JP2008503674A - 自動車用汎用ラッチ制御 - Google Patents

Abstract

Ｈブリッジ回路（２０４）に結合されたモータ（２０６）から動力を受けるラッチ（２０８）などのラッチを制御する方法およびシステムが開示される。ラッチを監視し、ラッチからのラッチフィードバックデータを取得するためにセンサ（２１０）を備えることができる。マイクロコントローラ（２１２）は、ラッチフィードバックデータに基づいて、Ｈブリッジ回路およびモータとラッチとの相互作用を制御することによってラッチを制御する。さらに、マイクロプロセッサは、Ｈブリッジ回路およびモータとラッチとの相互作用を制御するための命令を処理する。このような命令は、比例積分微分（ＰＩＤ）制御命令として実行することができる。

Description

実施形態は一般に、自動車や他の車両で使用されるドアラッチ機構などのドアラッチアセンブリに関する。実施形態はまた、車両のドアラッチを自動かつ遠隔で制御するための技術に関する。

ラッチ機構（すなわち、「ラッチ」）は、自動車、航空機、トラックなど様々な民生および産業用途で使用される。例えば、自動車の客室用ドアなど自動車の開閉部は一般に、開位置と閉位置の間で回転するようにヒンジで取り付けられ、従来からドアの内側パネルと外側パネルの間に収容されるドアラッチを含む。ドアラッチは、ドアが閉められたときにそれをラッチし閉位置でドアをロックするか、またはドアを手動で開けることができるようにドアをロック解除しラッチ解除する周知の方法で作動する。

ドアラッチは２つの異なる操作部、すなわちロック機能を制御するシル（窓敷居）ボタンまたは電気スイッチおよびラッチ機能を制御するハンドルによって客室の内側から遠隔で操作することができる。ドアラッチはまた、ラッチ機能を制御するハンドルまたはプッシュボタンによって自動車の外部から遠隔で操作することもできる。特に車両の前部ドアの場合は、ロック機能を制御するためにキーロックシリンダなど第２の別個の外部操作部を設けることもできる。各操作部は、ドア構造の外側から操作可能であり、ドア構造の内部に達し、そこでドア構造の内側に設けられたケーブルアクチュエータアセンブリまたはリンクシステムによってドアラッチ機構に操作可能に接続される。

したがって、乗用車などの車両は一般に、助手席側および運転席側のドアをそれぞれ車両に固定する個別のドアラッチアセンブリを備えている。各ドアラッチアセンブリは一般に、例えば内側および外側それぞれのドアハンドルなど、車両の内側および外側からドアラッチをラッチ解除するための手動解除機構またはレバーを備える。さらに、多くの車両は、ドアラッチを遠隔でロックし、ロック解除するための電気制御のアクチュエータも含む。

自動車用ラッチはますます、より少ないモータで複雑な機能を実行するようになってきている。例えば、ただ１つのモータで様々なラッチ機能を実行することが望ましい。そのような場合には、ラッチを適切に電気駆動し所望の動作を実施するために、より精度の高いモータ制御システムおよび方法が必要になる。

本発明に関する以下の要約は、本発明に特有のいくいつかの新規な特徴についての理解を容易にするために提供されるものであり、完全な記述を意図したものではない。本発明の様々な態様についての完全な理解は、明細書、クレーム、図面、および要約の全体を読むことによって得ることができる。

したがって、本発明の一態様は改善されたラッチ制御および診断機構を提供するものである。

本発明の他の態様は、自動車およびその他の車両で使用される改善されたラッチシステムおよび方法を提供するものである。

次に、本発明の前述の態様ならびに他の目的および利点は、本明細書に記載したように達成することができる。Ｈブリッジ回路に結合されたモータから動力を受けるラッチなどのラッチを制御する方法およびシステムが開示される。さらに、ラッチからラッチフィードバックデータを取得し、ラッチを監視するためのセンサも提供される。マイクロコントローラは、ラッチフィードバックデータに基づいて、Ｈブリッジ回路およびモータとラッチとの相互作用を制御することによってラッチを制御する。さらに、マイクロプロセッサは、Ｈブリッジ回路およびモータとラッチとの相互作用を制御するための命令を処理する。このような命令は比例積分微分（ＰＩＤ）制御命令（すなわち、ＰＩＤ制御アルゴリズムまたはＰＩＤ制御モジュール）として実行することができる。

センサ自体は、ラッチの速度および方向を示す速度および方向データを提供するための磁気抵抗（ＭＲ）速度および方向センサとして実装することができる。ラッチは一般に環状磁石を含むかまたは結合することができる。環状磁石は、速度および方向センサとともにラッチの速度と方向を提供する。したがって、ＰＩＤ制御アルゴリズムまたはＰＩＤ制御モジュールと定速度アルゴリズムを併用することによって、ラッチに必要な動作（例えば、ラッチの開動作または閉動作）を繰り返し実施しながら位置制御システムを実行することができる。環状磁石とＭＲ速度および方向センサとは、ＰＩＤ／定速度アルゴリズムへの入力となる、位置情報に関するシステムフィードバックを提供する。

添付の図面は本明細書に組み込まれその一部をなすものであり、個々の図面の全体を通して同一の参照番号は同一のまたは機能的に類似の要素を表す。添付の図面はさらに、本発明を例示するものであり、本発明の詳細な説明とともに本発明の原理を説明するためのものである。

以下の非限定的な例で論じられる特定の値や構成は変更することができる。これらの値や構成は、本発明の少なくとも一実施形態を示すためだけに示されたものであり、本発明の範囲を制限することを意図したものではない。

図１は、本発明の好ましい実施形態を実装することができる、乗用車に装着された車両ドア１３を示す斜視図である。自動車などの車両は、助手席側および運転席側それぞれのドアを車両１５に固定する１つまたは複数の個別のドアラッチアセンブリ１１を備えることができる。各ドアラッチアセンブリ１１は一般に、例えば内部および外部それぞれのドアハンドルなど、車両の内側および外側からドアラッチをラッチ解除するための手動解除機構またはレバーを備える。さらに、多くの車両は、ドアラッチを遠隔でロックまたはロック解除するための電気制御のアクチュエータを備えることもできる。図１に示されるように、ドアラッチアセンブリ１１は、乗用車１５の運転席側車両ドア１３に取り付けることができる。ドアラッチアセンブリ１１は、乗用車１５の前後の助手席側ドアに装着することもできるし、設計上の制約に応じて、乗用車１５の側面スライドドア、後部ドア、後部ハッチまたはリフトゲートに組み込むこともできる。

図２は、本発明の好ましい実施形態に従って実装することができるラッチ制御システム２００の構成図である。システム２００は、モータ２０６の可変制御を可能にし、矢印２２０および２２２によって示されるセンサフィードバック刺激に従って応答することができるプラットホームとして実装することができる。システム２００は一般に、マイクロプロセッサ２０１と関連して動作するマイクロコントローラ２１２を含む。システム２００はまた、センサ２１０によって検出できるフィードバックデータを提供する車両ラッチ２０８を含む。図２のラッチ２０８が図１のドアラッチアセンブリ１１に類似したものであり、図１の車両１５などの自動車の環境に実装することができることに留意されたい。モータ２０６は自動車の内部の車両用モータとして実装することができる。あるいは、モータ２０６は、ラッチ３０８の動作だけに関連して、またはその動作のためだけに作動するマイクロモータまたはコンパクトモータとして実装することもできる。

マイクロプロセッサ２０１は一般に、単一のコンピュータチップ、または共同でマイクロプロセッサユニットを形成する一群のコンピュータチップによって中央処理装置（ＣＰＵ）として実装することができる。したがって、マイクロプロセッサ２０１はシステム２００の計算および制御ユニットとして機能することができ、バス２０２を介して提供される命令を解釈して実行することができる。マイクロプロセッサ２０１は、命令をフェッチし、デコードし、実行するとともに、バス２０２を介してシステム２００の他のリソースとの間で情報を転送することができる。マイクロコントローラ２１２はバス２０２を介して命令およびデータを受け取ることができ、一般にシステム２００の調停または調整機能を実行する。例えば、マイクロコントローラ２１２はメモリ２１４へのアクセスを制御し、メモリ２１４の制御ユニットとして動作することができる。

メモリ２１４はバス２０２に接続され、制御モジュール２１６を含む。制御モジュール２１６はメモリ２１４の内部に存在し、マイクロプロセッサ２０１上で実行されたときに論理演算および命令を実行することができる諸命令を含む。制御モジュール２１６は、例えば本明細書の図９の流れ図９００に示された命令などの諸命令を含むことができる。したがって、制御モジュール２１６は、コンピュータプログラム製品を実装することができる。各実施形態をここまで（また、この先も引き続き）システム２００などのデータ処理システムの環境で説明しているが、諸実施形態を様々な形のプログラム製品として配布することができること、および実際に配布を実施するために使用される個々の種類の信号担持媒体とは無関係に、等しくこのような実施形態を適用することができることは重要である。

信号担持媒体の例には、フロッピディスク、ハードディスクドライブ、ＣＤ ＲＯＭなどの記録可能型媒体と、デジタルおよびアナログ通信リンクなどの伝送型媒体とがある。伝送型媒体の例には、モデムなどの装置が含まれる。モデムは、標準の電話回線を介してコンピュータが情報を伝送することを可能にするタイプの通信装置である。コンピュータはデジタル（すなわち、２進法の１および２進法の０を表す離散電気信号を扱うもの）であり、電話回線はアナログである（すなわち、多くの変化のうちの任意の値を取ることができる信号を搬送する）ので、デジタルからアナログへの変換、およびその逆を実施するためにモデムを使用することができる。本明細書で使用する「媒体」という用語は、コンピュータベースの情報を格納するために使用される紙、ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、テープなどの物理材料に対する集合的な言葉である。

したがって、制御モジュール２１６は、「モジュール」または一群の「モジュール」として実装することができる。コンピュータプログラミング技術の分野では、「モジュール」は一般に、特定のタスクを実行するかまたは特定の抽象データ型を実装するルーチンおよびデータ構造の集まりとして実装することができる。モジュールは一般に、２つの部分から構成される。第１の部分では、ソフトウェアモジュールは、他のモジュールまたはルーチンによってアクセスすることができる定数、データ型、変数、ルーチンなどをリストすることができる。第２の部分では、ソフトウェアモジュールは実装として構成することができる。このモジュールは、プライベート（すなわち、おそらくはそのモジュールだけがアクセスできるもの）でもよく、そのモジュールの基になるルーチンまたはサブルーチンを実際に実装するソースコードを含む。

したがって、例えば、本明細書で使用されるモジュールという用語は一般に、ソフトウェアモジュールまたはその実装を意味する。このようなモジュールを個別にまたは組み合わせて使用して、伝送媒体や記録可能媒体などの信号担持媒体を介して実行できるプログラム製品を形成することができる。モジュールは、例えばＨブリッジ回路２０４、モータ２０６、およびマイクロコントローラ２１２とラッチ２０８との相互作用を制御する特定の命令またはユーザコマンドを実行する命令媒体２１８で構成することができる。制御モジュール２１６は、ループの制御に使用することができる比例積分微分（ＰＩＤ）制御アルゴリズムとして実装することができる。ＰＩＤ制御アルゴリズムは、本明細書で開示した諸実施形態の環境では、定速度アルゴリズムとしても機能する。したがって、制御モジュール２１６は、ラッチ２０８の位置制御を実施するための組み合わされたＰＩＤアルゴリズムと定速度型アルゴリズムを提供する。この制御ループを適切に機能させるためには、ＰＩＤループを適切に調整する必要がある。ループを調整するための標準的な方法とループの調整を判断するための判断基準を使用し、かつ矢印２２０および２２２によって示されたセンサ２１０と車両２０８の間のフィードバックに基づいて制御モジュール２１６を実装することができる。

制御モジュール２１６をＰＩＤ制御アルゴリズムまたは制御モジュールとして実装するために、モータ２０６が特定の位置への移動を行い、センサ２１０および車両２０８がともに実時間フィードバック機構を含むと想定することができる。また、システム２００は、モータ２０６から出力され、システム２００に供給される動力を制御できる必要がある。さらに、システム２００の「比例」側面が存在する必要がある。例えば、マイクロコントローラ２１２の出力は、センサ２１０とラッチ２０８からもたらされる測定値のいずれかの誤差または変化に比例する必要がある。システム２００は一般に、積分成分を持つことも必要である。言い換えると、マイクロコントローラ２１２の出力は、誤差が存在している時間量に比例する必要がある。例えば、積分動作によりオフセットを除去することができる。システムは任意の定常状態誤差を除去するために積分制御を追加するように修正することができる。最後に、システム２００は、マイクロコントローラ２１２の出力が測定値または誤差の変化率に比例する「微分」成分を含む必要がある。この場合、誤差は、基本的にシステム３００の現在の状態とシステムのあるべき状態との差である。マイクロコントローラ２１２は基本的にＰＩＤソフトウェア（すなわち、制御プログラム２１６）を実行する。

一般に、モータ２０６はＨブリッジ回路２０４によって制御される。モータに電力を供給し、他のＩＣを電気的な問題から切り離すために特別な回路（モータ駆動回路）が開発されていることに留意されたい。（通常のまたはギアヘッドの）ＤＣモータを駆動するために有用な回路は「Ｈブリッジ」回路と呼ばれており、一般に多くの回路図で大文字の「Ｈ」に似た形をしている。Ｈブリッジ回路２０４の重要な利点は、任意選択で完全に独立な電源を使用して、モータ２０６を任意の速度で前方または後方に駆動できることである。Ｈブリッジ回路２０４は、一般的なバイポーラトランジスタ、ＦＥＴトランジスタ、ＭＯＳＦＥＴトランジスタ、パワーＭＯＳＦＥＴ、およびコンピュータチップなど、様々な種類の電気および電子部品を使用して実装することができる。

図３は、本発明の一実施形態による図２に示されたＨブリッジ回路２０４のハイレベル回路図であり、回路のすべてのスイッチは開位置にある。図４は、本発明の一実施形態による図２に示されたＨブリッジ回路２０４のハイレベル回路図であり、Ｈブリッジ回路の２つのスイッチが開位置にある。図５は、本発明の一実施形態による図２に示されたＨブリッジ回路２０４のハイレベル回路図であり、Ｈブリッジ回路の３つのスイッチが開位置にある。図６は、本発明の一実施形態による図２に示されたＨブリッジ回路２０４のハイレベル回路図であり、Ｈブリッジ回路の２つのスイッチが開位置にある。

図２〜６において、同一のまたは類似の部品が全体で同一の参照番号によって示されていることに留意されたい。図３〜６に示されたＨブリッジ回路２０４は、単に例示のためだけに示されたものであり、本発明の特徴を制限するものと見なすべきではない。設計上の考慮に応じて、様々な他のＨブリッジ実施形態を実装することができる。Ｈブリッジ回路２０４は一般に、複数のスイッチＳ_１、Ｓ_２、Ｓ_３、およびＳ_４を含む。スイッチＳ_１、Ｓ_２はモータ２０６と並列に配置され、モータもやはりスイッチＳ_３およびＳ_４に並列に配置される。スイッチＳ_１、Ｓ_２およびＳ_３、Ｓ_４はモータ２０６だけでなく、電源Ｖ_ｓにも並列に配置されており、結果として「Ｈブリッジ」構成が提供される。以下に、図３〜６に示されたＨブリッジ動作の概要を示す。

１．モータオフ＝（図３に示されるように）Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３、Ｓ_４がオープン。

２．モータがＡ方向に回転＝Ｓ_１＆Ｓ_４閉かつＳ_２＆Ｓ_３開。

３．モータがＢ方向に回転＝Ｓ_１＆Ｓ_４開かつＳ_２＆Ｓ_３閉。

４．モータにダイナミックブレーキをかける＝Ｓ_１＆Ｓ_３閉かつＳ_２＆Ｓ_４開。

図７は、本発明の代替実施形態に従って実装することができるラッチ制御システム７００の構成図を示す。環状磁石７０２を含むラッチ２０８に関連して、センサ２１０の代わりに磁気抵抗（ＭＲ）速度および方向センサが使用されていることを除けば、図７のシステム７００が図２に示されたシステム２００に類似したものであることに留意されたい。センサフィードバックは、一般に矢印７２０および７２２で示されている。図２および７において、同一の部品または構成要素が全体として同一の参照番号によって示されていることに留意されたい。システム７００はＰＩＤ制御モジュール７１６も含み、ＰＩＤ制御モジュール７１６はその命令媒体７１８を含む。ＰＩＤ制御モジュール７１６は、メモリ２１４内に格納される。

ＭＲ速度および方向センサ７１０は、様々なタイプのＭＲセンサを使用して実装することができる。本発明の代替実施形態で使用するように構成することができる磁気抵抗センサの一例は、２００３年９月３日にＳａｎｄｑｕｉｓｔらに発行され、米国ニュージャージー州モリスタウンに本社を置くハネウェル社（Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ，Ｉｎｃ．）に譲渡された「Ｃｌｏｓｅｄ−Ｌｏｏｐ Ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｓｅｎｓｏｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ｈａｖｉｎｇ Ａｃｔｉｖｅ Ｏｆｆｓｅｔ Ｎｕｌｌｉｎｇ」と題する米国特許第６４４５１７１号に開示されている。本発明の代替実施形態で使用するように構成することができる磁気抵抗センサの他の例は、１９９８年１０月１３日にＷｉｔｃｒａｆｔらに発行され、米国ニュージャージー州モリスタウンに本社を置くハネウェル社に譲渡された「Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｎｇ Ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ Ｓｅｎｓｏｒ」と題する米国特許第５８２０９２４号に開示されている。

本発明の代替実施形態で使用するように構成することができる磁気抵抗センサの他の例は、１９９４年９月２７日にＤｏｎａｌｄ Ｒ． Ｋｒａｈｎに発行され、米国ニュージャージー州モリスタウンに本社を置くハネウェル社に譲渡された「Ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ Ｓｅｎｓｏｒ」と題する米国特許第５３５１０２８号に開示されている。米国特許第６４４５１７１号、第５８２０９２４号、および第５３５１０２８号を、参照により本明細書に組み入れる。米国特許第６４４５１７１号、第５８２０９２４号、および第５３５１０２８号に開示された材料は、例示および説明のためだけに本明細書で参照されるものであり、本明細書で開示したいずれの実施形態の特徴も制限するものと見なすべきではない。

図８は、本発明の他の代替実施形態に従って実装することができるラッチ制御システム８００の構成図を示す。図７および８において、類似のまたは同一の部品は同一の参照番号によって示されている。メモリ８１４、ＰＩＤ制御モジュール８１６、および命令媒体８１８をマイクロコントローラ８１２の内部に組み込むようにマイクロコントローラ８１２を修正することができるという点を除けば、システム８００はシステム７００と類似している。したがって、矢印８２０と８２２によって示されるように、センサ７１０は、ラッチ２０８との間で（フィードバックデータなどの）データの送受信を行う。

図９は、本発明の好ましい実施形態に従って実装することができる論理動作ステップを示す諸動作のハイレベル流れ図９００を示す。流れ図９００は、図２に示されたシステム２００のメモリ２１４内に格納される制御プログラム２１６の命令媒体２１８として実装することができる各論理命令を表す。同様に、流れ図９００は図７に示されたＰＩＤ制御モジュール７１６の命令媒体７１８として実装することもできる。図７に示された各命令は、例えば、システム２００またはシステム７００のマイクロプロセッサ２０１によって処理することができる。

ブロック９０２に示されるように処理が開始される。その後、ブロック９０４に示されるように、センサ（例えば、センサ２１０、７１０）は、ラッチ２０８などのラッチを監視することができる。環状磁石７０２などの環状磁石および（例えば、ＭＲ速度および方向センサなどの）センサは、ラッチ２０８の位置に関するシステムフィードバック情報を提供することができる。これらの情報は、ブロック９０６に示されるように、ラッチからセンサを介して取得することができる。その後、ブロック９０８に示されるように、これらのフィードバックデータを処理して、ＰＩＤ／定速度アルゴリズム（例えば、制御モジュール２１６、８１６）への入力として提供することができる。次に、ブロック９１０に示されるように、ラッチに特定の量の動力を提供して特定のラッチ機能を開始するように、Ｈブリッジおよびモータ（例えば、Ｈブリッジ回路２０４およびモータ２０６参照）を制御し指示することができる。次に、ブロック９１２に示されるように、特定の動作（例えば、ラッチの開または閉）を実施するように指示することができる。最後に、ブロック９１４に示されるように、処理は終了する。したがって、ＰＩＤアルゴリズムと定速度アルゴリズムの併合によって、必要なラッチの動作を繰り返し実行しながらラッチの位置制御を達成することができる。

上述の内容に基づけば、ラッチ制御の方法およびシステムに関連する実施形態がプログラム製品を含むことが理解できるであろう。一般に、ラッチはＨブリッジ回路に結合されたモータから動力を受ける。さらに、ラッチを監視するためのセンサが提供され、センサはラッチからのラッチフィードバックデータを取得する。マイクロコントローラは、ラッチフィードバックデータに基づいて、Ｈブリッジ回路およびモータとラッチとの相互作用を制御することによってラッチを制御する。さらに、マイクロプロセッサは、Ｈブリッジ回路およびモータとラッチとの相互作用を制御するための命令を処理する。このような命令はＰＩＤ制御命令として実装することができる。センサ自体は、ラッチの速度および方向を示す速度および方向データを提供するための磁気抵抗速度および方向センサとして実装することができる。一般に、ラッチは環状磁石を含むかまたは結合することができ、環状磁石は速度および方向センサとともにラッチの速度および方向を提供する。

図１０は、本発明の代替実施形態に従って実装することができるシステム１０００の構成図を示す。システム１０００は、機械ラッチ１００８など様々なコンポーネントを含む。機械ラッチ１００８は、図１に示されたラッチアセンブリ１１に類似しかつ／または同様のものである。機械ラッチ１００８は、機械ラッチ１００８の機械駆動部１００６とは独立に、レバーアームおよびクロー（爪）機能１００４を備える。このような構成により、電気的な入力またはインタフェースなしで機械ラッチ１００８を作動させることが可能になる。しかし、ユーザ機械インタフェース１００２は、線１０２６によって示されるように、電気入力によって活性化されたラッチを単一のモータ１０１２で駆動することを可能にする１組のギアとして提供することもできる。

システム１０００はさらに、モータ１０１２の回転方向を決定するマイクロコントローラ１０１６からの論理レベルを受けるＨブリッジ回路１０１４を含むことができる。線１０３０によって示されるこのＨブリッジ入力は、機械駆動部１００６によるより優れたラッチ位置制御のために、モータ１０１２へのダイナミックブレーキを提供するように操作することもできる。マイクロコントローラ１０１６は、線１０３０によって示されるようにＨブリッジ回路１０１４にＰＷＭ（パルス幅変調）信号を提供することができる。ＰＷＭ信号は、基本的には、線１０２８によって示されるモータ１０１２への電力のゲート制御を提供する論理レベルである。Ｈブリッジ回路１０１４は、やはり線１０２８によって示されるモータ１０１２に提供される電力の「ゲート」として機能するように、バッテリ１０２０（例えば、１２Ｖ）に接続することもできる。ＰＷＭは電力の「ゲート」として機能しており、ＰＷＭの割合が大きくなるほどモータに提供される電力は大きくなり、その逆も同様に成り立つ。

システム１０００は、設計上の考慮に応じて、ホールセンサ構成またはＡＭＲ（異方性磁気抵抗）センサ構成として実装することができる環状磁石センサ１０１０を含むこともできる。環状磁石（システム１０００には図示せず）は、機械駆動部１００６に取り付けることができる。ＡＭＲセンサは、例えば、システム１０００で使用するために、センサ配置やエアギャップ性能の増加に適合させることができる。センサ１０１０はマイクロコントローラ１０１６に対するフィードバック機構として機能し、制御アルゴリズムへの主要入力として機能することができる。したがって、このようなフィードバックなしでは、システム１０００はうまく機能しないことになる。

マイクロコントローラ１０１６は、基本的にシステム１０００の電気駆動の「頭脳」になる。マイクロコントローラ１０１６は、センサ１０１０によって機械的な入力（例えば、ドアハンドル、シルノブ、クローなど）を監視することができる。例えば、線１０２４によって示されるレバーアームおよび／またはクローのホールセンサからの刺激は、一般に機械的な入力によってもたらすことができる。マイクロコントローラ１０１６を使用して、電気刺激機能１０１８によって生成される刺激など任意の電気刺激を監視することによって、適切な電気的動作が必要かどうかを判定することもできる。電子刺激は、線１０３４によって示されるように、例えばキーフォッブ（キーに付けた飾り部分。発信器を内蔵できる）、パッシブエントリ、ドアスイッチ（ロック／ロック解除）、パニックボタン、任意の車両内バス（ＣＡＮ、ＬＩＮ他）、コマンドなどからの電気入力によって提供することができる。

動作が必要な場合は、マイクロコントローラ１０１６は適切な論理入力をＨブリッジ回路１０１４に提供することができ、次いでＨブリッジ回路は電力をモータ１０１２に提供することができ、さらにモータは機械ラッチ１００８の機械部品を機械駆動部１００６によって駆動することができる。Ｈブリッジ回路１０１４からマイクロコントローラ１０１６への電流フィードバックが全体として線１０３２によって示されていることに留意されたい。全体のモータ駆動動作の間に、マイクロコントローラ１０１６はセンサ１０１０（例えば、環状磁石センサ）によって進行状況を監視する。この進行状況によって、センサ１０１０から得られたフィードバックに基づいてＰＷＭを変化させる。フィードバックデータは、例えば図８に示されたＰＩＤ制御モジュール８１６などのＰＩＤアルゴリズムまたは機能に提供して適切なＰＷＭを決定することができる。図８のＰＩＤ制御モジュール８１６などのＰＩＤ制御モジュールは、現在のラッチ位置および駆動される先の位置に応じていくつかの定数を含むことができる。

図１１は、本発明の代替実施形態に従って収集することができる位置情報の一例を示す構成図１１００である。基本的に、ＰＩＤ制御モジュールまたはアルゴリズムは、３つの要素、すなわち比例、積分、微分（ＰＩＤ）に基づくものである。一般に、比例項は現在の位置に基づく情報を提供し、積分項はシステムの以前の位置がどこにあったかに基づく情報を提供することができる。微分はシステムがどこに向かうかに基づく情報を提供する。図１０の機械ラッチ１００８などのラッチに関して、各機能は異なるモータ駆動要求を必要とする。このような機能を十分に果たすために、ＰＩＤ項を各機能ごとにカスタマイズして、動力要求と位置システム要件に基づく最適なラッチ性能を提供することができる。したがって、構成図１１００は、各機能についての位置情報とＰＩＤ定数の例を示す。例えば、Ｐ＿Ｇａｉｎは比例定数であり、Ｄ＿Ｇａｉｎは微分定数である。各動作ごとに新たなＰおよびＤが存在することに留意されたい。

図１２は、本発明の代替実施形態による、適切なラッチ位置を達成するためのモータ駆動アルゴリズムの複雑性を表すグラフ１２００を示す。グラフ１２００は、ラッチがパワー閉される（すなわち、ドアが半開き位置から完全な閉位置までそれ自体で閉まる）ルーチンを示す。その後、ラッチは、グラフ１２００の部分１２０４によって示されるように直ちに「スーパロック（強くロック）」される。「パワー閉」機能はグラフ１２００の部分１２０５６によって示される。グラフ１２００は、時間（すなわち、秒）に対する位置／ＰＷＭのプロットに基づいて生成することができる。グラフ１２００の部分１２０２はモータへの電力のＰＷＭ％を示し、部分１２０３はモータ（例えば、システム１０００のモータ１０１２）のダイナミックブレーキを示す。凡例１２０８は、個々のプロット情報を示す。

したがって、ラッチ機能の基礎としてＰＩＤを使用することができるが、いくつかの例では、ラッチを最適に制御するために他の技術を使用することもできる。例えば、パワー閉動作の間に定速度アルゴリズムを使用して、雑音を制限するとともに動作状態全体にわたってラッチを適切に駆動させることができる。このアルゴリズムは（環状磁石センサフィードバックによって）システムの速度を監視し、このフィードバックに基づいてモータへの電力（ＰＷＭ）を変更することができる。非常にまれな状況では、ラッチは時間だけによって駆動することができるが、このような状況は、位置フィードバックシステムを厳密に監視することと併せてのみ使用すべきである。ラッチを時間のみによって制御することは、このような複雑なシステムに関しては有効でないことが証明されている。したがって、全体としての制御戦略は、主にＰＩＤおよび定速度からなる複雑な制御アルゴリズムに基づくことができる。しかし、代替実施形態に従って、ＰＩＤベースシステム以外の制御システムも実装できることが理解されるであろう。補償回路網の組合せを使用することもできる。

本明細書に記載の実施形態および実施例は、本発明およびその実際の用途を最も良く説明し、当業者が本発明を理解し使用することを可能にするために提示されたものである。しかし、当業者ならば、前述の説明や実施例が単に説明や例示のためだけに提示されたものであることを理解されよう。本発明の他の変形形態や修正形態も当業者には明らかなはずである。したがって、添付の特許請求の範囲は、そのような変形形態および修正形態を包含することが意図される。

上述の説明は、網羅的であることあるいは発明の範囲を制限することを意図したものではない。上述の教示に照らせば、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく多くの修正形態および変形形態が可能になる。本発明の使用に際して、様々な特性を有するコンポーネントを含み得ることが企図される。本発明の範囲は、あらゆる点で均等物に対する十分な認識の範囲を与える、本明細書に添付の特許請求の範囲によって規定されることが意図される。

本発明の好ましい実施形態を実装することができる、乗用車に装着された車両ドアの斜視図である。 本発明の好ましい実施形態に従って実装することができるラッチ制御システムの構成図である。 本発明の一実施形態による、すべてのスイッチが開位置にある図２に示されたＨブリッジ回路のハイレベル回路図である。 本発明の一実施形態による、２つのスイッチが開位置にある図２に示されたＨブリッジ回路のハイレベル回路図である。 本発明の一実施形態による、３つのスイッチが開位置にある図２に示されたＨブリッジ回路のハイレベル回路図である。 本発明の一実施形態による、２つのスイッチが開位置にある図２に示されたＨブリッジ回路のハイレベル回路図である。 本発明の代替実施形態に従って実装することができるラッチ制御システムの構成図である。 本発明の他の代替実施形態に従って実装することができるラッチ制御システムの構成図である。 本発明の好ましい実施形態に従って実装することができる論理動作ステップを示す諸動作のハイレベル流れ図である。 本発明の代替実施形態に従って実装することができるシステムの構成図である。 本発明の代替実施形態に従って収集することができる位置情報の一例を示す構成図である。 本発明の代替実施形態による、適切なラッチ位置を達成するためのモータ駆動アルゴリズムの複雑さを示すグラフである。

Claims (20)

1. Ｈブリッジ回路に結合されたモータから動力を受けるラッチを提供するステップと、
   前記ラッチからラッチフィードバックデータを取得するセンサを用いて前記ラッチを監視するステップと、
   前記ラッチフィードバックデータに基づいて、前記Ｈブリッジ回路および前記モータと前記ラッチとの相互作用を制御することによって前記ラッチを制御するマイクロコントローラを使用して前記ラッチを制御するステップと
   を含むラッチ制御方法。
2. 前記Ｈブリッジ回路および前記モータと前記ラッチとの前記相互作用を制御するための命令を処理するマイクロプロセッサを提供するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記命令がＰＩＤ制御命令を含む、請求項１に記載の方法。
4. 磁気抵抗センサを含むように前記センサを構成するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記磁気抵抗センサが、前記ラッチの速度および方向を示す速度および方向データを提供するための速度および方向センサを含む、請求項４に記載の方法。
6. 前記ラッチが、前記速度および方向センサとともに前記ラッチの前記速度および方向を提供するための環状磁石を含む、請求項５に記載の方法。
7. Ｈブリッジ回路に結合されたモータから動力を受けるラッチと、
   前記ラッチからラッチフィードバックデータを取得し、前記ラッチを監視するためのセンサと、
   前記ラッチフィードバックデータに基づいて、前記Ｈブリッジ回路および前記モータと前記ラッチとの相互作用を制御することによって前記ラッチを制御するマイクロコントローラと
   を含むラッチ制御システム。
8. 前記Ｈブリッジ回路および前記モータと前記ラッチとの相互作用を制御するための命令を処理するマイクロプロセッサをさらに含む、請求項７に記載のシステム。
9. 前記命令がＰＩＤ制御命令を含む、請求項７に記載のシステム。
10. 前記センサが磁気抵抗センサを含む、請求項７に記載のシステム。
11. 前記磁気抵抗センサが、前記ラッチの速度および方向を示す速度および方向データを提供するための速度および方向センサを含む、請求項１０に記載のシステム。
12. 前記ラッチが、前記速度および方向センサとともに前記ラッチの前記速度および方向を提供するための環状磁石を含む、請求項１１に記載のシステム。
13. ラッチを制御するためのデータ処理システムのメモリ内に存在するプログラム製品であって、
    Ｈブリッジ回路に結合されたモータからの動力をラッチに提供するための、データ処理システムのメモリ内に存在する命令媒体と、
    前記ラッチからラッチフィードバックデータを取得するセンサを用いて前記ラッチを監視するための、データ処理システムのメモリ内に存在する命令媒体と、
    前記ラッチフィードバックデータに基づいて前記Ｈブリッジ回路および前記モータと前記ラッチとの相互作用を制御することによって前記ラッチを制御するマイクロコントローラを管理するための、データ処理システムのメモリ内に存在する命令媒体と
    を含むプログラム製品。
14. 前記Ｈブリッジ回路および前記モータと前記ラッチとの前記相互作用を制御するための命令を処理するようにマイクロプロセッサに指示するための、データ処理システムのメモリ内に存在する命令媒体をさらに含む、請求項１３に記載のプログラム製品。
15. 前記命令がＰＩＤ制御命令を含む、請求項１３に記載のプログラム製品。
16. 前記センサが、前記ラッチの速度および方向を示す速度および方向データを提供するための磁気抵抗速度および方向センサを含む、請求項１３に記載のプログラム製品。
17. 前記ラッチが、前記磁気抵抗速度および方向センサとともに前記ラッチの前記速度および方向を提供する環状磁石を含む、請求項１６に記載のプログラム製品。
18. 前記命令媒体の各々が信号担持媒体をさらに含む、請求項１３に記載のプログラム製品。
19. 前記信号担持媒体が記録可能媒体をさらに含む、請求項１８に記載のプログラム製品。
20. 前記信号担持媒体が伝送媒体をさらに含む、請求項１８に記載のプログラム製品。

Images