JP2016160574A

JP2016160574A - 開閉部材制御装置及び開閉部材制御方法

Info

Publication number: JP2016160574A
Application number: JP2015037120A
Authority: JP
Inventors: 柴田　和之; Kazuyuki Shibata; 和之柴田
Original assignee: Asmo Co Ltd
Current assignee: Asmo Co Ltd
Priority date: 2015-02-26
Filing date: 2015-02-26
Publication date: 2016-09-05
Anticipated expiration: 2035-02-26
Also published as: US10047553B2; JP6390466B2; DE102016102491A1; US20160251889A1

Abstract

【課題】どのような電圧の状態でも、窓ガラスを閉め切ることができ、シール性の低下を防止することのできる開閉部材制御装置及び開閉部材制御方法の提供。【解決手段】駆動手段によって開閉部材を駆動し、開口部を閉鎖可能に制御する開閉部材制御装置である。全閉制御を開始する位置への到達を判断する位置判断ステップと、電圧を検知する電圧検知ステップと、前記位置に到達したのちに開口部のシール部材と開閉部材との接触による負荷を検知する負荷変動検知ステップと、前記開閉部材が機械的限界位置に達する前に到達する値に設定された前記負荷の所定の値に該負荷が達したか否か判定する負荷到達判定ステップと、前記所定の値に到達したと判定されたのちに駆動手段への電力供給を停止する電力供給停止ステップと、を備え、検知した電圧に応じて前記負荷到達判定ステップをキャンセル又は設定された前記負荷の所定値を変更する。【選択図】図５

Description

本発明は開閉部材制御装置及び開閉部材制御方法に係り、特に開閉部材の閉め切り動作を行うときに、過大な衝撃力を抑えて不快な衝撃音を防止することができる開閉部材制御装置及び開閉部材制御方法に関する。

従来の開閉部材制御装置、例えば自動車の窓ガラスの昇降装置は、単に駆動電圧を電動モータに印加して窓ガラスを昇降させる構成となっているため、図７で示すように、ドア１００の窓ガラス１０１を全閉まで作動させると、窓ガラス１０１の先端側がガラスラン１０２を押圧し、窓枠１０３のストッパ１０４により機械的に拘束（ロック）されるまで駆動されるため、過大な衝撃力が窓ガラス１０１、窓枠１０４、駆動系（不図示）に加わり、駆動系への負担が大きくなると共に、不快な衝撃音が発生するなどの不都合があった。

これらの不都合を解消するために、電源電圧が遮断されたモータが、惰性回転して開閉体を全閉又は全開位置まで案内する技術が提案されている（特許文献１）。
特許文献１の技術は、モータの運転状態の変動に左右されず、しかも、モータをロック状態させることなく開閉部材を確実に目標位置で停止させることができる優れたものであった。
しかし、全閉の直前位置で電力供給を停止することで、惰性で全閉位置まで移動させているが、あくまで惰性移動にて全閉位置まで移動できることを前提としており、確実に全閉位置まで開閉部材が移動できたか否かはわからないという不都合があった。

また、一般に、開閉部材として、ウインドウの窓ガラス、サンルーフのフール、スライドドアなどは、機械的動作で閉動作を行うために、駆動経路の動力伝達機構のガタなどを起因として、開閉部材全体が均一に閉状態で閉方向に移動することにならず、開閉部材の平面が進行方向に対して若干回動した状態で傾きながら移動する。
例えば、車両用ウインドウの窓ガラスを例にすると、図８Ａ乃至図８Ｄで示すように、窓ガラス１０１が完全閉状態に到達するときには、例えば窓ガラス１０１の回動方向の左右端部側のどちらか一方（図８Ａの例ではＡ−Ａで示される部分）が先に、進行方向に位置する相手側部材であるガラスラン１０２の窓ガラス側の端部側と接触することになる（図８Ｂ参照）。

このようにどちらか一方が先に、進行方向に位置する相手側部材の端部側と接触する状態で窓ガラス（開閉部材）１０１が停止すると、他方の部分（図８Ａの例ではＢ−Ｂで示される部分）では、図８Ｃで示すように、完全に閉状態となっていない状態では、わずかに間隙１０５が生じてしまうことになる。このため、窓ガラス１０１とガラスラン１０２との間のシール性が低下して、図８Ｃの矢印で示すように、洗車時などに水入りが生じたり、風切り音が発生する虞があった。
さらに、例えば窓ガラス１０１は、図８Ｂで示すように、窓枠１０３の上方の枠に配設されたガラスラン１０２によってシールされる。このガラスラン１０２は、基底部１０２ａと、溝部（空間部）１０２ｂを介して延出する側部１０２ｃと、この側部１０２ｃから溝部（空間部）１０２ｂへ向けて内側に折り曲げて、内側（溝部１０２ｂ側）に付勢するように両側に形成されたインナシールリップ部１０２ｄ_１及びアウタシールリップ部１０２ｄ_２が形成されており、これらのインナシールリップ部１０２ｄ_１及びアウタシールリップ部１０２ｄ_２によって、窓ガラス１０１は車両の両側（幅方向）からガラスラン１０２が挟まれる構成となっている。
また、窓ガラス１０１が相手側であるガラスラン１０２に当接した状態で、さらに上端側（締切側）に窓ガラス１０１を駆動すると、窓ガラス１０１の駆動の分力で、窓ガラス１０１の下方が車両の幅方向外側（矢印側）に向けて移動し、ベルトモール１０６のインナシールリップ部１０６ａと窓ガラス１０１の間隔が広がり、インナシールリップ部１０６ａのシール力が低下するだけでなく、ベルトモール１０６のアウタシールリップ部１０６ｂが窓ガラス１０１に押されて変形し、図８Ｄで示すように、ベルトモール１０６と窓ガラス１０１との位置が正常位置（窓ガラス１０１がベルトモール１０６の予め設計された位置）ではなくなり、アウタシールリップ部１０６ｂの変形により窓枠１０３の下方の枠に配設されたベルトモール１０６が変形し、ベルトモール１０６と窓ガラス１０１との間に隙間ができてしまい、風切り音が発生する原因となっていた。

従って、開閉部材の左右端部側（上下端部側）の両方が確実に相手側部材に対して密着でき、駆動系への過剰な負荷が生じないようにすること、開閉部材をシールする部材（例えばガラスランやベルトモール等）が開閉部材によって影響を与えないようにすることが望ましい。
そして、開閉部材と当接して完全閉状態とする相手側部材（ガラスラン等）は、弾性を有する材料（例えばゴム系材料）によって構成されているので、先に相手側部材（ガラスラン等）に接触したときに、駆動モータを停止して、窓ガラスを停止するように構成すると、部分的に図７Ｃの場合のように、例えば車両用ドアによっては上昇時の窓ガラスの姿勢の影響で隙間が生じる可能性があったり、また、ガラスランと窓ガラスの上端部とが触れた程度で窓ガラスが停止した場合に、高圧洗車などでガラスランと窓ガラスの上端部との間から水が浸入する虞があった。
さらに、開閉部材によって完全閉状態とするときに、窓を例とすると、窓枠１０３の下枠に配設されたベルトモール等を変形させて、風切り音が発生する虞があった。つまり、開空間を開閉部材によって完全閉状態とするときに、開空間の基側をシールする部材等に変形を生じさせて、この変形によって車両の走行時の風の流れが不安定となって、風切り音が発生してしまう虞があった。

これらを解決するために、モータ回転周期・速度などを算出し、速度変動量がしきい値を超えたときにモータの給電を停止する制御を用いた技術が提案されている（特許文献２参照）。

特開２００３−３７４３号公報特開２０１４−１５６７６７号公報

特許文献２の技術は、開口部の途中で停止してしまうなどの誤停止を防止できると共に、閉部材と弾性部材との対向する部分を全体的に押圧した状態の負荷を検出するように設定することで、開閉部材の閉鎖側作動方向の端部と弾性部材とが対向する部分が全体的に互いに押圧された状態で当接することが可能となり、シール性を確保することができるという優れたものであった。

しかし、電圧が低い状態で、モータ回転周期・速度などを算出し、速度変動量がしきい値を超えたときにモータの給電を停止する制御技術を実施すると、窓ガラスが閉め切れずに停止してしまう恐れがあり、電圧値によってシール性が確保できない恐れがあった。
そこで、上述の制御における構成であっても、閉め切り力が低くなる低電圧条件でも、窓ガラスを閉め切ることのでき、シール性の低下を防止する技術が望まれていた。

本発明の目的は、開閉部材の全閉動作の際にシール性を確保しつつ、衝撃音を防止すると共に駆動系にストレスが生じないようにした開閉部材制御装置及び開閉部材制御方法であって、どのような電圧の状態でも、特に閉め切り力が低くなる低電圧条件でも、窓ガラスを閉め切ることができ、シール性の低下を防止することのできる開閉部材制御装置及び開閉部材制御方法の提供を目的とする。

前記課題は、本発明の開閉部材制御装置によれば、駆動手段によって開閉部材を駆動し、開口部を閉鎖可能に制御する開閉部材制御装置であって、全閉制御を開始する位置への到達を判断する位置判断ステップと、電圧を検知する電圧検知ステップと、前記位置に到達したのちに開口部のシール部材と開閉部材との接触による負荷を検知する負荷変動検知ステップと、前記開閉部材が機械的限界位置に達する前に到達する値に設定された前記負荷の所定の値に該負荷が達したか否か判定する負荷到達判定ステップと、前記所定の値に到達したと判定されたのちに駆動手段への電力供給を停止する電力供給停止ステップと、を備え、検知した電圧に応じて前記負荷到達判定ステップをキャンセル又は設定された前記負荷の所定値を変更すること、によって解決される。
このように、電圧検知ステップを有し、この検知した電圧に応じて前記負荷到達判定ステップをキャンセル又は設定された前記負荷の所定値を変更するように構成したので、開閉部材の全閉動作の際にシール性を確保しつつ、衝撃音を防止すると共に駆動系にストレスが生じないようできるのは勿論、どのような電圧の状態であっても、窓ガラスを閉め切ることができ、シール性の低下を防止することができる開閉部材制御装置を提供できる。
このとき、検知した電圧が規定値より低い場合に前記負荷到達判定ステップをキャンセル又は設定された前記負荷の所定値を変更するように構成するとよい。このように構成すると、上記作用効果に加えて閉め切り力が低くなる低電圧条件でも、窓ガラスを閉め切ることができる。

前記課題は、本発明の開閉部材制御方法によれば、駆動手段によって開閉部材を駆動し、開口部を閉鎖可能に制御する開閉部材制御方法であって、駆動手段の電圧を検知する電圧検知工程と、前記開口部の全閉位置近傍での開閉部材への負荷の増大を検出する負荷検出手段によって、前記開閉部材が前記開口部の該開閉部材の閉鎖側作動方向に対向する位置に配設された弾性部材を押圧したことによる前記負荷の増大を検出する工程と、該工程によって前記負荷の増大を検出した後に、駆動力停止手段によって前記開閉部材が閉鎖方向への機械的移動限界位置に到達する手前で前記開閉部材の前記駆動手段への駆動力の供給を停止する工程と、前記検知した電圧に応じて前記負荷到達判定ステップをキャンセル又は設定された前記負荷の所定値を変更する工程と、を備えたこと、により解決される。
このように電圧検知工程を備え、前記検知した電圧に応じて前記負荷到達判定ステップをキャンセル又は設定された前記負荷の所定値を変更する工程を備えているので、開閉部材の全閉動作の際にシール性を確保しつつ、衝撃音を防止すると共に駆動系にストレスが生じないようできるのは勿論、どのような電圧の状態でも、窓ガラスを閉め切ることができ、シール性の低下を防止することができる開閉部材制御方法を提供することができる。
このとき、検知した前記電圧が規定値より低い場合に前記負荷到達判定ステップをキャンセル又は設定された前記負荷の所定値を変更するように構成すると好適である。このように構成すると、上記作用効果に加えて閉め切り力が低くなる低電圧条件でも、窓ガラスを閉め切ることができる。

本発明によれば、開閉部材の全閉動作の際にシール性を確保しつつ、衝撃音を防止すると共に駆動系にストレスが生じないようにでき、どのような電圧の状態でも、窓ガラスを閉め切ることができ、シール性の低下を防止することのできる開閉部材制御装置及び開閉部材制御方法を提供することができる。特に閉め切り力が低くなる低電圧条件でも、窓ガラスを閉め切ることができ、シール性の低下を防止することのできる開閉部材制御装置及び開閉部材制御方法を提供することができる。

開閉部材制御装置の電気的構成を説明するためのブロック回路図である。回転速度と電流の関係を示すグラフ図である。（ａ）は図２のα位置における開閉部材端部と相手側部材との関係を示す説明図、（ｂ）は図２のβ位置における開閉部材端部と相手側部材との関係を示す説明図、（ｃ）は図２のγ位置における開閉部材端部と相手側部材との関係を示す説明図である。（ａ）はモータ回転速度と窓位置との関係を示す説明図、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図である。制御を示すフローチャートである。制御を示すフローチャートである。従来例を示す説明図である。車両用ウインドウの説明図である。図７ＡのＡ−Ａによる部分断面説明図である。図７ＡのＢ−Ｂによる部分断面と同様な説明図である。図７ＡのＢ−Ｂによる部分断面説明図である。

以下、本発明に係る実施形態について図に基づいて説明する。
図１乃至図６は、本発明に係るもので、図１は開閉部材制御装置の電気的構成を説明するためのブロック回路図、図２は回転速度と電流の関係を示すグラフ図、図３の（ａ）は図２のα位置における開閉部材端部と相手側部材との関係を示す説明図、（ｂ）は図２のβ位置における開閉部材端部と相手側部材との関係を示す説明図、（ｃ）は図２のγ位置における開閉部材端部と相手側部材との関係を示す説明図、図４の（ａ）はモータ回転速度と窓位置との関係を示す説明図、（ｂ）は図４（ａ）の部分拡大図、図５及び図６は制御を示すフローチャートである。

本実施形態の開閉部材制御装置Ｓは、図１で示すように、モータ組み立て部ＭＡと、モータ組み付け部ＭＡに組み込まれ又は接続されたコントローラＣと、車両のドア１０に配設される開閉部材としての窓ガラス１１を開閉駆動する駆動手段の一部を構成する駆動モータ２０と、位置検出手段３０と、負荷検出手段４０と、駆動モータ２０の作動を制御し、各種検出信号や各種演算を行い、負荷変化検知手段と停止命令手段を構成するマイコン５０と、駆動力停止手段としての駆動回路６０（含むマイコン５０）、などを主要構成要素としている。なお、乗員が作動を指令するためのスイッチ（不図示であるが下降スイッチ，上昇スイッチ，オートスイッチ）により、駆動手段の一部を構成する駆動モータ２０の回転駆動により駆動力伝達手段７０を介して窓ガラス１１を昇降（開閉）作動させるものである。

本実施形態のドア１０は、図７と同様であり、下側部位の車両外部側（車幅方向外側）に配設されたアウタパネル１５ａと車室側（車幅方向内側）に配設されたインナパネル１５ｂの間に、下降した窓ガラス１１を収納する収納空間（ドア１０の幅方向の空間）を有している。
ドア１０の上部には窓枠（ガラス枠）１３が設けられており、窓ガラス１１は、上記収納空間内から窓枠１３の下枠部分を越えて窓枠１３内に出現し、昇降動作する。窓枠１３の下枠部分には水切りのためのベルトモール（図８Ｄの符号１０６と同様）が設けられており、窓枠１３の上枠部分で、上枠の下部にはストッパ１４が形成され、このストッパ１４には、相手側部材としてのシール部材であるガラスラン１２が取り付けられている。

本実施形態のガラスラン１２は、ゴム部材などの弾性材料から構成されており、ガラスラン１２は、図３で示すように、ドアの下方に向かって開口した溝部（空間部）１２ｂが形成されている。つまり、ガラスラン１２は、基底部１２ａと、溝部（空間部）１２ｂを介して延出する内側側部１２ｃ_１及び外側側部１２ｃ_２と、これらの側部１２ｃ_１及び１２ｃ_２から溝部（空間部）１２ｂへ向けて内側に折り曲げて、内側（溝部１２ｂ側）に付勢するように両側に形成されたインナシールリップ部１２ｄ_１及びアウタシールリップ部１２ｄ_２が一体に形成されている。
そして、上記インナシールリップ部１２ｄ_１及びアウタシールリップ部１２ｄ_２によって、窓ガラス１１は車両の両側（幅方向）からガラスラン１２によって弾性を有して挟まれる構成となっている。なお、符号１２ｅ_１，１２ｅ_２は内側側部１２ｃ_１及び外側側部１２ｃ_２から窓枠１３と係合するための張出部である。

本実施形態の駆動モータ２０は、後述するコントローラ（マイコン５０及び駆動回路６０）を介してバッテリー８０から電力供給を受けることにより、回転子の巻線に通電され、これにより回転子とマグネットを有する固定子との間で回転力が生じ、巻線への通電方向を変えることで回転子が正逆回転するように構成されている。
本実施形態では、駆動モータ２０から窓ガラス１１へ駆動力を伝達する駆動力伝達手段７０として、例えば昇降アーム及び従動アームを揺動させ、これらの各端部が各チャンネルにより摺動規制を受け、Ｘリンクとして駆動し、窓ガラス１１を昇降作動させるように構成したり、窓ガラス１１の開閉方向に沿って構成されるガイドレールに開閉方向に沿って移動可能なブラケットに窓ガラス１１の開放側端部を保持し、ブラケットに固定されたワイヤを駆動モータ２０で駆動することで窓ガラス１１を昇降させるように構成されている。
上記いずれの場合でも、窓ガラス１１の下方部分において、駆動力伝達手段７０と連結されており、この駆動力伝達手段７０により窓ガラス１１の下方部分で、窓ガラス１１を押したり、引いたりすることによって窓ガラス１１を駆動させている（図１のドア１０参照）。

本実施形態の駆動モータ２０には、位置検出手段３０と負荷検出手段（回転検出装置）４０が組み付けられている。位置検出手段３０は、後述する全閉制御開始の判定において、予め決められた位置に到達したかどうかを検出し、検出した信号をマイコン５０へ出力するものである。そして、この検出に基づいて全閉制御の開始の判定をする。
負荷検出手段４０は、駆動モータ２０の回転と同期したパルス信号（負荷量検出信号）をマイコン５０へ出力するものである。本実施形態の負荷検出手段４０は、駆動モータ２０の出力軸と共に回動するマグネットの磁気変化を複数のホール素子で検出するように構成されている。

このような構成により、負荷検出手段４０は、モータ２０の回転に同期したパルス信号を出力する。すなわち、パルス信号は、窓ガラス１１の所定移動量毎もしくはモータ２０の所定回転角毎に出力される。これにより、負荷検出手段４０は、モータ２０の回転速度に略比例する窓ガラス１１の移動に応じた信号を出力可能としている。そして、コントローラＣのマイコン５０が負荷検出手段４０からのパルス信号のパルスエッジをカウントし、パルスカウント値より窓ガラス１１の位置及び回転速度を検出している。本実施形態では、負荷検出手段４０とマイコン５０によって負荷変化検知手段が構成されている。

なお、本実施形態では、負荷検出手段（回転検出装置）４０にホール素子を用いたものを採用しているが、これに限らず、駆動モータ２０の回転を検出することができれば、エンコーダを採用してもよい。また、駆動モータに通電し、巻線への通電が切り替わる際に発生するリップル電流を検知し、そのリップル電流の波形を検出することでモータの回転数や回転位置（開閉部材の位置）を検出しても良い。

本実施形態のマイコン５０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等のメモリ、入力回路、出力回路等を備えている。ＣＰＵは、メモリ、入力回路及び出力回路とバスを介して互いに接続されている。またマイコン５０は車体側のＥＣＵ７と有線（ハーネス等）や無線などで接続されている。なお、マイコン５０はＤＳＰやゲートアレイで構成してもよい。

本実施形態のマイコン５０は、位置検出手段３０からの信号を受けて演算し、全閉制御開始の判定をする機能と、負荷検出手段４０からの信号を受けて演算し負荷量変化を検知する機能（負荷量変化検知手段）と、予め定めた所定の負荷値に到達したと判断した場合に、負荷変動開始の判定をする機能と、負荷変動量の検出範囲で、負荷変動開始から機械的移動限界位置の手前で開閉部材である窓ガラス１１を停止させる機能（停止命令手段）と、この停止命令手段の信号を駆動回路６０に出力し、駆動モータ２０の給電を停止し、窓ガラス１１の移動を停止するように作動させるものである。なお、コントローラＣのマイコン５０、駆動回路６０、駆動モータ２０には、車両に搭載されるバッテリー８０から作動・動作に必要な電力が供給される。

マイコン５０は、パワーウインドウ装置の通常作動時に、スイッチ（下降スイッチ，上昇スイッチ，オートスイッチ）からの操作信号に基づいて駆動回路６０を介して駆動モータ２０を正逆回転させて、窓ガラス１１を開閉動作させる。
また、マイコン５０は、窓ガラス１１の全開（又は全閉）の基準位置と、負荷検出手段（回転検出装置）４０から受け取ったパルス信号に基づいて演算を行い、窓ガラス１１の位置を検出し、窓ガラス１１の検出位置に応じて駆動回路６０を介して駆動モータ２０へ供給する駆動電力の大きさを調整するように構成することもできる。この場合には、位置検出手段３０を負荷検出手段４０と兼用するように構成することができる。

マイコン５０は、入力されるパルス信号からパルス信号の立上がり部，立下がり部（パルスエッジ）を検出し、このパルスエッジの間隔（周期）に基づいて駆動モータ２０の回転速度（回転周期）を算出すると共に、各パルス信号の位相差に基づいて駆動モータ２０の回転方向を検出する。つまり、マイコン５０は、駆動モータ２０の回転速度（回転周期）に基づいて窓ガラス１１の移動速度を間接的に算出し、駆動モータ２０の回転方向に基づいて窓ガラス１１の移動方向を特定している。また、マイコン５０は、パルスエッジをカウントしているので、このパルスカウント値は、窓ガラス１１の開閉動作に伴って加減算される。マイコン５０は、このパルスカウント値の大きさによって窓ガラス１１の開閉位置を特定する。

すなわち、本実施形態では、全閉位置を基準位置として窓ガラス１１を駆動することができる。全閉位置を基準位置とする場合には、全閉位置でパルスカウント値が「０」となるように設定される。そして、このように基準位置でパルスカウント値が「０」となるように設定した後、作動領域（動作区間）の一端側、例えば全開位置方向へ窓ガラス１１が移動しているときはパルス信号を受け取る毎にパルスカウント値を１インクリメントし、作動領域の他端側すなわち全閉位置方向へ窓ガラス１１が移動しているときはパルス信号を受け取る毎にパルスカウント値を１デクリメントする。

なお、全開位置を基準位置として窓ガラス１１を駆動してもよい。この場合には、全開位置でパルスカウント値が「０」となるように設定されると共に、全閉位置方向へ窓ガラス１１が移動しているときにパルスカウント値がインクリメントされ、全開位置方向へ窓ガラス１１が移動しているときにパルスカウント値がデクリメントされるようにすればよい。

また、上記本実施形態では窓ガラス１１の移動状態を移動速度に関連する駆動モータ２０の回転速度の変動に基づき、負荷変動の有無及び負荷量の監視をしているが、これ以外に例えば駆動中に駆動モータ２０に流れる電流値の変動を監視することで窓ガラス１１の負荷変動の有無及び負荷量を検知（検出）してもよく、その電流値が上昇し所定の電流値を超えた場合に停止命令手段の信号を駆動回路６０に出力し、駆動モータ２０の給電を停止し、窓ガラス１１の移動を停止するようにしてもよい。
このように、電流値を用いる場合には、マイコン５０は、入力される電流値から電流値変化の立上がり部，立下がり部を検出し、この検出した結果に基づいて駆動モータ２０への電流の負荷を検出する。そして、電流の流れる方向から駆動モータ２０の回転方向を検出する。つまり、マイコン５０は、駆動モータ２０への電流値に基づいて窓ガラス１１の移動速度を間接的に算出し、駆動モータ２０の回転方向に基づいて窓ガラス１１の移動方向を特定するように構成するものである。

本実施形態の駆動回路６０は、ＦＥＴを有するＩＣによって構成されており、マイコン５０からの入力信号に基づいて、駆動モータ２０への電力供給の極性を切換えている。すなわち、駆動回路６０は、マイコン５０から正回転指令信号を受けたときは、駆動モータ２０を正回転方向に回転させるように駆動モータ２０へ電力を供給し、マイコン５０から逆回転指令信号を受けたときは、駆動モータ２０を逆回転方向に回転させるように駆動モータ２０へ電力を供給する。また、マイコン５０から停止命令手段の信号を受けたときは、駆動モータ２０への電力供給を停止する。なお、駆動回路６０は、リレー回路を用いて極性を切換えるように構成してもよい。また、駆動回路６０がマイコン５０内に組み込まれた構成であってもよい。

図２は回転速度と電流の関係を示すグラフ図であり、下端拘束位置と上端拘束位置の間におけるモータ回転速度の上昇時の作動波形を示すグラフ図である。また図３（ａ）は図２のα位置における開閉部材端部と相手側部材との関係を示し、図３（ｂ）は図２のβ位置であるモータ回転数のしきい値を下回ったときに、モータへの電力の供給を停止するもので、このとき、窓ガラス１１の先端は、ガラスラン１２に当接しているため、窓ガラスは直ちに停止し、図３（ｃ）の状態（つまり図２のγ位置）となる。このとき、β位置とγ位置とはほとんど窓ガラス１１の位置が変化しない状態となる。
一方、モータ回転数を基準とすることに限らず、電流値をしきい値としたときにも、モータ回転数と同様になる。つまり、モータに流れる電流値がしきい値を超えたとき（つまり図２のβの位置）に電力の供給を停止する。これにより、上記モータ回転数と同様に、窓ガラス１１の先端は、ガラスラン１２に当接しているため、窓ガラスは直ちに停止し、図３（ｃ）の状態（つまり図２のγ位置）となる。このとき、β位置とγ位置とはほとんど窓ガラス１１の位置が変化しない状態となる。
このように、モータ回転数、モータへの供給電流値のいずれかを検出することにより、負荷変動の有無及び負荷量の監視をしている。

本実施形態では、ストッパ１４に取り付けられたガラスラン１２の厚さＨの範囲で、窓ガラス１１の先端が停止するように制御するものである。つまり、窓ガラス（開閉部材）１１が若干の傾きを有しながら閉方向に移動して、ガラスラン１２に当接し完全閉状態となるときに、窓ガラス１１にガタ等があるとき、先に窓ガラス（開閉部材）１１とガラスラン１２と接触する部分と、後でガラスラン１２と接触する部分との間で、同じ状態で駆動モータ２０によって上昇を続けると、先に窓ガラス１１と接触したガラスラン１２の部分に過剰な変形が生じてしまうことになる。このような状態を防止すると共に、そのまま駆動モータ２０を駆動すると、先に当接した窓ガラス１１の上端部とガラスラン１２は、そのままストッパ１４に当接し、駆動モータ２０への過剰な負荷が生じてしまう。したがって、窓ガラス１１の先端側はガラスラン１２に当接するが、限度を超えて押し潰すことなく、ガタ等による傾きのある窓ガラス１１でも、窓ガラス１１の上端側全てがガラスラン１２と当接して、シール性を確保でき、ストッパ１４に衝撃を与える手前では停止するように制御する。

次に、停止制御について、図２〜図６に基づいて、より詳細に説明する。図２は回転速度と電流の関係を示すグラフ図、図３は図２のα、β、γの時点における窓ガラス１１とガラスラン１２との関係を示すもので、図４はしきい値を用いた場合であり、図４（ａ）はモータ回転速度と窓位置との関係を示し、図４（ｂ）は図４（ａ）の部分拡大図で、図５は制御をキャンセルする場合の制御フローチャート、図６は全閉判定値を大きくする場合の制御フローチャートである。

先ず、所定電圧より小さい場合に、制御をキャンセルして、駆動モータ２０を停止させないことによって、閉め切り力が低い低電圧条件でも閉め切ることができる制御を図５を用いて説明する。
図５において、不図示の上昇スイッチをオン操作する（或いはオン操作し続ける）と、駆動モータ２０が駆動して窓ガラス１１を上昇させるが、この上昇中のときに、ステップＳ１で回転速度を演算する。この演算により、移動状態や移動距離を算出して、窓ガラス１１の先端部分の位置を監視する。
つまり、窓ガラス１１を駆動する駆動モータ２０の負荷が変化するまで、駆動モータ２０は正回転し続けることになる。また途中で上昇スイッチをオフ操作させると、マイコン５０は停止信号を駆動回路へ出力し、駆動回路により駆動モータ２０への電源を遮断し駆動モータ２０を停止させ、窓ガラス１１の上動を停止させることになる。

ステップ１の駆動モータ２０の回転速度の演算は、次のように行う。つまり、マイコン５０が負荷検出手段４０からのパルス信号を信号処理してパルスエッジを検出する。そして、パルスエッジを検出する毎に、前回検出されたパルスエッジと今回検出されたパルスエッジとのパルス幅（時間間隔）Ｔを算出してメモリ内に順次格納していく。本実施形態では、パルス幅Ｔは、新たなパルスエッジが検出される度に順送りに更新されていき、最新の４つのパルス幅Ｔ（０）〜Ｔ（３）が記憶される。すなわち、パルスエッジが検出されると、新たにパルス幅Ｔ（０）を算出すると共に、前回のパルス幅Ｔ（０）〜Ｔ（２）を１ずらして、それぞれパルス幅Ｔ（１）〜Ｔ（３）として記憶し、前回のパルス幅Ｔ（３）を消去する。

マイコン５０は、時間的に連続するｎ個のパルスエッジのパルス幅Ｔの総和（パルス周期Ｐ）の逆数から回転速度ωを算出する。この回転速度ωは実際の回転速度に比例する値である。本実施形態では、現パルスエッジから４パルスエッジ前までのパルス幅Ｔ（０）〜Ｔ（３）によって（平均）回転速度ω（０）が算出される。
そして、次のパルスエッジを検出すると、新たに算出されたパルス幅Ｔ（０）〜Ｔ（３）によって回転速度ω（０）が更新される。このとき、前回の回転速度ω（０）は回転速度ω（１）として記憶される。
このようにして、マイコン５０内には、パルスエッジを検出する度に（所定移動量毎にまたは所定回転角毎に）更新される最新の８つの回転速度ω（０）〜ω（７）が常時記憶される。このように、複数のパルス幅Ｔによって回転速度ωを算出することにより、受信する各パルス信号出力のセンサーＤｕｔｙのばらつきを相殺し、誤差変動分が相殺された回転速度を算出することができる。

次にステップ２で、所定位置まで上昇したかどうかによって、全閉制御の開始の判定を行う。この全閉制御の開始判定は、位置検出の素子（ホールＩＣ）を用いて行う。つまり、位置検出素子からの信号によって、全閉制御を開始するかどうか判断する。
このステップＳ２で所定位置まで上昇していない場合（ステップＳ２：無し）、終了しスタートへ戻る。位置検出手段は、後述する負荷検出手段（回転検出装置）４０から受け取ったパルス信号に基づいて演算を行い、窓ガラス１１の位置を検出するように構成してもよい。

ステップＳ２で所定位置まで上昇している場合（ステップＳ２：有り）、ステップＳ３で電圧判定を行う。つまり、電圧値が所定ボルト（Ｖ）以上であるか否か判定する。所定ボルトとは、窓ガラス１１の上端側が上昇（閉方向）できる電圧のことであり、駆動モータ２０が停止状態とならず回転が続行される電圧であり、駆動モータ２０の大きさや種類によって所定ボルトがどの位の値となるか異なるものである。例えば、パワーウインドウの駆動モータの場合では、所定ボルトは、１０ボルトとする。
このステップＳ３で電圧を判定して、所定ボルト以上でない場合（ステップ３：無し）、終了しスタートへ戻る。これにより、窓ガラス１１を駆動する駆動モータ２０への給電が途絶えることなく（つまり駆動モータ２０を停止することなく）、正回転し続けることになり、低電圧であっても、窓ガラス１１を閉め切ることができる。

ステップ３で所定ボルト以上の場合（ステップ３：有り）、ステップＳ４の負荷変動開始判定を行う。回転速度は、回転速度ωの初期変化量Ｓ_０（回転速度差Δωの累積値）で算出された回転速度差Δωの累積値を差し引いて、負荷変動が生じた後の回転速度ωの変化量Ｓ（回転速度差Δωの累積値）を算出する。これにより、負荷変動による回転速度の変化分（すなわち、負荷変動量分）を確実に算出することができる。
より詳しくは、ステップＳ４の負荷変動開始判定は、駆動モータの回転速度、或いは電流値などの変化によって判定する。つまり、マイコン５０は、回転速度ωから（平均）回転速度差（回転速度変化率）Δωを算出する。具体的には、回転速度ω（０）〜ω（３）を現ブロックデータ、回転速度ω（４）〜ω（７）を前ブロックデータとし、それぞれのブロック内データの和を差し引く処理を行っている。すなわち、回転速度差Δωは、回転速度ω（４）〜ω（７）の和から回転速度ω（０）〜ω（３）の和を引くことにより算出され、パルスエッジを検出する度に（所定移動量毎にまたは所定回転角毎に）更新されていく。なお、算出された値を加算したデータ数で除してもよい。このように、複数の回転速度ωによって回転速度差Δωを算出することにより、回転速度ω間の位相差を相殺することができる。そして、マイコン５０は、窓ガラス１１の所定位置を基準として、算出された回転速度差Δωを加算していく。回転速度差Δωが算出される毎にこれを累積していくことによって、基準位置に対する回転速度ωの差が算出される。

そして、負荷変動開始判定が有りの場合（ステップＳ４：有り）、ステップＳ６の負荷変動量算出の処理を行う。この場合には、負荷変動が開始されているので、そのまま負荷変動量の算出処理（ステップＳ６）を行う。
ステップＳ６の負荷変動量算出処理は次のように行う。マイコン５０は、ステップＳ４の負荷変動開始判定と同様に、回転速度ωから（平均）回転速度差（回転速度変化率）Δωを算出する。

一方、負荷変動開始判定が無しの場合（ステップＳ４：無し）、ステップＳ５の初期値更新を行う。このステップＳ５の初期値更新は、駆動モータの回転速度の場合には、変動始時の回転速度の初期値であり、変動を感知すると、その時点の回転速度を基点として回転速度差を求め、負荷変動量を算出するため、最初に基準とした回転速度の値を、負荷変動開始判定が無い場合に、改めて初期値更新処理を行い、直前の状態にするために、回転速度の初期値を更新するものである。その後、ステップＳ６の負荷変動量算出処理を行う。
このように、基準値からの変化量の差を算出して、負荷変動開始以降の回転速度ωの変化量を算出している。そして、負荷変動開始判定がされないときには、回転速度差の累積値を初期化し、負荷変動開始判定が開始されたときには、初期化しないようにしている。

そして、負荷変動が開始されていると判断した場合には、ステップＳ６で負荷変動量の算出を行う。この算出は、回転速度ωの変化量Ｓの演算処理で行われる。具体的には、マイコン５０は、全閉判定（ステップＳ７）の判定がなされる前に回転速度ωの初期変化量Ｓ_０（回転速度差Δωの累積値）から算出された回転速度差Δωの累積値を差し引いて、負荷変動開始以降の回転速度ωの変化量Ｓ（回転速度差Δωの累積値）を算出する。これにより、回転速度の変化分（すなわち、負荷変動量分）を確実に算出することができる。

そして、負荷変動量の算出のあとで、ステップＳ７の全閉の制御判定を行う。この全閉の制御判定は、予め定めておいた負荷変動が生じたときの所定値を超えたか否かを判断するものである。この所定の基準値は、前述したＲＯＭに格納された基準値に基づき、負荷変動や初期値更新などによって補正された新たな基準値であり、この所定の基準値に基づいて、判定する。
この全閉の制御判定で、無しの判定がなされた場合（ステップＳ７：無し）、負荷変動開始判定（ステップＳ４）に戻る。

一方、全閉判定が有る場合（ステップＳ７：有り）には、駆動モータ２０の停止処理を行う（ステップＳ８）。駆動モータ２０の停止処理は、マイコン５０が、駆動回路６０へ信号を出力し駆動モータ２０への電力の供給を制御して駆動モータ２０の作動を停止させ、窓ガラス１１の上昇動作を停止させるものである。このように、駆動モータ２０の回転速度変化（または電流変化）により負荷変動を検出ししているので、拘束電流が流れる前に駆動モータ２０の停止が可能となり、ガラスラン１２が押し潰される直前で窓ガラス（開閉部材）１１を確実に停止させる。これにより、駆動モータ２０が停止し、図３（ｃ）で示すようにガラスラン１２を押し潰した状態の機械的限界位置に到達する前に停止することになる。

また、ガラスラン１２を押し潰す機械的限界位置に到達する前に窓ガラス１１の駆動を停止させるので、窓ガラス１１が下方からさらに押し上げられることがなくなることで、前述した従来技術のように、車両の幅方向外側に向けて移動しなくなる。窓ガラス１１の移動の影響を無くすことによって、ベルトモールのインナシールリップ部及びアウタシールリップ部への影響を無くし、窓枠１３の下枠に配置されたベルトモールと窓ガラス１１との位置が正常時に保たれることで車両の走行時の風の流れが安定し、風切り音を抑制出来る。

図４は、駆動モータ２０の回転速度ωが低下する場合で、窓ガラス１１がガラスラン１２に接触する位置と、機械的移動限界位置であるロック停止位置との間にしきい値となる回転速度（差分Δω）の位置を基準にするように構成した例である。
このように、回転速度ωの変化量がしきい値を超えたか否かを判定し、このしきい値を超えたと判断された場合には、直ちに駆動モータ２０の停止処理を行う。
この実施形態では、窓ガラス（開閉部材）１１にかかる負荷（回転速度又は駆動モータにかかる電流値）を検出しつつ、負荷が増加したのちに、所定のしきい値を負荷が越えたら、ロック停止位置の手前で、駆動モータ２０への電力の供給を停止するようにしたので窓ガラス１１の開口部の全閉位置近傍での制御となり、誤停止による弊害を防止でき、開閉部材の機械的移動限界位置の手前で行うことで作動負荷変化により駆動手段を停止するためシール性が損なわれるのを防止できる。

次に、全閉判定値を補正して当初より大きくし（つまり負荷の所定値を変更し）、駆動モータ１１の停止処理が行わないようにする制御について、図６に基づいて説明する。なお図６において、ステップＳ１３及びステップＳ１７以外の処理は、図５の処理と同じであるので、その説明を省略する。すなわち、ステップＳ１１はステップＳ１、ステップＳ１２はステップＳ２、ステップＳ１４はステップＳ４，ステップ１５はステップＳ５、ステップＳ１６はステップＳ６、ステップＳ１８はステップＳ７、ステップＳ１９はステップＳ８と同じ処理内容である。

ステップＳ１２で所定位置まで上昇している場合（ステップＳ１２：有り）、ステップＳ１３で電圧判定を行う。つまり、電圧値が所定ボルト（Ｖ）以上であるか否か判定する。所定ボルトとは、窓ガラス１１の上端側が上昇（閉方向）できる電圧のことであり、駆動モータ２０が停止状態とならず回転が続行される電圧であり、駆動モータ２０の大きさや種類によって所定ボルトがどの位の値となるか異なるものである。例えば、パワーウインドウの駆動モータの場合では、所定ボルトは、１０ボルトとする。
このステップＳ１３で電圧を判定して、所定ボルト以上でない場合（ステップ１３：無し）、ステップＳ１７で全閉判定値のしきい値を補正する処理（しきい値補正処理）を行う。つまり、この補正は、予め定めておいた負荷変動が生じたときの所定値を大きくすることにより行うものである。これによりステップＳ１８の全閉判定によって、全閉がない（ステップＳ１８：無し）として、ステップＳ１９の処理（モータ停止処理）を行なわないように制御できる。

このように、ステップＳ１８では、予め定めておいた負荷変動が生じたときの所定値を超えたか否かを判断するが、この所定の基準値は、前述したＲＯＭに格納された基準値に基づき、負荷変動や初期値更新などによって補正された新たな基準値であり、この所定の基準値に基づいて、判定するものであり、このときの補正値は、新たな基準値の値を更に大きくするために、設定された負荷の所定値を変更する補正である。
これにより、窓ガラス１１を駆動する駆動モータ２０への給電が途絶えることなく（つまり駆動モータ２０を停止することなく）、正回転し続けることになり、低電圧であっても、窓ガラス１１を閉め切ることができる。

また、上記実施形態では、開閉部材制御装置及び開閉部材制御方法として車両のパワーウインドウ装置を例にして説明したが、開閉部材制御装置の開閉部材には、窓ガラスに限定されず、サンルーフ開閉装置やスライドドア開閉装置等の開閉部材を開閉駆動する装置全般に適用できるものである。

１０ドア、１１窓ガラス、１２ガラスラン、１２ａ基底部、１２ｂ溝部（空間部）、１２ｃ_１内側側部、１２ｃ_２外側側部、１２ｄ_１インナシールリップ部、１２ｄ_２アウタシールリップ部、１２ｅ_１，１２ｅ_２張出部、１３窓枠、１４ストッパ、２０駆動モータ、３０位置検出手段、４０負荷検出手段、５０マイコン、６０駆動回路、７０駆動力伝達手段、８０バッテリー、Ｃコントローラ、Ｓ開閉部材制御装置

Claims

駆動手段によって開閉部材を駆動し、開口部を閉鎖可能に制御する開閉部材制御装置であって、
全閉制御を開始する位置への到達を判断する位置判断ステップと、
電圧を検知する電圧検知ステップと、
前記位置に到達したのちに開口部のシール部材と開閉部材との接触による負荷を検知する負荷変動検知ステップと、
前記開閉部材が機械的限界位置に達する前に到達する値に設定された前記負荷の所定の値に該負荷が達したか否か判定する負荷到達判定ステップと、
前記所定の値に到達したと判定されたのちに駆動手段への電力供給を停止する電力供給停止ステップと、を備え、
検知した電圧に応じて前記負荷到達判定ステップをキャンセル又は設定された前記負荷の所定値を変更することを特徴とする開閉部材制御装置。
検知した電圧が規定値より低い場合に前記負荷到達判定ステップをキャンセル又は設定された前記負荷の所定値を変更することを特徴とする請求項１に記載の開閉部材制御装置。
駆動手段によって開閉部材を駆動し、開口部を閉鎖可能に制御する開閉部材制御方法であって、
駆動手段の電圧を検知する電圧検知工程と、
前記開口部の全閉位置近傍での開閉部材への負荷の増大を検出する負荷検出手段によって、前記開閉部材が前記開口部の該開閉部材の閉鎖側作動方向に対向する位置に配設された弾性部材を押圧したことによる前記負荷の増大を検出する工程と、
該工程によって前記負荷の増大を検出した後に、駆動力停止手段によって前記開閉部材が閉鎖方向への機械的移動限界位置に到達する手前で前記開閉部材の前記駆動手段への駆動力の供給を停止する工程と、
前記検知した電圧に応じて前記負荷到達判定ステップをキャンセル又は設定された前記負荷の所定値を変更する工程と、
を備えたことを特徴とする開閉部材制御方法。
検知した前記電圧が規定値より低い場合に前記負荷到達判定ステップをキャンセル又は設定された前記負荷の所定値を変更することを特徴とする請求項３に記載の開閉部材制御方法。