JP5471158B2 - モータ制御装置及び車両用シート制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、モータにより位置が変位される車載装置の変位が妨害されることを検出する機能を有したモータ制御装置に関する。

車載装置には、モータによってその位置が変位されるものがある。例えば、車両用シートには、利用者が着座可能な着座状態と、車内の空間を拡大可能な格納状態とをモータを利用して電動で切り換え可能なものがある。特開２００７−６２５０７号公報（特許文献１）には、このような電動シート装置の一例が開示されている。このシート装置は、利用者による操作スイッチの操作によって、着座状態と格納状態との間で切り換えられる。利用者が操作スイッチの操作を継続している間、シートクッションとシートバックとがそれぞれのモータにより駆動され、着座状態と格納状態とが切り換えられる。

このような切り換えに際して、乗員の身体や衣服、その他の物体が挟み込まれる可能性があり、モータ制御装置には、挟み込み検出手段や安全停止手段などが備えられる場合がある。特開２００８−１３６３２５号公報（特許文献２）には、そのような挟み込み検出手段を備えたモータ駆動装置の技術が開示されている。シートバックを傾倒した姿勢から起立させる際には、隣接するシートバックの側面との間で摩擦抵抗が生じ、この摩擦抵抗を挟み込みと検出する可能性がある。例えば、モータの回転を検出する回転検出器から得られるパルスを用いて挟み込みを検出する場合には、摩擦抵抗によりパルス間隔が広がった場合に、挟み込みと誤検出する可能性がある。そこで、特許文献２においては、回転検出器から得られるパルスの周期の変化量を積算した値が所定のしきい値を超えるか否かに基づいて、挟み込みの有無を検出している。

例えば、隣接するシートバックの側面との間で摩擦抵抗が生じた場合には、負荷が急増し、短期間にパルス周期が長くなる。つまり、パルス周期の変化率が急上昇する。一方、挟み込みが生じた場合には、負荷が徐々に高まり、徐々にパルス周期が長くなる。つまり、パルス周期の変化率は徐々に上昇する。そこで、１つのパルス周期と次のパルス周期との比（変化量）を例えば１５０周期分、積算した値（変化無しの場合１５０）を求める。隣接するシートバックの側面との間で摩擦抵抗が生じた場合には、短期間にパルス周期が長くなるために、１５０周期程度の長期間では、挟み込み発生時に比べて積算値の最大値は小さくなる。従って、積算値が所定のしきい値を超えたことによって挟み込みを検出することで誤検出を抑制している。

特開２００７−６２５０７号公報（第１１〜２１段落等） 特開２００８−１３６３２５号公報（第４５〜４６段落等）

車両用シートのように可動部の可動範囲に機械的な端点が存在する場合、モータが定常回転のままで端点に達すると、端点において機械的に停止する際に衝撃音が発生したり、不快な振動を生じさせたりする可能性がある。このため、端点近傍においては、モータの回転数を徐々に下げるスローダウン制御を行って、スローストップを実施することが好ましい。同様に、作動直後から定常回転数でモータを作動させると急な動きを生じたり、モータに過負荷を掛ける可能性があったりする。従って、モータの回転数を徐々に上げるスローアップ制御を行って、スロースタートを実施することが好ましい。このような、スロースタートやスローストップの際には、当然ながら回転検出器から得られるパルスの周期も変化する。このため、特許文献２の技術をそのまま適用することは困難である。定速作動中や、加速作動中であれば、パルスの周期が長くなることを検出することによって挟み込みを検出できる可能性はある。しかし、減速作動中であると、パルスの周期が長くなっていることが減速によるものか、挟み込みによるものかの判定がつきにくくなり、挟み込み検出の精度が低下する可能性がある。

従って、モータの回転数を加速する制御と、減速する制御と、一定に保持する制御とが混在しても、モータの回転数に基づいて良好に挟み込みなどにより車載装置の位置の変位が妨害されていることを検出することができるモータ制御技術が望まれる。

本発明に係るモータ制御装置の特徴構成は、
車載装置を最大で第１位置から第２位置への相互間で変位させるモータを、回転数を徐々に増速する増速制御と、回転数を徐々に減速する減速制御と、回転数を一定に保持する定速制御とにより駆動可能な主制御部と、
前記モータの実際の回転数である実回転数とフィードバック制御を含む前記主制御部による制御の結果が反映される前記モータの理想回転数とを用いて前記車載装置の変位が妨げられていることを検出する妨害検出部と、を備え、
前記妨害検出部は、前記モータの制御が前記減速制御に移行する直前の前記実回転数と前記理想回転数との差分を基準差分として保持する基準差分保持部と、前記モータが前記減速制御により制御される際の妨害を検出する減速時妨害検出部とを有し、
前記減速時妨害検出部は、前記実回転数と前記理想回転数との差分の、前記基準差分からの変化量に基づいて前記車載装置の変位が妨げられていることを検出する点にある。

例えば、車載装置の変位が妨げられると、モータ制御の目標回転数と実回転数との差が拡大されるため、フィードバック制御の結果として出力（トルク）が増強される。理想回転数は、このフィードバック制御を含む主制御部による制御の結果が反映されたものなので、理想回転数の値は大きくなる。一方、車載装置の変位が妨げられていれば、実回転数は大きくならない。特に、単なる摩擦ではなく、挟み込み等が生じている場合には、実回転数は徐々に低下していく。その結果、主制御部による制御の結果を反映されて大きくなっていく理想回転数と、妨害により低下する実回転数との差は拡大していく。従って、例え減速制御により回転数が低下していく場合であっても、良好に車載装置の変位が妨げられていることを検出することができる。このように、本特徴構成によれば、モータの回転数を加速する制御と、減速する制御と、一定に保持する制御とが混在しても、モータの回転数に基づいて良好に挟み込みなどにより車載装置の位置の変位が妨害されていることを検出することができる。

一般的に実回転数は、製品ばらつきや使用環境によって値がばらつく。そのため実回転数と理想回転数とに差分が生じてしまう。しかし、本構成によれば、基準差分からの変化量に基づいて、減速制御時における車載装置の変位の妨害の有無が検出されるので、高い検出精度を有することができる。

本発明に係るモータ制御装置の前記主制御部は、前記モータをパルス幅変調により制御するものであって、前記理想回転数は、パルス幅変調におけるデューティを１つの変数とする関数に基づいて演算されると好適である。

モータの出力は、パルス幅変調におけるデューティによって良好に制御可能である。従って、理想回転数がデューティを１つの変数とする関数に基づいて演算されると、フィードバック制御の結果が的確に反映された理想回転数を得ることができる。

また、本発明に係るモータ制御装置の前記妨害検出部は、前記モータが前記増速制御又は前記定速制御により制御される際の前記実回転数の最大値を保持する最大値保持部と、前記モータが前記増速制御又は前記定速制御により制御される際の妨害を検出する非減速時妨害検出部とを有し、前記非減速時妨害検出部は、最新の前記実回転数と前記最大値との差分に基づいて前記車載装置の変位が妨げられていることを検出すると好適である。

モータが増速制御又は定速制御により制御される際には、モータの回転数が低下する要因として、車載装置の変位が妨げられている可能性が高い。従って、モータの実回転数を用いて、比較的高い精度で車載装置の変位が妨げられていることを検出することができる。但し、実回転数は、定速制御中であっても上下変動する場合があり、また、増速制御中であっても一時的に低下する場合がある。定速制御中及び増速制御中には、実回転数が低下するような制御は実施されないので、当該制御中における過去の最大回転数と実回転数との差分は、制御とは関係の無い要因によるものということができる。その要因は、例えば、挟み込みなどの車載装置の変位を妨害する事象である可能性が高く、最大回転数と実回転数との差分に基づいて、そのような事象の発生を精度良く検出することができる。

また、本発明に係るモータ制御装置の前記妨害検出部は、前記モータの制御状態に拘わらず妨害を検出する共通妨害検出部を有し、前記共通妨害検出部は、前記実回転数と前記理想回転数との差分が所定のしきい値以上の場合に前記車載装置の変位が妨げられていることを検出すると好適である。

上述したように、主制御部による制御の結果を反映されて大きくなっていく理想回転数と、妨害により低下する実回転数との差は拡大していく。従って、減速制御により回転数が低下する際でも、良好に車載装置の変位が妨げられていることを検出することができる。また、上述したように、減速制御時においては、基準差分からの変化量に基づいて、車載装置の変位の妨害の有無が検出されると、高い検出精度を有することができる。しかし、車載装置が変位を始めた当初から挟み込みを生じ、増速制御及び定速制御において妨害が検出されないまま減速制御に移行してしまうと、基準差分の値が正しく取得できないために、妨害の検出がさらに遅れてしまったり、検出できなくなったりする可能性もある。しかし、共通妨害検出部を有することによって、増速制御及び定速制御においても理想回転数を用いた妨害検出が実行され、また、減速制御時においても異なる判定基準によって妨害検出が実行される。その結果、幅広い条件に対応可能な妨害検出性能が確保される。

また、本発明に係る車両用シート制御装置の特徴構成は、上記のモータ制御装置を備え、前記車載装置としての車両用シートの変位が妨げられていることを検出する点にある。車両用シートの姿勢や位置を変位させる場合には、機械的な端点まで変位させれば足りるが、端点においては充分に減速されていて、衝撃を生じさせることなく停止させることが好ましい。また、車両用シートは、乗員への接触やモータへの負荷なども考慮すると急激に可動させることは好ましくなく、スロースタートなどが施されることが多い。また、車両用シートの姿勢変更は可能な限り迅速に完了することが好ましく、増速制御により適正に増速されることが好ましい。車両用シートの制御では、このように、増速制御、定速制御、減速制御が混在する可能性が高く、また、可動時に乗員や他の物体を挟み込む可能性もある。車両用シート制御装置が上記モータ制御装置を備えて構成されることにより、良好に挟み込みなど、車両用シートの変位が妨害されていることを検出することができる。

モータ制御装置の構成の一例を模式的に示すブロック図 速度制御の概要を示す図 理想回転数と実回転数との理想的な関係を模式的に示す図 増速・定速制御中に最大回転数を保持する概念を示す図 挟み込み発生時の最大回転数と実回転数との差分の変化を示す図 挟み込み発生時の理想回転数・実回転数・その差分の変化を示す図 理想回転数と実回転数との差分の変化量を示す図 挟み込み検出処理の全体のフローチャート 理想回転数と実回転数との差分に基づくサブ処理のフローチャート 最大回転数に基づくサブ処理のフローチャート 差分の変化量に基づくサブ処理のフローチャート 車両の一例を示す斜視図 車両用シートの姿勢変更の一例を示す図 車両用シートの姿勢変更の他の例を示す図

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明に係るモータ制御装置は、モータにより駆動されて位置が変位する駆動対象物の位置に応じて当該モータを制御するものである。駆動対象物は、例えば、建物の自動ドアや、車両の電動シート、スライドドア、パワーウィンドゥなどが挙げられる。本実施形態では、電動シート、スライドドア、パワーウィンドゥなど車載装置を駆動対象物とし、変位の妨害として車載装置への挟み込みを例として説明する。

図１に示すように、本実施形態において、モータ制御装置は、ＣＰＵ（central processing unit）１１を中核として構成されるＥＣＵ（electronic control unit）１０として構成される。ＥＣＵ１０は、プログラムメモリ１２やドライバ回路１３を有して構成される。プログラムメモリ１２は、ＣＰＵ１１により実行されるソフトウェアとしてのプログラムを記憶している。ドライバ回路１３は、一般的に低電圧の回路であるＣＰＵ１１の出力をＣＰＵ１１の電源電圧よりも高いモータ駆動電圧に変換してモータ３０を駆動する回路である。モータ制御装置は、図１において符号１〜８で示される種々の機能部を有しており、これらの機能部は、ＣＰＵ１１やドライバ回路１３に代表されるハードウェアと、プログラムメモリ１２に記憶されたソフトウェアとの協働により実現される。尚、このような構成は一例であり、ＥＣＵ１０がＤＳＰ（digital signal processor）やその他の論理プロセッサ、論理回路などによって構成されることを妨げるものではない。

モータ３０には、その回転を検出する回転センサ３１が備えられている。回転センサ３１は、モータ３０に内蔵されていてもよい。回転センサ３１は、例えば、ホールＩＣなどを有して構成され、回転数に応じたパルス信号ＭＰを出力する。ＥＣＵ１０は、モータ３０によって駆動されて位置が変位する車載装置の位置を、パルス信号ＭＰのパルス数によって知ることができる。従って、回転センサ３１は、モータ３０の回転数や回転速度を検出するのみでなく、駆動対象物の位置を検出する位置センサとしても機能する。本実施形態では、回転センサ３１は、モータ３０が１回転することによって、１周期のパルス信号ＭＰを出力する低分解能且つ安価なセンサである。勿論、これよりも高分解能な回転センサ３１を用いてもよいが、近年、車両には多くの電子部品が搭載されており、製品価格への転嫁を抑制する上でも可能な限り安価なセンサを用いることができると好ましい。本実施形態においては、このような低分解能な回転センサ３１であっても良好に挟み込みの検出が可能である。

モータ３０は、車載のバッテリ４０から電力を供給されて駆動する。バッテリ４０から供給される電力の電圧は種々の要因で変動する可能性がある。そこで、ＥＣＵ１０には、バッテリ４０の電源電圧を測定する電圧計（電圧センサ）４１の検出結果が入力される。ＥＣＵ１０は、モータ３０に供給される電源電圧を加味してモータ３０を駆動制御する。また、車両用シート、パワードア、パワーウィンドゥなどの車載装置を駆動するモータ３０には、それぞれのモータを制御するＥＣＵ１０が備えられ、それぞれのＥＣＵ１０は、さらに上位のコントローラ５０からの駆動指令に基づいて制御を実行する。挟み込み検出も同様に、上位コントローラ５０からの挟み込み検出要求フラグＦＲに基づいて実行される。挟み込みを検出した際には、それぞれのＥＣＵ１０から上位コントローラ５０へ挟み込み検出フラグＦＤにより結果が伝達される。

図１に示すように、妨害検出装置（挟み込み検出装置）としても機能するＥＣＵ１０（モータ制御装置）は、主制御部１、妨害検出部２、理想回転数演算部３、基準差分保持部４、減速時妨害検出部５、最大値保持部６、非減速時妨害検出部７、共通妨害検出部８の複数の機能部を有している。主制御部１は、車載装置を最大で第１位置から第２位置への相互間で変位させるモータ３０を、回転数を徐々に増速する増速制御と、回転数を徐々に減速する減速制御と、回転数を一定に保持する定速制御とにより駆動可能な機能部である。主制御部１は、モータ３０をパルス幅変調（ＰＷＭ）により制御する。妨害検出部２（挟み込み検出部）は、モータ３０の実際の回転数である実回転数（Ｖ）とフィードバック制御を含む主制御部１による制御の結果が反映されるモータ３０の理想回転数（Ａ）とを用いて車載装置の変位が妨げられていることを検出する機能部である。上述したその他の機能部は、妨害検出部２を構成する機能部であり、各機能部の詳細については、後述する。

まず、モータ制御装置によるモータ３０の速度制御の概要を、車載装置の位置とモータの目標回転数との関係で示す図２を参照して説明する。主制御部１は、目標回転数に基づいてモータ３０を駆動制御する。図２に示すように、目標回転数の変化に応じて、増速フェーズＰＨＵ、定速フェーズＰＨＣ、減速フェーズＰＨＤがある。増速フェーズＰＨＵは、モータ３０の始動時から最高速度での定常運転へとスローアップするフェーズである。減速フェーズＰＨＤは、最高速度での定常運転から停止に向けてスローダウンするフェーズである。本実施形態では、減速フェーズＰＨＤにおいて、最高速度での定常運転から低速で定常運転する速度に向けてスローダウンする。定速フェーズＰＨＣには、最高速度での定常運転時の高速定速フェーズＰＨＨと、停止に向けて低速で定常運転する際の最終定速フェーズＰＨＥとがある。車載装置の可動範囲の端点（第１位置及び第２位置）にゴムなどの弾性体が配置されていれば、充分な低速で端点に達した駆動対象物は衝撃を生じることなく変位を完了する。従って、スローダウン（減速フェーズＰＨＤ）と定常作動（最終定速フェーズＰＨＥ）とにより、スローストップが実施されることとなる。

図２（ａ）は、車載装置が基準位置であるゼロの位置（第１位置又は第２位置）から変位を開始する場合を例示しており、図２（ｂ）は、車載装置が基準位置以外の位置（第１位置と第２位置との中間）から変位を開始する場合を例示している。図２（ａ）及び（ｂ）より明らかなように、車載装置の変位開始位置ＳＰに拘わらず、モータ３０の目標回転数の推移は相似形である。従って、車載装置は、変位開始位置ＳＰに拘わらず、見た目上、変位開始から変位終了（変位完了位置ＥＰ（第１位置又は第２位置））まで同じように動くことになる。従って、車載装置の動きは、利用者に統一感を覚えさせるものとなる。

ここで、図２を参照して、モータ３０の目標回転数と車載装置の位置の変位との関係について整理しておく。変位開始位置ＳＰにおいて、目標回転数には初期回転数が設定される。この初期回転数は、モータ３０が円滑に回転を開始することが可能な回転数に設定されている。次に、目標回転数が徐々に増加され、モータ３０が低速の初期回転数から徐々にスローアップされるスロースタートが実施される（増速フェーズＰＨＵ）。主制御部１は、駆動開始から所定の初期移動量Ｍだけ変位するまではフィードフォワード制御を実行し、初期移動量Ｍを超えて変位した後はフィードバック制御を実行する。フィードフォワード制御では、所定の増加率で目標回転数を増加させる。駆動開始から直ちにフィードバック制御を実行すると、実回転数（Ｖ）に大きなハンチングを生じる可能性がある。特に、本実施形態のように低分解能の回転センサ３１を用いる場合には、その傾向が顕著となり、収束に時間を要する。一方、駆動開始時にフィードフォワード制御を実行すると、低分解能の回転センサ３１の検出結果に影響されることなく、実回転数（Ｖ）は目標回転数を実現し易くなる。尚、後述するように、初期移動量Ｍは、挟み込み検出処理の初期マスク時間に相当する。

モータ３０がスローアップされると高速定速フェーズＰＨＨに移行する。さらに、車載装置の変位が進むと、目標回転数が徐々に減少され、モータ３０が徐々にスローダウンされる減速フェーズＰＨＤに移行する。尚、変位開始位置ＳＰが変位完了位置ＥＰに近い場合や、バッテリ４０の電源電圧が高くて目標回転数以上に回転数が高くなって変位量が増えた場合などでは、高速定速フェーズＰＨＨを経ずに減速フェーズＰＨＤに移行することもあり得る。減速フェーズＰＨＤにおいて、目標回転数が停止に向けて低速で定常運転する最終定常回転数まで低下すると、目標回転数は最終定常回転数で保持される。これ以降は、最終定速フェーズＰＨＥとなる。最終定常回転数は充分に低速であり、この速度を維持して、車載装置は機械的な端点（変位完了位置ＥＰ（第１位置又は第２位置））まで変位を継続する。端点にゴムなどの弾性体が配置されていれば、充分な低速で端点に達した駆動対象物は衝撃を生じることなく変位を完了する。尚、当然ながら、最終定速フェーズＰＨＥを経ることなく、減速フェーズＰＨＤを継続して、機械的な端点（変位完了位置ＥＰ）まで変位してもよい。初期移動量Ｍを超えて変位した後は、増速フェーズＰＨＵ、定速フェーズＰＨＣ（ＰＨＨ，ＰＨＥ）、減速フェーズＰＨＤの全てにおいてフィードバック制御によりモータ３０が駆動制御される。

上述したように、妨害検出部２は、モータ３０の実回転数（Ｖ）とモータ３０の理想回転数（Ａ）とを用いて車載装置の変位が妨げられていることを検出する。妨害検出部２は、図１に示すように理想回転数演算部３を有して構成される。理想回転数演算部３は、例えば、数式モデルをＦ、パルス幅変調のデューティをＰＤ、バッテリ４０の電源電圧をＶＥ、数式モデルＦを構築した際の電源電圧をＶＲとして、下記式より理想回転数（Ａ）を演算する。
Ａ ＝ ＰＤ × （ＶＥ／ＶＲ） × Ｆ

このように、理想回転数Ａを求める式は、パルス幅変調におけるデューティＰＤを１つの変数とする関数である。デューティＰＤは、主制御部１により、目標回転数や実回転数Ｖ、電源電圧ＶＥに基づいて定められる。特に、主制御部１がフィードバック制御を実行する際には、目標回転数と実回転数との偏差を縮小させるべく、デューティＰＤが変更される。従って、理想回転数Ａは、フィードバック制御を含む主制御部１による制御の結果が反映されたものである。

図３は、挟み込みなどの妨害事象が発生せず、モータ３０が理想的に回転し、車載装置が理想的に変位する場合の、理想回転数Ａと実回転数Ｖとの関係を模式的に示している。図３においては、理想回転数Ａと実回転数Ｖとの差は小さく、変動も少ないが、後述するように、挟み込みなどの妨害事象が発生した場合には、理想回転数Ａと実回転数Ｖとの差が拡大する。理想回転数Ａと実回転数Ｖとの差を差分Ｂとし、差分Ｂを利用して挟み込みなどの妨害事象の発生が検出される。また、数式モデルＦの構築方法にもよるが、使用環境や経年変化、製品のばらつきが存在するため、理想回転数Ａと実回転数Ｖとの間には所定の差分が生じる。この所定の差分を基準差分ＢＡＳＥとする。

また、実回転数Ｖは、定速フェーズＰＨＣの最中であっても上下変動する場合があり、また、増速フェーズＰＨＵの最中であっても一時的に低下する場合がある。増速フェーズＰＨＵ、定速フェーズＰＨＣの際には、実回転数Ｖが低下するような制御は実施されない。従って、当該制御中における過去の最大回転数Ｃと実回転数Ｖとの差分ＣＣは、制御とは関係の無い要因によるものということができる。その要因は、例えば、挟み込みなどの車載装置の変位を妨害する事象である可能性が高く、最大回転数Ｃと実回転数Ｖとの差分ＣＣに基づいて、挟み込みなどの発生を精度良く検出することができる。

図４は、増速フェーズＰＨＵ、定速フェーズＰＨＣにおける最大回転数を保持する概念を示している。黒点は、ＥＣＵ１０の演算周期ごとのサンプリングポイントを示している（図８＃１参照）。図５に示すように、挟み込みが発生した時点ＩＴから、最大回転数Ｃと実回転数Ｖとの差分ＣＣが上昇する。差分ＣＣがしきい値ＴＨ２に達した時刻ＤＴにおいて、ＥＣＵ１０は挟み込みが発生したと判定する。図１に示すように、妨害検出部２は、モータ３０が増速制御又は定速制御により制御される際の実回転数Ｖの最大値Ｃを保持する最大値保持部６を有している。また、モータ３０が増速制御又は定速制御により制御される際の妨害を検出する非減速時妨害検出部７を有している。上述した最大値Ｃは最大値保持部６に保持され、非減速時妨害検出部７は、最新の実回転数Ｖと最大値Ｃとの差分ＣＣに基づき、その差分ＣＣがしきい値ＴＨ２より大きいときに車載装置の変位が妨げられていることを検出する。

上述したように、挟み込みなどの妨害事象が発生した場合には、理想回転数Ａと実回転数Ｖとの差分Ｂは拡大する。例えば、車載装置の変位が妨げられると、目標回転数に対して実回転数Ｖが小さくなるため、フィードバック制御の結果として出力（トルク）が増強される。具体的には、デューティＰＤが大きくなる。理想回転数Ａは、このフィードバック制御を含む主制御部１による制御の結果が反映され、デューティＰＤを変数の１つとするものなので、理想回転数Ａの値は大きくなる。一方、車載装置の変位が妨げられていれば、デューティＰＤを大きくしてトルクを増強させても、実回転数Ｖは大きくならない。特に、単なる摩擦ではなく、挟み込み等が生じている場合には、図６に示すように、実回転数Ｖは挟み込みが発生した時点ＩＴから徐々に低下していく。実回転数Ｖが低下することにより、目標回転数との偏差は拡大されるので、主制御部１は更にトルクを増強すべく、デューティＰＤを大きくする。その結果、図６に示すように、理想回転数Ａは、挟み込みが発生した時点ＩＴから上昇していく。

その結果、主制御部１による制御の結果を反映されて大きくなっていく理想回転数Ａと、変位を妨害されることにより低下する実回転数Ｖとの差分Ｂは拡大していく。図６は、挟み込みが発生する前から実回転数Ｖが低下する減速フェーズＰＨＤを示している。減速制御により実回転数Ｖが低下していく場合であっても、良好に車載装置の変位が妨げられていることを検出することができることが容易に理解できよう。尚、上述したように使用環境や経年変化、製品のばらつきを考慮して、基準差分ＢＡＳＥが設定されているので、図７に示すように、基準差分ＢＡＳＥからの差分Ｂの変化量Ｄに基づき、変化量Ｄがしきい値ＴＨ３よりも大きくなった際に挟み込みが検出されると好適である。

図１に示すように、妨害検出部２は、基準差分ＢＡＳＥを保持する基準差分保持部４と、モータ３０が減速制御により制御される際の妨害を検出する減速時妨害検出部５とを有している。減速時妨害検出部５は、実回転数Ｖと理想回転数Ａとの差分Ｂの、基準差分ＢＡＳＥからの変化量Ｄに基づいて車載装置の変位が妨げられていることを検出する。基準差分保持部４は、モータ３０の制御が減速制御に移行する直前の実回転数Ｖと理想回転数Ａとの差分Ｂを基準差分ＢＡＳＥとして保持する。減速制御中に挟み込みが生じると基準差分ＢＡＳＥの値も変動してしまう。減速制御中における挟み込みの検出を、理想回転数Ａとの差分Ｂを用いて実施する場合、基準差分ＢＡＳＥが変動すると好ましくない。従って、減速制御に移行する直前の定速制御又は増速制御における差分Ｂが基準差分ＢＡＳＥとして保持される。尚、減速制御に移行する直前の制御が定速制御であって、定速制御における差分Ｂが基準差分ＢＡＳＥとして保持されると、より安定した値が設定されて好適である。

このように、挟み込みが発生した場合、主制御部１による制御の結果を反映されて大きくなっていく理想回転数Ａと、妨害により低下する実回転数Ｖとの差分Ｂは拡大する。従って、減速制御により実回転数Ｖが低下する際でも、良好に車載装置の変位が妨げられていることを検出することができる。さらに、減速制御時においては、基準差分ＢＡＳＥからの差分Ｂの変化量Ｄに基づいて、車載装置の変位の妨害の有無が検出されるので高い検出精度を有することができる。但し、車載装置が変位を始めた当初から挟み込みを生じ、増速制御及び定速制御において妨害が検出されないまま減速制御に移行してしまうと、基準差分ＢＡＳＥの値を正しく取得できないために、妨害の検出がさらに遅れてしまったり、検出できなくなったりする可能性もある。

そこで、妨害検出部２は、モータ３０の制御状態に拘わらず妨害を検出する共通妨害検出部８を有して構成される。共通妨害検出部８は、実回転数Ｖと理想回転数Ａとの差分Ｂが所定のしきい値ＴＨ１以上の場合に車載装置の変位が妨げられていることを検出する。共通妨害検出部８を有することによって、増速制御及び定速制御においても理想回転数Ａを用いた妨害検出が実行され、また、減速制御時においても異なる判定基準によって妨害検出が実行される。その結果、幅広い条件に対応可能な妨害検出性能が確保される。

以下、図８〜図１１のフローチャートを用いて、上述したような挟み込み検出機能を有するモータ制御の手順を説明する。ＥＣＵ１０による挟み込み検出機能は、例えばＣＰＵ１１の演算周期ごとに図８に示す一連の処理を繰り返し実行することによって実施される。ここでは、一例として、この演算周期を５ｍｓとする。１回の演算周期のはじめに、ＣＰＵ１１は、現在回転数（実回転数）Ｖ、現在位置ＰＰ、スタート位置ＳＰ、現在デューティＰＤ、現在電圧（電源電圧）ＶＢを取得する（＃１）。次にＣＰＵ１１は、増速制御、定速制御、減速制御において許容される回転数の上限を規定する上限回転数処理を実施する（＃２）。この処理は、モータ３０の仕様上の最高回転数を超える回転数が誤入力された場合に誤検知を防ぐフェールセーフとして実施される。続いて、挟み込み検出処理に用いられるしきい値（ＴＨ１，ＴＨ２，ＴＨ３）が設定される（＃３）。

次に、数式モデルＦを利用した式「Ａ＝ＰＤ×（ＶＥ／ＶＲ）×Ｆ」により、理想回転数Ａが演算される（＃４）。そして、算出された理想回転数Ａと処理＃１で取得された現在回転数Ｖとに基づいて、差分Ｂが演算される（＃５）。以下、挟み込みなどの車載装置の変位を妨害する事象の検出処理が実行されるが、それに先だって、初期マスク期間Ｍを経過しているか否かが判定される（＃６）。また、これと共に、増速フェーズＰＨＵ又は定速フェーズＰＨＣであるか否かが判定される（＃６）。両条件を満たしている場合には、処理＃５で演算した差分Ｂが、基準差分ＢＡＳＥとして設定（更新）される（＃７）。初期マスク期間Ｍの経過前、あるいは減速フェーズＰＨＤである場合には、基準差分ＢＡＳＥは設定（更新）されず、処理＃８へ移行する。

処理＃８においては、上位コントローラ５０からの挟み込み検出要求フラグＦＲがＯＮであるか否かが判定される。フラグＦＲがＯＦＦの場合には、処理＃３９において挟み込み検出フラグＦＤをＯＦＦ状態に設定（更新・再設定）して挟み込み検出処理を終了する。フラグＦＲがＯＮの場合には、処理＃９を経て、共通妨害検出部８、非減速時妨害検出部７、減速時妨害検出部５による妨害検出（挟み込み検出）処理が実行される（＃１０〜＃３８）。処理＃９において初期マスク期間Ｍを経過済みであることが判定されると、まず、共通妨害検出部８による挟み込み検出処理が実行される（＃１０）。一方、ＣＰＵ１１は、処理＃９において初期マスク期間Ｍが経過していないと判定すると、処理＃３９において挟み込み検出フラグＦＤをＯＦＦ状態に設定（更新・再設定）して、当該演算周期の挟み込み検出処理を終了する。

共通妨害検出部８は、モータ３０の制御状態に拘わらず、現在回転数Ｖと理想回転数Ａとの差分Ｂが所定のしきい値ＴＨ１以上の場合に車載装置の変位が妨げられていることを検出する挟み込み検出処理＃１０を実行する。具体的には、図９に示すように、差分Ｂとしきい値ＴＨ１とが比較され（＃１１）、差分Ｂがしきい値ＴＨ１よりも大きい場合には挟み込み検出フラグＦＤがＯＮ状態に設定（更新・再設定）される（＃１６）。つまり、挟み込みが検出される。差分Ｂがしきい値ＴＨ１以下の場合には、挟み込みが検出されず、挟み込み検出フラグＦＤがＯＦＦ状態に設定（更新・再設定）される（＃１７）。尚、上述したように、共通妨害検出部８による挟み込み検出処理は、フェールセーフ機能として実装されると好適である。この場合、このしきい値ＴＨ１は、後述するしきい値ＴＨ３よりも大きい値に設定されると好適である。即ち、通常は、減速時妨害検出部５による処理＃３０が優先されると、誤検出を抑制することができて好ましい。

共通妨害検出部８による挟み込み検出処理＃１０が完了すると、次に、処理＃１９を経て、非減速時妨害検出部７を中核として挟み込み検出処理＃２０が実行される。処理＃１９は、非減速制御中であること、つまり、増速制御中（増速フェーズＰＨＵ）又は定速制御中（定速フェーズＰＨＣ）であることを判定する処理である。非減速制御中でなければ、処理＃２０が実行されることなく、挟み検出フラグＦＤは現在の状態を維持される（＃２８）。処理＃１９において非減速制御中であることが判定されると、非減速時妨害検出部７は、最新の実回転数Ｖと最大値Ｃとの差分ＣＣに基づいて車載装置の変位が妨げられていることを検出する挟み込み検出処理＃２０を実行する。挟み込み検出処理に先立って、まず、図１０に示すように、挟み込み検出フラグＦＤがＯＮ状態であるか否かが判定される（＃２１）。つまり、共通妨害検出部８による挟み込み検出処理＃１０において既に挟み込み検出フラグＦＤがＯＮ状態となっていれば、同一の演算周期において異なる挟み込み検出処理を実行する必要性はないので、検出フラグＦＤの状態を維持して処理＃２０を終了する。

挟み込み検出フラグＦＤがＯＦＦ状態である場合には、続いて現在回転数Ｖと最大値Ｃとが比較され（＃２２）、現在回転数Ｖが最大回転数Ｃよりも大きい場合には、最大回転数Ｃが現在回転数Ｖに更新され、差分ＣＣはゼロに設定される（＃２３）。現在回転数Ｖが最大回転数Ｃ以下の場合には、最大回転数Ｃは維持され、差分ＣＣが演算される（＃２４）。処理＃２２〜＃２４は、現在回転数Ｖの最大値を保持する処理でもあり、最大値保持部６と非減速時妨害検出部７の協働により実行される。次に、差分ＣＣとしきい値ＴＨ２とが比較され（＃２５）、差分ＣＣがしきい値ＴＨ２よりも大きい場合には、挟み込み検出フラグＦＤがＯＮ状態に設定（更新）される（＃２６）。つまり、挟み込みが検出される。差分Ｂがしきい値ＴＨ２以下の場合には、挟み込みが検出されず、挟み込み検出フラグＦＤがＯＦＦ状態に設定（再設定）される（＃２７）。

非減速時妨害検出部７による挟み込み検出処理＃２０が完了すると、又は、処理＃２０が実行されることなく、処理＃２８において挟み検出フラグＦＤが状態を維持されると、次に、処理＃２９を経て減速時妨害検出部５による挟み込み検出処理＃３０が実行される。処理＃２９は、減速制御中であること、つまり、減速制御中（減速フェーズＰＨＤ）であることを判定する処理である。減速制御中でなければ、続く処理＃３０が実行されることなく、挟み検出フラグＦＤは現在の状態を維持され（＃３８）、当該演算周期の挟み込み検出処理を終了する。当然ながら、処理＃１０及び＃２０の何れかにおいて、挟み検出フラグＦＤがＯＮ状態となっていれば、挟み込み検出フラグＦＤがＯＮ状態であることが上位コントローラ５０に伝達される。

減速時妨害検出部５は、現在回転数Ｖと理想回転数Ａとの差分Ｂの、基準差分ＢＡＳＥからの変化量Ｄに基づいて車載装置の変位が妨げられていることを検出する挟み込み検出処理＃３０を実行する。まず、図１１に示すように、挟み込み検出フラグＦＤがＯＮ状態であるか否かが判定される（＃３１）。共通妨害検出部８による挟み込み検出処理＃１０、又は非減速時妨害検出部７による挟み込み検出処理＃２０において既に挟み込み検出フラグＦＤがＯＮ状態となっていれば、同一の演算周期において異なる挟み込み検出処理を実行する必要性はない。従って、挟み込み検出フラグＦＤがＯＮ状態である場合には、検出フラグＦＤの状態を維持して処理＃３０を終了し、当該演算周期の挟み込み検出処理の全てを終了する。挟み込み検出フラグＦＤがＯＮ状態であることは、上位コントローラ５０に伝達される。

挟み込み検出フラグＦＤがＯＦＦ状態である場合には、続いて現在回転数Ｖと理想回転数Ａとの差分Ｂの、基準差分ＢＡＳＥからの変化量Ｄが演算される（＃３２）。次に、変化量Ｄとしきい値ＴＨ３とが比較され（＃３３）、変化量Ｄがしきい値ＴＨ３よりも大きい場合には、挟み込み検出フラグＦＤがＯＮ状態に設定（更新）される（＃３６）。つまり、挟み込みが検出される。変化量Ｄがしきい値ＴＨ３以下の場合には、挟み込みが検出されず、挟み込み検出フラグＦＤがＯＦＦ状態に設定（再設定）される（＃３７）。以上で、当該演算周期の挟み込み検出処理の全てを終了する。挟み検出フラグＦＤがＯＮ状態となっていれば、挟み込み検出フラグＦＤがＯＮ状態であることが上位コントローラ５０に伝達される。

以上、図８〜図１１のフローチャートを利用した説明から明らかなように、本発明に係る挟み込み検出処理（妨害検出処理）は、増速制御、定速制御、減速制御の何れかのみが実行される場合にも良好に適用可能である。主制御部１は、増速制御、定速制御、減速制御が可能であるが、常に全てを実行しなければいけない訳ではない。

本発明のモータ制御装置は、車載装置として、図１２に例示する車両１００の電動スライドドア６１や、電動バックドア６２への挟み込みを検出するために適用することが可能である。また、本発明のモータ制御装置は、車載装置として、図１２〜図１４に例示する車両用シート装置２０（以下適宜「シート２０」と称する。）への挟み込みを検出するために適用することが可能である。電動スライドドア６１や、電動バックドア６２、シート２０は、増速、減速、定速を組み合わせて速度制御されることが多い。また、近年、車載の電動部品は、搭載数が増加する一方であり、挟み込み検出センサや回転センサなどに多くのコストを掛けることは、製品価格への転嫁の観点から好ましくない。上述したように、本発明によれば、低分解能の安価な回転センサ３１を用いて良好に挟み込みを検出可能である。

図１２〜図１４に例示するシート２０は、ヘッドレスト２１とシートバック２２とシートクッション２３とを有して構成される。ヘッドレスト２１は、着座する乗員の頭部を支持可能な部位である。シートバック２２は、乗員の背中に対面して乗員を支持可能な支持面２２ａを有する背もたれ部である。シートクッション２３は、乗員の臀部に対面して乗員を支持可能な座部である。ここでは、シートバック２２の支持面の反対側の面（背面２２ｂ）は車両１００の荷室９に対面する。つまり、シート２０は、シートバック２２の背面２２ｂが車両の荷室９の壁面の一部を形成する最後尾のシートである。シート２０は、２列シートの車両であれば２列目のシート、３列シートの車両であれば３列目のシートに相当する。

シート２０は、乗員が着座可能な着座状態と、荷室９を拡大するために格納される格納状態とに姿勢変更可能なシートである。シート２０は、その後方が荷室９であるから格納状態となることによって、荷室９の空間を拡大し、積載容量を増加させることができる。シート２０の格納状態には種々の形態がある。一般的な格納状態としては、図１３に示すようにシートバック２２の支持面２２ａがシートクッション２３と対面するように折り畳まれた状態である。さらに、このように折り畳まれた状態で、荷室の床に設けられた凹部に収納されるように構成されていてもよい。また、図１４の（ａ）〜（ｄ）に順を追って示すように、シートクッション２３が荷室９の床９ｆの下に潜り込み、着座状態におけるシートクッション２３の位置にシートバック２２が傾倒される形態とすることも可能である。シートバック２２は着座状態において起立した状態であるから、荷室９を拡大するためには傾倒され折り畳まれる。

このように、折り畳まれるシートバック２２の支持面２２ａとシートクッション２３との間に乗員や他の物体が挟み込まれる可能性や、スライドするシートクッション２３と荷室９の床９ｆとの間に衣服や他の物体が挟み込まれる可能性がある。本発明によれば、このような事象を安価な構成で、良好に検出することが可能である。

１：主制御部
２：妨害検出部
４：基準差分保持部
５：減速時妨害検出部
６：最大値保持部
７：非減速時妨害検出部
８：共通妨害検出部
２０：車両用シート
３０：モータ
Ａ：理想回転数
Ｂ：実回転数と理想回転数との差分
ＢＡＳＥ：基準差分
Ｃ：最大回転数（回転数の最大値）
ＣＣ：実回転数と最大値との差分
Ｄ：実回転数と理想回転数との差分の、基準差分からの変化量
ＰＤ：デューティ
ＰＨＣ：定速フェーズ
ＰＨＤ：減速フェーズ
ＰＨＵ：増速フェーズ
ＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３：しきい値
ＴＨ１：共通妨害検出部の所定のしきい値
Ｖ：実回転数

Claims (5)

1. 車載装置を最大で第１位置から第２位置への相互間で変位させるモータを、回転数を徐々に増速する増速制御と、回転数を徐々に減速する減速制御と、回転数を一定に保持する定速制御とにより駆動可能な主制御部と、
   前記モータの実際の回転数である実回転数とフィードバック制御を含む前記主制御部による制御の結果が反映される前記モータの理想回転数とを用いて前記車載装置の変位が妨げられていることを検出する妨害検出部と、
   を備え、
   前記妨害検出部は、前記モータの制御が前記減速制御に移行する直前の前記実回転数と前記理想回転数との差分を基準差分として保持する基準差分保持部と、前記モータが前記減速制御により制御される際の妨害を検出する減速時妨害検出部とを有し、
   前記減速時妨害検出部は、前記実回転数と前記理想回転数との差分の、前記基準差分からの変化量に基づいて前記車載装置の変位が妨げられていることを検出するモータ制御装置。
2. 前記主制御部は、前記モータをパルス幅変調により制御するものであって、前記理想回転数は、パルス幅変調におけるデューティを１つの変数とする関数に基づいて演算される請求項１に記載のモータ制御装置。
3. 前記妨害検出部は、前記モータが前記増速制御又は前記定速制御により制御される際の前記実回転数の最大値を保持する最大値保持部と、前記モータが前記増速制御又は前記定速制御により制御される際の妨害を検出する非減速時妨害検出部とを有し、
   前記非減速時妨害検出部は、最新の前記実回転数と前記最大値との差分に基づいて前記車載装置の変位が妨げられていることを検出する請求項１又は２に記載のモータ制御装置。
4. 前記妨害検出部は、前記モータの制御状態に拘わらず妨害を検出する共通妨害検出部を有し、前記共通妨害検出部は、前記実回転数と前記理想回転数との差分が所定のしきい値以上の場合に前記車載装置の変位が妨げられていることを検出する請求項１から３のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
5. 請求項１〜４の何れか一項に記載のモータ制御装置を備え、前記車載装置としての車両用シートの変位が妨げられていることを検出する車両用シート制御装置。

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