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技術 モータ制御装置

出願人 本田技研工業株式会社
発明者 大舘正太郎
出願日 2011年2月22日 (8年6ヶ月経過) 出願番号 2011-036236
公開日 2012年9月10日 (6年11ヶ月経過) 公開番号 2012-175831
状態 特許登録済
技術分野 電動機の制御一般 車両用シートベルト
主要キーワード 装着無し 装着状態検知 ラジオ周波数信号 基準利得 取り外し動作 雑音発生 ベルトリール 巻き取り動作
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2012年9月10日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (9)

課題

ラジオノイズを低減することができるとともに、モータ制御装置製造コストを低減する。

解決手段

モータ制御装置の制御部12は、ラジオ受信機13からラジオ周波数信号を受信すると、モータ11を制御するパルス信号周波数ラジオ周波数とを比較検討する。パルス信号の周波数の整数倍した所定の周波数が、ラジオ周波数を含む所定の周波数帯域内に含まれる場合には、デューティ比を一定にしたまま、パルス信号の周波数を変更する。

概要

背景

近年、通常走行時において、ラジオに対するノイズの影響を低減する、モータ制御装置の開発が進められている。例えば、ラジオノイズを除去するフィルタを備えたシートベルト制御装置が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。

特許文献1に示すシートベルト制御装置は、フィルタを介する系統と、フィルタを介さない系統とからなる2系統の電源ラインを設けている。車両衝突予測される危険状態である場合にはフィルタを介さない系統を使用し、車両衝突が予測されない安全状態である場合にはフィルタを介する系統を使用するというものである。

しかしながら、上記構成では、2系統の電源ラインを設ける必要がある為、制御装置を構成する部品数が多くなり、製造コストが嵩んでしまう。更に、回路基板上のスペースには制約があるため、その構成は複雑にならざるを得ない。

概要

ラジオノイズを低減することができるとともに、モータの制御装置の製造コストを低減する。モータ制御装置の制御部12は、ラジオ受信機13からラジオ周波数信号を受信すると、モータ11を制御するパルス信号周波数ラジオ周波数とを比較検討する。パルス信号の周波数の整数倍した所定の周波数が、ラジオ周波数を含む所定の周波数帯域内に含まれる場合には、デューティ比を一定にしたまま、パルス信号の周波数を変更する。

目的

本発明は、ラジオノイズを確実に低減することができるとともに、モータの制御装置の製造コストを低減することができる技術を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
3件

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請求項1

ラジオ受信機からラジオ局周波数に関する情報を受けて、モータを駆動するパルス信号を制御する制御部を備えたモータ制御装置において、前記制御部は、前記パルス信号の周波数を整数倍した所定周波数が、前記ラジオ局の周波数を含む所定の周波数帯域内に含まれていると判断した場合には、前記パルス信号の周波数を変更するとともに、前記パルス信号のデューティ比を一定に保つように、前記モータを制御することを特徴とするモータ制御装置。

請求項2

前記モータは、乗員を拘束するためのベルト巻回する、ベルトリールを駆動するモータであり、前記制御部は、車両の走行状態を検知する走行状態検知部から、走行状態に関する情報を受けて、前記走行状態が緊急状態であると判断した場合には、前記パルス信号の周波数をそのまま一定に保つように、前記モータを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

前記モータは、乗員を拘束するためのベルトを巻回する、ベルトリールを駆動するモータであり、前記制御部は、前記ベルトの装着状態を検知するベルト装着状態検知部から、ベルトの装着状態に関する情報を受けて、ベルト装着あり状態からベルト装着無し状態に切り替わったと判断し、且つ、前記パルス信号の周波数を整数倍した所定周波数が、前記ラジオ局の周波数を含む所定の周波数帯域内に含まれていると判断した場合には、前記パルス信号の周波数を変更するとともに、前記パルス信号のデューティ比を一定に保つように、前記モータを制御して、前記ベルトを収納することを特徴とする請求項1記載のモータ制御装置。

技術分野

0001

本発明は、選局したラジオ周波数に応じて、モータを制御するパルス信号の特性を変更するモータ制御装置に関する。

背景技術

0002

近年、通常走行時において、ラジオに対するノイズの影響を低減する、モータ制御装置の開発が進められている。例えば、ラジオノイズを除去するフィルタを備えたシートベルト制御装置が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。

0003

特許文献1に示すシートベルト制御装置は、フィルタを介する系統と、フィルタを介さない系統とからなる2系統の電源ラインを設けている。車両衝突予測される危険状態である場合にはフィルタを介さない系統を使用し、車両衝突が予測されない安全状態である場合にはフィルタを介する系統を使用するというものである。

0004

しかしながら、上記構成では、2系統の電源ラインを設ける必要がある為、制御装置を構成する部品数が多くなり、製造コストが嵩んでしまう。更に、回路基板上のスペースには制約があるため、その構成は複雑にならざるを得ない。

先行技術

0005

特開2008−6998公報

発明が解決しようとする課題

0006

本発明は、ラジオノイズを確実に低減することができるとともに、モータの制御装置の製造コストを低減することができる技術を提供することを課題とする。

課題を解決するための手段

0007

請求項1に係る発明は、ラジオ受信機からラジオ局の周波数に関する情報を受けて、モータを駆動するパルス信号を制御する制御部を備えたモータ制御装置において、前記制御部は、前記パルス信号の周波数を整数倍した所定周波数が、前記ラジオ局の周波数を含む所定の周波数帯域内に含まれていると判断した場合には、前記パルス信号の周波数を変更するとともに、前記パルス信号のデューティ比を一定に保つように、前記モータを制御することを特徴とする。

0008

請求項2に係る発明は、モータは、乗員を拘束するベルト巻回する、ベルトリールを駆動するモータであり、制御部は、車両の走行状態を検知する走行状態検知部から、走行状態に関する情報を受けて、走行状態が緊急状態であると判断した場合には、パルス信号の周波数をそのまま一定に保つように、モータを制御することを特徴とする。

0009

請求項3に係る発明は、モータは、乗員を拘束するベルトを巻回する、ベルトリールを駆動するモータであり、制御部は、ベルトの装着状態を検知するベルト着用検知センサから、ベルトの装着状態に関する情報を受けて、ベルト着用あり状態からベルト着用無し状態に切り替わったと判断し、且つ、パルス信号の周波数を整数倍した所定周波数が、ラジオ局の周波数を含む所定の周波数帯域内に含まれていると判断した場合には、ベルトを収納するようにモータを制御することを特徴とする。

発明の効果

0010

請求項1に係る発明によれば、ラジオノイズとなるパルス信号の周波数を変更することで、ラジオノイズを低減することができる。
また、請求項1に係る発明によれば、比較的簡単な構成とすることができるため、モータ制御装置の製造コストを低減することができる。

0011

請求項2に係る発明によれば、車両が緊急状態である場合には、ラジオノイズが発生していたとしても、パルス信号の周波数をそのまま一定に保つ。即ち、パルス信号の周波数を変更しない。このため、緊急時におけるシートベルト巻き取り動作を円滑に行うことができる。

0012

請求項3に係る発明によれば、乗員がシートベルトを取り外した場合には、ベルトを収納するように、速やかにモータを制御する。このとき、必要に応じて、ラジオノイズとなるパルス信号の周波数を変更することができる。

図面の簡単な説明

0013

本発明に係る第1実施例のモータ制御装置を示すブロック図である。
パルス信号の周波数スペクトルを示すグラフである。
パルス信号の制御を説明する第1説明図である。
パルス信号の制御を説明する第2説明図である。
本発明に係る第2実施例のモータ制御装置を示すブロック図である。
本発明に係るモータ制御装置の第1フローチャートである。
本発明に係るモータ制御装置の第2フローチャートである。
パルス信号の制御を説明する第3説明図である。

0014

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。

0015

まず、実施例1に係るモータ制御装置を、図1に基づいて説明する。
図1に示すように、モータ制御装置10は、乗員が選局したラジオ局の周波数を検知するとともに、モータ11をパルス信号に基づいて制御する制御部12を備える。

0016

制御部12は、選局しているラジオ局の周波数に関する情報(以下、ラジオ周波数信号SRという。)を、ラジオ受信機13に要求すると、例えば、車内ネットワークの1つであるCAN14を介してラジオ周波数信号SRを受信する。このラジオ周波数信号SRに基づいて、制御部12は、選局しているラジオ局の周波数を判断することができる。

0017

なお、ラジオ周波数信号SRは、選局しているラジオ局の周波数だけでなく、ラジオを選局しているか否かを示す情報を含む。例えば、ある特定のラジオ局を選局している場合には、そのラジオ局の周波数と、ラジオを選局していることを示す「1」というフラグ情報が含まれる。一方、ラジオを選局していない場合には、ラジオを選局していないことを示す「0」というフラグ情報のみが含まれるが、「NULL」を示すラジオ局の周波数が含まれていても良い。

0018

制御部12は、ラジオ周波数信号SRに基づいて、モータ11を制御するものであるが、制御部12は、モータ11の動作モードに応じて、出力電圧であるパルス信号のパルス幅振幅、周波数を自由に変更することができ、PWM(パルス幅変調)制御であれば、出力電圧のパルス幅のデューティ比(パルス幅/周期)を変更して、モータ11をオンオフ制御することができる。また、PAM(パルス振幅変調)制御であれば、出力電圧の値(パルス振幅)を変更して、モータ11をオンオフ制御することができる。なお、設定するパルス信号のパルス幅、振幅及び周波数の値は、例えば、制御部12内の内蔵RAM等の記憶部(図示しない)に予め保存することができる(初期設定)。

0019

受信したラジオ周波数信号SRのフラグ情報が「1」である場合には、制御部12は、選局しているラジオ周波数と、予め設定されているパルス信号の周波数を比較検討する。そして、制御部12は、パルス信号の周波数の整数倍である所定周波数が、ラジオ周波数を含む所定の周波数帯域内に含まれているか否かを判断する。

0020

所定周波数がラジオ周波数を含む所定の周波数帯域内に含まれていると判断した場合には、パルス信号の周波数を変更するとともに、パルス信号のデューティ比を一定に保つように、モータを制御する。具体的な制御内容については、後述する。

0021

このような構成によれば、モータの回転速度を一定にすることができるとともに、パルス信号によるラジオノイズの発生を低減することができる。また、モータ制御装置を少ない部品で、かつ比較的簡単な構成とすることができるため、モータ制御装置の製造コストを低減することができる。

0022

次に、図2を参照しながら、モータを制御するパルス信号の波形(以下、パルス波という。)の高調波成分について説明する。ここで、nは整数であるとする。

0023

図2に示す、パルス波の周波数スペクトルから明らかなように、パルス波は、正弦波と異なり、多くの高調波成分を含んでいる。例えば、基本周波数をf1とするパルス波の場合には、nf1、(n+1)f1、(n+2)f1、(n+3)f1で示される高調波成分を含む。この高調波成分は、ノイズとして他の周辺回路に悪影響を与える場合がある。

0024

具体的には、例えばノイズの耐性が弱い、AMラジオ放送を選局しているときに、基本周波数が数kHzのパルス信号によってモータを制御する場合を考える。このとき、パルス信号の高調波成分がラジオノイズとなって、雑音を発生させてしまう可能性がある。従って、雑音発生の原因となる高調波成分を考慮する必要がある。

0025

高調波成分を考慮したパルス信号の制御を、図3及び図4を用いて説明する。
図3は、選局しているラジオ局のラジオ周波数と、モータを制御するパルス信号の高調波成分を比較したグラフである。ここで、n及びmは整数であるとする。

0026

ラジオ周波数f0を1242kHzとし、帯域幅を8kHzとすると、ラジオ周波数f0を含む所定の周波数帯域は、例えば1238kHz〜1246kHzで定められる。なお、帯域幅は、ラジオ受信機13の受信感度に応じて、決定することができる。

0027

ここで、予め設定されているパルス信号(以下、第1のパルス信号という。)S1の基本周波数f1を、例えば20kHzとする。このとき、高調波成分nf1(62×20kHz=1240kHz)は、一定の周波数帯域内(1238kHz〜1246kHz)に含まれる。ラジオの受信環境にもよるが、このように高調波が一定の周波数帯域内に含まれると、ラジオノイズとなって雑音を発生させてしまう場合がある。

0028

そこで、第1のパルス信号S1から、基本周波数f2(例えば、13kHz)からなるパルス信号(以下、第2のパルス信号という。)S2に変更する。このとき、第2のパルス信号S2の高調波成分である、mf2(96×13kHz=1248kHz)と、(m−1)f2(95×13kHz=1235kHz)はともに、所定の周波数帯域内(1238kHz〜1246kHz)に含まれない。この結果、高調波によるラジオノイズの発生を回避することができる。なお、基本周波数f2は、ラジオノイズが低減するように、予め、実験的に又は理論的に決定することができる。

0029

更に、図4に示すように、パルス信号の基本周波数をf1からf2に変更しても、デューティ比D1が一定となるように制御する。すなわち、第1のパルス信号S1の周期をT1(=1/f1)、オン時間をTON、第2のパルス信号S2の周期をT2(=1/f2)、オン時間をT’ONとすると、D1=TON/T1=T’ON/T2を満たすように制御する。

0030

デューティ比D1が一定であれば、単位時間当たりのモータ電流は常に一定となるため、モータの回転速度が変化することはない。従って、例え周波数が変わったとしても、モータを安定して作動させることができる。なお、デューティ比は、モータの動作モードに基づき、変更することができる。

0031

また、例えば、図5に示すように、モータ制御装置10は、加速度検知部16、衝突検知部17、及びベルト装着状態検知部19からの各信号に基づいて、モータ11を制御するパルス信号の周波数を変更するか否かを判断することもできる。

0032

ベルトリール15は、ハウジング(図示しない)内に回転可能に支持されており、モータ11の回転によって、巻回されたベルトを巻き取ることができるものである。
モータ11は、ベルトリール15を巻き取るモータとして説明するが、例えば、ハンドルを作動させるモータであっても良く、パワーウインドウを作動させるモータであっても良く、ワイパーを作動させるモータであっても良く、シートの移動を作動させるモータであっても良い。

0033

加速度検知部16及び衝突検知部17はともに、車両の走行状態を検知するものなので、走行状態検知部18の一種である。なお、走行状態検知部18は、加速度検知部16だけであっても良く、衝突検知部17だけであっても良い。

0034

加速度検知部16は、車両に発生した前後方向の加速度及び横方向(車幅方向)の加速度を検知するものである。このような加速度検知部16は、各方向の加速度信号SAを送信する。

0035

衝突検知部17は、車両が他の物体衝突する可能性を予知するものであり、例えば、車速センサレーダとの組み合わせの構成からなる。このような衝突検知部17は、衝突する可能性を予知したときに、衝突予知信号SCを送信する。

0036

ベルト装着状態検知部19は、乗員がシートベルトを装着しているか否かを検知するものである。このようなベルト装着状態検知部19は、例えば、シートベルトに個別に対応するバックル内に備えられている。ベルト装着状態検知部19は、乗員がシートベルトを装着したと検知したとき、又はシートベルトを取り外したと検知したときに、ベルト装着状態信号SBを送信する。

0037

次に、制御部12の制御フローを、図5を参照しながら、図6及び図7に基づいて説明する。
まず、図6を用いてシートベルトの取り外し動作(ここでは、便宜上「第1の動作モード」と呼ぶ)における制御を説明する。

0038

テップST01において、制御部12は、ベルト装着状態検知部19から、ベルト装着状態信号SBを受信する。受信が完了するとステップST02に進む。

0039

ステップST02において、制御部12は、ベルト装着状態信号SBに基づいて、乗員がシートベルトを装着している否かを判断することができる。もしシートベルト装着あり状態からシートベルト装着無し状態に切り替わった(つまり、「第1の動作モード」)と判断した場合には、シートベルトの巻き取り動作を開始するために、ステップST03に進む。

0040

ステップST03において、制御部12は、ラジオ受信機13に対してラジオ周波数に関する要求信号を送信した結果、その応答信号としてラジオ周波数信号SRを受信する。受信が完了すると、ステップST04に進む。

0041

ステップST04において、制御部12は、受信したラジオ周波数信号SRに基づいて、選局しているラジオ局の周波数f0を判断することができる。ここで、例えば基本周波数f1の高調波成分が、ラジオ局の周波数f0を含む所定の周波数帯域内に含まれているか否かと判断することができる。高調波成分が所定の周波数帯域内に含まれていると判断した場合にはステップST05に進む。一方、高調波成分が所定の周波数帯域内に含まれていないと判断した場合にはステップST06に進む。

0042

ステップST05において、制御部12は、パルス信号のデューティ比D1を一定にしたまま、パルス信号の高調波成分が所定の周波数帯域内に含まれないように、基本周波数をf1からf2に変更する。このように周波数を変更することでラジオノイズの発生を低減することができる。また、デューティ比を一定にすることでモータの回転速度を一定にすることができるため、例えばシートベルトの締め付けによる違和感を無くすことができる。

0043

ステップST06において、制御部12は、パルス信号のデューティ比D1を一定にするとともに、パルス信号の周波数f1も一定にする。このとき、パルス信号の高調波成分は所定の周波数帯域内に含まれていないため、周波数を変更する必要はない。

0044

ステップST07において、制御部12は、ステップST05又はステップST06で決定したパルス信号をモータ11に出力する。以上の制御によれば、ラジオノイズを発生させることも乗員に違和感を与えることもなく、円滑にシートベルトを取り外すことができる。

0045

次に、図7を用いて緊急状態(ここでは、便宜上「第2の動作モード」と呼ぶ)における制御について説明する。
ステップST11において、制御部12は、加速度検知部16から加速度信号SAを受信する。なお、加速度信号SAだけでなく、衝突検知部17から衝突予知信号SCを受信しても良い。受信が完了したらステップST12に進む。

0046

ステップST12において、制御部12は、加速度信号SA(又は衝突予知信号SC)に基づいて、例えば急ブレーキをかけた又は衝突の可能性がある等の緊急状態(つまり、「第2の動作モード」)であるか否かを判断することができる。「第2の動作モード」であると判断した場合には、ステップST13に進む。

0047

ステップST13において、制御部12は、パルス信号の基本周波数f1をそのまま一定に保つ。「第2の動作モード」であれば、仮にラジオノイズが発生していたとしても、急ブレーキ音等が発生するため、ラジオノイズを低減する必要はないからである。

0048

ステップST14において、制御部12は、基本周波数f1のパルス信号S1のまま、モータ11に出力する。「第2の動作モード」であるときは、ラジオ周波数信号SRを受信し、このラジオ周波数信号SRに基づいて、選局しているラジオ局の周波数f0とパルス信号の基本周波数f1の高調波成分とを比較するというステップ(図6のST03及びST04に相当する。)が必要ない。このため、緊急時におけるシートベルトの巻き取り動作を円滑に行うことができる。

0049

なお、上記実施例では、ラジオノイズの発生の有無を判断する際に、ラジオ周波数を含む所定の周波数帯域を基準として判断したが、例えば信号の利得を基準として判断しても差し支えない。

実施例

0050

図8に示すように、ラジオノイズの基準である基準利得をG0とする。ここで、パルス信号S1でモータを制御すると、ラジオ周波数f0での第1のパルス信号S1の利得G1は基準利得G0より大きいため(G1>G0)、ラジオノイズが発生してしまう。一方、第2のパルス信号S2でモータを制御すると、ラジオ周波数f0での第2のパルス信号S2の利得G2は基準利得G0より小さいため(G2<G0)、ラジオノイズが発生しない。この結果、モータを制御するパルス信号によるラジオノイズの発生を回避することができる。

0051

本発明のモータ制御装置は、パルス信号の周波数を変更することによって、簡単な構成でありながら、ラジオノイズの発生を低減させるのに好適である。

0052

10…モータ制御装置、11…モータ、12…制御部、13…ラジオ受信機、15…ベルトリール、18…走行状態検知部、19…ベルト装着状態検知部。

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