(57)【要約】【課題】起動および停止を頻繁に繰り返す用途にあっても、そのモータの回転情報を精度よく検出することのできる直流モータの回転情報検出装置を提供する【解決手段】直流モータＭの端子間電圧波形に重畳されるサージ成分波形に基づいて当該モータＭの回転情報を検出する回転情報検出装置として、モータＭが制動運転を開始してから停止するまでの期間にわたって電流値「Ｉpwm４５％」（正転時）もしくは「Ｉpwm５５％」（逆転時）の電流を同モータＭに供給する手段を備える構成とする。【選択図】        図１
2006042453.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流ブラシモータに流れる電流および同モータの端子間電圧の少なくとも一方の信号波形に重畳されるサージ成分波形に基づいて前記モータの回転情報を検出する直流モータの回転情報検出装置であって、
前記モータが制動運転を開始してから停止するまでの期間において前記モータに流れる電流がその下限値として設定される基準電流値以上になるよう同モータに流れる電流を制御する手段を備える
ことを特徴とする直流モータの回転情報検出装置。
【請求項２】
前記基準電流値が、前記信号波形に重畳されるサージ成分波形を顕在化し得る電流値として予め設定される
請求項１に記載の直流モータの回転情報検出装置。
【請求項３】
前記基準電流値は、前記モータに電流を通じて付与されるトルクが当該モータの内部損失トルクと同モータのシャフトに加わる外部負荷による外部損失トルクとを合わせた損失トルクよりも小さくなるように設定される
請求項１または２に記載の直流モータの回転情報検出装置。
【請求項４】
前記モータに流れる電流を制御する手段は、前記モータが制動運転を開始してから停止するまでの期間にわたって前記基準電流値の電流を前記モータに供給するものである
請求項１〜３のいずれか一項に記載の直流モータの回転情報検出装置。
【請求項５】
前記供給される電流の方向は、前記モータの制動運転時に発電作用による逆起電力で流れる誘導電流と同一の方向である
請求項４に記載の直流モータの回転情報検出装置。
【請求項６】
前記供給される電流は、制動運転時の惰性による回転方向とは反対方向へのトルクを前記モータに付与する
請求項４または５に記載の直流モータの回転情報検出装置。
【請求項７】
前記モータに流れる電流を制御する手段は、前記モータに流れる電流をパルス幅変調方式で制御する
請求項１〜６のいずれか一項に記載の直流モータの回転情報検出装置。
【請求項８】
前記モータに流れる電流を制御する手段は、前記パルス幅変調方式での電流制御を行うべく駆動されるブリッジ回路と、このブリッジ回路に印加される電圧を所定の電圧に定電圧化する定電圧回路とを備えて構成される
請求項７に記載の直流モータの回転情報検出装置。
【請求項９】
直流ブラシモータの端子間電圧の信号波形に重畳されるサージ成分波形に基づいて前記モータの回転情報を検出する直流モータの回転情報検出装置であって、
前記信号波形に重畳されるサージ成分波形の検出領域として前記モータの端子間インピーダンスの高められた区間を設ける手段を備える
ことを特徴とする直流モータの回転情報検出装置。
【請求項１０】
前記区間を設ける手段は、前記モータに流れる電流のパルス幅変調方式での制御を通じて周期的に前記区間を設けるものである
請求項９に記載の直流モータの回転情報検出装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の直流モータの回転情報検出装置において、
前記信号波形から前記サージ成分波形を抽出する回転信号抽出部をさらに備える
ことを特徴とする直流モータの回転情報検出装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の直流モータの回転情報検出装置において、
前記回転信号抽出部により抽出されるサージ成分波形を所定のしきい値のもとに２値化してパルス信号を生成する回転パルス生成部をさらに備える
ことを特徴とする直流モータの回転情報検出装置。
【請求項１３】
前記２値化のしきい値が、前記モータの運転態様に応じて可変設定される
請求項１２に記載の直流モータの回転情報検出装置。
【請求項１４】
前記モータの運転態様は、前記モータの運転モードおよび前記モータの回転方向および前記モータの回転速度の少なくとも１つである
請求項１３に記載の直流モータの回転情報検出装置。
【請求項１５】
請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の直流モータの回転情報検出装置において、
前記回転パルス生成部により生成されるパルス信号をトリガとして再トリガ可能に予め設定されるパルス幅に応じたパルス信号を形成する再トリガ可能タイプのワンショット回路をさらに備える
ことを特徴とする直流モータの回転情報検出装置。
【請求項１６】
前記ワンショット回路に設定されるパルス幅が、前記モータの回転速度に応じて可変設定される
請求項１５に記載の直流モータの回転情報検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、直流モータの回転情報検出装置に関し、詳しくはブラシを備える直流モータを対象として、その電流波形や端子間電圧波形等の信号波形に基づいて同モータの回転情報を検出する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車には、快適性や利便性のために、直流ブラシモータを使ったシステムが数多く搭載されている。例えば、空調装置には、吹き出し口やエアミックス量を変えるためのドアを動かす直流モータが幾つか搭載されている。また、ドアミラーの位置やシートの位置の操作、パワーウインドシステムにあっては窓の位置の操作などにも、そのアクチュエータとして直流モータが使われている。さらには、ヘッドライトの光軸をステアリングの切れ角に応じて変更するシステムなど、今後もこうした直流モータの用途拡大が予想される。
【０００３】
このように、これらのシステムでは、ドアの位置、ミラーの位置、シートの位置、窓の位置、ヘッドライトの位置と、それら駆動対象の位置を直流モータによって制御する。このため、何らかの手法で駆動対象の位置、すなわちモータの回転情報を検出することが重要である。
【０００４】
この駆動対象の位置（モータの回転情報）を検出する方法としては、従来、例えば特許文献１に記載されているように、ホールセンサ等を用いてモータの回転情報を計測することによって位置を特定する方法や、ポテンショメータにより位置を特定する方法が知られている。しかし、このような方法では、上記ホールセンサやポテンショメータ等のセンサを必要とするため、センサ自身およびセンサの取付けによるコストの増大やスペース的な制約、信号線数の増加、さらにはセンサの寿命による信頼性の低下等が無視できないものとなる。
【０００５】
そこで、こうしたセンサを不要とすべく、従来、モータの端子間電圧およびモータに流れる電流のいずれか一方の信号波形（駆動信号波形）に重畳されるリップル成分波形やサージ成分波形を抽出し、その抽出したリップル成分波形やサージ成分波形に基づいてモータの回転情報を得る方法なども提案されている。
【０００６】
すなわち、直流ブラシモータを駆動するとき、同モータの駆動信号波形は、所定周期のリップル成分波形に対し、ブラシと整流子（コミュテータ）の各セグメントとが切り替わる際の不連続性に起因するサージ成分波形が加わったものとなる。例えば２ブラシ・３コミュテータ（整流子）のモータでは、同モータの駆動信号波形に１回転当たり６つのリップルやサージが生じることとなる。したがって、適宜のフィルタ等を通じて同モータの駆動信号波形からリップル成分波形やサージ成分波形に対応した信号を抽出してその抽出した信号を所定のしきい値のもとに２値化することにより、モータの回転に対応したパルス信号が生成される。そして、こうして生成されるパルス信号のパルス数を逐次カウントすることによって、モータの回転情報が得られることとなる。
【０００７】
ここで、上記サージ成分波形は高周波の信号であるため、これと共に上記駆動信号波形に含まれる例えばモータのシャフトに加わる外部負荷の変動やモータ回転速度の変動等に起因した低周波成分との分離・抽出が容易である。このため、サージ成分波形を用いる方法は、モータの回転情報の検出に特に有用であるとされ、これまでも多数提案されている（例えば特許文献２もしくは特許文献３を参照）。
【特許文献１】特開２００３−０４９５８６号公報
【特許文献２】特開平１２−３０８３９０号公報
【特許文献３】特開平１３−１３８８１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図８および図９に、サージ成分波形に基づいてモータの回転情報を得る装置についてその回転情報の検出態様の一例を示す。なお、図８（ａ）はモータの回転速度の推移を示すタイムチャート、図８（ｂ）は例えばモータ端子間電圧波形に重畳されるサージ成分の推移を示すタイムチャートである。また、図９（ａ）および（ｂ）は、定常運転および制動運転の各運転モードにあるモータの駆動態様を示す回路図である。
【０００９】
図８に示すように、タイミングＴ１１で制動運転に切り替わるまで、モータは定常運転状態にあり、図９（ａ）に示すように、モータＭの駆動回路であるブリッジ回路を構成する各トランジスタに適宜の駆動信号が与えられて、モータＭに駆動電圧Ｖｄが印加される。そして、タイミングＴ１１でモータＭが制動運転に切り替えられると、すなわち図９（ｂ）に示すように、上記ブリッジ回路の各トランジスタに適宜の駆動信号が与えられてモータＭの端子間が短絡されると、同モータＭにはいわゆる回生制動（ブレーキ）がかけられることとなり、その回転速度が低下し始める。
【００１０】
ところで、サージ成分波形は、ブラシと整流子の各セグメントとが切り替わる際のモータコイルの自己誘導に起因するものであるため、モータ（モータコイル）に流れる電流が小さいほどその信号強度が小さくなる。そして、制動運転状態にあって、モータＭには、惰性回転（発電作用）による逆起電力で誘導電流が流れるものの、同モータＭの回転速度が低下するに従ってその誘導電流は減少するため、モータ停止（タイミングＴ１２）の直前においてはサージの検出ミス（カウントミス）等を生じかねない。さらに、起動および停止を頻繁に繰り返す用途にあっては、こうした検出ミスが累積されることにより、大きな検出誤差につながる可能性さえある。
【００１１】
この発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、起動および停止を頻繁に繰り返す用途にあっても、そのモータの回転情報を精度よく検出することのできる直流モータの回転情報検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
こうした目的を達成すべく、請求項１に記載の発明では、直流ブラシモータに流れる電流および同モータの端子間電圧の少なくとも一方の信号波形に重畳されるサージ成分波形に基づいて前記モータの回転情報を検出する直流モータの回転情報検出装置として、前記モータが制動運転を開始してから停止するまでの期間において前記モータに流れる電流がその下限値として設定される基準電流値以上になるよう同モータに流れる電流を制御する手段を備える構成とする。
【００１３】
こうした構成によれば、少なくとも回転情報の検出対象となるモータが制動運転を開始してから停止するまでの期間においては、同モータが停止直前の状態にあっても、すなわち惰性回転の速度低下に伴って発電作用による誘導電流のほとんど流れない状態にあっても、基準電流値以上の電流が同モータ（モータコイル）に流れることとなる。このため、モータに流れる電流およびモータの端子間電圧の少なくとも一方の信号波形に重畳されるサージ成分波形について上記基準電流値に相当する信号強度が確実に確保されるようになり、前述した電流値の低下に起因するサージの検出ミス（カウントミス）等は好適に抑制もしくは防止されるようになる。このように、直流モータの回転情報検出装置としての上記構成を採用することで、起動および停止を頻繁に繰り返す用途にあってもそのモータの回転情報を精度よく検出することができるようになる。
【００１４】
また、前記基準電流値についてはこれを、請求項２に記載の発明のように、前記信号波形に重畳されるサージ成分波形を顕在化し得る電流値として予め設定されるものとすることで、前記モータに流れる電流の制御が簡単なものとなるとともに、同電流を制御する手段としても簡素な構成のものを採用することが可能になる。
【００１５】
ところで、上記請求項１または２に記載の直流モータの回転情報検出装置では、モータが制動運転を開始してから停止するまでの期間にわたって前記基準電流値以上の電流が同モータに流れることとなるが故に、その電流の方向や電流値（基準電流値）によっては、モータがいつまでも完全には停止しなかったり、モータ停止後に意図しない逆回転が生じたりすることも考えられる。そして、モータの用途によっては、こうした現象が大きな不都合となることも懸念されるようになる。この点、請求項３に記載の発明では、前記基準電流値が、前記モータに電流を通じて付与されるトルクが当該モータの内部損失トルク（無負荷状態での損失トルク）と同モータのシャフトに加わる外部負荷による外部損失トルクとを合わせた損失トルクよりも小さくなるように設定される構成とする。こうした構成では、モータに流れる電流が当該基準電流値に落ちつきさえすれば、もはやその電流によってモータが回転させられることはなくなる。このため、上記構成によれば、上記懸念される不都合が好適に防止されるようになる。
【００１６】
また、上記請求項１〜３のいずれか一項に記載の直流モータの回転情報検出装置に関し、制動運転時にモータ（モータコイル）に流れる惰性回転（発電作用）による誘導電流は、モータの回転速度が低下するに従って減少するため、モータ停止の直前では同モータにほとんど流れなくなる。そのため、前記モータに流れる電流の制御を行うに際しては、少なくともモータに流れる電流が基準電流値を下回ったときにその差分を補償するかたちでモータに電流を供給する必要がある。このとき、請求項４に記載の発明のように、前記モータに流れる電流を制御する手段として、前記モータが制動運転を開始してから停止するまでの期間にわたって前記基準電流値の電流を前記モータに供給するものを採用することとすれば、上記発電作用による誘導電流が減少した場合であれ、前記モータが制動運転を開始してから停止するまでの期間にわたって少なくとも基準電流値の電流が同モータに流れることとなる。これにより、より簡易な制御で上記電流制御が実現されるようになり、ひいては当該電流制御を行う手段の構成の簡素化も図られるようになる。
【００１７】
またこの場合、前記供給される電流の方向についてはこれを、請求項５に記載の発明のように、前記モータの制動運転時に発電作用による逆起電力で流れる誘導電流と同一の方向とすることで、前記供給される電流と同モータの発電作用による誘導電流とが互いに打ち消し合って同モータに電流が流れなくなるような事態も好適に防止され、上記誘導電流の大小によらず、少なくとも上記基準電流値の電流が同モータに確実に流れるようになる。
【００１８】
また、上記請求項４または５に記載の直流モータの回転情報検出装置に関しては、請求項６に記載の発明のように、前記供給される電流が、制動運転時の惰性による回転方向とは反対方向へのトルクを前記モータに付与する構成とすることで、モータの制動時間を短くする効果も期待できるようになる。
【００１９】
また、上記請求項１〜６のいずれか一項に記載の直流モータの回転情報検出装置に関して、請求項７に記載の発明のように、前記モータに流れる電流を制御する手段として、前記モータに流れる電流をパルス幅変調方式で制御するものを採用することとすれば、例えばアナログ方式での電流制御よりも電力の利用効率の高い電流制御を行うことができ、ひいてはモータの省電力化ドライブ（駆動）が実現されるようになる。
【００２０】
さらにこの場合、請求項８に記載の発明によるように、前記モータに流れる電流を制御する手段を、前記パルス幅変調方式での電流制御を行うべく駆動されるブリッジ回路と、このブリッジ回路に印加される電圧を所定の電圧に定電圧化する定電圧回路とを備えて構成されるものとすることで、例えば車載バッテリのような不安定な電源を用いる場合であれ、あるいは電源の負荷変動に起因して電源電圧に変動が生じるような場合であれ、上記ブリッジ回路には安定した電圧が印加されるようになる。このため、そのブリッジ回路を通じて前記モータに供給される電流は同ブリッジ回路に与えられる駆動信号（パルス幅変調信号）によく対応したものとなり、より正確なモータ制御が行われるようになる。
【００２１】
一方、請求項９に記載の発明では、直流ブラシモータの端子間電圧の信号波形に重畳されるサージ成分波形に基づいて前記モータの回転情報を検出する直流モータの回転情報検出装置として、前記信号波形に重畳されるサージ成分波形の検出領域として前記モータの端子間インピーダンスの高められた区間を設ける手段を備える構成とする。
【００２２】
回転情報の検出対象となるモータの端子間インピーダンスを高めると、同モータの端子間電圧の信号波形（端子間電圧波形）に重畳されるサージ成分波形についてその信号強度が増大し、これが顕在化することとなる。このため、直流モータの回転情報検出装置としての上記構成を採用して、前記信号波形に重畳されるサージ成分波形の検出領域として前記モータの端子間インピーダンスの高められた区間を設けることで、前述した電流値の低下に起因するサージの検出ミス（カウントミス）等は好適に抑制もしくは防止されるようになり、ひいては起動および停止を頻繁に繰り返す用途にあってもそのモータの回転情報を精度よく検出することができるようになる。
【００２３】
またこの場合は、請求項１０に記載の発明のように、前記区間を設ける手段として、前記モータに流れる電流のパルス幅変調方式での制御を通じて周期的に前記区間を設けるものを採用することで、より容易に且つより効率的に前記区間を設けることができるようになる。
【００２４】
また、請求項１１に記載の発明では、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の直流モータの回転情報検出装置において、前記信号波形から前記サージ成分波形を抽出する回転信号抽出部をさらに備える構成とする。
【００２５】
こうした構成とすることで、前記信号波形から前記サージ成分波形を抽出して、より高い精度でモータの回転情報を検出することができるようになる。
さらに、請求項１２に記載の発明によるように、請求項１１に記載の直流モータの回転情報検出装置において、前記回転信号抽出部により抽出されるサージ成分波形を所定のしきい値のもとに２値化してパルス信号を生成する回転パルス生成部をさらに備える構成とすれば、デジタル方式での信号処理が可能となり、アナログ方式で信号処理を行うときよりも高い精度で複雑な演算を行うことができるようになる。また、マイクロコンピュータ等を利用することで、ハードウェアの変更や追加のみならず、ソフトウェアの変更や追加を通じて、モータの過渡応答特性、追従性、負荷変動などにも柔軟に対応することができるようになる。
【００２６】
また、請求項１３に記載の発明のように、この請求項１２に記載の直流モータの回転情報検出装置に関し、前記２値化のしきい値が前記モータの運転態様に応じて可変設定される構成とすることで、回転情報の検出対象となるモータの運転態様の変化に伴い前記サージ成分波形に変化が生じたとしてもこれに柔軟に対応して、その時々の運転態様に対して最適なしきい値が設定されるようになる。これにより、モータの運転態様の変化にも対応して、モータの回転によく同期したパルス信号が生成されるようになり、ひいてはより高い精度での回転情報の検出が可能になる。
【００２７】
また、前記モータの運転態様としては、請求項１４に記載の発明のように、前記モータの運転モード（例えば起動運転／制動運転／定常運転のいずれか）および前記モータの回転方向（正転もしくは逆転）および前記モータの回転速度の少なくとも１つを用いることが有効である。モータの運転態様のなかでも特にこれらの要素は前記サージ成分波形に変化を与える要素であるため、回転情報の検出精度を高める上では、これら要素に応じて前記２値化のしきい値を可変とする構成が特に有効である。
【００２８】
また、請求項１５に記載の発明では、請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の直流モータの回転情報検出装置において、前記回転パルス生成部により生成されるパルス信号をトリガとして再トリガ可能に予め設定されるパルス幅に応じたパルス信号を形成する再トリガ可能タイプのワンショット回路をさらに備える構成とする。なお周知のように、再トリガ可能タイプのワンショット回路は、トリガが入力される都度、設定された所定の幅のパルスを出力（形成）するものであって、そのパルスを出力している最中に新たなトリガが入力された場合には、そのトリガを基点としたパルスを出力する。すなわち、この場合のパルス幅は通常のパルス幅よりも広くなる。
【００２９】
ところで、例えば制動運転切替直後などにおいては、突入電流成分等による余分なサージが含まれることがある。そのため、こうしたモータを検出対象とする場合には、その余分なサージの数だけ、パルスのオーバーカウントが懸念されるようになる。この点、再トリガ可能タイプのワンショット回路を備える上記構成によれば、同ワンショット回路に適宜のパルス幅が設定されることで、上記余分なパルスは、その直前のパルスに取り込まれることとなり、すなわち両者による１つの幅広なパルスが形成されることとなり、もはやその余分なパルスはカウントされなくなる。こうして、上記懸念されるパルスのオーバーカウントは好適に抑制もしくは回避されるようになる。
【００３０】
さらにこの場合、請求項１６に記載の発明のように、前記ワンショット回路に設定されるパルス幅が、前記モータの回転速度に応じて可変設定される構成とすることで、回転情報の検出対象となるモータの回転速度の変化に伴いサージ成分波形に変化が生じたとしても、これに柔軟に対応することができるようになる。例えば、モータが極低速回転状態にあるときには、そのモータのブラシと整流子（コミュテータ）とで構成される摺動部の接触状態に起因して、それらブラシと整流子との１回の切り替わりによって複数のサージが生じることがある。そしてこの場合、モータの電流波形や端子間電圧波形に含まれるサージ成分波形のサージ数と、ブラシと整流子との切り替わり回数、すなわちモータの回転状態（回転位置）とに食い違い（オーバーカウント）が生じるようになる。この点、上記構成によれば、こうした場合にも柔軟に対応することができるようになる。すなわち、モータが極低速回転状態にあるときにはパルス幅を比較的長い幅に設定することで、食い違い（オーバーカウント）の懸念される余分なパルスは、直前のパルスに取り込まれてカウントされなくなり、モータ回転情報の誤検出の防止が図られるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、この発明に係る直流モータの回転情報検出装置を具体化した一実施の形態について説明する。
図１に、この実施の形態に係る直流モータの回転情報検出装置の概略構成をブロック図として示す。
【００３２】
同図１に示すように、この装置は、大きくは、駆動電流制御部１と、駆動波形検出部２、回転信号抽出部３、回転パルス生成部４、制御部５、定電圧回路６とを有して構成されており、定電圧回路６を介して例えば電源電圧「１２Ｖ」の電源ＰＳ１と接続されている。
【００３３】
ここで、回転情報の検出対象となる直流モータＭは、一対のブラシＭＢを介して、モータＭへの駆動電流を制御する駆動電流制御部１と、同モータＭの端子間電圧波形を検出するための駆動波形検出部２とにそれぞれ接続される。このうち、駆動電流制御部１は、スイッチング素子として４つのパワーＭＯＳＦＥＴ（電界効果トランジスタ）Ｑ１〜Ｑ４を備えており、これらトランジスタＱ１〜Ｑ４により構成されるブリッジ回路（フルブリッジ）を通じたパルス幅変調（ＰＷＭ）制御によって、モータＭの回転方向や回転速度等が制御される。ここで、ブリッジ回路を構成するトランジスタＱ１〜Ｑ４の各々は、ゲート駆動回路１ａを通じて駆動される。すなわち、例えば制御部５からゲート駆動回路１ａに対してそれらトランジスタＱ１〜Ｑ４に対する駆動信号（パルス幅変調信号）が与えられると、ゲート駆動回路１ａは、その与えられた駆動信号に基づいてそれらトランジスタＱ１〜Ｑ４をそれぞれ駆動する。また、上記ブリッジ回路に印加される電源ＰＳ１からの電圧は、上記定電圧回路６を通じて定電圧化される。これにより、例えば車載バッテリのような不安定な電源を上記電源ＰＳ１として用いる場合であれ、あるいは電源ＰＳ１に対して同装置と並列に同装置以外の電気負荷（その他の電気負荷）７が接続されることによる負荷変動に伴って電源ＰＳ１の電源電圧に変動が生じるような場合であれ、上記ブリッジ回路には安定した電圧が印加されるようになる。そのため、上記ブリッジ回路を通じてモータＭに供給される電流は同ブリッジ回路に与えられる駆動信号（パルス幅変調信号）によく対応したものとなり、より正確なモータ制御が行われるようになる。
【００３４】
ところで、パルス幅変調制御によるモータの制御方式には、基本的に、２種類の方式がある。その１つが、トランジスタＱ１およびＱ３のいずれをオンするかによりモータＭの回転方向を決めて、これに対応するトランジスタＱ２およびＱ４の一方をパルス幅変調信号に基づき駆動することにより同モータＭに流れる電流の電流値を、すなわちモータＭの回転速度を制御する方式（第１の方式）である。
【００３５】
もう１つは、トランジスタＱ１およびＱ２とトランジスタＱ３およびＱ４とを互いに逆相のパルス幅変調信号に基づき駆動することにより、モータＭの回転方向や回転速度等を制御する方式（第２の方式）である。すなわち、この第２の方式においては、１本の駆動信号（パルス幅変調信号）で、モータＭの回転方向および回転速度の両方が制御可能となる。例えば、トランジスタＱ１〜Ｑ４に対する駆動信号のデューティ比が「５０％」を超えるとき、すなわちトランジスタＱ１およびＱ２のオンしている期間比率が長くなるときには、モータＭは正転する。また逆に、同駆動信号のデューティ比が「５０％」を下回るとき、すなわちトランジスタＱ３およびＱ４のオンしている期間比率が長くなるときにはモータＭは反対に回転（逆転）し、さらに同駆動信号のデューティ比がちょうど「５０％」のときにはモータＭは停止することになる。この実施の形態に係る直流モータの回転情報検出装置では、この第２の方式のパルス幅変調制御を通じてモータＭの回転制御を行うこととする。
【００３６】
図２に、この実施の形態に係る直流モータの回転情報検出装置による回転情報の検出態様の一例をタイミングチャートとして示す。なお、図２（ａ）は上記トランジスタＱ１〜Ｑ４に対する駆動信号（パルス幅変調信号）のデューティ比（％）、図２（ｂ）はモータＭに流れる電流、図２（ｃ）はモータＭの回転速度の推移をそれぞれ示すタイミングチャートである。また、トランジスタＱ１〜Ｑ４に対する駆動信号のデューティ比が「４５〜５５％」であるとき、この駆動信号に基づく電流によってモータＭに付与されるトルクは、同モータＭの内部損失トルクと同モータＭのシャフトに加わる外部負荷による外部損失トルクとを合わせた損失トルクよりも小さくなっている。なお、上記モータＭの内部損失トルクは、無負荷状態におけるモータＭの内部での損失トルクであり、フリクショントルク等がその主となる。また、上記モータＭのシャフトに加わる外部負荷は、例えば減速ギアの抵抗や、同減速ギアにつながるドア等の機械負荷などである。例えば、空調装置（エアコン）のダンパドア用のモータでは、「１／７００」程度の減速ギアと、この減速ギアの出力軸につながるリンク機構およびダンパドア等とが外部負荷となる。
【００３７】
同図２（ａ）〜（ｃ）に示されるように、ここでは、タイミングＴ１でモータＭの回転（正転）を開始させて、所定の定常運転期間を経た後、タイミングＴ２で、正転しているモータＭの制動（ブレーキ）を開始する。すなわち、同タイミングＴ２で、トランジスタＱ１〜Ｑ４に対する駆動信号のデューティ比を正転時の「８５％」から「４５％」に変更する。なお、このデューティ比（４５％）は、モータＭの端子間電圧波形（または電流波形）に重畳されるサージ成分波形を顕在化し得る電流値として制御部５に予め設定されている。
【００３８】
こうしてモータＭが制動運転を開始してから停止するまでの期間（Ｔ２〜Ｔ３）においては、同モータＭに流れる電流が主に、惰性回転（発電作用）による逆起電圧でモータＭに生じる誘導電流と、デューティ比「４５％」の駆動信号に基づき供給される外部（ブリッジ回路）からの電流とを合わせたものとなる。このため、この期間においては、モータＭが停止直前の状態にあっても、すなわち惰性回転の速度低下に伴って発電作用による誘導電流のほとんど流れない状態にあっても、少なくともデューティ比「４５％」の駆動信号により得られる電流値「Ｉpwm４５％」（基準電流値）の電流は同モータＭ（モータコイル）に流れるようになる。これにより、モータＭの端子間電圧波形（または電流波形）に重畳されるサージ成分波形について上記電流値「Ｉpwm４５％」に相当する信号強度が確実に確保されるようになり、前述した電流値の低下に起因するサージの検出ミス（カウントミス）等が好適に抑制もしくは防止されるようになる。
【００３９】
またこのとき、モータＭに供給する電流の方向を、同モータＭの発電作用による誘導電流と同一の方向にすることとしている。これにより、それら供給される電流と発電作用による誘導電流とが互いに打ち消し合って同モータＭに電流が流れなくなるような事態も回避され、上記誘導電流の大小によらず、少なくとも電流値「Ｉpwm４５％」の電流が同モータＭに確実に流れるようになる。また、このモータＭに供給される電流は、制動運転時の惰性による回転方向（正転方向ＣＷ）とは反対方向（逆転方向ＣＣＷ）へのトルクを同モータＭに付与するものであるため、モータＭの制動時間を短くする効果も期待できるようになる。またさらに、この電流値「Ｉpwm４５％」の電流によってモータＭに付与されるトルクは、同モータＭの内部損失トルクと同モータＭのシャフトに加わる外部負荷による外部損失トルクとを合わせた損失トルクよりも小さいため、モータＭが停止直後の状態（期間Ｔ３〜Ｔ４）にあっても、この電流によってモータＭが回転することはない。
【００４０】
次に、タイミングＴ４で、トランジスタＱ１〜Ｑ４に対する駆動信号のデューティ比が一旦「４５％」から「５０％」に変更される。次いで、タイミングＴ５で、今度はモータＭの逆転を開始させて、所定の定常運転期間を経た後、タイミングＴ６で、逆転しているモータＭの制動（ブレーキ）を開始する。すなわち、同タイミングＴ６で、トランジスタＱ１〜Ｑ４に対する駆動信号のデューティ比を逆転時の「１５％」から「５５％」に変更する。なお、このデューティ比（５５％）も、モータＭの端子間電圧波形（または電流波形）に重畳されるサージ成分波形を顕在化し得る電流値として制御部５に予め設定されている。
【００４１】
こうしてモータＭが制動運転を開始してから停止するまでの期間（Ｔ６〜Ｔ７）においては、正転時と同様、少なくともデューティ比「５５％」の駆動信号に基づきブリッジ回路を通じて供給される電流値「Ｉpwm５５％」（基準電流値）の電流がモータＭに流れるようになる。このため、モータＭが停止直前の状態にあっても、同モータＭの端子間電圧波形（または電流波形）に重畳されるサージ成分波形について上記電流値「Ｉpwm５５％」に相当する信号強度が確実に確保されるようになり、前述した電流値の低下に起因するサージの検出ミス（カウントミス）等が好適に抑制もしくは防止されるようになる。
【００４２】
またここでも、モータＭに供給する電流の方向を、同モータＭの発電作用による誘導電流と同一の方向にすることとしている。これにより、それら供給される電流と発電作用による誘導電流とが互いに打ち消し合って同モータＭに電流が流れなくなるような事態も回避され、上記誘導電流の大小によらず、少なくとも電流値「Ｉpwm５５％」の電流が同モータＭに確実に流れるようになる。また、このモータＭに供給される電流は、制動運転時の惰性による回転方向（逆転方向ＣＣＷ）とは反対方向（正転方向ＣＷ）へのトルクを同モータＭに付与するものであるため、モータＭの制動時間を短くする効果も期待できるようになる。またさらに、この電流値「Ｉpwm５５％」の電流によってモータＭに付与されるトルクも、同モータＭの内部損失トルクと同モータＭのシャフトに加わる外部負荷による外部損失トルクとを合わせた損失トルクよりも小さいため、モータＭが停止直後の状態（期間Ｔ７〜Ｔ８）にあっても、この電流によってモータＭが回転することはない。
【００４３】
また、図３（ａ）は、上記トランジスタＱ１〜Ｑ４により構成されるブリッジ回路を通じてパルス幅変調制御されるときのモータＭの端子間電圧波形の一例を示すグラフである。
【００４４】
同図３（ａ）に示されるように、この実施の形態に係る直流モータの回転情報検出装置においては、モータＭの端子間電圧波形に重畳されるサージ成分波形の検出領域としてモータＭの端子間インピーダンスの高められた区間ｔｄを設けるようにしている。具体的には、モータＭのパルス幅変調制御に際して、そのパルス幅変調信号（ここでは基本周波数「２０ｋＨｚ」）のオンとオフとの切替時にモータＭの端子間を開放させるかたちで周期的に高インピーダンス化した区間ｔｄ（ここでは「５μｓ」）を設けることとする。これにより、その区間ｔｄにおいては、モータＭの端子間インピーダンスが、同モータＭの端子間に電源電圧が印加される時や、同モータＭの端子間が短絡される時よりも高くなる。またここで、上記区間ｔｄはサージ発生の期間よりも十分短い期間として設定される。すなわち、１回のサージ発生に対し複数の区間ｔｄが設けられることになる。
【００４５】
また、図３（ｂ）は、この区間ｔｄを設けなかったときのモータＭの端子間電圧波形の一例を示すグラフである。ただし正確には、この場合も、トランジスタＱ１およびＱ４やトランジスタＱ２およびＱ３（図１）に貫通電流が流れるのを回避すべく、パルス幅変調信号のオンとオフとの切替時にデッドタイムとしてごく短い開放期間（例えば「１００ｎｓ」程度）が設けられている。この図３（ｂ）のグラフと先の図３（ａ）のグラフとの比較から明らかなように、上記構成によれば、上記区間ｔｄにおいてモータＭの端子間インピーダンスが高められることとなる。そして、こうしてモータＭの端子間インピーダンスを高めると、同モータＭの端子間電圧波形に重畳されるサージ成分波形についてその信号強度が増大し、これが顕在化することとなる。このため、そのサージ成分波形の検出領域としてモータＭの端子間インピーダンスの高められた区間ｔｄを設けることで、前述した電流値の低下に起因するサージの検出ミス（カウントミス）等は好適に抑制もしくは防止されるようになる。
【００４６】
また、図１において、駆動波形検出部２は、基本的に、演算増幅器（オペアンプ）ＯＰ１と、分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２およびＲ１’、Ｒ２’と、コンデンサＣ１および抵抗Ｒ３、並びにコンデンサＣ１’および抵抗Ｒ３’によりそれぞれ構成されるローパスフィルタ（第１のローパスフィルタ）とを有して構成されている。
【００４７】
上述のように、この実施の形態に係る直流モータの回転情報検出装置においては、電源電圧「１２Ｖ」の電源ＰＳ１を採用することとしており、モータＭには、Ｖpp（波形のプラスのピークからマイナスのピークまでの電圧値）で「２４Ｖ」の電圧が印加される（図３（ａ）参照）。こうしてモータＭに与えられる電圧を上記演算増幅器ＯＰ１の入力電圧レベルに合わせて調節すべく、この駆動波形検出部２においては、モータＭの各端子から取り出した電圧信号ｆ１およびｆ２を各々、分圧抵抗Ｒ１およびＲ２、並びに分圧抵抗Ｒ１’およびＲ２’により分圧調整するようにしている。そして、それら分圧調整された電圧信号は、それぞれ上記第１のローパスフィルタを通じてキャリア周波数成分、すなわちトランジスタＱ１〜Ｑ４に対する駆動信号成分が除去されるとともに、上記演算増幅器ＯＰ１を通じて差動増幅される。ここで、上記演算増幅器ＯＰ１には、抵抗Ｒ４およびＲ５、並びに抵抗Ｒ４’およびＲ５’が接続されており、これらの抵抗比によってその増幅率が決定される。また、図１中の下方に設けられた回路８は基準電位をつくるための回路であり、基本的には、電源ＰＳ２と、分圧抵抗Ｒ１３およびＲ１４と、バッファとしての演算増幅器ＯＰ４とを有して構成されている。
【００４８】
そして、上記演算増幅器ＯＰ１を通じて差動増幅された差動増幅信号ｆ３は、次に回転信号抽出部３に取り込まれる。この回転信号抽出部３は、基本的に、演算増幅器ＯＰ２と、コンデンサＣ２〜Ｃ４と、抵抗Ｒ６〜Ｒ８とを有して構成されている。そして、演算増幅器ＯＰ２を主として、いわゆる正帰還型の２次ローパスフィルタ（第２のローパスフィルタ）が形成されている。この第２のローパスフィルタも、上記駆動波形検出部２の入力段に設けられた第１のローパスフィルタと同様、差動増幅信号ｆ３に含まれるキャリア周波数成分を除去するものである。そして、この回転信号抽出部３を通じてモータＭの端子間電圧波形からサージ成分波形ｆ４が抽出されることになる。
【００４９】
また、回転パルス生成部４は、大きくは、演算増幅器ＯＰ３と、比較器ＣＯＮ１と、ワンショット回路（１ｓｈｏｔ）ＳＴと、マルチプレクサＭＵＸとを有して構成されている。すなわち、上記回転信号抽出部３を通じて抽出されたサージ成分波形ｆ４は、上記演算増幅器ＯＰ３に負帰還をかけた増幅回路によっておよそ「（Ｒ９＋Ｒ１０）／Ｒ９（Ｒ９：抵抗Ｒ９の抵抗値、Ｒ１０：抵抗Ｒ１０の抵抗値）」の増幅率で増幅されることとなる。なおここでは、モータＭの速度変化等に起因して生じる低周波域のノイズ等も考慮して、上記演算増幅器ＯＰ３の反転入力端子に対しコンデンサＣ５を介挿することで、当該増幅回路にローカット特性をもたせるようにしている。そして、この増幅回路を通じて増幅された増幅信号ｆ５は、負帰還のかけられた比較器ＣＯＮ１の反転入力端子に取り込まれることとなる。ここで、その増幅信号ｆ５は、入力抵抗Ｒ１１と帰還抵抗Ｒ１２との抵抗比により決定される増幅率「−Ｒ１２／Ｒ１１」で反転増幅されるとともに、マルチプレクサＭＵＸを通じて当該比較器ＣＯＮ１の非反転入力端子に与えられるしきい値のもとに２値化されることになる。また、マルチプレクサＭＵＸは、制御部５から与えられる情報に基づいて複数のしきい値電圧「Ｖref１〜Ｖrefｎ」から上記２値化のしきい値として最適なものを選択する。すなわち、上記２値化のしきい値は、モータＭの運転態様、すなわち回転方向や、回転速度、運転モード（例えば起動運転／制動運転／定常運転のいずれか）等に応じて可変設定されることとなる。
【００５０】
そして、上記比較器ＣＯＮ１により２値化されたパルス信号は、次にワンショット回路ＳＴに取り込まれる。図４はこのワンショット回路ＳＴの回路構成例を示す回路図、図５は同ワンショット回路ＳＴの一部を構成するＩＣの動作態様を示す真理値表である。
【００５１】
同図４に示すように、このワンショット回路ＳＴは、市販されているＣＭＯＳ型のロジックＩＣ（マルチバイブレータ）２０に対し外付け抵抗Ｒ２１および外付けコンデンサＣ２１を接続することにより構成することができる。ここで、ＩＣ２０は、上記比較器ＣＯＮ１により２値化されたパルス信号をトリガとして再トリガ可能に予め設定されるパルス幅に応じたパルス信号を形成する再トリガ可能タイプのワンショットＩＣであり、図５の真理値表に従って動作する。すなわち、図４に示すように、端子Ａ−に対し論理Ｌｏｗレベルの電位（グランド電位）が、また端子ＣＬＲ−に対し論理Ｈｉｇｈレベルの電位（Ｖｃｃ）がそれぞれ与えられるときには、このＩＣ２０は、トリガとして端子Ｂに入力されるパルス信号の立ち上がりで所定の設定されたパルス幅のパルスを発生させて端子Ｑからそのパルスを出力する。このとき、その発生・出力されるパルスの幅は、上記ＩＣ２０の端子ＣＲに接続される抵抗Ｒ２１およびコンデンサＣ２１の抵抗値および容量値（時定数）で決定されることになる。このパルス幅は、例えばモータＭの最高速度での回転時におけるサージ成分波形のサージ周期の半周期程度に設定される。また周知のように、再トリガ可能タイプのワンショット回路は、トリガが入力される都度、設定された所定のパルス幅のパルスを出力（形成）するものであって、そのパルスを出力している最中に新たなトリガが入力された場合には、そのトリガを基点としたパルスを出力する。すなわち、この場合のパルス幅は通常のパルス幅よりも広くなる。
【００５２】
そして、上記ワンショット回路ＳＴの出力信号ｆ６は、次に制御部５（図１）に取り込まれる。この制御部５は、アップダウン（Ｕｐ／Ｄｏｗｎ）カウンタ５ａと、速度検出部５ｂと、比較部５ｃと、目標カウント指示部５ｄと、動作モード設定部５ｅと、デューティ設定部５ｆと、駆動タイミング生成部５ｇとを有して構成されている。そして、出力信号（パルス信号）ｆ６は、アップダウンカウンタ５ａおよび速度検出部５ｂに取り込まれる。ここで、アップダウンカウンタ５ａは、その取り込んだパルス信号のパルス数をカウントアップもしくはカウントダウンするものである。この実施の形態においては、モータＭの正転時にはこのアップダウンカウンタ５ａをカウントアップ動作させ、またモータＭの逆転時にはこのアップダウンカウンタ５ａをカウントダウン動作させるようにしている。また一方、上記速度検出部５ｂは、取り込んだパルス信号のパルス周期からモータＭの回転数（回転速度）を算出する部分である。
【００５３】
また、目標カウント指示部５ｄは図示しないレジスタを備え、このレジスタには、例えばモータＭの複数の回転位置を示す複数の回転パルス換算値が目標カウント値として予め書き込まれている。例えば、空調装置（エアコン）の吹き出し口やエアミックス量を変えるためのドアを動かす直流モータの場合は、ドアを上に向けるためのモータ回転位置とドアを下に向けるためのモータ回転位置とを上記レジスタに書き込んでおく。そして、例えば運転者の操作に応じて下に向いているドアを上に向ける旨の指示を受けると、目標カウント指示部５ｄは、ドアを上に向けるためのモータ回転位置を示す目標カウント値を上記レジスタから呼び出して、これを比較部５ｃに与える。
【００５４】
また、比較部５ｃは、アップダウンカウンタ５ａから送られてくるカウント値、すなわち現在のモータ回転位置を示す回転パルス換算値と、目標カウント指示部５ｄから送られてくる目標カウント値とを比較する部分である。また、動作モード設定部５ｅは、比較部５ｃによるそれら両者の比較結果を取り込み、その取り込んだ比較結果に基づいて両者を一致させるべくモータＭの回転方向（正転もしくは逆転）や運転モード（例えば起動運転／制動運転／定常運転のいずれか）等を決定する部分である。また、デューティ設定部５ｆは、トランジスタＱ１〜Ｑ４に対する駆動信号（パルス幅変調信号）のデューティ比として上記動作モード設定部５ｅによるモータＭの回転方向や運転モードに応じた値（比）を設定する部分である。例えば、上記サージ成分波形を顕在化し得る電流値としてのデューティ比「４５％」や「５５％」も予めこのデューティ設定部５ｆに設定されている。そして、モータＭの正転時に制動運転させるときにはデューティ比「４５％」が、またモータＭの逆転時に制動運転させるときにはデューティ比「５５％」が、上記トランジスタＱ１〜Ｑ４に対する駆動信号のデューティ比として設定されることとなる。またさらに、駆動タイミング生成部５ｇは、デューティ設定部５ｆによるデューティ比に基づきトランジスタＱ１〜Ｑ４に対する駆動信号（パルス幅変調信号）を生成する部分である。そして、ここで生成される駆動信号（パルス幅変調信号）に基づくタイミングで、ゲート駆動回路１ａを通じてトランジスタＱ１〜Ｑ４がそれぞれ駆動されることになる。
【００５５】
図６に、この実施の形態に係る直流モータの回転情報検出装置による回転情報の検出態様の一例をタイミングチャートとして示す。なおここで、図６（ａ）は上記トランジスタＱ１〜Ｑ４に対する駆動信号のデューティ比（％）の推移を、図６（ｂ）は回転信号抽出部３を通じて抽出されるサージ成分波形ｆ４を、図６（ｃ）は演算増幅器ＯＰ３等からなる増幅回路による増幅信号ｆ５の波形を、図６（ｄ）はワンショット回路ＳＴの出力信号ｆ６の波形をそれぞれ示している。
【００５６】
上述のように、上記マルチプレクサＭＵＸ（図１）は、制御部５（速度検出部５ｂおよび目標カウント指示部５ｄおよび動作モード設定部５ｅ）から与えられる情報（モータＭの運転態様）に基づいて複数のしきい値電圧「Ｖref１〜Ｖrefｎ」から最適なものを選択する。すなわち、図６（ｃ）に示されるように、モータＭの運転態様の変化に伴いサージの信号強度や極性等が変化してもこれに柔軟に対応して、その時々の運転態様に対して最適なしきい値電圧Ｖref１〜Ｖref６を選択するようにしている。これにより、モータＭの運転態様の変化にも対応して、モータの回転によく同期したパルス信号が生成されるようになり、ひいてはより高い精度での回転情報の検出が可能になる。
【００５７】
また、例えば制動運転切替直後などにおいては、図６（ｂ）に示されるように、回転信号抽出部３を通じて抽出されるサージ成分波形ｆ４に対し、例えば突入電流成分等による余分なサージｂが生じることがある。そのため、こうしたモータを検出対象とする場合には、その余分なサージの数だけ、パルスのオーバーカウントが懸念されるようになる。この点、再トリガ可能タイプのワンショット回路ＳＴを備える上記構成によれば、同ワンショット回路ＳＴに適宜のパルス幅が設定されることで、図６（ｄ）に示されるように、上記余分なパルスは、その直前のサージａ（図６（ｂ））によるパルスに取り込まれて、両者による１つの幅広なパルスが形成されることとなる。これにより、もはやその余分なパルスはカウントされなくなり、上記懸念されるパルスのオーバーカウントは抑制もしくは回避されるようになる。
【００５８】
以上説明したように、この実施の形態に係る直流モータの回転情報検出装置によれば、以下のような優れた効果が得られるようになる。
（１）直流モータＭの端子間電圧波形に重畳されるサージ成分波形に基づいて当該モータＭの回転情報を検出する回転情報検出装置として、モータＭが制動運転を開始してから停止するまでの期間にわたって電流値「Ｉpwm４５％」（正転時）もしくは「Ｉpwm５５％」（逆転時）の電流を同モータＭに供給する手段を備える構成とした。これにより、モータＭの電流波形に重畳されるサージ成分波形について上記電流値「Ｉpwm４５％」もしくは「Ｉpwm５５％」の電流に相当する信号強度が確実に確保されるようになり、前述した電流値の低下に起因するサージの検出ミス（カウントミス）等は好適に抑制もしくは防止されるようになる。このため、起動および停止を頻繁に繰り返す用途にあってもそのモータの回転情報を精度よく検出することができるようになる。
【００５９】
（２）しかも、より簡易な制御で上記電流制御が実現されるため、同電流を制御する部分の構成の簡素化も図られるようになる。
（３）モータＭの端子間電圧波形に重畳されるサージ成分波形を顕在化し得る電流値としてのデューティ比「４５％」や「５５％」が予めデューティ設定部５ｆに設定される構成とした。これにより、上記電流の制御が簡単になり、ひいては同電流を制御する手段としても簡素な構成のものを採用することが可能になる。
【００６０】
（４）また、上記電流値「Ｉpwm４５％」や「Ｉpwm５５％」は、これら電流値の電流によってモータＭに付与されるトルクがモータＭの内部損失トルクとモータＭのシャフトに加わる外部負荷による外部損失トルクとを合わせた損失トルクよりも小さくなるように設定されている。このため、モータＭに流れる電流が上記電流値「Ｉpwm４５％」や「Ｉpwm５５％」に落ちつきさえすれば、もはやその電流によってモータＭが回転させられることはなくなる。すなわち、モータが完全に停止しなかったり、モータ停止後に意図しない逆回転が生じたりする不都合は好適に防止されるようになる。
【００６１】
（５）モータＭが制動運転を開始してから停止するまでの期間にわたって同モータＭに供給される電流の方向を、制動運転時にモータＭに流れる発電作用による誘導電流と同一の方向にすることとした。これにより、その供給される電流と発電作用による誘導電流とが互いに打ち消し合って同モータＭに電流が流れなくなるような事態も回避され、上記誘導電流の大小によらず、少なくとも上記電流値「Ｉpwm４５％」や「Ｉpwm５５％」の電流が同モータＭに確実に流れるようになる。
【００６２】
（６）また、同モータＭに供給される電流を、制動運転時の惰性による回転方向とは反対方向へのトルクを同モータＭに付与するものとしたため、モータＭの制動時間を短くする効果も期待できるようになる。
【００６３】
（７）モータＭに流れる電流をパルス幅変調方式で制御する構成とした。これにより、例えばアナログ方式での電流制御よりも電力の利用効率の高い電流制御を行うことができ、ひいてはモータの省電力化ドライブ（駆動）が実現されるようになる。
【００６４】
（８）トランジスタＱ１〜Ｑ４により構成されるブリッジ回路に印加される電源ＰＳ１からの電圧が、上記定電圧回路６を通じて定電圧化される構成とした。これにより、例えば車載バッテリのような不安定な電源を上記電源ＰＳ１として用いる場合であれ、あるいは負荷変動等に起因して電源ＰＳ１の電源電圧に変動が生じるような場合であれ、モータＭに供給される電流は上記ブリッジ回路に与えられる駆動信号（パルス幅変調信号）によく対応したものとなり、より正確なモータ制御が行われるようになる。
【００６５】
（９）モータＭの端子間電圧波形に重畳されるサージ成分波形の検出領域としてモータＭの端子間インピーダンスの高められた区間ｔｄ（図３（ａ）参照）を設ける手段を備える構成とした。これにより、前述した電流値の低下に起因するサージの検出ミス（カウントミス）等は好適に抑制もしくは防止されるようになり、ひいては起動および停止を頻繁に繰り返す用途にあってもそのモータの回転情報を精度よく検出することができるようになる。
【００６６】
（１０）またこの際、モータＭに流れる電流のパルス幅変調方式での制御を通じて周期的に上記区間ｔｄを設けるようにした。これにより、より容易に且つより効率的に上記区間ｔｄを設けることができるようになる。
【００６７】
（１１）モータＭの端子間電圧波形からサージ成分波形を抽出する回転信号抽出部３を備える構成とした。これにより、モータＭの端子間電圧波形からサージ成分波形を抽出して、より高い精度でモータの回転情報を検出することができるようになる。
【００６８】
（１２）回転信号抽出部３により抽出されるサージ成分波形を所定のしきい値のもとに２値化してパルス信号を生成する回転パルス生成部４を備える構成とした。これにより、デジタル方式での信号処理が可能となり、アナログ方式で信号処理を行うときよりも高い精度で複雑な演算を行うことができるようになる。また、マイクロコンピュータ等を利用することで、ハードウェアの変更や追加のみならず、ソフトウェアの変更や追加を通じて、モータの過渡応答特性、追従性、負荷変動などにも柔軟に対応することができるようになる。
【００６９】
（１３）またこの際、その２値化のしきい値が、モータＭの運転態様、すなわち回転方向や、回転速度、運転モード（例えば起動運転／制動運転／定常運転のいずれか）等に応じて可変設定される構成とした。これにより、モータＭの運転態様の変化にも対応して、モータの回転によく同期したパルス信号が生成されるようになり、ひいてはより高い精度での回転情報の検出が可能になる。
【００７０】
（１４）比較器ＣＯＮ１により２値化されたパルス信号をトリガとして再トリガ可能に予め設定されるパルス幅に応じたパルス信号を形成する再トリガ可能タイプのワンショット回路ＳＴを備える構成とした。これにより、上述のパルスのオーバーカウントが好適に抑制もしくは回避されるようになる。
【００７１】
なお、上記実施の形態は、以下の態様をもって実施することもできる。
・上記実施の形態においては、比較器ＣＯＮ１により２値化されたパルス信号をトリガとして再トリガ可能に予め設定されるパルス幅に応じたパルス信号を形成する再トリガ可能タイプのワンショット回路の一例として、図４に示されるような回路を説明した。しかしこれに限らず、例えば図７に示すようなワンショット回路も適宜採用可能である。以下、図７を参照しつつ、この回路についてごく簡単に説明する。なお、同図７において先の図４に示した要素と同一の要素には各々同一の符号を付して示し、それら要素についての重複する説明は割愛する。
【００７２】
同図７に示すように、このワンショット回路においては、ＩＣ２０の端子ＣＲに与えられる容量値（時定数）を可変とすべく、先の図４に示したワンショット回路に対し、トランジスタＴＲ１およびＴＲ２、抵抗Ｒ３１およびＲ３２およびＲ４１およびＲ４２、コンデンサＣ３１およびＣ３２が新たに設けられている。すなわち、端子ＴＥ１およびＴＥ２から上記トランジスタＴＲ１およびＴＲ２に対し適宜の信号が与えられることで、例えばモータＭの回転速度（回転数）に応じて端子ＣＲに与えられる容量値（時定数）を、換言すればこの回路で発生・出力されるパルスの幅を調整可能に構成されている。例えば、モータＭの高速回転時には端子ＴＥ１およびＴＥ２を論理Ｌｏｗレベルの電位に、また中速回転時には端子ＴＥ１を論理Ｈｉｇｈレベル、端子ＴＥ２を論理Ｌｏｗレベルの電位に、また低速回転時には端子ＴＥ１およびＴＥ２の双方を論理Ｈｉｇｈレベルの電位にすることによって、モータの回転速度に応じたパルス幅を設定することができる。このように、ワンショット回路に設定されるパルス幅が、モータＭの回転速度に応じて可変設定される構成とすることで、モータの回転速度の変化に伴いサージ成分波形に変化が生じたとしても、これに柔軟に対応することができるようになる。例えば、モータが極低速回転状態にあるときには、そのモータのブラシと整流子（コミュテータ）とで構成される摺動部の接触状態に起因して、それらブラシと整流子との１回の切り替わりによって複数のサージが生じることがある。そしてこの場合、モータの電流波形や端子間電圧波形に含まれるサージ成分波形のサージ数と、ブラシと整流子との切り替わり回数、すなわちモータの回転状態（回転位置）とに食い違い（オーバーカウント）が生じるようになる。この点、上記構成によれば、こうした場合にも柔軟に対応することができるようになる。すなわち、モータＭが極低速回転状態にあるときにはパルス幅を比較的に長い幅に設定することで、食い違い（オーバーカウント）の懸念される余分なパルスは、直前のパルスに取り込まれてカウントされなくなり、ひいてはモータ回転情報の誤検出の防止が図られるようになる。
【００７３】
・また、こうしたワンショット回路は必須の構成ではなく、例えばモータの特性やその用途等によっては、同ワンショット回路の配設を割愛することもできる。
・上記実施の形態においては、回転信号抽出部３による２値化処理のしきい値が、モータＭの運転態様、すなわち回転方向や、回転速度、運転モード（例えば起動運転／制動運転／定常運転のいずれか）等に応じて可変設定される構成とした。しかし、こうした構成も必須の構成ではない。また、ここに例示したもの以外のモータＭの運転態様、例えばモータＭの回転加速度等に応じて上記しきい値が可変設定される構成であってもよい。
【００７４】
・上記実施の形態においては、モータＭに流れる電流のパルス幅変調方式での制御を通じて、そのパルス幅変調信号のオンとオフとの切替時にモータＭの端子間を開放させるかたちで周期的に高インピーダンス化した区間ｔｄを設けるようにしたが、同区間ｔｄを設ける方法はこれに限られることなく任意である。例えば、同じくパルス幅変調方式での制御を通じてモータＭの端子間に周期的に負荷を接続するかたちで上記区間ｔｄを設ける構成なども適宜採用可能である。要は、上記区間ｔｄにおいてモータＭの端子間インピーダンスが高められさえすればよい。またこのとき、そのモータＭの端子間インピーダンスの高められた区間ｔｄを設ける周期をモータＭの運転態様に応じて可変とする構成も有用である。ただし、モータＭの端子間インピーダンスの高められた区間ｔｄが周期的に設けられる構成は必須ではなく、少なくともサージ検出領域に区間ｔｄが設けられることで足りる。
【００７５】
・上記実施の形態では、トランジスタＱ１〜Ｑ４により構成されるブリッジ回路に印加される電源ＰＳ１からの電圧が、上記定電圧回路６を通じて定電圧化される構成とした。しかし、こうした構成も必須ではなく、例えば電源ＰＳ１として安定した電源を用いる場合や、負荷変動等に起因する電源電圧の変動が無視できる場合などには、上記定電圧回路６の配設は割愛することができる。
【００７６】
・上記実施の形態においては、モータＭに流れる電流をパルス幅変調方式（第２の方式）で制御する構成とした。しかし、これに限られることなく、例えば上記実施の形態中に説明したパルス幅変調制御の第１の方式や、これと全く異なるアナログ方式等によりモータＭに流れる電流を制御する構成としてもよい。
【００７７】
・上記実施の形態においては、モータＭが制動運転を開始してから停止するまでの期間にわたって同モータＭに供給される電流を、制動運転時の惰性による回転方向とは反対方向へのトルクを同モータＭに付与するものとした。しかし、これも必須の構成ではなく、この構成を割愛した場合であれ、前記（６）以外の効果は得ることができる。
【００７８】
・上記実施の形態においては、モータＭが制動運転を開始してから停止するまでの期間にわたって同モータＭに供給される電流の方向を、同モータＭの発電作用による誘導電流と同一の方向にすることとした。しかし、これも必須の構成ではなく、この構成を割愛した場合であれ、前記（５）以外の効果は得ることができる。
【００７９】
・上記実施の形態においては、モータＭが制動運転を開始してから停止するまでの期間にわたって同モータＭに供給される電流の電流値が、この電流によってモータＭに付与されるトルクがモータＭの内部損失トルクとモータＭのシャフトに加わる外部負荷による外部損失トルクとを合わせた損失トルクよりも小さくなる値に設定される構成とした。しかし、これも必須の構成ではなく、例えばモータの特性やその用途等によっては、こうした範囲の電流値でなくとも必要とするモータの回転情報を得ることができる。
【００８０】
・上記実施の形態においては、回転信号抽出部３により抽出されるサージ成分波形を所定のしきい値のもとに２値化してパルス信号を生成する回転パルス生成部４を備える構成とした。しかし、アナログ回路等にあって、回転信号抽出部３により抽出されるサージ成分波形に基づきモータの回転情報を直接把握することができる場合には、回転パルス生成部４等の配設は割愛することができる。もっとも、こうした回転情報をコンピュータ処理する場合や、デジタル処理する場合には、上記２値化を行うことによって、同回転情報の検出もより容易となる。
【００８１】
・上記実施の形態においては、モータＭの端子間電圧波形からサージ成分波形を抽出する回転信号抽出部３を備える構成とした。しかし、こうした抽出手段を用いずともサージ成分波形に基づいてモータの回転情報を検出することができる場合には、この回転信号抽出部３の配設も割愛することができる。
【００８２】
・上記実施の形態においては、モータＭの端子間電圧波形に重畳されるサージ成分波形を顕在化し得る電流値としてのデューティ比「４５％」や「５５％」が予めデューティ設定部５ｆに設定される構成とした。しかし、これに限られることなく、例えばこの電流値がモータＭの運転態様に応じて可変とされる構成なども適宜採用可能である。
【００８３】
・上記実施の形態においては、モータＭの端子間電圧波形に重畳されるサージ成分波形に基づいて同モータＭの回転情報を検出する直流モータの回転情報検出装置について言及した。しかし、モータに流れる電流の信号波形に重畳されるサージ成分波形に基づいて同モータの回転情報を検出する直流モータの回転情報検出装置に対してもこの発明は同様に適用することができる。さらには、これら信号波形の両方を利用するものであってもよい。
【００８４】
・上記実施の形態においては、電流制御をより簡単にするため、モータＭが制動運転を開始してから停止するまでの期間にわたって電流値「Ｉpwm４５％」（正転時）もしくは「Ｉpwm５５％」（逆転時）の電流を同モータＭに供給する手段を備える構成としたが、この構成に限られることはない。例えば、制動運転開始後の所定の期間についてはサージ成分波形を顕在化し得るだけの誘電電流が十分確保されることが予め確認されている場合などには、制動運転を開始してからその所定の期間の経過後に上記電流を同モータＭに供給するようにしてもよい。この場合も、前記（１）や（２）の効果に準じた効果を得ることはできる。また、モータＭに流れる電流の下限値として設定される基準電流値は、上記「Ｉpwm４５％」や「Ｉpwm５５％」に限られることなく任意である。さらに、モータＭが制動運転を開始してから停止するまでの期間において、同モータＭに流れる電流の電流値を検知しつつその電流値が基準電流値を下回ったときのみにその差分を補償するかたちで上記電流を同モータＭに供給する構成も採用可能である。要は、モータが制動運転を開始してから停止するまでの期間において当該モータに流れる電流がその下限値として設定される基準電流値以上になるよう同モータに流れる電流を制御する手段を備える構成とすることで足りる。
【００８５】
・上記実施の形態においては、正転時および逆転時の双方に本発明を採用したときの構成について言及したが、正転時および逆転時のいずれか一方のみに本発明を採用する構成も可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】この発明に係る直流モータの回転情報検出装置の一実施の形態について、その構成の概略を示すブロック図。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、同実施の形態に係る直流モータの回転情報検出装置による回転情報の検出態様の一例を示すタイミングチャート。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、ブリッジ回路を通じてパルス幅変調制御されるときのモータの端子間電圧波形例を示すグラフ。
【図４】上記実施の形態に係る直流モータの回転情報検出装置に備えられるワンショット回路の回路構成例を示す回路図。
【図５】同ワンショット回路の一部を構成するＩＣの動作態様を示す真理値表。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は、上記実施の形態に係る直流モータの回転情報検出装置による回転情報の検出態様の一例を示すタイミングチャート。
【図７】上記実施の形態に係る直流モータの回転情報検出装置の変形例について、同装置の備えるワンショット回路の回路構成例を示す回路図。
【図８】（ａ）および（ｂ）は、従来の直流モータの回転情報検出装置による回転情報の検出態様の一例を示すタイミングチャート。
【図９】（ａ）および（ｂ）は、同装置による回転情報の検出態様の一例を示す回路図。
【符号の説明】
【００８７】
１…駆動電流制御部、１ａ…ゲート駆動回路、２…駆動波形検出部、３…回転信号抽出部、４…回転パルス生成部、５…制御部、５ａ…アップダウンカウンタ、５ｂ…速度検出部、５ｃ…比較部、５ｄ…目標カウント指示部、５ｅ…動作モード設定部、５ｆ…デューティ設定部、５ｇ…駆動タイミング生成部、６…定電圧回路、ＭＢ…ブラシ、ＣＯＮ１…比較器、Ｍ…直流モータ、ＭＵＸ…マルチプレクサ、ＰＳ１、ＰＳ２…電源、Ｑ１〜Ｑ４…トランジスタ、ＳＴ…ワンショット回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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