JP2021115915A - 車両用開閉体制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】開閉体を停止させる際の振動及び音を抑制する。【解決手段】開閉制御部としてのＥＣＵは、駆動源となるモータの通電を制御することにより車両のルーフ開口部に設けられた開閉体としての可動パネルの作動を制御する。また、ＥＣＵは、モータの駆動力に基づき移動中の可動パネルを停止させる場合には、そのモータの自由回転を許容する空走期間αを設定する。そして、この空走期間αが経過した後に、そのモータに制動力を発生させるブレーキ制御を実行する。【選択図】図６

Description

本発明は、車両用開閉体制御装置に関するものである。

従来、例えば、特許文献１に示すように、駆動源となるモータの通電を制御することにより、サンルーフ装置の可動パネル等、車両の開口部に設けられた開閉体の作動を制御する車両用の開閉体制御装置がある。また、例えば、特許文献２には、回生ブレーキ制御の実行により、モータに制動力を発生させる構成が開示されている。更に、この従来文献には、回生ブレーキ制御の実行時、そのオン作動させるスイッチング素子のゲート電圧を徐々に増加させる構成が開示されている。そして、これにより、そのモータが発生する制動力を徐々に増大させることで、慣性による振動及び音の発生を抑制することが可能となっている。

特開２００２−１０３９７９号公報 特開２００４−１２９４５４号公報

しかしながら、車両においては、あらゆる構成部品について、その更なる改善が進められている。そして、上記のような車両用開閉体制御装置についてもまた、上記従来技術の構成によって、必ずしも、その要求水準を満足するとは言い切れないことから、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、開閉体を停止させる際の振動及び音を抑制することのできる車両用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車両用開閉体制御装置は、駆動源となるモータの通電を制御することにより車両の開口部に設けられた開閉体の作動を制御する開閉制御部を備え、前記開閉制御部は、前記モータの駆動力に基づき移動中の前記開閉体を停止させる場合には、前記モータの自由回転を許容する空走期間を設定し、該空走期間が経過した後に、前記モータに制動力を発生させるブレーキ制御を実行する。

上記構成によれば、ブレーキ制御の実行により開閉体に生ずる荷重移動を穏やかなものとすることができる。更に、摺動抵抗に基づいて、ブレーキ制御の実行までに開閉体の移動速度を低下させることができる。そして、これにより、その開閉体を停止させる際の振動及び音を抑制することができる。

上記課題を解決する車両用開閉体制御装置において、前記開閉制御部は、前記モータに駆動力を発生させる駆動制御の実行を停止した後における前記開閉体の移動距離に基づいた前記空走期間を設定することが好ましい。

上記構成によれば、開閉体の移動速度が速い場合であっても、適切に、その空走期間の経過によりブレーキ制御に移行することができる。そして、これにより、停止位置のずれを抑制することができる。

上記課題を解決する車両用開閉体制御装置において、前記開閉制御部は、前記モータに駆動力を発生させる駆動制御の実行を停止した後の経過時間に基づいた前記空走期間を設定することが好ましい。

上記構成によれば、開閉体の移動速度が遅い場合であっても、適切に、その空走期間の経過によりブレーキ制御に移行することができる。
上記課題を解決する車両用開閉体制御装置において、前記ブレーキ制御は、回生ブレーキ制御であることが好ましい。

上記構成によれば、モータの発熱を抑制しつつ、このモータに制動力を発生させることができる。そして、モータがブラシ付きの直流モータであっても、そのブレーキ制御の実行が可能という利点がある。

上記課題を解決する車両用開閉体制御装置において、前記開閉制御部は、前記ブレーキ制御の実行により前記モータに発生させる前記制動力を徐々に増大させることが好ましい。

上記構成によれば、より好適に、その開閉体を停止させる際の振動及び音を抑制することができる。
上記課題を解決する車両用開閉体制御装置において、前記開閉体は、サンルーフ装置の可動パネルであることが好ましい。

即ち、サンルーフ装置の可動パネルは、多くの場合、駆動制御の実行を停止した後においても、その慣性により移動し続けやすく、且つブレーキ制御の実行による荷重移動に伴い振動や音が発生しやすい構造を有している。そして、車両の乗員に近い位置に設けられることから、上記空走期間の設定により、その静粛性を高めることで、質感を向上させることができる。

本発明によれば、開閉体を停止させる際の振動及び音を抑制することができる。

サンルーフ装置を備えた車両の斜視図。 サンルーフ装置の概略構成図。 サンルーフ装置のブロック図。 駆動制御の実行を停止した後における可動パネルの移動距離に基づいた空走期間設定の説明図。 駆動制御の実行を停止した後の経過時間に基づいた空走期間設定の説明図。 駆動パネル停止制御の処理手順を示すフローチャート。 別例のブレーキ制御の説明図。

以下、車両用開閉体制御装置を車両のサンルーフ装置に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１及び図２に示すように、車両１のルーフパネル２に形成されたルーフ開口部３には、このルーフ開口部３を開閉可能な略平板状の可動パネル１０が設けられている。そして、本実施形態の車両１は、モータ駆動により、この可動パネル１０を開閉動作させるサンルーフ装置１１を備えている。

具体的には、図２に示すように、本実施形態のサンルーフ装置１１は、ルーフ開口部３の幅方向両端側において、その車両前後方向に延びる左右一対のガイドレール２０，２０を備えている。また、このサンルーフ装置１１は、これらの各ガイドレール２０，２０に係合する状態で、その延伸方向に沿って摺動する左右一対のフロントシュー２１，２１及びリヤシュー２２，２２を備えている。そして、本実施形態のサンルーフ装置１１は、これらの各フロントシュー２１，２１及び各リヤシュー２２，２２に連結された状態で、その可動パネル１０を上方に支持する左右一対の支持ブラケット２３，２３を備えている。

また、本実施形態のサンルーフ装置１１は、モータ３０を駆動源とするアクチュエータ３１を備えている。本実施形態のサンルーフ装置１１において、このアクチュエータ３１は、ルーフパネル２の車両前方位置において、そのルーフ開口部３の内側に固定されている。更に、本実施形態のサンルーフ装置１１は、その左右のガイドレール２０，２０に沿って配索された左右一対の駆動ケーブル３２，３２を備えている。そして、これらの各駆動ケーブル３２，３２は、それぞれ、その左右のガイドレール２０，２０に係合したリヤシュー２２，２２に連結されている。

即ち、本実施形態のサンルーフ装置１１は、モータ３０が発生する駆動力に基づいて、その駆動ケーブル３２，３２を介してアクチュエータ３１に連結された各リヤシュー２２，２２が車両前後方向に摺動する。更に、これらの各リヤシュー２２，２２に連動して各フロントシュー２１，２１が車両前後方向に摺動する。そして、本実施形態のサンルーフ装置１１は、これにより、その支持ブラケット２３，２３上に支持された可動パネル１０が作動、詳しくはチルト開閉動作及びスライド開閉動作する構成になっている。

詳述すると、図３に示すように、本実施形態のサンルーフ装置１１は、アクチュエータ３１の駆動源となるモータ３０について、その通電を制御するＥＣＵ４０を備えている。即ち、本実施形態のモータ３０は、ＥＣＵ４０から駆動電力の供給を受けることにより回転する。そして、本実施形態のサンルーフ装置１１は、これにより、その可動パネル１０の作動を制御可能な構成になっている。

具体的には、本実施形態のアクチュエータ３１には、そのモータ３０の回転に同期したパルス信号Ｓｐを出力するパルスセンサ４１が設けられている。そして、本実施形態のＥＣＵ４０は、このパルスセンサ４１のパルス出力に基づいて、そのアクチュエータ３１に駆動された可動パネル１０の位置及び速度を検出する。

また、本実施形態のＥＣＵ４０には、可動パネル１０の作動要求を示す操作入力信号Ｓｃｒが入力されるようになっている。尚、本実施形態の車両１において、この操作入力信号Ｓｃｒは、例えば、車両１の乗員が、車室内或いは携帯機等に設けられた操作スイッチを操作することにより出力される。そして、本実施形態のＥＣＵ４０は、この操作入力信号Ｓｃｒに基づいて、その可動パネル１０の作動を制御する構成になっている。

さらに詳述すると、本実施形態のＥＣＵ４０は、モータ制御信号を生成するモータ制御部４５と、このモータ制御部４５が出力するモータ制御信号に基づいて、モータ３０に駆動電力を供給する駆動回路５０と、を備えている。また、本実施形態のアクチュエータ３１には、その駆動源となるモータ３０として、ブラシ付きの直流モータが採用されている。そして、本実施形態の駆動回路５０には、そのモータ制御信号に基づきオン／オフ動作する複数のスイッチング素子（ＦＥＴ：Field effect transistor）をブリッジ状に接続してなる周知のＰＷＭインバータが用いられている。

具体的には、本実施形態の駆動回路５０は、直列に接続された一対のＦＥＴ６０ａ，６０ｂを有する第１のスイッチングアーム６１と、同じく直列に接続された一対のＦＥＴ６０ｃ，６０ｄを有する第２のスイッチングアーム６２とが二列並列に接続された所謂Ｈブリッジ型の構造を有している。また、この駆動回路５０は、これら第１及び第２のスイッチングアーム６１，６２における上段側（図３中、上側）の各ＦＥＴ６０ａ，６０ｃに車載電源６５の電源電圧Ｖｂが印加されるとともに、下段側（図３中、下側）の各ＦＥＴ６０ｂ，６０ｄが接地されている。そして、その第１のスイッチングアーム６１における各ＦＥＴ６０ａ，６０ｂの接続点６１ｘ、及び第２のスイッチングアーム６２における各ＦＥＴ６０ｃ，６０ｄの接続点６２ｘが、それぞれ、そのモータ３０に対する接続点、つまりはモータ接続端子となっている。

即ち、本実施形態のモータ制御部４５は、モータ３０を第１方向に回転させる場合には、そのモータ制御信号の出力により、第１のスイッチングアーム６１における上段側のＦＥＴ６０ａをオン、下段側のＦＥＴ６０ｂをオフとし、第２のスイッチングアーム６２における下段側のＦＥＴ６０ｄをオン、上段側のＦＥＴ６０ｃをオフとする。また、モータ３０を第２方向に回転させる場合には、そのモータ制御信号の出力により、第２のスイッチングアーム６２における上段側のＦＥＴ６０ｃをオン、下段側のＦＥＴ６０ｄをオフとし、第１のスイッチングアーム６１における下段側のＦＥＴ６０ｂをオン、上段側のＦＥＴ６０ａをオフとする。そして、本実施形態のモータ制御部４５は、そのモータ制御信号の出力を通じて、これら各ＦＥＴ６０ａ〜６０ｄのオンデューティ比を制御することにより、モータ３０の発生する駆動力を変化させることが可能となっている。

また、本実施形態のモータ制御部４５は、モータ３０の駆動力に基づき移動中の可動パネル１０を停止させる場合、ブレーキ制御の実行により、そのモータ３０に制動力を発生させる。具体的には、モータ制御部４５は、駆動回路５０を構成する上段側の各ＦＥＴ６０ａ，６０ｃをオン、又は下段側の各ＦＥＴ６０ｂ，６０ｄをオンとする回生ブレーキ制御を実行する。そして、本実施形態のサンルーフ装置１１は、これにより、その移動中の可動パネル１０を速やかに停止させることが可能となっている。

更に、本実施形態のモータ制御部４５は、モータ３０に駆動力を発生させる駆動制御から上記回生ブレーキ制御に移行する際、駆動回路５０を構成する各ＦＥＴ６０ａ〜６０ｄの全てをオフとするモータフリー制御の実行により、そのモータ３０の自由回転を許容する可動パネル１０の空走期間を設定する。そして、本実施形態のサンルーフ装置１１は、これにより、その可動パネル１０を停止させる際の振動及び音を抑制する構成になっている。

詳述すると、図４に示すように、本実施形態のモータ制御部４５は、駆動制御の実行を停止した後、モータ３０の回転、つまりは可動パネル１０の作動に同期したパルス信号Ｓｐのエッジ、詳しくは、その立ち下がりのエッジをカウントすることにより、可動パネル１０の移動距離Ｘを計測する。そして、そのカウント数Ｎが所定数Ｎ１に到達するまでの期間を可動パネル１０の空走期間αに設定する。

また、図５に示すように、本実施形態のモータ制御部４５は、駆動制御の実行を停止した後、その経過時間ｔを計測する。そして、その経過時間ｔが所定時間ｔ１に到達するまでの期間を可動パネル１０の空走期間αに設定する。

つまり、本実施形態のサンルーフ装置１１においては、モータ３０に駆動力を発生させる駆動制御の実行を停止した後における可動パネル１０の移動距離Ｘ、及び駆動制御の実行を停止した後の経過時間ｔに基づいて、その可動パネル１０の空走期間αが設定される。そして、この空走期間αが経過した後に、その回生ブレーキ制御が実行される構成になっている。

即ち、図６のフローチャートに示すように、本実施形態のモータ制御部４５は、モータ３０の駆動力に基づき移動中の可動パネル１０を停止させる場合（ステップ１０１：ＹＥＳ）、先ず、そのモータ３０に可動パネル１０の駆動力を発生させる駆動制御の実行を停止する（ステップ１０２）。次に、モータ制御部４５は、図示しない記憶領域から上記所定数Ｎ１及び所定時間ｔ１を読み出すことにより、その駆動制御の実行を停止した後の空走期間αを設定する（ステップ１０３）。そして、モータ制御部４５は、駆動制御の実行を停止した後におけるパルス信号Ｓｐのカウント数Ｎを計測するカウンタ及び経過時間ｔを計測するタイマをセットして（Ｎ＝０，ｔ＝０、ステップ１０４）、駆動回路５０の各ＦＥＴ６０ａ〜６０ｄを全てオフとするモータフリー制御の実行により、モータ３０の自由回転を許容する（ステップ１０５）。

更に、本実施形態のモータ制御部４５は、そのモータ３０の回転に同期、つまりは可動パネル１０の作動に同期したパルス信号Ｓｐのカウント数Ｎが所定数Ｎ１に到達したか否かを判定し（ステップ１０６）、及び、その経過時間ｔが所定時間ｔ１に到達したか否かを判定する（ステップ１０７）。そして、カウント数Ｎが所定数Ｎ１に満たず（Ｎ＜Ｎ１、ステップ１０６：ＮＯ）、且つ経過時間ｔが所定時間ｔ１に到達していない場合（ｔ＜ｔ１、ステップ１０７：ＮＯ）には、再び、上記ステップ１０５のモータフリー制御を実行する。

また、本実施形態のモータ制御部４５は、上記ステップ１０６において、カウント数Ｎが所定数Ｎ１に到達した場合（Ｎ≧Ｎ１、ステップ１０６：ＹＥＳ）には、空走期間αが経過したと判定する（ステップ１０８）。更に、モータ制御部４５は、その上記ステップ１０７において、経過時間ｔが所定時間ｔ１に到達した場合（ｔ≧ｔ１、ステップ１０７：ＹＥＳ）にも、ステップ１０８において、その空走期間αが経過したと判定する。そして、本実施形態のモータ制御部４５は、これにより、その実行するモータ３０の制御形態を回生ブレーキ制御に切り替える（ステップ１０９）。

尚、本実施形態のサンルーフ装置１１において、この回生ブレーキ制御は、予め設定された所定時間を経過するまで継続される。そして、本実施形態のサンルーフ装置１１は、これにより、確実に、その可動パネル１０を停止させることが可能となっている。

次に、本実施形態の作用について説明する。
即ち、空走期間αの設定により、駆動制御からブレーキ制御に移行する際、その負荷方向の反転により生ずる可動パネル１０の荷重移動が穏やかになる。更に、空走期間αにおいても、その摺動抵抗に基づいて、可動パネル１０の移動速度が低下する。そして、これにより、その回生ブレーキ制御の実行に伴う振動及び音の発生が抑制される。

次に、本実施形態の効果について説明する。
（１）開閉制御部としてのＥＣＵ４０は、駆動源となるモータ３０の通電を制御することにより車両１のルーフ開口部３に設けられた開閉体としての可動パネル１０の作動を制御する。また、ＥＣＵ４０は、モータ３０の駆動力に基づき移動中の可動パネル１０を停止させる場合には、そのモータ３０の自由回転を許容する空走期間αを設定する。そして、この空走期間αが経過した後に、そのモータ３０に制動力を発生させるブレーキ制御を実行する。

上記構成によれば、ブレーキ制御の実行により可動パネル１０に生ずる荷重移動を穏やかなものとすることができる。更に、その摺動抵抗に基づいて、ブレーキ制御の実行までに可動パネル１０の移動速度を低下させることができる。そして、これにより、その可動パネル１０を停止させる際の振動及び音を抑制することができる。

特に、サンルーフ装置１１の可動パネル１０は、多くの場合、駆動制御の実行を停止した後においても、その慣性により移動し続けやすく、且つブレーキ制御の実行による荷重移動に伴い振動や音が発生しやすい構造を有している。そして、車両１の乗員に近い位置に設けられることから、上記構成の採用により静粛性を高めることで、その質感を向上させることができる。

（２）ＥＣＵ４０は、モータ３０に駆動力を発生させる駆動制御の実行を停止した後における可動パネル１０の移動距離Ｘに基づいた空走期間αを設定する。
上記構成によれば、モータ３０の回転が速く、可動パネル１０の移動速度が速い場合であっても、適切に、その空走期間αの経過によりブレーキ制御に移行することができる。そして、これにより、停止位置のずれを抑制することができる。

（３）ＥＣＵ４０は、モータ３０に駆動力を発生させる駆動制御の実行を停止した後の経過時間ｔに基づいた空走期間αを設定する。これにより、モータ３０の回転が遅く、可動パネル１０の移動速度が遅い場合であっても、適切に、その空走期間αの経過によりブレーキ制御に移行することができる。

（４）ＥＣＵ４０は、空走期間αの経過後、回生ブレーキ制御を実行する。
上記構成によれば、モータ３０の発熱を抑制しつつ、このモータ３０に制動力を発生させることができる。そして、モータ３０がブラシ付きの直流モータであっても、そのブレーキ制御の実行が可能という利点がある。

なお、上記実施形態は、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、車両１のルーフ開口部３に設けられた可動パネル１０を開閉体とするサンルーフ装置１１に具体化した。しかし、これに限らず、例えば、車両のドア開口部に設けられたスライドドア等を開閉体とするパワースライドドア装置等、その他の車両用開閉体制御装置に適用してもよい。そして、このような車両用開閉制御装置に限らず、その他の用途に使用可能なモータ制御装置に適用してもよい。

・上記実施形態では、アクチュエータ３１の駆動源となるモータ３０には、ブラシ付きの直流モータが採用されることとしたが、アクチュエータ３１のモータ３０にブラシレスモータを採用する構成に適用してもよい。そして、この場合、回生ブレーキ制御に限らず、そのブレーキ制御として通電相を固定した所謂相固定通電による電磁ブレーキ制御を実行してもよい。

・また、例えば、図７に示すように、ブレーキ制御の実行時、時間Ｔの経過とともに、そのオン作動させるスイッチング素子のデューティＤを徐々に増大させる等、ブレーキ制御の実行によりモータ３０に発生させる制動力を徐々に増大させる構成としてもよい。これにより、より好適に、その可動パネル１０を停止させる際の振動及び音を抑制することができる。

・上記実施形態では、モータ３０の回転に同期したパルス信号Ｓｐのエッジをカウントすることにより、その駆動制御の実行を停止した後における可動パネル１０の移動距離Ｘを計測することとした。しかし、これに限らず、可動パネル１０の作動に同期するものであれば、その移動距離Ｘの計測に用いるパルス信号Ｓｐは、例えば、減速ギヤの回転等、その他の部材の動作に同期したものであってもよい。そして、パルス信号Ｓｐのカウント以外の方法により、その駆動制御の実行を停止した後における可動パネル１０の移動距離Ｘを計測する構成であってもよい。

・上記実施形態では、駆動制御の実行を停止した後における可動パネル１０の移動距離Ｘ、及び駆動制御の実行を停止した後の経過時間ｔに基づいて、その可動パネル１０の空走期間αが設定されることとしたが、移動距離Ｘ又は経過時間ｔの何れか一方に基づいた空走期間αが設定される構成であってもよい。

１…車両
３…ドア開口部（開口部）
１０…可動パネル（開閉体）
１１…サンルーフ装置（開閉体制御装置）
３０…モータ
４０…ＥＣＵ（開閉制御部）
α…空走期間

Claims (6)

1. 駆動源となるモータの通電を制御することにより車両の開口部に設けられた開閉体の作動を制御する開閉制御部を備え、
   前記開閉制御部は、前記モータの駆動力に基づき移動中の前記開閉体を停止させる場合には、前記モータの自由回転を許容する空走期間を設定し、該空走期間が経過した後に、前記モータに制動力を発生させるブレーキ制御を実行する車両用開閉体制御装置。
2. 請求項１に記載の車両用開閉体制御装置において、
   前記開閉制御部は、前記モータに駆動力を発生させる駆動制御の実行を停止した後における前記開閉体の移動距離に基づいた前記空走期間を設定すること、
   を特徴とする車両用開閉体制御装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の車両用開閉体制御装置において、
   前記開閉制御部は、前記モータに駆動力を発生させる駆動制御の実行を停止した後の経過時間に基づいた前記空走期間を設定すること、を特徴とする車両用開閉体制御装置。
4. 請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の車両用開閉体制御装置において、
   前記ブレーキ制御は、回生ブレーキ制御であること、
   を特徴とする車両用開閉体制御装置。
5. 請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の車両用開閉体制御装置において、
   前記開閉制御部は、前記ブレーキ制御の実行により前記モータに発生させる前記制動力を徐々に増大させること、を特徴とする車両用開閉体制御装置。
6. 請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の車両用開閉体制御装置において、
   前記開閉体は、サンルーフ装置の可動パネルであること、
   を特徴とする車両用開閉体制御装置。

Images