(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータからモータ回転数に応じた周波数のリップルを有する信号を入力し、該入力信号のノイズを除去するとともに外部からの信号により遮断周波数が可変となるフィルタ手段と、
前記フィルタ手段の出力信号を前記モータ回転数に応じた周波数のパルス信号に変換するパルス形成手段と、
前記パルス信号と前記モータの回転状態信号を基にクロック信号を生成し、該クロック信号を前記フィルタ手段に与え前記フィルタ手段の遮断周波数を可変するクロック発生手段と、
前記モータの起動前に前記クロック発生手段に前記クロック信号を予備発振させ、予備発振されたクロック信号を基に初期遮断周波数が適正か否かを判定し、適正でない場合に適正な初期遮断周波数となるよう補正をする補正手段と
を備えるモータの回転パルス生成装置。
【請求項２】
前記回転状態信号はモータ回転信号およびモータ駆動電圧信号に基づく信号であり、
前記補正手段は、前記初期遮断周波数の適正値をモータ駆動電圧に応じて複数記憶しており、前記判定時には外部から入力したモータ駆動電圧信号を基にモータ駆動電圧に応じて適正値を求め、予備発振された初期遮断周波数と前記適正値とを比較して初期遮断周波数が適正であるか否かを判定する請求項１に記載のモータの回転パルス生成装置。
【請求項３】
前記補正手段は、前記クロック発生手段の入力側前段に前記回転状態信号の減衰度を変更可能に設けられたアッテネータと、前記アッテネータの減衰度を切替制御する制御手段とを備える請求項２に記載のモータの回転パルス生成装置。
【請求項４】
前記補正手段は、前記モータの起動の度に前記判定処理を毎回実行する請求項１〜３のいずれか一項に記載のモータの回転パルス生成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば直流モータのブラシ等に起因してモータ回転数（回転速度）に比例する周波数のリップルが乗った信号をモータから取得し、モータの回転数に比例した周波数のパルス信号（リップルパルス）を生成するモータの回転パルス生成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の回路は、直流モータを用いてモータの位置制御またはモータにより駆動される部材の位置制御を行う様々な分野に用いられる。例えば車両においてはモータの回転によって駆動されるシート状態（シートクッション、シートバック、ヘッドレスト等の状態）を着座者の体型に合わせ、その位置をメモリに記憶させた後、再度記憶させた位置を読み出してシートの位置調整を容易とするメモリシートや、パワーウィンドやサンルーフ等で採用される挟み込み検知装置等に応用がある。
【０００３】
例えばメモリシートはモータの回転状態を常に記憶している必要があり、シートを動かすモータの回転状態を検出するために位置センサ等を用いる方法が採用されている。例えばモータ回転軸（アマーチャー軸）上に設けた磁石の回転状態をホール素子等のセンサで検出し、センサから出力されるパルス信号を基に制御装置（コントローラ）がモータやモータにより駆動される部材の位置制御を行う。このようにモータに取付けられたホール素子からの回転パルス信号をコントローラにより読み込み位置制御を行っていることから、そのパルスを基にシートの位置制御が行える。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来構成は、ホール素子および磁石が必要であり、部品点数の増加、構造複雑化、組立効率低下、製品コスト上昇などの問題を招くことになっていた。このため、ホール素子等のセンサを用いず、モータ電流やモータ電圧などモータから直接得ることができる検出信号（アナログ信号）を電気回路により処理し、モータ回転数に比例する周波数のパルス信号を生成する方法が望まれる。
【０００５】
例えば直流モータではブラシの存在によってモータ電流にモータ回転数に比例する周波数のリップルが乗るため、モータ電流信号（アナログ信号）を電気回路を使って処理することでモータ回転数に比例する周波数のリップルパルスを生成することが可能と考えられる。
【０００６】
この方法でリップルパルスを生成する場合、モータ電流信号に乗るリップル以外のノイズをフィルタを通して除去する必要があるが、リップルの周波数がモータ回転数に比例することから、フィルタの遮断周波数をモータ回転数に応じて変更可能に電気回路を構成する必要がある。例えば生成されたリップルパルスをフィードバックしてフィルタの遮断周波数をモータ回転数に応じて変更する回路構成が考えられる。しかし、モータ起動時においてリップルパルスが生成される前はリップルパルスのフィードバックがなされずフィルタの遮断周波数が適正である保証がないので、フィルタを通るときに誤ってリップルが除去されてパルスが無くなったり残ったノイズによりパルスが増えるパルスエラーが心配される。ここで、モータ回転数はモータ電流やモータ電圧などの情報から間接的に予測できるため、モータ起動時においてモータ電流やモータ電圧などの信号を基にフィルタの遮断周波数を決める制御も可能ではある。しかし、電気回路は設計値に対し製品個々のばらつきもをもつため、この種のハード上のばらつきが原因でフィルタの遮断周波数が適正値（適正許容範囲）から外れる場合があり、この場合もパルスエラーが発生する。また回路はハード上のばらつきにより製品固有の温度特性をもつため、温度変化もフィルタの遮断周波数を左右しパルスエラーの原因となる。よって、センサを使うことなくモータから直接取出した信号を基に位置制御などのためのパルス信号を生成するパルス生成装置を実現するためには、上記各種問題を解決する必要があった。
【０００７】
本発明は上記課題を解決するためになされたものでその目的は、モータの回転状態の変化に追従しフィルタの遮断周波数が変化して正確なパルス信号を生成でき、しかもパルス信号生成前の段階であるモータ起動初期であっても正確なパルス信号を生成できるモータの回転パルス生成装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明では、モータからモータ回転数に応じた周波数のリップルを有する信号を入力し、該入力信号のノイズを除去するとともに外部からの信号により遮断周波数が可変となるフィルタ手段と、前記フィルタ手段の出力信号を前記モータ回転数に応じた周波数のパルス信号に変換するパルス形成手段と、前記パルス信号と前記モータの回転状態信号を基にクロック信号を生成し、該クロック信号を前記フィルタ手段に与え前記フィルタ手段の遮断周波数を可変するクロック発生手段と、前記モータの起動前に前記クロック発生手段に前記クロック信号を予備発振させ、予備発振されたクロック信号を基に初期遮断周波数が適正か否かを判定し、適正でない場合に適正な初期遮断周波数となるよう補正をする補正手段とを備える。
【０００９】
この発明によれば、パルス信号とモータの回転状態信号を基に生成したクロック信号をフィルタ手段に与え、フィルタ手段の遮断周波数を可変するようにしたので、モータの回転状態が変化（モータの負荷、回転、モータ駆動電圧および環境による回転状態等が変化）しても、それに追従して正確なリップルパルスを生成することが可能となる。また、モータ起動前においてクロック発生手段にクロック信号を予備発振させ、そのクロック信号を基に初期遮断周波数が適正であるか否かが判定される。そして、適正でない場合には適正となるよう初期遮断周波数が補正される。このため、回転パルス生成装置が製品個々のばらつきをもつものの、モータ起動時には適正な初期遮断周波数が設定される。この結果、モータ起動初期でクロック発生手段にパルス信号が入力される前の段階（時期）であっても、回転状態信号を基に設定される遮断周波数が適正なものとなる。よって、モータ起動初期にも正確なパルス信号が生成される。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、請求項１の発明において、前記回転状態信号はモータ回転信号およびモータ駆動電圧信号に基づく信号であり、前記補正手段は、前記初期遮断周波数の適正値をモータ駆動電圧に応じて複数記憶しており、前記判定時には外部から入力したモータ駆動電圧信号を基にモータ駆動電圧に応じて適正値を求め、予備発振された初期遮断周波数と前記適正値とを比較して初期遮断周波数が適正であるか否かを判定することを要旨とする。なお、適正値は幅をもってもよい。
【００１１】
この発明によれば、判定時にはモータ駆動電圧に応じた適正値が求められ、予備発振されたクロック信号を基に得た遮断周波数と適正値との比較から初期遮断周波数が適正であるか否かが判定される。このため、モータ駆動電圧が考慮された適切な初期遮断周波数が設定される。例えばバッテリをモータ電源とするなどモータ駆動電圧が変化する状況下で使用される場合でも、正確なパルス信号が生成される。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、請求項２の発明において、前記補正手段は、前記クロック発生手段の入力側前段に前記回転状態信号の減衰度を変更可能に設けられたアッテネータと、前記アッテネータの減衰度を切替制御する制御手段とを備える。
【００１３】
この発明によれば、初期遮断周波数が適正でないと判定された場合、クロック発生手段の入力側前段に設けられたアッテネータが切替制御され、回転状態信号の減衰度が変更されることで初期遮断周波数が補正される。減衰度を切替可能なアッテネータを使用する比較的簡単な回路構成で実現可能である。
【００１４】
請求項４に記載の発明では、請求項１〜３のいずれか一項の発明において、前記補正手段は、前記モータの起動の度に前記判定処理を毎回実行することを要旨とする。
【００１５】
この発明によれば、モータの起動の度に補正手段による判定が毎回実行されるので、モータ起動時には常に適正な初期遮断周波数が設定される。例えば温度変化（回転パルス生成装置（回路）の温度特性変化やバッテリ電圧の温度依存性を含む）の影響が考慮された初期遮断周波数が設定され、一層正確なパルス信号の生成が可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図７に従って説明する。
図１は、モータとしての直流モータ１の回転数に応じてパルス（リップルパルス）出力を行う回転パルス生成回路２の接続構成を示している。この回路２は、外部からの信号（ここでは、クロック信号）によりフィルタ定数が変化することによりフィルタ遮断周波数が変化するフィルタ手段としてのフィルタ（ここでは、スイッチド・キャパシタ・フィルタＳＣＦ）３、フィルタ３からの信号に基づきリップルパルスを生成するパルス形成手段としてのリップルパルス成形回路４、リップルパルス成形回路４から出力されるリップルパルスおよびモータ回転状態（モータ回転信号、モータ駆動電圧Ｖｂ）を基にしてフィルタ３の遮断周波数を可変するクロック信号（周波数：ｆCLK）を出力するクロック発生手段としてのクロック発生回路５を備えている。回路２に入力されるモータ回転信号は、直流モータ１とシャント抵抗Ｒsとの接続点（ａ点）の電位を取り出した信号で、直流モータ１を流れるモータ電流の値に比例した電圧値Ｖｉを有する。モータ回転信号には直流モータ１のブラシの存在によりモータ回転数に比例する周波数のリップルが乗っている。
【００１７】
クロック発生回路５は、ＰＬＬ（フェーズ・ロックド・ループ）回路６と、ＰＬＬ回路６の発振周波数をモータ回転状態信号に応じて補正するための信号を生成する周波数補正回路７とを備える。ＰＬＬ回路６は、入力した２信号の位相を比較して比較結果に応じた値の信号を出力する位相比較回路８、位相比較回路８からの信号を平滑化するＬＰＦ（ローパスフィルタ）９、周波数補正回路７からのモータ回転状態信号とＬＰＦ９の出力との差分電圧に応じた発振周波数でクロック信号（周波数：ｆCLK）を出力する発振回路（ＶＣＯ）１０を備えている。ＰＬＬ回路６にはＶＣＯ１０からの発振周波数（ここでは、リップル周波数をｆとした場合、１００ｆとする）を基に、その信号を分周して周波数ｆを出力する分周回路１１が接続され、分周回路１１の出力はＰＬＬ回路６の位相比較回路８に入力される。
【００１８】
周波数補正回路７は、モータ１からのモータ電流に比例した信号を増幅する増幅回路１２、モータ駆動電圧ＶｂをモニタするＶｂモニタ回路１３を介して入力されるモータ駆動電圧信号を増幅する増幅回路１４、並びに両増幅回路１２，１４の出力値を加算する加算回路１５、加算回路１５からの出力信号を所定減衰度で減衰させるアッテネータ１６から構成される。アッテネータ１６から出力されたモータ回転状態信号がＶＣＯ１０に入力される。アッテネータ１６は減衰度を複数段階に切替可能な回路構成で、アッテネータ１６に接続されたスイッチ回路１７が切替えられることによりアッテネータ１６の減衰度が切替えられるようになっている。スイッチ回路１７はマイクロコンピュータ（以下、マイコンと称す）２０により切替制御される。
【００１９】
マイコン２０には直流モータ１の駆動を指令するモータ駆動指令信号が入力されるようになっており、マイコン２０はモータ駆動指令信号を入力するとＶＣＯ１０を作動させてクロック信号を予備発振させ、ＶＣＯ１０から入力されるクロック信号の周波数をみることでフィルタ３の初期遮断周波数が適正（適正許容範囲内）であるか否かをモータ起動前に判定する。そして、初期遮断周波数が適正でないと判定すればスイッチ回路１７を切替制御してアッテネータ１６の減衰度を切替え、フィルタ３の初期遮断周波数を補正するようになっている。この補正方法の詳細については後述する。なお、アッテネータ１６、スイッチ回路１７およびマイコン２０により補正手段が構成され、このうちスイッチ回路１７およびマイコン２０により制御手段が構成される。また、回転パルス生成装置は、回路２およびマイコン２０等から構成される。
【００２０】
ここで、初期遮断周波数の補正が必要になるのは、回路２は設計値に対し製品個々に固有のばらつきをもち、実際の初期遮断周波数が設計値からずれる誤差が生じるからである。モータ起動時のパルスエラーの原因の一つに、直流モータ１の製品ばらつきに起因するリップル周波数のばらつきと、回路２の製品ばらつきに起因する遮断周波数のばらつきが挙げられる。両者のばらつき幅によって、全製品のうちパルスエラーを発生する製品不良率が決まるため、この不良率を生産上許容できるレベル（０％に極めて近いレベル）に下げるため、この実施形態では、回路２のハード上のばらつきを考慮して初期遮断周波数を補正する構成を採用している。
【００２１】
次に各回路ブロックについて詳細に説明する。スイッチド・キャパシタ・フィルタ（ＳＣＦ）３は、基本的には図２（ａ）の右上側に示されるように２個のアナログスイッチＳ１，Ｓ２とコンデンサＣ１で構成された回路（スイッチド・キャパシタ回路）をフィルタに応用したものである。スイッチド・キャパシタ回路は、図２（ａ）の動作説明図に示すようにスイッチＳ１，Ｓ２を周期Ｔで交互にオン／オフすることで電流がｉ＝Ｖ／（１／ｆＣ）（但し、ｆ＝１／Ｔ）で流れることから、抵抗Ｒと等価回路であるとみなせる。
【００２２】
スイッチド・キャパシタ・フィルタ（ＳＣＦ）３は、これを応用した抵抗とコンデンサよりなる図２（ｂ）に示すＣＲフィルタより構成されている。この回路の遮断周波数ｆｃは２つのスイッチＳ１，Ｓ２をオン／オフする周波数により可変となり、遮断周波数ｆｃは図２（ｂ）に示された式で表される。スイッチド・キャパシタ・フィルタ３は、スイッチＳ１，Ｓ２のオン／オフ周波数をクロック入力周波数に基づき制御する回路である。なお、本例ではノイズを除去するスイッチド・キャパシタ・フィルタには市販のＩＣ（ＭＦ６−５０）を使用しており、このＩＣの遮断周波数ｆｃはｆｃ＝ｆCLK／Ｎ（但し、ｆCLKはクロック入力周波数、Ｎは定数（例えば１００））で表されることから、ｆCLK＝１００ｆとすれば、遮断周波数ｆｃをｆにできる。
【００２３】
リップルパルス成形回路４は、図３に示される回路構成から成り立っている。この回路は内部にローパスフィルタＬＰＦ、第１および第２微分回路ＤＣ１，ＤＣ２、増幅器ＡＰ、比較器（電圧比較器）ＣＭを備えている。
【００２４】
ローパスフィルタＬＰＦは高周波アクティブフィルタであって、例えば抵抗Ｒ３，Ｒ４、コンデンサＣ２，Ｃ３、オペアンプＯＰ１が図のように接続されて構成されている。このフィルタＬＰＦは高周波成分の除去を行うもので、例えばモータの最高回転数（例えば６０００ｒｐｍ）以上の高周波数のノイズ成分として除去し、直流モータ１の電流信号に乗るリップル以外のノイズを除去する。
【００２５】
第１微分回路ＤＣ１は、ローパスフィルタＬＰＦの出力（ｂ）に接続されており、入力信号を微分して直流成分の減衰を行うものである。第１微分回路ＤＣ１は、例えばオペアンプＯＰ２、抵抗Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７、バイパスコンデンサＣ４、カップリングコンデンサＣ５、コンデンサＣ６が図のように接続されて構成されている。
【００２６】
増幅器ＡＰは、第１微分回路ＤＣ１の出力（ｃ）を増幅するものである。増幅器ＡＰは例えばオペアンプＯＰ３、抵抗Ｒ９，Ｒ１０，Ｒ１１，Ｒ１２、コンデンサＣ７，Ｃ８，Ｃ９が図のように接続されて構成されている。
【００２７】
第２微分回路ＤＣ２は、増幅器ＡＰ１の出力（ｄ）を微分して位相を９０゜シフトさせるものであり、例えばオペアンプＯＰ４、抵抗Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ１５、コンデンサＣ１０，Ｃ１１，Ｃ１２が図のように接続されて構成されている。
【００２８】
比較器ＣＭは、第２微分回路ＤＣ２の出力（ｅ）と増幅器ＡＰ１の出力（ｄ）を比較するものであり、例えばオペアンプＯＰ５、抵抗Ｒ１６，Ｒ１７，Ｒ１８が図のように接続されて構成されている。オペアンプＯＰ５の非反転入力端子には抵抗Ｒ１６を介して第２微分回路ＤＣ２の出力（ｅ）が接続されており、比較器ＣＭからはリップル周波数に合致した矩形状のパルス（リップルパルス）が出力される。
【００２９】
回転パルス生成回路２の各部における出力波形を示すと、図４のようになる。直流モータ１を流れるモータ電流に比例する電圧値のモータ回転信号には直流モータ特有のリップルがノイズと共に乗っている（Ａ波形）。リップルは直流モータ１を用いた場合に発生するもので、その原因は整流子の複数あるセグメントがブラシを通過する際に接続されるコイルの数が回転に伴い変化するため、並列に繋がるコイルの数が変化し、モータ回転時の抵抗値の変化によってコイルに流れる電流が変化することで発生する。
【００３０】
このリップルが乗ったモータ回転信号をフィルタ（ＳＣＦ）３に通すことによりノイズは除去されるが、フィルタ３のクロック入力（クロック周波数ｆCLK）に乗るノイズが出力に現れる。その後、リップルパルス成形回路４内のローパスフィルタＬＰＦを通すことによりノイズ成分が除去され、ローパスフィルタＬＰＦからはＢ波形の信号が出力される。次に、ローパスフィルタＬＰＦを通過した信号（Ｂ波形）を第１微分回路ＤＣ１に通すと、信号は微分されて直流成分が減衰しリプル成分のみのＣ波形になる。さらにＣ波形の信号が増幅器ＡＰを通ると、Ｃ波形の振幅が増幅されてＤ波形になり、Ｄ波形の信号が第２微分回路ＤＣ２を通ると、Ｄ波形に対して位相が９０゜遅れたＥ波形となる。次に、増幅器ＡＰの出力（Ｄ波形）と、第２微分回路ＤＣ２の出力（Ｅ波形）を比較器ＣＭで比較することによって、リップルパルス（Ｆ波形）が得られる。
【００３１】
次にクロック発生回路について説明する。
クロック発生回路５は、このリップルパルスを基にリップルパルスの周波数ｆを整数倍で周波数変換してフィルタ（ＳＣＦ）３のクロック入力に与えるクロック信号を発生させるものである。本実施形態ではリップルパルスをモータ回転状態信号と合わせてＰＬＬ回路６にフィードバックし、フィルタ３の遮断周波数ｆｃがリップルパルスの周波数ｆ（モータ回転状態）に追従するようにしている。つまり、ＰＬＬ回路６に入力されるリップルパルス（Ｆ波形）の周波数ｆに対し、フィルタ３の遮断周波数ｆｃを決める関係式ｆｃ＝ｆCLK／Ｎの定数Ｎ（＝１００）倍の周波数（ｆの１００倍の周波数：１００ｆ）を有するクロック信号をＰＬＬ回路６のＶＣＯ１０は出力する。ＰＬＬ回路６は分周回路１１をフィードバックループに用いることにより、ＰＬＬ回路６から分周回路１１への入力信号（周波数：１００ｆ）を分周回路１１は１００分周し、ＰＬＬ回路６の位相比較回路８の２入力のうちの一方に対して信号（周波数：ｆ）を出力する。ＰＬＬ回路６ではもう一方の入力にリップルパルスが入力されている。そして、ＰＬＬ回路６への２つの入力信号の位相が常に周波数ｆに一致するよう、ＶＣＯ１０で発振周波数が制御されることにより発振がなされ、クロック信号の出力を定常域で安定化させている。なお、分周回路１１の分周比を変えることにより、遮断周波数ｆｃをｆｃ＝ｆCLK／Ｎ×Ｋ（Ｎ：整数，Ｋ：定数）としてもよい。
【００３２】
また、モータ起動時にＶＣＯ回路１０からの発振を安定化させるために、ＶＣＯ１０にはモータ回転状態信号（モータ電流に比例した信号およびモータ駆動電圧に基づく信号）が入力されている。リップルパルス成形回路４でリップルパルスの１パルス目が生成される前（リップルパルスのフィードバック前）であっても、ＶＣＯ回路１０の発振周波数がモータ回転状態信号を基に適正に決まるようになっている。
【００３３】
図５は、直流モータの特性を示すグラフである。モータ電流（Ａ）とモータ回転数（Ｈｚ）との関係は、所定の傾きをもつ特性ラインＬで示される。この特性ラインＬはモータ駆動電圧（バッテリ電圧）Ｖｂをパラメータとして平行シフトする。この図では一例としてモータ駆動電圧Ｖｂが９〜１６Ｖまでの特性を示し、モータ駆動電圧が高くなるほどモータ電流およびモータ回転数が高側に平行シフトする。この特性からモータ回転数はモータ駆動電圧とモータ電流を基に予測でき、例えばモータ駆動電圧Ｖｂが９Ｖの場合、その電圧（９Ｖ）に応じて決まる特性ライン（傾き）を基にモータ電流がｉｘであれば、その時のモータ回転数がｆｘとして予測できる。周波数補正回路７はこの特性を利用して回路設計されており、モータ回転信号とモータ駆動電圧信号との２入力を基に、両信号値から予測されるモータ回転数に応じたリップル周波数ｆの定数倍の周波数（例えば１００ｆ）のクロック信号をＶＣＯ１０が発振し得るようなモータ回転状態信号を出力可能に設計されている。モータ起動時は、モータ回転信号とモータ駆動電圧信号に基づくクロック信号ｆCLKがＶＣＯ１０から出力されることで遮断周波数ｆｃが可変され、直流モータ１の回転状態に基づくリップルパルスが生成される。
【００３４】
その後、モータ電流が安定し、リップルパルス成形回路４からリップルパルスが生成され始めるとフィードバック制御が働き、リップルパルス（周波数：ｆ）と分周回路１１から出力される信号の位相が一致するようにＰＬＬ回路６によりクロック信号の位相制御がなされ、フィルタ３に発振が安定したクロック信号が入力される。よって、フィルタ３の遮断周波数ｆｃはモータ起動後においても直流モータ１の回転状態に基づいて遮断周波数ｆｃが可変された状態の基でリップルパルスが生成され、遮断周波数ｆｃはリニアに変化するものとなる。
【００３５】
クロック発生回路５において、図１における各位置（ａ点，ｇ点，ｈ点，ｆ点）でのモータ起動時の信号波形は図６のようになる。この図ではモータ電流に比例したモータ回転信号（Ａ波形）、位相比較回路８の出力（Ｇ波形）、分周回路１１の出力（Ｈ波形）、リップルパルス（Ｆ波形）のタイミングチャートを示している。この図の最下段に示した波形（Ｉ波形）が、マイコン２０に入力されるモータ駆動指令信号である。
【００３６】
マイコン２０は駆動指令信号がＨレベルになると、ＶＣＯ１０を作動させ、モータ起動開始前の所定時間（例えば５０〜３００ミリ秒）の間、モータ停止状態でＶＣＯ１０にクロック信号を予備発振させる。マイコン２０はＶＣＯ１０から予備発振されたクロック信号をモニタし、クロック信号のパルス時間間隔を計時することによりクロック信号の発振周波数ｆclkを測定する。マイコン２０が予備発振時に測定したクロック信号の発振周波数ｆclkは、図５の特性グラフから分かるように、モータ電流が「０Ａ」にある時のモータ回転数、つまり最高回転数（例えば６０００ｒｐｍ）で直流モータ１が回転する際に設定されるべき遮断周波数を設定するための発振周波数に相当する。マイコン２０は、この測定周波数ｆclkから決まるフィルタ３の遮断周波数ｆｃが、その時のモータ駆動電圧Ｖｂから定まるモータ最高回転数に応じたリップル周波数ｆmaxにとって適正値であるか否かを判定する。この判定処理をするためにマイコン２０は図７に示すマップをメモリに記憶している。
【００３７】
図７はマイコンが判定処理に使用するマップであり、判定処理により発振周波数の測定値（観測値）が不適切であると判断したときは、マップがアッテネータ１６の減衰度を決めるためにも使用される。図５のグラフにおいて、モータ電流が「０Ａ」のときの切片の値は、直流モータ１が最高回転数で回転する時の最大周波数ｆmax（Ｈｚ）を示し、この最大周波数ｆmaxはモータ駆動電圧Ｖｂから決まる。リップルパルスのノイズを効果的に除去するには、最大周波数ｆmaxより高い周波成分を除去し、かつ高調波を取り除くために２ｆmaxより低い周波成分を除去できるよう遮断周波数ｆｃを設定する必要がある。このため、遮断周波数ｆｃの適正範囲を、１．０ｆmax＜ｆｃ＜２．０ｆmaxの範囲（設定範囲）（図７のハッチング領域）に設定している。回路２は上記範囲の中心値である１．５ｆmaxを初期遮断周波数（モータ電流０Ａのときの遮断周波数）とするよう設計（本例ではアッテネータ１６のＳＷ１のときの減衰度において初期遮断周波数が１．５ｆmaxになるよう設計（図１参照）されている。そして１．２ｆmax＜ｆｃ＜１．８ｆmaxの範囲を、アッテネータ１６の減衰度をそのまま維持してよい許容範囲（図７では破線で挟まれた範囲）として定め、測定周波数ｆclkを遮断周波数に換算した観測遮断周波数ｆｃobs（例えば１００ｆclk）が許容範囲内にあるか否かをマイコン２０が判定する。マイコン２０は観測遮断周波数ｆｃobsが許容範囲から外れる場合は、スイッチ回路１７を切替え、アッテネータ１６の減衰度を切り替えるようにしている。なお、図７のマップは、モータ駆動電圧（図５を参照）ごとに設定されている。また図７には横軸（モータ電流）を参考までに示しているが、メモリに記憶されるマップ情報は縦軸（ｆｃ初期値）の成分のみの情報である。
【００３８】
図１に示すアッテネータ１６は減衰度をｎ段階に変更可能な回路構成で、スイッチ回路１７にはアッテネータ１６の減衰度を変更するｎ段階に切替可能なスイッチＳＷ１〜ＳＷｎが内蔵されている。本例では、アッテネータ１６の減衰度は３段階で、スイッチ回路１７には３段階に切替可能なスイッチＳＷ１〜ＳＷ３が内蔵されている。アッテネータ１６に設定された３段階の減衰度は、ＳＷ１の選択下でｆｃ初期値が１．５ｆmaxとなるよう「０．７５」に、ＳＷ２の選択下でｆｃ初期値が１．２ｆmaxとなるよう「０．５０」に、ＳＷ３の選択下でｆｃ初期値が１．８ｆmaxとなるよう「０．８９」に設定されている。なお、これらの設定値はあくまで一例であって、他の設定値を適宜設定することができる。
【００３９】
ＳＷ１が選択された状態（減衰度「０．７５」）が初期設定状態であり、マイコン２０は減衰度「０．７５」の下でＶＣＯ１０を予備発振させ、ＶＣＯ１０から入力するクロック信号の発振周波数ｆclkから決まる観測遮断周波数ｆｃobsが、１．２ｆmax＜ｆｃobs＜１．８ｆmaxの許容範囲に入るか否かを判断する判定処理をする。そして、この判定処理結果からｆｃobs値が許容範囲内にあることが確認された場合はＳＷ１が選択されたままとし、ｆｃobs値が許容範囲から外れる場合は、スイッチ回路１７をＳＷ１から他のスイッチへ切り替え、アッテネータ１６の減衰度を変更するようにしている。例えば観測遮断周波数ｆｃobsが図７に示すｆｙ値をとり許容範囲を高周波数側に外れた場合は、ＳＷ１からＳＷ２へ切替え、アッテネータ１６の減衰度を「０．７５」から「０．５０」へ小側に変更する。また、観測遮断周波数ｆｃobsが図７に示すｆｚ値をとり許容範囲を低周波数側に外れた場合は、ＳＷ１からＳＷ３へ切替え、アッテネータ１６の減衰度を「０．７５」から「０．８９」へ大側に変更する。
【００４０】
このため、回転パルス生成回路２の製品個々のばらつきにより、ＳＷ１の選択下で観測遮断周波数ｆｃobsがｆｃ初期値の許容範囲から外れると、アッテネータ１６の減衰度を変更することで、ｆｃの設定範囲（ｆmax＜ｆｃ＜２ｆmax）内に遮断周波数ｆｃが定まるようになる。つまり、回転パルス生成回路２の製品個々のばらつきによる設計値からの誤差が補正され、適正なｆｃ初期値を設定できる。このため、初期設定（減衰度「０．７５」）のままでは初期遮断周波数ｆｃが設定範囲から外れることになる製品も、減衰度の変更が行われることにより、初期遮断周波数ｆｃが設定範囲内に入ることになる。この結果、例えば初期遮断周波数ｆｃが設定範囲内に定まる製品を合格品と仮定すると、合格品の分布範囲が図７で鎖線で挟まれた範囲に実質的に広がることになる。
【００４１】
また、観測遮断周波数ｆｃobsが設定範囲内にあるものの許容範囲から外れる場合にも、アッテネータ１６の減衰度が変更されるため、設定範囲のなるべく中心値（＝１．５ｆmax）寄りに初期遮断周波数ｆｃが設定される。このため、直流モータ１の製品個々のばらつきが原因でリップル周波数ｆが設計値に対しばらつく場合でも、回路２側の遮断周波数のばらつきを実質的に狭くできることから、ほとんどの製品において正確にリップルパルスが生成される。
【００４２】
マイコン２０は直流モータ１が起動される度に判定処理を毎回実行する。例えば回転パルス生成回路２の製品個々のばらつきにより製品固有の温度特性をもっても、直流モータ１が起動される際の回路温度に応じて固有の温度特性が考慮された初期遮断周波数ｆｃが設定される。もちろん、この初期遮断周波数ｆｃにはモータ駆動電圧Ｖｂのバッテリ温度依存性も考慮される。このため、直流モータ１の起動の際はその時々の環境などに応じた適正な初期遮断周波数ｆｃが設定され、モータ起動時のパルスエラーの発生が一層確実に回避される。なお、直流モータ１の駆動中にモータロック等が生じてモータ回転が抑制された場合においても、遮断周波数ｆｃをモータ回転信号およびモータ駆動電圧から決めているため、遮断周波数ｆｃを常にモータ回転変化に追従させることができ、直流モータ１の回転状態に応じた正確なパルス生成が行える。
【００４３】
以上詳述したように本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
（１）モータ起動前にＰＬＬ回路６を予備発振させ、予備発振されたクロック信号の発振周波数から決まる遮断周波数ｆｃobsが許容範囲内にあるか否かを判定し、その遮断周波数ｆｃobsが許容範囲から外れるときには、アッテネータ１６の減衰度を変更して初期遮断周波数ｆｃが設定範囲内に設定されるようにした。よって回転パルス生成回路２が製品固有のばらつきをもっても初期遮断周波数ｆｃが製品固有値を考慮して補正されるので、直流モータ１の起動初期でモータ回転状態信号を基に遮断周波数ｆｃを決めるリップルパルス生成前の段階でもパルスエラーが起こらない。従って、リップルパルスのパルス数をカウントしてモータにより駆動される可動部材の位置を正確に把握できるので、可動部材を一層正確に位置制御することができる。また遮断周波数を適正範囲に収めるために直流モータや回転パルス生成回路の製品ばらつきを狭くするため部品や組立精度を厳格に管理する対策を採らずに済むため、そのような製造管理上の対策を採ることによる生産性の低下を避けることができる。
【００４４】
（２）初期遮断周波数ｆｃが適正であるか否かの判定の際にモータ駆動電圧（バッテリ電圧）Ｖｂが考慮されるので、バッテリ電源を使用する車載用の直流モータ１においてもパルスエラーが発生しない。
【００４５】
（３）減衰度の変更が可能なアッテネータ１６を採用し、アッテネータ１６の減衰度を切替えることで初期遮断周波数ｆｃを補正する構成なので、回転パルス生成回路２の回路構成が比較的簡単で済む。
【００４６】
（４）直流モータ１を起動させる度にマイコン２０による判定処理を毎回実行するので、温度変化などの環境変化を考慮し、回路の温度特性やモータ駆動電圧Ｖｂの温度依存性が考慮された適切な初期遮断周波数ｆｃをその都度設定でき、モータ起動時のパルスエラーを一層確実に回避できる。
【００４７】
（５）マイコン２０はモータ駆動指令信号の入力を基に予備発振および判定処理を実行するので、モータ起動時である必要時にのみ処理を実行すればよく、マイコン２０の処理能力を無駄なく有効活用できる。
【００４８】
なお、実施形態は、上記の構成に限定されず次の態様でも実施できる。
・  モータは直流モータに限定されない。要するにモータ回転数（Ｈｚ）に比例する周波数のリップルをもつ信号を取出すことができるモータであれば足りる。例えば交流モータに適用してもよい。
【００４９】
・  ｆｃの設計値は設定範囲の中心値に限定されない。例えば製品のばらつき分布に応じて設定範囲の中心値からどちらか片側に外れた値を設定することができる。また、判定処理に使用する許容範囲もｆｃの設計値が中心となる範囲に限定されず、適宜な範囲を設定できる。また、設定範囲と許容範囲の関係は適宜設定でき、例えば両者が同範囲であってもよい。
【００５０】
・  スイッチ回路１７のＳＷ１が選択された状態をモータ起動時の初期状態としたが、前回起動時に設定されたスイッチ回路１７のスイッチ状態を初期状態とすることもできる。例えばＳＷ２の選択下で初期遮断周波数が適正でないと判定された場合、ＳＷ１に戻す切替をする。この場合、許容範囲や設定範囲は、各減衰度毎に異なる範囲を設定する。
【００５１】
・  異なる二種類以上のＳＷ１，…，ＳＷｍ（ｍ≧２）についてそれぞれの選択下で各発振周波数を測定し、初期遮断周波数ｆobzがｆｃの設計値により近い値をとるものを採用する方法とすることもできる。この場合、用意された複数の減衰度のうち常に最適な減衰度を採用できる。
【００５２】
・  アッテネータ１６は加算回路１５とＶＣＯ１０との間に設けることに限定されない。例えばアッテネータ１６を増幅回路１２，１４と加算回路１５との間に設けてもよい。要するにモータ回転状態信号の減衰度を複数段階に変更可能であれば足りる。
【００５３】
・  アッテネータ１６の減衰度の切替数は適宜設定できる。例えば減衰度の切替数を２段階、４段階以上としてもよい。
・  判定処理はモータ起動時の度に毎回実行することに限定されない。前回と今回のモータ起動時刻が近い場合は、判定処理を省くことができる。例えば前回のモータ起動時から所定時間（例えば１０分〜１００分の範囲内の値）経過後、最初のモータ起動時に判定処理を実行するようにすればよい。
【００５４】
・  予備発振およびこれに伴う判定処理は、モータ駆動指令信号の入力時に実行することに限定されない。モータが停止状態にある状態であればいつもでよい。例えばモータ起動時期に関係なく所定時間間隔で予備発振および判定処理を実行してアッテネータ１６の減衰度を必要に応じて適宜切替え、モータ駆動指令信号入力時には予備発振および判定処理を実行しない構成でもよい。この場合、モータ駆動指令信号の入力と共に直ちにモータを起動させることができ、判定処理のための遅れを伴わないので、モータ起動の応答性を高めることができる。
【００５５】
・  初期遮断周波数を補正するための構成は、アッテネータを用いる構成に限定されない。要するに初期遮断周波数を段階的または連続的に変更可能な構成であれば足りる。例えばマイコンがモータ回転信号（モータ電流信号）およびモータ駆動電圧信号を入力し、マイコンが両信号値に基づき計算した出力値をＶＣＯに対し出力してＶＣＯの発信周波数を制御する構成とし、アッテネータを使用しない構成とすることもできる。例えばマイコンにより制御されるスイッチング素子のみでも構成できる。
【００５６】
前記実施形態から把握される請求項以外の技術的思想を以下に記載する。
請求項１において、前記補正手段は、モータ駆動指令信号の入力に基づき前記クロック発生手段にクロック信号を予備発振させて前記判定処理を実行する。この場合、モータ起動の度に予備発振を伴う判定をするので、パルスエラーが起き難く、しかも無断な処理を省ける。
【００５７】
【発明の効果】
請求項１〜４に記載の発明によれば、モータの回転状態の変化に追従し遮断周波数が変化して正確なパルス信号を生成でき、しかも前もって初期遮断周波数が適正であるか否かを判定して適正でないときには初期遮断周波数を補正するので、製品個々のばらつき等があっても、パルス信号生成前のモータ起動初期において正確なパルス信号を生成できる。
【００５８】
請求項２〜４に記載の発明によれば、上記効果に加え、モータ駆動電圧が考慮された適正な初期遮断周波数が設定されるので、バッテリをモータ電源とするなどモータ駆動電圧の変化を伴う使用でも、正確なパルス信号を生成できる。
【００５９】
請求項３、４に記載の発明によれば、上記効果に加え、初期遮断周波数の補正にアッテネータを使用するので、装置が比較的簡単な回路構成で済む。
請求項４に記載の発明によれば、上記効果に加え、モータの起動の度に補正手段が毎回判定を実行するので、モータ起動時には常に適正な初期遮断周波数を設定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態におけるパルス生成回路を示す電気回路図。
【図２】スイッチド・キャパシタ・フィルタの説明図。
【図３】リップルパルス形成回路の電気回路図。
【図４】信号波形図
【図５】特性マップ図。
【図６】信号波形図。
【図７】マイコンのメモリに記憶されたマップ図。
【符号の説明】
１…モータとしての直流モータ、２…回転パルス生成装置を構成する回転パルス生成回路、３…フィルタ手段としてのスイッチド・キャパシタ・フィルタ、４…パルス形成手段としてのリップルパルス成形回路、５…クロック発生手段としてのクロック発生回路、１６…補正手段を構成するアッテネータ、１７…補正手段及び制御手段を構成するスイッチ回路、２０…回転パルス生成装置、補正手段及び制御手段を構成するマイコン。
【図１】
0004433547.tif 000002
【図２】
0004433547.tif 000003
【図３】
0004433547.tif 000004
【図４】
0004433547.tif 000005
【図５】
0004433547.tif 000006
【図６】
0004433547.tif 000007
【図７】
0004433547.tif 000008