(57)【要約】【課題】フェイルセーフ機能を損なうことなく比較的低廉な製品に適用することができるモータ制御装置の提供。【解決手段】システム電源の投入時に、第１，第２リレー１９，２０の双方をオフ制御するとともに、ＦＥＴ１８を所定時間の間オン制御し、当該所定時間内に電流信号Ｉのみが得られた場合に、第２電動モータＭ２に対応する第２リレー２０がオン故障していると判定する。したがって、第１電動モータＭ１に設けた回転センサＳ１のセンサ信号Ｓが検出されないことを利用して、回転センサを省略した第２電動モータＭ２の回転状態を検出することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の被駆動対象物を駆動する一対の電動モータを、独立して制御可能なモータ制御装置であって、
前記各電動モータへの駆動電流の供給・非供給を切り替えるスイッチング手段と、
前記スイッチング手段と前記各電動モータとの間に設けられ、前記スイッチング手段から前記各電動モータへの駆動電流の供給・非供給を個別に切り替える一対のリレーと、
前記各電動モータに流れる駆動電流を検出する単一の電流検出手段と、
前記各電動モータのうちの一方側に設けられ、当該電動モータの回転状態を検出する回転センサとを備え、
システム電源の投入時に前記各リレーの双方をオフ制御するとともに、前記スイッチング手段を所定時間オン制御し、当該所定時間内に前記電流検出手段の検出信号のみが得られた場合に、前記各電動モータのうちの他方側に対応する前記リレーがオン故障していると判定することを特徴とするモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の被駆動対象物を駆動する一対の電動モータを、独立して制御可能なモータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の電動モータを駆動することにより複数の被駆動対象物を駆動できるようにしたモータ制御装置としては、例えば、特許文献１に記載された技術が知られている。このモータ制御装置は電動ベッドに適用され、傾斜角度または高さを無段階で調整することができる背部および膝部を有するとともに、ベッド全体の高さを無段階で調整することができるようになっている。
【０００３】
この電動ベッドは、３つの電動モータと各電動モータに対応して複数のホールＩＣよりなる３つの回転検出センサとを備えている。これにより、各被駆動対象物の位置を無段階で調整可能とし、その調整位置をＥＥＰＲＯＭに記憶できるようになっている。また、３つの回転センサの検出信号を監視することにより各電動モータの回転状態を検出し得るようになっている。
【特許文献１】特開２００４−２２９４１０号公報（図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このようなモータ制御装置は、上述の電動ベッド以外にも多種多様の製品に適用することが可能であり、構成が簡素化された比較的低廉な製品に適用するような場合には、モータ制御装置の低廉化も必須の要件となる。
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１に記載されたモータ制御装置を、低廉な製品にそのまま適用する場合には、各電動モータに対応してそれぞれ回転検出センサを設けているため、１．電動モータの構成が複雑となる。２．コントローラへの配線数が多くなる。３．制御ロジックが複雑となる。等の理由から、当該モータ制御装置を適用する製品の低廉化が困難になるという問題がある。
【０００６】
そこで、回転検出センサを減らす等してモータ制御装置の構成を簡素化し、ひいては、製品の低廉化を図るようにすることが考えられるが、単に回転検出センサを減らした場合には、回転検出センサを省略した電動モータの回転状態を検出することができなくなりフェイルセーフ上問題となる。
【０００７】
本発明の目的は、フェイルセーフ機能を損なうことなく比較的低廉な製品に適用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】
【０００８】
本発明のモータ制御装置は、一対の被駆動対象物を駆動する一対の電動モータを、独立して制御可能なモータ制御装置であって、前記各電動モータへの駆動電流の供給・非供給を切り替えるスイッチング手段と、前記スイッチング手段と前記各電動モータとの間に設けられ、前記スイッチング手段から前記各電動モータへの駆動電流の供給・非供給を個別に切り替える一対のリレーと、前記各電動モータに流れる駆動電流を検出する単一の電流検出手段と、前記各電動モータのうちの一方側に設けられ、当該電動モータの回転状態を検出する回転センサとを備え、システム電源の投入時に前記各リレーの双方をオフ制御するとともに、前記スイッチング手段を所定時間オン制御し、当該所定時間内に前記電流検出手段の検出信号のみが得られた場合に、前記各電動モータのうちの他方側に対応する前記リレーがオン故障していると判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のモータ制御装置によれば、システム電源の投入時に各リレーの双方をオフ制御するとともに、スイッチング手段を所定時間オン制御し、当該所定時間内に電流検出手段の検出信号のみが得られた場合に、各電動モータのうちの他方側に対応するリレーがオン故障していると判定するので、一方側の電動モータに設けた回転検出センサの検出信号が無いことを利用して、回転検出センサを省略した他方側の電動モータの回転状態を検出することができる。したがって、フェイルセーフ機能を低下させることなく、電動モータの部品点数削減、配線の取り回しや制御ロジックの簡素化を図ることができ、比較的低廉な製品に適用することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明のモータ制御装置を有する車両用電動シートのシステム構成図を、図２は図１のシステムに適用されるモータ制御装置のブロック図を、図３は図２のモータ制御装置の故障判定動作を説明するフローチャートを、図４は故障判定動作のタイミングチャートをそれぞれ表している。
【００１２】
図１に示すように、車両用電動シート１０は、図示しない車体のフロアにシートレール等を介して固定される座部１１と、座部１１に対してリクライニング可能（傾斜可能）な背部１２と、乗員等の頭部を支持するとともに低位置Ｌおよび高位置Ｈの２位置に保持可能なヘッドレスト１３とを備えている。
【００１３】
座部１１の側部、つまり、乗員等が座部１１に着座した状態で手が届く位置には操作スイッチ１４が設けられており、この操作スイッチ１４を乗員等が好みに応じて適宜操作することにより、図中矢印に示すように背部１２の傾斜角度を無段階で任意に調整したり、ヘッドレスト１３を低位置Ｌまたは高位置Ｈのいずれかに調整したりすることができる。
【００１４】
座部１１と背部１２との間には、回転軸（図示せず）が設けられており、この回転軸には、図中破線矢印に示すように第１電動モータＭ１が接続されている。そして、第１電動モータＭ１の回転駆動により回転軸が回転され、これにより、背部１２が座部１１に対して相対的に傾斜動作するようになっている。
【００１５】
第１電動モータＭ１には、当該電動モータＭ１の回転状態を検出する回転センサＳ１が一体的に設けられている。この回転センサＳ１は、例えば、電気抵抗値の変化を出力するポテンショメータによって構成されており、当該ポテンショメータからの抵抗値信号を検出することにより、第１電動モータＭ１の回転状態（回転数や回転位置等）を検出できるようになっている。ただし、回転センサＳ１としては、上記ポテンショメータの他に永久磁石と複数のホールＩＣとからなる回転センサを用いることもでき、この場合、各ホールＩＣのスイッチング信号（パルス信号）を検出することにより、第１電動モータＭ１の回転状態を検出することができる。
【００１６】
背部１２とヘッドレスト１３との間には、例えば、ラックアンドピニオン機構（図示せず）が設けられており、ラックアンドピニオン機構のピニオンには、図中破線矢印で示すように第２電動モータＭ２が接続されている。そして、第２電動モータＭ２の回転駆動によりピニオンが回転され、これにより、ピニオンに噛み合うラックが図中上下方向に移動し、その結果、ヘッドレスト１３が背部１２に対して相対的に移動するようになっている。ただし、第２電動モータＭ２は、回転センサを備えておらず、したがって、第２電動モータＭ２としては、一般に使用されるセンサレスの汎用電動モータを利用することができる。
【００１７】
操作スイッチ１４，第１電動モータＭ１，回転センサＳ１および第２電動モータＭ２は、モータ制御装置としてのコントローラ１５の所定のインターフェースにそれぞれ接続されている。コントローラ１５には、操作スイッチ１４の操作信号および回転センサＳ１の検出信号がそれぞれ入力されるようになっている。また、コントローラ１５は、当該コントローラ１５に接続された車載用バッテリ等の電源１６からの駆動電流を、第１，第２電動モータＭ１，Ｍ２にそれぞれ供給するようになっている。
【００１８】
図２に示すように、コントローラ１５は、ＣＰＵ１７と、スイッチング手段としてのＦＥＴ１８と、第１，第２リレー１９，２０と、プラス端子２２ａおよびマイナス端子２２ｂ間に抵抗２１を有する電流検出手段としてのオペアンプ２２とを備えている。
【００１９】
ＣＰＵ１７には、ＦＥＴ１８にＰＷＭ信号を供給してＦＥＴ１８をスイッチングするＰＷＭ駆動回路２３と、第１，第２リレー１９，２０をそれぞれ個別にオン制御またはオフ制御するリレードライブ回路２４と、回転センサＳ１の検出信号Ｓが入力されるとともに、オペアンプ２２からの電流信号Ｉが入力される故障検出回路２５とが設けられている。
【００２０】
ＦＥＴ１８の一端側は第１電線２６を介して電源１６に接続され、ＦＥＴ１８の他端側は第２電線２７の一端側に接続されている。第２電線２７の他端側は分岐され、第１，第２リレー１９，２０の正転端子１９ａ，２０ａに接続されるとともに、第１，第２リレー１９，２０の逆転端子１９ｂ，２０ｂに接続されている。
【００２１】
第１リレー１９の第１，第２接地端子１９ｃ，１９ｄと、第２リレー２０の第１，第２接地端子２０ｃ，２０ｄとは、それぞれ第３電線２８の分岐された一端側に接続されており、第３電線２８の他端側は、プラス端子２２ａ，抵抗２１およびマイナス端子２２ｂを介して接地、つまり、ボディアースされている。
【００２２】
第１リレー１９の第１，第２モータ端子１９ｅ，１９ｆは、第１電動モータＭ１にそれぞれ接続され、第２リレー２０の第１，第２モータ端子２０ｅ，２０ｆは、第２電動モータＭ２にそれぞれ接続されている。
【００２３】
第１，第２電動モータＭ１，Ｍ２は、リレードライブ回路２４による第１，第２リレー１９，２０の切り替え制御により、正方向または逆方向に回転するようになっている。第１電動モータＭ１を正転駆動させる場合には、図２の停止状態から、第１リレー１９を正転端子１９ａ側および第２接地端子１９ｄ側に切り替え制御する。また、第１電動モータＭ１を逆転駆動させる場合には、第１リレー１９を第１接地端子１９ｃ側および逆転端子１９ｂ側に切り替え制御する。第２電動モータＭ２の正転駆動および逆転駆動を行う場合についても上記第１リレー１９と同様に第２リレー２０を切り替え制御するようにする。
【００２４】
次に、以上のように構成したコントローラ１５の動作について、図３および図４を用いて説明する。
【００２５】
図３に示すフローチャートは、コントローラ１５に電源を投入した際に、最初に実行される故障判定動作を示しており、車両のエンジンを始動またはＡＣＣ電源をオンすることにより故障判定動作が開始（ステップＳ１）される。
【００２６】
続くステップＳ２では、コントローラ１５をリセット（図示しないＲＡＭ等をクリア）するとともに、第１，第２リレー１９，２０を図２に示す状態、つまり、第１リレー１９を第１接地端子１９ｃ側および第２接地端子１９ｄ側に切り替え制御（オフ制御）し、第２リレー２０を第１接地端子２０ｃ側および第２接地端子２０ｄ側に切り替え制御（オフ制御）する。
【００２７】
ステップＳ３では、乗員等によって車両用電動シート１０の操作スイッチ１４が操作されたこと、つまり、操作スイッチ１４の操作信号を検出する。ここで、ステップＳ１からステップＳ３が実行される迄の時間をタイムチャートで表すと、図４に示す時間ｔ０〜時間ｔ１となる。
【００２８】
ステップＳ４では、ステップＳ３における操作スイッチ１４の操作信号を受けてＣＰＵ１７のＰＷＭ駆動回路２３がオン制御され、これにより、ＦＥＴ１８がＰＷＭ駆動されて、駆動電流が電源１６から第２電線２７に供給（ＰＷＭ通電）される。
【００２９】
続くステップＳ５では、ＣＰＵ１７の故障検出回路２５によりオペアンプ２２からの電流信号（駆動電流）Ｉを検出するとともに、検出された電流信号ＩをＣＰＵ１７のＲＡＭ（図示せず）に保存する。また、ステップＳ６では、故障検出回路２５により回転センサＳ１からのセンサ信号（検出信号）Ｓを検出するとともに、検出されたセンサ信号ＳをＣＰＵ１７のＲＡＭに保存する。
【００３０】
ステップＳ７では、予め設定された所定時間ｔが経過したか否かを判定し、未だ所定時間ｔに達していないと判定した場合（ｎｏ）には、ステップＳ５に戻って、再び電流信号Ｉおよびセンサ信号Ｓを検出するとともにそれぞれの信号をＣＰＵ１７のＲＡＭに保存する。ステップＳ７において、所定時間ｔが経過したと判定した場合（ｙｅｓ）にはステップＳ８に進む。
【００３１】
ここで、ステップＳ４ないしステップＳ７において実行される処理の動作時間をタイムチャートで表すと、図４に示す時間ｔ１〜時間ｔ２となる。
【００３２】
ステップＳ８では、ＣＰＵ１７のＲＡＭに保存して蓄積された電流信号Ｉの積算値が所定値以上に達したか否かを判定し、ｎｏと判定した場合にはステップＳ９に進み、ｙｅｓと判定した場合にはステップＳ１０に進む。
【００３３】
ステップＳ９では、オペアンプ２２による電流信号Ｉが検出されないかまたは検出されたとしても微少電流であることから、第１，第２リレー１９，２０は、何れも正常に動作（図２に示す状態）していると判定（正常判定）する。
【００３４】
ステップＳ１１では、ステップＳ９による正常判定を受けて、乗員等による操作スイッチ１４の操作待機処理を実行し、続くステップＳ１２において故障判定動作を終了する。
【００３５】
ここで、ステップＳ９，ステップＳ１１およびステップＳ１２を含む処理内容をタイムチャートで表すと、図４（ａ）に示すようになる。つまり、時間ｔ２以降が操作待機状態を表しており、例えば、時間ｔ３において第１リレー１９をオン制御することにより、それ以降、正常動作が行われる。
【００３６】
ステップＳ１０では、ＣＰＵ１７のＲＡＭに保存して蓄積されたセンサ信号Ｓの積算値が所定値以上に達したか否かを判定し、ｎｏと判定した場合にはステップＳ１３に進み、ｙｅｓと判定した場合にはステップＳ１４に進む。
【００３７】
ステップＳ１３では、電流信号Ｉのみが検出されたこと、つまり、電流信号Ｉが検出されてセンサ信号Ｓが検出されないこと（図４（ｂ）参照）から、故障検出回路２５は、第２電動モータＭ２が回転していると判定し、これにより、第２電動モータＭ２に対応する第２リレー２０が、オン故障していると判定することができる。
【００３８】
ステップＳ１５では、例えば、車両のメータパネル近傍に設けたブザーや警告灯等（何れも図示せず）を動作させて乗員等への故障報知を実行するとともに、ステップＳ１６に進む。ステップＳ１６では、車両用電動シート１０の誤作動を防止するために車両用電動シート１０のシステム電源を落とすとともに、故障判定動作を終了する。その後、乗員等により車両のエンジンが停止されるかＡＣＣ電源がオフされた場合には、ステップＳ１６における故障報知動作等がクリアされて、車両用電動シート１０のシステムが故障判定動作から復帰される。
【００３９】
ここで、ステップＳ１３，ステップＳ１５およびステップＳ１６を含む処理内容をタイムチャートで表すと、図４（ｂ）に示すようになる。
【００４０】
ステップＳ１４では、電流信号Ｉおよびセンサ信号Ｓの何れもが検出されたこと（図４（ｃ）参照）から、故障検出回路２５は、第１電動モータＭ１または第２電動モータＭ２が回転していることを判定し、これにより、第１電動モータＭ１または第２電動モータＭ２に対応する第１リレー１９または第２リレー２０が、オン故障していると判定することができる。
【００４１】
ステップＳ１７では、ステップＳ１５と同様に故障報知を実行し、ステップＳ１８では、ステップＳ１６と同様に車両用電動シート１０のシステム電源を落とすとともに、故障判定動作を終了する。その後、乗員等により車両のエンジンが停止されるかＡＣＣ電源がオフされた場合には、ステップＳ１８における故障報知動作等がクリアされて、車両用電動シート１０のシステムが故障判定動作から復帰される。
【００４２】
ここで、ステップＳ１４，ステップＳ１７およびステップＳ１８を含む処理内容をタイムチャートで表すと、図４（ｃ）に示すようになる。
【００４３】
以上のように構成した本実施の形態に係るコントローラ１５によれば、車両用電動シート１０のシステム電源の投入時に、第１，第２リレー１９，２０の双方をオフ制御するとともに、ＦＥＴ１８を所定時間ｔの間オン制御し、当該所定時間ｔ内に電流信号Ｉのみが得られた場合に、第２電動モータＭ２に対応する第２リレー２０がオン故障していると判定するので、第１電動モータＭ１に設けた回転センサＳ１のセンサ信号Ｓが検出されないことを利用して、回転センサを省略した第２電動モータＭ２の回転状態を検出することができる。
【００４４】
したがって、フェイルセーフ機能を低下させることなく、第２電動モータＭ２をセンサレスの汎用電動モータとすることができ、部品点数削減、配線の取り回しや制御ロジックの簡素化を図ることができ、比較的低廉な製品に適用することが可能となる。
【００４５】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、上記実施の形態においては、ＦＥＴ１８の駆動を、ＰＷＭ駆動回路２３によって高周波のパルス信号で駆動、つまり、ＰＷＭ駆動するものを示したが、本発明はこれに限らず、例えば、単にＦＥＴ１８をオンまたはオフ制御（スイッチング制御）する駆動方式を用いることもできる。
【００４６】
また、上記実施の形態においては、コントローラ１５を、被駆動対象物としての背部１２およびヘッドレスト１３を有する車両用電動シート１０に適用したものを示したが、本発明はこれに限らず、被駆動対象物として背部およびオットマン（足のせ台）を有する家庭用電動椅子等にも適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明のモータ制御装置を有する車両用電動シートのシステム構成図である。
【図２】図１のシステムに適用されるモータ制御装置のブロック図である。
【図３】図２のモータ制御装置の故障判定動作を説明するフローチャートである。
【図４】故障判定動作のタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００４８】
１０    車両用電動シート
１１    座部
１２    背部（被駆動対象物）
１３    ヘッドレスト（被駆動対象物）
１４    操作スイッチ
１５    コントローラ（モータ制御装置）
１６    電源
１７    ＣＰＵ
１８    ＦＥＴ（スイッチング手段）
１９    第１リレー（リレー）
１９ａ    正転端子
１９ｂ    逆転端子
１９ｃ    第１接地端子
１９ｄ    第２接地端子、
１９ｅ    第１モータ端子
１９ｆ    第２モータ端子
２０    第２リレー（リレー）
２０ａ    正転端子
２０ｂ    逆転端子
２０ｃ    第１接地端子
２０ｄ    第２接地端子
２０ｅ    第１モータ端子
２０ｆ    第２モータ端子
２１    抵抗
２２    オペアンプ（電流検出手段）
２２ａ    プラス端子
２２ｂ    マイナス端子
２３    ＰＷＭ駆動回路
２４    リレードライブ回路
２５    故障検出回路
２６    第１電線
２７    第２電線
２８    第３電線
Ｌ    低位置
Ｈ    高位置、
Ｉ    電流信号（駆動電流）
Ｍ１    第１電動モータ（電動モータ）
Ｍ２    第２電動モータ（電動モータ）
Ｓ１    回転センサ
Ｓ    センサ信号
ｔ    所定時間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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