JP6988742B2 - 開閉部材制御装置及び制御装置付きモータ - Google Patents

Description

本発明は、車両用の開閉部材制御装置及び制御装置付きモータに関するものである。

例えば特許文献１に開示されるように、車両のパワーウインド装置としては、閉作動時のウインドガラスによる異物の挟み込みを防止する挟み込み防止機能を有したものがある。このようなパワーウインド装置では、駆動源としてのモータの回転速度の変動推移等からウインドガラスの作動が異物によって妨げられたことを検出し、その異物検出を基にモータを停止又は反転駆動させて、異物に掛かる荷重の軽減を図るようになっている。

ところで、上記のようなパワーウインド装置では、閉作動中にモータの回転が拘束される位置（機械的なロック位置）を原点位置（全閉位置）として認識している。そして、閉作動中のウインドガラスが窓枠上部のウェザーストリップ等に接触したときに異物の挟み込みの判定がなされないようにするために、前記原点位置からその開方向側（下側）の所定位置までの区間を、挟み込み判定を行わないマスク区間としている。

特開２０１４−３４８３１号公報

また、上記のようなパワーウインド装置では、ウインドガラスの閉じ切りの度にウインドガラスの上端が窓枠と衝突しないようにするために、前記原点位置付近の区間（前記マスク区間に含まれる区間）においてモータの速度低下に基づきモータへの通電を停止する停止処理（いわゆるソフトストップ処理）を行うことが望ましい。この処理を行うことで、ウインドガラスの上端がウェザーストリップ内に入り込んだ状態（すなわち、窓枠をウインドガラスで閉じ切った状態）としつつも、ウインドガラスの上端が窓枠と衝突する前にモータを停止させることができる。

しかしながら、上記ソフトストップ処理を行う制御装置において、マスク区間で異物の挟み込みが生じた場合、その挟み込みによるモータの拘束位置が原点位置として更新されるため、原点位置を基に設定されるソフトストップ処理の実行区間が所望の位置よりも開方向側にずれてしまう。すると、例えばウインドガラスの上端の一部がウェザーストリップ内に入り込んでいない状態（すなわち、窓枠を完全に閉じ切っていない状態）にも関わらず、ソフトストップ処理によってウインドガラスの作動が停止されてしまう閉じ切り不良が発生するおそれがある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、開閉部材の閉じ切り不良を抑制できる開閉部材制御装置及び制御装置付きモータを提供することにある。

上記課題を解決する開閉部材制御装置は、車両の開閉部材（ＷＧ）を開閉させるためのモータ（Ｍ）の駆動を制御する制御部（６）を備え、前記制御部は、閉作動中に前記モータの回転が拘束された位置を原点位置（Ｐｓ）として設定する原点位置設定処理と、前記原点位置からその開方向側の第１設定位置（Ｐ１）までのマスク区間（Ａ１）を除く区間（Ａ２）において、閉作動中の前記モータの駆動情報に基づき異物の挟み込みの発生を判定する挟み込み判定処理と、前記原点位置と前記第１設定位置との間に設定された第２設定位置（Ｐ２）から前記原点位置までの区間（Ａ３）において、閉作動中の前記モータの回転が拘束される前に該モータの速度低下に基づいて前記モータへの通電を停止するソフトストップ処理と、を実行する開閉部材制御装置であって、前記制御部は、閉作動中の前記マスク区間で前記モータの回転が拘束されたとき、その拘束位置がその時点で記憶されている前記原点位置に対して予め設定された設定値（Ｐｙ）以上、開方向側にずれている場合、次回の閉作動時において前記ソフトストップ処理を無効化する。

上記態様によれば、マスク区間での異物の挟み込みによって原点位置が開方向側にずれて更新されたとき、次回の閉作動時においてソフトストップ処理を無効化することができる。このため、開閉部材の閉じ切り前にソフトストップ処理によって開閉部材の閉作動が停止される閉じ切り不良の発生を抑制できる。

上記課題を解決する制御装置付きモータは、開閉部材（ＷＧ）を開閉させるためのモータ（Ｍ）に、上記の開閉部材制御装置が一体に設けられる。
上記態様によれば、開閉部材制御装置を一体に備えた制御装置付きモータにおいて、開閉部材の閉じ切り前にソフトストップ処理によって開閉部材の閉作動が停止される閉じ切り不良の発生を抑制できる。

実施形態のパワーウインド装置の概略構成図。 同形態におけるウインドガラスの駆動制御を説明するための模式図。 同形態におけるソフトストップ処理を説明するための説明図。 同形態のウインドガラスの閉作動時における制御部の処理を説明するためのフロー図。

以下、開閉部材制御装置及び制御装置付きモータの一実施形態について説明する。
図１に示すように、車両ドアＤには、開閉部材としてのウインドガラスＷＧが上下動可能に設けられている。ウインドガラスＷＧには、ワイヤ式やＸアーム式などのレギュレータＲを介してパワーウインド装置１のモータＭが駆動連結されている。また、モータＭは、該モータＭを制御するパワーウインドＥＣＵなどの制御装置５が一体に設けられた制御装置付きモータである。

パワーウインド装置１は、モータＭの回転を検出するホールＩＣ等の回転検出センサ２を備える。制御装置５は、回転検出センサ２からの信号及び操作スイッチ３からの信号に基づいて車両バッテリ４の電源をモータＭに供給する制御部６を備える。回転検出センサ２は、モータＭの回転に応じたパルス信号を制御部６に出力する。そして、制御部６は、入力されるパルス信号によりウインドガラスＷＧの位置や速度を把握しながら種々の制御を行い、モータＭを駆動制御する。

詳述すると、制御部６は、車両ドアＤに設けられた操作スイッチ３が操作されると、その操作に応じてウインドガラスＷＧを開閉駆動（すなわち上下動）させるべくモータＭを駆動制御する。

ここで、制御部６は、モータＭの駆動情報（例えば回転速度や電流値等）に基づいて、閉作動中のウインドガラスＷＧにて異物の挟み込みが行われたか否かの判定を行い、挟み込みが行われた際にはウインドガラスＷＧを停止、又は反転作動させるべくモータＭを駆動制御する挟み込み検出処理を行う。

また、制御部６は、ウインドガラスＷＧの閉作動（すなわち上動）時に、ウインドガラスＷＧが全閉位置（すなわち、可動域端部の機械的限界位置）に到達してモータＭの回転が拘束されたとき、その拘束によるロック電流を検知し、モータＭへの通電を停止させる（ロック停止処理）。

図２に示すように、制御部６は、モータＭの回転が拘束されてロック電流を検知した位置を原点位置Ｐｓとして設定する原点位置設定処理を行う。そして、制御部６が認識するウインドガラスＷＧの位置情報としては、ウインドガラスＷＧが開方向側に作動されるにつれて、回転検出センサ２からのパルス信号に基づくカウント数を原点位置Ｐｓに加算していく。

制御部６は、原点位置Ｐｓからその開方向側（すなわち下側）の第１設定位置Ｐ１までの区間を、前記挟み込み検出処理を実行しないマスク区間Ａ１として設定する。なお、原点位置Ｐｓが変動した場合でもマスク区間Ａ１の長さは一定である。また、原点位置Ｐｓが変動した場合でも、マスク区間Ａ１の下端位置が窓枠上部のウェザーストリップＤａの開方向側端部である下端から数ミリメートル程度下側に位置するように設定されている。なお、ロック停止処理によってリセット（更新）される原点位置Ｐｓは、気温や車両バッテリ４の電圧値の変動に応じて変動しうる。また、制御部６は、マスク区間Ａ１以外の区間（挟み込み検出区間Ａ２）において前記挟み込み検出処理を実行する。

また、制御部６は、閉作動中のウインドガラスＷＧが原点位置Ｐｓに近づいたとき、ウインドガラスＷＧが窓枠上部（機械的可動限界位置）に到達する前にモータＭへの通電を停止させるソフトストップ処理を実行する。

当該ソフトストップ処理について詳述すると、制御部６は、原点位置Ｐｓからその開方向側（すなわち下側）の第２設定位置Ｐ２までの区間をソフトストップ区間Ａ３として設定する。また、第２設定位置Ｐ２に対し原点位置Ｐｓから離間する位置（第２設定位置Ｐ２よりも開方向側の位置）に設定した第１設定位置Ｐ１と原点位置Ｐｓとの間の区間をマスク区間Ａ１とする。従って、ソフトストップ区間Ａ３の長さは、マスク区間Ａ１の長さよりも短く、ソフトストップ区間Ａ３の下端位置である第２設定位置Ｐ２は、マスク区間Ａ１の下端位置である第１設定位置Ｐ１よりも閉方向側（上側）に設定されている。なお、ソフトストップ区間Ａ３の長さは、原点位置Ｐｓが変動した場合でも一定である。

図３に示すように、ソフトストップ区間Ａ３では、制御部６は、回転検出センサ２からの信号に基づき、閉作動中のモータＭの回転速度の低下に応じてモータＭへの通電を停止させる。これにより、ウインドガラスＷＧがウェザーストリップＤａと摺接する際の抵抗によるモータＭの減速によってモータＭへの通電が停止されるため、ウインドガラスＷＧが可動域端部に到達してモータＭの回転が拘束される前にモータＭへの通電を停止できる。従って、ウインドガラスＷＧの上端全体がウェザーストリップＤａ内に入り込んだ状態（ウインドガラスＷＧが窓枠を閉じ切った状態）としつつも、ウインドガラスＷＧの上端が窓枠（可動域端部）と衝突する前にモータＭを停止させて異音の発生などを抑制できる。

次に、ウインドガラスＷＧの閉作動時における制御部６の制御態様について、図４のフロー図に従って説明する。
制御部６は、操作スイッチ３からの信号に基づいてウインドガラスＷＧの閉作動を開始すると、ステップＳ１でモータＭの回転速度の演算を行い、次のステップＳ２でウインドガラスＷＧの位置情報のカウントを行う。

その後、ステップＳ３において、制御部６は、ウインドガラスＷＧがマスク区間Ａ１内に位置しているか否かを判定する。ここで、ウインドガラスＷＧがマスク区間Ａ１内に位置している場合、制御部６の処理はステップＳ４に移行する。一方、ウインドガラスＷＧがマスク区間Ａ１外に位置している（すなわち、挟み込み検出区間Ａ２に位置している）場合、制御部６の処理はステップＳ１３に移行する。

ステップＳ１３において、制御部６は前述の挟み込み検出処理を行う。ここで、異物の挟み込みの検出がなされなかった場合、ステップＳ１に戻る。
一方、異物の挟み込みが検出された場合には、ステップＳ１４でモータＭの駆動を一旦停止させ、次のステップＳ１５でウインドガラスＷＧを開作動させるべくモータＭを反転駆動させる。その後、ステップＳ１６でウインドガラスＷＧの開作動の移動量が所定量に到達すると、ステップＳ１２でモータＭの駆動を停止させる。

前記ステップＳ３でウインドガラスＷＧがマスク区間Ａ１内に位置していると判定された後のステップＳ４において、制御部６は、前述のソフトストップ処理を無効化するためのリセットフラグＦｒがオンであるか否かを判定する。ここで、リセットフラグＦｒがオンである場合、後述するソフトストップ処理の要否判定のステップＳ５を飛ばして、ロック停止処理の要否判定のステップＳ６に移行する。

一方、ステップＳ４でリセットフラグＦｒがオフである場合、ソフトストップ処理の要否判定のステップＳ５に移行する。このステップＳ５では、制御部６は、ウインドガラスＷＧがソフトストップ区間Ａ３内にあるときに、モータＭの速度低下に基づいてソフトストップ処理の要否を判定する。そして、ソフトストップ処理が必要であると判定した場合、ステップＳ１２に移行して制御部６はモータＭの駆動を停止させる。

一方、ステップＳ５でソフトストップ処理が不要であると判定した場合、制御部６はステップＳ６に移行して、前述したロック停止処理の要否判定をロック電流の検知に基づき行う。ここで、ロック停止処理が不要であると判定した場合、制御部６は前記ステップＳ４に戻る。

一方、ステップＳ６でロック停止処理が必要であると判定した場合、制御部６はステップＳ７に移行し、その時点でのウインドガラスＷＧの位置を原点位置Ｐｓとしてリセット（更新）する処理を行う。

その後、ステップＳ８において、制御部６は、リセットした原点位置Ｐｓと当該リセット直前の原点位置Ｐｓのずれ量Ｐｘを算出する。なお、ずれ量Ｐｘがプラスの値である場合、リセット後の原点位置Ｐｓが、リセット前の原点位置Ｐｓに対して開方向側にずれていることを指す。

その後、ステップＳ９において、制御部６は、前記ずれ量Ｐｘが予め設定された設定値Ｐｙ以上か否かを判定する。すなわち、制御部６は、リセット後の原点位置Ｐｓが、リセット前の原点位置Ｐｓに対して開方向側に設定値Ｐｙ以上ずれているか否かを判定する。設定値Ｐｙは、車両バッテリ４の電圧変動によって生じうるモータＭの拘束位置（すなわち、原点位置Ｐｓのリセット位置）のずれよりも大きな値に設定されている。

ステップＳ９において、ずれ量Ｐｘが設定値Ｐｙ以上である場合、制御部６はリセットフラグＦｒをオンにする（ステップＳ１０）。一方、同ステップＳ９において、ずれ量Ｐｘが設定値Ｐｙ未満である場合、制御部６はリセットフラグＦｒをオフにする（ステップＳ１１）。

このようにステップＳ１０でリセットフラグＦｒをオンにした後、または、ステップＳ１１でリセットフラグＦｒをオフにした後、制御部６はステップＳ１２に移行してモータＭの駆動を停止させる。

本実施形態の作用について説明する。
ウインドガラスＷＧの閉作動時、マスク区間Ａ１に入ってからソフトストップ区間Ａ３に入るまでの区間においては、異物の挟み込みによるモータＭの回転拘束に基づいてロック停止処理が実行されて、原点位置Ｐｓがリセットされる場合がある。このとき、リセット後の原点位置Ｐｓが、リセット前の原点位置Ｐｓに対して開方向側に設定値Ｐｙ以上ずれると、リセットフラグＦｒがオンとされる。これにより、次回のウインドガラスＷＧの閉作動時において、前記ステップＳ４によりソフトストップ処理（ステップＳ５）が無効化される。そして、当該ソフトストップ処理が無効化された閉作動において、ウインドガラスＷＧが全閉位置（すなわち、可動域端部の機械的限界位置）に到達してロック停止処理が実行されると、原点位置Ｐｓが適切な位置にリセットされるとともに、リセットフラグＦｒがオフとされる。

本実施形態の効果について説明する。
（１）制御部６は、閉作動中にモータＭの回転が拘束された位置を原点位置Ｐｓとして設定する原点位置設定処理を行う。また、制御部６は、原点位置Ｐｓからその開方向側の第１設定位置Ｐ１までのマスク区間Ａ１を除く区間（つまり、マスク区間Ａ１の開方向側に設定した挟み込み検出区間Ａ２）において、閉作動中のモータＭの駆動情報に基づき異物の挟み込みの発生を判定する挟み込み判定処理を行う。また、制御部６は、原点位置Ｐｓと第１設定位置Ｐ１との間に設定された第２設定位置Ｐ２から原点位置Ｐｓまでのソフトストップ区間Ａ３において、閉作動中のモータＭの回転が拘束される前に該モータＭの速度低下に基づいてモータＭへの通電を停止するソフトストップ処理を行う。

そして、制御部６は、閉作動中のマスク区間Ａ１でモータＭの回転が拘束されたとき、その拘束位置がその時点で記憶されている原点位置Ｐｓに対して設定値Ｐｙ以上、開方向側にずれている場合、次回の閉作動時においてソフトストップ処理を無効化する。これにより、マスク区間Ａ１での異物の挟み込みによって原点位置Ｐｓが開方向側にずれて更新されたとき、次回の閉作動時においてソフトストップ処理を無効化することができる。このため、ウインドガラスＷＧの閉じ切り前にソフトストップ処理によってウインドガラスＷＧの閉作動が停止される閉じ切り不良の発生を抑制できる。

（２）設定値Ｐｙは、モータＭに給電する車両バッテリ４の電圧変動によって生じうるモータＭの拘束位置（原点位置Ｐｓのリセット位置）のずれよりも大きな値に設定されている。これにより、車両バッテリ４の電圧変動によって原点位置Ｐｓがずれたときにソフトストップ処理が無効化されることを防止できる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態の制御部６のフローは例示であって、前記ずれ量Ｐｘが設定値Ｐｙ以上のときに次回のソフトストップ処理を無効化できるフローであれば、上記実施形態以外の態様に変更可能である。

・上記実施形態の制御部６のフローにおいて、ステップＳ１４〜Ｓ１６を省略してもよい。すなわち、ステップＳ１３で異物の挟み込みが検出された場合に、モータＭを反転駆動させること無く停止させる態様としてもよい。

・上記実施形態のロック停止処理では、ロック電流に基づいてモータＭの回転の拘束を検知したが、モータＭの回転速度に基づいてモータＭの回転の拘束を検知してもよい。例えば、回転検出センサ２から入力されるパルス信号の変化が無い状態が予め設定された所定時間継続したとき、制御部６がモータＭの回転が拘束されたことを認識する態様としてもよい。

・上記実施形態では、制御部６を含む制御装置５はモータＭと一体的に設けられて車両ドアＤに固定されるものとしたが、これに限定されず、例えば、モータＭとは別体で離間した位置に設けられてモータＭを駆動制御するものとしてもよい。

・上記実施形態では、車両のパワーウインド装置１に具体化したが、これに限定されず、車両のサンルーフ装置やスライドドア装置などに具体化してもよい。

ＷＧ…ウインドガラス（開閉部材）、Ｍ…モータ（制御装置付きモータ）、４…車両バッテリ、５…制御装置（開閉部材制御装置）、６…制御部、Ｐｓ…原点位置、Ｐｙ…設定値、Ｐ１…第１設定位置、Ｐ２…第２設定位置、Ａ１…マスク区間、Ａ２…挟み込み検出区間、Ａ３…ソフトストップ区間。

Claims (3)

1. 車両の開閉部材（ＷＧ）を開閉させるためのモータ（Ｍ）の駆動を制御する制御部（６）を備え、
   前記制御部は、
   閉作動中に前記モータの回転が拘束された位置を原点位置（Ｐｓ）として設定する原点位置設定処理と、
   前記原点位置からその開方向側の第１設定位置（Ｐ１）までのマスク区間（Ａ１）を除く区間（Ａ２）において、閉作動中の前記モータの駆動情報に基づき異物の挟み込みの発生を判定する挟み込み判定処理と、
   前記原点位置と前記第１設定位置との間に設定された第２設定位置（Ｐ２）から前記原点位置までの区間（Ａ３）において、閉作動中の前記モータの回転が拘束される前に該モータの速度低下に基づいて前記モータへの通電を停止するソフトストップ処理と、を実行する開閉部材制御装置であって、
   前記制御部は、閉作動中の前記マスク区間で前記モータの回転が拘束されたとき、その拘束位置がその時点で記憶されている前記原点位置に対して予め設定された設定値（Ｐｙ）以上、開方向側にずれている場合、次回の閉作動時において前記ソフトストップ処理を無効化する、開閉部材制御装置。
2. 前記設定値は、前記モータに給電する車両バッテリ（４）の電圧変動によって生じうる前記拘束位置のずれよりも大きな値に設定されている、請求項１に記載の開閉部材制御装置。
3. 開閉部材（ＷＧ）を開閉させるためのモータ（Ｍ）に、請求項１又は２に記載の開閉部材制御装置が一体に設けられた制御装置付きモータ。

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