JP2930136B2 - 可動構成ユニット用の駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 従来の技術 本発明は請求項１の上位概念に記載された、可動構成
ユニット、例えば自動車のウィンド昇降器、サンルーフ
操作器、ミラー調整器等の駆動装置に関する。

可動構成ユニットに対するこのような駆動装置に対す
る例として、パワーウィンドがある。パワーウィンドで
は、“窓閉め”および“窓開け”に対する２つの選択ス
イッチの１つの操作により、自動車の側面ガラスの所望
の操作過程がトリガされ得る。トリガされた過程“窓閉
め”ないし“窓開け”は、それぞれの選択スイッチが操
作され続けるか、または最終位置に達した際にリミット
スイッチの開放により中断されるまで自動的に経過す
る。リミットスイッチは現代のシステムでは既にホール
センサを有する電子回路により置換されている。この電
子回路は最終位置に達した際、または窓運動路に妨害が
発生した際（はさみ込みの防止）に駆動モータを遮断す
る。

窓ガラスが、例えば自重や振動により自然に開放する
のを阻止するために、駆動装置または構成ユニットは自
動制動型であることが必要である。この機能は実際上、
駆動モータまたはウィンド昇降器の大きな摩擦により形
成される。しかしこれには大きな欠点がある。一方で
は、所望の摩擦は製造工程おいて非常に大きな製造ばら
つき領域内でしか再現できず、そのため機能を保証する
ための駆動モータの駆動出力を、個々の場合に必要とな
るよりも格段に大きく構成しなければならない。他方で
は、比較的大きな駆動出力は配線、ヒューズ、バッテリ
ー容量等の相応に大きな構成を必要とする。

発明の利点 請求項１の特徴部分の構成を有する本発明の駆動装置
は、駆動装置がいわゆるアクティブ型の自己制動部を含
むという利点を有する。すなわち、駆動される構成ユニ
ットの運動最終状態を監視し、この運動最終状態が外部
の影響により変化する場合、相応の駆動力により運動最
終状態に再び到達するために駆動装置が自動的に投入接
続されるのである。このことは駆動モータも、運動すべ
き構成ユニット自体も可及的に摩擦の少ないよう構成で
きることを意味する。このことにより一方では、駆動エ
ネルギが格段に節約され、他方では、比較的に小さな端
子電力を備えた小さな駆動モータを使用することができ
る。摩擦の少ない装置は、大きな摩擦のある装置よりも
格段に小さな製造公差内で製作することができる。それ
により、駆動モータにより保持さるべき、駆動される構
成ユニットの運動経過に対する特性曲線を格段に限定す
ることができる。

一般的に本発明の駆動装置は駆動される構成ユニット
の２つの運動最終位置を監視し、被監視最終位置からの
構成ユニットの運動方向に応じて、駆動モータを一方ま
たは他方の駆動方向に始動する。これは構成ユニットが
外部の影響により最終位置から公差値よりも大きく外れ
て運動すると直ちに行われる。多くの適用例、例えば自
動車のウィンド昇降器では、１つの運動最終位置、例え
ば窓閉成位置の監視のみが必要である。ここでは構成ユ
ニットの運動方向の識別は不必要であり、制御電子回路
を簡単化することができる。

自動車の側面ガラス用の公知の駆動装置には、現在い
わゆるホールICが設けられている。このホールICは駆動
モータのロータシャフトの回転を検出する。相応の制御
電子回路により、所定の窓位置に直接走行し、窓の最終
位置で駆動モータを遮断し、はさみ込み保護、すなわち
窓運動路に妨害がある場合駆動モータを遮断または反転
することが可能である。本発明の駆動装置は、このホー
ルICをローラシャフトの回転運動検出のためのセンサと
して使用することができるという利点を有する。従っ
て、本発明のアクティブ型自己制御機能に対する電子的
な付加コストは僅かである。

従属請求項に記載された手段により、本発明の有利な
発展形態および改善が可能である。

図面 本発明を図面に示された実施例に基づき以下詳細に説
明する。

図１は、自動車のウィンド昇降器に対する駆動装置の
ブロック回路図、 図２は、図１の駆動装置の制御装置の回路図、 図３は、図２の制御装置の評価回路のブロック回路
図、 図４は、図１の駆動装置内のロータシャフトの回転運
動に対するセンサの出力信号線図である。

実施例の説明 図１のブロック回路図に示された、自動車のウィンド
昇降器用駆動装置は永久磁石励磁される電気直流モータ
10を有する。この直流モータのロータシャフト11は２つ
回転方向に駆動可能である。センサ12によって、図１の
右側に示されたロータシャフト11の回転運動が検出され
る。センサ12はそれ自体公知のホールICであり、通常の
ウィンド昇降装置ではロータシャフトの回転の数を検出
する。回転数は種々の制御手段に用いられる。ホールIC
は、ロータシャフト11と回転しないよう結合された永久
磁石13と２つのホール素子14、15からなり、ホール素子
はローラシャフト11に空間的に固定配置され、相互に90
°ずらされている。ホールIC12の２つの出力チャネル１
と２から、ローラシャフト11が回転する際に２つの出力
信号が取り出される。この出力信号は矩形パルスのシー
ケンスから組成されている。それぞれのパルス周波数は
ロータシャフト11の回転を表す。パルス周波数はロータ
シャフト11の回転数に依存する。２つのパルスシーケン
スは電気的に90°相互に位相がずれている。それにより
位相ずれの方向からロータシャフト11の回転方向を識別
することができる。

ウィンド昇降器に対する駆動装置はさらに、直流電源
35に接続された制御装置16を有する。制御装置16の出力
側ａ、ｂにはモータ10が接続され、その入力側ｃ、ｄに
はそれぞれホールIC12の出力チャネル１ないし２が接続
されている。制御装置16の入力側ｅないしｆには、キー
スイッチとして構成された選択スイッチ17ないし18のス
イッチ接点が接続されている。選択スイッチの他方のス
イッチ接点は制御装置16の正電位にある出力側“＋”と
接続されている。窓を閉成するために選択スイッチ17
が、窓を開放するために選択スイッチ18が操作される。
制御装置16の入力側ｇ、ｈおよびｉ、ｋにはそれぞれリ
ミットスイッチ19ないし20が接続されている。２つのリ
ミットスイッチ19、20は通常閉成されており、ウィンド
昇降器により窓ガラスの最終位置で開放される。その際
リミットスイッチ19は“窓閉め”位置で、リミットスイ
ッチ20は“窓開け”位置で開放される。

制御装置16の実施例が図２に回路図で示されている。
モータ10を一方または他方の回転方向に投入接続するた
めに、２つのスイッチリレー21、22が設けられている。
スイッチリレーのリレー巻線23、24はそれぞれ所属のリ
ミットスイッチ19、20と所属の選択スイッチ17、18を介
して直流電源35の正極“＋”と接続されている。各スイ
ッチリレー21、22は切換接点25および26ないし27および
28からなる２重切換接点を有する。閉成状態では、切換
接点25と27が制御装置16の出力側ａとｂをそれぞれ直流
電源35の正極“＋”に、切換接点26と28が出力側ｂとａ
を直流電瀕35の負極“−”に接続する。

例えば選択スイッチ18“窓開け”が操作されると、ス
イッチリレー22が閉成されているリミットスイッチ20を
介して選択スイッチ18の操作持続時間の間、直流電圧源
35の正極“＋”に接続される。２つの切換接点27、28は
閉成し、これによりモータ10は制御装置16の出力側ｂ、
ａを介して直流電圧源35に接続される。ロータシャフト
11は一方の回転方向で回転し、ウィンド昇降器は“窓開
け”方向で駆動される。ウィンド昇降器ガスの最終位置
に達すると（この最終位置では窓が完全に開放されてい
る）、リミットスイッチ20が開放され、これによリスイ
ッチリレー22の励磁が遮断される。今度選択スイッチ17
“窓閉め”が操作されると、スイッチリレー21が励磁さ
れ、閉成されている切換接点25、26を介してモータ10は
反対の回転方向で駆動される。この窓は最終位置でリミ
ットスイッチ19が開放されるまで再び閉められる。

モータ10もウィンド昇降器もほとんど摩擦のないよう
に構成されているから、窓閉成位置で窓が外部の影響、
例えば強い震動により不所望に開放される可能性があ
る。このことを回避するために、センサ12を用いて、不
所望の窓運動の際に生じるロータシャフト11の回転運動
を検出し、ロータシャフト11の所定数の回転が検出され
ると、窓閉めに作用する回転方向でのモータ10の投入接
続がトリガされる。そのためにセンサ12の出力チャネル
１、２、ここでは出力チャネル１は評価ユニット29の入
力側Ｅと接続されている。評価ユニットの出力側Ａはリ
ミットスイッチ19を介してスイッチリレー21のリレー巻
線23に接続されている。評価ユニット29がロータシャフ
ト11の所定数の回転を検出すると、評価ユニットは投入
接続信号を形成し、この信号は出力側Ａを介してリレー
巻線29に印加され、切換接点25、26の閉成に作用する。

評価ユニット29の実施例が図３にブロック回路図で示
されている。評価ユニットはパルスエッジ検知器30、パ
ルス生成器31、予設定可能なカウンタ32、単安定マルチ
バイブレータ33および増幅器34を有する。パルスエッジ
検知器30は、入力側Ｅにおいてセンサ12の出力信号の正
の上昇エッジを検知し、出力信号をパルス生成器31に送
出する。パルス生成器はそこから計数パルスを生成す
る。この計数パルスはカウンタ32の計数入力側と供給さ
れる。カウンタはダウンカウンタとして構成されてお
り、所定の計数段階に設定されている。各計数パルスに
よりカウンタ32は計数ステップを逆算計数する。予め設
定された計数ステップ数に達した後、カウンタ32は零レ
ベルに達し、信号を単安定マルチバイブレータ33に送出
する。単安定マルチバイブレータはそのリセット時間の
間は不安定状態に跳躍し、信号を電力増幅器34に送出す
る。電力増幅器34は、単安定マルチバイブレータ33のリ
セット時間の間、励磁電流をスイッチリレー21のリレー
巻線に供給する。リレー21は吸引し、切換接点25、26は
閉成する。モータ10が投入接続され、ロータシャフト11
は“窓閉め”回転方向で回転する。

窓が閉成位置に再び達すると直ちに、リミットスイッ
チ19が開放する。このリミットスイッチは、窓が閉成位
置から不所望に運動した際に前もって閉じられている。
単安定マルチバイブレータ33のリセット時間は、このリ
セット時間がモータ10の投入接続から窓の再閉成までに
必要となる時間よりも大きく設定されている。

本発明は前記の実施例に制限されるものではない。例
えばリミットスイッチ19、20を省略し、その代わりにセ
ンサ12の出力信号を２つの最終位置“窓閉め”ないし
“窓開け”に達した際にモータ10を遮断するために使用
することができる。さらにセンサ12の出力信号により、
所定の窓位置に自動的に走行したり、付加的なはさみ込
み保護を行うことができる。はさみ込み保護では、窓の
運動路に妨害が発生した際、モータが遮断される。

ウィンド昇降器の他に、別の可動構成ユニットを駆動
し、２つの運動最終位置にて運動最終位置を不所望に離
脱しないか監視することができる。この場合制御装置16
は、ホールICの２つの出力チャネル１、２のセンサ信号
を評価し、それにより付加的にモータ10をどの方向に駆
動しなければならないか回転方向を求める。このように
して構成ユニットの所望の運動状態が自動的に再度達成
される。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】可動構成ユニット、例えば自動車のウィン
   ド昇降器、サンルーフ操作器、ミラー調整器等の駆動装
   置であって、 ２つの回転方向に駆動可能なロータシャフトを有する可
   逆の電動モータと、 投入接続命令に基づき、前記モータをロータシャフトの
   所定の回転方向で投入接続するための制御装置とを有す
   る駆動装置において、 前記モータ（10）のロータシャフト（11）には、少なく
   ともモータ（10）の遮断状態で作用するセンサ（12）
   が、ロータシャフト（11）の回転運動を検出するために
   配属されており、 前記制御装置（16）は評価ユニット（29）を有してお
   り、 該評価ユニットはセンサ信号を評価し、ロータシャフト
   （11）の回転運動とは反対方向の回転方向での投入接続
   命令を発生するためのものであることを特徴とする可動
   構成ユニットの駆動装置。
2. 【請求項２】前記センサ（12）は、その出力信号内にロ
   ータシャフトのそれぞれの回転を表す信号成分が含まれ
   るように構成されており、 前記評価ユニット（29）は、前記各信号成分から計数パ
   ルスを生成するように構成されており、かつ当該計数パ
   ルスを計数して、計数パルスが所定数に達した際、投入
   接続命令を発生する請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】前記センサ（12）は、ロータシャフト（1
   1）に相対的に回転しないよう固定配置された永久磁石
   （13）と、空間的に固定配置された２つのホールセンサ
   （14、15）とを有し、 該２つのホールセンサはロータシャフト（11）の回転方
   向で90°相互にずらされており、 該ホールセンサ（14、15）は有利にはいわゆる１つのホ
   ールICに一体的に組み込まれており、該ホールICは、矩
   形パルスからなる90°位相のずれた２つのパルスシーケ
   ンスを２つの出力チャネルに送出する請求項２記載の装
   置。
4. 【請求項４】前記評価ユニット（29）は、エッジ検知器
   （30）と、パルス生成器（31）と、予調整可能なカウン
   タ（32）を有し、 該カウンタは所定の計数状態に達した際、出力パルスを
   出力し、 当該カウンタ（32）の出力パルスから投入接続命令が導
   出される請求項３記載の装置。