JP5628724B2 - モータ制御装置 - Google Patents
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Description
11)の作動停止後に制御部(CPU2)がパルス周期を算出する。しかし、モータの作動停止後ではモータ(11)の電流が遮断されているから、モータ(11)のパルス周期を算出することができない。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、モータの電流遮断時を正確に検出するとともに、モータの電流遮断後でもモータ電流遮断前のパルス周期に基づいてモータの電流遮断時からモータの停止時までのパルス数を推定できるようにすることである。
モータ制御装置が、駆動されると電流信号に周期的なリプルを発生させるモータと、前記モータの前記電流信号からリプル成分を抽出して、そのリプル成分をパルス化したパルス信号を出力する抽出回路と、前記モータの電圧を検出する電圧検出部と、前記パルス信号を入力するとともに、前記モータを制御する制御部と、を備え、前記制御部が、前記パルス信号のパルスごとに前記パルス信号のパルス周期を計時して、計時したパルス周期を順次記憶する第一処理と、前記モータの電流を遮断する第二処理と、前記第二処理後に前記電圧検出部によって検出された電圧に基づいて前記モータの電流遮断を検出したら、前記第一処理で記憶したパルス周期のうち前記モータの電流遮断の検出直前の一パルス分又は複数パルス分のパルス周期に基づいて前記モータの電流遮断の検出時から前記モータの停止時までの推定パルス数を算出する第三処理と、を実行する。
モータ制御装置が、駆動されると電流信号に周期的なリプルを発生させるモータと、前記モータの前記電流信号からリプル成分を抽出して、そのリプル成分をパルス化したパルス信号を出力する抽出回路と、前記モータの電流を検出する電流検出部と、前記パルス信号を入力するとともに、前記モータを制御する制御部と、を備え、前記制御部が、前記パルス信号のパルスごとに前記パルス信号のパルス周期を計時して、計時したパルス周期を順次記憶する第一処理と、前記モータの電流を遮断する第二処理と、前記第二処理後に前記電流検出部によって検出された電流に基づいて前記モータの電流遮断を検出したら、前記第一処理で記憶したパルス周期のうち前記モータの電流遮断の検出直前の一パルス分又は複数パルス分のパルス周期に基づいて前記モータの電流遮断の検出時から前記モータの停止時までの推定パルス数を算出する第三処理と、を実行する。
前記モータ制御装置が、第一入力値及び第二入力値と出力値との関係を表した第一補正マップと、第一入力値及び第二入力値と出力値との関係を表した第二補正マップとを記憶した記憶部と、温度を検出する温度センサと、を更に備え、前記制御部が、前記パルス信号のパルスごとに前記温度センサによって検出された温度を順次記憶する第四処理を実行し、前記第三処理では、前記制御部が、前記第一処理で記憶したパルス周期のうち前記モータの電流遮断の検出直前の複数パルス分のパルス周期の平均値又は一パルス分のパルス周期を前記第一補正マップの第一入力値に当てはめるとともに、前記第四処理で記憶した温度のうち前記モータの電流遮断の検出直前の複数パルス分の温度の平均値又は一パルス分の温度を前記第一補正マップの第二入力値に当てはめることで、それらに対応する出力値を前記モータの電流遮断の検出時から前記モータの停止時までの停止時間として求め、前記第一処理で記憶したパルス周期のうち前記モータの電流遮断の検出直前の複数パルス分のパルス周期の平均値又は一パルス分のパルス周期を前記第二補正マップの第一入力値に当てはめるとともに、求めた前記停止時間を前記第二補正マップの第二入力値に当てはめることで、それらに対応する出力値を前記推定パルス数として求める。
前記モータ制御装置が、第一入力値及び第二入力値と出力値との関係を表した補正マッ
プを記憶した記憶部と、温度を検出する温度センサと、を更に備え、前記制御部が、前記パルス信号のパルスごとに前記温度センサによって検出された温度を順次記憶する第四処理を実行し、前記第三処理では、前記制御部が、前記第一処理で記憶したパルス周期のうち前記モータの電流遮断の検出直前の複数パルス分のパルス周期の平均値又は一パルス分のパルス周期を前記補正マップの第一入力値に当てはめるとともに、前記第四処理で記憶した温度のうち前記モータの電流遮断の検出直前の複数パルス分の温度の平均値又は一パルス分の温度を前記補正マップの第二入力値に当てはめることで、それらに対応する出力値を前記推定パルス数として求める。
前記モータ制御装置が、第一入力値及び第二入力値と出力値との関係を表した第一補正マップと、第一入力値及び第二入力値と出力値との関係を表した第二補正マップとを記憶した記憶部を更に備え、前記制御部が、前記パルス信号のパルスごとに前記電流検出部によって検出された電流を順次記憶する第四処理を実行し、前記第三処理では、前記制御部が、前記第一処理で記憶したパルス周期のうち前記モータの電流遮断の検出直前の複数パルス分のパルス周期の平均値又は一パルス分のパルス周期を前記第一補正マップの第一入力値に当てはめるとともに、前記第四処理で記憶した電流のうち前記モータの電流遮断の検出直前の複数パルス分の電流の平均値又は一パルス分の電流を前記第一補正マップの第二入力値に当てはめることで、それらに対応する出力値を前記モータの電流遮断の検出時から前記モータの停止時までの停止時間として求め、前記第一処理で記憶したパルス周期のうち前記モータの電流遮断の検出直前の複数パルス分のパルス周期の平均値又は一パルス分のパルス周期を前記第二補正マップの第一入力値に当てはめるとともに、求めた前記停止時間を前記第二補正マップの第一入力値に当てはめることで、それらに対応する出力値を前記推定パルス数として求める。
前記モータ制御装置が、第一入力値及び第二入力値と出力値との関係を表した補正マップを記憶した記憶部を更に備え、前記制御部が、前記パルス信号のパルスごとに前記電流検出部によって検出された電流を順次記憶する第四処理を実行し、前記第三処理では、前記制御部が、前記第一処理で記憶したパルス周期のうち前記モータの電流遮断の検出直前の複数パルス分のパルス周期の平均値又は一パルス分のパルス周期を前記補正マップの第一入力値に当てはめるとともに、前記第四処理で記憶した電流のうち前記モータの電流遮断の検出直前の複数パルス分の電流の平均値又は一パルス分の電流を前記補正マップの第二入力値に当てはめることで、それらに対応する出力値を前記推定パルス数として求める。
前記モータ制御装置が、入力値と出力値との関係を表した第一補正マップと、第一入力値及び第二入力値と出力値との関係を表した第二補正マップとを記憶した記憶部を更に備え、前記第三処理では、前記制御部が、前記第一処理で記憶したパルス周期のうち前記モータの電流遮断の検出直前の複数パルス分のパルス周期の平均値又は一パルス分のパルス周期を前記第一補正マップの入力値に当てはめることで、それに対応する出力値を前記モータの電流遮断の検出時から前記モータの停止時までの停止時間として求め、前記第一処理で記憶したパルス周期のうち前記モータの電流遮断の検出直前の複数パルス分のパルス周期の平均値又は一パルス分のパルス周期を前記第二補正マップの第一入力値に当てはめるとともに、求めた前記停止時間を前記第二補正マップの第一入力値に当てはめることで、それらに対応する出力値を前記推定パルス数として求める。
前記モータ制御装置が、入力値と出力値との関係を表した補正マップを記憶した記憶部
を更に備え、前記第三処理では、前記制御部が、前記第一処理で記憶したパルス周期のうち前記モータの電流遮断の検出直前の複数パルス分のパルス周期の平均値又は一パルス分のパルス周期を前記補正マップの入力値に当てはめることで、それに対応する出力値を前記推定パルス数として求める。
前記制御部が、前記パルス信号のパルス数を計数する第五処理と、前記第五処理で計数したパルス数と前記第四処理で算出した推定パルス数を加算する第六処理と、を実行する。
前記モータ制御装置が、所定の原点位置から前記モータの動作前の初期位置までの回転量をパルス数で表した初期位置データを記憶した記憶部を更に備え、前記制御部が、前記パルス信号のパルス数を計数する第五処理と、前記第五処理で計数したパルス数と前記第四処理で算出した推定パルス数との和を前記初期位置データから減算し、又は前記第五処理で計数したパルス数と前記第四処理で算出した推定パルス数との和を前記初期位置データに加算し、前記記憶部に記憶された前記初期位置データをその加算結果又は減算結果に更新する第六処理と、を実行する。
制御部がモータの電流を遮断する処理を行った時から実際にモータの電流が遮断される時までに時間差があったものとしても、そのモータの電流遮断時が正確に検出される。
制御部がパルスごとのパルス周期を順次記憶するから、電圧検出部によって検出された電圧又は電流検出部によって検出された電流に基づいてモータの電流遮断を検出した後でも、制御部が電流遮断の検出直前のパルス周期に基づいて電流遮断の検出時からモータの停止時までの推定パルス数を算出することができる。
制御部がモータの電流遮断の検出直前の一パルス分又は複数パルス分のパルス周期に基づいてモータの電流遮断の検出時からモータの停止時までの推定パルス数を算出するから、モータが電流遮断後にしばらく回転しても、モータの停止時までのモータの回転量やモータの停止位置が正確に求められる。
モータ制御装置1は、モータ2、抽出回路3、制御部4、記憶部5、モータドライバ6、A/Dコンバータ7及びA/Dコンバータ8等を備える。
る時間及び電流のスケールを大きくして示したチャートである。
図2及び図3に示すように、モータ2の電流信号は直流成分、リプル成分及び一又は複数の周波成分(交流成分)を含み、周波成分及びリプル成分が直流成分に重畳している。モータ2の電流信号のうち、電流のレベルが急激に変化した高周波成分はノイズである(例えば、符号n参照)。なお、図3は、高周波ノイズ成分がないものとして図示されている。
時刻T2から時刻T3までの期間P2では、リプル成分r2と、リプル成分r2よりも周波数が低い低周波成分とが直流成分に重畳し、直流成分がほぼ一定で安定し、低周波成分の周波数及び振幅が安定し、リプル成分r2の周波数及び振幅が安定している。リプル成分r2の周波数が低周波成分の周波数よりも高くなるのは、モータ2に内蔵された複数のコイルが巻き線抵抗に差を有するためである。
時刻T3から時刻T4までの期間P3では、モータの電流信号のうち低周波成分の周波数が低くなり、低周波成分の電流レベルが時間の経過とともに漸増する。期間P3では、モータの電流信号のうちリプル成分r3の周波数が時間の経過に伴って漸減し、リプル成分r3の振幅が時間の経過に伴って漸増する。
抵抗器11とモータ2の間における電圧信号に変換される。電流電圧変換器10は、変換した電圧信号をハイパスフィルタ20及びバンドパスフィルタ30を介してフィルタ40及び差動増幅器50に出力する。なお、電流電圧変換器10は、オペアンプを用いたもの(例えば、負帰還型電流電圧変換器)でもよい。
ハイパスフィルタ20は、オペアンプを用いたもの(例えば、負帰還型ハイパスフィルタ、正帰還型ハイパスフィルタ)又は抵抗器・キャパシタを用いたもの(例えば、CRハイパスフィルタ)である。
バンドパスフィルタ30は、オペアンプを用いたもの(例えば、多重負帰還型バンドパスフィルタ、多重正帰還型バンドパスフィルタ)又は抵抗器・キャパシタを用いたものである。
なお、バンドパスフィルタ30がハイパスフィルタ20の後段に設けられているが、バンドパスフィルタ30が電流電圧変換器10の後段であってハイパスフィルタ20の前段に設けられてもよい。
図5に示すように、フィルタ40は、バンドパスフィルタである。フィルタ40は、電流電圧変換器10によって変換された電圧信号(バンドパスフィルタ30の出力信号)のうち、低カットオフ周波数fc1から高カットオフ周波数fc2までの間の中間周波数帯域の成分を通過させる。低カットオフ周波数fc1はフィルタ40のハイパスフィルタ部のカットオフ周波数であり、高カットオフ周波数fc2はフィルタ40のローパスフィルタ部のカットオフ周波数であり、低カットオフ周波数fc1<高カットオフ周波数fc2である。なお、カットオフ周波数とは、出力電力が入力電力の1/2となる周波数を指す。つまり、ゲインGが−3dbとなる周波数がカットオフ周波数である。
また、フィルタ40は、電流電圧変換器10によって変換された電圧信号(バンドパスフィルタ30の出力信号)のうち、低カットオフ周波数fc1を下回る低周波域の成分を減衰させる。具体的には、低カットオフ周波数fc1を下回る低周波域において、フィルタ40は、電流電圧変換器10によって変換された電圧信号(バンドパスフィルタ30の出力信号)に含まれる成分の周波数が低いほど減衰率がより高くなるように、電流電圧変換器10によって変換された電圧信号(バンドパスフィルタ30の出力信号)の低周波域
成分を減衰させる。
また、フィルタ40は、電流電圧変換器10によって変換された電圧信号(バンドパスフィルタ30の出力信号)のうち、高カットオフ周波数fc2を超える高周波域の成分を減衰させる。具体的には、高カットオフ周波数fc2を超える高周波域において、フィルタ40は、電流電圧変換器10によって変換された電圧信号(バンドパスフィルタ30の出力信号)に含まれる成分の周波数が低いほど減衰率がより低くなるように、電流電圧変換器10によって変換された電圧信号(バンドパスフィルタ30の出力信号)の高周波域成分を減衰させる。
ローパスフィルタ42は、二次のRCローパスフィルタである。つまり、ローパスフィルタ42は、抵抗器42a、キャパシタ42b、抵抗器42c及びキャパシタ42dを有する。なお、ローパスフィルタ42が一つの抵抗器及びキャパシタからなる一次のRCローパスフィルタであってもよい。また、ローパスフィルタ42が三次以上のRCローパスフィルタでもよい。
ハイパスフィルタ43は、キャパシタ43aからなる。
する(モータ2の回転速度や可動部の移動速度が増加する)につれて、その当てはめによって求められる出力値としての停止時間が増加する。
制御部4は、波形整形部70の出力信号のパルス数を計数する計数手段として機能する。計数手段によって計数されたパルス数に所定の定数を乗じて得られる値が、モータ2の回転量に相当する。そのため、計数手段は、モータ2の回転量を算出する回転量算出手段に相当する。また、計数手段によって計数されたパルス数に所定の定数を乗じて得られる値が、モータ2によって駆動される可動部の移動量にも相当する。そのため、計数手段は、可動部の移動量を算出する移動量算出手段に相当する。
制御部4は、波形整形部70の出力信号のパルス周期(パルスの立ち上がりから次のパルスの立ち上がりまでの時間)をパルスごとに計時する計時手段として機能する。制御部4によって計時されたパルス周期の逆数に所定の定数を乗じて得られる値が、モータ2の回転速度に相当するとともに、モータ2によって駆動される可動部の速度に相当する。そのため、計時手段は、モータ2の回転速度やモータ2によって駆動される可動部の移動速度を算出する速度算出手段でもある。
制御部4は、計時手段によって計時されたパルスごとのパルス周期をRAM又は記憶部5に順次記憶していく蓄積手段として機能する。なお、RAM又は記憶部5に蓄積するパルス周期のデータ数が限られている場合、制御部4は、パルス周期のデータをRAM又は記憶部5に記録する際に、最も古いパルス周期のデータをRAM又は記憶部5から削除する。
制御部4は、A/Dコンバータ7から入力した電圧データを監視する第一モニタ手段として機能する。
制御部4は、A/Dコンバータ8から入力した電流データを監視する第二モニタ手段として機能する。
制御部4は、停止指令をモータドライバ6に出して、モータ2を停止させる停止手段として機能する。
制御部4は、第一モニタ手段の監視中においてA/Dコンバータ7から入力した電圧データが所定の閾値を下回った場合にモータ2の電流の遮断を検出する第一電流遮断検出手段として機能する。
制御部4は、第二モニタ手段の監視中においてA/Dコンバータ8から入力した電流データが所定の閾値を下回った場合にモータ2の電流の遮断を検出する第二電流遮断検出手段として機能する。
制御部4は、蓄積手段によって順次記憶されたパルス周期のうち第一電流遮断検出手段と第二電流遮断検出手段のうち一方又は両方によってモータ2の電流遮断が検出された直前の一パルス分のパルス周期T_before又は複数パルス分のパルス周期T_beforeの平均値から、モータ2の電流遮断の検出時からモータ2の停止時までのモータ2の回転量に相当する推定パルス数を算出するパルス数算出手段として機能する。パルス数算出手段によって算出された推定パルス数に所定の定数を乗じて得られる値が、モータ2の電流遮断の検出時からモータ2の停止時までのモータ2の推定回転量に相当する。そのため、パルス数算出手段は、モータ2の電流遮断の検出時からモータ2の停止時までのモータ2の推定回転量を算出する推定回転量算出手段でもある。また、パルス数算出手段によって算出された推定パルス数に所定の定数を乗じて得られる値が、モータ2の電流遮断の検出時からモータ2の停止時までの可動部の推定移動量にも相当する。そのため、パルス数算出手段は、モータ2の電流遮断の検出時からモータ2の停止時までの可動部の推定移動量を算出する推定移動量算出手段でもある。
制御部4は、計数手段によって計数されたパルス数にパルス数算出手段によって算出された推定パルス数を加算するパルス数補正手段として機能する。なお、パルス数補正手段は、回転量算出手段によって算出されたモータ2の回転量に推定回転量算出手段によって算出されたモータ2の推定回転量を加算する回転量補正手段に相当する。また、パルス数補正手段は、移動量算出手段によって算出された可動部の移動量に推定移動量算出手段によって算出された可動部の推定移動量を加算する移動量補正手段に相当する。
制御部4は、記憶部5に記憶された初期位置データ5Aからパルス数補正手段によって求められた和を減算し、又は記憶部5に記憶された初期位置データ5Aにパルス数補正手段によって求められた和を加算する補正手段として機能する。この補正手段は、モータ2の回転位置を補正する回転位置補正手段に相当するとともに、可動部の位置を補正する位置補正手段に相当する。
制御部4は、記憶部5に記憶された初期位置データ5Aを補正手段によって求められた差又は和に更新する更新手段として機能する。
制御部4は、A/Dコンバータ7から入力した電圧データを監視して、電圧データを所定の閾値と比較する(ステップS21)。上述のように制御部4がモータ2を起動させると(ステップS13)、モータ2に電流が通電するから、制御部4は電圧データが所定の閾値を上回ったと判定して、モータ2の通電・起動を検出する(ステップS21:Yes)。そして、制御部4が記憶部5から初期位置データ5Aを読み込んで、制御部4の処理がステップS22に移行する。なお、制御部4がA/Dコンバータ8から入力した電流データを監視して、制御部4が電流データを所定の閾値と比較してもよい(ステップS21)。この場合、モータ2に電流が通電した場合、制御部4は電流データが所定の閾値を上回ったと判定して、モータ2の通電・起動を検出する(ステップS21:Yes)。
には、制御部4が、図10に示すような処理を実行することによってパルスの立ち上がりから次のパルスの立ち上がりまでのパルス周期をパルスごとに順次算出し、算出したパルス周期をRAMや記憶部5に順次記憶する。
補正マップ5Cの第一入力値に当てはめるとともに、ステップS43で算出した停止時間T_stopを補正マップ5Cの第二入力値に当てはめることによって、それらに対応する出力値を推定パルス数nとして求める(ステップS44)。推定パルス数nは、モータ2の電流遮断の検出時からモータ2の停止時までのモータ2の回転量に相当するパルス数である。そのため、制御部4が推定パルス数nを算出する処理(ステップS44)は、制御部4がモータ2の推定回転量や可動部の推定移動量を算出する処理に相当する。なお、制御部4は、補正マップ5B,5Cを用いずに、複数パルス分のパルス周期T_beforeの平均値又は一パルス分のパルス周期T_beforeを補正マップ5Dの入力値に当てはめることによって、それに対応する出力値を推定パルス数nとして求めてもよい。
次に、制御部4は、そのような減算又は加算によって求めた値を記憶部5に書き込む(ステップS52)。具体的には、制御部4は、記憶部5に記憶された初期位置データ5AをステップS51で求めた値に書き換える。そして、制御部4は、図12に示す処理を終了する。
タドライバ6に接続するとともに、他を抽出回路3及びモータドライバ6から遮断する。
(1) 制御部4がA/Dコンバータ7によって検出された電圧データ又はA/Dコンバータ8によって検出された電流データに基づいてモータ2の電流遮断を検出するから(ステップS41:Yes)、モータ2の電流遮断時が正確に検出される。また、制御部4がモータ2の電流を遮断する処理を行った時から実際にモータ2の電流が遮断される時までに遅れが生じても、そのモータ2の電流遮断時が正確に検出される。
(2) 制御部4がパルスごとのパルス周期を順次記憶するから(ステップS35)、モータ2の電流遮断の検出後でも、制御部4が電流遮断の検出直前のパルス周期を利用してモータ2の電流遮断の検出時からモータ2の停止時までの推定パルス数nを算出することができる(図11参照)。
(3) 制御部4がモータの電流遮断の検出直前のパルス周期に基づいてモータの電流遮断の検出時からモータの停止時までの推定パルス数nを算出するから(図11参照)、モータ2が電流遮断時からしばらく回転しても、モータ2の停止時までのモータの回転量やモータ2の停止位置が正確に求められる(図12参照)。
(4) フィルタ40の回路設計においてフィルタ40の高カットオフ周波数fc2がリプル成分の周波数よりも低く設定されているから、フィルタ40によってリプル成分を除去することができる。
(5) 差動増幅器50が、バンドパスフィルタ30の出力信号(電流電圧変換器10によって変換された電圧信号のうち直流成分及び高周波ノイズ成分等が除去されたもの)と、フィルタ40の出力信号(電流電圧変換器10によって変換された電圧信号のうち直流成分、高周波ノイズ成分及びリプル成分等が除去されたもの)の差分を取って、それを差分信号として出力する。そのため、差動増幅器50の出力信号は、電流電圧変換器10によって変換された電圧信号のうちリプル成分である。差動増幅器50の出力信号が差分信号であるからこそ、モータ2の電流信号の各成分の周波数が環境変化によって変動しても、リプル成分が正確に抽出されて、モータ2の電流信号中のリプルを高精度に検出することができる。
(6) 図5に示す周波数特性のうち、高カットオフ周波数fc2よりも高い領域の傾斜部分を利用したからこそ、リプル成分の周波数が温度変化により変動したものとしても、差動増幅器50の出力信号がリプル成分として正確に抽出される。
(7) フィルタ40の周波数特性を利用して、フィルタ40と差動増幅器50によってリ
プル成分を抽出したから、フィルタ40にカットオフ周波数可変型フィルタを用いなくても済む。そのため、フィルタ40のコストを削減することができる。
(8) 抽出回路3がフィードバック制御回路のような閉ループ回路でないから、モータ2の電流信号の各成分の周波数が過渡的に又は急激に変化したものとしても、リプルを正確に検出することができる。
(9) フィルタ40が抵抗器41b,41d,41a,41c及びキャパシタ41a,41c,41b,41d,43aからなるフィルタであるから、フィルタ40の構成がシンプルであり、フィルタ40のコストアップを抑えることができる。
(10) フィルタ40の周波数特性を利用して、フィルタ40と差動増幅器50によってリプル成分を抽出したから、ハイパスフィルタ20やバンドパスフィルタ30にカットオフ周波数可変型フィルタを用いなくても済む。そのため、ハイパスフィルタ20やバンドパスフィルタ30のコストアップを抑えることができる。
(11) 電流電圧変換器10によって変換された電圧信号のうち直流成分がハイパスフィルタ20によって除去されるから、そのハイパスフィルタ20の後段のバンドパスフィルタ30、フィルタ40及び差動増幅器50の処理が正確に行われる。
(12) 電流電圧変換器10によって変換された電圧信号のうち所定周波数帯域外の成分がバンドパスフィルタ30によって減衰するから、そのバンドパスフィルタ30の後段のフィルタ40や差動増幅器50の処理が正確に行われる。
なお、本発明を適用可能な実施形態は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。以下、変形例について説明する。以下に挙げる変形例は可能な限り組み合わせてもよい。
上述の実施の形態では、補正マップ5Bが、入力値の数が単数となる単入力補正マップ(単入力ルックアップテーブル又は単入力関数)であった。それに対して、変形例1では、補正マップ5Bが、入力値の数が2となる複入力補正マップ(複入力ルックアップテーブル又は複入力関数)である。補正マップ5Bの第一入力値には、モータ2の電流遮断の検出直前に抽出回路3によって出力されたパルス信号のパルス周期が当てはめられる。補正マップ5Bの第二入力値には、モータ2の電流遮断の検出直前にA/Dコンバータ8から入力した電流データが当てはめられる。補正マップ5Bの出力値は、モータ2の電流遮断の検出時からモータ2の停止時までの停止時間である。補正マップ5Bの第二入力値に当てはめられる電流データが減少するにつれて、その当てはめによって求められる出力値としての停止時間が増加する。
である。補正マップ5Dの第二入力値に当てはめられる電流データが減少するにつれて、その当てはめによって求められる出力値としての推定パルス数が増加する。
上述の実施の形態では、補正マップ5Bは、入力値の数が単数となる単入力補正マップ(単入力ルックアップテーブル又は単入力関数)であった。それに対して、変形例2では、補正マップ5Bは、入力値の数が3となる複入力補正マップ(複入力ルックアップテーブル又は複入力関数)である。補正マップ5Bの第一入力値には、モータ2の電流遮断の検出直前に抽出回路3によって出力されたパルス信号のパルス周期が当てはめられる。補正マップ5Bの第二入力値には、モータ2の電流遮断の検出直前にA/Dコンバータ8から入力した電流データが当てはめられる。補正マップ5Bの第三入力値には、モータ2の電流遮断の検出直前にA/Dコンバータ7から入力した電圧データが当てはめられる。
入力値に当てはめられるとともに、モータ2の電流遮断の検出直前にA/Dコンバータ7から入力した電圧データが補正マップ5Bの第三入力値に当てはめられる。
る。
図14に示すように、温度センサ9bがインターフェース9aを介して制御部4に接続されている。温度センサ9bは、温度を検出して、インターフェース9aを通じて温度データを制御部4に出力する。制御部4は、温度センサ9bによって出力された温度データを入力する。温度センサ9bがモータ2に取り付けられ、温度センサ9bがモータ2の温度を検出する。或いは、温度センサ9bがモータ制御装置1の周辺に設けられ、温度センサ9bがモータ制御装置1の周辺の環境温度を検出する。或いは、温度センサ9bがシート本体90が取り付けられる車室内に配置され、温度センサ9bが車室の温度を検出する。或いは、温度センサ9bがシート本体90が取り付けられる車室のカーエアコンに内蔵された温度センサであり、その温度センサ9bが車室の温度を検出する。
RAM又は記憶部5から削除する。
上述の実施形態及び変形例1〜3では、制御部4が図11に示すステップS42〜ステップS44の処理をモータ2の電流遮断後に行っていた。それに対して、モータ2の電流遮断前において、制御部4がパルス信号のパルス周期を求める度に図11に示すステップS42〜ステップS44の処理を行ってもよい。つまり、制御部4が、図10に示すステップS35でパルス周期を計時したら、そのパルス周期から停止時間T_stopを求め(ステップS43)、そのパルス周期と停止時間T_stopから推定パルス数nを求める(ステップS44)。なお、制御部4は、図10に示すステップS35でパルス周期を計時したら、そのパルス周期を補正マップ5Dの入力値に当てはめることによって、それに対応する出力値を推定パルス数nとして求めてもよい。
また、制御部4は、図9に示すステップS23からステップS26までの処理を繰り返している際に、図9に示すステップS25の後にステップS25で求めた差から推定パルス数nを減算するか、又はステップS25で求めた和に推定パルス数nを加算する。そのような減算又は加算によって求められた値は、仮にその時点でモータ2の電流が遮断されたとしたらモータ2や可動部の停止位置を示す。
上述のステップS22において、制御部4は、計数値Nをゼロにリセットするのではなく、計数値Nを初期位置データ5Aに設定してもよい。この場合、ステップS25における処理が省略される。更に、ステップS24においては、制御部4が、抽出回路3によって出力されたパルス信号のパルスを入力するごとに、計数値Nに1を加算し又は減算することで計数値Nを更新する。制御部4は、ステップS24の演算をステップS11で決定した向きに従って決定する。例えば、ステップS11で決定した回転の向きが正回転である場合には、制御部4がステップS24で加算を行い、ステップS11で決定した回転の向きが逆回転である場合には、制御部4がステップS24で減算を行う。勿論、回転の向きと演算の関係が逆であってもよい。
ステップS24で更新した計数値Nは、モータ2の回転位置を示すとともに、原点位置を基準としてその原点位置からの距離を示す。
抽出回路3は一例であり、上述の実施形態の回路に限るものではない。例えば、フィルタ40及び差動増幅器50を省略してもよい。その場合、リプル成分の周波数が変化しても、リプル成分を正確に抽出できるようにするために、スイッチト・キャパシタ・フィルタをバンドパスフィルタ30の後段であって増幅器60の前段に設けることが好ましい。スイッチト・キャパシタ・フィルタのカットオフ周波数が可変であり、リプル成分や低周波成分の周波数が変化した場合でも、スイッチト・キャパシタ・フィルタは、低周波成分を減衰させ、リプル成分を通過させる。
フィルタ40の回路設計において、温度変化によるリプル成分の周波数の変動も考慮しつつ、図5に示すフィルタ40の低カットオフ周波数fc1がリプル成分の周波数(例えば、常温時の周波数)よりも高く設定されている。従って、フィルタ40は、電流電圧変換器10によって変換された電圧信号(バンドパスフィルタ30の出力信号)のうちリプル成分を高周波成分(高周波成分はリプル成分よりも周波数が高い。)よりも高い減衰率で減衰させる。つまり、フィルタ40は、リプル成分を高周波成分よりも効率的に除去する。従って、フィルタ40は、リプル成分を除去した信号を差動増幅器50に出力する。
フィルタ40がバンドパスフィルタではなく、図15に示すような周波数特性を有したローパスフィルタであってもよい。フィルタ40は、電流電圧変換器10によって変換された電圧信号(バンドパスフィルタ30の出力信号)のうちカットオフ周波数fc3以下の成分を通過させ、カットオフ周波数fc3を超える成分を減衰させる。具体的には、カットオフ周波数fc3を超える高周波域において、フィルタ40は、電流電圧変換器10によって変換された電圧信号(バンドパスフィルタ30の出力信号)に含まれる成分の周波数が低いほど減衰率がより低くなるように、電流電圧変換器10によって変換された電圧信号(バンドパスフィルタ30の出力信号)を減衰させる。
で減衰させる。つまり、フィルタ40は、リプル成分を低周波成分よりも効率的に除去する。従って、フィルタ40は、リプル成分を除去した信号を差動増幅器50に出力する。
フィルタ40がバンドパスフィルタではなく、図16に示すような周波数特性を有したハイパスフィルタであってもよい。フィルタ40は、電流電圧変換器10によって変換された電圧信号(バンドパスフィルタ30の出力信号)のうちカットオフ周波数fc4以上の成分を通過させ、カットオフ周波数fc4を下回る成分を減衰させる。具体的には、カットオフ周波数fc4を下回る低周波域において、フィルタ40は、電流電圧変換器10によって変換された電圧信号(バンドパスフィルタ30の出力信号)に含まれる成分の周波数が低いほど減衰率がより高くなるように、電流電圧変換器10によって変換された電圧信号(バンドパスフィルタ30の出力信号)を減衰させる。
フィルタ40がバンドパスフィルタではなく、バンドストップフィルタであってもよい。
ハイパスフィルタ20とバンドパスフィルタ30の一方又は両方を省略してもよい。ハイパスフィルタ20を省略した場合には、電流電圧変換器10の出力がバンドパスフィルタ30の入力に接続される。バンドパスフィルタ30を省略した場合には、ハイパスフィルタ20の出力がフィルタ40の入力及び差動増幅器50の入力に接続される。ハイパスフィルタ20とバンドパスフィルタ30の両方が省略されている場合には、電流電圧変換器10の出力がフィルタ40の入力及び差動増幅器50の入力に接続される。
モータ制御装置1が電動ドアミラー装置に組み込まれ、電動ドアミラー装置の可動部(例えば、ドアに対してミラーハウジングの格納及び展開をする格納機構、ミラーハウジングに対してミラーを上下に振るチルト機構、ミラーハウジングに対してミラーを左右に振るパン機構)がモータ制御装置1のモータ2によって駆動されてもよい。モータ制御装置1がパワーウィンドウ装置に組み込まれ、パワーウィンドウ装置の可動部(例えば、ウィ
ンドウレギュレター)がモータ2によって駆動されてもよい。
フィルタ40がオペアンプを用いたもの(例えば、負帰還型ローパスフィルタ、正帰還型ローパスフィルタ、多重負帰還型バンドパスフィルタ、多重正帰還型バンドパスフィルタ)でもよい。
2 モータ
3 抽出回路
4 制御部
5 記憶部
5A 初期位置データ
5B 補正マップ(第一補正マップ)
5C 補正マップ(第二補正マップ)
5D 補正マップ
7 A/Dコンバータ(電圧検出部)
8 A/Dコンバータ(電流検出部)
Claims (10)
- 駆動されると電流信号に周期的なリプルを発生させるモータと、
前記モータの前記電流信号からリプル成分を抽出して、そのリプル成分をパルス化したパルス信号を出力する抽出回路と、
前記モータの電圧を検出する電圧検出部と、
前記パルス信号を入力するとともに、前記モータを制御する制御部と、を備え、
前記制御部が、
前記パルス信号のパルスごとに前記パルス信号のパルス周期を計時して、計時したパルス周期を順次記憶する第一処理と、
前記モータの電流を遮断する第二処理と、
前記第二処理後に前記電圧検出部によって検出された電圧に基づいて前記モータの電流遮断を検出したら、前記第一処理で記憶したパルス周期のうち前記モータの電流遮断の検出直前の一パルス分又は複数パルス分のパルス周期に基づいて前記モータの電流遮断の検出時から前記モータの停止時までの推定パルス数を算出する第三処理と、を実行する、モータ制御装置。 - 駆動されると電流信号に周期的なリプルを発生させるモータと、
前記モータの前記電流信号からリプル成分を抽出して、そのリプル成分をパルス化したパルス信号を出力する抽出回路と、
前記モータの電流を検出する電流検出部と、
前記パルス信号を入力するとともに、前記モータを制御する制御部と、を備え、
前記制御部が、
前記パルス信号のパルスごとに前記パルス信号のパルス周期を計時して、計時したパルス周期を順次記憶する第一処理と、
前記モータの電流を遮断する第二処理と、
前記第二処理後に前記電流検出部によって検出された電流に基づいて前記モータの電流遮断を検出したら、前記第一処理で記憶したパルス周期のうち前記モータの電流遮断の検出直前の一パルス分又は複数パルス分のパルス周期に基づいて前記モータの電流遮断の検出時から前記モータの停止時までの推定パルス数を算出する第三処理と、を実行する、モータ制御装置。 - 第一入力値及び第二入力値と出力値との関係を表した第一補正マップと、第一入力値及び第二入力値と出力値との関係を表した第二補正マップとを記憶した記憶部と、
温度を検出する温度センサと、を更に備え、
前記制御部が、前記パルス信号のパルスごとに前記温度センサによって検出された温度を順次記憶する第四処理を実行し、
前記第三処理では、前記制御部が、前記第一処理で記憶したパルス周期のうち前記モータの電流遮断の検出直前の複数パルス分のパルス周期の平均値又は一パルス分のパルス周期を前記第一補正マップの第一入力値に当てはめるとともに、前記第四処理で記憶した温度のうち前記モータの電流遮断の検出直前の複数パルス分の温度の平均値又は一パルス分の温度を前記第一補正マップの第二入力値に当てはめることで、それらに対応する出力値を前記モータの電流遮断の検出時から前記モータの停止時までの停止時間として求め、前記第一処理で記憶したパルス周期のうち前記モータの電流遮断の検出直前の複数パルス分のパルス周期の平均値又は一パルス分のパルス周期を前記第二補正マップの第一入力値に当てはめるとともに、求めた前記停止時間を前記第二補正マップの第二入力値に当てはめることで、それらに対応する出力値を前記推定パルス数として求める、請求項1又は2に記載のモータ制御装置。 - 第一入力値及び第二入力値と出力値との関係を表した補正マップを記憶した記憶部と、
温度を検出する温度センサと、を更に備え、
前記制御部が、前記パルス信号のパルスごとに前記温度センサによって検出された温度を順次記憶する第四処理を実行し、
前記第三処理では、前記制御部が、前記第一処理で記憶したパルス周期のうち前記モータの電流遮断の検出直前の複数パルス分のパルス周期の平均値又は一パルス分のパルス周期を前記補正マップの第一入力値に当てはめるとともに、前記第四処理で記憶した温度のうち前記モータの電流遮断の検出直前の複数パルス分の温度の平均値又は一パルス分の温度を前記補正マップの第二入力値に当てはめることで、それらに対応する出力値を前記推定パルス数として求める、請求項1又は2に記載のモータ制御装置。 - 第一入力値及び第二入力値と出力値との関係を表した第一補正マップと、第一入力値及び第二入力値と出力値との関係を表した第二補正マップとを記憶した記憶部を更に備え、
前記制御部が、前記パルス信号のパルスごとに前記電流検出部によって検出された電流を順次記憶する第四処理を実行し、
前記第三処理では、前記制御部が、前記第一処理で記憶したパルス周期のうち前記モータの電流遮断の検出直前の複数パルス分のパルス周期の平均値又は一パルス分のパルス周期を前記第一補正マップの第一入力値に当てはめるとともに、前記第四処理で記憶した電流のうち前記モータの電流遮断の検出直前の複数パルス分の電流の平均値又は一パルス分の電流を前記第一補正マップの第二入力値に当てはめることで、それらに対応する出力値を前記モータの電流遮断の検出時から前記モータの停止時までの停止時間として求め、前記第一処理で記憶したパルス周期のうち前記モータの電流遮断の検出直前の複数パルス分のパルス周期の平均値又は一パルス分のパルス周期を前記第二補正マップの第一入力値に当てはめるとともに、求めた前記停止時間を前記第二補正マップの第一入力値に当てはめることで、それらに対応する出力値を前記推定パルス数として求める、請求項2に記載のモータ制御装置。 - 第一入力値及び第二入力値と出力値との関係を表した補正マップを記憶した記憶部を更に備え、
前記制御部が、前記パルス信号のパルスごとに前記電流検出部によって検出された電流を順次記憶する第四処理を実行し、
前記第三処理では、前記制御部が、前記第一処理で記憶したパルス周期のうち前記モータの電流遮断の検出直前の複数パルス分のパルス周期の平均値又は一パルス分のパルス周期を前記補正マップの第一入力値に当てはめるとともに、前記第四処理で記憶した電流のうち前記モータの電流遮断の検出直前の複数パルス分の電流の平均値又は一パルス分の電流を前記補正マップの第二入力値に当てはめることで、それらに対応する出力値を前記推定パルス数として求める、請求項2に記載のモータ制御装置。 - 入力値と出力値との関係を表した第一補正マップと、第一入力値及び第二入力値と出力値との関係を表した第二補正マップとを記憶した記憶部を更に備え、
前記第三処理では、前記制御部が、前記第一処理で記憶したパルス周期のうち前記モータの電流遮断の検出直前の複数パルス分のパルス周期の平均値又は一パルス分のパルス周期を前記第一補正マップの入力値に当てはめることで、それに対応する出力値を前記モータの電流遮断の検出時から前記モータの停止時までの停止時間として求め、前記第一処理で記憶したパルス周期のうち前記モータの電流遮断の検出直前の複数パルス分のパルス周期の平均値又は一パルス分のパルス周期を前記第二補正マップの第一入力値に当てはめるとともに、求めた前記停止時間を前記第二補正マップの第一入力値に当てはめることで、それらに対応する出力値を前記推定パルス数として求める、請求項1又は2に記載のモータ制御装置。 - 入力値と出力値との関係を表した補正マップを記憶した記憶部を更に備え、
前記第三処理では、前記制御部が、前記第一処理で記憶したパルス周期のうち前記モータの電流遮断の検出直前の複数パルス分のパルス周期の平均値又は一パルス分のパルス周期を前記補正マップの入力値に当てはめることで、それに対応する出力値を前記推定パルス数として求める、請求項1又は2に記載のモータ制御装置。 - 前記制御部が、
前記パルス信号のパルス数を計数する第五処理と、
前記第五処理で計数したパルス数と前記第四処理で算出した推定パルス数を加算する第六処理と、を実行する、請求項1から8の何れか一項に記載のモータ制御装置。 - 所定の原点位置から前記モータの動作前の初期位置までの回転量をパルス数で表した初期位置データを記憶した記憶部を更に備え、
前記制御部が、
前記パルス信号のパルス数を計数する第五処理と、
前記第五処理で計数したパルス数と前記第四処理で算出した推定パルス数との和を前記初期位置データから減算し、又は前記第五処理で計数したパルス数と前記第四処理で算出した推定パルス数との和を前記初期位置データに加算し、前記記憶部に記憶された前記初期位置データをその加算結果又は減算結果に更新する第六処理と、を実行する、請求項1又は2に記載のモータ制御装置。
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