JP2009155821A

JP2009155821A - パワーウインド制御装置

Info

Publication number: JP2009155821A
Application number: JP2007332310A
Authority: JP
Inventors: Shusuke Ishihara; 秀典石原; Katsumi Endo; 克己遠藤
Original assignee: Asmo Co Ltd
Current assignee: Asmo Co Ltd
Priority date: 2007-12-25
Filing date: 2007-12-25
Publication date: 2009-07-16

Abstract

【課題】ＰＷＭ制御が行われるスイッチング素子の発熱を低減して長寿命化を図ることができるパワーウインド制御装置を提供する。
【解決手段】駆動電圧Ｖの印加状態でロックされるモータＭのロック期間、及び始動期間において、ウインドＥＣＵ１２は、その制御をＰＷＭ制御からオン固定制御に切り替えるようにした。つまり、ウインドＥＣＵ１２は、スイッチング素子ＴｒをＰＷＭ制御のオンオフの繰り返しによる大きな抵抗体から小さなオン抵抗のみとし、ロック電流や始動電流でモータ電流が増大しても、スイッチング素子Ｔｒからの発熱量を小さく抑える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＰＷＭ制御によるスイッチング素子のオンオフにてパワーウインドモータの駆動電圧を調整するパワーウインド制御装置に関するものである。

パワーウインド制御装置では、ウインドガラスの開閉速度等を変更するために駆動源であるパワーウインドモータのＰＷＭ制御を行う構成のものがある。例えば特許文献１ではパワーシート装置であるが、ＰＷＭ制御によるスイッチング素子（ＦＥＴ等）のオンオフに基づいてモータの駆動電圧を調整し、シートの前後位置やシートのリクライニング角度が調整されるものである。
特開２００７−１３６６号公報

ところで、パワーシート装置では、シートの前端位置及び後端位置といった作動端位置、パワーウインド装置では、ウインドガラスの全閉位置及び全開位置といった作動端位置において機械的ロック状態となるため、モータには定格電流よりも十分に大きいロック電流が生じる。このとき、モータの駆動電圧を調整すべく依然としてＰＷＭ制御にてスイッチング素子がオンオフされていると、オンオフの繰り返されるスイッチング素子は大きな抵抗体をなすことから、過大なロック電流によって発熱も大となり、このことがスイッチング素子を早期に劣化させてしまうことになる。

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、ＰＷＭ制御が行われるスイッチング素子の発熱を低減して長寿命化を図ることができるパワーウインド制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ＰＷＭ制御が行われるスイッチング素子を有し、該制御によるスイッチング素子のオンオフにてモータの駆動電圧を調整し、該モータによる車両のウインドガラスの開閉作動を制御するパワーウインド制御装置であって、前記駆動電圧の印加状態でロックされる前記モータのロック期間においては、前記ＰＷＭ制御から前記スイッチング素子をオンに固定するオン固定制御に切り替える制御切替手段を備えたことをその要旨とする。

この発明では、制御切替手段は、駆動電圧の印加状態でロックされるモータのロック期間においては、ＰＷＭ制御からスイッチング素子をオンに固定するオン固定制御に切り替える。これにより、スイッチング素子はＰＷＭ制御のオンオフの繰り返しによる大きな抵抗体から小さなオン抵抗のみとなるため、ロック期間に生じるロック電流にてモータ電流が増大しても、スイッチング素子からの発熱量が小さく抑えられる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のパワーウインド制御装置において、前記制御切替手段は、前記ロック期間をモータ電流が上限値を超える期間として設定することをその要旨とする。

この発明では、制御切替手段により、モータ電流が上限値を超える期間としてロック期間が設定されるため、ＰＷＭ制御からオン固定制御への切り替えが必要最小限で確実となる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のパワーウインド制御装置において、前記制御切替手段は、前記モータの始動期間においても前記ＰＷＭ制御から前記オン固定制御に切り替えることをその要旨とする。

この発明では、制御切替手段は、モータの始動期間においてもＰＷＭ制御からオン固定制御に切り替える。これにより、始動期間においても始動電流にてモータ電流が増大することから、オン固定制御に切り替えてスイッチング素子をオン抵抗のみとすることで、この始動期間においてもスイッチング素子からの発熱量が小さく抑えられる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のパワーウインド制御装置において、前記制御切替手段は、前記始動期間を予め定めた時間として設定することをその要旨とする。
この発明では、制御切替手段により、始動期間が予め定めた時間として設定されるため、オン固定制御にかかる切り替えが簡単に行える。

本発明によれば、ＰＷＭ制御が行われるスイッチング素子の発熱を低減して長寿命化を図ることができるパワーウインド制御装置を提供することができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、本実施形態のモータ制御装置１０である。モータ制御装置１０は、車両のパワーウインド装置の駆動用の直流モータＭを制御対象としている。モータ制御装置１０は、モータＭを回転駆動させる駆動回路１１と、その駆動回路１１を制御するウインドＥＣＵ１２とを備えてなる。ウインドＥＣＵ１２は、開閉スイッチ１３からの開閉操作信号の入力に基づいて駆動回路１１を通じてモータＭを正転又は逆転駆動させ、ウインドガラスＷＧを開閉作動させる。また、ウインドＥＣＵ１２は、回転センサ１４からの回転検出信号の入力に基づいて、モータＭの回転方向及び回転数（回転速度）、即ちウインドガラスＷＧの作動方向及び開閉位置（開閉速度）を検出し、モータＭの制御に反映している。また、ウインドＥＣＵ１２は、駆動回路１１からモータＭに流れるモータ電流Ｉも検出している。

本実施形態の駆動回路１１は、４個のスイッチング素子ＴｒでＨブリッジ回路が構成され、モータＭに印加する正逆転のための駆動電圧Ｖを生成している。ウインドＥＣＵ１２は、駆動回路１１の各スイッチング素子Ｔｒに対してＰＷＭ制御を実施しており、その駆動電圧Ｖの生成（調整）を行っている。ウインドＥＣＵ１２は、このＰＷＭ制御にて、ウインドガラスＷＧの開閉速度制御を行っている。

詳述すると、ウインドガラスＷＧの開閉作動の際、図２及び図３に示すように、開閉作動が開始される始動期間Ａ１と、全開及び全閉位置の機械的ロック状態となるロック期間Ａ３とを除く定常作動期間Ａ２では、ウインドＥＣＵ１２は、モータＭに対してＰＷＭ制御によるスイッチング素子Ｔｒのオンオフに基づく所定の駆動電圧Ｖを印加し、モータＭの定格回転によりウインドガラスＷＧを開閉作動させている。この時のモータＭは、図２に示すトルク−回転数特性の直線上の点Ｐ１で作動している。また、この時のモータ電流Ｉは定格電流Ｉａでありさほど大きくないことから、ＰＷＭ制御によりオンオフが繰り返されているスイッチング素子Ｔｒからの発熱量も小さい。

一方、始動期間Ａ１及びロック期間Ａ３では、モータＭにそれぞれ始動電流及びロック電流が流れ、モータ電流Ｉは定格電流Ｉａよりも過大な電流値となる。始動期間Ａ１は、定格電流Ｉａよりも大きい始動電流が生じ得る所定時間（モータＭの始動時から定常回転となる予め定めた時間）に設定されており、ウインドＥＣＵ１２は、この始動期間Ａ１中、ＰＷＭ制御による繰り返しのスイッチング素子Ｔｒのオンオフを行わず、常時オンとするオン固定制御に切り替える。この時のモータＭでは、図２に示すトルク−回転数特性の直線上の点Ｐ２となる。これにより、スイッチング素子ＴｒはＰＷＭ制御のオンオフの繰り返しによる大きな抵抗体から小さなオン抵抗のみとなるため、始動電流によりモータ電流Ｉが増大しても、スイッチング素子Ｔｒからの発熱量は小さく抑えられる。

ロック期間Ａ３は、モータ電流Ｉが上限値Ｉｂ（本実施形態では、定格電流Ｉａの１．２倍に設定）を越えモータＭが停止されるまでの期間に設定されており、ウインドＥＣＵ１２は、同様にこのロック期間Ａ３中も、ＰＷＭ制御による繰り返しのスイッチング素子Ｔｒのオンオフを行わず、常時オンとするオン固定制御に切り替える。この時のモータＭでは、図２に示すトルク−回転数特性の直線上の点Ｐ２となる。これにより、このロック期間Ａ３中も、スイッチング素子Ｔｒは小さなオン抵抗のみとなり、ロック電流によりモータ電流Ｉが増大しても、スイッチング素子Ｔｒからの発熱量は小さく抑えられる。特に、このロック電流は始動電流と比べて過大な電流が長時間流れるため、ロック期間Ａ３をＰＷＭ制御からオン固定制御に切り替える意義は大きい。尚、この場合、ウインドガラスＷＧによる異物の挟持によるロック時にも、スイッチング素子Ｔｒからの発熱量を低減可能である。

そして、本実施形態のウインドＥＣＵ１２は、ウインドガラスＷＧの開作動時と閉作動時との両方で各作動に応じた始動期間Ａ１及びロック期間Ａ３を設定し、定常作動期間Ａ２とその期間Ａ１，Ａ３とで制御をＰＷＭ制御とオン固定制御とで切り替えている。この制御の切り替えにより、スイッチング素子Ｔｒからの発熱量が小さく抑えられ、該スイッチング素子Ｔｒの長寿命化が図られている。

次に、本実施形態の特徴的な作用効果を記載する。
（１）本実施形態では、駆動電圧Ｖの印加状態でロックされるモータＭのロック期間Ａ３においては、制御がＰＷＭ制御からオン固定制御に切り替えられる。これにより、スイッチング素子ＴｒはＰＷＭ制御のオンオフの繰り返しによる大きな抵抗体から小さなオン抵抗のみとなるため、ロック期間Ａ３に生じるロック電流にてモータ電流Ｉが増大しても、スイッチング素子Ｔｒからの発熱量が小さく抑えられ、スイッチング素子Ｔｒの長寿命化を図ることができる。

（２）本実施形態では、モータ電流Ｉが上限値Ｉｂを超える期間としてロック期間Ａ３が設定されるため、ＰＷＭ制御からオン固定制御への切り替えが必要最小限で確実とすることができる。

（３）本実施形態では、モータＭの始動期間Ａ１においても制御がＰＷＭ制御からオン固定制御に切り替えられる。これにより、始動期間Ａ１においても始動電流にてモータ電流Ｉが増大することから、オン固定制御に切り替えてスイッチング素子Ｔｒをオン抵抗のみとすることで、この始動期間Ａ１においてもスイッチング素子Ｔｒからの発熱量が小さく抑えられる。このことによっても、スイッチング素子Ｔｒの長寿命化を図ることができる。

（４）本実施形態では、始動期間Ａ１が予め定めた時間として設定されるため、オン固定制御にかかる切り替えを簡単に行うことができる。
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。

・上記実施形態では、ＰＷＭ制御にてウインドガラスＷＧの開閉速度制御を行っているが、これに限らず、例えばモータＭの低騒音制御やモータ作動音の音色制御を行うものであってもよい。

・上記実施形態では、駆動回路１１において４個のスイッチング素子ＴｒでＨブリッジ回路を構成したが、２個のスイッチング素子でブリッジ回路を構成してもよい。また、ＰＷＭ制御の対象となるスイッチング素子を１個で構成してもよい。

・上記実施形態では、始動期間Ａ１では予め定めた時間、ロック期間Ａ３ではモータ電流Ｉが上限値Ｉｂを超える期間として設定したが、これに限らず、例えば始動期間Ａ１とロック期間Ａ３の両方とも、モータ電流Ｉの上限値Ｉｂによる期間設定としてもよい。このようにすれば、その両者ともオン固定制御にかかる切り替えが必要最小限で確実となる。また、始動期間Ａ１とロック期間Ａ３の両方とも予め定めた時間とすれば、その両者ともオン固定制御にかかる切り替えが簡単となる。

・上記実施形態では、始動期間Ａ１とロック期間Ａ３との両方でＰＷＭ制御からオン固定制御に切り替えたが、いずれか一方の期間のみオン固定制御としてもよい。この場合、ロック電流は始動電流と比べて過大な電流が長時間流れるため、少なくともロック期間Ａ３をオン固定制御とするのが望ましい。仮に、ロック期間Ａ３のみオン固定制御に切り替える態様とすれば、その切り替えにかかるウインドＥＣＵ１２の負荷を軽減することができる。

本実施形態におけるパワーウインド制御装置の電気ブロック図である。モータ特性及びスイッチング素子の発熱を説明するための図である。ウインドガラスの開閉制御を説明するための図である。

符号の説明

１０…モータ制御装置（パワーウインド制御装置）、１２…制御切替手段としてのウインドＥＣＵ、Ａ１…始動期間、Ａ３…ロック期間、Ｉ…モータ電流、Ｉｂ…上限値、Ｍ…直流モータ、Ｔｒ…スイッチング素子、Ｖ…駆動電圧、ＷＧ…ウインドガラス。

Claims

ＰＷＭ制御が行われるスイッチング素子を有し、該制御によるスイッチング素子のオンオフにてモータの駆動電圧を調整し、該モータによる車両のウインドガラスの開閉作動を制御するパワーウインド制御装置であって、
前記駆動電圧の印加状態でロックされる前記モータのロック期間においては、前記ＰＷＭ制御から前記スイッチング素子をオンに固定するオン固定制御に切り替える制御切替手段を備えたことを特徴とするパワーウインド制御装置。
請求項１に記載のパワーウインド制御装置において、
前記制御切替手段は、前記ロック期間をモータ電流が上限値を超える期間として設定することを特徴とするパワーウインド制御装置。
請求項１又は２に記載のパワーウインド制御装置において、
前記制御切替手段は、前記モータの始動期間においても前記ＰＷＭ制御から前記オン固定制御に切り替えることを特徴とするパワーウインド制御装置。
請求項３に記載のパワーウインド制御装置において、
前記制御切替手段は、前記始動期間を予め定めた時間として設定することを特徴とするパワーウインド制御装置。