【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータの移動量を検出するモータの移動量検出装置、及び、そのモータの移動量検出装置を備えたモータの位置制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記モータの移動量検出装置は、例えばメモリシート、チルト＆テレスコハンドル、パワーウインドウレギュレータなどのモータ駆動の車載用部品において、各部品の動作状態の判断に必要なモータ移動量を検出するものであり、そのモータ移動量の情報に基づいてモータの位置制御装置がモータの動作位置を制御する。具体的には、基準位置からのモータ移動量によって各部品の現在位置（例えば、座席シートの前後スライド位置、上下高さ位置、リクライニング角度等）を判断することができ、また、モータ移動量の変化の有無からパワーウインドウ等での挟み込みの発生を検出することができる。
【０００３】
ところで、上記モータ移動量の算出に必要なモータの回転状態の検出には、従来、モータの回転軸に設置した回転センサの出力信号に基づいて検出する方法や、あるいは、モータの回転速度に比例する状態でモータの電流波形に含まれるリップル電流（ブラシノイズ）を回路的に抽出して検出する方法等が用いられていた（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１３４９８５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では、専用の回転センサ又は専用で且つ高価なリップル電流検出回路を必要としていたために、装置コストが高くなっていた。また、回転センサを用いる場合は、さらに回転センサ用の設置スペースや回路との間の結線用のハーネスが必要となる不利もあった。その結果、従来のモータの移動量検出装置及び位置制御装置は一部の高級グレード車等にしか搭載することができなかった。
【０００６】
本発明の目的は、上記実情に鑑み、第１に、専用の回転センサや高価な検出回路を用いず、簡素で安価な構成を用いてモータ移動量の高精度の検出が可能であるモータの移動量検出装置を提供することにあり、第２に、上記モータの移動量検出装置を備えて、モータの動作位置を適正に制御することが可能となるモータの位置制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を実現するための本発明に係るモータの移動量検出装置の第１の特徴構成は、請求項１に記載したように、モータ電流を検出するモータ電流検出手段と、モータ電圧を検出するモータ電圧検出手段と、モータの電流及び電圧対回転速度の関係を表す回転特性情報を保持するモータ特性保持手段と、前記モータ電流検出手段、前記モータ電圧検出手段及び前記モータ特性保持手段の各情報に基づいて、実際のモータ電流及びモータ電圧におけるモータの実作動時間を所定のモータ電流及びモータ電圧に対応したモータ作動時間に換算して、その換算後のモータ作動時間をモータ移動時間として算出する移動時間算出手段とが設けられている点にある。
【０００８】
上記構成によれば、モータの電流及び電圧対回転速度の関係を表す回転特性情報がモータ特性保持手段に保持され、そのモータ特性保持手段の保持情報に、モータ電流検出手段の検出情報とモータ電圧検出手段の検出情報を組み合わせることにより、実際のモータ電流及びモータ電圧におけるモータの回転速度が求められるが、上記モータの回転特性では、モータ電流が増加した場合は、回転速度が低下するので、モータの実作動時間が同じでも移動量に対応するモータ移動時間としては短くなり、また、モータ電圧が増加した場合は、回転速度が上昇するので、モータの実作動時間が同じでも上記モータ移動時間としては長くなる。そこで上記モータの電流及び電圧の変化とモータ移動時間との関係を使って、実際のモータ電流及びモータ電圧におけるモータの実作動時間を所定のモータ電流及びモータ電圧におけるモータ作動時間に換算し、この換算後のモータ作動時間をモータ移動時間として算出することができる。
【０００９】
すなわち、本発明においては、モータの回転状態を検出するのに専用の回転センサを用いず、使用するモータの回転特性情報を保持することと、モータ電流とモータ電圧の検出に基づいている。そして、このモータ電流とモータ電圧の検出は、モータの電流波形に含まれるリップル電流を回路的に抽出する従来技術に比べてはるかに簡単で安価な回路で実現できる。また、使用するモータの回転特性情報は実験等により正確に求めることが可能であるため、その回転特性情報に基づくモータ回転速度ひいてはモータ移動量に対応するモータ移動時間の検出精度が高くなる。
従って、専用の回転センサや高価な検出回路を用いず、簡素で安価な構成を用いてモータ移動量の高精度の検出が可能であるモータの移動量検出装置が提供される。
【００１０】
同第２の特徴構成は、請求項２に記載したように、第１の特徴構成において、前記移動時間算出手段が、所定時間間隔で検出した前記モータ電流の検出値及び前記モータ電圧の検出値の各平均値と前記回転特性情報とに基づいて、前記モータ移動時間を算出する点にある。
【００１１】
すなわち、所定時間間隔でモータ電流を検出して得られる複数個のモータ電流の検出値、及び所定時間間隔でモータ電圧を検出して得られる複数個のモータ電圧の検出値について夫々平均値を計算し、前記モータの回転特性情報に、上記モータ電流の平均値とモータ電圧の平均値を組み合わせることにより、実際のモータ電流及びモータ電圧の平均値におけるモータの平均回転速度が求められるので、これに前述のモータの電流及び電圧の変化とモータ移動時間との関係を適用して、実際のモータ電流及びモータ電圧の平均値におけるモータの実作動時間を所定のモータ電流及びモータ電圧に対応したモータ作動時間に換算して、モータ移動時間を算出する。
従って、モータ電流及びモータ電圧の各検出値についての平均処理によってノイズ等の影響によるモータ移動時間即ちモータ移動量の検出精度の低下が回避され、モータの移動量検出装置の好適な実施形態が提供される。
【００１２】
同第３の特徴構成は、請求項３に記載したように、第１又は第２の特徴構成において、前記モータ特性保持手段が、前記回転特性情報として、基準のモータ電圧におけるモータの電流対回転速度の関係を表す基準回転特性情報を保持し、前記移動時間算出手段が、前記モータ電流の検出値、前記基準回転特性情報、及び前記基準のモータ電圧に対する前記モータ電圧の検出値の比を用いて、前記モータ移動時間を算出する点にある。
【００１３】
すなわち、同じ負荷（トルク）であれば、モータ電圧が変化してもモータ電流は同じ値となるので、基準のモータ電圧におけるモータの電流対回転速度の関係を表す基準回転特性情報にモータ電流の検出値を組み合わせることにより、実際のモータ電流及び基準のモータ電圧におけるモータの回転速度が求められ、これに、基準のモータ電圧に対するモータ電圧の検出値の比を掛けることにより、実際のモータ電流及びモータ電圧におけるモータの回転速度が求められる。これに前述のモータの電流及び電圧の変化とモータ移動時間との関係を使って、モータの実作動時間を所定のモータ電流及びモータ電圧におけるモータ作動時間に換算して、モータ移動時間を算出する。
従って、モータの回転特性情報として基準のモータ電圧における基準回転特性情報だけを保持すればよいので、モータ特性保持手段を構成するＲＯＭ等の記憶情報量が少なくなって構成が簡素化され、モータの移動量検出装置の好適な実施形態が提供される。
【００１４】
同第４の特徴構成は、請求項４に記載したように、第１から第３のいずれかの特徴構成において、前記モータ特性保持手段が、基本となるモータの電流及び電圧対回転速度の関係を表す基本回転特性の記憶情報と、使用対象モータの具体的な回転特性の設定に必要な入力情報とに基づいて、前記回転特性情報を求めて保持する点にある。
【００１５】
すなわち、基本となるモータの電流及び電圧対回転速度の関係を表す基本回転特性の記憶情報に、使用対象モータの具体的な回転特性の設定に必要な入力情報を組み合わせて、使用対象モータの回転特性情報を求めて保持する。
従って、具体的な回転特性の設定に必要な入力情報を変更するだけの簡単な操作で、種々のモータの回転特性情報を求めることができるので、使用対象モータの変更に伴って、モータの回転特性を記憶したＲＯＭ等の記憶部を交換するような面倒な作業を行うことなく、種々の回転特性のモータに容易に対応することができ、モータの移動量検出装置の好適な実施形態が提供される。
【００１６】
本発明に係るモータの位置制御装置の特徴構成は、請求項５に記載したように、上記第１から第４のいずれかの特徴構成のモータの移動量検出装置を備え、前記移動時間算出手段にて求められるモータ移動時間の情報に基づいてモータの動作位置を制御する制御手段が設けられている点にある。
【００１７】
すなわち、前記モータの移動量検出装置に設けた移動時間算出手段にて求められるモータ移動時間によって、モータの現在の動作位置が判別でき、このモータ移動時間の情報に基づいて、制御手段がモータの動作位置を制御する。
従って、モータの動作位置を適正に制御することが可能となるモータの位置制御装置が提供される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明に係るモータの移動量検出装置と位置制御装置を車載用部品駆動用のモータに適用した場合の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１及び図２に示すように、モータ１として、座席シートの前後スライド位置を調整するスライドモータ１Ａ、座席シートのリクライニング角度を調整するリクライニングモータ１Ｂ、座席シート前部の上下高さ位置を調整するバーチカルフロントモータ１Ｃ、座席シート全体の上下高さ位置を調整するリフトモータ１Ｄ、及び、窓を開閉するパワーウインドウモータ１Ｅが設けられている。そして、上記各モータ１のうちシート状態（位置）調整用の各モータ１Ａ〜１Ｄに対して制御装置２Ａから駆動電流が供給され、パワーウインドウモータ１Ｅに対して制御装置２Ｂから駆動電流が供給されている。
【００２０】
上記各制御装置２Ａ，２Ｂは、ＣＰＵ３Ａ，３Ｂ、入力インターフェース回路４、情報記憶用のＲＯＭ、ＲＡＭからなるメモリ５等を備えている。制御装置２Ａ，２Ｂにはバッテリー１３が接続され、バッテリー１３の出力電圧（例えば１２Ｖ）は、制御装置２Ａ，２Ｂ内の電源回路６で一定の電圧（５Ｖ）に安定化された後、ＣＰＵ３Ａ，３Ｂに動作用の電源として供給されている。また、バッテリー１３の電圧信号は、入力インターフェース回路４を介してＣＰＵ３Ａ，３Ｂに入力されるとともに、イグニッションスイッチ（ＩＧＳＷ）１４を経由した後、入力インターフェース回路４を介してＣＰＵ３Ａ，３Ｂに入力されている。
【００２１】
シート状態を調整するための操作スイッチとして、スライドモータ１Ａを作動させて座席シートを前側及び後側にスライドさせるためのスライド前進スイッチ７ａと後退スイッチ７ｂ、リクライニングモータ１Ｂを作動させて座席シートのリクライニング角度を前側及び後側に倒すためのリクライニング前進スイッチ８ａと後退スイッチ８ｂ、バーチカルフロントモータ１Ｃを作動させて座席シート前部の上下高さ位置を上昇及び下降させるためのバーチカルフロント上昇スイッチ９ａと下降スイッチ９ｂ、リフトモータ１Ｄを作動させて座席シート全体の上下高さ位置を上昇及び下降させるためのリフト上昇スイッチ１０ａと下降スイッチ１０ｂが設けられている。そして、上記各スイッチの信号は、制御装置２Ａの入力インターフェース回路４を介してＣＰＵ３Ａに入力されている。
【００２２】
さらに、メモリシート機能、即ち所定のシート状態（位置）を記憶させて、その記憶したシート状態に自動調整（再生）させる機能のために、第１メモリ再生スイッチ１１ａ、第２メモリ再生スイッチ１１ｂ及び記憶スイッチ１１ｃが設けられている。すなわち、第１メモリ再生スイッチ１１ａと記憶スイッチ１１ｃを同時に押すことにより、そのときのシート位置（後述のモータ移動時間）を第１のシート状態（第１メモリ値と称す）として記憶させる指令信号が、制御装置２Ａの入力インターフェース回路４を介してＣＰＵ３Ａに入力され、第２メモリ再生スイッチ１１ｂと記憶スイッチ１１ｃを同時に押すことにより、そのときのシート位置（後述のモータ移動時間）を第２のシート状態（第２メモリ値と称す）として記憶させる指令信号が、同様にＣＰＵ３Ａに入力される。そして、上記シート状態（位置）の記憶操作の後、第１又は第２メモリ再生スイッチ１１ａ，１１ｂを押すことにより、第１のシート状態（第１メモリ値）又は第２のシート状態（第２メモリ値）に自動的に調整される。
【００２３】
また、パワーウインドウモータ１Ｅを上昇又は下降作動させて窓を開閉するためのウインドウ閉操作スイッチ１２ａとウインドウ開操作スイッチ１２ｂ、及び全閉検出リミットスイッチ１７が設けられ、これら各スイッチ１２ａ，１２ｂ，１７の信号は、制御装置２Ｂの入力インターフェース回路４を介してＣＰＵ３Ｂに入力されている。
【００２４】
上記制御装置２Ａの出力側には、前記各モータ１Ａ〜１Ｄを独立して駆動するための複数個のリレー１５ａ〜１５ｈが設けられ、各リレー１５ａ〜１５ｈのコイルにＣＰＵ３Ａから作動信号が出力される。また上記制御装置２Ｂの出力側には、前記パワーウインドウモータ１Ｅを独立して駆動するための２個のリレー１５ｉ〜１５ｊが設けられ、各リレー１５ｉ〜１５ｊのコイルにＣＰＵ３Ｂから作動信号が出力される。具体的には、各モータ１のプラス（＋）側端子、マイナス（−）側端子が夫々各リレー１５ａ〜１５ｊの共通端子に接続されるとともに、リレー１５ａ〜１５ｊの２つの切替端子の一方がバッテリー１３に接続され、他方が抵抗Ｒ３を介して接地されている。従って、上記各リレー１５ａ〜１５ｊが非作動状態のときは、リレー接点は接地側の切替端子に導通し、各モータ１には電流が流れない。
【００２５】
ここで、例えばスライドモータ１Ａを正転させる場合は、スライドモータ正転用のリレー１５ａだけにＣＰＵ３Ａから作動信号を出力して、スライドモータ１Ａのプラス（＋）側端子にバッテリー１３の電圧を供給し、スライドモータ１Ａを逆転させる場合は、スライドモータ逆転用のリレー１５ｂだけにＣＰＵ３Ｂから作動信号を出力して、スライドモータ１Ａのマイナス（−）側端子にバッテリー１３の電圧を供給する。他のモータ１についても同様に対応するリレー１５ｂ〜１５ｊを作動させて、正逆方向に回転させることができる。
【００２６】
上記モータ１に電流が流れるときに抵抗Ｒ３に生じる電圧信号が、増幅回路１６を介して各ＣＰＵ３Ａ，３Ｂに入力されている。すなわち、抵抗Ｒ３に生じる電圧は、モータ電流Ｉｍに比例して増減するので、抵抗Ｒ３に生じる電圧信号によってモータ電流Ｉｍを判別することができる。ただし、モータ１に印加される電圧Ｖｍに比べて抵抗Ｒ３での電圧降下が無視できるように、抵抗Ｒ３が微小抵抗値に設定されているため、増幅させてからＣＰＵ３Ａ，３Ｂに入力している。なお、増幅回路１６はオペアンプ等を用いた回路で構成される。従って、モータ電流Ｉｍを検出するモータ電流検出手段１００が、抵抗Ｒ３、増幅回路１６及びＣＰＵ３Ａ，３Ｂによって構成されている。
【００２７】
また、バッテリー１３の電圧が直列接続された抵抗Ｒ１とＲ２を介して接地され、その抵抗Ｒ１とＲ２の接続点の電圧信号がＣＰＵ３Ａ，３Ｂに入力されている。すなわち、バッテリー１３の電圧はモータ１に印加されるモータ電圧Ｖｍに相当し、バッテリー１３の電圧の変動に比例して上記抵抗Ｒ１とＲ２の接続点の電圧値も変化するので、上記抵抗Ｒ１とＲ２の接続点の電圧信号によってモータ電圧Ｖｍを判別することができる。従って、モータ電圧Ｖｍを検出するモータ電圧検出手段１１０が、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２及びＣＰＵ３Ａ，３Ｂによって構成されている。
【００２８】
次に、前記各モータ１の電流Ｉｍ及び電圧Ｖｍ対回転速度の関係を表す回転特性情報を保持するモータ特性保持手段１２０が、前記各制御装置２Ａ，２Ｂ内のメモリ５を利用して構成されている。すなわち、前記各モータ１は、図３に示すような電流Ｉｍ及び電圧Ｖｍ対回転速度の関係を表す回転特性を有し、この各モータ１の回転特性情報がメモリ５のＲＯＭに記憶されている。例えば一分間当りの回転数（ｒｐｍ）で示されるモータの回転速度は、モータ電圧値Ｖｍ（Ｖ）に比例して増加するが、モータ電流値Ｉｍ（Ａ）に比例して減少し、モータロック時（回転数＝０）にモータ電流値Ｉｍ（Ａ）は最大値になる。そして、同じ負荷（トルク）のときは、モータ電圧値Ｖｍ（Ｖ）が異なってもモータ電流値Ｉｍ（Ａ）は同じである。そこで、上記モータ特性保持手段１２０は、上記回転特性情報として、下式に示す数値例のように、基準のモータ電圧Ｖｍ（１６Ｖ）におけるモータ１の電流Ｉｍ対回転速度の関係を表す基準回転特性情報を保持している。この基準電圧（１６Ｖ）では、ロック電流は１０Ａである。なお、各モータ１の回転特性は異なるので、各モータ１別に下式の係数が異なる基準回転特性情報がメモリ５に記憶されている。ただし、以下の説明では、便宜上、各モータ１に対して同じ数式を用いている。
【００２９】
【数１】
モータ回転数（ｒｐｍ）＝−６００×モータ電流＋６０００
【００３０】
前記モータ電流検出手段１００、前記モータ電圧検出手段１１０及び前記モータ特性保持手段１２０の各情報に基づいて、実際のモータ電流Ｉｍ及びモータ電圧Ｖｍにおけるモータ１の実作動時間を所定のモータ電流Ｉｍ及びモータ電圧Ｖｍに対応したモータ作動時間に換算して、その換算後のモータ作動時間をモータ移動時間として算出する移動時間算出手段１３０が、前記ＣＰＵ３Ａ，３Ｂ内に設けられている。そして、移動時間算出手段１３０は、前記モータ電流Ｉｍの検出値、前記基準回転特性情報、及び前記基準のモータ電圧（１６Ｖ）に対する前記モータ電圧Ｖｍの検出値の比を用いて、前記モータ移動時間を算出している。
【００３１】
具体的には、上記移動時間算出用の所定のモータ電流Ｉｍを無負荷状態に相当する０Ａとし、モータ電圧Ｖｍを１６Ｖとする。回転数＝０のときに電流値がロック電流値の１０Ａになり、回転数が最大（無負荷状態）のときに電流値が０Ａになるので、図３に示す直線関係より電流値Ｉｍ（Ａ）時の回転数と０Ａ時の回転数に対する回転数比は次式で表される。
【００３２】
【数２】
回転数比＝（１０−モータ電流）／１０
【００３３】
従って、モータ電流値Ｉｍ時のモータ１の実作動時間に上記回転数比を掛け、さらに１６Ｖに対する実際のモータ電圧値Ｖｍの比を掛けて得られる時間が０Ａ時に対応したモータ作動時間になる。モータ１の実作動時間を制御周期２ｍｓ（０．００２ｓｅｃ）とした場合、モータ移動時間（ｓｅｃ）は下式で与えられる。式から判るように、モータ移動時間は、モータ電圧Ｖｍ及びモータ電流Ｉｍの条件で実作動時間２ｍｓだけモータ１が作動した場合に、所定のモータ電流（０Ａ）及びモータ電圧（１６Ｖ）ではどれだけの時間（ｍｓ）で同じ距離を移動できるかを意味している。例えばモータ電圧Ｖｍ＝１２Ｖ、モータ電流Ｉｍ＝５Ａの場合のモータ移動時間は０．７５ｍｓとなる。
【００３４】
【数３】
モータ移動時間＝０．００２×モータ電圧／１６×（１０−モータ電流）／１０
【００３５】
さらに、前記移動時間算出手段１３０は、所定時間間隔（具体的には、前記制御周期２ｍｓ）で検出した前記モータ電流Ｉｍの検出値及び前記モータ電圧Ｖｍの検出値の各平均値と前記回転特性情報とに基づいて、前記モータ移動時間を算出している。
【００３６】
具体的に説明すると、図４に示すように、モータ電流Ｉｍ及びモータ電圧Ｖｍの各検出値を２ｍｓ毎にサンプリングして、今回のサンプリング値と前回のサンプリング値を平均した値を、モータ電流Ｉｍの検出値及びモータ電圧Ｖｍの検出値の各平均値とする。そして、この各平均値を数３の式に代入してモータ移動時間を算出している。
【００３７】
また、前記移動時間算出手段１３０にて求められるモータ移動時間の情報に基づいてモータ１の動作位置を制御する制御手段１４０が、前記ＣＰＵ３Ａ，３Ｂ内に設けられている。モータ１の動作位置の制御として、具体的には、スライドモータ１Ａの前後スライド位置制御、リクライニングモータ１Ｂのリクライニング角度制御、バーチカルフロントモータ１Ｃの上下位置制御及びリフトモータ１Ｄの上下位置制御などのシート位置に関する制御と、パワーウインドウモータ１Ｅに関する開閉制御及び挟み込み検出制御を実行する。
【００３８】
次に上記モータ１の動作位置の制御について、以下、図５〜図１３に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、本実施形態では、車両キーをキーシリンダに差し込んで回すと前記イグニッションスイッチ１４がオンし、このイグニッションスイッチ１４のオンの後、前記各ＣＰＵ３Ａ，３Ｂがモータ１の動作位置の制御処理を開始する。また、ＣＰＵ３Ａが実行するシート位置の制御内容は各モータ１Ａ〜１Ｄについて共通するので１つの動作フローで説明し、ＣＰＵ３Ｂが実行するパワーウインドウモータ１Ｅの制御を別の動作フローで説明する。
【００３９】
シート位置制御のメインフロー（図５）では、最初に、ＲＯＭ，ＲＡＭのチェック、各種制御定数の設定等の初期設定を行った後、２ｍｓの制御周期が経過するごとに、ＡＤ変換処理、マニュアル処理、メモリ再生、メモリ記憶の各処理を繰り返す。
【００４０】
ＡＤ変換処理（図６）では、モータ電圧Ｖｍの検出値の読み込みとＡＤ変換、及び、モータ電流Ｉｍの検出値の読み込みとＡＤ変換を行い、得られた今回の電圧データと電流データを夫々前回の電圧データ及び電流の記憶データと平均化し、また、次回の処理のために今回の電圧データ及び電流データを夫々前回の電圧データ及び電流データとしてセット（記憶）する。
【００４１】
マニュアル処理（図７）では、所定の操作スイッチのオンが検出されると、上記ＡＤ変換処理で求めたモータ電圧及びモータ電流の各平均値を前記数３の式に代入して、実作動時間２ｍｓでのモータ移動時間を計算する。次に、上記操作スイッチで指令されたモータの回転が正転方向であればモータを正転駆動するとともに、モータ移動時間の現在値に上記２ｍｓでの移動時間を加算する。一方、操作スイッチで指令されたモータの回転が逆転方向であればモータを逆転駆動するとともに、モータ移動時間の現在値から上記２ｍｓでのモータ移動時間を減算する。操作スイッチがオンでないときは、モータの駆動を停止する。なお、上記モータ移動時間の値については、制御装置２Ａにバッテリー１３が接続されたときに所定の数値（例えば、１０ｓｅｃ）を設定するリセット処理を行っている。
【００４２】
メモリ再生処理（図８）では、再生中フラグがオンしているか否かを判断し、再生中フラグがオンしていないときは、前記各メモリ再生スイッチ１１ａ，１１ｂがオンしているか否かを判断し、各メモリ再生スイッチ１１ａ，１１ｂのいずれかがオンしているときは、さらにイグニッションスイッチ１４がオンしているか否かを判断する。上記判断の結果、再生中フラグがオンしていないときに、いずれのメモリ再生スイッチ１１ａ，１１ｂもオンされないか、又は、イグニッションスイッチ１４がオンしていないときは、モータの駆動を停止するとともに、再生中フラグをオフする。
【００４３】
一方、再生中フラグがオンしているとき、及び、再生中フラグがオンしていないが、メモリ再生スイッチ１１ａ，１１ｂのいずれかがオンし且つイグニッションスイッチ１４がオンしているときは、再生中フラグをオンした後、前記数３の式によって２ｍｓ間でのモータ移動時間を計算する。次に、モータ移動時間の現在値がメモリ値（第１メモリ再生スイッチ１１ａがオンされたときは第１メモリ値、第２メモリ再生スイッチ１１ｂがオンされたときは第２メモリ値）の許容幅内にあるか否かを判断する。モータ移動時間の現在値がメモリ値の許容幅内にないときは、モータ移動時間の現在値とメモリ値の大小を判断して、モータ移動時間の現在値がメモリ値よりも小であれば、モータを正転駆動するとともに、モータ移動時間の現在値に上記２ｍｓ間でのモータ移動時間を加算し、モータ移動時間の現在値がメモリ値よりも大であればモータを逆転駆動するとともに、モータ移動時間の現在値から上記２ｍｓ間でのモータ移動時間を減算する。一方、モータ移動時間の現在値がメモリ値の許容幅内にあるときは、モータの駆動を停止するとともに、再生中フラグをオフする。
【００４４】
メモリ記憶処理（図９）では、先ずイグニッションスイッチ１４がオンしているか否かを判断し、イグニッションスイッチ１４がオンしているときは、各メモリ再生スイッチ１１ａ，１１ｂと記憶スイッチ１１ｃがオンしているか否かを判断し、メモリ再生スイッチ１１ａ，１１ｂのいずれかと記憶スイッチ１１ｃが同時にオンしているときにのみ、現在のモータ移動時間を前記メモリ値（第１メモリ再生スイッチ１１ａがオンされたときは第１メモリ値、第２メモリ再生スイッチ１１ｂがオンされたときは第２メモリ値）として記憶する。
【００４５】
パワーウインドウ制御のメインフロー（図１０）では、最初に、ＲＯＭ，ＲＡＭのチェック、各種制御定数の設定等の初期設定を行った後、２ｍｓの制御周期が経過するごとに、ＡＤ変換処理、マニュアル処理、ウインドウ反転作動処理を繰り返す。
【００４６】
ＡＤ変換処理（図１１）では、モータ電圧Ｖｍの検出値の読み込みとＡＤ変換、及び、モータ電流Ｉｍの検出値の読み込みとＡＤ変換を行い、得られた今回の電圧データと電流データを夫々前回の電圧データ及び電流の記憶データと平均化し、このモータ電圧及びモータ電流の各平均値を前記数３の式に代入して、２ｍｓでのモータ移動時間を計算する。次に、次回の処理のために今回の電圧データ及び電流データを夫々前回の電圧データ及び電流データとしてセット（記憶）し、また、マニュアル処理において一定時間前の２ｍｓでのモータ移動時間のデータとして使用するために、今回の２ｍｓでのモータ移動時間を記憶する。
【００４７】
マニュアル処理（図１２）では、開操作スイッチ１２ｂのオンが検出されると、ウインドウを下降作動させ、開操作スイッチ１２ｂと閉操作スイッチ１２ａが共にオンしていないときはウインドウの作動を停止する。閉操作スイッチ１２ａがオンしているときは、ウインドウを上昇作動させるとともに、全閉検出リミットスイッチ１７がオンしているか否かを判断する。ここで、全閉検出リミットスイッチ１７の目的について説明すると、ウインドウを全閉操作するときに、ウインドウの移動速度が低下して挟み込みを誤検出してしまうおそれがあるため、ウインドウが全閉位置に達する直前にオンする全閉検出リミットスイッチ１７を設け、この全閉検出リミットスイッチ１７がオンしているときは、後述の挟み込み検出制御をマスクするようにしている。
【００４８】
上記ウインドウの上昇作動中に全閉検出リミットスイッチ１７がオンしていなければ、前記ＡＤ変換処理で求めて記憶させた一定時間前の２ｍｓでのモータ移動時間と、今回求めた２ｍｓでのモータ移動時間の差によって、モータ移動時間の変化量を演算する。そして、そのモータ移動時間の変化量が所定の閾値以上のときは、起動マスク中か否かを判断し、起動マスク中でない場合のみ、挟み込み検出制御状態に移行して、ウインドウを下降作動させるとともに、ウインドウ反転作動フラグをオンする。ここで、上記起動マスクの目的について説明すると、起動直後のモータ回転数（即ちモータ移動時間）は変動が大きく、また、一定時間前の比較用のモータ移動時間のデータもないので、起動から一定時間は挟み込み検出制御を行わないようにマスクしている。一方、ウインドウの上昇作動中に全閉検出リミットスイッチ１７がオンしたときは、モータロック状態か否かを判断し、モータロック状態であればウインドウの作動を停止する。
【００４９】
ウインドウ反転作動処理（図１３）では、ウインドウ反転作動フラグがオンしていなければ、反転タイマー値を０にリセットする。ウインドウ反転作動フラグがオンであれば、反転タイマー値に１を加算する。すなわち、２ｍｓの制御周期ごとに反転タイマー値が１増加する。そして、反転タイマー値が所定の数値に設定した反転設定値に達すると、ウインドウの作動を停止するとともに、ウインドウ反転作動フラグをオフする。
【００５０】
〔別実施の形態〕
上記実施形態では、モータ特性保持手段１２０が、使用対象モータの具体的な回転特性を保持する（メモリ５に記憶する）ように構成したが、種々の回転特性のモータに対応できるように、モータ特性保持手段１２０が、基本となるモータの電流及び電圧対回転速度の関係を表す基本回転特性の記憶情報と、使用対象モータの具体的な回転特性の設定に必要な入力情報とに基づいて、前記回転特性情報を求めて保持するように構成することができる。
【００５１】
上記基本回転特性と回転特性の設定のための入力情報について、基準回転特性（基準のモータ電圧１６Ｖ）の場合を例に説明すると、先ず、下記の数４に示す式を基本回転特性としてメモリ５のＲＯＭに記憶しておく。そして、モータ電流値Ｉｍ（Ａ）がゼロの時の回転数α（ｒｐｍ）、及び、モータ電流値Ｉｍ（Ａ）に比例して回転数が減少する上記式の傾きβの具体的な数値を、図１５に示すように、ポテンショメータＰ１，Ｐ２を用いて、前記制御装置２Ａ，３Ａの各ＣＰＵ３Ａ，３Ｂに電圧情報として入力すると、各ＣＰＵ３Ａ，３Ｂが、電圧情報から判別したαとβの具体的な数値を上記数４の式に代入して使用対象モータの具体的な回転特性（図１４に２つの特性例を示す）を算出し、メモリ５に記憶させる。なお、図１５では、各種スイッチ類、リレー等の図示は省略している。
【００５２】
【数４】
モータ回転数（ｒｐｍ）＝−β×モータ電流値（Ａ）＋α
【００５３】
因みに、上記αとβの入力情報に基づいて算出した基準回転特性（基準のモータ電圧１６Ｖ）によって、モータ電流値Ｉｍ（Ａ）がゼロの時の回転数αとともに、前記数２及び数３の式中に現れるロック電流値が定まることになる。
【００５４】
上記実施形態では、モータ特性保持手段１２０が、基準のモータ電圧（１６Ｖ）における基準回転特性情報を保持するように構成したが、使用可能範囲の各モータ電圧における電流及び対回転速度の関係を表す回転特性情報を保持するようにしてもよい。
また、上記実施形態では、モータ１の回転特性情報を、式の形で保持するように構成したが、細かい間隔で設定した各モータ電流及びモータ電圧値に対応する回転速度の値をマップ形式で記憶保持するように構成してもよい。
【００５５】
上記実施形態では、モータ電圧検出手段１１０が、モータ電流検出用の抵抗Ｒ３に生じる電圧降下が微小であるため、バッテリー１３の電圧をそのままモータ電圧Ｖｍとして検出するように構成したが、モータ電流検出用の抵抗Ｒ３による誤差分の影響を除去するために、モータ電流検出用の抵抗Ｒ３に生じる電圧降下分をバッテリー１３の電圧から引いてモータ電圧Ｖｍとする構成も可能である。
【００５６】
上記実施形態では、モータ電流検出手段１００及びモータ電圧検出手段１１０が、モータ電流Ｉｍ及びモータ電圧Ｖｍの平均値をモータ移動時間の算出に用いたが、平均値ではなく２ｍｓ毎に得られる各検出値をそのままモータ移動時間の算出に用いるようにしてもよい。また、平均値を使用する場合も、２回の検出値の平均値ではなく、３回以上の検出値の平均値を求めるようにしてもよい。
【００５７】
上記実施形態では、本発明のモータの移動量検出装置及び位置制御装置を車載用部品のモータ駆動に適用したが、車載用以外の各種用途のモータ駆動部品に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のモータの移動量検出装置及び位置制御装置の構成を示す回路図
【図２】本発明のモータの移動量検出装置及び位置制御装置の構成を示す回路図
【図３】モータの回転特性情報の一例を示すグラフ
【図４】モータ電流及びモータ電圧の検出を示すタイムチャート
【図５】制御のフローチャート図
【図６】制御のフローチャート図
【図７】制御のフローチャート図
【図８】制御のフローチャート図
【図９】制御のフローチャート図
【図１０】制御のフローチャート図
【図１１】制御のフローチャート図
【図１２】制御のフローチャート図
【図１３】制御のフローチャート図
【図１４】別実施形態におけるモータの回転特性情報の設定例を示すグラフ
【図１５】別実施形態のモータの移動量検出装置の要部を示す回路図
【符号の説明】
１ モータ
１００ モータ電流検出手段
１１０ モータ電圧検出手段
１２０ モータ特性保持手段
１３０ 移動時間算出手段
１４０ 制御手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a motor movement amount detection device that detects a movement amount of a motor, and a motor position control device including the motor movement amount detection device.
[0002]
[Prior art]
The above-mentioned motor movement amount detection device detects the motor movement amount necessary for determining the operation state of each component in motor-driven in-vehicle components such as a memory seat, a tilt & telescopic handle, and a power window regulator. Based on the information on the motor movement amount, the motor position control device controls the operating position of the motor. Specifically, the current position of each component (for example, the front / rear slide position, vertical height position, reclining angle, etc.) of each part can be determined from the motor movement amount from the reference position, and the motor movement amount The occurrence of pinching in the power window or the like can be detected from the presence or absence of the change.
[0003]
By the way, the detection of the rotation state of the motor necessary for the calculation of the motor movement amount is conventionally performed based on the detection method based on the output signal of the rotation sensor installed on the rotation shaft of the motor, or proportional to the rotation speed of the motor. In this state, a method of extracting and detecting ripple current (brush noise) included in the current waveform of the motor in a circuit manner has been used (see, for example, Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2000-134985 A
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above prior art, since a dedicated rotation sensor or a dedicated and expensive ripple current detection circuit is required, the apparatus cost is high. Further, when the rotation sensor is used, there is a disadvantage that an installation space for the rotation sensor and a harness for connection with the circuit are required. As a result, the conventional motor movement amount detection device and position control device could only be installed in some high-grade grade vehicles.
[0006]
In view of the above circumstances, the object of the present invention is to provide a motor that can detect the motor movement amount with high accuracy using a simple and inexpensive configuration without using a dedicated rotation sensor or an expensive detection circuit. To provide a movement amount detection device, and secondly, to provide a motor position control device that includes the motor movement amount detection device and can control the operation position of the motor appropriately. is there.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a first characteristic configuration of a motor movement amount detection device according to the present invention is the motor current detection means for detecting the motor current and the motor voltage as described in claim 1. Information on motor voltage detection means, motor characteristic holding means for holding rotation characteristic information representing the relationship between motor current and voltage versus rotation speed, and information on the motor current detection means, motor voltage detection means, and motor characteristic holding means Based on the above, the actual operation time of the motor at the actual motor current and motor voltage is converted into the motor operation time corresponding to the predetermined motor current and motor voltage, and the converted motor operation time is calculated as the motor movement time. The travel time calculation means is provided.
[0008]
According to the above configuration, the rotation characteristic information indicating the relationship between the motor current and the voltage versus the rotation speed is held in the motor characteristic holding unit, and the detection information of the motor current detection unit and the motor voltage are included in the holding information of the motor characteristic holding unit. By combining the detection information of the detection means, the rotational speed of the motor at the actual motor current and motor voltage is obtained. However, in the rotational characteristics of the motor, if the motor current increases, the rotational speed decreases. Even if the actual operating time of the motor is the same, the motor moving time corresponding to the moving amount becomes shorter, and when the motor voltage increases, the rotational speed increases. Becomes longer. Therefore, using the relationship between the motor current and voltage changes and the motor movement time, the actual motor operating time at the actual motor current and motor voltage is converted into the motor operating time at the predetermined motor current and motor voltage. The motor operation time after conversion can be calculated as the motor movement time.
[0009]
In other words, the present invention is based on the detection of the motor current and the motor voltage, and the holding of the rotation characteristic information of the motor to be used without using a dedicated rotation sensor to detect the rotation state of the motor. The detection of the motor current and the motor voltage can be realized by a circuit that is much simpler and less expensive than the conventional technique that extracts the ripple current contained in the current waveform of the motor in a circuit form. In addition, since the rotational characteristic information of the motor to be used can be accurately obtained through experiments or the like, the detection accuracy of the motor rotational speed based on the rotational characteristic information, and hence the motor movement time corresponding to the motor movement amount, is increased.
Therefore, there is provided a motor movement amount detection device capable of detecting the motor movement amount with high accuracy using a simple and inexpensive configuration without using a dedicated rotation sensor or an expensive detection circuit.
[0010]
According to the second characteristic configuration, as described in claim 2, the motor current detection value and the motor voltage detection value detected by the movement time calculation unit at predetermined time intervals in the first characteristic configuration. The motor travel time is calculated on the basis of each average value and the rotation characteristic information.
[0011]
That is, the average value is calculated for each of the detected values of the plurality of motor currents obtained by detecting the motor current at a predetermined time interval and the detected values of the plurality of motor voltages obtained by detecting the motor voltage at a predetermined time interval. Then, by combining the average value of the motor current and the average value of the motor voltage with the rotation characteristic information of the motor, the average rotation speed of the motor at the actual average value of the motor current and the motor voltage can be obtained. Applying the relationship between the motor current and voltage changes described above and the motor travel time, the motor operating time corresponding to the predetermined motor current and motor voltage can be obtained by using the actual motor current and motor voltage average value. Converted to time, the motor travel time is calculated.
Accordingly, the average processing for each detected value of the motor current and the motor voltage avoids a decrease in detection accuracy of the motor movement time, that is, the motor movement amount due to the influence of noise or the like, and provides a preferred embodiment of the motor movement amount detection device. Is done.
[0012]
According to the third characteristic configuration, as described in claim 3, in the first or second characteristic configuration, the motor characteristic holding means uses, as the rotation characteristic information, the motor current versus rotation at a reference motor voltage. Reference rotation characteristic information representing a speed relationship is held, and the movement time calculation means uses the detected value of the motor current, the reference rotation characteristic information, and the ratio of the detected value of the motor voltage to the reference motor voltage. Thus, the motor moving time is calculated.
[0013]
That is, if the load is the same (torque), the motor current remains the same even if the motor voltage changes. Therefore, the motor current is included in the reference rotation characteristic information indicating the relationship between the motor current and the rotation speed at the reference motor voltage. By combining the detected values, the rotational speed of the motor at the actual motor current and the reference motor voltage is obtained, and by multiplying this by the ratio of the detected value of the motor voltage to the reference motor voltage, the actual motor current and The rotation speed of the motor at the motor voltage is determined. By using the relationship between the motor current and voltage changes and the motor movement time, the actual operation time of the motor is converted into the motor operation time at a predetermined motor current and motor voltage, and the motor movement time is calculated. .
Therefore, since only the reference rotation characteristic information at the reference motor voltage needs to be held as the rotation characteristic information of the motor, the amount of stored information such as ROM constituting the motor characteristic holding means is reduced, and the configuration is simplified. A preferred embodiment of the movement amount detection device is provided.
[0014]
According to the fourth feature configuration, as described in claim 4, in any one of the first to third feature configurations, the motor characteristic holding means is a relationship between a basic motor current and voltage versus rotational speed. The rotation characteristic information is obtained and held based on the storage information of the basic rotation characteristic representing the above and the input information necessary for setting the specific rotation characteristic of the motor to be used.
[0015]
In other words, the basic rotation characteristics storage information representing the relationship between the current and voltage of the basic motor and the rotation speed is combined with the input information necessary for setting the specific rotation characteristics of the target motor, and the rotation of the target motor Find and retain property information.
Therefore, since the rotation characteristic information of various motors can be obtained by a simple operation by simply changing the input information necessary for setting the specific rotation characteristic, the rotation of the motor is changed as the target motor is changed. Provided a preferred embodiment of a motor movement amount detection device that can easily cope with a motor having various rotational characteristics without performing troublesome work such as replacing a storage unit such as a ROM storing characteristics. Is done.
[0016]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a motor position control device comprising the motor movement amount detection device according to any one of the first to fourth features, wherein the movement time calculation means is provided. Is provided with a control means for controlling the operation position of the motor based on the information of the motor moving time obtained in (1).
[0017]
That is, the current operating position of the motor can be determined based on the motor moving time obtained by the moving time calculating means provided in the motor moving amount detecting device. Based on the information on the motor moving time, the control means Control the operating position.
Therefore, a motor position control device capable of appropriately controlling the operation position of the motor is provided.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment in which the motor movement amount detection device and the position control device according to the present invention are applied to a motor for driving a vehicle-mounted component will be described with reference to the drawings.
[0019]
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, as the motor 1, a slide motor 1 </ b> A that adjusts the front / rear slide position of the seat seat, a reclining motor 1 </ b> B that adjusts the reclining angle of the seat seat, and the vertical height position of the front portion of the seat seat are adjusted. A vertical front motor 1 </ b> C that performs the lift, a lift motor 1 </ b> D that adjusts the vertical height position of the entire seat, and a power window motor 1 </ b> E that opens and closes the window are provided. A driving current is supplied from the control device 2A to the motors 1A to 1D for adjusting the sheet state (position) among the motors 1, and a driving current is supplied from the control device 2B to the power window motor 1E. ing.
[0020]
Each of the control devices 2A and 2B includes CPUs 3A and 3B, an input interface circuit 4, a ROM for storing information, a memory 5 including a RAM, and the like. A battery 13 is connected to the control devices 2A and 2B, and the output voltage (for example, 12V) of the battery 13 is stabilized at a constant voltage (5V) by the power supply circuit 6 in the control devices 2A and 2B, and then the CPU 3A, 3B is supplied as a power source for operation. Further, the voltage signal of the battery 13 is input to the CPUs 3A and 3B via the input interface circuit 4, and is also input to the CPUs 3A and 3B via the input interface circuit 4 after passing through the ignition switch (IGSW) 14. Yes.
[0021]
As operation switches for adjusting the seat state, the slide motor 1A is operated to slide the seat forward and backward, the slide forward switch 7a and the reverse switch 7b, and the reclining motor 1B are operated to recline the seat. Reclining forward switch 8a and reverse switch 8b for tilting the angle forward and rear, and vertical front ascent switch 9a for lowering the vertical height position of the seat seat front by operating the vertical front motor 1C and lowering A lift raising switch 10a and a lowering switch 10b are provided for operating the switch 9b and the lift motor 1D to raise and lower the vertical height position of the entire seat. And the signal of each said switch is input into CPU3A via the input interface circuit 4 of 2 A of control apparatuses.
[0022]
Further, for the memory sheet function, that is, a function of storing a predetermined sheet state (position) and automatically adjusting (reproducing) the stored sheet state, the first memory reproduction switch 11a, the second memory reproduction switch 11b, and A storage switch 11c is provided. That is, by simultaneously pressing the first memory regeneration switch 11a and the storage switch 11c, a command signal for storing the current sheet position (motor movement time described later) as the first sheet state (referred to as a first memory value) is generated. When the second memory playback switch 11b and the storage switch 11c are pressed simultaneously through the input interface circuit 4 of the control device 2A and the second memory reproduction switch 11b is pressed simultaneously, the sheet position (motor movement time described later) is set to the second sheet. A command signal to be stored as a state (referred to as a second memory value) is similarly input to the CPU 3A. Then, after the storage operation of the sheet state (position), the first sheet state (first memory value) or the second sheet state (second) is pressed by pressing the first or second memory reproduction switch 11a, 11b. Memory value) is automatically adjusted.
[0023]
Further, a window closing operation switch 12a, a window opening operation switch 12b, and a full closing detection limit switch 17 for opening and closing the window by raising or lowering the power window motor 1E are provided. These switches 12a, 12b, 17 Is input to the CPU 3B via the input interface circuit 4 of the control device 2B.
[0024]
A plurality of relays 15a to 15h for independently driving the motors 1A to 1D are provided on the output side of the control device 2A, and an operation signal is output from the CPU 3A to the coils of the relays 15a to 15h. The Further, two relays 15i to 15j for independently driving the power window motor 1E are provided on the output side of the control device 2B, and an operation signal is output from the CPU 3B to the coils of the relays 15i to 15j. The Specifically, the plus (+) side terminal and the minus (−) side terminal of each motor 1 are connected to the common terminals of the relays 15a to 15j, respectively, and one of the two switching terminals of the relays 15a to 15j is connected. The battery 13 is connected and the other is grounded via a resistor R3. Therefore, when each of the relays 15a to 15j is inactive, the relay contact is conducted to the switching terminal on the ground side, and no current flows through each motor 1.
[0025]
Here, for example, when the slide motor 1A is rotated forward, the operation signal is output from the CPU 3A only to the relay 15a for normal rotation of the slide motor, and the voltage of the battery 13 is supplied to the plus (+) side terminal of the slide motor 1A. When reversing the slide motor 1A, the CPU 3B outputs an operation signal only to the slide motor reversing relay 15b to supply the voltage of the battery 13 to the minus (−) side terminal of the slide motor 1A. The other motors 1 can be similarly rotated by rotating the corresponding relays 15b to 15j.
[0026]
A voltage signal generated in the resistor R3 when a current flows through the motor 1 is input to the CPUs 3A and 3B via the amplifier circuit 16. That is, since the voltage generated in the resistor R3 increases and decreases in proportion to the motor current Im, the motor current Im can be determined from the voltage signal generated in the resistor R3. However, since the resistance R3 is set to a very small resistance value so that the voltage drop at the resistance R3 can be ignored as compared with the voltage Vm applied to the motor 1, it is input to the CPUs 3A and 3B after being amplified. . The amplifier circuit 16 is composed of a circuit using an operational amplifier or the like. Therefore, the motor current detecting means 100 for detecting the motor current Im is constituted by the resistor R3, the amplifier circuit 16, and the CPUs 3A and 3B.
[0027]
The voltage of the battery 13 is grounded via resistors R1 and R2 connected in series, and a voltage signal at the connection point of the resistors R1 and R2 is input to the CPUs 3A and 3B. That is, the voltage of the battery 13 corresponds to the motor voltage Vm applied to the motor 1, and the voltage value at the connection point of the resistors R1 and R2 changes in proportion to the fluctuation of the voltage of the battery 13, so that the resistor R1 The motor voltage Vm can be determined from the voltage signal at the connection point of R2. Therefore, the motor voltage detecting means 110 for detecting the motor voltage Vm is constituted by the resistor R1, the resistor R2, and the CPUs 3A and 3B.
[0028]
Next, motor characteristic holding means 120 that holds rotation characteristic information representing the relationship between the current Im and voltage Vm of each motor 1 and the rotation speed is configured using the memory 5 in each of the control devices 2A and 2B. ing. That is, each motor 1 has a rotation characteristic representing the relationship between the current Im and voltage Vm versus the rotation speed as shown in FIG. 3, and the rotation characteristic information of each motor 1 is stored in the ROM of the memory 5. . For example, the rotational speed of the motor indicated by the number of revolutions per minute (rpm) increases in proportion to the motor voltage value Vm (V), but decreases in proportion to the motor current value Im (A), and the motor lock. The motor current value Im (A) becomes the maximum value at the time (number of revolutions = 0). When the load (torque) is the same, the motor current value Im (A) is the same even if the motor voltage value Vm (V) is different. Therefore, the motor characteristic holding means 120 uses the reference rotation characteristic representing the relationship between the current Im of the motor 1 and the rotation speed at the reference motor voltage Vm (16 V) as the rotation characteristic information, as in the numerical example shown in the following equation. Holds information. With this reference voltage (16V), the lock current is 10A. Since the rotational characteristics of each motor 1 are different, reference rotational characteristic information having different coefficients of the following equation is stored in the memory 5 for each motor 1. However, in the following description, the same mathematical formula is used for each motor 1 for convenience.
[0029]
[Expression 1]
Motor rotation speed (rpm) = − 600 × motor current + 6000
[0030]
Based on the information of the motor current detecting means 100, the motor voltage detecting means 110, and the motor characteristic holding means 120, the actual motor current Im and the actual operating time of the motor 1 at the motor voltage Vm are determined as a predetermined motor current Im and The CPU 3A, 3B is provided with travel time calculation means 130 for converting the motor operation time corresponding to the motor voltage Vm and calculating the converted motor operation time as the motor movement time. Then, the moving time calculation means 130 uses the detected value of the motor current Im, the reference rotation characteristic information, and the ratio of the detected value of the motor voltage Vm to the reference motor voltage (16V) to calculate the motor moving time. Is calculated.
[0031]
Specifically, the predetermined motor current Im for calculating the travel time is set to 0A corresponding to the no-load state, and the motor voltage Vm is set to 16V. Since the current value becomes 10A of the lock current value when the rotational speed = 0, and the current value becomes 0A when the rotational speed is maximum (no load state), the current value Im (A ) And the rotation speed ratio with respect to the rotation speed at 0A is expressed by the following equation.
[0032]
[Expression 2]
Rotational speed ratio = (10−motor current) / 10
[0033]
Therefore, the time obtained by multiplying the actual operation time of the motor 1 at the motor current value Im by the rotation speed ratio and the ratio of the actual motor voltage value Vm to 16V is the motor operation time corresponding to 0A. When the actual operating time of the motor 1 is 2 ms (0.002 sec), the motor moving time (sec) is given by the following equation. As can be seen from the equation, when the motor 1 is operated for the actual operation time of 2 ms under the conditions of the motor voltage Vm and the motor current Im, how long the motor travel time is at the predetermined motor current (0 A) and motor voltage (16 V). It means that the same distance can be moved in the time (ms). For example, when the motor voltage Vm = 12 V and the motor current Im = 5 A, the motor moving time is 0.75 ms.
[0034]
[Equation 3]
Motor travel time = 0.002 × motor voltage / 16 × (10−motor current) / 10
[0035]
Further, the moving time calculating means 130 calculates the average value of the detected value of the motor current Im and the detected value of the motor voltage Vm detected at a predetermined time interval (specifically, the control period 2 ms) and the rotation characteristic. The motor movement time is calculated based on the information.
[0036]
More specifically, as shown in FIG. 4, the detected values of the motor current Im and the motor voltage Vm are sampled every 2 ms, and a value obtained by averaging the current sampling value and the previous sampling value is obtained as the motor current Im. And the average value of the detected value of the motor voltage Vm. Then, the motor moving time is calculated by substituting each average value into the equation (3).
[0037]
Further, control means 140 for controlling the operating position of the motor 1 based on the information on the motor movement time obtained by the movement time calculation means 130 is provided in the CPUs 3A and 3B. As the control of the operation position of the motor 1, specifically, the front and rear slide position control of the slide motor 1A, the reclining angle control of the reclining motor 1B, the vertical position control of the vertical front motor 1C, and the vertical position control of the lift motor 1D, etc. Control relating to position, opening / closing control and pinching detection control relating to the power window motor 1E are executed.
[0038]
Next, the control of the operation position of the motor 1 will be described based on the flowcharts shown in FIGS. In the present embodiment, when the vehicle key is inserted into the key cylinder and turned, the ignition switch 14 is turned on. After the ignition switch 14 is turned on, the CPUs 3A and 3B start control processing of the operating position of the motor 1. To do. Further, since the control contents of the seat position executed by the CPU 3A are common to the motors 1A to 1D, only one operation flow will be described, and the control of the power window motor 1E executed by the CPU 3B will be described using another operation flow.
[0039]
In the main flow of sheet position control (FIG. 5), after initial setting such as checking ROM and RAM, setting various control constants, etc., every time a control period of 2 ms elapses, AD conversion processing, manual The processing, memory playback, and memory storage are repeated.
[0040]
In the AD conversion process (FIG. 6), reading of the detected value of the motor voltage Vm and AD conversion, and reading of the detected value of the motor current Im and AD conversion are performed, and the obtained current voltage data and current data are respectively used in the previous time. And the current voltage data and current data are set (stored) as the previous voltage data and current data, respectively, for the next processing.
[0041]
In the manual process (FIG. 7), when the ON of a predetermined operation switch is detected, the average values of the motor voltage and the motor current obtained by the AD conversion process are substituted into the formula 3 to obtain the actual operation time. Calculate the motor travel time in 2 ms. Next, if the rotation of the motor commanded by the operation switch is in the normal rotation direction, the motor is driven to rotate forward, and the moving time at 2 ms is added to the current value of the motor moving time. On the other hand, if the rotation of the motor commanded by the operation switch is in the reverse rotation direction, the motor is driven in reverse rotation, and the motor movement time at 2 ms is subtracted from the current value of the motor movement time. When the operation switch is not on, the motor drive is stopped. In addition, about the value of the said motor movement time, the reset process which sets a predetermined | prescribed numerical value (for example, 10 sec) is performed when the battery 13 is connected to 2 A of control apparatuses.
[0042]
In the memory reproduction process (FIG. 8), it is determined whether or not the reproducing flag is on. If the reproducing flag is not on, it is determined whether or not each of the memory reproduction switches 11a and 11b is on. If any one of the memory reproduction switches 11a and 11b is turned on, it is further determined whether or not the ignition switch 14 is turned on. As a result of the above determination, when any of the memory reproduction switches 11a and 11b is not turned on when the reproducing flag is not turned on, or when the ignition switch 14 is not turned on, the driving of the motor is stopped, Turn off the playing flag.
[0043]
On the other hand, when the playing flag is turned on and when the playing flag is not turned on but any of the memory playing switches 11a and 11b is turned on and the ignition switch 14 is turned on, the playing is being performed. After the flag is turned on, the motor movement time in 2 ms is calculated by the equation (3). Next, the allowable value of the current value of the motor movement time is a memory value (a first memory value when the first memory regeneration switch 11a is turned on and a second memory value when the second memory regeneration switch 11b is turned on). It is judged whether it is in. When the current value of the motor movement time is not within the allowable range of the memory value, the current value of the motor movement time and the magnitude of the memory value are judged, and if the current value of the motor movement time is smaller than the memory value, While driving the motor in the normal direction, the motor moving time in the above 2 ms is added to the current value of the motor moving time, and if the current value of the motor moving time is larger than the memory value, the motor is driven in the reverse direction. The motor movement time in the above 2 ms is subtracted from the current value of the movement time. On the other hand, when the current value of the motor movement time is within the allowable range of the memory value, the motor driving is stopped and the reproducing flag is turned off.
[0044]
In the memory storage process (FIG. 9), first, it is determined whether or not the ignition switch 14 is turned on. When the ignition switch 14 is turned on, the memory reproduction switches 11a and 11b and the storage switch 11c are turned on. Only when one of the memory regeneration switches 11a and 11b and the storage switch 11c are turned on at the same time, the current motor movement time is set to the memory value (when the first memory regeneration switch 11a is turned on). Is stored as a first memory value, or a second memory value when the second memory regeneration switch 11b is turned on.
[0045]
In the main flow of power window control (FIG. 10), after initial setting such as checking ROM and RAM, setting of various control constants, etc., every time a control period of 2 ms elapses, AD conversion processing, manual The process and the window reversal operation process are repeated.
[0046]
In the AD conversion process (FIG. 11), reading of the detected value of the motor voltage Vm and AD conversion, and reading of the detected value of the motor current Im and AD conversion are performed, and the obtained current voltage data and current data are respectively used in the previous time. And the average data of the motor voltage and the motor current are substituted into the formula 3 to calculate the motor moving time in 2 ms. Next, for the next processing, the current voltage data and current data are set (stored) as the previous voltage data and current data, respectively, and the motor movement time data at 2 ms before a certain time in manual processing. For use, the current motor movement time in 2 ms is stored.
[0047]
In manual processing (FIG. 12), when the opening operation switch 12b is turned on, the window is lowered, and when both the opening operation switch 12b and the closing operation switch 12a are not turned on, the operation of the window is stopped. When the closing operation switch 12a is on, the window is raised and it is determined whether or not the full-closing detection limit switch 17 is on. Here, the purpose of the fully closed detection limit switch 17 will be described. When the window is fully closed, the moving speed of the window may be reduced and pinching may be erroneously detected. A full-closed detection limit switch 17 that is turned on immediately before reaching is provided, and when the full-closed detection limit switch 17 is turned on, the pinch detection control described later is masked.
[0048]
If the full-closed detection limit switch 17 is not turned on during the window raising operation, the motor movement time in 2 ms before the predetermined time obtained and stored in the AD conversion process and the motor movement in 2 ms obtained this time The amount of change in motor travel time is calculated from the time difference. When the amount of change in the motor movement time is equal to or greater than a predetermined threshold value, it is determined whether or not the activation mask is in operation. Only when the activation mask is not in operation, the pinch detection control state is entered and the window is lowered. Then, the window reverse operation flag is turned on. Here, the purpose of the start mask will be described. The motor speed immediately after start (that is, the motor travel time) fluctuates greatly, and there is no data on the motor travel time for comparison before a certain time. The time is masked so as not to perform the pinching detection control. On the other hand, when the fully closed detection limit switch 17 is turned on during the window raising operation, it is determined whether or not the motor is locked. If the motor is locked, the window operation is stopped.
[0049]
In the window inversion operation process (FIG. 13), if the window inversion operation flag is not turned on, the inversion timer value is reset to zero. If the window reverse operation flag is on, 1 is added to the reverse timer value. That is, the inversion timer value is increased by 1 every control period of 2 ms. When the inversion timer value reaches the inversion set value set to a predetermined numerical value, the window operation is stopped and the window inversion operation flag is turned off.
[0050]
[Another embodiment]
In the above embodiment, the motor characteristic holding means 120 is configured to hold the specific rotation characteristic of the motor to be used (stored in the memory 5). However, the motor characteristic holding unit 120 can be adapted to motors having various rotation characteristics. Based on the storage information of the basic rotation characteristic that represents the relationship between the current and voltage of the basic motor and the rotation speed, and the input information necessary for setting the specific rotation characteristic of the motor to be used, the characteristic holding unit 120 The rotation characteristic information can be obtained and held.
[0051]
The basic rotation characteristic and the input information for setting the rotation characteristic will be described by taking the case of the reference rotation characteristic (reference motor voltage 16V) as an example. This is stored in the ROM. Then, a specific numerical value of the rotational speed α (rpm) when the motor current value Im (A) is zero and the slope β of the above formula where the rotational speed decreases in proportion to the motor current value Im (A). As shown in FIG. 15, when the potentiometers P1 and P2 are used to input voltage information to the CPUs 3A and 3B of the control devices 2A and 3A, the CPUs 3A and 3B determine the specific values of α and β determined from the voltage information. A specific rotational characteristic (two characteristic examples are shown in FIG. 14) of the motor to be used is calculated by substituting the numerical value into the above formula 4, and stored in the memory 5. In FIG. 15, illustration of various switches and relays is omitted.
[0052]
[Expression 4]
Motor rotation speed (rpm) = − β × motor current value (A) + α
[0053]
Incidentally, the reference rotation characteristics (reference motor voltage 16V) calculated based on the input information of α and β described above, together with the rotation speed α when the motor current value Im (A) is zero, The lock current value that appears in the equation is determined.
[0054]
In the above embodiment, the motor characteristic holding unit 120 is configured to hold the reference rotation characteristic information at the reference motor voltage (16 V), but represents the relationship between the current at each motor voltage in the usable range and the rotational speed. You may make it hold | maintain rotation characteristic information.
In the above embodiment, the rotational characteristic information of the motor 1 is held in the form of an expression. However, the rotational speed value corresponding to each motor current and motor voltage value set at fine intervals is displayed in a map format. You may comprise so that it may memorize | store.
[0055]
In the above embodiment, the motor voltage detection unit 110 is configured to detect the voltage of the battery 13 as it is as the motor voltage Vm because the voltage drop generated in the motor current detection resistor R3 is very small. In order to eliminate the influence of the error due to the resistor R3 for the motor, a configuration in which the voltage drop generated in the resistor R3 for detecting the motor current is subtracted from the voltage of the battery 13 to obtain the motor voltage Vm is also possible.
[0056]
In the above embodiment, the motor current detection unit 100 and the motor voltage detection unit 110 use the average value of the motor current Im and the motor voltage Vm for calculation of the motor movement time, but each detection obtained every 2 ms instead of the average value. You may make it use a value for calculation of motor movement time as it is. Moreover, when using an average value, you may make it obtain | require the average value of 3 times or more of detected values instead of the average value of 2 times of detected values.
[0057]
In the above-described embodiment, the motor movement amount detection device and the position control device of the present invention are applied to motor driving of in-vehicle components, but can be applied to motor driving components for various uses other than in-vehicle use.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a motor movement amount detection device and a position control device according to the present invention. FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a motor movement amount detection device and a position control device according to the present invention. FIG. 4 is a graph showing an example of motor rotation characteristic information. FIG. 4 is a time chart showing detection of motor current and motor voltage. FIG. 5 is a flowchart of control. FIG. 6 is a flowchart of control. 8 is a flowchart of control. FIG. 9 is a flowchart of control. FIG. 10 is a flowchart of control. FIG. 12 is a flowchart of control. FIG. FIG. 15 is a graph showing a setting example of motor rotation characteristic information in another embodiment. FIG. 15 is a circuit diagram showing a main part of a motor movement amount detection device in another embodiment. ]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Motor 100 Motor current detection means 110 Motor voltage detection means 120 Motor characteristic holding means 130 Travel time calculation means 140 Control means
