JP2017193866A - 開閉体駆動モータ及びパワーウインドシステム - Google Patents

開閉体駆動モータ及びパワーウインドシステム Download PDF

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Abstract

【課題】所定状況下における開閉体の作動を自身を以て発音報知することができる開閉体駆動モータを提供する。【解決手段】車両ドアにおける室外側からの開操作を許容しつつ室内側からの開操作を禁止するチャイルドロックがオン状態のときにモータ本体を通じてウインドガラスを作動させる場合に、PWM制御における制御周波数に可聴域の周波数(例えば1[kHz])を含ませてモータ本体を可聴域で振動させることで発音動作を行う。【選択図】図3

Description

本発明は、パワーウインドやスライドルーフ等の自動開閉を行う開閉体駆動モータ、及びパワーウインドモータを備えたパワーウインドシステムに関する。
車両の開閉体駆動システムとしてのパワーウインドシステムにおいて、搭乗者が車両から降車した状況でウインドガラスが全閉状態でないと、スピーカやディスプレイ等で警告報知する機能が備えられている車両がある(例えば特許文献1参照)。
特開2005−336831号公報
ところで、本発明者らは、例えば子供の乗車時等、所定状況下におけるパワーウインドモータの駆動によるウインドガラスの開閉作動を搭乗者等に報知することを検討していた。また、この報知に関して、ウインドガラスの開閉作動に直接的に関与するパワーウインドモータで何かできないかを合わせて検討していた。また、このようなパワーウインドシステムのみならず、車両の例えばスライドルーフを自動開閉するシステムにおいても同様である。
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、所定状況下における開閉体の作動を自身を以て発音報知することができる開閉体駆動モータ及びパワーウインドシステムを提供することにある。
上記課題を解決する開閉体駆動モータは、車両の開閉体を自動開閉するためのモータ本体と、該モータ本体に駆動電力を供給する駆動回路と、前記駆動電力をPWM制御により調整し前記モータ本体を通じて前記開閉体の作動態様を変更可能に制御する制御回路とを備えた開閉体駆動モータであって、前記制御回路のPWM制御部は、車両ドアにおける室外側からの開操作を許容しつつ室内側からの開操作を禁止するチャイルドロックがオン状態のときに前記モータ本体を通じて前記開閉体を作動させる場合に、前記PWM制御における制御周波数に可聴域の周波数を含ませて前記モータ本体を可聴域で振動させることで発音動作を行わせる。
この構成によれば、車両ドアのチャイルドロックがオン状態のときに開閉体を作動させる場合に、PWM制御の制御周波数に可聴域の周波数を含ませてモータ本体を可聴域で振動させることで発音動作が行われる。このモータ本体からの発音によって、例えば子供の乗車時等の所定状況下における開閉体の作動を搭乗者等に報知することが可能である。また、モータ本体からの発音によって、車両ドアのチャイルドロックがオン状態であるか否かを確認することが可能である。
上記開閉体駆動モータにおいて、前記PWM制御部は、前記発音動作を行わせる際、前記PWM制御の制御周波数の可聴域と非可聴域との切り替えを少なくとも2以上繰り返すことが好ましい。
この構成によれば、モータ本体による発音が2以上繰り返されるため、モータ本体による発音を気付き易くすることが可能である。
上記開閉体駆動モータにおいて、前記モータ本体の開閉対象である前記開閉体は、車両ドアに備えられるウインドガラスであることが好ましい。
この構成によれば、車両ドアに備えられるウインドガラスを自動開閉するパワーウインドモータにおいて、モータ本体からの発音によって、例えば子供の乗車時等の所定状況下における開閉体の作動を搭乗者等に報知することが可能となる。
上記課題を解決するパワーウインドシステムは、車両における左右の後席ドアの各々に設けられたパワーウインドモータを備え、前記各パワーウインドモータは、自身が設けられた後席ドアのウインドガラスを自動開閉するためのモータ本体と、該モータ本体に駆動電力を供給する駆動回路と、前記駆動電力をPWM制御により調整し前記モータ本体を通じて前記ウインドガラスの作動態様を変更可能に制御する制御回路とを備えてなるパワーウインドシステムであって、前記各パワーウインドモータにおける前記制御回路のPWM制御部は、後席ドアにおける室外側からの開操作を許容しつつ室内側からの開操作を禁止するチャイルドロックがオン状態のときに前記モータ本体を通じて前記ウインドガラスを作動させる場合に、前記PWM制御における制御周波数に可聴域の周波数を含ませて前記モータ本体を可聴域で振動させることで発音動作を行わせる。
この構成によれば、後席ドアに設けられたパワーウインドモータにおいて、後席ドアのチャイルドロックがオン状態のときにウインドガラスを作動させる場合に、PWM制御の制御周波数に可聴域の周波数を含ませてモータ本体を可聴域で振動させることで発音動作が行われる。このモータ本体からの発音によって、例えば子供の乗車時等の所定状況下における、後席ドアのウインドガラスの作動を搭乗者等に報知することが可能である。また、モータ本体からの発音によって、後席ドアのチャイルドロックがオン状態であるか否かを確認することが可能である。
上記パワーウインドシステムにおいて、前記各パワーウインドモータにおける前記制御回路のPWM制御部は、前記各後席ドアの少なくとも一方において前記チャイルドロックがオン状態のときに前記モータ本体を通じて前記ウインドガラスを作動させる場合に、前記モータ本体の前記発音動作を行わせることが好ましい。
この構成によれば、左右の後席ドアの一方のみでチャイルドロックがオン状態とされている場合であっても、後席の左右の各ウインドガラスの作動時にモータ本体の発音動作を行わせることが可能となる。
上記パワーウインドシステムにおいて、前記各パワーウインドモータにおける前記制御回路のPWM制御部は、自身が設けられた前記後席ドアにおいて前記チャイルドロックがオン状態のときに前記モータ本体を通じて前記ウインドガラスを作動させる場合に、前記モータ本体の前記発音動作を行わせることが好ましい。
この構成によれば、左右の後席ドアの各々において、チャイルドロックがオン状態であるか否かをモータ本体の発音によって確認することが可能となる。
本発明の開閉体駆動モータ及びパワーウインドシステムによれば、所定状況下における開閉体の作動を自身を以て発音報知することができる。
実施形態におけるパワーウインドモータを含むシステムの概略構成図。 同形態において後席の各ドアのチャイルドロックがオフ状態のときの動作を説明するための動作説明図。 同形態において後席の各ドアの少なくとも一方のチャイルドロックがオン状態のときの動作を説明するための動作説明図。
以下、開閉体駆動モータとしてのパワーウインドモータを備えたパワーウインドシステムの一実施形態について説明する。
図1に示すように、車両に搭載されるパワーウインドシステム10は、車両後席の左右の車両ドア(後席右側ドアDR1及び後席左側ドアDR2)のウインドガラスWGの自動開閉を行うために各ドアDR1,DR2内に取り付けられるパワーウインドモータ11と、各ドアDR1,DR2毎のパワーウインドモータ11と通信可能に接続されるボディECU(Electric Control Unit:電子制御装置)21とを備える。
各パワーウインドモータ11は、モータ本体12と、駆動回路13と、パワーウインドECU(P/WECU)14とが一体に組み付けられて構成されている。なお、図1では、代表して後席右側ドアDR1のパワーウインドモータ11の具体構成を示しているが、後席右側ドアDR1と後席左側ドアDR2の各パワーウインドモータ11は同一構成であるため、後席左側ドアDR2のパワーウインドモータ11の具体構成の図示及び詳細な説明は省略する。
モータ本体12は、駆動回路13からの駆動電力の供給に基づいて回転駆動し、ウインドレギュレータ(図示略)を介してウインドガラスWGを上下方向に開閉作動させる。
駆動回路13は、リレー回路13aと、FET(Field effect transistor)13bとを備える。リレー回路13aは、車両搭載のバッテリBTからの電力供給を受けてモータ本体12に対する正逆転駆動のための駆動電力の供給及び停止を行う回路である。また、半導体スイッチング素子であるFET13bは、PWM(Pulse Width Modulation)制御が行われ、リレー回路13aから出力する駆動電力の調整を行う。つまり、リレー回路13aは、モータ本体12の正転又は逆転駆動とその駆動停止、即ちウインドガラスWGの開又は閉方向への作動とその作動停止を行い、FET13bは、モータ本体12の回転速度の変更、即ちウインドガラスWGの作動速度の変更を行う。リレー回路13a及びFET13bは、P/WECU14にて制御される。
P/WECU14は、PWM制御部14aと、位置速度検出部14bと、挟み込み処理部14cとを備える。P/WECU14は、これらPWM制御部14a、位置速度検出部14b、及び挟み込み処理部14c等を用い、ウインドガラスWGの開閉作動に係る各種制御を行う。ここで、各種制御を行うに際し、P/WECU14には、モータ本体12の回転に同期した回転パルス信号が回転センサ15から入力される。また、P/WECU14には、各ドアDR1,DR2等に備えられる開閉スイッチ20からの開又は閉指令信号が入力される。
P/WECU14は、開指令信号の入力の場合にはリレー回路13aに対してモータ本体12を例えば正転させるための給電方向で、閉指令信号の入力の場合にはモータ本体12を例えば逆転させるための給電方向で、それぞれ給電可能な状態(ON)に切り替える。またこの場合、P/WECU14のPWM制御部14aは、FET13bの制御端子にPWM制御信号を出力し、FET13bがオン固定(デューティ100%)、若しくは所定周波数でオンオフ駆動(デューティ可変)するように切り替える。開閉指令信号の入力が無くなると、P/WECU14は、リレー回路13aに対してモータ本体12への給電を停止(OFF)し、PWM制御部14aは、PWM制御信号を通じてFET13bをオフに切り替える。
位置速度検出部14bは、モータ本体12の回転に同期した回転パルス信号に基づいて、具体的にはパルス信号のエッジのカウントに基づいて、モータ本体12の回転位置、即ちウインドガラスWGの位置検出を行う。ウインドガラスWGの位置情報は、P/WECU14内のメモリ(図示略)に都度記憶される。また、同じく回転パルス信号に基づいて、具体的にはパルス信号の周期の長短に基づいて、位置速度検出部14bは、モータ本体12の回転速度(ウインドガラスWGの作動速度)の検出を行う。モータ本体12の回転速度が遅くなる程、回転パルス信号の周期は長くなる。
挟み込み処理部14cは、ウインドガラスWGを閉作動しているモータ本体12の回転速度が基準速度以下に低下した場合、閉作動中のウインドガラスWGとドアDR1,DR2との間で異物の挟み込みが生じたと判定する。この場合、ウインドガラスWGの作動速度をウインドガラスWGの位置等に応じて途中で変更させている場合では、挟み込みを判定するための基準速度も適宜変更される。そして、挟み込みが生じたと判定した場合、挟み込み処理部14cは、挟み込んだ異物を解放可能とすべくウインドガラスWGを例えば所定量開作動させるようにリレー回路13a及びFET13bを制御する。なお、挟み込み処理部14cにて、開作動中のウインドガラスWGとドアDR1,DR2との間で生じる異物の巻き込みの判定を行ってもよく、この場合、挟み込み処理部14cは、巻き込んだ異物を解放可能とすべくウインドガラスWGを例えば所定量閉作動させるようにリレー回路13a及びFET13bを制御する。
各パワーウインドモータ11のP/WECU14は、上位ECUであるボディECU21と車両通信システムを介して通信可能に接続されている。車両通信システムとしては、LIN(Local Interconnect Network)通信や、CAN(Controller Area Network)通信等がある。P/WECU14は、必要な各種の車両情報をボディECU21から取得する。
また、車両後席の各ドアDR1,DR2には、チャイルドロック機構22が備えられている。チャイルドロック機構22は、例えば、ドアDR1,DR2を開けた状態で操作が可能な操作レバー(図示略)を有し、該操作レバーの操作によってチャイルドロックのオン/オフの切り替えが可能となっている。チャイルドロックがオン状態とされたドアDR1,DR2では、室内側からの開操作が禁止されるが、室外側からの開操作は許容される。なお、各ドアDR1,DR2には通常のロック機構(図示略)も勿論備えられており、室外側からのドアDR1,DR2の開操作が可能となるのは通常のロック機構によるドアロックがかかっていないときである。そして、前記チャイルドロックのオン状態では、通常のロック機構によるドアロックのオンオフに関わらず、室内側からのドアDR1,DR2の開操作が禁止されるようになっている。
各ドアDR1,DR2のチャイルドロック機構22は、ボディECU21と電気的に接続されており、各ドアDR1,DR2におけるチャイルドロックのオン/オフ情報がチャイルドロック機構22からボディECU21に出力される。また、ボディECU21は、後席右側ドアDR1及び後席左側ドアDR2のパワーウインドモータ11(P/WECU14)の各々に対し、両方のドアDR1,DR2のチャイルドロックのオン/オフ情報を出力する。
次に、パワーウインドシステム10の動作(作用)について説明する。
図2及び図3に示すように、各パワーウインドモータ11のP/WECU14は、開閉スイッチ20のオン操作に基づく指令信号(開又は閉指令信号)を受けると、駆動回路13のリレー回路13a及びFET13bを動作させてモータ本体12に駆動電力(モータ印加電圧)を供給する。これにより、モータ本体12が回転駆動され、その駆動力によってウインドガラスWGが開作動又は閉作動される。このときのPWM制御部14aの制御周波数は、各ドアDR1,DR2のチャイルドロックがオフ状態である場合と、ドアDR1,DR2の少なくとも一方のチャイルドロックがオン状態である場合とで異なっている。
図2に示すように、各ドアDR1,DR2のチャイルドロックがオフ状態である場合、PWM制御部14aは、制御周波数を通常作動の周波数(本実施形態では約20[kHz])で一定とする。
一方、図3に示すように、ドアDR1,DR2の少なくとも一方のチャイルドロックがオン状態である場合、PWM制御部14aは、制御周波数に可聴域の周波数(本実施形態では約1[kHz])を含ませてモータ本体12を可聴域で振動させることで、モータ本体12に発音動作を行わせる。具体的には、PWM制御部14aは、制御周波数を1[kHz]→20[kHz]→1[kHz]→20[kHz]→1[kHz]→20[kHz]→…と切り替える。この1[kHz]とする期間t1は例えば50[ms]、20[kHz]とする期間t2は例えば150[ms]である。モータ本体12の振動としては、1[kHz]の期間t1ではこれに準じた周波数の振動となり、20[kHz]の期間t2ではこれに準じた周波数の振動となる。
つまり、モータ本体12の振動は、制御周波数が1[kHz]の期間t1では人の可聴域内の音となり、20[kHz]の期間t2では非可聴域となるため人には音として聞こえない。そして、この場合のモータ本体12の駆動では、1[kHz]の期間t1となる度に発音が生じる。このように、本実施形態の各パワーウインドモータ11では、ドアDR1,DR2の少なくとも一方のチャイルドロックがオン状態である場合の駆動の際、パワーウインドモータ11(モータ本体12)自身で発音動作が行われ、搭乗者等への報知が行われる。
次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
(1)後席のドアDR1,DR2の少なくとも一方のチャイルドロックがオン状態のときにモータ本体12を通じてウインドガラスWGを作動させる場合に、PWM制御の制御周波数に可聴域の周波数(例えば1[kHz])を含ませてモータ本体12を可聴域で振動させることで発音動作が行われる。このモータ本体12からの発音によって、例えば子供の乗車時等の所定状況下におけるウインドガラスWGの作動を運転席の搭乗者等に報知することが可能である。特に、子供の乗車時には、後席の各ドアDR1,DR2においてチャイルドロック及びウインドロック(ドアDR1,DR2の開閉スイッチ20の操作によるウインドガラスWGの作動を禁止する機能)をかけておくことが好ましい。そして、チャイルドロックをオンとし、ウインドロックをかけ忘れている場合において、後席のウインドガラスWGの作動時にモータ本体12から発音報知が行われることで、例えば運転席にいる搭乗者がウインドロックのかけ忘れにいち早く気付くことができる。また、ウインドガラスWGを作動させたときのモータ本体12からの発音によって、ドアDR1,DR2の少なくとも一方のチャイルドロックがオン状態であるか否かを確認することが可能である。
また、本実施形態では、後席のドアDR1,DR2の少なくとも一方においてチャイルドロックがオン状態のときにウインドガラスWGを作動させる場合に、モータ本体12の発音動作が行われる。この構成によれば、後席のドアDR1,DR2の一方のみでチャイルドロックがオン状態とされている場合であっても、各ドアDR1,DR2の各ウインドガラスWGの作動時にモータ本体12の発音動作を行わせることが可能となり、安全性の向上により一層寄与できる。
(2)モータ本体12の発音動作において、PWM制御の制御周波数の可聴域と非可聴域との切り替えが少なくとも2以上繰り返されるため、モータ本体12による発音を気付き易くすることができる。
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、モータ本体12の発音動作において、PWM制御の制御周波数の可聴域と非可聴域との切り替えを少なくとも2以上繰り返したが、これに限らず、PWM制御の制御周波数を可聴域の周波数で固定として、ウインドガラスWGの作動中にモータ本体12が発音し続けるようにしてもよい。
・上記実施形態では、後席の各ドアDR1,DR2のパワーウインドモータ11は、ドアDR1,DR2の少なくとも一方のチャイルドロックがオン状態のときにウインドガラスWGを作動させる場合に、モータ本体12の発音動作を行うが、これに特に限定されるものではない。例えば、各ドアDR1,DR2のパワーウインドモータ11は、自身が設けられたドアDR1,DR2のチャイルドロックがオン状態のときにウインドガラスWGを作動させる場合に、モータ本体12の発音動作を行うものであってもよい。この場合、例えば後席右側ドアDR1のチャイルドロックがオンで後席左側ドアDR2のチャイルドロックがオフである場合、後席右側ドアDR1のウインドガラスWGの作動時には発音動作が行われるが、後席左側ドアDR2のウインドガラスWGの作動時には発音動作が行われない。これにより、後席右側ドアDR1及び後席左側ドアDR2の各々において、チャイルドロックがオン状態であるか否かを、ウインドガラスWGの作動させたときのモータ本体12の発音動作の有無によって確認することが可能となる。
・上記実施形態では特に言及していないが、運転席ドア等の開閉スイッチの操作による後席の各ドアDR1,DR2のウインドガラスWGの作動時にモータ本体12の発音動作を行ってもよい。
・上記実施形態では、後席の各ドアDR1,DR2にチャイルドロック機構22が設けられた車両を例にとって説明したが、これに特に限定されるものではなく、後席の各ドアDR1,DR2だけでなく例えば助手席ドアにもチャイルドロック機構が設けられた車両にも適用可能である。
・PWM制御周波数、期間t1,t2等で用いた数値は一例であり、適宜変更してもよい。
・駆動回路13をリレー回路13aとFET13bとで構成したが、駆動回路の構成はこれに限らず、例えばFET等の半導体スイッチング素子を4個用いたフルブリッジ型駆動回路、半導体スイッチング素子を2個用いたハーフブリッジ型駆動回路を用いてもよい。
・開閉対象はウインドガラスWGでありそれを開閉するパワーウインドモータ11(パワーウインドシステム10)に適用したが、車両の他の開閉体駆動モータ(開閉体駆動システム)、例えばスライドルーフを駆動するモータ(システム)に適用してもよい。
・上記した実施形態並びに各変形例は適宜組み合わせてもよい。
10…パワーウインドシステム、11…パワーウインドモータ(開閉体駆動モータ)、12…モータ本体、13…駆動回路、14…パワーウインドECU(制御回路)、14a…PWM制御部、DR1…後席右側ドア(車両ドア)、DR2…後席左側ドア(車両ドア)、WG…ウインドガラス(開閉体)。

Claims (6)

  1. 車両の開閉体を自動開閉するためのモータ本体と、該モータ本体に駆動電力を供給する駆動回路と、前記駆動電力をPWM制御により調整し前記モータ本体を通じて前記開閉体の作動態様を変更可能に制御する制御回路とを備えた開閉体駆動モータであって、
    前記制御回路のPWM制御部は、車両ドアにおける室外側からの開操作を許容しつつ室内側からの開操作を禁止するチャイルドロックがオン状態のときに前記モータ本体を通じて前記開閉体を作動させる場合に、前記PWM制御における制御周波数に可聴域の周波数を含ませて前記モータ本体を可聴域で振動させることで発音動作を行わせることを特徴とする開閉体駆動モータ。
  2. 請求項1に記載の開閉体駆動モータにおいて、
    前記PWM制御部は、前記発音動作を行わせる際、前記PWM制御の制御周波数の可聴域と非可聴域との切り替えを少なくとも2以上繰り返すことを特徴とする開閉体駆動モータ。
  3. 請求項1又は2に記載の開閉体駆動モータにおいて、
    前記モータ本体の開閉対象である前記開閉体は、車両ドアに備えられるウインドガラスであることを特徴とする開閉体駆動モータ。
  4. 車両における左右の後席ドアの各々に設けられたパワーウインドモータを備え、
    前記各パワーウインドモータは、自身が設けられた後席ドアのウインドガラスを自動開閉するためのモータ本体と、該モータ本体に駆動電力を供給する駆動回路と、前記駆動電力をPWM制御により調整し前記モータ本体を通じて前記ウインドガラスの作動態様を変更可能に制御する制御回路とを備えてなるパワーウインドシステムであって、
    前記各パワーウインドモータにおける前記制御回路のPWM制御部は、後席ドアにおける室外側からの開操作を許容しつつ室内側からの開操作を禁止するチャイルドロックがオン状態のときに前記モータ本体を通じて前記ウインドガラスを作動させる場合に、前記PWM制御における制御周波数に可聴域の周波数を含ませて前記モータ本体を可聴域で振動させることで発音動作を行わせることを特徴とするパワーウインドシステム。
  5. 請求項4に記載のパワーウインドシステムにおいて、
    前記各パワーウインドモータにおける前記制御回路のPWM制御部は、前記各後席ドアの少なくとも一方において前記チャイルドロックがオン状態のときに前記モータ本体を通じて前記ウインドガラスを作動させる場合に、前記モータ本体の前記発音動作を行わせることを特徴とするパワーウインドシステム。
  6. 請求項4に記載のパワーウインドシステムにおいて、
    前記各パワーウインドモータにおける前記制御回路のPWM制御部は、自身が設けられた前記後席ドアにおいて前記チャイルドロックがオン状態のときに前記モータ本体を通じて前記ウインドガラスを作動させる場合に、前記モータ本体の前記発音動作を行わせることを特徴とするパワーウインドシステム。
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