WO2016084291A1

WO2016084291A1 - 車両用開閉部材の制御装置及び制御方法

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Publication number: WO2016084291A1
Application number: PCT/JP2015/004879
Authority: WO
Inventors: 菊田　岳史
Original assignee: アイシン精機株式会社
Priority date: 2014-11-26
Filing date: 2015-09-25
Publication date: 2016-06-02
Also published as: CN107002445A; US10253544B2; CA2968800C; MX2017006106A; CN107002445B; CA2968800A1; JP2016098625A; US20170342757A1; JP6471475B2

Abstract

　本発明の一実施形態によれば、車両に設けられる開閉部材を閉駆動又は開駆動させる駆動モータを制御するために、切替部の接続を切り替える制御信号を出力する制御部と、駆動モータの回転の方向を示す信号を制御部に出力する検出部とを備え、制御部は、検出部からの信号を基に、切替部の固着の有無を判断し、制御部は、固着があると判断した場合、駆動モータを停止させ、かつ停止状態を維持させるように切替部の接続を切り替えるための制御信号を出力する、車両用開閉部材の制御装置が提供される。

Description

車両用開閉部材の制御装置及び制御方法

　本発明は、車両用開閉部材の制御装置及び制御方法に関する。

　車両のルーフ等の開閉部材の開閉をモータの駆動により電動で行う技術が知られている（特許文献１参照）。特許文献１の制御技術は、ルーフのフロント部及びリア部を別々に駆動させることによりルーフを開閉駆動するものである。特許文献１の制御技術では、ルーフを駆動させるための駆動モータに接続されたリレーのオン・オフを切り替えることにより、駆動モータの回転方向を制御し、ルーフの開閉方向を制御する。

特開２００９－１４２１２２号公報

　車両用開閉部材の閉動作中に、開閉部材と車両ボデーとの間に物体が挟まれる場合がある。この場合、特許文献１の技術では、物体の挟み込みを検知した後に、リレーを切り替え、駆動モータの回転方向を反転させ、そして、開閉部材を開駆動する。このようにして、挟み込まれた物体に加わる荷重が低減されるように構成されている。しかしながら、特許文献１の技術では、リレーが閉駆動側に固着している場合、挟み込みが発生したとしても開閉部材を開駆動できない問題が生じうる。同様に、リレーが開駆動側に固着している場合、開閉部材を閉駆動できない問題も生じうる。また、仮にリレーが閉駆動側に固着した状況で開閉部材が閉駆動され、物体の挟み込みが生じた場合であっても、物体に加わる荷重が低減されるようにしておくことが望ましい。

　このような問題に鑑み、本発明は、車両用開閉部材の駆動モータの回転を切り替える切替部の固着に対するフェールセーフを実現する車両用開閉部材の制御装置及び制御方法を提供することを目的とする。

　本発明の一態様は、第１の方向に回転することにより車両に設けられる開閉部材を閉駆動させ、第１の方向とは反対の第２の方向に回転することにより開閉部材を開駆動させる駆動モータの開始動作及び駆動モータの回転の方向を、切替部の接続を切り替えるための制御信号を出力することにより制御する制御部と、駆動モータの回転の方向を示す信号を制御部に出力する検出部とを備え、制御部は、検出部からの信号を基に、切替部の固着の有無を判断し、制御部は、固着があると判断した場合、駆動モータを停止させ、かつ停止状態を維持させるように切替部の接続を切り替えるための制御信号を出力する、車両用開閉部材の制御装置を提供する。

　本発明の一実施形態に係る車両用開閉部材の制御装置及び制御方法は、車両用開閉部材の駆動モータの回転を切り替える切替部の固着に対するフェールセーフを実現することができる。

パワーサンルーフユニットの概略構成図である。パワーウィンドウユニットの概略構成図である。第１実施形態に係る制御装置の機能ブロック図である。第１実施形態に係る車両用開閉部材の制御フローチャートである。第１実施形態に係るトランジスタのＯＮ／ＯＦＦ等の関係を示すタイミング図である。第１実施形態に係るトランジスタのＯＮ／ＯＦＦ等の関係を示すタイミング図である。第１実施形態に係るトランジスタのＯＮ／ＯＦＦ等の関係を示すタイミング図である。第２実施形態に係る制御装置の機能ブロック図である。第２実施形態に係る車両用開閉部材の制御フローチャートである。第２実施形態に係るトランジスタのＯＮ／ＯＦＦ等の関係を示すタイミング図である。第２実施形態の変形例に係る車両用開閉部材の制御フローチャートである。

　以下、本発明を実施するための例示的な実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下の実施形態で説明する寸法、材料、形状、構成要素の相対的な位置等は任意であり、本発明が適用される装置の構造等に応じて適宜変更可能である。また、特別な記載がない限り、本発明の範囲は、以下に説明される実施形態で具体的に記載された形態に限定されるものではない。なお、以下で説明する図面で、同機能を有するものは同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略することもある。

［第１実施形態］
　図１Ａは、パワーサンルーフユニット１００の概略構成図である。図１Ｂは、パワーウィンドウユニット１０６の概略構成図である。

　図１Ａは、車両用開閉部材の一例としてのルーフパネル１０２ａ及びシェードパネル１０２ｂ、並びに、該車両用開閉部材の制御装置２００を備えたパワーサンルーフユニット１００を示す。ルーフパネル１０２ａは、車両ルーフ１０１に形成された開口部１０３を開閉し、シェードパネル１０２ｂは、ルーフパネル１０２ａの下方に配置され、開口部１０３から入る光量を調節する。ルーフパネル１０２ａ及びシェードパネル１０２ｂは、開口部１０３の内縁に沿って設置されたガイドプレート１０４に移動自在に支持されている。ユーザは、車両内の所望の位置に設置された開閉スイッチ１１０を操作することにより、ルーフパネル１０２ａ及びシェードパネル１０２ｂを電動で開閉駆動することができる。つまり、ルーフパネル１０２ａ及びシェードパネル１０２ｂの開駆動又は閉駆動を指示する信号が開閉スイッチ１１０から制御装置２００に出力される。その信号に応じて、制御装置２００は、駆動モータ２０９を回転させ、ギヤやベルト（不図示）を介してルーフパネル１０２ａ及びシェードパネル１０２ｂをガイドプレート１０４に沿って車両の前後方向に移動させる。なお、ユーザは、ルーフパネル１０２ａ及びシェードパネル１０２ｂをそれぞれ独立に駆動することができる。

　図１Ｂは、車両用開閉部材の一例としてのウインドウガラス１０２ｃ及び該車両用開閉部材の制御装置２００を備えたパワーウィンドウユニット１０６を示す。ウインドウガラス１０２ｃの一端は、昇降機構１０９に固定され、ウインドウガラス１０２ｃは、昇降機構１０９の動きに応じてドアフレーム１０７に形成された開口部１０８を開閉する。ユーザは、開閉スイッチ１１０を操作することにより、ウインドウガラス１０２ｃを電動で開閉駆動することができる。つまり、ウインドウガラス１０２ｃの開駆動又は閉駆動を指示する信号が開閉スイッチ１１０から制御装置２００に出力される。その信号に応じて、制御装置２００は、駆動モータ２０９を制御し、駆動モータ２０９は、昇降機構１０９を介してウインドウガラス１０２ｃを車両の上下方向に移動させる。

　以下では説明を簡単にするために、車両用開閉部材の一例としてルーフパネル１０２ａを想定し、切替部の一例としてリレー２０６～２０８を想定する。なお、車両用開閉部材は、シェードパネル１０２ｂやウインドウガラス１０２ｃであってもよいし、車両に設置された他の開閉部材（例えば、ボンネットや給油口扉）であってもよい。

＜車両用開閉部材の制御装置＞
　図２は、車両用開閉部材の制御装置２００の機能ブロック図である。図２に示すように、制御装置２００は、制御部２０１、入力回路２０２、電源回路２０３、出力回路２０４、駆動回路２０５及びパルスセンサ２１０を備える。制御装置２００は、ルーフパネル１０２ａを開閉駆動する駆動モータ２０９を制御する装置である。なお、制御装置２００は、クロック周波数を提供する発振器や、カウンタ回路等のハードウェア素子をさらに備えていてもよい。

　制御部２０１は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）２０１ａやメモリ２０１ｂ等を備え、ＣＰＵ２０１ａやメモリ２０１ｂと協働して、入力された信号を処理し、車両用開閉部材の駆動を制御するための所定の機能を有する。ＣＰＵ２０１ａは、所定の機能を実現するための演算処理を行い、メモリ２０１ｂは、プログラムを記憶するためのＲＯＭ（Read　Only　Memory）や、一時記憶のためのＲＡＭ（Random　Access　Memory）等を備える。制御部２０１の機能は、ＣＰＵ２０１ａにより実行されるソフトウェアプログラムとしてメモリ２０１ｂ内に記憶されていてもよいし、ハードウェア素子として制御部２０１内に実装されていてもよい。

　入力回路２０２は、Ａ／Ｄコンバータや増幅器等を備え、開閉スイッチ１１０、イグニッション（ＩＧ）スイッチ１１３及びパルスセンサ２１０からの信号を制御部２０１で処理可能なデジタル信号に変換する。電源回路２０３は、ＤＣ-ＤＣコンバータ等を備え、車両のバッテリ電源＋Ｂのバッテリ電圧（Ｖ_Ｂ）を制御部２０１で利用可能な電圧へと変換する。出力回路２０４は、Ｄ／Ａコンバータや増幅器等を備え、制御部２０１からの制御信号を警告装置１１２で利用可能な信号に変換する。

　ここで、警告装置１１２は、車両内の所望の場所に設置され、制御部２０１からの制御信号に応じて、光や音の発生又は警告内容の表示により、ユーザに警告を与える。また、ＩＧスイッチ１１３は、車両のエンジン（又は電源）の始動／停止を示す信号を制御部２０１に出力し、制御部２０１は、その信号を基に、車両のエンジン（又は電源）の始動／停止を認識することができる。

　駆動回路２０５は、リレー（切替部）２０６、２０７及びトランジスタ２０６ｄ、２０７ｄを備える。リレー２０６の端子２０６ｂはバッテリ電源＋Ｂに接続され、端子２０６ｃはグラウンドＧＮＤに接続され、そして、端子２０６ａは駆動モータ２０９に接続されている。リレー２０７の端子２０７ａは駆動モータ２０９に接続され、端子２０７ｂはバッテリ電源＋Ｂに接続され、そして、端子２０７ｃはグラウンドＧＮＤに接続されている。なお、駆動回路２０５は、必要に応じて、抵抗やコンデンサ等その他の素子を含んでいてもよい。

　トランジスタ２０６ｄ、２０７ｄは、制御部２０１から出力される制御信号により、リレー２０６、２０７の切り替えを行うためのスイッチ及び増幅素子として機能する。トランジスタ２０６ｄ、２０７ｄは、バイポーラトランジスタ、ＦＥＴ(Field　Effect　Transistor)、等により構成できる。
　制御部２０１は、トランジスタ２０６ｄ、２０７ｄのベース端子の電圧を変化されることにより、ＯＮ／ＯＦＦを切り替える。これにより、制御部２０１は、リレー２０６、２０７のソレノイドに流れる電流を制御し、リレー２０６、２０７の接続先を切り替えることができる。トランジスタ２０６ｄ、２０７ｄがＯＦＦのとき、リレー２０６の端子２０６ａ及びリレー２０７の端子２０７ａは、グラウンドＧＮＤに接続される。各トランジスタ２０６ｄ、２０７ｄがＯＮになると、リレー２０６、２０７のソレノイドに流れる電流が変化し、端子２０６ａ、２０７ａがバッテリ電源＋Ｂに接続される。換言すれば、制御部２０１は、トランジスタ２０６ｄをＯＮすることで、リレー２０６の端子２０６ａをバッテリ電源＋Ｂに接続し（端子２０６ｂと２０６ａとの接続）、トランジスタ２０６ｄをＯＦＦすることで、リレー２０６の端子２０６ａをグラウンドＧＮＤに接続する（端子２０６ｃと２０６ａとの接続）。また、制御部２０１は、トランジスタ２０７ｄをＯＮすることで、リレー２０７の端子２０７ａをバッテリ電源＋Ｂに接続し（端子２０７ｂと２０７ａとの接続）、トランジスタ２０７ｄをＯＦＦすることで、リレー２０７の端子２０７ａをグラウンドＧＮＤに接続する（端子２０７ａと２０７ｃとの接続）。上述のように、本明細書において各リレーの切替端子はＯＮのときにバッテリ電源＋Ｂに接続され、ＯＦＦのときにグラウンドＧＮＤに接続されるものとする。

　制御部２０１は、リレー２０６をバッテリ電源＋Ｂに接続し、リレー２０７をグラウンドＧＮＤに接続することにより、駆動モータ２０９を「正転」させ、ルーフパネル１０２ａを「閉駆動」することができる。一方、制御部２０１は、リレー２０６をグラウンドＧＮＤに接続し、リレー２０７をバッテリ電源＋Ｂに接続することにより、駆動モータ２０９を「反転」させ、ルーフパネル１０２ａを「開駆動」することができる。また、制御部２０１は、リレー２０６及びリレー２０７をともにバッテリ電源＋Ｂ又はグラウンドＧＮＤに接続することにより、駆動モータ２０９の回転を「停止」させ、ルーフパネル１０２ａを「停止」させることができる。このように、制御部２０１は、車両のバッテリ電源＋Ｂから駆動モータ２０９に供給される電圧を制御することにより、駆動モータ２０９の回転の開始及び停止、並びに、回転の方向（正転及び反転）を制御することができる。なお、駆動モータ２０９は、「正転」時に「開駆動」し、「反転」時に「閉駆動」するように構成されていてもよい。

　表１は、トランジスタ２０６ｄ、２０７ｄのＯＮ／ＯＦＦと、駆動モータ２０９の正転、反転及び停止と、ルーフパネル１０２ａの駆動方向との関係を示す。上述のようにこれらの関係は表１の構成には限定されず適宜変更可能であるが、以下の説明においては、トランジスタ２０６ｄ、２０７ｄ、駆動モータ２０９及びルーフパネル１０２ａは表１に基づいて動作するものとする。

　パルスセンサ２１０は、駆動モータ２０９の回転を検出するための検出部としてのホール素子等を備え、駆動モータ２０９の回転に応じたパルス信号を制御部２０１に出力する。制御部２０１は、パルスセンサ２１０からのパルス信号のパルス数、パルス継続時間、パルス周期等に基づいて、駆動モータ２０９の回転状態（正転、反転又は停止）を判断することができる。また、制御部２０１は、パルスセンサ２１０からのパルス信号のパルス数をカウントすることで、ルーフパネル１０２ａの開口量を判断することもできる。

＜車両用開閉部材の制御方法＞
　本実施形態に係る車両用開閉部材の制御装置による制御方法について説明する。本実施形態に係る制御装置は、挟み込みを検出して開駆動又は閉駆動を停止させる信号を出力した後に、リレーの固着の有無を監視し、該固着がある場合には車両用開閉部材の動作を停止させ、かつ停止状態を維持させるように信号を出力する。以下の説明では車両用開閉部材の閉駆動時に物体が挟み込まれた場合を想定するが、開駆動時に挟み込み等が生じた場合であっても、表１に基づいてリレーのＯＮ／ＯＦＦ等の関係についての説明を適宜読み替えることにより、本発明は同様に適用可能である。

　図３は、車両用開閉部材の制御装置２００による、車両用開閉部材の一例としてのルーフパネル１０２ａの、閉駆動時における挟み込み検出後の制御フローチャートである。ステップＳ３０１以前の状態において、車両用開閉部材は閉駆動を行っている。車両用開閉部材に物体が挟み込まれたことを制御部２０１が検出すると、図３の制御フローが実行される。

　なお、挟み込みの検出は、パルスセンサ２１０から制御部２０１に出力されるパルス信号等により算出可能な駆動モータ２０９の回転速度の変化等に基づいて行うことができる。例えば、ルーフパネル１０２ａが開駆動又は閉駆動を行っている際に回転速度の変化量が所定値を超えた場合に挟み込みが発生したと判断することができる。また、駆動モータ２０９に加わっている負荷の大きさに基づいて挟み込み判定を行ってもよく、センサ等により挟み込みを検出してもよい。

　ステップＳ３０１において、制御装置２００の制御部２０１は、駆動モータ２０９の閉駆動を停止させるための電圧信号をトランジスタ２０６ｄの制御端子（ベース端子）に出力する。該信号は、トランジスタ２０６ｄをＯＦＦにして、リレー２０６をＯＮからＯＦＦに切り替えることにより、駆動モータ２０９を正転から停止に切り替えるための信号である。以下、リレーをＯＮにするために制御部２０１から送信される信号をＯＮ信号と呼び、同様にリレーをＯＦＦにするために制御部２０１から送信される信号をＯＦＦ信号と呼ぶ。

　ステップＳ３０２において、制御部２０１は、リレー２０６、２０７の固着を検出するために、パルスセンサ２１０から入力されるパルス信号の監視を開始する。本実施形態では、制御部２０１は、当該「パルス信号の監視」の一例として、ステップＳ３０１でＯＦＦ信号が出力されてからのパルス信号の継続時間を取得し、制御に用いるものとする。なお、パルスセンサ２１０からの信号の監視はステップＳ３０２以外のタイミングに行ってもよい。例えば、ＩＧスイッチ１１３から車両のエンジンの始動を示す信号をトリガにしてもよく、ルーフパネル１０２ａの開駆動を指示する開閉スイッチ１１０からの信号をトリガにしてもよい。パルスセンサ２１０からの信号を監視する機会を複数設けることで固着検出の確実性が向上する。

　ステップＳ３０３において、制御部２０１は、パルスセンサ２１０から入力される信号の継続時間をカウントし、事前に定められた規定値以上であるか否かを判断する。継続時間が規定値以上である場合（Ｓ３０３でＹｅｓの場合）、駆動回路２０５は、リレー２０６のＯＦＦ信号を出力しているにもかかわらずルーフパネル１０２ａの閉駆動が規定時間内に停止できない状態にある。この場合、制御部２０１は、リレー２０６がＯＮ状態に固着していると判断し、ステップＳ３０４に進む。継続時間が規定値未満である場合（Ｓ３０３でＮｏの場合）、ルーフパネル１０２ａの閉駆動は停止していると判断されるが固着の有無は不明である。この場合、ステップＳ３０５に進む。

　上述のパルスセンサ２１０から入力される信号の監視条件としてパルスの継続時間を設定する理由は、物体の挟み込みによって生じた荷重でルーフパネル１０２ａの閉駆動が停止した場合に、固着がないと誤判断される可能性を低減するためである。リレー２０６の固着がない場合には、リレー２０６がＯＦＦになると駆動モータ２０９に駆動電流が流れなくなるため、短い時間でルーフパネル１０２ａの閉駆動が停止する。よって、ルーフパネル１０２ａの停止に長時間を要した場合は、リレーに固着が発生していると推定される。ステップＳ３０３の判断に用いられる規定値は、固着がない場合に要する停止時間と固着がある場合に要する停止時間の間の値になるように設定することが好適である。固着がある場合の停止時間は、挟み込んだ物体が柔らかいほど長くなるので、挟み込む可能性がある物体をあらかじめ想定した上で、誤検出が最も発生しにくくなるように当該規定値を設定することがより望ましい。

　ステップＳ３０３でＹｅｓの場合、ステップＳ３０４において、制御装置２００の制御部２０１は、リレー２０７のＯＮ状態を維持させるようにトランジスタ２０７ｄの制御端子（ベース端子）にＯＮ信号を出力し続ける。これにより、リレー２０６、２０７はいずれもＯＮになり、駆動モータ２０９は停止状態を維持した状態で本制御フローは終了する。リレー２０６は固着しており、ＯＦＦにすることができないので、リレー２０７はフローの終了後もＯＮの状態のままにしておく必要がある。ただし、リレー２０６の交換等の修理の完了、挟み込みの解消の確認などが行われ、ユーザがルーフパネル１０２ａを閉駆動してもよいという意図を明示した場合に、制御部２０１がリレー２０７をＯＦＦにすることができる機能を追加してもよい。

　ステップＳ３０３でＮｏの場合、ステップＳ３０５において、制御装置２００の制御部２０１は、トランジスタ２０６ｄにＯＦＦ信号を、トランジスタ２０７ｄにＯＮ信号をそれぞれ出力する。リレー２０６に固着がない場合、駆動モータ２０９は反転状態となる。

　その後、ステップＳ３０６において、制御部２０１は、規定時間内にパルスセンサ２１０からパルス信号が入力されるか否かを判断する。規定時間内にパルス信号が入力された場合（Ｓ３０６でＹｅｓの場合）、挟み込みを解消するためのルーフパネル１０２ａの開駆動が行われており、固着はないと判断され、本制御フローは終了する。規定時間内にパルス信号が入力されない場合（Ｓ３０６でＮｏの場合）、駆動モータ２０９の反転駆動は行われていない。この場合、制御部２０１は、リレー２０６がＯＮ状態に固着していると判断し、ステップＳ３０４に進む。ステップＳ３０４での処理は上述のものと同様である。

　図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃは、（ａ）トランジスタ２０６ｄのＯＮ／ＯＦＦ、（ｂ）トランジスタ２０７ｄのＯＮ／ＯＦＦ、（ｃ）パルスセンサ２１０からの信号電圧（＋Ｖｐ、－Ｖｐ）及び（ｄ）駆動モータ２０９の回転方向を示すタイミング図である。なお、（ａ）、（ｂ）に示す動作タイミングがハイレベルの場合に各トランジスタがＯＮになり、ローレベルのときに各トランジスタはＯＦＦになるものとする。また、（ｃ）はそれぞれ＋Ｖｐの場合に正転、－Ｖｐの場合に反転を示すパルスが出力されている状態を示し、０の場合はパルスが出力されておらず、停止を示しているものとする。以下、図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃの動作タイミングについて順に説明するが、各図を通じて同様の処理が行われているステップについては重複する説明を省略する。

　図４Ａは、リレー２０６の固着が発生していない正常状態における制御タイミング図である。図３のフローチャートにおいて、ステップＳ３０３でＮｏと判断され、ステップＳ３０６でＹｅｓと判断された場合に図４Ａのタイミング図による制御が行われる。

　時刻ｔ１において、制御部２０１はトランジスタ２０６ｄにＯＮ信号を送信する。これにより、リレー２０６がＯＮ、リレー２０７がＯＦＦになり、駆動モータ２０９は正転し、ルーフパネル１０２ａの閉駆動が開始される。このとき、駆動モータ２０９の正転を示す信号（＋Ｖｐ）がパルスセンサ２１０から制御部２０１に入力される。

　時刻ｔ２において、ルーフパネル１０２ａに物体が挟み込まれ、図３の制御フローが開始する。ステップＳ３０１において、制御部２０１はトランジスタ２０６ｄにＯＦＦ信号を送信する。これにより、リレー２０６はＯＦＦになり、駆動モータ２０９は停止し、ルーフパネル１０２ａも停止する。このとき、パルスセンサ２１０から制御部２０１に入力される信号は駆動モータ２０９の停止を示している。同時刻にステップＳ３０２により、制御部２０１はパルスセンサ２１０からの信号の監視を開始し、その後ステップＳ３０３において、パルスセンサ２１０からの信号の継続時間が規定値以上であるか否かを判断する。図４Ａのタイミング図の場合、ＯＦＦ信号の出力後すぐに駆動モータ２０９が停止しているので、ステップＳ３０３では継続時間が規定値以下と判断（Ｓ３０３でＮｏと判断）され、ステップＳ３０５に進む。

　時刻ｔ３において、ステップＳ３０５の制御が行われる。すなわち、制御部２０１はトランジスタ２０７ｄにＯＮ信号を送信し、リレー２０６がＯＦＦ、リレー２０７がＯＮになり、駆動モータ２０９は反転する。これにより、ルーフパネル１０２ａの開駆動が開始され、ルーフパネル１０２ａに挟み込まれた物体が開放される。このとき、駆動モータ２０９の反転を示す信号（－Ｖｐ）がパルスセンサ２１０から制御部２０１に入力される。図４Ａのタイミング図の場合、ＯＮ信号の出力後すぐに駆動モータ２０９が反転を開始しているので、パルスが規定時間以内に制御部２０１に入力されたと判断（Ｓ３０６でＹｅｓと判断）され、図３の制御フローは終了する。その後、時刻ｔ４において、制御部２０１はトランジスタ２０７ｄにＯＦＦ信号を送信し、駆動モータ２０９は挟み込み時の反転制御を終了する。この場合、リレー２０６は正常動作を行っているため、固着はないと判断される。

　図４Ｂは、リレー２０６の固着が発生している異常状態における制御タイミング図の一例である。本タイミング図はルーフパネル１０２ａに挟み込まれた物体が柔らかい物体であり、挟み込み自体によってルーフパネル１０２ａの閉駆動が停止しない場合を想定したものである。図３のフローチャートにおいて、ステップＳ３０３でＹＥＳと判断された場合に図４Ｂのタイミング図による制御が行われる。

　時刻ｔ２において、制御部２０１はトランジスタ２０６ｄにＯＦＦ信号を送信するが、リレー２０６がＯＮ状態に固着しているため、リレー２０６はＯＦＦにならない。そのため、駆動モータ２０９は正転を継続し、パルスセンサ２１０から制御部２０１に入力される信号は正転を示す信号（＋Ｖｐ）のままである。よって、ステップＳ３０３において、制御部２０１はパルスセンサ２１０からの信号の継続時間が規定値以上であると判断（Ｓ３０３でＹｅｓと判断）し、ステップＳ３０４に進む。

　時刻ｔ３において、ステップＳ３０５の制御が行われる。すなわち、制御部２０１はトランジスタ２０７ｄにＯＮ信号を送信し、リレー２０７がＯＮになる。リレー２０６はＯＮ固着のままであるため、駆動モータ２０９は停止する。その後、トランジスタ２０７ｄをＯＦＦが戻ると再び駆動モータ２０９は正転してしまうので、リレー２０７がＯＮ状態を継続するように制御部２０１はトランジスタ２０７ｄにＯＮ信号を送信し続ける。このフローではリレー２０６の固着があると判断される。

　図４Ｃは、リレー２０６の固着が発生している異常状態における制御タイミング図の他の例である。本タイミング図はルーフパネル１０２ａに挟み込まれた物体が固い物体であり、挟み込み自体によってルーフパネル１０２ａの閉駆動が停止する場合を想定したものである。図３のフローチャートにおいて、ステップＳ３０３でＮｏと判断され、ステップＳ３０６でＮｏと判断された場合に図４Ｃのタイミング図による制御が行われる。

　時刻ｔ２において、制御部２０１はトランジスタ２０６ｄにＯＦＦ信号を送信するが、リレー２０６がＯＮ状態に固着しているため、リレー２０６はＯＦＦにならない。しかしながら、ルーフパネル１０２ａに挟み込まれた物体が固い物体である場合、挟み込み自体によってルーフパネル１０２ａの閉動作が停止し、駆動モータ２０９も停止する。そのため、パルスセンサ２１０から制御部２０１に入力される信号は停止を示す。よって、ステップＳ３０３において、制御部２０１はパルスセンサ２１０からの信号の継続時間が規定値以下であると判断（Ｓ３０３でＮｏと判断）し、ステップＳ３０５に進む。なお、この時点では、挟み込まれた物体が固いためルーフパネル１０２ａは動かないが駆動モータ２０９には電流が供給されているため、挟み込まれた物体に荷重が加わり続けている。

　時刻ｔ３において、ステップＳ３０５の制御が行われる。すなわち、制御部２０１はトランジスタ２０７ｄにＯＮ信号を送信する。リレー２０７がＯＮになるが、リレー２０６はＯＮ固着のままであるため、駆動モータ２０９は停止状態を維持する。そのため、パルスセンサ２１０から制御部２０１に入力される信号は変化しない。よって、パルスが規定時間以内に制御部２０１に入力されていないと判断（Ｓ３０６でＮｏと判断）され、ステップＳ３０４に進む。その後は図４Ｂの場合と同様である。この制御により、ルーフパネル１０２ａが停止した状態であることは時刻ｔ３以前の挟み込み状態と変わらないが、挟み込まれた物体に駆動モータから荷重が加わり続けることが解消される。このフローではリレー２０６の固着があると判断される。

　以上のように、本実施形態の制御フローでは、ステップＳ３０３とステップＳ３０６の２つのステップにより固着の有無を判断する。ステップＳ３０３においては、制御部２０１は挟み込み発生時にリレー２０６のＯＮ固着の有無を判断し、固着があった場合であってもルーフパネル１０２ａの閉駆動を停止することができる。また、ステップＳ３０５、Ｓ３０６による反転動作の判断を行うことにより、固い物体を挟み込んで閉駆動が停止された場合に固着がないと誤検出される可能性も低減されている。

　固着の判断方法は図３に示したＳ３０３、Ｓ３０５及びＳ３０６の組合せに限定されるものではない。ステップＳ３０３及びステップＳ３０６のいずれかのステップを省略したり、さらに別のステップを追加してもよい。固着の判断方法について、挟み込み検出によるルーフパネル１０２ａの動作制御を説明した。しかしながら、固着の判断方法は、挟み込み検出によるルーフパネル１０２ａの動作に限られるものではない。例えば、使用者が任意の位置でルーフパネル１０２ａの動作を制御させたい場合には、ステップＳ３０５とステップＳ３０６を省略してもよい。具体的には、ステップＳ３０３において、制御部２０１がパルスセンサ２１０からの信号の継続時間を規定値未満であると判断（ステップ３０３でＮｏと判断）すれば、固い物体の挟み込みを考慮することなく、ルーフパネル１０２ａの閉動作が停止したものと判断することができる。他方、ステップＳ３０３において、制御部２０１がパルスセンサ２１０からの信号の継続時間を規定値以上であると判断（ステップＳ３０３でＹｅｓと判断）すれば、固着があったものとして、ルーフパネル１０２ａの閉動作が続くことになる。この場合、ルーフパネル１０２ａの閉動作を停止させる必要がある（ステップＳ３０４）。このため、固い物体の挟み込みにおいて固着がない誤検出を防止するためのステップＳ３０５とステップＳ３０６を行う必要はない。

　本実施形態では、制御部２０１は固着の有無を判断できる。この判断結果を用いて、固着が発生していると判断された場合にユーザに警告を与えるステップを追加しても良い。この追加のステップでは、制御部２０１は、警告装置１１２に制御信号を出力する。その制御信号に応じて、警告装置１１２は、光若しくは音の発生又は警告内容の表示によりユーザに警告を与える。例えば、警告装置１１２は、ルーフパネル１０２ａが動作しない旨をユーザに警告してもよく、部品の交換又は修理を促す警告をしてもよい。この警告は音声を車内に流すことにより行ってもよく、車両に設置されたナビゲーション機器の画面上に表示して行ってもよい。また、リレーの固着があった場合には、ユーザが開閉スイッチ１１０を操作したとしても、制御部２０１は開閉スイッチ１１０からの信号を受け付けず、ルーフパネル１０２ａを開閉駆動しないようにしてもよい。

　制御部２０１はパルスセンサ２１０の出力に基づいてルーフパネル１０２ａの位置情報を取得して、この位置情報を制御に用いてもよい。この位置情報はルーフパネル１０２ａが開状態であるか又は閉状態であるかを示す２値のデータであってもよく、ルーフパネル１０２ａの開口幅を定量化した多値のデータであってもよい。

　制御部２０１は、上述のルーフパネル１０２ａの位置情報に基づいて本制御フローを実行するか否かを決定してもよい。例えば、ルーフパネル１０２ａが全閉に近い場合にのみ本制御フローを実行してもよい。ルーフパネル１０２ａが大きく開いている状態で本制御フローを実行するとルーフパネル１０２ａが開状態のまま固定されてしまうことがあり、ユーザの利便性を損なう場合があるためである。ルーフパネル１０２ａが大きく開いているときに挟み込みの可能性を制御部２０１が検出した場合、停止状態を一定時間だけ保持して、その後リレー２０７をＯＦＦにして再度閉駆動を行うようにしてもよい。そうすることにより、挟み込みを抑制しつつ、ルーフを全閉することができる。

［第２実施形態］
　本発明の第２実施形態に係る車両用開閉部材の制御装置及び制御方法について説明する。

＜車両用開閉部材の制御装置＞
　図５は、車両用開閉部材の制御装置５００の機能ブロック図である。図５に示すように、制御装置５００は、制御部２０１、入力回路２０２、電源回路２０３、出力回路２０４、駆動回路５０１及びパルスセンサ２１０を備える。制御部２０１、入力回路２０２、電源回路２０３及び出力回路２０４の構成は、第１実施形態と略同様であり、説明を省略する。なお、制御装置５００は、電源遮断回路、クロック周波数を提供する発振器、カウンタ回路等のハードウェア素子等をさらに備えていてもよい。

　駆動回路５０１は、リレー２０６～２０８及びトランジスタ２０６ｄ～２０８ｄを備える。すなわち、本実施形態の駆動回路５０１は、緊急用のリレー２０８及びトランジスタ２０８ｄをさらに備える点において第１実施形態に係る駆動回路２０５と異なる。リレー２０６の端子２０６ｂはバッテリ電源＋Ｂに接続され、端子２０６ｃはグラウンドＧＮＤに接続され、そして、端子２０６ａはリレー２０８の端子２０８ｂに接続されている。リレー２０８の端子２０８ｂはリレー２０６の端子２０６ａに接続され、端子２０８ｃはグラウンドＧＮＤに接続され、そして、端子２０８ａは駆動モータ２０９に接続されている。また、リレー２０７の端子２０７ａは駆動モータ２０９に接続され、端子２０７ｂはバッテリ電源＋Ｂに接続され、そして、端子２０７ｃはグラウンドＧＮＤに接続されている。なお、駆動回路５０１は、必要に応じて、抵抗やコンデンサ等その他の素子を含んでいてもよい。

　制御部２０１は、トランジスタ２０６ｄ～２０８ｄをＯＮ／ＯＦＦすることで、リレー２０６～２０８のソレノイドに流れる電流を制御し、リレー２０６～２０８の接続先を切り替える。リレー２０８の端子２０８ａは、トランジスタ２０８ｄがＯＮのときグラウンドＧＮＤに接続された状態になっており、トランジスタ２０８ｄがＯＦＦになるとリレー２０６に接続される。そして、制御部２０１は、トランジスタ２０８ｄをＯＦＦすることで、リレー２０８の端子２０８ａをリレー２０６に接続し（端子２０８ｂと２０８ａとの接続）、トランジスタ２０８ｄをＯＮすることで、リレー２０８をグラウンドＧＮＤに接続する（端子２０８ｃと２０８ａとの接続）。なお、リレー２０６、２０７の制御については第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

　つまり、制御部２０１は、リレー２０６をバッテリ電源＋Ｂに接続し、リレー２０８をリレー２０６に接続し、そして、リレー２０７をグラウンドＧＮＤに接続することにより、駆動モータ２０９を正転させ、ルーフパネル１０２ａを閉駆動することができる。一方、制御部２０１は、リレー２０７をバッテリ電源＋Ｂに接続し、リレー２０８をグラウンドＧＮＤに接続することにより、駆動モータ２０９を反転させ、ルーフパネル１０２ａを開駆動することができる。また、制御部２０１は、リレー２０７をバッテリ電源＋Ｂに接続し、リレー２０８をリレー２０６に接続し、リレー２０６をグラウンドＧＮＤに接続することにより、駆動モータ２０９を反転させ、ルーフパネル１０２ａを開駆動することができる。また、制御部２０１は、リレー２０６及びリレー２０７をともにバッテリ電源＋Ｂ又はグラウンドＧＮＤに接続することにより、駆動モータ２０９の回転を停止させ、ルーフパネル１０２ａを停止させることができる。また、制御部２０１は、リレー２０７及びリレー２０８をともにグラウンドＧＮＤに接続することにより、駆動モータ２０９の回転を停止させ、ルーフパネル１０２ａを停止させることができる。このように、制御部２０１は、車両のバッテリ電源＋Ｂから駆動モータ２０９に供給される電圧を制御することにより、駆動モータ２０９の回転の開始及び停止、並びに、回転の方向（正転及び反転）を制御することができる。

　表２は、トランジスタ２０６ｄ～２０８ｄのＯＮ／ＯＦＦと、駆動モータ２０９の正転、反転及び停止との関係を示す。

＜車両用開閉部材の制御方法＞
　本実施形態に係る車両用開閉部材の制御装置による制御方法について説明する。

　図６は、車両用開閉部材の制御装置２００による、車両用開閉部材としてのルーフパネル１０２ａの制御フローチャートである。なお、ステップＳ３０１、３０２は、第１実施形態と同様であり、説明を省略する。

　ステップＳ６０１において、制御部２０１はリレー２０６の固着の有無を判断する。固着の判断は第１実施形態のステップＳ３０３、Ｓ３０５、Ｓ３０６と同様の手順により行ってもよく、ステップＳ３０３のみにより行ってもよく、その他の方法により行ってもよい。固着がある場合、ステップＳ６０２に進み、固着がない場合、ステップＳ６０３に進む。

　ステップＳ６０１においてリレー２０６に固着があると判断された場合、ステップＳ６０２において、制御部２０１は緊急用のリレー２０８にＯＮ信号を出力する。これにより、リレー２０６はＯＮ固着、リレー２０７はＯＦＦ、リレー２０８はＯＮになるため、駆動モータ２０９は停止する。その後、ステップＳ６０３に進む。

　ステップＳ６０３において、制御部２０１はトランジスタ２０７ｄにＯＮ信号を出力する。これにより、リレー２０６はＯＮ固着、リレー２０７はＯＮ、リレー２０８はＯＮになるため、駆動モータ２０９は反転し、ルーフパネル１０２ａによる物体の挟み込みが解消される。

　図７は、（ａ）トランジスタ２０６ｄのＯＮ／ＯＦＦ、（ｂ）トランジスタ２０７ｄのＯＮ／ＯＦＦ、（ｂ）トランジスタ２０８ｄのＯＮ／ＯＦＦ、（ｄ）パルスセンサ２１０からの信号電圧（＋Ｖｐ、－Ｖｐ）及び（ｅ）駆動モータ２０９の回転方向を示すタイミング図である。図６のフローチャートにおいて、ステップＳ６０１でＹＥＳと判断された場合に図７のタイミング図による制御が行われる。

　時刻ｔ１において、制御部２０１はトランジスタ２０６ｄにＯＮ信号を送信し、トランジスタ２０８ｄにＯＦＦ信号を送信する。これにより、リレー２０６がＯＮ、リレー２０８がＯＦＦになり、駆動モータ２０９は正転し、ルーフパネル１０２ａの閉駆動が開始される。このとき、駆動モータ２０９の正転を示す信号（＋Ｖｐ）がパルスセンサ２１０から制御部２０１に入力される。

　時刻ｔ２において、ルーフパネル１０２ａに物体が挟み込まれ、図６の制御フローが開始する。トランジスタ２０６ｄにＯＦＦ信号が出力されるが、リレー２０６に固着がある場合、駆動モータ２０９は停止せず正転を続ける。よってステップＳ６０１ではＹｅｓと判断される。

　時刻ｔ３において、ステップＳ６０２の制御が行われる。すなわち、制御部２０１はトランジスタ２０８ｄにＯＮ信号を出力し、駆動モータ２０９は停止する。その後、時刻ｔ４において、制御部２０１はトランジスタ２０７ｄにＯＮ信号を送信し、駆動モータ２０９は反転する。

　このように、本実施形態では、リレー２０６がＯＮ固着した場合であっても緊急用として設けられたリレー２０８を用いることにより、通常時と同様の反転駆動が可能となる。これにより、リレーが固着した状況で物体の挟み込みが生じた場合に車両用開閉部材を停止させることができるだけでなく、反転駆動により物体に加わる荷重を逃すこともできる。

＜第２実施形態の第１変形例＞
　図８は第２実施形態の変形例に係るフローチャートである。図６との違いは、リレー２０８にＯＮ信号を出力するステップＳ６０２の前にトランジスタ２０７ｄにＯＮ信号を出力するステップＳ６０４を設けている点である。ステップＳ６０４において、リレー２０６はＯＮ固着、リレー２０７はＯＮ、リレー２０８はＯＦＦになるため、駆動モータ２０９は停止する。その後、ステップＳ６０２において、制御部２０１はリレー２０８にＯＮ信号を出力する。これにより、リレー２０６はＯＮ固着、リレー２０７はＯＮ、リレー２０８はＯＮになるため、駆動モータ２０９は反転し、ルーフパネル１０２ａによる物体の挟み込みが解消される。したがって、本変形例においても図６のフローチャートと同様の制御が実現される。

＜第２実施形態の第２変形例＞
　第２実施形態の別の変形例として、図５の回路において、リレー２０８をリレー２０６の代替回路として用いてもよい。制御部２０１は、リレー２０８にリレー２０６と反対の動作をするように信号を出力する。通常動作時のトランジスタ２０６ｄ～２０８ｄのＯＮ／ＯＦＦと、駆動モータ２０９の正転、反転及び停止との関係を表３に示す。

　ここでリレー２０６がＯＮ固着した場合、リレー２０６及びリレー２０８の直列接続回路のＯＮ／ＯＦＦはリレー２０８のＯＮ／ＯＦＦで決まるので、ＯＮ固着時の動作は表４のようになる。

　表３及び表４から理解できるように、リレー２０８をリレー２０６の代替回路として用いることで、リレー２０６がＯＮ固着している場合であっても通常時と同じ制御が可能となる。したがって、本変形例では、上述の各実施形態と同様にリレー２０６のＯＮ固着時に物体の挟み込み時の停止及び反転動作が可能になるとともに、固着時であってもユーザの利便性が損なわれない。

［その他の実施形態］
　第１又は第２の実施形態において、駆動モータ２０９の制御としてＰＷＭ（Pulse　Width　Modulation）制御を行い、切替部として、リレー以外のスイッチング素子（スイッチ）を用いてもよい。例えば、リレー２０６～２０８の代わりにＦＥＴを用いて車両用開閉部材の制御装置を構成してもよい。このとき、制御部２０１は、切替部として設けられたＦＥＴに対しＰＷＭ制御に基づく制御信号を出力するよう構成されていてもよい。上述のような構成とすることで、ＦＥＴが故障により常にＯＮ、又はＯＦＦになった場合においても、駆動モータの回転方向を検出することで、故障に対するフェールセーフを実現することができる。なお、切替部としてリレーの代わりにＦＥＴを用いる構成の場合には、上記第１又は第２の実施形態の説明の中で、「リレーの固着」を「ＦＥＴの故障」に読み替えることにより、該構成は同様に説明される。

　この出願は２０１４年１１月２６日に出願された日本国特許出願第２０１４－２３８８９９号からの優先権を主張するものであり、その内容を引用してこの出願の一部とするものである。

１０２：車両用開閉部材、１１０：開閉スイッチ、１１２：警告装置、１１３：ＩＧスイッチ、２００：車両用開閉部材の制御装置、２０１：制御部、２０２：入力回路、２０３：電源回路、２０４：出力回路、２０５：駆動回路、２０６：リレー（切替部）、２０７：リレー（切替部）、２０８：リレー（切替部）、２０９：駆動モータ、２１０：駆動モータの回転方向の検出部（パルスセンサ）

Claims

　第１の方向に回転することにより車両に設けられる開閉部材を閉駆動させ、前記第１の方向とは反対の第２の方向に回転することにより前記開閉部材を開駆動させる駆動モータの回転の開始動作及び前記駆動モータの回転の方向を、切替部の接続を切り替えるための制御信号を出力することにより制御する制御部と、
　前記駆動モータの回転の方向を示す信号を前記制御部に出力する検出部とを備え、
　前記制御部は、前記検出部からの信号を基に、前記切替部の固着の有無を判断し、
　前記制御部は、前記固着があると判断した場合、前記駆動モータを停止させ、かつ停止状態を維持させるように前記切替部の接続を切り替えるための制御信号を出力する、車両用開閉部材の制御装置。
　前記固着の有無の判断は、前記開閉部材が開駆動又は閉駆動する際に前記開閉部材に物体が挟み込まれたときに実行される、請求項１に記載の制御装置。
　前記制御部は、前記制御部が前記駆動モータを停止させる信号を出力した後、前記駆動モータが前記第１の方向又は第２の方向に回転していることを示す信号が第１の規定時間以上前記検出部から入力され続けている場合に前記固着があると判断する、請求項１又は２に記載の制御装置。
　前記制御部は、前記制御部が前記駆動モータを停止させる信号を出力し、その後前記駆動モータの回転方向を反転させる信号を出力した後、前記駆動モータが前記第１の方向又は第２の方向に回転していることを示す信号が第２の規定時間が経過するまでに入力されない場合に前記固着があると判断する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の制御装置。
　前記切替部は、
　　前記制御部からの制御信号によりオン又はオフに制御される、第１のスイッチ及び第２のスイッチを有し、
　　前記第１のスイッチがオン、かつ前記第２のスイッチがオフの場合に前記駆動モータは前記第１の方向に回転し、
　　前記第１のスイッチがオフ、かつ前記第２のスイッチがオンの場合に前記駆動モータは前記第２の方向に回転し、
　　前記第１及び第２のスイッチがいずれもオン又はいずれもオフの場合に前記駆動モータは停止する
　ように構成され、
　前記制御部は、前記第１のスイッチに固着があると判断した場合に、前記第２のスイッチを切り替えることにより前記駆動モータを停止させ、又は停止状態を維持させる、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車両用開閉部材の制御装置。
　前記切替部は、
　　前記制御部からの制御信号によりオン又はオフに制御される、第１のスイッチ、第２のスイッチ及び第３のスイッチを有し、
　　前記第１のスイッチがオン、前記第２のスイッチがオフ、かつ前記第３のスイッチがオフの場合に前記駆動モータは前記第１の方向に回転し、
　　前記第１のスイッチがオフ、かつ前記第２のスイッチがオンの場合に前記駆動モータは前記第２の方向に回転し、
　　前記第３のスイッチがオン、かつ前記第２のスイッチがオンの場合に前記駆動モータは前記第２の方向に回転し、
　　それ以外の場合に前記駆動モータは停止する
　ように構成され、
　前記制御部は、前記第１のスイッチを切り替えることができない固着が有ると判断した場合に、前記第３のスイッチを切り替えることにより前記駆動モータを停止させ、又は停止状態を維持させる、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の車両用開閉部材の制御装置。
　前記制御部は、さらに前記第２のスイッチを切り替えることにより前記駆動モータを反転動作させる、請求項６に記載の車両用開閉部材の制御装置。
　前記制御部は、前記検出部からの信号を基に前記開閉部材の位置を判断し、
　前記制御部は、前記駆動モータを停止させ、かつ停止状態を維持させるように前記切替部の接続を切り替えるための制御信号を出力するか否かを前記開閉部材の位置に基づいて決定する、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の車両用開閉部材の制御装置。
　前記制御部は、ＰＷＭ制御に基づいて前記制御信号を出力する、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の車両用開閉部材の制御装置。
　車両に設けられる開閉部材の駆動モータの回転を停止させるために、切替部の接続を切り替えるための制御信号を出力するステップと、
　前記駆動モータが回転していることを示す信号を入力するステップと、
　前記駆動モータが前記開閉部材を閉駆動する方向に回転していることを示す信号を基に、前記切替部が固着していると判断するステップと、
　前記固着があると判断した場合、前記駆動モータを停止させ、かつ停止状態を維持させるように前記切替部の接続を切り替える制御信号を出力するステップと
　を備える車両用開閉部材の制御方法。