JP2017210750A

JP2017210750A - 開閉部材制御装置

Info

Publication number: JP2017210750A
Application number: JP2016103195A
Authority: JP
Inventors: 淳太郎近藤; Juntaro Kondo
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2016-05-24
Filing date: 2016-05-24
Publication date: 2017-11-30
Also published as: WO2017203821A1

Abstract

【課題】周囲温度によらず適切な値に不感帯領域を設定することを可能にした開閉部材制御装置を提供すること。
【解決手段】周囲温度によりガラスラン１０の固さが変化することに伴い、低温時には閉じ切り位置が常温時よりも下方へ移動し、高温時には閉じ切り位置が常温時よりも上方へ移動する。前回、常温環境下で窓ガラス３の閉じ切り動作が行われ、そのとき設定された不感帯領域を基準に、今回、低温環境下で窓ガラス３の閉じ切り動作が行われた場合、ガラスラン１０の周囲温度下降前後のたわみ量変動分だけ不感帯領域が狭められる。一方、前回、常温環境下で窓ガラス３の閉じ切り動作が行われ、そのとき設定された不感帯領域を基準に、今回、高温環境下で窓ガラス３の閉じ切り動作が行われた場合、ガラスラン１０の周囲温度上昇前後のたわみ量変動分だけ不感帯領域が広げられる。
【選択図】図５

Description

本発明は、開閉部材の動作を制御する開閉部材制御装置に関する。

特許文献１には、開閉部材制御装置の一例として、挟み込み防止制御を有するパワーウインドウ制御装置が開示されている。パワーウインドウ制御装置では、スイッチへの操作入力を契機にモータが回転されることに基づき、窓ガラスの閉じ切り動作或いは全開動作が行われる。そして、モータの回転に同期したパルス信号がホールセンサから出力され、ＥＣＵは、モータ回転軸１回転あたり１周期のパルスをカウントして窓ガラスの移動量を検知するとともに、２つのホールセンサのパルス信号を解析しつつ、窓ガラスの移動方向を検知する。これにより、ＥＣＵは、現在の窓位置を認識できることになる。

また、ＥＣＵは、ホールセンサが出力するパルスの間隔からモータの回転速度の変化を検出しつつ、窓ガラスの移動速度の変化を検知する。例えば、挟み込みが発生すると、窓ガラスの移動速度（モータの回転速度）が低下して、パルスの間隔が広くなる。これにより、ＥＣＵは、パルスの間隔を監視しつつ、挟み込みを検出できることになる。

さらに、ＥＣＵは、窓位置について、挟み込み検出を有効とする感帯領域と挟み込み検出を無効とする不感帯領域とを設定する。そして、ＥＣＵは、感帯領域で挟み込みを検出したとき、挟み込みが発生したと判定し、窓ガラス（モータ）を反転作動する。こうした挟み込み防止制御に伴い対象物が解放される。一方、ＥＣＵは、不感帯領域で挟み込みを検出したとき、窓ガラスが閉じ切り位置に達したと判定し、窓ガラス（モータ）を作動停止する。窓ガラスの上端がガラスランリップとの接触を経てドアフレームにて移動規制されたとき、窓ガラスが閉じ切り位置に到達したことになる。

ところで、閉じ切り位置の直前に不感帯領域が設定されるが、閉じ切り位置は、モータ給電電圧、周囲温度、ガラスランの経年劣化等の外部環境変化によって上方或いは下方へ変化する。そこで通常、ＥＣＵは、窓ガラスを閉じ切る度に停止位置を窓位置の原点とし、全開方向への一定値までを不感帯領域に設定する。つまり、ガラスランリップ或いはドアフレームに対する不感帯領域の位置は異なるものの、不感帯領域の始点（開始位置）から終点（閉じ切り位置）までの区間は一定である。

特開２００５−１３３４４９号公報

図６に示すように、周囲温度によりガラスランの固さが変化することに伴い、低温時には閉じ切り位置が常温時よりも下方へ移動し、高温時には閉じ切り位置が常温時よりも上方へ移動する。このため、まず低温時には、ガラスランリップから不感帯領域の開始位置までの区間が狭くなり、挟み込み検出に対する余裕度が小さくなる。一方、高温時には、ドアフレームから不感帯領域の開始位置までの区間が狭くなり、窓ガラスの閉じ切りに対する余裕度が小さくなる。

このため、不感帯領域の設定に際し、外部環境が変化しても挟み込み検出と窓ガラスの閉じ切りができるよう、車両毎に実測を行って不感帯領域の値を算出する必要があった。また、車両によって適切なマージンを持った不感帯領域を設定できない場合、挟み込み検出の閾値を変更する必要があった。

本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、その目的は、周囲温度によらず適切な値に不感帯領域を設定することを可能にした開閉部材制御装置を提供することにある。

上記課題を解決する開閉部材制御装置は、モータの回転に基づく開閉部材の動作を制御する開閉部材制御装置において、前記開閉部材の移動速度と前記モータに対する給電電圧とに基づいて周囲温度を推定する温度推定手段と、前記温度推定手段によって推定された周囲温度に応じて、前記開閉部材の移動速度低下又は移動停止の検出による挟み込み検出時に当該挟み込み検出を無効としつつ前記開閉部材が閉じ切り位置に達したと判定する不感帯領域を設定する不感帯設定手段とを備えることをその要旨としている。

この構成によれば、周囲温度の推定を経て不感帯領域を自動調整する。これにより、周囲温度によらず適切な値に不感帯領域を設定できる。
上記開閉部材制御装置について、前記不感帯設定手段は、前記開閉部材を閉じ切る度に当該開閉部材の移動停止位置である閉じ切り位置を原点とし、全開方向の開始位置から当該閉じ切り位置までを前記不感帯領域に設定し、前記不感帯設定手段は、前記温度推定手段によって推定された周囲温度が変化したとき、周囲温度変化後の前記不感帯領域の開始位置を、周囲温度変化前の前記不感帯領域の開始位置を基点に、前記開閉部材が閉じ切り位置到達前に接触する弾性部材の周囲温度変化前後のたわみ量変動分に応じて調整することとしてもよい。

この構成によれば、周囲温度により弾性部材の固さが変化することを想定しつつ、弾性部材のたわみ量変動分に応じて不感帯領域の開始位置を調整する。これにより、周囲温度に応じた区間に不感帯領域が設定され、挟み込み検出と開閉部材の閉じ切りを両立できる。

上記開閉部材制御装置について、前記不感帯設定手段は、前記温度推定手段によって推定された周囲温度が下降したとき、周囲温度下降後の前記不感帯領域の開始位置を、周囲温度下降前の前記不感帯領域の開始位置を基点に、前記弾性部材の周囲温度下降前後のたわみ量変動分だけ閉じ切り方向にずらした位置に設定することとしてもよい。

この構成によれば、低温時の挟み込み検出に対する余裕度を常温時同等にできる。
上記開閉部材制御装置について、前記不感帯設定手段は、前記温度推定手段によって推定された周囲温度が上昇したとき、周囲温度上昇後の前記不感帯領域の開始位置を、周囲温度上昇前の前記不感帯領域の開始位置を基点に、前記弾性部材の周囲温度上昇前後のたわみ量変動分だけ全開方向にずらした位置に設定することとしてもよい。

この構成によれば、高温時の開閉部材の閉じ切りに対する余裕度を常温時同等にできる。
上記開閉部材制御装置について、前記開閉部材が閉じ切り位置に到達する前に当該開閉部材の移動速度を一定速度とし、その一定速度で当該開閉部材を閉じ切り位置まで動作させる速度制御手段を備えることとしてもよい。

この構成によれば、モータ給電電圧の違いによる、閉じ切り前の開閉部材の移動速度のばらつきが抑えられる。これにより、弾性部材のたわみ量の変動要因を周囲温度の影響のみに限定できる。したがって、適切な不感帯領域の設定に貢献できる。

本発明によれば、周囲温度によらず適切な値に不感帯領域を設定できる。

パワーウインドウ制御装置の構成を示すブロック図。モータの回転を磁気的に検出するための構成を示す図。（ａ）はドアガラス移動量の検知を示す図、（ｂ）はドアガラス移動方向の検知を示す図。ドアガラス移動速度の検知を示す図。不感帯を可変とする技術を示す図。不感帯を一定とする従来制御を示す図。

以下、開閉部材制御装置の一実施の形態について説明する。
図１に示すように、開閉部材制御装置の一例であるパワーウインドウ制御装置１は、車両ドア２の窓ガラス３を制御対象として、その窓ガラス３の動作を制御する。窓ガラス３は開閉部材に相当する。

パワーウインドウ制御装置１は、窓ガラス３の動作の統括的な制御を司るＥＣＵ４の他、窓ガラス３の動作の契機となる操作入力に供されるスイッチ（図示略）を備えている。ＥＣＵ４は、そのスイッチへの操作入力を契機にモータ５を回転させることに基づき、窓ガラス３の閉じ切り動作或いは全開動作を行う。

図２に示すように、モータ５の回転軸と一体で回転するウォームギヤ６を取り巻くように磁石７が設けられ、この磁石７は、ウォームギヤ６の半周分の領域にＳ極が着磁され、ウォームギヤ６の残りの半周分の領域にＮ極が着磁されている。そして、その磁石７の近傍には、当該磁石７を検出しつつモータ５の回転を磁気的に検出する目的で、２つのホールセンサ８，９が設けられている。

図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、ホールセンサ８，９は、モータ５の回転に同期したパルス信号を出力する。図３（ａ）を参照して、ＥＣＵ４は、ホールセンサ８が出力するモータ回転軸１回転あたり１周期のパルスをカウントして窓ガラス３の移動量を検知する。また、図３（ｂ）を参照して、ＥＣＵ４は、ホールセンサ８からのパルスの立ち上がりを検出したタイミングにおいて、ホールセンサ９からのパルスがＨＩレベルのとき、窓ガラス３が閉じ切り方向に上昇移動していることを示すモータ５のアップ回転を検知する。同様に、ＥＣＵ４は、ホールセンサ８からのパルスの立ち上がりを検出したタイミングにおいて、ホールセンサ９からのパルスがＬＯレベルのとき、窓ガラス３が全開方向に下降移動していることを示すモータ５のダウン回転を検知する。そして、ＥＣＵ４は、窓ガラス３の移動量と移動方向の双方の検知を通じて、現在の窓ガラス３の位置を認識する。

また、図４に示すように、ＥＣＵ４は、ホールセンサ８が出力するパルスの間隔からモータ５の回転速度の変化を検出しつつ、窓ガラス３の移動速度の変化を検知する。窓ガラス３に過負荷が加わったとき、通常時よりも窓ガラス３の移動速度（モータ５の回転速度）が低下して、パルスの間隔が広くなることが示されている。

ところで、ＥＣＵ４は、窓ガラス３の位置について、窓ガラス３の移動速度低下又は移動停止の検出による挟み込み検出時に当該挟み込み検出を有効とする感帯領域と、当該挟み込み検出を無効とする不感帯領域とを設定する。そして、ＥＣＵ４は、感帯領域で挟み込みを検出したとき、挟み込みが発生したと判定し、窓ガラス３（モータ５）を反転作動する。一方、ＥＣＵ４は、不感帯領域で挟み込みを検出したとき、窓ガラス３が閉じ切り位置に達したと判定し、窓ガラス３（モータ５）を作動停止する。

ここで、ＥＣＵ４は、窓ガラス３の移動速度（窓上昇速度）とモータ５に対する給電電圧（モータ給電電圧）とに基づいて周囲温度を推定する。ＥＣＵ４は、周囲温度の推定に際し、窓上昇速度とモータ給電電圧の双方を監視しつつ、窓上昇時において窓ガラス３の上端がガラスランリップに接触するよりも前のそれぞれの値を取得する。そして、ＥＣＵ４は、メモリに記憶された温度テーブルを参照しつつ、上記取得した窓上昇速度とモータ給電電圧の双方に関連付けされた周囲温度を選択する。ＥＣＵ４は温度推定手段に相当する。

また、ＥＣＵ４は、窓上昇時において窓ガラス３の上端がガラスランリップに接触するよりも前に窓上昇速度を一定速度とし、その一定速度で窓ガラス３を閉じ切り位置まで動作させる。本来、モータ給電電圧と周囲温度とに由来する窓上昇速度と周囲温度に由来するガラスランの固さの双方が要因となりガラスランのたわみ量が変動するが、本例に倣い、窓上昇速度を一定速度とすることで、ガラスランのたわみ量の変動要因が周囲温度の影響のみに限定される。ＥＣＵ４は速度制御手段に相当する。

さらに、ＥＣＵ４は、窓ガラス３が閉じ切り位置に達したと判定する度に、窓ガラス３の移動停止位置である閉じ切り位置を原点とし、全開方向の開始位置から当該閉じ切り位置までを上記不感帯領域に設定する。ＥＣＵ４は、不感帯領域の設定に際し、上記推定した周囲温度に応じて、当該不感帯領域の開始位置を調整する。詳しくは、周囲温度が下降したとき、周囲温度下降後の不感帯領域の開始位置を、周囲温度下降前の不感帯領域の開始位置を基点に、ガラスランの周囲温度下降前後のたわみ量変動分だけ閉じ切り方向にずらした位置に設定する。一方、周囲温度が上昇したとき、周囲温度上昇後の不感帯領域の開始位置を、周囲温度上昇前の不感帯領域の開始位置を基点に、ガラスランの周囲温度上昇前後のたわみ量変動分だけ全開方向にずらした位置に設定する。ＥＣＵ４は、周囲温度とガラスランのたわみ量とが関連付けされたテーブルを参照しつつ、今回推定した周囲温度に対応するたわみ量と前回の不感帯領域設定時に推定した周囲温度に対応するたわみ量との差分を上記たわみ量変動分とする。ＥＣＵ４は不感帯設定手段に相当する。

次に、パワーウインドウ制御装置１の作用について説明する。
図５に示すように、周囲温度によりガラスラン１０（弾性部材に相当）の固さが変化することに伴い、低温時には閉じ切り位置が常温時よりも下方へ移動し、高温時には閉じ切り位置が常温時よりも上方へ移動する。

ここで、前回、常温環境下で窓ガラス３の閉じ切り動作が行われ、そのとき設定された不感帯領域を基準に、今回、低温環境下で窓ガラス３の閉じ切り動作が行われた場合、ガラスラン１０の周囲温度下降前後のたわみ量変動分だけ不感帯領域が狭められる。これにより、ガラスランリップから不感帯領域の開始位置までの区間が常温時同等に維持される。したがって、挟み込み検出に対する余裕度が常温時同等となる。

一方、前回、常温環境下で窓ガラス３の閉じ切り動作が行われ、そのとき設定された不感帯領域を基準に、今回、高温環境下で窓ガラス３の閉じ切り動作が行われた場合、ガラスラン１０の周囲温度上昇前後のたわみ量変動分だけ不感帯領域が広げられる。これにより、ドアフレーム１１から不感帯領域の開始位置までの区間が常温時同等に維持される。したがって、窓ガラス３の閉じ切りに対する余裕度が常温時同等となる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）ＥＣＵ４は、周囲温度の推定を経て不感帯領域を自動調整する。これにより、周囲温度によらず適切な値に不感帯領域を設定できる。

（２）周囲温度によりガラスラン１０の固さが変化することを想定しつつ、ＥＣＵ４は、ガラスラン１０のたわみ量変動分に応じて不感帯領域の開始位置を調整する。これにより、周囲温度に応じた区間に不感帯領域が設定され、挟み込み検出と窓ガラス３の閉じ切りを両立できる。

（３）低温時の挟み込み検出に対する余裕度を常温時同等にできる。
（４）高温時の窓ガラス３の閉じ切りに対する余裕度を常温時同等にできる。
（５）ＥＣＵ４は、窓ガラス３が閉じ切り付近に来たら窓上昇速度を一定速度とする。このため、モータ給電電圧の違いによる、閉じ切り前の窓ガラス３の移動速度のばらつきが抑えられる。これにより、ガラスラン１０のたわみ量の変動要因を周囲温度の影響のみに限定できる。したがって、適切な不感帯領域の設定に貢献できる。

尚、上記実施の形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・建物のシャッタ等のように、閉じ切り方向に下降移動するとともに全開方向に上昇移動する開閉部材を制御対象とする開閉部材制御装置に本発明を適用してもよい。

・車両のスライドドア或いは建物の自動ドア等のように、水平方向に動作する開閉部材を制御対象とする開閉部材制御装置に本発明を適用してもよい。
・車両のサンルーフ等の開閉部材を制御対象とする開閉部材制御装置に本発明を適用してもよい。

１…パワーウインドウ制御装置（開閉部材制御装置）、２…車両ドア、３…窓ガラス（開閉部材）、４…ＥＣＵ（温度推定手段、不感帯設定手段、速度制御手段）、５…モータ、６…ウォームギヤ、７…磁石、８…ホールセンサ、９…ホールセンサ、１０…ガラスラン（弾性部材）、１１…ドアフレーム。

Claims

モータの回転に基づく開閉部材の動作を制御する開閉部材制御装置において、
前記開閉部材の移動速度と前記モータに対する給電電圧とに基づいて周囲温度を推定する温度推定手段と、
前記温度推定手段によって推定された周囲温度に応じて、前記開閉部材の移動速度低下又は移動停止の検出による挟み込み検出時に当該挟み込み検出を無効としつつ前記開閉部材が閉じ切り位置に達したと判定する不感帯領域を設定する不感帯設定手段とを備える
ことを特徴とする開閉部材制御装置。
前記不感帯設定手段は、前記開閉部材を閉じ切る度に当該開閉部材の移動停止位置である閉じ切り位置を原点とし、全開方向の開始位置から当該閉じ切り位置までを前記不感帯領域に設定し、
前記不感帯設定手段は、前記温度推定手段によって推定された周囲温度が変化したとき、周囲温度変化後の前記不感帯領域の開始位置を、周囲温度変化前の前記不感帯領域の開始位置を基点に、前記開閉部材が閉じ切り位置到達前に接触する弾性部材の周囲温度変化前後のたわみ量変動分に応じて調整する
請求項１に記載の開閉部材制御装置。
前記不感帯設定手段は、前記温度推定手段によって推定された周囲温度が下降したとき、周囲温度下降後の前記不感帯領域の開始位置を、周囲温度下降前の前記不感帯領域の開始位置を基点に、前記弾性部材の周囲温度下降前後のたわみ量変動分だけ閉じ切り方向にずらした位置に設定する
請求項２に記載の開閉部材制御装置。
前記不感帯設定手段は、前記温度推定手段によって推定された周囲温度が上昇したとき、周囲温度上昇後の前記不感帯領域の開始位置を、周囲温度上昇前の前記不感帯領域の開始位置を基点に、前記弾性部材の周囲温度上昇前後のたわみ量変動分だけ全開方向にずらした位置に設定する
請求項２又は３に記載の開閉部材制御装置。
請求項２〜４のいずれか一項に記載の開閉部材制御装置において、
前記開閉部材が閉じ切り位置に到達する前に当該開閉部材の移動速度を一定速度とし、その一定速度で当該開閉部材を閉じ切り位置まで動作させる速度制御手段を備える
ことを特徴とする開閉部材制御装置。