JP2019035595A - Speed detector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、速度検出装置に関する。 The present invention relates to a speed detection device.
下記特許文献1には、ウインドガラスを駆動するモータの回転速度を検出するパワーウインド制御装置が開示されている。
これらのパワーウインド制御装置は、一般的に、モータの回転に応じて発生するパルス信号のパルス周期に基づいて、上記モータの回転速度を検出する。具体的には、パワーウインド制御装置は、モータの回転速度のバラツキを抑えるため、モータの1回転分のパルス数のパルス周期を平均化して、モータの回転速度を求めている。 These power window control devices generally detect the rotation speed of the motor based on the pulse period of a pulse signal generated according to the rotation of the motor. Specifically, the power window control device obtains the rotation speed of the motor by averaging the pulse periods of the number of pulses for one rotation of the motor in order to suppress variations in the rotation speed of the motor.
しかしながら、モータの回転速度は、現在を基準として所定数前までのパルス周期が平均化されることで求められるため、モータの回転速度が徐々に低下又は増大すると、実際のモータの回転速度との差が大きくなる。したがって、モータの回転速度を正確に検出することができない。 However, since the rotational speed of the motor is obtained by averaging the pulse period up to a predetermined number of times before the current, if the rotational speed of the motor gradually decreases or increases, the actual rotational speed of the motor The difference increases. Therefore, the rotational speed of the motor cannot be detected accurately.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、モータの回転速度をより正確に検出することができる速度検出装置を提供することである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a speed detection device that can more accurately detect the rotation speed of a motor.
本発明の一態様は、車両用の開閉体の速度を検出する速度検出装置であって、前記開閉体を駆動させるモータの回転に応じてパルス信号を出力する回転センサと、前記パルス信号のパルス周期を検出する周期検出部と、所定数のパルス周期から前記モータの回転速度を検出する速度検出部と、を備え、前記速度検出部は、前記パルス周期の変化に応じて前記所定数を減少させて前記モータの回転速度を検出することを特徴とする速度検出装置である。 One aspect of the present invention is a speed detection device that detects the speed of an opening / closing body for a vehicle, the rotation sensor outputting a pulse signal according to rotation of a motor that drives the opening / closing body, and a pulse of the pulse signal A period detection unit that detects a period; and a speed detection unit that detects a rotation speed of the motor from a predetermined number of pulse periods, wherein the speed detection unit decreases the predetermined number according to a change in the pulse period. And a rotational speed of the motor is detected.
本発明の一態様は、上述の速度検出装置であって、前記速度検出部は、前記パルス周期が所定範囲を超える場合には、前記所定数を減少させて前記モータの回転速度を検出する。 One aspect of the present invention is the speed detection device described above, wherein the speed detection unit detects the rotation speed of the motor by decreasing the predetermined number when the pulse period exceeds a predetermined range.
本発明の一態様は、上述の速度検出装置であって、前記モータの回転速度は、前記所定数の前記パルス周期の平均値とする。 One aspect of the present invention is the speed detection device described above, wherein the rotation speed of the motor is an average value of the predetermined number of the pulse periods.
以上説明したように、本発明によれば、モータの回転速度をより正確に検出することができる。 As described above, according to the present invention, the rotational speed of the motor can be detected more accurately.
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the invention.
以下、本発明の一実施形態に係る速度検出装置を、図面を用いて説明する。 Hereinafter, a speed detection device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
以下、本実施形態に係る速度検出装置を備える車両用開閉装置21について図面を用いて説明する。図1は、本実施形態の車両用開閉装置21を備えるワンボックスタイプの車両を示す側面図である。図2は、本実施形態におけるスライドドア13の上面図であり、スライドドア13の装着部分の詳細を示す拡大図である。
Hereinafter, the opening /
図1及び図2に示すように、車両11は、スライドドア13、ガイドレール14、16、17、車両用開閉装置21を備える。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図1に示すように、車両11は、ワンボックスタイプの乗用車であり、その車体12の側部にはスライドドア13が設けられている。このスライドドア13は、本発明の「開閉体」の一例である。例えば、本発明の「開閉体」は、テールゲートであってもよい。
As shown in FIG. 1, the
このスライドドア13は、車体12の側部に固定されたガイドレール(案内部材)14に案内されて、図1中に実線で示す全閉位置と一点鎖線で示す全開位置との間で開閉自在である。したがって、乗員の乗降や荷物の積み下ろしなどを行う際にはスライドドア13を所望の開度にまで開けて使用される。また、スライドドア13には、スライドドア13の開閉動作を指令するために、開閉スイッチとしてのハンドル34が設けられている。
The
図2に示すように、スライドドア13には、ローラアッシー15が設けられている。スライドドア13は、ローラアッシー15がガイドレール14に案内されることにより、車両11の前後方向に移動する。
As shown in FIG. 2, the
ガイドレール14は、湾曲部14a、直線部14b、反転プーリ18及び反転プーリ19を備える。
The
湾曲部14aは、ガイドレール14の車両前方側に形成されている。湾曲部14aは、車室内側に湾曲する形状である。スライドドア13は、ローラアッシー15が湾曲部14aに案内されることにより、車体12の側面と同一面に収まるように車体12の内側に引き込まれた状態で閉じられる。直線部14bは、湾曲部14aよりも車両後方位置に形成されている。直線部14bは、車体12の側部に対して平行な形状である。
The
ローラアッシー15は、図2に示す部位以外にスライドドア13の前端部の上下部分(アッパー部・ロア部)にも設けられている。スライドドア13の前端部の上下部分(アッパー部・ロア部)に設けられたローラアッシー15に対応して車体12の開口部の上下部位にガイドレール16及びガイドレール17が設けられている。したがって、スライドドア13は、車体12に計3カ所において支持されている。
反転プーリ18、19は、それぞれガイドレール14の両端に設けられている。
The
The reversing
車両用開閉装置21は、スライドドア13を自動的に開閉する装置である。
車両用開閉装置21は、駆動ユニット22及びケーブル23(ケーブル23a、ケーブル23b)を備える。
駆動ユニット22は、ガイドレール14の車両前後方向の略中央部に隣接して車体12の内部に配置される。
ケーブル23a、ケーブル23bは、それぞれ車両後方側と前方側からローラアッシー15に接続される。駆動ユニット22は、ケーブル23a又はケーブル23bの一方のケーブルを引くことによりスライドドア13が開動作又は閉動作される。
The vehicle opening /
The vehicle opening /
The
The
図3は、本実施形態における車両用開閉装置21の制御体系における概略構成の一例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a schematic configuration in the control system of the vehicle opening /
車両用開閉装置21は、モータ25、減速機26、ドラム28、回転センサ33、及び制御装置31を備える。なお、制御装置31は、本発明の「速度検出装置」の一例である。
The vehicle opening /
モータ25は、スライドドア13を開閉駆動する駆動源である。例えば、モータ25は、3相ブラシレスモータ等の正逆両方向に回転可能なモータである。モータ25は、制御装置31から供給される駆動信号に基づいて、回転駆動する。
The
減速機26は、モータ25に固定され、モータ25の回転を減速機26により所定の回転数にまで減速する。したがって、モータ25の回転は、減速機26により所定の回転数にまで減速して出力軸27から出力される。
The
出力軸27には、外周面に図示しない螺旋状の案内溝が形成された円筒形状のドラム28が固定されている。ドラム28には、ケーブル23が案内溝に沿って複数回巻き付けられている。したがって、モータ25が作動してドラム28がモータ25に駆動されて回転すると、スライドドア13は開閉動作する。すなわち、モータ25が正転すると、例えば反時計回り方向にドラム28が回転する。これにより、ケーブル23の車両後方側がドラム28に巻き取られるため、スライドドア13はケーブル23に引かれながら開方向に移動する。一方、モータ25が逆転すると、例えば時計回り方向にドラム28が回転する。これにより、ケーブル23の車両前方側がドラム28に巻き取られるため、スライドドア13はケーブル23に引かれながら閉方向に移動する。
A
上述したように、スライドドア13は、ケーブル23、ドラム28、出力軸27等を介してモータ25に接続され、モータ25により開閉駆動される。なお、モータ25と出力軸27との間の動力伝達経路を断続するクラッチ機構を減速機26に設け、スライドドア13が手動で開閉操作されるときにはクラッチ機構を遮断状態に切り替えるようにしてもよい。また、ドラム28とスライドドア13との間に、ケーブル23の弛みを取って、ケーブル張力を一定範囲に維持するテンショナーを設けてもよい。
As described above, the
回転センサ33は、スライドドア13の位置を検出する。例えば、回転センサ33は、ホールICを備えた磁気式のロータリエンコーダである。例えば、出力軸27には周方向に多数の磁極が着磁されたセンサマグネット32が固定されている。そして、センサマグネット32に対向する位置に近傍するように回転センサ33であるホールIC32a、ホールIC32b及びホールIC32cが配置されている。ホールIC32a、ホールIC32b及びホールIC32cは、互いに所定の位相差を有して配置されている。したがって、回転センサ33は、ドラム28が回転しセンサマグネット32がホールIC32a、ホールIC32b及びホールIC32cの前を通過することで検出した磁束密度の変化を電気信号として互いに位相が異なる3相(U相、V相及びW相)の交番信号を生成する。そして、回転センサ33は、各相の交番信号の値が所定値を超えた(すなわち、回転センサ33が受ける磁界の強さが所定の強度を超えた)か否かで出力値がHighとLowに変化する2値のデジタル信号(パルス信号)に変換する。回転センサ33は、各相のパルス信号としてU相パルス信号、V相パルス信号及びW相パルス信号とを制御装置31に出力する。
The
スライドドア13には、その車室内側と外側とにそれぞれ開閉スイッチとしての機能を有するハンドル34が設けられている。ハンドル34は、制御装置31に接続されている。ハンドル34は、乗員等により操作されると、その操作に応じた開閉指令信号を制御装置31に出力する。すなわち、ハンドル34は、乗員等の操作者により開側に操作されると、スライドドア13を開くことを指示する指令信号を制御装置31に出力する。ハンドル34は、乗員等の操作者により閉側に操作されるとスライドドア13を閉じことを指示する指令信号を制御装置31に出力する。制御装置31は、ハンドル34から供給された開閉指令信号を取得すると、開閉指令信号に基づいてモータ25を正転又は逆転制御する。これにより、制御装置31は、スライドドア13を開方向又は閉方向に作動させることができる。すなわち、操作者はハンドル34を操作することにより、スライドドア13を自動で開閉動作させることができる。
The
制御装置31は、パルス信号の周期からモータ25の回転速度を求める。そして、制御装置31は、その回転速度が一定になるように、モータ25を制御する。
The
図4は、本実施形態に係る制御装置31の概略構成の一例を示す図である。
制御装置31は、周期検出部310、速度検出部320、及び駆動部330を備える。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of the
The
周期検出部310は、指令信号によるスライドドア13の開閉操作が開始されると(又はパルス信号が出現すると)、回転センサ33から供給されるパルス信号の周期(以下、「パルス周期」という。)Tを、回転センサ33からパルス信号を取得するごとに検出する。例えば、周期検出部310は、回転センサ33からのパルス信号の取得間隔からパルス周期Tを検出する。したがって、例えば、16極分のセンサマグネット32が出力軸27に固定されている場合には、周期検出部310は、ドラム28が一回転するごとに16個のパルス周期Tを検出することになる。
When the opening / closing operation of the sliding
速度検出部320は、所定のデータ数N(所定数)のパルス周期Tからモータ25の回転速度Vを検出する。ここで、データ数Nのパルス周期Tとは、周期検出部310が取得したパルス周期Tのうち、最新のパルス周期TからN個前までのパルス周期Tである。このようにデータ数Nとは、回転速度Vを求めるために必要なパルス周期Tのデータ数である。
ただし、速度検出部320は、データ数Nを固定値とせず、最新のパルス周期Tに応じて減少させる変更値とする。
以下に、速度検出部320におけるモータ25の回転速度Vの検出方法について、図5を用いて説明する。
The
However, the
Below, the detection method of the rotational speed V of the
例えば、速度検出部320は、モータ25(ドラム28)1回転分のパルス数のパルス周期Tを平均化して回転速度Vを求める。ここで、本実施形態では、ドラム28が一回転するごとに16個のパルス信号が回転センサ33から出力される。そのため、速度検出部320は、上記データ数Nを「16」として、最新の16個のパルス周期Tを平均化して、平均パルス周期Taveを求める。
For example, the
具体的には、速度検出部320は、現在のパルス周期Tnとした場合には、式(1)に示すように、パルス周期Tnからパルス周期Tn−15までの16個のパルス周期を平均化して平均パルス周期Taveを求める。
平均パルス周期Tave=(Tn+Tn−1+…Tn−15)/16 …(1)
Specifically, the
Average pulse period T ave = (T n + T n−1 +... T n−15 ) / 16 (1)
ただし、図5に示すように、速度検出部320は、現在のパルス周期Tnが所定範囲(閾値Tx以下且つ閾値Ty(<Tx)以上の範囲)を超える場合には、上記データ数Nを減少させて回転速度Vを検出する。例えば、速度検出部320は、現在のパルス周期Tnが閾値Txを超える場合には、現在のデータ数Nから予め設定された数(減算値)Xを減算した値を新たなデータ数N´とする。そして、速度検出部320は、新たに求めたデータ数N´のパルス周期Tを平均化して、平均パルス周期T´aveを求める。すなわち、速度検出部320は、現在のパルス周期Tnが閾値Txを超える場合には、平均パルス周期Taveを求めるために平均化するパルス周期Tのデータ数を減らし、その減らしたデータ数で平均パルス周期T´aveを求める。
However, as shown in FIG. 5, when the current pulse period T n exceeds the predetermined range (the threshold Tx or less and the threshold Ty (<Tx) or more), the
例えば、図5に示すように、現在のデータ数Nが「16」である場合において、速度検出部320は、現在のパルス周期Tnが閾値Txを超える場合には、式(2)に示すように、データ数を現在のデータ数Nの半分の値に変更して、パルス周期Tnからパルス周期Tn−7までの8個のパルス周期を平均化して平均パルス周期T´aveを求める。
平均パルス周期T´ave=(Tn+Tn−1+…Tn−7)/8 …(2)
For example, as illustrated in FIG. 5, when the current data number N is “16”, the
Average pulse period T ′ ave = (T n + T n−1 +... T n−7 ) / 8 (2)
駆動部330は、速度検出部320が検出した回転速度Vが目標値になるように、モータ25の駆動を制御する。
The
以下に、本実施形態に係る制御装置31の動作について、図6を用いて説明する。図6は、本実施形態に係る制御装置31の動作の流れを説明する図である。
Below, operation | movement of the
周期検出部310は、回転センサ33から供給されるパルス信号を取得するごとに、パルス周期Tを検出する(ステップS101)。
速度検出部320は、周期検出部310でパルス信号が取得されるごとに、現在のパルス周期Tnが閾値Txを超えるか否かを判定する(ステップS102)。速度検出部320は、現在のパルス周期Tnが閾値Txを超えないと判定した場合には、現在を基準としてデータ数Nのパルス周期Tn〜Tn−(N−1)を平均化して、平均パルス周期Taveを算出する(ステップS103)。
The period detector 310 detects the pulse period T every time the pulse signal supplied from the
一方、速度検出部320は、ステップS102において、現在のパルス周期Tnが閾値Txを超えると判定した場合には、現在を基準としてデータ数Nよりも少ないデータ数N´のパルス周期Tn〜Tn−(N´−1)を平均化して、平均パルス周期T´aveを算出する(ステップS104)。すなわち、速度検出部320は、ステップS102において、現在のパルス周期Tnが閾値Txを超えると判定した場合には、平均化するパルス周期のデータ数を所定数Xだけ減らし、その減らしたデータ数でパルス周期を平均化して、平均パルス周期T´aveを算出する。
On the other hand, the
速度検出部320は、算出した平均化周期から、モータ25の回転速度Vを求める(ステップS105)。すなわち、速度検出部320は、現在のパルス周期Tnが閾値Txを超えないと判定した場合には、平均パルス周期Taveから回転速度Vを算出する。一方、速度検出部320は、現在のパルス周期Tnが閾値Txを超えると判定した場合には、平均パルス周期T´aveから回転速度Vを算出する。
The
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
従来の速度検出装置は、車両用の開閉体を駆動するモータ25の回転速度を検出する場合には、そのモータ25の回転速度のバラツキを抑えるため、ある決まったデータ数のパルス周期(例えば、モータ25の1回転分のパルス数のパルス周期)を平均化して平均パルス周期を求め、その平均化周期からモータ25の回転速度を検出している。ここで、例えば、車両が斜面に停車している場合では、重力によりスライドドアやテールゲートの開閉体に対して、斜面に平行な方向に力が発生する。したがって、その開閉体を駆動するモータ25の実際の回転速度(実速度)が徐々に低下又は増大し、パルス周期が大きく変化する。ただし、モータ25の回転速度を検出する場合には、そのモータの回転速度のバラツキを抑えるために複数のパルス周期を平均化し、その平均化したパルス周期(平均パルス周期Taveに相当)からモータ25の回転速度を求める必要がある。そのため、従来の速度検出装置では、現在のパルス周期Tnと平均化したパルス周期(平均パルス周期Tave)との差ΔTが大きくなってしまい、モータ25の回転速度と実速度との差が大きくなる。その結果、モータ25の回転速度を正確に検出することができなくなる。
Next, the effect of this embodiment is demonstrated.
When detecting the rotational speed of the
一方、本実施形態に係る速度検出部320は、開閉体を駆動するモータ25の実際の回転速度(実速度)が所定の値以上低下又は増大した場合には、平均パルス周期Taveを求めるために平均化するパルス周期Tのデータ数を減らし、その減らしたデータ数で平均パルス周期T´aveを求める。したがって、速度検出部320は、現在のパルス周期Tnと平均化したパルス周期(平均パルス周期T´ave)との差ΔTを従来よりも小さくすることができる。したがって、速度検出部320は、平均パルス周期T´aveからモータ25の回転速度を求めることで、モータ25の回転速度と実速度との差を従来よりも低減することができ、モータ25の回転速度をより正確に検出することができる。なお、開閉体を駆動するモータ25の実速度が所定の値以上増大した場合とは、現在のパルス周期Tnが閾値Txを超える場合である。
On the other hand, the
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes designs and the like that do not depart from the gist of the present invention.
(変形例1)上記実施形態では、速度検出部320は、現在のパルス周期Tnが閾値Txを超える場合にデータ数Nを減らしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、速度検出部320は、現在のパルス周期Tnが閾値Ty(<Tx)を下回った場合にデータ数Nを減らしてもよい。なお、上述した、開閉体を駆動するモータ25の実速度が所定の値以上低下した場合とは、現在のパルス周期Tnが閾値Tyを下回った場合である。
(Modification 1) In the above embodiment, the
(変形例2)上記実施形態では、速度検出部320は、現在のパルス周期Tnが所定範囲外である場合には、現在のデータ数Nから予め設定された数(減算値)Xを減算した値を新たなデータ数N´としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、速度検出部320は、減算値XをパルスTnに応じて変化させてよい。より具体的には、例えば、速度検出部320は、現在のパルス周期Tnが閾値Txを超える場合には、(Tn−Tx)の値に応じた減算値Xを決定し、その決定した減算Xを現在のデータ数から差し引いて新たなデータ数N´を求めてもよい。また、例えば、速度検出部320は、現在のパルス周期Tnが閾値Tyを下回った場合には、(Ty−Tn)の値に応じた減算値Xを決定し、その決定した減算Xを現在のデータ数から差し引いて新たなデータ数N´を求めてもよい。このように、速度検出部320は、データ数を減少させる量を現在のパルス周期Tnに応じて変化させてもよい。
(Modification 2) In the above embodiment, the
(変形例3)上記実施形態では、速度検出部320は、現在のパルス周期Tnが所定範囲外である場合において、平均パルス周期Taveを求めるためのパルス周期Tのデータ数を減らしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、スライドドア13が湾曲部14aに進入したことに応じて、速度検出部320は、平均パルス周期Taveを求めるためのパルス周期Tのデータ数を減らしてもよい。これは、スライドドア13が湾曲部14aに進入すると、スライドドア13の速度、すなわちモータ25の実速度が低下するためである。なお、スライドドア13が湾曲部14aに進入したことは、スライドドア13が動作してからのパルス信号のカウント数により判別することができる。
(Modification 3) In the above embodiment, the
(変形例4)上記実施形態では、速度検出部320は、平均パルス周期Taveから回転速度を求めたが、本発明はこれに限定されない。例えば、速度検出部320は、データ数N又はN´のパルス周期から中央値や最頻値等の代表値を求め、その代表値かモータ25の回転速度を求めればよい。
(Modification 4) In the above embodiment, the
上述したように、制御装置31(速度検出装置)は、検出したパルス周期に応じて、モータ25の回転速度を算出するために必要なパルス周期のデータ数(所定数)を減少させる。これにより、制御装置31は、検出したモータ25の回転速度と実速度との差を低減し、速度追従性の悪化を抑制することができる。これにより、制御装置31は、モータ25の回転速度をより正確に検出することができる。
As described above, the control device 31 (speed detection device) decreases the number of data (predetermined number) of the pulse cycle necessary for calculating the rotation speed of the
11 車両
13 スライドドア(開閉体)
25 モータ
31 制御装置(速度検出装置)
33 回転センサ
310 周期検出部
320 速度検出部
330 駆動部
11
25
33 Rotation sensor 310
Claims (3)
前記開閉体を駆動させるモータの回転に応じてパルス信号を出力する回転センサと、
前記パルス信号のパルス周期を検出する周期検出部と、
所定数のパルス周期から前記モータの回転速度を検出する速度検出部と、
を備え、
前記速度検出部は、前記周期検出部で検出されたパルス周期に応じて前記所定数を減少させて前記モータの回転速度を検出することを特徴とする速度検出装置。 A speed detection device for detecting a speed of an opening / closing body for a vehicle,
A rotation sensor that outputs a pulse signal according to rotation of a motor that drives the opening and closing body;
A period detector for detecting a pulse period of the pulse signal;
A speed detector for detecting the rotational speed of the motor from a predetermined number of pulse periods;
With
The speed detection unit detects the rotation speed of the motor by decreasing the predetermined number according to the pulse period detected by the period detection unit.
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