(57)【要約】【課題】電流値の平均値を容易且つ高精度に検出することができるモータ制御装置を提供すること。【解決手段】モータ制御装置２１は、実用最高回転数における電流の波形の周期の１／２以下の周期をサンプリング周期として記憶したサンプリング周期記憶部２３と、サンプリング周期記憶部２３が記憶したサンプリング周期で電流値をサンプリングするサンプリング部２４と、サンプリング部２４にてサンプリングした電流値の平均値を演算する平均演算部２５とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流（Ｉ）の波形の周期の１／２以下の周期をサンプリング周期として電流値（Ｉｓ）をサンプリングするサンプリング部（２４）と、
前記サンプリング部にてサンプリングした電流値の平均値（Ｉａ）を演算する平均演算部（２５）と
を備えたモータ制御装置。
【請求項２】
実用最高回転数における電流の波形の周期の１／２以下の周期をサンプリング周期として記憶したサンプリング周期記憶部（２３）を備え、
前記サンプリング部は、前記サンプリング周期記憶部が記憶したサンプリング周期で電流値をサンプリングする請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記サンプリング周期記憶部は、実用最高回転数における電流の波形の周期の１／２の周期をサンプリング周期として記憶した請求項２に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記平均演算部にて演算された電流値の平均値に基づいて異常負荷を判定する判定部（２６）を備えたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、パワーウィンドウ装置には、挟み込み防止機能が備えられている。そして、このようなパワーウィンドウ装置用の直流モータの制御装置としては、駆動時の電流の波形のプラス側のピーク値とマイナス側のピーク値とをサンプリングして平均値を演算し、その平均値に基づいて異常負荷を判定して、直流モータを反転駆動させるものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−８４７８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のようなモータ制御装置では、電流の波形のプラス側のピーク値とマイナス側のピーク値とを全てサンプリングする必要があり、高負荷な処理が必要になるという問題があった。
【０００５】
本発明は上記問題点を解消するためになされたものであって、その目的は、電流値の平均値を容易且つ高精度に検出することができるモータ制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するモータ制御装置は、電流（Ｉ）の波形の周期の１／２以下の周期をサンプリング周期として電流値（Ｉｓ）をサンプリングするサンプリング部（２４）と、前記サンプリング部にてサンプリングした電流値の平均値（Ｉａ）を演算する平均演算部（２５）とを備える。
【０００７】
同構成によれば、電流の波形の周期の１／２以下の周期をサンプリング周期として電流値をサンプリングするサンプリング部と、サンプリング部にてサンプリングした電流値の平均値を演算する平均演算部とを備えるため、電流値の平均値を容易且つ高精度に検出することができる。すなわち、従来のように電流の波形のプラス側のピーク値とマイナス側のピーク値とを全てサンプリングして平均値を演算するといった高負荷な処理を行うことなく、電流の波形の１周期につき２つ以上の電流値をサンプリングすることで偏りの少ない高精度な平均値を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施形態における直流モータのモータ本体の一部断面図。
【図２】一実施形態におけるモータ制御装置のブロック図。
【図３】一実施形態における直流モータの時間−電流特性図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、パワーウィンドウ装置用の直流モータのモータ制御装置の一実施形態を図１〜図３に従って説明する。
図１に示すように、直流モータのモータ本体１は、略円筒状のヨーク２と該ヨーク２の内周面に固着されて配置された４つの永久磁石３とを有するステータ４と、そのステータ４の内側で回転可能に支持されたロータ５と、ステータ４に対して支持された一対の給電用ブラシ６，７とを備える。
【００１０】
ロータ５は、回転軸８と、その回転軸８に固定され整流子セグメント９が周方向に並設された整流子１０と、同じく回転軸８に対して固定され放射状に延びるティース１１を有する電機子コア１２と、前記ティース１１に巻回された巻線１３ａ〜１３ｅとを備える。
【００１１】
整流子セグメント９及びティース１１は、それぞれ周方向に１０個設けられている。すなわち、本実施形態の直流モータは４極１０スロットである。巻線１３ａ〜１３ｅは、その両端が周方向に隣り合う整流子セグメント９に接続され、２つのティース１１に渡って分布巻にて巻回されている。また、１８０度離間した整流子セグメント９同士は、図示しない短絡線によって接続されている。尚、図１では、巻線１３ａ〜１３ｅを模式的に図示している。
【００１２】
一対の給電用ブラシ６，７は、９０°間隔で設けられている。給電用ブラシ６，７は、ステータ４に対して保持された図示しないブラシホルダに保持され、図示しないバネ等の付勢手段により径方向内側端部となる先端部が整流子１０に押圧接触されている。そして、一対の給電用ブラシ６，７は、いずれか一方が２つの整流子セグメント９に当接された状態で、他方が１つの整流子セグメント９にのみ当接された状態となるように設定されている。言い換えると、一対の給電用ブラシ６，７は、同時に２つの整流子セグメント９に当接された状態となることがないように設定されている。
【００１３】
直流モータのモータ本体１は、図示しない減速部のギヤハウジングに接続固定され、該減速部の出力軸は図示しないレギュレータ等を介してウィンドウガラスに駆動連結されている。
【００１４】
図２に示すように、モータ制御装置２１は、車両のバッテリに接続されるとともに前記給電用ブラシ６，７に接続され、モータ電流検出部２２、サンプリング周期記憶部２３、サンプリング部２４、平均演算部２５、及び判定部２６を備えている。
【００１５】
モータ電流検出部２２は、直流モータの駆動時の電流を検出する。
サンプリング周期記憶部２３は、実用最高回転数における電流の波形の周期の１／２以下の周期をサンプリング周期として記憶している。すなわち、前記実用最高回転数における電流の波形の周期の１／２の周期は、（１／２）×（１／Ｚ（但しＺは、ロータ５の１回転に含まれる電流の波形の周期数（言い換えると波形の山の数）））×（１／Ｎ（但しＮは、実用最高回転数））であって、サンプリング周期Ｔ≦（１／２）×（１／Ｚ）×（１／Ｎ）を満たす。なお、ロータ５の１回転に含まれる電流の波形の周期数（言い換えると波形の山の数）は、給電用ブラシ６，７の整流子セグメント９への接触状態の切り替わり数と対応した数であって、本実施形態では「２０」である。
【００１６】
詳しくは、本実施形態のサンプリング周期記憶部２３は、実用最高回転数における電流の波形の周期の１／２の周期をサンプリング周期（すなわち、Ｔ＝（１／２）×（１／Ｚ）×（１／Ｎ））として記憶している。なお、前記実用最高回転数は、直流モータを負荷であるウィンドウガラスに駆動連結した状態での最高の回転数（詳しくは回転速度）である。また、本実施形態では、前記実用最高回転数は、バッテリの電圧及び直流モータの温度を考慮した回転数であって、回転数が最も速くなるバッテリの電圧が最高レベルの状態で且つ温度が最高レベルの状態での最高の回転数を用いている。
【００１７】
サンプリング部２４は、前記サンプリング周期記憶部２３が記憶したサンプリング周期で電流値をサンプリングする。
平均演算部２５は、前記サンプリング部２４にてサンプリングした電流値の平均値を演算する。
【００１８】
判定部２６は、前記平均演算部２５にて演算された電流値の平均値に基づいて異常負荷を判定する。具体的には、例えば、判定部２６は、平均演算部２５にて演算された電流値の平均値が挟み込み閾値を越えたか否かを判定し、挟み込み閾値を越えたと判定した場合には挟み込みが発生したと判定して、直流モータを反転駆動させる。
【００１９】
次に、上記のように構成されたモータ制御装置２１の動作及び作用について詳述する。
例えば、図３に示すように、直流モータの駆動時にモータ電流検出部２２にて電流Ｉが検出されると、サンプリング部２４にてサンプリング周期記憶部２３が記憶した一定のサンプリング周期で電流値Ｉｓがサンプリングされる。なお、このとき、サンプリング部２４によって、電流Ｉの波形の１周期につき２つ以上の電流値Ｉｓがサンプリングされることになる。すると、平均演算部２５によって、サンプリング部２４にてサンプリングした電流値Ｉｓの平均値Ｉａが演算され、その平均値Ｉａに基づいて判定部２６にて異常負荷が判定される。すなわち、判定部２６によって前記平均値Ｉａが挟み込み閾値を越えたか否かが判定され、挟み込み閾値を越えたと判定されて挟み込みが発生したと判定されると、直流モータが反転駆動される。
【００２０】
次に、上記実施の形態の特徴的な効果を以下に記載する。
（１）電流Ｉの波形の周期の１／２以下の周期をサンプリング周期として電流値をサンプリングするサンプリング部２４と、サンプリング部２４にてサンプリングした電流値Ｉｓの平均値Ｉａを演算する平均演算部２５とを備えるため、電流値の平均値Ｉａを容易且つ高精度に検出することができる。
【００２１】
すなわち、従来のように電流の波形のプラス側のピーク値とマイナス側のピーク値とを全てサンプリングして平均値を演算するといった高負荷な処理を行うことなく、電流Ｉの波形の１周期につき２つ以上の電流値Ｉｓをサンプリングすることで偏りの少ない高精度な平均値Ｉａを検出することができる。これにより、判定部２６にて高精度に異常負荷を判定することができる。
【００２２】
（２）実用最高回転数における電流の波形の周期の１／２以下の周期をサンプリング周期として記憶したサンプリング周期記憶部２３を備え、サンプリング部２４は、サンプリング周期記憶部２３に記憶したサンプリング周期で電流値Ｉｓをサンプリングするため、例えばサンプリング周期を可変させる場合に比べて、処理が容易となる。
【００２３】
（３）サンプリング周期記憶部２３は、実用最高回転数における電流の波形の周期の１／２の周期をサンプリング周期として記憶するため、サンプリング周期を最も長くして処理を容易としながらも高精度な平均値Ｉａを検出することができる。すなわち、サンプリング周期記憶部２３が、実用最高回転数における電流の波形の周期の１／２の周期よりも短い周期をサンプリング周期として記憶した場合では、サンプリング周期を短くしたことに応じて処理量が増えることになるが、この処理量を最低限とすることができる。言い換えると、実用最高回転数における電流の波形の周期の１／２の周期よりも長い周期をサンプリング周期とした場合では、電流Ｉの波形の１周期につき２つ未満の電流値Ｉｓしかサンプリングできずに偏りの大きい平均値Ｉａとなってしまう虞があるが、これを回避して高精度な平均値Ｉａを検出可能としながら、処理を容易とすることができる。
【００２４】
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、サンプリング部２４は、サンプリング周期記憶部２３が記憶した一定のサンプリング周期で電流値Ｉｓをサンプリングするとしたが、これに限定されず、例えば、サンプリング周期はそのときの回転数に応じて可変させてもよい。具体的には、例えば、駆動時間等の情報から、そのとき予想される最高の回転数における電流の波形の周期の１／２以下の周期をサンプリング周期として電流値をサンプリングするようにしてもよい。
【００２５】
・上記実施形態では、サンプリング周期記憶部２３は、実用最高回転数における電流の波形の周期の１／２の周期をサンプリング周期として記憶するとしたが、実用最高回転数における電流の波形の周期の１／２の周期よりも短い周期をサンプリング周期として記憶させてもよい。
【００２６】
・上記実施形態では、実用最高回転数は、バッテリの電圧が最高レベルの状態で且つ温度が最高レベルの状態での最高の回転数を用いているとしたが、これに限定されず、電圧や温度が最高レベルになる希なケースを含めず、例えば、電圧や温度が通常レベルの状態での最高の回転数を実用最高回転数としてもよい。すなわち、実用最高回転数は、通常の環境で偏りの少ない電流値の平均値Ｉａを検出することが可能となる回転数であれば変更してもよい。
【００２７】
・上記実施形態では、直流モータを４極１０スロットのものとし、一対の給電用ブラシ６，７のいずれか一方が２つの整流子セグメント９に当接された状態で他方が１つの整流子セグメント９にのみ当接された状態となるものとしたが、これらの仕様は変更してもよい。
【００２８】
上記実施形態及び変更例から把握できる技術的思想について記載する。
（イ）前記実用最高回転数における電流の波形の周期の１／２の周期は、（１／２）×（１／Ｚ（但しＺは、１回転に含まれる電流の波形の周期数））×（１／Ｎ（但しＮは、実用最高回転数））であるモータ制御装置。
【符号の説明】
【００２９】
２１…モータ制御装置、２３…サンプリング周期記憶部、２４…サンプリング部、２５…平均演算部、２６…判定部、Ｉ…電流、Ｉａ…平均値、Ｉｓ…サンプリングした電流値。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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