JP2017019347A - 駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動対象のメカロックの状態に対応する電動モータの原点位置をより正確に設定することができる駆動装置を提供する。
【解決手段】電動モータ１５と、一対の駆動シュー２１と、電動モータ１５及び両駆動シュー２１の間を連結する伝達機構１７と、電動モータ１５の回転位置を検出する回転センサ５３と、電動モータ１５に電力供給する電源の電圧を検出する電圧センサ５４と、ＥＣＵ５０とを備え、該ＥＣＵ５０は、電動モータ１５の回転が規制されるモータロックの状態にあるときの前記検出された回転位置を両駆動シュー２１のメカロックの状態に対応する原点位置として設定し、検出された電圧が大きいほど大きくなる補正量で前記設定された原点位置を補正する。
【選択図】図３

Description

本発明は、駆動装置に関するものである。

従来、駆動装置としては、例えば特許文献１に記載された開口覆材の開閉制御装置が知られている。この開閉制御装置の位置検出手段は、少なくとも一対の回転数センサからの位相の異なるパルス信号を基に覆材（駆動対象）の移動方向を判定するとともに、覆材の位置を検出する。覆材を反転させる電動モータへの反転指示が出されていないにも関わらず、覆材の反転を検出したら反転検出に用いたパルス信号をノイズとして処理する。これにより、覆材の正確な位置検出が可能になるという。

特開２００９−２６２９３０号公報

ところで、駆動対象の作動状態の検出（覆材の位置検出）にあたっては、駆動対象の所定作動状態に対応する電動モータの回転位置を原点位置として予め設定するとともに、該原点位置に対する偏差を利用することが通例である。具体的には、駆動対象をその作動が機械的に規制される、いわゆるメカロックの状態にしてそのときの電動モータの回転位置を原点位置として設定している。

しかしながら、駆動対象がメカロックの状態になっても、それ自体や電動モータとの間を連結する伝達機構が撓んだり、該伝達機構の遊びが詰まるなどして電動モータが回転し続け、その原点位置がメカロックの状態に対応する本来の回転位置からずれることがある。また、電動モータの原点位置のずれ度合いは、該電動モータのトルクに応じて変動する。

本発明の目的は、駆動対象のメカロックの状態に対応する電動モータの原点位置をより正確に設定することができる駆動装置を提供することにある。

上記課題を解決する駆動装置は、電動モータと、駆動対象と、前記電動モータ及び前記駆動対象の間を連結する伝達機構と、前記電動モータの回転位置を検出する回転センサと、前記電動モータの回転が規制されるモータロックの状態にあるときの前記検出された回転位置を前記駆動対象のメカロックの状態に対応する原点位置として設定する原点位置設定部と、前記電動モータに電力供給する電源の電圧を検出する電圧センサと、前記検出された電圧が大きいほど大きくなる補正量で前記設定された原点位置を補正する原点位置補正部とを備える。

この構成によれば、前記原点位置設定部で設定された前記原点位置は、前記原点位置補正部により前記検出された電圧が大きいほど大きくなる補正量で、即ち前記電動モータのトルクが大きいほど大きくなる補正量で補正される。通常、前記駆動対象がメカロックの状態になっても、それ自体や前記伝達機構が撓んだり、該伝達機構の遊びが詰まるなどして前記電動モータが回転し続ける。つまり、前記駆動対象がメカロックの状態になっても、直ちに前記モータロックの状態になるわけではなく、前記駆動対象のメカロックの状態に対応する本来の回転位置と前記原点位置設定部で設定された前記原点位置との間にずれが生じる。このずれ度合いは、前記電動モータのトルクが大きいほど大きくなる。しかしながら、前記原点位置補正部により、前記検出された電圧が大きいほど（即ち前記電動モータのトルクが大きいほど）大きくなる補正量で前記設定された原点位置が補正されることで、前記ずれ度合いを低減することができる。これにより、前記駆動対象のメカロックの状態に対応する前記電動モータの原点位置をより正確に設定することができる。

上記駆動装置について、前記電動モータの温度を検出する温度センサを備え、前記原点位置補正部は、前記検出された温度が低いほど大きくなる補正量で前記設定された原点位置を更に補正することが好ましい。

通常、前記駆動対象のメカロックの状態に対応する本来の回転位置と前記原点位置設定部で設定された前記原点位置との間のずれ度合いは、前記検出された温度が低いほど、即ち前記電動モータのトルクが大きいほど大きくなる。この構成によれば、前記原点位置補正部により、前記検出された温度が低いほど（即ち前記電動モータのトルクが大きいほど）大きくなる補正量で前記設定された原点位置が更に補正されることで、前記ずれ度合いを低減することができる。これにより、前記駆動対象のメカロックの状態に対応する前記電動モータの原点位置をいっそう正確に設定することができる。

本発明は、駆動対象のメカロックの状態に対応する電動モータの原点位置をより正確に設定できる効果がある。

駆動装置の一実施形態が適用されるルーフを示す斜視図。 同実施形態の駆動装置についてその構造を示す平面図。 同実施形態の駆動装置についてその電気的構成を示すブロック図。 同実施形態の駆動装置についてその制御態様を示すフローチャート。 温度特性を含む電圧とトルクとの関係を示すグラフ。

以下、駆動装置の一実施形態について説明する。なお、以下では、車両の前後方向を「前後方向」という。
図１に示すように、自動車などの車両のルーフ１０には、略四角形の開口１０ａが形成されるとともに、サンルーフ装置１１が搭載される。このサンルーフ装置１１は、前後方向に移動して開口１０ａを開閉する、例えばガラス板からなる略四角形の可動パネル１２を備える。

次に、可動パネル１２の開閉作動等に係るサンルーフ装置１１の構造について説明する。
図２に示すように、開口１０ａの車両の幅方向両縁部には、一対のガイドレール１３が配設されている。各ガイドレール１３は、前後方向に略沿って延在する。そして、各ガイドレール１３には、その延在方向に沿って駆動シュー２１が移動可能に案内及び支持されている。駆動対象としての両駆動シュー２１には、それらの間に橋渡しされる状態で前記可動パネル１２が連係及び支持されている。両駆動シュー２１は、ガイドレール１３の延在方向（前後方向）に沿う移動に伴い、可動パネル１２を開閉作動させる。

また、両ガイドレール１３の車両の前方には、例えば直流モータからなる電動モータ１５が設置されている。この電動モータ１５の回転軸には、その回転速度を減速等して出力ギヤに伝達する減速機構が設けられるとともに、該出力ギヤには略帯状の一対の駆動ベルト１６が噛合される。なお、両駆動ベルト１６の各々は、各駆動シュー２１に連結されており、電動モータ１５は、その回転に伴い両駆動シュー２１を同時にガイドレール１３の延在方向に沿って移動させる。両駆動ベルト１６は、出力ギヤや減速機構と共に伝達機構１７を構成する。

なお、可動パネル１２の開閉作動時、可動パネル１２が全開状態又は全閉状態に到達した段階で更に両駆動シュー２１が前後方向に移動しようとすると、それら駆動シュー２１の移動が直接又は間接的に規制されてメカロックが発生するようになっている。具体的には、例えば両駆動シュー２１又はそれらと一体作動する部材（例えば可動パネル１２など）が周辺部品や専用のストッパなどに当接することでメカロックが発生するようになっている。

次に、本実施形態の電気的構成について説明する。
図３に示すように、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０は、例えばマイクロ・コントローラ（ＭＣＵ）を主体に構成されており、前記電動モータ１５と電気的に接続されている。また、ＥＣＵ５０は、車室内（例えばダッシュボードなど）に設置された開操作スイッチ５１及び閉操作スイッチ５２と電気的に接続されている。開操作スイッチ５１及び閉操作スイッチ５２は、利用者の操作により可動パネル１２を開作動させる旨の操作信号及び閉作動させる旨の操作信号をそれぞれ出力する。ＥＣＵ５０は、開操作スイッチ５１の操作信号に基づいて可動パネル１２を開作動すべく電動モータ１５を駆動制御し、あるいは閉操作スイッチ５２の操作信号に基づいて可動パネル１２を閉作動すべく電動モータ１５を駆動制御する。なお、駆動シュー２１は、電動モータ１５の正転時及び逆転時に車両の後方及び前方にそれぞれ移動するようになっている。

さらに、ＥＣＵ５０は、回転センサ５３と電気的に接続されている。この回転センサ５３は、一対のパルスセンサ５３ａを内蔵しており、電動モータ１５の回転に伴って両パルスセンサ５３ａから互いに位相の異なる対のパルス信号をそれぞれ出力する。ＥＣＵ５０は、両パルス信号に基づいて、電動モータ１５の回転方向（正転又は逆転）、回転量及び回転速度Ｎを検出する。そして、ＥＣＵ５０は、例えば電動モータ１５の回転方向及び回転量に基づいて、駆動シュー２１の現在位置Ｐを検出する。

特に、ＥＣＵ５０は、電動モータ１５の回転速度Ｎが零になることに基づいて、電動モータ１５の回転の規制状態であるモータロックを検出する。このモータロックは、両駆動シュー２１のメカロックに起因するものである。そして、ＥＣＵ５０は、例えばモータロックが検出されたときの電動モータ１５の回転位置を原点位置として設定する（原点位置設定部）。これは、原点位置を基準とする電動モータ１５の回転位置（原点位置からの回転量）に基づいて可動パネル１２の開閉作動の状態（姿勢等）を把握するためである。あるいは、通常の可動パネル１２の開閉作動の際、可動パネル１２が全開状態又は全閉状態に到達する都度にメカロックを発生させることがないように原点位置を予め把握しておくためである。換言すれば、原点位置の設定は、例えば車両工場からの出荷前や車載のバッテリ交換後などの初期設定時などで行われる処理である。

また、ＥＣＵ５０は、その電力が供給される電源としてのバッテリの電圧Ｖを検出する電圧センサ５４と電気的に接続されている。ＥＣＵ５０は、原点位置の設定に先立って予め検出された電圧Ｖに基づいて、設定された原点位置を補正する。これは、通常、両駆動シュー２１がメカロックの状態になっても、それ自体や伝達機構１７が撓んだり、該伝達機構１７の遊びが詰まるなどして電動モータ１５が回転し続けて、両駆動シュー２１のメカロックの状態に対応する本来の回転位置と設定された原点位置との間にずれが生じためである。このずれ度合いは、電動モータ１５のトルクが大きいほど大きくなる。

図５は、電圧Ｖと電動モータ１５のトルクとの関係を示すグラフである。同図から明らかなように、電動モータ１５のトルクは、電圧Ｖが大きくなるほど大きくなることから、上述のずれ度合いも自ずと電圧Ｖが大きいほど大きくなる。ＥＣＵ５０は、このような特性を考慮して、両駆動シュー２１のメカロックの状態に対応する本来の回転位置と設定された原点位置との間のずれ度合いを低減すべく、当該原点位置を補正してその内蔵するメモリ５０ａに記憶する（原点位置補正部）。このときの補正量が、電圧Ｖが大きいほど、即ち電動モータ１５のトルクが大きいほど大きくなることはいうまでもない。

次に、ＥＣＵ５０による電動モータ１５の原点位置の設定・補正態様について説明する。この処理は、例えば車両工場からの出荷前や車載のバッテリ交換後などの初期設定時に起動されるものである。

図４に示すように、処理がこのルーチンに移行すると、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１において、現在の電圧Ｖを検出する。そして、ＥＣＵ５０は、ステップＳ２に移行して、例えば可動パネル１２が全閉状態に向かう方向に両駆動シュー２１を移動させるべく電動モータ１５を回転駆動する。そして、ＥＣＵ５０は、ステップＳ３においてモータロックが発生したか否かを判断するとともに、モータロックが発生したと判断されるのを待ってステップＳ４に移行し電動モータ１５の回転駆動を停止する。

次いで、ＥＣＵ５０は、ステップＳ５においてモータロックが発生したときの電動モータ１５の回転位置を当座の原点位置として設定するとともに、ステップＳ６において当該原点位置を電圧Ｖに応じて演算した補正量で補正した新たな原点位置をその内蔵するメモリ５０ａに記憶する。そして、その後の処理を終了する。この補正量が、モータロックを発生させるときの電動モータ１５の回転方向の逆方向に当座の原点位置を補正することはいうまでもない。

以上詳述したように、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）本実施形態では、ステップＳ５で設定された原点位置は、ステップＳ６において電圧Ｖが大きいほど大きくなる補正量で、即ち電動モータ１５のトルクが大きいほど大きくなる補正量で補正される。通常、両駆動シュー２１がメカロックの状態になっても、それ自体や伝達機構１７が撓んだり、該伝達機構１７の遊びが詰まるなどして電動モータ１５が回転し続ける。つまり、両駆動シュー２１がメカロックの状態になっても、直ちにモータロックの状態になるわけではなく、両駆動シュー２１のメカロックの状態に対応する本来の回転位置とステップＳ５で設定された原点位置との間にずれが生じる。このずれ度合いは、電動モータ１５のトルクが大きいほど大きくなる。しかしながら、ステップＳ６において電圧Ｖが大きいほど（即ち電動モータ１５のトルクが大きいほど）大きくなる補正量で前記設定された原点位置が補正されることで、前記ずれ度合いを低減することができる。これにより、両駆動シュー２１のメカロックの状態に対応する電動モータ１５の原点位置をより正確に設定することができる。

（２）本実施形態では、電動モータ１５の原点位置をより正確に設定したことで、これを基準とする電動モータ１５の回転位置に対応する両駆動シュー２１の前後方向の位置、ひいては可動パネル１２の作動状態をより正確に把握することができる。そして、通常の使用状態において、例えば両駆動シュー２１をメカロックの状態になるまで移動させたりすることを抑制でき、それら駆動シュー２１自体や周辺部品に徒に過荷重が加わることを抑制できる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・図５に併せ示すように、一般に電動モータ１５のトルクは、電動モータ１５の温度が高いほど小さくなり、反対に電動モータ１５の温度が低いほど大きくなる。つまり、両駆動シュー２１のメカロックの状態に対応する本来の回転位置と前記設定された原点位置との間のずれ度合いは、電動モータ１５の温度が低いほど、即ち電動モータ１５のトルクが大きいほど大きくなる。そこで、図３に示すように、ＥＣＵ５０に電動モータ１５の温度Ｔｍを検出する温度センサ５５を電気的に接続してもよい。この場合、ＥＣＵ５０は、原点位置の設定に先立って予め検出された温度Ｔｍに基づいて、（ステップＳ５で）設定された原点位置を（ステップＳ６で）更に補正等すればよい（原点位置補正部）。具体的には、ＥＣＵ５０は、温度Ｔｍが低いほど、即ち電動モータ１５のトルクが大きいほど大きくなる補正量で前記設定された原点位置を補正等する。

このように変更することで、前記実施形態と同様の効果に加えて、両駆動シュー２１のメカロックの状態に対応する電動モータ１５の原点位置をいっそう正確に設定することができる。

なお、ＥＣＵ５０による原点位置の補正量は、温度Ｔｍに応じて段階的に小さくなってもよい。つまり、「検出された温度が低いほど大きくなる補正量」とは、温度Ｔｍの低下に伴って単調増加する補正量に限定されるものではなく、温度Ｔｍの低下に伴って単調非減少する補正量であってもよい。

・前記実施形態において、ＥＣＵ５０による原点位置の補正量は、電圧Ｖに応じて段階的に大きくなってもよい。つまり、「検出された電圧が大きいほど大きくなる補正量」とは、電圧Ｖの増加に伴って単調増加する補正量に限定されるものではなく、電圧Ｖの増加に伴って単調非減少する補正量であってもよい。

・前記実施形態においては、可動パネル１２が全閉状態に向かう方向に両駆動シュー２１を移動させる際の電動モータ１５の原点位置の設定等について説明したが、これに代えて、若しくはこれに加えて、可動パネル１２が全開状態に向かう方向に両駆動シュー２１を移動させる際に電動モータ１５の原点位置を設定等してもよい。あるいは、可動パネル１２の動作モードの切り替わりタイミング（例えばチルト作動及びスライド作動の間の切り替わりタイミングなど）で常にモータロックの発生するタイプのサンルーフ装置であれば、当該タイミングで電動モータ１５の原点位置を設定等してもよい。

・本発明は、電動モータに駆動される駆動対象としてのシェードパネルや、ロールシェードのシートを巻き出す駆動対象としての操作部材（ガーニッシュ）などに適用してもよい。あるいは、電動モータに駆動される駆動対象としてのスウィングドアやスライドドア、トランクリッド、窓ガラスなどに適用してもよい。あるいは、電動モータに駆動される任意の駆動対象に適用してもよい。

また、これらの駆動対象と電動モータとを連結する伝達機構は任意であり、リンク機構やカム機構、ギヤ機構、ケーブル（ロープ、ベルト）伝動機構、ねじ機構、あるいはこれらの組合せ等を適宜採用すればよい。

１５…電動モータ、１７…伝達機構、２１…駆動シュー（駆動対象）、５０…ＥＣＵ（原点位置設定部、原点位置補正部）、５３…回転センサ、５４…電圧センサ、５５…温度センサ。

Claims (2)

1. 電動モータと、
   駆動対象と、
   前記電動モータ及び前記駆動対象の間を連結する伝達機構と、
   前記電動モータの回転位置を検出する回転センサと、
   前記電動モータの回転が規制されるモータロックの状態にあるときの前記検出された回転位置を前記駆動対象のメカロックの状態に対応する原点位置として設定する原点位置設定部と、
   前記電動モータに電力供給する電源の電圧を検出する電圧センサと、
   前記検出された電圧が大きいほど大きくなる補正量で前記設定された原点位置を補正する原点位置補正部とを備えた、駆動装置。
2. 請求項１に記載の駆動装置において、
   前記電動モータの温度を検出する温度センサを備え、
   前記原点位置補正部は、前記検出された温度が低いほど大きくなる補正量で前記設定された原点位置を更に補正する、駆動装置。