(57)【要約】      （修正有）【課題】モータの駆動制御中に生じた変化に応じて、駆動制御状態を適切に変更できるようにすること。【解決手段】受信回路１０３は、モータ１０２を駆動制御するための制御信号を無線によって受信し、復調してモータ制御装置１０１に出力する。電流検出回路１１０はモータ１０２の駆動電流を検出する。ＣＰＵ１０６は、メモリ１０９に記憶されたモータ１０２の駆動電流と駆動周波数とを対応付けたテーブルを参照して、電流検出回路１１０が検出した駆動電流に対応付けられた駆動周波数を選択し、該駆動周波数の駆動信号によってモータ１０２を駆動制御する。【選択図】図１
2008099412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの駆動電流を検出する検出手段と、モータを駆動制御するための制御信号に応じた駆動信号により前記モータを駆動制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記駆動信号の駆動周波数を前記駆動電流に応じた駆動周波数に設定して前記モータを駆動制御することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
前記モータの駆動電流と駆動周波数とを対応付けたテーブルを記憶する記憶手段を有し、
前記制御手段は、前記テーブルを参照して、前記検出手段が検出した駆動電流に対応付けられた駆動周波数を選択し、該駆動周波数の駆動信号によって前記モータを駆動制御することを特徴とする請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記モータが高出力型モータのときには、前記駆動電流が所定値以上のときに前記駆動信号の駆動周波数を上げて前記モータを駆動制御することを特徴とする請求項１又は２記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記モータが低出力型モータのときには、前記駆動電流が所定値以上のときに前記駆動信号の駆動周波数を下げて前記モータを駆動制御することを特徴とする請求項１又は２記載のモータ制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記制御信号と前記検出手段によって検出した駆動電流とに基づいて、前記駆動電流が過電流にならないように前記駆動信号のデューティサイクルを決定し、該デューティサイクルの駆動信号によって前記モータを駆動制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載のモータ制御装置。
【請求項６】
変調された制御信号を無線によって受信し復調して、前記制御信号として出力する受信手段を備えて成ることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一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、モータの回転を制御するモータ制御装置に関し、特に、無線遠隔制御によるモータの制御に適したモータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ホビー用や産業用等の分野で、送信機から送信された制御信号に応答して、被制御機器側に搭載されたモータを回転制御するようにしたモータ制御装置が開発されている。
ホビー用ラジオコントロール装置に使用されているモータ制御装置では、モータ駆動信号の駆動周波数は一般に予め設定された固定の周波数であるが、特許文献１記載の発明のように、駆動周波数を設定によって変更できるように構成したモータ制御装置が開発されている。
【０００３】
しかしながら、特許文献１記載の発明においては、模型車や模型飛行機等の被制御機器の制御中に駆動周波数を変えることができないように構成されているため、被制御機器を力強く走行させる等の制御ができず、走行コース等の環境変化に応じた好適な遠隔制御ができないという問題がある。
この問題を解決する方法として、特許文献２に記載された発明のように、送信機のコントロールレバーの操作によって駆動信号のデューティサイクルを小さくするときに駆動信号周期を大きくし、又、前記コントロールレバーの操作によって駆動信号のデューティサイクルを大きくするときに駆動信号の周期を小さくするように構成することが考えられる。
【０００４】
これにより、駆動周波数を高くすることによって被制御機器にスムーズな動きを行わせることが可能になり又、駆動周波数を低くすることによって力強い動きを行わせることが可能になり、環境変化に応じた所望の遠隔制御が一定範囲で可能になる。
しかしながら、特許文献２記載の発明では、被制御機器に搭載されているモータが所定値以上のトルクを出力可能な高出力型モータのとき、予期せぬような高負荷状態になった場合、駆動周波数が低いときにはコミュテータの焼き付きが発生する恐れがあるという問題がある。
【０００５】
一方、所定値以上のトルクを出力不能な低出力型モータの場合には、予期せぬような高負荷状態で駆動周波数が高くなると、動作が力強さに欠けるという問題がある。
このように、従来のモータ制御装置においては、モータの駆動制御中に予期せぬ負荷変動等が生じた場合に、駆動制御状態を適切に変更することができないという問題がある。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−３１２０６５号公報
【特許文献２】特開２０００−５１５４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、モータの駆動制御中に生じた変化に応じて、駆動制御状態を適切に変更できるようにすることを課題としている。
また、前記モータに流れる過電流を抑制することが可能になる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、モータの駆動電流を検出する検出手段と、モータを駆動制御するための制御信号に応じた駆動信号により前記モータを駆動制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記駆動信号の駆動周波数を前記駆動電流に応じた駆動周波数に設定して前記モータを駆動制御することを特徴とするモータ制御装置が提供される。
検出手段は、モータの駆動電流を検出する。制御手段は、駆動信号の駆動周波数を前記駆動電流に応じた駆動周波数に設定して前記モータを駆動制御する。
【０００９】
ここで、前記モータの駆動電流と駆動周波数とを対応付けたテーブルを記憶する記憶手段を有し、前記制御手段は、前記テーブルを参照して、前記検出手段が検出した駆動電流に対応付けられた駆動周波数を選択し、該駆動周波数の駆動信号によって前記モータを駆動制御するように構成してもよい。
また、前記制御手段は、前記モータが高出力型モータのときには、前記駆動電流が所定値以上のときに前記駆動信号の駆動周波数を上げて前記モータを駆動制御するように構成してもよい。
【００１０】
また、前記制御手段は、前記モータが低出力型モータのときには、前記駆動電流が所定値以上のときに前記駆動信号の駆動周波数を下げて前記モータを駆動制御するように構成してもよい。
また、前記制御手段は、前記制御信号と前記検出手段によって検出した駆動電流とに基づいて、前記駆動電流が過電流にならないように前記駆動信号のデューティサイクルを決定し、該デューティサイクルの駆動信号によって前記モータを駆動制御するように構成してもよい。
また、変調された制御信号を無線によって受信し復調して、前記制御信号として出力する受信手段を備えて成るように構成してもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、モータの駆動制御中に生じた変化に応じて、駆動制御状態を適切に変更することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態に係るモータ制御装置１０１のブロック図であり、ホビー用ラジオコントロール装置（以下、ラジコン）に使用されているモータ制御装置１０１の例を示している。
モータ制御装置１０１は、受信回路１０３とともに、模型飛行機等の被制御機器（図示せず）に搭載して使用されるものであり、送信機（図示せず）からの制御信号に応答して、前記被制御機器に搭載されたモータ１０２を駆動制御し、被制御機器の所定機構を直流モータ１０２によって回転駆動するように構成されている。
【００１３】
図１において、受信回路１０３、モータ制御装置１０１及びその出力部に接続されたモータ１０２は、模型飛行機や模型車等のラジコンの被制御機器に搭載されている。
受信回路１０３は、モータ１０２を駆動制御するための変調された制御信号を送信機（図示せず）から無線によって受信し復調して、モータ１０２を駆動制御するための制御信号としてモータ制御装置１０１に出力する。
モータ制御装置１０１は、接続部１０４、バッファ回路１０５、中央処理装置（ＣＰＵ）１０６、ドライブ回路１０７、操作部１０８、メモリ１０９、電流検出回路１１０を備えている。
【００１４】
前記制御信号には、モータ１０２を駆動制御する駆動信号のデューティサイクルを制御する情報が含まれている。
接続部１０４には、受信回路１０３とコンピュータ（図示せず）とが選択的に接続される。モータ１０２を駆動制御する制御モードの場合には、接続部１０４には受信回路１０３が接続される。
【００１５】
モータ１０２の駆動電流と駆動信号の駆動周波数とを対応付けたテーブルをメモリ１０９に記憶させる設定モードの場合には、接続部１０４に前記コンピュータが接続され、前記コンピュータから前記テーブルを入力し、ＣＰＵ１０６の制御の下で、バッファ回路１０５を介してメモり１０９に前記テーブルを記憶する。尚、前記制御モードと設定モードの切換は操作部１０８を手動操作することによって行われる。
【００１６】
バッファ回路１０５は、接続部１０４を介して受信した信号をＣＰＵ１０６に出力する。
ＣＰＵ１０６は、メモリ１０９に予め記憶されたプログラムを実行して、後述する処理をはじめとして、操作部１０８の操作に応答して前記制御モードと設定モードに切り換わり、各モードおける処理を行う。
ドライブ回路１０７は、ＣＰＵ１０６からの制御信号に対応する駆動信号によってモータ１０２を駆動制御する。モータ１０２は、ドライブ回路１０７からの駆動信号によって駆動制御されて回転する。
【００１７】
操作部１０８は、前記制御モードと設定モードの切換えを行う操作部で、外部操作可能なスイッチによって構成されている。
メモリ１０９は、ＣＰＵ１０６が実行するプログラム、モータ１０２の駆動電流と駆動信号の駆動周波数とを対応付けた前記テーブル、データ等を記憶する。
電流検出回路１１０は、モータ１０２に流れる駆動電流を検出する。
【００１８】
ここで、受信回路１０３は受信手段を構成し、ＣＰＵ１０６は制御手段を構成し、メモリ１０９は記憶手段を構成し、電流検出回路１１０は検出手段を構成している。
図２は、本発明の実施の形態に係るモータ制御装置１０１の処理を示すフローチャートである。
また、図３は、メモリ１０９に記憶された、モータ１０２の駆動電流と駆動信号の駆動周波数とを対応付けた前記テーブルの内容を示す特性図である。
【００１９】
図３に示した例は、モータ１０２が高出力型モータの例であり、駆動電流と駆動周波数との関係を示す線分３０１が折れ線の例である。即ち、図３において、モータ１０２の駆動電流が０〜５０Ａの範囲では駆動周波数は２ｋＨｚに一定であり、駆動電流が５０〜１００Ａの範囲では所定の傾斜で直線的に２ｋＨｚ〜４ｋＨｚまで変化し、１００Ａ以上の範囲では５０〜１００Ａの領域よりも緩やかな傾斜で直線的に変化する。前記設定モードにおいて図３の特性データがテーブルとしてメモリ１０９に記憶され、前記制御モードにおいて参照して利用される。
ここで、高出力型モータとは、巻き線数が１３Ｔ（ターン）以下のモータである。高出力型モータは所定値以上のトルクを出力可能なモータである。また、高出力型モータは、競技会での使用を前提としたモータで、消費電力が大きく、コミュテータやブラシの摩耗や劣化が激しいモータである。
【００２０】
以下、図１〜図３を用いて、本発明の実施の形態に係るモータ制御装置の動作を説明する。
先ず、モータ１０２の駆動電流と駆動信号の駆動周波数とを対応付けたテーブルをメモリ１０９に記憶させる際の動作を説明する。
この場合、接続部１０４に、受信回路１０３に代えてコンピュータを接続する。また、操作部１０８を操作することによって、ＣＰＵ１０６のモードを設定モードに設定する。
【００２１】
前記設定モードの状態で、前記コンピュータから、接続部１０４及びバッファ回路１０５を介して、モータ１０２の駆動電流と駆動信号の駆動周波数とを対応付けた前記テーブルをＣＰＵ１０６に送信する。ＣＰＵ１０６は、前記コンピュータからの前記テーブルを、接続部１０４及びバッファ回路１０５を介して受信し、前記テーブルをメモリ１０９に記憶する。
【００２２】
前記テーブルの内容は、モータ１０２が高出力型モータのときには、駆動電流と駆動周波数との関係を、駆動電流が所定値以上（高負荷時）のときに駆動信号の駆動周波数が上がるように関係付けたテーブルである。これにより、モータ１０２のコミュテータの焼き付きを抑えながら、被制御機器に力強い動作を行わせることが可能になる。たとえば、被制御機器が車の場合、モータ１０２のコミュテータの焼き付きを抑えながら、力強い走行を行わせることが可能になる。尚、本実施の形態では前述したように、図３に示す特性がテーブルとしてメモリ１０９に記憶される。
【００２３】
一方、モータ１０２として低出力型モータを使用する場合には、駆動電流と駆動周波数との関係を、駆動電流が所定値以上（高負荷時）のときに駆動信号の駆動周波数が下がるように関係付けたテーブルを前記設定モードにおいてメモリ１０９に記憶させ、前記制御モードにおいて該テーブルを用いて制御を行う。
ここで、低出力型モータとは、巻き線数が２３Ｔ前後のモータである。低出力型モータは所定値以上のトルクは出力不能なモータである。また、低出力型モータは、主にビギナークラス〜中級クラスで使用されるモータで、消費電力が小さく、コミュテータやブラシの摩耗や劣化が少ないモータである。
低出力型モータの場合に前記のようにテーブルを設定することにより、被制御機器に力強い動作を行わせながら、スムーズな動作を行わせることが可能になる。たとえば、被制御機器が車の場合、力強さを出しながら、スムーズな走行を行わせることが可能になる。
以上のようにして、モータ１０２の駆動電流と駆動信号の駆動周波数とを対応付けたテーブルがメモリ１０９に記憶され、設定モードが完了する。
【００２４】
次に、被制御機器（直接的にはモータ１０２）を駆動制御する制御モードについて説明する。制御モードの場合、接続部１０４には図１に示すように、受信回路１３が接続されると共に、操作部１０８の操作によってＣＰＵ１０６は制御モードに設定される。
この状態で、受信回路１０３は、所定の変調が施されると共に送信機（図示せず）の操作に応じたデューティサイクルの制御信号を無線によって受信すると、前記受信した制御信号を復調した後、接続部１０４及びバッファ回路１０５を介して、制御信号としてＣＰＵ１０６に出力する。
【００２５】
ＣＰＵ１０６は、前記制御信号を取り込み（ステップＳ２０１）、電流検出回路１１０が検出した現時点の駆動状態における駆動電流を取り込み（ステップＳ２０２）、メモリ１０９に記憶した前記テーブルを参照して、駆動信号の駆動周波数を前記駆動電流に対応する駆動周波数に設定する（ステップＳ２０３）。
このようにして設定した駆動信号によってモータ１０２を駆動すれば、モータ１０２が前記高出力型モータの場合、モータ１０２のコミュテータの焼き付きを抑えながら、被制御機器に力強い動作を行わせることが可能になる。したがって、前記被制御機器が車の場合、前記モータのコミュテータの焼き付きを抑えながら、力強い走行を行わせることが可能になる。
【００２６】
また、モータ１０２が前記低出力型モータであって、メモリ１０９に前記低出力型モータに適した特性のテーブルが記憶されている場合には、前記テーブルを参照して駆動制御することにより、被制御機器に力強い動作を行わせながら、スムーズな動作を行わせることが可能になる。
したがって、前記被制御機器が車の場合、力強さを出しながら、スムーズな走行を行わせることが可能になる。
【００２７】
次に、ＣＰＵ１０６は、前記のようにして決定した駆動周波数の駆動信号ではモータ１０２に対して過電流になる場合、前記制御信号によって定まるデューティサイクルを強制的に所定値以下になるように変更することにより、過電流の発生を抑える（ステップＳ２０４）。
処理ステップＳ２０４では、制御信号と駆動電流に基づいて、駆動電流が所定値以下になるようにデューティサイクルを設定し、過電流にならないようにする。
【００２８】
このようにして駆動信号のデューティサイクルを設定した後、駆動信号をモータ１０２に出力して駆動し（ステップＳ２０５）、前記処理を繰り返すことによってモータ１０２を駆動制御する。
尚、過電流の抑制を考慮する必要がない場合には、必ずしも処理ステップＳ２０４は設ける必要はない。しかしながら、処理ステップＳ２０４によってデューティサイクルを変化させることにより、制御特性が変化するため、被制御機器を遠隔制御する際の操作感を変えることが可能であり、過電流の抑制を考慮する必要がない場合でも、必要に応じて処理ステップＳ２０４の処理を設けるようにしてもよい。
【００２９】
以上述べたように本実施の形態に係るモータ制御装置１０１によれば、モータ１０２の駆動制御中に生じた変化に応じて、駆動制御状態を適切に変更することをが可能になる。また、モータ１０２の駆動電流の変化に応じて自動的に速やかに駆動信号の駆動周波数を変更制御することが可能になる。また、モータ駆動電流が過大にならないように、自動的に駆動信号のデューティサイクルを変更制御することが可能になる。
【００３０】
尚、前記実施の形態では、受信回路１０３はモータ制御装置１０１に含まれないように構成したが、含まれるように構成してもよい。
また、前記実施の形態では、駆動電流と駆動信号との関係を、折れ線状の関係に設定したが、曲線にする等、種々の変更が可能である。
また、前記実施の形態ではホビー用ラジオコントロール装置に使用するモータ制御装置の例で説明したが、産業用の遠隔制御装置に使用するモータ制御装置をはじめとして、各種のモータ制御装置に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
ホビー用ラジオコントロール装置や産業用遠隔制御装置等の制御装置に使用するモータ制御装置をはじめとして、各種のモータ制御装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態に係るモータ制御装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るモータ制御装置の処理を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態に係るモータ制御装置の特性図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０１・・・モータ制御装置
１０２・・・直流モータ
１０３・・・受信手段を構成する受信回路
１０４・・・接続部
１０５・・・バッファ回路
１０６・・・制御手段を構成するＣＰＵ
１０７・・・ドライブ回路
１０８・・・操作部
１０９・・・記憶手段を構成するメモリ
１１０・・・検出手段を構成する電流検出回路
【図１】
2008099412.tif 000003
【図２】
2008099412.tif 000004
【図３】
2008099412.tif 000005