JP2016148151A - 車両窓開閉装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】異物巻き込みの検出性能の低下を抑えることができる車両窓開閉装置を提供する。【解決手段】制御回路は、ウインドガラスの開作動開始からの初動マスク区間Mにおいては、モータの速度変動量ωが巻き込み判定閾値ωt以上であっても巻き込み防止制御(モータの駆動停止)を実行しないように規制する。そして、制御回路は、ウインドガラスが全閉領域以外の位置にある場合には、通常値Msを初動マスク区間Mに設定し、ウインドガラスが全閉領域にある場合には、通常値Msよりも大きい全閉領域用の値Mcを初動マスク区間Mに設定する。【選択図】図3

Description

本発明は、車両に搭載されるパワーウインド装置等の車両窓開閉装置に関するものである。
従来、例えば特許文献1に開示されるように、開作動中の車両窓によって異物がドア内部に巻き込まれることを抑制する巻き込み防止機能を備えた車両窓開閉装置(パワーウインド装置)がある。このような車両窓開閉装置では、駆動源としてのモータの特性値(回転速度の変動推移等)から開作動中の車両窓による異物の巻き込みを検出し、その検出結果に基づいて例えばモータの駆動を停止させるようになっている。
特開2011−122369号公報
ところで、上記のような車両窓開閉装置では、作動開始時にはモータを含む駆動系のガタ等によってモータの特性値が安定しないため、異物の巻き込みを誤検出(巻き込みが実際には生じていないにも関わらず検出)してしまうおそれがある。そこで、この問題を解決する手段として、開作動開始からの所定区間において巻き込み防止機能が無効化されるマスク区間を設定することが考えられるが、その場合、マスク区間をどのような長さに設定すべきかが検討課題となっていた。
車両窓を全閉状態から開作動させる場合には、駆動系のガタだけではなく窓枠上部のウェザーストリップの抵抗による影響等を受けるため、全閉状態以外から作動を開始させる場合に比べて、作動開始からモータの特性値が安定するまでに長い区間を要する。このため、マスク区間の長さは、車両窓を全閉状態から開作動させる場合においても対応できるように長く設定する必要があるが、そのように全閉状態に合わせてマスク区間の長さを設定すると、全閉状態以外から作動を開始させる場合においてはマスク区間が必要以上に長くなり、結果として、巻き込み検出性能の低下に繋がってしまう。
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、異物巻き込みの検出性能の低下を抑えることができる車両窓開閉装置を提供することにある。
上記課題を解決する車両窓開閉装置は、モータの駆動力に基づく車両窓の開閉作動を制御する開閉制御部と、開作動中の前記車両窓に掛かる負荷変動に応じて変動する前記モータの特性値が判定閾値以上のとき、前記車両窓による異物の巻き込みが生じたと判定する巻き込み判定部と、を備え、前記開閉制御部は、前記巻き込み判定部による巻き込み判定に基づいて、前記車両窓の開作動を停止又は所定量だけ反転作動させる巻き込み防止制御を実行する車両窓開閉装置であって、前記車両窓の開作動開始からの初動マスク区間において、前記モータの特性値が前記判定閾値以上であっても前記開閉制御部による前記巻き込み防止制御が実行されないように規制する規制部と、前記車両窓の開作動開始位置が、全閉位置を含む全閉領域以外である場合には、通常値を前記初動マスク区間に設定し、前記車両窓の開作動開始位置が前記全閉領域内である場合には、前記通常値よりも大きい全閉領域用の値を前記初動マスク区間に設定する初動マスク区間設定部と、を備えている。
この構成によれば、車両窓の開作動開始位置が全閉領域以外のときの初動マスク区間に通常値を設定しつつも、車両窓の開作動開始位置が全閉領域内である場合の初動マスク区間には、ウェザーストリップによる影響も含めて考慮した全閉領域用の値を設定することができる。つまり、車両窓の開作動開始位置が全閉領域以外のときには、初動マスク区間を必要以上に長くならない適正値に設定しつつ、全閉領域からの開作動時には異物巻き込みの誤検出を確実に防止することができる長さに初動マスク区間を設定することができ、その結果、異物巻き込みの検出性能の低下を抑えることができる。
上記車両窓開閉装置において、前記全閉領域は、窓枠に設けられたウェザーストリップに対する前記車両窓の挿入幅に対応して設定されることが好ましい。
この構成によれば、車両窓が全閉領域以外にある状態では、車両窓がウェザーストリップに接触せず、開作動開始位置が全閉領域以外である場合の初動マスク区間(通常値)を、ウェザーストリップによる影響を考慮に入れない値に設定しても、該初動マスク区間で異物巻き込みの誤検出を防止することができる。
上記車両窓開閉装置において、前記初動マスク区間設定部は、前記全閉領域内での前記車両窓の位置に基づいて前記全閉領域用の値の大きさを設定することが好ましい。
この構成によれば、開作動開始位置が全閉領域内である場合の初動マスク区間(全閉領域用の値)が、該全閉領域内での車両窓の位置に応じて設定されるため、初動マスク区間をより好適な適正値に設定することが可能となる。
上記車両窓開閉装置において、前記初動マスク区間設定部は、前記車両窓の閉作動時における前記モータへの印加電圧値に基づいて前記全閉領域用の値の大きさを設定することが好ましい。
この構成によれば、開作動開始位置が全閉領域内である場合の初動マスク区間(全閉領域用の値)が、前回の車両窓の閉作動時におけるモータへの印加電圧値に応じて設定されるため、初動マスク区間をより好適な適正値に設定することが可能となる。
本発明の車両窓開閉装置によれば、異物巻き込みの検出性能の低下を抑えることができる。
実施形態のパワーウインド装置の概略構成を示す電気ブロック図である。 ウインドガラスの開閉について説明するための模式図である。 同形態のパワーウインド装置における制御態様を説明するためのフローチャートである。 別例のパワーウインド装置における制御態様を説明するためのフローチャートである。 別例のパワーウインド装置における制御態様を説明するためのフローチャートである。
以下、車両窓開閉装置の一実施形態について説明する。
図1に示すように、本実施形態のパワーウインド装置10(車両窓開閉装置)は、ウインドガラスWGを開閉させるべく車両ドアDに取り付けられるものであり、モータ11と、該モータ11の回転駆動によりウインドガラスWGを開閉作動させる例えばXアーム式のウインドレギュレータ(図示略)とを備えている。モータ11は、直流モータに減速部が一体に組み付けられたギヤードモータにて構成されている。ウインドレギュレータは、モータ11の回転をウインドガラスWGの開閉作動に変換する。
パワーウインド装置10は、モータ11を制御してウインドガラスWGの作動を制御するウインドECU12と、モータ11の回転を検出する回転検出センサ13とを備えている。回転検出センサ13は、例えばホールICよりなり、モータ11の回転軸に設けられたセンサマグネット(図示略)の回転に伴う磁界変化を検出して、モータ11の回転数や回転位置等の回転情報を検出する。
ウインドECU12は、モータ11と別体若しくはモータ11内に一体に備えられる。ウインドECU12は、制御回路21と駆動回路22とを備え、駆動回路22は制御回路21の制御に基づいて車載のバッテリ23からモータ11に対して電源供給を行う。
制御回路21は、車両ドアDに備えられる操作スイッチ24の操作に基づき駆動回路22を通じてモータ11を回転駆動させ、ウインドガラスWGの開閉制御を行う。また、制御回路21は、回転検出センサ13から出力される回転検出信号(パルス信号)に基づいてウインドガラスWGの位置情報を算出する。本実施形態では、制御回路21は、ウインドガラスWGの全閉位置Pcを基準(ゼロ)として、ウインドガラスWGの開閉作動(つまり、モータ11の正逆回転)に伴って加減算される回転検出信号のパルスエッジ(立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジ)のカウント数をウインドガラスWGの位置情報として算出する。また、制御回路21は、前記回転検出信号に基づいてモータ11の回転方向を検出する。また、制御回路21は、回転検出信号のパルスの間隔(周期)からモータ11の回転速度を算出するとともに、モータ11の速度の変動量(速度変動量ω)を算出する。
制御回路21は、ウインドガラスWGと車両ドアDのフレームとの間での挟み込みを防止する機能を有している。この挟み込み防止機能は、回転検出信号を基に算出したモータ11の回転速度の変動推移等から閉作動中(上昇作動中)のウインドガラスWGによる異物挟み込みの検出を行い、異物挟み込みが検出されるとウインドガラスWGを開方向に反転作動させて挟み込んだ異物の解放を図るものである。
また、制御回路21は、開作動中(下降作動中)のウインドガラスWGによって異物が車両ドアD内に巻き込まれる異物巻き込みを防止する機能も有している。詳述すると、制御回路21は、ウインドガラスWGの開作動中において回転検出信号を基に算出したモータ11の速度変動量ωと巻き込み判定閾値ωtとを比較する。そして、速度変動量ωが巻き込み判定閾値ωt以上である場合に、ウインドガラスWGによる異物巻き込みが発生したと判定し、その巻き込み判定に基づきモータ11の駆動を停止してウインドガラスWGの開作動を停止させる。
図2に示すように、制御回路21は、ウインドガラスWGの全閉位置Pc、全閉位置Pc近傍の境界位置Pb、及び全開位置Poを認識している。全閉位置Pcは、前述のようにパルスエッジのカウント数でゼロに設定される。また、ウインドガラスWGの上端は、車両ドアDの窓枠上部に設けられたウェザーストリップWSに所定長さだけ挿入可能となっており、挿入されたウインドガラスWGの上端部分のガラス表面がウェザーストリップWSに弾性的に圧接されるようになっている。そして、前記境界位置Pbは、閉作動(上昇作動)するウインドガラスWGがウェザーストリップWSに接触し始める位置に設定されている。つまり、境界位置Pbは、ウインドガラスWG上端のウェザーストリップWSへの挿入幅(およそ5〜6mm)に対応するカウント数(例えば30)に設定される。
制御回路21は、ウインドガラスWGを開作動させる際、作動開始位置からの所定区間(初動マスク区間M)において巻き込み防止機能を無効化する。制御回路21は、操作スイッチ24の操作に基づく操作信号が入力されると、その時点でのウインドガラスWGの位置に応じて初動マスク区間Mを設定する。詳しくは、制御回路21は、操作信号が入力されたときに、ウインドガラスWGの上端が境界位置Pbよりも全開位置Po側(開方向側)にある場合、通常値Msを初動マスク区間Mに設定する。作動開始時には、モータ11とウインドレギュレータを含む駆動系のガタ等によってモータ11の速度変動量ωが不安定となるため、この速度変動量ωが不安定となる区間において巻き込み防止機能を無効化すべく前記通常値Msが設定される。なお、本実施形態における通常値Msの一例としては、パルスエッジのカウント数で40に設定される。
また、制御回路21は、操作信号が入力されたときに、ウインドガラスWGの上端が全閉位置Pcから境界位置Pbまでの区間(全閉領域Ac)にある場合、通常値Msよりも大きい全閉領域用の値Mcを初動マスク区間Mに設定する。この全閉領域用の値Mcは、通常値Msに所定の補正値Ma(一定値)を加算した値である。なお、本実施形態における補正値Maの一例としては、パルスエッジのカウント数で10に設定され、全閉領域用の値Mcは、通常値Ms(40)に補正値Ma(10)を加算した50に設定される。
次に、本実施形態における開作動開始時の制御態様とその作用について説明する。
図3に示すように、制御回路21は、ステップS1の操作スイッチ24の開操作に基づいてウインドガラスWGが全閉領域Acに位置するか否か、つまり、ウインドガラスWGが境界位置Pbよりも全開側に位置するか否かを判定する(ステップS2)。そして、ウインドガラスWGが全閉領域Ac以外の位置にある(境界位置Pbよりも開方向側に位置する)と判定した場合、制御回路21は、通常値Msを初動マスク区間Mに設定する(ステップS3)。一方、ウインドガラスWGが全閉領域Acにある(境界位置Pb又は境界位置Pbよりも閉方向側に位置する)と判定した場合、制御回路21は、全閉領域用の値Mcを初動マスク区間Mに設定する(ステップS4)。
このように、ステップS3又はステップS4で初動マスク区間Mが設定された後、制御回路21は、モータ11を駆動してウインドガラスWGの開作動を開始させる(ステップS5)。
制御回路21は、ステップS6において、ウインドガラスWGの作動開始位置からの移動量ΔPと、ステップS3又はステップS4で設定した初動マスク区間M(通常値Ms又は全閉領域用の値Mc)とを比較する。そして、移動量ΔPが初動マスク区間M以上の場合には、ステップS7の巻き込み判定に移る。
一方、移動量ΔPが初動マスク区間M未満の場合には、ステップS6を繰り返す。つまり、ウインドガラスWGが作動開始位置から初動マスク区間Mを過ぎるまでは、ステップS7の巻き込み判定が実行されない(つまり、巻き込み防止機能が無効化される)。これにより、ウインドガラスWGが初動マスク区間Mにある状態では、モータ11とウインドレギュレータを含む駆動系のガタ等によってモータ11の速度変動量ωが巻き込み判定閾値ωt以上となってもモータ11の駆動が停止されない。
制御回路21は、ステップS7において、開作動中のウインドガラスWGによる異物の巻き込み判定を行う。このとき、制御回路21は、モータ11の速度変動量ωと巻き込み判定閾値ωtを比較し、速度変動量ωが巻き込み判定閾値ωt以上である場合に、ウインドガラスWGによる異物巻き込みが発生したと判定し、その巻き込み判定に基づきモータ11の駆動を停止してウインドガラスWGの開作動を停止させる(ステップS8)。一方、速度変動量ωが巻き込み判定閾値ωt未満である場合には、ウインドガラスWGによる異物巻き込みが発生していないと判定し、ステップS7を繰り返す。
次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
(1)制御回路21は、ウインドガラスWGの開作動開始からの初動マスク区間Mにおいては、モータ11の速度変動量ωが巻き込み判定閾値ωt以上であっても巻き込み防止制御(モータ11の駆動停止)を実行しないように規制する。これにより、ウインドガラスWGの開作動開始時において、モータ11とウインドレギュレータを含む駆動系のガタ等によって、異物の巻き込みが実際には生じていないにも関わらず巻き込みを検出してしまう誤検出を防止することができ、その結果、異物巻き込みの検出性能を向上させることができる。
そして、制御回路21は、ウインドガラスWGの開作動開始位置が全閉領域Ac以外である場合には、通常値Msを初動マスク区間Mに設定し、ウインドガラスWGの開作動開始位置が全閉領域Ac内である場合には、通常値Msよりも大きい全閉領域用の値Mcを初動マスク区間Mに設定する。ウインドガラスWGを全閉領域Acから開作動させる場合(ウェザーストリップWSと接触する状態から開作動させる場合)には、駆動系のガタだけではなくウェザーストリップWSの抵抗による影響を受けるため、全閉領域Ac以外から作動を開始させる場合に比べて、作動開始からモータ11の速度変動量ωが安定するまでに長い区間を要する。そこで、本実施形態では、ウインドガラスWGの開作動開始位置が全閉領域Ac内である場合には、通常値Msよりも大きな値Mc(ウェザーストリップWSによる影響も含めて考慮した値)が初動マスク区間Mに設定されることで、この場合においても異物巻き込みの誤検出を防止することができる。そして、ウインドガラスWGの開作動開始位置が全閉領域Ac以外である場合には、ウェザーストリップWSによる影響を考慮に入れない通常値Msが初動マスク区間Mに設定されることで、初動マスク区間Mを必要以上に長くならない適正値に設定することが可能となる。
このように、ウインドガラスWGの開作動開始位置が全閉領域Ac以外のときには、初動マスク区間Mを必要以上に長くならない適正値に設定しつつ、全閉領域Acからの開作動時には異物巻き込みの誤検出を確実に防止することができる長さ(全閉領域用の値Mc)に初動マスク区間Mを設定することができる。その結果、異物巻き込みの検出性能の低下を抑えることができる。
(2)全閉領域Acは、窓枠上部のウェザーストリップWSに対するウインドガラスWGの挿入幅に対応した値に設定される。つまり、ウインドガラスWGが全閉領域Ac以外にある状態では、ウインドガラスWGがウェザーストリップWSに接触していない。これにより、開作動開始位置が全閉領域Ac以外である場合の初動マスク区間M(通常値Ms)を、ウェザーストリップWSによる影響を考慮に入れない値に設定しても、該初動マスク区間Mで異物巻き込みの誤検出を防止することができる。
なお、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、通常値Msに一定の補正値Maを加算した値を全閉領域用の値Mcとしているが、補正値Maは必ずしも一定値である必要はなく、例えば、図4に示すように、全閉領域Ac内でのウインドガラスWGの位置に応じて補正値Maを変化させてもよい。図4に示すように、制御回路21は、ステップS2でウインドガラスWGが全閉領域Acにあると判定した場合、ウインドガラスWGの位置に基づく値を補正値Maに設定する(ステップS11)。詳しくは、制御回路21は、ウインドガラスWGが全閉位置Pcにある場合、補正値Maを最大値(例えばパルスエッジのカウント数で10)に設定し、ウインドガラスWGの位置が全閉位置Pcから開方向側に離れるほど補正値Maを最大値から小さく設定する。その後、制御回路21は、ステップS11で設定した補正値Maと通常値Msとを加算した値を初動マスク区間Mに設定する(ステップS12)。
この構成によれば、ウインドガラスWGが全閉位置Pcに近いほど(つまり、ウェザーストリップWSとの接触幅が大きいほど)、初動マスク区間Mが長く設定される。これにより、初動マスク区間Mをより好適な適正値に設定することが可能となる。
また、前回のウインドガラスWGの閉作動(全閉領域Ac内に侵入した閉作動)時におけるモータ11への印加電圧値Vに応じて補正値Maに変化させてもよい。例えば、図5に示すように、制御回路21は、ステップS2でウインドガラスWGが全閉領域Acにあると判定した場合、前回のウインドガラスWGの閉作動時における印加電圧値Vに基づく値を補正値Maに設定する(ステップS21)。詳しくは、制御回路21は、ウインドガラスWGの閉作動時において、ウインドガラスWGが例えば境界位置Pbを通過するときの印加電圧値Vをメモリ(図示略)に記憶させ、ステップS21でその記憶させた印加電圧値Vをメモリから参照する。そして、制御回路21は、印加電圧値Vが高いほど、大きな値を補正値Maに設定する。
この構成によれば、前回の閉作動時の印加電圧値Vによって全閉領域Ac内でのウインドガラスWGの位置やモータ11とウインドレギュレータを含む駆動系のガタの状態が変化するが、印加電圧値Vに基づき補正値Maを設定することで、初動マスク区間Mをより好適な適正値に設定することが可能となる。
なお、図5に示す例では、制御回路21は、操作スイッチ24の開操作(ステップS1)後において印加電圧値Vに基づく値を補正値Maに設定しているが、これに特に限定されるものではない。例えば、ウインドガラスWGの閉作動の停止時に、次回の開作動時の初動マスク区間M(補正値Ma)を印加電圧値Vに基づいて予め設定するようにしてもよい。
・上記実施形態では、制御回路21は、モータ11の速度変動量ωを基に異物巻き込みの検出を行うが、これに特に限定されるものではなく、モータ11の速度変動量ω以外の特性値(ウインドガラスWGに掛かる負荷変動に応じて変動するモータ11の特性値)を基に巻き込み検出を行ってもよい。
・上記実施形態では、制御回路21は、巻き込み判定に基づきモータ11の駆動を停止してウインドガラスWGの開作動を停止させるが、これ以外に例えば、巻き込み判定に基づいてウインドガラスWGを閉方向に所定量だけ反転作動させてもよい。
・上記実施形態では、全閉領域Acの範囲を決める境界位置Pbを、閉作動するウインドガラスWGがウェザーストリップWSに接触し始める位置に設定しているが、これに特に限定されるものではなく、境界位置PbをウェザーストリップWSと接触し始める位置よりも全閉位置Pc側に設定してもよい。つまり、全閉領域Acを、ウェザーストリップWSに対するウインドガラスWGの挿入幅に対応する長さよりも短い長さに設定してもよい。
・上記実施形態では、Xアーム式のウインドレギュレータを用いたパワーウインド装置10に適用したが、ワイヤ式やシングルアーム式等のウインドレギュレータを用いたパワーウインド装置に適用してもよい。
・上記実施形態では、車両ドアDに備えられたウインドガラスWGを開閉させるパワーウインド装置10に適用したが、これ以外に例えば、車両の屋根に備えられたルーフガラスを開閉させるサンルーフ装置に適用してもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
(イ)モータの駆動力に基づく車両窓の開閉作動を制御する開閉制御部と、
開作動中の前記車両窓に掛かる負荷変動に応じて変動する前記モータの特性値が判定閾値以上のとき、前記車両窓による異物の巻き込みが生じたと判定する巻き込み判定部と、を備え、前記開閉制御部は、前記巻き込み判定部による巻き込み判定に基づいて、前記車両窓の開作動を停止又は所定量だけ反転作動させる巻き込み防止制御を実行する車両窓開閉装置であって、
前記車両窓の開作動開始からの初動マスク区間において、前記モータの特性値が前記判定閾値以上であっても前記開閉制御部による前記巻き込み防止制御が実行されないように規制する規制部と、
前記車両窓の閉作動時における前記モータへの印加電圧値に基づいて、次回の前記車両窓の開作動時に用いる前記初動マスク区間の長さを設定する初動マスク区間設定部と、を備えていることを特徴とする車両窓開閉装置。
この構成によれば、車両窓の閉作動時におけるモータへの印加電圧値によってモータを含む駆動系のガタの大きさ(つまり、作動開始時の空走区間の長さ)が変わるため、該印加電圧値に応じて初動マスク区間の長さを設定することで、初動マスク区間をより好適な適正値に設定することが可能となる。
10…パワーウインド装置(車両窓開閉装置)、11…モータ、21…制御回路(開閉制御部、巻き込み判定部、規制部、初動マスク区間設定部)、WG…ウインドガラス(車両窓)、WS…ウェザーストリップ。

Claims (4)

  1. モータの駆動力に基づく車両窓の開閉作動を制御する開閉制御部と、
    開作動中の前記車両窓に掛かる負荷変動に応じて変動する前記モータの特性値が判定閾値以上のとき、前記車両窓による異物の巻き込みが生じたと判定する巻き込み判定部と、
    を備え、前記開閉制御部は、前記巻き込み判定部による巻き込み判定に基づいて、前記車両窓の開作動を停止又は所定量だけ反転作動させる巻き込み防止制御を実行する車両窓開閉装置であって、
    前記車両窓の開作動開始からの初動マスク区間において、前記モータの特性値が前記判定閾値以上であっても前記開閉制御部による前記巻き込み防止制御が実行されないように規制する規制部と、
    前記車両窓の開作動開始位置が、全閉位置を含む全閉領域以外である場合には、通常値を前記初動マスク区間に設定し、前記車両窓の開作動開始位置が前記全閉領域内である場合には、前記通常値よりも大きい全閉領域用の値を前記初動マスク区間に設定する初動マスク区間設定部と、を備えていることを特徴とする車両窓開閉装置。
  2. 請求項1に記載の車両窓開閉装置において、
    前記全閉領域は、窓枠に設けられたウェザーストリップに対する前記車両窓の挿入幅に対応して設定されることを特徴とする車両窓開閉装置。
  3. 請求項1又は2に記載の車両窓開閉装置において、
    前記初動マスク区間設定部は、前記全閉領域内での前記車両窓の位置に基づいて前記全閉領域用の値の大きさを設定することを特徴とする車両窓開閉装置。
  4. 請求項1又は2に記載の車両窓開閉装置において、
    前記初動マスク区間設定部は、前記車両窓の閉作動時における前記モータへの印加電圧値に基づいて前記全閉領域用の値の大きさを設定することを特徴とする車両窓開閉装置。
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