JP7197650B2 - モータ制御装置およびドア開閉装置 - Google Patents

Description

本発明は、モータ制御装置およびドア開閉装置に関する。

特許文献１に記載されているモータ制御装置では、３相ブラシレスモータを用いたオート作動停止時（途中停止時）に１相通電制御またはモータの回生ブレーキ（ショート（短絡）ブレーキ、回生制動等ともいう）にて制動力を発生させてスライドドア（車両用開閉体）を停止・保持させている。

特開２０１４－１９４１５１号公報

特許文献１に記載されているモータ制御装置では、回生ブレーキまたは回生ブレーキよりも制動力が強い１相通電制御によって、開閉作動時にスライドドアを途中停止させる。 特に、１相通電制御による制動力によってスライドドアを作動停止させる場合、急傾斜地等に車両が停車しているときに、急激にスライドドアが作動停止されることがある。このような場合、モータ制御装置に搭載されているテンショナの反動などによってスライドドアが大きくリバウンドし、停止フィーリングが悪いというケースがあった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、車両用開閉体の途中停止時のフィーリングを向上させることができるモータ制御装置およびドア開閉装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明の一態様は、車両の開閉体の開閉を行う３相のブラシレスモータの回転を制御するとともに、前記開閉体の開閉中に停止信号が入力された場合、前記ブラシレスモータに制動力を発生させることで前記開閉体を停止させるモータ制御装置であって、前記モータ制御装置は、電源の正極端子とブラシレスモータの入力端子との間に接続される３つの上段スイッチング素子と、電源の接地電位とブラシレスモータの入力端子との間に接続される３つの下段スイッチング素子とを有する３相ブリッジ形式に接続された６個のスイッチング素子と、を有し、前記停止信号が入力されると、上段スイッチング素子を全てオフするとともに、下段スイッチング素子をオンし、前記ブラシレスモータの入力端子を短絡する回生制御を行い、その後、１相通電制御を行い、前記１相通電制御は、第１の１相通電制御と、前記第１の１相通電制御を開始してから規定時間経過した後に開始する第２の１相通電制御と、を有するモータ制御装置である。

本発明によれば、回生制御にて開閉体を減速させ、その後１相通電制御に切り替えて開閉体を途中停止させるので、車両用開閉体の途中停止時のフィーリングを向上させることができる。

本発明のモータ制御装置で駆動される電動モータを備えるドア開閉装置１４の概略を示す平面図である。 図１に示すドア開閉装置１４の制御体系を示す説明図である。 図２に示すモータ制御装置４１、および電動モータ２１の詳細を示す回路図である。 図３に示す制御部５３の動作例を示すフローチャートである。 本実施形態における出力デューティと制動制御との対応関係を示すタイミングチャートである。 本実施形態の動作例を示す図である。 本実施形態の動作例を示す図である。 本実施形態の動作例を示す図である。

（車両のドア開閉装置の構成）
図１は、本発明のモータ制御装置で駆動される電動モータを備えるドア開閉装置１４の概略を示す平面図である。図１に示すように、車両１１の側部には、被駆動体としてのスライドドア１２（開閉体）が装着されている。このスライドドア１２は、車両１１に固定されるガイドレール１３に案内され、図中実線で示す全開位置と鎖線で示す全閉位置との間で車両前後方向に移動自在つまり開閉自在となっている。

車両１１にはドア開閉装置１４が設けられている。ドア開閉装置１４は、スライドドア１２を自動的に開閉する。このドア開閉装置１４は、車両１１に固定される駆動ユニット１５を有する。駆動ユニット１５には、駆動用のケーブル１６が設けられている。ケーブル１６は、ガイドレール１３の両端に配置された反転プーリ１７、および反転プーリ１８に掛け渡されて、車両１１の前方側と後方側とからスライドドア１２に接続されている。スライドドア１２は、駆動ユニット１５によりケーブル１６のいずれか一方側が引かれると、ケーブル１６に引かれながら開方向または閉方向に移動する。

図２は、図１に示すドア開閉装置１４の制御体系を示す説明図である。図２に示すように、駆動ユニット１５には電動モータ２１が設けられている。この電動モータ２１として、本実施形態においては、３相（Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相）のブラシレスモータが用いられる。ただし、電動モータ２１は、３相のブラシレスモータに限らず、例えば直流モータ等であってもよい。電動モータ２１は、モータ制御装置４１から、所定の通電パターンに従って、３相の各相へ、それぞれ印加電圧Ｖｕ、印加電圧Ｖｖ、および印加電圧Ｖｗが供給されると作動する。電動モータ２１は、供給される印加電圧の正負に応じて、その回転方向が正転または逆転に切り替えられる。

また、電動モータ２１の回転軸２１ａには、回転子４７（永久磁石）が固定される。この回転子４７の回転軌道近傍には、回転子４７の回転位置を検出する位置センサとしての３つのホールＩＣ（集積回路）４８ｕ、ホールＩＣ４８ｖ、およびホールＩＣ４８ｗが、回転軸２１ａを中心として互いに１２０度の位相差を有する位置に設けられている。これらの３つのホールＩＣ４８ｕ、ホールＩＣ４８ｖ、およびホールＩＣ４８ｗは、電動モータ２１の回転軸２１ａが回転すると、それぞれ互いに１２０度位相のずれたパルス信号Ｓｕ、パルス信号Ｓｖ、およびパルス信号Ｓｗをモータ制御装置４１に対して出力する。

また、電動モータ２１の回転軸２１ａには、駆動ギヤ２４が固定される。駆動ギヤ２４には大径スパーギヤ２５が噛み合わされている。大径スパーギヤ２５と一体に回転する小径スパーギヤ２６には、出力軸２７に固定される従動ギヤ２８が噛み合わされている。これにより、電動モータ２１の回転は所定の減速比で減速されて出力軸２７に伝達される。

出力軸２７には外周面に図示しない螺旋状の案内溝が形成された円筒形状のドラム３１が固定されている。駆動ユニット１５に案内されたケーブル１６は、案内溝に沿ってドラム３１に複数回巻き付けられている。電動モータ２１が作動すると、ドラム３１は電動モータ２１に駆動されて回転し、これによりケーブル１６が作動してスライドドア１２は開閉動作する。つまり、電動モータ２１により、図２中で反時計回り方向にドラム３１を回転させることにより、車両後方側のケーブル１６がドラム３１に巻き取られて、スライドドア１２はケーブル１６に引かれながら開方向に移動する。反対に、電動モータ２１により、図２中で時計回り方向にドラム３１を回転させることにより、車両前方側のケーブル１６がドラム３１に巻き取られてスライドドア１２はケーブル１６に引かれながら閉方向に移動する。このように、スライドドア１２は、ケーブル１６、ドラム３１、出力軸２７等を介して電動モータ２１に接続され、電動モータ２１により開閉駆動される。

ドラム３１と２つの反転プーリ１７、および反転プーリ１８との間には、それぞれテンショナ３２が設けられている。テンショナ３２は、ドラム３１とスライドドア１２との間におけるケーブル１６の弛みを取ってケーブル張力を一定範囲に維持する。テンショナ３２は、それぞれ固定プーリ３２ａと可動プーリ３２ｂとを有し、可動プーリ３２ｂは固定プーリ３２ａを軸心としてばね部材３２ｃにより回転方向に付勢されており、ケーブル１６は各プーリ３２ａ、３２ｂの間に掛け渡されている。したがって、ケーブル１６に緩みが生じると、可動プーリ３２ｂにより付勢されてケーブル１６の移動経路が増加し、これによりケーブル１６の張力が維持される。

なお、駆動ユニット１５は電動モータ２１と出力軸２７との間にクラッチ機構が設けられないクラッチレス式となっている。つまり、電動モータ２１から出力軸２７、つまりスライドドア１２へは、常に動力伝達可能な状態とされている。このため、後述するように電動モータ２１により回生ブレーキ力を発生させる際に、電動モータ２１の固定子（ステータ）と、ドラム３１に接続された回転子４７（マグネットロータ）との間にはエアギャップがあり機械的には直接接していないため、電動モータ２１に回生ブレーキ力を発生させる際に生じる振動は、クラッチ機構の断続制御により生じる振動（衝撃）よりも少ない。

上記駆動ユニット１５内の電動モータ２１は、モータ制御装置４１により駆動される。このモータ制御装置４１は、スライドドア１２を予め設定された目標速度で開閉移動させるように電動モータ２１の作動を制御する。また、モータ制御装置４１は、電動モータ２１の入力端子２２ｕ、２２ｖ、および２２ｗを短絡させ、回生制御によって回生ブレーキ力を発生させたり、１相通電制御によって回生ブレーキ力より制動力が強い制動力を発生させたりする。回生制御と１相通電制御については後述する。

（モータ制御装置の構成）
図３は、図２に示すモータ制御装置４１、および電動モータ２１の詳細を示す回路図である。電動モータ２１は、３相ＤＣ（直流）ブラシレスモータである。電動モータ２１は、インナーロータ型で、一対のＮ極およびＳ極を含む永久磁石（マグネット）を埋め込んで構成された回転子４７（マグネットロータ）を含む。また、電動モータ２１は、スター結線されたＵ相、Ｖ相およびＷ相の固定子巻線２１ｕ、２１ｖ、および２１ｗを含む。また、回転子４７あるいは回転子４７の回転軸２１ａに設けられた位置センサ用の多極着磁磁石に近接して、１２０度毎に、回転位置検出素子（ホールＩＣ４８ｕ、ホールＩＣ４８ｖ、およびホールＩＣ４８ｗ）が配置される。これらホールＩＣは、回転子４７の回転位置を検出する。

電動モータ２１を制御するためのモータ制御装置４１は、駆動回路部４２、直流電源４４、および制御系回路部５０を含んで構成される。

駆動回路部４２は、３相ブリッジ形式に接続された６個のスイッチング素子としてのｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ）４２ａ～４２ｆ（以下、トランジスタ４２ａ～４２ｆという）を含む。このトランジスタ４２ａ～４２ｆは、各ドレイン－ソース間に逆並列に接続された寄生ダイオード４３ａ～４３ｆとを含んでいる。ブリッジ接続された６個のトランジスタ４２ａ～４２ｆの各ゲートは制御系回路部５０に接続される。

また、６個のトランジスタ４２ａ～４２ｆのドレインまたはソースは、電動モータ２１の入力端子２２ｕ、２２ｖ、および２２ｗを介して、スター結線された固定子巻線２１ｕ、２１ｖ、および２１ｗに接続される。６個のトランジスタ４２ａ～４２ｆのうち３個の上段トランジスタ４２ａ～４２ｃは各ドレインが直流電源４４の正極端子に接続されるとともに、各ソースが電動モータ２１の入力端子２２ｕ、２２ｖ、および２２ｗに接続されている。また、３個の下段トランジスタ４２ｄ～４２ｆは各ドレインが電動モータ２１の入力端子２２ｕ、２２ｖ、および２２ｗに接続されるとともに、各ソースが直流電源４４の接地電位に接続されている。これによって、６個のトランジスタ４２ａ～４２ｆは、制御系回路部５０から入力される駆動信号（ゲート信号）Ｇ１～Ｇ６によってスイッチング動作を行い、駆動回路部４２に印加される直流電源４４の電源電圧を、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の印加電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗとして、固定子巻線２１ｕ、２１ｖ、および２１ｗへ供給する。なお、駆動信号（ゲート信号）Ｇ１は、ハイ信号（Ｈ信号）の場合に、対応するトランジスタ４２ａがオン（ＯＮ）になり、ロー信号（Ｌ信号）の場合に、対応するトランジスタ４２ａがオフ（ＯＦＦ）になる。駆動信号（ゲート信号）Ｇ２～Ｇ６についても同様である。

制御系回路部５０は、電動モータ２１への印加電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗ（より正確には電圧と周波数）を可変制御するために、駆動回路部４２のトランジスタ４２ａ～４２ｆの各ゲートを駆動する駆動信号Ｇ１～Ｇ６をパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）として形成する。制御系回路部５０は、トランジスタ４２ａ～４２ｆを高速スイッチングすることにより、直流電源４４から各固定子巻線２１ｕ、２１ｖ、および２１ｗへ供給する印加電圧を制御する。

制御系回路部５０は、ドライバ回路５１、ドア開閉情報生成部５２、および制御部５３を含んで構成される。

制御部５３は、回転制御部５４と、制動制御部５５とを有している。制御部５３は、例えばマイクロコンピュータ（以下、マイコンという）であり、ＣＰＵ（中央処理装置）、記憶装置、周辺装置等を含み、記憶装置に記憶されているプログラムを実行することで動作する。

回転制御部５４は、ドア開閉情報生成部５２から入力されるパルス信号Ｓｕ、パルス信号Ｓｖ、およびパルス信号Ｓｗ、速度信号Ｖ、位置信号Ｐ、および方向信号Ｄに基づいて、ドライバ回路５１に対して、電動モータ２１を正転駆動または逆転駆動するためのＰＷＭ指令信号（正転回転指令または逆転回転指令）を出力する。ドライバ回路５１は、入力されるＰＷＭ指令信号に基づいて、トランジスタ４２ａ～４２ｆを所定の通電パターンでスイッチングするための駆動信号Ｇ１～Ｇ６を生成し、駆動回路部４２へ出力する。これによって、駆動回路部４２（駆動回路）は、固定子巻線２１ｕ、２１ｖ、および２１ｗを所定の通電パターンで通電する供給電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗを各固定子巻線に印加し、回転子４７を、回転制御部５４が指示する回転方向に回転させる。

制動制御部５５は、ドア開閉情報生成部５２から入力されるパルス信号Ｓｕ、パルス信号Ｓｖ、およびパルス信号Ｓｗ、速度信号Ｖ、位置信号Ｐ、方向信号Ｄ等に基づいて、ドライバ回路５１に対して、電動モータ２１に制動力を発生させるためのＰＷＭ指令信号を生成して出力する。

より具体的には、制御部５３には、開閉スイッチ４５が接続される。操作者が開閉スイッチ４５を操作し、制御部５３にドアの開閉開始を指令する信号が入力されると、回転制御部５４は、ドア開閉情報生成部５２から入力される速度信号Ｖ、位置信号Ｐ、および方向信号Ｄに応じてＰＷＭ指令信号を生成し、ドライバ回路５１に対して出力する。ここで、ＰＷＭ指令信号は、所定の制御周期にて各駆動信号Ｇ１～Ｇ６のオンもしくはオフ、または所定のデューティ比でオンおよびオフする信号である。ここで、デューティ比は、ＰＷＭ制御の１周期に対するオン時間の比率であり、オン時間を（オン時間＋オフ時間）で除した値である。

一方、スライドドア１２の自動開閉中に操作者が開閉スイッチ４５を操作してスライドドア１２の停止を指示すると、開閉スイッチ４５は途中停止信号を出力する。なお、途中停止信号は、開閉スイッチ４５の操作に応じて発生されるものに限らず、例えば、所定のセンサの検出結果に基づき自動的に発生されるものであってもよい。制御部５３は、開閉スイッチ４５から途中停止信号が入力された場合、制動制御部５５の制動制御によって電動モータ２１に制動力を発生させることでスライドドア１２を途中停止させ、また停止状態を保持する。制動制御部５５は、電動モータ２１に制動力を発生させるためのＰＷＭ指令信号を生成し、ドライバ回路５１に対して出力する。制動制御部５５がＰＷＭ指令信号を生成してドライバ回路５１に対して出力する期間、回転制御部５４はＰＷＭ指令信号をドライバ回路５１に対して出力しない。

なお、ドア開閉情報生成部５２は、制御部５３がＰＷＭ指令信号の生成に用いる速度信号Ｖ、位置信号Ｐ、および方向信号Ｄを、ホールＩＣ４８ｕ、４８ｖ、４８ｗがそれぞれ出力するパルス信号Ｓｕ、Ｓｖ、およびＳｗから生成する。ドア開閉情報生成部５２は、ホールＩＣ４８ｕ、４８ｖ、４８ｗがそれぞれ出力するパルス信号Ｓｕ、Ｓｖ、およびＳｗが入力されると、パルス信号の発生間隔に基づいて電動モータ２１の回転速度、つまりスライドドア１２の移動速度Ｖを算出する。また、ドア開閉情報生成部５２は、パルス信号Ｓｕ、Ｓｖ、およびＳｗの出現タイミング（出現する順番）に基づいて電動モータ２１の回転方向、つまりスライドドア１２の移動方向を検出し、方向信号Ｄを出力する。

また、ドア開閉情報生成部５２は、スライドドア１２が基準位置（例えば全閉位置）となったときを起点としてパルス信号の切替りをカウント（積算）することによりスライドドア１２の位置を検出し、位置信号Ｐを出力する。なお、スライドドア１２の基準位置は、例えば、全閉検出スイッチ４６により検出される。この全閉検出スイッチ４６は、スライドドア１２のドア位置が「全閉位置」にあることを検出するためのスイッチであり、例えば、ドア位置が「全閉位置」でオンになるリミットスイッチである。

回転制御部５４は、スライドドア１２を開閉する電動モータ２１を駆動制御する際に、スライドドア１２の開閉中にスライドドア１２の移動速度が予め設定された目標速度に追従するように、デューティ比の指令値を決定し、決定した指令値に基づいて電動モータ２１の通電制御を実行することで、スライドドア１２の移動速度を制御する。回転制御部５４によるデューティ比の指令値の算出は次のように実行される。すなわち、回転制御部５４は、スライドドア１２の移動速度（速度信号Ｖの速度）と、予め実験或いは設計において設定されて所定の記憶部に格納された目標速度Ｖｃとに基づいた比例制御と積分制御とによりデューティ比の指令値を算出する。回転制御部５４は、駆動信号Ｇ１～Ｇ６のデューティ比の指令値ｘを、スライドドア１２の移動速度Ｖと目標速度Ｖｃとに基づいたＰＩ（比例積分）演算、ｘ＝ｋｐ（Ｖ－Ｖｃ）＋ｋｉΣ（Ｖ－Ｖｃ）で算出する。ここで、ｋｐは比例ゲイン、ｋｉは積分ゲインを示す。このＰＩ制御によれば、スライドドア１２の移動速度Ｖと目標速度Ｖｃの偏差の累積により、移動速度Ｖと目標速度Ｖｃの差が０となっても指令値ｘは０とならないので、安定した速度制御が可能となる。また、特に制限を設けない場合、デューティ比の指令値ｘは、０％以下（すなわち負の値）となったり、１００％以上となったりする。ただし、以下では、デューティ比の指令値ｘが上限１００％で制限されているとして説明を行う。なお、デューティ比の指令値ｘが０％以下となるのは、例えば、スライドドア１２の移動速度が目標速度を上回った状態で一定時間経過したような場合である。回転制御部５４は、方向信号Ｄが示す回転方向に基づき、同方向に対応したＰＷＭ指令信号をドライバ回路５１に対して出力する。なお、所定の記憶部は、目標速度Ｖｃを、位置信号Ｐが示すスライドドア１２の位置、および方向信号Ｄが示すスライドドア１２の移動方向に関連付けて記憶している。

次に、図４～図８を参照して、制動制御部５５の動作例について説明する。図４は、制御部５３の動作例を示すフローチャートである。図５は、本実施形態における出力デューティと制動制御との対応関係を示すタイミングチャートである。図６～図８は、本実施形態の動作例を示す図である。本実施形態の制動制御部５５は、開閉スイッチ４５から途中停止信号が入力された場合、図５に示すように、制動力が異なるショートブレーキ制御（回生制動制御）と１相通電制御を用いてスライドドア１２の停止および停止後のドア位置の保持を行う。また、制動制御部５５は、１相通電制御においてデューティ比を２段階に切り替えてＰＷＭ制御を行う。本実施形態において制動制御部５５は、スライドドア１２の作動停止時の制御を次の３段階で実施する。すなわち、（１）制動力の弱いショートブレーキ制御（ＰＷＭ制御）（第３制動制御）を実施し、ドアを規定量駄走（無駄走行）させた後、（２）制動力の強い（制動力の一番大きい）１相通電制御（第１制動制御）にてスライドドア１２を確実に停止させ、（３）その後、やや強い制動の１相通電制御（第２制動制御）を実施して停止状態を保持する。

なお、各段階の制動力は、（２）の制動力（＝第１制動制御の制動力）＞（３）の制動力（＝第２制動制御の制動力）＞（１）の制動力（＝第３制動制御の制動力）となるように設定する。また、（１）の期間は図５に示す期間Ａに対応し、（２）の期間は図５に示す期間Ｂに対応し、（３）の期間は図５に示す期間Ｃに対応する。

次に、図６～図８を参照して、図５に示す出力デューティと制動制御との対応関係について詳細に説明する。

まず、図５に示す「オート作動」では、回転制御部５４によって例えば図６に示す通電パターンでＰＷＭ制御による駆動出力（電動モータ２１を作動させる出力）が行われる。オート作動は、自動でスライドドアが開閉される動作である。図６は、パルス信号Ｓｕ、Ｓｖ、およびＳｗと駆動信号Ｇ１～Ｇ６の電動モータ２１の回転子４７の回転位置（電気角）に対する変化の一例を示す図である。図５に示す「オート作動」時は、図６に示すように、パルス信号Ｓｕ、Ｓｖ、およびＳｗが変化するタイミングに応じて、上段トランジスタ４２ａ～４２ｃ（駆動信号Ｇ１～Ｇ３）がオン（Ｈ）またはオフ（Ｌ）に制御されるとともに、下段トランジスタ４２ｄ～４２ｆ（駆動信号Ｇ４～Ｇ６）がＰＷＭ制御によってオン（Ｈ）またはオフ（Ｌ）される。図６は、パルス信号Ｓｕ、Ｓｖ、およびＳｗと駆動信号Ｇ１～Ｇ６の変化を示す図である。横軸は回転子４７の回転位置を電気角で表す。この例では、電気角６０°毎に通電パターンが変化している。この場合、デューティ比Ｄｕ０は、駆動信号Ｇ４～Ｇ６がＨの時間をＴｏｎ、Ｌの時間をＴｏｆｆとすると、Ｔｏｎ／（Ｔｏｎ＋Ｔｏｆｆ）で表される。オート作動では、デューティ比Ｄｕ０が大きいほど強い駆動出力となる。回転制御部５４は、スライドドア１２の開閉速度が所定の値となるようにデューティ比Ｄｕ０を制御する。

次に、図５に示す「ショートブレーキ制御」では、制動制御部５５によって図７に示す通電パターンでデューティ比Ｄｕ１でＰＷＭ制御（あるいはＤｕ１＝１００％の常時オンの制御）が行われる。「ショートブレーキ制御」では、電動モータ２１の入力端子２２ｕ、２２ｖおよび２２ｗを短絡させることで回生ブレーキ力が発生する。制動制御部５５は、下段（または上段）のトランジスタをすべて同時にオンさせ、かつデューティ比Ｄｕ１でＰＷＭ制御することで電動モータ２１に制動力を発生させる。この制動制御では、例えば図７に示すように、常時、上段トランジスタ４２ａ～４２ｃ（駆動信号Ｇ１～Ｇ３）がすべてオフ（Ｌ）されるとともに、下段トランジスタ４２ｄ～４２ｆ（駆動信号Ｇ４～Ｇ６）がＰＷＭ制御によってオン（Ｈ）またはオフ（Ｌ）される。この場合、下段トランジスタ４２ｄ～４２ｆのＰＷＭ制御によるオン（Ｈ）またはオフ（Ｌ）は、連続的に同相で実行される。図７は、図６と同様、パルス信号Ｓｕ、Ｓｖ、およびＳｗと駆動信号Ｇ１～Ｇ６の変化を示す図である。横軸は回転子４７の回転位置を電気角で表す。ショートブレーキ制御では、電気角６０°毎に通電パターンは同一であるが、異なっていてもよい。この場合、電動モータ２１は直流電源４４と接続されていないため、電動モータ２１に対して直流電源４４から電流は流れない。この場合、デューティ比Ｄｕ１は、駆動信号Ｇ４～Ｇ６がＨの時間をＴｏｎ、Ｌの時間をＴｏｆｆとすると、Ｔｏｎ／（Ｔｏｎ＋Ｔｏｆｆ）で表される。このショートブレーキ制御では、図６に示すＰＷＭ制御のデューティ比Ｄｕ１が大きいほど強い制動力となる。

次に、図５に示す「１相通電制御」では、制動制御部５５によって図８に示すような通電パターンでデューティ比Ｄｕ２またはＤｕ３でＰＷＭ制御（あるいはＤｕ２＝１００％の常時オンの制御）が行われる。ただし、図８は、「ショートブレーキ制御」から「１相通電制御」への制動制御の切り替え時の通電パターンの変化を示している。図８に示すように、「１相通電制御」では、制動制御部５５が、「ショートブレーキ制御」から「１相通電制御」へ制動制御を切り替えたときのパルス信号Ｓｕ、Ｓｖ、およびＳｗのパターンに対応する駆動出力（図６）の通電パターンを、パルス信号Ｓｕ、Ｓｖ、およびＳｗのパターンの切り替わりに関わらず維持することにより行われる。１相通電制御では、例えば、制動制御部５５が、上段の１つのトランジスタをオンさせるとともに下段の１つのトランジスタをデューティ比Ｄｕ２（あるいはＤｕ３）でＰＷＭ制御することで電動モータ２１に制動力を発生させる。図８に示す例では、上段トランジスタ４２ａ（駆動信号Ｇ１）がオン（Ｈ）されるとともに上段トランジスタ４２ｂおよび４２ｃ（駆動信号Ｇ２およびＧ３）がオフ（Ｌ）されている。一方、下段トランジスタ４２ｆ（駆動信号Ｇ６）がＰＷＭ制御によってオン（Ｈ）またはオフ（Ｌ）されるとともに下段トランジスタ４２ｄおよび４２ｅ（駆動信号Ｇ４およびＧ５）がオフ（Ｌ）されている。なお、図８は、図６および図７と同様、パルス信号Ｓｕ、Ｓｖ、およびＳｗと駆動信号Ｇ１～Ｇ６の変化を示す図である。横軸は回転子４７の回転位置を電気角で表す。この場合、電気角６０°毎に通電パターンは同一であるが、異なっていてもよい。１相通電制御では、電動モータ２１は直流電源４４および接地点と接続されているため、電動モータ２１に対して直流電源４４からの電流が流れる。なお、デューティ比Ｄｕ２（あるいはＤｕ３）は、駆動信号Ｇ４～Ｇ６がＨの時間をＴｏｎ、Ｌの時間をＴｏｆｆとすると、Ｔｏｎ／（Ｔｏｎ＋Ｔｏｆｆ）で表される。１相通電制御では、図５に示すＰＷＭ制御のデューティ比Ｄｕ２やＤｕ３が大きいほど強い制動力となる。また、デューティ比Ｄｕ２およびＤｕ３が大きいほど直流電源４４からの消費電力が大きくなる。図５に示す例では、Ｄｕ２＞Ｄｕ３なので、デューティ比Ｄｕ２の期間Ｂの消費電力の方が、デューティ比Ｄｕ３の期間Ｃの消費電力より大きい。期間Ｂ経過後、デューティ比をＤｕ２からＤｕ３へ低下させることで、停止させたスライドドア１２を停止状態で保持する電力を省電力化することができる。

次に、図４と図５を参照して、制動制御部５５の動作例について説明する。なお、図５に示す例では、「１相通電制御」による制動力が「ショートブレーキ制御」における制動力より大きくなるように設定されているものとする。この場合において、例えば、Ｄｕ１＞Ｄｕ２であってもよい。ただし、１相通電制御内では常にＤｕ２＞Ｄｕ３である。また、図５においてデューティ比Ｄｕ２は、スライドドア１２を停止させるのに十分な制動力を有するように設定されているものとする。

図４は、スライドドア１２の開閉中に途中停止信号が入力された場合に、制御部５３が実行する処理を示すフローチャートである。操作者が開閉スイッチ４５を操作し、スライドドア１２の開閉中に途中停止信号が開閉スイッチ４５から制御部５３へ入力されると、制御部５３は、図５に示すように、回転制御部５４によるオート作動を停止し（ステップＳ１）、制動制御部５５によるショートブレーキ制御を開始する（ステップＳ２）。

次に、制動制御部５５は、スライドドア１２の途中停止信号発生後からの駄走が規定距離以上であるか否かを判定する（ステップＳ３）。駄走が規定距離以上でない場合（ステップＳ３でＮＯの場合）、制動制御部５５は、ショートブレーキ制御が規定時間経過したか否かを判定する（ステップＳ４）。ショートブレーキ制御が規定時間経過していない場合（ステップＳ４でＮＯの場合）、制動制御部５５は、再度、スライドドア１２の途中停止信号発生後からの駄走が規定距離以上であるか否かを判定する（ステップＳ３）。なお、駄走が規定距離以上であるか否かの判定（ステップＳ３）とショートブレーキ制御が規定時間経過したか否かの判定（ステップＳ４）は、途中停止信号の入力時からスライドドア１２が停止するまでの時間（期間Ａの長さ；第３制動制御の継続時間）と駄走距離を、所定の範囲内に制限するために設けた処理である。このように本実施形態では途中停止の際にスライドドアを駄走させることで停止時のフィーリングを良くすることができる。ただし、その際、本実施形態では、駄走し過ぎない様、駄走量を監視して制御している。

一方、駄走が規定距離以上である場合（ステップＳ３でＹＥＳの場合）、またはショートブレーキ制御が規定時間経過した場合（ステップＳ４でＹＥＳの場合）、制動制御部５５は、１回目の１相通電制御（デューティ比Ｄｕ２）を開始する（ステップＳ５）。次に、制動制御部５５は、スライドドア１２が停止しているか否を判定する（ステップＳ６）。ステップＳ６において制動制御部５５は、規定時間スライドドア１２の移動が無いことを確認することで、スライドドア１２が停止しているか否かを判定することができる。スライドドア１２が停止していない場合（ステップＳ６でＮＯの場合）、制動制御部５５は、１回目の１相通電制御を開始してから規定時間経過したか否かを判定する（ステップＳ７）。この規定時間は、図５に示す期間Ｂとして予め設定された時間である。規定時間が経過していない場合（ステップＳ７でＮＯの場合）、制動制御部５５は、ステップＳ６の判定を行う。制動制御部５５は、スライドドア１２が停止するかまたは規定時間が経過するまでステップＳ６とステップＳ７の判定処理を繰り返し実行し、スライドドア１２が停止するか（ステップＳ６でＹＥＳの場合）または１回目の１相通電制御を開始してから規定時間が経過した場合（ステップＳ７でＹＥＳの場合）、２回目の１相通電制御（デューティ比Ｄｕ３）を開始する（ステップＳ８）。制動制御部５５は、ステップＳ８で開始した２回目の１相通電制御を、例えば開閉スイッチ４５が開または閉を示す信号を出力するよう操作された場合、所定の時間経過した場合等に終了する。以上の動作例では、１回目の１相通電制御によってスライドドア１２が停止した場合に直ちに２回目の１相通電制御を開始することができる。したがって、１回目の１相通電制御の継続時間を短縮し、消費電量を抑えることができる。また、スライドドア１２が停止していないにも関わらず、制動力の低い２回目の１相通電制御に移行してしまうことを防止することができる。ただし、直流電源４４からの消費電量を一定程度に制限するため、ステップＳ７の判定処理による時間制限を設けている。

以上のように、本実施形態によれば、スライドドア１２の開閉中に途中停止（全開または全閉に至る前に停止させること）が指示された場合、ショートブレーキ制御にてスライドドア１２を減速させ、その後１相通電制御に切り替えてスライドドア１２を途中停止させるので、スライドドア１２の途中停止時のフィーリングを向上させることができる。

すなわち、例えば、ショートブレーキ制御を経ること無く制動力の強い１相通電制御により急激に作動停止させた場合、モータ制御装置に搭載されているテンショナの反動などによりスライドドアが大きくリバウンドし、停止フィーリングが悪いというケースが生じるおそれがあった。また、ドア作動停止時のフィーリング改善のため１相通電制御に比べ制動力の弱いショートブレーキ制御を規定時間実施するということも考えられるが、制動力が弱く、作動停止時のスライドドアの制動力が弱く作動停止時のドアの駄走量が多くなってしまうというおそれもあった。これに対し、本実施形態によれば、（１）制動力の弱いショートブレーキ制御を実施し、ドアを規定量駄走させた後、（２）制動力の強い１相通電制御にてスライドドア１２を確実に停止させ、（３）その後、やや強い制動の１相通電制御を実施するので、スライドドア１２の途中停止時のフィーリングを向上させることができる。すなわち、本実施形態によれば、オート作動停止制御時、ショートブレーキ制御によりスライドドアを駄走させることでケーブルテンショナによる反動を抑えることが可能になり、スライドドアのリバウンド量が減少し、ドア停止時のフィーリングが向上する。また、ショートブレーキ制御時にドアの駄走量を監視しているので、駄走量をフィーリングの良い適正量に規制することで、無駄な駄走をなくすことができる。また、１相通電時にもドアの駄走量を監視しているため、ドアが停止しているかを確認することが可能になり、ドア停止後にすぐに２回目の１相通電制御に切り替えることが可能になる。よって電力の消費を限りなく抑えることが可能になる。

以上、本発明の実施形態およびその変形例について説明したが、本発明のモータ制御装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

１１…車両、１２…スライドドア、１４…ドア開閉装置、１５…駆動ユニット、２１…電動モータ、２２ｕ、２２ｖ、２２ｗ…入力端子、２１ｕ、２１ｖ、２１ｗ…固定子巻線（巻線）、４１…モータ制御装置、４２…駆動回路部、４２ａ～４２ｆ…トランジスタ、５１…ドライバ回路、５２…ドア開閉情報生成部、５３…制御部、５４…回転制御部、５５…制動制御部

Claims (11)

1. 車両の開閉体の開閉を行う３相のブラシレスモータの回転を制御するとともに、前記開閉体の開閉中に停止信号が入力された場合、前記ブラシレスモータに制動力を発生させることで前記開閉体を停止させるモータ制御装置であって、
   前記モータ制御装置は、
   電源の正極端子とブラシレスモータの入力端子との間に接続される３つの上段スイッチング素子と、電源の接地電位とブラシレスモータの入力端子との間に接続される３つの下段スイッチング素子とを有する３相ブリッジ形式に接続された６個のスイッチング素子と、
   を有し、
   前記停止信号が入力されると、
   上段スイッチング素子を全てオフするとともに、下段スイッチング素子をオンし、前記ブラシレスモータの入力端子を短絡する回生制御を行い、
   その後、１相通電制御を行い、
   前記１相通電制御は、第１の１相通電制御と、前記第１の１相通電制御を開始してから規定時間経過した後に開始する第２の１相通電制御と、を有する
   モータ制御装置。
2. 前記ブラシレスモータに印加電圧を供給する複数のスイッチング素子に接続されたドライバ回路と、
   前記１相通電制御および前記回生制御において、ＰＷＭ指令信号を生成して前記ドライバ回路に対して出力する制御部と、を有する
   請求項１に記載のモータ制御装置。
3. 前記制御部は、
   前記１相通電制御において、
   ３相ブリッジのうちいずれか一つの相のブリッジの上段スイッチング素子をオンさせ、残りの二つの相のブリッジのうちのいずれか一方の相のブリッジにおける下段スイッチング素子をＰＷＭ制御させる、ためのＰＷＭ指令信号を前記ドライバ回路に出力する
   請求項２に記載のモータ制御装置。
4. 前記回生制御の制動力は、前記１相通電制御の制動力よりも弱い
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
5. 前記回生制御における前記開閉体の駄走量に応じて、前記回生制御から前記１相通電制御への切り替えを行う
   請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
6. 前記回生制御の継続時間に応じて、前記回生制御から前記１相通電制御への切り替えを行う
   請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
7. 前記回生制御における前記開閉体の駄走量と前記回生制御の継続時間に応じて、前記回生制御から前記１相通電制御への切り替えを行う
   請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
8. 前記ブラシレスモータの回転軸を中心として互いに１２０度の位相差を有する位置に設けられた３つの回転位置検出素子から前記ブラシレスモータの回転子の回転位置の情報を取得する
   請求項１から請求項７のいずれか1項に記載のモータ制御装置。
9. 請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のモータ制御装置と、
   前記ブラシレスモータと、
   前記車両の前方側と後方側とから前記開閉体に接続され、前記ブラシレスモータの回転に応じて前記前方側および前記後方側のいずれか一方側が引かれるケーブルと、を備える
   ドア開閉装置。
10. 前記ケーブルが巻き付けられ、前記ブラシレスモータによって駆動されて回転するドラムを備える
    請求項９に記載のドア開閉装置。
11. 前記ドラムと前記開閉体との間における前記ケーブルの弛みを取って前記ケーブルの張力を維持するテンショナを備える
    請求項１０に記載のドア開閉装置。

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