JP2016176196A - 開閉部材制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】車両のドア10に設けられた開閉部材11を開閉方向へ移動させるモータ20と、開閉部材11による異物の挟み込みを判定する判定部31Eを有する制御部3と、を備えた開閉部材制御装置1に関する。この制御部3は、開閉部材11の実移動速度を、開閉部材11の位置に応じた目標移動速度へ近似させるよう調整するために、モータ20への供給電力をフィードバック制御することが可能に構成されている。開閉部材11の実移動速度と目標速度との差分が所定のしきい値A1を超えた場合には、モータ20への供給電力のフィードバック制御から、所定電圧をモータ20に供給する固定電圧値制御に切り替えられる。
【選択図】図5
Description
また、上記の制御としては、例えば、ウインドウに掛かる負荷荷重に応じて変化する測定値(例えば、ウィンドウガラスを開閉移動させるために回転するモータの回転速度等)に対してしきい値を設定し、このしきい値と測定値とを対比して異物の有無を判定することが知られている。
そして、挟み込み判定に関しては、PWM制御により変動した印加電圧分を考慮し、速度の周期の差分値(ΔT−ΔTh)に基づいて実行される。つまり、この差分値を判定対象値のデータとし、これが予め設定された微分判定のしきい値を超えた場合には、挟み込み有りと判定される(特許文献1参照)。
つまり、挟み込み検知を実行している最中も、フィードバック制御は継続しているため、挟み込みが生じて、モータの回転速度が遅くなると、目標速度までモータの回転速度を上げる制御を行ってしまう。この結果、挟み込み力が急激に増加し、この状態において、挟み込み検出を行うことになってしまうという問題点があった。
特に、開閉部材(ウィンドウガラス)の慣性力が大きい場合には、特に、挟み込み力が大きくなってしまうという懸念があった。
よって、このような状況を回避するための技術の開発が求められていた。
一方、本発明に係る開閉部材制御装置によれば、通常時には、従来通りの制御を行うが、開閉部材の実移動速度と目標速度との差分がしきい値を超えた場合には、固定電圧値制御に切り替える。
つまり、異物の挟み込みが開始すると、時間経過につれ抵抗が大きくなるため、開閉部材の移動速度(モータの回転数)が低下することとなる。この状態で、フィードバック制御が行われると、目標速度に近似させるため、開閉部材の移動速度を上昇させる必要があり、よって、モータの回転数を大きくする制御が行われる。
つまり、従来のような技術では、挟み込みの開始から、挟み込み判定実施及び終了までの間、フィードバック制御が継続されるため、モータの回転数が上昇し、大きな挟み込み荷重がかかることとなる。
しかし、本発明によれば、挟み込みの開始の可能性を検知した場合(つまり、開閉部材の実移動速度と目標速度との差分がしきい値を超えた場合)には、フィードバック制御から固定電圧値制御に切り替えることとした。
よって、挟み込み判定実行中にモータの回転数が上昇し、これに伴い挟み込み荷重が上昇することを有効に防止することができる。
また、荷重の上昇を抑制することができるため、開閉部材の移動方向反転時(挟み込み異物開放時)の速度差、駆動音差を軽減することができる。
よって、フィードバック制御と挟み込み判定とを良好に両立させることができる。
更に、上記の開閉部材制御装置において、具体的には、請求項3に記載されたように、前記所定電圧は、制御の切り替えの契機となった時点の前記モータの回転数に応じて決定された電圧値として規定されていると好適である。
具体的には、制御の切り替えの契機となった時点(つまり、切り替え直前)のモータ回転数と対応した電圧値を選択することとしたため、制御の切り替えの契機、つまり、挟み込み開始の可能性が生じた時点からの急激な荷重上昇を抑制することができる。
上記の構成では、挟み込み検出中に挟み込み荷重が急激に上昇することを有効に防止することが可能となる。
このように、荷重の上昇を抑制することができるため、開閉部材の移動方向反転時(挟み込み異物開放時)の速度差、駆動音差を軽減することができ、フィードバック制御と挟み込み判定とを良好に両立させることができる。
以上のように、本発明の開閉部材制御装置によれば、挟み込み検出時において、挟み込み荷重の急激な上昇を抑制し、フィードバック制御と挟み込み判定とを良好に実行することが可能となる。
図1は、本実施形態に係るパワーウィンドウ装置1のメカニック構成に関する説明図である。
なお、パワーウィンドウ装置1の全体的な電気構成は、図2に示すものであり、昇降機構2の作動を制御するための制御ユニット3と、車両Sの乗員が作動を指令するための操作スイッチ4と、が主な構成要素として設けられている。
また、リレー33の通電ラインを開閉するFET(Field effect transistor)34が備えられており、スイッチングを行うよう構成されている。
つまり、モータ20がいずれかの方向に回転駆動されているときに、コントローラ31より出力されるPWM信号により所定のデューティ比で駆動され、モータ20への印加電圧を調整し、モータ20の速度制御を行う。
つまり、コントローラ31は、挟み込み有りと判定した場合、異物解放処理を実行する。この異物解放処理とは、判定直前に昇降機構2が行っていた動作とは異なる動作を行わせる処理のことである。具体的に説明すると、閉動作である連続上昇動作が行われていた場合には、その後の異物解放処理では、所定量だけウィンドウガラス11が開移動するように昇降機構2に下降動作を行わせる。
図3に示すように、コントローラ31には、調停部31Aと、回転数制御部31Bと、電圧制御部31Cと、速度検出部31Dと、挟み込み判定部31Eと、PWM発生部31Fと、が備えられている。
速度検出部31Dは、回転検出装置25より、モータ20の回転と同期したパルス信号を受けてモータ20の回転速度(ウィンドウガラス11の移動速度(上下動速度)に比例する)を算出し、回転数制御部31B,電圧制御部31C・挟み込み判定部31Eへと伝送する。
回転数制御部31Bでは、速度検出部31Dから受けた信号1を、偏差演算部131にて受信する。また、この偏差演算部131では、目標速度作成部132からうけた目標速度を示す信号も受信しており、ここで、目標速度と実測値である信号1の入力値との差分を演算し、この演算結果を信号3として調停部31Aに送信するとともに、操作量演算部133へと送信する。そして、この操作量演算部133により演算された回転数制御操作量を示す信号2もまた調停部31Aへと送信される。
電圧制御部31Cでは、速度検出部31Dから受けた信号1を、目標電圧作成部134にて受信する。そして、この目標電圧作成部134からの信号と、バッテリ5からの電源電圧を検出する電源電圧検出部5´からの信号と、を受信した操作量演算部135によって演算された結果を示す信号4を調停部31Aと送信する。
信号2〜信号4は、調停部31Aを構成する制御切替部136に送信される。
そして、正逆転切替部137では、この制御切替部136からの信号、挟み込み判定部31Eからの信号、操作スイッチ4からの信号を受けて制御信号5を生成し、PWM発生部31Fに送信する。そして、このPWM発生部31Fにて生成された駆動信号をもとに駆動回路32を介してモータ20が駆動制御される。
図6は、本実施形態に係る開閉部材制御、具体的にはウィンドウガラス11の自動開閉制御中の流れを示し、以下では、ウィンドウガラス11の開閉移動のうち、閉移動を制御する際の流れを例に挙げて説明する。なお、以下に説明する制御の流れについては、ウィンドウガラス11の開移動を制御する際の巻き込みに対する処理に対しても同様に適用してもよい。
スイッチ操作が行われると、ステップS2にて、モータ20の目標回転速度(ウィンドウガラス11の目標移動速度に比例する)と、回転検出装置25から出力されるパルス信号に基づいて算出された実回転速度(算出方法は公知の方法を適用するとよい)と、の差分を求め、この差分がしきい値A1を超えるか否かを判定する。
ステップS2で、差分がしきい値A1を超えないと判定された場合(ステップS2:NO)には、挟み込みが発生している可能性がないと判断できるため、ステップS3にて回転数制御によるPWM出力を継続する。つまり、実回転速度(ウィンドウガラス11の実移動速度)を受けて、この実回転速度を目標移動速度(ウィンドウガラス11の目標移動速度)へと近づけるよう(差分を0に近づけるべく)、モータ20の回転数を制御するという通常の回転数制御が継続される。
つまり、つまり、差分がしきい値A1を超えていると判定された場合、処理はステップS4に進み、目標電圧作成部134において目標電圧を決定する。
目標電圧は、直近の実回転速度(つまり、ステップS2で計測された実回転速度)に対応した目標電圧が規定されている換算テーブルから読み出される。
これは、ステップS4にて決定した目標電圧を電源電圧で除して算出して出力する。
つまり、この値は定数値であるため、目標回転速度に近づけるために回転数を制御するフィードバック処理から、定電圧制御に切り替わることとなる。
次いで、ステップS6で実回転速度の変化値を検出する。
そして、ステップS7でこの実回転速度の変化値がしきい値A2を超えたか否かを判定する。
ステップS7で実回転速度の変化値がしきい値A2を超えていないと判定した場合(ステップS7:NO)、挟み込みが発生していないと判定されるため、ステップ1に戻る。
ステップS7で実回転速度の変化値がしきい値A2を超えていると判定した場合(ステップS7:YES)、挟み込みが発生していると判定し、ステップS8でウィンドウガラス11を反転作動させて(下降作動させて)リターンする。
よって、異物の挟み込む荷重の急激な上昇を抑制することができ、回転数制御と挟み込み反転機能との良好な両立が可能となる。
2 昇降機構
3 制御ユニット(制御部)
4 操作スイッチ
5 バッテリ
6 ドア開閉信号
10 ドア
11 ウィンドウガラス(開閉部材)
20 モータ
21 昇降アーム
21a ギヤ
22 従動アーム
23 固定チャンネル
24 ガラス側チャンネル
25 回転検出装置
31 コントローラ
31A 調停部
31B 回転数制御部
31C 電圧制御部
31D 速度検出部
31E 挟み込み判定部
31F PWM発生部
32 駆動回路
33 リレー
34 FET
131 偏差演算部
132 目標速度作成部
133,135 操作量演算部
134 目標電圧作成部
136 制御切替部
137 正反転切替部
S 車両
Claims (5)
- 車両のドアに設けられた開閉部材を開閉方向へ移動させるモータと、
該モータの動作状態の変化に基づいて、前記開閉部材と前記ドアにおいて前記開閉部材周辺に位置する周辺部材との間に挟まれた異物の有無を判定する判定部を有する制御部と、を備えた開閉部材制御装置であって、
前記制御部は、前記開閉部材の実移動速度を、前記開閉部材の位置に応じた目標移動速度へ近似させるよう調整するために、前記モータへの供給電力をフィードバック制御することが可能に構成されており、
前記開閉部材の前記実移動速度と前記目標速度との差分が所定のしきい値を超えた場合には、前記モータへの供給電力のフィードバック制御から、所定電圧を前記モータに供給する固定電圧値制御に切り替えられることを特徴とする開閉部材制御装置。 - モータへの供給電力のフィードバック制御から、所定電力を前記モータに供給する固定電圧値制御に切り替えた際の前記所定電圧の値は、前記モータの回転数に応じて算定された値であることを特徴とする請求項1に記載の開閉部材制御装置。
- 前記所定電圧は、制御の切り替えの契機となった時点の前記モータの回転数に応じて決定された電圧値として規定されていることを特徴とする請求項2に記載の開閉部材制御装置。
- 前記開閉部材と前記ドアにおいて前記開閉部材周辺に位置する周辺部材との間に挟まれた異物の有無の判定は、前記固定電圧値制御中に実行されることを特徴とする請求項1乃至請求項3いずれか一項に記載の開閉部材制御装置。
- 前記開閉部材は、前記ドアに設けられたウィンドウガラスであり、
前記判定部は、閉移動している前記ウィンドウガラスによる異物の挟み込みの有無を判定することを特徴とする請求項1乃至請求項4いずれか一項に記載の開閉部材制御装置。
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