JP2022102296A - 開閉体制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】開閉体の閉め切り時に発生する反力の影響を緩和することが可能な開閉体制御装置を提供する。【解決手段】窓（開閉体）が閉方向の停止位置に到達して動かなくなるロック状態に至ると、モータに間歇的にブレーキをかけるための制御指令がモータ駆動部へ与えられる。モータ駆動部は、この制御指令に基づいて、モータのブレーキ期間αが徐々に長くなり、駆動期間βが徐々に短くなるように、デューティが徐々に変化するＰＷＭ信号を生成して、電源電圧＋Ｂをスイッチングする。このとき、モータの一方の端子Ｔ１には、電源電圧＋Ｂがそのまま印加され、モータの他方の端子Ｔ２には、電源電圧＋Ｂをスイッチングして得られるパルス電圧が印加される。そして、一定時間Ｙａが経過した時点で、モータ駆動部は、モータの両端子間の印加電圧をゼロとする。【選択図】図７

Description

本発明は、モータの駆動により開閉動作を行う開閉体の制御装置に関し、特に、開閉体の閉め切り時に作用する反力の影響を抑制する技術に関する。

たとえば、車両に搭載される開閉体制御装置として、窓の開閉動作を制御するパワーウインドウ装置がある。この装置では、アクチュエータとしてモータを使用し、スイッチ操作によりモータを正転または逆転させることで、開閉体である窓を開けたり閉めたりする。詳しくは、モータと窓との間に、モータと連動して作動する開閉機構（レギュレータ）が設けられており、モータを正転させると、開閉機構を介して窓が上昇し、窓の閉動作が行われる。また、モータを逆転させると、開閉機構を介して窓が下降し、窓の開動作が行われる。

特許文献１、２には、パワーウインドウ装置に用いられる開閉機構が示されている。特許文献１はベルトを備えた開閉機構の例であり、特許文献２はＸ形のアームを備えた開閉機構の例である。特許文献３には、４個のスイッチング素子を含むＨブリッジ回路によりモータを駆動するパワーウインドウ装置が示されている。特許文献４には、全開位置に到達した後の開閉体のがたつきを、回生制動により抑制する技術が示されている。特許文献５には、傾斜地における開閉体の移動を、回生制動により抑制する技術が示されている。

窓の閉動作において、窓を確実に閉め切るためには、窓枠に設けられたゴム製のランチャンネルに窓の上端部が接触した後も、モータの駆動を継続し、窓がランチャンネルに完全に押し当てられて、モータが失速しロック状態になったことが検出されると、モータを停止させる。この場合、モータの両端子を同電位にすることで回生ブレーキが働き、このブレーキ状態を一定時間継続した後、モータの両端子を開放状態にして、モータへの電圧印加を停止する。

窓の上端部がランチャンネルに当たると、ランチャンネルから窓に反力が作用する。モータが回転している間は、この反力とモータの出力トルクとが釣り合って窓は停止している。しかるに、ロック状態が検出されてモータが停止すると、モータの出力トルクがなくなるため、ランチャンネルからの反力によって窓が下降しようとする。

このとき、窓と連動するモータが反力に打ち勝って逆回転しなければ、窓の下降を阻止できるが、モータが反力に逆らえず逆回転すると、窓の下降が許容されてしまう。その結果、窓と窓枠との間にわずかな隙間が生じ、車両のドアを閉じた際に、窓が動いて異音を発するなどの不具合が発生する。

従来は、前述したように、モータのロック状態が検出されると、一定時間回生ブレーキをかけている。回生ブレーキは、モータの逆回転をある程度抑制する効果はあるものの、ブレーキ力より反力のほうが大きいと、モータの逆回転を阻止することができず、窓が下降してしまうので、その効果は十分とは言えない。

また、反力による窓の下降を防止するために、モータに逆回転防止機構が付設される場合もある。この逆回転防止機構は、たとえば一方向クラッチからなり、反力によるモータの逆回転を、クラッチの摩擦力で機械的に阻止するようにしている。しかしながら、クラッチの摩擦力より大きい反力が窓に作用した場合は、やはりモータが逆回転して窓が下降してしまう。

また一方で、ランチャンネルから窓に作用する反力は、過剰な機械的ストレスとして窓から開閉機構を介してドアにも加わり、ドアの変形をひき起こすことがある。特に、気温が高いほど、またモータの印加電圧が高いほど、窓に作用する反力は増大し、開閉機構に過剰なストレスがかかる。そのため、パワーウインドウ装置では、こうした過剰なストレスに耐えうる開閉機構が必要となり、コストが高くなる。

米国特許公開第２０２０／０２６２２７３号 特開２０１６－１０８８０７号公報 特開２０１８－３４２６号公報 特開２０１７－８２４２１号公報 特開２０１３－２４０２６１号公報

本発明の課題は、開閉体の閉め切り時に発生する反力の影響を緩和することが可能な開閉体制御装置を提供することにある。

本発明に係る開閉体制御装置は、開閉体を開閉するためのモータを駆動するモータ駆動部と、このモータ駆動部の動作を制御する制御部とを備えている。モータ駆動部は、制御部からの制御指令に基づいて、モータへ所定の印加電圧を出力する。制御部は、開閉体が閉方向の停止位置に到達して動かなくなるロック状態を検出すると、モータに間歇的にブレーキをかけるための制御指令をモータ駆動部へ出力する。モータ駆動部は、この制御指令に基づいて、モータのブレーキ期間が徐々に長くなり、駆動期間が徐々に短くなるように、モータの印加電圧を変化させ、一定時間が経過した時点で印加電圧をゼロにする。

このようにすれば、開閉体のロック状態が検出された時点で、開閉体を駆動するモータのトルクが消失することはなく、トルクは駆動期間が徐々に短くなってゆくことに応じて、徐々に小さくなってゆく。このため、ロック検出時点では、反力に対してトルクが有効に働くので、開閉体に作用する反力が緩和され、開閉体が開方向へ移動するのを阻止することができる。

本発明において、モータ駆動部は、ＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ回路と、ＰＷＭ信号によりスイッチング動作を行うスイッチング回路とを備えていてもよい。この場合、開閉体が停止位置でロック状態になると、ＰＷＭ回路は、デューティが徐々に変化するＰＷＭ信号を出力し、スイッチング回路は、このＰＷＭ信号に基づいて電源電圧をスイッチングすることにより、モータの印加電圧を変化させる。

本発明において、開閉体が停止位置でロック状態になると、スイッチング回路は、モータの一方の端子に、電源電圧をそのまま印加し、モータの他方の端子に、電源電圧をスイッチングして得られるパルス電圧を印加してもよい。

本発明において、スイッチング回路は、第１スイッチング素子と第２スイッチング素子の直列回路と、第３スイッチング素子と第４スイッチング素子の直列回路とが、電源とグランドとの間に並列に接続された、Ｈブリッジ回路から構成されていてもよい。この場合、第１スイッチング素子と第２スイッチング素子の接続点は、モータの一方の端子に接続され、第３スイッチング素子と第４スイッチング素子の接続点は、モータの他方の端子に接続される。そして、ブレーキ期間では、第１および第３スイッチング素子がオン、第２および第４スイッチング素子がオフとなり、駆動期間では、第１および第４スイッチング素子がオン、第２および第３スイッチング素子がオフとなる。

本発明において、停止位置で停止した開閉体に作用する反力により、当該開閉体が開方向へ移動してモータが逆回転するのを防止する、逆回転防止機構が備わっていてもよい。

本発明によれば、開閉体の閉め切り時に発生する反力の影響を緩和することが可能な開閉体制御装置を提供することができる。

本発明の実施形態を示したブロック図である。 開閉機構の概略構成図である。 窓に作用する力を説明する図である。 モータ駆動部の詳細を示した図である。 ＰＷＭ信号の波形を示した図である。 スイッチング回路の動作を説明する図である。 本発明による窓の閉め切り時の動作を示した図である。 従来例による窓の閉め切り時の動作を示した図である。

本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。以下では、開閉体制御装置として、車両に搭載されるパワーウインドウ装置を例に挙げる。

図１は、本発明によるパワーウインドウ装置の一例を示している。パワーウインドウ装置１００は、車室内に設けられた操作スイッチ３０の操作により開閉機構１０を作動させ、車両の窓Ｗを開閉する装置である。パワーウインドウ装置１００には、制御部１と、モータ駆動部２と、モータ３と、センサ４とが備わっている。窓Ｗは、本発明における「開閉体」の一例である。

制御部１は、マイクロコンピュータなどからなり、センサ４から入力されるパルス信号に基づいて、モータ３の回転速度や窓Ｗの位置を検出するとともに、モータ３の回転速度が目標速度となるように、モータ駆動部２に対してフィードバック制御を行う。

モータ駆動部２は、制御部１からの制御指令に基づいて動作し、モータ３へ所定の印加電圧を供給する。モータ駆動部２には、所定のデューティを持ったＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を生成するＰＷＭ回路２１と、このＰＷＭ回路２１から出力されるＰＷＭ信号に基づいてスイッチング動作を行うスイッチング回路２２とが設けられている。モータ駆動部２の詳細については後述する。

モータ３は、直流モータからなり、モータ駆動部２から出力される印加電圧に基づいて、所定の速度で回転する。モータ３の回転速度は、印加電圧が高いほど大きくなる。モータ３の出力トルクは、回転速度に比例する。モータ３には、開閉機構１０が連結されている。開閉機構１０は、回転するモータ３のトルクを受けて作動し、窓Ｗを開いたり閉めたりする。開閉機構１０の詳細については後述する。

センサ４は、ロータリエンコーダなどからなり、モータ３の回転状態を検出する。詳しくは、センサ４は、モータ３の回転に同期したパルス信号を生成し、これを制御部１へ出力する。制御部１は、パルス信号のパルス間隔などに基づいてモータ３の回転速度を検出し、パルス信号の立上がりや立下りの数などに基づいて窓Ｗの位置を検出する。

図２は、モータ駆動部２の詳細を示している。モータ駆動部２に設けられたスイッチング回路２２は、４個のスイッチング素子Ｓ１～Ｓ４を含む、公知のＨブリッジ回路から構成されている。本例では、スイッチング素子Ｓ１～Ｓ４は、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）からなる。各ＦＥＴのドレイン・ソース間には、サージ保護用の還流ダイオードＤ１～Ｄ４が並列に接続されている。スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４は、それぞれ本発明における第１、第２、第３、および第４スイッチング素子に相当する。

スイッチング回路２２において、スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２の直列回路と、スイッチング素子Ｓ３、Ｓ４の直列回路とが、電源＋ＢとグランドＧＮＤとの間に並列に接続されている。スイッチング素子Ｓ１、Ｓ３の各ドレインは、電源＋Ｂに共通に接続されている。スイッチング素子Ｓ２、Ｓ４の各ソースは、グランドＧＮＤに共通に接続されている。スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２の接続点ｍは、モータ３の一方の端子Ｔ１に接続されている。スイッチング素子Ｓ３、Ｓ４の接続点ｎは、モータ３の他方の端子Ｔ２に接続されている。

モータ３の端子Ｔ１は、窓Ｗが閉じる（上昇する）場合に、スイッチング素子Ｓ１を介して電源電圧＋Ｂが印加される端子（ＵＰ端子）であり、端子Ｔ２は、窓Ｗが開く（下降する）場合に、スイッチング素子Ｓ３を介して電源電圧＋Ｂが印加される端子（ＤＯＷＮ端子）である。

モータ３には、図１で図示を省略した逆回転防止機構５が付設されている。ここでは、逆回転防止機構５は、摩擦力を利用した一方向クラッチから構成されており、モータ３と開閉機構１０との間に設けられる。一方向クラッチは、モータ３から開閉機構１０への動力伝達を許容し、開閉機構１０からモータ３への動力伝達を禁止するように作用する。このような一方向クラッチの構成については、よく知られているので、詳細な説明は省略する。

スイッチング回路２２において、スイッチング素子Ｓ１～Ｓ４の各ゲートには、ＰＷＭ回路２１から、それぞれＰＷＭ信号（ＰＷＭ１～ＰＷＭ４）が与えられる。図３は、ＰＷＭ信号の一例を示している。ＰＷＭ信号は、デューティｄが可変のパルス信号であって、パルスのＨ（High）の区間Ｚａでは、スイッチング素子がオンとなり、パルスのＬ（Low）の区間Ｚｂでは、スイッチング素子がオフとなる。ＰＷＭ回路２１は、制御部１（図１）からの制御指令において指令されたデューティｄを持つＰＷＭ信号を生成し、スイッチング回路２２へ出力する。スイッチング回路２２は、このＰＷＭ信号に基づいて電源電圧＋Ｂをスイッチングする。

図４は、スイッチング回路２２の動作を説明する図である。ここでは、便宜上、図２のスイッチング素子Ｓ１～Ｓ４を、スイッチの接点として表している。スイッチング回路２２の動作には、図４（ａ）～（ｄ）の４つのパターンがある。

図４（ａ）は、窓Ｗが閉じる（上昇する）場合のＵＰパターンである。この場合、ＰＷＭ回路２１からのＰＷＭ信号により、スイッチング素子Ｓ１、Ｓ４がオン、スイッチング素子Ｓ２、Ｓ３がオフとなる。この結果、スイッチング回路２２には、点線で示した経路でモータ３の駆動電流が流れる。これにより、モータ３が正転し、開閉機構１０を介して窓Ｗが閉じる。

図４（ｂ）は、窓Ｗが開く（下降する）場合のＤＯＷＮパターンである。この場合、ＰＷＭ回路２１からのＰＷＭ信号により、スイッチング素子Ｓ２、Ｓ３がオン、スイッチング素子Ｓ１、Ｓ４がオフとなる。この結果、スイッチング回路２２には、点線で示した経路でモータ３の駆動電流が流れる。この場合、モータ３に流れる電流の方向は、図４（ａ）の場合と逆の方向である。このため、モータ３が逆転し、開閉機構１０を介して窓Ｗが開く。

図４（ｃ）は、モータ３にブレーキをかける場合のブレーキパターンである。この場合、ＰＷＭ回路２１からのＰＷＭ信号により、スイッチング素子Ｓ１、Ｓ３がオン、スイッチング素子Ｓ２、Ｓ４がオフとなる。この結果、モータ３の両端子Ｔ１、Ｔ２が同電位（＋Ｂ）となり、モータ３に駆動電流が流れなくなるため、モータ３にブレーキがかかる。また、モータ３の巻線に蓄えられた電磁エネルギーの放出によって、点線で示した経路で回生電流（ブレーキ電流）が流れる。

図４（ｄ）は、モータ３の両端子Ｔ１、Ｔ２が開放された状態のＯＰＥＮパターンである。この場合、スイッチング素子Ｓ１～Ｓ４は全てオフとなり、モータ３の両端子Ｔ１、Ｔ２に電圧が印加されないので、モータ３は停止状態となる。

次に、開閉機構１０について説明する。図５（ａ）に示すように、開閉機構１０（レギュレータ）は、モータ３と窓Ｗとの間に介在し、モータ３の回転により作動して、窓Ｗの開閉動作を行う。窓Ｗは、窓枠４０の内側に設けられているゴム製のランチャンネル５０の溝と嵌合するように、窓枠４０に昇降自在に取り付けられている。図中のＦａは、窓Ｗが上昇する際に、窓Ｗに作用する力を表している（詳細は後述）。

図５（ｂ）は、開閉機構１０の一例を示している。開閉機構１０は、上部に位置する第１ドラム１０ａと、下部に位置する第２ドラム１０ｂと、これらのドラム間に掛け渡されたワイヤ１０ｃと、このワイヤ１０ｃに固定された昇降部材１０ｄとから構成されている。第２ドラム１０ｂは、モータ３の回転軸３ａに連結されていて、モータ３の回転に伴って回転する。昇降部材１０ｄは窓Ｗに連結されていて、モータ３の回転に伴って上下方向に移動する。

たとえば、モータ３が正転すると、第２ドラム１０ｂが反時計回りに回転し、ワイヤ１０ｃを介して昇降部材１０ｄが上昇する。これにより、窓Ｗは昇降部材１０ｄとともに上昇し、閉じてゆく（閉動作）。また、モータ３が逆転すると、第２ドラム１０ｂが時計回りに回転し、ワイヤ１０ｃを介して昇降部材１０ｄが下降する。これにより、窓Ｗは昇降部材１０ｄとともに下降し、開いてゆく（開動作）。

図６は、窓Ｗが閉動作を行う場合の、窓Ｗに作用する力を表した図である。（ａ）は窓Ｗが上昇中の状態、（ｂ）は窓Ｗが上部のランチャンネル５０ｃに接触した状態、（ｃ）は窓Ｗがさらに上昇して停止位置（上死点）に到達した状態を示している。

図６（ａ）のように、窓Ｗがランチャンネル５０ｃの手前の領域で上昇している状態では、窓Ｗに働く力は、定常負荷力Ｆａのみである。この定常負荷力Ｆａは、主に、図５（ａ）に示す前後のランチャンネル５０ａ、５０ｂと窓Ｗの側部との間の摩擦、および窓Ｗのガラスの自重によるものである。

図６（ｂ）のように、窓Ｗがランチャンネル５０ｃと接触する位置に到達すると、窓Ｗには、上述した定常負荷力Ｆａに加え、接触による摩擦に抗して窓Ｗを閉め切るために必要な力（閉め切り力）Ｆｂが働く。この閉め切り力Ｆｂは、ランチャンネル５０ｃと窓Ｗとの間の摩擦によるものである。

図６（ｃ）のように、窓Ｗがさらに上昇して停止位置（上死点）に到達すると、窓Ｗには、上述した定常負荷力Ｆａと閉め切り力Ｆｂとに加えて、過剰力Ｆｃが働く。この過剰力Ｆｃは、窓Ｗがランチャンネル５０ｃに突き当たることによって、ランチャンネル５０ｃから受ける反力であり、前述した窓Ｗの下降の原因となる力である。

従来の窓の閉め切り時の動作を、図８を参照しながら、さらに詳しく説明する。図８において、（ａ）は、窓Ｗの閉動作時にモータ３に流れる電流を示している。（ｂ）は、モータ３の一方の端子Ｔ１（ＵＰ端子）に印加される電圧を示している。（ｃ）は、モータ３の他方の端子Ｔ２（ＤＯＷＮ端子）に印加される電圧を示している。（ｄ）は、モータ駆動部２の出力状態を示している。（ｅ）は、窓Ｗに作用する反力とモータ３のトルクを示している。

窓Ｗが上部のランチャンネル５０ｃに接触するまで、すなわち図６（ａ）の状態では、モータ３に流れる電流は、前後のランチャンネル５０ａ、５０ｂ（図５）と窓Ｗとの摩擦などにより若干変動しつつも、図８（ａ）のように、窓Ｗがランチャンネル５０ｃに接触するｔ１の時点まで、比較的安定した変化を示す。

また、この状態では、スイッチング回路２２の動作パターンは、図４（ａ）のＵＰパターンとなっている。このため、モータ３の端子Ｔ１には、スイッチング素子Ｓ１を介して電源電圧＋Ｂが印加され、端子Ｔ２は、スイッチング素子Ｓ４を介してグランドＧＮＤに接地されている。したがって、端子Ｔ１、Ｔ２の電圧の状態は図８（ｂ）、（ｃ）のようになり、モータ駆動部２の出力状態は図８（ｄ）のように「ＵＰ」となっている。

窓Ｗが上昇してランチャンネル５０ｃと接触すると、すなわち図６（ｂ）の状態に至ると、接触による摩擦が加わるため、モータ３の出力トルクが大きくなる。このため、図８（ａ）のように、モータ３に流れる電流は、窓Ｗがランチャンネル５０ｃに接触するｔ１の時点から急増する。

窓Ｗがさらに上昇して、停止位置（上死点）でランチャンネル５０ｃに突き当たった状態、すなわち図６（ｃ）の状態に至ると、窓Ｗはそれ以上上昇できなくなるので、モータ３の出力トルクは一定値となる。このため、モータ３に流れる電流も、図８（ａ）に示したように、窓Ｗがランチャンネル５０ｃに突き当たったｔ２の時点から飽和し、一定値となる。

図１の制御部１は、窓Ｗが停止位置に到達したことを、モータ電流の変化、あるいはセンサ４からのパルス信号に基づいて検出する。また、制御部１は、モータ電流の飽和状態が、図８（ａ）に示す所定時間τ（ｔ２～ｔ３の期間）継続した場合に、窓Ｗがロック状態になったと判断する。そして、所定時間τが経過したｔ３の時点で、制御部１は、モータ３にブレーキをかけるための制御指令をモータ駆動部２へ出力する。

モータ駆動部２は、制御部１からの制御指令に基づき、ｔ３の時点で、スイッチング回路２２の動作パターンを、図４（ａ）のＵＰパターンから図４（ｃ）のブレーキパターンに切り換える。このため、モータ３の端子Ｔ１には、スイッチング素子Ｓ１を介して電源電圧＋Ｂが継続して印加され、端子Ｔ２にも、スイッチング素子Ｓ３を介して電源電圧＋Ｂが印加される。

その結果、端子Ｔ１と端子Ｔ２とが同電位になるので、図８（ａ）に示すように、モータ３には電流が流れなくなり、モータ３にブレーキがかかる。このブレーキは、両端子Ｔ１、Ｔ２の同電位が維持される間、すなわち図８に示す期間Ｙｂ（ブレーキ期間）の間、継続される。したがって、この期間Ｙｂでは、図８（ｄ）のように、モータ駆動部２の出力状態が「ブレーキ」となる。

そして、一定期間Ｙｂが経過したｔ４の時点で、モータ駆動部２は、スイッチング回路２２の動作パターンを、図４（ｃ）のブレーキパターンから図４（ｄ）のＯＰＥＮパターンに切り換える。このため、モータ３の端子Ｔ１、Ｔ２に電源電圧＋Ｂが印加されなくなって、両端子Ｔ１、Ｔ２が開放状態となる。したがって、図８（ｄ）のように、モータ駆動部２の出力状態は「ＯＰＥＮ」となる。

上述したように、従来の方式では、窓Ｗのロック状態が検出されたｔ３の時点で、図８（ｃ）に示したように、モータ３の端子Ｔ２に電源電圧＋Ｂを連続して印加し、Ｙｂの期間中、両端子Ｔ１、Ｔ２を同電位に維持してモータ３にブレーキをかけている。しかるに、このようにすると、図８（ｅ）に示すように、ｔ３の時点からモータ３のトルクＦ２が消失するため、ランチャンネル５０ｃからの反力Ｆ１（図６（ｃ）の反力Ｆｃに相当）により窓Ｗが下降する。この窓Ｗの下降に対して、回生ブレーキや逆回転防止機構では不十分であることは前述のとおりである。

次に、本発明による窓の閉め切り時の動作を、図７を参照しながら詳しく説明する。図７において、ロック状態が検出されるｔ３の時点までの動作については、図８の場合と同じであるので、説明を省略する。ｔ３の時点で窓Ｗのロック状態が検出されると、図１の制御部１は、モータ３に間歇的にブレーキをかけるための制御指令をモータ駆動部２へ出力する。

モータ駆動部２は、制御部１からの制御指令に基づき、ｔ３の時点で、モータ３の端子Ｔ１の電圧はそのままにし、端子Ｔ２の電圧を、ＰＷＭ信号に基づいて電源電圧＋Ｂをスイッチングした、図７（ｃ）に示すようなパルス電圧に切り換える。図７（ｃ）において、パルス電圧がＨの期間αは、スイッチング回路２２の動作パターンが、図４（ｃ）のブレーキパターンとなる期間であり、パルス電圧がＬの期間βは、スイッチング回路２２の動作パターンが、図４（ａ）のＵＰパターンとなる期間である。

期間αでは、モータ３の端子Ｔ１、Ｔ２に共に電源電圧＋Ｂが印加されて、両端子が同電位となり、モータ３にブレーキがかかる。つまり、期間αはブレーキ期間である。一方、期間βでは、モータ３の端子Ｔ１に電源電圧＋Ｂが印加され、端子Ｔ２はグランドＧＮＤに接地されるので、モータ３に駆動電流が流れる。つまり、期間βは、モータ３が駆動される駆動期間である。

ブレーキ期間αと駆動期間βは、交互に繰り返される。すなわち、図４（ａ）のＵＰパターンと、図４（ｃ）のブレーキパターンとが交互に繰り返される。この結果、モータ３に間歇的にブレーキがかかることになる。この間歇的なブレーキは、一定期間Ｙａの間、継続される。したがって、期間Ｙａでは、図７（ｄ）のように、モータ駆動部２の出力状態が「緩ブレーキ」となる。

また、モータ駆動部２は、期間Ｙａにおいて、ＰＷＭ回路２１が出力するＰＷＭ信号のデューティを徐々に大きくすることにより、ブレーキ期間αが徐々に長くなり、駆動期間βが徐々に短くなるように、端子Ｔ２の印加電圧を変化させる。この結果、モータ３に流れる電流は、図７（ａ）に示すように徐々に減少してゆく。

そして、一定期間Ｙａが経過したｔ４の時点で、モータ駆動部２は、スイッチング回路２２の動作パターンを、図４（ｄ）のＯＰＥＮパターンに切り換える。これについては、図８の場合と同じである。その結果、モータ３の端子Ｔ１、Ｔ２に電源電圧＋Ｂが印加されなくなって、両端子Ｔ１、Ｔ２が開放状態となる。したがって、図８（ｄ）のように、モータ駆動部２の出力状態は「ＯＰＥＮ」となる。

上述したように、本発明では、窓Ｗのロック状態が検出されたｔ３の時点から、従来のようにモータ３の端子Ｔ１、Ｔ２を同電位に固定するのではなく、端子Ｔ１には電源電圧＋Ｂをそのまま印加し、端子Ｔ２には電源電圧＋ＢをＰＷＭ信号でスイッチングしたパルス電圧を印加している。そして、ＰＷＭ信号のデューティを徐々に大きくすることで、ブレーキ期間αを徐々に長くし、駆動期間βを徐々に短くしている。

その結果、図７（ｅ）に示すように、モータ３のトルクＦ２がｔ３の時点で直ちに消失することはなく、トルクＦ２は、駆動期間βが徐々に短くなってゆくことに応じて、徐々に小さくなってゆく。このため、ｔ３の時点では、反力Ｆ１に対してトルクＦ２が有効に働くので、窓Ｗに作用する反力Ｆ１が緩和され、図８（ｅ）のように窓Ｗが反力Ｆ１で下降するのを阻止することができる。

また、上述した反力Ｆ１が大きい場合、従来の方式では、図８のｔ３の時点で反力Ｆ１に対抗するトルクＦ２が消失するため、反力Ｆ１が、窓枠４０（図５（ａ））、開閉機構１０、および開閉機構１０と車両のドア（図示省略）との連結部などを介して、ドア自体に伝わり、冒頭でも述べたように、ドアの変形をひき起こすことがある。しかるに本発明では、図７のｔ３の時点で、反力Ｆ１に対抗するトルクＦ２が働くため、そのような不具合を解消することができる。

本発明では、上述した実施形態以外にも、以下のような種々の実施形態を採用することができる。

上述した実施形態においては、モータ３の端子Ｔ２に、ＰＷＭ信号によりスイッチングされたパルス電圧を印加する例を挙げたが（図７）、ＰＷＭ信号の代わりに、たとえばＰＤＭ（Pulse Density Modulation）信号やＰＰＭ（Pulse Position Modulation）信号などによりスイッチングされたパルス電圧を印加してもよい。

また、上述した実施形態においては、モータ３の回転速度や窓Ｗの位置を検出するために、ロータリエンコーダなどのセンサ４を用いた例を挙げたが（図１）、センサ４に代えて、モータ３に流れる電流を検出する電流検出回路を設けてもよい。そして、電流検出回路で検出されたリプル電流（脈流）に基づいて、モータ３の回転速度や窓Ｗの位置を検出してもよい。

また、上述した実施形態においては、モータ駆動部２が制御部１から分離して設けられている例を挙げたが（図１）、モータ駆動部２を制御部１に組み込んでもよい。

また、上述した実施形態においては、パワーウインドウ装置１００にモータ３が備わっている例を挙げたが（図１）、モータ３は、パワーウインドウ装置１００と別に設けてもよい。

また、上述した実施形態においては、開閉機構の例として、ドラム１０ａ、１０ｂと、ワイヤ１０ｃと、昇降部材１０ｄとを備えた開閉機構１０を例に挙げたが（図５）、これに代えて、たとえば特開２０１６－１０８８０７号公報に示されているような、Ｘ形アームを備えた開閉機構を用いてもよい。

さらに、上述した実施形態においては、開閉体制御装置として車両用のパワーウインドウ装置１００を例に挙げたが（図１）、本発明は、車両のスライドドアやサンルーフなどの開閉体を制御する装置にも適用することができる。さらに、車両以外の分野における各種の開閉体の制御装置にも、本発明は適用が可能である。

１ 制御部
２ モータ駆動部
３ モータ
４ センサ
５ 逆回転防止機構
１０ 開閉機構
２１ ＰＷＭ回路
２２ スイッチング回路
４０ 窓枠
５０ ランチャンネル
１００ パワーウインドウ装置（開閉体制御装置）
Ｔ１ モータの一方の端子
Ｔ２ モータの他方の端子
Ｓ１ スイッチング素子（第１スイッチング素子）
Ｓ２ スイッチング素子（第２スイッチング素子）
Ｓ３ スイッチング素子（第３スイッチング素子）
Ｓ４ スイッチング素子（第４スイッチング素子）
ｍ 第１スイッチング素子と第２スイッチング素子の接続点
ｎ 第３スイッチング素子と第４スイッチング素子の接続点
Ｗ 窓（開閉体）
Ｆ１ 反力
Ｆ２ トルク
α ブレーキ期間
β 駆動期間

Claims (5)

1. 開閉体を開閉するためのモータを駆動するモータ駆動部と、
   前記モータ駆動部の動作を制御する制御部と、を備え、
   前記モータ駆動部は、前記制御部からの制御指令に基づいて、前記モータへ所定の印加電圧を出力する開閉体制御装置において、
   前記制御部は、
   前記開閉体が閉方向の停止位置に到達して動かなくなるロック状態を検出すると、前記モータに間歇的にブレーキをかけるための制御指令を前記モータ駆動部へ出力し、
   前記モータ駆動部は、
   前記制御指令に基づいて、前記モータのブレーキ期間が徐々に長くなり、駆動期間が徐々に短くなるように、前記モータの印加電圧を変化させ、一定時間が経過した時点で前記印加電圧をゼロにする、ことを特徴とする開閉体制御装置。
2. 請求項１に記載の開閉体制御装置において、
   前記モータ駆動部は、
   ＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ回路と、
   前記ＰＷＭ信号によりスイッチング動作を行うスイッチング回路と、を備え、
   前記開閉体が前記停止位置でロック状態になると、
   前記ＰＷＭ回路は、デューティが徐々に変化するＰＷＭ信号を出力し、
   前記スイッチング回路は、前記ＰＷＭ信号に基づいて電源電圧をスイッチングすることにより、前記モータの印加電圧を変化させる、ことを特徴とする開閉体制御装置。
3. 請求項２に記載の開閉体制御装置において、
   前記開閉体が前記停止位置でロック状態になると、
   前記スイッチング回路は、前記モータの一方の端子に、前記電源電圧をそのまま印加し、前記モータの他方の端子に、前記電源電圧をスイッチングして得られるパルス電圧を印加する、ことを特徴とする開閉体制御装置。
4. 請求項３に記載の開閉体制御装置において、
   前記スイッチング回路は、第１スイッチング素子と第２スイッチング素子の直列回路と、第３スイッチング素子と第４スイッチング素子の直列回路とが、電源とグランドとの間に並列に接続された、Ｈブリッジ回路からなり、
   前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子の接続点は、前記モータの一方の端子に接続されており、
   前記第３スイッチング素子と前記第４スイッチング素子の接続点は、前記モータの他方の端子に接続されており、
   前記ブレーキ期間では、前記第１および第３スイッチング素子がオン、前記第２および第４スイッチング素子がオフとなり、
   前記駆動期間では、前記第１および第４スイッチング素子がオン、前記第２および第３スイッチング素子がオフとなる、ことを特徴とする開閉体制御装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の開閉体制御装置において、
   前記停止位置で停止した前記開閉体に作用する反力により、当該開閉体が開方向へ移動して前記モータが逆回転するのを防止する、逆回転防止機構を備えたことを特徴とする開閉体制御装置。

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