JP2023103512A - Motor unit and motor control method - Google Patents

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昌幸 金成
Masayuki Kanari
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Abstract

To improve precision of a position at which a wiper reverses in response to occurrence of disturbance.SOLUTION: A motor unit comprises: a rotary shaft that positively and inversely rotates between two reversing positions; a rotary shaft sensor 65 that outputs an analog signal according to a rotation angle of the rotary shaft; a rotation angle calculating part 71 that calculates the rotation angle of the rotary shaft from the analog signal; a rotation direction calculating part 72 that calculates the rotation direction of the rotary shaft from the analog signal; a vector length calculating part 73 that calculates a vector length of the analog signal; a memorizing part 74 preliminarily memorizing an actual rotation angle of the rotary shaft measured by an external device and an ideal vector length that is a vector length in a state where there is no disturbance; a vector length error calculating part 75 that calculates a vector length error that is an error between the vector length and the ideal vector length, when the rotation angle of the rotary shaft is an angle corresponding to a prescribed position closer to a front side than the reversing positions; and a reversing position changing part 76 that changes the reversing positions, when the vector length error is out of a range of thresholds.SELECTED DRAWING: Figure 8

Description

本発明は、モータユニットおよびモータ制御方法に関する。 The present invention relates to a motor unit and a motor control method.

車両などのワイパは、モータの動力により往復移動することで、窓などの対象面を払拭する。一般に、ワイパ駆動用のモータは、センサを用いたフィードバック制御により、回転軸が所定角度になると回転の向き(正/逆)を反転する。ワイパは、モータのかかる反転動作により、例えば窓などの対象面の左右方向に往復移動して、対象面の塵などを払拭する。以下、ワイパ駆動用のモータを、「ワイパモータ」、「正逆回転モータ」などと称する場合がある。 A wiper of a vehicle or the like wipes a target surface such as a window by reciprocating with the power of a motor. In general, a wiper drive motor reverses the direction of rotation (forward/reverse) when the rotation axis reaches a predetermined angle by feedback control using a sensor. The wiper reciprocates in the left-right direction of a target surface such as a window due to the reversal operation of the motor, thereby wiping dust and the like from the target surface. Hereinafter, the wiper drive motor may be referred to as a "wiper motor", a "forward/reverse rotation motor", or the like.

ワイパの往復移動する角度を検知するために、従来、アナログ出力のMRセンサを用いたワイパモータがある(例えば特許文献1を参照)。アナログ出力のセンサは、デジタル出力のセンサに比べ、分解能が高く、安価である。 Conventionally, there is a wiper motor that uses an analog output MR sensor to detect the reciprocating angle of the wiper (see Patent Document 1, for example). Analog output sensors have higher resolution and are less expensive than digital output sensors.

特開2008-245389号JP 2008-245389 A

一方、MRセンサは、種々の外乱によって、特に、外部からの磁束の影響(例えば、電気自動車の駆動用モータに流れる大電流による磁束等)によって、誤差を生じる場合がある。MRセンサに誤差が生じた場合、ワイパモータが過剰に回転してしまうおそれがある。 On the other hand, the MR sensor may generate errors due to various disturbances, particularly due to the influence of magnetic flux from the outside (for example, magnetic flux due to a large current flowing in the drive motor of an electric vehicle). If an error occurs in the MR sensor, the wiper motor may rotate excessively.

特に、車両用のワイパモータ(回転軸および出力軸)が過剰に回転した場合、車体にワイパ装置が干渉し、車体およびワイパ装置が損傷するおそれがある。このため、上記のような外乱によるMRセンサの誤差発生の問題に対処することが求められていた。 In particular, when a wiper motor (rotary shaft and output shaft) for a vehicle rotates excessively, the wiper device may interfere with the vehicle body and damage the vehicle body and the wiper device. For this reason, it has been desired to deal with the problem of the occurrence of errors in the MR sensor due to the above disturbances.

本発明の他の課題は、後述する明細書および図面等の詳細な説明から明らかになるであろう。 Other subjects of the present invention will become clear from detailed descriptions such as the specification and drawings to be described later.

本発明に係るモータユニットは、
2つの反転位置の間で正逆回転する回転軸と、
前記回転軸の回転角度に応じてアナログ信号を出力する回転軸センサと、
前記アナログ信号から前記回転軸の回転角度を算出する回転角度算出部と、
前記アナログ信号から前記回転軸の回転方向を算出する回転方向算出部と、
前記アナログ信号のベクトル長を算出するベクトル長算出部と、
外部装置により測定された前記回転軸の実際の回転角度と、外乱の無い状態における前記ベクトル長である理想ベクトル長とを予め記憶した記憶部と、
前記回転軸の回転角度が前記反転位置よりも手前の規定位置に対応する角度のときの、前記ベクトル長と前記理想ベクトル長との誤差であるベクトル長誤差を算出するベクトル長誤差算出部と、
前記ベクトル長誤差が閾値の範囲外である場合、前記反転位置を変更する反転位置変更部と、を備える。
A motor unit according to the present invention includes:
a rotating shaft that rotates forward and backward between two reversing positions;
a rotating shaft sensor that outputs an analog signal according to the rotation angle of the rotating shaft;
a rotation angle calculation unit that calculates the rotation angle of the rotation shaft from the analog signal;
a rotation direction calculation unit that calculates the rotation direction of the rotation shaft from the analog signal;
a vector length calculator that calculates the vector length of the analog signal;
a storage unit that stores in advance the actual rotation angle of the rotation shaft measured by an external device and the ideal vector length that is the vector length in a state without disturbance;
a vector length error calculation unit for calculating a vector length error, which is an error between the vector length and the ideal vector length, when the rotation angle of the rotating shaft is an angle corresponding to a specified position before the reversal position;
and a reversal position changing unit that changes the reversal position when the vector length error is out of a threshold range.

本発明によれば、外乱の発生に対応しワイパの反転位置の精度の向上を図ることができる。 According to the present invention, it is possible to improve the accuracy of the wiper reversal position in response to the occurrence of disturbance.

ワイパ装置の一具体例を説明する図である。It is a figure explaining one specific example of a wiper device. ワイパ用のモータの一具体例を説明する図である。It is a figure explaining one specific example of the motor for wipers. 従来技術の課題を詳述するためのMRセンサのアナログ出力値を例示するグラフである。FIG. 5 is a graph illustrating analog output values of an MR sensor for detailing problems of the prior art; FIG. 図3の波形のX,Y座標と外乱磁束による磁束を説明する図である。4 is a diagram for explaining the X, Y coordinates of the waveform of FIG. 3 and the magnetic flux due to disturbance magnetic flux; FIG. 外乱磁束が印加された場合の角度誤差とベクトル長誤差の関係性を示すグラフである。7 is a graph showing the relationship between angle error and vector length error when disturbance magnetic flux is applied; 本開示の実施の形態における角度誤差の判定方法等を説明するための、ワイパの上反転位置における外乱磁束予測点を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing disturbance magnetic flux prediction points at wiper up-reversal positions for explaining a method of determining an angle error, etc., in the embodiment of the present disclosure; 本開示の実施の形態における制御モード移行を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining control mode transition in the embodiment of the present disclosure; FIG. 本開示の実施の形態におけるモータユニットの電気的構成の一例を示すブロック図である。3 is a block diagram showing an example of an electrical configuration of a motor unit according to the embodiment of the present disclosure; FIG. 本実施の形態における通常時モードおよび外乱磁束印加時モードにおける制御を説明するためのフローチャートである。4 is a flowchart for explaining control in a normal mode and a disturbance magnetic flux applied mode according to the present embodiment; 本実施の形態における通常時モードおよび外乱磁束印加時モードにおけるワイパの動作角の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of wiper operating angles in a normal mode and a disturbance magnetic flux applied mode according to the present embodiment;

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同一または類似の機能を有する部分については同一または類似の符号を付して、適宜その説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. In each figure, parts having the same or similar functions are denoted by the same or similar reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.

まず、図1および図2を参照して、本開示の回転角度補正装置が適用され得るワイパ装置およびワイパ用のモータアセンブリ(以下、単にモータと略称する場合がある)の一具体例について説明する。図1は、ワイパ装置の一具体例を説明する図である。また、図2は、ワイパ用のモータの一具体例を説明する図である。 First, with reference to FIGS. 1 and 2, a specific example of a wiper device and a wiper motor assembly (hereinafter sometimes simply referred to as a motor) to which the rotation angle correcting device of the present disclosure can be applied will be described. . FIG. 1 is a diagram illustrating a specific example of a wiper device. FIG. 2 is a diagram for explaining a specific example of a wiper motor.

図1に示すように、自動車等の車両10には、ウィンドシールドとしてのフロントガラス11が設けられ、当該フロントガラス11に近接するようにしてワイパ装置12が搭載される。ワイパ装置12は、車室内のワイパスイッチ(図示せず)をオン操作することで作動し、フロントガラス11に付着した付着物を払拭する。 As shown in FIG. 1, a vehicle 10 such as an automobile is provided with a windshield 11 as a windshield, and a wiper device 12 is mounted in close proximity to the windshield 11 . The wiper device 12 is activated by turning on a wiper switch (not shown) in the passenger compartment, and wipes off deposits adhering to the windshield 11 .

ワイパ装置12は、モータ20と、モータ20の揺動運動を各ピボット軸13a,13bに伝達する動力伝達機構14と、基端側が各ピボット軸13a,13bにそれぞれ固定され、先端側が各ピボット軸13a,13bの揺動運動によりフロントガラス11上で往復の払拭動作を行う一対のワイパ部材15a,15bとを備える。モータ20は、例えば、ブラシレスモータである。各ワイパ部材15a,15bは、それぞれ、運転席側および助手席側に対応して設けられ、ワイパアーム16a,16bと、各ワイパアーム16a,16bに装着されたワイパブレード17a,17bと、を備える。 The wiper device 12 includes a motor 20, a power transmission mechanism 14 that transmits the swinging motion of the motor 20 to the pivot shafts 13a and 13b, a base end fixed to the pivot shafts 13a and 13b, and a tip end to the pivot shafts 13a and 13b. A pair of wiper members 15a and 15b are provided for performing a reciprocating wiping operation on the windshield 11 by the swing motion of the wiper members 13a and 13b. Motor 20 is, for example, a brushless motor. Each wiper member 15a, 15b is provided corresponding to the driver's seat side and passenger seat side, respectively, and includes wiper arms 16a, 16b and wiper blades 17a, 17b attached to the respective wiper arms 16a, 16b.

モータ20は、ワイパ部材15a,15bに往復の払拭動作を行わせる。すなわち、モータ20が回転すると、モータ20の揺動運動が動力伝達機構14を介して各ピボット軸13a,13bに伝達され、各ピボット軸13a,13bは、揺動運動するようになる。このようにして、モータ20の駆動力が各ワイパ部材15a,15bに伝達され、各ワイパブレード17a,17bは、フロントガラス11の各払拭範囲11a,11b内に付着した付着物を払拭する。なお、明細書では、各ワイパ部材15a,15bを総称してワイパ部材15と呼ぶ。 The motor 20 causes the wiper members 15a and 15b to perform reciprocating wiping operations. That is, when the motor 20 rotates, the swing motion of the motor 20 is transmitted to the pivot shafts 13a and 13b through the power transmission mechanism 14, and the pivot shafts 13a and 13b swing. In this way, the driving force of the motor 20 is transmitted to the wiper members 15a and 15b, and the wiper blades 17a and 17b wipe off deposits adhering to the wipe areas 11a and 11b of the windshield 11. FIG. In the specification, the wiper members 15a and 15b are collectively referred to as the wiper member 15. As shown in FIG.

図2において、モータ20は、モータ本体部30と減速機構部40とを備える。モータ本体部30は、鋼板をプレス加工等することにより有底筒状に形成されたヨーク31を備え、当該ヨーク31の内部には、環状に形成されたステータ32が固定されている。ステータ32には、U相,V相,W相(3相)のコイルが、スター結線の巻き方で巻装されている。 In FIG. 2 , the motor 20 includes a motor body portion 30 and a speed reduction mechanism portion 40 . The motor main body 30 includes a yoke 31 formed in a cylindrical shape with a bottom by pressing a steel plate or the like. Inside the yoke 31, a stator 32 formed in an annular shape is fixed. U-phase, V-phase, and W-phase (three-phase) coils are wound around the stator 32 in a star connection manner.

図2に示すように、ステータ32の内側には、所定の隙間(エアギャップ)を介してロータ33が回転自在に設けられる。ロータ33は、ここでは、複数極の永久磁石を埋設したIPM(Interior Permanent Magnet)構造となっている。実施の形態では、交互に極性が異なる永久磁石がロータ33の周方向に沿って60°間隔で配置された6極構造を例とするが、4極構造や、8極構造等であってもよい。また、ロータ33は、IPM構造に限らず、ロータの外周表面に複数の永久磁石を貼り付けたSPM(Surface Permanent Magnet)構造であってもよい。 As shown in FIG. 2, a rotor 33 is rotatably provided inside the stator 32 with a predetermined gap (air gap) therebetween. The rotor 33 here has an IPM (Interior Permanent Magnet) structure in which permanent magnets of multiple poles are embedded. In the embodiment, a six-pole structure in which permanent magnets with alternate polarities are arranged at intervals of 60° along the circumferential direction of the rotor 33 is taken as an example. good. Further, the rotor 33 is not limited to the IPM structure, and may have an SPM (Surface Permanent Magnet) structure in which a plurality of permanent magnets are attached to the outer peripheral surface of the rotor.

ロータ33の回転中心には、回転軸33bが貫通して固定される。回転軸33bの基端側(図2中の上側)は、ヨーク31の底部に設けられた軸受(図示せず)によって回転自在に支持され、回転軸33bの先端側(図2中の下側)は、減速機構部40を形成するギヤハウジング41の内部にまで延在している。回転軸33bのギヤハウジング41内への延在部分、すなわち回転軸33bのギヤハウジング41内に位置する先端側および略中央部分は、ギヤハウジング41に設けられた一対の軸受(図示せず)によってそれぞれ回転自在に支持される。 A rotating shaft 33 b is fixed through the center of rotation of the rotor 33 . A base end side (upper side in FIG. 2) of the rotating shaft 33b is rotatably supported by a bearing (not shown) provided at the bottom of the yoke 31, and a distal end side (lower side in FIG. 2) of the rotating shaft 33b. ) extends to the interior of the gear housing 41 that forms the speed reduction mechanism 40 . A portion of the rotating shaft 33 b extending into the gear housing 41 , that is, a tip side and a substantially central portion of the rotating shaft 33 b located within the gear housing 41 are supported by a pair of bearings (not shown) provided in the gear housing 41 . Each is rotatably supported.

回転軸33bの先端側には、減速機構50を形成するウォーム51が一体に設けられる。また、回転軸33bのウォーム51とロータ33との間でウォーム51寄りの部分には、環状に形成された回転軸用磁石34が一体に設けられる。回転軸用磁石34は、回転軸33bのギヤハウジング41内への延在部分に設けられ、回転軸33bの周方向に沿って配置された複数極の永久磁石を備える。回転軸用磁石34の永久磁石は、例えば、前述したロータ33の永久磁石と同じ極数で構成され、この例では、回転軸用磁石34の周方向に沿って60°間隔で配置された6極構造となっている。 A worm 51 forming a reduction mechanism 50 is integrally provided on the tip side of the rotating shaft 33b. A rotating shaft magnet 34 formed in an annular shape is integrally provided in a portion of the rotating shaft 33b near the worm 51 between the worm 51 and the rotor 33. As shown in FIG. The rotary shaft magnet 34 is provided at the portion of the rotary shaft 33b that extends into the gear housing 41, and includes a multi-pole permanent magnet arranged along the circumferential direction of the rotary shaft 33b. The permanent magnets of the rotating shaft magnet 34 are composed of, for example, the same number of poles as the permanent magnets of the rotor 33 described above. It has a polar structure.

回転軸用磁石34は、回転軸33bの回転速度を検出するために用いられるのに加えて、ロータ33のステータ32に対する回転位置を、回転軸33bを介して検出するために用いられる。したがって、回転軸用磁石34の永久磁石は、回転軸33bの回転位置に対するロータ33の永久磁石の極性と、回転軸用磁石34の永久磁石の極性とが逐次一致するように取り付けられる。このように互いに極性を一致させることで、ロータ33の回転位置を検出する際に、極性の位相ズレ等を補正するための補正制御が不要となり、ひいてはモータ20の制御の複雑化を回避できるようになる。 The rotating shaft magnet 34 is used not only to detect the rotational speed of the rotating shaft 33b, but also to detect the rotational position of the rotor 33 with respect to the stator 32 via the rotating shaft 33b. Therefore, the permanent magnets of the rotating shaft magnet 34 are attached so that the polarities of the permanent magnets of the rotor 33 with respect to the rotational position of the rotating shaft 33b and the polarities of the permanent magnets of the rotating shaft magnet 34 sequentially match. By matching the polarities with each other in this way, when detecting the rotational position of the rotor 33, correction control for correcting the phase deviation of the polarities, etc., is not required, and complication of the control of the motor 20 can be avoided. become.

なお、回転軸用磁石34の永久磁石の極数は、必ずしもロータ33の永久磁石の極数と同じである必要はなく、整数倍であってもよい。すなわち、回転軸用磁石34は、ロータ33の永久磁石の極性が変化する回転軸33bの各回転位置において、回転軸用磁石34の永久磁石の極性も変化するような構成であればよい。回転軸用磁石34の永久磁石の極数をロータ33の永久磁石の極数の2倍以上にすると、ロータ33のステータ32に対する回転位置がより細分化して得られるため、より細かなロータ33の制御が可能となる場合がある。 The number of permanent magnet poles of the rotating shaft magnet 34 does not necessarily have to be the same as the number of poles of the permanent magnets of the rotor 33, and may be an integer multiple. That is, the rotating shaft magnet 34 may be configured such that the polarity of the permanent magnet of the rotating shaft magnet 34 changes at each rotational position of the rotating shaft 33b at which the polarity of the permanent magnet of the rotor 33 changes. If the number of poles of the permanent magnets of the rotating shaft magnet 34 is set to be at least twice the number of poles of the permanent magnets of the rotor 33, the rotational position of the rotor 33 with respect to the stator 32 can be obtained more finely. control may be possible.

図2に示すように、減速機構部40は、アルミ製のギヤハウジング41と、ギヤハウジング41の開口部41a(図2中の手前側)を閉塞するプラスチック製のギヤカバー42とを備える。ギヤハウジング41には、図示しない締結部材(固定ネジ等)を介してヨーク31が固定される。これにより、モータ本体部30と減速機構部40は、一体化され、回転軸33bに設けたウォーム51と回転軸用磁石34は、ギヤハウジング41内に配置されることになる。 As shown in FIG. 2, the speed reduction mechanism 40 includes an aluminum gear housing 41 and a plastic gear cover 42 that closes an opening 41a (front side in FIG. 2) of the gear housing 41. As shown in FIG. The yoke 31 is fixed to the gear housing 41 via a fastening member (fixing screw or the like) (not shown). As a result, the motor main body 30 and the speed reduction mechanism 40 are integrated, and the worm 51 provided on the rotating shaft 33 b and the rotating shaft magnet 34 are arranged inside the gear housing 41 .

ギヤハウジング41の内部には、ウォームホイール52(詳細図示せず)が回転自在に設けられる。ウォームホイール52は、例えばPOM(ポリアセタール)プラスチック等の樹脂材料により円盤状に形成され、その外周部分にはギヤ歯52a(詳細図示せず)が形成される。ウォームホイール52のギヤ歯52aは、ウォーム51と噛み合わされており、ウォームホイール52はウォーム51と共に減速機構50を構成する。 A worm wheel 52 (not shown in detail) is rotatably provided inside the gear housing 41 . The worm wheel 52 is formed in a disc shape from a resin material such as POM (polyacetal) plastic, and gear teeth 52a (not shown in detail) are formed on the outer peripheral portion thereof. The gear teeth 52 a of the worm wheel 52 are meshed with the worm 51 , and the worm wheel 52 and the worm 51 constitute the reduction mechanism 50 .

ウォームホイール52の回転中心には、出力軸52bの基端側が固定されており、出力軸52bは、ギヤハウジング41のボス部41bに、軸受(図示せず)を介して回転自在に支持される。出力軸52bの先端側は、ギヤハウジング41の外部に延出し、当該出力軸52bの先端部分には、図1に示すように動力伝達機構14が固定される。これにより、回転軸33bの回転速度がウォーム51およびウォームホイール52(減速機構50)を介して減速され、この減速によって高トルク化された出力が、出力軸52bを介して動力伝達機構14に出力されるようになっている。なお、本発明における「回転軸」とは専ら出力軸52bの方を意味しており、符号を用いずに「回転軸」の用語を使用する場合、出力軸52bを意味している。 A proximal end of an output shaft 52b is fixed to the rotation center of the worm wheel 52, and the output shaft 52b is rotatably supported by a boss portion 41b of the gear housing 41 via a bearing (not shown). . The tip side of the output shaft 52b extends outside the gear housing 41, and the power transmission mechanism 14 is fixed to the tip portion of the output shaft 52b as shown in FIG. As a result, the rotational speed of the rotary shaft 33b is reduced through the worm 51 and the worm wheel 52 (reduction mechanism 50), and the output whose torque is increased by this reduction is output to the power transmission mechanism 14 through the output shaft 52b. It is designed to be In addition, the "rotating shaft" in the present invention exclusively means the output shaft 52b, and when the term "rotating shaft" is used without using the reference numeral, it means the output shaft 52b.

図2に示すように、出力軸52b(回転軸)のギヤハウジング41内への延出部分には、ウォームホイール52を介してタブレット状の出力軸用磁石53が設けられる。出力軸用磁石53は、出力軸52bと一体で回転するように取り付けられる。出力軸用磁石53は、その周方向に沿う略180°の範囲がS極に着磁され、その他の略180°の範囲がN極に着磁される。当該出力軸用磁石53は、出力軸52bのギヤハウジング41に対する回転位置を検出するために用いられる。 As shown in FIG. 2 , a tablet-shaped output shaft magnet 53 is provided via a worm wheel 52 on the portion of the output shaft 52 b (rotating shaft) that extends into the gear housing 41 . The output shaft magnet 53 is attached so as to rotate integrally with the output shaft 52b. The output shaft magnet 53 is magnetized to the south pole in a range of about 180 degrees along the circumferential direction, and is magnetized to the north pole in the other range of about 180 degrees. The output shaft magnet 53 is used to detect the rotational position of the output shaft 52 b with respect to the gear housing 41 .

ギヤハウジング41の開口部41aは、ギヤハウジング41の内部にウォームホイール52等の構成部品を収容するために形成され、当該開口部41aは、ギヤカバー(図示せず)によって閉塞される。ギヤハウジング41とギヤカバーとの間にはシール部材(図示せず)が設けられ、これによりギヤハウジング41とギヤカバーとの間から減速機構部40の内部に雨水等が浸入するのを防止している。ギヤカバーの内側には、図2に示すように制御基板60が装着される。当該制御基板60は、ギヤカバーに設けたコネクタ接続部(図示せず)に接続される車両10側の外部コネクタ(図示せず)を介して、外部電源100およびワイパスイッチに電気的に接続される。 An opening 41a of the gear housing 41 is formed to accommodate components such as the worm wheel 52 inside the gear housing 41, and the opening 41a is closed by a gear cover (not shown). A sealing member (not shown) is provided between the gear housing 41 and the gear cover to prevent rainwater or the like from entering the speed reduction mechanism 40 from between the gear housing 41 and the gear cover. . A control board 60 is mounted inside the gear cover as shown in FIG. The control board 60 is electrically connected to the external power source 100 and the wiper switch via an external connector (not shown) on the vehicle 10 side connected to a connector connection portion (not shown) provided on the gear cover. .

制御基板60には、図2に示すように、3つの回転軸センサ65a,65b,65cと、出力軸センサ66とが実装される。3つの回転軸センサ65a,65b,65cは、それぞれ、3相(U相,V相,W相)に対応して設けられ、ホールICで構成される。ホールICは、極性の変化(N極からS極への変化またはS極からN極への変化)に応じて論理レベルが推移するホール信号(パルス信号)を生成する。出力軸センサ66は、例えば、磁気抵抗素子よりなるMRセンサで構成される。MRセンサは、磁界の大きさに応じた出力電圧を生成する。 On the control board 60, as shown in FIG. 2, three rotating shaft sensors 65a, 65b, 65c and an output shaft sensor 66 are mounted. The three rotating shaft sensors 65a, 65b, 65c are provided corresponding to the three phases (U phase, V phase, W phase), respectively, and are composed of Hall ICs. A Hall IC generates a Hall signal (pulse signal) whose logic level changes according to a change in polarity (change from N pole to S pole or change from S pole to N pole). The output shaft sensor 66 is composed of, for example, an MR sensor consisting of a magnetoresistive element. MR sensors produce an output voltage that is dependent on the magnitude of the magnetic field.

各回転軸センサ65a~65cは、回転軸用磁石34と対向する位置に実装される。具体的には、各回転軸センサ65a~65cは、回転軸用磁石34の外周面(側面)と対向するよう、それぞれ等間隔で並んで制御基板60に実装される。これにより、各回転軸センサ65a~65cは、回転軸用磁石34の回転に伴って、所定の位相差でホール信号を順次生成する。なお、明細書では、各回転軸センサ65a~65cを総称して回転軸センサ65と呼ぶ。出力軸センサ66は、制御基板60上で、出力軸用磁石53と対向する位置に実装される。これにより、各出力軸センサ66は、出力軸用磁石53の回転に応じて電圧値が連続的に変化するセンサ信号を生成する。 Each of the rotary shaft sensors 65a to 65c is mounted at a position facing the rotary shaft magnet 34. As shown in FIG. Specifically, the rotating shaft sensors 65a to 65c are mounted on the control board 60 so as to face the outer peripheral surface (side surface) of the rotating shaft magnet 34 and are arranged at regular intervals. As a result, the rotating shaft sensors 65a to 65c sequentially generate hall signals with a predetermined phase difference as the rotating shaft magnet 34 rotates. In the specification, the rotary shaft sensors 65a to 65c are collectively referred to as the rotary shaft sensor 65. As shown in FIG. The output shaft sensor 66 is mounted on the control board 60 at a position facing the output shaft magnet 53 . As a result, each output shaft sensor 66 generates a sensor signal whose voltage value changes continuously according to the rotation of the output shaft magnet 53 .

モータ20には、図2に示すように、モータ20の温度を検出する温度センサ45が設けられる。温度センサ45は、例えば、サーミスタ素子であり、ここでは、ロータ33の近辺に設けられる。制御基板60は、温度センサ45を介して、モータ20(特にロータ33)の温度を検出することができる。 The motor 20 is provided with a temperature sensor 45 for detecting the temperature of the motor 20, as shown in FIG. The temperature sensor 45 is, for example, a thermistor element, and is provided near the rotor 33 here. The control board 60 can detect the temperature of the motor 20 (particularly the rotor 33 ) via the temperature sensor 45 .

以下、従来技術の課題について、図3~図5を参照して説明する。ここで、図3は、従来技術の課題を詳述するためのMRセンサのアナログ出力値を例示するグラフである。また、図4は、図3のサイン(SIN(a))波SWをX座標、コサイン(COS(a))波CWをY座標とした外乱磁束による磁束を説明する図である。 Problems of the prior art will be described below with reference to FIGS. 3 to 5. FIG. Here, FIG. 3 is a graph illustrating analog output values of the MR sensor for detailing the problems of the prior art. FIG. 4 is a diagram for explaining magnetic flux due to disturbance magnetic flux, with the sine (SIN(a)) wave SW of FIG. 3 as the X coordinate and the cosine (COS(a)) wave CW as the Y coordinate.

従来、ワイパ装置12(以下、従前におけるモータおよび制御機能付きワイパ(ワイパシステム)を制御ワイパと称する)の構成要素である回転軸センサ65として、モータ20の出力軸のワイパ作動角度を検出するために、アナログ出力の絶対角度検出用MRセンサが使用される場合がある。 Conventionally, the wiper operating angle of the output shaft of the motor 20 is detected as a rotating shaft sensor 65 that is a component of the wiper device 12 (hereinafter, a conventional wiper with a motor and a control function (wiper system) is referred to as a control wiper). In some cases, analog output absolute angle detection MR sensors are used.

かかるアナログ出力の絶対角度検出用MRセンサは、図3のグラフ中にサイン(SIN(a))波SWおよびコサイン(COS(a))波CWとして示すような、直交位相差の関係を有する(言い換えると90度位相の異なる)2つの正弦波を出力する。図3のグラフにおいて、横軸はモータ20の出力軸の角度(a)〔°〕を示し、縦軸は、サイン(SIN(a))波SWおよびコサイン(COS(a))波CWの各々の出力値を示す。そして、これら二つの波形のアークタンジェント(arctan)が計算されることによって、モータ20の出力軸のワイパ作動角度が算出される。 Such an analog output absolute angle detection MR sensor has a quadrature phase difference relationship shown as sine (SIN(a)) wave SW and cosine (COS(a)) wave CW in the graph of FIG. In other words, it outputs two sine waves with a phase difference of 90 degrees. In the graph of FIG. 3, the horizontal axis indicates the angle (a) [°] of the output shaft of the motor 20, and the vertical axis indicates each of the sine (SIN(a)) wave SW and the cosine (COS(a)) wave CW. shows the output value of By calculating the arctangent of these two waveforms, the wiper operating angle of the output shaft of the motor 20 is calculated.

図4では、基準点Pを中心として、図3中のモータ20の出力軸を360°回転させたときのサイン(SIN(a))波SWの出力の値(縦軸の値)をX座標(横軸)とし、コサイン(COS(a))波CWの出力の値(縦軸の値)をY座標(縦軸)として表している。 In FIG. 4, the output value (value on the vertical axis) of the sine (SIN(a)) wave SW when the output shaft of the motor 20 in FIG. (horizontal axis), and the output value (vertical axis value) of the cosine (COS(a)) wave CW is expressed as the Y coordinate (vertical axis).

図4中にIで示す円は、モータ20(マグネットを備えるロータ33)の回転時における出力値の誤差のない理想的な図形である。この場合、基準点P(すなわちX=0,Y=0)を中心とした一定距離の円を描くため、ベクトル長=√(X+Y)は、どの角度においても一定値となる。 A circle indicated by I in FIG. 4 is an ideal figure with no output value error when the motor 20 (rotor 33 having a magnet) rotates. In this case, since a circle of constant distance is drawn centering on the reference point P (that is, X=0, Y=0), the vector length=√(X 2 +Y 2 ) is a constant value at any angle.

一方、図4中の基準点Pから水平方向に伸びるように示す外乱、この例では外部からの外乱磁束EMが印加された場合、合成磁束I‘として、上述した円Iから右にずれた円で示すように、基準点P(X=0,Y=0)から外乱磁束分だけずれたX値およびY値が出力される。この場合、上記のベクトル長、言い換えると基準点Pからの距離が角度によって変化し、当該変化に応じてワイパの反転位置の誤差が発生する。 On the other hand, when a disturbance extending in the horizontal direction from the reference point P in FIG. , an X value and a Y value shifted from the reference point P (X=0, Y=0) by the disturbance magnetic flux are output. In this case, the vector length, in other words, the distance from the reference point P changes depending on the angle, and an error in the wiper reversal position occurs according to the change.

上述したような外乱磁束が印加された場合の角度誤差とベクトル長誤差の関係性を示すグラフを図5に示す。図5のグラフにおいて、横軸は回転角度すなわち図3と同様にモータ20の出力軸の角度〔°〕を示し、誤差の値を示す。また、図5中、曲線AEは角度誤差を示し、曲線BEは、ベクトル長誤差を示す。 FIG. 5 shows a graph showing the relationship between the angle error and the vector length error when the disturbance magnetic flux as described above is applied. In the graph of FIG. 5, the horizontal axis indicates the rotation angle, that is, the angle [°] of the output shaft of the motor 20 as in FIG. 3, and indicates the error value. Further, in FIG. 5, curve AE indicates angle error, and curve BE indicates vector length error.

ここで、角度誤差AEの曲線は、モータ20の実際の出力軸の回転角度におけるセンサ値を算出し、かかる算出値(センサ値)を実際の回転角度と比較して、その誤差値をグラフ上に記した曲線である。一方、ベクトル長誤差BEの曲線は、モータ20の実際の出力軸の回転角度における算出されたベクトル長と、予め取得された正常時のベクトル長の平均値であるベクトル長基準値と、を比較して、その誤差値をグラフ上に記した曲線である。これら曲線AEおよびBEを比較すると、図4で上述したような一方向から外乱磁束が印加された場合、ベクトル長誤差BEと角度誤差AEとの関係は、約90°ずれて現れることが分かる。 Here, the curve of the angle error AE is obtained by calculating the sensor value at the actual rotation angle of the output shaft of the motor 20, comparing the calculated value (sensor value) with the actual rotation angle, and plotting the error value on the graph. is the curve shown in . On the other hand, the curve of the vector length error BE compares the calculated vector length at the actual rotation angle of the output shaft of the motor 20 with the vector length reference value which is the average value of the vector lengths obtained in the normal state. and the error values are plotted on the graph. Comparing these curves AE and BE, it can be seen that the relationship between the vector length error BE and the angle error AE appears shifted by about 90° when the disturbance magnetic flux is applied from one direction as described above with reference to FIG.

上述のような課題および知見等に基づき、本実施の形態では、以下のような基本原理に基づくモータ制御方法およびモータ等を提案する。ここで、図6は、本開示の実施の形態における角度誤差の判定方法等を説明するための、ワイパの上反転位置における外乱磁束予測点を示す図である。 Based on the problems and findings as described above, the present embodiment proposes a motor control method, a motor, and the like based on the following basic principles. Here, FIG. 6 is a diagram showing disturbance magnetic flux prediction points at the up-reversing position of the wiper for explaining a method of determining an angle error and the like in the embodiment of the present disclosure.

図6に示すように、ワイパ部材の2つの反転位置は、一般に、「上反転位置」および「下反転位置」と称される。ここで、上述のようにワイパモータに外乱磁束が印加された場合、ワイパの上反転位置および下反転位置に誤差(本来反転すべき位置からのずれ)が発生することになり、商品性さらにはワイパ部材や車両等の耐久性に影響を及ぼす。 As shown in Figure 6, the two flipped positions of the wiper member are commonly referred to as the "top flipped position" and the "bottom flipped position". Here, when a disturbance magnetic flux is applied to the wiper motor as described above, an error (deviation from the original position where the wiper should be reversed) will occur in the upper and lower reverse positions of the wiper. It affects the durability of components and vehicles.

そこで、本実施の形態では、上述したような特性を利用し、以下のような検出方法にて外乱磁束が印加されたか否かの判定を行う。なお、以下に説明する処理は、例えばマイコン、CPU、GPU、MPUなどの任意のプロセッサ(制御部)で実行でき、かつ使用するプロセッサの数も任意であることは当業者に自明であるが、説明の便宜により、処理主体が単数のプロセッサ(制御部)であると仮定する。さらには、紙面の都合等により、適宜、処理主体の記載が省略される場合があり得る。 Therefore, in the present embodiment, using the characteristics described above, it is determined whether or not a disturbance magnetic flux has been applied by the following detection method. It is obvious to those skilled in the art that the processing described below can be executed by any processor (control unit) such as a microcomputer, CPU, GPU, or MPU, and any number of processors can be used. For convenience of explanation, it is assumed that the processing subject is a single processor (control unit). Furthermore, due to space limitations, etc., the description of the subject of processing may be omitted as appropriate.

本実施形態において、制御部は、上反転位置または下反転位置(以下、総称して「上下反転位置」と称する場合がある。)の手前90°の角度にて、上述したX値およびY値よりベクトル長計算値D(アナログ信号のベクトル長)を算出する。そして、制御部は、算出されたベクトル長計算値Dが、ベクトル長基準値Oとその余裕度Qの範囲にあるか否かを確認し、範囲外である場合、90°回転後にある上下反転位置において外乱磁束が印加された(ワイパの角度誤差が発生した)旨の判定を行う。 In the present embodiment, the controller controls the above-described X value and Y value at an angle of 90° in front of the upside-down position or downside position (hereinafter sometimes collectively referred to as the “upside-down position”). Then, the vector length calculation value D (vector length of analog signal) is calculated. Then, the control unit confirms whether or not the calculated vector length calculation value D is within the range of the vector length reference value O and its margin Q. It is determined that a disturbance magnetic flux has been applied at the position (an angular error of the wiper has occurred).

上記の検出方法にて外乱磁束が印加された旨の判定が行われた場合、制御部は、絶対角度検出用MRセンサの値が外乱磁束によって誤差が生じている状態と認識して、外乱磁束印加時制御に切り替える。この外乱磁束印加時制御では、制御部は、ワイパ部材の上下反転位置を内側にずらすようにモータの反転位置を制御する。このように、ワイパ部材が車両のボディやピラーに干渉しない状態での制御継続を行うことにより、ワイパを継続的に作動させる(ワイパの機能を維持する)ことができる。 When it is determined that a disturbance magnetic flux has been applied by the above detection method, the control unit recognizes that the value of the MR sensor for absolute angle detection is in error due to the disturbance magnetic flux, Switch to on-force control. In this disturbance magnetic flux application time control, the control unit controls the reversing position of the motor so as to shift the vertical reversing position of the wiper member inward. In this way, by continuing control in a state where the wiper member does not interfere with the body or pillars of the vehicle, the wiper can be continuously operated (the wiper function can be maintained).

図7は、本実施の形態における制御モード移行を説明するための図である。 FIG. 7 is a diagram for explaining control mode transition in the present embodiment.

本実施の形態では、制御部は、上記の検出方法にて外乱磁束が印加されていない旨が判定された場合、図7中に示す通常時モードを維持し、この通常時モードではワイパモータの制御を従来と同様に行う。これに対し、制御部は、上記の検出方法にて外乱磁束が印加された旨が判定された場合、通常時モードから図7中に示す外乱磁束印加時モードに切り替え、上述した外乱磁束印加時制御を行う。 In the present embodiment, when it is determined by the above detection method that no disturbance magnetic flux is applied, the control unit maintains the normal mode shown in FIG. are performed in the same way as before. On the other hand, when it is determined that the disturbance magnetic flux is applied by the above detection method, the control unit switches from the normal mode to the disturbance magnetic flux applied mode shown in FIG. control.

以下、制御部が行う外乱磁束印加時制御を、より詳しく説明する。制御部は、通常時モードから外乱磁束印加時モードへの切り替えを、図7中の上側に示す式、すなわち、
(O-Q)>D or (O+Q)<D
の式を満たした場合に行う。ここで、左の式(O-Q)>Dは上反転位置に適用され、右の式(O+Q)<Dは、下反転位置に適用される式である。
The following describes in more detail the control performed by the controller during application of disturbance magnetic flux. The control unit performs switching from the normal mode to the disturbance magnetic flux application mode using the equation shown on the upper side in FIG. 7, that is,
(O−Q)>D or (O+Q)<D
It is done when the following formula is satisfied. Here, the equation (O−Q)>D on the left applies to the top flip position, and the equation on the right (O+Q)<D applies to the bottom flip position.

すなわち、制御部は、上反転位置に関し、ベクトル長計算値Dが、ベクトル長基準値Oからベクトル長基準値余裕度Qを引いた値よりも小さい場合、通常時モードから外乱磁束印加時モードへの切り替えを行う。一方、制御部は、下反転位置に関し、ベクトル長計算値Dが、ベクトル長基準値Oとベクトル長基準値余裕度Qとを加えた値よりも大きい場合、通常時モードから外乱磁束印加時モードへの切り替えを行う。このことは、上反転位置と下反転位置につき、個別に外乱磁束印加時モードへの切り替えを行うことができることを意味する。例えば、制御部は、上反転位置が通常時モードの制御のままで、一方、下反転位置については、外乱磁束印加時モードの制御によりワイパ部材の反転位置を内側(手前側)にする、といった制御(反転動作)を行うことができる。 That is, when the vector length calculated value D is smaller than the value obtained by subtracting the vector length reference value margin Q from the vector length reference value O, the control unit switches from the normal mode to the disturbance magnetic flux applied mode. switch. On the other hand, regarding the lower reversing position, if the vector length calculated value D is greater than the sum of the vector length reference value O and the vector length reference value margin Q, the control unit shifts from the normal mode to the disturbance magnetic flux application mode. switch to This means that switching to the disturbance magnetic flux applied mode can be performed individually for the upper reversal position and the lower reversal position. For example, the control unit keeps the upper reversing position under normal mode control, while controlling the lower reversing position in the disturbance magnetic flux applied mode control so that the reversing position of the wiper member is set to the inner side (front side). Control (reversal operation) can be performed.

これに対し、制御部は、図7中の下側に示す式、すなわち、
(O-R)≦D(up) and D(dn)≦(O+R)
の式を満たした場合、外乱磁束印加時モードから通常時モードへの切り替えを行う。なお、Rは、上述したQと同様にベクトル長基準値余裕度を示すが、Qよりも小さい値、すなわちQ>Rの関係となる。
On the other hand, the control unit uses the formula shown on the lower side in FIG. 7, that is,
(OR)≤D(up) and D(dn)≤(O+R)
When the following expression is satisfied, the mode is switched from the disturbance magnetic flux applied mode to the normal mode. Note that R indicates the vector length reference value margin like Q described above, but has a smaller value than Q, that is, Q>R.

かくして、制御部は、上反転時のベクトル長計算値D(up)が、(O-R)以上(ベクトル長基準値Oからベクトル長基準値余裕度Rを引いた値以上)である場合、かつ、下反転時のベクトル長計算値D(dn)が、(O+R)以下(ベクトル長基準値Oとベクトル長基準値余裕度Rとを加えた値以下)である場合に、外乱磁束印加時モードから通常時モードへの切り替えを行う。 Thus, when the vector length calculated value D(up) at the time of upward reversal is (OR) or more (the value obtained by subtracting the vector length reference value margin R from the vector length reference value O) or more, the control unit In addition, when the vector length calculation value D(dn) at the time of downward reversal is (O+R) or less (below the sum of the vector length reference value O and the vector length reference value margin R), when the disturbance magnetic flux is applied Switch from mode to normal mode.

なお、上述したベクトル長基準値余裕度Q、Rは、MRセンサの出力時の電圧、温度、経年劣化などによるベクトル長変化を加味した値が設定される。また、ベクトル長基準値余裕度についてQ>Rの関係を持たせる(外乱磁束印加時モードと通常時モードとの切り替えに使用する余裕度の値を異ならせる)ことにより、モードが頻繁に移行してワイパ部材の動作が不自然に見えてしまうことを防ぐことができる。 Note that the vector length reference value margins Q and R described above are set to values that take into account changes in the vector length due to voltage at the time of output from the MR sensor, temperature, deterioration over time, and the like. In addition, by giving the vector length reference value margin a relationship of Q>R (different values of the margin used for switching between the disturbance magnetic flux applied mode and the normal mode), the mode shifts frequently. Therefore, it is possible to prevent the operation of the wiper member from appearing unnatural.

図8は、本実施の形態におけるモータアセンブリ(本開示のモータユニット)の電気的構成の一例を示すブロック図である。 FIG. 8 is a block diagram showing an example of the electrical configuration of the motor assembly (motor unit of the present disclosure) according to the present embodiment.

モータアセンブリは、ワイパ部材を駆動するモータ20と、回転軸センサ65と、モータ20に電力を供給するインバータ500と、インバータ500に駆動信号を出力することでモータ20の動作(2つの反転位置の間での正逆回転)を制御する制御部70と、を備える。 The motor assembly includes a motor 20 that drives the wiper member, a rotating shaft sensor 65, an inverter 500 that supplies power to the motor 20, and outputs drive signals to the inverter 500 to operate the motor 20 (two reverse positions). and a control unit 70 that controls forward and reverse rotation between.

図8に示す一具体例では、モータ20は、デルタ結線された電機子コイル210u、210v、210wを内蔵した固定子210を備える三相モータである。また、モータ20の回転部材となるロータ(図8中に示さない)は、磁性(磁極Nと磁極S)が90°の位相で配置される構造であり、ギヤ等の減速機構(図8中に示さない)が連結されている。さらに、モータ20の減速機構により減速されワイパ部材に結合される出力軸は、磁性(磁極Nと磁極S)が90°の位相で配置される構造となっている(適宜、図2を参照)。また、一具体例では、この出力軸(本開示の「回転軸」)には、回転軸センサ65が設けられている。回転軸センサ65は、モータ20の回転軸の回転角度に応じてアナログ信号(適宜、図3を参照)を出力するセンサであり、各種のエンコーダなどを使用することができる。 In one embodiment shown in FIG. 8, the motor 20 is a three-phase motor with a stator 210 containing delta-connected armature coils 210u, 210v, 210w. A rotor (not shown in FIG. 8), which is a rotating member of the motor 20, has a structure in which magnetism (magnetic poles N and magnetic poles S) is arranged at a phase of 90°. not shown) are linked. Furthermore, the output shaft, which is decelerated by the deceleration mechanism of the motor 20 and coupled to the wiper member, has a structure in which magnetism (magnetic pole N and magnetic pole S) is arranged at a phase of 90° (see FIG. 2 as appropriate). . Also, in one specific example, the output shaft (“rotating shaft” in the present disclosure) is provided with a rotating shaft sensor 65 . The rotating shaft sensor 65 is a sensor that outputs an analog signal (see FIG. 3 as appropriate) according to the rotation angle of the rotating shaft of the motor 20, and can use various encoders.

インバータ500は、三相ブリッジによって接続された6つのスイッチング素子510a~510fと、スイッチング素子のコレクタおよびエミッタ間に逆平行に接続されたダイオード520a~520fとを含む。ダイオード520a~520cのカソードには定電圧電源300の正極が接続され、ダイオード520d~520fのアノードには定電圧電源300の負極が接続されている。スイッチング素子510a~510fのそれぞれは、例えば、FET(電界効果トランジスタ;電界効果トランジスタ)またはIGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ;絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)である。6つのブリッジ接続されたスイッチング素子510a~510fの各ゲートは、制御部70の制御ユニット54に接続されている。 Inverter 500 includes six switching elements 510a-510f connected by a three-phase bridge and diodes 520a-520f connected in antiparallel between the collectors and emitters of the switching elements. The positive pole of the constant voltage power supply 300 is connected to the cathodes of the diodes 520a to 520c, and the negative pole of the constant voltage power supply 300 is connected to the anodes of the diodes 520d to 520f. Each of the switching elements 510a-510f is, for example, an FET (Field Effect Transistor) or an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor). Each gate of the six bridge-connected switching elements 510 a - 510 f is connected to the control unit 54 of the control section 70 .

スイッチング素子510aから510fまでのドレインまたはソース(コレクタまたはエミッタ)は、デルタ接続された電機子コイル210u、210v、210wに接続されている。より具体的には、スイッチング素子510aのソースとスイッチング素子510dのドレインとの間の接続点である中性点N1は、電機子コイル210wと電機子コイル210uの接続点210aに接続されている。スイッチング素子510bのソースとスイッチング素子510eのドレインとの間の接続点である中性点N2は、電機子コイル210wと電機子コイル210vの接続点210bに接続されている。スイッチング素子510cのソースとスイッチング素子510fのドレインとの間の接続点である中性点N3は、電機子コイル210vおよび電機子コイル210uの接続点210cに接続されている。 The drains or sources (collectors or emitters) of switching elements 510a to 510f are connected to delta-connected armature coils 210u, 210v, 210w. More specifically, the neutral point N1, which is the connection point between the source of the switching element 510a and the drain of the switching element 510d, is connected to the connection point 210a between the armature coils 210w and 210u. A neutral point N2, which is a connection point between the source of the switching element 510b and the drain of the switching element 510e, is connected to the connection point 210b between the armature coils 210w and 210v. A neutral point N3, which is a connection point between the source of the switching element 510c and the drain of the switching element 510f, is connected to a connection point 210c between the armature coils 210v and 210u.

上記の構成に基づき、インバータ500の6つのスイッチング素子510a~510fは、制御部70の駆動信号生成部77から出力される駆動信号(ゲート信号)に基づいてスイッチング動作を行うことで、定電圧電源300の直流電圧を交流に変換する。そして、インバータ500は、中性点N1~N3から出力される3相(U相、V相、W相)の交流電圧を、モータ20の電機子コイル21u、21v、21wに通電信号として供給することで、ロータひいては出力軸を回転させる。 Based on the above configuration, the six switching elements 510a to 510f of the inverter 500 perform a switching operation based on the driving signal (gate signal) output from the driving signal generating section 77 of the control section 70. 300 DC voltage is converted to AC. Then, the inverter 500 supplies three-phase (U-phase, V-phase, and W-phase) AC voltages output from the neutral points N1 to N3 to the armature coils 21u, 21v, and 21w of the motor 20 as energization signals. This rotates the rotor and thus the output shaft.

制御部70は、図8に示すように、回転角度算出部71、回転方向算出部72、ベクトル長算出部73、記憶部74、ベクトル長誤差算出部75、反転位置変更部76、および駆動信号生成部77を備える。これら各部は、それぞれ別個のハードウェア(専用のプロセッサなど)を用いることができ、或いは、単数または複数のハードウェア(CPU、GPU、MPUなど)を用いて、上記の各部(図中のブロック)の機能を適宜に分担する構成としてもよい。 As shown in FIG. 8, the control unit 70 includes a rotation angle calculation unit 71, a rotation direction calculation unit 72, a vector length calculation unit 73, a storage unit 74, a vector length error calculation unit 75, a reverse position change unit 76, and a drive signal. A generator 77 is provided. Each of these units can use separate hardware (dedicated processor, etc.), or can use single or multiple pieces of hardware (CPU, GPU, MPU, etc.) to may be configured to appropriately share the function of

上記のうち、回転軸センサ65から出力されるアナログ信号は、回転角度算出部71と、回転方向算出部72とにそれぞれ供給される。 Of the above, the analog signal output from the rotation axis sensor 65 is supplied to the rotation angle calculation section 71 and the rotation direction calculation section 72, respectively.

回転角度算出部71は、入力したアナログ信号からモータ20の回転軸の回転角度を算出し、かかる算出値(回転角度)をベクトル長算出部73に供給する。 The rotation angle calculator 71 calculates the rotation angle of the rotation shaft of the motor 20 from the input analog signal, and supplies the calculated value (rotation angle) to the vector length calculator 73 .

回転方向算出部72は、入力したアナログ信号からモータ20の回転軸の回転方向を算出し、かかる算出値(回転方向)をベクトル長算出部73に供給する。ここで、回転方向は、ワイパ部材の移動(正/逆)方向に対応する。 The rotation direction calculator 72 calculates the rotation direction of the rotation shaft of the motor 20 from the input analog signal, and supplies the calculated value (rotation direction) to the vector length calculator 73 . Here, the direction of rotation corresponds to the direction of movement (forward/reverse) of the wiper member.

ベクトル長算出部73は、入力した回転角度および回転方向から、回転軸センサ65から出力されるアナログ信号のベクトル長を算出し、かかる算出値(各々の回転角度におけるベクトル長)をベクトル長誤差算出部75に供給する。 The vector length calculator 73 calculates the vector length of the analog signal output from the rotation axis sensor 65 from the input rotation angle and rotation direction, and uses the calculated value (vector length at each rotation angle) to calculate the vector length error. 75.

記憶部74は、予め外部装置(図示せず)により測定されたモータ20の回転軸の実際の回転角度と、外乱の無い状態におけるベクトル長である理想ベクトル長と、の対応関係を規定したテーブルを記憶する。記憶部74は、HDD、フラッシュメモリ、などの各種の記憶媒体を使用することができる。 The storage unit 74 is a table that defines the correspondence relationship between the actual rotation angle of the rotation shaft of the motor 20, which is measured in advance by an external device (not shown), and the ideal vector length, which is the vector length in the absence of disturbance. memorize The storage unit 74 can use various storage media such as HDD and flash memory.

ベクトル長誤差算出部75は、上記のテーブルのデータ(各々の回転角度における理想ベクトル長)を読み出すとともに、ベクトル長算出部73から入力したベクトル長と、対応する回転角度における理想ベクトル長との差分を、ベクトル長誤差として算出する。ベクトル長誤差算出部75は、算出されたベクトル長誤差を反転位置変更部76に供給する。 The vector length error calculator 75 reads the data (ideal vector length at each rotation angle) from the above table, and calculates the difference between the vector length input from the vector length calculator 73 and the ideal vector length at the corresponding rotation angle. is calculated as the vector length error. The vector length error calculator 75 supplies the calculated vector length error to the reversal position changer 76 .

一具体例では、ベクトル長誤差算出部75は、モータ20の回転軸の回転角度が反転位置よりも手前の規定位置に対応する角度のときの、ベクトル長と理想ベクトル長との誤差であるベクトル長誤差を算出する。 As a specific example, the vector length error calculator 75 calculates a vector that is the error between the vector length and the ideal vector length when the rotation angle of the rotation shaft of the motor 20 is an angle corresponding to a specified position before the reverse position. Calculate the long error.

ここで、規定位置(または規定位置に対応する角度)は、特に限定されるものではないが、好適な例としては、反転位置から90°手前の位置(反転位置の角度を0°とした場合に90°をなす角度の位置)とする。この理由は、図5に示す波形からも理解できるように、90°をなす角度の位置が、角度誤差AEの波形(ベクトル)とベクトル長誤差BEの波形(ベクトル)とのずれが最も良く分かる位置になるからである。 Here, the specified position (or the angle corresponding to the specified position) is not particularly limited. position at an angle forming 90° at ). The reason for this is that, as can be understood from the waveforms shown in FIG. 5, the deviation between the waveform (vector) of the angle error AE and the waveform (vector) of the vector length error BE can be seen most clearly at the position of the angle forming 90°. This is because it becomes a position.

言い換えると、規定位置(または規定位置に対応する角度)は、角度誤差AEの波形(ベクトル)とベクトル長誤差BEの波形(ベクトル)とのずれが分かる位置(角度)であればよいため、反転位置から90°をなす角度の位置に限定されず、例えば、反転位置(0°)から80°などの他の手前の位置であってもよい。 In other words, the prescribed position (or the angle corresponding to the prescribed position) may be any position (angle) where the deviation between the waveform (vector) of the angular error AE and the waveform (vector) of the vector length error BE is known. It is not limited to the position at an angle of 90° from the position, and may be other front positions such as 80° from the reverse position (0°), for example.

反転位置変更部76は、入力されたベクトル長誤差の値と予め定められた閾値とを比較して、ベクトル長誤差が閾値の範囲外であるかを判定する。ここで、反転位置変更部76は、ベクトル長誤差が閾値の範囲外ではないと判定した場合、駆動信号生成部77に信号を出力することなく、上記の比較および判定を続行する。一方、反転位置変更部76は、ベクトル長誤差が閾値の範囲外であると判定した場合、通常時モードから外乱磁束印加時モードに移行すべき旨の信号、言い換えるとモータ20の反転位置を手前側に変更する旨の信号(反転位置変更信号)を、駆動信号生成部77に出力する。この反転位置変更信号には、モータ20のいずれの方向(上又は下)の反転位置を手前側に変更するかを指定する情報が含まれる。 The inversion position changing unit 76 compares the input vector length error value with a predetermined threshold value to determine whether the vector length error is outside the range of the threshold value. If the inversion position changer 76 determines that the vector length error is not outside the range of the threshold, it continues the above comparison and determination without outputting a signal to the drive signal generator 77 . On the other hand, when the reversing position changing unit 76 determines that the vector length error is outside the range of the threshold value, the reversing position changing unit 76 sends a signal indicating that the mode should be changed from the normal mode to the disturbance magnetic flux applying mode. A signal (inverted position change signal) to the effect of changing to the side is output to the drive signal generator 77 . This reversal position change signal includes information specifying which direction (upward or downward) the reversal position of the motor 20 is to be changed to the near side.

駆動信号生成部77は、反転位置変更部76から反転位置変更信号が入力されない場合は、通常の反転動作を行うようにインバータ500に駆動信号を出力する。一方、駆動信号生成部77は、反転位置変更部76から反転位置変更信号が入力されると、かかる信号に応答して、指定された方向(上又は下)におけるモータの反転位置を手前側に変更するように、インバータ500に駆動信号を出力する。 When the reversal position change signal is not input from the reversal position changer 76, the drive signal generator 77 outputs a drive signal to the inverter 500 so as to perform a normal reversal operation. On the other hand, when the reversing position change signal is input from the reversing position changing unit 76, the driving signal generating unit 77 shifts the reversing position of the motor in the specified direction (upward or downward) to the near side in response to this signal. A drive signal is output to the inverter 500 so as to change.

以下、図9を参照して、通常時モードおよび外乱磁束印加時モードにおける処理の流れについて説明する。図9は、本実施の形態における通常時モードおよび外乱磁束印加時モードにおける制御を説明するためのフローチャートである。なお、図9に示す一連の処理は、ワイパの動作1回毎に実行される。 Hereinafter, the flow of processing in the normal mode and the disturbance magnetic flux applied mode will be described with reference to FIG. 9 . FIG. 9 is a flow chart for explaining control in the normal mode and the disturbance magnetic flux applied mode in this embodiment. A series of processes shown in FIG. 9 are executed each time the wiper is operated.

ステップS1において、制御部70は、記憶部74または他のメモリ(図示せず)に格納された制御履歴を参照して、前回の動作モードが外乱磁束印加時モードであったか否かを判定する。 In step S1, the control unit 70 refers to the control history stored in the storage unit 74 or another memory (not shown) to determine whether or not the previous operation mode was the disturbance magnetic flux applied mode.

ここで、制御部70は、前回の動作モードが外乱磁束印加時モードではなかったと判定した場合(ステップS1、NO)、前回の動作モードは通常時モードだった又は履歴なしと判断して、通常時モードの処理を行うべく、ステップS2に移行する。 Here, if the control unit 70 determines that the previous operation mode was not the disturbance magnetic flux application time mode (step S1, NO), it determines that the previous operation mode was the normal mode or there is no history, and the normal In order to process the hour mode, the process proceeds to step S2.

一方、制御部70は、前回の動作モードが外乱磁束印加時モードであったと判定した場合(ステップS1、YES)、外乱磁束印加時モードの処理を行うべく、ステップS5に移行する。 On the other hand, when the control unit 70 determines that the previous operation mode was the disturbance magnetic flux applied mode (step S1, YES), the process proceeds to step S5 to perform the disturbance magnetic flux applied mode.

制御部70は、通常時モードのステップS2において、回転角度算出部71の算出結果すなわちモータ20の出力軸52bの回転角度が所定角度になったか否かを判定する。ここで、制御部70は、NOすなわち所定角度になっていないと判定した場合にはステップS2の判定を繰り返し行う。一方、制御部70は、所定角度になったと判定した場合(ステップS2、YES)、ステップS3に移行する。 In step S2 of the normal mode, the control unit 70 determines whether or not the calculation result of the rotation angle calculation unit 71, that is, the rotation angle of the output shaft 52b of the motor 20 has reached a predetermined angle. Here, if the controller 70 determines NO, ie, that the predetermined angle is not reached, it repeats the determination of step S2. On the other hand, when the controller 70 determines that the predetermined angle has been reached (step S2, YES), the process proceeds to step S3.

ここで、図10を参照して、「所定角度」について、より具体的に説明する。図10は、本実施の形態における通常時モードおよび外乱磁束印加時モードにおけるワイパの動作角の一例を示す図である。 Here, with reference to FIG. 10, the "predetermined angle" will be described more specifically. FIG. 10 is a diagram showing an example of the operating angles of the wiper in the normal mode and the disturbance magnetic flux applied mode in this embodiment.

図10に示す例では、「所定角度」は、出力軸52bおよびワイパ部材(以下、ワイパ等という)が正(上)方向に回転中の場合と逆(下)方向に回転中の場合とで異なった角度になる。この例の場合、図10に示すように、通常時モードでの下反転位置を0°とした場合、ワイパ等が正(上)方向に回転中の場合は下反転位置から45°をなす角度が「所定角度」(以下、第1角度という)となり、ワイパ等が逆(下)方向に回転中の場合は下反転位置から90°をなす角度が「所定角度」(以下、第2角度という)となる。 In the example shown in FIG. 10, the "predetermined angle" is used when the output shaft 52b and the wiper member (hereinafter referred to as the wiper, etc.) are rotating in the forward (upward) direction and in the reverse (downward) direction. different angles. In this example, as shown in FIG. 10, when the lower reversal position in the normal mode is 0°, when the wiper or the like is rotating in the positive (upward) direction, the angle forming 45° from the lower reversal position is the "predetermined angle" (hereinafter referred to as the first angle), and when the wiper, etc., is rotating in the reverse (downward) direction, the angle forming 90° from the lower reversal position is the "predetermined angle" (hereinafter referred to as the second angle). ).

言い換えると、制御部70は、ステップS2において、ワイパ等が正方向回転中かつ第1角度か、または逆方向回転中かつ第2角度か、を判定し、判定結果がYESの場合にステップS3に移行する。 In other words, in step S2, the control unit 70 determines whether the wiper or the like is rotating in the forward direction and at the first angle, or rotating in the reverse direction and at the second angle. Transition.

ステップS3において、制御部70は、ベクトル長誤差算出部75から出力されたベクトル長誤差が、第1閾値以内であるか否かを判定する。なお、第1閾値は、上述したベクトル長基準値余裕度Qに対応する値である。 In step S3, the controller 70 determines whether the vector length error output from the vector length error calculator 75 is within the first threshold. The first threshold is a value corresponding to the vector length reference value margin Q described above.

制御部70は、ベクトル長誤差算出部75から出力されたベクトル長誤差が第1閾値以内であると判定した場合(ステップS3、YES)、外乱なしと判断し、通常時モードの処理を続行すべく、ステップS4に移行する。そして、ステップS4において、制御部70は、通常の位置でワイパ等を反転させるように、駆動信号生成部77からインバータ500に駆動信号を出力し、ステップS2に戻って次のワイパ等の動作の制御を続行する。 If the control unit 70 determines that the vector length error output from the vector length error calculation unit 75 is within the first threshold value (step S3, YES), the control unit 70 determines that there is no disturbance, and continues the normal mode processing. Therefore, the process proceeds to step S4. Then, in step S4, the control unit 70 outputs a drive signal from the drive signal generation unit 77 to the inverter 500 so as to reverse the wipers and the like at the normal position, and returns to step S2 to start the next wiper operation. Continue control.

一方、制御部70は、ベクトル長誤差算出部75から出力されたベクトル長誤差が第1閾値以内ではない(第1閾値の範囲外である)と判定した場合(ステップS3、NO)、外乱ありと判断し、外乱磁束印加時モードの処理を行うべく、ステップS7に移行する。そして、ステップS7において、制御部70は、通常の位置よりも手前側(内側)の補正位置でワイパ等を反転させる制御を行う(この例では反転位置変更部76から駆動信号生成部77に反転位置変更信号を出力し、駆動信号生成部77からインバータ500に上述した駆動信号を出力する)。この後、制御部70は、外乱磁束印加時モードのステップS5に戻って、次のワイパ等の動作の制御を続行する。 On the other hand, when the control unit 70 determines that the vector length error output from the vector length error calculation unit 75 is not within the first threshold value (outside the range of the first threshold value) (step S3, NO), there is a disturbance. Then, the process proceeds to step S7 in order to perform the processing of the disturbance magnetic flux application time mode. Then, in step S7, the control unit 70 performs control to reverse the wiper or the like at a correction position on the front side (inner side) of the normal position (in this example, the reverse position changing unit 76 is reversed to the driving signal generation unit 77). A position change signal is output, and the drive signal described above is output from the drive signal generator 77 to the inverter 500). After that, the control unit 70 returns to step S5 in the disturbance magnetic flux application time mode, and continues controlling the operation of the next wiper or the like.

なお、通常の位置よりも手前側(内側)の補正位置の例としては、通常の反転位置よりも5°~10°程度内側の位置が挙げられる。より具体的な例としては、図10に示すように、下反転時の場合には基準位置(0°)に対して5°をなす位置(補正下反転位置)、上反転時の場合には通常の反転位置(通常上反転位置)が135°である場合には10°内側の、上記0°に対して125°をなす位置(補正上反転位置)が挙げられる。 An example of the correction position on the front side (inner side) of the normal position is a position about 5° to 10° inward of the normal reversal position. As a more specific example, as shown in FIG. 10, a position (corrected lower reversal position) forming 5° with respect to the reference position (0°) in the case of downward reversal, and If the normal reversal position (normal upper reversal position) is 135°, the position (corrected upper reversal position) forming 125° with respect to the above 0°, which is 10° inside, can be used.

外乱磁束印加時モードのステップS5において、制御部70は、回転角度算出部71の算出結果すなわちワイパ等の回転角度が所定角度になったか否かを判定する。ここで、制御部70は、NOすなわち所定角度になっていないと判定した場合にはステップS5の判定を繰り返し行う。一方、制御部70は、所定角度になったと判定した場合(ステップS5、YES)、ステップS6に移行する。 In step S5 of the disturbance magnetic flux application time mode, the control section 70 determines whether or not the calculation result of the rotation angle calculation section 71, that is, the rotation angle of the wiper or the like has reached a predetermined angle. Here, if the controller 70 determines NO, ie, that the predetermined angle is not reached, it repeats the determination of step S5. On the other hand, when determining that the predetermined angle has been reached (step S5, YES), the control unit 70 proceeds to step S6.

ここで、「所定角度」は、上述した通常時モードでの所定角度と同一の角度である。すなわち、制御部70は、ステップS5において、ワイパ等が正方向回転中かつ第1角度か、または逆方向回転中かつ第2角度か、を判定し、判定結果がYESの場合にステップS6に移行する。 Here, the "predetermined angle" is the same angle as the predetermined angle in the normal mode described above. That is, in step S5, the control unit 70 determines whether the wiper or the like is rotating in the forward direction and at the first angle, or rotating in the reverse direction and at the second angle. If the determination result is YES, the process proceeds to step S6. do.

ステップS6において、制御部70は、ベクトル長誤差算出部75から出力されたベクトル長誤差が、第2閾値以内であるか否かを判定する。 In step S6, the controller 70 determines whether the vector length error output from the vector length error calculator 75 is within the second threshold.

なお、第2閾値は、上述したベクトル長基準値余裕度Rに対応する値であり、通常時モードにおけるベクトル長基準値余裕度Qよりも狭い(より厳しい)値、すなわちQ>Rの関係を有する。言い換えると、外乱磁束印加時モードから通常時モードに移行する基準を厳格にする(通常時モードに戻り難くする)ことにより、ワイパ等の動作が継続されやすくなる。 The second threshold is a value corresponding to the vector length reference value margin R described above, and is a narrower (stricter) value than the vector length reference value margin Q in the normal mode, that is, the relationship Q>R. have. In other words, by making the criteria for transition from the disturbance magnetic flux applied mode to the normal mode stricter (making it difficult to return to the normal mode), the operation of the wipers and the like is likely to be continued.

制御部70は、ベクトル長誤差算出部75から出力されたベクトル長誤差が第2閾値以内であると判定した場合(ステップS6、YES)、外乱なしと判断し、通常時モードの処理を行うべく、上述したステップS4の処理(通常位置での反転の処理)を経て、上述したステップS2の処理に戻る。 If the control unit 70 determines that the vector length error output from the vector length error calculation unit 75 is within the second threshold value (step S6, YES), the control unit 70 determines that there is no disturbance, and performs normal mode processing. , through the processing of step S4 described above (reversal processing at the normal position), and then returns to the processing of step S2 described above.

一方、制御部70は、ベクトル長誤差算出部75から出力されたベクトル長誤差が第2閾値以内ではない(第2閾値の範囲外である)と判定した場合(ステップS6、NO)、外乱ありと判断し、外乱磁束印加時モードの処理を続行すべく、ステップS7に移行する。 On the other hand, if the control unit 70 determines that the vector length error output from the vector length error calculation unit 75 is not within the second threshold value (outside the range of the second threshold value) (step S6, NO), there is a disturbance. Then, the process proceeds to step S7 in order to continue the process of the disturbance magnetic flux applied mode.

上述したように、ステップS7において、制御部70は、通常の位置よりも手前側(内側)の補正位置でワイパ等を反転させる制御を行う(この例では反転位置変更部76から駆動信号生成部77に反転位置変更信号を出力し、駆動信号生成部77からインバータ500に上述した駆動信号を出力する)。この後、制御部70は、外乱磁束印加時モードのステップS5に戻って、次のワイパ等の動作の制御を続行する。 As described above, in step S7, the control unit 70 performs control to reverse the wiper or the like at a correction position closer to the front side (inner side) than the normal position (in this example, the reverse position changing unit 76 to the drive signal generating unit 77, and outputs the above-described drive signal from the drive signal generator 77 to the inverter 500). After that, the control unit 70 returns to step S5 in the disturbance magnetic flux application time mode, and continues controlling the operation of the next wiper or the like.

上述のような制御を行う本実施の形態の構成によれば、車両10のボディ又はピラーへの干渉の可能性がある上又は下の反転位置における誤差を所定角度(この例では90°)手前の角度にて事前に予測して対処することができる。言い換えると、本実施の形態の構成によれば、ワイパ部材15の干渉が発生する前に、外乱磁束による角度異常判定(異常予測)を行って、外乱磁束による誤差を考慮したモータ20およびワイパ部材15の動作を行うことで、車両10のボディ又はピラーへの干渉を起こさない制御が可能となる。 According to the configuration of the present embodiment that performs control as described above, the error in the upper or lower reversal position, which may interfere with the body or pillar of the vehicle 10, is reduced by a predetermined angle (90° in this example). It is possible to predict and deal with the angle in advance. In other words, according to the configuration of the present embodiment, angle abnormality determination (abnormality prediction) due to disturbance magnetic flux is performed before the interference of the wiper member 15 occurs, and the motor 20 and the wiper member are adjusted in consideration of the error due to the disturbance magnetic flux. By performing the operation of 15, control that does not interfere with the body or pillars of the vehicle 10 becomes possible.

<ワイパ等の角度の予測点についての代替例>
ワイパ等の角度の予測点の設定に関し、上述した例では、ワイパ等の動作1回につき1個の予測点を設定したが、他にも種々の方法が考えられる。例えば、ワイパ等の動作1回につき「一定角度」毎にベクトル長を計算し、該計算値を基準値と比較し、当該角度に対するベクトル長誤差の変化から、上下反転位置の角度予測を行う方法である。この方法によれば、ベクトル長を計算する「一定角度」の値を小さく設定するほど、1回のワイパ等の動作におけるベクトル長誤差の値が多く得られるため、予測ひいては反転位置の補正の精度が向上することが期待できる。
<Alternative example of angle prediction points for wipers, etc.>
Regarding the setting of the angle prediction point of the wiper, etc., in the above example, one prediction point is set for each operation of the wiper, etc., but various other methods are conceivable. For example, a method of calculating the vector length for each "fixed angle" per operation of the wiper, etc., comparing the calculated value with a reference value, and predicting the angle of the vertical reversal position from the change in the vector length error for the angle. is. According to this method, the smaller the value of the "constant angle" for calculating the vector length is set, the larger the vector length error value obtained in one operation of the wiper or the like. can be expected to improve.

上述した例では、外乱磁束が印加されたと判断された場合にワイパ等の上下反転位置を外乱磁束印加時モードに切り替えているが、他にも、以下の(1)~(4)に挙げるような種々の制御方法が考えられる。 In the above example, when it is determined that a disturbance magnetic flux has been applied, the upside-down position of the wiper or the like is switched to the disturbance magnetic flux applied mode. Various control methods are conceivable.

(1)上述したX,Y値を上記の「一定角度」毎に取得し、ベクトル長基準値との変化量を計算し、外乱磁束の方向を特定し、arctan(X/Y)から算出された角度に補正を行うようにしてもよい。この方法によれば、同様に「一定角度」の値を小さく設定するほど、1回のワイパ等の動作におけるベクトル長基準値との変化量の値が多く得られるため、外乱磁束の方向を特定しやすくなり、反転位置の補正の精度が向上することが期待できる。 (1) Acquire the above-mentioned X and Y values for each "constant angle", calculate the amount of change from the vector length reference value, specify the direction of the disturbance magnetic flux, and calculate from arctan (X / Y) The angle may be corrected. According to this method, similarly, the smaller the value of the "fixed angle" is set, the larger the value of the amount of change from the vector length reference value in one wiper operation, etc. can be obtained, so the direction of the disturbance magnetic flux can be specified. It can be expected that the accuracy of the correction of the reverse position will be improved.

(2)上下反転位置ワイパ角度予測点にて計算したベクトル長基準値との誤差より、上下反転位置の誤差を予測し、反転角度を決定するようにしてもよい。この方法は、例えば上述した外乱磁束印加時モードにおいて、反転位置が通常位置よりも手前に変更された段階で実行することにより、反転位置をより適切な位置に修正することが期待できる。 (2) The error in the vertical inversion position may be predicted from the error from the vector length reference value calculated at the vertical inversion position wiper angle prediction point, and the inversion angle may be determined. This method can be expected to correct the reversal position to a more appropriate position by executing this method at a stage where the reversal position has been changed before the normal position, for example, in the disturbance magnetic flux application time mode described above.

(3)モータ20の出力軸52bの回転角度の検出に代えて、ロータ33の回転角度を検出するために設けられたMRセンサ(図2で上述した3つの回転軸センサ65a,65b,65c)の数値をカウントする制御に切り替えるようにしてもよい。 (3) MR sensors (the three rotary shaft sensors 65a, 65b, and 65c described above with reference to FIG. 2) provided to detect the rotation angle of the rotor 33 instead of detecting the rotation angle of the output shaft 52b of the motor 20; You may make it switch to control which counts the numerical value of .

(4)上述したX,Y値を上記の「一定角度」毎に取得し、ベクトル長基準値との誤差最大量を、外乱磁束印加時において角度変化がない基準角度であると認識し(みなし)、ブラシレスモータのロータ回転角度検出用に設けられたMRセンサの数値をカウントし、基準角度より上下反転位置を算出してもよい。 (4) The above-described X and Y values are obtained for each "constant angle", and the maximum amount of error from the vector length reference value is recognized as the reference angle that does not change when the disturbance magnetic flux is applied (deemed ), the numerical value of the MR sensor provided for detecting the rotor rotation angle of the brushless motor may be counted, and the upside down position may be calculated from the reference angle.

以上、詳細に説明したように、本実施の形態に係るモータアセンブリ(本開示のモータ)は、2つの反転位置の間で正逆回転する回転軸(出力軸52bまたは回転軸33b、以下同じ)と、回転軸の回転角度に応じてアナログ信号を出力する回転軸センサ65と、上記のアナログ信号から回転軸の回転角度を算出する回転角度算出部71と、上記のアナログ信号から回転軸の回転方向を算出する回転方向算出部72と、上記のアナログ信号のベクトル長を算出するベクトル長算出部73と、外部装置により測定された回転軸の実際の回転角度と、外乱の無い状態におけるベクトル長である理想ベクトル長とを予め記憶した記憶部74と、回転軸の回転角度が反転位置よりも手前の規定位置に対応する角度のときの、ベクトル長と理想ベクトル長との誤差であるベクトル長誤差を算出するベクトル長誤差算出部75と、ベクトル長誤差が閾値の範囲外である場合、反転位置を変更する反転位置変更部76と、を備える。 As described in detail above, the motor assembly (motor of the present disclosure) according to the present embodiment has a rotating shaft (output shaft 52b or rotating shaft 33b, hereinafter the same) that rotates forward and backward between two reverse positions. , a rotary shaft sensor 65 that outputs an analog signal according to the rotation angle of the rotary shaft, a rotation angle calculator 71 that calculates the rotation angle of the rotary shaft from the analog signal, and the rotation of the rotary shaft from the analog signal. A rotation direction calculation unit 72 that calculates the direction, a vector length calculation unit 73 that calculates the vector length of the analog signal, the actual rotation angle of the rotation shaft measured by an external device, and the vector length in the state without disturbance. and the vector length, which is the error between the vector length and the ideal vector length when the rotation angle of the rotating shaft is the angle corresponding to the specified position before the reversal position. A vector length error calculator 75 for calculating an error and an inversion position changer 76 for changing the inversion position when the vector length error is outside the range of the threshold are provided.

上記構成を備えるモータアセンブリによれば、外乱磁束が印加された場合にモータ回転角を挟角とする、すなわち通常の反転位置の手前にずらすように変更することができ、よってロータ33ひいては出力軸52bおよびワイパ部材15が過剰に回転してしまう問題を防止することができる。 According to the motor assembly having the above configuration, when a disturbance magnetic flux is applied, the motor rotation angle can be changed to a narrow angle, that is, to be shifted before the normal reversal position, so that the rotor 33 and the output shaft The problem of excessive rotation of 52b and wiper member 15 can be prevented.

また、反転位置変更部76は、反転位置を通常位置の手前にずらすように変更した後、ベクトル長誤差算出部75により算出された前記ベクトル長誤差が、前記閾値よりも小さい第2の閾値の範囲外であるか否かを判定し、第2の閾値の範囲外であると判定した場合、反転位置を前記通常位置の手前にずらす制御を続行し、第2の閾値の範囲外でないと判定した場合、反転位置を前記通常位置に戻す制御を行う。 In addition, the reversing position changing unit 76 shifts the reversing position to the front of the normal position. It is determined whether or not it is outside the range, and if it is determined that it is outside the range of the second threshold, the control of shifting the reverse position to the front of the normal position is continued, and it is determined that it is not outside the range of the second threshold. If so, control is performed to return the reverse position to the normal position.

上記の制御を行うことにより、反転位置が頻繁に変更されるのを防ぎ、ロータ33ひいては出力軸52bおよびワイパ部材15の挙動を安定させることができる。 By performing the above control, it is possible to prevent the reversal position from being changed frequently, and stabilize the behavior of the rotor 33, the output shaft 52b, and the wiper member 15. FIG.

また、上記の構成を、ワイパ部材15を駆動するためのワイパモータに適用することにより、ロータ33の過剰な回転の抑制を通じて、ワイパ装置の払拭範囲を、車両等に干渉しない位置に変更(補正)することができる。さらには、払拭位置の変更(補正)後にベクトル長誤差が第2の閾値の範囲内にある場合に通常動作に戻すことにより、払拭範囲を例えばピラーの近くまで拡大することができる。 Further, by applying the above configuration to the wiper motor for driving the wiper member 15, excessive rotation of the rotor 33 is suppressed, and the wiping range of the wiper device is changed (corrected) to a position that does not interfere with the vehicle or the like. can do. Furthermore, by returning to normal operation when the vector length error is within the range of the second threshold after the wiping position is changed (corrected), the wiping range can be expanded, for example, to the vicinity of the pillar.

また、上述した実施の形態に係るモータおよびモータ制御方法によれば、ワイパの反転位置精度のばらつきが製品間でなくなり、ひいては製造時における不良品の発生が抑えられるので、全体的にエネルギーの消費を抑えることができる。よって、国連が主導する持続可能な開発目標(SDGs)において、特に目標7(手ごろで信頼でき、持続可能かつ近代的なエネルギーへのアクセスを確保する)および目標13(気候変動とその影響に立ち向かうため、緊急対策を取る)に貢献することが可能となる。 In addition, according to the motor and the motor control method according to the above-described embodiments, the variation in the accuracy of the wiper reversing position is eliminated between products, and the occurrence of defective products at the time of manufacturing can be suppressed. can be suppressed. Therefore, the Sustainable Development Goals (SDGs) led by the United Nations include in particular Goal 7 (Ensure access to affordable, reliable, sustainable and modern energy) and Goal 13 (Combat climate change and its impacts). Therefore, it will be possible to contribute to the implementation of emergency measures.

なお、上述した実施の形態や変形例は、本発明を適用した具体例の一部を述べたにすぎず、他にも様々な形態で実現可能である。 It should be noted that the above-described embodiments and modifications are only part of specific examples to which the present invention is applied, and can be implemented in various other forms.

10:車両,11:フロントガラス,12:ワイパ装置,15:ワイパ部材,20,20A:モータ,33:ロータ,33b:回転軸,52b:出力軸(回転軸),65:回転軸センサ,70:制御部,71:回転角度算出部,72:回転方向算出部,73:ベクトル長算出部,74:記憶部,75:ベクトル長誤差算出部,76:反転位置変更部,77:駆動信号生成部,500:インバータ,AE:角度誤差,BE:ベクトル長誤差, EM:外乱磁束 10: vehicle, 11: windshield, 12: wiper device, 15: wiper member, 20, 20A: motor, 33: rotor, 33b: rotating shaft, 52b: output shaft (rotating shaft), 65: rotating shaft sensor, 70 : control unit 71: rotation angle calculation unit 72: rotation direction calculation unit 73: vector length calculation unit 74: storage unit 75: vector length error calculation unit 76: reversal position change unit 77: drive signal generation Part, 500: Inverter, AE: Angle error, BE: Vector length error, EM: Disturbance magnetic flux

Claims (6)

2つの反転位置の間で正逆回転する回転軸と、
前記回転軸の回転角度に応じてアナログ信号を出力する回転軸センサと、
前記アナログ信号から前記回転軸の回転角度を算出する回転角度算出部と、
前記アナログ信号から前記回転軸の回転方向を算出する回転方向算出部と、
前記アナログ信号のベクトル長を算出するベクトル長算出部と、
外部装置により測定された前記回転軸の実際の回転角度と、外乱の無い状態における前記ベクトル長である理想ベクトル長とを予め記憶した記憶部と、
前記回転軸の回転角度が前記反転位置よりも手前の規定位置に対応する角度のときの、前記ベクトル長と前記理想ベクトル長との誤差であるベクトル長誤差を算出するベクトル長誤差算出部と、
前記ベクトル長誤差が閾値の範囲外である場合、前記反転位置を変更する反転位置変更部と、を備える、
モータユニット。
a rotating shaft that rotates forward and backward between two reversing positions;
a rotating shaft sensor that outputs an analog signal according to the rotation angle of the rotating shaft;
a rotation angle calculation unit that calculates the rotation angle of the rotation shaft from the analog signal;
a rotation direction calculation unit that calculates the rotation direction of the rotation shaft from the analog signal;
a vector length calculator that calculates the vector length of the analog signal;
a storage unit that stores in advance the actual rotation angle of the rotation shaft measured by an external device and the ideal vector length that is the vector length in a state without disturbance;
a vector length error calculation unit for calculating a vector length error, which is an error between the vector length and the ideal vector length, when the rotation angle of the rotating shaft is an angle corresponding to a specified position before the reversal position;
a reversal position changing unit that changes the reversal position when the vector length error is outside the threshold range;
motor unit.
前記反転位置変更部は、前記ベクトル長誤差が閾値の範囲外である場合、前記反転位置を通常位置の手前にずらすように変更する、
請求項1に記載のモータユニット。
When the vector length error is out of the threshold range, the reversal position change unit changes the reversal position so as to shift it before the normal position.
The motor unit according to claim 1.
前記規定位置は前記反転位置から90°手前の位置であり、
前記ベクトル長誤差算出部は、前記回転角度算出部、前記回転方向算出部、および前記ベクトル長算出部の各々の算出結果に基づき、前記回転軸の回転角度が前記反転位置より90°手前の位置のときの、前記ベクトル長誤差を算出する、
請求項1または請求項2に記載のモータユニット。
The prescribed position is a position 90° before the reversal position,
The vector length error calculator determines a position where the rotation angle of the rotary shaft is 90 degrees before the reverse position based on the calculation results of the rotation angle calculator, the rotation direction calculator, and the vector length calculator. calculating the vector length error when
The motor unit according to claim 1 or 2.
前記反転位置変更部は、前記反転位置を前記通常位置の手前にずらすように変更した後、
ベクトル長誤差算出部により算出された前記ベクトル長誤差が、前記閾値よりも小さい第2の閾値の範囲外であるか否かを判定し、
第2の閾値の範囲外であると判定した場合、前記反転位置を前記通常位置の手前にずらす制御を続行し、
第2の閾値の範囲外でないと判定した場合、前記反転位置を前記通常位置に戻す制御を行う、
請求項2に記載のモータユニット。
After changing the reversing position so as to shift the reversing position to the front of the normal position,
determining whether the vector length error calculated by the vector length error calculating unit is outside the range of a second threshold smaller than the threshold;
If it is determined to be out of the range of the second threshold, continuing the control of shifting the reverse position to the front of the normal position,
If it is determined that it is not out of the range of the second threshold, perform control to return the reverse position to the normal position;
The motor unit according to claim 2.
前記モータユニットは、ワイパ部材を駆動するためのワイパモータを備える、
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のモータユニット。
wherein the motor unit comprises a wiper motor for driving the wiper member;
The motor unit according to any one of claims 1 to 4.
2つの反転位置の間で正逆回転する回転軸を備えるモータの動作を制御する方法であって、
前記回転軸の回転角度に応じてアナログ信号を出力し、
前記アナログ信号から前記回転軸の回転角度を算出し、
前記アナログ信号から前記回転軸の回転方向を算出し、
前記アナログ信号のベクトル長を算出し、
外部装置により測定された前記回転軸の実際の回転角度と、外乱の無い状態における前記ベクトル長である理想ベクトル長とを予め記憶し、
前記回転軸の回転角度が前記反転位置よりも手前の規定位置に対応する角度のときの、前記ベクトル長と前記理想ベクトル長との誤差であるベクトル長誤差を算出し、
前記ベクトル長誤差が閾値の範囲外である場合、前記反転位置を変更する、
モータ制御方法。
A method for controlling the operation of a motor having a rotating shaft that reciprocally rotates between two reversal positions, comprising:
outputting an analog signal according to the rotation angle of the rotating shaft;
calculating the rotation angle of the rotating shaft from the analog signal;
calculating the direction of rotation of the rotating shaft from the analog signal;
calculating the vector length of the analog signal;
storing in advance the actual rotation angle of the rotation shaft measured by an external device and the ideal vector length, which is the vector length in a state without disturbance;
calculating a vector length error, which is an error between the vector length and the ideal vector length when the rotation angle of the rotating shaft is an angle corresponding to a specified position before the reversal position;
changing the reversal position if the vector length error is outside a threshold;
motor control method.
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