JP5981170B2

JP5981170B2 - Motor drive device

Info

Publication number: JP5981170B2
Application number: JP2012051835A
Authority: JP
Inventors: 卓矢山本
Original assignee: Asmo Co Ltd
Current assignee: Asmo Co Ltd
Priority date: 2012-03-08
Filing date: 2012-03-08
Publication date: 2016-08-31
Anticipated expiration: 2032-03-08
Also published as: JP2013188026A

Description

本発明はモータ駆動装置に係り、特に低いコストでモータの運転状況を確実に把握することが可能なモータ駆動装置に関する。 The present invention relates to a motor drive device, and more particularly, to a motor drive device capable of reliably grasping an operation state of a motor at a low cost.

現在、自動車には、各種車載装置を駆動するために多数のモータが配設されていることが一般的である。
このように各種車載装置を駆動するにあたり、モータを制御するために、回転数及び回転方向等を確実に把握する必要が生じる。
例えば、パワーウインドウ装置であれば、ウインドウガラスを開閉するにあたり、駆動力としてモータを使用することが一般的であるが、この回転速度・回転数等を把握してウインドウガラスの移動速度の制御を行うとともに、モータの回転方向を更に加味してウインドウガラス移動方向やウインドウガラス位置検知を行う。 Currently, a motor is generally provided with a large number of motors for driving various in-vehicle devices.
Thus, when driving various in-vehicle devices, it is necessary to reliably grasp the rotational speed, the rotational direction, and the like in order to control the motor.
For example, in the case of a power window device, it is common to use a motor as a driving force when opening and closing the window glass, but it is possible to control the moving speed of the window glass by grasping the rotation speed and the number of rotations. In addition, the window glass movement direction and the window glass position detection are performed in consideration of the rotation direction of the motor.

このため、一般的には、モータの駆動状況を把握するために各種センサが備えられる。
例えば、モータの回転子に取付けたセンサマグネットにより磁束変化を検知し、この検知した磁束変化を回路基板に実装された磁束センサで検出することによりモータの駆動状況を把握することができる。
つまり、このように検出した磁束変化を、磁束−電圧変換により磁束センサから出力されたアナログ若しくはパルス状の信号を回路基板に実装される演算回路で計数してモータの駆動状況を把握して、ウインドウガラス移動制御、挟み込み判定、ウインドウガラス停止位置制御等を行う。 For this reason, in general, various sensors are provided to grasp the driving state of the motor.
For example, a change in magnetic flux is detected by a sensor magnet attached to a rotor of the motor, and the detected driving magnetic flux is detected by a magnetic flux sensor mounted on a circuit board.
That is, the magnetic flux change detected in this way is counted by an arithmetic circuit mounted on the circuit board by analog or pulse-like signals output from the magnetic flux sensor by magnetic flux-voltage conversion, and the driving status of the motor is grasped. Window glass movement control, pinching determination, window glass stop position control, and the like are performed.

しかし、このような技術では、上記の通り、モータの駆動状況を把握するために、各種センサ（センサマグネット、磁束センサ等）をモータ内に配設する必要がある。
このため、配置するセンサによるコスト増加及びセンサ取付けによるコスト増加が回避できない。
また、各種センサの配置によるモータ内への制御基板の配置自由度が制限されるという問題もあった。 However, in such a technique, as described above, various sensors (sensor magnets, magnetic flux sensors, etc.) need to be disposed in the motor in order to grasp the driving state of the motor.
For this reason, the cost increase by the sensor to arrange | position and the cost increase by sensor attachment cannot be avoided.
There is also a problem that the degree of freedom of arrangement of the control board in the motor due to the arrangement of various sensors is limited.

このような状況にあって、特許文献１には、このような問題に関する回避案の開示がある。
特許文献１には、直流モータの回転情報検出装置が開示されている。
この特許文献１には、モータの端子間電圧のリップル成分若しくはサージ成分を抽出して、これらからモータの回転情報を検出する方法が開示されている。
つまり、この技術の一例によれば、直流モータは一対のブラシを介して回転信号検出部に接続されている。
そして、回転信号検出部中のモータ電圧検出部で、モータ駆動信号波形から端子間電圧を検出する。
このモータ電圧検出部では、この端子間電圧信号を増幅する。
次いで、サージ抽出部により、増幅された端子間電圧信号は、ローパスフィルタやハイパスフィルタ等によりフィルタリングされて、リップル成分が除去される。
そしてサージ成分が抽出された端子間電圧信号は、回転パルス生成部にて比較器を通じて所定のしきい値のもとに２値化されてパルス信号とされる。
次いで、このパルス信号は、ワンショット回路等により所定のパルス幅とされる。
このように抽出された所定のパルス幅のパルス信号により、モータの回転量や回転速度等の回転情報を検出し、各種制御に利用する（特許文献１参照）。 Under such circumstances, Patent Document 1 discloses a workaround for such a problem.
Patent Document 1 discloses a rotation information detection device for a DC motor.
This Patent Document 1 discloses a method of extracting a ripple component or a surge component of a voltage between terminals of a motor and detecting rotation information of the motor from these components.
That is, according to an example of this technique, the DC motor is connected to the rotation signal detection unit via the pair of brushes.
Then, the motor voltage detector in the rotation signal detector detects the voltage between the terminals from the motor drive signal waveform.
The motor voltage detection unit amplifies the voltage signal between the terminals.
Next, the voltage signal between terminals amplified by the surge extraction unit is filtered by a low-pass filter, a high-pass filter, or the like, and a ripple component is removed.
Then, the inter-terminal voltage signal from which the surge component has been extracted is binarized based on a predetermined threshold value through a comparator in the rotation pulse generator, and is converted into a pulse signal.
Next, the pulse signal has a predetermined pulse width by a one-shot circuit or the like.
The rotation information such as the rotation amount and the rotation speed of the motor is detected from the pulse signal having a predetermined pulse width extracted in this way and used for various controls (see Patent Document 1).

特開２００６−１６６６７８号公報JP 2006-166678 A

特許文献１では、上記の通り、従来のようなマグネットセンサや磁気センサを使用することなく、端子間電圧信号を加工する（リップル成分又はサージ成分を抽出してパルス信号化する）ことにより、モータの回転情報を検出することができる。 In Patent Document 1, as described above, a motor is obtained by processing a voltage signal between terminals without using a conventional magnet sensor or magnetic sensor (extracting a ripple component or a surge component into a pulse signal). Rotation information can be detected.

しかし、特許文献１の技術によれば、確かに、従来のようなマグネットセンサや磁気センサを使用する必要がなく、ある程度のモータ回転情報を検出することができるが、この技術ではモータの回転方向を判別することはできない。
よって、より緻密な制御を行うためには、モータの回転方向も合わせて判別する必要があり、この問題を解決する必要があった。 However, according to the technique of Patent Document 1, it is certainly not necessary to use a conventional magnet sensor or magnetic sensor, and a certain amount of motor rotation information can be detected. Cannot be determined.
Therefore, in order to perform more precise control, it is necessary to determine the rotation direction of the motor as well, and it is necessary to solve this problem.

本発明の目的は、上記各問題点を解決することにあり、センサ等の部品を必要とすることなくモータの駆動状態を把握し、コスト的にも設計の自由度的にも有利なモータ駆動装置を提供することにある。 An object of the present invention is to solve each of the above-mentioned problems, and it is possible to grasp the driving state of the motor without the need for parts such as sensors, and the motor driving that is advantageous in terms of cost and design flexibility. To provide an apparatus.

上記課題は、本発明に係るモータ駆動装置によれば、ウインドウガラスの昇降を指令する開スイッチ又は閉スイッチからなる操作スイッチが操作されたことにより正逆回転する直流モータのモータ端子電圧よって、前記直流モータの回転数を検出するモータ駆動装置において、該モータ駆動装置は、前記開スイッチからの指令を受けてアクティブとなるダウン端子電圧と、前記閉スイッチからの指令を受けてアクティブとなるアップ端子電圧と、を監視することにより、前記操作スイッチが正逆のどちらに操作されているかを判定するスイッチ操作判別手段と、一方の回転方向の端子電圧を検出する第１端子電圧検出手段と、他方の回転方向の端子電圧を検出する第２端子電圧検出手段と、を備え、前記直流モータの回転方向は、前記スイッチ操作判別手段による判定結果と、前記第１端子電圧検出手段及び前記第２端子電圧検出手段の検出結果と、に基づき判定されるものであり、前記第１端子電圧検出手段及び第２端子電圧検出手段の検出結果は、前記第１端子電圧検出手段で検出した一方の端子電圧と、前記第２端子電圧検出手段で検出した他方の端子電圧との差分であり、前記スイッチ操作判別手段による判定結果と、前記差分の正負から決定される前記直流モータの回転方向の正逆と、の論理積により、前記直流モータの回転方向が確定されることにより解決される。 According to the motor drive device according to the present invention, the above-described problem is caused by the motor terminal voltage of a DC motor that rotates forward and backward by operating an operation switch consisting of an open switch or a close switch that commands raising and lowering of the window glass. In the motor drive device for detecting the rotational speed of the DC motor, the motor drive device receives a command from the open switch and becomes active upon receiving a command from the open switch, and an up terminal that becomes active upon receiving a command from the closed switch A switch operation discriminating unit that determines whether the operation switch is operated forward or reverse by monitoring the voltage, a first terminal voltage detecting unit that detects a terminal voltage in one rotation direction, and the other Second terminal voltage detection means for detecting a terminal voltage in the rotation direction of the DC motor, wherein the rotation direction of the DC motor is controlled by the switch. The determination is made based on the determination result by the operation determination means and the detection results of the first terminal voltage detection means and the second terminal voltage detection means, and the first terminal voltage detection means and the second terminal voltage detection The detection result of the means is a difference between the one terminal voltage detected by the first terminal voltage detection means and the other terminal voltage detected by the second terminal voltage detection means, and the determination result by the switch operation determination means When the forward and reverse rotation direction of the DC motor is determined from the sign of the difference, the logical product of the rotation direction of the DC motor is solved by being determined.

このように、本発明においては、操作スイッチが正逆のどちらに操作されているかを判定するスイッチ操作判別手段の判別結果のみならず、一方の回転方向の端子電圧を検出する第１端子電圧検出手段と、他方の回転方向の端子電圧を検出する第２端子電圧検出手段の検出結果に基づいて直流モータの回転方向を判定することとした。
このため、確実に直流モータの回転方向を判定することができる。
つまり、２つの要素を加味することにより、回路故障等で意図せず直流モータが回転したときの故障判定を行うことができる。
また、本発明においては、端子電圧により、直流モータの駆動状況を把握することが可能であるため、直流モータの駆動状況を把握するためのセンサマグネットや磁極センサが不要である。
このため、部品点数を少なくすることができ、コスト的に有利になるとともに、モータケース内に実装される各部品の配置自由度が向上する。
また、部品点数が少なくなるため、モータ装置自体の小型化にもまた寄与することができる。 Thus, in the present invention, the first terminal voltage detection that detects the terminal voltage in one rotation direction as well as the determination result of the switch operation determination means that determines whether the operation switch is operated forward or reverse. The rotational direction of the DC motor is determined based on the detection result of the second terminal voltage detecting means for detecting the terminal voltage in the other rotational direction.
For this reason, it is possible to reliably determine the rotation direction of the DC motor.
That is, by taking the two elements into consideration, it is possible to determine a failure when the DC motor rotates unintentionally due to a circuit failure or the like.
Further, in the present invention, since it is possible to grasp the driving situation of the DC motor by the terminal voltage, a sensor magnet and a magnetic pole sensor for grasping the driving situation of the DC motor are unnecessary.
For this reason, the number of components can be reduced, which is advantageous in terms of cost, and the degree of freedom of arrangement of each component mounted in the motor case is improved.
Further, since the number of parts is reduced, it is possible to contribute to miniaturization of the motor device itself.

また、このとき、前記第１端子電圧検出手段及び第２端子電圧検出手段の検出結果は、前記第１端子電圧検出手段で検出した一方の端子電圧と、前記第２端子電圧検出手段で検出した他方の端子電圧との差分であり、前記スイッチ操作判別手段による判定結果と、前記差分の正負から決定される前記直流モータの回転方向の正逆と、の論理積により、前記直流モータの回転方向が確定されるよう構成されており、よって、直流モータの回転方向を確実に検出することができるため好適である。
At this time, the detection results of the first terminal voltage detection means and the second terminal voltage detection means are detected by the one terminal voltage detected by the first terminal voltage detection means and the second terminal voltage detection means. a difference between the other terminal voltage, the a determination result by the switching operation discriminating unit, and forward and reverse rotation direction of the DC motor is determined from the sign of the difference, the logical product of the rotational direction of the direct current motor This is preferable because the rotational direction of the DC motor can be reliably detected.

本発明によれば、直流モータの駆動状況を把握するためのセンサ（センサマグネットや磁極センサ）等の部品を必要とすることなく、モータの駆動状態、特に回転方向を確実に把握することができる。
このため、部品点数が減少し、コスト的にも、設計の自由度的にも有利な装置を提供することができる。
また、部品点数が減少するため、モータ装置自体の小型化にも寄与することができる。 According to the present invention, the driving state of the motor, in particular, the rotation direction can be surely grasped without requiring parts such as a sensor (sensor magnet or magnetic pole sensor) for grasping the driving state of the DC motor. .
For this reason, the number of parts can be reduced, and an apparatus that is advantageous in terms of cost and design freedom can be provided.
Further, since the number of parts is reduced, it is possible to contribute to miniaturization of the motor device itself.

本発明の一実施形態に係るモータユニットの説明図である。It is explanatory drawing of the motor unit which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るモータ駆動装置まわりの電気回路図である。FIG. 2 is an electric circuit diagram around a motor drive device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る電圧変動検出を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the voltage fluctuation detection which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るモータ端子電圧波形からのワンショットパルス抽出態様を示すチャートである。It is a chart which shows the one-shot pulse extraction aspect from the motor terminal voltage waveform which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る各電圧値及び差分演算値を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows each voltage value and difference calculation value which concern on one Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、以下に説明する構成は本発明を限定するものでなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
本実施形態は、センサ等の部品を必要とすることなくモータの駆動状態を把握し、コスト的にも設計の自由度的にも有利なモータ駆動装置に関するものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Note that the configuration described below does not limit the present invention and can be variously modified within the scope of the gist of the present invention.
The present embodiment relates to a motor driving device that grasps the driving state of a motor without requiring components such as sensors, and is advantageous in terms of cost and design flexibility.

図１乃至図５は、本発明の一実施形態を示すものであり、図１はモータユニットの説明図、図２はモータ駆動装置まわりの電気回路図、図３は電圧変動検出を示す説明図、図４はモータ端子電圧波形からのワンショットパルス抽出態様を示すチャート、図５は各電圧値及び差分演算値を示すタイミングチャートである。 1 to 5 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is an explanatory diagram of a motor unit, FIG. 2 is an electric circuit diagram around a motor driving device, and FIG. 3 is an explanatory diagram showing voltage fluctuation detection. 4 is a chart showing a one-shot pulse extraction mode from a motor terminal voltage waveform, and FIG. 5 is a timing chart showing each voltage value and a difference calculation value.

以下に、図１を用い、本発明に係るモータ駆動装置Ｓにより制御されるモータユニットＵと従来技術との比較について簡単に説明する。
モータユニットＵは、モータケース１、公知の直流モータであるモータ２（図１には図示せず）、制御回路基板３、を有して構成されている。
図１には、モータケース１とその周辺部材が図示されており、図１（ａ）は従来のモータユニットＵ´を示し、図１（ｂ）には本実施形態に係るモータユニットＵを示す。 Hereinafter, a comparison between the motor unit U controlled by the motor drive device S according to the present invention and the prior art will be briefly described with reference to FIG.
The motor unit U includes a motor case 1, a motor 2 (not shown in FIG. 1) which is a known DC motor, and a control circuit board 3.
FIG. 1 shows a motor case 1 and its peripheral members. FIG. 1A shows a conventional motor unit U ′, and FIG. 1B shows a motor unit U according to this embodiment. .

本実施形態におけるモータケース１は、ヨークハウジング１１、ギアハウジング１２を有して構成されている。
ヨークハウジング１１は、有底筒状に形成された本体ハウジングであり、その内壁面にはマグネットが配設されている。 The motor case 1 in this embodiment includes a yoke housing 11 and a gear housing 12.
The yoke housing 11 is a main body housing formed in a bottomed cylindrical shape, and a magnet is disposed on the inner wall surface thereof.

このヨークハウジング１１の内部には、モータ２の電機子が回転可能に配設される。
また、図示は省略するが、モータ２の整流子２１と摺接するブラシ１１ａが内部に支持されているブラシホルダが備えられている。
ブラシホルダは、ヨークハウジング１１の開口部に収納されるように配設されており、その中央部には貫通孔が形成されている。この貫通孔には、軸受が配設されており、この軸受には、モータ２の回転軸２２が回転可能に貫通し、ギアハウジング１２方向に延出している。 An armature of the motor 2 is rotatably disposed inside the yoke housing 11.
Although not shown, a brush holder is provided in which a brush 11a that is in sliding contact with the commutator 21 of the motor 2 is supported.
The brush holder is disposed so as to be housed in the opening of the yoke housing 11, and a through hole is formed in the center thereof. A bearing is disposed in the through hole, and the rotary shaft 22 of the motor 2 is rotatably passed through the bearing and extends in the direction of the gear housing 12.

そして、図１（ａ）に示す従来のモータユニットＵ´では、回転軸２２の延出部分には、センサマグネットＭ１が配設されており、磁束変化を検知していた。
しかし、図１（ｂ）に示すように、本実施形態に係るモータユニットＵにおいては、このセンサマグネットＭ１は不要である。
本理由に関しては、本発明の主要構成であるため、後に詳述する。 In the conventional motor unit U ′ shown in FIG. 1A, a sensor magnet M1 is disposed in the extending portion of the rotating shaft 22 to detect a change in magnetic flux.
However, as shown in FIG. 1B, in the motor unit U according to the present embodiment, the sensor magnet M1 is unnecessary.
Since this is the main configuration of the present invention, it will be described in detail later.

また、ブラシホルダの端部からは、ヨークハウジング１１の外側に延出した延出部１１ｂが形成されており、この延出部１１ｂには、コネクタ部が形成されている。このコネクタ部は、コネクタ部の外部接続端子部分が露出するように開口したシール材１１２ａにより被覆されている。 Further, an extension portion 11b extending to the outside of the yoke housing 11 is formed from the end portion of the brush holder, and a connector portion is formed on the extension portion 11b. This connector part is covered with a sealing material 112a opened so that the external connection terminal part of the connector part is exposed.

ギアハウジング１２は、樹脂製の部材であり、ウォーム収容部１２ａ、ウォームホイール収容部１２ｂと、回路収容部１２ｃとを有して構成されている。
ウォーム収容部１２ａは、回転軸２２の延長線上に筒状に形成されており、回転軸２２に取付けられたウォームを回転可能に収納する。
また、ウォームホイール収容部１２ｂは、ウォーム収容部１２ａと直交する方向に形成される扁平円盤形状の収納部であり、その内部にウォームホイールを回転可能に収納する。
ウォーム収容部１２ａとウォームホイール収容部１２ｂは、その内部で一部連通しており、この連通部分でウォームとウォームホイールが噛合している。 The gear housing 12 is a resin member, and includes a worm housing portion 12a, a worm wheel housing portion 12b, and a circuit housing portion 12c.
The worm accommodating portion 12a is formed in a cylindrical shape on an extension line of the rotating shaft 22, and accommodates the worm attached to the rotating shaft 22 in a rotatable manner.
Further, the worm wheel storage portion 12b is a flat disk-shaped storage portion formed in a direction orthogonal to the worm storage portion 12a, and stores the worm wheel rotatably therein.
The worm accommodating portion 12a and the worm wheel accommodating portion 12b are partially communicated with each other, and the worm and the worm wheel are engaged with each other at the communicating portion.

回路収容部１２ｃは、ウォーム収容部１２ａに対して、ウォームホイール収容部１２ｂの反対側に位置するよう形成されている。
また、回路収容部１２ｃは、コネクタ部から延びる内部接続端子に対応した位置となるよう形成されており、その内部に内部接続端子が配設されるよう構成されている。
この回路収容部１２ｃは、制御回路基板３を挿入するための開口部１２１が形成されており、この開口部１２１からは内部端子が視認可能となるように構成されている。 The circuit housing portion 12c is formed to be located on the opposite side of the worm wheel housing portion 12b with respect to the worm housing portion 12a.
Further, the circuit accommodating portion 12c is formed so as to correspond to the internal connection terminal extending from the connector portion, and is configured such that the internal connection terminal is disposed therein.
The circuit housing portion 12 c is formed with an opening 121 for inserting the control circuit board 3, and the internal terminal is visible from the opening 121.

制御回路基板３は、ベースに、ヒートシンク、マイクロコンピュータ、コンデンサ等を実装した回路基板である。
制御回路基板３は、インテリジェント・アクチュエータ型の車載コンピュータ（ECU:Electronic Control Unit）として構成される。
制御回路基板３には、マイクロコンピュータに接続された複数の接続端子が備えられており、これらは前述の内部接続端子と接続される。 The control circuit board 3 is a circuit board on which a heat sink, a microcomputer, a capacitor, and the like are mounted on a base.
The control circuit board 3 is configured as an intelligent actuator type in-vehicle computer (ECU: Electronic Control Unit).
The control circuit board 3 is provided with a plurality of connection terminals connected to the microcomputer, and these are connected to the internal connection terminals described above.

なお、図１（ａ）に示す従来のモータユニットＵ´では、制御回路基板３のヨークハウジング１１側には、回転軸２２に配設されたセンサマグネットＭ１から信号を受ける磁極センサ（ホールＩＣ）Ｍ２が配設されていた。
しかし、図１（ｂ）に示すように、本実施形態に係るモータユニットＵにおいては、センサマグネットＭ１同様この磁極センサ（ホールＩＣ）Ｍ２は不要である。
本理由に関しては、本発明の主要構成であるため、後に詳述する。 In the conventional motor unit U ′ shown in FIG. 1A, a magnetic pole sensor (Hall IC) that receives a signal from the sensor magnet M1 disposed on the rotary shaft 22 is provided on the yoke housing 11 side of the control circuit board 3. M2 was disposed.
However, as shown in FIG. 1B, in the motor unit U according to the present embodiment, the magnetic pole sensor (Hall IC) M2 is not necessary, like the sensor magnet M1.
Since this is the main configuration of the present invention, it will be described in detail later.

本実施形態においては、モータ２及び減速機構（ウォーム、ウォームホイール等）等の周辺部材を実装した状態で、ヨークハウジング１１とギアハウジング１２は組付けられる。
これは、例えば、ヨークハウジング１１の開口部分に形成されたヨークフランジ部と、ギアハウジング１２の開口部分に形成されたギアハウジングフランジ部と、を組付けることにより行うことができる。 In the present embodiment, the yoke housing 11 and the gear housing 12 are assembled in a state where peripheral members such as the motor 2 and a speed reduction mechanism (worm, worm wheel, etc.) are mounted.
This can be performed, for example, by assembling a yoke flange portion formed in the opening portion of the yoke housing 11 and a gear housing flange portion formed in the opening portion of the gear housing 12.

つまり、ヨークフランジ部とギアハウジングフランジ部を、両者が整合するように形成しておき、両者を整合させた後、ネジ等の締結部材で締結することにより行うことができる。
そして、ヨークハウジング１１とギアハウジング１２が組付けられた状態で、回路収容部１２ｃに形成された開口部１２１より、制御回路基板３を回路収容部１２ｃ内に挿入されて組付けられる。 In other words, the yoke flange portion and the gear housing flange portion can be formed so that they are aligned with each other, and after both are aligned, fastening can be performed with a fastening member such as a screw.
Then, in a state where the yoke housing 11 and the gear housing 12 are assembled, the control circuit board 3 is inserted and assembled into the circuit accommodating portion 12c through the opening 121 formed in the circuit accommodating portion 12c.

このように組付けられた状態では、上記内部接続端子と、回路制御基板３に形成された複数の接続端子（制御回路基板３に搭載されたＩＣに接続される端子）と、が電気的に接続可能な位置に配設される構成をとる。
上記内部接続端子と、回路制御基板３に形成された複数の接続端子とは、例えば溶接により電気的に接続される。 In the assembled state, the internal connection terminals and the plurality of connection terminals (terminals connected to the IC mounted on the control circuit board 3) formed on the circuit control board 3 are electrically connected. It is configured to be arranged at a connectable position.
The internal connection terminals and the plurality of connection terminals formed on the circuit control board 3 are electrically connected by welding, for example.

このように制御回路基板３が取付けられた後、金属製のカバー部材３１により、回路収容部１２ｃに形成された開口部１２１が閉塞される。
このため、制御回路基板３は、カバー部材３１により被覆されることとなる。 After the control circuit board 3 is attached in this way, the opening 121 formed in the circuit housing portion 12 c is closed by the metal cover member 31.
For this reason, the control circuit board 3 is covered with the cover member 31.

次いで、本実施形態に係るモータ駆動装置Ｓは、マイクロコンピュータＰ１を制御手段としてモータ２の駆動制御行う装置である。
本実施形態に係るモータ２は、マイクロコンピュータＰ１を介して電力が供給されることにより、正逆回転可能となるよう構成されている。 Next, the motor drive device S according to the present embodiment is a device that performs drive control of the motor 2 using the microcomputer P1 as control means.
The motor 2 according to the present embodiment is configured to be able to rotate forward and backward when electric power is supplied via the microcomputer P1.

本実施形態においては、パワーウインドウ装置を制御する例を示す。
本実施形態では、モータ２が正逆回転すると、モータ２の出力軸に連結されたスプロケットを介して、モータ２の回転力がテープ（スプロケットと、上方に配設されたブラケットとに回動可能に掛け渡されている無端状のテープ）に伝達され、この回転力によってテープが回動することにより、スライダがガイドレール（上下に配設されたブラケット間を連結するように配設される）に沿って上下方向に案内される。 In the present embodiment, an example of controlling the power window device is shown.
In this embodiment, when the motor 2 rotates forward and backward, the rotational force of the motor 2 can be rotated to the tape (sprocket and the bracket disposed above) via a sprocket connected to the output shaft of the motor 2. The tape is rotated by this rotational force so that the slider is arranged to connect the guide rails (to connect the brackets arranged above and below). Along the vertical direction.

スライダがガイドレールを上下方向に案内されると、スライダはキャリアプレート（ウインドウガラスの下端部を支持する）を介してウインドウガラスを上下方向に移動させる。
このように、モータ２の作動によってウインドウガラスを開閉駆動することができるように構成されている。 When the slider is guided along the guide rail in the vertical direction, the slider moves the window glass in the vertical direction via a carrier plate (supporting the lower end portion of the window glass).
Thus, the window glass can be opened and closed by the operation of the motor 2.

図２に電気回路図を示す。
マイクロコンピュータＰ１には、車両に搭載されるバッテリから作動に必要な電力が供給される。
本実施形態に係るマイクロコンピュータＰ１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ，ＲＡＭ等の不図示のメモリ、入力回路、出力回路等を備えるマイクロコンピュータである。
このＣＰＵの、不図示のメモリ、入力回路及び出力回路は、バスを介して互いに接続されている。 FIG. 2 shows an electric circuit diagram.
The microcomputer P1 is supplied with electric power necessary for operation from a battery mounted on the vehicle.
The microcomputer P1 according to the present embodiment is a microcomputer including a memory (not shown) such as a CPU, a ROM, and a RAM, an input circuit, and an output circuit.
A memory, an input circuit, and an output circuit (not shown) of the CPU are connected to each other via a bus.

なお、このマイクロコンピュータＰ１が、スイッチ操作判別手段、第２端子電圧検出手段、第１端子電圧検出手段となる。
そして、モータ駆動装置Ｓは、このマイクロコンピュータＰ１と、このマイクロコンピュータＰ１からの指令を受けてモータ２への電力供給の極性を切換えるリレーＰ３で構成された駆動回路を主要構成とする。 The microcomputer P1 serves as switch operation determination means, second terminal voltage detection means, and first terminal voltage detection means.
The motor drive device S mainly includes a drive circuit constituted by the microcomputer P1 and a relay P3 that receives a command from the microcomputer P1 and switches the polarity of power supply to the motor 2.

マイクロコンピュータＰ１には、プルアップ抵抗ｒ１及びプルダウン抵抗ｒ２を介して
操作スイッチＰ２からの信号が入力される。
本実施形態に係る操作スイッチＰ２は、２段階操作可能な揺動型スイッチ等で構成され、開スイッチ，閉スイッチ及びオートスイッチを有している。
この操作スイッチＰ２を乗員が操作することにより、マイクロコンピュータＰ１へウインドウガラスを開閉動作させるための指令信号が出力される。 A signal from the operation switch P2 is input to the microcomputer P1 via the pull-up resistor r1 and the pull-down resistor r2.
The operation switch P2 according to this embodiment includes a swing switch that can be operated in two steps, and has an open switch, a close switch, and an auto switch.
When the occupant operates this operation switch P2, a command signal for opening and closing the window glass is output to the microcomputer P1.

具体的には、操作スイッチＰ２は、一端側へ１段階操作されると開スイッチがオンされ、ウインドウガラスを通常開動作（すなわち操作している間だけ開動作）させるための通常開指令信号をマイクロコンピュータＰ１へ出力する。
また、操作スイッチＰ２は、他端側へ１段階操作されると閉スイッチがオンされ、ウインドウガラスを通常閉動作（すなわち操作している間だけ閉動作）させるための通常閉指令信号をマイクロコンピュータＰ１へ出力する。
この作動を「マニュアル作動」と記す。 Specifically, when the operation switch P2 is operated one step toward one end, the opening switch is turned on, and a normal opening command signal for causing the window glass to perform a normal opening operation (that is, an opening operation only during operation) is provided. Output to the microcomputer P1.
Further, when the operation switch P2 is operated in one step to the other end side, the close switch is turned on, and a normal close command signal for normally closing the window glass (that is, only during the operation) is supplied to the microcomputer. Output to P1.
This operation is referred to as “manual operation”.

更に、操作スイッチＰ２は、一端側へ２段階操作されると開スイッチ及びオートスイッチが共にオンされ、ウインドウガラスをオート開動作（すなわち操作を止めても全開位置まで開動作）させるためのオート開指令信号をマイクロコンピュータＰ１へ出力する。
また、操作スイッチＰ２は、他端側へ２段階操作されると閉スイッチ及びオートスイッチが共にオンされ、ウインドウガラスをオート閉動作（すなわち操作を止めても全閉位置まで閉動作）させるためのオート閉指令信号をマイクロコンピュータＰ１へ出力する。
この作動を「オート作動」と記す。 Further, when the operation switch P2 is operated in two steps toward one end, both the opening switch and the auto switch are turned on, and the automatic opening operation for automatically opening the window glass (that is, the opening operation to the fully opened position even if the operation is stopped) is performed. A command signal is output to the microcomputer P1.
Further, when the operation switch P2 is operated in two steps toward the other end, both the closing switch and the auto switch are turned on, and the window glass is automatically closed (ie, closed to the fully closed position even if the operation is stopped). An auto close command signal is output to the microcomputer P1.
This operation is referred to as “automatic operation”.

リレーＰ３は、マイクロコンピュータＰ１からの指令により、モータ２への電力供給の極性を切換える駆動回路を構成する。
すなわち、マイクロコンピュータＰ１から正回転指令信号を受けたときは、モータ２を正回転方向に回転させるようにモータ２へ電力を供給し、マイクロコンピュータＰ１から逆回転指令信号を受けたときは、モータ２を逆回転方向に回転させるようにモータ２へ電力を供給する。
なお、ＦＥＴを用いて極性を切換えるように構成してもよい。 The relay P3 constitutes a drive circuit that switches the polarity of power supply to the motor 2 in accordance with a command from the microcomputer P1.
That is, when a forward rotation command signal is received from the microcomputer P1, power is supplied to the motor 2 so as to rotate the motor 2 in the forward rotation direction, and when a reverse rotation command signal is received from the microcomputer P1, the motor 2 is rotated. Electric power is supplied to the motor 2 so as to rotate 2 in the reverse rotation direction.
In addition, you may comprise so that polarity may be switched using FET.

マイクロコンピュータＰ１は、操作スイッチＰ２から通常開指令信号を受けている間中（操作スイッチＰ２が操作されている間中）、リレーＰ３を介して（リレーＰ３でスイッチングして）モータ２を駆動し、ウインドウガラスを通常開動作させる。
一方、マイクロコンピュータＰ１は、操作スイッチＰ２から通常閉指令信号を受けている間中（操作スイッチＰ２が操作されている間中）、リレーＰ３を介して（リレーＰ３でスイッチングして）モータ２を駆動し、ウインドウガラスを通常閉動作させる。 The microcomputer P1 drives the motor 2 via the relay P3 (switching by the relay P3) while receiving the normal opening command signal from the operation switch P2 (while the operation switch P2 is being operated). The window glass is normally opened.
On the other hand, the microcomputer P1 operates the motor 2 via the relay P3 (switching with the relay P3) while receiving the normal close command signal from the operation switch P2 (while the operation switch P2 is being operated). Driven to normally close the window glass.

また、マイクロコンピュータＰ１は、操作スイッチＰ２からオート開指令信号を受けると、リレーＰ３を介してモータ２を駆動し、ウインドウガラスを全開位置までオート開動作させる。
一方、マイクロコンピュータＰ１は、操作スイッチＰ２からオート閉指令信号を受ける
と、リレーＰ３を介してモータ２を駆動し、ウインドウガラスを全閉位置までオート閉動させる。 Further, when the microcomputer P1 receives an auto-open command signal from the operation switch P2, the microcomputer P1 drives the motor 2 via the relay P3 to automatically open the window glass to the fully open position.
On the other hand, when receiving an auto close command signal from the operation switch P2, the microcomputer P1 drives the motor 2 via the relay P3 to automatically close the window glass to the fully closed position.

また、モータ２のＣＷ（clock wise：時計回り、正転）端子及びＣＣＷ（counter clock wise：反時計回り、逆転）端子からの電圧信号が電流制限抵抗ｒ３を介してマイクロコンピュータＰ１に入力されるよう構成されている。
なお、以下、モータ２の正転方向を「ＣＷ方向」、逆転方向を「ＣＣＷ方向」と記す。 Also, voltage signals from the CW (clock wise: counterclockwise, reverse) terminal and CCW (counter clock wise: reverse) terminal of the motor 2 are input to the microcomputer P1 through the current limiting resistor r3. It is configured as follows.
Hereinafter, the forward rotation direction of the motor 2 is referred to as “CW direction”, and the reverse rotation direction is referred to as “CCW direction”.

図３に示すように、本実施形態に係るモータ２を構成する整流子２１は、８極のモータ２である。
この整流子２１にブラシ１１ａが摺接している。
本実施形態においては、整流子２１とブラシ１１ａ間での通電切替により発生する電圧変動を検出する。
図３に示すように、モータ２が回転すると、整流子２１とブラシ１１ａとの間で通電切替が生じ、これにより電圧変動が発生するため、この電圧変動によりモータ２の駆動状況を確認することができる。 As shown in FIG. 3, the commutator 21 constituting the motor 2 according to the present embodiment is an 8-pole motor 2.
The brush 11a is in sliding contact with the commutator 21.
In the present embodiment, voltage fluctuations generated by energization switching between the commutator 21 and the brush 11a are detected.
As shown in FIG. 3, when the motor 2 rotates, energization switching occurs between the commutator 21 and the brush 11 a, which causes voltage fluctuations. Therefore, the driving state of the motor 2 is confirmed by the voltage fluctuations. Can do.

つまり、通電切替毎に電圧変動が生じるため、本例の８極のモータ２であれば、３回の電圧変動が起きると１回転したことがわかる。
換言すれば、電圧変動をパルスとしてとらえると、この電圧変動パルスの周期を測定することによりモータ２の回転速度を検出することができるとともに、電圧変動パルス数を計測することによりウインドウガラス位置（モータ２の回転数から演算）を検出することができる。 That is, since voltage fluctuation occurs every time the energization is switched, in the case of the 8-pole motor 2 of this example, it can be seen that one rotation is made when voltage fluctuation occurs three times.
In other words, when the voltage fluctuation is regarded as a pulse, the rotation speed of the motor 2 can be detected by measuring the period of the voltage fluctuation pulse, and the window glass position (motor) is measured by measuring the number of voltage fluctuation pulses. 2) can be detected.

モータ２のモータ端子から、マイクロコンピュータＰ１へ入力された電圧波形は、マイクロコンピュータＰ１の演算回路でワンショットパルスに変換される。
つまり、図４に示すように、モータ端子電圧波形は、モータ端子電圧検出しきい値によって２値化され、ワンショットパルス信号に変換される。 A voltage waveform input from the motor terminal of the motor 2 to the microcomputer P1 is converted into a one-shot pulse by the arithmetic circuit of the microcomputer P1.
That is, as shown in FIG. 4, the motor terminal voltage waveform is binarized by the motor terminal voltage detection threshold value and converted into a one-shot pulse signal.

そして、この電圧変動パルスであるワンショットパルスの周期を測定することによりモータ２の回転速度を検出するとともに、ワンショットパルス数を計測することによりウインドウガラス位置（モータ２の回転数から演算）を検出することができる。
なお、モータ端子電圧検出しきい値は、マイクロコンピュータＰ１に入力される電圧値をセンシングして、この電圧値の変動によって可変するものとする。 Then, the rotational speed of the motor 2 is detected by measuring the period of the one-shot pulse that is the voltage fluctuation pulse, and the window glass position (calculated from the rotational speed of the motor 2) is measured by measuring the number of one-shot pulses. Can be detected.
It is assumed that the motor terminal voltage detection threshold value varies by sensing the voltage value input to the microcomputer P1 and changing the voltage value.

次いで、図５により、モータ回転方向検出について説明する。
本実施形態においては、２つの方法でモータ２の回転方向を判定している。
つまり、本実施形態においては、２つの方法の論理積でモータ２の回転方向を確定しているが、いずれか一方の方法で判定することも可能であるし、優先順位をつけて判定するように構成してもよい。
しかし、２つの方法の論理積でモータ２の回転方向を確定する本実施形態の構成であると、回路故障等で意図せずモータが回転したときの故障判定をも行うことが可能であるため有利である。 Next, the motor rotation direction detection will be described with reference to FIG.
In the present embodiment, the rotation direction of the motor 2 is determined by two methods.
That is, in the present embodiment, the rotation direction of the motor 2 is determined by the logical product of the two methods, but it can be determined by any one of the methods, and the priority order may be determined. You may comprise.
However, with the configuration of this embodiment in which the rotation direction of the motor 2 is determined by the logical product of the two methods, it is possible to perform failure determination when the motor rotates unintentionally due to a circuit failure or the like. It is advantageous.

第１の方法では、操作スイッチＰ２からの入力信号を制御回路で測定し、操作スイッチＰ２端子の電圧値からモータの回転方向を判定する。
マニュアル作動時は、通常開指令信号又は通常閉指令信号の入力により、モータ２の回転方向を判断する。 In the first method, an input signal from the operation switch P2 is measured by a control circuit, and the rotation direction of the motor is determined from the voltage value of the operation switch P2 terminal.
At the time of manual operation, the rotation direction of the motor 2 is determined based on the input of the normal open command signal or the normal close command signal.

つまり、通常開指令信号（マニュアルダウン作動）の入力により、ＤＯＷＮ端子電圧がＬｏに落ちる（図５は、Ｌｏアクティブである）ため、モータ２がＣＣＷ方向に回転していると判定する。
また、通常閉指令信号（マニュアルアップ作動）の入力により、ＵＰ端子電圧がＬｏに落ちる（図５は、Ｌｏアクティブである）ため、モータ２がＣＷ方向に回転していると判定する。 That is, because the DOWN terminal voltage falls to Lo (FIG. 5 is Lo active) by the input of the normal open command signal (manual down operation), it is determined that the motor 2 is rotating in the CCW direction.
Further, since the UP terminal voltage drops to Lo by inputting a normal close command signal (manual up operation) (FIG. 5 is Lo active), it is determined that the motor 2 is rotating in the CW direction.

オート作動時は、オート開指令信号又はオート閉指令信号（オート入力と共に入力される開閉信号）の入力により、モータ２の回転方向を判断する。
つまり、オート開指令信号（オートダウン作動）の入力により、ＤＯＷＮ端子電圧がＬｏに落ちる（図５は、Ｌｏアクティブである）ため、モータ２がＣＣＷ方向に回転していると判定する。
また、オート閉指令信号（オートアップ作動）の入力により、ＵＰ端子電圧がＬｏに落ちる（図５は、Ｌｏアクティブである）ため、モータ２がＣＷ方向に回転していると判定する。 At the time of auto operation, the rotation direction of the motor 2 is determined by the input of an auto open command signal or an auto close command signal (open / close signal input together with auto input).
That is, because the DOWN terminal voltage falls to Lo (FIG. 5 is Lo active) due to the input of the auto-open command signal (auto-down operation), it is determined that the motor 2 is rotating in the CCW direction.
In addition, since the UP terminal voltage falls to Lo due to the input of the auto close command signal (auto up operation) (FIG. 5 is Lo active), it is determined that the motor 2 is rotating in the CW direction.

また、第２の方法では、ＣＷ端子電圧からＣＣＷ電圧を引いた電圧値を制御回路で測定し、その電圧値によりモータ２の回転方向を判定する。
つまり、例えば、閉作動（つまり、ウインドウガラスがアップするアップ作動）の場合、操作スイッチＰ２の操作により（オートでもマニュアルでも同様）、ＵＰ端子電圧がＬｏに落ちるとともに、ＣＷ端子電圧が１２Ｖに上昇する（図５は、バッテリ電圧１２Ｖである）。しかし、ＤＯＷＮ端子電圧はアクティブではないため、ＣＣＷ端子電圧は０Ｖである。
よって、ＣＷ端子電圧からＣＣＷ電圧を引いた電圧値は、１２Ｖとなり、正の値であるから、モータ２がＣＷ方向へ回転していると判定する。 In the second method, a voltage value obtained by subtracting the CCW voltage from the CW terminal voltage is measured by the control circuit, and the rotation direction of the motor 2 is determined based on the voltage value.
That is, for example, in the case of a closing operation (that is, an up operation in which the window glass is up), the UP terminal voltage drops to Lo and the CW terminal voltage rises to 12V by operating the operation switch P2 (same for auto and manual). (FIG. 5 shows a battery voltage of 12V). However, since the DOWN terminal voltage is not active, the CCW terminal voltage is 0V.
Therefore, the voltage value obtained by subtracting the CCW voltage from the CW terminal voltage is 12 V, which is a positive value, and thus it is determined that the motor 2 is rotating in the CW direction.

逆に、開作動（つまり、ウインドウガラスがダウンするダウン作動）の場合、操作スイッチＰ２の操作により（オートでもマニュアルでも同様）、ＤＯＷＮ端子電圧がＬｏに落ちるとともに、ＣＣＷ端子電圧が１２Ｖに上昇する（図５は、バッテリ電圧１２Ｖである）。しかし、ＵＰ端子電圧はアクティブではないため、ＣＷ端子電圧は０Ｖである。
よって、ＣＷ端子電圧からＣＣＷ電圧を引いた電圧値は、−１２Ｖとなり、負の値であるから、モータ２がＣＣＷ方向へ回転していると判定する。 Conversely, in the case of an open operation (that is, a down operation in which the window glass is down), the operation of the operation switch P2 (same for auto and manual) causes the DOWN terminal voltage to drop to Lo and the CCW terminal voltage to rise to 12V. (FIG. 5 shows a battery voltage of 12V). However, since the UP terminal voltage is not active, the CW terminal voltage is 0V.
Therefore, the voltage value obtained by subtracting the CCW voltage from the CW terminal voltage is −12 V, which is a negative value. Therefore, it is determined that the motor 2 is rotating in the CCW direction.

以上のように、本実施形態に係るモータ駆動装置Ｓでは、センサマグネットＭ１や磁極センサＭ２を使用することなく、モータ２の回転状況を把握することができる。
つまり、モータ端子電圧からモータ２の回転速度、回転方向を把握することができるとともに、これを例えばパワーウインドウ装置の駆動に使用する際には、ウインドウガラスの位置を把握することができる。
このため、コスト的に有利であるとともに、モータケースに実装される各部品の配置自由度も大きくなる。 As described above, in the motor drive device S according to the present embodiment, the rotation state of the motor 2 can be grasped without using the sensor magnet M1 or the magnetic pole sensor M2.
That is, the rotational speed and rotational direction of the motor 2 can be grasped from the motor terminal voltage, and the position of the window glass can be grasped when this is used for driving a power window device, for example.
This is advantageous in terms of cost and increases the degree of freedom of arrangement of each component mounted on the motor case.

１・・モータケース、２・・モータ、３・・制御回路基板、
１１・・ヨークハウジング、１１ａ・・ブラシ、１１ｂ・・延出部、１１２ａ・・シール材、
１２・・ギアハウジング、１２ａ・・ウォーム収容部、１２ｂ・・ウォームホイール収容部、
１２ｃ・・回路収容部、１２１・・開口部、
２１・・整流子、２２・・回転軸、
３１・・カバー部材、
Ｍ１・・センサマグネット、Ｍ２・・磁極センサ、
Ｐ１・・マイクロコンピュータ、Ｐ２・・操作スイッチ、Ｐ３・・リレー、
ｒ１・・プルアップ抵抗、ｒ２・・プルダウン抵抗、ｒ３・・電流制限抵抗、
Ｓ・・モータ駆動装置、Ｕ，Ｕ´・・モータユニット 1 .... Motor case, 2 .... Motor, 3 .... Control circuit board,
11.Yoke housing, 11a ... Brush, 11b ... Extension part, 112a ... Seal material,
12. Gear housing, 12a, worm housing part, 12b, worm wheel housing part,
12c ... Circuit housing part, 121 ... Opening part,
21 .. Commutator, 22 .. Rotating shaft,
31 .. Cover member,
M1 ... Sensor magnet, M2 ... Magnetic pole sensor
P1 ・・ Microcomputer, P2 ・・ Operation switch, P3 ・・ Relay,
r1 .. pull-up resistor, r2 .. pull-down resistor, r3 .. current limiting resistor,
S ... Motor drive, U, U '... Motor unit

Claims

In the motor drive device that detects the rotational speed of the DC motor by the motor terminal voltage of the DC motor that rotates forward and reverse by operating an operation switch consisting of an open switch or a closed switch that commands raising and lowering of the window glass,
The motor drive device
By monitoring the down terminal voltage that becomes active in response to a command from the open switch and the up terminal voltage that becomes active in response to a command from the closed switch, the operation switch is operated in either the forward or reverse direction. Switch operation determining means for determining whether or not
First terminal voltage detection means for detecting a terminal voltage in one rotational direction;
Second terminal voltage detection means for detecting the terminal voltage in the other rotation direction,
The direction of rotation of the DC motor is:
It is determined based on the determination result by the switch operation determination means and the detection results of the first terminal voltage detection means and the second terminal voltage detection means,
The detection results of the first terminal voltage detection means and the second terminal voltage detection means include one terminal voltage detected by the first terminal voltage detection means and the other terminal voltage detected by the second terminal voltage detection means. Is the difference between
Motor, wherein the determination result by the switching operation discriminating unit, and forward and reverse rotation direction of the DC motor is determined from the sign of the difference, the logical product of the direction of rotation of the DC motor is determined Drive device.