JP2011109881A - Dc motor ripple detector, method, program - Google Patents
Dc motor ripple detector, method, program Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011109881A JP2011109881A JP2009265224A JP2009265224A JP2011109881A JP 2011109881 A JP2011109881 A JP 2011109881A JP 2009265224 A JP2009265224 A JP 2009265224A JP 2009265224 A JP2009265224 A JP 2009265224A JP 2011109881 A JP2011109881 A JP 2011109881A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ripple
- frequency
- cutoff frequency
- period
- bandpass filter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
Abstract
Description
本発明は、直流モータの電機子電流に含まれる電流リップルを検出する装置、方法、およびプログラムに関する。 The present invention relates to an apparatus, a method, and a program for detecting a current ripple included in an armature current of a DC motor.
直流モータの一種に、回転電機子にコンミテータを備えてブラシから通電方向を切り換える方式の直流ブラシモータがあり、例えば車両用シート装置のシートスライド用やリクライニング角度調整用などに適用されている。直流ブラシモータでは、回転電機子が回転してブラシとコンミテータの接触が切り替わることに起因して電流リップルが発生し、電機子電流に重畳する。したがって、直流の電機子電流に含まれる交流分の電流リップルを抽出して波形整形し、極大点、極小点、ゼロクロス点などの特異点を検出することにより、回転電機子の回転位相を知ることができ、回転位相センサや累積回転量センサの代わりになる。つまり、これらのセンサを別途設ける必要がなくなり、上記例では車両用シート装置が簡素となり、製作コストを低減できる。 As one type of DC motor, there is a DC brush motor of a type in which a rotating armature is provided with a commutator and the energization direction is switched from a brush, and is applied to, for example, a seat slide or a reclining angle adjustment of a vehicle seat device. In a DC brush motor, a current ripple is generated due to the rotating armature rotating and the contact between the brush and the commutator switching, and is superimposed on the armature current. Therefore, the rotational phase of the rotating armature can be known by extracting the current ripple for AC included in the DC armature current, shaping the waveform, and detecting singular points such as maximum points, minimum points, and zero-cross points. It can be used in place of a rotational phase sensor or a cumulative rotational amount sensor. That is, it is not necessary to separately provide these sensors, and in the above example, the vehicle seat device is simplified, and the manufacturing cost can be reduced.
しかしながら、電機子電流には電流リップルだけでなく低周波ノイズや高周波ノイズも重畳する場合が多い。例えば、4極10スロットの直流モータにおいては、電気角の360°ではなく720°で構造上のトポロジーをもつため、720°を周期とする電流成分が重畳する。換言すれば、リップル周波数の1/2の周波数をもつ低周波ノイズ(1/2周波数ノイズ)が電機子電流に重畳する。また、リップル周波数の2倍や4倍の周波数をもつ高周波ノイズ(n倍周波数ノイズ)が電機子電流に重畳することも往々にしてある。本願出願人は、このようなノイズの影響を受けずに電流リップルを検出する装置の例を特許文献1および2に開示している。
However, not only current ripple but also low frequency noise and high frequency noise are often superimposed on the armature current. For example, a 4-pole 10-slot DC motor has a structural topology with an electrical angle of 720 ° instead of 360 °, and therefore a current component having a period of 720 ° is superimposed. In other words, low frequency noise (1/2 frequency noise) having a frequency that is 1/2 of the ripple frequency is superimposed on the armature current. In addition, high-frequency noise having a frequency twice or four times the ripple frequency (n-times frequency noise) is often superimposed on the armature current. The applicant of the present application discloses examples of devices that detect current ripples without being affected by such noise in
特許文献1の直流モータのリップル検出装置は、第1および第2のローパスフィルタ、第1および第2のリップル信号生成部、遮断周波数制御部、およびリップル検出部を備えている。遮断周波数制御部は、検出対象のリップル周波数と除去対象のノイズのノイズ周波数との比に対応するように、第2および第1のローパスフィルタの遮断周波数比を設定し、リップル検出部は、第1および第2のリップル信号生成部が生成したリップル信号のリップル周期の比を前記の遮断周波数比と比較して、一方のリップル信号を選択するように構成されている。これにより、第1および第2のリップル信号生成部が生成したリップル信号のいずれに検出対象のリップルが含まれるかを判断して、リップルを高精度に検出することができる、とされている。
The ripple detection device for a DC motor disclosed in
また、特許文献2の直流モータの回転状態検出装置は、遮断周波数演算手段、遮断周波数設定手段、フィルタ手段、回転状態検出手段、回転状態判定手段、および遮断周波数更新手段を備え、直流モータが定常回転をしていないときにのみフィルタ手段の遮断周波数の変更を許可するようにしている。したがって、回転状態に応じて遮断周波数の変更可否を制御し、また、定常回転状態ではノイズ成分を遮断して正確にリップルを検出できる。これにより、フィルタ手段の遮断周波数がリップル周波数よりも低周波側へ誤って設定され、最終的に低周波ノイズの周波数に設定されてしまうおそれを解決できる、とされている。
The DC motor rotation state detection device of
ところで、特許文献1のリップル検出装置では、除去対象とするノイズ周波数を予め想定して第2および第1のローパスフィルタの遮断周波数比を設定するので、想定外の周波数のノイズが重畳すると不具合が生じ得る。また、ローパスフィルタを用いるため、電機子電流の直流分に応じた広いダイナミックレンジが必要となり、加えて、頻発しあるいは常在する低周波領域のノイズへの対策が必要となって、回路規模が大きくなりコストが上昇する。
By the way, in the ripple detection device of
また、特許文献2の実施形態では、リップルパルス整形回路出力のパルス間時間の逆数を実リップル周波数として、フィルタ手段の遮断周波数を演算している。この方法によると、例えばノイズが重畳してこれをフィルタ手段で除去しきれない場合、実リップル周波数を誤って検出し、ノイズが消えても元の正しい遮断周波数に復帰できなくなるおそれがある。例えば、一過性のノイズにより、実リップル周波数を誤って1/2に検出すると、遮断周波数を1/2周波数に合わせて制御してしまう。すると、フィルタは、本来のリップル周波数を有する信号を遮断して1/2周波数ノイズだけを通過させるので、一過性のノイズが消えた後もリップル周波数を検出できなくなってしまう。つまり、1/2周波数ロックしてしまうおそれが皆無でない。発明者が得た知見によれば、高周波ノイズよりも1/2周波数ノイズの影響を最も受けやすく、一時的に誤って1/2周波数に制御することがあっても、ロック状態を回避して確実に復帰することが肝要と考えられる。
In the embodiment of
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、リップル周波数の1/2の周波数をもつノイズなどに影響されずに、リップル周波数を高精度に検出してフィルタ部の遮断周波数を高精度に制御するとともに、精度の高いリップル周期を利用に供することができる直流モータのリップル検出装置、リップル検出方法、およびリップル検出プログラムを提供することを解決すべき課題とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems. The ripple frequency is detected with high accuracy and the cut-off frequency of the filter unit can be set with high accuracy without being affected by noise having a frequency half the ripple frequency. It is an object to be solved to provide a ripple detection device, a ripple detection method, and a ripple detection program for a DC motor that can be controlled and used with a highly accurate ripple cycle.
上記課題を解決する請求項1に係る直流モータのリップル検出装置の発明は、直流モータの電機子電流に含まれる電流リップルを抽出してリップル波形を求める遮断周波数可変のフィルタ部と、前記リップル波形に基づいてリップル周期を求めるリップル周期検出部と、前記リップル周期に基づいて前記フィルタ部の前記遮断周波数を制御する遮断周波数制御部と、を備える直流モータのリップル検出装置であって、前記フィルタ部は、下側遮断周波数および上側遮断周波数が互いに異なる第1バンドパスフィルタおよび第2バンドパスフィルタを有し、前記リップル周期検出部は、前記第1バンドパスフィルタが求めた第1リップル波形に基づいて第1リップル周期を求める第1リップル周期検出部、ならびに前記第2バンドパスフィルタが求めた第2リップル波形に基づいて第2リップル周期を求める第2リップル周期検出部を含み、前記遮断周波数制御部は、前記第2リップル周期の逆数である第2リップル周波数を演算して基本周波数とする基本周波数演算手段と、前記第1バンドパスフィルタの下側遮断周波数を前記基本周波数以下に制御しかつ前記第1バンドパスフィルタの上側遮断周波数を前記基本周波数よりも大きく制御する第1遮断周波数制御手段と、前記第2バンドパスフィルタの下側遮断周波数を前記基本周波数よりも大きく制御する第2遮断周波数制御手段とを有する、ことを特徴とする。
An invention of a ripple detection apparatus for a DC motor according to
請求項2に係る発明は、請求項1において、前記第1遮断周波数制御手段は、前記第1バンドパスフィルタの前記下側遮断周波数を前記基本周波数の0.5倍を越え1倍以下に制御し、かつ前記第1バンドパスフィルタの前記上側遮断周波数を前記基本周波数の2倍以上に制御し、前記第2遮断周波数制御手段は、前記第2バンドパスフィルタの前記下側遮断周波数を前記基本周波数の1倍を越え2倍以下に制御する、ことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the first cut-off frequency control means controls the lower cut-off frequency of the first bandpass filter to be more than 0.5 times the basic frequency and less than one time. And the upper cutoff frequency of the first bandpass filter is controlled to be twice or more of the fundamental frequency, and the second cutoff frequency control means sets the lower cutoff frequency of the second bandpass filter to the fundamental frequency. The frequency is controlled to exceed 1 and 2 times or less.
請求項3に係る発明は、請求項2において、前記第1遮断周波数制御手段は、前記第1バンドパスフィルタの前記下側遮断周波数を前記基本周波数に近い周波数に制御し、前記第2遮断周波数制御部は、前記第2バンドパスフィルタの前記下側遮断周波数を前記基本周波数の2倍に近い周波数に制御する、ことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the first cutoff frequency control means controls the lower cutoff frequency of the first bandpass filter to a frequency close to the fundamental frequency, and the second cutoff frequency. The control unit controls the lower cutoff frequency of the second bandpass filter to a frequency close to twice the fundamental frequency.
請求項4に係る発明は、請求項1〜3のいずれか一項において、前記第1リップル周期検出部は、前記第1リップル波形の振幅に基づいた閾値を保持し、前記第1リップル波形の極大点または極小点からの変化量が前記閾値に達するタイミングを検出し、該タイミングの発生間隔を前記第1リップル周期とすることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the first ripple period detection unit holds a threshold value based on an amplitude of the first ripple waveform, and the first ripple waveform The timing at which the amount of change from the maximum point or the minimum point reaches the threshold is detected, and the generation interval of the timing is set as the first ripple period.
請求項5に係る発明は、請求項1〜4のいずれか一項において、前記第2リップル周期検出部は、前記第2リップル波形におけるゼロクロス点の発生間隔を前記第2リップル周期とすることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the second ripple cycle detection unit sets a generation interval of a zero cross point in the second ripple waveform as the second ripple cycle. Features.
請求項6に係る発明は、請求項1〜5のいずれか一項において、前記遮断周波数制御部は遮断周波数確認手段を有し、該遮断周波数確認手段は、前記第1リップル周期の逆数である第1リップル周波数を演算し、該第1リップル周波数が前記基本周波数に概ね一致していることを確認することにより、前記第1バンドパスフィルタおよび前記第2バンドパスフィルタの前記下側遮断周波数および前記上側遮断周波数が適正であると判定することを特徴とする。
The invention according to claim 6 is the invention according to any one of
請求項7に係る発明は、請求項1〜6のいずれか一項において、前記第2リップル周期検出部は、複数の前記第2リップル周期を平均した平均リップル周期を演算する平均値演算手段を有し、前記遮断周波数制御部の前記基本周波数演算手段は、前記平均リップル周期の逆数を前記基本周波数とすることを特徴とする。 The invention according to a seventh aspect is the invention according to any one of the first to sixth aspects, wherein the second ripple period detecting unit includes an average value calculating means for calculating an average ripple period obtained by averaging a plurality of the second ripple periods. And the fundamental frequency calculating means of the cut-off frequency control unit uses the inverse of the average ripple period as the fundamental frequency.
請求項8に係る直流モータのリップル検出方法の発明は、直流モータの電機子電流に含まれる電流リップルを抽出してリップル波形を求める遮断周波数可変の第1バンドパスフィルタおよび第2バンドパスフィルタと、前記リップル波形に基づいてリップル周期を求めるリップル周期検出部と、前記リップル周期に基づいて前記第1バンドパスフィルタおよび前記第2バンドパスフィルタの前記遮断周波数を制御する遮断周波数制御部と、を備える直流モータのリップル検出装置を用いたリップル検出方法であって、前記第1バンドパスフィルタにより第1リップル波形を求める第1リップル波形取得ステップと、前記第2バンドパスフィルタにより第2リップル波形を求める第2リップル波形取得ステップと、 前記第1リップル波形に基づいて第1リップル周期を求める第1リップル周期検出ステップと、前記第2リップル波形に基づいて第2リップル周期を求める第2リップル周期検出ステップと、前記第2リップル周期の逆数である第2リップル周波数を演算して基本周波数とする基本周波数演算ステップと、前記第1バンドパスフィルタの下側遮断周波数を前記基本周波数以下に制御しかつ前記第1バンドパスフィルタの上側遮断周波数を前記基本周波数よりも大きく制御する第1遮断周波数制御ステップと、前記第2バンドパスフィルタの下側遮断周波数を前記基本周波数よりも大きく制御する第2遮断周波数制御ステップと、を有することを特徴とする。 An invention of a ripple detection method for a DC motor according to an eighth aspect of the present invention includes a first bandpass filter and a second bandpass filter with variable cut-off frequency that extract a current ripple included in an armature current of a DC motor and obtain a ripple waveform. A ripple period detection unit that obtains a ripple period based on the ripple waveform; and a cutoff frequency control unit that controls the cutoff frequency of the first bandpass filter and the second bandpass filter based on the ripple period. A ripple detection method using a ripple detection device for a DC motor provided with a first ripple waveform acquisition step for obtaining a first ripple waveform by the first bandpass filter, and a second ripple waveform by the second bandpass filter. A second ripple waveform obtaining step to be obtained, and a step based on the first ripple waveform. A first ripple period detecting step for obtaining a first ripple period, a second ripple period detecting step for obtaining a second ripple period based on the second ripple waveform, and a second ripple frequency that is the reciprocal of the second ripple period. A fundamental frequency calculating step for calculating a fundamental frequency by calculating a lower cutoff frequency of the first bandpass filter to be equal to or lower than the fundamental frequency and an upper cutoff frequency of the first bandpass filter to be lower than the fundamental frequency. And a first cutoff frequency control step for largely controlling, and a second cutoff frequency control step for controlling a lower cutoff frequency of the second bandpass filter to be larger than the fundamental frequency.
請求項9に係る直流モータのリップル検出プログラムの発明は、請求項8の各ステップをコンピュータに実行させることを特徴とする。 The invention of a ripple detection program for a DC motor according to a ninth aspect causes a computer to execute the steps of the eighth aspect.
請求項1に係る直流モータのリップル検出装置の発明では、遮断周波数制御部は、第2バンドパスフィルタの第2リップル波形から基本周波数を求め、第1バンドパスフィルタの下側遮断周波数を基本周波数以下に制御しかつ上側遮断周波数を基本周波数よりも大きく制御し、第2バンドパスフィルタの下側遮断周波数を基本周波数よりも大きく制御する。つまり、第1バンドパスフィルタにおいて基本周波数が通過周波数帯域に入るように制御し、第2バンドパスフィルタにおいて基本周波数が通過周波数帯域の下側となるように制御する。
In the invention of the ripple detection apparatus for a DC motor according to
これにより、第1バンドパスフィルタは、第1リップル波形の基本周波数の信号成分を減衰させず、1/2周波数のノイズ成分を減衰させることができる。一方、第2バンドパスフィルタは、第2リップル波形に含まれる基本周波数の信号成分を減衰させるが、基本周波数より低い周波数、例えば1/2周波数のノイズ成分をさらに減衰させることができる。したがって、低周波ノイズの影響を受けずに基本周波数を高精度に検出でき、1/2周波数ロックが生じることもなく、第1バンドパスフィルタの下側および上側遮断周波数を正確にフィードバック制御できる。また、常に高精度にフィードバック制御された第1バンドパスフィルタから高精度な第1リップル波形が出力されるため、正確なリップル周期を確実に求めて利用に供することができ、直流モータの累積回転量、回転位相、および回転速度などを高精度に演算できる。 As a result, the first band pass filter can attenuate the noise component of ½ frequency without attenuating the signal component of the fundamental frequency of the first ripple waveform. On the other hand, the second bandpass filter attenuates the signal component of the fundamental frequency included in the second ripple waveform, but can further attenuate the noise component having a frequency lower than the fundamental frequency, for example, a 1/2 frequency. Therefore, the fundamental frequency can be detected with high accuracy without being affected by low frequency noise, and the lower and upper cut-off frequencies of the first bandpass filter can be accurately feedback controlled without causing a 1/2 frequency lock. In addition, since the first band-pass filter that is always feedback controlled with high accuracy outputs the first ripple waveform with high accuracy, the accurate ripple period can be reliably obtained and used, and the cumulative rotation of the DC motor can be used. The amount, rotational phase, rotational speed, etc. can be calculated with high accuracy.
請求項2に係る発明では、第1遮断周波数制御手段は、第1バンドパスフィルタの下側遮断周波数を基本周波数の0.5倍を越え1倍以下に制御し、上側遮断周波数を基本周波数の2倍以上に制御し、第2遮断周波数制御手段は、第2バンドパスフィルタの下側遮断周波数を基本周波数の1倍を越え2倍以下に制御する。さらに、請求項3に係る発明では、第1遮断周波数制御手段は、第1バンドパスフィルタの下側遮断周波数を基本周波数に近い周波数に制御し、第2遮断周波数制御部は、第2バンドパスフィルタの下側遮断周波数を基本周波数の2倍に近い周波数に制御する、
In the invention according to
これにより、第1バンドパスフィルタ2は、第1リップル波形が有する基本周波数の信号成分を減衰させず、1/2周波数のノイズ成分を大きく減衰させるので、S/N比を大幅に改善できる。また、一過性のノイズなどにより誤って基本周波数が1/2となっても、上側遮断周波数は正規の基本周波数以上に制御され、正規の基本周波数を通過させるので、リップル検出を正しく行える。一方、第2バンドパスフィルタ4では、誤って基本周波数が1/2となった場合、下側遮断周波数は正規の基本周波数の0.5倍を越え1倍以下の周波数に制御される。したがって、正規の基本周波数よりも1/2周波数ノイズを大きく減衰させるので、一過性のノイズが消えた後には確実に復帰できる。
Thereby, the first
請求項4に係る発明では、第1リップル周期検出部は、第1リップル波形の振幅に基づいた閾値を保持し、第1リップル波形の極大点または極小点からの変化量が閾値に達するタイミングを検出し、該タイミングの発生間隔を第1リップル周期とする。この振幅検出ロジックによれば、仮にノイズの重畳などによりて第1リップル波形に微少な増減振動が重畳しても、閾値に達する程の増減とはならず、第1リップル周期の精度を確保できる。代わりにゼロクロス点検出ロジックや、極大点検出ロジックまたは極小点検出ロジックを用いた場合、微少な増減振動により多数のゼロクロス点や、極大点または極小点が発生し、そのたびに誤ってリップル周期を求めてしまうおそれがある。
In the invention which concerns on
請求項5に係る発明では、第2リップル周期検出部は、第2リップル波形におけるゼロクロス点の発生間隔を第2リップル周期とする。このゼロクロス点検出ロジックによれば、第2バンドパスフィルタから出力される基本周波数の信号成分が減衰した第2リップル波形でも、確実に第2リップル周期および基本周波数を求めることができる。つまり、第2リップル波形の振幅は小さいので、前述の振幅検出ロジックや極大点検出ロジック、極小点検出ロジックよりもゼロクロス点検出ロジックのほうが検出の確実性が高い。
In the invention which concerns on
請求項6に係る発明では、遮断周波数確認手段は、第1リップル周期の逆数で演算した第1リップル周波数が基本周波数に概ね一致していることを確認することにより、第1および第2バンドパスフィルタの下側および上側遮断周波数が適正であると判定する。本来、第1および第2バンドパスフィルタでノイズを除去できていれば、第1リップル波形と第2リップル波形は振幅が異なる相似波形になり、第1リップル周波数と基本周波数(第2リップル周波数)は概ね同一となる。このことを利用して各遮断周波数の制御状況を確認することができ、装置の動作信頼性を高めることができる。 In the invention according to claim 6, the cut-off frequency confirmation means confirms that the first ripple frequency calculated by the reciprocal of the first ripple period substantially matches the fundamental frequency, whereby the first and second bandpass It is determined that the lower and upper cutoff frequencies of the filter are appropriate. Originally, if the first and second bandpass filters can remove noise, the first ripple waveform and the second ripple waveform are similar waveforms having different amplitudes, and the first ripple frequency and the fundamental frequency (second ripple frequency). Are generally the same. By utilizing this fact, the control status of each cutoff frequency can be confirmed, and the operation reliability of the apparatus can be improved.
請求項7に係る発明では、第2リップル周期検出部は複数の第2リップル周期を平均した平均リップル周期を演算し、遮断周波数制御部の基本周波数演算手段は平均リップル周期の逆数を基本周波数とする。このため、個々の第2リップル周期がジッタ成分などの原因でばらつき、あるいは電流リップルを検出できないリップル抜けが発生したり、ノイズを電流リップルと誤って検出するリップル増しが発生したりしても、平均リップル周期の変動は小さい。したがって、ばらつきやノイズの影響を低減して基本周波数を高精度に検出できる。
In the invention according to
請求項8に係る直流モータのリップル検出方法の発明は、第1リップル波形取得ステップ、第2リップル波形取得ステップ、第1リップル周期検出ステップ、第2リップル周期検出ステップ、基本周波数演算ステップ、第1遮断周波数制御ステップ、および第2遮断周波数制御ステップを有する。したがって、請求項1と同様の効果が生じる。 The invention of a ripple detection method for a DC motor according to claim 8 includes a first ripple waveform acquisition step, a second ripple waveform acquisition step, a first ripple cycle detection step, a second ripple cycle detection step, a fundamental frequency calculation step, It has a cut-off frequency control step and a second cut-off frequency control step. Therefore, an effect similar to that of the first aspect is produced.
請求項9に係る直流モータのリップル検出プログラムの発明では、請求項8の各ステップをコンピュータに実行させることができる。 In the invention of the ripple detection program for a DC motor according to claim 9, each step of claim 8 can be executed by a computer.
本発明を実施するための実施形態を、図1〜図7を参考にして説明する。図1は、本発明の実施形態の直流モータのリップル検出装置1を説明するブロック図である。直流モータ91は、図略の車両用シート装置のシートスライド用に適用されており、通常一定の直流電圧を印加して一定回転速度で用いるものである。リップル検出装置1は、直流モータ91を制御する制御装置の一部としてカスタムICの形態で構成され、モータ制御CPU99の制御で動作するようになっている。リップル検出装置1は、第1バンドパスフィルタ2、第1リップル周期検出部3、第2バンドパスフィルタ4、第2リップル周期検出部5、遮断周波数制御部7などの機能ブロックを備えている。
An embodiment for carrying out the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram illustrating a DC motor
リップル検出装置1において、第1バンドパスフィルタ2および第1リップル周期検出部3は、直流モータ91の電機子電流Imに含まれる電流リップルから第1リップル周期Tr1を検出してモータ制御CPU99に受け渡す機能を担っている。また、第2バンドパスフィルタ4以降の機能ブロックは、電流リップルからリップル周波数を検出して基本周波数f0とし、基本周波数f0を基にして第1バンドパスフィルタ2の遮断周波数f1CL、f1CHを正確にフィードバック制御する機能を担っている。
In the
第1バンドパスフィルタ2は、遮断周波数制御部7からの制御により遮断周波数が可変とされるディジタルフィルタである。第1バンドパスフィルタ2は、下側遮断周波数f1CLのハイパスフィルタHPF1、および上側遮断周波数f1CHのローパスフィルタLPF1の組み合わせにより構成され、通過周波数帯域f1は下側遮断周波数f1CLと上側遮断周波数f1CHの間に制限されている(f1CL≦f1≦f1CH)。第1バンドパスフィルタ2の低周波数側遮断特性は1次フィルタで実現され、20db/decの減衰特性を有する。また、高周波数側遮断特性は4次フィルタで実現され、−80db/decの減衰特性を有する。
The first
同様に、第2バンドパスフィルタ4も、下側遮断周波数f2CLのハイパスフィルタHPF2、および上側遮断周波数f2CHのローパスフィルタLPF2の組み合わせにより構成され、通過周波数帯域f2は下側遮断周波数f2CLと上側遮断周波数f2CHの間に制限されている(f2CL≦f2≦f2CH)。第2バンドパスフィルタ4の遮断特性は第1バンドパスフィルタ2と同様であり、低周波数側で20db/dec、高周波数側で−80db/decの減衰特性を有する。
Similarly, the second band-
第1バンドパスフィルタ2および第2バンドパスフィルタ4には、それぞれ直流モータ91の電機子電流Imに相当する波形が入力され、フィルタリング後の第1リップル波形Ir1および第2リップル波形Ir2が出力される。
The first band-
第1リップル周期検出部3は、第1バンドパスフィルタ2から出力された第1リップル波形Ir1に基づいて第1リップル周期Tr1を求めるものである。図2は、第1リップル周期検出部で振幅検出ロジックにより第1リップル周期Tr1を求める方法を説明する図である。図中の横軸は共通の時間tを示し、上側のグラフの(1)は直流モータ91の電機子電流Im、(2)は第1パルス信号IP1を示し、下側のグラフの(3)は第1リップル波形Ir1、(4)は閾値レベルYを示している。閾値レベルYは、第1リップル波形Ir1の振幅に基づいた閾値Wを反映するパラメータ量である。電流リップルは一定回転状態においても或る程度のばらつきを有するため、本実施形態では一定回転状態における第1リップル波形Ir1の振幅の平均値を閾値Wとしている。なお、振幅の平均値に所定の倍率を乗じて閾値Wとすることもできる。
The first ripple
図2において、まず、第1バンドパスフィルタ2により電機子電流Imから直流分およびノイズが除去されて第1リップル波形Ir1が出力される。次に、第1リップル周期検出部3内において、時刻t1で第1リップル波形Ir1が減少して閾値レベルYの正側から負側にクロスすると、閾値レベルYに閾値Wを加算する。この後、第1リップル波形Ir1がさらに減少して時刻t2で極小点Pminに達するまで、閾値レベルYを平行して減少させる。そして、時刻t2で第1リップル波形Ir1が増加に転じても、閾値レベルYを変化させず一定レベルに保つ。時刻t3で第1リップル波形Ir1が閾値レベルYの負側から正側にクロスすると、閾値レベルYから閾値Wを減算するとともに、第1パルス信号IP11を出力する。この後、第1リップル波形Ir1がさらに増加して時刻t4で極大点Pmaxに達するまで、閾値レベルYを平行して増加させる。そして、時刻t4で第1リップル波形Ir1が減少に転じても、閾値レベルYは変化させず一定レベルに保つ。時刻t5で第1リップル波形Ir1が閾値レベルYの正側から負側にクロスすると、再び閾値レベルYに閾値Wを加算する。
In FIG. 2, first, the first band-
この後、時刻t1〜t5と同様の処理を繰り返す。これにより、時刻t6で次の第1パルス信号IP12を出力し、時刻t7でさらに次の第1パルス信号IP13を出力する。第1リップル周期検出部3は、隣接する第1パルス信号IP11、IP12、IP13の発生間隔を逐次検出して第1リップル周期Tr1とする(Tr1=t6−t3、Tr1=t7−t6)。
Thereafter, the same processing as at times t1 to t5 is repeated. Accordingly, the next first pulse signal IP12 is output at time t6, and the next first pulse signal IP13 is further output at time t7. The first ripple
この振幅検出ロジックによれば、時刻t1で第1リップル波形Ir1が閾値レベルYよりも小さくなった後、第1リップル波形Ir1が閾値W分だけ増加した時点で初めて第1パルス信号IP11を出力する。したがって、時刻t1以降に第1リップル波形にノイズが重畳して微少な増減振動が発生しても、誤って第1パルス信号IP11を出力するおそれがない。閾値レベルYに代えて単純なゼロレベルの閾値を用いた場合、時刻t1以降に第1リップル波形に微少な増減振動が発生すると、ゼロクロス点が多数発生するおそれがある。また、極大点検出ロジックまたは極小点検出ロジックを用いた場合、増減振動により多数の極大点または極小点が発生するおそれがある。このように、振幅検出ロジックは、ノイズに起因する微少な増減振動のおそれがある第1リップル波形に対して高い検出精度を有する。 According to this amplitude detection logic, after the first ripple waveform Ir1 becomes smaller than the threshold level Y at time t1, the first pulse signal IP11 is output only when the first ripple waveform Ir1 increases by the threshold value W. . Therefore, even if noise is superimposed on the first ripple waveform after time t1 and a slight increase / decrease vibration occurs, there is no possibility that the first pulse signal IP11 is erroneously output. When a simple zero level threshold is used instead of the threshold level Y, if a slight increase / decrease vibration occurs in the first ripple waveform after time t1, a large number of zero cross points may occur. Further, when the local maximum point detection logic or the local minimum point detection logic is used, there is a possibility that a large number of local maximum points or local minimum points may be generated due to increase / decrease vibration. As described above, the amplitude detection logic has high detection accuracy with respect to the first ripple waveform that may cause a slight increase / decrease vibration due to noise.
一方、第2リップル周期検出部5は、第2バンドパスフィルタ4から出力された第2リップル波形Ir2に基づいて個々の第2リップル周期Tr2を求め、さらに平均リップル周期Tavを求めるものである。図1に示されるように、第2リップル周期検出部5は、リップル周期演算手段51および中央選択平均値演算手段56を有している。図3は、第2リップル周期検出部5のリップル周期演算手段51でゼロクロス点検出ロジックにより第2リップル周期Tr2を求める方法を説明する図である。図中の横軸は共通の時間tを示し、上側のグラフの(1)は直流モータ91の電機子電流Im、(2)は第2パルス信号IP2を示し、下側のグラフの(3)は第2リップル波形Ir2、(4)はゼロ点閾値レベルZを示している。ゼロ点閾値レベルZは、閾値をゼロレベルから±△Z分だけ微調整するパラメータ量である。
On the other hand, the second
図3において、まず、第2バンドパスフィルタ4により電機子電流Imから直流分およびノイズが除去されて第2リップル波形Ir2が出力される。次に、リップル周期演算手段51内において、時刻t11で第2リップル波形Ir2が減少してゼロ点閾値レベルZの正側から負側にクロスすると、ゼロ点閾値レベルZをゼロよりもわずかに高いレベル+△Zに設定する。この後、第2リップル波形Ir2は、さらに減少したのち増加に転じる。時刻t12で、第2リップル波形Ir2がゼロ点閾値レベルZの負側から正側にクロスすると、ゼロ点閾値レベルZをゼロよりもわずかに低いレベル−△Zに設定するとともに、第2パルス信号IP21を出力する。この後、第2リップル波形Ir2は、さらに増加したのち減少に転じる。時刻t13で、第2リップル波形Ir2がゼロ点閾値レベルZの正側から負側にクロスすると、ゼロ点閾値レベルZを+△Zに設定する。
In FIG. 3, first, the DC component and noise are removed from the armature current Im by the second
この後、時刻t11〜t13と同様の処理を繰り返す。これにより、時刻t14で次の第2パルス信号IP22を出力し、時刻t15でさらに次の第2パルス信号IP23を出力する。リップル周期演算手段51は、隣接する第2パルス信号IP21、IP22、IP23の発生間隔を逐次検出して第2リップル周期Tr2とする(Tr2=t14−t12、Tr1=t15−t14)。 Thereafter, the same processing as at times t11 to t13 is repeated. Thus, the next second pulse signal IP22 is output at time t14, and the next second pulse signal IP23 is further output at time t15. The ripple period calculation means 51 sequentially detects the generation intervals of the adjacent second pulse signals IP21, IP22, and IP23 to obtain the second ripple period Tr2 (Tr2 = t14-t12, Tr1 = t15-t14).
上述のゼロ点閾値レベルZを±△Z分だけ微調整するゼロクロス点検出ロジックによれば、第2リップル波形にノイズが重畳して微少な増減振動が発生しても、誤って第2パルス信号IP2を出力するおそれがない。第2リップル波形は、第2バンドパスフィルタで基本周波数f0の信号成分が減衰するので、その振幅は小さい。したがって、振幅検出ロジックや極大点検出ロジック、極小点検出ロジックよりもゼロクロス点検出ロジックのほうが検出の確実性が高い。 According to the zero crossing point detection logic for finely adjusting the zero point threshold level Z by ± ΔZ, the second pulse signal is mistakenly generated even if a slight increase / decrease vibration occurs due to noise superimposed on the second ripple waveform. There is no risk of outputting IP2. The second ripple waveform has a small amplitude because the signal component of the fundamental frequency f0 is attenuated by the second bandpass filter. Therefore, the zero-cross point detection logic is more reliable than the amplitude detection logic, the maximum point detection logic, and the minimum point detection logic.
また、中央選択平均値演算手段56は、一定数の第2リップル周期Tr2のうち、大きな側と小さな側からそれぞれ所定数を取り除いて、中央の第2リップル周期Tr2の平均値を求め、平均リップル周期Tavとする。具体的には、12個の第2リップル周期Tr2のうち、大きな側と小さな側からそれぞれ4個を取り除いて、中央の4個の第2リップル周期Tr2の平均値を求め、平均リップル周期Tavとする。中央選択平均値演算手段56は、求めた平均リップル周期Tavを遮断周波数制御部7の基本周波数演算手段71に送る。
Further, the center selection average value calculation means 56 obtains an average value of the center second ripple period Tr2 by removing a predetermined number from the larger side and the smaller side of the fixed number of second ripple periods Tr2, and calculates the average ripple. The period is Tav. Specifically, four of the twelve second ripple periods Tr2 are removed from the larger side and the smaller side, respectively, and an average value of the four central second ripple periods Tr2 is obtained, and the average ripple period Tav and To do. The center selection average value calculation means 56 sends the obtained average ripple period Tav to the basic frequency calculation means 71 of the cutoff
遮断周波数制御部7は、基本周波数演算手段71、第1遮断周波数制御手段72、第2遮断周波数制御手段73、および遮断周波数確認手段74を有する。基本周波数演算手段71は、平均値演算手段56から送られた平均リップル周期Tavの逆数を求めて基本周波数f0とする。
The cut-off
第1遮断周波数制御手段72は、基本周波数f0が第1バンドパスフィルタ2の通過周波数帯域f1に入るように、下側遮断周波数f1CLおよび上側遮断周波数f1CHを制御する。具体的には、図4に示されるように、下側遮断周波数f1CL=基本周波数f0、上側遮断周波数f1CH=2.4×基本周波数f0、に制御する。また、第2遮断周波数制御手段73は、基本周波数f0が通過周波数帯域f2の下側となるように、第2バンドパスフィルタ4の下側遮断周波数f2CLおよび上側遮断周波数f2CHを制御する。具体的には、図5に示されるように、下側遮断周波数f2CL=2×基本周波数f0、上側遮断周波数f2CH=4.8×基本周波数f0、に制御する。ここで、上側遮断周波数f2CHは、基本周波数f0の2倍以上となっている。したがって、誤って基本周波数f0が1/2となった場合に正規の基本周波数を通過させ、1/2周波数を減衰させるので、1/2周波数ロックに陥ることなく確実に復帰でき、好適である。
The first cut-off frequency control means 72 controls the lower cut-off frequency f1CL and the upper cut-off frequency f1CH so that the fundamental frequency f0 falls within the pass frequency band f1 of the
図4および図5はそれぞれ、上述した第1バンドパスフィルタ2および第2バンドパスフィルタ4のフィルタ特性を説明する図である。第1バンドパスフィルタ2は、第1リップル波形Ir1が有する基本周波数f0の信号成分を減衰させず、1/2周波数のノイズ成分を大きく減衰させて、S/N比を大幅に改善する。この目的のため、下側遮断周波数f1CLを基本周波数f0に一致させることは当然である。
4 and 5 are diagrams for explaining the filter characteristics of the
一方、第2バンドパスフィルタ4は、第2リップル波形Ir2が有する基本周波数f0の信号成分を減衰させるが、1/2周波数のノイズ成分をさらに減衰させることができる。加えて、第2リップル波形Ir2のゼロ点閾値Z付近における微少な増減振動が減衰されるので、ゼロクロス点検出ロジックとの相乗的な効果により、第2リップル周期Tr2を高精度に求めることができる。
On the other hand, the second
なお、直流モータ91の起動時には、第1および第2遮断周波数制御手段72、73は、基本周波数演算手段71が求めた基本周波数f0ではなく、リップル周波数マップから求めた基本周波数f0に基づいて各遮断周波数f1CL、f1CH、f2CL、f2CHを制御する。リップル周波数マップは、直流モータ91に印加する電圧と流れる電流からリップル周波数を求めるようしたものである。したがって、起動時の実際の印加電圧と流れている電流を考慮してリップル周波数を求め、これを基本周波数f0とすることができる。
When the
遮断周波数確認手段74は、第1バンドパスフィルタ2および第2バンドパスフィルタの遮断周波数制御が適正に行われているか否かを確認する手段である。図1に示されるように、遮断周波数確認手段74は、第1リップル周期検出部3から第1リップル周期Tr1の情報を含む第1パルス信号IP1を受け取り、基本周波数演算手段71から基本周波数f0を受け取る。そして、第1リップル周期Tr1の逆数である第1リップル周波数fr1を演算し、基本周波数f0と比較する。その結果、両者が概ね一致していれば遮断周波数制御が良好に機能していると判断し、そうでないときにはモータ制御CPU99に警報ALを通知する。警報ALの通知を受けたモータ制御CPU99は、警報ALに対応した制御シーケンス、例えばリップル検出装置1のリセット等を実施する。
The cutoff frequency confirmation means 74 is a means for confirming whether cutoff frequency control of the
最終的に、リップル検出装置1は、第1リップル周期Tr1の情報を含む第1パルス信号IP1と、第2リップル周期Tr2の情報を含む第2パルス信号IP2とをモータ制御CPU99に送出する。モータ制御CPU99は、第1パルス信号IP1の情報から直流モータ91の累積回転量を求め、シートのスライド移動量を把握する。
Finally, the
次に、実施形態のリップル検出装置1の動作について説明する。リップル検出装置1は、モータ制御CPU99からのリセット信号を受け付けて動作を開始し、まず装置内を初期化する。次に装置1全体が動き出すが、第2リップル周期Tr2を40個検出するまでは起動時として、リップル周波数マップから基本周波数f0を求めて遮断周波数制御を行う。第2リップル周期Tr2が40個以上になると通常の動作状態となり、平均リップル周期Tavから求めた基本周波数f0を基にして遮断周波数制御を行う。
Next, the operation of the
次に、上述のように機能構成された実施形態のリップル検出装置1の作用について、図6および図7の実測波形例を参考にして説明する。図6は、リップル検出装置1の第1バンドパスフィルタ2および第1リップル周期検出部3の作用を説明する実測波形例の図である。図6の横軸は共通の時間tを示し、上側のグラフの(1)は直流モータ91の電機子電流Im、(2)は第1パルス信号IP1を示し、中央のグラフの(3)は第1リップル波形Ir1、(4)は閾値レベルYを示し、下側のグラフの(5)は下側遮断周波数f1CL(すなわち基本周波数f0)を示している。また、図7は、リップル検出装置1の第2バンドパスフィルタ4および第2リップル周期検出部5の作用を説明する実測波形例の図である。図7の横軸は図6と共通の時間tを示し、上側のグラフの(1)は直流モータ91の電機子電流Im、(2)は第2パルス信号IP2を示し、下側のグラフの(3)は第2リップル波形Ir2、(4)はゼロ点閾値レベルZを示している。
Next, the operation of the
図6および図7において、直流モータ91は時刻t0で起動され、電機子電流Imは増加した後一旦減少し再度増加して概ね一定値の定常状態に落ち着いている。起動時の電機子電流Imの過渡的変化を避けるために、リップル検出装置1は、第2リップル周期Tr2を40個検出した時刻t40以降に、平均リップル周期Tavを有効とするようになっている。また、電機子電流Imの波形は、電流リップルが重畳して小さく波打っている。電機子電流Imの波形は第1および第2バンドパスフィルタ2、4に入力され、フィルタリング後の第1および第2リップル波形Ir1、Ir2が出力される。
6 and 7, the
続いて、第1および第2リップル波形Ir1、Ir2から、第1および第2パルス信号、IP1、IP2が求められる。図7の第2パルス信号IP2に注目すると、図中X1の箇所でリップル抜けが発生し、図中Y1〜Y3の3箇所でリップル増しが発生している。また、時刻t40以降の定常状態においても、第2パルス信号IP2の発生間隔すなわち第2パルス周期Tr2は、ばらつきを有している。それでも、第2リップル周期検出部5のゼロクロス点検出ロジックと中央選択平均値演算の作用により、平均リップル周期Tavは安定している。
Subsequently, the first and second pulse signals IP1 and IP2 are obtained from the first and second ripple waveforms Ir1 and Ir2. When attention is paid to the second pulse signal IP2 in FIG. 7, a ripple dropout occurs at a position X1 in the figure, and a ripple increase occurs at three places Y1 to Y3 in the figure. Even in the steady state after time t40, the generation interval of the second pulse signal IP2, that is, the second pulse period Tr2, has variations. Nevertheless, the average ripple period Tav is stable by the action of the zero cross point detection logic of the second ripple
その結果、図6の下側遮断周波数f1CL(すなわち基本周波数f0)が時刻t40以降の定常状態で安定し、1/2周波数ロックは生じていない。図には略されているが、上側遮断周波数f1CHも当然安定する。これにより、良好にフィルタリングされた第1リップル波形Ir1が得られ、高精度な第1パルス信号IP1が得られる。図6に示されるように、第1パルス信号IP1にはリップル抜けやリップル増しは認められない。また、第1パルス信号IP1の第1リップル周期Tr1は、第2リップル周期Tr2よりもばらつきが小さく高精度である。 As a result, the lower cutoff frequency f1CL (that is, the fundamental frequency f0) in FIG. 6 is stable in a steady state after time t40, and no ½ frequency lock occurs. Although not shown in the figure, the upper cutoff frequency f1CH is naturally stable. As a result, a well-filtered first ripple waveform Ir1 is obtained, and a highly accurate first pulse signal IP1 is obtained. As shown in FIG. 6, the first pulse signal IP1 has no ripple omission or ripple increase. Further, the first ripple cycle Tr1 of the first pulse signal IP1 has a smaller variation and higher accuracy than the second ripple cycle Tr2.
実施形態のリップル検出装置1によれば、1/2周波数ノイズの影響を受けずに基本周波数f0を高精度に検出でき、1/2周波数ロックが生じることもなく、第1バンドパスフィルタ2の下側および上側遮断周波数f1CL、f1CHを正確にフィードバック制御できる。また、常に高精度にフィードバック制御された第1バンドパスフィルタ2から高精度な第1リップル波形Ir1が出力されるため、正確な第1リップル周期Tr1を確実に求めて利用に供することができ、直流モータの累積回転量を高精度に演算できる。
According to the
特に、遮断周波数のフィードバック制御側では、第2バンドパスフィルタ4の通過周波数帯域f2を基本周波数f0の2〜4.8倍とし、第2リップル周期検出部5でゼロクロス点検出ロジックおよび中央選択平均値演算を併用している。これらの組み合わせによる相乗効果により、基本周波数f0の検出精度をより一層高めることができる。
In particular, on the feedback control side of the cut-off frequency, the pass frequency band f2 of the
また、第1リップル周期Tr1の検出側では、第1バンドパスフィルタ2の通過周波数帯域f1を基本周波数f0の1〜2.4倍とし、第1リップル周期検出部3で振幅検出ロジック用いている。これらの組み合わせによる相乗効果により、第1リップル周期Tr1の検出精度をより一層高めることができる。
On the detection side of the first ripple period Tr1, the pass frequency band f1 of the
さらに、遮断周波数確認手段74は、第1リップル周波数fr1を基本周波数f0と比較することにより、各遮断周波数の制御状況を確認している。これにより、リップル検出装置1の動作信頼性が高められている。
Further, the cut-off frequency confirmation means 74 confirms the control status of each cut-off frequency by comparing the first ripple frequency fr1 with the basic frequency f0. Thereby, the operation reliability of the
なお、第1および第2バンドパスフィルタ2、4の各遮断周波数f1CL、f1CH、f2CL、f2CHや遮断特性は実施形態の例に限定されず、実際の電流リップルが有する周波数分布を参考にして設定できる。また、中央選択平均値演算手段56での平均化の際の母集団の設定なども自由である。
The cut-off frequencies f1CL, f1CH, f2CL, f2CH and cut-off characteristics of the first and
1:リップル検出装置
2:第1バンドパスフィルタ
HPF1:ハイパスフィルタ LPF1:ローパスフィルタ
3:第1リップル周期検出部
4:第2バンドパスフィルタ
HPF2:ハイパスフィルタ LPF2:ローパスフィルタ
5:第2リップル周期検出部
51:リップル周期演算手段 56:中央選択平均値演算手段
7:遮断周波数制御部
71:基本周波数演算手段 72:第1遮断周波数制御手段
73:第2遮断周波数制御手段 74:遮断周波数確認手段
91:直流モータ 99:モータ制御CPU
Im:電機子電流
f1CL、f1CH:第1バンドパスフィルタの下側および上側遮断周波数
f2CL、f2CH:第2バンドパスフィルタの下側および上側遮断周波数
Ir1:第1リップル波形 Ir2:第2リップル波形
IP1:第1パルス信号 IP2:第2パルス信号
Tr1:第1リップル周期 Tr2:第2リップル周期
Tav:平均リップル周期 f0:基本周波数
1: Ripple detection device 2: First bandpass filter
HPF1: High-pass filter LPF1: Low-pass filter 3: First ripple cycle detection unit 4: Second band-pass filter HPF2: High-pass filter LPF2: Low-pass filter 5: Second ripple cycle detection unit 51: Ripple cycle calculation means 56: Center selection average Value calculation means 7: Cut-off frequency control section 71: Basic frequency calculation means 72: First cut-off frequency control means 73: Second cut-off frequency control means 74: Cut-off frequency confirmation means 91: DC motor 99: Motor control CPU
Im: Armature current f1CL, f1CH: Lower and upper cutoff frequencies of the first bandpass filter f2CL, f2CH: Lower and upper cutoff frequencies of the second bandpass filter Ir1: First ripple waveform Ir2: Second ripple waveform IP1 : First pulse signal IP2: Second pulse signal Tr1: First ripple cycle Tr2: Second ripple cycle Tav: Average ripple cycle f0: Fundamental frequency
Claims (9)
前記フィルタ部は、下側遮断周波数および上側遮断周波数が互いに異なる第1バンドパスフィルタおよび第2バンドパスフィルタを有し、
前記リップル周期検出部は、前記第1バンドパスフィルタが求めた第1リップル波形に基づいて第1リップル周期を求める第1リップル周期検出部、ならびに前記第2バンドパスフィルタが求めた第2リップル波形に基づいて第2リップル周期を求める第2リップル周期検出部を含み、
前記遮断周波数制御部は、前記第2リップル周期の逆数である第2リップル周波数を演算して基本周波数とする基本周波数演算手段と、前記第1バンドパスフィルタの下側遮断周波数を前記基本周波数以下に制御しかつ前記第1バンドパスフィルタの上側遮断周波数を前記基本周波数よりも大きく制御する第1遮断周波数制御手段と、前記第2バンドパスフィルタの下側遮断周波数を前記基本周波数よりも大きく制御する第2遮断周波数制御手段とを有する、
ことを特徴とする直流モータのリップル検出装置。 A filter unit with variable cut-off frequency for obtaining a ripple waveform by extracting a current ripple included in an armature current of a DC motor, a ripple period detecting unit for obtaining a ripple period based on the ripple waveform, and the above-mentioned based on the ripple period A DC frequency ripple detection device comprising: a cutoff frequency control unit that controls the cutoff frequency of the filter unit;
The filter unit includes a first bandpass filter and a second bandpass filter having different lower cutoff frequencies and upper cutoff frequencies from each other,
The ripple period detector includes a first ripple period detector that obtains a first ripple period based on the first ripple waveform obtained by the first band pass filter, and a second ripple waveform obtained by the second band pass filter. A second ripple period detection unit for obtaining a second ripple period based on
The cutoff frequency control unit calculates a second ripple frequency that is a reciprocal of the second ripple period to obtain a fundamental frequency, and a lower cutoff frequency of the first bandpass filter is equal to or lower than the fundamental frequency. And a first cutoff frequency control means for controlling the upper cutoff frequency of the first bandpass filter to be greater than the fundamental frequency, and a lower cutoff frequency of the second bandpass filter to be greater than the fundamental frequency. Second cutoff frequency control means for
A ripple detector for a DC motor, characterized in that
前記第1バンドパスフィルタにより第1リップル波形を求める第1リップル波形取得ステップと、
前記第2バンドパスフィルタにより第2リップル波形を求める第2リップル波形取得ステップと、
前記第1リップル波形に基づいて第1リップル周期を求める第1リップル周期検出ステップと、
前記第2リップル波形に基づいて第2リップル周期を求める第2リップル周期検出ステップと、
前記第2リップル周期の逆数である第2リップル周波数を演算して基本周波数とする基本周波数演算ステップと、
前記第1バンドパスフィルタの下側遮断周波数を前記基本周波数以下に制御しかつ前記第1バンドパスフィルタの上側遮断周波数を前記基本周波数よりも大きく制御する第1遮断周波数制御ステップと、
前記第2バンドパスフィルタの下側遮断周波数を前記基本周波数よりも大きく制御する第2遮断周波数制御ステップと、
を有することを特徴とする直流モータのリップル検出方法。 First and second bandpass filters with variable cut-off frequency for extracting a ripple included in an armature current of a DC motor to obtain a ripple waveform, and a ripple period detecting unit for obtaining a ripple period based on the ripple waveform And a cutoff frequency control unit that controls the cutoff frequency of the first bandpass filter and the second bandpass filter based on the ripple period, and a ripple detection method using a ripple detection device of a DC motor. And
A first ripple waveform obtaining step of obtaining a first ripple waveform by the first bandpass filter;
A second ripple waveform obtaining step of obtaining a second ripple waveform by the second band pass filter;
A first ripple period detecting step for obtaining a first ripple period based on the first ripple waveform;
A second ripple period detecting step for obtaining a second ripple period based on the second ripple waveform;
A fundamental frequency calculating step of calculating a second ripple frequency that is the reciprocal of the second ripple period to obtain a fundamental frequency;
A first cutoff frequency control step of controlling a lower cutoff frequency of the first bandpass filter to be equal to or lower than the fundamental frequency and controlling an upper cutoff frequency of the first bandpass filter to be larger than the fundamental frequency;
A second cutoff frequency control step for controlling a lower cutoff frequency of the second bandpass filter to be greater than the fundamental frequency;
A ripple detection method for a DC motor, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009265224A JP5306154B2 (en) | 2009-11-20 | 2009-11-20 | DC motor ripple detection device, ripple detection method, and ripple detection program |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009265224A JP5306154B2 (en) | 2009-11-20 | 2009-11-20 | DC motor ripple detection device, ripple detection method, and ripple detection program |
Related Child Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012167028A Division JP2012200150A (en) | 2012-07-27 | 2012-07-27 | Ripple detection device for dc motor |
JP2012167026A Division JP5511910B2 (en) | 2012-07-27 | 2012-07-27 | DC motor ripple detector |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011109881A true JP2011109881A (en) | 2011-06-02 |
JP5306154B2 JP5306154B2 (en) | 2013-10-02 |
Family
ID=44232735
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009265224A Active JP5306154B2 (en) | 2009-11-20 | 2009-11-20 | DC motor ripple detection device, ripple detection method, and ripple detection program |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5306154B2 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014007807A (en) * | 2012-06-22 | 2014-01-16 | Aisin Seiki Co Ltd | Device for computing rotational frequency of dc motor |
EP2579446A3 (en) * | 2011-10-03 | 2015-04-01 | Makita Corporation | Motor current detection apparatus, motor controller, and electric power tool |
CN106773651A (en) * | 2016-12-31 | 2017-05-31 | 深圳市优必选科技有限公司 | Steering engine critical point locking method and device |
US9787232B1 (en) | 2016-05-23 | 2017-10-10 | Hyundai Motor Company | Apparatus and method for controlling a ripple current sensing motor |
WO2018079128A1 (en) * | 2016-10-25 | 2018-05-03 | 株式会社ミツバ | Motor control device and current ripple detection method for dc motor |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008193792A (en) * | 2007-02-02 | 2008-08-21 | Toyota Motor Corp | Signal detection device |
JP2009207236A (en) * | 2008-02-26 | 2009-09-10 | Toyota Motor Corp | Ripple detector |
-
2009
- 2009-11-20 JP JP2009265224A patent/JP5306154B2/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008193792A (en) * | 2007-02-02 | 2008-08-21 | Toyota Motor Corp | Signal detection device |
JP2009207236A (en) * | 2008-02-26 | 2009-09-10 | Toyota Motor Corp | Ripple detector |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2579446A3 (en) * | 2011-10-03 | 2015-04-01 | Makita Corporation | Motor current detection apparatus, motor controller, and electric power tool |
JP2014007807A (en) * | 2012-06-22 | 2014-01-16 | Aisin Seiki Co Ltd | Device for computing rotational frequency of dc motor |
US9787232B1 (en) | 2016-05-23 | 2017-10-10 | Hyundai Motor Company | Apparatus and method for controlling a ripple current sensing motor |
WO2018079128A1 (en) * | 2016-10-25 | 2018-05-03 | 株式会社ミツバ | Motor control device and current ripple detection method for dc motor |
CN106773651A (en) * | 2016-12-31 | 2017-05-31 | 深圳市优必选科技有限公司 | Steering engine critical point locking method and device |
CN106773651B (en) * | 2016-12-31 | 2020-01-17 | 深圳市优必选科技有限公司 | Steering engine critical point locking method and device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5306154B2 (en) | 2013-10-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5306154B2 (en) | DC motor ripple detection device, ripple detection method, and ripple detection program | |
CA2650564C (en) | Systems, devices, and methods for arc fault detection | |
JP5005275B2 (en) | Digital filter device, phase detector, position detector, AD converter, zero cross detector, and digital filter program. | |
JP4077531B2 (en) | AC circuit series arc fault detector | |
JP2006329979A (en) | Measuring equipment, autocorrelation trigger generation method and generator | |
US10761106B2 (en) | Rotary speed sensors | |
US9270216B2 (en) | Method and device for processing a motor signal | |
JP5511910B2 (en) | DC motor ripple detector | |
RU2399154C1 (en) | Device for generating pulses from signals of rotational frequency inductance pickup | |
JP2012200150A (en) | Ripple detection device for dc motor | |
US9240847B2 (en) | Method for suppressing interferences in a sampling process as well as a device for carrying out the method | |
US8981756B2 (en) | Adaptive threshold voltage for frequency input modules | |
WO2015186175A1 (en) | Noise analysis device, electronic device, and noise source specification system | |
JP5489667B2 (en) | DC motor ripple detection device, ripple detection method, and ripple detection program | |
JP5414853B2 (en) | DC motor ripple detector | |
JP2014007807A (en) | Device for computing rotational frequency of dc motor | |
US20200191838A1 (en) | Switching arrangement and method for monitoring ac signals | |
US9024672B2 (en) | Signal processing apparatus and signal processing method | |
EP2639590B1 (en) | Wide range, high resolution frequency monitor | |
RU2399153C1 (en) | Method of generating pulses from signals of rotational frequency inductance pickup | |
US20020079957A1 (en) | Reducing noise in a power signal | |
JP4956238B2 (en) | DC motor ripple detection device, rotation state detection device, ripple detection method and rotation state detection method | |
Tang et al. | The design of a position-based repetitive control for speed ripple reduction in PMLSMs | |
Snyder et al. | Frequency measurement methods and impact in presence of frequency responsive loads and distributed energy resources | |
KR20120102241A (en) | High speed counter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120113 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130529 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130604 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130625 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 5306154 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |