(57)【要約】【課題】  ＤＣ電動モータから生じる有害な妨害電磁波を減少させる。【解決手段】  本発明は、制御回路のための制御パラメータを変えるステップを含む、制御回路を制御するための方法に関し、前記パラメータの変化は、好ましくない電磁放射の特徴を定める少なくとも１つの電磁放射を減少させるように決定される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
望ましくない電磁放射が存在する制御回路の少なくとも１つの作動位相を決定するステップと、
前記好ましくない電磁放射が存在する制御回路の決定された作動位相中に、制御回路のための制御パラメータを変えるステップとを備え、好ましくない電磁放射の特性を定める少なくとも１つの電磁放射を減少させるように、前記制御パラメータの変化を決定することを特徴とする、制御回路を制御する方法。
【請求項２】
周波数、パルス幅またはパルス振幅のうちから、前記制御回路のための制御パラメータを選択することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
所定周波数における信号の振幅、または所定周波数における信号のパワーのうちから、前記電磁放射特性を選択することを特徴とする請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
狭いバンドタイプの信号を広いバンドタイプの信号に変換するように、所定の周波数レンジにわたって、信号の振幅またはパワーを平均化する演算を実行することを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項５】
無線スペクトルの低周波側での領域からスペクトルエネルギーを除き、このスペクトルエネルギーをあらかじめ決定した周波数レンジにわたって平均化することにより、低周波側での所定の周波数特性を減少させるように、前記制御回路のための制御パラメータのための可変規則を決定するためのステップを含むことを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項６】
制御のための可変繰り返し（ｋＴ、（ｋ＋１）Ｔ）を決定するためのステップを含むことを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】
相対時間＋ｔ１において、時間＋ｔ２まで出力制御電圧を増加させ、
相対時間＋ｔ２において、時間＋ｔ３まで若干大きい定数値で、制御を再び１回維持し、
周期の終了前に、時間（ｋ＋１）Ｔで制御が初期値に戻るよう、相対時間＋ｔ３において、出力制御電圧を低下させるような制御可変方法を、期間Ｔの各周期にわたって実行するステップを含むことを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項８】
相対時間＋ｔ１において、時間＋ｔ２まで出力制御電圧を減少させ、
相対時間＋ｔ２において、時間＋ｔ３まで若干大きい定数値で制御を再び１回維持し、
周期の終了前に時間（ｋ＋１）Ｔで制御が初期値に戻るよう、相対時間＋ｔ３において、出力制御電圧を増加させるような制御可変方法を、期間Ｔの各周期にわたって実行するステップを含むことを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項９】
維持電流を増減するように、好ましくない電磁放射を低減するようになっている制御回路（１）を制御するためのサイクル比を決定するためのステップを含むことを特徴とする請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
コンピュータによって直接制御される基準容量を変化させるように、制御されたスイッチ（３２）により、１つ以上のコンデンサ（３３）をスイッチングすることによって、制御変化を実行することを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
コンピュータに接続された制御電極（３６）に適用される制御により値が決定される可変抵抗器（３５）によって、充電回路の時定数を変えることにより、制御変化を実行することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
サイクル比または周波数に応答し、変化を決定するように、制御回路（８）のＤＣ電源（４１）の電圧または電流を変えることにより、制御変化を実行することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
自動車照明装置または信号装置内の部品の運動を制御するためのシステムに、請求項１〜１２のいずれかに記載の方法を適用する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、好ましくない有害な妨害電磁放射を低減するためのＤＣ電動モータを制御する方法に関する。
【０００２】
また本発明は、好ましくない電磁放射を発生するタイプであって、制御方法を実現する少なくとも１つの制御回路を内蔵するタイプの車両照明または信号装置にも関する。
【背景技術】
【０００３】
モータ業界では、作動位相および電動モータを制御する制御回路に従って多量の高周波信号を放射し、それらの影響が、車両の他の電子回路の安全性および車両が走行中の無線環境の双方に悪影響を与える電動モータが多数使用されている。
【０００４】
特に車両のヘッドライトタイプの照明または信号装置の配向を制御するために使用されるステップ電動モータの場合、一旦設定位置に達すると、この設定位置を、ヘッドライトの配向位置に維持できるように所定の周波数で給電しなければならない。
【０００５】
この作動位相では、制御回路およびステップモータは、特に２つのコイルまたは４つのコイルを備えたステップモータの場合、現在の規格によって決められた周波数バンド内に、望ましくない多量の電磁波を放射することがある。
【０００６】
この問題を緩和するために、ヘッドライトの配向モータのための制御回路を設計するとき、状況に従って、いくつかの対策を、別々に、または組み合わせることが知られている。
【０００７】
第１の対策によれば、好ましくない電磁放射は、主にコネクタおよび接続ケーブルに放射され、このケーブルは、ある場合には、かなりの長さとなる。この有害な妨害電磁放射を低減するための第１の対策は、公知のように、電動モータまたはそのコントローラへの給電ケーブルだけでなく、必要な場合には、そのコネクタをシールドすることである。また、かかる装置では、多数の部品が必要となり、ケーブルを絶縁しなければならないという問題がある。
【０００８】
第２の対策によれば、使用中に、種々のアース平面の電圧が変化せず、これらアース平面自身が、浮遊放射構造に変化しないことを保証するアース作業により、モータ、制御回路、および給電ケーブルの種々のアースを相互に接続しなければならない。
【０００９】
第３の対策によれば、コイル状のインダクタを電源ケーブルに追加するか、または給電ケーブルの適当に選択されたポイントを、プラストフェライトリングで囲んで、インダクタンスを分散させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
これら３つの対策のためには、追加の部品を取り付けなければならず、そのため、ＥＭＣ防止を設計する自動車の機能部品のコストが高くなる。また、この機能部品を製造して、その部品を設置するとき、次に、その車両のメンテナンスをおこなうときに、これら対策をすることによって、作業コストが生じるが、このコストは、できるだけ少なくしなければならない。その理由は、ＥＭＣ防止は確実な機能ではなく、自動車の機能制御技術において、固有の欠陥を減少するようにしか働かないからである。
【００１１】
上記第２の対策および第３の対策は、全放射スペクトルにわたって、有効ではなく、また、最大の問題であるＥＭＣスペクトルの特性でも有効ではない。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
これら種々の欠点を克服するために、本発明は、上記の欠点を有しない電動モータのための制御回路を制御し、特に好ましくない電磁放射を低減するための改良された制御モードを提供する方法を提案するものである。
【００１３】
これは、本発明によると、望ましくない電磁放射が存在する制御回路の少なくとも１つの作動位相を決定するステップと、
前記好ましくない電磁放射が存在する制御回路の決定された作動位相中に、制御回路のための制御パラメータを変えるステップとを備え、好ましくない電磁放射の特性を定める少なくとも１つの電磁放射を減少させるように、前記制御パラメータの変化を決定することを特徴とする、制御回路を制御する方法が提供される。
【００１４】
周波数、パルス幅、またはパルス振幅のうちから、前記制御回路のための制御パラメータを選択することが好ましい。
【００１５】
所定周波数における信号の振幅、または所定周波数における信号のパワーのうちから、前記電磁放射特性を選択することが好ましい。
【００１６】
狭いバンドタイプの信号を、広いバンドタイプの信号に変換するように、所定の周波数レンジにわたって、信号の振幅またはパワーを平均化する演算を実行できることが好ましい。
【００１７】
本発明に係わる方法は、制御回路のための制御パラメータ、例えば周波数、パルス幅またはパルス振幅を選択する公知のステップを含むことがある。
【００１８】
また本発明に係わる方法は、制御回路のための制御パラメータ、例えばパルス幅またはパルス振幅の選択を実行するための少なくとも１つの所定の周波数を選択するステップも含むことがある。
【００１９】
本発明に拘わる方法は、所定の周波数レンジにわたって、特に制御特性を狭いバンドから広いバンドに変換するように、制御回路の制御パラメータを平均化する演算を実行するステップを含むことがある
【００２０】
最後に本発明は、好ましくない電磁放射を発生する少なくとも１つの制御回路を内蔵し、本制御方法を実現するタイプの車両用照明装置または信号装置にも関する。本発明は、特に自動車の照明装置または信号装置内の部品の運動を制御するためのシステムに上記方法を応用することにも関する。この応用例は、例えばメインビームタイプのビームまたはディップビームタイプのビームを、単一光源により発生できるようにする、例えば移動可能なシールドのケースであってもよい。
【００２１】
以下の説明および添付図面から、本発明の上記以外の特徴、および利点について、より良好に理解できると思う。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１は、本発明の方法を実施しうる装置を示す。この装置は、基本的には、
・２つの位相巻線５および６、並びにオプションの位置エンコーダ８を有するステップモータ３と、
・モータ３のための制御回路１と、
・従来技術で公知のように、制御回路１をモータ３に接続する給電ケーブル２とを備えている。
【００２３】
基板上のコンピュータ（図示せず）は、スタートのための命令および位置を維持するための命令を発生し、これらの命令は、通信プロトコル、例えばＳＰＩプロトコルまたはＣＡＮプロトコルに従って、アクセスポート４により制御回路へ伝送される。
【００２４】
この基板上のコンピュータは、車両の基板上のコンピュータまたは自動車位置が作動する自動車の機能、例えば道路照明機能に割り当てられたコンピュータのいずれかに対応できる。この機能の場合、アクセスポート４において発生された維持命令は、制御回路を作動位相にさせ、この位相中、電流または電圧の、制御回路への供給はカットされ、ステップモータの巻線５および６における電流または電圧が正しい形状に再構成され、そのモータの位置を維持するようになっている。
【００２５】
好ましくない電磁放射の問題が生じるのは、特にこの作動位相中であり、本発明の方法を適用するのは、この作動位相中であることが好ましいが、この作動位相のみに限定されるものではない。
【００２６】
維持命令は、この命令をパルス幅変調ＰＷＭタイプの繰り返しパルスに変換する回路で解読され、このパルスは、適用可能な場合、センサ８によって、ロータ７の瞬間的な位置を測定するための回路へ戻される。ＰＷＭの繰り返しパルスは、所定の位相、周波数およびサイクル比の規則に従って、トランジスタブリッジのような電力回路１１へ、公知のように印加される。
【００２７】
パルス幅変調によりこの構造の電動モータを制御するための装置を直接使用することにより、給電ワイヤ、特にケーブル２における給電ワイヤは無線周波数スペクトル内の電磁波を放射し、これによって、電子回路の作動上の安全性だけでなく、より一般的な電子環境へも危険を与える。
【００２８】
しかし、所定のモータおよび制御回路にとって好ましくない電磁放射のスペクトルのプロフィルは、所定の一定サイクル比および周波数に対して既知であることが、本発明の開発中の試験で判った。
【００２９】
好ましくない電磁放射の２つのタイプの測定を行うと、次のことが可能となる。
−長波から中間無線周波波までのレンジ内の全スペクトルの周波数に従った放射電磁界の、あるシーケンスのピークを測定すること。
−長波から中間無線周波波までのレンジのスペクトルをカバーする所定の周波数インターバルでの、あるシーケンスのピーク平均電磁界を測定すること。
【００３０】
しかし、好ましくない無線周波数電磁放射を低減するための要件を満たすには、前記測定シーケンスを示す曲線が狭いバンド、または広いバンドで行われた測定のタイプに従って選択された許容可能な限界プロフィルよりも低い所定の周波数バンド内に位置していることが必要である。当然ながら、特に平均ピークを計算するために異なる周波数バンドを選択することにより、好ましくない電磁波の他の特性を選択することができる。また、ピーク電圧以外の測定値を使用することもできる。
【００３１】
一般的には、本発明は、制御回路のための制御パラメータを変えることを提案するものである。
【００３２】
本発明の１つの様相によれば、この制御方法は、周波数、パルス幅またはパルス振幅のような制御回路のための制御パラメータを選択する公知のステップを含む。
【００３３】
本発明の別の様相によれば、この制御方法は、パルス幅またはパルス振幅のような制御回路のための制御パラメータの選択を実行するよう、少なくとも１つの所定の周波数を選択するステップをも含む。
【００３４】
本発明の別の様相によれば、この制御方法は、制御の特性を狭いバンドから広いバンドへ変換するよう、所定の周波数レンジにわたって、制御回路のための制御パラメータに対する平均演算を実行するためのステップを含む。
【００３５】
図２は、２つのシリーズの曲線を示す。曲線ＡＢＥおよびＡＢＬは、狭いバンドの測定（ＡＢＥ）および広いバンドの測定（ＡＢＬ）の特性をそれぞれ示す。これらの測定は、本発明を適用せず、従来技術の測定を適用した制御回路で行われたものである。
曲線ＢＢＥおよびＢＢＬは、狭いバンドの測定（ＢＢＥ）および広いバンドの測定値（ＢＢＬ）の特性を、それぞれ示し、これらの測定は、本発明を適用した制御回路で行ったものである。
【００３６】
狭いバンドの測定値に対する許容可能な放射レベルＧＢＥ、および広いバンドの測定値に対する許容可能な放射レベルＧＢＬに対応する２つのプロフィルも示されている。長波、一般に１０ｋＨｚから高周波、一般に１０ＭＨｚまでのレンジの３つのバンドに分割されたプロフィルも示されている。図では、狭いバンドプロフィルに対して、長波にはＧＢＥ＿１〜ＧＢＥ＿３の符号をつけ、広いバンドプロフィルに対する高周波には、ＧＢＬ＿１〜ＧＢＬ＿３の符号をつけてある。
【００３７】
図２に示す例では、従来技術の好ましくない電磁波の測定に対する曲線ＡＢＥおよびＡＢＬは、低周波のｆ側で、それらのプロフィルに従うという問題をまだ生じさせている。
【００３８】
開示するように、制御回路の制御を変えることによる本発明の方法を適用することによって、スペクトルラインの頂点、またはピークにおける無線スペクトルのこの領域からスペクトルエネルギーを除き、これらピークをより減衰することによって、低周波側での測定値のレベルを下げることが可能となる。高周波では、本発明の効果はあまり評価できない。更に、制限プロフィルに一致させることは、低い周波数ではうまいやりかたではない。
【００３９】
この目的のために、本発明の原理によって、低周波側での矢印Ｆ１の方向にスペクトルラインを下げることが可能となる。しかし、矢印Ｆ１の方向の少なくとも高周波変調ラインが上昇することも注目するべきである。
【００４０】
この原理は、狭いバンド、および広いバンドの測定の双方に対し、全周波数レンジにわたって適用できる。
【００４１】
図３は、本発明の一実施例を説明するシリーズのグラフのうちの１つの曲線の一部を示す。実際に、狭いバンドまたは広いバンドにわたる平均した周波数測定の結果、ピークと谷が発生する。
【００４２】
図２における曲線ＡＢＥで、任意に選択された３つのピーク、すなわち低周波側で離間したピーク２５、２５’および２５”を検討した。
【００４３】
本発明の方法は、例えば図１を参照して説明した制御回路を制御するための可変規則を選択することから成る。この規則によって、ピーク２５を下げ、従ってピーク２７を広げながら、無線周波数スペクトルの谷、すなわち、上部振幅またはより低いピークに対するその振幅を下げることが可能となる。
【００４４】
いくつかの測定ピークにわたり、この方法を適用した効果を測定した。新しく低くなったピーク２７、２７’、２７”に従って、狭いバンドの測定値の新しいスペクトルが、常に得られた。
【００４５】
図４は、本発明の第２実施例で適用された２つの可能な方針の２つのグラフ特性を示す。
【００４６】
図１を参照して既に説明した一実施例で適用される制御方法は、アクティブな値を有する１周期の第１部分、および非アクティブな状態を有する前記周期の第２部分を決定するパルス幅変調方式を使用している。特にステップモータ３の位置を維持する状態において、図１の装置の作動モードの場合、一定幅の繰り返しにより、制御回路１によるパルス幅変調制御を行う。この状況は、好ましくない電磁波を大幅に発生するが、この好ましくない電磁波は、本発明の方法を適用することによって減少させることができる。
【００４７】
図４は、Ｘ軸上の時間ｔおよび制御回路によって発生されたＹ軸上の維持電流の瞬間値Ｉｍを示す。Ｘ軸上の時間の大きさは、ｋＴと（ｋ＋１）Ｔの間での、本発明に係わる制御可変方法の繰り返しのｋ番目の周期までに小さくなっている。
【００４８】
水平線２１は、制御４に従って制御回路１により適用されるパルス幅変調方式の比Ｒ１で得られる維持電流の値に対応している。
【００４９】
ステップモータ３の位置を維持する位相中、各時間Ｔにわたる、曲線２０によって示される本発明の方法に係わる第１制御可変方法によれば、
−相対時間＋ｔ１において、時間＋ｔ２まで維持電流が増加するように、増加された制御出力電圧を印加する。
−相対時間＋ｔ２において、時間＋ｔ３までに、再び１回、若干大きい定数値で維持電流Ｉｍのための制御を再度１回維持する。
−周期の終了前に時間（ｋ＋１）Ｔにおいて、維持電流が初期値に戻るように、相対時間＋ｔ３において、制御出力電圧を低下させる。
【００５０】
入力ターミナル４に対して印加される基板上のコンピュータによって決定される命令に従い、位置を維持するための作動位相が終了しなければ、次の周期の間にサイクルを再開する。
【００５１】
ステップモータ３の位置を維持する位相中に、各時間Ｔにわたって、曲線２２が示すような本発明の方法に従う第２の制御可変方法に従い、
−時間＋ｔ２まで維持電流を徐々に相殺して消去するように、相対時間＋ｔ１において、制御出力電圧を低下し、
−相対時間＋ｔ２において、時間＋ｔ３までゼロ定数値で維持電流Ｉｍのための制御を再び１回維持し、
−周期終了前に時間（ｋ＋１）Ｔにおいて、維持電流が初期値まで戻るよう、相対時間＋ｔ３において、制御出力電圧を増加する。
【００５２】
入力ターミナル４に加えられる基板上のコンピュータによって決定される命令に従い、位置を維持するための作動位相が終了しなければ、次の周期の間にサイクルを再開する。
【００５３】
維持電流を増減するには、本発明の方法は、図２および図３に示されるような好ましくない高周波電磁波を低減するようになっている制御のための第１および第２可変方式を適用できるようにする制御回路１のためのサイクル比の適当な選択を決定するためのステップを含む。
【００５４】
図５は、本発明の第１実施例を実施するための回路の図である。
【００５５】
制御回路８は、図１を参照して説明したように、パルス幅変調を行うための集積モジュールを含む。この制御回路は、例えばＳＴ社から販売されているステップモータのためのＬ９９３５とすることができる。
【００５６】
パルス幅変調集積モジュールは、電気アースと所定のターミナル（Ｌ９９３５回路の場合、ターミナル１５）との間に配置されたコンデンサ３１によって充電しなければならず、このモジュールによって、外部コンデンサ３１の値により、固定されたベース値の前後で、サイクル比または周波数を変えることができる。
【００５７】
本発明によれば、本発明の方法によって実施される制御変化は、制御されたスイッチ３２により１つ以上の別のコンデンサ、例えばコンデンサ３３をスイッチングすることによって実行される。スイッチ３２の制御ターミナル３４は、ターミナル３０から見た容量が、値Ｃ１から値（Ｃ１＋Ｃ２）に変化するように、コンデンサ３３をコンデンサ３１に並列に接続できるようにしたり、接続しないようにすることができる。この基準容量の変化は、本発明の制御方法に適用されるコンピュータによって直接制御される。
【００５８】
図６は、本発明の第２実施例を実施する回路の図である。
【００５９】
図５と同じ制御回路が使用されている。本発明によれば、本発明の方法によって実行される制御変化は、図５を参照して既に説明したように、集積制御回路８の基準ターミナルを充電する回路の時定数を変えることによって実行される。
【００６０】
この目的のために、ＤＣ供給電圧３７と上記ターミナル３０との間には、可変抵抗器３５が接続されている。この可変抵抗器３５は、本発明の制御方法を実現するコンピュータに接続された制御電極３６に適用される制御によって決定できるオーミック値を有する。かかる抵抗器は、Ｘｉｃｏｒ社からの製品のようなプログラムメモリに基づいて形成できる。その結果、抵抗値Ｒ３４は、可変抵抗器３４と上記コンデンサ３１とから成るＲＣセルに影響する。
【００６１】
その結果、制御回路８のパルス幅変調集積モジュールは、時定数Ｒ３４×Ｃ３１によって充電される。従って、この時定数は制御コンピュータからの制御によって変えることができ、制御コンピュータの適当な出力ポートを、制御電極３６に接続できる。
【００６２】
図７は、本発明の第３実施例を実施する回路の図である。
【００６３】
図５または図６の回路と同じ制御回路が使用されている。しかし、かかる回路は、ＤＣ電圧を供給するターミナル４１を有し、このターミナルの電圧の変化を使って、上記集積モジュールで生じたパルス幅変調方式のサイクル比または周波数に応答して変化を決定する。
【００６４】
この目的のために、既に説明した抵抗器３５と類似する可変抵抗器４０によって、制御回路１のバイアス電圧または供給電圧の局部的な変化が実施される。この制御可能な抵抗器４０は、制御電極４２を備えている。従ってこの制御電極は、出力ポートを制御電極４２に接続できる適当な出力ポートを備えた制御コンピュータによって制御できる。
【００６５】
当然ながら、この制御変化方法は、パルス幅変調制御とは別の制御にも適用できる。
【００６６】
他の装置でも、本発明の制御方法から利益を享受できる。特に、例えば一定速度の作動位相用の、または作動の少なくとも一部の間で、好ましくない無線周波数電磁波を発生しやすい他のアクティブ負荷のためのＤＣモータも利益を享受できる。
【００６７】
本発明は、制御回路に接続された少なくとも１つの電動モータの作用により放出される照明ビームの方向を、位置および配向が決定する車両用ヘッドライトに適用することが好ましい。
【００６８】
次に、この電動モータの制御回路には、図５〜図７を参照して説明したような制御プログラムおよび装置によって一部が実現される補助回路またはステージが設けられる。この制御プログラムは、マイクロコントローラまたは信号プロセッサに接触するプログラムメモリによって記録される。
【００６９】
マイクロコントローラまたは信号プロセッサの部品は、特にヘッドライトの位置を維持するよう、モータへの給電の制御を従来通り実行する。プログラムによる補助ステージは、特にヘッドライトの位置を維持する位相の間（この間に限定されるものではない）、本発明の方法で定められるような制御変化を実施する。
【００７０】
ヘッドライトまたは信号ライトに設置される光シールドの位置を制御するために、または車両の換気または空調装置におけるフラップの位置を制御するためにも、同じ装置を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の方法を実施するようになっている装置を示す。
【図２】従来技術および本発明の方法の実施にそれぞれ対応する２つのシリーズの曲線を示す。
【図３】本発明の一実施例を説明するグラフのシリーズのうちの１つの曲線の一部である。
【図４】本発明の第１実施例で適用される２つの可能な方法の特徴を定める２つのグラフを示す。
【図５】本発明の第１実施例を示す回路の図である。
【図６】本発明の第２実施例を示す回路の図である。
【図７】本発明の第３実施例を示す回路の図である。
【符号の説明】
【００７２】
１        制御回路
２        給電ケーブル
３        モータ
４        アクセスポート
５、６    位相
７        ロータ
８        位置エンコーダ
１１      電源回路
２５、２５’、２５”    ピーク
２７、２７’、１７”    ピーク
２１      水平線
３０      ターミナル
３１、３３    コンデンサ
３２      制御スイッチ
３４      ターミナル
３５      可変抵抗器
３６      制御電極
３７      直流供給電圧
４０      可変抵抗器
４２      制御電極
【図１】
2005210889.tif 000003
【図２】
2005210889.tif 000004
【図３】
2005210889.tif 000005
【図４】
2005210889.tif 000006
【図５】
2005210889.tif 000007
【図６】
2005210889.tif 000008
【図７】
2005210889.tif 000009