JP6332676B2 - 駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、車両ウィンド等の被駆動部材を駆動する駆動装置に関するものである。

従来、駆動装置としては、モータの両端子に接続され操作部の操作に応じていずれかがオンされることで該モータに電力を供給して該モータを正転又は逆転させる一対のリレーを備え、そのモータの駆動によって被駆動部材を駆動させるものがある。そして、特許文献１では、一対のリレーのいずれかがオン故障状態となると、オンしていないリレーをオンさせてモータを停止させるフェール状態とし、その後、必要に応じてオンさせたリレーをオフして依然としてオン故障状態か否かを判定し、オン故障状態から正常状態に復帰した場合には前記フェール状態を終了する技術が開示されている。

特開２００３−１２５５９６号公報

しかしながら、上記した駆動装置は、オン故障状態となると、モータを一時的に停止させることができるとともに、オン故障状態から正常状態に復帰したときに電力消費が抑えられるものの、オン故障状態が維持されたままだと電力が消費され続けることになる。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、オン故障時の動作の最適化を図りつつ低消費電力化を図ることができる駆動装置を提供することにある。

上記課題を解決する駆動装置は、モータの両端子に接続され、操作部の操作に応じていずれかがオンされることで該モータに電力を供給して該モータを正転又は逆転させる一対のリレーを備え、前記モータの駆動によって被駆動部材を駆動させる駆動装置であって、前記操作部の操作に応じず前記モータが駆動している前記リレーの異常状態の検知に基づいて、前記リレーを制御して前記モータを断続的に駆動させる制御部と、前記モータの電力供給経路に接続され、前記被駆動部材が駆動限界位置の一端又は他端に到達して前記モータの駆動が強制的に停止すると、発熱することによって異常状態となった前記リレーへの電力の供給を遮断するサーミスタとを備え、前記制御部は、前記操作部の操作に応じず前記モータが駆動している前記リレーの異常状態の検知に基づいて、前記モータを正転させるリレー及び前記モータを逆転させるリレーを共にオンさせる制御を行うことで前記モータを停止させる動作と、前記モータを正転させるリレー及び前記モータを逆転させるリレーを共にオフさせる制御を行うことで前記操作部の操作に応じず前記モータが駆動している前記リレーの異常状態によって該モータを駆動させる動作とを繰り返させる。

同構成によれば、一対のリレーのいずれかがオンした状態で固定されるオン故障状態となって、操作部の操作に応じずモータが駆動しているリレーの異常状態となると、制御部にてリレーが制御されてモータが断続的に駆動される。そして、被駆動部材が断続的に駆動されて駆動限界位置の一端又は他端に到達してモータの駆動が強制的に停止すると、サーミスタが発熱することによって異常状態となったリレーへの電力の供給が遮断される。よって、被駆動部材が断続的に駆動されることでオン故障状態となっていることが報知されつつ低消費電力化を図ることができる。

上記駆動装置において、前記被駆動部材は、開閉部材であり、前記制御部は、前記開閉部材が閉動作方向に駆動してしまう前記異常状態が検知され、前記開閉部材が全閉位置に近い閉近傍エリアにあると、遅く駆動するように前記モータを断続的に駆動させることが好ましい。

同構成によれば、開閉部材が閉動作方向に駆動してしまう異常状態が検知され、開閉部材が全閉位置に近い閉近傍エリアにあると、制御部にて遅く駆動するようにモータが断続的に駆動される。よって、開閉部材が全閉位置に近い閉近傍エリアにあっても、全閉までの時間を長くすることができ、例えば、開閉部材による異物の挟み込みをより避けることが可能となる。

本発明の駆動装置では、オン故障時の動作の最適化を図りつつ低消費電力化を図ることができる。

一実施形態におけるパワーウィンド装置の電気回路図。 一実施形態におけるマイコンの処理を説明するためのフロー図。 一実施形態におけるマイコンの処理を説明するためのフロー図。 別例におけるマイコンの処理を説明するためのフロー図。

以下、パワーウィンド装置の一実施形態を図１〜図３に従って説明する。
図１に示すように、車両ドア１には、被駆動部材及び開閉部材としての車両ウィンド２が設けられ、該車両ウィンド２には図示しないレギュレータ等を介してモータＭが駆動連結されている。車両ウィンド２は、モータＭが正転されると閉動作され、モータＭが逆転されると開動作される。

モータＭの両端子（電源端子）は、駆動回路としての一対のリレー１１，１２を介してバッテリ（直流電源）Ｅに接続されている。詳しくは、モータＭの一方の端子は、サーミスタ１３を介して正転用のリレー１１の共通接点１１ｃに接続され、モータＭの他方の端子は、逆転用のリレー１２の共通接点１２ｃに接続されている。そして、各リレー１１，１２のａ接点１１ａ，１２ａは、バッテリＥ（そのプラス端子）に接続され、各リレー１１，１２のｂ接点１１ｂ，１２ｂはグランドに接続されている。尚、本実施形態のモータＭは、ブラシ付き直流モータであって、前記両端子（電源端子）は一対の給電用ブラシに接続される。又、リレー１１の励磁コイル１１ｄは、その一端がバッテリＥ（そのプラス端子）に接続され、その他端がトランジスタＴｒ１を介してグランドに接続されている。又、リレー１２の励磁コイル１２ｄは、その一端がバッテリＥ（そのプラス端子）に接続され、その他端がトランジスタＴｒ２を介してグランドに接続されている。そして、前記トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のベース端子には制御部としてのマイコン１４が接続されている。即ち、リレー１１は、トランジスタＴｒ１がオンされると励磁コイル１１ｄが励磁されてオン状態となり、共通接点１１ｃがｂ接点１１ｂ（グランド）に接続された状態からａ接点１１ａ（バッテリＥのプラス端子）に接続された状態となるものである。又、リレー１２は、トランジスタＴｒ２がオンされると励磁コイル１２ｄが励磁されてオン状態となり、共通接点１２ｃがｂ接点１２ｂ（グランド）に接続された状態からａ接点１２ａ（バッテリＥのプラス端子）に接続された状態となるものである。

又、マイコン１４には、操作部としての閉スイッチ１５及び開スイッチ１６が接続され、該閉スイッチ１５及び開スイッチ１６はそれぞれグランドに接続されている。即ち、閉スイッチ１５がオン操作されると、マイコン１４は閉スイッチ１５を介してグランドに接続されることで閉スイッチ１５がオン操作されたことを検知し、開スイッチ１６がオン操作されると、マイコン１４は開スイッチ１６を介してグランドに接続されることで開スイッチ１６がオン操作されたことを検知する。そして、マイコン１４は、閉スイッチ１５がオン操作されたことを検知すると、前記トランジスタＴｒ１に制御信号を出力して該トランジスタＴｒ１をオンして、前記正転用のリレー１１をオンさせ、ひいてはモータＭを正転させる。又、マイコン１４は、開スイッチ１６がオン操作されたことを検知すると、前記トランジスタＴｒ２に制御信号を出力して該トランジスタＴｒ２をオンして、前記逆転用のリレー１２をオンさせ、ひいてはモータＭを逆転させる。

又、モータＭにおける回転子には図示しないセンサマグネットが設けられ、該センサマグネットの近傍位置にはホールＩＣ１７が配設されている。ホールＩＣ１７は、前記マイコン１４に接続され、モータＭが駆動すると（具体的には回転子が回転すると）、その駆動（回転）に応じたパルス信号をマイコン１４に出力する。

ここで、本実施形態のマイコン１４は、閉スイッチ１５及び開スイッチ１６の操作に応じずモータＭが駆動しているリレー１１，１２の異常状態の検知に基づいて、リレー１１，１２を制御してモータＭを断続的に駆動させる。具体的には、マイコン１４は、閉スイッチ１５及び開スイッチ１６のオン操作がされていない状態でホールＩＣ１７からモータＭが駆動していることを示すパルス信号を受信すると、リレー１１，１２のいずれかがオンした状態で固定されたオン故障状態である異常状態と判定する。すると、マイコン１４は、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２に共に制御信号を出力して該トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２をオンさせてリレー１１，１２をオンさせ、モータＭに駆動電流が流れることを防止してモータＭを停止させる動作と、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２への制御信号を停止してオン故障によってモータＭを駆動させる動作とを繰り返させる。そして、モータＭの電力供給経路に接続された前記サーミスタ１３は、車両ウィンド２が駆動限界位置の一端（全閉位置）又は他端（全開位置）に到達してモータＭの駆動（回転子の回転）が強制的に停止すると、発熱することによって異常状態となったリレー１１，１２、及びモータＭへの電力の供給を遮断する。

又、本実施形態のマイコン１４は、車両ウィンド２が閉動作方向に駆動してしまう異常状態が検知されると、車両ウィンド２が全閉位置に近い閉近傍エリアＡで遅く駆動するようにモータＭを断続的に駆動させる。

本実施形態の駆動装置（マイコン１４）による具体的な動作及び作用について、以下に記載する。
まず、図２に示すように、マイコン１４は、ステップＳ１において、前記パルス信号が入力されているか（変化しているか）否かを判定し、パルス信号が入力されていると判定するとステップＳ２に移行し、パルス信号が入力されていないと判定するとステップＳ１を繰り返す。

ステップＳ２において、マイコン１４は、閉スイッチ１５及び開スイッチ１６のいずれかのオン操作がされているか否か（開閉スイッチはオン？）を判定し、オン操作がされていると判定するとフローを終了し、閉スイッチ１５及び開スイッチ１６のいずれもオン操作がされていないと判定すると、前記異常状態と判定し、図３に示すフローを実行する。尚、図２に示すフローは、例えば、予め設定された時間毎に行われる。

図３に示すように、マイコン１４は、ステップＳ１１において、車両ウィンド２が閉動作方向に駆動しているか否かを判定し、閉動作方向に駆動していると判定するとステップＳ１２に移行し、閉動作方向に駆動していない（開動作方向に駆動している）と判定するとステップＳ１３に移行する。

ステップＳ１２において、マイコン１４は、車両ウィンド２が閉近傍エリアＡにあるか否かを判定し、閉近傍エリアＡにないと判定すると、ステップＳ１４に移行する。
ステップＳ１４において、マイコン１４は、車両ウィンド２が中間エリアＢにあるか否かを判定し、中間エリアＢにないと判定すると、即ち開近傍エリアＣにあると判定すると、ステップＳ１３に移行する。

尚、前記閉近傍エリアＡ、中間エリアＢ、及び開近傍エリアＣは、図１に示すように、車両ウィンド２の開閉駆動範囲を３分割したエリアであって、図１では車両ウィンド２（その上端）が全閉位置に近い閉近傍エリアＡにある状態を図示している。

そして、ステップＳ１３において、マイコン１４は、５０ｍｓの間だけ両トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２に共に制御信号を出力しつつ、ステップＳ１５に移行する。このとき、両リレー１１，１２は共にオンされて、モータＭに駆動電流が流れることが防止されてモータＭは５０ｍｓの間だけ停止される。

ステップＳ１５において、マイコン１４は、２００ｍｓの間だけ両トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２への制御信号の出力を停止しつつ、ステップＳ１６に移行する。このとき、オン故障しているリレー１１又はリレー１２によってモータＭに駆動電流が流れ、モータＭは２００ｍｓの間だけ駆動され、車両ウィンド２が駆動される。

次に、ステップＳ１６において、マイコン１４は、車両ウィンド２が駆動限界位置の一端（全閉位置）又は他端（全開位置）に到達したか否かを判定し、（２００ｍｓ経過しても）到達していないと判定すると、前記ステップＳ１３に移行して、上記した処理を再び行う。又、ステップＳ１６において、マイコン１４は、車両ウィンド２が駆動限界位置の一端（全閉位置）又は他端（全開位置）に到達したと判定すると、フローを終了する。そして、フローを終了すると、サーミスタ１３が発熱することによってモータＭへの電力の供給が遮断される。

一方、前記ステップＳ１４において、マイコン１４は、車両ウィンド２が中間エリアＢにあると判定すると、ステップＳ１７に移行する。
ステップＳ１７において、マイコン１４は、１００ｍｓの間だけ両トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２に共に制御信号を出力しつつ、ステップＳ１８に移行する。このとき、両リレー１１，１２は共にオンされて、モータＭに駆動電流が流れることが防止されてモータＭは１００ｍｓの間だけ停止される。

ステップＳ１８において、マイコン１４は、１００ｍｓの間だけ両トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２への制御信号の出力を停止しつつ、ステップＳ１９に移行する。このとき、オン故障しているリレー１１又はリレー１２によってモータＭに駆動電流が流れ、モータＭは１００ｍｓの間だけ駆動され、車両ウィンド２が駆動される。

次に、ステップＳ１９において、マイコン１４は、車両ウィンド２が駆動限界位置の一端（全閉位置）に到達したか否かを判定し、（１００ｍｓ経過しても）到達していないと判定すると、前記ステップＳ１７に移行して、上記した処理を再び行う。又、ステップＳ１９において、マイコン１４は、車両ウィンド２が駆動限界位置の一端（全閉位置）に到達したと判定すると、フローを終了する。そして、フローを終了すると、サーミスタ１３が発熱することによってモータＭへの電力の供給が遮断される。

又、前記ステップＳ１２において、マイコン１４は、車両ウィンド２が閉近傍エリアＡにあると判定すると、ステップＳ２０に移行する。
ステップＳ２０において、マイコン１４は、２００ｍｓの間だけ両トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２に共に制御信号を出力しつつ、ステップＳ２１に移行する。このとき、両リレー１１，１２は共にオンされて、モータＭに駆動電流が流れることが防止されてモータＭは２００ｍｓの間だけ停止される。

ステップＳ２１において、マイコン１４は、５０ｍｓの間だけ両トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２への制御信号の出力を停止しつつ、ステップＳ２２に移行する。このとき、オン故障しているリレー１１又はリレー１２によってモータＭに駆動電流が流れ、モータＭは５０ｍｓの間だけ駆動され、車両ウィンド２が駆動される。

次に、ステップＳ２２において、マイコン１４は、車両ウィンド２が駆動限界位置の一端（全閉位置）に到達したか否かを判定し、（５０ｍｓ経過しても）到達していないと判定すると、前記ステップＳ２０に移行して、上記した処理を再び行う。又、ステップＳ２２において、マイコン１４は、車両ウィンド２が駆動限界位置の一端（全閉位置）に到達したと判定すると、フローを終了する。そして、フローを終了すると、サーミスタ１３が発熱することによってモータＭへの電力の供給が遮断される。

次に、上記実施形態の特徴的な効果を以下に記載する。
（１）一対のリレー１１，１２のいずれかがオンした状態で固定されるオン故障状態となって、閉スイッチ１５及び開スイッチ１６の操作に応じずモータＭが駆動しているリレー１１，１２の異常状態となると、マイコン１４にてリレー１１，１２が制御されてモータＭが断続的に駆動される。そして、車両ウィンド２が断続的に駆動されて駆動限界位置の一端（全閉位置）又は他端（全開位置）に到達してモータＭの駆動が強制的に停止すると、サーミスタ１３が発熱することによってリレー１１，１２及びモータＭへの電力の供給が遮断される。よって、車両ウィンド２が断続的に駆動されることでオン故障状態となっていることが報知されつつ低消費電力化を図ることができる。尚、オン故障状態となっていることが運転者等に報知されるため、例えば、運転者等は車両ウィンド２に異物が挟み込まれることを容易に避けることが可能となる。

（２）車両ウィンド２が閉動作方向に駆動してしまう異常状態が検知され、車両ウィンド２が全閉位置に近い閉近傍エリアＡにあると、マイコン１４にて遅く駆動するように（他のエリアにある場合に比べて秒速が遅くなるように）モータＭが断続的に駆動される。よって、車両ウィンド２が全閉位置に近い閉近傍エリアＡにあっても、全閉までの時間を長くすることができ、例えば、車両ウィンド２による異物の挟み込みをより避けることが可能となる。特に、本実施形態では、車両ウィンド２が上記中間エリアＢにある場合も、上記開近傍エリアＣにある場合に比べて秒速が遅くなるようにモータＭが断続的に駆動されるため、最適な速度（秒速）で車両ウィンド２を駆動しながらも車両ウィンド２による異物の挟み込みをより避けることが可能とされている。

上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、車両ウィンド２の開閉駆動範囲を３分割した閉近傍エリアＡ、中間エリアＢ、及び開近傍エリアＣに応じて、それぞれ速度（具体的には駆動している時間と停止している時間の割合）を変更するとしたが、これに限定されず、例えば、車両ウィンド２が閉近傍エリアＡにある場合のみ遅く駆動するようにしてもよい。

又、例えば、マイコン１４は、異常状態と判定すると、車両ウィンド２の位置に関わらずに、図４に示すフローを実行するようにしてもよい。
即ち、図４に示すように、マイコン１４は、ステップＳ３１において、２００ｍｓの間だけ両トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２に共に制御信号を出力しつつ、ステップＳ３２に移行する。このとき、両リレー１１，１２は共にオンされて、モータＭに駆動電流が流れることが防止されてモータＭは２００ｍｓの間だけ停止される。

ステップＳ３２において、マイコン１４は、２００ｍｓの間だけ両トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２への制御信号の出力を停止しつつ、ステップＳ３３に移行する。このとき、オン故障状態が維持されたままだと、オン故障しているリレー１１又はリレー１２によってモータＭに駆動電流が流れ、モータＭは２００ｍｓの間だけ駆動され、車両ウィンド２が駆動される。

次に、ステップＳ３３において、マイコン１４は、前記パルス信号が入力されているか（変化しているか）否かを判定し、パルス信号が入力されていると判定するとステップＳ３４に移行し、パルス信号が入力されていないと判定すると、オン故障状態から正常状態となったと判定して、フローを終了する。

ステップＳ３４において、マイコン１４は、車両ウィンド２が駆動限界位置の一端（全閉位置）又は他端（全開位置）に到達したか否かを判定し、（２００ｍｓ経過しても）到達していないと判定すると、前記ステップＳ３１に移行して、上記した処理を再び行う。又、ステップＳ３４において、マイコン１４は、車両ウィンド２が駆動限界位置の一端（全閉位置）又は他端（全開位置）に到達したと判定すると、フローを終了する。そして、フローを終了すると、サーミスタ１３が発熱することによってモータＭへの電力の供給が遮断される。

このようにしても、上記実施形態の効果（１）と同様の効果を得ることができる。又、この例では、オン故障状態から正常状態に復帰すると、フローが終了されて電力消費が抑えられる。尚、勿論、上記実施形態にこの例のステップＳ３３を組み合わせてもよい。

・上記実施形態では、被駆動部材が車両ウィンド２であるパワーウィンド装置に具体化したが、これに限定されず、例えば、被駆動部材がサンルーフ等の他の開閉部材である装置に具体化してもよいし、被駆動部材がパワーシート等の開閉部材以外の他の被駆動部材である装置に具体化してもよい。

２…車両ウィンド（被駆動部材及び開閉部材）、１１，１２…リレー、１３…サーミスタ、１４…マイコン（制御部）、１５…閉スイッチ（操作部）、１６…開スイッチ（操作部）、Ａ…閉近傍エリア、Ｍ…モータ。

Claims (2)

1. モータの両端子に接続され、操作部の操作に応じていずれかがオンされることで該モータに電力を供給して該モータを正転又は逆転させる一対のリレーを備え、前記モータの駆動によって被駆動部材を駆動させる駆動装置であって、
   前記操作部の操作に応じず前記モータが駆動している前記リレーの異常状態の検知に基づいて、前記リレーを制御して前記モータを断続的に駆動させる制御部と、
   前記モータの電力供給経路に接続され、前記被駆動部材が駆動限界位置の一端又は他端に到達して前記モータの駆動が強制的に停止すると、発熱することによって異常状態となった前記リレーへの電力の供給を遮断するサーミスタとを備え、
   前記制御部は、前記操作部の操作に応じず前記モータが駆動している前記リレーの異常状態の検知に基づいて、前記モータを正転させるリレー及び前記モータを逆転させるリレーを共にオンさせる制御を行うことで前記モータを停止させる動作と、前記モータを正転させるリレー及び前記モータを逆転させるリレーを共にオフさせる制御を行うことで前記操作部の操作に応じず前記モータが駆動している前記リレーの異常状態によって該モータを駆動させる動作とを繰り返させることを特徴とする駆動装置。
2. 請求項１に記載の駆動装置において、
   前記被駆動部材は、開閉部材であり、
   前記制御部は、前記開閉部材が閉動作方向に駆動してしまう前記異常状態が検知され、前記開閉部材が全閉位置に近い閉近傍エリアにあると、遅く駆動するように前記モータを断続的に駆動させることを特徴とする駆動装置。