JP2016160574A - 開閉部材制御装置及び開閉部材制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
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。
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)。
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102d1及びアウタシールリップ部102d2が形成されており、これらのインナシールリップ部102d1及びアウタシールリップ部102d2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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
そして、上記インナシールリップ部12d1及びアウタシールリップ部12d2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12e1,12e2は内側側部12c1及び外側側部12c2から窓枠13と係合するための張出部である。
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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (4)
- 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。
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