JP3547523B2 - 自動車付属品に用いられる直流電動機を制御するためのインテリジェントコミュテーションパルス検出システム - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、自動車付属品に接続された双方向電動機に用いられる制御システムに関し、より特定的には、パワー・シート(power seats) 、パワー・サンルーフ(power sunroofs)、パワー・ミラー(power mirrors) 、及びパワー・ウィンド(power windows) のような自動車付属品に用いることができる双方向d.c.(直流)電動機を制御するシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】
最近の自動車は、多くの自動車付属品を制御するためのd.c.電動機を含み、それによって品質、便利さ、及び自動車の所有及び操作の安全性を増大している。パワー・アクセサリ(電動式付属品)は、自動車の使用者に自動車の装置を便宜的にアクセスさせかつ自動車の同乗者を保護するための安全装置をしばしば供給する。自動車の使用者は、ボタンの一押しでウィンドを開いたりミラーを調節したりするような多くの装置を便宜的に活性化しうる。
例えば、パワー・シートは、ドライバに前回設定された位置にパワー・シートを自動的に調節する電動機を持たせるメモリ装置を時には備えている。この装置は、複数の使用者、例えば、夫と妻に、彼または彼女自身の個人的な好みのシート調節位置をそれぞれ記憶させる。その後、ドライバの一人が最初に自動車に乗りそして適当な制御を活性化するときに、その使用者によって前回記憶された位置までシートが自動的に調節する。
自動車シートに対するこの装置は、シートの第1の位置、即ち現行位置、及びシートの第2の位置、即ち所望の位置に対応する情報を記憶することが可能なメモリを要求しうる。このメモリは、シート・バックレスト角度、シート・ボトム・リニア位置、傾斜位置等に対するデータも含みうる。
【0003】
このデータを取得するための一つの従来の方法は、シート構成部分の位置を示す電気信号を生成するシート構成部分に、電位差計(ポテンショメータ)のようなセンサを装着することである。電位差計は、種々のシート構成部分の位置に関する情報を取得するための信頼できる方法であった;しかしながら、この方法は、電位差計を供給しかつ設置する付加費用を含む。
シート位置情報を取得するための代替の方法は、シートを動かす電動機によって発生されたコミュテーションパルスの数をカウントすることである。電動機が所定数の極を有しかつ電動機の各回転がシートを既知の距離だけ移動させるものと仮定すると、シート位置は、シートを制御する電動機に送られたコミュテーションパルスの数に関係しうる。自動車シートの位置に関する情報を取得するためにコミュテーションパルスを用いることは、別個の電位差計に対する必要性及び付加費用を除去する。コミュテーションパルスを用いる一つの方法は、米国特許第4,463,426 号(以下、’426号特許と称する)に関連する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、シートの実際の位置を決定するためにコミュテーションパルスの数を用いることは、欠点を有する。コミュテーションパルスは、任意の開始ポイントに対するシートの相対的な位置だけを供給するので、パルス検出システムにおける不正確さは、メモリに記憶されたシート位置を実際のシート位置の顕著な不正確な表現まで時間にわたり浮遊させる。自動車の使用者は、シートを所望の位置まで動かす電動機を手動で制御すべくセレクタをかみ合わせた後で、所望の位置をメモリに再入力しなければならない。上述した理由で、改善された位置正確性を有するパワー・シートのような自動車付属品を制御するコミュテーションパルス検出システムに対するニーズがある。
本発明の目的は、シート位置メモリ動作に対応付けられた誤りを縮小する改善された制御システムを提供することである。本発明の別の目的は、いつ誤りが発生したかを評価できる制御システムを提供することである。本発明の別の目的は、問題を解決しかつ従来技術に存在する欠点を取り除く改善された制御システムを提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上述した本発明の目的は、自動車付属品を第1位置から第2位置までの距離移動すべく自動車付属品に接続された双方向モータで使用する制御システムであって、(a)回転中にモータにより出力されたモータの回転量を示する制御信号に応答する検出器と、(b)メモリと、(c)検出器及びメモリに応答し、かつ距離と制御信号の間の関係の関数としてそのオペレーションに対してモータに出力信号を供給するコントローラとを備え、コントローラは、制御信号の検出における不正確さを訂正すべく出力信号に調整因子を印加するルーチンを更に含んでいる制御システムによって達成される。
本発明の制御システムでは、メモリは、第1位置を示す情報を含むように構成してもよい。
本発明の制御システムでは、コントローラは、マイクロプロセッサを含むように構成してもよい。
本発明の制御システムでは、モータは、固定数の極を含み、メモリは、第2位置を示すデータと、第2位置まで自動車付属品を移動すべく多数のモータ極を通してモータを回転するためのメモリからのデータに応答する位置呼出しルーチンを含み、ルーチンは、いつコミュテーションパルスが見落されたかそしてメモリに記憶された自動車付属品の位置における誤り累積を低減するためにいつエキストラコミュテーションパルスが検出されたかを決定すべく制御信号を評価するように構成されてもよい。
【0006】
本発明の制御システムでは、メモリ及びコントローラは、マイクロプロセッサを含むように構成してもよい。
本発明の制御システムでは、検出器は、モータに直列な電流検出抵抗と、電流検出抵抗に電気的に接続された増幅器を含むように構成してもよい。
また、本発明の上記目的は、自動車の双方向移動経路にわたり付属品を操作すべく双方向モータを連動する制御システムであって、(a)モータを貫通している電流に対応するコミュテーション波形を検出するセンサと、(b)コミュテーション波形からディジタルパルス列を誘導するコンパレータと、(c)プログラムされた機能を含んでおり、コミュテーション波形及びディジタルパルス列を表すデータを受信しかつ記憶するメモリと、(d)データ及び機能に応答し、モータを制御するために出力信号を供給するコントローラとを備えている制御システムによっても達成される。
本発明の制御システムでは、機能は、モータ上の予期しない負荷がルーチンによって検出されるときにモータへの出力信号を制御することにより付属品を停止する障害物検出ルーチンを含んでいるように構成してもよい。
【0007】
テム。
本発明の制御システムでは、機能は、付属品の位置が移動経路の終りに近づくときにモータを減速するためのモータ減速ルーチンを含み、増大した障害物検出感度を提供するように構成してもよい。
本発明の制御システムでは、機能は、付属品の位置が移動経路の終りに近づくときにモータを減速しかつ移動経路の終りで付属品をゆっくり停止するための軟停止ルーチンを含み、モータの摩滅を低減するように構成してもよい。
本発明の制御システムでは、機能は、メモリに記憶された付属品の位置を訂正することによって時間にわたる誤り累積を低減し、コミュテーション波形に応答するミッシング・パルス・ルーチン及び二重パルス・ルーチンを含むように構成してもよい。
本発明の制御システムでは、付属品は、ウィンド、ミラー、シート、及びサンルーフからなるグループから選択されるように構成してもよい。
本発明の制御システムでは、コンパレータは、アナログコミュテーション波形の一次微分が正から負の値に変わるときにディジタル出力をトグルする装置と、アナログコミュテーション波形から雑音を除去する雑音低減装置とを備えているように構成してもよい。
【0008】
本発明の制御システムでは、システムは、複数のモータを含み、かつ出力信号は、制御システムの他のモータが始動及び停止するときに、他のモータによって生成された注入電流サージを低減するためにセンサに結合されたモータ・クロストーク制限システムによって変更されるように構成してもよい。
更に、上記本発明の目的は、自動車の双方向移動経路にわたり付属品を操作すべく双方向モータを連動する制御システムであって、(a)モータを貫通している電流に対応するコミュテーション波形を検出するセンサと、(b)モータの少なくとも一つの極の隣接して配置された極クロシングを検知する装置を含んでおり、モータからディジタルパルス列を生成する検出器と、(c)プログラムされた機能を含んでおり、コミュテーション波形及びディジタルパルス列を表すデータを受信しかつ記憶するメモリと、(d)データ及び機能に応答し、モータを制御するために出力信号を供給するコントローラとを備えている制御システムによっても達成される。
本発明の制御システムでは、装置は、光センサ及びホール効果センサの一つを含むように構成してもよい。
【0009】
上記本発明の目的は、電動化された自動車付属品を調整ためのd.c.電源で動作可能な少なくとも一つのモータと、付属品の複数の位置を記憶するメモリとを含んでいる、付属品を制御する制御システムであって、(a)d.c.電源からモータに供給された電流を検出するセンサと、(b)付属品の位置の調整中にd.c.電源からモータへの供給回線における電流のゆらぎから付属品の位置を示す信号を発生する発生器と、(c)付属品の経路における障害物を表す条件に対して信号を監視する第1のルーチン及び付属品を停止すべくモータへの出力信号を送る第2のルーチンを含み、自動安全機能を供給するコントローラとを備えている制御システムによって達成される。
本発明の制御システムでは、コントローラは、付属品が移動経路の終りに近づいたことを示す条件に対する信号を監視しかつ付属品をゆくっり停止すべくモータを減速するために出力信号を送るルーチンを含むように構成してもよい。
また、上記本発明の目的は、付属品の位置を調整ためのd.c.電源で動作可能な少なくとも一つのモータと、付属品の複数の位置を記憶するメモリと、電子コントローラに基づくマイクロコンピュータとを含んでいる、電動化された自動車の付属品を制御する方法であって、(a)d.c.電源からモータに供給された電流を検知し、(b)付属品の位置の調整中にd.c.電源からモータへの供給回線における電流のゆらぎから付属品の位置を示す信号を発生し、(c)見落されたコミュテーションパルスの数及び二重パルスの数を決定すべく信号を計測し、(d)付属品位置を表している訂正されたデータ位置をメモリに記憶すべく見落されているコミュテーションパルスの数及び二重パルスの数を補償する段階を具備する方法によって達成される。
【0010】
更に、上記本発明の目的は、付属品の位置を調整ためのd.c.電源で動作可能な少なくとも一つのモータと、付属品の複数の位置を記憶するメモリと、電子コントローラに基づくマイクロコンピュータとを含んでいる、電動化された自動車の付属品を制御する方法であって、(a)d.c.電源からモータに供給された電流を検知し、(b)付属品の位置の調整中にd.c.電源からモータへの供給回線における電流のゆらぎから付属品の位置を示す信号を発生し、(c)付属品を停止すべく障害物が付属品の移動経路中にあることを示す条件及びモータを減速しかつ付属品をゆっくり停止すべく付属品が移動経路の終りに近づくことを示す条件に対して信号を監視する段階を具備する方法によっても達成される。
また、本発明の上記目的は、付属品の位置を調整ためのd.c.電源で動作可能な少なくとも一つのモータと、付属品の複数の位置を記憶するメモリと、電子コントローラに基づくマイクロコンピュータとを含んでいる、電動化された自動車の付属品を制御するシステムであって、(a)d.c.電源からモータに供給された電流を検知する手段と、(b)付属品の位置の調整中にd.c.電源からモータへの供給回線における電流のゆらぎから付属品の位置を示す信号を発生する手段と、(c)見落されたコミュテーションパルスの数及び二重パルスの数を決定すべく信号を計測する手段と、(d)付属品位置を表している訂正されたデータ位置をメモリに記憶すべく見落されているコミュテーションパルスの記数及び二重パルスの記数を補償する手段とを備えているシステムによっても達成される。
【0011】
上記本発明の目的は、付属品の位置を調整ためのd.c.電源で動作可能な少なくとも一つのモータと、付属品の複数の位置を記憶するメモリと、電子コントローラに基づくマイクロコンピュータとを含んでいる、電動化された自動車の付属品を制御するシステムであって、(a)d.c.電源からモータに供給された電流を検知する手段と、(b)付属品の位置の調整中にd.c.電源からモータへの供給回線における電流のゆらぎから付属品の位置を示す信号を発生する手段と、(c)付属品を停止すべく障害物が付属品の移動経路中にあることを示す条件及びモータを減速しかつ付属品をゆっくり停止すべく付属品が移動経路の終りに近づくことを示す条件に対して信号を監視する手段とを備えているシステムによっても達成される。
更に、上記本発明の目的は、付属品を第1位置から第2位置までの距離移動すべく電動化された自動車付属品に接続された双方向モータで使用する制御システムであって、(a)回転中に前記モータにより出力された、モータの回転量を示す制御信号を検出する手段と、(b)代表制御信号波形を含んでいるメモリと、(c)検出器及びメモリに応答し、かつ距離と制御信号の間の関係の関数としてそのオペレーションに対してモータに出力信号を供給するコントローラとを備え、コントローラは、(i)検出手段により検出された制御信号を代表制御信号波形と比較する手段、及び(ii)比較手段によってなされた比較の関数としてモータへの出力信号を調整する手段を備えている制御システムによっても達成される。
【0012】
【作用】
本発明の第1態様によれば、電動式自動車付属品を第1の位置から第2の位置まで移動するために電動式自動車付属品に接続された双方向電動機に用いられる制御システム及び方法が提供される。制御システムは、回転中に電動機から出力された制御信号に応答する検出器を含む。制御信号は、電動機回転の量を示す。制御システムは、自動車付属品の位置を示す情報を記憶するメモリも含む。加えて、この制御システムは、メモリ及び検出器に応答するコントローラを含む。コントローラは、自動車付属品の第1の位置と第2の位置の間の距離及び電動機回転の量を示す制御信号に基づいて電動機を動作すべく出力信号を供給する。コントローラは、制御信号検出における不正確を訂正すべく出力信号を変更する調節因子(adjustment factor) を開発するルーチンを含む。
本発明の更なる態様は、d.c.電動機に対応付けられたコミュテーション波形を解析することによって自動車付属品の制御を改善する新しい装置を提供することである。一つの新しい装置は、サンルーフのような自動車付属品のトラベル・パス(travel path) で障害物が検出されるときに電動機を停止する自動安全装置である。この装置は、電動機電流のレベルを同時に検出するためにコミュテーションパルスを利用して、電動機負荷情報を素早くかつ正確に抽出する。別の新しい装置は、パワー・ウィンドのような電動機に装着された自動車付属品のイナーシャを減少すべく電動機を減速し、それによりそれが反対側のウィンドフレームに近づくときに自動車付属品のピンチング力(pinching force)を減少して、障害物が検出された場合において制御システムに素早くウィンド(またはサンルーフまたは他のそのような自動車付属品)を逆方向に移動させるスピード制御装置である。
【0013】
別の新しい装置は、機械的エンドリミット(例えば、シートのフルフォワードまたはフルバック)の直前に制御システムが自動車付属品を停止に自動的に到らせ、電動機及び機構の消耗を減少する軟停止装置である。
本発明のこれら及び他の装置、態様、及び利点は、後述の説明、特許請求の範囲、及び添付した図面を参照することにより更に理解することができる。
【0014】
【実施例】
コミュテーションパルスをカウントしかつパルスをシート移動に関連付けることは、時間に関して信頼できないということが観測された。更に、ある特定の形式の誤りが一定の方法で発生し、これらの誤りが時間に関して累積し、メモリに顕著な不正確シート位置が記憶される結果になるということに気付いた。
コミュテーションパルスのカウントをシート位置に関連付けることで誤りが発生することの理由の一つは、コミュテーションパルスが波形信号でマスクされうるかまたは覆われうることである。本発明の好ましい実施例は、コミュテーション波形からパルスを正確に抽出しかつパルスをカウントことでまたはパルスをシート移動に関連付けることで発生する誤りを減少すべく企図される。
図1は、制御システム8を示す。制御システム8は、シート(シートアクセサリは図示省略)のような電動式自動車付属品を制御する電動機(以下、モータと称する)10を含む。モータ10は、固定数の極で構築された双方向モータでありd.c.電源26によって動かされる。電力が供給されると、モータ10は、回転し、その極のそれぞれを通ってトラベリングする(travelling)。
【0015】
センス抵抗(sense resistor)または変成器のような、電流検出器12は、各位相変動(each fluctuation)がモータによって横切られた極を表わす電流位相変動(current fluctuation) を包含しているコミュテーション波形を検出すべくモータ10に電気的に連結される。電流検出器12にわたる電圧降下、制御信号13、が増幅回路14に供給される。増幅回路14は、電流検出器12によって検出された制御信号13を使用可能レベルまで増幅する。電流検出器12がセンス抵抗を含むとき、増幅回路14が制御信号13の低電圧レベルを補うので電力消費を最小にすべく約10から100ミリオームの抵抗が選択されうる。電流検出器12と増幅回路14のそのような組合せは、経費とサイズの縮小を提供する。
増幅回路14の出力は、比較器16に向けられる。比較器16は、増幅回路14から増幅されたコミュテーション波形20を受け取り、その出力でディジタルパルス列18を生成する。比較器16は、コミュテーション波形20の微分が正の値から負の値に変化する毎にそのディジタル出力をトグルすること(toggling)によってディジタル信号18を生成してもよい。ディジタルパルス列18は、コントローラ22に供給される。
【0016】
コントローラ22は、増幅回路14からのコミュテーション波形20と比較器16からのディジタルパルス列18によって供給された情報を処理する。コントローラは、モータ10を駆動するリレー24に出力信号28を送る。リレー24は、電源26に接続されており、コントローラ22からの出力信号28によって活性化されたときにモータ10を駆動する。ここに示したコントローラ22は、マイクロプロセッサである。
図2は、トラベル・パス(travel path) において自動車シートを移動するモータを制御する回路の好ましい実施例を示す。例えば、水平、前、後ろ、及びリクライン(傾斜)の4つの異なるシート・トラベル・パスにおいてシートを制御すべく多軸システムを形成するための4つのそのような制御回路が組合せられうる。全ての4つの回路は、実質的に同一なので一つだけを詳述する。
図2に示すように、コントローラ22からの出力、PB0及びPB1は、双方向モータ制御リレーRLY1A及びRLY1BにリレードライバU13A及びU13Bを介して接続される。通常、RLY1A及びRLY1Bの両方のコイルは、オフであり、モータの両方のリード(導線)が一緒に接続されて、リアモータは、オフである。一方向にリアモータを回転させるために、PB0は、ONにされ、PB1は、オフに保たれる。PB0は、RLY1Aのコイルを活性化し、P2−5のモータリードをVB(+12ボルト)に接続する。P2−12の他のモータリードは、RLY1Bによりアースに接続される。
【0017】
モータを停止するために、コントローラ22は、PB0及びPB1をオフに切り換える。
反対方向にモータを回転させるために、コントローラ22は、PB0をオフに保ち、そしてPB1をオンに切り換える。PB1は、RLY1Bのコイルを活性化し、P2−12のモータリードをVB(+12ボルト)に接続し、P2−5の他のモータリードは、アースに接続される。ここで電流は、前述したのとは反対の方向にモータの中を流れ、モータの回転を反転する。
電流検出器として用いられる、変成器T3は、モータに電気的に接続されたその一次巻線を有する。変成器T3の二次巻線は、変成器T3によって検知されたアナログコミュテーション波形を増幅すべく用いられるオペアンプU14の入力にd.c.阻止コンデンサC75を介して接続される。コンデンサC104は、モータ・コミュテーションパルスの周波数範囲に対する電流検出の感度を最大にすべく変成器T3の2次巻線のインダクタンスで作動する。増幅器U14の出力に応答する比較器U15は、比較器出力PA1でディジタル・パルス・トレイン18を生成する。出力信号PA1は、コントローラ22に送られる。
【0018】
本実施例では、選択された電流検出器12は、変成器を含む。変成器は、適宜に選択されたときに、コミュテーションパルスの検出を妨げうる、それらが始動したり停止したりすることで他のモータによって生成された、バッテリ供給線上の電圧位相変動を、拒むことを各変成器が助長するので、多軸電動式システムにおいて好ましい。
図3は、コミュテーションパルス検出システムにおける二つの波形のグラフを示す。図3は、電流位相変動に基づいてモータ10から検出されたコミュテーションパルス波形40と、モータ10により横切られた極の数をカウントすべくコントローラ22により用いられたディジタル・パルス・トレイン42を示す。
データ収集は、モータ10がオンされた直後に始まる。この段階44で、モータ電流は、上昇することを開始する。モータ10は、それがまずオンにされて突入電流がピーク46まで急速に上昇するときには、設置された条件で効果的である。モータが回転し始めると、平均電流は、定常状態48まで減少する。モータ10は、そのブラシが一つのモータ極から次のモータ極に切り換わると、図3に示される電流波形の位相変動として見られる、コミュテーションパルスを生成する。
【0019】
第2の波形42は、その入力で増幅された電流波形20を受け取り、かつアナログ信号の一次微分(first derivative)が正から負に方向を変える毎にディジタル出力をトグルするディジタルパルス発生器(digital pulse generator) の出力信号を表わす。ディジタルパルス発生器は、アナログ信号40の雑音(ノイズ)を除去するためのヒステリシス回路を含む。発生器の出力は、方形波であり、ディジタル・パルス・トレイン18とも呼ばれる。
図3では、このディジタル出力42は、アナログ波形40の下に表される。各全コミュテーションパルスに対して、ディジタル出力42は、高レベルから低レベルへまたは低から高へのいずれかで変化する。ディジタル出力42は、モータ10に接続された自動車付属品の位置を決定すべくコミュテーションパルスの数をカウントするコントローラ22に向けられる。
図3は、ほぼサンプル#300でディジタル・パルス・トレイン42の長く高い期間50を示す。これは、パルスを見落すこと(missing pulses)のよくある原因の典型的な例である。モータ電流の負スロープは、その初期ピーク46からその定常回転値48に減衰しコミュテーションパルスの形状をマスキングしてコミュテーションパルス検出回路がこのパルスを見落す原因になるということを、アナログ波形40から観測できる。
【0020】
しかしながら、本発明の本実施例によれば、この見落しているパルスは、コントローラ22のルーチンによって導き出しうる。コミュテーションパルス間の時限(time periods)を繰り返し計測することによって、コントローラ22は、いつパルスが見落されたかを決定することができ、そして見落しているパルスをカウントできる。
図4に示すように、各コミュテーションパルスが検出された後、新しいパルス間隔の経過時間は、現行時間から最後のパルスが発生した時間を引き算することによって計算される。次に、新しいパルスの経過時間は、平均パルス間隔と比較される。もし新しいパルス間隔が平均パルス間隔の150%よりも大きいならば、CHECK−PULSE (チェック・パルス)ルーチンは、見落しているパルスを補うべく二つのパルスをカウントする;さもなければ、ルーチンは、一つのパルスをカウントするだけである。コントローラ22は、新しい平均パルス間隔を計算し、CHECK−PULSE ルーチンが実行される次の時に使用するためにパルス履歴バッファに現行時間を記憶する。
図4に示されたルーチンは、モータ回転電流(motor running current) の特定な固定値に対してではなく、平均モータ電流に応答するということに気付く。それゆえに、ルーチンは、個々のモータとメカニズム(機構)の間の製造変形(manufacturing variations)に自動的に順応し、かつ周囲の温度変化やメカニズムの老朽化によってもたらされた変形にも自動的に順応する。
【0021】
図5は、あるモータで遭遇するダブル・パルス(double pulse)問題を包含しているコミュテーション波形52を示す。特に、図5は、モータ10が重負荷の下であるときにコミュテータ・コンタクト(commutator contacts) に対するモータ・ブラシの微ミスアラインメントによってもたらされうるサンプル2000についてのダブル・パルス54を示す。図5では、平均電流は、最初の突入の後で減少しそして上昇することを再び開始してダブル・パルス問題をもたらす。
コントローラ22がダブル・パルスに遭遇するときまでは、モータ10は、相対的に定常に回転しているので、通常よりも約2倍短い(即ち、長さが1/2倍の)二つのパルスが発生するときには、コントローラ22は、一つのパルスとしてそれらをカウントしうる。コントローラ22は、図4に示したCHECK−PULSE ルーチンのような、ルーチンを用いてダブル・パルスを補う。
図4に示すように、各コミュテーションパルスが検出された後、新しいパルス間隔の経過時間は、現行時間から最後のパルスの時間を引き算することによって計算される。次に、新しいパルス(間隔)の経過時間は、平均パルス間隔と比較される。もし新しいパルス間隔が平均パルス間隔の50%よりも少ないならば、CHECK−PULSE ルーチンは、ダブル・パルスが発生したのでこの余分なパルス(extra pulse) を無視することを決定する。
【0022】
多軸システムに対して、図2に示した別の装置は、その目的が、コミュテーションパルス検出システムを妨げるVB(+12V)供給線上の電圧位相変動に対する傾向を相殺することにある、モータ・クロストーク縮小システム(motor cross−talk reduction system) である。この装置なしでは、それが開始しそして停止するときに各モータによって生成される不抑圧電流サージは、多軸システムの他のモータ上のコミュテーションパルス検出回路素子を妨げるのに十分な電圧位相変動をバッテリ供給線上にもたらしうる。
増幅器U18を含んでいる反クロストークシステム(anti−cross−talk system)は、リアモータを横切る電圧の変化に比例する瞬時出力パルスを開発(助長)するAC結合差動増幅器である。増幅器U18の出力は、変成器T3に抵抗R108を介して結合される。モータに印加された電圧が一定であるときには、増幅器U18は、変成器T3の二次巻線両端にあらわれるコミュテーションパルス波形になんの影響も及ぼさない。
しかしながら、モータを横切る電圧が変化するときには、増幅器U18は、変成器T3の一次巻線によって誘導されたものに対して極性が反対の信号を開発(助長)して、コミュテーションパルス検出を妨げるそれらの電圧変化の傾向を相殺する。変成器T3(コンデンサC104と一緒に)の周波数応答は,モータのコミュテーションパルスの周波数に整合すべく選ばれ、増幅器U18を含んでいる反クロストークシステムの周波数応答−−抵抗R146とR148及びコンデンサC130とC134によってほとんど決定される−−は、L/R比(抵抗(R)によって割られたインダクタンス(L))によって決定される、モータ巻線の時定数に整合すべく選ばれる。
【0023】
上述のクロストーク減少回路の正確な作動は、ある場合においてコミュテーションパルス不正確さを防ぐのに不十分でありうる。図6を参照すると、リレー111のコンタクトが閉じられていると仮定すると、連続で回転しかつ上述のようにコミュテーションパルスを供給している、モータ112にVBATT(バッテリ電力)を供給する。リレー113が最初オフであるので、モータ114は、最初オフである。抵抗115と116は、バッテリと電動式自動車付属品の間の配線ハーネスの実効抵抗を表わす。
図7を参照すると、モータ112は、二つの構成要素部分として改めて描かれている:抵抗122Aとして、モータのコイルのDC抵抗を表し、モータ発生器(motor generator) 112Bと直列に、モータが動いているときに電動機として動作するという事実を表わしている。一般の自動車付属品を表わす値を用いて、図7は、+13.05ボルトの効果的供給電圧;0.9オームのコイル抵抗112A;及び2.5アンペアの定常回転モータ電流117を示す。抵抗112Aは、2.25ボルト(0.9オーム×2.5アンペア)を効果的に降下して、モータ発生器112Bによって発生された逆−EMF(back−EMF)は、10.8ボルトであり、合計13.05ボルトのVBATTレベルになる。
【0024】
図6を再び参照すると、モータ112がリレー111によってまだ電流が流されていると仮定すると、リレー113がここで活性化されて、第2のDCモータ114をオンにする。モータ114がまずオンになり、かつまだ回転することを始めないときには、それは、まだ逆−EMFを発生しないで、大きな初期電流サージがモータ114によって引き出される。モータ114が0.9オーム(モータ112と同様に)のコイル抵抗を有し;バッテリが+13.8ボルトを供給し;そして抵抗R115及びR116(配線ハーネスの実効抵抗を表している)がそれぞれ0.15オームの抵抗を有すると仮定すると、モータ114を通る初期ピーク突入電流は、おおよそ[13.8ボルト/(0.9オーム+0.15オーム+0.15オーム)]または11.5アンペアである。
この電圧降下は、モータ112及びモータ114の両方に利用可能な実効供給電圧(effective supply voltage)を[13.8ボルト−3.45ボルト]または10.35ボルトまで減少する。この減少した実効供給電圧がモータ112によって発生された逆−EMFよりもここで多少小さいことに気付く。もしこの減少したモータ電圧レベルが実質的な時間(substantial time)、例えば10秒持続するならば、モータ112は、減速しそして新しい定常回転(走行)電流及び新しい定常回転(走行)逆−EMF電圧に到達する(であろう)。しかしながら、モータ112は、そのロータ(rotor) の回転による、かなりのメカニカル・イナーシャを有し、そしてそのスピード、または結果的に、その逆−EMFを瞬間的に減少することができない。
【0025】
モータ112に利用可能な実効供給電圧がモータ112によっていまだに発生されている逆−EMF値の近くに降下すると、モータ112を通る電流は、ゼロアンペアの方向に降下する(そして負の値に到達しうる)。モータ電流が低下すると、コミュテーションパルスの振幅も減少して、モータ電流がゼロアンペアに落ちるときに全くなくなってしまう。モータ114が回転することを開始し(動き始め);逆−EMFを発生し始め;その電流引き出し(current draw)を減少し;そして抵抗115及び116端子間の電圧降下によるモータ112に利用可能な実効供給電圧を減少することを停止するまで、このコミュテーションパルスの損失は、50〜150ミリ秒の間続きうる。
このコミュテーションパルスの損失は、バッテリと自動車付属品の間にヘビー・ゲージ配線(heavy−gauge wiring)を供給することによってカウンターされて(逆らわれて)、抵抗R115及びR116により図6に表された実効配線抵抗を減少する。しかしながら、よりヘビーな配線(heavier wiring)及び関連コネクタは、高価であり、そして更に部分放電(partially discharged)または低温(cold)のバッテリは、配線における高抵抗と同等な望ましくない影響
(効果)を有する、より高い内部抵抗を示しうる。従って、システムの別のモータが活性化されるときに、一つのモータによって生成されたコミュテーションパルスのあらゆる仮ドロップアウト(temporary drop−out)に対する対抗手段(countermeasure)を供給することが望ましい。
【0026】
図8は、モータ間の“クロストーク(cross−talk)”に起因したあらゆる見落しているパルス(missing pulses)を挿入できるコントローラ22に組み込まれたルーチンCHECK−CROSS−TALKを示す。モータ#1により発生されたパルス間の時限(time periods)を繰り返し計測することによって、CHECK−CROSS−TALKルーチンは、モータ#1に対する平均パルス時間間隔を開発(助長)する。コントローラ22がモータ#2を活性化するときには、それは、モータ#1からのパルスにおけるあらゆる異常に長い間隔を検査する。もしそのようなものが検出されたならば、ルーチンは、平均間隔時間で割った、長い間隔時間の整数値に等しい調整をそのパルスカウントに加えることによって見落しているパルスを挿入する。ルーチンCHECK−CROSS−TALKの多重コピーは、多軸自動車付属品で行われ(走行され)て、システムの他のモータの活性化に起因する妨害から各モータに対するパルスカウントの正確さを保護する。
図9は、電動式シートシステムに適用される、軟停止装置(soft−stop feature) を示す。シートがそのフルフォワード位置(full forward position) 601に移動されたときに、モータは、そのトラックの終わりで止まる(ストールする)。モータストール条件(motor stall condition) は、モータ電流における有意な増加(significant increase)、コミュテーションパルスの周波数における有意な降下、またはそれら両方によって検出される。コミュテーションパルスのカウントを保持している、コントローラ22は、コミュテーションパルスによりポイント(point) 601での相対シート位置を計算し、適当なオフセット値を引き算し、そしてそのメモリにおいてポイント602を表わすコミュテーションパルスカウントを記憶する。
【0027】
その後、フルフォワードにシートを移動すべく命令されたときには、コントローラ22は、軟停止602でシートを自動的に停止して、モータ10がトラベルのメカニカルエンドで止まる(ストールする)のでエンドポイント(終点)601まで走行したシステムによってもたらされうるモータ及びメカニズム上の歪みを回避する。同様に、コントローラ22は、フルリアワード(full rearward) ・エンドポイント603を検出して、自動車付属品がその方向に移動されるときにモータ及びメカニズムを保護すべく軟停止(soft−stop) 604を生成する。
本発明の第2実施例は、コミュテーション波形を解析することによるサンルーフまたはウィンドのような自動車付属品の改善された制御に関する。以下に第2実施例を詳述する。
図10は、電動式サンルーフのような単軸電動式自動車付属品に対する完全電子制御ユニット実施例を示す。モータ201は、リレー202によって電流が供給され、その(リレー202の)二つのコイルは、ドライブ・トランジスタ203及び204によって制御され、それら(ドライブ・トランジスタ203及び204)は、マイクロコントローラ205によって活性化される。好ましい実施例では、マイクロコントローラ205は、モトローラ68HC05P9であるが、しかしそれは、市販されている多くの類似な装置であってもよい。モータ201がリレー202によって活性化されるときに、モータ電流は、トランジスタ206及びセンス抵抗208を通って流れる。
【0028】
モータ201がまず活性化されると、トランジスタ206が増幅器207によってはじめ完全にオンにされて、トランジスタ206は、この初期段階の間モータ電流にごくわずかな影響を有する。センス抵抗208を通って流れるモータ電流は、モータ電流に直接的に比例する電圧降下を生成する;この電圧は、オペアンプ209に接続される。増幅器209からの出力電圧は、マイクロコントローラ205のアナログ入力ANφに接続される。マイクロコントローラ205は、モータ201を流れる電流の総量を表わすディジタル値を開発すべく内部アナログ/ディジタル・コンバータ(変換器)回路素子を用いる。
増幅器209の出力は、モータ201を通る電流の変化に対応している増幅されたパルスをその出力で発生する、増幅器210に容量性で接続される。これらの増幅されたパルスは、その入力が予め設定されたしきい値の上及び下に揺動するときにその出力が低及び高に切り換わる比較器211に渡される。モータコミュテーションパルスを表している、結果として得られたディジタル波形は、信号遷移を検出する、マイクロコントローラ205のTCAP(time capture)入力に渡り、モータコミュテーションパルスをカウントし、そしてモータトコミュテーションパルスの間の経過時間を正確に計測する。
【0029】
本実施例では、マイクロコントローラ205は、そのANφ入力での、モータ201を通る電流の総絶対量と、そのTCAP入力での、モータ電流の小さな変形(変化)の量及びタイミングとの両方を計測することができるということが、上述から注目される。この双方向検出方式は、以下に説明するような、改善された障害物検出を供給するために利用される。
マイクロコントローラ205は、それぞれがソフトウェアを介して高または低出力状態に設定可能であるディジタル出力信号PA3、PC2、PC1、及びPC0を供給する。信号PA3が高いときには、増幅器207は、フルオン(full on) にされ、そしてトランジスタ206は、フルオンに切り換えられる。信号PC2、PC1及びPC0は、ぞれぞれが異なる抵抗値を有している、抵抗212、213、及び214を通して増幅器207に接続される。信号PA3がオフであるときには、信号PC2、PC1及びPC0は、増幅器207の入力で8つの異なる電圧レベルのいずれでも生成すべくマイクロコントローラ205によってオンまたはオフにされうる。増幅器207に応答する、トランジスタ206が
それが完全にオンされないようにこの制御手段を介して設定されるときには、トランジスタ206は、モータ201を通って流れる電流の量を制限して、後述するようにスロースピードモータオペレーション(slow−speed motor operation)を供給する。
【0030】
図11A〜図11Dは、例示コミュテーションパルス検出波形を示しかつ障害物検出を行う方法を説明する。図11Aでは、波形56の平均レベルにおける上昇は、モータの動作に抵抗する、モータの動き(motor motion)に対する障害によるものであり、平均モータ電流が増加する原因となる。制御システムは、電流におけるこの上昇を検出しなければならず、それは、人の手を窓(ウィンド)で閉め始めたモータを反転または停止することによって、例えば、怪我を防ぐべく作用することができる。
しかしながら、通常動作中のモータ電流における瞬間変化(instantaneous variations)が障害物によってもたらされるより漸次な変化(more gradual variation)と同じ大きさの程度である限り、問題は発生する。瞬時変化を取り除き、漸次な増加(gradual increase)だけを残す一つの方法は、瞬時変化を取り除くために図11Aの波形をフィルタすること、即ち、ハードウェアに(コンデンサのような)アナログ遅延素子を導入するかまたはソフトウェアに(平均化ルーチンのような)ディジタル遅延素子を導入することである。しかしながら、あらゆるそのようなフィルタは、コミュテーションパルスの周波数に等しい特性周波数を有する時変性を取り除くべく設計されたフィルタは、少なくとも複数のコミュテーションパルスに等しい時限によって絶対モータ電流(absolute motor current)の情報を必然的に遅延しなければならないので、平均電流が増加している情報の利用可能性(有効性:availability)を実質的に遅延しうる。
【0031】
好ましい実施例では、ディジタル・パルス・トレイン58は、前述したように電流センサ12、増幅器14、及び比較器16を用いてアナログ・コミュテーション波形56から発生される。このディジタル・パルス・トレイン58は、アナログ・コミュテーション電流波形56と同じ期間及び周波数を有する。次に、コミュテーション波形は、図11Bに示したディジタル・パルス・トレイン58の各パルスの降順エッジ(descending edge) 上でサンプリングされるように、波形の各サイクル上の同じポイントでサンプリングされる。
この方法で、コミュテーション電流波形における変化は、ファクター・アウトされうる。図11Bのインスペクションによって分かるように、同時(同期的)に図11Aのアナログ波形をサンプリングすることによって、図11Bのディジタル波形における不変のポイント(consistent points) で、コミュテーションパルスによる可変性(variability) は、取り除かれる。結果として得られたサンプルは、追加のモータ電流検出遅延を導入することなく、モータ電流における変化を正確に追従する。単一コミュテーションパルスと同等な時限にわたり発生するモータ電流にける変化は、検出されうる。モータ負荷における変化に対する結果として得られるプロンプト応答(prompt response) は、システムに障害物を素早く検出できるようにする。
【0032】
代替的に、コミュテーション波形56は、図11Dに示されたディジタル・パルス・トレイン58におけるパルスの二つのエッジによって規定される期間にわたり積分されうる。積分は、アナログ回路素子でまたはディジタル的に波形から好ましくは直接的に実行されうる。この積分方法の出力は、図11Aに示されるコミュテーション波形で発生しうる過渡スパイク(transient spikes)または他のノイズ(雑音)を除去する。
コミュテーション波形56からディジタル・パルス・トレインを導くことに対する代替は、電気モータ10の各極上に個別センサを配置することである。これらのセンサは、光センサ、ホール効果センサ、または他の形式のものでありうる。個別センサは、モータの巻線極(winding poles) に対応するモータ上の位置に配置されるべきである。センサは、極を横切るモータの動きからトリガすべきである。センサは、過渡パルスまたは他のノイズの可能性を減少しかつ総モータ電流をサンプリングするための各コミュテーションサイクルにおける固定位置を供給する。そのようなセンサを用いることからの出力は、図11Dに示したものと類似である。
【0033】
図12は、自動車のサンルーフ付属品を制御するモータ10に対して特に導出されたコミュテーション波形60を示す。図12の横軸は、サンルーフがVENT位置からCLOSED位置に移動するときの位置を表わす。波形60は、[TB=I(INST)−I(AVG)]として規定された、しきい値バイアス、TBを表わす。ここで、I(INST)は、瞬時モータ電流であり、I(AVG)は、最後の128サンプルにわたりディジタル・フィルタ(Z変換技術)を用いてマイクロコントローラ・ファームウェアによって導出された平均モータ電流である。
もしモータ電流が絶対的に定常(安定)であるならば、それは、横中線(horizontal median line)61に従う。もしモータ電流がゆっくり変化するならば、波形は、まだ中線61に従う。中線61の上の電流は、平均より高い電流を表わし、中線61の下の電流は、平均よりも低い電流を表わす。中線61は、いかなる特定絶対モータ電流値も表さない。
図12の左半分にわたる波形60における急速スパイクのような(rapid spike−like)変化は、主にコミュテーションパルスによる瞬時電流変化を表わす。62でのモータ電流の低下は、重力により支援されて、ベント(vent)が下に移動するときに、サンルーフのこの特定な形式に対して発生する。その後、サンルーフがCLOSED位置に向かって移動するときに平均モータ電流が増加して、サンルーフシールが閉じたときに64で最大値に到達する。
【0034】
波形60のいずれかのポイントで遭遇したモータの動きに対する障害物は、モータ電流が通常レベルの上に上昇する原因となる。しかしながら、図12に示すように、一般の自動車付属品では、自動車付属品がその通常シーケンスを動くときの電流における通常変化だけにより、モータ電流において実質的な可変性がしばしば存在する。従って、本発明の好ましい実施例は、障害物が検知されるべくモータ電流が平均値を越えなければならない量を表している、境界線63を規定する。
図12の右半分に示したように、境界線63は、メカニズムのオペレーティング・サイクルの現在の部分に依存して、しきい値を変化することで規定される。コントローラ22は、メカニズム位置を検出すべくコミュテーションパルス・カウンティングを用いて、現在のメカニズム領域に対して適宜な値に境界線63を設定する。もしモータ電流が境界線63を越えるならば、障害物が検知される。コントローラ22は、モータ10を、停止すること、または停止及び反転することの両方、のいずれかによって応答する。モータ10上の高い負荷は、自動車付属品のパスにおける、子供の手のような、障害物に対応しうる。それゆえに、予期しない電流偏移を検出することは、自動車付属品に対する有用な安全装置を提供する。
【0035】
図13は、図10の上述したような回路を用いて自動車付属品のモータを低減できる利点を説明する。図13Aは、低減なしのモータのスピードを示す。501でモータがオンにされる;スピードは、それが502で定常(安定)走行スピードに到達するまで急に上昇する。ポイント503で障害物が上述したように障害物検出システムを通して検出される。
障害物検出システムが非常に早く、かつコントローラが503の後でほとんどすぐにモータを遮断しても、自動車付属品のメカニズム及びモータのイナーシャは、非常に大きく(substantial) 、そしてシステムが停止するためにポイント504までかかる。この遅延は、例えば、サンルーフまたはウィンドが完全に閉じた位置に到達するちょっと前の領域でサンルーフまたはウィンドを閉じているときに子供の指をピンチングすることを回避すべく、システムが障害物に対して十分な感度及びスピードで反応することを困難にさせうる。
図13Bは、モータの低減を除いて類似なシーケンスを介してモータのスピードを説明する。505でモータが始動し、506でシステムは、通常の走行スピードで動いている。コントローラ22は、位置を決定すべくコミュテーションパルスをカウントし、そしてポイント507で自動車付属品が増大した障害物感度が要求される領域に近づいて動いていることを決定し、そしてシステムの走行スピードを低減することを開始する。ポイント508まで、モータは低減されたスピードで安定して走行し、実質的にイナーシャを減少する;例えば、もしモータが通常走行スピードの50%で走行しているならば、イナーシャは、通常のたった25%である。障害物がポイント509で検出されたときには、ポイント510でモータを停止するために必要な時間は、図13Aの503と504の間の間隔(interval)と比較して、実質的に減少される。それゆえに、システムは、モータ低減ルーチンを用いることによって、増加した障害物検出を利点的に供給する。
【0036】
上述した詳細の説明は、本発明を限定することではなくあくまでも説明のためであり、全ての同等なものを含んでいる添付した特許請求の範囲が本発明の範囲を規定することを企図していることを理解されたい。
【0037】
【発明の効果】
本発明の制御システムは、自動車付属品を第1位置から第2位置までの距離移動すべく自動車付属品に接続された双方向モータで使用する制御システムであって、(a)回転中にモータにより出力されたモータの回転量を示する制御信号に応答する検出器と、(b)メモリと、(c)検出器及びメモリに応答し、かつ距離と制御信号の間の関係の関数としてそのオペレーションに対してモータに出力信号を供給するコントローラとを備え、コントローラは、制御信号の検出における不正確さを訂正すべく出力信号に調整因子を印加するルーチンを更に含んでいるので、シート位置メモリ動作に対応付けられた誤りを縮小し、いつ誤りが発生したかを評価できる。
本発明の制御システムは、自動車の双方向移動経路にわたり付属品を操作すべく双方向モータを連動する制御システムであって、(a)モータを貫通している電流に対応するコミュテーション波形を検出するセンサと、(b)コミュテーション波形からディジタルパルス列を誘導するコンパレータと、(c)プログラムされた機能を含んでおり、コミュテーション波形及びディジタルパルス列を表すデータを受信しかつ記憶するメモリと、(d)データ及び機能に応答し、モータを制御するために出力信号を供給するコントローラとを備えているので、シート位置メモリ動作に対応付けられた誤りを縮小し、いつ誤りが発生したかを評価できる。
【0038】
本発明の制御システムは、自動車の双方向移動経路にわたり付属品を操作すべく双方向モータを連動する制御システムであって、(a)モータを貫通している電流に対応するコミュテーション波形を検出するセンサと、(b)モータの少なくとも一つの極の隣接して配置された極クロシングを検知する装置を含んでおり、モータからディジタルパルス列を生成する検出器と、(c)プログラムされた機能を含んでおり、コミュテーション波形及びディジタルパルス列を表すデータを受信しかつ記憶するメモリと、(d)データ及び機能に応答し、モータを制御するために出力信号を供給するコントローラとを備えているので、シート位置メモリ動作に対応付けられた誤りを縮小し、いつ誤りが発生したかを評価できる。本発明の制御システムは、電動化された自動車付属品を調整ためのd.c.電源で動作可能な少なくとも一つのモータと、付属品の複数の位置を記憶するメモリとを含んでいる、付属品を制御する制御システムであって、(a)d.c.電源からモータに供給された電流を検出するセンサと、(b)付属品の位置の調整中にd.c.電源からモータへの供給回線における電流のゆらぎから付属品の位置を示す信号を発生する発生器と、(c)付属品の経路における障害物を表す条件に対して信号を監視する第1のルーチン及び付属品を停止すべくモータへの出力信号を送る第2のルーチンを含み、自動安全機能を供給するコントローラとを備えているので、シート位置メモリ動作に対応付けられた誤りを縮小し、いつ誤りが発生したかを評価できる。
【0039】
本発明の方法は、付属品の位置を調整ためのd.c.電源で動作可能な少なくとも一つのモータと、付属品の複数の位置を記憶するメモリと、電子コントローラに基づくマイクロコンピュータとを含んでいる、電動化された自動車の付属品を制御する方法であって、(a)d.c.電源からモータに供給された電流を検知し、(b)付属品の位置の調整中にd.c.電源からモータへの供給回線における電流のゆらぎから付属品の位置を示す信号を発生し、(c)見落されたコミュテーションパルスの数及び二重パルスの数を決定すべく信号を計測し、(d)付属品位置を表している訂正されたデータ位置をメモリに記憶すべく見落されているコミュテーションパルスの数及び二重パルスの数を補償する段階を具備するので、シート位置メモリ動作に対応付けられた誤りを縮小し、いつ誤りが発生したかを評価できる。
本発明の方法は、付属品の位置を調整ためのd.c.電源で動作可能な少なくとも一つのモータと、付属品の複数の位置を記憶するメモリと、電子コントローラに基づくマイクロコンピュータとを含んでいる、電動化された自動車の付属品を制御する方法であって、(a)d.c.電源からモータに供給された電流を検知し、(b)付属品の位置の調整中にd.c.電源からモータへの供給回線における電流のゆらぎから付属品の位置を示す信号を発生し、(c)付属品を停止すべく障害物が付属品の移動経路中にあることを示す条件及びモータを減速しかつ付属品をゆっくり停止すべく付属品が移動経路の終りに近づくことを示す条件に対して信号を監視する段階を具備するので、シート位置メモリ動作に対応付けられた誤りを縮小し、いつ誤りが発生したかを評価できる。
【0040】
本発明のシステムは、付属品の位置を調整ためのd.c.電源で動作可能な少なくとも一つのモータと、付属品の複数の位置を記憶するメモリと、電子コントローラに基づくマイクロコンピュータとを含んでいる、電動化された自動車の付属品を制御するシステムであって、(a)d.c.電源からモータに供給された電流を検知する手段と、(b)付属品の位置の調整中にd.c.電源からモータへの供給回線における電流のゆらぎから付属品の位置を示す信号を発生する手段と、(c)見落されたコミュテーションパルスの数及び二重パルスの数を決定すべく信号を計測する手段と、(d)付属品位置を表している訂正されたデータ位置をメモリに記憶すべく見落されているコミュテーションパルスの記数及び二重パルスの記数を補償する手段とを備えているので、シート位置メモリ動作に対応付けられた誤りを縮小し、いつ誤りが発生したかを評価できる。
本発明のシステムは、付属品の位置を調整ためのd.c.電源で動作可能な少なくとも一つのモータと、付属品の複数の位置を記憶するメモリと、電子コントローラに基づくマイクロコンピュータとを含んでいる、電動化された自動車の付属品を制御するシステムであって、(a)d.c.電源からモータに供給された電流を検知する手段と、(b)付属品の位置の調整中にd.c.電源からモータへの供給回線における電流のゆらぎから付属品の位置を示す信号を発生する手段と、(c)付属品を停止すべく障害物が付属品の移動経路中にあることを示す条件及びモータを減速しかつ付属品をゆっくり停止すべく付属品が移動経路の終りに近づくことを示す条件に対して信号を監視する手段とを備えているので、シート位置メモリ動作に対応付けられた誤りを縮小し、いつ誤りが発生したかを評価できる。
【0041】
本発明の制御システムは、付属品を第1位置から第2位置までの距離移動すべく電動化された自動車付属品に接続された双方向モータで使用する制御システムであって、(a)回転中に前記モータにより出力された、モータの回転量を示す制御信号を検出する手段と、(b)代表制御信号波形を含んでいるメモリと、(c)検出器及びメモリに応答し、かつ距離と制御信号の間の関係の関数としてそのオペレーションに対してモータに出力信号を供給するコントローラとを備え、コントローラは、(i)検出手段により検出された制御信号を代表制御信号波形と比較する手段、及び(ii)比較手段によってなされた比較の関数としてモータへの出力信号を調整する手段を備えているので、シート位置メモリ動作に対応付けられた誤りを縮小し、いつ誤りが発生したかを評価できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】制御システムの図である。
【図2】パルス検出回路素子及び電動機クロストーク限定回路素子を示している多軸自動車付属品に対する概略回路の図である。
【図3】図1の電動機10からの一般的なコミュテーション波形及び図1の前記波形から導出された一般的なディジタルパルス列18の電流対時間のグラフである。
【図4】図1のコントローラ22に含まれたロジックのハイ・レベル・ダイアグラムを供給するフローチャートである。
【図5】コミュテーション波形及びダブルパルス現象を示すディジタルパルス列のグラフである。
【図6】クロストークを示している多軸自動車付属品に対する概略回路図である。
【図7】図6からの一電動機回路を表している概略回路図である。
【図8】図5に示す回路のクロストークを検査するための多軸ルーチンのフローチャートである。
【図9】電動機及び機構の消耗を減少すべく軟停止位置がどのように位置決めされるのかを説明する図である。
【図10】図1からの電流検出器12、比較器16及び増幅器14の詳細を示す概略回路図である。
【図11】図11A〜図11Dからなり、コミュテーション波形を示しているグラフでありかつ前記波形からディジタルパルス列を導出する正確で折りがよい方法で電動機電流負荷情報を導出するための同期パルス検出の使用を示す図である。。
【図12】自動車サンルーフ付属品を駆動している図1の電動機10に対するコミュテーションパルス波形の電流対時間のグラフである。
【図13】図13A及び図13Bからなり、増加障害物検出感度の電動機スローダウン回路素子の利点を示している電動機スピード対時間のグラフである。
【符号の説明】
8 制御システム
10 電動機(モータ)
12 電流検出器
13 制御信号
14 増幅回路
16 比較器(コンパレータ)
18 ディジタルパルス列(ディジタル信号)
20 コミュテーション波形
22 コントローラ
24 リレー
28 出力信号
Claims (23)
- 自動車付属品を第1位置から第2位置までの距離移動すべく該自動車付属品に接続された双方向モータで使用する制御システムであって、
(a)回転中に前記モータにより出力された当該モータの回転量を示す制御信号に応答する検出器と、
(b)メモリと、
(c)前記検出器及び前記メモリに応答し、かつ前記距離と前記制御信号の間の関係の関数としてそのオペレーションに対して前記モータに出力信号を供給するコントローラとを備え、
前記コントローラは、前記制御信号の検出における不正確さを訂正すべく前記出力信号に調整因子を印加するルーチンを更に含んでいることを特徴とする制御システム。 - 前記メモリは、前記第1位置を示す情報を含むことを特徴とする請求項1に記載の制御システム。
- 前記コントローラは、マイクロプロセッサを含むことを特徴とする請求項2に記載の制御システム。
- 前記モータは、固定数の極を含み、
前記メモリは、前記第2位置を示すデータと、当該第2位置まで前記自動車付属品を移動すべく多数のモータ極を通して前記モータを回転するための該メモリからの該データに応答する位置呼出しルーチンとを含み、
前記ルーチンは、いつコミュテーションパルスが見落とされたかそして前記メモリに記憶された前記自動車付属品の位置における誤り累積を低減するためにいつエキストラコミュテーションパルスが検出されたかを決定すべく前記制御信号を評価するように構成されたことを特徴とする請求項2に記載の制御システム。 - 前記メモリ及び前記コントローラは、マイクロプロセッサを含むことを特徴とする請求項4に記載の制御システム。
- 前記検出器は、前記モータに直列な電流検出抵抗と、当該電流検出抵抗に電気的に接続された増幅器とを含むことを特徴とする請求項1に記載の制御システム。
- 自動車の双方向移動経路にわたり付属品を操作すべく双方向モータを連動する制御システムであって、
(a)前記モータを貫通している電流に対応するコミュテーション波形を検出するセンサと、
(b)前記コミュテーション波形からディジタルパルス列を誘導するコンパレータと、
(c)プログラムされた機能を含んでおり、前記コミュテーション波形及び前記ディジタルパルス列を表すデータを受信しかつ記憶するメモリと、
(d)前記データ及び前記機能に応答し、前記モータを制御するために出力信号を供給するコントローラとを備えていることを特徴とする制御システム。 - 前記機能は、前記モータ上の予期しない負荷がルーチンによって検出されるときに当該モータへの前記出力信号を制御することにより前記付属品を停止する障害物検出ルーチンを含んでいることを特徴とする請求項7に記載の制御システム。
- 前記機能は、前記付属品の位置が前記移動経路の終りに近づくときに前記モータを減速するためのモータ減速ルーチンを含み、増大した障害物検出感度を提供することを特徴とする請求項8に記載の制御システム。
- 前記機能は、前記付属品の位置が前記移動経路の終りに近づくときに前記モータを減速しかつ該移動経路の該終りで該付属品をゆっくり停止するための軟停止ルーチンを含み、該モータの摩滅を低減することを特徴とする請求項7に記載の制御システム。
- 前記機能は、前記メモリに記憶された前記付属品の位置を訂正することによって時間にわたる誤り累積を低減し、前記コミュテーション波形に応答するミッシング・パルス・ルーチン及び二重パルス・ルーチンを含むことを特徴とする請求項7に記載の制御システム。
- 前記付属品は、ウィンド、ミラー、シート、及びサンルーフからなるグループから選択されることを特徴とする請求項7に記載の制御システム。
- 前記コンパレータは、前記アナログコミュテーション波形の前記一次微分が正から負の値に変わるときにディジタル出力をトグルする装置と、前記アナログコミュテーション波形から雑音を除去する雑音低減装置とを備えていることを特徴とする請求項7に記載の制御システム。
- 前記システムは、複数のモータを含み、かつ前記出力信号は、当該制御システムの他のモータが始動及び停止するときに、当該他のモータによって生成された注入電流サージを低減するために前記センサに結合されたモータ・クロストーク制御システムによって変更されることを特徴とする請求項7に記載の制御システム。
- 自動車の双方向移動経路にわたり付属品を操作すべく双方向モータを連動する制御システムであって、
(a)前記モータを貫通している電流に対応するコミュテーション波形を検出するセンサと、
(b)前記モータの少なくとも一つの極に隣接して配置された極クロシングを検知する装置を含んでおり、該モータからディジタルパルス列を生成する検出器と、
(c)プログラムされた機能を含んでおり、前記コミュテーション波形及び前記ディジタルパルス列を表すデータを受信しかつ記憶するメモリと、
(d)前記データ及び前記機能に応答し、前記モータを制御するために出力信号を供給するコントローラとを備えていることを特徴とする制御システム。 - 前記装置は、光センサ及びホール効果センサの一つを含むことを特徴とする請求項15に記載の制御システム。
- 電動化された自動車付属品を調整するためのd.c.電源で動作可能な少なくとも一つのモータと、該付属品の複数の位置を記憶するメモリとを含んでいる、該付属品を制御する制御システムであって、
(a)前記d.c.電源から前記モータに供給された電流を検出するセンサと、
(b)前記付属品の前記位置の調整中に前記d.c.電源から前記モータへの供給回線における電流のゆらぎから該付属品の位置を示す信号を発生する発生器と、
(c)前記付属品の経路における障害物を表す条件に対して前記信号を監視する第1のルーチン及び該付属品を停止すべく前記モータへの出力信号を送る第2のルーチンを含み、自動安全機能を供給するコントローラとを備えていることを特徴とする制御システム。 - 前記コントローラは、前記付属品が移動経路の終りに近づいたことを示す条件に対する前記信号を監視しかつ該付属品をゆっくり停止すべく前記モータを減速するために出力信号を送るルーチンを含むことを特徴とする請求項17に記載の制御システム。
- 付属品の位置を調整するためのd.c.電源で動作可能な少なくとも一つのモータと、前記付属品の複数の位置を記憶するメモリと、電子コントローラに基づくマイクロコンピュータとを含んでいる、電動化された自動車の付属品を制御する方法であって、
(a)前記d.c.電源から前記モータに供給された電流を検知し、
(b)前記付属品の位置の調整中に前記d.c.電源から前記モータへの供給回線における電流のゆらぎから該付属品の位置を示す信号を発生し、
(c)見落されたコミュテーションパルスの数及び二重パルスの数を決定すべく前記信号を計測し、
(d)前記付属品の位置を表している訂正されたデータ位置を前記メモリに記憶するために見落されている前記コミュテーションパルスの数及び前記二重パルスの数を補償する段階を具備することを特徴とする方法。 - 付属品の位置を調整するためのd.c.電源で動作可能な少なくとも一つのモータと、前記付属品の複数の位置を記憶するメモリと、電子コントローラに基づくマイクロコンピュータとを含んでいる、電動化された自動車の付属品を制御する方法であって、
(a)前記d.c.電源から前記モータに供給された電流を検知し、
(b)前記付属品の前記位置の調整中に前記d.c.電源から前記モータへの供給回線における電流のゆらぎから該付属品の位置を示す信号を発生し、
(c)前記付属品を停止すべく障害物が当該付属品の移動経路中にあることを示す条件及び前記モータを減速しかつ該付属品をゆっくり停止すべく当該付属品が該移動経路の終りに近づくことを示す条件に対して前記信号を監視する段階を具備することを特徴とする方法。 - 付属品の位置を調整するためのd.c.電源で動作可能な少なくとも一つのモータと、前記付属品の複数の位置を記憶するメモリと、電子コントローラに基づくマイクロコンピュータとを含んでいる、電動化された自動車の付属品を制御するシステムであって、
(a)前記d.c.電源から前記モータに供給された電流を検知する手段と、
(b)前記付属品の前記位置の調整中に前記d.c.電源から前記モータへの供給回線における電流のゆらぎから該付属品の位置を示す信号を発生する手段と、
(c)見落されたコミュテーションパルスの数及び二重パルスの数を決定すべく前記信号を計測する手段と、
(d)前記付属品位置を表している訂正されたデータ位置を前記メモリに記憶するために前記見落されているコミュテーションパルスの数及び前記二重パルスの数を補償する手段とを備えていることを特徴とするシステム。 - 付属品の位置を調整するためのd.c.電源で動作可能な少なくとも一つのモータと、前記付属品の複数の位置を記憶するメモリと、電子コントローラに基づくマイクロコンピュータとを含んでいる、電動化された自動車の付属品を制御するシステムであって、
(a)前記d.c.電源から前記モータに供給された電流を検知する手段と、
(b)前記付属品の前記位置の調整中に前記d.c.電源から前記モータへの供給回線における電流のゆらぎから該付属品の位置を示す信号を発生する手段と、
(c)前記付属品を停止するために障害物が当該付属品の移動経路中にあることを示す条件及び前記モータを減速しかつ該付属品をゆっくり停止するために当該付属品が該移動経路の終りに近づくことを示す条件に対して前記信号を監視する手段とを備えていることを特徴とするシステム。 - 付属品を第1位置から第2位置までの距離移動すべく電動化された自動車付属品に接続された双方向モータで使用する制御システムであって、
(a)回転中に前記モータにより出力された当該モータの回転量を示す制御信号を検出する手段と、
(b)代表制御信号波形を含んでいるメモリと、
(c)前記検出器及び前記メモリに応答し、かつ前記距離と前記制御信号の間の関係の関数としてそのオペレーションに対して前記モータに出力信号を供給するコントローラとを備え、
前記コントローラは、
(i)前記検出手段により検出された前記制御信号を前記代表制御信号波形と比 較する手段、及び
(ii)前記比較手段によってなされた前記比較の関数として前記モータへの前 記出力信号を調整する手段
を備えていることを特徴とする制御システム。
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