(57)【要約】【課題】周波数通過帯域の変更可能なフィルタを用いずとも、低速回転域から高速回転域までの広範囲なモータの運転領域にわたって、同モータの駆動信号波形から周期成分波形を抽出することのできる直流モータの回転情報検出方法および回転情報検出装置を提供する。【解決手段】周期成分波形に基づいてモータＭの回転情報を検出するに際し、電流検出部１で検出されるモータＭの電流信号波形ｆ１と、該電流信号波形ｆ１を遅延させた遅延信号波形ｆ２との比較器３による２値化処理を通じて、電流信号波形ｆ１からパルス信号（周期成分波形）ｆ３を抽出する。【選択図】        図１
2006033992.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流ブラシモータの駆動信号波形から抽出される周期成分波形に基づいて同モータの回転情報を検出する方法であって、
前記モータに流れる電流と前記モータの端子間電圧との少なくとも一方の信号波形を前記駆動信号波形として検出し、該検出される駆動信号波形とこの駆動信号波形を遅延させた遅延信号波形との比較に基づいて、当該駆動信号波形から前記周期成分波形を抽出する
ことを特徴とする直流モータの回転情報検出方法。
【請求項２】
前記駆動信号波形と前記遅延信号波形との比較は、それら信号波形の減算回路による減算処理として行われる
請求項１に記載の直流モータの回転情報検出方法。
【請求項３】
請求項２に記載の直流モータの回転情報検出方法において、
前記駆動信号波形と前記遅延信号波形との減算処理により得られる差分信号波形を所定のしきい値のもとに２値化して前記周期成分波形としてのパルス信号を得る
ことを特徴とする直流モータの回転情報検出方法。
【請求項４】
前記駆動信号波形と前記遅延信号波形との比較が、それら信号波形の一方をしきい値とした比較器による２値化処理として行われ、該２値化処理を通じて前記周期成分波形としてのパルス信号を得る
請求項１に記載の直流モータの回転情報検出方法。
【請求項５】
請求項３または４に記載の直流モータの回転情報検出方法において、
前記モータの起動直後および制動運転切替直後の少なくとも一方での前記駆動信号波形に含まれるリップル成分波形に対する突入電流成分の影響を相殺するかたちで前記得られるパルス信号のパルス数を調整する処理をさらに行う
ことを特徴とする直流モータの回転情報検出方法。
【請求項６】
前記遅延信号波形を、ローパスフィルタによる前記駆動信号波形のろ波信号波形として生成する
請求項１〜５のいずれか一項に記載の直流モータの回転情報検出方法。
【請求項７】
前記遅延信号波形の遅延量を、前記回転情報の検出対象とするモータの最高速度での回転時における前記駆動信号波形のリップル周期の半周期以下とする
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方法。
【請求項８】
直流ブラシモータの駆動信号波形から抽出される周期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であって、
前記モータに流れる電流と前記モータの端子間電圧との少なくとも一方の信号波形を前記駆動信号波形として検出する検出手段と、該検出手段により検出される駆動信号波形を遅延させた遅延信号波形を生成する遅延手段と、前記駆動信号波形と前記遅延信号波形との比較に基づいて前記周期成分波形を抽出する周期成分波形抽出手段とを備える
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９】
前記周期成分波形抽出手段は、前記駆動信号波形および前記遅延信号波形の一方を他方で減算する減算回路を有して構成される
請求項８に記載の直流モータの回転情報検出装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の直流モータの回転情報検出装置において、
前記周期成分波形抽出手段は、前記減算回路の減算処理により得られる差分信号波形を所定のしきい値のもとに２値化する２値化手段をさらに備える
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１１】
前記周期成分波形抽出手段は、前記駆動信号波形および前記遅延信号波形の一方をしきい値として他方を２値化する比較器を有して構成される
請求項８に記載の直流モータの回転情報検出装置。
【請求項１２】
請求項１０または１１に記載の直流モータの回転情報検出装置において、
前記モータの起動直後および制動運転切替直後の少なくとも一方での前記駆動信号波形に含まれるリップル成分波形に対する突入電流成分の影響を相殺するかたちで前記２値化によるパルス信号のパルス数を調整する手段をさらに備える
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】
前記遅延手段は、前記駆動信号波形をろ波するローパスフィルタからなる
請求項８〜１２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１４】
前記遅延信号波形の遅延量は、前記回転情報の検出対象とするモータの最高速度での回転時における前記駆動信号波形のリップル周期の半周期以下に設定される
請求項８〜１３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。
【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方法および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、モータに流れる電流波形やモータの端子間電圧波形などの駆動信号波形に基づいて同モータの回転情報を検出する方法および装置に関する。
【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、モータに流れる電流に含まれるリップル成分を抽出し、この抽出したリップル成分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（例えば特許文献２参照）。図１６および図１７に、こうしてモータの回転情報を検出するための構成、並びにその検出態様について例示する。
【０００６】
すなわち、上記態様でモータの回転情報を得るためには、図１６に示すように、モータＭへの給電回路中にモータＭと直列に抵抗Ｒｏを介挿し、この介挿した抵抗Ｒｏの端子間電圧を抽出することで、モータＭに流れる電流ｉを検出する。このとき、この検出される電流ｉは、図１７（ａ）に示されるように、所定周期のリップル成分に対して、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が加わったものとなる。そして、このモータＭに流れる電流ｉを上記リップル成分の周期（周波数域）に対応したバンドパスフィルタＢＰＦに通すことにより、そのフィルタ出力ＢＰＦｏとして、図１７（ｂ）に示されるように、上記サージ成分やその他のノイズ成分が除去された信号を得る。すなわち、モータＭに流れる電流ｉのリップル成分に対応した信号を得る。さらに、この電流ｉのリップル成分に対応した信号ＢＰＦｏを比較器ＣＰを通じて所定のしきい値電圧Ｖｔｈのもとに２値化することにより、図１７（ｃ）に示される態様でモータＭの回転に対応したパルス信号ＣＰｏが得られる。そして、このパルス信号ＣＰｏの数を数えることで、モータＭの回転量（回転角度）や回転数（回転速度）等の回転情報が検出されるようになる。このように、モータＭに流れる電流ｉに含まれるリップル成分やサージ成分を抽出することができれば、これに基づいてモータの回転情報が得られるようになる。
【０００７】
しかし一方、この方法の場合には上述のように、バンドパスフィルタＢＰＦを用いてモータ電流ｉのリップル成分を抽出する際に、その周波数域に応じてバンドパスフィルタＢＰＦの周波数通過帯域を設定する必要がある。すなわち、モータ電流ｉのリップル成分の周波数はモータＭの回転数に比例するため、モータＭの回転開始（起動）時や回転停止直前などの低速回転域と、定常回転時などの高速回転域とでは、上記リップル成分の周波数も自ずと異なったものとなる。そして通常、バンドパスフィルタＢＰＦとしての十分なフィルタ特性を得るためには、その周波数通過帯域をある程度狭く設定することが望ましいため、同通過帯域をモータＭの低速回転時の周波数に合わせると、モータＭの高速回転時のリップル成分が抽出できなくなる。逆に、同通過帯域をモータＭの高速回転時の周波数に合わせると、今度はモータＭの高速回転時のリップル成分が抽出できなくなる。他方、このようなバンドパスフィルタＢＰＦによってモータＭの低速回転時の周波数から高速回転時の周波数までカバーしようとすると、フィルタ自体の減衰特性が低下し、サージ成分を十分に減衰することができなくなる。すなわち、フィルタ出力ＢＰＦｏを上記比較器ＣＰにより２値化した場合、その出力ＣＰｏとして余分なパルスが観測されるなど、誤った回転情報となりかねない。
【０００８】
そこで、従来はさらに、このような不都合を回避するために、モータの回転数（回転速度）に応じて周波数通過帯域を変更可能なスイッチトキャパシタフィルタ（ＳＣＦ）を用いてモータに流れる電流の波形を整形し、そのリップル成分を抽出する装置なども提案されるに至っている（例えば特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００３−０４９５８６号公報
【特許文献２】特開２００２−０１０６６７号公報
【特許文献３】特開２０００−１１４９６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このように、モータの回転数に応じてフィルタとしての周波数通過帯域を可変とすることができれば、基本的に、モータの全ての運転領域においてそのリップル成分を抽出することが可能となり、ひいてはこうしたリップル成分に基づくモータの回転情報の取得も容易となる。しかし、上記特許文献３に記載の装置はあくまで、抽出された電流のリップル成分の周波数とモータの回転数とが比例関係にあることを利用して、抽出されたリップル成分の周波数からスイッチトキャパシタフィルタのクロック周波数を決定する構成である。このため、新たに次のような不都合も招きかねない。すなわち、この構成では上記リップルが抽出できなければスイッチトキャパシタフィルタのクロック周波数も決まらないため、初期値としてのリップルの抽出がより困難になる。このため、何らかの原因でスイッチトキャパシタフィルタの周波数特性自体が誤パルスを生じる特性になってしまうようなことがあると、このような特性からスイッチトキャパシタフィルタとしてのフィルタ特性の制御が開始され、その誤パルスが生じる状態に収束したり、あるいは発散したりするなど、制御上の矛盾を招きかねない。そしてこのような場合には、検出されるモータ回転情報の信頼性自体が大きく低下してしまうことになる。また、このような構成では、モータの回転数（回転速度）を推定する手段や、その推定された回転数に応じてフィルタとしての周波数通過帯域を可変とする手段などを必要とするため、それに伴う回路規模の拡大は避けられなくなっている。
【００１０】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、周波数通過帯域の変更可能なフィルタを用いずとも、低速回転域から高速回転域までの広範囲なモータの運転領域にわたって、同モータの駆動信号波形から周期成分波形を抽出することのできる直流モータの回転情報検出方法および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】
【００１１】
こうした目的を達成すべく、請求項１に記載の直流モータの回転情報検出方法では、直流ブラシモータの駆動信号波形から抽出される周期成分波形に基づいて同モータの回転情報を検出する方法として、前記モータに流れる電流と前記モータの端子間電圧との少なくとも一方の信号波形を前記駆動信号波形として検出し、該検出される駆動信号波形とこの駆動信号波形を遅延させた遅延信号波形との比較に基づいて、当該駆動信号波形から前記周期成分波形を抽出することとする。
【００１２】
直流ブラシモータの駆動信号波形とこれを遅延させた遅延信号波形との比較に基づいて、駆動信号波形に含まれるリップル成分波形（もしくは、これを所定のしきい値のもとに２値化したパルス信号）に近似の周期成分波形を抽出し得ることが発明者らによって見出された。これによると、例えば運転モード（起動運転／定常運転／制動運転）や、回転速度、回転方向等のモータの運転状態によらず、モータの回転情報を検出するための周期成分波形を駆動信号波形から抽出することができるようになる。このため、上記方法によれば、周波数通過帯域の変更可能なフィルタを用いずとも、低速回転域から高速回転域までの広範囲なモータの運転領域にわたって、同モータの駆動信号波形から周期成分波形を抽出することができるようになる。
【００１３】
具体的には、請求項２に記載の発明によるように、前記駆動信号波形と前記遅延信号波形との比較を、それら信号波形の減算回路による減算処理として行うようにする。
こうした方法では、駆動信号波形および遅延信号波形の一方が他方で減算されることにより、前記周期成分波形としての差分信号波形が得られることとなる。このため、上記方法を採用することで、駆動信号波形と遅延信号波形との上記比較をより容易且つ適切に行うことができるようになる。
【００１４】
さらにこの場合、請求項３に記載の発明によるように、前記駆動信号波形と前記遅延信号波形との減算処理により得られる差分信号波形を所定のしきい値のもとに２値化して前記周期成分波形としてのパルス信号を得ることとすれば、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。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明では、請求項１に記載の直流モータの回転情報検出方法に関して、前記駆動信号波形と前記遅延信号波形との比較が、それら信号波形の一方をしきい値とした比較器による２値化処理として行われ、該２値化処理を通じて前記周期成分波形としてのパルス信号を得るようにする。
【００１６】
こうした方法では、駆動信号波形および遅延信号波形の一方をしきい値として他方が２値化されることにより、前記周期成分波形としてのパルス信号が得られることとなる。このため、上記方法を採用することで、駆動信号波形と遅延信号波形との上記比較をより容易且つ適切に行うことができるようになる。しかも、デジタル方式での信号処理も可能となり、その信号処理が容易になる。
【００１７】
ところで、モータの起動時や制動運転切替時には、通常、急激な電流値の変化に伴う誘電作用によって突入電流がモータに流れることとなる。そして、こうした突入電流が生じると、これに起因して回転情報の誤検出が懸念されるようになる。詳しくは、モータの駆動信号波形において、モータの起動直後（もしくは制動運転切替直後）のリップルとその起動（もしくは制動運転切替）とが十分に時間的に離間していれば、そのリップルが突入電流成分にまみれず、前記得られるパルス信号（周期成分波形）には、突入電流成分による余分なパルスも含まれることとなる。このため、そのパルスの数だけ、パルスのオーバーカウントが懸念されるようになる。一方、モータの駆動信号波形において、モータの起動直後（もしくは制動運転切替直後）のリップルとその起動（もしくは制動運転切替）とが時間的に近接しているときには、そのリップルが突入電流成分にまみれることがある。そしてこの場合には、突入電流成分にまみれたリップルによるパルスは生成されない。このとき、突入電流成分にまみれたリップルの数と突入電流成分によるパルスの数（通常は１つ）とが同数であれば、それらは互いに相殺されるため、基本的に、パルスのオーバーカウントや取り漏らしによる回転情報の誤検出は生じない。しかし、突入電流成分によるパルスよりも多くのリップルが突入電流成分にまみれるようなときには、今度はパルスの取り漏らしが懸念されるようになる。
【００１８】
この点、請求項５に記載の発明では、請求項３または４に記載の回転情報検出方法に関し、例えば前記得られるパルス信号のパルス数を補正演算する、あるいはオーバーカウントの予想されるパルスのカウント自体を強制禁止する等々、前記モータの起動直後および制動運転切替直後の少なくとも一方での前記駆動信号波形に含まれるリップル成分波形に対する突入電流成分の影響を相殺するかたちで前記得られるパルス信号のパルス数を調整する処理をさらに行うこととする。こうした方法を採用することで、モータの個体差によらず、上記懸念されるパルスのオーバーカウントや取り漏らし等による回転情報の誤検出に対する耐性を高めることができるようになる。
【００１９】
また特に起動時においては、モータは加速しきらず低速回転しているため、起動直後のパルスが突入電流成分にまみれることがあっても、通常、その数は１つであり、突入電流成分によるパルスの数と同数になる。このため、特に起動時に上記方法を採用することとすれば、例えば回転情報の検出対象とする直流モータが起動直後のリップルとその起動とが十分に時間的に離間しているような特性のモータであるときに同モータの起動直後のパルスを無視するようにするという簡単な処理で、より容易に上記回転情報の誤検出に対する耐性の強化が図られるようになる。
【００２０】
また、請求項６に記載の発明では、請求項１〜５のいずれか一項に記載の発明に関し、前記遅延信号波形を、ローパスフィルタによる前記駆動信号波形のろ波信号波形として生成することとする。
【００２１】
ローパスフィルタはろ波信号波形を遅延させる特性をもっている。このため、上記方法によれば、ローパスフィルタによるろ波処理を通じて、前記駆動信号波形のろ波信号波形として前記遅延信号波形がより容易に得られるようになる。しかもこの際、遅延信号波形に含まれる余分な高周波ノイズ、例えばサージ等は好適に除去（カット）されることとなる。
【００２２】
また、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方法に関しては、請求項７に記載のように、前記遅延信号波形の遅延量を、前記回転情報の検出対象とするモータの最高速度での回転時における前記駆動信号波形のリップル周期の半周期以下とすることがより有効である。
【００２３】
例えばノイズ等に対する耐性強化を図る上では、前記周期成分波形はより大きなレベルで抽出されることが望ましい。この点、前記遅延信号波形の遅延量（遅延時間）を、回転情報の検出対象とするモータの最高速度での回転時における前記駆動信号波形のリップル周期の「半周期」に設定するようにすれば、駆動信号波形と遅延信号波形とがちょうど「半周期」ずれることとなり、それら信号波形の比較を通じて、駆動信号波形の「２倍」のレベルに相当するリップル成分波形が抽出されることになる。また、駆動信号波形と遅延信号波形との比較に基づいてリップル成分波形（もしくはこれを２値化したパルス信号）に近似の周期成分波形が得られることは前述したとおりであるが、このとき、基本的に、遅延信号波形の遅延量を小さく（短く）するほど、よく近似した波形が前記抽出する周期成分波形として得られるようになる。すなわち、これらの条件を両立させるためには、前記遅延信号波形の遅延量（遅延時間）を、回転情報の検出対象とするモータの最高速度での回転時における前記駆動信号波形のリップル周期の「半周期」に近づけて且つ、より小さな（短い）値に設定する必要がある。この点、上記方法のように、前記遅延信号波形の遅延量を、前記回転情報の検出対象とするモータの最高速度での回転時における前記駆動信号波形のリップル周期の「半周期」以下とすることとすれば、上記条件の両立がより容易に図られるようになる。
【００２４】
また、突入電流の大きさや収束性は、モータによって個体差があるため、検出対象とするモータによっては、駆動信号波形に含まれるリップル成分波形がノイズレベルにまみれてもはやその正確な抽出を行うことができなくなってしまったり、突入電流でリップルが隠れてしまったりすることがある。このとき、上記請求項６に記載の方法を適用すると、遅延時間を短い（小さな）値に設定するほど、ローパスフィルタによる突入電流の除去効率は高まることとなる。しかし、突入電流を除去しようとして遅延時間をむやみに短くすると、今度はリップル成分波形自体が減衰してノイズレベルに隠れてしまいかねない。このため、これらの条件を両立させるためには、当該検出に支障のない程度まで突入電流による影響が抑制されるように遅延時間を短くするとともに、リップル成分波形がノイズにまみれることのないように、モータの最高速度での回転時における駆動信号波形のリップル周期の「半周期」に近づけるようにする必要がある。この点、上記請求項６に記載の発明と請求項７に記載の発明とを併用することとすれば、これらの条件の両立もより容易に図られるようになる。
【００２５】
一方、請求項８に記載の発明では、直流ブラシモータの駆動信号波形から抽出される周期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として、前記モータに流れる電流と前記モータの端子間電圧との少なくとも一方の信号波形を前記駆動信号波形として検出する検出手段と、該検出手段により検出される駆動信号波形を遅延させた遅延信号波形を生成する遅延手段と、前記駆動信号波形と前記遅延信号波形との比較に基づいて前記周期成分波形を抽出する周期成分波形抽出手段とを備える構成とする。
【００２６】
直流モータの回転情報検出装置としてこのような構成を採用することとすれば、上記請求項１に記載の方法を容易且つ好適に実現することができるようになる。すなわち、上記構成を採用することで、周波数通過帯域の変更可能なフィルタを用いずとも、低速回転域から高速回転域までの広範囲なモータの運転領域にわたって、同モータの駆動信号波形から周期成分波形を抽出することのできるようになる。
【００２７】
またこの場合、前記周期成分波形抽出手段としては、請求項９に記載の発明によるように、前記駆動信号波形および前記遅延信号波形の一方を他方で減算する減算回路を有して構成されるものが有効である。
【００２８】
こうした構成では、上記減算回路による減算処理を通じて、より容易に駆動信号波形と遅延信号波形との差分に相当する信号波形（差分信号波形）が得られるようになる。このため、上記構成を採用することで、駆動信号波形と遅延信号波形との上記比較をより容易且つ適切に行うことができるようになる。
【００２９】
さらにこの場合、請求項１０に記載の発明によるように、前記周期成分波形抽出手段が、前記減算回路の減算処理により得られる差分信号波形を所定のしきい値のもとに２値化する２値化手段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。
【００３０】
また一方、請求項１１に記載の発明では、請求項８に記載の直流モータの回転情報検出装置に関し、前記周期成分波形抽出手段として、前記駆動信号波形および前記遅延信号波形の一方をしきい値として他方を２値化する比較器を有して構成されるものを採用することとする。
【００３１】
こうした構成では、上記比較器による２値化処理を通じて、より容易に前記周期成分波形としてのパルス信号が得られることとなる。このため、上記構成を採用することで、駆動信号波形と遅延信号波形との上記比較をより容易且つ適切に行うことができるようになる。しかも、デジタル方式での信号処理も可能となり、その信号処理が容易になる。
【００３２】
また前述したように、突入電流が生じると、これに起因して回転情報の誤検出が懸念されるようになる。この点、請求項１２に記載の発明では、請求項１０または１１に記載の直流モータの回転情報検出装置として、例えば前記２値化されたパルス信号のパルス数を補正演算する手段、あるいはオーバーカウントの予想されるパルスのカウント自体を強制禁止する手段等々、前記モータの起動直後および制動運転切替直後の少なくとも一方での前記駆動信号波形に含まれるリップル成分に対する突入電流成分の影響を相殺するかたちで前記２値化によるパルス信号のパルス数を調整する手段をさらに備える構成とする。これにより、同手段による調整処理を通じて、モータの個体差によらず、上記懸念されるパルスのオーバーカウントや取り漏らし等による回転情報の誤検出に対する耐性を高めることができるようになる。
【００３３】
また特に起動時においては、モータは加速しきらず低速回転しているため、起動直後のパルスが突入電流成分にまみれることがあっても、通常、その数は１つとなり、突入電流成分によるパルスの数と同数になることは前述したとおりである。このため、特に起動時においては、前記２値化されたパルス信号のパルス数を調整する手段として、例えば回転情報の検出対象とする直流モータが起動直後のリップルとその起動とが十分に時間的に離間しているような特性のモータであるときに起動直後のパルスを無視するようにすることのできる手段、すなわち起動直後のパルスを無視するか否かを選択可能とする手段などの簡素な構成の手段を採用することができる。そして、こうした手段を採用することとすれば、より簡素な構成で、より容易に上記回転情報の誤検出に対する耐性の強化が図られるようになる。
【００３４】
また、請求項８〜１２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する前記遅延手段としては、請求項１３に記載の発明によるように、前記駆動信号波形をろ波するローパスフィルタを採用することが有効である。
【００３５】
ローパスフィルタがろ波信号波形を遅延させる特性をもっていることは前述した。このため、上記構成によれば、ローパスフィルタによるろ波処理を通じて、より簡素な構成で、より容易に前記遅延信号波形が得られるようになる。しかもこの際、遅延信号波形に含まれる余分な高周波ノイズ、例えばサージ等は好適に除去（カット）されることとなる。
【００３６】
また、請求項８〜１３のいずれか一項に記載の直流モータの回転情報検出方法に関しては、請求項１４に記載のように、前記遅延信号波形の遅延量が、前記回転情報の検出対象とするモータの最高速度での回転時における前記駆動信号波形のリップル周期の半周期以下に設定される構成がより有効である。
【００３７】
前述したように、ノイズ等に対する耐性強化を図りつつ、前記抽出する周期成分波形としてリップル成分波形（もしくはこれを２値化したパルス信号）によく近似した波形を得るためには、前記遅延信号波形の遅延量（遅延時間）を、回転情報の検出対象とするモータの最高速度での回転時における前記駆動信号波形のリップル周期の「半周期」に近づけて且つ、より小さな（短い）値に設定する必要がある。この点、上記構成のように、前記遅延信号波形の遅延量が、前記回転情報の検出対象とするモータの最高速度での回転時における前記駆動信号波形のリップル周期の「半周期」以下に設定されることとすれば、それら条件の両立もより容易に図られるようになる。
【００３８】
また、周期成分波形の正確な抽出を行うためには、当該検出に支障のない程度まで突入電流による影響が抑制されるように遅延時間を短くするとともに、リップル成分波形がノイズにまみれることのないように、モータの最高速度での回転時における駆動信号波形のリップル周期の「半周期」に近づけるようにする必要があることは前述したとおりである。この点、上記請求項１３に記載の発明と請求項１４に記載の発明とを併用することとすれば、これらの条件の両立もより容易に図られるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
（第１の実施の形態）
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第１の実施の形態について、図１〜図４に基づき説明する。
【００４０】
図１は、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構成の概略を示すブロック図である。
同図１に示すように、直流モータＭは、一対のブラシＢを介してモータ駆動電源ＥＶに接続され、このモータ駆動電源ＥＶによって給電される。そしてこのモータＭには、これと直列に、同モータＭに流れる電流の電流値や方向等を制御するための電流制御回路ＴＲと、モータＭに流れる電流の信号波形（電流信号波形）ｆ１を検出する電流検出部（検出手段）１とが接続されている。
【００４１】
この実施の形態においては、電流検出部１で検出される電流信号波形ｆ１がローパスフィルタ（ＬＰＦ）２および比較器３に取り込まれるとともに、ローパスフィルタ２を通じて電流信号波形ｆ１を所定時間だけ遅延させた遅延信号波形ｆ２が生成される。しかもこの際、ローパスフィルタ２を通じて同電流信号波形ｆ１にろ波処理（フィルタリング処理）が施されるため、遅延信号波形ｆ２に含まれる余分な高周波ノイズ、例えばサージ等は好適に除去（カット）されることとなる。
【００４２】
さらに、上記比較器３は、遅延信号波形ｆ２をしきい値として電流信号波形ｆ１を２値化し、パルス信号（回転パルス）ｆ３を出力する。このパルス信号ｆ３は、電流信号波形ｆ１に重畳されるリップル成分波形（図１７参照）と略同一の周波数を有する周期成分波形、すなわちモータＭの回転数（回転速度）に対応した周波数を有する周期成分波形であり、次に例えばマイクロコンピュータ等からなる制御部４に取り込まれる。この制御部４では、そのパルス信号ｆ３のパルス数やパルス周期等に基づいて、上記モータＭの回転量（回転角度）や回転数（回転速度）等の回転情報が算出される。そして、この制御部４で求められたモータＭの回転情報と同モータＭの制御目標値とが一致するように、モータＭの起動指令や制動指令をはじめとする各種制御指令を含んだ制御信号波形ｆ４が制御部４からモータ駆動部５に与えられるとともに、このモータ駆動部５を通じて上記電流制御回路ＴＲが駆動される。
【００４３】
図２は上記ローパスフィルタ２の回路構成例を含んだ回路図、図３は同フィルタ２の信号遅延特性を示すグラフである。すなわち、図３は、適宜の正弦波信号をローパスフィルタ２の入力とし、その入力信号の周波数（角周波数）を順次変更したときのフィルタ２の出力信号について、各入力信号の周波数に対する信号遅延の度合（遅延位相）を示している。
【００４４】
図２に示すように、この実施の形態において、ローパスフィルタ２は、基本的に、抵抗Ｒ１およびコンデンサＣ１を有して構成されており、一般的なＣＲ回路となっている。ここでは、そのカットオフ周波数を、モータＭの最高速度での回転時における電流信号波形ｆ１のリップル周波数Ｆmax（例えば「１（ｋＨｚ）」）の約「１／２」となる値に設定するようにしている。一般に、ＣＲ回路のカットオフ角周波数は「１／ＣＲ（Ｃ：容量値、Ｒ：抵抗値）」で表せるため、上記を換言すれば、「２πＦmax＝２／ＣＲ（Ｃ：コンデンサＣ１の容量値、Ｒ：抵抗Ｒ１の抵抗値）」となるように、コンデンサＣ１の容量値および抵抗Ｒ１の抵抗値を設定することになる。
【００４５】
ローパスフィルタ２のカットオフ周波数をこのように設定した場合の同フィルタ２の信号遅延特性は、図３に示されるように、上記周波数Ｆmaxの入力信号に対してその出力信号の信号遅延の度合（遅延位相）が「６０°（＝２π／６）」となる。すなわち、このローパスフィルタ２でろ波されることにより、電流信号波形ｆ１はモータＭの最高速度での回転時におけるリップル周期の約「１／６」に相当する時間（遅延時間）Ｔだけ遅延することとなり、ひいては同電流信号波形ｆ１のろ波信号波形として遅延時間Ｔだけ遅延した遅延信号波形ｆ２が得られることとなる。
【００４６】
ところで、モータＭの起動時においては、電流検出部１で検出される電流信号波形ｆ１が、例えば図４（ａ）に示されるような波形となる。この電流信号波形ｆ１は、基本的に、直流オフセット成分および突入電流成分を含み、それら成分に対してさらに上記モータＭの回転情報を含むリップル成分波形が加わったものとなる。すなわち、この電流信号波形ｆ１から直流オフセット成分および突入電流成分を取り除くことができれば、その結果としてリップル成分波形が抽出されるようになる。しかし、モータＭの運転過渡期（例えば起動時や制動運転切替時）においては、それら直流オフセット成分や突入電流成分を選択的に抽出すること自体が極めて困難となる。
【００４７】
図４（ｂ）に、比較器３に取り込まれる２つの信号波形ｆ１およびｆ２について、モータＭの起動時の波形例をグラフとして示す。同図４（ｂ）に示されるように、遅延信号波形ｆ２は、電流信号波形ｆ１に対して遅延時間Ｔだけ遅延した波形となる。
【００４８】
ここで、リップル成分波形が単一周波数成分の正弦波からなると仮定してこれを「Ａｓｉｎ（ωｔ）」で表すと、電流信号波形ｆ１（ｔ）は
ｆ１（ｔ）＝Ｂ＋Ｆ（ｔ）＋Ａｓｉｎ（ωｔ）
となる。Ｂは直流オフセット成分、Ｆ（ｔ）は突入電流成分、ωは角周波数、ｔは時間を示している。また、この波形よりも遅延時間Ｔだけ遅延した遅延信号波形ｆ２（ｔ）は
ｆ２（ｔ）＝ｆ１（ｔ−Ｔ）＝Ｂ＋Ｆ（ｔ−Ｔ）＋Ａｓｉｎ｛ω（ｔ−Ｔ）｝
と表せる。従って、両者の差分に相当する差分信号波形ｆ（ｔ）は
ｆ（ｔ）＝ｆ１（ｔ）−ｆ２（ｔ）
＝Ｆ（ｔ）−Ｆ（ｔ−Ｔ）＋２Ａｃｏｓ（ωｔ−ωＴ／２）ｓｉｎ（ωＴ／２）
＝Ｆ（ｔ）−Ｆ（ｔ−Ｔ）＋Ａ’ｃｏｓ（ωｔ−α）    …（１）
となる。さらにここで、遅延時間Ｔが十分小さければ、
ｆ（ｔ）≒Ａ’ｃｏｓ（ωｔ−α）    …（２）
という近似が成り立つようになる。
【００４９】
このように、電流信号波形ｆ１と遅延信号波形ｆ２との差分をとることにより、電流信号波形ｆ１から所定周期のリップル成分波形（より正確には、これを所定のしきい値のもとに２値化したパルス信号ｆ３）のみを抽出することができる。なお、ここではリップル成分波形が単一の周波数成分からなると仮定して計算したが、リップル成分波形に高調波成分等が混在する場合も同様に、電流信号波形ｆ１からリップル成分波形のみを抽出することはできる。このことは上記式（１）や（２）から容易に理解することができるため、ここではその説明を割愛する。また通常、こうした場合には、ローパスフィルタ２による遅延量（遅延時間）が各周波数成分について異なるため、ローパスフィルタ２から出力されるリップル成分波形は見かけ上変化することとなるが、同リップル成分波形にあって回転情報を有する周波数成分についてはこれがそのまま維持されることとなるため、当該回転情報の検出を妨げない。さらに、図４（ａ）や図４（ｂ）にはモータＭの起動時の波形のみを例示するようにしたが、制動運転切替時や定常運転時にも同様に、上記式（１）や（２）が成立することとなる。
【００５０】
このように、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よれば、周波数通過帯域の変更可能なフィルタを用いずとも、低速回転域から高速回転域までの広範囲なモータの運転領域にわたって、電流信号波形ｆ１から周期成分波形を抽出することのできるようになる。
【００５１】
またここで、上記式（２）は、基本的に、遅延時間Ｔが短いほど近似がよく成り立つものの、式（１）で「Ｔ＝０」とすれば分かるように、遅延時間Ｔが短すぎると式自体が成立しなくなる。そのため、遅延信号波形ｆ２の遅延時間Ｔは、基本的に、上記式（２）の近似が成り立つ範囲で、すなわちリップル成分波形を抽出することのできる範囲で、より小さな（短い）値に設定することが望ましい。ただし、検出対象とするモータによっては、リップル成分波形がノイズレベルにまみれてしまい、もはやその正確な抽出を行うことができなくなることがあり、このような場合には、遅延信号波形ｆ２の遅延時間Ｔを、モータＭの最高速度での回転時における電流信号波形ｆ１のリップル周期の「半周期」にできるだけ近い値に設定する必要がある。すなわち、遅延信号波形ｆ２の遅延時間Ｔを、モータＭの最高速度での回転時における電流信号波形ｆ１のリップル周期の「半周期」に設定すると、電流信号波形ｆ１と遅延信号波形ｆ２とがちょうど「半周期」ずれることとなる。これにより、比較器３によるそれら信号波形の比較処理を通じて、電流信号波形ｆ１の「２倍」のレベルに相当するリップル成分波形が抽出されることになる。このように、これらの条件を両立させるためには、遅延時間Ｔを、モータＭの最高速度での回転時における電流信号波形ｆ１のリップル周期の「半周期」に近づけて且つ、より小さな（短い）値に設定する必要がある。
【００５２】
また、モータの起動時や制動運転切替時には、通常、急激な電流値の変化に伴う誘電作用によって突入電流がモータに流れることとなる。そして、突入電流の大きさや収束性は、モータによって個体差があるため、検出対象とするモータによっては、リップル成分波形がノイズレベルにまみれてもはやその正確な抽出を行うことができなくなってしまったり、突入電流でリップルが隠れてしまったりすることがある。このとき、遅延時間Ｔを短い（小さな）値に設定するほど、ローパスフィルタ２による突入電流の除去効率は高まることとなる。しかし、突入電流を除去しようとして遅延時間Ｔをむやみに短くすると、今度はリップル成分波形自体が減衰してノイズレベルに隠れてしまいかねない。このため、これらの条件を両立させるためには、当該検出に支障のない程度まで突入電流による影響が抑制されるように遅延時間Ｔを短くするとともに、リップル成分波形がノイズにまみれることのないように、モータＭの最高速度での回転時における電流信号波形ｆ１のリップル周期の「半周期」に近づけるようにする必要がある。
【００５３】
この点、この実施の形態かかる直流モータの回転情報検出装置においては、遅延信号波形ｆ２の遅延時間Ｔが、上述のように、モータＭの最高速度での回転時におけるリップル周期の約「１／６」に相当する時間に設定されている。このように、遅延時間ＴをモータＭの最高速度での回転時における電流信号波形ｆ１のリップル周期の「半周期」以下に設定することで、上記条件の両立がより容易に図られるようになる。
【００５４】
また、突入電流が生じると、これに起因して回転情報の誤検出が懸念されるようになる。詳しくは、電流信号波形ｆ１において、モータＭの起動直後（もしくは制動運転切替直後）のリップルとその起動（もしくは制動運転切替）とが十分に時間的に離間していれば、そのリップルが突入電流成分にまみれず、パルス信号ｆ３には突入電流成分による余分なパルスも含まれることとなる。このため、そのパルスの数だけ、パルスのオーバーカウントが懸念されるようになる。一方、電流信号波形ｆ１において、モータＭの起動直後（もしくは制動運転切替直後）のリップルとその起動（もしくは制動運転切替）とが時間的に近接しているときには、そのリップルが突入電流成分にまみれることがある。そしてこの場合には、突入電流成分にまみれたリップルによるパルスは生成されない。このとき、突入電流成分にまみれるリップルの数と突入電流成分によるパルスの数（通常は１つ）とが同数であれば、それらは互いに相殺されるため、基本的に、パルスのオーバーカウントや取り漏らしによる回転情報の誤検出は生じない。しかし、突入電流成分によるパルスよりも多くのリップルが突入電流成分にまみれるようなときには、今度はパルスの取り漏らしが懸念されるようになる。
【００５５】
この点、この実施の形態かかる直流モータの回転情報検出装置においては、例えば予め確認されたモータＭの特性に基づいて、
・パルス信号ｆ３のパルス数を補正演算する。
あるいは、
・オーバーカウントの予想されるパルスのカウント自体を強制禁止する。
等々、起動直後および制動運転切替直後の少なくとも一方での電流信号波形ｆ１に含まれるリップル成分波形に対する突入電流成分の影響を相殺するかたちでパルス信号ｆ３のパルス数を調整する処理を例えば制御部４にて行うこととする。こうすることで、モータの個体差によらず、上記懸念されるパルスのオーバーカウントや取り漏らし等による回転情報の誤検出に対する耐性の強化が図られるようになる。
【００５６】
以上説明したように、この第１の実施の形態に係る直流モータの回転情報検出方法および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）パルス信号（周期成分波形）ｆ３に基づいてモータＭの回転情報を検出するに際し、遅延信号波形ｆ２をしきい値とした電流信号波形ｆ１の２値化処理を通じて、電流信号波形ｆ１からパルス信号（周期成分波形）ｆ３を抽出することとした。こうすることで、周波数通過帯域の変更可能なフィルタを用いずとも、低速回転域から高速回転域までの広範囲なモータの運転領域にわたって、電流信号波形ｆ１から周期成分波形を抽出することができるようになる。
【００５７】
（２）また、こうした方法および装置によれば、例えば運転モード（起動運転／定常運転／制動運転）や、回転速度、回転方向等のモータの運転状態によらず、すなわちモータＭの運転過渡期（例えば起動時や制動運転切替時）においても、より容易且つより的確に、電流信号波形ｆ１から周期成分波形を抽出することができるようになる。
【００５８】
（３）また、位置検出用のセンサと共にフィルタの周波数通過帯域を可変とする手段も不要とするため、当該回転情報検出装置の回路規模の縮小化、および演算処理負荷の低減、ひいては低コスト化や省エネルギー化などを図る上でも有効である。
【００５９】
（４）また、回転情報の検出に用いる周期成分波形はノイズ源となり得るサージの抑制された波形となるため、当該回転情報検出装置で発生するノイズによる周囲の電子回路等への悪影響も抑制されるようになる。
【００６０】
（５）さらにこの際、比較器３による２値化処理を通じてパルス信号ｆ３が得られることで、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、負荷変動などに柔軟に対応することができるようになる。
【００６１】
（６）モータの起動直後および制動運転切替直後の少なくとも一方での電流信号波形ｆ１に含まれるリップル成分波形に対する突入電流成分の影響を相殺するかたちでパルス信号ｆ３のパルス数を調整する処理を行うこととした。こうすることで、モータの個体差によらず、上記懸念されるパルスのオーバーカウントや取り漏らし等による回転情報の誤検出に対する耐性の強化が図られるようになる。
【００６２】
（７）遅延信号波形ｆ２を、ローパスフィルタ２による電流信号波形ｆ１のろ波信号波形として生成することとした。ローパスフィルタはろ波信号波形を遅延させる特性をもっている。これにより、遅延信号波形ｆ２をより容易に得ることができるようになる。しかもこの際、遅延信号波形ｆ２に含まれる余分な高周波ノイズ、例えばサージ等は好適に除去（カット）されることとなる。
【００６３】
（８）遅延信号波形ｆ２の遅延量（遅延時間）を、回転情報の検出対象とするモータＭの最高速度での回転時における電流信号波形ｆ１のリップル周期の半周期以下に設定するようにした。こうすることで、上述した条件の両立がより容易に図られるようになる。
【００６４】
（第２の実施の形態）
次に、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第２の実施の形態について、図５〜図８に基づき説明する。
【００６５】
図５は、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構成の概略を示すブロック図である。なお、同図５において、先の図１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ている。
【００６６】
同図５に示すように、この実施の形態においても、直流モータＭは、一対のブラシＢを介してモータ駆動電源ＥＶに接続され、このモータ駆動電源ＥＶによって給電される。そしてこのモータＭには、これと直列に、同モータＭに流れる電流の電流値や方向等を制御するための電流制御回路ＴＲと、モータＭに流れる電流の信号波形（電流信号波形）ｆ１を検出する電流検出部１とが接続されている。
【００６７】
ただし、この実施の形態においては、電流検出部１で検出される電流信号波形ｆ１が、反転増幅器１１およびローパスフィルタ（ＬＰＦ）１２に取り込まれる。そして、反転増幅器１１により電流信号波形ｆ１が反転増幅されて生成される反転増幅信号波形ｆ１１と、ローパスフィルタ１２により電流信号波形ｆ１が所定時間（遅延時間）だけ遅延させられて生成される遅延信号波形ｆ１２とが、加減算器１３に取り込まれる。この際、ローパスフィルタ１２を通じて電流信号波形ｆ１にろ波処理（フィルタリング処理）が施されるため、遅延信号波形ｆ１２に含まれる余分な高周波ノイズ、例えばサージ等は好適に除去（カット）されることとなる。なお、この実施の形態においても、遅延信号波形ｆ１２の遅延時間は、回転情報の検出対象とするモータＭの最高速度での回転時における電流信号波形ｆ１のリップル周期の半周期以下に設定されている。これにより、上述した条件の両立もより容易に図られるようになる。
【００６８】
さらに、加減算器１３では、反転増幅信号波形ｆ１１と遅延信号波形ｆ１２とが減算され（ローパスフィルタ１２は反転型のため減算する）、電流信号波形ｆ１と遅延信号波形ｆ１２との差分に相当する信号波形（差分信号波形）ｆ１３が出力されることになる。そして、この差分信号波形ｆ１３は、比較器１４に取り込まれるとともに、ここで所定のしきい値電圧Ｖｔｈのもとに２値化される。こうして得られるパルス信号（回転パルス）ｆ１４は、第１の実施の形態において比較器３（図１）の出力として得られるパルス信号ｆ３と同様、電流信号波形ｆ１に重畳されるリップル成分波形（図１７参照）と略同一の周波数を有する周期成分波形、すなわちモータＭの回転数（回転速度）に対応した周波数を有する周期成分波形となる。そして、この実施の形態においても、このパルス信号ｆ１４は、例えばマイクロコンピュータ等からなる制御部４に取り込まれる。そして、この制御部４では、そのパルス信号ｆ１４のパルス数やパルス周期等に基づいて、モータＭの回転量（回転角度）や回転数（回転速度）等の回転情報が算出される。そして、この制御部４で求められたモータＭの回転情報と同モータＭの制御目標値とが一致するように、モータＭの起動指令や制動指令をはじめとする各種制御指令を含んだ制御信号波形ｆ４が制御部４からモータ駆動部５に与えられるとともに、このモータ駆動部５を通じて上記電流制御回路ＴＲが駆動される。なお、この実施の形態においても、起動直後および制動運転切替直後の少なくとも一方での電流信号波形ｆ１に含まれるリップル成分波形に対する突入電流成分の影響を相殺するかたちでパルス信号ｆ１４のパルス数を調整する処理を例えば制御部４にて行うこととする。こうすることで、モータの個体差によらず、上記懸念されるパルスのオーバーカウントや取り漏らし等による回転情報の誤検出に対する耐性の強化が図られるようになる。
【００６９】
図６は上記反転増幅器１１およびローパスフィルタ１２および加減算器１３の回路構成例を示す回路図である。
すなわち、同図６に示すように、上記反転増幅器１１としては、基本的に、演算増幅器ＯＰ１と、当該反転増幅器の利得（ゲイン）を決める入力抵抗Ｒ１１および帰還抵抗Ｒ１２とを有して構成される一般的な反転増幅器などを採用することができる。また、上記ローパスフィルタ１２としては、基本的に、演算増幅器ＯＰ２および入力抵抗Ｒ２１と、帰還路に並列接続されたコンデンサＣ２２および帰還抵抗Ｒ２２とを有して構成される、いわゆる負帰還型の１次のアクティブフィルタなどを採用することができる。さらに、上記加減算器１３は、基本的に、演算増幅器ＯＰ３と、入力抵抗Ｒ３１およびＲ３２と、演算増幅器ＯＰ３の非反転入力端子に接続される接地抵抗Ｒ３３と、演算増幅器ＯＰ３の反転入力端子への帰還路に配設される帰還抵抗Ｒ３４とを有して構成される、いわゆる反転加算器などで構成することができる。
【００７０】
また、図７および図８は、モータＭの起動時および制動運転切替時の双方の時期について、それぞれ上記電流信号波形ｆ１および遅延信号波形ｆ１２および差分信号波形ｆ１３、並びに制御信号波形ｆ４の波形例を示すグラフである。
【００７１】
この実施の形態においても、電流信号波形ｆ１と遅延信号波形ｆ１２との減算処理に基づいて、図７や図８に示されるように、電流信号波形ｆ１からリップル成分波形に近似した差分信号波形ｆ１３が抽出されることとなる。これは、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ついても、第１の実施の形態で示した先の式（１）および（２）が成立することによる。このように、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よっても、周波数通過帯域の変更可能なフィルタを用いずに、低速回転域から高速回転域までの広範囲なモータの運転領域にわたって、電流信号波形ｆ１から周期成分波形を抽出することができるようになる。
【００７２】
以上説明したように、この第２の実施の形態に係る直流モータの回転情報検出方法および回転情報検出装置によっても、先の第１の実施の形態による前記（１）〜（８）の効果と同様もしくはそれに準じた効果を得ることができる。
【００７３】
（他の実施の形態）
なお、上記各実施の形態は、以下の態様をもって実施することもできる。
・上記第１の実施の形態では、遅延信号波形ｆ２をしきい値として電流信号波形ｆ１（駆動信号波形）を２値化することとしたが、電流信号波形ｆ１をしきい値として遅延信号波形ｆ２を２値化するようにしてもよい。また、こうした２値化を行う手段としても、電流信号波形ｆ１および遅延信号波形ｆ２の一方をしきい値として他方を２値化する比較器を有して構成されるものであれば任意のものを適宜採用することができる。
【００７４】
・また、上記第２の実施の形態において、差分信号波形ｆ１３を２値化する手段（２値化手段）についてもこれは、差分信号波形ｆ１３を所定のしきい値のもとに２値化するものであれば足りる。すなわち、例えば図９、図１１、図１２、および図１４に示すような回路なども同手段として適宜採用することができる。以下、図９〜図１５を参照して、これら回路の各々について説明する。
【００７５】
例えば、図９に示す回路においては、比較器２１の後段に例えば単安定マルチバイブレータからなるワンショット回路２２およびＯＲ回路２３を設けることで、比較器２１の入力信号に含まれるノイズ等に起因したチャタリングによるパルス割れ等の抑制を図るようにしている。周知のように、ワンショット回路は、トリガとなる信号が入力されるたびに定められた幅のパルスを出力するものである。ここでは、比較器２１から出力されるパルス信号をトリガとし、その立下りタイミングでパルス幅ｔｒｒのパルスを出力するように設定する。すなわち、図１０（ａ）〜（ｃ）のタイムチャートに示されるように、比較器２１から出力されるパルス信号（図１０（ａ））にチャタリングが生じていたとしても、ワンショット回路２２から出力されるパルス信号（図１０（ｂ））のパルス幅ｔｒｒの範囲でそのチャタリングが無視されることとなる。そして、こうした信号補正処理が当該パルス信号に施されることで、上記ＯＲ回路２３からは上記チャタリングによるパルス割れ等の抑制されたパルス信号（回転パルス）（図１０（ｃ））が出力されることとなる。
【００７６】
また、図１１に示す回路では、同じくチャタリングによるパルス割れ等の抑制を図るべく、比較器３１の負帰還路に電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）３２を設けることで、同比較器３１の入出力電圧特性にヒステリシス特性をもたせるようにしている。すなわち、この回路はいわゆるヒステリシス・コンパレータとして機能するものであり、この図１１に例示した回路以外のヒステリシス・コンパレータを用いることによっても同様にチャタリング等の抑制が図られるようになる。
【００７７】
また、図１２に示す回路では、予め定められたタイミングで比較器４１のしきい値を所定の期間だけ変更するしきい値制御部４２を設けることにより、何らかの原因でモータの駆動信号波形が歪められたとしてもこれに柔軟に対応して、同モータの回転情報を精度良く検出することができるようになっている。図１３は、この回路の動作例として、モータの制動運転切替時の差分信号波形ｆ１３を例示するグラフである。同図１３に示されるように、制動運転切替直後には突入電流が生じることがある。このため、例えばいま、同図１３中に示される中間電圧がしきい値に設定されていたとすると、正確な周期成分波形を抽出することができず、パルスの取り漏らし等による回転情報の誤検出が懸念されるようになる。この点、同１３中に破線で示されるように、例えば、上記しきい値制御部４２を通じて、モータの制動運転切替直後のタイミングでしきい値をより高い値に変更した後、１パルスもしくは２パルスのパルス信号が検出されたことをトリガとしてそのしきい値を元に戻すこととすれば、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。なお、上記しきい値制御部４２としては、例えば制御部４（図５）からモータの回転情報を受け取り、それに応じてしきい値を変更するものなども適宜採用することができる。
【００７８】
また、図１４に示す回路では、差分信号波形ｆ１３を分岐させてこれらを、比較器５１および５２にて、相異なる２種類のしきい値電圧、すなわち正回転方向のしきい値電圧Ｖｔｈおよびこれよりも小さい逆回転方向のしきい値電圧Ｖｔｌをもとにしてそれぞれ２値化することとしている。ここで、この２値化処理の結果として生成される２種類のパルス信号は、共に例えばマルチプレクサ等からなるセレクタ５３に取り込まれるようになっており、例えば制御部４（図５）から送られてくるモータの回転方向情報に応じてそれら２種類のパルス信号のいずれか一方を選択的に取り出すようにしている。図１５（ａ）はモータ正転方向回転時の差分信号波形ｆ１３の波形例を示すグラフ、図１５（ｂ）はモータ逆転方向回転時の差分信号波形ｆ１３の波形例を示すグラフである。同図１５（ａ）および（ｂ）に示すように、モータ正転方向回転時とモータ逆転方向回転時とでは、加減算器１３（図５）から出力される差分信号波形ｆ１３が異なる。特に、モータの制動運転切替時等に生じる突入電流の方向が両者の間で反対の向きとなることは顕著である。この点、ここでは、上記セレクタ５３を通じて、モータ正転方向回転時にはしきい値電圧Ｖｔｈのもとに２値化されたパルス信号を、またモータ逆転方向回転時にはしきい値電圧Ｖｔｌのもとに２値化されたパルス信号を、というようにモータの回転方向に応じて２種類のパルス信号の適切な一方を選択するようにしている。こうすることで、上述のパルスの取り漏らし等も抑制されることとなり、ひいては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。
【００７９】
・上記第２の実施の形態では、遅延信号波形ｆ１２を電流信号波形ｆ１（駆動信号波形）で減算するようにしたが、電流信号波形ｆ１を遅延信号波形ｆ１２で減算するようにしてもよい。また、この減算を行う回路（減算回路）についてもこれは、図６に例示したような反転増幅器１１や加減算器１３に限られることなく任意である。要は、上記電流信号波形ｆ１および遅延信号波形ｆ１２のいずれか一方を他方で減算するものであれば、その範囲で任意のものを適宜採用することができる。
【００８０】
・上記第２の実施の形態においては、電流信号波形ｆ１から抽出した差分信号波形（周期成分波形）ｆ１３を比較器１４により２値化（パルス信号化）することとしたが、アナログ回路等にあって、差分信号波形ｆ１３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、上記比較器１４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】
・上記各実施の形態においては、遅延信号波形の遅延量（遅延時間）を、回転情報の検出対象とするモータの最高速度での回転時における電流信号波形のリップル周期の半周期以下に設定するようにした。しかし、遅延信号波形の遅延時間は、基本的に、モータの駆動信号波形から周期成分波形を抽出することができる範囲で任意である。なお、この遅延信号波形の遅延量（遅延時間）は、予め確認されたモータの駆動信号波形（波形特性）に基づいて設定されることが望ましい。こうすることで、モータの個体差にも柔軟に対応することができるようになり、検出対象とするモータの特性に合った遅延時間を設定することができるようになる。
【００８２】
・上記各実施の形態においては、モータの起動直後および制動運転切替直後の少なくとも一方での電流信号波形に含まれるリップル成分波形に対する突入電流成分の影響を相殺するかたちでパルス信号のパルス数を調整する処理を行うこととした。そして、この調整する処理として、パルス信号のパルス数を補正演算する、オーバーカウントの予想されるパルスのカウント自体を強制禁止する等の処理を例示した。しかし、同処理は任意であり、このほかの処理も適宜採用可能である。例えば、起動時においては、モータは加速しきらず低速回転しているため、起動直後のパルスが突入電流成分にまみれることがあっても、通常、その数は１つとなり、突入電流成分によるパルスの数と同数になる。このため、特に起動時においては、例えば回転情報の検出対象とするモータが起動直後のリップルとその起動とが十分に時間的に離間しているような特性のモータであるときに起動直後のパルスを無視するようにするといった簡単な処理で、より容易に上記誤検出に対する耐性の強化が図られるようになる。また、これを実現する手段としても、例えば回転情報の検出対象とするモータが起動直後のリップルとその起動とが十分に時間的に離間しているような特性のモータであるときに起動直後のパルスを無視するようにすることのできる手段、すなわち起動直後のパルスを無視するか否かを選択可能とする手段で足りる。そして、こうした手段を採用することとすれば、より簡素な構成で、より容易に上記誤検出に対する耐性の強化が図られるようになる。なお、起動直後のパルスを無視するか否かを選択可能とする手段としては、例えばユーザの入力に基づいて、パルス信号のパルス数をカウントするカウンタの能動／非能動の切替を行うものや、制御部４に搭載されるソフトウェア上の変数値（検査モード）を変更するもの等を採用することができる。
【００８３】
・上記各実施の形態において採用したローパスフィルタは、図２や図６に示した構成のものに限定されることなく、任意のローパスフィルタを適宜採用することができる。
・上記各実施の形態においては、遅延信号波形を生成する手段（遅延手段）として、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）を用いることとしたが、同手段はこれに限られることなく任意である。例えば、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）や、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、さらには信号の位相（伝送時間）のみを変化させるオールパスフィルタ（ＡＰＦ）なども採用可能である。ただし、バンドパスフィルタやオールパスフィルタは回路規模が大きくなりがちであるという点や、遅延信号波形に含まれる高周波ノイズを除去することができるという利点、さらにはモータ停止直前の低速回転域（低周波数域）における回転情報についてもこれを検出する用途があることからローパスフィルタがより望ましい。
【００８４】
・上記各実施の形態においては、モータＭに流れる電流の信号波形（電流信号波形）ｆ１を検出し、この電流信号波形ｆ１から周期成分波形を抽出してモータの回転情報を検出することとしたが、これに限らず、例えばモータの端子間電圧の信号波形を検出し、その信号波形から周期成分波形を抽出してモータの回転情報を検出するようにしてもよい。さらには、当該回転情報の検出にあたって、これら双方の信号波形を用いるようにしてもよい。
【００８５】
・上記各実施の形態においては、モータの運転過渡期（例えば起動時や制動運転切替時）での回転情報の検出について主に説明したが、回転情報の検出対象となるモータが定常運転状態にあってもこの発明は同様に適用することができる。
【００８６】
・さらに、周波数通過帯域の変更可能なフィルタを用いずとも広範囲なモータの運転領域にわたって周期成分波形を抽出するという所期の目的は、検出対象とするモータの駆動信号波形と遅延信号波形との比較に基づいて同モータの駆動信号波形から周期成分波形を抽出することで達成することができる。また、この比較および抽出を行う手段（周期成分波形抽出手段）としても、上記比較器３や、あるいは反転増幅器１１および加減算器１３並びに比較器１４と同等もしくはそれに準じた機能を有するものであれば、これを採用することで、少なくとも第１の実施の形態の前記（１）の効果と同様もしくはそれに準じた効果を得ることはできる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】この発明に係る直流モータの回転情報検出方法および回転情報検出装置の第１の実施の形態について、その回転情報検出装置の概略構成を示すブロック図。
【図２】同第１の実施の形態に係る直流モータの回転情報検出装置について、ローパスフィルタの回路構成例を含む回路図。
【図３】同ローパスフィルタの位相遅延特性を示すグラフ。
【図４】上記第１の実施の形態に係る直流モータの回転情報検出方法および回転情報検出装置について、（ａ）はその検出対象とするモータの電流信号波形の波形例を示すグラフ、（ｂ）はその電流信号波形を遅延させた遅延信号波形の波形例を示すグラフ。
【図５】この発明に係る直流モータの回転情報検出方法および回転情報検出装置の第２の実施の形態について、その回転情報検出装置の概略構成を示すブロック図。
【図６】同第２の実施の形態に係る直流モータの回転情報検出装置について、反転増幅器、ローパスフィルタ、加減算器、および比較器の回路構成例を示す回路図。
【図７】同第２の実施の形態に係る直流モータの回転情報検出方法および回転情報検出装置について、その検出対象とするモータの起動時における電流信号波形および遅延信号波形および差分信号波形および制御信号波形の波形例を示すグラフ。
【図８】同第２の実施の形態に係る直流モータの回転情報検出方法および回転情報検出装置について、その検出対象とするモータの制動運転切替時における電流信号波形および遅延信号波形および差分信号波形および制御信号波形の波形例を示すグラフ。
【図９】この発明に係る直流モータの回転情報検出方法および回転情報検出装置の第２の実施の形態の変形例について、差分信号波形を２値化する部分の構成の概略を主に示す回路図。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は、同変形例に係る直流モータの回転情報検出装置についてその動作例を示すタイムチャート。
【図１１】この発明に係る直流モータの回転情報検出方法および回転情報検出装置の第２の実施の形態の変形例について、差分信号波形を２値化する部分の構成の概略を主に示す回路図。
【図１２】この発明に係る直流モータの回転情報検出方法および回転情報検出装置の第２の実施の形態の変形例について、差分信号波形を２値化する部分の構成の概略を主に示す回路図。
【図１３】同変形例に係る直流モータの回転情報検出装置についてその動作例を示すグラフ。
【図１４】この発明に係る直流モータの回転情報検出方法および回転情報検出装置の第２の実施の形態の変形例について、差分信号波形を２値化する部分の構成の概略を主に示す回路図。
【図１５】（ａ）および（ｂ）は、同変形例に係る直流モータの回転情報検出装置についてその動作例を示すグラフ。
【図１６】モータの電流信号波形から周期成分波形を抽出する従来の方法およびその方法に用いられる装置について、その装置の概略構成を示す回路図。
【図１７】（ａ）〜（ｃ）は、同装置による周期成分波形の抽出態様を示すタイムチャート。
【符号の説明】
【００８８】
１…電流検出部、２、１２…ローパスフィルタ、３、１４、２１、３１、４１、５１…比較器、４…制御部、５…モータ駆動部、１１…反転増幅器、１３…加減算器、Ｂ…ブラシ、ＥＶ…モータ駆動電源、Ｍ…直流モータ、ＴＲ…電流制御回路。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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