JP3484001B2 - モータ制御装置 - Google Patents

モータ制御装置

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JP3484001B2
JP3484001B2 JP27508395A JP27508395A JP3484001B2 JP 3484001 B2 JP3484001 B2 JP 3484001B2 JP 27508395 A JP27508395 A JP 27508395A JP 27508395 A JP27508395 A JP 27508395A JP 3484001 B2 JP3484001 B2 JP 3484001B2
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宏紀 山口
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務 万木
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【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、モータ制御装置に
関し、特に自動車のパワーウインドウ、サンルーフ、パ
ワーシート等を駆動するモータの制御装置に関する。 【0002】 【従来の技術】パワーウインドウ等で駆動される対象と
なるもの、すなわち窓ガラスや屋根等の位置を検出する
ために、モータの回転軸やギヤシャフトにブラシ式のパ
ルサやホール素子を設け、モータの回転数をカウントす
るようにしたモータ制御装置、あるいはパルサ等を設け
ずにモータの駆動電流に含まれる脈動成分を検出し、該
検出した脈動成分を波形整形してパルス信号を得、該パ
ルス信号をカウントすることによってモータの回転位置
検出するようにしたモータ制御装置が、従来より知ら
れている(例えば特開平6−173526号公報)。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のモータ制御装置のうち前者は、部品点数が多くコス
トが高いという問題がある。また後者は、モータへ駆動
電流を供給している間しか回転を検出できないため、例
えばパワーウインドウの場合、特にウインドウの下降時
にはガラスの重量の影響で作動中にモータへの電流供給
を停止しても、モータが空走して検出位置(停止位置)
がずれるという問題があった。 【0004】またこのずれ量は、電源電圧、モータ温
度、モータあるいはバッテリの劣化度合により変化する
だけでなく、窓ガラス等の濡れ、乾きといったフリクシ
ョンの変化に大きく影響され、学習等による補正が困難
である。 【0005】本発明は上述した点に鑑みなされたもので
あり、モータの空走を考慮した正確な停止位置検出を可
能とするモータ制御装置を提供することを目的とする。 【0006】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、直流モータを駆動制御するモータ制御装置に
おいて、前記モータを流れる電流に含まれる脈動成分を
検出する電流検出手段と、該電流検出手段によって検出
された脈動成分をフィルタリングする特性調整可能なフ
ィルタ手段と、該フィルタ手段から出力された脈動成分
を波形整形してパルス信号に変換し、該パルス信号をカ
ウントすることにより前記モータの回転位置を検出する
演算手段と、前記モータの駆動信号のオンオフを検出す
るオンオフ検出手段と、該オンオフ検出手段の検出結果
に基づき、前記駆動信号が前記モータの駆動を停止させ
るオフであるとき、前記フィルタ手段における通過周波
数帯域を、前記駆動信号が前記モータを駆動させるオン
であるときの前記フィルタ手段における通過周波数帯域
よりも低周波側に切り替えるフィルタ特性変更手段と、
前記駆動信号をオフしたとき前記モータ及び前記電流検
出手段にフライホイール電流が流れるように回路構成を
行うスイッチ手段とを備えることを特徴とする。 【0007】本発明によれば、モータの駆動信号をオフ
したとき流れるフライホイール電流が検出されるととも
に、駆動信号のオンオフに応じてフィルタ手段の濾波特
が変更される。 【0008】 【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。 【0009】図1は本発明の実施の一形態にかかる自動
車のパワーウインドウ用直流モータ及びその制御装置の
構成を示す図である。 【0010】同図においてバッテリ1の負極はアースに
接続され、正極はフューズ2を介して電源ライン3に接
続されている。電源ライン3は、制御回路4、上昇スイ
ッチ5及び下降2スイッチ6の一方の端子、リレー7、
8のコイル7a,8aの一方の端子及びリレー7、8の
端子ハに接続されている。 【0011】上昇スイッチ5は、窓ガラス(図示せず)
を上昇させるためのオンオフスイッチであり、下降スイ
ッチ6は窓ガラスを下降させるためのオンオフスイッチ
であり、これらのスイッチの他方の端子は制御回路4に
接続されている。 【0012】リレー7、8の端子ロはアースに接続さ
れ、リレー7の端子イはモータ9の一方の端子9aに接
続され、リレー8の端子イは電流検出抵抗10を介して
モータ9の他方の端子9bに接続されている。コイル7
a,8aの他方の端子は制御回路4に接続されており、
制御回路4によりコイル7a,8aの通電制御が行われ
る。コイル7a,8aが通電されていないときは、図示
のように端子イとロが接続され、コイル7a,8aが通
電されているときは、端子イとハが接続されるように構
成されている。モータ9の他方の端子9bとアースの間
にはコンデンサ11と抵抗12の直列回路が接続され、
コンデンサ11と抵抗12の接続点が増幅回路13の入
力側に接続されている。 【0013】増幅回路13は、演算増幅器131と、抵
抗132、133及びツェナーダイオード134からな
る反転増幅器であり、増幅回路13の出力側は、比較回
路14に接続されている。比較回路14は、比較器14
1及び抵抗142〜145からなり、その出力は、入力
信号レベルが所定レベルを越えると低レベルとなり、所
定レベルより低いときは高レベルとなる。増幅回路13
及び比較回路14の電源電圧VBは、図示しない電源回
路で安定化された電圧が供給されている。 【0014】比較回路14の出力側は、ノイズ除去用の
バンドパスフィルタ15を介して制御回路4に接続され
ている。バンドパスフィルタ15は、制御回路4からの
制御信号によりその濾波特性を切り換えることができる
ように構成されている。 【0015】制御回路4にはさらに、運転者が例えば換
気のためにわずかに窓を開けた状態(以下「微量窓開状
態」という)とすることを指示するための微量窓開スイ
ッチ(自己復帰型スイッチ)16が接続されている。こ
のスイッチ16がオンされると、制御回路4はそのとき
の窓位置に拘わらず微量窓開状態となるようにモータ9
を駆動制御する。 【0016】制御回路4は、例えば中央演算装置(CP
U)、CPUが実行するプログラムを記憶するROM
(リードオンリメモリ)、CPUが演算に使用するRA
M(ランダムアクセスメモリ)、入力信号に対して波形
整形を行う波形整形回路を含む入出力回路等から構成さ
れる。 【0017】以上のように構成される制御装置の動作を
説明する。 【0018】図示のように上昇スイッチ5及び下降スイ
ッチ6が共にオフのときは、リレー7、8は端子イとロ
が接続されており、モータに駆動電流は供給されない。 【0019】次に上昇スイッチ5がオンされると、リレ
ー7のコイル7aに電流が供給され、端子イとハが接続
される。これにより、モータ9に端子9aから9bに向
かって流れる駆動電流供給され、モータ9が回転して
窓ガラスを上昇させる。このとき駆動電流にはモータ整
流子に起因する脈動成分が含まれる。 【0020】この状態で上昇スイッチ5がオフされる
と、リレー7は端子イとロが接続された状態に戻る。こ
のとき、リレー7、モータ9、抵抗10及びリレー8に
より閉回路が形成されるので、フライホイール電流が流
れる。 【0021】一方、図示の状態で下降スイッチ6がオン
されると、リレー8のコイル8aに電流が供給され、端
子イとハが接続される。これにより、モータ9に端子9
bから9aに向かって流れる脈動成分を含む駆動電流
供給され、モータ9が上昇スイッチオン時と逆に回転し
て窓ガラスを下降させる。この状態で、下降スイッチ6
がオフされると、上昇スイッチオフ時と同様にフライホ
イール電流が流れる。 【0022】図2は増幅回路13の出力波形の一例を示
す図であり、下降スイッチ6がオンされた状態から該ス
イッチ6をオフした(時刻t0)ときの波形である。す
なわち、モータ9に駆動電流を供給しているときは、時
刻t0より前に示すように、モータ9の回転に応じた電
流波形(例えば1回転に8パルス分の脈動成分)が得ら
れるので、制御回路4はこれに対応するパルスをカウン
トして位置検出を行う。スイッチ6をオフした時刻t0
より後はフライホイール電流が流れ、図示のようなパル
ス信号が得られるので、制御回路4は、このフライホイ
ール電流のパルスをカウントすることにより、空走によ
る位置ずれを考慮した正確な停止位置を検出することが
できる。 【0023】またフライホイール電流によって得られる
信号の周波数成分は、図2に示すように駆動電流の脈動
成分から得られる周波数成分と異なる(低周波側にシフ
トする)ので、制御回路4は、スイッチ6がオフされた
時点で、バンドパスフィルタ15の特性を低周波側に変
更する。これにより、ノイズ成分が適切に除去され、フ
ライホイール電流及び駆動電流の脈動成分による位置検
出をより正確に行うことができる。 【0024】なお、フライホイール電流によって得られ
る信号のレベルは、図2に示すように駆動電流から得ら
れる信号より大きいので、増幅回路13の出力を直接バ
ンドパスフィルタ15に入力する(比較回路14削除す
る)構成とし、スイッチ6がオフされた時点で、バンド
パスフィルタ出力を波形整形する回路のスレッショルド
レベルをより大きな値に変更するようにしてもよい。こ
れにより、フライホイール電流及び駆動電流によって得
られるパルス信号の波形整形が適切に行われ、位置検出
をより正確に行うことができる。 【0025】なお、上昇スイッチ5をオンからオフに切
り換えたときの動作も上記と同様である。 【0026】また、上昇スイッチ5又は下降スイッチ6
のオン中に、異物が挟まる等の原因で窓ガラスが停止し
たときには、図2の時刻t0以後と同様に入力されるパ
ルス信号の周期が長くなるので、制御回路4は、そのよ
うな状態が検出された場合には直ちにモータ9への電流
供給を停止し、逆転動作に入る。 【0027】次に微量窓開スイッチ16がオンされたと
きの動作を説明する。 【0028】微量窓開状態への移行は、スイッチ16が
タップ操作(微小時間オンする操作)されたときの窓位
置に応じて、微量窓開状態の窓位置まで窓ガラスが移動
するように、モータ9の駆動時間及び駆動方向を演算
し、該演算の結果にしたがってモータ9を駆動する。例
えば窓位置が全閉のときは、所定量、例えば40mm下
降方向にモータ9を駆動する。窓位置が中間位置(半開
状態)にあるときは、オンされた時間に応じてモータが
作動する通常の動作となる。この場合、スイッチ16が
オンされたときの窓位置を正確に検出していないと、正
確に微量窓開状態とすることができないが、本実施の形
態では、上述したように窓ガラスの停止位置を正確に検
出することができるので、微量窓開状態への移行も正確
に行うことができる。また、窓の開閉状態を常に正確に
判定できるため、アラームなどで窓の締め忘れを警告し
たり、イグニッションスイッチと連動して自動で開閉す
ることもできる。 【0029】なお、制御回路4は、検出したモータ電流
パルスに基づいてモータの回転速度及び加速度を検出す
るようにしてもよい。 【0030】さらに、本発明は上述した実施の形態に限
られるものでなく、サンルーフやパワーシート駆動用の
モータ制御装置にも適用してもよい。 【0031】また、本実施の形態に示すようなバンドパ
スフィルタ等を用いず、電流波形信号を制御回路のA/
Dポートへ直接入力し、スレッショルドレベルやフィル
タ特性をソフトウェアで切り換えるように構成してもよ
い。 【0032】 【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、モ
ータの駆動信号をオフしたとき流れるフライホイール電
流が検出されるとともに、駆動信号のオンオフに応じて
フィルタ手段の濾波特性が変更されるので、検出したフ
ライホイール電流に基づいて、モータの停止位置を正確
に検出することができる。その結果、例えば微量窓開状
態のような所定窓位置への移行をより正確に行うことが
可能となる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の実施の一形態にかかる自動車のパワー
ウインドウ用直流モータ及びその制御装置の構成を示す
図である。 【図2】モータ電流波形の一例を示す図である。 【符号の説明】 4 制御回路 5 上昇スイッチ 6 下降スイッチ 7、8 リレー 9 直流モータ 10 電流検出抵抗 13 増幅回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 京谷 義美 埼玉県鶴ケ島市太田ヶ谷1000番地 東洋 電装株式会社鶴ケ島工場内 (72)発明者 万木 務 埼玉県鶴ケ島市太田ヶ谷1000番地 東洋 電装株式会社鶴ケ島工場内 (56)参考文献 特開 平6−173526(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02P 3/08 H02P 5/00 H02P 7/06

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 直流モータを駆動制御するモータ制御装
    置において、 前記モータを流れる電流に含まれる脈動成分を検出する
    電流検出手段と、 該電流検出手段によって検出された脈動成分をフィルタ
    リングする特性調整可能なフィルタ手段と、 該フィルタ手段から出力された脈動成分を波形整形して
    パルス信号に変換し、該パルス信号をカウントすること
    により前記モータの回転位置を検出する演算手段と、 前記モータの駆動信号のオンオフを検出するオンオフ検
    出手段と、該オンオフ検出手段の検出結果に基づき、前記駆動信号
    が前記モータの駆動を停止させるオフであるとき、前記
    フィルタ手段における通過周波数帯域を、前記駆動信号
    が前記モータを駆動させるオンであるときの前記フィル
    タ手段における通過周波数帯域よりも低周波側に 切り替
    えるフィルタ特性変更手段と、 前記駆動信号をオフしたとき前記モータ及び前記電流検
    出手段にフライホイール電流が流れるように回路構成を
    行うスイッチ手段とを備えることを特徴とするモータ制
    御装置。
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DE102017208983A1 (de) * 2017-05-29 2018-11-29 Continental Automotive Gmbh Kraftfahrzeug mit zumindest einer Fahrzeugseite, an welcher jeweils eine Vordertür und eine Hintertür bereitgestellt sind, sowie Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Motors in einer jeweiligen Hintertür der zumindest einen Fahrzeugseite
JP6922685B2 (ja) * 2017-11-20 2021-08-18 株式会社アイシン 直流モータの過回転検出装置および車両

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