JP6380140B2 - 車両窓開閉装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載されるパワーウインド装置等の車両窓開閉装置に関するものである。

従来、車両窓開閉装置において、車両窓の開閉作動を妨げる異物の検出機能が知られている。例えば、特許文献１に示す車両窓開閉装置（パワーウインド装置）では、駆動源としてのモータの回転速度の変動推移等から車両窓の作動が異物によって妨げられたことを検出し、その異物検出を基にモータの駆動を停止する等して異物に掛かる荷重の軽減を図るものである。これにより、閉作動中の車両窓と窓枠との間での異物の挟み込みを防止することが可能となり、また、開作動中の車両窓によって異物が例えばドア内部に巻き込まれることを防止することが可能となる。

また、従来の車両窓開閉装置では、車両窓が低速度で作動される低速区間と、車両窓が低速度よりも速い高速度で作動される高速区間とが生じるように速度制御を行うものがある（例えば特許文献２参照）。

特開２０１１−１２２３６９号公報 特開２０１０−１４４３７９号公報

ところで、上記のような車両窓開閉装置では、閉作動中の巻き込みを検出後、モータの駆動を停止した後に、スイッチを閉操作することで車両窓を閉作動させるが、異物がドア内部に巻き込まれた状態では車両窓と異物との間で摩擦が発生する。このとき、車両窓の閉作動時の速度が速いと異物に対して急激な負荷を与える虞がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、異物に対する急激な負荷を抑えることができる車両窓開閉装置を提供することにある。

上記課題を解決する車両窓開閉装置は、モータの駆動力に基づく車両窓の開閉作動を制御する制御部と、前記車両窓の開作動の状態の変化を検出する変化検出部と、前記変化検出部で検出された変化に基づいて前記車両窓の異物の巻き込みを検出する巻き込み検知部と、を備えた車両窓開閉装置であって、前記制御部は、前記車両窓が低速度で作動される低速区間と、前記車両窓が前記低速度よりも速い高速度で作動される高速区間とが生じるように前記車両窓の作動の速度制御を行うものであり、前記巻き込み検知部による巻き込み検知後の最初の閉作動時において、巻き込み非検知時の閉作動と比較して前記低速区間が長くなるように前記車両窓の作動を制御する。

この構成によれば、巻き込み検知後の最初の閉作動における低速区間が他の作動時における低速区間よりも長いため、巻き込み検知後において異物を巻き込みから解放しようと閉作動させた場合に異物に対して急激な負荷を与えることが抑えられる。

上記車両窓開閉装置において、前記低速区間は、前記巻き込み検知部による巻き込み検知後の最初の閉作動時において少なくとも前記車両窓の閉作動開始から所定時間経過するまで一定速度で前記車両窓が作動される定速度区間が設定されることが好ましい。

この構成によれば、巻き込み検知後の最初の閉作動時における低速区間中において、定速度区間が設定されるため、定速度区間において異物に与える急激な負荷が抑えられる。
上記車両窓開閉装置において、前記制御部は、前記モータへの出力信号を変更することで前記モータの駆動速度を変更して前記車両窓の開閉作動を制御するものであり、前記定速度区間における前記車両窓の作動速度が前記低速区間内において最も低くなるように前記モータに対して出力信号を出力することが好ましい。

この構成によれば、定速度区間が低速区間中において最も速度が低いため、異物に与える急激な負荷が抑えられる。

本発明の車両窓開閉装置によれば、異物に対する急激な負荷を抑えることができる。

実施形態のパワーウインド装置の概略構成を示す電気ブロック図である。 同形態のパワーウインド装置における速度制御を説明するためのグラフである。 同形態のパワーウインド装置における制御態様を説明するためのフローチャートである。

以下、車両窓開閉装置をパワーウインド装置に具体化した一実施形態について説明する。
図１に示すように、本実施形態のパワーウインド装置１０は、ウインドガラスＷＧを開閉させるべく車両ドアＤに取り付けられるものであり、モータ１１と、該モータ１１の回転駆動によりウインドガラスＷＧを開閉作動させる例えばＸアーム式のウインドレギュレータ（図示略）とを備えている。モータ１１は、直流モータに減速部が一体に組み付けられたギヤードモータにて構成されている。ウインドレギュレータは、モータ１１の回転をウインドガラスＷＧの開閉作動に変換する。

パワーウインド装置１０は、モータ１１を制御してウインドガラスＷＧの作動を制御するウインドＥＣＵ１２と、モータ１１の回転を検出する回転検出センサ１３とを備えている。回転検出センサ１３は、例えばホールＩＣよりなり、モータ１１の回転軸に設けられたセンサマグネット（図示略）の回転に伴う磁界変化を検出して、モータ１１の回転数や回転位置等の回転情報を検出する。

ウインドＥＣＵ１２は、モータ１１と別体若しくはモータ１１内に一体に備えられる。ウインドＥＣＵ１２は、制御回路２１と駆動回路２２とを備え、駆動回路２２は制御回路２１の制御に基づいて車載のバッテリ２３からモータ１１に対して電源供給を行う。

制御回路２１は、車両ドアＤに備えられる操作スイッチ２４の操作に基づき駆動回路２２を通じてモータ１１を回転駆動させ、ウインドガラスＷＧの開閉制御を行う。制御回路２１は、回転検出センサ１３から出力される回転検出信号（パルス信号）に基づいてウインドガラスＷＧの位置情報を算出する。本実施形態では、制御回路２１は、ウインドガラスＷＧの全閉位置を基準（ゼロ）として、ウインドガラスＷＧの開閉作動（つまり、モータ１１の正逆回転）に伴って加減算される回転検出信号のパルスエッジ（立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジ）のカウント数をウインドガラスＷＧの位置情報として算出する。また、制御回路２１は、前記回転検出信号に基づいてモータ１１の回転方向を検出する。また、制御回路２１は、回転検出信号のパルスの間隔（周期）からモータ１１の回転速度を算出するとともに、モータ１１の速度の変動量（速度変動量）を算出する。

制御回路２１は、ウインドガラスＷＧと車両ドアＤのフレームとの間での挟み込みを防止する機能を有している。詳述すると、制御回路２１は、ウインドガラスＷＧの閉作動中（上昇作動中）において回転検出信号を基に算出したモータ１１の速度変動量と挟み込み判定閾値とを比較する。そして、速度変動量が挟み込み判定閾値以上である場合に、ウインドガラスＷＧによる異物挟み込みが発生したと判定し、その挟み込み判定に基づいてウインドガラスＷＧを開方向に所定量だけ反転作動させて挟み込んだ異物を解放可能とする。

また、制御回路２１は、開作動中（下降作動中）のウインドガラスＷＧによって異物が車両ドアＤ内に巻き込まれる異物巻き込みを検出する機能も有している。詳述すると、制御回路２１は、ウインドガラスＷＧの開作動中において回転検出信号を基に算出したモータ１１の速度変動量と巻き込み判定閾値とを比較する。そして、速度変動量が巻き込み判定閾値以上である場合に、ウインドガラスＷＧによる異物巻き込みが発生したと判定し、その巻き込み判定に基づきモータ１１の駆動を停止してウインドガラスＷＧの開作動を停止させる。

制御回路２１は、モータ１１に印加する電圧（出力信号）を制御（変更）することでモータ１１の速度制御を行い、ウインドガラスＷＧの作動速度を制御する。
そして、制御回路２１は、図２に示すように、ウインドガラスＷＧの開作動開始直後及び閉作動開始直後の所定区間（低速区間ＬＳ）においてウインドガラスＷＧを低速作動させる所謂スロースタート制御を実行する。また、制御回路２１は、ウインドガラスＷＧを作動させる前に前記ウインドレギュレータ等のガタを解消するため、前記低速区間ＬＳの直前においてモータ１１を駆動させる準備区間ＰＳが設定されている。つまり、ウインドガラスＷＧは、準備区間ＰＳを経て作動開始し、作動開始から低速区間ＬＳを経て通常速度区間ＨＳに移行する。また、本実施形態の制御回路２１は、巻き込み検知後の最初の閉作動時とそれ以外の開閉作動時においては前記スロースタート制御の低速区間ＬＳの長さが異なるようになっている。本実施形態では、巻き込み検知後の最初の閉作動時におけるスロースタートを第１スロースタートといい、巻き込み検知後の最初の閉作動以外の開閉作動時におけるスロースタートを第２スロースタートという。

制御回路２１は、通常速度区間ＨＳにおいては、デューティ比を一定値（例えば１００）として一定電圧Ｖ２をモータ１１に供給し、これにより、ウインドガラスＷＧが通常速度にて作動される。

制御回路２１は、低速区間ＬＳにおいては、デューティ比を前記一定値よりも低い値とした電力（平均電圧）をモータ１１に供給し、ウインドガラスＷＧを通常速度よりも低速度で作動させる。より詳しくは、本実施形態における第１スロースタートの低速区間ＬＳは、作動開始から所定区間は一定速度となる定速度区間ＬＳ１と、定速度区間ＬＳ１終了後に一次関数的に増速される増速区間ＬＳ２とが設定されている。制御回路２１は図２に示すように定速度区間ＬＳ１において、平均電圧を略一定（電圧Ｖ１）となるように制御する。また、制御回路２１は、図２に示すように増速区間ＬＳ２において、平均電圧を前記電圧Ｖ１から徐々に高くするようにデューティ比を変更する。ちなみに、定速度区間ＬＳ１は低速区間ＬＳにおいて最も速度が低く設定されている。また、増速区間ＬＳ２において、通常速度区間ＨＳに移行する直前でほぼ通常速度（電圧Ｖ２）となるように制御される。

一方、第２スロースタートの低速区間ＬＳは一次関数的に増速され、通常速度区間ＨＳに移行する直前でほぼ通常速度（電圧Ｖ２）となるように制御される。
次に、パワーウインド装置１０の一動作例を説明する。

本実施形態のパワーウインド装置１０の制御回路２１は、使用者によって操作スイッチ２４が操作されるとその操作（開操作又は閉操作）に基づいて開作動又は閉作動を行うべく、駆動回路２２を介してモータ１１に給電を行う。

また、制御回路２１は、開作動中にウインドガラスＷＧによって異物が車両ドアＤ内に巻き込まれる異物巻き込みを検出するようになっている。巻き込み検知後の作動回数によって閉作動の速度が異なるようになっている。

以下に、巻き込み検知後における作動回数の違いによる閉作動制御について図３を用いて説明する。
制御回路２１は、開作動中に巻き込みを検知すると（ステップＳ１：ＹＥＳ）、モータ１１の駆動を停止してウインドガラスＷＧの作動を停止させる（ステップＳ２）。

次いで、制御回路２１は、閉操作の有無を検出する（ステップＳ３）。制御回路２１は、閉操作が検出されると（ステップＳ３：ＹＥＳ）、巻き込み検知後において閉操作が１度目か否かを判定する（ステップＳ４）。詳述すると、例えば巻き込み検知後、閉操作される度に制御回路２１は図示しないメモリに操作回数を記憶させ、ステップＳ４において前記メモリに記憶させた操作回数を読み出すことで閉操作の回数が何度目（何回目）であるかを判定することが可能となる。なお、前記メモリに記憶させる操作回数は巻き込み検知時（ステップＳ１：ＹＥＳ）に初期化することで巻き込み検知後の操作回数を確実に測定することが可能となっている。

次いで、制御回路２１は、巻き込み検知後において閉操作が１度目である場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、第１スロースタートでモータ１１を駆動させる（ステップＳ５）。また、制御回路２１は、巻き込み検知後において閉操作が１度目以外（２度目以上）である場合（ステップＳ６：ＮＯ）、第２スロースタートでモータ１１を駆動させる（ステップＳ６）。

制御回路２１は、第１スロースタート終了後（ステップＳ５終了後）又はと第２スロースタート（ステップＳ６終了後）、通常速度区間ＨＳにおいて定速作動でモータ１１を駆動させる（ステップＳ７）。

そして、制御回路２１は、閉操作が継続している間（ステップＳ８：ＹＥＳ）、前記ステップＳ７即ち通常速度区間ＨＳにおける定速作動を継続するようにモータ１１を駆動する。なお、例えばウインドガラスが全閉状態となった際には制御回路２１は、モータ１１の駆動を停止してウインドガラスＷＧの作動を停止させる。

また、制御回路２１は、閉操作が終了すると（ステップＳ８：ＮＯ）、モータ１１の駆動を停止してウインドガラスＷＧの作動を停止させる（ステップＳ２）。
次に、本実施形態の効果を記載する。

（１）巻き込み検知後の最初の閉作動における低速区間ＬＳが他の作動時における低速区間ＬＳよりも長いため、巻き込み検知後において異物を巻き込みから解放しようと閉作動させた場合に異物に対して急激な負荷を与えることが抑えられる。

（２）巻き込み検知後の最初の閉作動時における低速区間ＬＳ中において、定速度区間ＬＳ１が設定されるため、定速度区間ＬＳ１において異物に与える急激な負荷が抑えられる。特に、定速度区間ＬＳ１中に異物の挟み込みが解放されると、増速区間ＬＳ２中や通常速度区間ＨＳなどにおける比較的負荷の高い状況となることが避けられる。

（３）定速度区間ＬＳ１が低速区間ＬＳ中において最も速度が低いため、異物に与える急激な負荷が抑えられる。
なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。

・上記実施形態では、制御回路２１は、巻き込み検知後において閉作動１度目のみ低速区間ＬＳを長くなるように制御することとしたが、これに限らない。例えば、閉作動２度目以上であっても閉作動の時間や作動量によって低速区間ＬＳを長くなるように制御してもよい。

・上記実施形態では、巻き込み検知後における閉作動時（１回目）において、第１スロースタートとして定速度区間ＬＳ１を設定する構成としたが、これに限らない。例えば、増速区間ＬＳ２を長く、即ち所定時間あたりの増速量（加速度）を低くする構成を採用してもよい。また、増速区間ＬＳ２において一次関数的に増速させる構成としたが、二次関数的に増速させる構成を採用してもよい。

・上記実施形態では、制御回路２１は、モータ１１の速度変動量を基に異物検出（挟み込み及び巻き込みの検出）を行うが、これに特に限定されるものではなく、モータ１１の速度変動量以外の特性値（ウインドガラスＷＧの作動の状態の変化に基づく特性値）を基に異物検出を行ってもよい。

・上記実施形態では、低速区間ＬＳの範囲（前記所定値ΔＰ）は、閉作動の場合と開作動の場合で同一としたが、これに限らず、閉作動の場合と開作動の場合で異ならせてもよい。

・上記実施形態では、Ｘアーム式のウインドレギュレータを用いたパワーウインド装置１０に適用したが、ワイヤ式のウインドレギュレータを用いたパワーウインド装置やシングルアーム式のウインドレギュレータを用いたパワーウインド装置に適用してもよい。

・上記実施形態では、車両ドアＤに備えられたウインドガラスＷＧを開閉させるパワーウインド装置１０に適用したが、これ以外に例えば、車両の屋根に備えられたルーフガラスを開閉させるサンルーフ装置に適用してもよい。

・上記実施形態並びに各変形例は適宜組み合わせてもよい。

１０…パワーウインド装置（車両窓開閉装置）、１１…モータ、２１…制御回路（制御部、変化検出部、巻き込み検知部）、２４…操作スイッチ、ＷＧ…ウインドガラス（車両窓）、ＬＳ…低速区間、ＨＳ…通常速度区間（高速区間）、ＬＳ１…定速度区間。

Claims (3)

1. モータの駆動力に基づく車両窓の開閉作動を制御する制御部と、
   前記車両窓の開作動の状態の変化を検出する変化検出部と、
   前記変化検出部で検出された変化に基づいて前記車両窓の異物の巻き込みを検出する巻き込み検知部と、
   を備えた車両窓開閉装置であって、
   前記制御部は、前記車両窓が低速度で作動される低速区間と、前記車両窓が前記低速度よりも速い高速度で作動される高速区間とが生じるように前記車両窓の作動の速度制御を行うものであり、前記巻き込み検知部による巻き込み検知後の最初の閉作動時において、巻き込み非検知時の閉作動と比較して前記低速区間が長くなるように前記車両窓の作動を制御することを特徴とする車両窓開閉装置。
2. 請求項１に記載の車両窓開閉装置において、
   前記低速区間は、前記巻き込み検知部による巻き込み検知後の最初の閉作動時において少なくとも前記車両窓の閉作動開始から所定時間経過するまで一定速度で前記車両窓が作動される定速度区間が設定されることを特徴とする車両窓開閉装置。
3. 請求項２に記載の車両窓開閉装置において、
   前記制御部は、前記モータへの出力信号を変更することで前記モータの駆動速度を変更して前記車両窓の開閉作動を制御するものであり、前記定速度区間における前記車両窓の作動速度が前記低速区間内において最も低くなるように前記モータに対して出力信号を出力することを特徴とする車両窓開閉装置。