JPH08240070A - 車両用パワーウインドレギュレータの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 モータにより開放位置及び閉鎖位置間で移動
される開閉体が、所定の反転禁止位置に到達したか否か
を、上記モータの電源電圧が変動するような状況下でも
正確に判定できるようにすること。 【構成】 直流モータ１は、ドライブ回路７を通じた正
逆通電に応じて窓ガラスを閉鎖位置方向及び開放位置方
向へ移動させる。パルスエンコーダ３は、モータ１の回
転速度に応じた数のパルス信号Ｐｓを発生する。制御回
路５は、オートアップスイッチ１４がオンされたときに
は、モータ１に所定のデューティ比で通電して窓ガラス
を閉鎖位置方向へ移動させ、モータ１の回転が安定した
後には、パルス信号Ｐｓのパルス幅の大小に基づいてモ
ータ１が定速度となるようにフィードバック制御し、窓
ガラスが閉鎖位置へ移動されてその移動が拘束されたと
きには所定の遅延時間経過後にモータ１を断電するもの
であり、そのときの窓ガラスの位置をセーフティ機能の
ための原点位置として記憶する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両における窓ガラス
やサンルーフなどの開閉体を、モータの正逆回転に応じ
て開放位置と閉鎖位置との間で往復移動させるようにし
た車両用パワーウインドレギュレータの制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば自動車の窓ガラス開閉用のパワー
ウインドレギュレータにあっては、窓ガラスの閉鎖時に
おける異物の挟み込みを防止するためのセーフティ機能
を設けることが行われている。この場合には、モータの
回転に応じた窓ガラスの閉鎖時において、当該窓ガラス
が、閉鎖位置の直前に設定された自動反転禁止位置（閉
鎖位置から４〜５mm程度手前の位置）に達する以前に移
動拘束状態となった場合に、これを異物の挟み込み状態
と判定してモータを逆転させ、以て窓ガラスを開放位置
方向へ反転移動させる構成としている。

【０００３】このようなセーフティ機能を設ける場合に
は、窓ガラスが上記のような自動反転禁止位置に到達し
たか否かを判定することが必要となる。このため、従来
では、窓ガラスが閉鎖位置へ移動されたときの上死点位
置を原点に設定し、この原点を基準として窓ガラスの移
動位置を判定することが行われている。具体的には、窓
ガラス移動用モータの回転速度に応じた数のパルス信号
を発生する信号発生手段を設け、窓ガラスが閉鎖位置へ
移動される毎に前記原点の零点補正を行い、この原点か
らのパルス信号の発生数に基づいて窓ガラスの絶対位置
を示す情報を得る構成としており、斯様に得られる位置
情報に基づいて窓ガラスが前記自動反転禁止位置に到達
したか否かの判定を行うようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】窓ガラスは、閉鎖位置
へ移動された状態において、上端部が弾性ゴムや発泡ゴ
ムなどより成るウェザストリップに食い込む構成となっ
ている。従って、窓ガラス移動用のモータの回転速度及
びトルクの大小に応じて、窓ガラスのウェザストリップ
への食い込み量が変化することになる。つまり、窓ガラ
スのウェザストリップへの食い込み量は、電源電圧が高
くなるのに応じて大きくなるものであり、これに伴い前
記原点の位置も変化するという事情がある。

【０００５】ところが、自動車においては、モータの電
源である車載バッテリの電圧が変動して、当該モータの
回転速度及びトルクが大小変化する事態が避けられない
ため、原点の零点補正が不正確にならざるを得ず、窓ガ
ラスが自動反転禁止位置に到達したか否かの判定を正確
に行うことが困難になるという問題点があった。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、モータにより開放位置及び閉鎖位置
間で移動される開閉体が、それらの開放位置及び閉鎖位
置間に設定された反転禁止位置に到達したか否かを、上
記モータの電源電圧が変動するような状況下でも正確に
判定できるようになる車両用パワーウインドレギュレー
タの制御装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、開閉体が閉鎖位置にある状態で当該開閉体
が圧接する弾性体が設けられた車両用パワーウインドレ
ギュレータの制御装置であって、前記開閉体を開放位置
と閉鎖位置との間で往復移動させるためのモータと、こ
のモータの回転速度に応じた数のパルス信号を発生する
信号発生手段とを備え、前記開閉体が前記開放位置及び
閉鎖位置間に設定された反転禁止位置へ移動された状態
を、当該開閉体が閉鎖位置にある状態から出力される前
記パルス信号の数に基づいて判定するようにしたものに
おいて、前記開閉体を閉鎖位置方向へ移動させる場合
に、少なくとも当該開閉体が閉鎖位置に到達するまでの
間は、前記パルス信号に基づいたフィードバック制御に
より前記モータを定速度で回転させるモータ制御手段を
備えた構成としたものである（請求項１）。

【０００８】この場合、前記モータ制御手段は、前記開
閉体を閉鎖位置方向へ移動させる場合に、当該開閉体が
所定位置まで移動された時点から前記モータを定速度で
回転させる制御を行う構成とすることができる（請求項
２）。

【０００９】また、前記モータ制御手段は、前記モータ
の定速度回転制御の開始後に、前記信号発生手段からの
パルス信号により示されるモータの回転速度が零若しく
は零に近い所定値となった時点から所定の遅延時間が経
過したときに当該モータを断電する構成とすることもで
きる（請求項３）。

【００１０】

【作用及び発明の効果】請求項１記載の装置では、モー
タの通電に応じた開閉体の移動時においては、信号発生
手段が、そのモータの回転速度に応じた数のパルス信号
を発生するようになるから、そのパルス信号の数に応じ
て開閉体の移動量が分かる。従って、開閉体が前記開放
位置及び閉鎖位置間に設定された反転禁止位置へ移動さ
れた状態を、当該開閉体が原点位置である閉鎖位置にあ
る状態から出力される前記パルス信号の数に基づいて判
定可能となる。

【００１１】この場合、開閉体が閉鎖位置方向へ移動さ
れる状態では、モータ制御手段が、少なくとも当該開閉
体が閉鎖位置に到達して弾性体に圧接状態となるまでの
間は、前記パルス信号に基づいたフィードバック制御に
よりモータを定速度で回転させるようになる。この結
果、モータに印加される電圧が変動するような状況下で
も、開閉体は、閉鎖位置まで定速度で移動されるように
なって、当該開閉体の弾性体への食い込み量が安定化す
ることになり、その閉鎖位置つまり原点位置に正確に停
止可能となる。従って、モータの電源電圧が変動するよ
うな状況下でも、開閉体が前記反転禁止位置に到達した
状態を、当該開閉体が上記原点位置にある状態から出力
される前記パルス信号の数に基づいて正確に判定できる
ようになる。

【００１２】請求項２記載の装置では、前記開閉体が閉
鎖位置方向へ移動される状態では、モータ制御手段が、
前述のようにモータを定速度で回転させる制御を、当該
開閉体が所定位置まで移動された時点から行うようにな
る。従って、開閉体が定速度で移動される期間を極力短
くできるようになるから、その開閉体が開放位置及び閉
鎖位置間を移動するのに要する時間が不用意に長くなる
虞がなくなる。

【００１３】請求項３記載の装置では、前記モータの定
速度回転制御の開始後に、前記信号発生手段からのパル
ス信号により示されるモータの回転速度が零若しくは零
に近い所定値となった時点から所定の遅延時間が経過し
たときに、当該モータがモータ制御手段により断電され
ることになる。この結果、開閉体は、前記閉鎖位置へ移
動される毎に前記弾性体に押し付けられることになっ
て、その開閉体が閉鎖位置へ移動されたときの位置、つ
まり原点位置が常時において一定化することになる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を自動車の窓ガラス開閉用のパ
ワーウインドレギュレータに適用した第１実施例につい
て図１〜図３を参照しながら説明する。電気的構成を示
す図１において、直流モータ１は、正方向（図中矢印Ａ
方向）へ通電されたときに、開閉体としての窓ガラス
（図３に符号２を付して示す）を図示しないウインドレ
ギュレータを通じて閉鎖位置方向へ移動させ、逆方向
（反矢印Ａ方向）へ通電されたときに窓ガラスを上記ウ
インドレギュレータを通じて開放位置方向へ移動させる
構成となっている。

【００１５】信号発生手段としてのパルスエンコーダ３
は、モータ１に内蔵或いは外付けされたもので、当該モ
ータ１の回転速度に応じた数のパルス信号Ｐｓを発生す
る構成となっている。このパルスエンコーダ３からのパ
ルス信号Ｐｓは、制御ユニット４内の制御回路５（本発
明でいうモータ制御手段に相当）に対しバッファアンプ
６を介して与えられるようになっている。

【００１６】上記制御回路５は、ＣＰＵを含んで構成さ
れたもので、前記モータ１の正逆方向の通電制御をドラ
イブ回路７を通じて行うようになっている。この場合、
上記ドライブ回路７は、電源端子＋Ｂとグランド端子と
の間に、制御回路５の出力によりオンオフされる４個の
スイッチング素子、例えばＰチャネルパワーＭＯＳＦＥ
Ｔ８、９及びＮチャネルパワーＭＯＳＦＥＴ１０、１１
を図示のようにブリッジ接続すると共に、フライホイー
ル用のダイオード８ａ〜１１ａ、過電圧保護用の定電圧
ダイオード８ｂ〜１１ｂ及び８ｃ〜１１ｃ、ＦＥＴ８、
１０の同時オン並びにＦＥＴ９、１１の同時オン防止用
のダイオード１２、１３などの回路素子を図示のように
接続することにより構成されている。

【００１７】そして、上記のように構成されたドライブ
回路７におけるＦＥＴ８、１０の共通接続点とＦＥＴ
９、１１の共通接続点との間に、前記モータ１が接続さ
れる。これにより、ドライブ回路７にあっては、ＦＥＴ
８、１１がオンされた状態でモータ１に正方向（矢印Ａ
方向）へ通電し、ＦＥＴ９、１０がオンされた状態でモ
ータ１に逆方向（反矢印Ａ方向）に通電するようにな
る。

【００１８】前記制御回路５には、パワーウインドレギ
ュレータにおいて周知のオートアップスイッチ１４、オ
ートダウンスイッチ１５、マニュアルアップスイッチ１
６及びマニュアルダウンスイッチ１７からのオン信号が
与えられるようになっている。尚、制御回路５の入力側
及び出力側には、それぞれプルアップ抵抗１８群及び１
９群が接続される。

【００１９】さて、制御回路５は、上記スイッチ１４〜
１７からのオン信号及びパルスエンコーダ３からのパル
ス信号Ｐｓ並びに予め記憶したプログラムに基づいて、
ドライブ回路７を通じたモータ１の通断電制御を行う構
成となっており、以下その制御内容及び関連した作用の
うち、本発明の要旨に関係した部分について図２及び図
３も参照しながら説明する。

【００２０】即ち、制御回路５は、図２に示すタイミン
グｔ1 においてオートアップスイッチ１４がオンされた
ときには、窓ガラスが閉鎖位置にないことを前提に（但
し、このような前提は必ずしも必要ではない）、所定時
間遅れたタイミングｔ2 にてＦＥＴ８、１１をオンさ
せ、以てモータ１を正方向（矢印Ａ方向）に通電する。
これにより、窓ガラス２（図３参照）が閉鎖位置方向
（図３中の上方）へ移動開始される。この場合、制御回
路５は、図２（ｂ）に示すように、ＦＥＴ８、１１を比
較的大きいオンデューティ比でオンオフ制御することに
よりモータ１に間欠的に通電するものであり、これによ
り窓ガラス２が比較的早い速度で移動されるようにな
る。また、このように窓ガラス２が移動される状態で
は、パルスエンコーダ３からモータ１の回転速度に応じ
た数のパルス信号Ｐｓが出力されて制御回路５にフィー
ドバックされるようになる。

【００２１】制御回路５は、通電開始タイミングｔ2 か
ら所定時間が経過してモータ１の回転が安定するまでの
期間は、上記のようなＦＥＴ８、１１のオンオフ制御を
継続するが、上記所定時間が経過したタイミングｔ3 以
降においては、パルス信号Ｐｓのパルス幅の大小（モー
タ１の回転速度の高低）に基づいてＦＥＴ８、１１のオ
ンデューティ比をフィードバック制御することにより、
モータ１の回転速度が予め決められた定速度となるよう
に調整する。これにより窓ガラス２の閉鎖位置方向への
移動速度が一定化するようになる。

【００２２】この後、窓ガラス２が閉鎖位置まで移動さ
れると、図３に二点鎖線で示すように、窓ガラス２の先
端部がウェザストリップ２０（本発明でいう弾性体に相
当）に当接して、その窓ガラス２の移動が拘束されるよ
うになる。すると、図２には示さなかったが、パルス信
号Ｐｓにより示されるモータ１の回転速度が零若しくは
零に近い所定値を示すようになり、この場合には、制御
回路５は、所定の遅延時間が経過したときにＦＥＴ８、
１１をオフさせてモータ１を断電するようになり、これ
に応じて窓ガラス２が閉鎖位置に停止される。

【００２３】制御回路５は、上記のように窓ガラス２が
閉鎖位置に停止された場合に、その位置を窓ガラス２の
原点位置として設定するものである。この場合、モータ
１の通電に応じた窓ガラス２の移動時においては、パル
スエンコーダ３から出力されるパルス信号Ｐｓの数に応
じて窓ガラス２の移動量が分かるものである。

【００２４】例えば、制御回路５において、内部に設定
されたアップダウンカウンタの計数値を、窓ガラス２が
前記原点（閉鎖位置）にある状態で零に設定し、窓ガラ
ス２の開放位置方向への移動時にパルス信号Ｐｓをアッ
プカウントすると共に、窓ガラス２の閉鎖位置方向への
移動時にパルス信号Ｐｓをダウンカウントする構成とす
れば、その計数値を、窓ガラス２の絶対位置を示す情報
として得ることができる。そして、制御回路５は、この
ように得られる位置情報に基づいて、窓ガラスが、閉鎖
位置の直前に設定された自動反転禁止位置（閉鎖位置か
ら４〜５mm程度手前の位置）に到達したか否かを判断す
る構成となっている。

【００２５】上記自動反転禁止位置は、窓ガラス２の閉
鎖時における異物の挟み込みを防止するためのセーフテ
ィ機能を実現するために設定された位置である。つま
り、制御回路５は、窓ガラス２の閉鎖位置方向の移動時
において、その窓ガラス２が自動反転位置まで到達する
以前の段階で、当該窓ガラスの移動が拘束されたとき
（モータ１の回転がロックされて、パルス信号Ｐｓによ
り示されるモータ１の回転速度が零若しくは零に近い所
定値を示したとき）には、これを異物の挟み込みと判断
し、ＦＥＴ８、１１をオフさせると共にＦＥＴ９、１０
をオンさせる。これにより、モータ１が逆方向（反矢印
Ａ方向）に通電されるようになって、窓ガラス２の移動
方向が開放位置方向へ自動的に反転されるというセーフ
ティ機能が得られる。

【００２６】この場合、本実施例においては、窓ガラス
２が閉鎖位置方向へ移動される状態では、当該窓ガラス
２が閉鎖位置に到達するまでの間は、パルス信号Ｐｓに
基づいたフィードバック制御によりモータ１が定速度で
回転されることになる。この結果、自動車のように、モ
ータ１に印加される電圧が変動することが多い状況下で
も、窓ガラス２は、閉鎖位置まで定速度で移動されるよ
うになって、ウェザストリップ２０に対する食い込み量
が常時において一定化するようになるから、当該窓ガラ
ス２が、閉鎖位置つまり原点位置に正確に停止されるよ
うになる。

【００２７】従って、モータ１の電源電圧が変動するよ
うな状況下でも、窓ガラス２が前記反転禁止位置に到達
した状態を、当該窓ガラス２が上記原点位置にある状態
から出力される前記パルス信号Ｐｓの数に基づいて正確
に判定できるようになり、前述したセーフティ機能を常
時において最適な状態で発揮し得るようになる。

【００２８】また、モータ１は、窓ガラス２が閉鎖位置
へ到達して前記パルス信号Ｐｓにより示される回転速度
が零若しくは零に近い所定値となった後に、所定の遅延
時間が経過したときに断電される構成となっている。こ
の結果、窓ガラス２が閉鎖位置へ移動される毎に、その
窓ガラス２がウェザストリップ２０に押しつけられるよ
うになって、窓ガラス２が閉鎖位置へ移動されたときの
位置、つまり原点位置が常時において一定化することに
なるから、窓ガラス２を閉鎖位置に停止させる制御を正
確に行い得るようになる。

【００２９】尚、制御回路５によるモータ１の制御内容
は、上記実施例に限定されるものではなく、例えば、本
発明の第２実施例を示す図４のような内容としても同様
の効果を奏する良いものであり、以下この制御内容並び
に関連した作用について前記図１〜図３も参照しながら
説明する。

【００３０】即ち、この実施例では、制御回路５は、図
４に示すタイミングｔ1 においてオートアップスイッチ
１４がオンされたときには、窓ガラスが閉鎖位置にない
ことを前提に、所定時間遅れたタイミングｔ2 にてＦＥ
Ｔ８、１１を連続的にオンさることにより、モータ１に
正方向通電する。これにより、窓ガラス２が閉鎖位置方
向へ比較的早い速度で移動されるようになると共に、パ
ルスエンコーダ３からモータ１の回転速度に応じた数の
パルス信号Ｐｓが出力されて制御回路５にフィードバッ
クされるようになる。

【００３１】制御回路５は、上記通電開始後に、窓ガラ
ス２が自動反転禁止位置に到達したか否かを、当該窓ガ
ラス２が原点位置（これは前回のオートアップスイッチ
１４のオン時において窓ガラス２が閉鎖位置へ移動され
たときに設定される）にある時点から出力されるパルス
信号Ｐｓの数により得られる位置情報に基づいて判断す
る。そして、窓ガラス２が自動反転位置に到達したと判
断したタイミングｔ3以降においては、パルス信号Ｐｓ
のパルス幅の大小に基づいてＦＥＴ８、１１のオンデュ
ーティ比をフィードバック制御することにより、モータ
１の回転速度が予め決められた定速度となるように調整
する。これにより窓ガラス２の閉鎖位置方向への移動速
度が一定化するようになる。

【００３２】この後、窓ガラス２が閉鎖位置まで移動さ
れると、窓ガラス２の先端部がウェザストリップ２０に
当接して、その窓ガラス２の移動が拘束されて、パルス
信号Ｐｓにより示されるモータ１の回転速度が零若しく
は零に近い所定値を示すようになる（タイミングｔ4
）。この場合には、制御回路５は、ＦＥＴ８、１１を
直ちにオフさせず、所定の遅延時間τが経過したタイミ
ングｔ5 で初めてＦＥＴ８、１１をオフさせてモータ１
を断電するようになり、これに応じて窓ガラス２が閉鎖
位置に停止される。

【００３３】制御回路５は、上記のように窓ガラス２が
閉鎖位置に停止された場合に、その位置を窓ガラス２の
原点位置として設定し直すと共に、この原点位置を基準
とした自動反転禁止位置を利用して前述同様のセーフテ
ィ機能を得るようになっている。

【００３４】従って、このような第２実施例の構成によ
っても前記第１実施例と同様の効果を奏するものであ
り、特に本実施例では、窓ガラス２が閉鎖位置方向へ移
動される状態では、モータ１を定速度で回転させる制御
を、当該窓ガラス２が所定位置例えば自動反転禁止位置
まで移動された時点から行うようになる。従って、窓ガ
ラス２が定速度で移動される期間を極力短くできるよう
になるから、その窓ガラス２が開放位置及び閉鎖位置間
を移動するのに要する時間が不用意に長くなる虞がなく
なる。

【００３５】その他、本発明は上記した実施例に限定さ
れるものではなく、以下に述べるような拡大或いは変形
が可能である。第２実施例では、モータ１を定速度で回
転させる制御を、窓ガラス２が自動反転禁止位置まで移
動された時点から行う構成としたが、その反転禁止位置
より手前の位置からモータ１の定速度回転制御を開始す
る構成としても良い。信号発生手段としてパルスエンコ
ーダ３を例に挙げたが、モータ１の回転速度に応じた数
のパルス信号を発生するものであれば、他の信号発生手
段を利用する構成としても良い。開閉体として窓ガラス
２を対象にしたが、サンルーフなどを対象とすることも
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す電気的構成図

【図２】制御内容を説明するためのタイミングチャート

【図３】作用説明用の要部の断面図

【図４】本発明の第２実施例を示す図２相当図

【符号の説明】

図面中、１はモータ、２は窓ガラス（開閉体）、３はパ
ルスエンコーダ（信号発生手段）、４は制御ユニット、
５は制御回路（モータ制御手段）、７はドライブ回路、
２０はウェザストリップ（弾性体）を示す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 開閉体が閉鎖位置にある状態で当該開閉
   体が圧接する弾性体が設けられた車両用パワーウインド
   レギュレータの制御装置であって、前記開閉体を開放位
   置と閉鎖位置との間で往復移動させるためのモータと、
   このモータの回転速度に応じた数のパルス信号を発生す
   る信号発生手段とを備え、前記開閉体が前記開放位置及
   び閉鎖位置間に設定された反転禁止位置へ移動された状
   態を、当該開閉体が閉鎖位置にある状態から出力される
   前記パルス信号の数に基づいて判定するようにしたもの
   において、 前記開閉体を閉鎖位置方向へ移動させる場合に、少なく
   とも当該開閉体が閉鎖位置に到達するまでの間は、前記
   パルス信号に基づいたフィードバック制御により前記モ
   ータを定速度で回転させるモータ制御手段を備えたこと
   を特徴とする車両用パワーウインドレギュレータの制御
   装置。
2. 【請求項２】 前記モータ制御手段は、前記開閉体を閉
   鎖位置方向へ移動させる場合に、当該開閉体が所定位置
   まで移動された時点から前記モータを定速度で回転させ
   る制御を行うように構成されていることを特徴とする請
   求項１記載の車両用パワーウインドレギュレータの制御
   装置。
3. 【請求項３】 前記モータ制御手段は、前記モータの定
   速度回転制御の開始後に、前記信号発生手段からのパル
   ス信号により示されるモータの回転速度が零若しくは零
   に近い所定値となった時点から所定の遅延時間が経過し
   たときに当該モータを断電するように構成されているこ
   とを特徴とする請求項１または２記載の車両用パワーウ
   インドレギュレータの制御装置。