JP7040472B2

JP7040472B2 - 開閉体制御装置

Info

Publication number: JP7040472B2
Application number: JP2019011407A
Authority: JP
Inventors: 智彦河口
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2019-01-25
Filing date: 2019-01-25
Publication date: 2022-03-23
Anticipated expiration: 2039-01-25
Also published as: JP2020117972A; US11421467B2; US20200240196A1

Description

本発明は、開閉体制御装置に関する。

車両に設けられる開閉体制御装置の一例として、パワーウインド装置がある（例えば特許文献１参照）。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など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る挟み込み検出処理を行って、異物に掛かる荷重の軽減を図るようになっている。

また、特許文献１の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（機械的ロック位置）を基準位置（全閉位置）とし、その基準位置からその開方向側の所定位置までの区間において、挟み込み検出処理を実行しないようになっている。

特開２０１４－３４８３１号公報

ところで、上記のような開閉体制御装置では、全閉位置を基準位置とし、その基準位置から開方向側の所定位置までのマスク区間において、挟み込み検出処理を実行しないようになっている。しかしながら、開閉体を作動させるモータの拘束トルクが環境温度によって変化するため、基準位置がずれる虞がある。これにより、マスク区間が変化し、挟み込み検出処理が適切に実行できない、すなわち誤検出する虞がある。

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、環境温度による挟み込み誤検出を低減できる開閉体制御装置を提供することにある。

上記課題を解決する開閉体制御装置は、開閉体（ＷＧ）を開閉させるためのモータ本体（１１）と、前記モータ本体の駆動を制御する制御部（２１）とを備え、前記制御部は、基準位置である前記開閉体の全閉位置からその開方向側に設定したマスク区間（Ａ１）を除く区間で挟み込み検出処理を実行する開閉体制御装置（１０）であって、前記モータ本体の内部温度を検出する内部温度検出部（ＴＳ１）を有し、前記制御部は、前記内部温度検出部で検出される前記モータ本体の内部温度に基づいて前記マスク区間を補正するものであって、前記制御部は、常温に対応して設定された基準位置（Ｐｓ）に対して、温度に関わらず基準位置が一定となるように、前記常温よりも低い低温時に前記制御部が認識した基準位置を閉方向側に移動し、前記常温よりも高い高温時に前記制御部が認識した基準位置を開方向側に移動させることで、マスク区間自体の広さを変更することなく前記マスク区間の補正を実施する。

上記態様によれば、内部温度検出部で検出されるモータ本体の内部温度に基づいてマスク区間を補正することで環境温度の一つであるモータ本体の内部温度変化による挟み込み誤検出を低減できる。

一実施形態における開閉体制御装置を含むシステムの概略構成図。同実施形態におけるモータ本体を含む開閉体制御装置の概略構成図。同実施形態におけるマスク区間の補正について説明する説明図。参考例におけるマスク区間の補正について説明する説明図。

以下、開閉体制御装置の一実施形態について説明する。
図１に示すように、開閉体制御装置１０は、モータ本体１１と、制御部２１とを有する。

モータ本体１１は、車両ドアＤに設けられる開閉体としてのウインドガラスＷＧの自動開閉を行うために車両ドアＤ内に取り付けられるパワーウインドモータである。
図２に示すように、モータ本体１１は、モータ部１２と、減速部１３とを有する。

モータ部１２は、内面にマグネット１２ａが固定された有底筒状のヨーク１２ｂと、ヨーク１２ｂ内に収容された電機子１２ｃと、ヨーク１２ｂの開口部に配置された図示しないブラシホルダ１２ｄとを有する。

減速部１３は、前記ヨーク１２ｂの開口部に固定されるギヤハウジング１３ａと、ギヤハウジング１３ａ内に収容され前記電機子１２ｃの回転軸１２ｅと一体回転するウォーム１３ｂと、ギヤハウジング１３ａ内に収容されウォーム１３ｂと噛合されるウォームホイール１３ｃと、ウォームホイール１３ｃと一体回転する出力軸１３ｄとを備える。

前記電機子１２ｃは、前記回転軸１２ｅと、該回転軸１２ｅに外嵌固定されて巻線１２ｆが巻装された電機子コア１２ｇと、前記回転軸１２ｅに外嵌固定された整流子１２ｈとを有する。

図２に示すように、ブラシホルダ１２ｄは、電機子１２ｃ（詳しくは整流子１２ｈを介して巻線１２ｆ）に電流を供給するための給電用ブラシなどを保持する。また、本例のブラシホルダ１２ｄには、モータ本体１１内の温度を検出する内部温度センサとしての第１温度センサＴＳ１を有する。第１温度センサＴＳ１は、検出したモータ本体１１内の温度情報を制御部２１に出力する。

図１に示すように、開閉体制御装置１０の制御部２１は、車両ドアＤに設けられた開閉スイッチの操作に基づき、車両バッテリＢＴからの電力供給を受けるリレーなどからなる図示しない駆動回路を介してモータ本体１１の回転駆動を制御する。そして、モータ本体１１の回転駆動は、図示しないウインドレギュレータを介してウインドガラスＷＧに伝達され、それにより、ウインドガラスＷＧが上下方向に開閉作動される。

制御部２１は、図２に示すように、ギヤハウジング１３ａに対して一体に取り付けられる基板収容部Ｃ内の制御回路基板ＣＢ上に形成される。制御回路基板ＣＢには、各種電子部品が取り付けられてモータ本体１１の駆動を制御する。また、本例の制御回路基板ＣＢは、基板側温度センサとしての第２温度センサＴＳ２を有する。第２温度センサＴＳ２は、制御回路基板ＣＢの周囲温度を検出し、その検出した温度情報を外気温として制御部２１に対して出力する。

制御部２１は、モータ本体１１の回転に同期した回転パルス信号に基づいて、具体的にはパルス信号のエッジのカウントに基づいて、モータ本体１１の回転位置、即ちウインドガラスＷＧの位置検出を行う。ウインドガラスＷＧの位置情報は、図示しないメモリに都度記憶される。

制御部２１は、ＰＷＭ制御によりバッテリＢＴから供給される電圧を調整し、モータ本体１１に印加される印加電圧を調整してモータ本体１１の速度制御を実施し、ウインドガラスＷＧの開閉作動時の作動速度が調整されることとなる。

制御部２１は、モータ本体１１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本体１１を駆動制御する挟み込み検出処理を行う。

制御部２１は、ウインドガラスＷＧの閉作動（上動）時に、ウインドガラスＷＧが全閉位置（可動域端部の機械的ロック位置）に到達してモータ本体１１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、モータ本体１１への通電を停止させる。

図３に示すように、制御部２１は、モータ本体１１の回転が拘束された位置（ロック電流を検知した位置）を基準位置Ｐｓ（全閉位置）として認識する。そして、制御部２１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、回転検出センサからのパルス信号に基づくカウント数を基準位置Ｐｓに加算していく。

制御部２１は、基準位置Ｐｓからその開方向側（下側）の所定位置までの区間を、前記挟み込み処理を実行しないマスク区間Ａ１として設定する。制御部２１は、マスク区間Ａ１以外の区間（挟み込み処理区間Ａ２）において前記挟み込み処理を実行する。

制御部２１は、第１温度センサＴＳ１並びに第２温度センサＴＳ２で検出された温度に基づいてマスク区間Ａ１の長さを補正する。具体的には、制御部２１は、常温に対応して設定された基準区間Ｋ１に対し、常温よりも低い低温時に基準区間Ｋ１よりもマスク区間Ａ１が狭くなるように減算し、常温よりも高い高温時に基準区間Ｋ１よりもマスク区間Ａ１が広くなるように加算することで前記マスク区間Ａ１の補正を実施する。

本実施形態の作用を説明する。
図３及び図４に示すように、環境温度に応じて基準位置Ｐｓが変化する。具体的には温度変化によってウインドガラスＷＧとウェザーストリップＷＳとの間の摺動抵抗の変化やモータ本体１１の拘束トルクが変化することで、低温時には基準位置Ｐｓが常温時よりも下方（開方向）に移動し、高温時には基準位置Ｐｓが常温時よりも上方（閉方向）に移動する。図４に示す参考例では、温度変化に関わらずマスク区間Ａ１が一定となっているため、基準位置Ｐｓが移動すると、低温時にはマスク区間Ａ１がウインドガラスＷＧの開方向にずれ、異物の挟み込みを検出する区間が狭くなり挟み込み誤検出の虞がある。同様に高温時にはマスク区間Ａ１がウインドガラスＷＧの閉方向にずれ、異物の挟み込みを検出する区間が広くなり、通常作動であっても挟み込みが生じたと誤検出する虞がある。

そこで、上述したように例えば低温の環境下でウインドガラスＷＧが閉作動された場合に常温に対応して設定された基準区間Ｋ１よりもマスク区間Ａ１が狭くなるようにマスク区間Ａ１を開方向側において減算補正することで異物の挟み込みを検出する区間が狭くなることが抑えられる。また、高温の環境下でウインドガラスＷＧが閉作動された場合に基準区間Ｋ１よりもマスク区間Ａ１が広くなるようにマスク区間Ａ１を開方向側において加算補正することで異物の挟み込みを検出する区間が広がることが抑えられる。なお、各補正によってマスク区間Ａ１の開方向側における位置が一致することが好ましい。

本実施形態の効果を記載する。
（１）内部温度検出部としての第１温度センサＴＳ１で検出されるモータ本体１１の内部温度に基づいてマスク区間Ａ１を補正することで環境温度の一つであるモータ本体１１の内部温度変化による挟み込み誤検出を低減できる。

（２）常温よりも低い低温時に基準区間Ｋ１よりも狭くなるように減算し、常温よりも高い高温時に基準区間Ｋ１よりも広くなるように加算することでマスク区間Ａ１の補正を実施することで、適切にマスク区間Ａ１を補正して環境温度変化による挟み込み誤検出を低減できる。

（３）外気温に基づきマスク区間Ａ１を補正することで、複数の温度変化に基づく朝見込み誤検出を低減できる。
（４）モータ本体１１と一体的に設けられた制御回路基板ＣＢに、制御回路基板ＣＢの周囲の温度を検出する基板側温度センサとしての第２温度センサＴＳ２を設けることで、外気温と内部温度の両方を１つの開閉体制御装置１０によって測定することが可能となり、外部から外気温の上方を取得する必要がない。

なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記各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。

・上記実施形態では、マスク区間Ａ１の補正として、マスク区間Ａ１の長さ（広さ）を補正することとしたが、これに限らない。例えば、基準位置Ｐｓが温度に関わらず一定となるように、前記常温よりも低い低温時に前記基準位置を閉方向側に移動し、前記常温よりも高い高温時に前記基準位置を開方向側に移動させるようにしてもよい。つまり、温度に関わらず基準位置Ｐｓを一定とするようにマスク区間Ａ１の補正を実施することで、マスク区間Ａ１自体の長さを変更することなく挟み込み誤検出を低減できる。

・上記実施形態では、外気温を検出する第２温度センサＴＳ２をモータ本体１１と一体的に設けられた制御回路基板ＣＢに設けることとしたが、これに限らない。例えば制御部２１が接続されるボディＥＣＵやドアＥＣＵなどの外部機器から外気温情報を取得するようにしてもよい。

・上記実施形態では、モータ本体１１の内部温度に加えて外気温に基づきマスク区間Ａ１を補正するようにしたが、モータ本体１１の内部温度のみを用いてマスク区間Ａ１を補正するようにしてもよい。

・上記実施形態では、モータ本体１１の内部温度を検出する第１温度センサＴＳ１をブラシホルダ１２ｄに設けるようにしたが、ヨーク１２ｂ内やギヤハウジング１３ａ内などのモータ本体１１内であれば適宜変更してもよい。

また、センサによる検出に限らず、モータ本体１１の駆動時間など駆動情報から内部温度を推定するようにしてもよい。
・ウインドガラスＷＧは名称としてガラスが含まれるが、ガラスに限らず、例えば樹脂製であってもよい。

・上記実施形態では特に言及ししていないが、モータ本体１１はブラシ付モータ及びブラシレスモータのいずれであってもよい。
・上記実施形態では、開閉体制御装置１０を所謂パワーウインド装置に適用することとしたが、これに限定されず、車両におけるウインドガラスＷＧ以外の他の開閉体（サンルーフなど）を駆動制御する開閉体制御装置に具体化してもよい。

１０…開閉体制御装置、１１…モータ本体、２１…制御部（開閉体制御装置）、ＴＳ１…第１温度センサ（内部温度検出部）、Ａ１…マスク区間、ＴＳ２…第２温度センサ（基板側温度センサ）、ＣＢ…制御回路基板、Ｋ１…基準区間、Ｐｓ…基準位置、ＷＧ…ウインドガラス（開閉体）。

Claims

開閉体（ＷＧ）を開閉させるためのモータ本体（１１）と、前記モータ本体の駆動を制御する制御部（２１）とを備え、
前記制御部は、基準位置である前記開閉体の全閉位置からその開方向側に設定したマスク区間（Ａ１）を除く区間で挟み込み検出処理を実行する開閉体制御装置（１０）であって、
前記モータ本体の内部温度を検出する内部温度検出部（ＴＳ１）を有し、
前記制御部は、前記内部温度検出部で検出される前記モータ本体の内部温度に基づいて前記マスク区間を補正するものであって、
前記制御部は、常温に対応して設定された基準位置（Ｐｓ）に対して、温度に関わらず基準位置が一定となるように、前記常温よりも低い低温時に前記制御部が認識した基準位置を閉方向側に移動し、前記常温よりも高い高温時に前記制御部が認識した基準位置を開方向側に移動させることで、マスク区間自体の広さを変更することなく前記マスク区間の補正を実施する、開閉体制御装置。
前記制御部は、前記内部温度に加えて外気温に基づき前記マスク区間を補正する、請求項１に記載の開閉体制御装置。
前記制御部は、前記モータ本体と一体的に設けられた制御回路基板に備えられ、
前記制御回路基板は、前記制御部に加え、前記外気温として前記制御回路基板の周囲の温度を検出する基板側温度センサ（ＴＳ２）を有する、請求項２に記載の開閉体制御装置。