JP2687871B2

JP2687871B2 - 電動開閉制御装置

Info

Publication number: JP2687871B2
Application number: JP6045265A
Authority: JP
Inventors: 和久清水; 長徳井上
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1994-02-17
Filing date: 1994-02-17
Publication date: 1997-12-08
Anticipated expiration: 2012-12-08
Also published as: JPH07229360A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば車両のパワーウ
ィンドウ装置や電動サンルーフ等に用いて好適な電動開
閉制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、パワーウィンドウ装置は、窓ガラ
スをアップ・ダウンさせる電動駆動機構部と、この電動
駆動機構部のモータを駆動する電動開閉制御装置とから
構成されている。電動開閉制御装置による窓ガラスの位
置検出は、エンコーダ等のモータの機械運動に連動して
変化する電気信号を発生する信号発生器や、モータより
発生するブラシノイズを検出することにより得ている。
なお、窓ガラスの位置の起点、すなわち基準位置は通常
全開位置にしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の電動開閉制御装置にあっては、エンコーダ等
のモータの機械運動に連動して変化する電気信号を発生
する信号発生器や、モータより発生するブラシノイズを
検出することによって窓ガラスの位置検出を行なってい
るが、回路が複雑になり、コストアップの原因になると
いう問題点があった。

【０００４】そこで本発明は、窓ガラスの位置検出をロ
ーコストで行なうことができる電動開閉制御装置を提供
することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明による請求項１記載の電動開閉制御装置は、モ
ータに流れる電流を検出する電流検出手段と、前記モー
タの端子電圧を検出する電圧検出手段と、前記モータの
駆動時間を計測する駆動時間計時手段と、前記電流検出
手段の検出結果、前記電圧検出手段の検出結果及び前記
駆動時間計時手段の計測結果により開閉部の位置を算出
する位置算出手段とを備えた電動開閉制御装置であっ
て、前記位置算出手段は、前記開閉部のロックエンド時
における前記電流検出手段の検出結果により該開閉部の
位置を算出するための係数を変化させることを特徴とす
る。好ましい態様として、前記位置算出手段は、前記開
閉部のロックエンド時における前記電流検出手段の検出
結果により前記係数であるモータ抵抗を変化させること
を特徴とする。

【０００６】請求項３記載の電動開閉制御装置は、請求
項１又は請求項２いずれかの項記載の電動開閉制御装置
において、計時手段を有し、前記位置算出手段は、前記
係数を変化させたときから所定時間後に該係数を初期値
に戻すことを特徴とする。請求項４記載の電動開閉制御
装置は、請求項１、請求項２又は請求項３いずれかの項
記載の電動開閉制御装置において、イグニションスイッ
チのオン／オフを検出するオン／オフ検出手段を有し、
前記位置算出手段は、前記係数を変化させたときから前
記イグニションスイッチがオフになったときに該係数を
初期値に戻すことを特徴とする。請求項５記載の電動開
閉制御装置は、請求項１、請求項２、請求項３又は請求
項４いずれかの項記載の電動開閉制御装置において、車
両のパワーウィンドウ装置又は電動サンルーフに適用し
たことを特徴とする。

【０００７】

【作用】請求項１記載の発明では、モータ電流、モータ
電圧およびモータ駆動時間により開閉部の位置の算出を
行なう。特に、ロックエンド時のモータ電流によって位
置を算出するための係数を変化させて、この係数に基づ
いて位置検出を行なう。位置検出は速度と時間とにより
求めることができる。この場合、速度は（Ｖm−Ｉm・Ｒ
m（ｔ））／Ｋe（ｔ）で求まり、この式にモータ駆動時
間を乗算することによって開閉部の位置が求まる。Ｖm：モータ電圧Ｉm：モータ電流Ｒm（ｔ）：モータ抵抗Ｋe（ｔ）：誘起電圧定数（Ｒm（ｔ）とＫe（ｔ）は
モータの固有値）また、モータを連続して動作させたり、ロックエンドで
長時間モータを駆動し続けたりした場合にモータの発熱
によってモータ抵抗Ｒmが変化し、位置検出に誤差が生
ずる。そこで、ロックエンド時におけるモータ電流によ
って係数を変化させる。この係数はモータ抵抗Ｒmと誘
起電圧定数Ｋeであり、少なくとも一方を変化させる。
したがって、ローコストで窓ガラスの位置検出ができる
とともに、モータ温度が上がっても位置検出に誤差が生
じない。

【０００８】請求項３記載の発明では、開閉部の位置を
算出するための係数を変化させたときから所定時間後に
初期値に戻す。したがって、所定時間後にモータを動作
させた場合に係数が初期値に戻っているので、そのとき
の位置検出に誤差が生ずることがない。請求項４記載の
発明では、開閉部の位置を算出するための係数を変化さ
せたときからイグニションスイッチがオフになったとき
に初期値に戻す。したがって、次回イグニションスイッ
チをオンした場合に係数が初期値に戻っているので、そ
のときの位置検出に誤差が生ずることがない。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
１は本発明に係る電動開閉制御装置の一実施例を適用し
たパワーウィンドウ装置の全体構成図である。この図に
おいて、１はモータ（ＤＣモータ）、２は減速機であ
り、モータ１の回転速度を低速にする。減速機２にはウ
ィンドウ・レギュレータ３が接続されており、このウィ
ンドウ・レギュレータ３を介して窓ガラス４の昇降が行
われる。モータ１、減速機２および支持アーム３はドア
５に内蔵されている。６は電動開閉制御装置であり、操
作スイッチ７（図２）の操作に基づいてモータ１を駆動
する。この電動開閉制御装置６にはバッテリ８（図２）
より電源が供給される。上記モータ１、減速機２、ウィ
ンドウ・レギュレータ３は電動駆動機構部５０を構成す
る。

【００１０】図２はこの実施例のパワーウィンドウ装置
の構成を示すブロック図である。この図において、操作
スイッチ７は人間が窓ガラス４を手動または自動でアッ
プ・ダウンさせたいときに操作するスイッチであり、通
常はドアの内側に配置されている。１０は正回転リレ
ー、１１は逆回転リレーである。ここで、正回転リレー
１０の接点と逆回転リレー１１の接点とが図示のような
状態に設定された場合、すなわち、正回転リレー１０の
共通接点ｃが固定接点ａに投入され、逆回転リレー１１
の共通接点ｃが固定接点ｂに投入された場合にはモータ
１は正回転する。また、接点状態が図示とは逆の場合、
すなわち、正回転リレー１０の共通接点ｃが固定接点ｂ
に投入され、逆回転リレー１１の共通接点ｃが固定接点
ａに投入された場合にはモータ１は逆回転する。

【００１１】１２は正回転ドライバであり、正回転リレ
ー１０を駆動する。１３は逆回転ドライバであり、逆回
転リレー１１を駆動する。１４は出力回路であり、ＣＰ
Ｕ１５と正回転ドライバ１２および逆回転ドライバ１３
との間の信号の授受を行う。ＣＰＵ１５は装置各部を制
御すると共に各種演算を行う。特に、ＣＰＵ１５はモー
タ１の端子電圧（モータ電圧）と、モータ１に流れる電
流（モータ電流）と、モータ駆動時間（モータ駆動開始
時からの経過時間）とに基づいて窓ガラス４の位置検出
を行なう。すなわち、速度を求めた後、この結果に経過
時間を乗算して位置を求める。この場合、速度は式
（１）で表される。・速度＝（Ｖm−Ｉm・Ｒm（ｔ））／Ｋe（ｔ） …（１）Ｖm：モータ電圧Ｉm：モータ電流Ｒm（ｔ）：モータ抵抗Ｋe（ｔ）：誘起電圧定数（Ｒm（ｔ）とＫe（ｔ）はモータの固有値）また、位置は式（２）で表される。・位置＝速度×時間 …（２）ここで、図３は計算により求めた窓ガラス４の位置と、
窓ガラス４の絶対位置との関係を実験により得た図であ
り、縦軸は計算により求めた窓ガラス４の位置、横軸は
窓ガラス４の絶対位置である。この図に示すように窓ガ
ラス４の絶対位置と計算により求めた位置は比例してい
ることが分かる。したがって、計算によって窓ガラス４
の位置が精度良く求まる。

【００１２】また、ＣＰＵ１５は、ロックエンド時（窓
ガラス４が全閉位置に達した時）に、モータ電流値から
モータ抵抗値を算出する。すなわち、ロックエンド時に
モータ抵抗値を更新させる。そして、モータ抵抗値を更
新させた後、そのモータ抵抗値に基づいて窓ガラス４の
位置の算出を行なう。モータ抵抗値の更新を行なう理由
は、モータ１を連続して動作させたり、ロックエンドで
長時間モータ１を駆動し続けたりした場合にモータ１の
発熱によりモータ抵抗値が変化し、位置検出に誤差が生
ずるからである（図４参照）。ここで、図５は窓ガラス
４を全開にしたときのモータ電流波形図であり、同図
（ａ）はモータ１の温度が上がっていない場合のモータ
電流波形図、同図（ｂ）はモータ１の温度が上がってい
る場合のモータ電流波形図である。これらの図に示すよ
うにモータ１の温度が上がっている場合にはロックエン
ドにおけるモータ電流値（平坦になっている状態での電
流）が大きくなっているのが分かる。他方、図６は窓ガ
ラス４を全閉にしたときのモータ電流波形図であり、同
図（ａ）はモータ１の温度が上がっていない場合のモー
タ電流波形図、同図（ｂ）はモータ１の温度が上がって
いる場合のモータ電流波形図である。上記同様にモータ
１の温度が上がっている場合にはロックエンドにおける
モータ電流値（平坦になっている状態での電流）が大き
くなっているのが分かる。

【００１３】ところで、モータ抵抗値を更新させた後に
モータ１の温度が徐々に低下して行くと、更新を行なっ
たままのモータ抵抗値では逆に位置検出に誤差が生じて
くる。そこで、ＣＰＵ１５はモータ抵抗値の更新を行な
った後から所定時間後にモータ抵抗値を初期値に戻すよ
うにする。このようにして温度の影響による位置検出の
誤差を無くすようにしている。図２において、１６はＲ
ＯＭであり、ＣＰＵ１５を制御するためのプログラム
と、モータ１のモータ抵抗Ｒmおよび誘起電圧定数Ｋeの
初期値がそれぞれ書き込まれている。１７はＲＡＭであ
り、ワークエリアおよびデータ保存用として使用され
る。１８はバックアップ用のＲＡＭ、１９はタイマであ
り、モータ駆動時間の計測やモータ抵抗値更新後の時間
の計測等に使用される。２０は各種データを入力するた
めの入力回路であり、これを介して各種データがＣＰＵ
１５に取り込まれる。ＣＰＵ１５、ＲＯＭ１６、ＲＡＭ
１７、バックアップＲＡＭ１８およびタイマ１９、出力
回路１４および入力回路２０はバスライン２１を介して
接続されている。

【００１４】２２はモータ電流検出回路であり、シャン
ト抵抗Ｒｓに流れるモータ電流によってこのシャント抵
抗Ｒｓの両端に発生する電圧を検出することでモータ電
流を検出する。２３はモータ電圧検出回路であり、モー
タ１の端子電圧を検出する。２４はＡ／Ｄ変換器であり
モータ電流検出回路２２およびモータ電圧検出回路２３
の各出力をデジタル変換し、入力回路２０に供給する。
２５はイグニッションスイッチであり、バッテリ８に直
列に介挿されている。２６はイグニッションスイッチ２
５のオン／オフを検出するＩＧオン／オフ検出回路であ
る。上記操作スイッチ７の出力は入力回路２０に供給さ
れる。上記正回転リレー１０、逆回転リレー１１、正回
転ドライバ１２、逆回転ドライバ１３、出力回路１４、
ＣＰＵ１５、ＲＯＭ１６、ＲＡＭ１７、バックアップＲ
ＡＭ１８、タイマ１９、入力回路２０、バスライン２
１、モータ電流検出回路２２、モータ電圧検出回路２
３、Ａ／Ｄ変換器２４、ＩＧオン／オフ検出回路２６お
よびシャント抵抗Ｒｓは電動開閉制御装置６を構成す
る。

【００１５】図７は電動開閉制御装置６の窓ガラス４の
位置検出機能をブロック的に、電動駆動機構部５０を示
すブロック図と共に描いたものである。この図におい
て、３０はロック電流検出部であり、モータ電流Ｉmか
らロックエンド時のモータ電流値を検出する。３１はモ
ータ抵抗変更部であり、ロックエンド時のモータ電流値
とモータ電圧値とからモータ抵抗値を算出し、位置算出
部３２に供給する。また、モータ抵抗変更部３１は常時
タイマ１９の出力を取り込んでおり、モータ抵抗値を算
出したときから所定時間経過した後にモータ抵抗値の初
期値を位置算出部３２に供給する。位置算出部３２は、
モータ抵抗変更部３１から供給されるモータ抵抗値、モ
ータ電流値およびモータ電圧値をそれぞれ取り込み、ま
た、予め記憶された誘起電圧定数から上述した式
（１）、式（２）にしたがって窓ガラス４の位置を算出
し、出力する。上記モータ電流検出回路２２は電流検出
手段に対応する。また、上記モータ電圧検出回路２３は
電圧検出手段に対応する。また、上記ＣＰＵ１５は駆動
時間計時手段および位置算出手段に対応する。また、上
記ＩＧオン／オフ検出回路２６はオン／オフ検出手段に
対応する。また、上記窓ガラス４は開閉部に対応する。
また、上記タイマ１９は計時手段に対応する。

【００１６】次に、上記構成による動作について説明す
る。図８はメイン処理を示すフローチャートである。こ
の図において、電源の投入後、まず、ステップＳ１０で
ＲＡＭ１７、バックアップＲＡＭ１８およびタイマ１９
等の初期化を行う。次いで、ステップＳ１２でスイッチ
操作が行なわれたか否かの判定を行なう。この判定にお
いてスイッチ操作が行なわれていないと判断するとこの
ステップを繰り返し、スイッチ操作が行なわれたと判断
すると、ステップＳ１４でモータ駆動時間のカウントを
開始する。すなわち、モータ１の駆動開始時からの時間
を計測する。次いで、ステップＳ１６でＡ／Ｄ変換器２
４からモータ電流Ｉm、モータ電圧Ｖmを入力回路２０を
介して取り込む。そして、ステップＳ１８でモータ抵抗
Ｒm、モータ電流Ｉm、モータ電圧Ｖmおよび誘起電圧定
数Ｋeの各値に基づいて速度を算出する。

【００１７】次いで、ステップＳ２０で速度と駆動時間
とに基づいて窓ガラス４の位置を算出する。そして、ス
テップＳ２２で窓ガラス４が閉め切りであるか否かの判
定を行ない、閉め切り位置でないと判断すると、ステッ
プＳ２４で過負荷検出を行なう。そして、ステップＳ２
６で挟み込みか否かの判定を行なう。この判定におい
て、挟み込みであると判断すると、ステップＳ２８で直
ちにモータ１の駆動を停止し、その直後から正回転ドラ
イバ１２および逆回転ドライバ１３を動作させ、窓ガラ
ス４が数センチ下がるまでモータ１を逆転させる。この
処理の終了後、ステップＳ１２に戻る。一方、ステップ
Ｓ２２の判定において窓ガラス４が閉め切りであると判
断すると、ステップＳ３０でそのときのモータ電流Ｉ
m、すなわちロック電流を検出する。次いで、ステップ
Ｓ３２でロック電流とモータ電圧Ｖmとからモータ抵抗
値を算出する。そして、設定されているモータ抵抗値を
現時点で算出した値に更新する。モータ抵抗値を更新し
た後、ステップＳ３４で時間のカウントを開始し、ステ
ップＳ１２に戻る。

【００１８】図９は割り込み処理を示すフローチャート
である。この処理は所定時間（例えば、数百ｍｓｅｃ）
毎に実行される。まず、ステップＳ５０でモータ抵抗値
の更新が行なわれたか否かの判定を行ない、更新が行な
われていないと判断するとこのステップを繰り返す。こ
れに対して、更新が行なわれたと判断すると、ステップ
Ｓ５２でカウント値が予め設定した所定値に達したか否
かの判定を行なう。すなわち、モータ抵抗値の更新を行
なってから所定時間経過したか否かの判定を行なう。こ
の判定において、カウント値が所定値に達していないと
判断するとこのステップを繰り返し、所定値に達したと
判断するとステップＳ５４に進む。ステップＳ５４に進
むと、モータ抵抗値を初期値に戻し、処理を抜ける。

【００１９】なお、上記実施例では、所定時間毎にモー
タ抵抗Ｒmを初期値に戻すようにしたが、その他、イグ
ニッションスイッチがオフされたときにモータ抵抗Ｒm
を初期値に戻すようにしても良い。これを実現するに
は、図８に示すメイン処理のステップＳ３４を削除し、
図９に示すインタラプト処理のステップＳ５２におい
て、”イグニッションスイッチがオフされたか？”に変
更すれば良い。また、上記実施例では、パワーウィンド
ウ装置に適用した場合であったが、その他、電動サンル
ーフや建物の出入口の自動扉等に適用できることは言う
までもない。すなわち、モータ電流と、モータ電圧と、
モータ駆動時間とにより位置検出を行ない、また、温度
の影響による位置検出誤差はモータ抵抗を変化させるこ
とで補正するので、どのようなモータに対しても適用す
ることができる。

【００２０】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、モータ電
流、モータ電圧およびモータ駆動時間により開閉部の位
置を算出し、特に、ロックエンド時のモータ電流によっ
て位置を算出するための係数を変化させるようにしたの
で、ローコストで窓ガラスの位置検出ができるととも
に、モータ温度が上がっても位置検出に誤差が生じな
い。請求項３記載の発明によれば、開閉部の位置を算出
するための係数を変化させたときから所定時間後に初期
値に戻すようにしたので、所定時間後すなわちモータ温
度が下がった後にモータを動作させた場合でも位置検出
に誤差が生じない。請求項４記載の発明によれば、開閉
部の位置を算出するための係数を変化させたときからイ
グニションスイッチがオフになったときに初期値に戻す
ようにしたので、次回イグニションスイッチをオンした
場合でも位置検出に誤差が生じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る電動開閉制御装置を適
用したパワーステリング装置の全体構成図である。

【図２】同実施例の電動開閉制御装置を適用したパワー
ステアリング装置の構成を示すブロック図である。

【図３】同実施例の電動開閉制御装置を説明するための
波形図である。

【図４】同実施例の電動開閉制御装置を説明するための
波形図である。

【図５】同実施例の電動開閉制御装置を説明するための
波形図である。

【図６】同実施例の電動開閉制御装置を説明するための
波形図である。

【図７】同実施例の電動開閉制御装置の窓ガラス位置検
出機能を説明するためのブロック図である。

【図８】同実施例の電動開閉制御装置を適用したパワー
ステアリング装置の動作を示すフローチャートである。

【図９】同実施例の電動開閉制御装置を適用したパワー
ステアリング装置の動作を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１モータ４窓ガラス（開閉部）６電動開閉制御装置７操作スイッチ１５ＣＰＵ（駆動時間計時手段、位置算出手段）１９タイマ（計時手段）２２モータ電流検出回路（電流検出手段）２３モータ電圧検出回路（電圧検出手段）２６ＩＧオン／オフ検出回路（オン／オフ検出手段）

フロントページの続き (56)参考文献特開平７−87770（ＪＰ，Ａ) 特開平６−311773（ＪＰ，Ａ) 特開平７−87771（ＪＰ，Ａ) 特開平４−363487（ＪＰ，Ａ) 特開平５−286356（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−11086（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】モータに流れる電流を検出する電流検出
手段と、前記モータの端子電圧を検出する電圧検出手段と、前記モータの駆動時間を計測する駆動時間計時手段と、前記電流検出手段の検出結果、前記電圧検出手段の検出
結果及び前記駆動時間計時手段の計測結果により開閉部
の位置を算出する位置算出手段と、を備えた電動開閉制
御装置であって、前記位置算出手段は、前記開閉部のロックエンド時にお
ける前記電流検出手段の検出結果により該開閉部の位置
を算出するための係数を変化させることを特徴とする電
動開閉制御装置。
【請求項２】前記位置算出手段は、前記開閉部のロッ
クエンド時における前記電流検出手段の検出結果により
前記係数であるモータ抵抗を変化させることを特徴とす
る請求項１記載の電動開閉制御装置。
【請求項３】計時手段を有し、前記位置算出手段は、前記係数を変化させたときから所
定時間後に該係数を初期値に戻すことを特徴とする請求
項１又は請求項２いずれかの項記載の電動開閉制御装
置。
【請求項４】イグニションスイッチのオン／オフを検
出するオン／オフ検出手段を有し、前記位置算出手段は、前記係数を変化させたときから前
記イグニションスイッチがオフになったときに該係数を
初期値に戻すことを特徴とする請求項１、請求項２又は
請求項３いずれかの項記載の電動開閉制御装置。
【請求項５】車両のパワーウィンドウ装置又は電動サ
ンルーフに適用したことを特徴とする請求項１、請求項
２、請求項３又は請求項４いずれかの項記載の電動開閉
制御装置。