JP5632959B2

JP5632959B2 - 車両の開閉部制御装置および車両の開閉部制御方法

Info

Publication number: JP5632959B2
Application number: JP2013505022A
Authority: JP
Inventors: 節朗森; 江口　強; 強江口; 俊和軽部
Original assignee: RIB LABORATORY, INC.; Honda Motor Co Ltd
Current assignee: RIB LABORATORY, INC.; Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2012-02-15
Filing date: 2012-10-16
Publication date: 2014-11-26
Anticipated expiration: 2032-10-16
Also published as: JPWO2013121623A1; CN103392048B; CN103392048A; US9115527B2; EP2816185A4; EP2816185A1; WO2013121623A1; US20140109478A1

Description

本発明は、車両の開閉部制御装置および車両の開閉部制御方法に関する。

車両の開閉部である窓を開閉する開閉部制御装置としてパワーウィンドウ装置が実用化されるに至っている。また、パワーウィンドウ装置によって窓の閉動作を行っているときに、身体などの異物が挟まれて大きな力が加わらないようにする安全装置が発明され、実用化されるに至っている。特許文献１（特開２００７−１２６９６０号公報）にはモータ回転速度の現在値と過去値とに基づいて回転速度の変化量を算出して、この変化量を用いて挟み込みを検出することが記載されている。

図９は従来のパワーウィンドウ装置９０の構成を説明する図であり、車両のバッテリ９１に接続されたパワーウィンドウ制御部９２に、操作スイッチ９３、モータ駆動回路９４、各窓のモータ９５…、ロータリーエンコーダ９６…、荷重センサ９７…、温度センサ９８…、加速度センサ９９…を接続してなる。１００はパワーステアリング制御部である。

前記パワーウィンドウ制御部９２は操作スイッチ９３の入力によって指定された窓に設けたモータ９５に対して電力を供給するようにモータ駆動回路９４に信号を出力し、モータ駆動回路９４は当該モータ９５に電力を供給する。このとき、ロータリーエンコーダ９６が回転し、パワーウィンドウ制御部９２はロータリーエンコーダ９６からの信号を入力することにより、モータ９５の回転速度を求め、さらにこのモータ９５によって開閉する窓の変位量を計算し、フィードバック制御を行う。加えて、予め記憶させたモータ９５の過去の回転速度と回転位置とを比較することにより、挟み込みが発生した場合には例えばモータ９５を逆回転させることにより、危険を回避することができる。

特開２００７−１２６９６０号公報

しかしながら、モータ９５の中にはトルク発生時の大電流によってロータ部分に磁化が発生し、駆動方向を反転させた次の始動時において急激な回転を発生させることがある。この急激な回転はすぐに通常の回転速度に戻るものの、モータ９５の回転速度の変化から挟み込み判定を行なう場合にはこの回転速度の急峻な変化を挟み込みと判定する可能性があり、誤動作の原因となるという問題があった。

前記急激な速度変化を挟み込みと判断しないようにするためには、ロータの磁化状態を検出するようなセンサを設けたり、複雑な演算処理を行なって挙動を監視して学習機能を設けるなどの解決法が考えられるが、これらによって製造コストを引き上げてしまうだけでなく、演算処理が複雑になればなるほど挟み込み検知のための演算処理装置にかける負荷が多くなり、より高性能の演算処理装置を必要としたり、信頼性が低下し、誤動作発生の危険性が高くなるという問題があった。

本発明は上述の事柄を考慮に入れてなされたものであり、極めて簡素な構成でありながら、開閉部の挟み込み判定をより正確に行なうことができるようにモータを制御する車両の開閉部制御装置および車両の開閉部制御方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、第１発明は、車両の開閉部の開閉駆動を行うモータに取り付けられて、モータの回転数の変化から異物の挟み込み判定を行なう挟み込み判定装置を備え、かつ、前記開閉駆動の終了時に逆極性の電力をパルス的にモータに供給する消磁パルス印加手段を備えることを特徴とする車両の開閉部制御装置を提供する。（請求項１）

モータに電力を供給することにより、開閉部はその極性によって開放または閉鎖する方向に移動するが、挟み込み判定装置はモータの回転数をモニタし、その変化から異物の挟み込み判定を行なう。また、モータに電流が流れるとき、そのロータが電磁石となることによりモータは回転するが、とりわけ開閉駆動の終了時にロータに磁化が発生することがある。ロータの磁化が発生すると、次にモータを逆方向に駆動した始動時に回転トルクが増大して回転速度が一瞬速くなることがあるが、前記消磁パルス印加手段は開閉駆動の終了時に逆極性の電力をパルス的にモータに印加することにより、ロータが磁化されたとしてもこれを消磁することができる。したがって、ロータの消磁が行なわれたモータは始動時に急激に動作することがなく、挟み込み判定装置に誤動作が発生することはない。

消磁パルス印加手段はモータに供給される電力の監視を行ないその電力供給の終了時のエッジをトリガにする簡単なタイマ回路とリレー回路を組み合わせたエッジ回路またはワンショット回路を用いたハードウェアによって簡潔に形成することができる。磁化の発生状況はモータの特性によって異なるが、消磁パルス印加手段によって印加させる逆極性のパルス（以下、消磁パルスという）をモータの特性に合わせて調整しておくことにより、挟み込み判定装置はロータの磁化による誤動作を起こすことがない。しかしながら、消磁パルス印加手段としてモータの駆動信号の終了時に消磁パルスを印加させるプログラム（以下、消磁処理という）をＥＣＵ内の演算処理装置で実行させることにより実現してもよい。この場合、前記消磁処理を実行する演算処理装置が消磁パルス印加手段となるが、前記消磁処理は極めて単純なサブルーチン程度のプログラムによって実現できるので、演算処理装置に負荷をかけることがなく、製造コストを引き上げることもない。

なお、消磁パルス印加手段がモータに流れる電流のモニタを行なうことによりロータの磁化率を推測する磁化率推測手段と、この磁化率に合わせて消磁パルスの幅を調節する消磁パルス幅調節手段を設けて、ロータの磁化状態に合わせた消磁を行なってもよい。また、消磁パルスの幅は開閉部を移動させない程度のパルス幅を上限とする。さらに、パルス印加手段は開閉部を駆動する電圧よりも低い逆極性の消磁パルスを印加させるものであってもよい。すなわち、モータと電源との間に抵抗体を介在させた逆極性の消磁パルスを印加させるスイッチ回路を備えることにより、消磁パルスによって開閉部が逆方向に移動することを避けるようにしてもよい。なお、消磁パルスの印加電圧をソフトウェア処理によって調節することも考えられる。上記いずれの場合も車両の開閉部制御装置は調整された消磁パルスを生成するだけの簡潔な構成であるから比較的に簡潔であり、磁化状態を考慮に入れた挟み込み判定を行う場合のように異物の挟み込み判定を複雑にすることもない。

なお、本明細書における開閉部とは、車両の側面に設けたガラス窓のみならず、車両の屋根部に設けたルーフ窓やリア窓であっても、車両の側部に設けたスライドドアや車両の後に設けたテールゲートやトランクルームの扉であってもよい。

前記モータの回転数の変化から異物の挟み込み判定を行なう挟み込み判定装置は、電源電圧の変動に合わせて調節された相対時間を計測する時間計測部を備え、この相対時間を基準にしてモータの回転数の変化から開閉部の移動速度を相対速度として求め、この相対速度の変化から、電源電圧の低下に伴うモータの回転速度の低下の影響をキャンセルした相対速度変化を計算し、この相対速度変化（相対加速度）を相対加速度閾値と比較することにより挟み込みを判定するものであることが好ましい。

なお、電源電圧に合わせて調整された時間軸で求めた相対速度を用いて挟み込みの判定を行う場合には、相対時間内に回転するモータの回転速度が電源の電圧変動に伴って変動しても、これが電源電圧の変動に起因するものであれば相対速度は変化しないので、複雑な演算処理を行わなくても相対速度変化によって無条件に厳密な閾値を設定して挟み込み判定を行うことができる。ゆえに、電源電圧の高低に関係なく挟み込みが発生した時には、挟まれた身体などにほとんど衝撃を与えることがない状態でこれを検知できる。

前記電圧変動に対して調整される相対時間の長さはモータの特性によって微調整することが好ましいが、どの直流モータにおいても電源電圧が低下すればするほど回転速度が遅くなるので、その個体差が大きく現れることは無く、電源電圧に対してほぼ直線的に相対時間の長さを調節すればよい。モータの出力Ｐと可動部分の相対速度Ｖｔと可動部分の質量ｍには、Ｐ＝ｍＶt２の関係があり、挟まれた場合に使用者が受ける衝撃はモータの出力Ｐに比例すると考えられるので、相対速度Ｖｔの２乗が一定になるように、相対時間を調節することが好ましい。

前記挟み込み判定装置によって異物を挟み込んだと判断された場合に前記開閉部を逆転駆動する逆転部を備え、前記消磁パルス印加手段はこの逆転部を通じて前記モータに電力を供給するものである場合（請求項２）には、挟み込み検知の誤検知を防ぐためにモータに印加する逆極性の電力の方向は、挟み込み検知を行なう開閉部の駆動方向（通常は閉じる方向）と逆方向（開く方向）なので、挟み込みが検知された場合に開閉部を駆動する方向（通常は開閉部を開く方向）と等しいことから、逆転部を共有することができ、構成が簡略化できる。

前記挟み込み判定装置によって異物を挟み込んだと判断された時から第１の所定時間を計測する第１のタイマと、前記モータへの電力供給の終了時点から第２の所定時間を計測する第２のタイマを備え、前記逆転部は、第１のタイマまたは第２のタイマが時間を計測している間に前記モータに電力を供給するものである場合（請求項３）には、逆転部からの電力供給量をタイマの計測時間で制御できるので、構成が簡略化できる。

前記第２の所定時間は、前記逆転部からモータに電力を供給しても前記開閉部が移動しない時間に設定されている場合（請求項４）には、第２の所定時間の設定によって、パルス的に印加する電力を開閉部が移動しない程度に調整できるので、設定が容易になる。

第２発明は、車両の窓の開閉駆動を行うモータに取り付けられて、閉鎖方向に駆動するモータの回転数の変化から異物の挟み込み判定を行なう挟み込み判定装置を備え、かつ、モータによる窓の開放方向の駆動終了時に窓を閉鎖させる極性の電力を窓が移動しない程度のパルス幅でモータに供給する消磁パルス印加手段を備えることを特徴とする車両の開閉部制御装置を提供する。（請求項５）

第２発明の車両の開閉部制御装置によれば、車両の開閉部として窓の挟み込み判定を行なう場合に、窓の開放方向の駆動終了時だけ、窓を閉鎖させる極性の電力を消磁パルスとしてモータに供給する。これは、窓の挟み込み判定が窓の閉鎖方向への駆動時にしか行なわないため、窓の閉鎖動作終了時にロータに磁化が発生したとしても次に窓を開放させるときには挟み込み判定を行なわないからである。したがって、消磁パルスは窓の閉鎖方向には印加させることがないので、それだけ動作が単純になり信頼性が向上する。

窓を閉鎖させる極性の消磁パルスを印加するとき、窓の荷重に逆らって電力を供給するので消磁パルスによって窓が上昇しにくいため、十分な消磁を行なうことができる。したがって、ロータの消磁が行なわれたモータは、次に窓を閉鎖方向に駆動するときに急激に動作することがない。

消磁パルス印加手段はタイマ回路とリレー回路を組み合わせたエッジ回路またはワンショット回路を用いたハードウェアによって簡潔に形成することができ、モータの特性に関係なく、挟み込み判定装置はロータの磁化による誤動作を起こすことがない。しかしながら、消磁パルス印加手段をソフトウェア（プログラム）によって実現して、さらなる製造コストを引き下げを行なってもよい。

なお、パルス印加手段が前記磁化率推測手段と、消磁パルス幅調節手段を備えて、ロータの磁化状態に合わせた消磁を行なってもよい。また、パルス印加手段は開閉部を駆動する電圧よりも低い逆極性の消磁パルスを印加させるものであってもよい。さらに、消磁パルスの印加電圧をソフトウェア処理によって調節することも考えられる。

第３発明は、車両の開閉部の開閉駆動を行うモータの回転数の変化から異物の挟み込み判定を行なう挟み込み判定において、前記開閉駆動の終了時に逆極性の電力をパルス的にモータに供給することを特徴とする車両の開閉部制御方法を提供する。（請求項６）

開閉駆動の終了時に逆極性の電力を消磁パルスとしてパルス的にモータに供給することにより、モータの駆動終了時に発生する危険性のあるロータの磁化を防止することができるので、次回の逆転始動時に急激な回転が発生することはない。前記消磁パルスはモータ内の回路、モータ側に設けた回路、モータを駆動する制御用ＥＣＵ内の回路や演算処理装置によって実行可能なプログラム、さらに上位の演算処理装置によって実行可能なプログラムによって生成できる。

前記開閉駆動の終了時に逆極性の電力をモータに供給する時に、前記挟み込み判定方法によって異物を挟み込んだと判断された場合にモータを逆転駆動する逆転部を利用して電力供給を行なう場合（請求項７）には、挟み込み検知の誤検知を防ぐためにモータに印加する逆極性の電力の方向は、挟み込み検知を行なう開閉部の駆動方向（通常は閉じる方向）と逆方向（開く方向）なので、挟み込みが検知された場合に開閉部を駆動する方向（通常は開閉部を開く方向）と等しいことから、逆転部を共有することができ、構成が簡略化できる。

前記挟み込み判定方法によって異物を挟み込んだと判断された時から第１の所定時間を第１のタイマによって計測し、前記モータへの電力供給の終了時点から第２の所定時間を第２のタイマによって計測する一方、前記逆転部は、第１のタイマまたは第２のタイマが時間を計測している間に前記モータに電力を供給する場合（請求項８）には、逆転部からの電力供給量をタイマの計測時間で制御できるので、構成が簡略化できる。

前記第２の所定時間は、前記逆転部からモータに電力を供給しても前記開閉部が移動しない時間である場合（請求項９）には、第２の所定時間の設定によって、パルス的に印加する電力を開閉部が移動しない程度に調整できるので、設定が容易になる。

第４発明は、車両の窓の開閉駆動を行うモータが閉鎖方向に回転する回転数の変化から異物の挟み込み判定を行なう挟み込み判定において、モータによる窓の開放方向の駆動終了時に極性の電力を窓が移動しない程度のパルス幅でモータに供給することを特徴とする車両の開閉部制御方法を提供する。（請求項１０）

窓の開放方向の駆動終了時に逆極性の電力を消磁パルスとしてパルス的にモータに供給することにより、ロータの磁化を防止し、次回の逆転始動時に急激な回転が発生することはない。前記消磁パルスはモータ内の回路、モータ側に設けた回路、モータを駆動する制御用ＥＣＵ内の回路や演算処理装置によって実行可能なプログラム、さらに上位の演算処理装置によって実行可能なプログラムによって生成できる。

前述したように、本発明によれば、車両の開閉部を開閉駆動するモータのロータが磁化したときにこれを消磁することができるので、開閉部の逆転駆動時に急激な動作をすることがない。つまり、モータの回転速度の変化によって挟み込み判定を行なう挟み込み検知装置が誤動作をすることがなく、安定した動作を得ることができ、異物の挟み込みを確実に検出することができる。

本発明の第１実施形態の車両の開閉部制御装置を取り付けた車両を示す図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は平面図である。前記車両の開閉部制御装置を示す図である。前記車両の開閉部制御装置および車両の開閉部制御方法を説明する図である。前記車両の開閉部制御装置のさらに詳細な構成を示す図である。前記車両の開閉部制御装置の動作と比較する例を示す図である。前記車両の開閉部制御装置の動作を説明する図である。前記車両の開閉部制御装置の変形例を示す図である。前記車両の開閉部制御装置の別の変形例を示す図である。従来のパワーウィンドウ装置の構成を説明する図である。

以下、図１〜図６を用いて、本発明の第１実施形態に係る車両の開閉部制御装置１、その装置を備えた車両２および開閉部の挟み込み判定方法を説明する。図１は本発明の車両の開閉部制御装置１を取り付けた車両２を示す。

図１に示すように、車両２には後部の両側面にそれぞれスライドドア３Ａを備えると共に、前方の運転席側ドア、助手席側ドアに加えて後方左右のスライドドア３Ａにそれぞれ窓３Ｂを備え、屋根には開閉可能なルーフ窓３Ｃを備える。また、これらのスライドドア３Ａは左右方向に、窓３Ｂは上下方向に、ルーフ窓３Ｃは前後方向に変位可能に構成され、これらが本発明の開閉部３の実施例である。Ｂａｔは車両のバッテリであり、このバッテリＢａｔに全ての電気負荷が接続される。また、本実施形態の車両の開閉部制御装置１はスライドドア制御、パワーウィンドウ制御、サンルーフ制御（サンルーフ窓の開閉制御）、パワーテールゲート制御（テールゲートの開閉制御）、パワートランク制御（トランクルームの開閉制御）を行うＥＣＵ(Electronic Control Unit）にそれぞれ設ける。

本発明の車両の開閉部制御装置１は同乗者が開閉部３に身体などを挟むといった事態が発生したときに、この挟み込みを瞬時に判定して逆方向に動かすことにより、挟み込みを解除する挟み込み判定装置を備える。ところで、バッテリＢａｔはその充電量によって起電圧に変動が生じ、かつ、他の電気負荷に大電流が流れる場合にはバッテリＢａｔの内部抵抗や電線その他の抵抗損失などによって電源電圧が大いに変動し、この電源電圧は８〜１５Ｖ程度になるため、これらの開閉部３を同時に開閉させるときには、その動作速度が著しく低下することがある。

そこで、前記挟み込み判定装置は、電源電圧の変動に合わせて調節された相対時間を計測し、この相対時間を基準にしてモータの回転数の変化から開閉部の相対速度を求め、この相対速度の変化から求めた相対加速度を用いて挟み込みの判定を行なう。これにより、電源電圧の変動に伴う開閉部３の動作速度の低下に影響されることなく正確な挟み込み判定を行なうことができる。従って、この挟み込み判定装置を設けた車両２はたとえ使用者が誤って身体を開閉部３に挟むことがあっても、より少ない衝撃で挟み込みを判定するので安全性に優れており、使用者は安心して車両２を利用することができる。

図２は前記挟み込み判定装置Ｊを備える車両の開閉部制御装置（パワーウィンドウ装置）１の構成を示す図である。この車両の開閉部制御装置１は、種々の構成が考えられるが、本実施形態では長手方向を縦にしてドアに固定させたガイドレール１１と、このガイドレール１１に沿って上下方向に移動可能であると共に、窓３Ｂの下端部を支持する摺動体１２と、ガイドレール１１の上下に配置されたプーリ１３に巻回されて一部を摺動体１２の連結部１２Ａに連結させたワイヤ１４と、このワイヤ１４を回動させることにより窓３Ｂを開閉駆動する動力を供給するモータ１５と、このモータ１５に電力を供給して正逆回転させることにより窓３Ｂの開閉を制御するパワーウィンドウ制御機能を備えるＥＣＵ１６と、使用者による開閉操作を入力可能とする開閉操作スイッチ１７とを備える。

前記開閉操作スイッチ１７は前方後方の左右両側の窓３Ｂ…にそれぞれ対応する４つのボタン１７Ａを備え、前後左右の窓３Ｂ…を別々に操作することができるように構成してある。このため、操作者がすべてのボタン１７Ａを同時に操作するなどした場合にはすべての窓３Ｂ…のモータ１５…が一斉に回動し、バッテリＢａｔにかかる負荷が大きくなるため、電源電圧が降下して各モータ１５の回転速度が遅くなるという事態が発生する。

図３は本実施形態の車両の開閉部制御装置１の回路構成を示すブロック図であり、この開閉部制御装置１は挟み込み判定装置Ｊを備え、かつ、モータ１５内のロータの磁化を抑制するようにモータ１５側に設けた消磁パルス印加手段Ｄを備える。なお、本実施形態においては消磁パルス印加手段Ｄを電子回路（ハードウェア）によって形成する。

モータ１５はその回転により９０度位相の異なるＡ相パルスＰａとＢ相パルスＰｂを発生することにより、２ビットのグレイコードを出力して窓３Ｂの変位量を検出するセンサの一例であるロータリーエンコーダ１５Ａ、１５Ｂを備える。２０はこれらのパルスＰａ，Ｐｂによる回転方向および回転角の検出とその積分による窓３Ｂの位置検出を行う方向／位置検出部、２１は電源電圧Ｖｂを計測する電圧計測部、２２はモータに流れるモータ電流Ｉｍを計測する電流計測部、２３は電源電圧Ｖｂの低下によって引き下げた周波数の基準パルスＰｍを発振するＶＣＯ（時間計測部）、２４は前記Ａ相パルスＰａの立ち上がりによって窓３Ｂが微小変位する間を計測してこの間に前記基準パルスＰｍの数を計数し、この計数値の逆数を窓３Ｂの相対速度Ｖｔとして微小時間Δｔ内における相対速度の変化から相対加速度を計算する相対加速度計算部、２５は相対加速度の閾値を設定する相対加速度閾値設定部、２６は前記相対加速度と加速度閾値を比較することにより、挟み込み判定を行う比較部、２７は比較器によって挟み込みが発生していると判断しているときでかつ前記方向／位置検出器２０が窓３Ｂの閉鎖方向で閉鎖直前でないと判断した時に挟み込み判定信号Ｏｕｔを出力する論理演算部である。尚、Ｌはその他の電気負荷である。

したがって、本実施形態においては、前記２０〜２７が異物の挟み込みを判定する挟み込み判定部Ｊである。なお、前記ＥＣＵ１６は前記ボタン１７Ａの操作に合わせて窓３Ｂへの開閉信号Ｓ１を出力する処理部１６Ａと、この開閉信号Ｓ１によって制御された方向でモータ１５に電力を供給するドライバ１６Ｂとを備え、処理部１６Ａは前記論理演算部２７から挟み込み判定信号Ｏｕｔが出力されるときに、前記モータ１５の回転方向を少し逆転させることにより挟み込み状態を解除する逆転制御部Ｒ１（本実施形態の場合は判定信号Ｏｕｔを入力してから数百ｍ秒〜数秒の間、窓３Ｂを開方向に駆動するものである）を備える。

また、前記消磁パルス印加手段Ｄは、処理部１６Ａ内に形成され、ボタン１７Ａの操作入力信号を用いてモータ１５に供給される電力の監視を行ない、その電力供給の終了時のエッジをトリガにして、モータ１５の特性に合わせた長さの消磁パルスＰｄを生成し、開閉駆動の終了時に逆極性の電力をモータ１５に印加させるように、消磁信号Ｓｄをドライバ１６Ｂに出力するものである。

図４は前記車両の開閉部制御装置１のさらに詳細な構成を説明する図である。図４に示すように、前記処理部１６Ａはボタン１７Ａの操作に従って開閉部への制御信号を生成するウィンドウ制御部Ｐと、前記挟み込み判定信号Ｏｕｔを入力して数百〜数秒の時間を計測することにより、異物を挟み込んだと判断された時点から第１の所定時間を計測する第１のタイマＲａと、このタイマＲａが前記時間を計測する間窓３Ｂを開方向に駆動させる逆転部Ｒｂとを備える。

また、前記消磁パルス印加手段Ｄは、ボタン１７Ａの操作入力信号を用いてモータ１５に供給される電力の監視を行なう電力供給監視手段Ｄａと、この電力供給監視手段Ｄａがとらえた電力供給の終了時のエッジをトリガとしてモータ１５の特性に合わせたパルス幅（第２の所定時間）を計測するタイマＤｂとを備え、このタイマＤｂの出力を前記逆転部Ｒｂに入力することにより消磁信号Ｓｄを生成する。なお、前記電力供給監視手段ＤａおよびタイマＤｂからなる消磁パルス印加手段Ｄは、エッジ検出回路などのデジタル回路、またはワンショット回路などのアナログ回路によって極めて簡潔に形成することができる。加えて、前記第２の所定時間は前記逆転部Ｒｂからモータ１５に電力を供給しても前記開閉部３が移動しない時間に設定される。

なお、前記方向／位置検出部２０はモータ１５の回転方向ｄを判別する方向判別部２０Ａと、開閉部３Ｂの現在位置Ｌを検出する現在位置検出部２０Ｂとを備え、この現在位置検出部２０Ｂは現在位置Ｌをバックアップする不揮発メモリＭを備える。前記加速度閾値設定部２４は前記パルスＰａの１周期毎に基準パルスＰｍを計数することにより相対速度Ｖｔの逆数（１／Ｖｔ）を求めるカウンタ２４Ａと、時間差Δｔのある移動平均を計算する移動平均演算器２４Ｂ，２４Ｃと、相対加速度ａを求める減算処理部２４Ｄとを備える。すなわち、ＶＣＯ２３を活用して電源電圧Ｖｂの測定値を用いて基準パルスＰｍを出力し、この基準パルスＰｍの１周期が示す相対時間を物差しにして窓３Ｂの変位量から求めた相対加速度を用いて異物の挟み込みを判定することにより、電源電圧Ｖｂの低下の影響を受けることがない。

図５は前記消磁パルスを印加させない場合のモータ１５の回転速度の変化を実際に測定した波形を示す図であり、図６は開閉部（窓）３Ｂの開放方向の駆動終了時に窓３Ｂを閉鎖させる極性の電力を消磁パルスＰｄとして印加させた場合の速度変化を比較して示す図である。図５、図６において、符号Ｃｎは前記カウンタ２４Ａが計数するカウント値であって、前記相対速度Ｖｔの逆数（１／Ｖｔ）を表す。符号Ｓ１１，Ｓ１２…は窓を下降または上昇させるためにモータ１５に電力を印加するための操作信号の例を示すものである。

なお、以下の実施形態において開閉部３は窓３Ｂであるから、挟み込み判定は窓３Ｂが閉鎖（上昇）するときのみ行なわれる。従って、前記消磁パルス印加手段Ｄは窓３Ｂの開放方向の駆動終了時のみに逆極性（閉鎖方向）の電力をパルス的にモータに供給するものである。しかしながら、開閉部３が窓３Ｂではない場合には、挟み込み判定を開閉部３の開放方向にも閉鎖方向にも行なう必要が発生することもあり、この場合は開閉部３の閉鎖方向、開放方向の何れにおいても、モータの開閉駆動の終了時に逆極性の電力を消磁パルスＰｄに印加させる必要があることはいうまでもない。

図５に示すように、消磁パルスＰｄを印加させない場合、使用者がボタン１７Ａなどを操作してドライバ１６Ｂに下降操作信号Ｓ１１が出力されると、ドライバ１６Ｂによってモータ１５に窓３Ｂをその開放方向に駆動させる電力が供給される。そして、窓３Ｂが下降して下端部に到達すると、窓３Ｂの動きは下端であるゆえに阻止されるが、モータ１５には大電流が流れてモータ１５内のロータに磁化が発生する。

前記ロータの磁化が発生するとモータ１５にはその直前の移動方向と逆向きの力が常に加わることになり、次に、操作信号Ｓ１２に示すように、逆極性の電力が供給されたとき、カウント値Ｃｎ１が示すように、急激にモータ１５が回転して一瞬だけ高い回転速度となることがある。（なお、カウント値Ｃｎは窓３Ｂの相対速度Ｖｔの逆数であるから、相対速度Ｖｔが早くなればなるほどカウント値Ｃｎは低い値となる。）

一瞬高い相対速度Ｖｔとなったモータ１５はすぐに通常の回転速度に戻るもののこの間の速度変化が著しいために、これを挟み込み判定装置Ｊが挟み込みと判定する誤動作が発生することが考えられる。また、このロータの磁化の発生は、モータ１５の特性によって変わるものである。なお、操作信号Ｓ１３に示すように、続けて同じ極性の電力がモータ１５に供給されると、次の始動時にも急激なモータ１５の回転が発生することはない。

次に、図６に示すように、本実施形態の車両の開閉部制御装置１によれば、モータ１５のドライバ１６Ｂに対して下降操作信号Ｓ１１が出力されたときに、その下降操作（開放方向）の駆動終了時に窓３Ｂを閉鎖させる極性の電力を窓３Ｂが移動しない程度の短いパルス幅の消磁パルスＰｄをモータ１５（本実施例ではそのドライバ１６Ｂ）に印加する。

このとき、モータ１５内のロータに発生していた磁化が消磁パルスＰｄによって消磁される。したがって、次に操作信号Ｓ１２に示すように、逆極性の電力がモータ１５に供給されたとしても、カウント値Ｃｎ２が示すようにモータ１５が急激に回転することがないので、前記挟み込み判定装置に誤動作が発生することがない。

なお、前記消磁パルスＰｄの幅Ｗはモータ１５に合わせてロータを消磁できると共に窓３が移動しない程度の短いパルス幅Ｗとなるように調整される。つまり、消磁パルス印加手段Ｄはモータ１５側に設けて、モータ１５の特性に合わせてパルス幅Ｗを調整するものであることが好ましく、これによって挟み込み判定装置Ｊはモータ１５の磁化の影響を受けることなく、より厳密な挟み込み判定を行なうことができる。

上述の実施形態において消磁パルス印加手段Ｄは処理部１６Ａ内に形成されているが、本発明は消磁パルス印加手段Ｄを設ける位置がＥＣＵ１６の処理部１６Ａ内であることに限定されるものではなく、例えば、モータ１５の直近に配置してもよい。

図７は、モータ１５に電力を供給するドライバ１６Ｂ内に消磁パルス印加手段Ｄを設けた変形例を示すものである。図７において、Ｔｒ１〜Ｔｒ４はモータ１５に正逆方向の電力を供給するブリッジを構成するトランジスタであり、Ｄｒは開閉信号Ｓ１に合わせてこれらのトランジスタＴｒ１，Ｔｒ４またはＴｒ２，Ｔｒ３をオンにする信号を出力するドライブ回路である。

ドライバ１６Ｂ内に設けた消磁パルス印加手段Ｄは、開閉信号Ｓ１を用いてモータ１５に供給される電力の監視を行なう電力供給監視手段Ｄａと、この電力供給監視手段Ｄａがとらえた開方向の電力供給の終了時のエッジをトリガとしてモータ１５の特性に合わせたパルス幅を計測するタイマＤｂと、ドライバ１６ＢのトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ４によって形成されるブリッジ回路に形成した消磁パルス印加回路Ｃｄとを備える。なお、より具体的には消磁パルス印加手段Ｄを構成する電力供給監視手段ＤａとタイマＤｂはワンショット回路（エッジ検出回路であってもよい）である。

前記消磁パルス印加回路Ｃｄは抵抗体ＲとトランジスタＴｒ５を直列接続させた極めて簡単な回路であり、トランジスタＴｒ１に対して並列に接続されている。この消磁パルス印加回路Ｃｄは前記タイマＤｂによって計測された時間の間、トランジスタＴｒ５をオンにし、同時にトランジスタＴｒ４をオンにすることにより、消磁パルスＰｄを印加できるように構成している。なお、トランジスタＴｒ５に対して抵抗体Ｒが直列接続されているので、この消磁パルス印加回路Ｃｄを介してモータ１５に供給される電力を低く抑えることが可能となり、モータ１５内のロータの消磁を行なうことができると共にモータ１５が逆方向に回動することがない程度に抑えることができる。

また、本例は開閉部３が窓３Ｂである例を示しているので、窓３Ｂを閉鎖方向に移動させる極性の電力をモータ１５に供給させる側のトランジスタＴｒ１（またはＴｒ４）にのみ、消磁パルス印加回路Ｃｄを形成しているが、開閉部３がルーフなどである場合には、窓３Ｂを開放方向に移動させる極性の電力をモータ１５に供給させる側のトランジスタＴｒ２（またはＴｒ３）にも消磁パルス印加回路Ｃｄを形成する。

前記電力供給監視手段ＤａおよびタイマＤｂはモータ１５に給電される電力を電圧または電流によってモニタすることにより、開閉駆動の終了時を検出するものであってもよく、この場合にはさらにモータ１５の直近に消磁パルス印加手段Ｄを個別に形成することができるので、各モータ１５の特性に合わせた消磁を行なうことができる。

上述の消磁パルス印加手段Ｄは何れもハードウェアによって形成されているが、本発明はこの点に限定されるものではない。すなわち、消磁パルス印加手段Ｄを前記ＥＣＵ１６内の演算処理装置において実行可能な消磁処理のソフトウェアによって形成してもよい。この場合、前記電力供給監視手段ＤａおよびタイマＤｂはＥＣＵ１６内の演算処理装置によって実行されるプログラム（サブルーチン程度の簡単な処理）で実現できるので、製造コストを引き上げることがなく、また演算処理装置の処理に負荷をかけるものでもない。

図８はさらに別の変形例を示す図であり、２０は各ドアに設けた複数の操作スイッチ１７Ａ〜１７Ｄの操作を一括して入力して開閉部３の開閉操作を統括制御する上位の演算処理を行なう統括ＥＣＵ、２０ＡはこのＥＣＵ２０内の演算処理装置、２１は演算処理装置２０Ａによって実行可能な開閉部統括制御プログラムである。そして、この変形例において、前記電力供給監視手段ＤａおよびタイマＤｂは演算処理装置２０Ａによって実行されるプログラム（ソフトウェア）であって、前記開閉部統括制御プログラム２１の動作に合わせて開閉部３の開閉駆動（窓３Ｂの場合は開方向の駆動のみ）の終了時に既に詳述した所定の時間のみ逆極性の電力をパルス的にモータ１５に供給させるように動作するものである。

前記消磁パルス印加手段Ｄを統括ＥＣＵ２０側の演算処理部２０Ａによって実行可能なソフトウェアを用いて実現することにより、各開閉部３の近傍に配置したＥＣＵ１６にそれぞれ消磁パルス印加手段Ｄを設ける必要がなく、それだけ、製造コストを削減することができる。また、この場合にも消磁パルス印加手段Ｄは簡単なプログラムによって実現できるために演算処理装置２０Ａに負担をかけることも、製造コストを引き上げることもない。

上述の各実施形態において、電力供給監視手段Ｄａは開閉部３を開閉操作するボタン１７Ａ〜１７Ｄの操作入力信号、または、モータ１５を開閉制御する開閉信号Ｓ１を用いて動作する例を示しているが、前記電力供給監視手段Ｄａはモータ１５の近傍に設けた電流計測部２２によって測定したモータ電流Ｉｍを監視するものであってもよい。

とりわけ、電力供給監視手段Ｄをソフトウェアによって実現する場合には、前記電力供給監視手段Ｄａがモータ電流Ｉｍの大きさと流れる時間を監視することにより、ロータに生じるであろう磁化の状態を推測する磁化率推測手段を備え、前記タイマＤｂが磁化率に合わせて消磁パルスの幅を調節する消磁パルス幅調節手段を設けてもよい。なお、消磁パルス印加手段Ｄをハードウェアによって形成する場合にも、タイマＤｂの計測時間を可変としロータの磁化率に合わせて調節可能としてもよいことはいうまでもない。

さらに、モータ１５を回転駆動させるためのドライバ１６Ｂとは別に、消磁パルスＰｄを印加するためのドライバ回路を別途形成し、モータ１５を回転駆動するときよりも低い電圧の消磁パルスＰｄをモータ１５に印加させるようにすることも考えられる。

本発明によれば、開閉部を開閉駆動するモータのロータが磁化したときにこれを消磁することができるので、開閉部の逆転駆動時に急激な動作をすることがない。つまり、モータの回転速度の変化によって挟み込み判定を行なう挟み込み検知装置が誤動作をすることがなく、安定した動作を得ることができ、異物の挟み込みを確実に検出することができるので、車両の窓、スライドドア、トランクルームの扉などの開閉部に用いられる。

１車両の開閉部制御装置
２車両
３開閉部
３Ａスライドドア
３Ｂ窓
３Ｃルーフ窓
１５モータ
Ｄ消磁パルス印加手段
Ｊ挟み込み判定装置
Ｐｄ消磁パルス

Claims

車両の開閉部の開閉駆動を行うモータに取り付けられて、モータの回転数の変化から異物の挟み込み判定を行なう挟み込み判定装置を備え、かつ、前記開閉駆動の終了時に逆極性の電力をパルス的にモータに供給する消磁パルス印加手段を備えることを特徴とする車両の開閉部制御装置。
前記挟み込み判定装置によって異物を挟み込んだと判断された場合に前記開閉部を逆転駆動する逆転部を備え、前記消磁パルス印加手段はこの逆転部を通じて前記モータに電力を供給するものである請求項１に記載の開閉部制御装置。
前記挟み込み判定装置によって異物を挟み込んだと判断された時から第１の所定時間を計測する第１のタイマと、前記モータへの電力供給の終了時点から第２の所定時間を計測する第２のタイマを備え、前記逆転部は、第１のタイマまたは第２のタイマが時間を計測している間に前記モータに電力を供給するものである請求項２に記載の開閉部制御装置。
前記第２の所定時間は、前記逆転部からモータに電力を供給しても前記開閉部が移動しない時間に設定されている請求項３に記載の開閉部制御装置。
車両の窓の開閉駆動を行うモータに取り付けられて、閉鎖方向に駆動するモータの回転数の変化から異物の挟み込み判定を行なう挟み込み判定装置を備え、かつ、前記モータによる窓の開放方向の駆動終了時に窓を閉鎖させる極性の電力を窓が移動しない程度のパルス幅でモータに供給する消磁パルス印加手段を備えることを特徴とする車両の開閉部制御装置。
車両の開閉部の開閉駆動を行うモータの回転数の変化から異物の挟み込み判定を行なう挟み込み判定方法において、前記開閉駆動の終了時に逆極性の電力をパルス的にモータに供給することを特徴とする車両の開閉部制御方法。
前記開閉駆動の終了時に逆極性の電力をモータに供給する時に、前記挟み込み判定方法によって異物を挟み込んだと判断された場合にモータを逆転駆動する逆転部を利用して電力供給を行なう請求項６に記載の開閉部制御方法。
前記挟み込み判定方法によって異物を挟み込んだと判断された時から第１の所定時間を第１のタイマによって計測し、前記モータへの電力供給の終了時点から第２の所定時間を第２のタイマによって計測する一方、前記逆転部は、第１のタイマまたは第２のタイマが時間を計測している間に前記モータに電力を供給する請求項７に記載の開閉部制御方法。
前記第２の所定時間は、前記逆転部からモータに電力を供給しても前記開閉部が移動しない時間である請求項８に記載の開閉部制御方法。
車両の窓の開閉駆動を行うモータが閉鎖方向に回転する回転数の変化から異物の挟み込み判定を行なう挟み込み判定方法において、モータによる窓の開放方向の駆動終了時に窓を閉鎖させる極性の電力を窓が移動しない程度のパルス幅でモータに供給することを特徴とする車両の開閉部制御方法。