変形例について説明する。以下に挙げる変形例は可能な限り組み合わせてもよい。
【００５５】
〔変形例１〕
抽出回路３は一例であり、上述の実施形態の回路に限るものではない。例えば、図６に示すように、フィルタ２１の代わりに、ハイパスフィルタ２０、バンドパスフィルタ３０、フィルタ４０及び差動増幅器５０を用いてもよい。
【００５６】
ハイパスフィルタ２０は、電流電圧変換器１０によって変換された電圧信号を入力する。ハイパスフィルタ２０は、電流電圧変換器１０によって変換された電圧信号のうち高周波成分を通過させ、低周波成分を減衰させる。つまり、ハイパスフィルタ２０は、電流電圧変換器１０によって変換された電圧信号のうち直流成分を除去する。ハイパスフィルタ２０は、低周波成分が減衰した信号をバンドパスフィルタ３０に出力する。なお、ハイパスフィルタ２０は、リプル成分も通過させる。
【００５７】
バンドパスフィルタ３０は、ハイパスフィルタ２０の出力信号を入力する。バンドパスフィルタ３０はハイパスフィルタ２０の出力信号のうち所定周波数帯域の成分を通過させ、その所定周波数帯域外の成分を減衰させる。つまり、バンドパスフィルタ３０は、ハイパスフィルタ２０の出力信号のうち高周波ノイズ成分を除去するとともに、ハイパスフィルタ２０によって除去しきれなかった低周波成分を除去する。バンドパスフィルタ３０は、所定周波数帯域外の成分を減衰させた信号をフィルタ４０及び差動増幅器５０に出力する。なお、バンドパスフィルタ３０は、リプル成分も通過させる。
【００５８】
フィルタ４０は、バンドパスフィルタ３０の出力信号を入力する。フィルタ４０はローパスフィルタ、ハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタである。フィルタ４０がローパスフィルタである場合、フィルタ４０のカットオフ周波数がリプル成分の周波数よりも低く設定されている。フィルタ４０がハイパスフィルタである場合、フィルタ４０のカットオフ周波数がリプル成分の周波数よりも高く設定されている。フィルタ４０がバンドパスフィルタである場合、フィルタ４０の高カットオフ周波数（フィルタ４０のローパスフィルタ部のカットオフ周波数）がリプル成分の周波数よりも低く設定されているか、又はフィルタ４０の低カットオフ周波数（フィルタ４０のハイパスフィルタ部のカットオフ周波数）がリプル成分の周波数よりも高く設定されている。そのため、フィルタ４０は、リプル成分を減衰させる。フィルタ４０は、リプル成分を減衰させた信号を差動増幅器５０に出力する。
【００５９】
差動増幅器５０は、バンドパスフィルタ３０の出力信号を介して入力するとともに、フィルタ４０の出力信号を入力する。差動増幅器５０は、入力したフィルタ４０の出力信号と、バンドパスフィルタ３０の出力信号の差分を取って、その差分を増幅する。差動増幅器５０は、その差分を表す差分信号を増幅器６０に出力する。フィルタ４０によってリプル成分が減衰されたから、差動増幅器５０によって出力される差分信号はリプル成分を含む信号である。
【００６０】
〔変形例２〕
モータ制御装置１が電動ドアミラー装置に組み込まれ、電動ドアミラー装置の可動部（例えば、ドアに対してミラーハウジングの格納及び展開をする格納機構、ミラーハウジングに対してミラーを上下に振るチルト機構、ミラーハウジングに対してミラーを左右に振るパン機構）がモータ制御装置１のモータ２によって駆動されてもよい。モータ制御装置１がパワーウィンドウ装置に組み込まれ、パワーウィンドウ装置の可動部（例えば、ウィ
ンドウレギュレター）がモータ２によって駆動されてもよい。
【００６１】
【符号の説明】
【００６２】
１ モータ制御装置
２ モータ
３ 抽出回路
４ 制御部
５ 記憶部
２１ フィルタ
６０ 増幅器
７０ 波形整形部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用シート、電動ドアミラー、パワーウィンドウ等には可動部が設けられ、可動部がモータによって駆動される。可動部の位置及び速度を制御装置によって正確に制御するためには、動作中のモータの回転量を検出する必要がある。モータの回転量を検出するべく、センサが用いられる。つまり、センサ（例えば、ホール素子、エンコーダ、リードスイッチセンサ）がモータ等に設けられ、動作中のモータの回転に同期した信号がセンサによって出力され、センサの出力信号が検出回路（例えば、コンパレータやＡＤ変換器）を介して制御装置に入力される。
【０００３】
ところが、センサを用いると、コストアップの要因になってしまう。そこで、センサを用いずに、モータの電流信号を利用して、モータの後段回路によってモータの回転位置を検出する技術が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。モータが動作している際には、モータの電流信号には直流成分、低周波成分及び高周波ノイズ等が含まれており、更に、モータの回転に同期した脈動（以下、リプル（ripple）という。）成分も含まれている。特許文献１、特許文献２に記載の技術では、モータの電流信号をモータの後段回路によって処理することによってリプル成分を抽出する。具体的には、後段回路のフィルタによってモータの電流信号のうち直流成分、低周波成分及び高周波ノイズが除去され、リプル成分が通過され、通過されたリプル成分がＡＤ変換器によってパルス信号又はデジタル信号に変換される。モータの電流信号の各成分の周波数が環境変化によって変動するため、後段回路のフィルタには、カットオフ周波数を可変することができるスイッチト・キャパシタ・フィルタを用いる。具体的には、スイッチト・キャパシタ・フィルタを通過した信号が演算回路にフィードバックされ、演算回路がフィードバック信号からカットオフ周波数を演算して、スイッチト・キャパシタ・フィルタのカットオフ周波数を設定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−９５８５号公報
【特許文献２】特開２００８−２８３７６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、スイッチト・キャパシタ・フィルタのカットオフ周波数が変動すると、スイッチト・キャパシタ・フィルタの減衰率特性も変動する。そのため、リプル成分を適切に抽出するべく、スイッチト・キャパシタ・フィルタの後段の回路、例えば増幅器やＡ／Ｄ変換器のゲインも変動させる必要があり、コストアップを招いてしまう。
また。スイッチト・キャパシタ・フィルタは高価であり、スイッチト・キャパシタ・フィルタを用いる更なるコストアップを招いてしまう。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、モータの後段回路がシンプルで低コストな回路である場合でも、モータの動作中に温度等の周辺環境が変化したものとしても、モータの電流信号に含まれるリプル成分を正確に抽出できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するための請求項１に係る発明によれば、
モータ制御装置が、駆動されると電流信号に周期的なリプルを発生させるモータと、前記モータの前記電流信号からリプル成分を抽出して、そのリプル成分をパルス化したパルス信号を出力する抽出回路と、前記パルス信号を入力するとともに、前記モータを制御する制御部と、を備え、前記制御部が、前記抽出回路から入力したパルス信号に基づいて前記モータを定速制御する定速制御処理を実行する。
【０００７】
請求項２に係る発明によれば、請求項１において、
前記制御部が実行する前記定速制御処理が、前記パルス信号のパルス周期を計時する第一処理と、前記第一処理で計時したパルス周期を第一閾値及びその第一閾値を上回る第二閾値と比較する第二処理と、前記第二処理で比較した結果、前記第一処理で計時したパルス周期が前記第一閾値未満である場合に、前記モータの設定速度を減速し、前記第一処理で計時したパルス周期が前記第二閾値を超える場合に、前記モータの設定速度を増速する第三処理と、を含む。
【０００８】
請求項３に係る発明によれば、請求項１において、
前記制御部が実行する前記定速制御処理が、前記パルス信号のパルス周期を計時することで前記モータの回転速度を算出する第一処理と、前記第一処理で算出した回転速度を第一閾値及びその第一閾値を下回る第二閾値と比較する第二処理と、前記第二処理で比較した結果、前記第一処理で算出した回転速度が前記第一閾値を超える場合に、前記モータの設定速度を減速し、前記第一処理で算出した回転速度が前記第二閾値未満である場合に、前記モータの設定速度を増速する第三処理と、を含む。
【０００９】
請求項４に係る発明によれば、請求項１から３の何れか一項において、
前記抽出回路が、前記モータの前記電流信号のうちリプル成分を通過させるバンドパスフィルタと、前記バンドパスフィルタによって通過されたリプル成分をパルス化して、そのパルス信号を前記制御部に出力する波形整形部と、を有する。
【００１０】
請求項５に係る発明によれば、請求項１から４の何れか一項において、
前記モータ制御装置が、前記制御部によって設定された設定速度に応じた電圧を前記モータに印加するモータドライバを更に備える。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明によれば、制御部がモータの回転速度を一定に制御するため、モータの電流信号の各成分の周波数や振幅が変動しにくい。そのため、抽出回路が低コストで簡略な構成の回路であっても、リプル成分が抽出回路によって正確に抽出される。
【００１２】
請求項２に係る発明によれば、モータの回転速度が第一閾値の逆数と第二閾値の逆数の間の範囲内に収まり、モータの回転速度が一定に制御される。
【００１３】
請求項３に係る発明によれば、モータの回転速度が第一閾値と第二閾値の間の範囲内に収まり、モータの回転速度が一定に制御される。
【００１４】
請求項４に係る発明によれば、制御部がモータの回転速度を一定に制御するため、モータの電流信号の各成分の周波数が変動しにくい。そのため、フィルタの周波数特性が可変ではなく固定であっても、モータの電流信号のうちリプル成分がフィルタによって減衰されず、リプル成分がフィルタによって確実に通過され、リプル成分以外の他の成分がフィルタによって除去される。フィルタの周波数特性が固定であれば、フィルタの回路構成を簡略にすることができるとともに、フィルタのコストの削減を図ることができる。
また、モータの電流信号の各成分の振幅も変動しにくいため、フィルタの後段の回路のゲインが可変ではなく固定であっても、リプル成分が波形整形部によって確実にパルス信
号に変換される。よって、フィルタの後段の回路例えば波形整形部の回路構成を簡略にすることができるとともに、フィルタの後段の回路のコストの削減を図ることができる。
【００１５】
請求項５に係る発明によれば、モータの動作中にモータに電圧が印加された状態であるから、リプル成分が途切れることがなく発生する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明を適用した実施形態に係るモータ制御装置を示したブロック図である。
【図２】モータの電流信号の波形を示したタイミングチャートである。
【図３】モータの電流信号の波形を示したタイミングチャートである。
【図４】モータの動作中にパルス信号のパルス周期を計時する処理の流れを示したフローチャートである。
【図５】モータの動作中にモータの設定速度を更新する処理の流れを示したフローチャートである。
【図６】本発明を適用した変形例に係るモータ制御装置を示したブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
【００１８】
図１は、モータ制御装置１のブロック図である。
モータ制御装置１は、モータ２、抽出回路３、制御部４、記憶部５及びモータドライバ６等を備える。
【００１９】
モータ２は、直流モータである。電流がモータ２に流れると、モータ２が回転するとともに、モータ２が周期的なリプル（ripple）を電流に発生させる。モータ２の電流信号について図２及び図３を参照して説明する。図２は、モータ２が駆動される際にモータ２に流れる電流のレベルの変化を示したチャートである。図３は、図２に示されたＡ部における時間及び電流のスケールを大きくして示したチャートである。
【００２０】
図２において、時刻Ｔ１はモータ２が起動したタイミングであり、時刻Ｔ２はモータ２が安定的に動作し始めるタイミングである。時刻Ｔ３は、モータ２によって駆動される可動部がストッパ等に当接して、モータ２の動力を可動部に伝える伝動機構が拘束され始めるタイミングである。時刻Ｔ４は、モータ２が停止するタイミングである。
図２及び図３に示すように、モータ２の電流信号は直流成分、リプル成分及び一又は複数の周波成分（交流成分）を含み、周波成分及びリプル成分が直流成分に重畳している。モータ２の電流信号のうち、電流のレベルが急激に変化した高周波成分はノイズである（例えば、符号ｎ参照）。なお、図３は、高周波ノイズ成分がないものとして図示されている。
【００２１】
時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの期間Ｐ１では、リプル成分ｒ１と、リプル成分ｒ１よりも周波数が低い低周波成分とが直流成分に重畳している。期間Ｐ１のうちモータ２の起動直後では、慣性力の影響により低周波成分の電流レベルが大きく、その後、低周波成分の電流レベルが時間の経過に伴って緩やかに減少する。また、モータ２の起動直後では、低周波成分よりも周波数が高いリプル成分ｒ１の振幅が大きく、その後、リプル成分ｒ１の周波数が時間の経過に伴って漸増するとともに、リプル成分ｒ１の振幅が時間の経過に伴って漸減する。
時刻Ｔ２から時刻Ｔ３までの期間Ｐ２では、リプル成分ｒ２と、リプル成分ｒ２よりも
周波数が低い低周波成分とが直流成分に重畳し、直流成分がほぼ一定で安定し、低周波成分の周波数及び振幅が安定し、リプル成分ｒ２の周波数及び振幅が安定している。リプル成分ｒ２の周波数が低周波成分の周波数よりも高くなるのは、モータ２に内蔵された複数のコイルが巻き線抵抗に差を有するためである。
時刻Ｔ３から時刻Ｔ４までの期間Ｐ３では、モータの電流信号のうち低周波成分の周波数が低くなり、低周波成分の電流レベルが時間の経過とともに漸増する。期間Ｐ３では、モータの電流信号のうちリプル成分ｒ３の周波数が時間の経過に伴って漸減し、リプル成分ｒ３の振幅が時間の経過に伴って漸増する。
【００２２】
抽出回路３は、以上のようなモータ２の電流信号からリプル成分を抽出して、リプル成分をパルス化し、リプル成分がパルス化されてなるパルス信号を制御部４に出力する。抽出回路３について具体的に説明する。
【００２３】
図１に示すように、抽出回路３は、電流電圧変換器１０、フィルタ２１、増幅器６０及び波形整形部７０を備える。
【００２４】
電流電圧変換器１０は、モータ２の電流信号を入力する。電流電圧変換器１０は、入力したモータ２の電流信号を電圧信号に変換する。具体的には、電流電圧変換器１０が抵抗器１１を有し、抵抗器１１がグランドとモータ２の間に接続され、モータ２の電流信号が抵抗器１１とモータ２の間における電圧信号に変換される。電流電圧変換器１０は、変換した電圧信号をフィルタに出力する。なお、電流電圧変換器１０は、オペアンプを用いたもの（例えば、負帰還型電流電圧変換器）でもよい。
【００２５】
フィルタ２１は、電流電圧変換器１０によって変換された電圧信号（電流電圧変換器１０の出力信号）を入力する。フィルタ２１は、電流電圧変換器１０によって変換された電圧信号のうちリプル成分を通過させる。フィルタ２１は、電流電圧変換器１０によって変換された電圧信号のうちリプル成分の周波数よりも高い周波数の高周波成分（例えば、高周波ノイズ）を減衰させて、電流電圧変換器１０によって変換された電圧信号から高周波成分を除去する。フィルタ２１は、電流電圧変換器１０によって変換された電圧信号のうちリプル成分の周波数よりも低い周波数の低周波成分を減衰させて、電流電圧変換器１０によって変換された電圧信号から低周波成分を除去する。フィルタ２１は、電流電圧変換器１０によって変換された電圧信号から直流成分を除去する。フィルタ２１は、高周波成分、低周波成分及び直流成分を除去した出力信号を増幅器６０に出力する。フィルタ２１の出力信号には、リプル成分が主に含まれる。
【００２６】
フィルタ２１はバンドパスフィルタであり、そのバンドパスフィルタの中心周波数がリプル成分の周波数に設定されている。例えば、フィルタ２１は、オペアンプを用いた多重帰還型バンドパスフィルタ、複数の抵抗器及び複数のキャパシタを用いたバンドパスフィルタである。なお、コスト削減の観点から、フィルタ２１は低カットオフ周波数（フィルタ２１のハイパスフィルタ部のカットオフ周波数）及び高カットオフ周波数（フィルタ２１のローパスフィルタ部のカットオフ周波数）が固定であるバンドパスフィルタであることが好ましい。
【００２７】
増幅器６０は、フィルタ２１によって出力された出力信号（主にリプル成分）を入力する。増幅器６０は、フィルタ２１の出力信号を増幅して、それを波形整形部７０に出力する。増幅器６０は、例えば負帰還型増幅器である。なお、増幅器６０はゲイン固定型の増幅器であることが好ましい。
【００２８】
波形整形部７０は、フィルタ２１によって出力された出力信号を増幅器６０を介して入力する。波形整形部７０がフィルタ２１によって出力された出力信号（増幅器６０の出力
信号）の波形を矩形波に整形するから、フィルタ２１・増幅器６０の出力信号に含まれるリプル成分が波形整形部７０によってパルス化される。具体的には、波形整形部７０がコンパレータを有し、該コンパレータが、フィルタ２１によって出力された出力信号（増幅器６０の出力信号）を基準電圧と比較することによって、フィルタ２１によって出力された出力信号（増幅器６０の出力信号）をパルス信号に変換する。波形整形部７０は、矩形波に整形されたパルス信号を制御部４に出力する。制御部４は、波形整形部７０によって出力されたパルス信号を入力する。
【００２９】
モータドライバ６は、制御部４からの指令に従ってモータ２を駆動する。
モータドライバ６は、制御部４から起動指令を受けたらモータ２を起動させる。
モータドライバ６は、モータ２の回転向きを変更する正転・逆転可変型モータドライバである。モータドライバ６は、モータ２の回転向きに関する指令を制御部４から受けたら、モータ２の回転向きをその指令に従った向きにする。
また、モータドライバ６は、モータ２の回転速度を制御する速度可変型のモータドライバである。モータドライバ６は、制御部４から受けた設定速度指令に従ってその設定速度でモータ２を駆動する。具体的には、モータドライバ６は、モータ２の印加電圧を制御することでモータ２の回転速度を制御する電圧制御型のモータドライバである。なお、モータドライバ６が、モータドライバ６がモータ２に出力するパルス信号のデューティー比を変調してモータ２の回転速度を制御するＰＷＭ制御型のモータドライバでもよい。
モータドライバ６は、制御部４から停止指令を受けたら、モータ２を停止する。
【００３０】
制御部４は、ＣＰＵ４ａ及びＲＡＭ４ｂ等を有するコンピュータである。ＣＰＵ４ａは、数値計算、情報処理、機器制御等の各種処理を行う。ＲＡＭ４ｂは、一時記憶領域としての作業領域をＣＰＵ４ａに提供する。
【００３１】
記憶部５は、制御部４に接続されている。記憶部５は、不揮発性メモリ、ハードディスクといった読み書き可能な記憶媒体である。記憶部５は、一つの記憶媒体からなるものでもよいし、複数の記憶媒体を組み合わせたものでもよい。記憶部５が複数の記憶媒体を組み合わせたものである場合、何れかの記憶媒体がＲＯＭであってもよい。
【００３２】
記憶部５には、制御部４にとって読み取り可能なプログラム５Ｚが格納されている。制御部４は、プログラム５Ｚを読み込んでそのプログラム５Ｚに従った処理を行ったり、そのプログラム５Ｚによって各種機能を実現したりする。なお、記憶部５が複数の記憶媒体を組み合わせたものである場合、プログラム５Ｚが記憶部５のＲＯＭに格納されていてもよい。
【００３３】
プログラム５Ｚに基づく制御部４の処理の流れについて説明するとともに、制御部４の処理に伴うモータ制御装置１の動作について説明する。
【００３４】
所定の条件が満たされると、制御部４がモータ２を起動させる。具体的には、制御部４が起動指令をモータドライバ６に出力するとともに、モータドライバ６によって駆動されるモータ２の回転速度を初期回転速度に設定する。モータドライバ６は、起動指令を受けるとモータ２に電圧を印加するとともに、モータ２に対する印加電圧を初期回転速度に対応する値に設定する。所定の条件が満たされるとは、例えば、ユーザが起動スイッチをオンにすること、起動センサがオンになること、制御部４によって実行されている処理（例えば、シーケンス処理）で所定の条件が満たされること等である。なお、モータドライバ６がＰＷＭ制御型のモータドライバである場合には、モータドライバ６がモータ２に出力するパルス信号のデューティー比を初期回転速に対応する値に設定する。
【００３５】
モータ２の動作中では、抽出回路３がモータ２の電流信号からリプル成分を抽出して、
リプル成分をパルス化する。そして、抽出回路３は、リプル成分がパルス化されてなるパルス信号を制御部４に出力する。具体的には、電流電圧変換器１０がモータ２の電流信号を電圧信号に変換し、フィルタ２１が電流電圧変換器１０によって変換された電圧信号のうちリプル成分を通過させ、増幅器６０がフィルタ２１によって通過されたリプル成分を増幅し、波形整形部７０が増幅器６０によって増幅されたリプル成分をパルス信号に変換して、そのパルス信号を制御部４に出力する。
【００３６】
モータ２の動作中、制御部４が抽出回路３によって出力されるパルス信号のパルス数を計数する。具体的には、制御部４は、抽出回路３によって出力されるパルス信号のパルスを入力するごとに計数値に１を加算することによって計数値を更新する。計数値が、パルス数である。
また、制御部４は、抽出回路３によって出力されるパルス信号のパルスを入力するごとにパルス数（計数値）に基づいてモータ２の回転量を算出する。例えば、制御部４が、計数したパルス数（計数値）に所定の定数を乗ずることで、その積をモータ２の回転量として算出する。
また、抽出回路３によって出力されるパルス信号のパルスを入力するごとにパルス数（計数値）に基づいてモータ２の回転位置を算出する。例えば、制御部４は、計数したパルス数（計数値）に所定の定数を乗ずることで得られた積を所定値に対して加算し、又は減算することで、その和又は差をモータ２の回転位置として算出する。ここでいう所定値とは、モータ２が動作する前のモータ２の初期の回転位置を示すものであり、具体的には、モータ２が所定の原点位置から初期の回転位置まで回転した場合のモータ２の回転量である。
【００３７】
モータ２が起動すると、制御部４が抽出回路３から入力したパルス信号に基づいてモータ２を定速制御するので、モータ２が一定の目標速度で回転する。具体的には、モータ２の動作中、制御部４が図４〜図５に示す処理を行うことで、モータ２を定速制御する。
【００３８】
モータ２の動作中において、制御部４は、パルス信号のパルスごとにパルス信号のパルス周期を計時する（図４参照）。具体的には、制御部４が、図４に示すような処理を実行することによってパルスの立ち上がりから次のパルスの立ち上がりまでのパルス周期をパルスごとに順次計時する。
【００３９】
まず、制御部４は、計時時間をゼロにリセットする（ステップＳ１１）。次に、制御部４は、計時を開始するとともに、抽出回路３の出力パルス信号のパルスが立ち上がるまで計時を継続する（ステップＳ１２、ステップＳ１３：Ｎｏ）。その後、制御部４が抽出回路３の出力パルス信号のパルスの立ち上がりを検出したら（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、制御部４が計時を終了する（ステップＳ１４）。次に、制御部４は計時時間を再びゼロにリセットする（ステップＳ１１）。制御部４は、以上のステップＳ１１〜ステップＳ１４の処理を繰り返すことによって、パルス信号のパルスごとにパルス信号のパルス周期を算出する。なお、制御部４が、算出したパルス周期をＲＡＭや記憶部５に順次記憶することで、算出したパルス周期のデータ列を構築してもよい。
【００４０】
制御部４が計時したパルス周期の逆数が、モータ２の回転速度を示す。従って、制御部４がパルスごとにパルス周期を計時する処理（ステップＳ１１〜ステップＳ１４）は、パルスごとにモータ２の回転速度を算出する処理に相当する。
【００４１】
制御部４は、パルス周期の計時を終了する毎に（ステップＳ１４の度に）、モータドライバ６によって駆動されるモータ２の設定速度を更新する。具体的には、制御部４が、パルス周期の計時を終了する毎に、図５に示す設定速度更新処理を実行する。
【００４２】
図５に示すように、まず、制御部４は、図４のステップＳ１４で計時を終了したパルス周期を取得する（ステップＳ２１）。次に、制御部４は、計時したパルス周期が所定の範囲内に含まれるか否か判定する（ステップＳ２２、ステップＳ２３）。具体的には、制御部４が、計時したパルス周期を第一閾値Ｔ_minと比較するとともに（ステップＳ２２）、計時したパルス周期を第二閾値Ｔ_maxと比較する（ステップＳ２３）。
【００４３】
第一閾値Ｔ_minは、第二閾値Ｔ_maxを下回る値である（第一閾値Ｔ_min＜第二閾値Ｔ_max）。ここで、モータ２の回転速度を一定の目標速度に定速制御するには、第一閾値Ｔ_minはその目標速度の逆数を下回る値に設定され、第二閾値Ｔ_maxはその目標速度の逆数を上回る値に設定される。
【００４４】
なお、制御部４が計時したパルス周期を第一閾値Ｔ_minと比較する処理は、制御部４が算出した回転速度を第一閾値Ｖ_maxと比較する処理に相当し、制御部４が計時したパルス周期を第二閾値Ｔ_maxと比較する処理は、制御部４が算出した回転速度を第二閾値Ｖ_minと比較する処理に相当する。第一閾値Ｖ_maxは第一閾値Ｔ_minの逆数であり、第二閾値Ｖ_minが第二閾値Ｔ_maxの逆数であり、第一閾値Ｖ_maxが第二閾値Ｖ_minを上回る値である（第一閾値Ｖ_max＞第二閾値Ｖ_min）。
【００４５】
比較の結果、計時したパルス周期が第一閾値Ｔ_min未満である（算出した回転速度が第一閾値Ｖ_maxを超える）と制御部４が判定した場合（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、制御部４がモータ２の設定速度を減速する（ステップＳ２４）。具体的には、制御部４が現在のモータ２の設定速度から減分を減算することでその設定速度を更新する。ここで、減分は一定値であってもよいし、更新前の設定速度に応じた値であってもよい。そして、制御部４が更新後の設定速度をモータドライバ６に設定し、モータドライバ６がその設定速度でモータ２を駆動する。つまり、モータドライバ６が電圧制御型のモータドライバである場合には、モータドライバ６がモータ２に対する印加電圧を更新後の設定速度に応じた値に変更する。モータドライバ６がＰＷＭ制御型のモータドライバである場合には、モータドライバ６がモータ２に出力するパルス信号のデューティー比を更新後の設定速度に応じた値に変更する。
【００４６】
一方、比較の結果、計時したパルス周期が第二閾値Ｔ_maxを超える（算出した回転速度が第二閾値Ｖ_min未満である）と制御部４が判定した場合（ステップＳ２２：Ｎｏ、ステップＳ２３：Ｙｅｓ）、制御部４がモータ２の設定速度を増速する（ステップＳ２５）。具体的には、制御部４が現在のモータ２の設定速度に増分を加算することでその設定速度を更新する。ここで、増分は一定値であってもよいし、更新前の設定速度に応じた値であってもよい。そして、制御部４が更新後の設定速度をモータドライバ６に設定し、モータドライバ６がその設定速度でモータ２を駆動する。つまり、モータドライバ６が電圧制御型のモータドライバである場合には、モータドライバ６がモータ２に対する印加電圧を更新後の設定速度に応じた値に変更する。モータドライバ６がＰＷＭ制御型のモータドライバである場合には、モータドライバ６がモータ２に出力するパルス信号のデューティー比を更新後の設定速度に応じた値に変更する。
【００４７】
比較の結果、計時したパルス周期が第一閾値Ｔ_min以上第二閾値Ｔ_max以下である（算出した回転速度が第二閾値Ｖ_min以上第一閾値Ｖ_max以下である）と制御部４が判定した場合（ステップＳ２２：Ｎｏ、ステップＳ２３：Ｎｏ）、制御部４がモータ２の設定速度を更新せずに、図５に示す処理を終了する。
【００４８】
制御部４が、抽出回路３によって出力されたパルス信号のパルスごとに図４及び図５に示す処理を行うことによって、モータ２の回転速度が目標の速度で一定になる。
【００４９】
以上に述べたことがモータ制御装置１の動作の説明である。図１に示されたモータ制御装置１は、例えば車両用シート装置に用いられる。その車両用シート装置は、図１に示されたモータ制御装置１と、図６に示されたシート本体９０を備え、シート本体９０の可動部がモータ２によって駆動される。
【００５０】
シート本体９０の可動部の数とモータ２の数が同数であることが好ましく、モータ２の数が複数である場合、モータドライバ６及び抽出回路３がモータ２ごとに設けられ、制御部４及び記憶部５が全てのモータ２に共通している。なお、モータ２の数が複数である場合、モータドライバ６及び抽出回路３の数がそれぞれ１であってもよい。その場合、リレー回路が設けられ、リレー回路が制御部４からの指令に従って複数のモータ２のうちの何れか一つを選択する。そして、そのリレー回路が選択したモータ２を抽出回路３及びモータドライバ６に接続するとともに、他を抽出回路３及びモータドライバ６から遮断する。
【００５１】
シート本体９０について具体的に説明する。シート本体９０はレール９１、シートボトム９２、バックレスト９３、ヘッドレスト９４、アームレスト９５及びレッグレスト９６等を備える。
【００５２】
シートボトム９２がレール９１の上に搭載され、シートボトム９２がレール９１よって前後方向に移動可能に設けられており、モータ２がシートボトム９２を前後方向に駆動する。シートボトム９２の前部が昇降可能に設けられ、別のモータ２がシートボトム９２の前部を上下方向に駆動する。シートボトム９２の後部が昇降可能に設けられ、別のモータ２がシートボトム９２の後部を上下方向に駆動する。バックレスト９３がリクライニング機構によってシートボトム９２の後端部に回転可能に連結され、別のモータ２がバックレスト９３をシートボトム９２に対して起伏させる。ヘッドレスト９４がバックレスト９３の上端部に昇降可能・回転可能に連結され、別のモータ２がヘッドレスト９４を上下方向に駆動し、更に別のモータ２がヘッドレスト９４を前後に起伏させる。アームレスト９５がバックレスト９３の側面に回転可能に連結され、別のモータ２がアームレスト９５を水平状態から垂直状態に及びその逆に駆動する。レッグレスト９６がシートボトム９２の前端部に回転可能に連結され、別のモータ２がレッグレスト９６を跳ね上げ状態から垂下状態に又はその逆に駆動する。
【００５３】
本発明の実施の形態は、以下のような効果を奏する。
(1) 制御部４がモータ２の回転速度を一定に制御するため、モータ２の電流信号の各成分（低周波成分、リプル成分、高周波ノイズ成分等）の周波数が変動しにくい。そのため、フィルタ２１の周波数特性が可変ではなく固定であっても、モータ２の電流信号のうちリプル成分がフィルタ２１によって減衰されず、リプル成分がフィルタ２１によって確実に通過され、リプル成分以外の成分がフィルタ２１によって除去される。フィルタ２１の周波数特性が固定であるから、フィルタ２１の回路構成を簡略にすることができるとともに、フィルタ２１のコストの削減を図ることができる。
(2) 制御部４がモータ２の回転速度を一定に制御するため、モータ２の電流信号の各成分（低周波成分、リプル成分、高周波ノイズ成分等）の振幅が変動しにくい。そのため、増幅器６０や波形整形部７０のゲインが可変ではなく固定であっても、リプル成分が波形整形部７０によって確実にパルス信号に変換される。よって、増幅器６０や波形整形部７０の回路構成を簡略にすることができるとともに、増幅器６０や波形整形部７０のコストの削減を図ることができる。
(3) モータドライバ６が電圧制御型のモータドライバであれば、モータ２の動作中にモータ２に電圧が印加された状態であるから、リプル成分が途切れることがなく発生する。そのため、パルス信号のパルス数を計数することで、モータ２の回転量を正確に算出することができるとともに、モータ２の定速制御を正確に行える。
【００５４】
〔変形例〕
なお、本発明を適用可能な実施形態は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。以下、変形例について説明する。以下に挙げる変形例は可能な限り組み合わせてもよい。
【００５５】
〔変形例１〕
抽出回路３は一例であり、上述の実施形態の回路に限るものではない。例えば、図６に示すように、フィルタ２１の代わりに、ハイパスフィルタ２０、バンドパスフィルタ３０、フィルタ４０及び差動増幅器５０を用いてもよい。
【００５６】
ハイパスフィルタ２０は、電流電圧変換器１０によって変換された電圧信号を入力する。ハイパスフィルタ２０は、電流電圧変換器１０によって変換された電圧信号のうち高周波成分を通過させ、低周波成分を減衰させる。つまり、ハイパスフィルタ２０は、電流電圧変換器１０によって変換された電圧信号のうち直流成分を除去する。ハイパスフィルタ２０は、低周波成分が減衰した信号をバンドパスフィルタ３０に出力する。なお、ハイパスフィルタ２０は、リプル成分も通過させる。
【００５７】
バンドパスフィルタ３０は、ハイパスフィルタ２０の出力信号を入力する。バンドパスフィルタ３０はハイパスフィルタ２０の出力信号のうち所定周波数帯域の成分を通過させ、その所定周波数帯域外の成分を減衰させる。つまり、バンドパスフィルタ３０は、ハイパスフィルタ２０の出力信号のうち高周波ノイズ成分を除去するとともに、ハイパスフィルタ２０によって除去しきれなかった低周波成分を除去する。バンドパスフィルタ３０は、所定周波数帯域外の成分を減衰させた信号をフィルタ４０及び差動増幅器５０に出力する。なお、バンドパスフィルタ３０は、リプル成分も通過させる。
【００５８】
フィルタ４０は、バンドパスフィルタ３０の出力信号を入力する。フィルタ４０はローパスフィルタ、ハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタである。フィルタ４０がローパスフィルタである場合、フィルタ４０のカットオフ周波数がリプル成分の周波数よりも低く設定されている。フィルタ４０がハイパスフィルタである場合、フィルタ４０のカットオフ周波数がリプル成分の周波数よりも高く設定されている。フィルタ４０がバンドパスフィルタである場合、フィルタ４０の高カットオフ周波数（フィルタ４０のローパスフィルタ部のカットオフ周波数）がリプル成分の周波数よりも低く設定されているか、又はフィルタ４０の低カットオフ周波数（フィルタ４０のハイパスフィルタ部のカットオフ周波数）がリプル成分の周波数よりも高く設定されている。そのため、フィルタ４０は、リプル成分を減衰させる。フィルタ４０は、リプル成分を減衰させた信号を差動増幅器５０に出力する。
【００５９】
差動増幅器５０は、バンドパスフィルタ３０の出力信号を介して入力するとともに、フィルタ４０の出力信号を入力する。差動増幅器５０は、入力したフィルタ４０の出力信号と、バンドパスフィルタ３０の出力信号の差分を取って、その差分を増幅する。差動増幅器５０は、その差分を表す差分信号を増幅器６０に出力する。フィルタ４０によってリプル成分が減衰されたから、差動増幅器５０によって出力される差分信号はリプル成分を含む信号である。
【００６０】
〔変形例２〕
モータ制御装置１が電動ドアミラー装置に組み込まれ、電動ドアミラー装置の可動部（例えば、ドアに対してミラーハウジングの格納及び展開をする格納機構、ミラーハウジングに対してミラーを上下に振るチルト機構、ミラーハウジングに対してミラーを左右に振るパン機構）がモータ制御装置１のモータ２によって駆動されてもよい。モータ制御装置１がパワーウィンドウ装置に組み込まれ、パワーウィンドウ装置の可動部（例えば、ウィ
ンドウレギュレター）がモータ２によって駆動されてもよい。
【００６１】
【符号の説明】
【００６２】
１ モータ制御装置
２ モータ
３ 抽出回路
４ 制御部
５ 記憶部
２１ フィルタ
６０ 増幅器
７０ 波形整形部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動されると電流信号に周期的なリプルを発生させるモータと、
前記モータの前記電流信号からリプル成分を抽出して、そのリプル成分をパルス化したパルス信号を出力する抽出回路と、
前記パルス信号を入力するとともに、前記モータを制御する制御部と、を備え、
前記制御部が、前記抽出回路から入力したパルス信号に基づいて前記モータを定速制御する定速制御処理を実行する、モータ制御装置。
【請求項２】
前記制御部が実行する前記定速制御処理が、
前記パルス信号のパルス周期を計時する第一処理と、
前記第一処理で計時したパルス周期を第一閾値及びその第一閾値を上回る第二閾値と比較する第二処理と、
前記第二処理で比較した結果、前記第一処理で計時したパルス周期が前記第一閾値未満である場合に、前記モータの設定速度を減速し、前記第一処理で計時したパルス周期が前記第二閾値を超える場合に、前記モータの設定速度を増速する第三処理と、を含む、請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
記制御部が実行する前記定速制御処理が、
前記パルス信号のパルス周期を計時することで前記モータの回転速度を算出する第一処理と、
前記第一処理で算出した回転速度を第一閾値及びその第一閾値を下回る第二閾値と比較する第二処理と、
前記第二処理で比較した結果、前記第一処理で算出した回転速度が前記第一閾値を超える場合に、前記モータの設定速度を減速し、前記第一処理で算出した回転速度が前記第二閾値未満である場合に、前記モータの設定速度を増速する第三処理と、を含む、請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記抽出回路が、
前記モータの前記電流信号のうちリプル成分を通過させるバンドパスフィルタと、
前記バンドパスフィルタによって通過されたリプル成分をパルス化して、そのパルス信号を前記制御部に出力する波形整形部と、を有する、請求項１から３の何れか一項に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
前記制御部によって設定された設定速度に応じた電圧を前記モータに印加するモータドライバを更に備える、請求項１から４の何れか一項に記載のモータ制御装置。
【請求項１】
駆動されると電流信号に周期的なリプルを発生させるモータと、
前記モータの前記電流信号からリプル成分を抽出して、そのリプル成分をパルス化したパルス信号を出力する抽出回路と、
前記パルス信号を入力するとともに、前記モータを制御する制御部と、を備え、
前記制御部が、前記抽出回路から入力したパルス信号に基づいて前記モータを定速制御する定速制御処理を実行する、モータ制御装置。
【請求項２】
前記制御部が実行する前記定速制御処理が、
前記パルス信号のパルス周期を計時する第一処理と、
前記第一処理で計時したパルス周期を第一閾値及びその第一閾値を上回る第二閾値と比較する第二処理と、
前記第二処理で比較した結果、前記第一処理で計時したパルス周期が前記第一閾値未満である場合に、前記モータの設定速度を減速し、前記第一処理で計時したパルス周期が前記第二閾値を超える場合に、前記モータの設定速度を増速する第三処理と、を含む、請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
記制御部が実行する前記定速制御処理が、
前記パルス信号のパルス周期を計時することで前記モータの回転速度を算出する第一処理と、
前記第一処理で算出した回転速度を第一閾値及びその第一閾値を下回る第二閾値と比較する第二処理と、
前記第二処理で比較した結果、前記第一処理で算出した回転速度が前記第一閾値を超える場合に、前記モータの設定速度を減速し、前記第一処理で算出した回転速度が前記第二閾値未満である場合に、前記モータの設定速度を増速する第三処理と、を含む、請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記抽出回路が、
前記モータの前記電流信号のうちリプル成分を通過させるバンドパスフィルタと、
前記バンドパスフィルタによって通過されたリプル成分をパルス化して、そのパルス信号を前記制御部に出力する波形整形部と、を有する、請求項１から３の何れか一項に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
前記制御部によって設定された設定速度に応じた電圧を前記モータに印加するモータドライバを更に備える、請求項１から４の何れか一項に記載のモータ制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２０５３７８（Ｐ２０１２−２０５３７８Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６７０５９（Ｐ２０１１−６７０５９）
【出願日】平成２３年３月２５日（２０１１．３．２５）
【出願人】（０００２２００６６）テイ・エス テック株式会社 (625)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２５日（２０１１．３．２５）
【出願人】（０００２２００６６）テイ・エス テック株式会社 (625)
【Ｆターム（参考）】
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