JPS61128789A - 直流モ−タによつて駆動される移動体の位置制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （本発明の利用分野） 本発明は、レール等の案内装置によって案内され、かつ
、直流モータによって駆動される移動体、例えば、自動
車における窓、扉等の開閉体の特に電子式位置制御装置
に関する。

（従来の技術） 従来の自動車において、レール等の案内装置によって案
内されて直流モータによって駆動される移動体、例えば
、扉等の開閉体における自動開閉制御装置は、その開閉
位置を制御するために、マイクロスイッチを開閉体の動
作範囲に直接配置してリミット制御する直接的な位置検
出手段、又は、開閉体の動作範囲をカムの動きに変換し
て、そのカムにマイクロスイッチを連係してリミット制
御するカム利用の位置検出手段、等の電気式位置検出装
置が主として用いられている。

直接的な位置検出手段は、開閉体の機構内の、量検出点
、閉検出点、並びに開閉途中の要部検出点等に、直接マ
イクロスイッチが配置されるため、電気配線が長くなっ
て、作業性が悪く、保守並びに点検が困難となるととも
に、電気系統の水密処理に問題がある。

また、カム利用の位置検出手段は、被制御開閉体の作動
範囲の全ストロークを、カムの作動範囲に寸法上縮小す
るため、個々の被制御開閉体の取り付は現状に合せた現
場調整を必要とするとともに、その調整にも、実作動寸
法を縮小した分、リミット作動点の分解能が低下して、
カムの作動寸法上高精度の調整が要求される。

さらに、カム利用の位置検出手段におけるカム部分をデ
ィジタル計測の位置検出エンコーダとすることにより、
電子式制御装置となるが、この位置検出エンコーダは、
ロータリー又はリニアのいずれであっても、エンコーダ
は高価であるとともに、エンコーダの形状が大きくなっ
て、収納スペースに問題がある。

一方、最近の自動車には、第５図、第６図に示すような
、スライドルーフと称される開閉体が利用され、このス
ライドルーフは、通常の開閉体等とは異なる開閉様式が
用いられている。

例えば、第６図（ｂ）に示す全開状態から、（ａ）に示
すスライド全開状態に至るスライド開閉様式と。

同じく、（ｂ）の全閉状態から、（ｃ）に示すチルト全
開状態に至るチルト開閉様式とがある。

なお、第５図、第６図中、（Ａ）は自動車の屋根、（８
）は開閉機構の枠体、（Ｃ）はスライドルーフ、（Ｄ）
は駆動モータ、（Ｅ）はギャードワイヤ、（Ｆ）は駆動
ギヤ、（Ｇ）は減速器、（Ｈ）は制御カム装置、（１）
は枠体（Ｂ）の案内レールに摺動自在の摺動駒、（Ｊ）
はスライドルーフ（Ｃ）と摺動駒（Ｉ）とを連結するチ
ルト用しバニである。

このスライドルーフの開閉機構は、スライドルーフ（Ｃ
）を開閉するための摺動駒（Ｉ）の全ストロークの途中
にスライドルーフ（Ｃ）の全閉状態がある。

この全閉状態にある位置は、スライドルーフ（Ｃ）の防
水性等からも、非常に余裕が少なく、正確な停止位置の
制御が所要され、しかも、スライド開から閉じる場合と
、チルト開から閉じる場合とではスライドルーフ（Ｃ）
の閉じる方向が異なるため。

履歴による停止位置の差が生じ易く、しかも安全性を向
上するために、全閉位置の若干手前に、安全を確認する
ための仮りの停止点を設ける必要がある。

第６図（ｄ）は、従来のカムの制御状態図を示し、点線
図示の制御点（Ｋ）（Ｌ）は、矢印方向に移動するとき
のみ作動する仮りの停止点で、いず九も矢印逆方向の開
制御のときは、停止しないようにするため、カム構造が
複雑になり、特に全開の停止点（Ｍ）の附近に、３個の
マイクロスイッチが接近して設けられることになり、マ
イクロスイッチの収納スペースに問題を生じ、それを解
決するために補助リレーを用いたり、ソレノイドを用い
て、移動方向に応じた選択制御を行っている。

（本発明が解決しようとする問題点） 本発明は、駆動モータから移動体の駆動機構に連結する
部分を、カムやエンコーダ等を用いることなく、駆動モ
ータを含めたその周辺の伝達機構をコンパクトで簡単な
構造にして、取付スペースを小さくし、かつ、移動体の
位置を正確に制御するとともに、個々の自動車における
移動体の取り付は状態に応じた現場調整を、容易に行え
るようになすことにある。

（問題点を解決するための技術手段） 本発明は、適宜の案内手段によって予め定められた位置
を移動する移動体と、該移動体の移動機構の動力伝達部
適所に連係して、その移動体を駆動する直流モータと、
該直流モータの駆動電流を検出する駆動電流検出手段と
、該駆動電流検出手段によって得られる駆動電流値の交
流分をパルス波形に変換するパルス変換手段と、該パル
ス変換手段のパルスを直流モータの回転方向に応じて増
訂数又は減計数するパルス計数手段と、該パルス計数手
段によって計数された計数値を長時間保持する計数値メ
モリ手段と、該計数値メモリ手段に保持された計数値を
移動体の位置データとして移動体の位置を制御する制御
位置演算手段とを備えてなるものである。

（実施例の構成） 第１図は本発明の１実施例を示すもので、（１）は、１
チツプ型のマイクロプロセッサ（以下ＣＰＵと略称する
）で、ＲＯＭ（読み出し等用メモリ）（１−ａ　）と、
ＲＡＭ　（ランダムアクセス読み書きメモリ）（ｌｂ）
とを内蔵したものである。

ＲＯＭ　（ｌａ）には、第２Ａ図乃至第２Ｃ図に示すフ
ローチャートを実行するためのプログラムが記憶されて
いる。

ＲＡ　Ｍ　（ｌｂ）は、ＲＯＭ　（ｌａ）のプログラム
を実行するために必要なスタック領域、データ領域、並
びに、カウンタメモリ等に使用され、バックアップ電池
（２）をもって、その内容は、自動車不使用時にも保持
されている。

なお、バックアップ電池（２）は自動車のバッテリで代
用されてもよい。

ＣＰ　Ｕ　（１）はＲｐ、　Ｍ　（ｌｂ）の内容を表示
手段（３）へ送り出す、適数ビットの出力ポート（ｐｏ
ｌ）と、直流モータ（４）の駆動・停止を指令する１ビ
ツトのモータ駆動信号（ＭＤ）を出力する出力ポート（
ＰＯｚ　）を備えている。

また、ＣＰ　Ｕ　（１）は、直流モータ（４）の回転方
向を切替えるための、引加電圧反転スイッチ（５）の切
替位置を検出する、各１ビツトで、２個の入力ポート（
ＰＩ、）　（ＰＩＥ）と、直流モータ（４）の回転数を
計数するためのパルス検出器（６）の出力パルスを入力
する、１ビツトの入力ポート（Ｔｏ）、並びに、所要時
にイニシャライズを指令するための１ビツトの入力ポー
ト（Ｔ１）を備えている。

またＣ　Ｐ　Ｕ　（１）はクロック発振器（７）により
、適当な周波数のクロックパルスが与えられている。

表示器（３）は、上位２桁に開閉様式のいずれかを表わ
す英字２文字を例えば、第６図（ａ）（ｂ）間の開閉を
行なうスライド開閉時にはｒｓＤＪを、又、同（ｂ）　
（ｃ）間の開閉を行なうチルト開閉時には「ＴＬ」を表
示し、その下３桁は、各開閉様式におけるスライドルー
フの開度の百分率を表わす１０進３桁の数字を表示する
。

入力ポート（Ｐｌ、　）　（Ｐｌ２）は、印加電圧反転
スイッチ（５）が備える３組の切替接点（５ａ）　（５
ｂ）　（５ｃ）のいずれか１組、例えば（５ｃ）の固定
接点（５１ｃ）　（５２ｃ）にそれぞれ接続されている
。

各切替接点（５ａ）　（５ｂ）　（５ｃ）の可動接点（
５３ａ）　（５３ｂ）（５３ｃ）は、各々連動して作動
し、その可動接点（５３ａ）　（５３ｂ）　（５３ｃ）
は、いずれの固定接点（５１ａ）　（５１ｂ）（５１ｃ
）　（５２ａ）　（５２ｂ）　（５２ｃ）にも接続しな
い中性切替位置をもち、その中性切替位置は、手動操作
によるいずれかの切替接続位置から解放すると、自動的
に中性位置に復帰し、かつ、このスイッチ（５）は、運
転席の操作パネル適所に設けられている。

入力ポート（Ｐｌｌ）　（Ｐｌ、　）に接続された固定
接点（５１ｃ）　（５２ｃ）は、それぞれプルアップ抵
抗（Ｒｔ）（Ｒ２）を介して正電源（８）へ接続され、
可動接点（５３ｃ）は、接地（負電源）されている。

駆動モータ（４）の両端は、切替接点（５ａ）　（５ｂ
）の互いに切替状態が異なるもの同士を共通接続した固
定接点（５１ａ）　（５２ｂ）と（５１ｂ）　（５２ａ
）との間に接続され、その切替接点（５ａ）　（５ｂ）
の各可動接点（５３ａ）（５３ｂ）は、それぞれに可動
接点（５３ａ）が、モータ制御トランジスタ（９）のコ
レクタへ、可動接点（５３ｂ）が正極性の正電源（８）
へ接続されている。

モータ制御トランジスタ（９）のエミッタと接地間には
、第３図及び第４図に示す駆動電流検出器（１０）（１
０′）のいずれかが設けられ、また、トランジスタ（９
）のベースは、ＣＰＵ（１）のモータ制御信号（ＭＤ）
の出力ポート（ｐｏｔ）へ接続しである。

なお、出力ポート（ＰＯ□）とペース間には、トランジ
スタ（９）駆動用のドライバを設けても良い。

第３図における駆動電流検出器（１０）は、トランジス
タ（９）のエミッタと接地間に、極く抵抗値の低い電流
検出用抵抗（Ｒ１）が設けられ、この抵抗器（Ｒ１）と
エミッタの接続点は、コンデンサ（Ｃ１）を介してパル
ス検出器（６）に接続され、その抵抗（Ｒ３）の両端電
圧は、コンデンサ（Ｃ１）を介して、その交流分のみを
、可変抵抗器（ＶＲ）で直流レベルが調節された演算増
幅器（６ａ）で増幅されるとともに、コンパレータ（６
ｂ）でパルス状の部分を波形成形して、その出力パルス
をＣＰ　Ｕ　（１）の入力ポート（Ｔｏ）へ送られる。

また、第４図における駆動電流検出器（１０’　）は、
トランジスタ（９）のエミッタを接地する導線に結合し
た変流器（ＣＴ）でなり、この変流器（ＣＴ）の二次出
力は、コンデンサ（Ｃ工）を介して、第３図と同様なパ
ルス検出器（６）に接続されている。

ＣＰ　Ｕ　（１）の入力ボート（Ｔ□）は、正電源（８
）へ継るープルアップ抵抗（Ｒ４）と、接地された押ボ
タンスイッチ（１１）の接続点に接続されている。

（実施例の作用） 駆動モータ（４）は、第５図、第６図に示す移動体をス
ライドルーフとした、それの開閉駆動用モータ（Ｄ）に
相当し、そのモータ（４）の正転時は、チルト全開（ｃ
）から全閉（ｂ）及び、全閉（ｂ）からスライド全開（
ａ）の方向へスライドルーフ（Ｃ）を駆動し、また、モ
ータ（４）の逆転時は、正転時の逆方向、（ａ）→（ｂ
）→（ｃ）の方向へ駆動するものとする。

なお、チルトとスライドとの開閉様式は、モータ（４）
の回転方向に関して、全閉時（ｂ）を境に開方向と閉方
向が反対となるため、スライド開閉を主たる開閉とし、
正転時を開又は開方向、逆転時を閉又は閉方向として、
以下説明する。

駆動モータ（４）は、開（正転）又は閉（逆転）のいず
れかの方に印加電圧反転スイッチ（５）が操作されてい
るとき、トランジスタ（９）がＯＮすると回転する。

駆動モータ（４）は、直流モータであるため、コンミテ
ータの切替時に生じるロータの回転に応じたパルス波形
を、その駆動電流波形に含み、そのパルス波形は、パル
ス検出器（６）により検出されてＣＰ　Ｕ　（１）に送
られ、ＣＰ　Ｕ　（１）は、モータ（４）の回転時の出
力パルス数を数える。

Ｃ：ＰＵ（１）は、チルト全開時（第６図の（Ｃ））に
あるときの、前記パルスを数えるカウンタメモリの内容
が零にイニシャルプリセットされている１例えば、モー
タ（４）を閉方向に移動するように逆転させて、スライ
ドルーフ（Ｃ）をチルト全開状態に至らしめ、そのとき
、ＲＡ　Ｍ　（ｌｂ）のカウンタメモリの内容が零以外
の不特定な値の場合には、押ボタンスイッチ（１１）を
作動させて、そのメモリの内容を強制的に零にイニシャ
ライズする。

このイニシャライズの後は、モータ（４）の出力するパ
ルス数はスライドルーフの移動量に対応する。なお、パ
ルス計数は、正転時を加算、逆転時を減算で行なう。

この計数値（Ｉ）を記憶したカウンタメモリの内容は、
その現在の計数値（Ｉ）から全閉位置（第６図（ｂ））
の計数値（Ｉｓ）が減算（Ｉ−Ｉｓ）され、その減算の
符号が負であるとき、ＣＰＵ（１）は１表示器（３）の
上位２桁へ文字「几」の表示モータを、また、正である
とき、同じ＜「ＳＤ」の表示データを。

送り出す。

その減算演算の絶対値（ｌ　ｌ−ｌ５ｌ）は、符号が負
のとき全閉時の値（Ｉｓ）に対する百分率（ｌ　Ｉ　−
Ｉｓｌｅ１００／Ｉｓ）をもって、また符号が正のとき
、全開時の値（Ｉｏ）と全開時の値（Ｉｓ）の差（Ｉｏ
−Ｉｓ）に対する百分率（Ｉ　ｌ−４ｓｌ拳１００／ｌ
ｏ−ｌ５）をもって、表示器（３）の下位３桁へ、その
百分率を表す１０進数字の表示データにＣＰ　Ｕ　（１
）が演算して送り出す。

なお、百分率の演算は、適宜の演算プログラムによって
行い、かつ１表示器（３）における表示は百分率表示で
なく、計数値そのままの１０進表現であってもよく、さ
らには、計数値をグラフ表示又は、スライドルーフの開
度と開閉様式を図式化したシンポリンクパターンで表示
してもよい。

一方、モータ（４）の出力パルスを計数するカウンタメ
モリの内容は、予め定めた、スライドルーフ（Ｃ）の停
止ポイントの値と比較され、計数値が、停止ポイントに
あるとき、ＣＰ　Ｕ　（１）は、出力ボート（ＰＯ□）
から、モータ駆動信号（ＭＤ）のレベルをトランジスタ
（９）がＯＦＦするレベル、例えば、接地レベルに近い
レベル（以下「Ｏ」又はｒＬＪ　とする）を出力して、
トランジスタ（９）をＯＦＦ　Ｌ、てモータ（４）の駆
動を停止する。

第２Ａ図乃至第２Ｃ図は、第１図回路によるスライドル
ーフ（Ｃ）の開閉制御のフローチャートの１例を示すも
ので、第２Ａ図は、メインルーチン、第２Ｂ図は、開作
動ルーチン、第２Ｃ図は閉作動ルーチンである。

第２Ａ図のメインルーチンは、ステップ（Ｓ２）（Ｓ３
）によって、イニシャライズが正しく行なわれているか
をチェックする。

ステップ（Ｓ４）〜（Ｓ５）は、印加電圧反転スイッチ
（５）が操作されたかどうかをチェックし、それが中性
位置にあるときは、ステップ（Ｓ４）〜（Ｓ５）をルー
プする。

ステップ（Ｓ４）でスイッチ（５）が開方向に操作され
ていれば、入力ポート（ｐｂ）の信号により、そのレベ
ルをチェックして、それが操作されてｒＬＪレベルであ
れば第２Ｂ図の開作動ルーチンへ制御を渡す。

ステップ（Ｓ５）では、同じくスイッチ（５）が閉方向
に操作されているかどうかを入力ポート（Ｐ工Ｌ）の信
号により、そのレベルをチェックし、それが操作されて
ｒＬｊ　レベルであれば、第２Ｃ図の閉作動ルーチンへ
制御を渡す。

第２Ｂ図の開作動ルーチンは、ステップ（Ｓ９）（５１
０）によって、各停止ポイントがチェックされ。

停止ポイント上にあるときは、その停止ポイントに所要
される以降のルーチンへ制御を渡す。

いずれの停止ポイントでないときにはステップ（Ｓｌｌ
）へ進み、そこで、前回の当ルーチン実行時と同一の方
向へ、モータ（４）を回転するかどうかがチェックされ
、逆方向であれば、ステップ（３１９）で所要遅延時間
（１）秒後にステップ（３１２）へ進み、そこで、トラ
ンジスタ（９）をＯＮする。このステップ（５１２）は
モータ（４）の急速逆転時の過負荷を防止する。

ステップ（Ｓ１３）乃至（５１７）は、モータ（４）の
出力パルスを計数し、かつ計数値を表示するルーチンで
、ステップ（Ｓ１５）は、定規負荷時のモータ（４）の
出力パルス間隔より、プログラムの実行速度が速いため
の多重計数を防止する。

ステップ（Ｓ９）において、全閉位置の停止ポインｈ（
Ｉ”Ｉｓ）にあるとは、ステップ（Ｓ２０）へ進み、こ
の停止ポイントではモータ（４）を１度停止させたこと
を表わすフラグ（Ｆｓ）をチェックし、そのフラグ（Ｆ
ｓ）が　「１」にセットされているときは、その停止ポ
イントは停止済みであるため、ステップ（Ｓ２１）へ進
んで、そのフラグ（Ｆｓ）を解除（Ｆｓ＝０）Ｌ、モー
タ（４）を駆動させるルーチンのステップ（Ｓｌｌ）へ
進む。

ステップ（Ｓ２０）で、フラグ（Ｆｓ）がセットされて
いなく、始めての停止ポイントであるときは、ステップ
（Ｓ２２）へ進み、トランジスタ（９）をＯＦＦ　ｔ、
てモータ（４）を停止させ、かつ、ステップ（５２３）
において、フラグ（Ｆｓ）に「１」を立て、さらにステ
ップ（Ｓ２４）で、開スイッチＯＮの状態が終るまでそ
のルーチンをループさせる。

ステップ（５１０）でチェックされる全開ポイント（工
０）は、スライドルーフの開状態の終端であるため、こ
の全開位置であるときは、ステップ（５１８）において
、直接モータ駆動信号（ＭＤ）を「０」にセットし、ト
ランジスタ（９）をＯＦＦ　Ｌ、て、モータ（４）を停
止する。　第２Ｃ図の閉作動ルーチンは、前述の開作動
ルーチンのアルゴリズムと同じであるため詳述は省略す
る。

ただし、ステップ（Ｓ２５）には第６図のカムの点線図
示停止点（ｋ）に相当する停止ポイント（Ｉｎ）のチェ
ックが設けられ、スライド開閉様式からスライドルーフ
（Ｃ）が全閉する手前数ｍａｔのところで、仮り停止　
させ、安全を確認してから再起動させて全閉するように
なっている。　なお、第２Ｂ図の開作動ルーチンへ、チ
ルト開から全開に至るチルト開閉様式において、第６図
の停止点（Ｌ）を同様な停止ポイントを祉けて仮り停止
させてもよい。

また、ステップ（Ｓ３２）においては、パルスを減計数
するのに対して、前記第２Ｂ図の開作動のルーチンのス
テップ（Ｓ１６）は増計数している点等が異なっている
。

（本発明の効果） 以上の如く、本発明においては、駆動モータ（４）と移
動体を駆動する伝達機構との結合部周囲に、移動体の位
置を検出するエンコーダ、又はカム等を用いることなく
、狭いスペースに駆動モータのみ取付けることを容易と
し、かつ移動体の制御位置は、直流モータのロータの回
転数を極数倍の精度をもって計るため、その制御精度が
高く、しかも、停止希望位置は開閉機構に関係なくソフ
トウェアのプログラムによって、任意に定めることがで
きる。

さらに、本発明を自動車の開閉体に利用した場合、開閉
体の開閉様式にかかわりなく、停止点、制御点等を自由
に多数設定することができるとともに、開閉体の種類に
よっても、ハードウェアの変更を必要とすることなく、
ソフトウェアの極く一部の設計変更で済むため、異る車
種間にも互換性があり、もって経済性が高く、しかも、
部品数も少ないことから、低価格のものが提供できる。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明の一実施例を示すもので、第１図は、本発
明装置の電気回路図、 第２Ａ図乃至第２Ｃ図は、第１図回路の制御に係るフロ
ーチャートで。 第２Ａ図は、メインルーチンを、 第２Ｂ図は、開作動ルーチンを、 第２Ｃ図は、閉作動ルーチンをそれぞれ示し、第３図は
、駆動電流検出手段の１実施例を示す電気回路図、 第４図は、駆動電流検出手段の他の実施例を示す電気回
路図、 第５図は、本発明によって制御される開閉体の１例を示
す平面図、 第６図は、第５図のＶＩ−ＶＩ線で断面した開閉体の開
閉作動図である。 （１）ｃｐｕ　　　　　　　　　（２）バックアップ電
池（３）表示器　　　　　　　（４）駆動モータ（５）
印加電圧反転スイッチ（６）パルス検出器（７）クロッ
ク発振器　　　（８）正電源（９）モータ制御トランジ
スタ （ｔｏ）　（ｉｏ’　）駆動電流検出器（１１）押しボ
タンスイッチ 第１図 第２Ａ図 第３図 第４図 第５図 第６図 （ダ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　適宜の案内手段によって予め定められた位置を移動す
   る移動体と、該移動体の移動機構の動力伝達部適所に連
   係して、その移動体を駆動する直流モータと、該直流モ
   ータの駆動電流を検出する駆動電流検出手段と、該駆動
   電流検出手段によつて得られる駆動電流値の交流分をパ
   ルス波形に変換するパルス変換手段と、該パルス変換手
   段のパルスを直流モータの回転方向に応じて増計数又は
   減計数するパルス計数手段と、該パルス計数手段によつ
   て計数された計数値を長時間保持する計数値メモリ手段
   と、該計数値メモリ手段に保持された計数値を移動体の
   位置データとして移動体の位置を制御する制御位置演算
   手段とを備えてなることを特徴とする直流モータによっ
   て駆動される移動体の位置制御装置。