(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6548614
(24)【登録日】2019年7月5日
(45)【発行日】2019年7月24日
(54)【発明の名称】開閉体制御装置および開閉体制御方法
(51)【国際特許分類】
E05F 15/689 20150101AFI20190711BHJP
E05F 15/655 20150101ALI20190711BHJP
【FI】
E05F15/689
E05F15/655
【請求項の数】4
【全頁数】10
(21)【出願番号】特願2016-155660(P2016-155660)
(22)【出願日】2016年8月8日
(65)【公開番号】特開2018-24991(P2018-24991A)
(43)【公開日】2018年2月15日
【審査請求日】2018年8月30日
(73)【特許権者】
【識別番号】510123839
【氏名又は名称】オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000626
【氏名又は名称】特許業務法人 英知国際特許事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100145241
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 康裕
(72)【発明者】
【氏名】小澤 晃史
(72)【発明者】
【氏名】田川 功樹
【審査官】
秋山 斉昭
(56)【参考文献】
【文献】
米国特許第6404158(US,B1)
【文献】
特開2013−177758(JP,A)
【文献】
特開2013−136874(JP,A)
【文献】
特開2007−162345(JP,A)
【文献】
特開昭61−41041(JP,A)
【文献】
特開2015−162964(JP,A)
【文献】
米国特許出願公開第2002/0047678(US,A1)
【文献】
米国特許出願公開第2016/0333627(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
E05F 15/00−15/79
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
開閉体を開閉動作させるアクチュエータの駆動を制御する駆動制御部と、
前記開閉体の開閉位置を検出する位置検出部と、
前記アクチュエータの駆動された物理量を検出する物理量検出部と、
前記位置検出部が検出した前記開閉体の位置および/または前記物理量検出部が検出した前記アクチュエータの物理量に基づいて、前記開閉体が固着状態であると判定する固着判定部と、
を備え、
前記位置検出部が前記開閉体の開閉位置が所定の位置区間にあると検出した場合であって、前記固着判定部が前記開閉体が固着状態であると判定した場合、前記駆動制御部は、所定回数、前記開閉体を閉動作および開動作させるように前記アクチュエータの駆動を制御する、
開閉体制御装置。
【請求項2】
前記駆動制御部が前記所定回数前記開閉体を閉動作および開動作させるように前記アクチュエータの駆動を制御した後、前記固着判定部が前記開閉体が固着状態であると判定した場合、前記駆動制御部は、前記開閉体の開動作を行わないことを特徴とする請求項1に記載の開閉体制御装置。
【請求項3】
前記開動作および前記閉動作は、前記開閉体の厚み方向に対して略垂直な方向に動く動作であることを特徴とする請求項1または2に記載の開閉体制御装置。
【請求項4】
開閉体の開閉動作を制御する開閉体制御方法であって、
前記開閉体の開閉位置が所定の位置区間であるか否かを検出し、
前記開閉体が固着状態であるか否かを判定し、
前記開閉体の開閉位置が所定の位置区間であると検出し、前記開閉体が固着状態であると判定した場合、所定回数、前記開閉体を閉動作および開動作させるように制御する、
開閉体制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、開閉体制御装置および開閉体制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、車両に設けられる開閉体の駆動を制御する装置であって、開閉体が凍結し駆動できなくなった状態になっても開閉体を駆動できるようにする装置が知られている。例えば、特許文献1は、車両に搭載される低価格なパワーウィンドウ駆動装置を開示する。このパワーウィンドウ駆動装置は、ウィンドウガラスを上昇および下降動作させるモータと、モータを正回転させる第1スイッチ群を構成する第1の下降駆動スイッチおよび第2の下降駆動スイッチと、モータを逆回転させる第2スイッチ群を構成する第1の上昇駆動スイッチおよび第2の上昇駆動スイッチとから構成された駆動回路を備える。第1の下降駆動スイッチに対して並列に第3の下降駆動スイッチが接続され、モータを正回転させる大きいトルクが必要なときは、第3の下降駆動スイッチおよび第2の下降駆動スイッチとで構成される第3スイッチ群に切り換えてモータを駆動する。第3スイッチ群は、モータの停動電流に対してコレクタ損失の性能余裕のあるスイッチから構成される。
【0003】
また、特許文献2は、部品点数を増加させることなく凍結状態を検知し、コスト的にも効率的に開閉体の駆動を確保することが可能な開閉体制御装置を開示する。この開閉体制御装置は、開閉体を開閉駆動する駆動手段と、駆動手段を駆動制御するとともに、駆動手段からの信号により開閉体の移動距離を算出する制御手段とを備える。制御手段は、開閉体を作動させるための操作スイッチからの操作スイッチ信号を受けて、駆動手段に第1の電力を供給するとともに、駆動手段からの信号により開閉体の移動距離を算出し、移動量が所定値以下であると判定した場合には、再度操作スイッチからの操作スイッチ信号を受けたことを契機として、第1の電力よりも大きな電力量の第2の電力を駆動手段に供給するよう制御を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2015−162964号公報
【特許文献2】特開2013−177758号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、上述した先行技術は、開閉体が凍結して動かない状態から脱するために、通常の駆動電力量よりも大きな電力を使用することになり、そのためにコレクタ損失の性能において余裕のある比較的高価なトランジスタ等が必要となる。また、高価なトランジスタ等を利用しても、凍結して動かない状態の開閉体を長時間に亘って動かそうとすると、開閉体を駆動するアクチュエータなどが発熱し損傷してしまう恐れがある。
そこで、本発明は、かかる高価な部品を必要とせずに、開閉体が凍結し駆動できなくなった状況になっても開閉体を駆動できるようにする開閉体制御装置および開閉体制御方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために、開閉体を開閉動作させるアクチュエータの駆動を制御する駆動制御部と、開閉体の開閉位置を検出する位置検出部と、アクチュエータの駆動された物理量を検出する物理量検出部と、位置検出部が検出した開閉体の位置および/または物理量検出部が検出したアクチュエータの物理量に基づいて、開閉体が固着状態であると判定する固着判定部と、を備え、位置検出部が開閉体の開閉位置が所定の位置区間にあると検出した場合であって、固着判定部が開閉体が固着状態であると判定した場合、駆動制御部は、所定回数、開閉体を閉動作および開動作させるようにアクチュエータの駆動を制御する開閉体制御装置が提供される。
これによれば、開閉体の開動作および閉動作を繰り返すことで、高価な部品を必要とせずに、開閉体が凍結し駆動できなくなった状態になっても開閉体を駆動できるように制御する開閉体制御装置を提供することができる。
【0007】
さらに、駆動制御部が所定回数開閉体を閉動作および開動作させるようにアクチュエータの駆動を制御した後、固着判定部が開閉体が固着状態であると判定した場合、駆動制御部は、開閉体の開動作を行わないことを特徴としてもよい。
これによれば、凍結して動かない状態を脱することができなかった場合アクチュエータの動作を停止することで、アクチュエータが長時間駆動して損傷することを防止することができる。
【0008】
さらに、開動作および閉動作は、開閉体の厚み方向に対してほぼ垂直な方向に動く動作であることを特徴としてもよい。
これによれば、パワーウィンドウやパワースライドドア等のスライドして動く開閉体が、凍結して動かない状態になっても開閉体を駆動できるようにする
【0009】
上記課題を解決するために、開閉体の開閉動作を制御する開閉体制御方法であって、開閉体の開閉位置が所定の位置区間であるか否かを検出し、開閉体が固着状態であるか否かを判定し、開閉体の開閉位置が所定の位置区間であると検出し、開閉体が固着状態であると判定した場合、所定回数、開閉体を閉動作および開動作させるように制御する開閉体制御方法が提供される。
これによれば、開閉体の開動作および閉動作を繰り返すことで、高価な部品を必要とせずに、開閉体が凍結し駆動できなくなった状態になっても開閉体を駆動できるように制御する開閉体制御方法を提供することができる。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、高価な部品を必要とせずに、開閉体が凍結し駆動できなくなった状態になっても開閉体を駆動できるようにする開閉体制御装置および開閉体制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【
図1】本発明に係る第一実施例の開閉体制御装置のブロック図。
【
図2】(A)従来技術における開閉体の制御方法を示す図、(B)本発明に係る第一実施例の開閉体制御装置における開閉体の制御方法を示す図。
【
図3】本発明に係る第一実施例の開閉体制御装置における制御方法を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【0012】
<第一実施例>
図1を参照し、本実施例における開閉体制御装置100を説明する。開閉体制御装置100は、本実施例では、車両に設けられ、ドアの窓枠FLに対して窓ガラスWNが上下方向にスライドして開閉するパワーウィンドウPWの駆動を制御するパワーウィンドウ制御装置PCの一部を構成する。この場合、開閉体は、窓ガラスWNであり、この開閉体の開動作は、下方向へスライドする動作であり、閉動作は、上方向にスライドする動作であり、両動作とも、窓ガラスWNの厚み方向に対してほぼ垂直な方向に動く動作である。
【0013】
なお、開閉体は、これに限られず、車両の側面に備えられるパワースライドドアであってもよく、この場合、開動作または閉動作(開閉動作)は、車両の前後方向(ほぼ水平方向)の動きであり、パワースライドドアの厚み方向に対してほぼ垂直な方向に動く動作である。また、開閉体は、パワーテールゲートであってもよく、この場合、開閉動作は、車両の上下方向(ほぼ垂直方向)の動きであり、パワーテールゲートの厚み方向に対してほぼ水平な方向に動く動作である。また、開閉体は、屋外に設けられるシャッターであってもよく、この場合、開動作は、上方向へスライドする動作であり、閉動作は、下方向へスライドする動作であり、両動作ともシャッターの厚み方向に対してほぼ垂直な方向に動く動作である。
【0014】
パワーウィンドウ制御装置PCは、窓ガラスWNを開閉駆動するアクチュエータACと、アクチュエータACに直接駆動され窓ガラスWNを上下方向に開閉させるパワーウィンドウ開閉機構WMと、アクチュエータACの回転等の動作からパルスを発生するパルス発生器PGと、窓ガラスWNの上下方向の位置を検出する位置センサSNと、窓ガラスWNを上下方向に動かすために使用者により操作されるパワーウィンドウ操作部SWと、開閉体制御装置100とを備える。アクチュエータACは、後述する駆動制御部10を介して電力が供給されることにより正逆回転可能となるように構成されており、たとえば、正回転の際には窓ガラスWNを下方向へ、逆回転の際には窓ガラスWNを上方向へ駆動する。
【0015】
パワーウィンドウ開閉機構WMは、窓ガラスWNの下部のドア内部に配置され、アクチュエータACの作動により窓ガラスWNを開閉させる。パワーウィンドウ開閉機構WMは、窓ガラスWNの下端等を支持するプレート、窓ガラスWNの動作方向を規定するガイドレール、プレートと結合され、ガイドレールに摺動し案内されるスライダや、スライダとアクチュエータACの出力軸と繋ぐワイヤなどを主要構成要素とする。
【0016】
パルス発生器PGは、アクチュエータACの回転等の動作と同期したパルス信号を開閉体制御装置100へ出力するための装置である。たとえば、パルス発生器PGは、アクチュエータACの出力軸と共に回動するマグネットの磁気変化を検出するように構成される。このため、パルス発生器PGは、窓ガラスWNの所定移動量毎またはアクチュエータACの所定回転角毎にパルス信号を出力する。位置センサSNは、窓ガラスWNの下部のドア内部に配置され、窓ガラスWNの上下方向の位置を検知するものであればよい。なお、パルス発生器PGは、アクチュエータACの回転速度に比例する窓ガラスWNの移動速度に応じた信号も出力可能であり、この信号から窓ガラスWNの上下方向の位置が判明する場合は、位置センサSNはなくともよい。パワーウィンドウ操作部SWは、窓ガラスWNを上下方向に動かすための所謂操作スイッチである。パワーウィンドウ操作部SWが窓ガラスWNを上または下方向に動かすように操作された場合、その操作状態が、開閉体制御装置100に伝達される。
【0017】
開閉体制御装置100は、窓ガラスWNを開閉動作させるアクチュエータACの駆動を制御する駆動制御部10と、窓ガラスWNの開閉位置を検出する位置検出部20と、位置検出部20が検出した窓ガラスWNの位置および物理量検出部30が検出したアクチュエータACの駆動された物理量のいずれか一方または両方に基づいて窓ガラスWNが固着状態であると判定する固着判定部40とを備える。
【0018】
位置検出部20は、位置センサSNが検知した窓ガラスWNの上下方向の位置を検出し、窓ガラスWNの上端が窓枠FLに当接し完全に閉じられた状態なのか、窓ガラスWNの上端がドアの上端より下方にあるなど全開の状態にあるのか、またはこれらの中間のどの位置になるかなどを検出する。なお、位置検出部20は、本実施例では、位置センサSNが検知した位置に基づいて窓ガラスWNの位置を検出するが、パルス発生器PGの信号により窓ガラスWNの上下方向の位置が判明する場合は、パルス発生器PGの信号に基づいて窓ガラスWNの位置を検出してもよい。
【0019】
物理量検出部30は、パルス発生器PGが出力したパルス信号に基づいて、アクチュエータACの物理量、たとえば、移動量/回転角、移動速度/回転速度や、電流などを検出する。たとえば、物理量検出部30が検出した物理量は、パルス信号により窓ガラスWNの上下方向の位置が判明する場合には、窓ガラスWNの上下方向に移動した移動量に等しい。
【0020】
固着判定部40は、駆動制御部10が窓ガラスWNを下方向に移動させるためにアクチュエータACを駆動したにも拘わらず、位置検出部20が窓ガラスWNの上端が窓枠FLに当接し完全に閉じられた状態であると検出する場合は、窓ガラスWNが窓枠FLに固着していると判定してもよい。また、物理量検出部30が検出した物理量がパルス信号により窓ガラスWNの上下方向の位置が判明する場合であって、駆動制御部10が窓ガラスWNを下方向に移動させるためにアクチュエータACを駆動したにも拘わらず、物理量検出部30が検出した移動量や回転角の物理量に変化がない場合、固着判定部40は、窓ガラスWNが窓枠FLに固着していると判定してもよい。また、駆動制御部10が窓ガラスWNを下方向に移動させるためにアクチュエータACを駆動したにも拘わらず、物理量検出部30が検出した移動速度や回転速度の物理量がほぼゼロである場合、固着判定部40は、窓ガラスWNが窓枠FLに固着していると判定してもよい。また、物理量検出部30が検出した移動量や回転角の物理量に変化があるにも拘わらず、位置検出部20が窓ガラスWNの上端が窓枠FLに当接し完全に閉じられた状態であると検出する場合は、固着判定部40は、窓ガラスWNが窓枠FLに固着していると判定してもよい。また、物理量検出部30が検出した電流の物理量が所定値以上流れ始めてから所定時間以上経過したことを検出した場合、固着判定部40は、窓ガラスWNが窓枠FLに固着していると判定してもよい。
【0021】
固着判定部40が窓ガラスWNは固着状態であると判定した場合、駆動制御部10は、
図2(B)に示すように、アクチュエータACを駆動する。本図について説明する前に、
図2(A)を参照し、従来技術によるアクチュエータACの駆動の制御を説明する。従来技術では、窓ガラスWNが閉じられている状態でパワーウィンドウ操作部SWにおいて開操作されると、窓ガラスWNを下方向へ駆動するための、すなわち開動作させるためのDOWN出力を発し続ける。窓ガラスWNが凍結等で固着している状態でDOWN出力をし続けると、アクチュエータACに電流は流れ続けるが動かないために発熱等により損傷する場合がある。
【0022】
一方、
図2(B)に示すように、本発明に係る駆動制御部10は、窓ガラスWNが閉じられている状態でパワーウィンドウ操作部SWにおいて開操作されると、一旦DOWN出力を発するが、上述したように固着判定部40が窓ガラスWNは固着状態であると判定した場合、DOWN出力を止め、逆に窓ガラスWNを上方向へ駆動するためのすなわち閉動作させるためのUP出力を発し、その後DOWN出力とUP出力を交互に所定の回数(本図では2回ずつ)繰り返す(インチングする)。所定の回数とは、窓ガラスWNが窓枠FLに固着していてもそれから脱することができるに必要十分な回数であり、たとえば数回から十数回の範囲で適宜定められる。また、交互に繰り返すDOWN出力とUP出力のそれぞれの時間は、たとえば数Hzから十数Hzの範囲で適宜定められる。駆動制御部10は、所定の回数DOWN出力とUP出力を交互の繰り返した後、適宜DOWN出力を発し続ける。
【0023】
なお、駆動制御部10がこのように交互に繰り返す動作を行うのは、位置検出部20が、窓ガラスWNの開閉位置が所定の位置区間にあると検出した場合である。ここで、所定の位置区間とは、窓ガラスWNの上端が、窓枠FLに当接し完全に閉じられた位置から窓枠FLに接触している位置の間を言う。この位置区間において、窓ガラスWNは、凍結により固着する恐れがあるからである。たとえば、
図1に示すように、窓ガラスWNの上端が窓枠FLに当接し完全に閉じられた位置から窓ガラスWNの上端がドアの上端より下方にあるなど全開の位置の間である全開移動範囲Zに対して、所定の位置区間Sは、その一部であり、完全に閉じられた位置から、完全には閉じられていないが凍結して固着する可能性のある窓枠FLに接触している位置の間である。
【0024】
このように、位置検出部20が窓ガラスWNの開閉位置が所定の位置区間にあると検出した場合であって、固着判定部40が窓ガラスWNが固着状態であると判定した場合、駆動制御部10は、所定回数窓ガラスWNを閉動作および開動作させるようにアクチュエータACの駆動を制御する。所定回数閉動作と開動作を繰り返すことで固着状態を脱することができ、これにより、高価な部品を必要とせずに、窓ガラスWNが凍結し駆動できなくなった状態になっても窓ガラスWNを駆動できるように制御することができる。
【0025】
なお、本実施例における開閉体は、パワーウィンドウPWの窓ガラスWNであり、この開動作および閉動作は、窓ガラスWNの厚み方向に対してほぼ垂直な方向に動く動作である。これによれば、かかるスライドして動く窓ガラスWNが、凍結して動かない状態になっても窓ガラスWNを駆動できるようにすることができる。
【0026】
図3のフローチャートを参照し、開閉体制御装置100の制御方法を説明する。なお、フローチャートにおけるSはステップを表す。開閉体制御装置100は、S100において、パワーウィンドウ操作部SWから伝達された操作の状態を検出する。駆動制御部10は、パワーウィンドウ操作部SWが窓ガラスWNを下方向へ駆動するように操作された場合、S102において、窓ガラスWNを下方向に動かすようにアクチュエータACを駆動するためにDOWN出力する。なお、パワーウィンドウ操作部SWが何も操作されていない場合、何も出力せず、パワーウィンドウ操作部SWの状態を確認し続ける。
【0027】
固着判定部40は、S104において、位置検出部20が窓ガラスWNの開閉位置が所定の位置区間Sにあると検出した場合に、たとえば物理量検出部30が検出した電流が所定値以上流れ始めてから所定時間以上経過したことを検出する否か検査する。物理量検出部30が検出した電流が所定値以上流れ始めてから所定時間以上経過したことを検出した場合、固着判定部40は窓ガラスWNが窓枠FLに固着していると判定し、駆動制御部10は、S106において、窓ガラスWNを上方向に動かすようにアクチュエータACを駆動するためにUP出力する。駆動制御部10は、S108において、所定の時間UP出力をし続ける。駆動制御部10は、所定の時間UP出力をし続けた後、S110において、窓ガラスWNを下方向に動かすようにアクチュエータACを駆動するためにDOWN出力する。駆動制御部10は、S112において、所定の時間DOWN出力をし続ける。
【0028】
駆動制御部10は、S114において、UP出力とDOWN出力の繰り返しの回数(インチング回数)を検査することを目的として、インチング回数に1回を足す。駆動制御部10は、S116において、インチング回数が、窓ガラスWNが窓枠FLに固着していてもそれから脱することができるに必要十分な予め定めた所定の回数に到達したか否かを検査する。駆動制御部10は、到達していなければS104に戻って所定時間以上経過したことを検出する否か検査し、到達していれば、S118においてDOWN出力を停止し、S120においてインチング回数を初期化(ゼロに)する。この場合は、所定回数閉動作と開動作を繰り返しても固着状態を脱することができなかった場合である。このように、所定回数インチングしても窓ガラスWNが凍結して固着した状態を脱することができなかった場合アクチュエータACに対してDOWN出力を停止することで、アクチュエータACが長時間駆動して損傷することを防止することができる。
【0029】
一方、S116においてインチング回数が所定の回数を超えない場合においてはS104に戻るが、この場合に、物理量検出部30が検出した電流が所定値以上流れ始めてから所定時間以上経過しない場合、固着判定部40は窓ガラスWNが窓枠FLに固着していないと判定し、駆動制御部10は、S128において、DOWN停止条件が成立するか否かを検査し、成立するまでDOWN出力を発し続ける。なお、DOWN停止条件とは、窓ガラスWNが全開移動範囲Z以上に移動したこと、パワーウィンドウ操作部SWにおける開操作がオフになったこと、物理量検出部30が検出したアクチュエータACにおける電流値が所定値以上であることのいずれかである。これらの条件がいずれも満たされない場合、開閉体制御装置100は、S100に戻り、パワーウィンドウ操作部SWの状態を検出する。また、これらのいずれかの条件が満たされた場合、駆動制御部10は、S130において、DOWN出力を停止する。
【0030】
なお、開閉体制御装置100は、S100においてパワーウィンドウ操作部SWの状態を検出し、パワーウィンドウ操作部SWが窓ガラスWNを上方向へ駆動するように操作された場合、S122において、窓ガラスWNを上方向に動かすようにアクチュエータACを駆動するためにUP出力する。駆動制御部10は、S124において、UP停止条件が成立するか否かを検査し、成立するまでUP出力を発し続ける。なお、UP停止条件とは、窓ガラスWNが完全に閉じられた状態に移動したこと、パワーウィンドウ操作部SWにおける閉操作がオフになったこと、物理量検出部30が検出したアクチュエータACにおける電流値が所定値以上であることのいずれかである。これらの条件がいずれも満たされない場合、開閉体制御装置100は、S100に戻り、パワーウィンドウ操作部SWの状態を検出する。また、これらのいずれかの条件が満たされた場合、駆動制御部10は、S126において、UP出力を停止する。
【0031】
上述した方法は、窓ガラスWNなどの開閉体の開閉動作を制御する開閉体制御方法であって、開閉体の開閉位置が所定の位置区間であるか否かを検出し、開閉体が固着状態であるか否かを判定し、開閉体の開閉位置が所定の位置区間であると検出し、開閉体が固着状態であると判定した場合、所定回数、開閉体を閉動作および開動作させるように制御する開閉体制御方法である。このように開閉体の開動作および閉動作を繰り返すことで、高価な部品を必要とせずに、開閉体が凍結し駆動できなくなった状態になっても開閉体を駆動できるように制御する開閉体制御方法を提供することができる。
【0032】
なお、本発明は、例示した実施例に限定するものではなく、特許請求の範囲の各項に記載された内容から逸脱しない範囲の構成による実施が可能である。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
【符号の説明】
【0033】
100 開閉体制御装置
10 駆動制御部
20 位置検出部
30 物理量検出部
40 固着判定部
PW パワーウィンドウ
PC パワーウィンドウ制御装置
WM パワーウィンドウ開閉機構
WN 開閉体(パワーウィンドウの窓ガラス)
SW パワーウィンドウ操作部
AC アクチュエータ
SN 位置センサ
PG パルス発生器
FL 窓枠
Z 全開移動範囲
S 所定の位置区間