JP2022116989A - 回転状態検出装置および回転状態検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】リップル成分の周期を高精度に補正すること。【解決手段】整流子を備えた電動機の回転に関する情報を取得する回転状態検出装置であって、電動機を流れる電流に含まれるリップル成分の周期を観測する観測部と、観測部によって観測された複数の周期に基づいて、周期の補正値を算出する補正部と、補正部によって算出された複数の補正値に基づいて、電動機の回転角速度を計算する計算部とを備え、観測部は、所定個数の複数の周期を観測し、補正部は、所定個数の複数の周期のうちの中央値を、補正値として算出する。【選択図】図３

Description

本発明は、回転状態検出装置および回転状態検出方法に関する。

従来、モータ等の電動機を流れる電流に含まれるリップル成分の周期に基づいて、電動機の回転角速度等を算出する方法が知られている（例えば、下記特許文献１参照）。

国際公開第２０１８／１２３４５３号公報

しかしながら、従来技術では、リップル成分の周期を補正するために、パラメータを事前調整したり、パラメータを学習したりする必要があった。このため、従来技術では、十分な学習が行われるまでの間は、リップル成分の周期を高精度に補正することができなかった。また、従来技術では、学習済みのパラメータが一定の誤差を有するため、これによっても、リップル成分の周期を高精度に補正することができなかった。

一実施形態に係る回転状態検出装置は、整流子を備えた電動機の回転に関する情報を取得する回転状態検出装置であって、電動機を流れる電流に含まれるリップル成分の周期を観測する観測部と、観測部によって観測された複数の周期に基づいて、周期の補正値を算出する補正部と、補正部によって算出された複数の補正値に基づいて、電動機の回転角速度を計算する計算部とを備え、観測部は、所定個数の複数の周期を観測し、補正部は、所定個数の複数の周期のうちの中央値を、補正値として算出する。

一実施形態によれば、リップル成分の周期を高精度に補正することができる。

一実施形態に係る回転状態検出装置の構成の一例を示す図 一実施形態に係る回転状態検出装置において用いられる各種信号の一例を示す図 一実施形態に係る回転状態検出装置が備える制御装置の機能構成の一例を示すブロック図 一実施形態に係る回転状態検出装置が備える制御装置による処理の手順の一例を示すフローチャート 一実施形態に係る回転状態検出装置が備える制御装置による中間期間における補正値の算出例を示す図 一実施形態に係る回転状態検出装置が備える制御装置による駆動開始期間における補正値の算出例を示す図 一実施形態に係る回転状態検出装置が備える制御装置による駆動開始期間における補正値の算出例を示す図 一実施形態に係る回転状態検出装置が備える制御装置による駆動終了期間における補正値の算出例を示す図 一実施形態に係る回転状態検出装置が備える制御装置による駆動終了期間における補正値の算出例を示す図

以下、図を参照し、一実施形態に係る回転状態検出装置１００について説明する。

（回転状態検出装置１００の構成）
図１は、一実施形態に係る回転状態検出装置１００の構成の一例を示す図である。一実施形態に係る回転状態検出装置１００は、整流子（図示省略）を備えたＤＣモータ１０（「電動機」の一例）の回転に関する情報を取得する装置である。なお、ＤＣモータ１０は、駆動回路２０によって駆動される。駆動回路２０は、電源３０から供給される電力を用いて、ＤＣモータ１０を駆動する。

例えば、ＤＣモータ１０および回転状態検出装置１００は、車両が備えるパワーウインドウの開閉動作用に用いられる。但し、ＤＣモータ１０および回転状態検出装置１００の用途は、これに限らず、その他の用途（例えば、電動サンルーフの開閉動作用、電動ドアミラーの角度調整用、電動パワーシートの調整用等）に用いられてもよい。

図１に示すように、回転状態検出装置１００は、電圧検出部１１０、電流検出部１２０、パルス発生部１３０、および制御装置１４０を備える。

電圧検出部１１０は、ＤＣモータ１０に供給される電圧を検出する。図１に示す例では、電圧検出部１１０は、ＬＰＦ（Low Pass Filter）１１１およびＡ／Ｄ（Analog To Digital Converter）１１２を有する。ＬＰＦ１１１は、ＤＣモータ１０に供給される電圧から、所定の遮断周波数よりも高い周波数成分（ノイズ成分）を除去し、ＤＣモータ１０へ供給される平均的な電圧に応じた電圧信号（アナログ信号）を出力する。Ａ／Ｄ１１２は、ＬＰＦ１１１から出力された電圧信号（アナログ信号）をデジタル信号に変換して、当該デジタル信号を出力する。

電流検出部１２０は、ＤＣモータ１０を流れる電流を検出する。図１に示す例では、電流検出部１２０は、ＬＰＦ１２１およびＡ／Ｄ１２２を有する。ＬＰＦ１２１は、ＤＣモータ１０を流れる電流から、所定の遮断周波数よりも高い周波数成分（ノイズ成分）を除去し、ＤＣモータ１０を流れる平均的な電流に応じた電流信号（アナログ信号）を出力する。Ａ／Ｄ１２２は、ＬＰＦ１２１から出力された電流信号（アナログ信号）をデジタル信号に変換して、当該デジタル信号を出力する。

パルス発生部１３０は、ＤＣモータ１０を流れる電流に含まれるリップル成分に基づくパルス信号を発生する。図１に示す例では、パルス発生部１３０は、ＢＰＦ（Band Pass Filter）１３１およびリップル検知部１３２を有する。ＢＰＦ１３１は、ＤＣモータ１０を流れる電流から、リップル成分に対応する特定の周波数帯の成分を抽出して、当該特定の周波数帯の成分の信号を出力する。リップル検知部１３２は、ＢＰＦ１３１から出力された信号に基づいて、ＤＣモータ１０を流れる電流に含まれるリップル成分を検知する。そして、リップル検知部１３２は、検知されたリップル成分をパルス信号に変換して、当該パルス信号を出力する。

制御装置１４０は、電圧検出部１１０から出力された電圧信号（デジタル信号）と、電流検出部１２０から出力された電流信号（デジタル信号）と、パルス発生部１３０から出力されたパルス信号との少なくともいずれか一つに基づいて、ＤＣモータ１０の回転状態に関する情報を生成および出力する。例えば、制御装置１４０は、パルス発生部１３０から出力されたパルス信号に基づいて、ＤＣモータ１０の回転角速度を算出し、当該回転角速度を示す回転角速度信号を出力することができる。

（各種信号の一例）
図２は、一実施形態に係る回転状態検出装置１００において用いられる各種信号の一例を示す図である。図２において、Ａは、回転状態検出装置１００に入力される電圧（すなわち、ＤＣモータ１０の両端子の観測電圧）の時間変化を示す。図２において、Ｂは、回転状態検出装置１００に入力される電流（すなわち、ＤＣモータ１０の巻き線を流れる電流）の時間変化を示す。図２において、Ｃは、回転状態検出装置１００のパルス発生部１３０が発生するパルス信号の時間変化を示す。

複数の整流子を備えるＤＣモータ１０においては、回転に伴って整流子が切り替わる毎に、抵抗値が変化して、当該ＤＣモータ１０を流れる電流に、リップル成分が発生する。このため、ＤＣモータ１０から回転状態検出装置１００に入力される電流は、図２に示すように、複数のリップル成分によって細かく変動するものとなる。例えば、ＤＣモータ１０が、４５度間隔で８個の整流子を有する場合、ＤＣモータ１０を流れる電流には、１回転につき、８個のリップル成分が発生する。

回転状態検出装置１００のパルス発生部１３０は、回転状態検出装置１００に入力された電流から、複数のリップル成分を検知して、当該複数のリップル成分をパルス信号に変換する。これにより、図２に示すように、パルス発生部１３０から、複数のリップル成分に対応する複数のパルスを含んだパルス信号が出力されることとなる。

（制御装置１４０の機能構成の一例）
図３は、一実施形態に係る回転状態検出装置１００が備える制御装置１４０の機能構成の一例を示すブロック図である。図３に示すように、制御装置１４０は、観測部１４１、補正部１４２、および計算部１４３を備える。

観測部１４１は、ＤＣモータ１０を流れる電流に含まれるリップル成分の周期を観測する。具体的には、観測部１４１は、ＤＣモータ１０を流れる電流においてリップル成分が発生する毎に、パルス発生部１３０から出力されたパルス信号に含まれている、当該リップする成分に対応するパルスに基づいて、当該リップル成分の周期を観測する。なお、「リップル成分の周期」とは、連続する２つのリップル成分の立ち上がりエッジ間の時間間隔を意味する。

補正部１４２は、観測部１４１によって観測された複数のリップル成分の周期に基づいて、各リップル成分の周期の補正値を算出する。

具体的には、補正部１４２は、観測部１４１によって、補正値の算出対象のリップル成分の周期をｎ番目のリップル成分の周期とした場合、観測部１４１によって観測されたリップル成分の周期のうち、当該ｎ番目のリップル成分の周期を中間位置とする、所定個数の複数のリップル成分の周期を、算出に使用する。補正部１４２は、所定個数の複数のリップル成分の周期のうちの中央値を、ｎ番目のリップル成分の周期の補正値として算出する。

例えば、補正部１４２は、所定個数を「９個」とした場合において、１～９番目のリップル成分の周期が観測された場合、１～９番目のリップル成分の周期のうちの中央値を、１～９番目のリップル成分の周期において中間位置にある、５番目のリップル成分の周期の補正値として算出する。これにより、補正部１４２は、ＤＣモータ１０のパラメータを用いることなく、５番目のリップル成分の周期を、連続する９個のリップル成分の周期の略平均的な値に補正することができる。

なお、ＤＣモータ１０の駆動開始時および駆動終了時には、補正値の算出対象のｎ番目のリップル成分の周期を中心位置とする、所定個数の複数のリップル成分の周期が得られない場合がある。この場合、補正部１４２は、ｎ番目のリップル成分の周期を中心位置とする、所定個数に満たない個数の複数のリップル成分の周期のうちの中央値を、ｎ番目のリップル成分の周期の補正値として算出する。

例えば、補正部１４２は、所定個数を「９」とした場合において、ＤＣモータ１０の駆動開始時に、所定個数に満たない１～７番目のリップル成分の周期しか観測されなかった場合、１～７番目のリップル成分の周期のうちの中央値を、１～７番目のリップル成分の周期において中間位置にある、４番目のリップル成分の周期の補正値として算出する。

計算部１４３は、補正部１４２によって算出された、複数のリップル成分の周期の補正値に基づいて、ＤＣモータ１０の回転角速度を計算する。例えば、計算部１４３は、複数のリップル成分の周期に基づくＤＣモータ１０の回転角度を、複数のリップル成分の周期（すなわち、回転角度分の回転に要する時間）で除することにより、ＤＣモータ１０の単位時間あたりの回転角度を、ＤＣモータ１０の回転角速度として計算することができる。

なお、計算部１４３は、観測されたリップル成分の周期の個数が、予め想定したＤＣモータ１０の１回転毎のリップル成分の周期の個数以上であった場合、直近のＤＣモータ１０の１回転毎のリップル成分の周期の個数のリップル成分の周期の補正値に基づいて、ＤＣモータ１０の回転角速度を算出する。ＤＣモータ１０の１回転毎のリップル成分の周期の個数、すなわち、ＤＣモータ１０の１回転に相当するリップル成分の周期の個数は、例えばＤＣモータ１０が有する整流子の個数から、予め導出することができる。

例えば、ＤＣモータ１０が８個の整流子を有する場合、計算部１４３は、直近のＤＣモータ１０の１回転に相当する８個のリップル成分の周期の補正値（Ｔ１～Ｔ８）に基づいて、下記数式（１）により、ＤＣモータ１０の回転角速度ωを算出する。但し、下記数式（１）において、２πは、ＤＣモータ１０の１回転分の回転角度（すなわち、３６０°）を示し、Ｔｉは、ＤＣモータ１０の１回転分８個の周期のうちのｉ番目の周期に要した時間を示す。

また、計算部１４３は、リップル成分の周期が所定時間内に観測されなかった場合、ＤＣモータ１０の回転角速度として「０」を計算する。

また、計算部１４３は、ＤＣモータ１０の１回転に相当する個数のリップル成分の周期が観測されなかった場合、ＤＣモータ１０の回転角速度として「０」を計算する。

なお、制御装置１４０は、例えば、マイクロコンピュータ等のＩＣ（Integrated Circuit）によって実現される。そして、制御装置１４０が備える各機能部は、ＩＣにおいて、メモリ（例えば、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）、フラッシュメモリ等）に記憶されたプログラムを、プロセッサ（例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）等）が実行することによって実現される。

（制御装置１４０による処理の手順の一例）
図４は、一実施形態に係る回転状態検出装置１００が備える制御装置１４０による処理の手順の一例を示すフローチャートである。制御装置１４０は、ＤＣモータ１０の駆動中に、図４に示す一連の処理を繰り返し実行する。

まず、観測部１４１が、パルス発生部１３０から出力されたパルス信号に基づいて、ＤＣモータ１０を流れる電流に含まれるリップル成分の周期を観測する（ステップＳ４０１）。

次に、観測部１４１が、ステップＳ４０１において、リップル成分の周期が所定時間内に観測されたか否かを判断する（ステップＳ４０２）。

ステップＳ４０２において、「リップル成分の周期が所定時間内に観測されなかった」と判断された場合（ステップＳ４０２：Ｎｏ）、計算部１４３が、ＤＣモータ１０の回転角速度として「０」を計算する（ステップＳ４１０）。その後、制御装置１４０は、図４に示す一連の処理を終了する。

一方、ステップＳ４０２において、「リップル成分の周期が所定時間内に観測された」と判断された場合（ステップＳ４０２：Ｙｅｓ）、補正部１４２が、ＤＣモータ１０の現在の駆動期間が「駆動開始期間」であるか否かを判断する（ステップＳ４０３）。なお、「駆動開始期間」は、ＤＣモータ１０の駆動開始時から観測されたリップル成分の周期の数が、所定個数に満たない期間である。補正部１４２は、駆動回路２０等から供給されるＤＣモータ１０の駆動開始信号等に基づいて、ＤＣモータ１０の駆動開始時を判断することができる。

ステップＳ４０３において、「ＤＣモータ１０の現在の駆動期間が「駆動開始期間」である」と判断された場合（ステップＳ４０３：Ｙｅｓ）、補正部１４２が、ＤＣモータ１０の「駆動開始期間」において取得された、所定個数に満たない個数の複数のリップル成分の周期の中央値を、当該所定個数に満たない個数の複数のリップル成分の周期の中間位置のリップル成分の周期の補正値として算出する（ステップＳ４０４）。そして、制御装置１４０は、ステップＳ４０８へ処理を進める。

一方、ステップＳ４０３において、「ＤＣモータ１０の現在の駆動期間が「駆動開始期間」ではない」と判断された場合（ステップＳ４０３：Ｎｏ）、補正部１４２が、ＤＣモータ１０の現在の駆動期間が「中間期間」であるか否かを判断する（ステップＳ４０５）。なお、「中間期間」は、「駆動開始期間」と「駆動終了期間」との間の期間であり、すなわち、所定個数以上の複数のリップル成分の周期が観測された期間である。

ステップＳ４０５において、「ＤＣモータ１０の現在の駆動期間が「中間期間」である」と判断された場合（ステップＳ４０５：Ｙｅｓ）、補正部１４２が、ＤＣモータ１０の「中間期間」において取得された、所定個数の複数のリップル成分の周期の中央値を、当該所定個数の複数のリップル成分の周期の中間位置のリップル成分の周期の補正値として算出する（ステップＳ４０６）。そして、制御装置１４０は、ステップＳ４０８へ処理を進める。

一方、ステップＳ４０５において、「ＤＣモータ１０の現在の駆動期間が「中間期間」ではない」と判断された場合（ステップＳ４０５：Ｎｏ）、すなわち、ＤＣモータ１０の現在の駆動期間が「駆動終了期間」である場合、補正部１４２が、ＤＣモータ１０の「駆動終了期間」において取得された、所定個数に満たない数の複数のリップル成分の周期の中央値を、当該所定個数に満たない数の複数のリップル成分の周期の中間位置のリップル成分の周期の補正値として算出する（ステップＳ４０７）。そして、制御装置１４０は、ステップＳ４０８へ処理を進める。なお、「駆動終了期間」は、ＤＣモータ１０の駆動終了時までのリップル成分の周期の数が、所定個数に満たない期間である。補正部１４２は、駆動回路２０等から供給されるＤＣモータ１０の駆動終了信号等に基づいて、ＤＣモータ１０の駆動終了時を判断することができる。

ステップＳ４０８では、計算部１４３が、これまでに、少なくとも１回転分（例えば、８個）のリップル成分の周期の補正値を取得できたか否かを判断する。

ステップＳ４０８において、「少なくとも１回転分のリップル成分の周期の補正値を取得できていない」と判断された場合（ステップＳ４０８：Ｎｏ）、計算部１４３が、ＤＣモータ１０の回転角速度として「０」を計算する（ステップＳ４１０）。その後、制御装置１４０は、図４に示す一連の処理を終了する。

一方、ステップＳ４０８において、「少なくとも１回転分のリップル成分の周期の補正値を取得できた」と判断された場合（ステップＳ４０８：Ｙｅｓ）、計算部１４３が、直近のＤＣモータ１０の１回転に相当する個数（例えば、８個）のリップル成分の周期の補正値に基づいて、ＤＣモータ１０の回転角速度を算出する。（ステップＳ４０９）。その後、制御装置１４０は、図４に示す一連の処理を終了する。

（中間期間における補正値の算出例）
図５は、一実施形態に係る回転状態検出装置１００が備える制御装置１４０による中間期間における補正値の算出例を示す図である。ここでは、「中間期間」において、リップル成分の周期の補正値を算出する例を説明する。

図５において、（ａ）は、制御装置１４０の観測部１４１によって「中間期間」において観測された、連続する９個（ｎ－４～ｎ＋４番目）の、リップル成分の周期の観測値（単位：１００μｓ）を示す。

制御装置１４０の補正部１４２は、「中間期間」においては、連続する９個（「所定個数」の一例）のリップル成分の周期の中央値を、当該９個のリップル成分の中間位置（ｎ番目）の補正値として算出する。

すなわち、補正部１４２は、補正対象のリップル成分の周期を、ｎ番目のリップル成分の周期として、当該ｎ番目のリップル成分の周期と、その前に観測された４つ（ｎ－４～ｎ－１番目）のリップル成分の周期と、その後に観測された４つ（ｎ＋１～ｎ＋４番目）のリップル成分の周期とに基づいて、当該ｎ番目のリップル成分の周期の補正値を算出する。

例えば、補正部１４２は、図５（ｂ）に示すように、９個のリップル成分の周期を昇順にソートする。そして、補正部１４２は、図５（ｃ）に示すように、ソート後の９個のリップル成分の周期の中間位置にあるリップル成分の周期の値（１５００[μｓ]）を、９個のリップル成分の中間位置（ｎ番目）の補正値として算出する。

補正部１４２は、補正対象とするリップル成分の周期の位置を、後方に１つずつシフトさせながら、その都度、新たな補正対象のリップル成分の周期を、ｎ番目のリップル成分の周期として、同様に、連続する９個（ｎ－４～ｎ＋４番目）のリップル成分の周期に基づいて、当該ｎ番目のリップル成分の周期の補正値を算出する。

（駆動開始期間における補正値の算出例）
図６および図７は、一実施形態に係る回転状態検出装置１００が備える制御装置１４０による駆動開始期間における補正値の算出例を示す図である。ここでは、「駆動開始期間」において、リップル成分の周期の補正値を算出する例を説明する。

「駆動開始期間」では、観測部１４１によって観測されたリップル成分の周期が、所定個数（本実施形態では、「９個」）に満たない。このため、「駆動開始期間」では、補正部１４２は、ＤＣモータ１０の駆動開始時からの、観測部１４１によって観測された、所定個数に満たない個数の複数のリップル成分の周期に基づいて、補正対象とするリップル成分の周期の補正値を算出する。

例えば、図６（ａ）に示す例では、ＤＣモータ１０の駆動開始時から、３個（１～３番目）のリップル成分の周期が観測されている。この場合、補正部１４２は、連続する３個のリップル成分の周期の中央値を、当該３個のリップル成分の周期の中間位置（２番目）の補正値として算出する。

すなわち、補正部１４２は、補正対象のリップル成分の周期を、２番目のリップル成分の周期として、当該２番目のリップル成分の周期と、その前に観測された１つ（１番目）のリップル成分の周期と、その後に観測された１つ（３番目）のリップル成分の周期とに基づいて、当該２番目のリップル成分の周期の補正値を算出する。

例えば、補正部１４２は、図６（ｂ）に示すように、３個のリップル成分の周期を昇順にソートする。そして、補正部１４２は、図６（ｃ）に示すように、ソート後の３個のリップル成分の周期の中間位置にあるリップル成分の周期の値（８００[μｓ]）を、３個のリップル成分の中間位置（２番目）の補正値として算出する。

なお、図６に示すように、補正部１４２は、１番目のリップル成分の周期については、観測部１４１によって観測された観測値を、そのまま補正値としてコピーする。

また、例えば、図７（ａ）に示す例では、ＤＣモータ１０の駆動開始時から、５個（１～５番目）のリップル成分の周期が観測されている。この場合、補正部１４２は、連続する５個のリップル成分の周期の中央値を、当該５個のリップル成分の周期の中間位置（３番目）の補正値として算出する。

すなわち、補正部１４２は、補正対象のリップル成分の周期を、３番目のリップル成分の周期として、当該３番目のリップル成分の周期と、その前に観測された２つ（１～２番目）のリップル成分の周期と、その後に観測された２つ（４～５番目）のリップル成分の周期とに基づいて、当該３番目のリップル成分の周期の補正値を算出する。

例えば、補正部１４２は、図７（ｂ）に示すように、５個のリップル成分の周期を昇順にソートする。そして、補正部１４２は、図７（ｃ）に示すように、ソート後の５個のリップル成分の周期の中間位置にあるリップル成分の周期の値（８００[μｓ]）を、５個のリップル成分の中間位置（３番目）の補正値として算出する。

（駆動終了期間における補正値の算出例）
図８および図９は、一実施形態に係る回転状態検出装置１００が備える制御装置１４０による駆動終了期間における補正値の算出例を示す図である。ここでは、「駆動終了期間」において、リップル成分の周期の補正値を算出する例を説明する。

「駆動終了期間」では、観測部１４１によって観測されたリップル成分の周期が、所定個数（本実施形態では、「９個」）に満たない。このため、「駆動終了期間」では、補正部１４２は、ＤＣモータ１０の駆動終了時までの、観測部１４１によって観測された、所定個数に満たない個数の複数のリップル成分の周期に基づいて、補正対象とするリップル成分の周期の補正値を算出する。

例えば、図８（ａ）および図９（ａ）に示す例では、ＤＣモータ１０の駆動終了時までの、Ｎ個のリップル成分の周期が観測されている。ここで、図８（ａ）に示すように、Ｎ－２番目のリップル成分の周期を、補正対象の周期（すなわち、複数のリップル成分の周期の中間位置）とする場合、補正部１４２は、５個（Ｎ－４～Ｎ番目）のリップル成分の周期を用いることができる。したがって、この場合、補正部１４２は、連続する５個（Ｎ－４～Ｎ番目）のリップル成分の周期の中央値を、当該５個のリップル成分の周期の中間位置（Ｎ－２番目）の補正値として算出する。

すなわち、補正部１４２は、補正対象のリップル成分の周期を、Ｎ－２番目のリップル成分の周期として、当該Ｎ－２番目のリップル成分の周期と、その前に観測された２つ（Ｎ－４～Ｎ－３番目）のリップル成分の周期と、その後に観測された２つ（Ｎ－１～Ｎ番目）のリップル成分の周期とに基づいて、当該Ｎ－２番目のリップル成分の周期の補正値を算出する。

例えば、補正部１４２は、図８（ｂ）に示すように、５個（Ｎ－４～Ｎ番目）のリップル成分の周期を昇順にソートする。そして、補正部１４２は、図８（ｃ）に示すように、ソート後の５個のリップル成分の周期の中間位置にあるリップル成分の周期の値（１５００[μｓ]）を、５個のリップル成分の中間位置（Ｎ－２番目）の補正値として算出する。

また、図９（ａ）に示すように、Ｎ－１番目のリップル成分の周期を、補正対象の周期（すなわち、複数のリップル成分の周期の中間位置）とする場合、補正部１４２は、３個（Ｎ－２～Ｎ番目）のリップル成分の周期を用いることができる。したがって、この場合、補正部１４２は、連続する３個（Ｎ－２～Ｎ番目）のリップル成分の周期の中央値を、当該３個のリップル成分の周期の中間位置（Ｎ－１番目）の補正値として算出する。

すなわち、補正部１４２は、補正対象のリップル成分の周期を、Ｎ－１番目のリップル成分の周期として、当該Ｎ－１番目のリップル成分の周期と、その前に観測された１つ（Ｎ－２番目）のリップル成分の周期と、その後に観測された１つ（Ｎ番目）のリップル成分の周期とに基づいて、当該Ｎ－１番目のリップル成分の周期の補正値を算出する。

例えば、補正部１４２は、図９（ｂ）に示すように、３個（Ｎ－２～Ｎ番目）のリップル成分の周期を昇順にソートする。そして、補正部１４２は、図９（ｃ）に示すように、ソート後の３個のリップル成分の周期の中間位置にあるリップル成分の周期の値（１５００[μｓ]）を、３個のリップル成分の中間位置（Ｎ－１番目）の補正値として算出する。

なお、図９に示すように、補正部１４２は、Ｎ番目のリップル成分の周期については、観測部１４１によって観測された観測値を、そのまま補正値としてコピーする。

以上説明したように、一実施形態に係る回転状態検出装置１００は、整流子を備えたＤＣモータ１０の回転に関する情報を取得する回転状態検出装置１００であって、ＤＣモータ１０を流れる電流に含まれるリップル成分の周期を観測する観測部１４１と、観測部１４１によって観測された複数のリップル成分の周期に基づいて、リップル成分の周期の補正値を算出する補正部１４２と、補正部１４２によって算出された複数の補正値に基づいて、ＤＣモータ１０の回転角速度を計算する計算部１４３とを備え、観測部１４１は、所定個数の複数のリップル成分の周期を観測し、補正部１４２は、所定個数の複数のリップル成分の周期のうちの中央値を、補正値として算出する。

これにより、一実施形態に係る回転状態検出装置１００は、パラメータの事前調整、パラメータの学習等を行うことなく、リップル成分の周期の補正値を、短時間且つ高精度に算出することができる。

また、一実施形態に係る回転状態検出装置１００は、ＤＣモータ１０の回転開始時において、観測部１４１が、ＤＣモータ１０の回転が開始されてからの、所定個数に満たない個数の複数の周期を観測し、補正部１４２が、所定個数に満たない個数の複数の周期のうちの中央値を、補正値として算出する。

これにより、一実施形態に係る回転状態検出装置１００は、パラメータの事前調整、パラメータの学習等を行うことなく、ＤＣモータ１０の回転開始時における、リップル成分の周期の補正値を、短時間且つ高精度に算出することができる。

また、一実施形態に係る回転状態検出装置１００は、ＤＣモータ１０の回転終了時において、観測部１４１が、ＤＣモータ１０の回転が終了するまでの、所定個数に満たない個数の複数の周期を観測し、補正部１４２が、所定個数に満たない個数の複数の周期のうちの中央値を、補正値として算出する。

これにより、一実施形態に係る回転状態検出装置１００は、パラメータの事前調整、パラメータの学習等を行うことなく、ＤＣモータ１０の回転終了時における、リップル成分の周期の補正値を、短時間且つ高精度に算出することができる。

また、一実施形態に係る回転状態検出装置１００において、計算部１４３は、ＤＣモータ１０の１回転に相当する個数以上の周期が観測された場合、直近のＤＣモータ１０の１回転に相当する個数の補正値に基づいて、回転角速度を算出する。

これにより、一実施形態に係る回転状態検出装置１００は、ＤＣモータ１０の回転角速度を、短時間に算出することができる。また、ＤＣモータ１０の１回転内では、各周期に対して同等の角度誤差が含まれるため、各周期の角度誤差を相殺することができ、よって、ＤＣモータ１０の回転角速度を、高精度に算出することができる。

また、一実施形態に係る回転状態検出装置１００において、計算部１４３は、リップル成分の周期が所定時間以上観測されなかった場合、回転角速度として０を計算する。

これにより、一実施形態に係る回転状態検出装置１００は、低精度の回転角速度が算出されないようにすることができる。

また、一実施形態に係る回転状態検出装置１００において、計算部１４３は、ＤＣモータ１０の１回転に相当する個数のリップル成分の周期が観測されなかった場合、回転角速度として０を計算する。

これにより、一実施形態に係る回転状態検出装置１００は、低精度の回転角速度が算出されないようにすることができる。

また、一実施形態に係る回転状態検出装置１００において、所定個数は、奇数である。

これにより、一実施形態に係る回転状態検出装置１００は、所定個数のリップル成分の周期の中央値を容易に算出することができる。

なお、一実施形態に係る回転状態検出装置１００において、補正部１４２は、所定個数の複数の周期のうちの最小値および最大値を除去し、当該除去後の複数の周期の平均値を、補正値として算出してもよい。

この場合も、一実施形態に係る回転状態検出装置１００は、パラメータの事前調整、パラメータの学習等を行うことなく、リップル成分の周期の補正値を、短時間且つ高精度に算出することができる。

（実施例）
一実施形態に係る回転状態検出装置１００によって検出されたＤＣモータ１０の回転角速度は、例えば、車両が備えるパワーウィンドウ制御システムにより、車両のパワーウィンドウ装置が備える窓の開閉位置の検知用に用いることができる。この場合、例えば、パワーウィンドウ制御システムは、ＤＣモータ１０の回転角速度から、窓の開閉位置を検出して、当該開閉位置に応じて、窓による物体の挟み込みを防止する制御を行ってもよい。

また、例えば、回転状態検出装置１００によって検出されたＤＣモータ１０の回転角速度は、位置検出装置により、移動体の位置（例えば、パワーウィンドウが備える窓の位置、及び、パワーシートが備えるシートの位置等）の検出に使用することができる。例えば、位置検出装置は、ＤＣモータ１０の回転角速度から、ＤＣモータ１０の回転量を算出し、当該回転量と、移動体の移動前の位置とに基づいて、移動体の移動後の位置を検出することができる。

以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形又は変更が可能である。

１０ ＤＣモータ
２０ 駆動回路
３０ 電源
１００ 回転状態検出装置
１１０ 電圧検出部
１１１ ＬＰＦ
１１２ Ａ／Ｄ
１２０ 電流検出部
１２１ ＬＰＦ
１２２ Ａ／Ｄ
１３０ パルス発生部
１３１ ＢＰＦ
１３２ リップル検知部
１４０ 制御装置
１４１ 観測部
１４２ 補正部
１４３ 計算部

Claims (10)

1. 整流子を備えた電動機の回転に関する情報を取得する回転状態検出装置であって、
   前記電動機を流れる電流に含まれるリップル成分の周期を観測する観測部と、
   前記観測部によって観測された複数の前記周期に基づいて、前記周期の補正値を算出する補正部と、
   前記補正部によって算出された複数の前記補正値に基づいて、前記電動機の回転角速度を計算する計算部と
   を備え、
   前記観測部は、所定個数の複数の前記周期を観測し、
   前記補正部は、前記所定個数の複数の周期のうちの中央値を、前記補正値として算出する
   ことを特徴とする回転状態検出装置。
2. 前記電動機の回転開始時において、
   前記観測部は、前記電動機の回転が開始されてからの、前記所定個数に満たない個数の複数の前記周期を観測し、
   前記補正部は、前記所定個数に満たない個数の複数の周期のうちの中央値を、前記補正値として算出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の回転状態検出装置。
3. 前記電動機の回転終了時において、
   前記観測部は、前記電動機の回転が終了するまでの、前記所定個数に満たない個数の複数の前記周期を観測し、
   前記補正部は、前記所定個数に満たない個数の複数の周期のうちの中央値を、前記補正値として算出する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の回転状態検出装置。
4. 前記計算部は、
   前記電動機の１回転に相当する個数以上の前記周期が観測された場合、直近の前記電動機の１回転に相当する個数の前記補正値に基づいて、前記回転角速度を算出する
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の回転状態検出装置。
5. 前記計算部は、
   前記周期が所定時間以上観測されなかった場合、前記回転角速度として０を計算する
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の回転状態検出装置。
6. 前記計算部は、
   前記電動機の１回転に相当する個数の前記周期が観測されなかった場合、前記回転角速度として０を計算する
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の回転状態検出装置。
7. 前記所定個数は、奇数である
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の回転状態検出装置。
8. 整流子を備えた電動機の回転に関する情報を取得する回転状態検出装置であって、
   前記電動機を流れる電流に含まれるリップル成分の周期を観測する観測部と、
   前記観測部によって観測された複数の前記周期に基づいて、前記周期の補正値を算出する補正部と、
   前記補正部によって算出された複数の前記補正値に基づいて、前記電動機の回転角速度を計算する計算部と
   を備え、
   前記観測部は、所定個数の複数の前記周期を観測し、
   前記補正部は、前記所定個数の複数の周期のうちの最小値および最大値を除去し、当該除去後の複数の前記周期の平均値を、前記補正値として算出する
   ことを特徴とする回転状態検出装置。
9. 整流子を備えた電動機の回転に関する情報を取得する回転状態検出方法であって、
   前記電動機を流れる電流に含まれるリップル成分の周期を観測する観測工程と、
   前記観測工程において観測された複数の前記周期に基づいて、前記周期の補正値を算出する補正工程と、
   前記補正工程において算出された複数の前記補正値に基づいて、前記電動機の回転角速度を計算する計算工程と
   を含み、
   前記観測工程では、所定個数の複数の前記周期を観測し、
   前記補正工程では、前記所定個数の複数の周期のうちの中央値を、前記補正値として算出する
   ことを特徴とする回転状態検出方法。
10. 整流子を備えた電動機の回転に関する情報を取得する回転状態検出方法であって、
    前記電動機を流れる電流に含まれるリップル成分の周期を観測する観測工程と、
    前記観測工程において観測された複数の前記周期に基づいて、前記周期の補正値を算出する補正工程と、
    前記補正工程において算出された複数の前記補正値に基づいて、前記電動機の回転角速度を計算する計算工程と
    を含み、
    前記観測工程では、所定個数の複数の前記周期を観測し、
    前記補正工程では、前記所定個数の複数の周期のうちの最小値および最大値を除去し、当該除去後の複数の前記周期の平均値を、前記補正値として算出する
    ことを特徴とする回転状態検出方法。

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