JP3621494B2 - モータ駆動制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータ駆動制御装置に係り、より詳しくは、モータ負荷としきい値とを比較してモータの駆動を停止又は一定量反転させて停止するモータ駆動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、モータ駆動制御装置は、例えば、パワーウィンドウ装置に適用されている。このようにモータ駆動制御装置がパワーウィンドウ装置に適用された場合には、ドアガラスを昇降させるために、モータが用いられている。また、このパワーウィンドウ装置では、ドアガラスと窓枠との間の異物の挟む込みを検知する等のためにモータの回転に同期してパルス信号を発生するパルスエンコーダが設けられている。
【０００３】
そして、例えば、異物挟み込みが生じた場合（図５のｔ０ ）、図５（ｃ）に示すように、パルスエンコーダから発生したパルス信号の周期が長くなるので、該パルス信号の周期の変化量ΔＳ（＊） を求めると共に求めた変化量ΔＳ（＊） がしきい値ｔｈより大きいか否かを判断することにより、ドアガラスと窓枠との間に異物の挟み込みが発生したか否かを判断する。なお、異物の挟み込みが発生したと判定した場合には、モータの駆動を一定量反転（ドアガラスを下降）させて停止する。また、パルスエンコーダから発生したパルス信号からモータの回転速度を求め、上記と同様に異物の挟み込みが発生したか否かを判断するようにしてもよい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、モータに投入する電源が他のアクチュエータにも接続され、かつ、図５（ａ）に示すように、他のアクチュエータに電源が投入された場合（ｏｎ）には、図５（ｂ）に示すように、モータに印加する電圧（モータ電圧）が減少し、これに伴い、図５（ｃ）に示すように、パルス信号の周期が変化する。よって、上記のように異物挟み込みが発生しているか否かを判断しても、パルス信号の周期の変化量にモータに印加する電圧の減少に伴うパルス信号の周期の変化量ΔＳ″が含まれる場合があるので、異物挟み込みによる変化量ΔＳ（＊） とモータに印加する電圧の減少に伴うパルス信号の周期の変化量ΔＳ″とを判別でない、即ち、パルス信号の周期の変化量としきい値とを精度よく比較することができず、異物挟み込みの発生を精度よく判定することはできない。
【０００５】
本発明は、上記事実に鑑み成されたもので、モータに印加する電圧が変化してもモータ負荷の変化量としきい値とを精度よく比較することの可能なモータ駆動制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため請求項１記載の発明は、モータ負荷の変化量としきい値とを比較してモータの駆動を停止又は一定量反転させて停止するモータ駆動制御装置において、前記モータに印加される電圧を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された電圧の変化量に対応するモータ負荷の変化量に基づいて、前記モータ負荷の変化量及び前記しきい値の少なくとも一方を補正する補正手段と、を備えている。
【０００７】
ここで、本発明の原理を説明する。即ち、モータ駆動制御装置では、モータ負荷の変化量を、モータの回転に同期して発生したパルス信号の立ち上がり及び立ち下がりの少なくとも一方により定まる時間の変化量又は前記モータの回転速度の変化量により推定する場合があるが、モータに投入されている電源が他のアクチュエータにも投入及び該投入が遮断されると、モータに印加される電圧が変化する。このようにモータに印加される電圧が変化すると、上記時間の変化量又はモータの回転速度の変化量が変化する。よって、モータ負荷の変化量としきい値とを精度よく比較することができず、この結果、モータの駆動を誤停止したり、停止すべきときに停止できない場合がある。
【０００８】
しかしながら、本発明では、検出手段によりモータに印加される電圧を検出し、補正手段により検出手段により検出された電圧の変化量に対応するモータ負荷の変化量に基づいて、モータ負荷の変化量及びしきい値の少なくとも一方を補正することことから、モータ負荷の変化量及びしきい値の一方を他方と又はモータ負荷の変化量及びしきい値を相互に精度よく比較することのできる値とすることができ、よって、モータ負荷の変化量としきい値とを精度よく比較することができる。なお、補正手段は、モータ負荷の変化量のみを補正する場合、検出手段により検出された電圧の変化量に対応するモータ負荷の変化量をモータ負荷の変化量から減算したり、しきい値のみを補正する場合、検出手段により検出された電圧の変化量に対応するモータ負荷の変化量を、しきい値に加算する。
【０００９】
なお、モータの回転に同期して発生したパルス信号の立ち上がり及び立ち下がりの少なくとも一方により定まる時間は、パルス信号の立ち上がり及び立ち下がり間、立ち上がり間、及び立ち下がり間の何れかの時間である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。本形態のモータ駆動制御装置は、図１に示すように、モータ２２を備えている。モータ２２には、ウィンドウレギュレータ部１６が連結されている。ウィンドウレギュレータ部１６は、本形態では所謂ワイヤ式とされており、モータ２２の駆動軸に取付けられた回転板２２Ａにワイヤが巻き掛けられている。このワイヤの端部はドアガラス２０の下端部を支持する保持チャンネル２４に連結されており、さらに、保持チャンネル２４はメインガイド２６へ上下移動可能に取り付けられている。これにより、モータ２２が正逆方向に回転すると、この回転駆動力がワイヤを介して伝達されて、ドアガラス２０がガラスガイド１８に沿って上下移動する。なお、ウィンドウレギュレータ部１６の構成は、このようなワイヤ式に限らず、Ｘアーム式や、モータ自体がラックに沿って移動する所謂モータ自走式を用いるようにしてもよい。
【００１１】
モータ２２によってドアガラス２０が上昇されると、ドアガラス２０の周端部がドア１２のフレーム１２Ａ内のゴム製のウェザーストリップ（図示省略）に嵌合してドアフレーム１２Ａの開口が閉じられる。また、モータ２２の回転駆動によって、ドアガラス２０が下降移動されるとドア１２のフレーム１２Ａの開口が開かれる。
【００１２】
一方、モータ２２は、オート／マニュアルスイッチ３４によって操作される。オート／マニュアルスイッチ３４は、例えば、両方向へそれぞれ２段操作可能なものが適用でき、１段操作のときは操作中にのみドア１２のモータ２２が駆動し（マニュアル操作）、２段操作することによってスイッチから手を離してもドアガラス２０が所定の位置に達するまでモータ２２が駆動される（オート操作）。また、モータ２２は、回転板２２Ａ（図２に示す）を正逆方向の何れかに回転し、ドアガラス２０を上昇または降下させることができる。
【００１３】
図２に示すようにモータ駆動制御装置１０は、前記モータ２２の駆動をオート／マニュアルスイッチ３４の操作によって制御するためのパワーウィンドウ制御部５０を備えている。なお、パワーウィンドウ制御部５０は、マイクロコンピュータで構成され、マイクロコンピュータは、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート、及びアナログディジタル（Ａ／Ｄ）変換器を含んで構成され、これらはバスにより相互に接続されている。
【００１４】
モータ駆動制御装置１０は、バッテリ６０のプラス端子と接続されている。なお、バッテリ６０のマイナス端子はアースされている。
【００１５】
パワーウィンドウ制御部５０は、オート／マニュアルスイッチ３４の各スイッチからの信号線５２が接続されている。
【００１６】
パワーウィンドウ制御部５０には、ドアガラス開閉用の第１及び第２のリレーコイル１１０、１１２のそれぞれの両端が接続されており、前記オート／マニュアルスイッチ３４の操作に従って、パワーウィンドウ制御部５０は、何れかのリレーコイル１１０、１１２を励磁する。
【００１７】
第１のリレーコイル１１０に対応する位置には第１のリレースイッチ１０８が配置されている。第１のリレースイッチ１０８のコモン端子１０８Ａは、前記モータ２２の一端に接続されている。また、第１接点１０８Ｂはバッテリ６０のプラス側端子に接続され、第２接点１０８Ｃはアースされている。なお、第１のリレーコイル１１０が非励磁の場合は第１のリレースイッチ１０８は第２接点１０８Ｃに切り換わっている。
【００１８】
一方、第２のリレーコイル１１２に対応する位置には第２のリレースイッチ１０９が配置されている。第２のリレースイッチ１０９のコモン端子１０９Ａは、前記モータ２２の他端に接続されている。また、第１接点１０９Ｂはバッテリ６０のプラス側端子に接続され、第２接点１０９Ｃはアースされている。なお、第２のリレーコイル１１２が非励磁の場合は第２のリレースイッチ１０９は第２接点１０９Ｃに切り換わっている。
【００１９】
ここで、第１のリレーコイル１１０が励磁されると、第１のリレースイッチ１０８は第１接点１０８Ｂに切り換わり、モータ２２の一端から他端へ電流が流れ、モータ２２が正転しドアガラスは閉方向へ移動する。また、第２のリレーコイル１１２励磁されると、第２のリレースイッチ１０９は第１接点１０９Ｂに切り換わり、モータ２２の他端から一端へ電流が流れ、モータ２２が逆転しドアガラスは開方向へ移動する。
【００２０】
一方、第１接点１０８Ｂ及びバッテリ６０のプラス側端子間には線３０の一端が接続され、線３０の他端はパワーウィンドウ制御部５０の前述したアナログディジタル（Ａ／Ｄ）変換器に接続されている。これにより、パワーウィンドウ制御部５０は、モータ２２に印加される電圧（以下、モータ電圧という）を検出することができる。
【００２１】
更に、モータ２２には、パルスエンコーダ６２が取付けられており、その信号線６４はパワーウィンドウ制御部５０に接続されている。このため、パワーウィンドウ制御部５０では、モータ２２の回転数をパルスエンコーダ６２から供給されるパルス信号に基づいて得ることができる。また、このパルスエンコーダ６２からの信号をカウントすることによって、ある程度のドアガラス２０の位置を確認できる。
【００２２】
次に、挟み込み検出処理ルーチンを示したフローチャート（図３参照）に沿って本形態の作用を説明する。なお、本ルーチンは、オート／マニュアルスイッチ３４がオンされた場合、所定時間毎にメインルーチンに割り込んで実行される。ここで、メインルーチンは、オート／マニュアルスイッチ３４がオンされた場合にスタートし、オート／マニュアルスイッチ３４の操作に応じて第１のリレーコイル１１０及び第２のリレーコイル１１２の何れかを励磁することにより、ドアガラス２０を上昇（閉止）又は下降（開放）させ、上昇ロック停止又は下降ロック停止した場合に、第１のリレーコイル１１０又は第２のリレーコイル１１２の励磁を停止する。
【００２３】
挟み込み検出処理ルーチンのステップ７０では、オート／マニュアルスイッチ３４により、ドアガラス２０を上昇する指示があったか否かが判断され、肯定判定されると、ステップ７２で、パルス信号の立ち上がりを連続して２回検出すると共にパルス信号の立ち上がり間の時間（現パルス信号の周期）を求め、Ｓｎ にセットする。
【００２４】
ステップ７４では、モータ２２に現在印加されている電圧（現モータ電圧）を取込み、Ｅｎ にセットする。
【００２５】
ステップ７６で、パルス信号の周期の変化量ΔＳを（１）式に従って演算する。
【００２６】
【数１】
ΔＳ＝Ｓｎ −Ｓ０ −Ｊ・（Ｖ０ −ＶＸ ）・Ｓ０ ２ ・・・（１）
ここで、（１）式を説明する。Ｓ０ は、パルス信号の周期の移動平均値であり、Ｅ０ は、モータ電圧の移動平均値である。なお、これらの詳細は後述する。
【００２７】
また、Ｓｎ −Ｓ０ （＝ΔＳ′）は、パルス信号の周期の移動平均値に対する現パルス信号の周期の変化量（以下、第１の変化量という）である。更に、Ｅｎ −Ｅ０ は、モータ電圧の移動平均値に対する現モータ電圧の変化量である。
【００２８】
ここで、図５（ａ）に示すように、他のアクチェータに電源が投入された場合（ｏｎ）、モータ電圧が、図５（ｂ）に示すようにＶ０ からＶＸ に変化し、これにより、パルス信号の周期が、図５（ｃ）に示すようにＳ０ からＳＸ に変化し、モータ２２の回転速度が、図５（ｄ）に示すようにｎ０ からｎＸ に変化したとする。なお、このようにモータ電圧が変化した場合、モータ２２の回転速度は変化するが、モータ電流は変化しない。このときのモータ電流をＩ０ とする。
【００２９】
モータ２２の回転速度の変化量Δｎ（＝ｎ０ −ｎＸ ）は、（２）式から得られる。
【００３０】
【数２】
【００３１】
但し、ＫＧ はモータ２２の構造から決まる定数であり、ｐ・ｚ／ａで表される。なお、ａは、電機子回路の並列数／２、ｐは、電機子回路の磁極数／２、及びＺは、全導体数である。また、φは１磁極あたりの磁束（Ｗｂ）である。
【００３２】
ここで、モータ２２が１回転するのにパルス信号がｍ回出力されるとすると、（２）式は、（３）式に変形できる。
【００３３】
【数３】
【００３４】
（２）式及び（３）式から（４）式が得られる。
【００３５】
【数４】
【００３６】
（４）式のＳＸ −Ｓ０ （＝ΔＳ″）は、他のアクチェータへの電源の投入によりモータ電圧がＥ０ からＥＸ に変化したことによるパルス信号の周期の変化量（以下、第２の変化量という）である。
【００３７】
なお、本形態におけるパルス信号の周期は、常温（１０℃）でも１０ｍｓｅｃ以下と小さい値であるため、Ｓ０ とＳｘ とは近似する値をとる（Ｓ０ ≒Ｓｘ ）。このため、これらの積（Ｓ０ ・Ｓｘ ）は、Ｓ０ ２ と置き換えることができる。また、ｍ／（ＫＧ ・φ）をＪとすると、（４）式は（５）式に変形できる。
【００３８】
【数５】
ΔＳ″＝Ｊ・（Ｖ０ −ＶＸ ）・Ｓ０ ２ ・・・（５）
以上説明したように、上記第１の変化量がしきい値（異物挟み込みと判定するための判定値）を越えているか否か判断することにより異物挟み込みが発生しているか否かを判断しても、当該第１の変化量には上記第２の変化量が含まれる場合があるので、異物挟み込みの発生を精度よく判定することはできない。よって、異物挟み込みの発生を精度よく判定するためには、第１の変化量から第２の変化量を減算（ΔＳ′−ΔＳ″）することにより第１の変化量を補正する必要がある。このように第１の変化量を補正すると、補正された第１の変化量は（１）式のΔＳとなる。
【００３９】
ステップ７８で、判定値ΔＳＸ を（６）式に従って演算する。
【００４０】
【数６】
ΔＳＸ ＝Ｋ・Ｔ・Ｓ０ ２ ＋αＳ０ ＋β・・・（６）
ここで、（６）式を説明する。
【００４１】
本形態では、異物挟み込みのない通常のドアガラスの上昇中に更にＴ（例えば、１０）〔Ｎ〕の荷重（トルク）がモータ２２にかかった場合に異物挟み込みと判定する。また、このときのモータ２２の回転速度をｎＴ 、パルス信号の周期をＳＴ とする。なお、Ｔ〔Ｎ〕の荷重がモータ２２にかかった場合、モータ電圧Ｖは変化せず、モータ電流が変化する。即ち、モータ電流がＩ０ からＩＴ に変化したとする。更に、モータ２２の回転速度がｎＴ に変化したとする。この場合、モータ２２の回転速度の変化量Δｎ′（＝ｎ０ −ｎＴ ）は、（７）式から得られる。
【００４２】
【数７】
【００４３】
ところで、モータ電流ＩとトルクＴとは（８）式の関係がある。
【００４４】
【数８】
【００４５】
但し、ＫＭ はモータ２２の構造から決まる定数（ｐ・ｚ／（２π・ａ））である。（８）式から（７）式は、（９）式に変形できる。
【００４６】
【数９】
【００４７】
（９）式、（３）式、及び（４）式から理解されるように、通常のドアガラスの上昇時にＴ〔Ｎ〕の荷重（トルク）がモータ２２にかかった場合、現パルス信号の周期の上記パルス信号の移動平均値に対する変化量ΔＳＴ （＝ＳＴ −Ｓ０ ）は、（１０）式から得られる。
【００４８】
【数１０】
【００４９】
ｍ・Ｒａ ／（ＫＧ ・ＫＭ ・φ２ ）をＫとおき、上記のようにＳＴ ・Ｓ０ をＳ０ ２ とおくと、（１０）式は（１１）式に変形できる。
【００５０】
【数１１】
ΔＳＴ ＝Ｋ・Ｔ・Ｓ０ ２ ・・・（１１）
よって、変化量ΔＳが変化量ΔＳＴ 以上であれば、異物の挟み込みと判定することもできる。即ち、変化量ΔＳＴ を判定値とすることもできる。
【００５１】
しかしながら、異物挟み込みと判定されたときに、励磁する対象を第１のリレーコイル１１０から第２のリレーコイル１１２に切り換えても直ちにドアガラスは下降せず、ドアガラスが一定量上昇（オーバーラン）した後下降する。よって、変化量ΔＳＴ に、このドアガラスのオーバーランを補正する値を加味する必要がある。
【００５２】
そこで、本形態では、ドアガラスのオーバーランを補正する値としてαＳ０ ＋βを用いて変化量ΔＳＴ に加えている。これは、（６）式となる。
【００５３】
次のステップ８０で、補正された第１の変化量ΔＳが判定値ΔＳＸ 以上であるか否かを判断することにより、異物挟み込みが発生したか否かを判断し、異物挟み込みが発生したと判定された場合には、ステップ８２で、ドアガラスを下降させ、ステップ８４で、ドアガラスの下降量がＤ（なお、５０〔ｍｍ〕≦Ｄ≦２００〔ｍｍ〕 例えば、Ｄ＝５０〔ｍｍ〕）以上か否かを判断し、ドアガラスの下降量がＤ以上の場合にドアガラスの下降を停止して、本ルーチンを終了する。
【００５４】
なお、ドアガラスの下降量がＤ以上と判定されなかった場合には、ステップ８８で、トアガラスが下降ロック停止したか否かを判断し、下降ロック停止したと判断された場合には、ステップ８６に進んで、ドアガラスの下降を停止し、下降ロック停止していないと判断された場合には、ステップ８２に戻って、ドアガラスの下降を継続する。
【００５５】
一方、補正された第１の変化量ΔＳが判定値ΔＳＸ 以上でないと判断された場合には、ステップ９０で、現パルス信号の周期Ｓｎ が、絶対値ＳＺ より小さいか否かを判断する。
【００５６】
ここで、絶対値ＳＺ を説明する。
前述したように補正された第１の変化量ΔＳを求めるのに、パルス信号の周期の移動平均値を用いているので、例えば、上腕部等の軟らかいものが挟み込まれた場合には、パルス信号の周期が除々に増加するので、パルス信号の周期の移動平均値が除々に増加し、これにより、上記変化量ΔＳが小さくなり、本来異物挟み込みが発生しているに挟み込みが発生していないと誤判定される場合がある。そこで、異物挟み込みが発生していると判定できるパルス信号の周期を絶対値として用いている。
【００５７】
現パルス信号の周期Ｓｎ が絶対値ＳＺ 以上の場合には、異物挟み込みが発生していると判定でき、この場合には、ステップ８２に進む。一方、現パルス信号の周期Ｓｎ が絶対値ＳＺ が小さい場合には、異物挟み込みが発生していないと判定でき、本ルーチンを終了する。
【００５８】
次に、移動平均値Ｓ０ 、Ｅ０ を説明する。移動平均値Ｓ０ 、Ｅ０ は、異物挟み込みが発生していないと判定された場合に、挟み込み検出処理ルーチンとは別個の処理ルーチン（図４参照）により求められる。
【００５９】
図４のステップ９２で、パルス信号の周期の平均処理を実行する。なお、本ステップでは、例えば、１６個（なお、１６個に限定されない）のパルス信号の移動平均値を求める。ステップ９４で、モータ電圧の平均処理を実行する。なお、本ステップは、ステップ９２と同様の方法で求める。
【００６０】
以上説明したように、本形態では、モータ電圧が変化して、パルス信号の周期が変化しても、モータ電圧の変化量に対応するパルス信号の周期の変化量を、検出したパルス信号の周期の変化量から減算しているので、モータ電圧の変化に伴うパルス信号の周期の変化量を相殺でき、異物挟み込みが発生しているか否かを精度よく判定することができる。
【００６１】
また、前述した実施の形態では、モータ電圧の変化に伴うパルス信号の周期の変化量を相殺するため、検出したパルス信号の周期の変化量から（１）式にあるようにＪ・（Ｖ０ −ＶＸ ）・Ｓ０ ２ を減算しており、他のアクチュエータへの電源の投入が遮断された場合には、ＶＸ はＶ０ となり、モータ電圧が変化する前の状態に戻すことができる。
【００６２】
更に、仮に、モータ電圧ＶＸ がＶ０ より大きくなると、Ｊ・（Ｖ０ −ＶＸ ）・Ｓ０ ２ が負の値となるので、モータ電圧の変化に伴うパルス信号の周期の変化量を相殺でき、この場合も異物挟み込みが発生しているか否かを精度よく判定することができる。
【００６３】
以上説明した実施の形態では、モータ電圧の変化量に対応するパルス信号の周期の変化量を、検出したパルス信号の周期の変化量から減算するようにしているが、本発明はこれに限定されるものでなく、モータ電圧の変化量に対応するパルス信号の周期の変化量を判定値に加算するようにしてもよく、モータ電圧の変化量に対応するパルス信号の周期の変化量によりパルス信号の周期の変化量及び判定値を補正するようにしてもよい。
【００６４】
また、前述した実施の形態では、パルス信号の周期をパルス信号の立ち上がりに基づいて求めるようにしているが、本発明はこれに限定されるものでなく、パルス信号の立ち下がりに基づいて求めるようにしてもよい。
【００６５】
更に、前述した実施の形態では、パルス信号の１周期を求めるようにしているが、本発明はこれに限定されるものでなく、パルス信号の半周期を求めるようにしてもよい。即ち、パルス信号の立ち上がり及び立ち下がり間の時間を求めるようにしてもよい。
【００６６】
また、前述した実施の形態では、パルス信号の周期の変化量を求めるようにしているが、本発明はこれに限定されるものでなく、モータの回転速度を求めるようにしてもよい。
【００６７】
なお、全閉時にはモータ２２の回転数低下が生じるが、このときは、パルスエンコーダ６２からのパルス信号で全閉位置近傍であることを認識できるため、挟み込み検出処理とは別に、例えば増し締め処理等を行う。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１記載の発明は、モータ負荷の変化量としきい値とを精度よく比較することができるので、モータの駆動を停止すべきときに停止することができると共にモータの駆動の誤停止を防止することができる、という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】運転席側ドアの内部構造を示す斜視図である。
【図２】本形態例の係るモータ駆動制御装置の回路図である。
【図３】挟み込み検出制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】パルス信号の周期及びモータ電圧の平均値演算処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】他のアクチュエータに電源が投入された場合のモータ電圧、パルス信号の周期、モータの回転速度の変化の様子を示す図である。
【符号の説明】
１０ モータ駆動制御装置
２２ モータ
５０ パワーウィンドウ制御部
６２ パルスエンコーダ
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータ駆動制御装置に係り、より詳しくは、モータ負荷としきい値とを比較してモータの駆動を停止又は一定量反転させて停止するモータ駆動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、モータ駆動制御装置は、例えば、パワーウィンドウ装置に適用されている。このようにモータ駆動制御装置がパワーウィンドウ装置に適用された場合には、ドアガラスを昇降させるために、モータが用いられている。また、このパワーウィンドウ装置では、ドアガラスと窓枠との間の異物の挟む込みを検知する等のためにモータの回転に同期してパルス信号を発生するパルスエンコーダが設けられている。
【０００３】
そして、例えば、異物挟み込みが生じた場合（図５のｔ０ ）、図５（ｃ）に示すように、パルスエンコーダから発生したパルス信号の周期が長くなるので、該パルス信号の周期の変化量ΔＳ（＊） を求めると共に求めた変化量ΔＳ（＊） がしきい値ｔｈより大きいか否かを判断することにより、ドアガラスと窓枠との間に異物の挟み込みが発生したか否かを判断する。なお、異物の挟み込みが発生したと判定した場合には、モータの駆動を一定量反転（ドアガラスを下降）させて停止する。また、パルスエンコーダから発生したパルス信号からモータの回転速度を求め、上記と同様に異物の挟み込みが発生したか否かを判断するようにしてもよい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、モータに投入する電源が他のアクチュエータにも接続され、かつ、図５（ａ）に示すように、他のアクチュエータに電源が投入された場合（ｏｎ）には、図５（ｂ）に示すように、モータに印加する電圧（モータ電圧）が減少し、これに伴い、図５（ｃ）に示すように、パルス信号の周期が変化する。よって、上記のように異物挟み込みが発生しているか否かを判断しても、パルス信号の周期の変化量にモータに印加する電圧の減少に伴うパルス信号の周期の変化量ΔＳ″が含まれる場合があるので、異物挟み込みによる変化量ΔＳ（＊） とモータに印加する電圧の減少に伴うパルス信号の周期の変化量ΔＳ″とを判別でない、即ち、パルス信号の周期の変化量としきい値とを精度よく比較することができず、異物挟み込みの発生を精度よく判定することはできない。
【０００５】
本発明は、上記事実に鑑み成されたもので、モータに印加する電圧が変化してもモータ負荷の変化量としきい値とを精度よく比較することの可能なモータ駆動制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため請求項１記載の発明は、モータ負荷の変化量としきい値とを比較してモータの駆動を停止又は一定量反転させて停止するモータ駆動制御装置において、前記モータに印加される電圧を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された電圧の変化量に対応するモータ負荷の変化量に基づいて、前記モータ負荷の変化量及び前記しきい値の少なくとも一方を補正する補正手段と、を備えている。
【０００７】
ここで、本発明の原理を説明する。即ち、モータ駆動制御装置では、モータ負荷の変化量を、モータの回転に同期して発生したパルス信号の立ち上がり及び立ち下がりの少なくとも一方により定まる時間の変化量又は前記モータの回転速度の変化量により推定する場合があるが、モータに投入されている電源が他のアクチュエータにも投入及び該投入が遮断されると、モータに印加される電圧が変化する。このようにモータに印加される電圧が変化すると、上記時間の変化量又はモータの回転速度の変化量が変化する。よって、モータ負荷の変化量としきい値とを精度よく比較することができず、この結果、モータの駆動を誤停止したり、停止すべきときに停止できない場合がある。
【０００８】
しかしながら、本発明では、検出手段によりモータに印加される電圧を検出し、補正手段により検出手段により検出された電圧の変化量に対応するモータ負荷の変化量に基づいて、モータ負荷の変化量及びしきい値の少なくとも一方を補正することことから、モータ負荷の変化量及びしきい値の一方を他方と又はモータ負荷の変化量及びしきい値を相互に精度よく比較することのできる値とすることができ、よって、モータ負荷の変化量としきい値とを精度よく比較することができる。なお、補正手段は、モータ負荷の変化量のみを補正する場合、検出手段により検出された電圧の変化量に対応するモータ負荷の変化量をモータ負荷の変化量から減算したり、しきい値のみを補正する場合、検出手段により検出された電圧の変化量に対応するモータ負荷の変化量を、しきい値に加算する。
【０００９】
なお、モータの回転に同期して発生したパルス信号の立ち上がり及び立ち下がりの少なくとも一方により定まる時間は、パルス信号の立ち上がり及び立ち下がり間、立ち上がり間、及び立ち下がり間の何れかの時間である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。本形態のモータ駆動制御装置は、図１に示すように、モータ２２を備えている。モータ２２には、ウィンドウレギュレータ部１６が連結されている。ウィンドウレギュレータ部１６は、本形態では所謂ワイヤ式とされており、モータ２２の駆動軸に取付けられた回転板２２Ａにワイヤが巻き掛けられている。このワイヤの端部はドアガラス２０の下端部を支持する保持チャンネル２４に連結されており、さらに、保持チャンネル２４はメインガイド２６へ上下移動可能に取り付けられている。これにより、モータ２２が正逆方向に回転すると、この回転駆動力がワイヤを介して伝達されて、ドアガラス２０がガラスガイド１８に沿って上下移動する。なお、ウィンドウレギュレータ部１６の構成は、このようなワイヤ式に限らず、Ｘアーム式や、モータ自体がラックに沿って移動する所謂モータ自走式を用いるようにしてもよい。
【００１１】
モータ２２によってドアガラス２０が上昇されると、ドアガラス２０の周端部がドア１２のフレーム１２Ａ内のゴム製のウェザーストリップ（図示省略）に嵌合してドアフレーム１２Ａの開口が閉じられる。また、モータ２２の回転駆動によって、ドアガラス２０が下降移動されるとドア１２のフレーム１２Ａの開口が開かれる。
【００１２】
一方、モータ２２は、オート／マニュアルスイッチ３４によって操作される。オート／マニュアルスイッチ３４は、例えば、両方向へそれぞれ２段操作可能なものが適用でき、１段操作のときは操作中にのみドア１２のモータ２２が駆動し（マニュアル操作）、２段操作することによってスイッチから手を離してもドアガラス２０が所定の位置に達するまでモータ２２が駆動される（オート操作）。また、モータ２２は、回転板２２Ａ（図２に示す）を正逆方向の何れかに回転し、ドアガラス２０を上昇または降下させることができる。
【００１３】
図２に示すようにモータ駆動制御装置１０は、前記モータ２２の駆動をオート／マニュアルスイッチ３４の操作によって制御するためのパワーウィンドウ制御部５０を備えている。なお、パワーウィンドウ制御部５０は、マイクロコンピュータで構成され、マイクロコンピュータは、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート、及びアナログディジタル（Ａ／Ｄ）変換器を含んで構成され、これらはバスにより相互に接続されている。
【００１４】
モータ駆動制御装置１０は、バッテリ６０のプラス端子と接続されている。なお、バッテリ６０のマイナス端子はアースされている。
【００１５】
パワーウィンドウ制御部５０は、オート／マニュアルスイッチ３４の各スイッチからの信号線５２が接続されている。
【００１６】
パワーウィンドウ制御部５０には、ドアガラス開閉用の第１及び第２のリレーコイル１１０、１１２のそれぞれの両端が接続されており、前記オート／マニュアルスイッチ３４の操作に従って、パワーウィンドウ制御部５０は、何れかのリレーコイル１１０、１１２を励磁する。
【００１７】
第１のリレーコイル１１０に対応する位置には第１のリレースイッチ１０８が配置されている。第１のリレースイッチ１０８のコモン端子１０８Ａは、前記モータ２２の一端に接続されている。また、第１接点１０８Ｂはバッテリ６０のプラス側端子に接続され、第２接点１０８Ｃはアースされている。なお、第１のリレーコイル１１０が非励磁の場合は第１のリレースイッチ１０８は第２接点１０８Ｃに切り換わっている。
【００１８】
一方、第２のリレーコイル１１２に対応する位置には第２のリレースイッチ１０９が配置されている。第２のリレースイッチ１０９のコモン端子１０９Ａは、前記モータ２２の他端に接続されている。また、第１接点１０９Ｂはバッテリ６０のプラス側端子に接続され、第２接点１０９Ｃはアースされている。なお、第２のリレーコイル１１２が非励磁の場合は第２のリレースイッチ１０９は第２接点１０９Ｃに切り換わっている。
【００１９】
ここで、第１のリレーコイル１１０が励磁されると、第１のリレースイッチ１０８は第１接点１０８Ｂに切り換わり、モータ２２の一端から他端へ電流が流れ、モータ２２が正転しドアガラスは閉方向へ移動する。また、第２のリレーコイル１１２励磁されると、第２のリレースイッチ１０９は第１接点１０９Ｂに切り換わり、モータ２２の他端から一端へ電流が流れ、モータ２２が逆転しドアガラスは開方向へ移動する。
【００２０】
一方、第１接点１０８Ｂ及びバッテリ６０のプラス側端子間には線３０の一端が接続され、線３０の他端はパワーウィンドウ制御部５０の前述したアナログディジタル（Ａ／Ｄ）変換器に接続されている。これにより、パワーウィンドウ制御部５０は、モータ２２に印加される電圧（以下、モータ電圧という）を検出することができる。
【００２１】
更に、モータ２２には、パルスエンコーダ６２が取付けられており、その信号線６４はパワーウィンドウ制御部５０に接続されている。このため、パワーウィンドウ制御部５０では、モータ２２の回転数をパルスエンコーダ６２から供給されるパルス信号に基づいて得ることができる。また、このパルスエンコーダ６２からの信号をカウントすることによって、ある程度のドアガラス２０の位置を確認できる。
【００２２】
次に、挟み込み検出処理ルーチンを示したフローチャート（図３参照）に沿って本形態の作用を説明する。なお、本ルーチンは、オート／マニュアルスイッチ３４がオンされた場合、所定時間毎にメインルーチンに割り込んで実行される。ここで、メインルーチンは、オート／マニュアルスイッチ３４がオンされた場合にスタートし、オート／マニュアルスイッチ３４の操作に応じて第１のリレーコイル１１０及び第２のリレーコイル１１２の何れかを励磁することにより、ドアガラス２０を上昇（閉止）又は下降（開放）させ、上昇ロック停止又は下降ロック停止した場合に、第１のリレーコイル１１０又は第２のリレーコイル１１２の励磁を停止する。
【００２３】
挟み込み検出処理ルーチンのステップ７０では、オート／マニュアルスイッチ３４により、ドアガラス２０を上昇する指示があったか否かが判断され、肯定判定されると、ステップ７２で、パルス信号の立ち上がりを連続して２回検出すると共にパルス信号の立ち上がり間の時間（現パルス信号の周期）を求め、Ｓｎ にセットする。
【００２４】
ステップ７４では、モータ２２に現在印加されている電圧（現モータ電圧）を取込み、Ｅｎ にセットする。
【００２５】
ステップ７６で、パルス信号の周期の変化量ΔＳを（１）式に従って演算する。
【００２６】
【数１】
ΔＳ＝Ｓｎ −Ｓ０ −Ｊ・（Ｖ０ −ＶＸ ）・Ｓ０ ２ ・・・（１）
ここで、（１）式を説明する。Ｓ０ は、パルス信号の周期の移動平均値であり、Ｅ０ は、モータ電圧の移動平均値である。なお、これらの詳細は後述する。
【００２７】
また、Ｓｎ −Ｓ０ （＝ΔＳ′）は、パルス信号の周期の移動平均値に対する現パルス信号の周期の変化量（以下、第１の変化量という）である。更に、Ｅｎ −Ｅ０ は、モータ電圧の移動平均値に対する現モータ電圧の変化量である。
【００２８】
ここで、図５（ａ）に示すように、他のアクチェータに電源が投入された場合（ｏｎ）、モータ電圧が、図５（ｂ）に示すようにＶ０ からＶＸ に変化し、これにより、パルス信号の周期が、図５（ｃ）に示すようにＳ０ からＳＸ に変化し、モータ２２の回転速度が、図５（ｄ）に示すようにｎ０ からｎＸ に変化したとする。なお、このようにモータ電圧が変化した場合、モータ２２の回転速度は変化するが、モータ電流は変化しない。このときのモータ電流をＩ０ とする。
【００２９】
モータ２２の回転速度の変化量Δｎ（＝ｎ０ −ｎＸ ）は、（２）式から得られる。
【００３０】
【数２】
但し、ＫＧ はモータ２２の構造から決まる定数であり、ｐ・ｚ／ａで表される。なお、ａは、電機子回路の並列数／２、ｐは、電機子回路の磁極数／２、及びＺは、全導体数である。また、φは１磁極あたりの磁束（Ｗｂ）である。
【００３２】
ここで、モータ２２が１回転するのにパルス信号がｍ回出力されるとすると、（２）式は、（３）式に変形できる。
【００３３】
【数３】
（２）式及び（３）式から（４）式が得られる。
【００３５】
【数４】
（４）式のＳＸ −Ｓ０ （＝ΔＳ″）は、他のアクチェータへの電源の投入によりモータ電圧がＥ０ からＥＸ に変化したことによるパルス信号の周期の変化量（以下、第２の変化量という）である。
【００３７】
なお、本形態におけるパルス信号の周期は、常温（１０℃）でも１０ｍｓｅｃ以下と小さい値であるため、Ｓ０ とＳｘ とは近似する値をとる（Ｓ０ ≒Ｓｘ ）。このため、これらの積（Ｓ０ ・Ｓｘ ）は、Ｓ０ ２ と置き換えることができる。また、ｍ／（ＫＧ ・φ）をＪとすると、（４）式は（５）式に変形できる。
【００３８】
【数５】
ΔＳ″＝Ｊ・（Ｖ０ −ＶＸ ）・Ｓ０ ２ ・・・（５）
以上説明したように、上記第１の変化量がしきい値（異物挟み込みと判定するための判定値）を越えているか否か判断することにより異物挟み込みが発生しているか否かを判断しても、当該第１の変化量には上記第２の変化量が含まれる場合があるので、異物挟み込みの発生を精度よく判定することはできない。よって、異物挟み込みの発生を精度よく判定するためには、第１の変化量から第２の変化量を減算（ΔＳ′−ΔＳ″）することにより第１の変化量を補正する必要がある。このように第１の変化量を補正すると、補正された第１の変化量は（１）式のΔＳとなる。
【００３９】
ステップ７８で、判定値ΔＳＸ を（６）式に従って演算する。
【００４０】
【数６】
ΔＳＸ ＝Ｋ・Ｔ・Ｓ０ ２ ＋αＳ０ ＋β・・・（６）
ここで、（６）式を説明する。
【００４１】
本形態では、異物挟み込みのない通常のドアガラスの上昇中に更にＴ（例えば、１０）〔Ｎ〕の荷重（トルク）がモータ２２にかかった場合に異物挟み込みと判定する。また、このときのモータ２２の回転速度をｎＴ 、パルス信号の周期をＳＴ とする。なお、Ｔ〔Ｎ〕の荷重がモータ２２にかかった場合、モータ電圧Ｖは変化せず、モータ電流が変化する。即ち、モータ電流がＩ０ からＩＴ に変化したとする。更に、モータ２２の回転速度がｎＴ に変化したとする。この場合、モータ２２の回転速度の変化量Δｎ′（＝ｎ０ −ｎＴ ）は、（７）式から得られる。
【００４２】
【数７】
ところで、モータ電流ＩとトルクＴとは（８）式の関係がある。
【００４４】
【数８】
但し、ＫＭ はモータ２２の構造から決まる定数（ｐ・ｚ／（２π・ａ））である。（８）式から（７）式は、（９）式に変形できる。
【００４６】
【数９】
（９）式、（３）式、及び（４）式から理解されるように、通常のドアガラスの上昇時にＴ〔Ｎ〕の荷重（トルク）がモータ２２にかかった場合、現パルス信号の周期の上記パルス信号の移動平均値に対する変化量ΔＳＴ （＝ＳＴ −Ｓ０ ）は、（１０）式から得られる。
【００４８】
【数１０】
ｍ・Ｒａ ／（ＫＧ ・ＫＭ ・φ２ ）をＫとおき、上記のようにＳＴ ・Ｓ０ をＳ０ ２ とおくと、（１０）式は（１１）式に変形できる。
【００５０】
【数１１】
ΔＳＴ ＝Ｋ・Ｔ・Ｓ０ ２ ・・・（１１）
よって、変化量ΔＳが変化量ΔＳＴ 以上であれば、異物の挟み込みと判定することもできる。即ち、変化量ΔＳＴ を判定値とすることもできる。
【００５１】
しかしながら、異物挟み込みと判定されたときに、励磁する対象を第１のリレーコイル１１０から第２のリレーコイル１１２に切り換えても直ちにドアガラスは下降せず、ドアガラスが一定量上昇（オーバーラン）した後下降する。よって、変化量ΔＳＴ に、このドアガラスのオーバーランを補正する値を加味する必要がある。
【００５２】
そこで、本形態では、ドアガラスのオーバーランを補正する値としてαＳ０ ＋βを用いて変化量ΔＳＴ に加えている。これは、（６）式となる。
【００５３】
次のステップ８０で、補正された第１の変化量ΔＳが判定値ΔＳＸ 以上であるか否かを判断することにより、異物挟み込みが発生したか否かを判断し、異物挟み込みが発生したと判定された場合には、ステップ８２で、ドアガラスを下降させ、ステップ８４で、ドアガラスの下降量がＤ（なお、５０〔ｍｍ〕≦Ｄ≦２００〔ｍｍ〕 例えば、Ｄ＝５０〔ｍｍ〕）以上か否かを判断し、ドアガラスの下降量がＤ以上の場合にドアガラスの下降を停止して、本ルーチンを終了する。
【００５４】
なお、ドアガラスの下降量がＤ以上と判定されなかった場合には、ステップ８８で、トアガラスが下降ロック停止したか否かを判断し、下降ロック停止したと判断された場合には、ステップ８６に進んで、ドアガラスの下降を停止し、下降ロック停止していないと判断された場合には、ステップ８２に戻って、ドアガラスの下降を継続する。
【００５５】
一方、補正された第１の変化量ΔＳが判定値ΔＳＸ 以上でないと判断された場合には、ステップ９０で、現パルス信号の周期Ｓｎ が、絶対値ＳＺ より小さいか否かを判断する。
【００５６】
ここで、絶対値ＳＺ を説明する。
前述したように補正された第１の変化量ΔＳを求めるのに、パルス信号の周期の移動平均値を用いているので、例えば、上腕部等の軟らかいものが挟み込まれた場合には、パルス信号の周期が除々に増加するので、パルス信号の周期の移動平均値が除々に増加し、これにより、上記変化量ΔＳが小さくなり、本来異物挟み込みが発生しているに挟み込みが発生していないと誤判定される場合がある。そこで、異物挟み込みが発生していると判定できるパルス信号の周期を絶対値として用いている。
【００５７】
現パルス信号の周期Ｓｎ が絶対値ＳＺ 以上の場合には、異物挟み込みが発生していると判定でき、この場合には、ステップ８２に進む。一方、現パルス信号の周期Ｓｎ が絶対値ＳＺ が小さい場合には、異物挟み込みが発生していないと判定でき、本ルーチンを終了する。
【００５８】
次に、移動平均値Ｓ０ 、Ｅ０ を説明する。移動平均値Ｓ０ 、Ｅ０ は、異物挟み込みが発生していないと判定された場合に、挟み込み検出処理ルーチンとは別個の処理ルーチン（図４参照）により求められる。
【００５９】
図４のステップ９２で、パルス信号の周期の平均処理を実行する。なお、本ステップでは、例えば、１６個（なお、１６個に限定されない）のパルス信号の移動平均値を求める。ステップ９４で、モータ電圧の平均処理を実行する。なお、本ステップは、ステップ９２と同様の方法で求める。
【００６０】
以上説明したように、本形態では、モータ電圧が変化して、パルス信号の周期が変化しても、モータ電圧の変化量に対応するパルス信号の周期の変化量を、検出したパルス信号の周期の変化量から減算しているので、モータ電圧の変化に伴うパルス信号の周期の変化量を相殺でき、異物挟み込みが発生しているか否かを精度よく判定することができる。
【００６１】
また、前述した実施の形態では、モータ電圧の変化に伴うパルス信号の周期の変化量を相殺するため、検出したパルス信号の周期の変化量から（１）式にあるようにＪ・（Ｖ０ −ＶＸ ）・Ｓ０ ２ を減算しており、他のアクチュエータへの電源の投入が遮断された場合には、ＶＸ はＶ０ となり、モータ電圧が変化する前の状態に戻すことができる。
【００６２】
更に、仮に、モータ電圧ＶＸ がＶ０ より大きくなると、Ｊ・（Ｖ０ −ＶＸ ）・Ｓ０ ２ が負の値となるので、モータ電圧の変化に伴うパルス信号の周期の変化量を相殺でき、この場合も異物挟み込みが発生しているか否かを精度よく判定することができる。
【００６３】
以上説明した実施の形態では、モータ電圧の変化量に対応するパルス信号の周期の変化量を、検出したパルス信号の周期の変化量から減算するようにしているが、本発明はこれに限定されるものでなく、モータ電圧の変化量に対応するパルス信号の周期の変化量を判定値に加算するようにしてもよく、モータ電圧の変化量に対応するパルス信号の周期の変化量によりパルス信号の周期の変化量及び判定値を補正するようにしてもよい。
【００６４】
また、前述した実施の形態では、パルス信号の周期をパルス信号の立ち上がりに基づいて求めるようにしているが、本発明はこれに限定されるものでなく、パルス信号の立ち下がりに基づいて求めるようにしてもよい。
【００６５】
更に、前述した実施の形態では、パルス信号の１周期を求めるようにしているが、本発明はこれに限定されるものでなく、パルス信号の半周期を求めるようにしてもよい。即ち、パルス信号の立ち上がり及び立ち下がり間の時間を求めるようにしてもよい。
【００６６】
また、前述した実施の形態では、パルス信号の周期の変化量を求めるようにしているが、本発明はこれに限定されるものでなく、モータの回転速度を求めるようにしてもよい。
【００６７】
なお、全閉時にはモータ２２の回転数低下が生じるが、このときは、パルスエンコーダ６２からのパルス信号で全閉位置近傍であることを認識できるため、挟み込み検出処理とは別に、例えば増し締め処理等を行う。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１記載の発明は、モータ負荷の変化量としきい値とを精度よく比較することができるので、モータの駆動を停止すべきときに停止することができると共にモータの駆動の誤停止を防止することができる、という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】運転席側ドアの内部構造を示す斜視図である。
【図２】本形態例の係るモータ駆動制御装置の回路図である。
【図３】挟み込み検出制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】パルス信号の周期及びモータ電圧の平均値演算処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】他のアクチュエータに電源が投入された場合のモータ電圧、パルス信号の周期、モータの回転速度の変化の様子を示す図である。
【符号の説明】
１０ モータ駆動制御装置
２２ モータ
５０ パワーウィンドウ制御部
６２ パルスエンコーダ
Claims (3)
- モータ負荷の変化量としきい値とを比較してモータの駆動を停止又は一定量反転させて停止するモータ駆動制御装置において、
前記モータに印加される電圧を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された電圧の変化量に対応するモータ負荷の変化量に基づいて、前記モータ負荷の変化量及び前記しきい値の少なくとも一方を補正する補正手段と、
を備えたことを特徴とするモータ駆動制御装置。 - 前記補正手段は、前記モータ負荷の変化量のみを補正する場合、前記検出手段により検出された電圧の変化量に対応するモータ負荷の変化量を、前記モータ負荷の変化量から減算することを特徴とする請求項１記載のモータ駆動制御装置。
- 前記補正手段は、前記しきい値のみを補正する場合、前記検出手段により検出された電圧の変化量に対応するモータ負荷の変化量を、前記しきい値に加算することを特徴とする請求項１記載のモータ駆動制御装置。
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