JP2020122317A

JP2020122317A - 開閉体制御装置

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Publication number: JP2020122317A
Application number: JP2019014332A
Authority: JP
Inventors: 弘晃本間; Hiroaki Honma; 健太朗原; Kentaro Hara
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2019-01-30
Filing date: 2019-01-30
Publication date: 2020-08-13
Anticipated expiration: 2039-01-30
Also published as: US11536077B2; JP6988838B2; US20200284085A1; CN111502475A

Abstract

【課題】外気温による閉じ切り力低下を抑える開閉体制御装置を提供する。【解決手段】開閉体制御装置は、車両ドアに設けられたウインドガラスを全閉位置Ｐｙと全開位置Ｐｘとの間で開閉作動させるべくモータ部を制御するＰ／ＷＥＣＵを有する。Ｐ／ＷＥＣＵは、外気温が常温時における閉作動時にモータ部への供給電圧を制御してウインドガラスの速度を調整する常温時電圧制御を実施し、外気温が常温から逸脱した非常温時の場合に常温時電圧制御よりもモータ部への供給電圧を高電圧とする。【選択図】図３

Description

本発明は、開閉体制御装置に関する。

従来、車両に設けられる開閉体制御装置の一例として、パワーウインド装置、スライドドア装置、及びサンルーフ装置等がある（例えば特許文献１参照）。このような開閉体制御装置では、開閉体を移動させるためにモータ部を備え、モータ部に供給する電圧を制御することで開閉体の移動速度を調整するものが知られている。

特許文献１の開閉体制御装置では、例えば降雨や降雪以外の場合には電圧制御（速度制御）を実施し、降雨や降雪の場合には電圧制御を実施しないようになっている。

特開２０１６−１７２９９６号公報

ところで、上記のような開閉体制御装置では、天気情報に基づいて電圧制御を実施する場合と実施しない場合している。しかしながら、開閉体制御装置が用いられる環境では外気温の影響が高く、摺動ロスが変化したり、モータ部が発熱し易い状況となる。その結果、閉じ切り力が低下する虞がある。

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、外気温による閉じ切り力低下を抑える開閉体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体制御装置は、車両ドア（ＤＲ）に設けられた開閉体（ＷＧ）を全閉位置と全開位置との間で開閉作動させるべくモータ部（１２）を制御する制御部（１４）を有する開閉体制御装置（１１）であって、前記制御部は、外気温が常温時における閉作動時に前記モータ部への供給電圧を制御して前記開閉体の速度を調整する常温時電圧制御を実施し、前記外気温が常温から逸脱した場合に前記常温時電圧制御よりも前記モータ部への供給電圧を高電圧とする。

上記態様によれば、外気温が常温から逸脱した場合に、常温時電圧制御よりもモータ部への供給電圧を高電圧とすることで、低温や高温時における閉じ切り力低下を抑えることができる。

一実施形態における開閉体制御装置を含むシステムの概略構成図。同実施形態における開閉体制御装置の制御例を説明するフローチャート。同実施形態における開閉体制御装置の動作例を説明する動作説明図。変更例における開閉体制御装置の動作例を説明する動作説明図。

以下、開閉体制御装置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、車両ドアＤＲ内に取り付けられ該車両ドアＤＲのウインドガラスＷＧを開閉作動させるための開閉体制御装置１１と、開閉体制御装置１１に対して駆動信号を出力する開閉スイッチ２０とを備える。また、パワーウインドシステム１０は、開閉体制御装置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を備える。

開閉体制御装置１１は、モータ部１２と、駆動回路１３と、パワーウインドＥＣＵ（以下Ｐ／ＷＥＣＵ）１４とが一体に組み付けられて構成されている。なお、本実施形態のＰ／ＷＥＣＵ１４が制御部に相当する。

モータ部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部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、モータ部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、モータ部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を備える。また、Ｐ／ＷＥＣＵ１４には、モータ部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、車両ドアＤＲ等に備えられる前記開閉スイッチ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に対してモータ部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部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。ここで、ＦＥＴ１３ｂをオン固定する場合には、電圧制御を実施しない状態であり、ＦＥＴ１３ｂをオンオフ駆動させてデューティを変更する場合には電圧制御が実施されることとなる。

開閉指令信号の入力が無くなると、Ｐ／ＷＥＣＵ１４は、リレー回路１３ａに対してモータ部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。

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、本例のボディＥＣＵ２１には、外気温を検出する温度センサ２２が接続されている。温度センサ２２で検出された外気温の情報はボディＥＣＵ２１を介してＰ／ＷＥＣＵ１４に入力される。

Ｐ／ＷＥＣＵ１４は、温度センサ２２で検出された外気温が常温である場合において、閉作動時にモータ部１２への供給電圧を制御してウインドガラスＷＧの速度を調整する常温時電圧制御を実施する。常温時電圧制御として、Ｐ／ＷＥＣＵ１４は、ウインドガラスＷＧの開閉位置を認識しつつ、ウインドガラスＷＧが駆動回路１３からモータ部１２に供給する駆動電力（モータ部１２への供給電圧）をＦＥＴ１３ｂのＰＷＭ制御にて調整しウインドガラスＷＧの開閉作動の速度制御を行う。常温時電圧制御は、例えば閉作動時の作動開始から所定区間（後述する区間Ａ１）と、ウインドガラスＷＧ閉じ切り前の所定区間（後述する区間Ａ３）とで実施される。

以下に、外気温が常温である場合における開閉スイッチ２０の操作（開又は閉指令信号）に基づいたＰ／ＷＥＣＵ１４によるウインドガラスＷＧの作動制御（以下、通常作動制御と言う）について説明する。

閉指令信号に基づきウインドガラスＷＧを閉作動させる場合、Ｐ／ＷＥＣＵ１４は、図３において実線で示すように、全開位置Ｐｘ（若しくは全開位置Ｐｘ付近）からの始動時に低速でウインドガラスＷＧを作動させるスロースタート制御を行う。また、Ｐ／ＷＥＣＵ１４は、全閉位置Ｐｙに到達する手前でウインドガラスＷＧの作動速度を減速するスローストップ制御を行う。

ここで、ウインドガラスＷＧの全開位置Ｐｘと全閉位置Ｐｙとの間の所定位置には、第１設定位置Ｐ１及び第２設定位置Ｐ２が設定されている。なお、この２つの設定位置のうち、全開位置Ｐｘ側のものを第１設定位置Ｐ１とし、全閉位置Ｐｙ側のものを第２設定位置Ｐ２としている。そして、全開位置Ｐｘから第１設定位置Ｐ１までを第１区間Ａ１、第１設定位置Ｐ１と第２設定位置Ｐ２との間を第２区間Ａ２、第２設定位置Ｐ２から全閉位置Ｐｙまでを第３区間Ａ３としている。

Ｐ／ＷＥＣＵ１４は、閉作動時において、第１区間Ａ１では、先ず初動トルクに必要な電圧（例えば、デューティ１００％、すなわちバッテリ電圧Ｖｂ）をモータ部１２に供給する。その後、Ｐ／ＷＥＣＵ１４は、供給電圧の大きさが下がるように駆動回路１３を制御する。そして、供給電圧が所定の大きさまで下がった時点で、Ｐ／ＷＥＣＵ１４は、モータ部１２への供給電圧が増加するように駆動回路１３を制御する。この際、Ｐ／ＷＥＣＵ１４は、回転センサ１５から出力される回転パルス信号からウインドガラスＷＧの現在位置を認識しつつ、当該現在位置の変化（上昇）に伴ってウインドガラスＷＧの移動速度が漸次的に増加するようにモータ部１２への供給電圧を制御する。厳密に説明すると、Ｐ／ＷＥＣＵ１４はウインドガラスＷＧが上昇するほどデューティ比が高くなるように駆動回路１３を制御する。これにより、ウインドガラスＷＧは、低速状態から徐々に加速しながら閉位置に向かって上方移動するようになる。

Ｐ／ＷＥＣＵ１４は、第２区間Ａ２では、モータ部１２への供給電圧がバッテリ電圧Ｖｂとなるように駆動回路１３を制御する。すなわち、Ｐ／ＷＥＣＵ１４は、第２区間Ａ２において例えば、デューティ１００％でＦＥＴ１３ｂを駆動させる。これにより、ウインドガラスＷＧは、略一定速度で上方移動するようになる。

そして、Ｐ／ＷＥＣＵ１４は、第３区間Ａ３では、モータ部１２への供給電圧が減少するように駆動回路１３を制御する。この際、Ｐ／ＷＥＣＵ１４は、回転センサ１５から出力される回転パルス信号からウインドガラスＷＧの現在位置を認識しつつ、当該現在位置の変化（上昇）に伴ってウインドガラスＷＧの移動速度が漸次的に遅くなるようにモータ部１２への供給電圧を制御する。厳密に説明すると、Ｐ／ＷＥＣＵ１４はウインドガラスＷＧが上昇するほどデューティ比が低くなるように駆動回路１３を制御する。これにより、ウインドガラスＷＧは、高速状態から徐々に減速しながら閉位置に向かって上方移動するようになる。

以上のように、Ｐ／ＷＥＣＵ１４は、開閉スイッチ２０の操作に基づく通常作動制御において、全閉位置Ｐｙ及び全開位置Ｐｘ付近で常温時電圧制御を実施してスロースタート制御並びにスローストップ制御を実行する。

また、本実施形態の開閉体制御装置１１のＰ／ＷＥＣＵ１４は、温度センサ２２で検出された外気温が常温から逸脱した非常温時の場合に常温時電圧制御よりもモータ部１２への供給電圧を高電圧とするようになっている。すなわち、Ｐ／ＷＥＣＵ１４は、温度センサ２２で検出された外気温が常温から逸脱した場合に常温時電圧制御を実施しない。なお、本例における常温は０℃以上４０℃未満の範囲であるが、その範囲は適宜変更してもよい。

以下に、外気温が常温から逸脱した場合における開閉スイッチ２０の閉操作（閉指令信号）に基づいたＰ／ＷＥＣＵ１４によるウインドガラスＷＧの作動制御について説明する。

外気温が常温から逸脱すなわち高温又は低温である場合に閉指令信号に基づきウインドガラスＷＧを閉作動させる際、Ｐ／ＷＥＣＵ１４は、図３にて２点鎖線で示すように、全開位置Ｐｘから全閉位置Ｐｙの全区間において電圧制御を実施しない。換言すると、外気温が常温から逸脱すなわち高温又は低温である場合に閉指令信号に基づきウインドガラスＷＧを閉作動させる際、Ｐ／ＷＥＣＵ１４は、全開位置Ｐｘから全閉位置Ｐｙの全区間において、モータ部１２への供給電圧がバッテリ電圧Ｖｂとなるように駆動回路１３を制御する。さらに言い換えると、外気温が常温から逸脱すなわち高温又は低温である場合に閉指令信号に基づきウインドガラスＷＧを閉作動させる際、Ｐ／ＷＥＣＵ１４は、全開位置Ｐｘから全閉位置Ｐｙの全区間において、デューティ１００％（すなわち、オン固定）でＦＥＴ１３ｂを駆動させる。

本実施形態の作用について図２を用いて説明する。
図２に示すように、Ｐ／ＷＥＣＵ１４は、開閉スイッチ２０が閉操作されると、ステップＳ１０において、ウインドガラスＷＧを閉方向（上方）に作動させるべく、駆動回路１３を介してモータ部１２を制御する。

Ｐ／ＷＥＣＵ１４は、ステップＳ１１において、ボディＥＣＵ２１を介して温度センサ２２で検出された外気温の情報を取得する。なお、外気温の情報取得については、閉作動中の期間において１回又は複数回実施してもよい。また、複数回外気温の情報を取得する場合、そのタイミングは定期的でも良いし、不定期であってもよい。

次いで、Ｐ／ＷＥＣＵ１４は、ステップＳ１２において、外気温が常温か否かを判定する。
Ｐ／ＷＥＣＵ１４は、ステップＳ１２において外気温が常温である場合には、次のステップＳ１３において常温時電圧制御を実施して閉作動を継続する。

また、Ｐ／ＷＥＣＵ１４は、ステップＳ１２において外気温が常温である場合には、次のステップＳ１４において電圧制御を実施せずに外部供給電圧であるバッテリ電圧Ｖｂをモータ部１２に供給して閉作動を継続する。

次いで、Ｐ／ＷＥＣＵ１４は、第３区間Ａ３においてウインドガラスＷＧが閉じ切られるとＦＥＴ１３ｂをオフ状態としてモータ部１２への電圧供給を停止する。
上述したように、外気温が常温である場合には、常温時電圧制御としてスロースタート制御並びにスローストップ制御を実施した場合であってもウインドガラスＷＧが閉じ切られる。また、外気温が常温から逸脱した場合には、常温時電圧制御を実施せずに外部供給電圧であるバッテリ電圧Ｖｂをモータ部１２に供給することでウインドガラスＷＧの閉じ切り力低下を抑えウインドガラスＷＧを閉じ切ることが可能となっている。

本実施形態の効果を記載する。
（１）外気温が常温から逸脱した場合に、常温時電圧制御よりもモータ部１２への供給電圧を高電圧とすることで、低温や高温時における閉じ切り力低下を抑えることができる。

（２）外気温が常温から逸脱した場合に、モータ部１２に対する供給電圧を外部供給電圧であるバッテリ電圧Ｖｂとすることで、電圧制御を実施する必要がないため、Ｐ／ＷＥＣＵ１４による負荷を抑えることが可能となる。

なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記各実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

・上記実施形態では、第１区間Ａ１及び第３区間Ａ３において、外気温が常温から逸脱した場合に、バッテリ電圧Ｖｂをモータ部１２に対して供給するようにしたが、これに限らない。

図４に示すように、第１区間Ａ１においては外気温に関わらず、常温時電圧制御と同様にスロースタート制御を実施してもよい。
図４に示すように、全閉位置Ｐｙ付近である第３区間においては、常温時電圧制御で供給する電圧以上の電圧であれば、閉じ切り力の低下を抑える効果が得られる。

・上記実施形態では、外気温が常温時に、スローストップ制御並びにスロースタート制御を実施することとしたが、これに限らない。例えば、スロースタート制御を実施しないようにしてもよい。

・上記実施形態では、区間Ａ２においてバッテリ電圧Ｖｂをモータ部１２に対して供給するようにしたが、区間Ａ２においてバッテリ電圧Ｖｂよりも低い電圧をモータ部１２に対して供給するようにしてもよい。

・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。また、上記実施形態では、Ｐ／ＷＥＣＵ１４は、モータ部印加電圧をＰＷＭ制御にて調整するが、これに特に限定されるものではない。

・ウインドガラスＷＧは名称としてガラスが含まれるが、ガラスに限らず、例えば樹脂製であってもよい。
・上記実施形態では特に言及していないが、モータ部１２はブラシ付モータ部及びブラシレスモータ部のいずれであってもよい。

・上記実施形態では、車両のパワーウインド装置に具体化したが、これに限定されず、車両におけるウインドガラスＷＧ以外の開閉体（サンルーフやスライドドアなど）を駆動制御する開閉体駆動装置に具体化してもよい。

１１…開閉体制御装置、１２…モータ部、１４…パワーウインドＥＣＵ（制御部）、ＤＲ…車両ドア、Ｖｂ…バッテリ電圧（外部供給電圧）、ＷＧ…ウインドガラス（開閉体）。

Claims

車両ドア（ＤＲ）に設けられた開閉体（ＷＧ）を全閉位置と全開位置との間で開閉作動させるべくモータ部（１２）を制御する制御部（１４）を有する開閉体制御装置（１１）であって、
前記制御部は、外気温が常温時における閉作動時に前記モータ部への供給電圧を制御して前記開閉体の速度を調整する常温時電圧制御を実施し、前記外気温が常温から逸脱した場合に前記常温時電圧制御よりも前記モータ部への供給電圧を高電圧とする、開閉体制御装置。
前記制御部は、前記外気温が常温から逸脱した場合に前記常温時電圧制御よりも前記モータ部への供給電圧を高くするべく、前記常温時電圧制御を実施せずに、外部供給電圧を前記モータ部に供給する、請求項１に記載の開閉体制御装置。