JP6510942B2 - Brush motor - Google Patents
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Description
本発明は、車両のウィンドシールドを払拭するワイパー装置に用いられるブラシモータに関する。 The present invention relates to a brush motor used in a wiper device for wiping a windshield of a vehicle.
従来、車両のワイパー装置の動力源としてブラシモータが用いられている(特許文献1、特許文献2)。近年、ワイパー装置に用いられるブラシモータの多極化が進められている。ブラシモータを多極化すると、ブラシモータの回転が滑らかになり、回転に伴う振動等が低減するため、ワイパー装置の騒音を低減させることができる。しかも、ブラシモータの極数が増えると、低回転で高トルクを発生させることができるので、ブラシモータの小型軽量化を図ることもできる。 Conventionally, a brush motor is used as a motive power source of a wiper device of a vehicle (Patent Document 1, Patent Document 2). In recent years, the number of poles of a brush motor used in a wiper device has been advanced. When the brush motor has multiple poles, the rotation of the brush motor becomes smooth and the vibrations and the like accompanying the rotation are reduced, so the noise of the wiper device can be reduced. In addition, when the number of poles of the brush motor is increased, high torque can be generated at low rotation, so that the brush motor can be reduced in size and weight.
また、ブラシモータを多極化すると、その極数等に起因したトルクリップルの次数が上がり、トルクリップルの振幅成分が小さくなるため、ブラシモータの振動および騒音の低減を図ることができる。その反面、ブラシモータの多極化に伴うトルクリップルの高次数化は、ブラシモータの作動音の高周波成分を増加させ、その音色を悪化させる原因になる場合がある。そのため、従来、ブラシモータの巻線を収容する電機子のスロットに所謂スキューを持たせ、磁界と交差する際に巻線に誘起される電流の立ち上がりを緩和させることにより、ブラシモータのトルクリップルを低減させ、このトルクリップルに起因する振動および騒音の低減を図っている。 In addition, when the brush motor has multiple poles, the order of torque ripple increases due to the number of poles and the like, and the amplitude component of the torque ripple decreases, so that the vibration and noise of the brush motor can be reduced. On the other hand, increasing the number of torque ripples due to the increase in the number of poles of the brush motor may increase the high frequency component of the operation noise of the brush motor and may cause the tone to deteriorate. Therefore, conventionally, so-called skew is given to the slot of the armature that accommodates the winding of the brush motor, and the torque ripple of the brush motor is reduced by relaxing the rise of the current induced in the winding when crossing the magnetic field. It is intended to reduce vibration and noise resulting from this torque ripple.
しかしながら、上述した所謂スキューによれば、ブラシモータにおける電機子のスロットの加工が複雑となり、かつ、スロットに巻線を組み込む作業も複雑になるため、ブラシモータの製造コストが上昇することになる。そのため、所謂スキューによる振動・騒音対策は、ブラシモータを多極化して小型軽量化する際の障害になり得る。 However, according to the so-called skew described above, the processing of the armature slot in the brush motor is complicated, and the work of incorporating the winding in the slot is also complicated, which increases the manufacturing cost of the brush motor. Therefore, so-called measures against vibration and noise due to skew can be an obstacle in reducing the size and weight by making the brush motor multipolar.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、振動および騒音の低減を図りつつ、多極化および小型軽量化を図ることができるブラシモータを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a brush motor capable of achieving multipolarization and reduction in size and weight while reducing vibration and noise.
本発明のブラシモータは、車両のワイパー装置に用いられ、一方向の回転力を発生させる磁極が4極以上の多極のブラシモータであって、均圧線を有する回転電機子と、前記回転電機子に備えられた整流子と、前記整流子と接触する第1のブラシ及び第2のブラシと、前記第1のブラシまたは前記第2のブラシに接続される第1の回路と、一端が前記第1の回路に接続され、前記車両に設けられた操作スイッチに連動して、前記第1の回路を介して前記第1のブラシと前記第2のブラシとの間に前記電源の電圧を供給する第2の回路及び第3の回路と、前記第2の回路及び前記第3の回路における電圧信号を検出し、検出した前記電圧信号に基づいて、前記第1のブラシと前記第2のブラシとの間に印加する電圧パルスのデューティを選択するデューティ制御部と、前記デューティ制御部から供給される選択されたデューティに応じて、当該デューティのパルス列であるPWM信号を出力するPWM信号生成部と、前記第1のブラシ及び前記第2のブラシの何れかと電源及びグランドの何れかとの間に接続されており、前記PWM信号によりオンオフし、前記第1のブラシと前記第2のブラシとの間に前記電源の電圧を前記電圧パルスとして印加する駆動トランジスタと、前記駆動トランジスタを流れる電流の電流値を検出する電流検出素子とを備え、前記デューティ制御部は、前記電流検出素子によって検出される電流のトルクリップルの振幅が低減し、予め設定された目標電流値に収束するように、前記デューティを制御して前記ブラシモータを流れる電流を調整することを特徴とする。
本発明のブラシモータは、前記第2の回路または前記第3の回路のいずれか一方のみに設けられたダイオードをさらに有することを特徴とする。
The brush motor according to the present invention is a multi-pole brush motor that is used in a wiper device of a vehicle and has four or more magnetic poles for generating a rotational force in one direction, and a rotary armature having a pressure equalizing line; a commutator provided to the armature, a first and a brush and a second brush in contact with the commutator, a first circuit connected to said first brush and the second brush, one end Is connected to the first circuit, and the voltage of the power supply is applied between the first brush and the second brush via the first circuit in conjunction with an operation switch provided on the vehicle. , And a voltage signal in the second circuit and the third circuit, and the first brush and the second circuit are detected based on the detected voltage signal . Select the duty of the voltage pulse to be applied between the A duty control unit; a PWM signal generation unit that outputs a PWM signal that is a pulse train of the duty according to a selected duty supplied from the duty control unit; and the first brush and the second brush A drive connected between any one of the power supply and the ground, turned on and off by the PWM signal, and applying the voltage of the power supply as the voltage pulse between the first brush and the second brush A transistor, and a current detection element for detecting a current value of a current flowing through the drive transistor, wherein the duty control unit reduces the amplitude of the torque ripple of the current detected by the current detection element, and is preset It is particularly preferable to control the duty to adjust the current flowing through the brush motor so as to converge on a target current value. To.
The brush motor according to the present invention is characterized by further comprising a diode provided in only one of the second circuit and the third circuit.
発明のブラシモータは、前記デューティ制御部が、前記目標電流値として、一定期間にわたって前記電流検出素子によって検出された前記駆動トランジスタに流れる電流の平均値である平均電流値を設定し、前記平均電流値を基準とした一定範囲内に、前記デューティを制御して当該ブラシモータを流れる電流を制限することを特徴とする。 In the brush motor according to the invention, the duty control unit sets, as the target current value, an average current value which is an average value of the current flowing through the drive transistor detected by the current detection element over a predetermined period, The duty is controlled within a predetermined range based on a value to limit the current flowing through the brush motor.
発明のブラシモータは、前記デューティ制御部が、前記目標電流値として、前記ブラシモータの定格電流を設定することを特徴とする。 In the brush motor according to the invention, the duty control unit sets a rated current of the brush motor as the target current value.
本発明のブラシモータは、前記電流検出素子で検出した前記電流値が予め設定した設定電流値を超えているか否かの判定を行う過電流検出部をさらに備え、前記デューティ制御部が、前記電流検出素子の検出した前記電流値が前記設定電流値を超えた場合、計時を開始し、前記設定電流値が流れることによるブラシモータの温度の上昇に対応して設定された設定時間を、前記設定電流値を超えた前記電流値が流れる計時時間が超えたことを検出すると、前記PWM信号の前記デューティを前記ブラシモータが停止するデューティとすることを特徴とする。 The brush motor according to the present invention further includes an overcurrent detection unit that determines whether the current value detected by the current detection element exceeds a preset current value, and the duty control unit is configured to When the current value detected by the detection element exceeds the set current value, clocking is started, and the set time set corresponding to the increase in temperature of the brush motor due to the flow of the set current value is set The duty of the PWM signal may be set as a duty at which the brush motor is stopped when it is detected that a timed time in which the current value exceeds the current value flows is exceeded.
本発明のブラシモータは、前記ブラシモータは車両のワイパー装置に用いられるブラシモータであり、前記デューティ制御部が、前記ブラシモータの負荷トルクの所望の仕様に応じて、ウィンドシールドの払拭におけるワイパーの低速作動時および高速作動時のそれぞれにおける前記PWM信号の前記デューティの設定値を変更することを特徴とする。 In the brush motor according to the present invention, the brush motor is a brush motor used in a wiper device of a vehicle, and the duty control unit controls the wiper in wiping the windshield according to a desired specification of load torque of the brush motor. It is characterized in that the set value of the duty of the PWM signal at the time of low speed operation and at the time of high speed operation is changed.
以上説明したように、本発明によれば、低速用から高速用へのブラシの切り替えによらずに回転速度を変化させることができ、かつ、多極化および小型軽量化を図るブラシモータを提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to change the rotational speed without switching the brush from the low speed to the high speed, and to provide a brush motor that achieves multipolarization, size reduction and weight reduction. Can.
図1は、本発明の第1の実施形態によるブラシモータ100の外観図である。
ブラシモータ100は、一方向の回転力を発生させる(一方向に回転する)磁極が4極以上の多極のモータである。第1の実施形態において、ブラシモータ100は、例えば、車両のフロントワイパー装置の動力となる回転力を発生させるための多極、例えば磁極が4極の直流モータであるものとする。しかしながら、ブラシモータ100は、多極の直流モータであれば任意であり、その用途も車両のフロントワイパー装置に限らず、任意の装置の動力を発生させるために使用可能である。
FIG. 1 is an external view of a
The
図1において、ブラシモータ100は、モータ部Mと減速機構部Gとから構成されている。モータ部Mには、一方向の回転力を発生させるモータ本体部110が内蔵されている。モータ部Mのハウジング部MHには、モータ本体部110として、ハウジング部MHに固定された界磁部(図示なし)と、整流子を備えた回転電機子(図示なし)と、上記整流子と接触するように配置されたブラシ(図示なし)とが収容されている。第1の実施形態では、モータ本体部110の回転電機子は、いわゆる均圧線を有しており、これにより、回転電機子の整流子と接触するブラシの数が削減されている。回転電機子に均圧線を備えたことによりブラシを削減し、削減したブラシが配置されていた(ブラシが配置され得る)空き領域には、モータ本体部110の回転電機子の回転を制御するための制御基板120(図2参照)が配置される。その詳細については後述する。
In FIG. 1, the
減速機構部Gは、モータ本体部110の回転電機子の回転数を所望の回転数に減速するためのものである。減速機構部Gのハウジング部GHには、モータ本体部110の回転軸(回転電機子のシャフト)と結合されたウォームギアや、このウォームギアと連結されたウォームホイールギア等が収容されている。減速機構部Gにより減速された回転は、減速機構部Gから延出した出力軸Qから取り出される。なお、図1では示されていないが、出力軸Qには、モータ本体部110が発生させた一方向の回転を、ワイパー(ワイパーブレードと示す場合もある)がウインドシールドを払拭するための往復運動に対応した正方向(例えば、時計回り方向)と逆方向(例えば、反時計回り方向)の二方向の回転に変換するためのリンク機構等が取り付けられる。
The speed reduction mechanism G is for reducing the number of rotations of the rotary armature of the motor
本発明の第1の実施形態によるブラシモータ100の内部構造において(後述する図17)、モータ部Mのハウジング部MHの内部に組み込まれた円環状のブラシホルダ110Hには、その穴の内方に位置するモータ本体部110の回転電機子の整流子と接触するブラシとして、二つのブラシ111A,111Bが配置されている。これら二つのブラシ111A,111Bは、4極の場合には機械角にして90度だけ異なる位置に配置されている。この機械角はブラシモータ100の極数に応じて任意に設定される。
In the internal structure of the
図2は、本発明の第1の実施形態によるブラシモータ100の構成例を示すブロック図であり、モータ本体部110の回転電機子の回転制御に関与する要素を示している。
ブラシモータ100は、モータ本体部110の回転電機子の回転を制御するための要素として、制御基板120、電流検出素子130、ダイオード141、ダイオード143、リレープレート150を備えている。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the
The
制御基板120は、後述する図17に示すブラシ111Aとブラシ111Bとの間に印加される電圧を発生させるための要素であり、モータ本体部110の回転電機子の回転を制御するための主要な要素である。制御基板120は、モータ部Mのハウジング部MHの内部に、後述するPWM制御を行うことにより省かれた高速用ブラシ、及び均圧線を回転電機子に備えたことにより省かれたブラシが設けられていた領域に位置するように配置される。その詳細については後述する。
The
制御基板120は、ワイパー装置の作動速度に応じてブラシモータ100の回転速度を切り替えるための後述のPWM(Pulse Width Modulation)制御で用いられるPWM信号のデューティ制御に関する処理(以下、「デューティ制御処理」と称す。)を実施する。デューティ制御処理では、制御基板120は、ワイパー装置の作動速度が低速である場合、PWM信号のデューティを減少させることにより、モータ本体部110に印加される電圧を低下させる。逆に、制御基板120は、ワイパー装置の作動速度が高速である場合、PWM信号のデューティを増加させることにより、モータ本体部110に印加される電圧を上昇させる。
The
また、制御基板120は、ブラシモータ100を駆動する電流の過電流に起因した過熱を防止するための制御に関する処理(以下、過熱防止処理とする)を実施する。この過熱防止処理では、制御基板120は、電流検出素子130によって検出された電流値が過電流を示す設定電流値を超え、予め設定された設定時間を超えた場合、ブラシ111Aとブラシ111Bとの間に印加される電圧を供給するPWM信号(後述)のデューティを0とする。これにより、制御基板120は、モータ本体部110の回転電機子に流れる電流の電流値を0とし、ブラシモータ100の過電流に起因する過熱を防止する。上記設定電流値は、ブラシモータ100に接続される負荷(図示なし)の許容電流の上限である限界負荷電流、または、ブラシモータ100(モータ本体部110)の拘束電流である。ただし、この例に限定されず、上記所定電流値は任意に設定し得る。例えば、ブラシモータに過電流となる電流値の電流をブラシモータに対して継続的に供給して、ブラシモータの仕様における最大温度を超える時間を測定し、この時間に余裕を持たせた時間を上記設定時間として設定する。
Further, the
また、制御基板120は、ブラシモータ100のトルクリップルを低減させるための制御に関する処理(以下、「トルクリップル低減処理」と称す。)を実施する。トルクリップル低減処理では、制御基板120は、電流検出素子130によって検出された電流を、この電流に重畳するトルクリップル(ブラシモータ100固有の次数に基づくトルクリップルを含む)の平均値を求める。そして、制御基板120は、この求めた平均値によって与えられる目標電流値に収束させるように、ブラシ111Aとブラシ111Bとの間を流れる励磁電流、すなわちモータ本体部110に流れるモータ電流を変化させる。ブラシモータ100固有の次数は、例えばブラシモータ100の極数等の構造に応じて物理的に決定される要素である。
上記のデューティ制御処理、過熱防止処理及びトルクリップル低減処理の各々の処理の詳細については後述する。
Further, the
Details of each of the duty control process, the overheat prevention process, and the torque ripple reduction process will be described later.
電流検出素子130は、ブラシモータ100のモータ本体部110を流れる電流の電流値(すなわち後述する駆動トランジスタ1204に流れる電流の電流値)を検出するための要素であり、具体的にはモータ本体部110の回転電機子に流れる電流を検出する。後述する図10の例では、モータ本体部110と、低速作動電圧信号VLの配線及びダイオード143のカソードの接続点との間の電流経路上に配置されている。ただし、この例に限定されず、電流検出素子130は、モータ本体部110の回転電機子に供給される電流の経路上に設けられていればよい。電流検出素子130は、例えば、抵抗体の電圧降下を利用した電流センサ、ホール効果を利用した電流センサ等、任意の電流センサであり得る。電流検出素子130の検出信号は過電流検出部1205(後述)に入力される。
The
ダイオード141は、モータ本体部110の回転を停止させる際に発生するエネルギーを消費させることにより、モータ本体部110を保護するための要素である。低速作動電圧信号VLの配線,ダイオード143は、フロントワイパー装置の操作スイッチに連動して供給される低速作動電圧信号VLと高速作動電圧信号VHとを合成してモータ本体部110の電源を供給するための要素である。ここで、高速作動電圧信号VHは、フロントワイパー装置のワイパーを高速作動させることを示す電圧信号である。低速作動電圧信号VLは、フロントワイパー装置のワイパーを低速作動させることを示す電圧信号である。高速作動電圧信号VHと低速作動電圧信号VLとの各々は、フロントワイパー装置における操作スイッチの外部回路から、操作スイッチの状態に対応して、後述する制御基板102のデューティ制御部1201に対して供給される。
The
リレープレート150は、フロントワイパー装置のワイパーブレードの往復運動の始点と終点のタイミングを得るための要素である。リレープレート150は、減速機構部Gのハウジング部GHの内部に備えられ、モータ本体部110の作動に連動して回転する。ここで、ブレーキ接点Bは、フロントワイパー装置を制動するためのタイミングを発生させる接点である。また、スタート接点Sは、フロントワイパー装置を作動させるためのタイミングを発生させる接点である。ブレーキ接点Bおよびスタート接点Sは、モータ本体部110の回転角に応じてグランドEと電気的に接続される。従って、各接点がグランド電位になるタイミングから、フロントワイパー装置の制動のタイミングと作動のタイミングを把握することができる。なお、リレープレート150は、公知の技術を利用して実現することができる要素である。
The
制御基板120を詳細に説明する。制御基板120は、デューティ制御部1201、PWM(Pulse Width Modulation)信号生成部1202、駆動部1203、駆動トランジスタ(FET)1204、過電流検出部1205を備えている。このうち、デューティ制御部1201、PWM信号生成部1202、駆動部1203、過電流検出部1205は、駆動トランジスタ1204をPWM制御するPWM制御部(符号なし)を構成する。ここで、制御基板120において、デューティ制御部1201、PWM信号生成部1202及び過電流検出部1205の各々を、マイクロコンピュータ1208を用いて、プログラムでブラシモータ100を駆動するPWM信号の生成の要素として構成する。
上記PWM信号生成部1202は、駆動トランジスタ1204をPWM制御するためのPWM信号のデューティ(デューティ比、パルス周期におけるHレベルの比率)を変化させることにより、モータ本体部110の回転電機子の回転速度を変化させ、これによりフロントワイパー装置の作動速度を変化させる。
The
The PWM
本実施形態においては、フロントワイパー装置のワイパーの作動速度が高速作動び低速作動の2段階の場合について説明する。
上記PWM制御部を構成するデューティ制御部1201は、高速作動電圧信号VHが入力された場合、駆動トランジスタ1204のゲートに供給されるPWM信号のデューティを高速作動のデューティとする制御信号を、PWM信号生成部1202に対して出力する。一方、デューティ制御部1201は、低速作動電圧信号VLが入力された場合、駆動トランジスタ1204のゲートに供給されるPWM信号のデューティを低速作動のデューティとする制御信号を、PWM信号生成部1202に対して出力する。
In this embodiment, the operation speed of the wiper of the front wiper device will be described in the case of two stages of high speed operation and low speed operation.
When the high speed operation voltage signal VH is input, the
PWM制御部を構成するPWM信号生成部1202は、高速作動のデューティとする制御信号が供給されると、予め設定されている高速作動のデューティのパルスのパルス列であるPWM信号を生成して、駆動部1203に対して出力する。また、PWM信号生成部1202は、低速作動のデューティとする制御信号が供給されると、予め設定されている低速作動のデューティのPWM信号を生成して、駆動部1203に対して出力する。
PWM制御部を構成する駆動部1203は、PWM信号生成部1202から供給されるPWM信号におけるパルスの電力増幅を行い、駆動トランジスタ1204に対して出力する。第1の実施形態では、上記PWM信号におけるパルスのハイレベルの区間において、駆動トランジスタ1204がオン状態に駆動され、上記PWM信号におけるパルスのローレベルの区間において、駆動トランジスタ1204がオフ状態に駆動される。
The PWM
The
上記PWM信号のデューティは、モータ本体部110の特性要件に応じて設定される。第1の実施形態では、説明の便宜上、モータ本体部110を高速で作動させる場合、上記PWM信号のデューティは100パーセントに設定され、モータ本体部110を低速で作動させる場合、上記PWM信号のデューティは70パーセントに設定されるものとするが、この例に限定されず、上記PWM信号のデューティは任意に設定し得る。すなわち、本実施形態においては、高速作動及び低速作動のいずれかの作動速度とするための電流を、モータ本体部110に対して印加するようにデューティを、それぞれのモータ本体部110の特性に対応して予め設定しておく。
The duty of the PWM signal is set in accordance with the characteristic requirements of the
駆動トランジスタ1204は、モータ本体部110の回転電機子の整流子に対し、ブラシを介して印加される電圧を発生させ、上記回転電機子の巻線を通電するための要素である。第1の実施形態では、駆動トランジスタ1204は、nチャネル型パワーFET(Field Effective Transistor)である。また、駆動トランジスタ1204として、nチャネル型パワーFETではなく、バイポーラトランジスタを用いても良い。駆動トランジスタ1204は、モータ本体部110に備えられたブラシ111AとグランドEとの間に接続されている。具体的には、駆動トランジスタ1204のソースは、車体等のグランドEに接続され、そのドレインは、電流検出素子130を通じてモータ本体部110のブラシ111Aに接続されている。駆動トランジスタ1204は、ゲートに対して、駆動部1203を通じてPWM信号生成部1202からPWM信号が印加される。駆動トランジスタ1204には、いわゆるボディダイオード1204aが備えられている。
The
なお、駆動トランジスタ1204は、モータ本体部110のもう一つのブラシ111Bと、低速作動電圧信号VLの配線及びダイオード143のカソードの接続点との間に直列に接続されていてもよい。また、駆動トランジスタ1204は、ドレインがダイオード141のアノードに接続されている。ダイオード141は、カソードがモータ本体部110のブラシ111Bに接続されている。また、モータ本体部110は、ブラシ111Bが低速作動電圧信号VLの配線及びダイオード143のカソード(の接続点)に接続されている。低速作動電圧信号VLの配線には、アノードに対して低速作動電圧信号VLが供給される。ダイオード143には、アノードに高速作動電圧信号VHが供給される。また、本実施形態においては、ワイパーの往復動作をリンク機構により行うため、ブラシモータ100が一方向のみの回転力を発生させる(一方向にのみ回転する)仕様となり、回転数の制御のために一つの駆動トランジスタ1204を備えればよく、ブラシモータ100を回転駆動させる駆動トランジスタの個数を最小限に抑えている。
The
制御基板120を構成する過電流検出部1205は、電流検出素子130が検出した電流値に基づいて、モータ本体部110に流れる電流の電流値が過電流の電流値であるか否かを検出するための要素である。ここで、過電流とは、モータ本体部110の限界負荷電流(モータ本体部110の負荷として最大負荷が加わったときに回転電機子に流れる電流)を超える電流、または、モータ本体部110の拘束電流(モータ本体部110の回転を拘束したときに回転電機子に流れる電流)以上の電流値の電流である。ただし、この例に限定されず、過電流の定義は任意になし得る。過電流検出部1205は、電流検出素子130によって検出された電流の電流値が過電流を示す設定電流値を超えた場合、モータ本体部110に流れる過電流を検出し、または、上記過電流の発生の有無を判定する。
The
デューティ制御部1201は、過電流検出部1205によって過電流が検出された時点から、上記所定電流値に対応して設定された所定時間が経過した場合、ブラシ111Aとブラシ111Bとの間に印加される電圧を制御するPWM信号のデューティを0とする。換言すれば、デューティ制御部1201は、電流検出素子130によって検出された電流が上記所定電流値を超え、且つ、上記所定時間が経過した場合、ブラシモータ100が仕様の最大温度を超える前に、ブラシ111Aとブラシ111Bとの間に印加される電圧を制御するPWM信号のデューティを0とし、ブラシモータ100の作動を停止させ、過電流によるブラシモータ100の加熱を抑制する。
The
ここで、デューティ制御部1201は、モータ本体部110に過電流が流れた状態が継続する時間(以下、過電流通電時間と称す。)を計測するための通電時間計測カウンタ1201aを備える。デューティ制御部1201は、通電時間計測カウンタ1201aのカウンタ値によって計時される過電流通電時間が上記設定時間を超えた場合、ブラシ111Aとブラシ111Bとの間に印加される電圧を制御するPWM信号のデューティを0とし、ブラシモータ100の作動を停止させる。このとき、デューティは0でなくとも、ブラシモータ100の作動が停止するデューティであっても良い。
Here, the
図3は、本発明の第1実施形態におけるデューティ制御部1201の構成例を示すブロック図である。
なお、図3は、デューティ制御部1201の構成要素のうち、トルクリップル低減処理に関連する要素のみを示し、デューティ制御処理および過熱防止処理に関連する要素(例えば、通電時間計測カウンタ1201a)は省略されている。図3におけるデューティ制御部1201は、目標電流設定部12011、減算器12012、電流制御部12013を備えている。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of the
Note that FIG. 3 shows only the components related to the torque ripple reduction processing among the components of the
目標電流設定部12011は、トルクリップル低減処理において用いられる目標電流値ITを設定するためのものである。目標電流設定部12011は、所定の一定期間にわたって電流検出素子130によって検出されたモータ電流IMの平均値である平均電流値を、目標電流値ITとして設定する。このモータ電流IMの平均値は、電流検出素子130によって検出されるブラシモータ100に流れるトルクリップルが重畳したモータ電流(モータ本体部110の励磁電流となる電流)の平均値に対応する量である。
The target
トルクリップル低減処理では、電流制御部12013によるPI制御の下、電流検出素子130によって検出されるブラシモータ100を流れるモータ電流を、ブラシモータ100固有の次数を有するトルクリップルを含むトルクリップルが重畳したモータ電流の平均値に対応する目標電流値ITに収束するようにフィードバック制御する。目標電流設定部12011は、例えばモータ本体部110の定格電流(例えば、約2.0A)を目標電流値ITとして設定、または上記フィードバック制御の各サイクルにおいて、例えば直前の1または2以上の所定数の制御サイクルに相当する一定期間にわたって電流検出素子130によって検出されるモータ電流IMを積算し、そのモータ電流IMの平均値を目標電流値ITとして設定する(後述する変形例1)。モータ電流IMの平均値を目標電流値ITとして設定する場合、この目標電流値ITは、上記フィードバック制御の制御サイクルごとに更新されるものとするが、ブラシモータ100の起動時のみに更新してもよく、目標電流値ITの更新のタイミングは任意に設定し得る。
In the torque ripple reduction process, under PI control by the
減算器12012は、目標電流設定部12011によって設定された目標電流値ITから、電流検出素子130によって検出されたモータ電流IMを減算するための要素である。減算器12012は、目標電流値ITから検出されたモータ電流IMを減算し、目標電流値ITとモータ電流IMとの差分(IT−IM)を出力する。なお、電流検出素子130から出力される電流を示す信号の極性が予め反転されているものとすれば、減算器12012に代えて加算器が用いられる。すなわち、目標電流値ITとモータ電流IMとの差分を得ることができることを限度に、減算器12012として、例えば差動増幅器等、任意の手段を用いることができる。
The
電流制御部12013は、モータ本体部110の励磁電流であるモータ電流IMが、目標電流値ITに収束するように、PI制御に基づくフィードバック制御を実施するための要素である。電流制御部12013は、駆動トランジスタ1204をPWM制御するため、PWM信号SPのデューティを変化させることにより、ブラシモータ100を流れるモータ電流IMを変化させ目標電流値ITに収束させる。
The
すなわち、電流制御部12013は、目標電流値ITとモータ電流IMとの差分(IT−IM)に基づいて、モータ電流IMを目標電流値ITに向けて変化させるために必要なPWM信号のデューティの値を示すデューティ信号SDをPWM信号生成部1202に出力する。すなわち、電流制御部12013は、目標電流値ITとモータ電流IMとの差分(IT−IM)である、目標電流値ITを基準としたトルクリップルの電流の振幅値を低減するように、PWM信号のデューティの値を制御する。そして、PWM信号生成部1202は、デューティ信号SDによって示されるデューティを有するPWM信号SPを生成し、図2に示す駆動部1203を通じて駆動トランジスタ1204のゲートに出力する。
That is, based on the difference (IT-IM) between target current value IT and motor current IM,
次に、本発明の第1の実施形態によるブラシモータ100の動作を説明する。
ブラシモータ100の動作は、次の三つの処理による動作に大別される。
・ブラシモータ100の回転をPWM制御するためのデューティ制御処理
・ブラシモータ100の過電流に起因した過熱を防止するための過熱防止処理
・ブラシモータ100の振動および騒音を低減するためのトルクリップル低減処理
上記の各処理は、デューティ制御部1201、PWM信号生成部1202、過電流検出部1205の各々の構成要素により実施される。上記の各処理は、デューティ制御部1201、PWM信号生成部1202、過電流検出部1205を構成するマイクロコンピュータ1208により実施される。例えば、上記所定電流値および上記所定時間は、デューティ制御部1201の機能を実現するための処理手順が記述されたプログラム上で規定されている。
Next, the operation of the
The operation of the
Duty control processing for PWM control of the rotation of the
(1)デューティ制御処理
図4は、本発明の第1の実施形態によるブラシモータ100の動作例を説明するためのフローチャートであり、デューティ制御部1201およびPWM信号生成部1202および過電流検出部1205を構成するマイクロコンピュータ1208によるデューティ制御処理の一例を説明するための図である。
車両の使用者がフロントワイパー装置の操作スイッチを、停止状態から高速作動あるいは低速作動のいずれかの作動モードに設定すると、作動モードに対応する電圧信号(高速作動電圧信号または低速作動電圧信号)が操作スイッチに接続された外部回路からデューティ制御部1201に入力される。
(1) Duty Control Processing FIG. 4 is a flow chart for explaining an operation example of the
When the user of the vehicle sets the operation switch of the front wiper device to the operation mode from stop to high speed operation or low speed operation, the voltage signal (high speed operation voltage signal or low speed operation voltage signal) corresponding to the operation mode The
そして、デューティ制御部1201は、供給された電圧信号が高速作動電圧信号VHであるか否かの判定を行う(ステップS1)。
このとき、デューティ制御部1201は、供給された電圧信号が高速作動電圧信号VHである場合、処理をステップS2へ進める。一方、デューティ制御部1201は、供給された電圧信号が高速作動電圧信号VHで無い場合、すなわち供給された電圧信号が低速作動電圧信号VLである場合、処理をステップS3へ進める。
Then, the
At this time, if the supplied voltage signal is the high-speed operating voltage signal VH, the
デューティ制御部1201は、供給された電圧信号が高速作動電圧信号VHである場合、PWM信号のパルスのデューティを高速動作のデューティとする制御信号を、PWM信号生成部1202に対して出力する。
これにより、PWM信号生成部1202は、予め設定されている、例えばパルスのデューティが100パーセントの高速作動に対応したPWM信号を生成する。そして、PWM信号生成部1202は、生成したデューティが100パーセントのPWM信号を駆動部1203に対して出力する(ステップS2)。
When the supplied voltage signal is the high-speed operation voltage signal VH, the
As a result, the PWM
一方、デューティ制御部1201は、供給された電圧信号が低速作動電圧信号VLである場合、PWM信号のパルスのデューティを低速動作のデューティとする制御信号を、PWM信号生成部1202に対して出力する。
これにより、PWM信号生成部1202は、予め設定されている、例えばパルスのデューティが60パーセントの低速作動に対応したPWM信号を生成する。そして、PWM信号生成部1202は、生成したデューティが70パーセントのPWM信号を駆動部1203に対して出力する(ステップS3)。
On the other hand, when the supplied voltage signal is the low-speed operating voltage signal VL, the
As a result, the PWM
駆動トランジスタ1204は、駆動部1203を介して入力されるPWM信号のパルスによりオンオフ制御される。これにより、駆動トランジスタ1204は、PWM信号におけるパルスのデューティに対応した電流をモータ本体部110に対して供給して印加する(ステップS4)。
これにより、デューティ制御部1201の制御の下において、ブラシモータであるモータ本体部110は、PWM信号のパルスのデューティに対応して、高速作動あるいは低速作動に対応した回転数で一方向に回転し、リンク機構を介してフロントまたはリヤワイパー装置のワイパーによるフロントまたはリヤのウィンドシールドに対する払拭が実施される。
The
Thus, under the control of the
上述したように、第1の実施形態によれば、PWM制御によるブラシモータの作動速度の制御(ブラシモータの回転速度の制御)を行うので、従来のように高速用と低速用の各々のブラシを設け、作動速度によりこれら高速用及び低速用の各々のブラシの切り替えを行う必要がない。このため、作動速度に応じた複数のブラシの個数を備える必要がなくなる。このため、第1の実施形態によれば、例えば、高速用のブラシを省くことが可能となり、高速用のブラシを備えることによる騒音の増加、整流子の寿命低下、効率低下等の不都合を解消することができる。 As described above, according to the first embodiment, since the control of the operation speed of the brush motor (control of the rotation speed of the brush motor) is performed by PWM control, each brush for high speed and low speed as in the prior art. There is no need to switch between these high and low speed brushes depending on the operating speed. For this reason, it is not necessary to provide the number of the plurality of brushes according to the operation speed. Therefore, according to the first embodiment, for example, the brush for high speed can be omitted, and inconveniences such as an increase in noise, a decrease in life of the commutator, and a decrease in efficiency due to the provision of the brush for high speed are eliminated. can do.
また、上述した第1の実施形態によれば、ブラシモータにおける磁極を4極以上に多極化しても、PWM制御によるブラシモータの作動速度の制御を行うことにより、高速用のブラシを備える必要がない。このため、第1の実施形態によれば、ブラシの組み付け精度に関する制約を回避することができ、多極化および小型軽量化を促進することができる。特に、ワイパー装置に用いるブラシモータの場合、法規により、低速作動/高速作動の切り替え機能や、低速と高速との速度差等について規定されているため、モータ回転数のばらつきが大きくなると、法規を満たすことができなくなる場合が想定される。しかしながら、上述した第1の実施形態によれば、PWM制御によりブラシモータの回転速度を調整するので、デューティを調整することにより、法規に合わせてワイパーの作動速度を柔軟に設定することができる。 Further, according to the first embodiment described above, even if the magnetic poles in the brush motor are multi-polarized to four or more, it is necessary to provide a brush for high speed by controlling the operation speed of the brush motor by PWM control. Absent. For this reason, according to the first embodiment, it is possible to avoid the restriction on the assembly accuracy of the brush, and to promote multipolarization and reduction in size and weight. In particular, in the case of the brush motor used for the wiper device, the regulations specify the switching function between low speed operation and high speed operation, the speed difference between low speed and high speed, etc. The case where it can not be satisfied is assumed. However, according to the first embodiment described above, since the rotational speed of the brush motor is adjusted by PWM control, the operating speed of the wiper can be flexibly set in accordance with the regulation by adjusting the duty.
また、第1の実施形態によれば、ブラシモータの電源電圧が高電圧化(例えば、12Vから42V、48V等への高電圧化)されたとしても、PWM制御におけるPWM信号のデューティを調整することにより、ブラシモータに印加される実質的な電源電圧を従来の電圧(例えば、12V)に維持することができる。このため、第1の実施形態によれば、任意の電源電圧に柔軟に対応することができ、電源電圧が高電圧化されても、従来のフロントまたはリヤワイパー装置のブラシモータとして継続して使用することが可能になる。従って、モータの高電圧化のための対策が不要になる。 Further, according to the first embodiment, even if the power supply voltage of the brush motor is increased (for example, increased from 12 V to 42 V, 48 V, etc.), the duty of the PWM signal in PWM control is adjusted. Thereby, the substantial power supply voltage applied to the brush motor can be maintained at a conventional voltage (for example, 12 V). Therefore, according to the first embodiment, any power supply voltage can be flexibly coped with, and even if the power supply voltage is increased, it is continuously used as the brush motor of the conventional front or rear wiper device. It will be possible to Therefore, it is not necessary to take measures to increase the voltage of the motor.
また、第1の実施形態によれば、車両側の設計変更を要することなく、フロントまたはリヤワイパー装置に必要とされる所望の特性要件を有するブラシモータを実現することができる。
また、第1の実施形態によれば、モータ停止時(駆動モータ1204がオフ状態)においては、ダイオード141とモータ本体部110とにより閉回路が形成されるため、電磁ブレーキ作用に基づくオートストップ機能を実現することができる。
Also, according to the first embodiment, it is possible to realize a brush motor having the desired characteristic requirements required for the front or rear wiper device without requiring a design change on the vehicle side.
Further, according to the first embodiment, when the motor is stopped (the
また、第1の実施形態によれば、外力によってワイパーが強制的に動かされる状況において、例えば、外力がモータの回転方向に対応した外力である場合、モータ本体部110に接続されたダイオード141により閉回路効果(電磁ブレーキ効果)が得られ、モータ逆回転方向に対応した外力である場合には、駆動トランジスタ1204のボディダイオード1204aにより閉回路効果が得られる。
Further, according to the first embodiment, in a situation where the wiper is forcibly moved by an external force, for example, when the external force is an external force corresponding to the rotation direction of the motor, the
また、第1の実施形態によれば、一方向の回転力を発生させるブラシモータにおいて、一つの駆動トランジスタ1204を備えればよく、駆動トランジスタの個数を最小限に抑えることができる。これにより、装置コストの低減を図ることができる。
また、第1の実施形態によれば、一般的な仕様を想定する範囲において、回転センサ(センサーマグ、モールIC等)やリレーをブラシモータに搭載する必要がない。従って、更なる低コスト化を図ることができる。
Further, according to the first embodiment, in the brush motor that generates rotational force in one direction, it is sufficient to include one
Further, according to the first embodiment, it is not necessary to mount a rotation sensor (sensor mug, mall IC or the like) or a relay on the brush motor in a range where general specifications are assumed. Therefore, further cost reduction can be achieved.
(2)過熱防止処理
図5から図7の各々は、本発明の第1の実施形態によるブラシモータ100の動作例における過熱防止処理を説明するための図である。ここで、図5は過熱防止処理の全体フローチャートであり、図6は図5の過熱防止処理における加熱保護処理の詳細フローチャートであり、図7は図5の加熱防止処理における復帰処理の詳細フローチャートである。
過熱防止処理は、上述した図4のフローチャートのデューティ制御処理(ステップS21〜S23)と並行して実施される。
(2) Overheat Prevention Process Each of FIGS. 5 to 7 is a diagram for explaining the overheat prevention process in the operation example of the
The overheat prevention process is performed in parallel with the duty control process (steps S21 to S23) of the flowchart of FIG. 4 described above.
図8は、デューティ制御部1201の内部の記憶部に記憶された過熱保護処理毎の設定電流値とこの設定電流値に対応する設定時間との関係を示す設定電流値テーブルの構成例を示す図である。図8において、設定電流値は過熱保護n処理の複数の異なる限界負荷電流(時間経過とともに過熱に至る電流)及び拘束電流(ブラシモータの回転が行えない過負荷における電流、すなわち最大電流)の各々の電流値である。復帰設定時間は、ブラシモータ100が停止させてから、ブラシモータ100を再作動させるまでの時間である。すなわち、復帰設定時間は、0の温度を低下させるために必要となる時間である。フェイルフラグは、過熱保護処理毎に設けられており、設定電流値を超える電流値の電流がこの設定電流値に対応する設定時間を超えて流れ、停止された際に立てられるフラグである。フェイルフラグの欄が1の場合フラグが立っているとし、フラグの欄が0の場合フラグが立っていないとする。また、設定電流値は、電流値の範囲を示す設定でも良い。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration example of a set current value table showing the relationship between the set current value for each overheat protection processing stored in the storage unit in the
例えば、設定電流値をVTとし、限界負荷電流を後述する過熱保護1処理に対して10(A)≦VT<12(A)、過熱保護2処理に対して12(A)≦VT<14(A)、過熱保護3処理に対して14(A)≦VT<16(A)とし、過熱保護4処理に対して拘束電流を16(A)<VTとして設定電流値テーブルに予め書き込まれて記憶されている。また、過熱保護1処理、過熱保護2処理、過熱保護3処理及び過熱保護4処理それぞれの設定時間を、20(秒)、10(秒)、5(秒)、2(秒)としている。過熱保護1処理、過熱保護2処理、過熱保護3処理及び過熱保護4処理それぞれの復帰設定時間を、10(秒)、10(秒)、20(秒)、20(秒)としている。
以下、図4から図7の各々を用いて、本実施形態における過熱防止処理を説明する。
For example, assuming that the set current value is VT, the limit load current is 10 (A) ≦ VT <12 (A) for the overheat protection 1 process described later, and 12 (A) ≦ VT <14 for the
Hereinafter, the overheat prevention processing in the present embodiment will be described using each of FIGS. 4 to 7.
車両の使用者がワイパー装置の操作スイッチを操作してワイパー装置を作動させると、過電流検出部1205は、電流検出素子130の検出する電流値をモニタする。また、デューティ制御部1201は、過熱防止処理を起動させるための制御周期割込みが発生する度に、図5のフローチャートの処理を実行する。
When the user of the vehicle operates the operation switch of the wiper device to operate the wiper device, the
デューティ制御部1201は、設定電流値テーブルにおける各設定電流値のフェイルフラグの欄を参照し、フラグが立っている(1となっている)フェイルフラグの欄の有無を確認する(ステップS11)。このとき、デューティ制御部1201は、フェイルフラグが立っている設定電流値がない場合、処理をステップS12へ進める。この場合、ブラシモータは作動している。一方、デューティ制御部1201は、フェイルフラグが立っている設定電流値がある場合、処理をステップS13へ進める。この場合ブラシモータは作動していない(停止している)。
The
デューティ制御部1201は、フェイルフラグが立っていない場合、図3のフローチャートにおけるPWM信号生成部1202にデューティのPWM信号(デューティ出力)を生成させる。そして、デューティ制御部1201は、駆動トランジスタ(FET)1204をオンオフ制御させ、ブラシモータ100を作動させ、処理をステップS14へ進める(ステップS12)。
When the fail flag is not set, the
一方、デューティ制御部1201は、フェイルフラグが立っている場合、ブラシモータを再作動させるための復帰処理を行う(ステップS13)。このとき、デューティ制御部1201は、復帰の条件(後述)を満たしている場合、図3のフローチャートに従う動作により、ブラシモータを再作動させる。また、デューティ制御部1201は、復帰の条件を満たしていない場合、この制御周期割込みにおける周期の処理を終了する。
On the other hand, when the fail flag is set, the
デューティ制御部1201は、ブラシモータ100が作動状態の場合、過熱保護1処理(ステップS14)、過熱保護2処理(ステップS15)、過熱保護3処理(ステップS16)、過熱保護4処理(ステップS17)の処理を順次行う。デューティ制御部1201は、過熱保護4処理が終了すると、この制御周期割込みにおける周期の処理を終了する。
ここで、例えば、過熱保護1処理、過熱保護2処理及び過熱保護3処理の各々は、モータ本体部110に流れる電流の電流値がそれぞれの処理に対応した設定電流値としての限界負荷電流値を超えた場合の過電流に起因する過熱を防止するための処理である。また、第4過熱保護処理は、モータ本体部110に流れる電流の電流値が設定電流値としての拘束電流値を超えた場合の過電流に起因する過熱を防止するための処理である。過熱保護1処理、過熱保護2処理、過熱保護3処理、過熱保護4処理の順番に、設定電流値の示す電流値が徐々に高くなっている。限界負荷電流値は、必要に応じて4個以上設定しても良く、それぞれに対応した過熱保護n処理を設ける。
When the
Here, for example, in each of the overheat protection 1 process, the
次に、図6を参照して過熱保護n処理について説明する。本実施形態において、過熱保護n処理は、過熱保護1処理、過熱保護2処理、過熱保護3処理及び過熱保護4処理の各々に対応しており、nが1≦n≦4である。すなわち、過熱保護1処理、過熱保護2処理、過熱保護3処理及び過熱保護4処理の各々は、設定電流値及び設定時間が異なるが処理自体は同様である。図7の設定電流値テーブルの設定電流値の各々は、過熱保護1処理、過熱保護2処理、過熱保護3処理及び過熱保護4処理それぞれで用いる設定電流値である。
Next, the overheat protection n processing will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the overheat protection n processing corresponds to each of the overheat protection 1 processing, the
過電流検出部1205は、過熱保護n処理に対応する設定時間nを、デューティ制御部1201の設定電流値テーブルから読み出す。そして、過電流検出部1205は、電流検出素子130が測定した電流であるモータ電流の電流値が設定電流値テーブルから読み出した設定電流値nを超えているか否かの判定を行う(ステップS21)。このとき、過電流検出部1205は、電流検出素子130が測定した電流の電流値が予め設定された設定電流値を超えている場合、電流検出素子130が測定した電流の電流値が予め設定された設定電流値を超えていることを示す通知をデューティ制御部1201に対して通知する。そして、過電流検出部1205は、処理をステップS22へ進める。一方、過電流検出部1205は、電流検出素子130が測定した電流の電流値が予め設定された設定電流値を超えていない場合、電流検出素子130が測定した電流の電流値が予め設定された設定電流値を超えていないことを示す通知を、デューティ制御部1201に対して通知する。そして、過電流検出部1205は、処理をステップS23へ進める。
The
デューティ制御部1201は、電流検出素子130が測定した電流の電流値が予め設定された設定電流値を超えている場合、通電時間計測カウンタ1201a_nのカウントアップ(経過時間の計時)を開始する(ステップS22)。そして、デューティ制御部1201は、処理をステップS24へ進める。
この通電時間計測カウンタ1201a_nは、過熱保護n処理毎にデューティ制御部1201内部に設けられた時間を計時する通電時間計測カウンタ1201aであり、過熱保護n処理に対応するカウンタである。
When the current value of the current measured by the
The energization time measurement counter 1201a_n is a conduction
デューティ制御部1201は、電流検出素子130が測定した電流の電流値が予め設定された設定電流値を超えていない場合、通電時間計測カウンタ1201a_nのカウントアップを停止し、計時した経過時間を0とするカウンタ値のクリア処理を行う(ステップS23)。そして、デューティ制御部1201は、処理を図5のフローチャートの処理に戻す。
When the current value of the current measured by the
デューティ制御部1201は、過熱保護n処理に対応する設定時間nを、設定電流値テーブルから読み出す。そして、デューティ制御部1201は、通電時間計測カウンタ1201a_nが計時したカウンタn値(時間)が、設定電流値テーブルから読み出した設定時間nを超えているか否かの判定を行う(ステップS24)。このとき、デューティ制御部1201は、通電時間計測カウンタ1201a_nが計時したカウンタn値が設定時間nを超えている場合、処理をステップS25へ進める。一方、デューティ制御部1201は、通電時間計測カウンタ1201a_nが計時したカウンタn値が設定時間nを超えていない場合、処理を図5のフローチャートの処理に戻す。
The
デューティ制御部1201は、通電時間計測カウンタ1201a_nが計時したカウンタn値が設定時間nを超えている場合、PWM信号生成部1202に対し、PWM信号のパルスのデューティを0とする制御信号を出力する(ステップS25)。これにより、PWM信号生成部1202は、PWM信号のパルスのデューティ(DUTY)を0とする。すなわち、PWM信号生成部1202は、PWM信号の出力を停止する。このため、駆動トランジスタ1204(FET)が常にオフ状態となることで、ブラシモータ100に流れるモータ電流が0となり、ブラシモータ100は作動を停止する。そして、デューティ制御部1201は、処理をステップS26に進める。
The
デューティ制御部1201は、設定電流値テーブルにおける過熱保護n処理に対応するフェイルフラグを立てる(ステップS26)。そして、デューティ制御部1201は、処理を図5のフローチャートの処理に戻す。
The
また、上記設定時間について補足説明する。上述の過熱保護n処理の各々において、デューティ制御部1201は、予め設定された限界負荷電流の設定電流値の設定電流範囲に応じ、過電流が検出されてから駆動トランジスタ1204をオフ状態に制御するまでの上記設定時間を設定する。すなわち、所定時間は、過電流の大きさに応じて、過熱保護n処理毎に設定される。
In addition, the set time will be additionally described. In each of the above-described overheat protection n processes, the
例えば、限界負荷電流の設定電流値の設定電流範囲として、過熱保護1処理において10〜12A(アンペア)の設定電流範囲、過熱保護2処理において12〜14Aの設定電流範囲、過熱保護3処理において14〜20Aの設定電流範囲、過熱保護4処理において20A以上の設定電流範囲が予め設定される。デューティ制御部1201は、電流検出素子130により検出された電流が過熱保護1処理における設定電流範囲にある場合、過電流検出部1205により過電流が検出されてから駆動トランジスタ1204をオフ状態に制御するまでの上記所定時間を例えば20秒に設定する。この場合、過電流が発生してから、20秒後に駆動トランジスタ1204がオフ状態に制御され、過電流が遮断される。
For example, as the setting current range of the setting current value of the limit load current, the setting current range of 10 to 12 A (amps) in the overheat protection 1 process, the setting current range of 12 to 14 A in the
また、電流検出素子130により検出された過電流が過熱保護2処理における設定電流範囲にある場合、デューティ制御部1201は、過電流が検出されてから駆動トランジスタ1204をオフ状態に制御する(PWM信号のデューティを0とする)までの上記所定時間を例えば10秒に設定する。この場合、過電流が発生してから、10秒後に駆動トランジスタ1204がオフ状態に制御される。このように、過電流検出部1205により検出される過電流の電流値が大きい程、過電流が発生してから過熱が発生するまでの時間が短くなるため、駆動トランジスタ1204をオフ状態に制御するまでの上記所定時間を短い時間に設定する。これにより、デューティ制御部1201は、ブラシモータ100において過熱が発生する前に、モータ本体部110に対する過電流を遮断することができる。
In addition, when the overcurrent detected by the
次に、図7を参照して復帰処理について説明する。以下の説明における復帰時間カウンタは、デューティ制御部1201内において過熱保護n処理毎に設けられている。
デューティ制御部1201は、フェイルフラグが立っているとした過熱保護n処理に対応する復帰設定時間を、設定電流値テーブルから読み出す。
デューティ制御部1201は、復帰時間カウンタの計時した時間が、設定電流値テーブルから読み出した復帰設定時間を超えたか否かの判定を行う(ステップS31)。このとき、デューティ制御部1201は、復帰時間カウンタの計時した時間が復帰設定時間を超えている場合、処理をステップS32へ進める。一方、デューティ制御部1201は、復帰時間カウンタの計時した時間が復帰設定時間を超えていない場合、処理をステップS33へ進める。
Next, the return processing will be described with reference to FIG. A return time counter in the following description is provided in the
The
The
デューティ制御部1201は、復帰時間カウンタの計時した時間(カウント値)が復帰設定時間を超えている場合、復帰時間カウンタのカウンタ値を0とし、復帰時間カウンタをクリアする処理を行う(ステップS32)。そして、デューティ制御部1201は、処理をステップS33に進める。
If the time (count value) counted by the recovery time counter exceeds the recovery setting time, the
デューティ制御部1201は、復帰時間カウンタの計時した時間が復帰設定時間を超えていない場合、復帰時間カウンタのカウント値のカウントアップを行う(ステップS33)。そして、デューティ制御部1201は、処理を図5のフローチャートの処理に戻す。
If the time counted by the recovery time counter does not exceed the recovery setting time, the
デューティ制御部1201は、設定電流値テーブルにおける全てのフェイルフラグをクリアする(フェイルフラグの欄を0とする)処理を行う(ステップS34)。そして、デューティ制御部1201は、処理をステップS33に進める。
The
デューティ制御部1201は、PWM信号生成部1202に対し、図3のフローチャートに対応したPWM信号のパルスのデューティとする制御信号を出力する(ステップS35)。これにより、PWM信号生成部1202は、PWM信号のパルスのデューティ(DUTY)を、高速作動あるいは低速作動に対応するデューティとしてPWM信号を生成する。すなわち、PWM信号生成部1202は、高速作動あるいは低速作動に対応するデューティのPWM信号を、駆動部1203に対して出力する。このため、駆動トランジスタ1204(FET)がPWM信号によりオンオフ制御されることで、ブラシモータ100に対し、高速作動あるいは低速作動に対応するモータ電流が流れ、ブラシモータ100は作動を再開する。そして、デューティ制御部1201は、処理を図5のフローチャートの処理に戻す。
The
次に、ブラシモータ100の動作例に関し、図9に示すフローに沿って、上述の図3に示すデューティ制御部1201によるトルクリップル低減処理を具体的に説明する。図9は、本発明の第1実施形態によるブラシモータ100の動作例におけるトルクリップル低減処理の動作例を示すフローチャートである。
また、図10は、本発明の第1実施形態によるブラシモータ100の動作例におけるトルクリップル低減処理を説明するための波形図である。図10(A)は、電流検出素子130により検出されるモータ電流IMの波形を示している。図10(B)は、トルクリップル低減処理におけるデューティ制御とモータ電流IMとの関係を説明するための図である。
図11は、本発明の第1実施形態によるブラシモータ100の動作例におけるトルクリップル低減処理の詳細を説明するための詳細波形図であり、モータ電流IMとPWM信号SPのデューティとの関係を説明するための図である。
トルクリップル低減処理は、上述した図4のフローチャートによるデューティ制御処理、及び図5から図7のフローチャートによる過熱防止処理と並行して実施される。
Next, regarding the operation example of the
FIG. 10 is a waveform diagram for explaining the torque ripple reduction process in the operation example of the
FIG. 11 is a detailed waveform diagram for explaining the details of the torque ripple reduction process in the operation example of the
The torque ripple reduction process is performed in parallel with the duty control process according to the flowchart of FIG. 4 described above and the overheat prevention process according to the flowcharts of FIGS. 5 to 7.
ワイパー装置の操作スイッチが操作され、その作動速度に応じた低速作動電圧信号VLまたは高速作動電圧信号VHがブラシモータ100に供給されると、これらの信号の何れかが電源として低速作動電圧信号VLの配線、ダイオード143(図2)を通じてモータ本体部110に供給され、電源がオン状態になる。
When the operation switch of the wiper device is operated, and low speed operating voltage signal VL or high speed operating voltage signal VH corresponding to the operating speed is supplied to
電源がオン状態になると、図6に示すデューティ制御部1201は、モータ本体部110が起動する際に起動電流が発生する期間(起動電流発生期間)をパスし、起動電流発生期間が経過するまでデューティ制御処理を実施せずに待機する(ステップS51)。
起動電流発生期間が経過すると、デューティ制御部1201の目標電流設定部12011は、目標電流値ITを設定する(ステップS52)。例えば、目標電流設定部12011は、ワイパー装置が低速または高速で作動するときのモータ本体部110の定格電流(例えば、約2.0A)を目標電流値ITとして設定する。
When the power is turned on, the
When the start current generation period has elapsed, the target
次に、デューティ制御部1201は、電流検出素子130によって検出されるモータ電流IMを読み込む(ステップS53)。
そして、減算器12012は、目標電流設定部12011によって設定された目標電流値ITから、電流検出素子130が読み込んだモータ電流IMを減算し、目標電流値ITとモータ電流IMとの差分(IT−IM)を算出して電流制御部12013に出力する。
Next, the
Then, the
電流制御部12013は、減算器12012から入力される上記差分(IT−IM)に基づいて、モータ電流IMを目標電流値ITに収束させるためのPI制御に基づくフィードバック制御を実施する。電流制御部12013は、上記PI制御の過程で、モータ電流IMを目標電流値ITに収束させるためのPWM信号のデューティを演算し(ステップS54)、その演算結果として得られたデューティを示すデューティ信号SDを出力する。すなわち、電流制御部12013は、目標電流値ITとモータ電流IMとの差分(IT−IM)である、目標電流値ITを基準としたトルクリップルの電流の振幅値を低減するPWM信号のデューティの値を生成し、デューティ信号SDとして出力する。この場合、電流制御部12013は、図10(B)及び図11に例示するように、モータ電流IM(実線)が目標電流値IT(点線)を上回る期間Taにおいて、PWM信号SPのデューティを現在のデューティよりも減少させ、逆に、モータ電流IMが目標電流値ITを下回る期間Tbにおいて、PWM信号SPのデューティを現在のデューティよりも増加させる。
The
PWM信号生成部1202は、デューティ制御部1201(電流制御部12013)ら入力されるデューティ信号SDによって示されるデューティを有するPWM信号SPを生成し、駆動部1203を通じてPWM信号SPにより駆動トランジスタ1204を駆動する(ステップS55)。駆動トランジスタ1204は、PWM信号SPのデューティに応じてオン・オフし、そのオンの期間においてモータ本体部110にモータ電流IMを流し、そのオフの期間においてモータ電流IMを遮断する。
The PWM
上述したように、駆動トランジスタ1204を流れるモータ本体部110のモータ電流IM(平均化された電流)は、目標電流値ITに向かうように調整され、目標電流値IT付近に収束して安定化するようにフィードバック制御される。これにより、モータ電流IMの波形が概ね直線状になる。モータ電流IMの波形が直線状になると、モータ本体部110が発生させる回転トルクに含まれるトルクリップルの波形も直線状になり、トルクリップルが低減される。この結果、トルクリップルに起因するブラシモータ100の振動および騒音が低減される。
As described above, the motor current IM (averaged current) of the motor
次に、本実施形態における上述したトルクリップル低減処理の変形例を説明する。
・第1変形例
図12は、本発明の第1実施形態によるブラシモータ100の動作例におけるトルクリップル低減処理の第1変形例を説明するための図であり、トルクリップル処理の第1変形例を実施するデューティ制御部1201Aの構成例を示すブロック図である。
第1変形例では、ブラシモータ100は、トルクリップル処理の変形例を実施するデューティ制御部として、図3に示すデューティ制御部1201に代えて、図12に示すデューティ制御部1201Aを備える。図12においても、トルクリップル低減処理の第1変形例に関連する要素のみが示され、上述したデューティ制御処理および過熱防止処理に関連する要素は省略されている。
Next, a modified example of the above-described torque ripple reduction process in the present embodiment will be described.
First Modified Example FIG. 12 is a view for explaining a first modified example of the torque ripple reduction process in the operation example of the
In the first modification, the
図12の第1変形例によるデューティ制御部1201Aは、図3に示すデューティ制御部1201の構成に加えて、デューティリミット処理部12014を更に備えている。また、第1変形例においては、目標電流設定部12011は、目標電流値ITとして、一定期間にわたって電流検出素子130によって検出された電流の平均値である平均電流値IMaveを設定する。デューティリミット処理部12014は、平均電流値IMaveを基準とした一定範囲(後述する図14(B)の下限電流値IMLから上限電流値IMHまでの範囲)内に、ブラシモータ100を流れるモータ電流を制限する。その他は、図3に示すデューティ制御部1201と同様である。
The
次に、ブラシモータ100の動作例に関し、図13に示すフローに沿って、上述の図12に示すデューティ制御部1201Aによるトルクリップル低減処理の第1変形例を具体的に説明する。
第1変形例のトルクリップル低減処理も、上述した図4のフローチャートによるデューティ制御処理、及び図5から図7のフローチャートによる過熱防止処理と並行して実施される。
Next, regarding the operation example of the
The torque ripple reduction process of the first modification is also performed in parallel with the duty control process according to the flowchart of FIG. 4 and the overheat prevention process according to the flowcharts of FIGS. 5 to 7 described above.
図13は、本発明の第1実施形態によるブラシモータ100の動作例におけるトルクリップル低減処理の第1変形例のフローチャートである。
図14は、本発明の第1実施形態によるブラシモータ100の動作例におけるトルクリップル低減処理の第1変形例を説明するための波形図である。ここで、図14(A)は、電流検出素子130により検出されるモータ電流の波形を示し、図14(B)は、第1変形例によるトルクリップル低減処理におけるデューティ制御とモータ電流との関係を説明するための図である。
FIG. 13 is a flowchart of a first modified example of the torque ripple reduction process in the operation example of the
FIG. 14 is a waveform diagram for explaining a first modification of the torque ripple reduction process in the operation example of the
ワイパー装置の操作スイッチが操作され、電源がオン状態になると、図12に示すデューティ制御部1201Aは、起動電流発生期間をパスし、起動電流発生期間が経過するまでデューティ制御処理を実施せずに待機する(ステップS61)。起動電流発生期間が経過すると、デューティ制御部1201Aの目標電流設定部12011は、電流検出素子130によって検出されるモータ電流IMを所定の一定期間にわたって積算し、その積算された電流からモータ電流IMの平均電流値IMave(破線)を算出する(ステップS62)。そして、目標電流設定部12011は、モータ電流IMの平均電流値IMaveを目標電流値ITとして設定する(ステップS63)。
When the operation switch of the wiper device is operated and the power is turned on, the
ここで、モータ電流IMの平均電流値IMaveを目標電流値ITとして設定することの技術的意義を補足する。電流検出素子130によって検出されるモータ電流IMは、図14(A)に実線で例示するように、ブラシモータ100固有の次数のリップル電流成分を含んでおり、このリップル電流成分がブラシモータ100のトルクリップルをもたらす。このトルクリップルを平均化すれば、トルクリップルが低減され、トルクリップルに起因したブラシモータ100の振動および騒音を抑制することができる。そこで、目標電流設定部12011は、トルクリップルを平均化した場合のモータトルクに対応するモータ電流IMの平均電流値IMave(破線)を算出し、これを目標電流値ITとして設定する。これにより、ブラシモータ100の回転速度に影響を与えることなく、トルクリップルのみを低減させることができる。
Here, the technical significance of setting the average current value IMave of the motor current IM as the target current value IT will be supplemented. The motor current IM detected by the
続いて、デューティ制御部1201は、電流検出素子130によって検出されるモータ電流IMを読み込む(ステップS64)。減算器12012は、目標電流設定部12011によって設定された目標電流値ITから、電流検出素子130より読み込んだモータ電流IMを減算し、目標電流値ITとモータ電流IMとの差分(IT−IM)を算出して電流制御部12013に出力する。
Subsequently, the
電流制御部12013は、減算器12012から入力される上記差分(IT−IM)に基づいて、モータ電流IMを目標電流値IT(平均電流値IMave)に収束させるためのPI制御によるフィードバック制御を実施する。電流制御部12013は、上記PI制御の過程で、モータ電流IMを目標電流値ITに収束させるために必要なPWM信号のデューティを演算し(ステップS65)、そのデューティを示すデューティ信号SDを出力する。すなわち、電流制御部12013は、目標電流値ITとモータ電流IMとの差分(IT−IM)である、目標電流値ITを基準としたトルクリップルの電流の振幅値を低減するPWM信号のデューティの値を生成し、デューティ信号SDとして出力する。
The
ここで、電流制御部12013は、基本的には、上述の図10(B)に示す場合と同様に、図14(B)に実線で示されるモータ電流IMが目標電流値ITを上回る期間Taにおいて、PWM信号SPのデューティを現在のデューティよりも減少させ、逆に、モータ電流IMが目標電流値ITを下回る期間Tbにおいて、PWM信号SPのデューティを現在のデューティよりも増加させる。
Here, basically,
そして、デューティリミット処理部12014は、上記ステップS65において演算されたPWM信号のデューティを制限するためのデューティリミット処理を実施する(ステップS66)。すなわち、デューティリミット処理部12014は、平均電流値IMaveによって与えられる目標電流値ITを基準とした一定範囲内に、ブラシモータ100を流れるモータ電流IMを制限する。
Then, the duty
具体的には、デューティリミット処理部12014は、上述のステップS65で演算されたPWM信号のデューティをそのまま用いてPWM制御を実施した場合に想定される(求められる)モータ電流IMが所定の下限電流値IMLと上限電流値IMHとの範囲内にあれば、上述のステップS65で演算されたPWM信号のデューティを制限することなく、そのデューティを示すデューティ信号SDを出力する。
Specifically, the duty
これに対し、上述のステップS65で演算されたPWM信号のデューティをそのまま用いてPWM制御を実施した場合に想定される(求められる)モータ電流IMが所定の下限電流値IMLを下回る場合、デューティリミット処理部12014は、PWM信号SPのデューティを下限電流値IMLに対応した値に制限する。これにより、図14(B)に示す期間Taにおけるフィードバック制御の過程でモータ電流IMの過剰な低下が抑制され、ブラシモータ100急激な回転速度の低下が抑制される。
On the other hand, if the motor current IM assumed (obtained) is lower than a predetermined lower limit current value IML, the duty limit is assumed when PWM control is performed using the duty of the PWM signal calculated in step S65 described above as it is.
逆に、上述のステップS65で演算されたPWM信号のデューティをそのまま用いてPWM制御を実施した場合に想定される(求められる)モータ電流IMが所定の上限電流値IMHを上回る場合、デューティリミット処理部12014は、PWM信号SPのデューティを上限電流値IMHに対応した所定のデューティに制限する。これにより、図14(B)に示す期間Tbにおけるフィードバック制御の過程でモータ電流IMの過剰な上昇が抑制され、ブラシモータ100の急激な回転速度の上昇が抑制される。
Conversely, when the motor current IM assumed (obtained) is higher than a predetermined upper limit current value IMH assumed when PWM control is performed using the duty of the PWM signal calculated in step S65 described above as it is, duty limit processing is performed.
ここで、下限電流値IMLおよび上限電流値IMHについて補足する。下限電流値IMLおよび上限電流値IMHのそれぞれと平均電流値IMaveとの差を小さくすれば、フィードバック制御におけるブラシモータ100の回転速度の変動量を小さくすることができる反面、モータ電流IMが平均電流値IMaveに収束するまでに時間を要する。逆に、下限電流値IMLおよび上限電流値IMHのそれぞれと平均電流値IMaveとの差を大きくすれば、フィードバック制御におけるブラシモータ100の回転速度の変動量が大きくなる反面、モータ電流IMが平均電流値IMaveに収束するまでの時間を短縮することができる。このような特性を踏まえて、下限電流値IMLおよび上限電流値IMHは、許容されるブラシモータ100の回転速度の変動量に応じて任意に設定し得る。
Here, the lower limit current value IML and the upper limit current value IMH will be supplemented. If the difference between the lower limit current value IML and the upper limit current value IMH and the average current value IMave can be made smaller, the fluctuation amount of the rotational speed of the
続いて、上述のデューティリミット処理(ステップS66)の後、デューティ信号SDによって示されるデューティに基づくPWM制御が実施される(ステップS67)。すなわち、PWM信号生成部1202は、デューティ制御部1201Aのデューティリミット処理部12014から入力されるデューティ信号SDによって示されるデューティを有するPWM信号SPを生成し、駆動部1203を通じてPWM信号SPにより駆動トランジスタ1204を駆動する。駆動トランジスタ1204は、PWM信号SPのデューティに応じてオン・オフし、そのオンの期間においてモータ本体部110にモータ電流IMを流し、そのオフの期間においてモータ電流IMを遮断する。
Subsequently, after the above-described duty limit process (step S66), PWM control based on the duty indicated by the duty signal SD is performed (step S67). That is, PWM
PWM信号SPに基づき駆動トランジスタ1204がオン・オフされる結果、駆動トランジスタ1204を流れるモータ本体部110のモータ電流IMは、目標電流値IT(平均電流値IMave)に向かうように調整され、目標電流値IT付近に収束し安定化するようにフィードバック制御される。モータ本体部110のモータ電流IMが目標電流値IT付近に安定化すると、モータ本体部110が発生させる回転トルクに含まれるトルクリップルが低減される。この結果、トルクリップルに起因するブラシモータ100の振動および騒音が低減される。
As a result of the
上述した第1変形例によれば、デューティリミット処理部12014は、平均電流値IMaveを基準として設定された下限電流値IMLと上限電流値IMHとによって定まる一定の範囲内にモータ電流IMを制限するので、トルクリップルを平均化するためにモータ電流IMをフィードバック制御する過程で、ブラシモータ100のモータ電流IMの回転の変化が抑制される。従って、第1変形例によれば、ブラシモータ100の急激な回転速度の変動を抑制しつつ、振動および騒音を低減させることが可能になる。
According to the first modification described above, duty
参考例として、起動時のデューティを0.7とし、PWM信号SPのデューティの変動幅を±0.05とした場合のPWM制御の応答特性を述べる。上述のデューティリミット処理(ステップS66)を実施しない場合、ブラシモータ100の負荷(例えば、ワイパー装置の払拭抵抗)が上昇してモータ電流IMが上昇すると、フィードバック制御によりモータ電流IMを平均電流値IMaveに収束させる過程で、PWM信号SPのデューティが低下される。このときのデューティの低下量は、負荷が大きい程、大きくなる。この結果、モータ電流IMが過剰に低下すると、モータ本体部110のブラシ111Aとブラシ111Bとの間に印加される電圧が急激に低下し、ブラシモータ100の回転速度が大きく低下する。このため、ワイパー装置の作動が一時的に不安定になるおそれがある。
As a reference example, the response characteristic of PWM control in the case where the duty at the time of start is 0.7 and the fluctuation range of the duty of the PWM signal SP is ± 0.05 will be described. When the above-described duty limit process (step S66) is not performed, when the load of the brush motor 100 (for example, the wiping resistance of the wiper device) rises and the motor current IM rises, the motor current IM is averaged by the average current value IMave by feedback control. The duty of the PWM signal SP is reduced in the process of convergence to. The reduction amount of the duty at this time becomes larger as the load is larger. As a result, when the motor current IM is excessively reduced, the voltage applied between the
これに対し、上述のデューティリミット処理(ステップS66)を備えることにより、上述のフィードバック制御の過程で、モータ電流IMが、下限電流値IMLと上限電流値IMHとによって定まる一定の範囲を逸脱することがなくなる。このため、ブラシモータ100の回転速度が急激に変動することがなく、安定化される。
On the other hand, the motor current IM deviates from the fixed range defined by the lower limit current value IML and the upper limit current value IMH in the process of the above-described feedback control by providing the above-described duty limit process (step S66). There is no For this reason, the rotational speed of the
・第2変形例
上述した第1変形例のトルクリップル低減処理において、モータ電流IMの波形が直線状になるようにモータ電流IMをフィードバック制御する。一方、第2変形例においては、ブラシモータ100のトルクリップルに対応するモータ電流IMのリップル数が少なくなるように、すなわちモータ電流IMのリップル数がより少ないリップル数になるように、モータ電流IMをフィードバック制御する。その他の構成及び動作は上述した第1変形例と同様である。
Second Modified Example In the torque ripple reduction process of the first modified example described above, the motor current IM is feedback-controlled so that the waveform of the motor current IM becomes linear. On the other hand, in the second modification, the motor current IM is reduced so that the number of ripples of the motor current IM corresponding to the torque ripple of the
すなわち、電流制御部12013は、図10(B)及び図11に例示するように、モータ電流IM(実線)が目標電流値IT(点線)を上回る期間Taにおいて、PWM信号SPのデューティを現在のデューティよりも減少させ、逆に、モータ電流IMが目標電流値ITを下回る期間Tbにおいて、PWM信号SPのデューティを現在のデューティよりも増加させる。そして、電流制御部12013は、モータ電流IMのリップル数が、制御無しの状態で発生するトルクリップルのリップル数に対して、より少ないリップル数になるように、PWM信号SPのデューティを調整することにより、モータ電流IMをフィードバック制御する。
That is, as exemplified in FIG. 10 (B) and FIG. 11,
第2変形例によれば、ブラシモータ100のトルクリップルがモータ電流IMの波形に連動して変化する結果、モータ電流IMのリップル数に応じてトルクリップルの次数が変化する。このため、モータ電流IMのリップル数を適切に低減させれば、ブラシモータ100の振動モードを変化させ、騒音の音色を改善することができる。例えば、ブラシモータ100の騒音に含まれる周波数成分のうち、人間の聴覚上、不快感を与え得る高周波音を低下させることが可能になる。
According to the second modification, the torque ripple of the
なお、上述したトルクリップル低減処理は、前述したデューティ制御処理と並行して実施されるが、この場合、デューティ制御処理により設定されたPWM信号のデューティを基準として、デューティの増加および減少が制御される。これにより、デューティ制御処理においてブラシモータの回転速度の制御が実施されつつ、トルクリップル低減処理においてトルクリップルを低減させるための制御が実施される。すなわち、デューティ制御処理とトルクリップル低減処理とが並行して実施される。 Although the above-described torque ripple reduction processing is performed in parallel with the above-described duty control processing, in this case, the increase and decrease of the duty is controlled based on the duty of the PWM signal set by the duty control processing. Ru. Thus, while the control of the rotational speed of the brush motor is performed in the duty control process, the control for reducing the torque ripple is performed in the torque ripple reduction process. That is, the duty control process and the torque ripple reduction process are performed in parallel.
なお、上述の本実施形態においては、デューティ制御部1201(1201A)は、デューティ制御処理、過熱防止処理、トルクリップル低減処理の異なる3種類の処理を実施するものとしたが、過熱防止処理を行わずにデューティ制御処理及びトルクリップル低減処理の二つの処理を実施するものとしてもよい。 In the above-described embodiment, the duty control unit 1201 (1201A) performs three different types of processing including duty control processing, overheat prevention processing, and torque ripple reduction processing. However, the overheat prevention processing is performed. Instead, two processes of the duty control process and the torque ripple reduction process may be performed.
図15は、制御基板120におけるデューティ制御部1201及びPWM信号生成部1202の各々を、マイクロコンピュータを用いて構成した他の一例を示す図である。
図15の構成は、図2に示す回路と同様の機能を有し、同様の構成については同一の符号を付している。図15の構成においては、スノークラッチを有していない。また、モータ本体部110の出力軸のセンシングはマイクロコンピュータにより行っている。リレープレート150Aにおいて、スタート接点Sは、フロントまたはリヤワイパー装置を作動させるためのタイミングを発生させる接点である。
FIG. 15 is a diagram showing another example in which each of the
The configuration of FIG. 15 has the same function as that of the circuit shown in FIG. 2, and the same reference numerals are given to the same components. The configuration of FIG. 15 does not have a snow clutch. Further, the sensing of the output shaft of the motor
図16は、制御基板120におけるデューティ制御部1201及びPWM信号生成部1202の各々を、マイクロコンピュータを用いて構成した他の一例を示す図である。
図16の構成は、図2に示す回路と同様の機能を有し、同様の構成については同一の符号を付している。図16の構成においては、スノークラッチを有している。また、モータ本体部110の出力軸のセンシングはマイクロコンピュータにより行っている。リレープレート150Bにおいて、スタート接点Sは、フロントまたはリヤワイパー装置を作動させるためのタイミングを発生させる接点である。
FIG. 16 is a diagram showing another example in which each of the
The configuration of FIG. 16 has the same function as that of the circuit shown in FIG. 2, and the same reference numerals are given to the same components. In the configuration of FIG. 16, a snow clutch is provided. Further, the sensing of the output shaft of the motor
図2のブラシモータ100、図15のブラシモータ100A及び図16のブラシモータ100Bの各々は、モータ本体部110のモータ回転軸のセンシングをマイクロコンピュータで行うか否か、スノークラッチの有無などの違いはあるが、これらの従来の構成を変更することなく、本実施形態の構成をいずれの従来の構成に対しても用いることができる。
Each of the
次に、図17を参照して、制御基板120の配置について詳細に説明する。
図17は、本発明の第1の実施形態によるブラシモータ100に備えられた制御基板120の配置例を示す図である。なお、細部の配線等は省略されている。
Next, the arrangement of the
FIG. 17 is a view showing an arrangement example of the
ここで、図17(A)は、ブラシモータ100Aの磁極の極数を4極とした場合のブラシ111A,111Bの第1配置例(機械角90°)を示す。ブラシ111Aとブラシ111Bは、モータ部Mのハウジング部MHに組み込まれた円環状のブラシホルダ110H上に、機械角にして90°だけ相互に異なる位置に配置されている。
Here, FIG. 17A shows a first arrangement example (mechanical angle 90 °) of the
この図17(A)の第1配置例では、ブラシホルダ110H上には、回転電機子(図示なし)を挟んでブラシ111Aおよびブラシ111Bのそれぞれに対向する位置にブラシが配置されない領域が存在する。すなわち、図17(A)の例では、すでに述べたように、PWM制御により高速作動のための高速用のブラシが必要なくなったため、ブラシ111Bを基準にして、時計回り方向に概ね0°〜270°の領域にはブラシが存在していない。このブラシが存在していないブラシホルダ110H上の領域に、制御基板120(デューティ制御部1201、PWM信号生成部1202、駆動部1203)と、電流検出素子130とが配置されている。また、デューティ制御部1201及びPWM信号生成部1202の各々がディスクリート回路ではなく、マイクロコンピュータで構成されている場合、制御基板上にはマイクロコンピュータのチップと、駆動部1203とが配置されている。
ここで、制御基板120と電流検出素子130とが配置される領域には、上述したように、ブラシが存在しないため、これら制御基板120および電流検出素子130は、ブラシと干渉することなく、モータ部Mのハウジング部MHの内部に収容される。
In the first arrangement example of FIG. 17A, there is an area on the
Here, as described above, since there is no brush in the region where the
図17(B)は、ブラシモータ100の磁極の極数を6極とした場合のブラシ111A,111Cの第2配置例(機械角180°)を示す。ブラシ111Aとブラシ111Cは、モータ部Mのハウジング部MHの一部をなす円環状のブラシホルダ110H上に、機械角にして180°だけ相互に異なる位置に配置されている。
FIG. 17B shows a second arrangement example (mechanical angle 180 °) of the
ここで、図17(B)の例では、ブラシホルダ110H上には、ブラシ111Aおよびブラシ111Cのそれぞれに対し、機械角にして60°および120°だけ異なる位置にはブラシが配置されない領域が存在する。すなわち、図17(B)の例では、すでに述べたように、PWM制御により高速作動のための高速用のブラシが必要なくなったため、ブラシ111Aを基準にして、時計回り方向に概ね0°〜180°の第1領域と、ブラシ111Aを基準にして、反時計回り方向に概ね0°〜180°の第2領域にはブラシが存在していない。第1領域には電流検出素子130が配置され、第2領域には、制御基板120が配置される。また、デューティ制御部1201及びPWM信号生成部1202の各々がディスクリート回路ではなく、マイクロコンピュータで構成されている場合、制御基板上にはマイクロコンピュータのチップと、駆動部1203とが配置されている。
ここで、図17(A)と同様に、制御基板120と電流検出素子130とが配置される領域にはブラシが存在しないので、これら制御基板120および電流検出素子130は、ブラシと干渉することなく、モータ部Mのハウジング部MHの内部に収容される。
Here, in the example of FIG. 17 (B), there are areas where the brushes are not arranged at positions different by 60 ° and 120 ° in mechanical angle with respect to each of the
Here, as in FIG. 17A, since there is no brush in the region where the
図17(C)は、ブラシモータ100の磁極の極数を6極とした場合のブラシ111A,111D,111E,111Fの第3配置例(機械角、各180°)を示す。機械角にして180°だけ相互に異なるブラシ111Aとブラシ111Eとのそれぞれが正、負極に対応し、同じく、機械角にして180°だけ相互に異なるブラシ111Dとブラシ111Fとがもう一対の正、負極に対応している。ブラシ111Aとブラシ111Dは、機械角にして60°だけ異なる位置に配置され、同じくブラシ111Eとブラシ111Fも機械角にして60°だけ異なる位置に配置されている。
FIG. 17C shows a third arrangement example (mechanical angle: 180 ° each) of the
図17(C)の例では、ブラシ111Dを基準にして、時計回り方向に概ね0°〜120°の第3領域と、ブラシ111Aを基準にして、反時計回り方向に概ね0°〜120°の第4領域にはブラシが存在しない。第3領域には電流検出素子130が配置され、第4領域には制御基板120が配置される。すなわち、図17(C)の例では、すでに述べたように、PWM制御により高速作動のためのブラシが必要なくなったため、上述したように、ブラシ111Aを基準にして、時計回り方向に概ね0°〜120°の第3領域と、ブラシ111Aを基準にして、反時計回り方向に概ね0°〜120°の第4領域にはブラシが存在していない。第3領域には電流検出素子130が配置され、第4領域には、制御基板120が配置される。また、デューティ制御部1201及びPWM信号生成部1202の各々がディスクリート回路ではなく、マイクロコンピュータで構成されている場合、制御基板上にはマイクロコンピュータのチップと、駆動部1203とが配置されている。
ここで、図17(A)と同様に、制御基板120と電流検出素子130とが配置される領域にはブラシが存在しないので、これら制御基板120および電流検出素子130は、ブラシと干渉することなく、モータ部Mのハウジング部MHの内部に収容される。
In the example of FIG. 17C, the third region of approximately 0 ° to 120 ° in the clockwise direction with respect to the
Here, as in FIG. 17A, since there is no brush in the region where the
図17(D)は、ブラシモータ100の磁極の極数を6極とした場合のブラシ111A,111Dの第4配置例(機械角60°)を示す。機械角にして60°だけ相互に異なるブラシ111Aとブラシ111Dとが2極に対応している。また、図17(D)の例では、すでに述べたように、PWM制御により高速作動のためのブラシが必要なくなったため、ブラシ111Dを基準にして、時計回り方向に概ね0°〜300°の第5領域にはブラシが存在しない。第5領域には、電流検出素子130および制御基板120が配置される。また、デューティ制御部1201及びPWM信号生成部1202の各々がディスクリート回路ではなく、マイクロコンピュータで構成されている場合、制御基板上にはマイクロコンピュータのチップと、駆動部1203とが配置されている。
ここで、図17(A)と同様に、制御基板120と電流検出素子130とが配置される領域にはブラシが存在しないので、これら制御基板120および電流検出素子130は、ブラシと干渉することなく、モータ部Mのハウジング部MHの内部に収容される。
FIG. 17D shows a fourth arrangement example (a mechanical angle of 60 °) of the
Here, as in FIG. 17A, since there is no brush in the region where the
上述したように、本実施形態によれば、モータ本体部110に流れるモータ電流IMを測定し、測定したモータ電流IMに重畳するトルクリップルが低減されるように、PWM信号のデューティが調整される。この結果、本実施形態によれば、PWM信号のデューティの制御により、トルクリップルが低減するため、トルクリップルに起因するブラシモータ100の振動および騒音が低減される。
As described above, according to the present embodiment, the motor current IM flowing to the motor
また、第1の実施形態によれば、上述した過電流防止処理により、過熱の原因となるモータ本体部110に流れる過電流を、複数の設定電流値毎に抑制することができる。従って、熱保護素子を用いることなく、過電流の電流値に対応して、モータ本体部110の過熱を防止することが可能になる。これにより、一般に、熱保護素子に比較して、小型かつ安価である電流検出素子を用いることができるため、本実施形態によれば、熱保護素子と同様に過熱から装置を保護することができることに加え、装置を小型化することができると共に製造コストを低減させることができる。
Further, according to the first embodiment, the overcurrent that has caused the overheating can be suppressed for each of the plurality of set current values by the above-described overcurrent prevention process. Therefore, it is possible to prevent overheating of the motor
また、第1実施形態によれば、デューティ制御部1201および過電流検出部1205をマイクロコンピュータ1208で実現し、各機能をマイクロコンピュータ1208のプログラムで規定したので、プログラム上の上記所定電流値および上記所定時間を設定し直すことにより、回路構成を変更することなく、モータ本体部110の仕様が変更された場合であっても、その仕様に合わせて過熱防止対策を容易に施すことができる。
上述した第1実施形態によれば、電流検出素子130の検出信号に基づいて過電流防止処理を実施することにより、サーキットブレーカやPTC素子等の熱保護素子を用いることなく、モータ本体部110に流れる過電流に起因した過熱を防止することができる。従って、過熱防止対策が施された装置を安価かつ小型に実現することができる。
Further, according to the first embodiment, the
According to the first embodiment described above, by performing the overcurrent prevention process based on the detection signal of the
また、第1実施形態によれば、過熱防止対策のための熱保護素子を備える必要がないので、熱保護素子をブラシモータ100に取り付けるための煩雑な作業が不要となり、熱保護素子のチューニング工数を削減することができる。
また、第1実施形態によれば、過熱防止対策のための熱保護素子の特性のバラツキを考慮する必要がなくなるので、熱保護素子の特性のバラツキを吸収するためのマージンを設けた過剰な設計を行う必要がなくなる。
Further, according to the first embodiment, since it is not necessary to provide the thermal protection element for the overheat prevention measure, the complicated operation for attaching the thermal protection element to the
Further, according to the first embodiment, since it is not necessary to consider the variation in the characteristics of the thermal protection element for the prevention of overheat, an excessive design with a margin for absorbing the variation in the characteristics of the thermal protection element is provided. There is no need to do it.
また、第1実施形態によれば、フロントワイパー装置およびリアワイパー装置の動力源としてブラシモータ100を用いた場合、制御基板120をフロントワイパー装置側のブラシモータとリアワイパー装置側のブラシモータとで共用することにより、ワイパー装置全体のコストを低減させることができる。
Further, according to the first embodiment, when the
また、上述した第1実施形態によれば、モータ本体部110の回転電機子に均圧線を用いたことによりブラシの数が削減され、それにより生じたブラシホルダ110H上の空き領域に熱保護素子123および制御基板120を配置したので、ブラシモータ100を大型化することなく、制御基板120等をモータ部Mのハウジング部MHの内部に収容することができる。従って、第1実施形態によれば、多極化を図りつつ、装置を小型化することができる。また、PWM制御によりモータ本体部110の回転速度を制御するので、ブラシの切り替えによらずに回転速度を変化させることができる。
Further, according to the first embodiment described above, the number of brushes is reduced by using the pressure equalizing line for the rotary armature of the motor
また、第1実施形態によれば、一方向の回転力を発生させるブラシモータにおいて、一つの駆動トランジスタ1204を備えればよく、駆動トランジスタの個数を最小限に抑えることができる。これにより、装置コストの低減を図ることができる。
また、第1実施形態によれば、一般的な仕様を想定する範囲において、回転センサ(センサーマグネット、ホールIC等)やリレーをブラシモータに搭載する必要がない。従って、更なる低コスト化を図ることができる。
Further, according to the first embodiment, in the brush motor that generates rotational force in one direction, it is sufficient to include one
Further, according to the first embodiment, it is not necessary to mount a rotation sensor (sensor magnet, Hall IC or the like) or a relay on the brush motor in a range where general specifications are assumed. Therefore, further cost reduction can be achieved.
また、第1実施形態によれば、PWM制御によるブラシモータの速度制御を行うので、速度に応じた複数のブラシの個数を備える必要がない。このため、例えば、高速用のブラシを備えることによる騒音の増加、整流子の寿命低下、効率低下等の不都合を解消することができる。 Further, according to the first embodiment, since the speed control of the brush motor is performed by the PWM control, it is not necessary to provide the number of the plurality of brushes according to the speed. For this reason, for example, disadvantages such as an increase in noise, a decrease in life of the commutator, and a decrease in efficiency due to the provision of the high-speed brush can be resolved.
また、4極以上に多極化しても、ブラシの組み付け精度に関する制約を回避することができ、多極化および小型軽量化を促進することができる。特に、ワイパモータの場合、法規により、低速作動/高速作動の切り替え機能や、低速と高速との速度差等について規定されているため、モータ回転数のばらつきが大きくなると、法規を満たすことができなくなる場合が想定されるが、上述した第1実施形態によれば、PWM制御によりモータの回転速度を調整するので、法規に合わせて作動速度を柔軟に設定することができる。 In addition, even if the number of poles is increased to four or more, the restriction on the assembling accuracy of the brush can be avoided, and the number of poles and the reduction in size and weight can be promoted. In particular, in the case of a wiper motor, the law stipulates the switching function between low speed operation and high speed operation, the speed difference between low speed and high speed, etc. Although a case is assumed, according to the first embodiment described above, since the rotation speed of the motor is adjusted by PWM control, the operation speed can be flexibly set according to the regulations.
次に、図18および図19を参照して、第1の実施形態の変形例を説明する。
図18は、本発明の第1の実施形態の変形例によるブラシモータ100Bに備えられた制御基板120の配置を示す側面図である。また、図19は、本発明の第1の実施形態の変形例によるブラシモータ100Bに備えられた制御基板120の配置の詳細図である。制御基板120の配置位置を除けば、第1の実施形態の変形例のブラシモータ100Bは、それぞれ、上述した第1の実施形態のブラシモータ100と同様に構成される。
Next, a modification of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 18 and 19.
FIG. 18 is a side view showing the arrangement of a
また、第1実施形態によれば、モータの電源電圧が高電圧化(例えば、42V、48V等)されたとしても、PWM制御におけるPWM信号のデューティを調整することにより、モータに供給される実質的な電源電圧を従来の電圧(例えば、12V)に維持することができる。このため、任意の電源電圧に柔軟に対応することができ、電源電圧が高電圧化されても、従来のワイパモータを継続して使用することが可能になる。従って、モータの高電圧化のための対策が不要になる。
また、第1実施形態によれば、車両側の設計変更を要することなく、ワイパー装置に必要とされる所望の特性要件を有するブラシモータを実現することができる。
Further, according to the first embodiment, even if the power supply voltage of the motor is increased (for example, 42 V, 48 V, etc.), the substance supplied to the motor by adjusting the duty of the PWM signal in PWM control The typical power supply voltage can be maintained at a conventional voltage (e.g. 12 V). Therefore, it is possible to flexibly cope with any power supply voltage, and it is possible to continue to use the conventional wiper motor even if the power supply voltage is increased. Therefore, it is not necessary to take measures to increase the voltage of the motor.
Moreover, according to the first embodiment, it is possible to realize a brush motor having desired characteristic requirements required for the wiper device without requiring a design change on the vehicle side.
図18に示すように、本変形例では、制御基板120は、ブラシモータ100Bの減速機構部Gのハウジング部GHの内部に配置される。具体的には、図19に示すように、制御基板120は、ブラシモータ100Bのハウジング部GHを構成するボトムカバー(鉄製または樹脂製のカバー)の内面であって、ブラシモータ100Bの減速機構部Gのウォームホイールギア等の作動に干渉しない部位に配置される。すなわち、制御基板120は、回転電機子の回転軸が延出されて係合している減速機構部Gにおけるウォームホイールギア等に接触しないように、ウォームホイールギア等を覆うハウジング部GHのボトムカバーの内壁面に対し、当該内壁面と基板の面とが対向して取り付けられている。
As shown in FIG. 18, in the present modification, the
本変形例によっても、ブラシモータの磁極の多極化を図りつつ、ブラシモータを小型化することができる。また、上述の第1の実施形態と同様にPWM制御によりモータ本体部110の回転速度を制御するので、ブラシの切り替えによらずに回転速度を変化させることができる。加えて、本変形例によれば、ブラシの配置とは無関係に制御基板120を配置することができるため、ブラシの配置位置による制約を受けることがない。
Also according to this modification, it is possible to miniaturize the brush motor while achieving multipolarization of the magnetic poles of the brush motor. In addition, since the rotational speed of the motor
また、上記に説明した図2、図15から図16におけるマイクロコンピュータ1208の動作を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、実行処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。
Also, the program for realizing the operation of the
また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。 The "computer system" also includes a homepage providing environment (or display environment) if the WWW system is used. In addition, “computer readable recording medium” refers to flexible disks, magneto-optical disks, ROMs, writable nonvolatile memories such as flash memories, portable media such as CD-ROMs, hard disks incorporated in computer systems, etc. Storage devices.
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。
さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。
The program may be transmitted from a computer system in which the program is stored in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by transmission waves in the transmission medium.
Further, the program may be for realizing a part of the functions described above.
Furthermore, it may be a so-called difference file (difference program) that can realize the above-described functions in combination with a program already recorded in the computer system.
100,100A,100B…ブラシモータ、110…モータ本体部、110H…ブラシホルダ、111A,111B,111C,111D,111E,111F…ブラシ、120…制御基板、130…電流検出素子、141,143…ダイオード、150…リレープレート、1201,1201A…デューティ制御部、1201a…通電時間計測カウンタ、1202,1202A…PWM信号生成部、1203…駆動部、1204…駆動トランジスタ、1204a…ボディダイオード、205…過電流検出部、1208…マイクロコンピュータ、12011…目標電流設定部、12012…減算器、12013…電流制御部、12014…デューティリミット処理部、B…ブレーキ接点、G…減速機構部、GH…ハウジング部、M…モータ部、MH…ハウジング部、S…スタート接点。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
均圧線を有する回転電機子と、
前記回転電機子に備えられた整流子と、
前記整流子と接触する第1のブラシ及び第2のブラシと、
前記第1のブラシまたは前記第2のブラシに接続される第1の回路と、
一端が前記第1の回路に接続され、前記車両に設けられた操作スイッチに連動して、前記第1の回路を介して前記第1のブラシと前記第2のブラシとの間に前記電源の電圧を供給する第2の回路及び第3の回路と、
前記第2の回路及び前記第3の回路における電圧信号を検出し、検出した前記電圧信号に基づいて、前記第1のブラシと前記第2のブラシとの間に印加する電圧パルスのデューティを選択するデューティ制御部と、
前記デューティ制御部から供給される選択されたデューティに応じて、当該デューティのパルス列であるPWM信号を出力するPWM信号生成部と、
前記第1のブラシ及び前記第2のブラシの何れかと電源及びグランドの何れかとの間に接続されており、前記PWM信号によりオンオフし、前記第1のブラシと前記第2のブラシとの間に前記電源の電圧を前記電圧パルスとして印加する駆動トランジスタと、
前記駆動トランジスタを流れる電流の電流値を検出する電流検出素子と
を備え、
前記デューティ制御部は、前記電流検出素子によって検出される電流のトルクリップルの振幅が低減し、予め設定された目標電流値に収束するように、前記デューティを制御して前記ブラシモータを流れる電流を調整する
ことを特徴とするブラシモータ。 A multi-pole brush motor having four or more magnetic poles, which is used in a wiper device of a vehicle and generates a rotational force in one direction,
A rotating armature having a pressure equalization line,
A commutator provided to the rotating armature;
The first and the brush and a second brush which contacts the commutator,
A first circuit connected to the first brush or the second brush;
One end of the power supply is connected to the first circuit, and interlocked with an operation switch provided on the vehicle, the power supply is connected between the first brush and the second brush via the first circuit. Second and third circuits for supplying a voltage;
The voltage signal in the second circuit and the third circuit is detected, and based on the detected voltage signal, the duty of the voltage pulse applied between the first brush and the second brush is selected. The duty control unit
A PWM signal generation unit which outputs a PWM signal which is a pulse train of the duty according to the selected duty supplied from the duty control unit;
It is connected between any one of the first brush and the second brush and any one of a power source and a ground, turned on and off by the PWM signal, and between the first brush and the second brush. A drive transistor that applies a voltage of the power supply as the voltage pulse;
A current detection element for detecting the current value of the current flowing through the drive transistor;
The duty control unit controls the duty to reduce the current flowing through the brush motor so that the amplitude of the torque ripple of the current detected by the current detection element is reduced and the current value converges to a preset target current value. A brush motor characterized by adjusting.
前記第2の回路または前記第3の回路のいずれか一方のみに設けられたダイオードをさらに有することを特徴とするブラシモータ。The brush motor according to claim 1, further comprising: a diode provided in only one of the second circuit and the third circuit.
前記目標電流値として、一定期間にわたって前記電流検出素子によって検出された前記駆動トランジスタに流れる電流の平均値である平均電流値を設定し、
前記平均電流値を基準とした一定範囲内に、前記デューティを制御して当該ブラシモータを流れる電流を制限することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のブラシモータ。 The duty control unit
As the target current value, an average current value which is an average value of the current flowing through the drive transistor detected by the current detection element over a predetermined period is set.
The brush motor according to claim 1 or 2 , wherein the duty is controlled to limit the current flowing through the brush motor within a predetermined range based on the average current value.
前記目標電流値として、前記ブラシモータの定格電流を設定する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のブラシモータ。 The duty control unit
Brush motor according to claim 1 or claim 2, characterized in that the as the target current value, set the rated current of the brush motor.
前記デューティ制御部が、
前記電流検出素子の検出した前記電流値が前記設定電流値を超えた場合、計時を開始し、前記設定電流値が流れることによるブラシモータの温度の上昇に対応して設定された設定時間を、前記設定電流値を超えた前記電流値が流れる計時時間が超えたことを検出すると、前記PWM信号の前記デューティを前記ブラシモータが停止するデューティとする
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のブラシモータ。 The device further includes an overcurrent detection unit that determines whether the current value detected by the current detection element exceeds a preset current value.
The duty control unit
When the current value detected by the current detection element exceeds the set current value, clocking is started, and a set time set corresponding to a rise in temperature of the brush motor due to the flow of the set current value, When detecting that the current value exceeds the set current value is measured time flow exceeds claim 4 the duty cycle of the PWM signal from claim 1, characterized in that a duty in which the brush motor is stopped The brush motor according to any one of the above.
前記デューティ制御部が、
前記ブラシモータの負荷トルクの所望の仕様に応じて、ウィンドシールドの払拭におけるワイパーの低速作動時および高速作動時のそれぞれにおける前記PWM信号の前記デューティの設定値を変更することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のブラシモータ。 It is a brush motor used for car wiper devices,
The duty control unit
According to the desired specification of the load torque of the brush motor, the set value of the duty of the PWM signal at the time of low speed operation and high speed operation of the wiper in wiping the windshield is changed. brush motor according to any one of claims 1 to 5.
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US5254916A (en) * | 1992-07-31 | 1993-10-19 | Sgs-Thomson Microelectronics, Inc. | Windshield wiper speed and delay control |
JP2851976B2 (en) * | 1992-09-21 | 1999-01-27 | 株式会社日立製作所 | Motor control device |
JPH07143661A (en) * | 1993-11-15 | 1995-06-02 | Matsushita Electric Works Ltd | Overload protective circuit for inverter device |
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