开闭体控制装置及开闭体控制方法

文档序号:1651998 发布日期:2019-12-24 浏览:24次 >En<

阅读说明:本技术 开闭体控制装置及开闭体控制方法 (Opening/closing body control device and opening/closing body control method ) 是由 都军安 阿部勤 于 2018-05-01 设计创作,主要内容包括:对搭载于车辆的窗玻璃(2)的运动进行控制的电动窗装置具有:开闭控制部(60),执行将窗玻璃(2)自动地关闭的自动关闭功能;计数部(63),对驱动窗玻璃(2)的电动机(10)的启动次数进行计数;以及功能限制部(64),基于电动机(10)的启动次数,限制自动关闭功能。功能限制部(64)在窗玻璃(2)到达了全闭位置时将自动关闭功能的限制解除。(A power window device for controlling the movement of a window glass (2) mounted on a vehicle is provided with: an opening/closing control unit (60) that performs an automatic closing function for automatically closing the window glass (2); a counting unit (63) that counts the number of times a motor (10) that drives the window glass (2) is started; and a function limiting unit (64) that limits the automatic shutdown function on the basis of the number of times the motor (10) is started. The function restriction unit (64) releases the restriction of the automatic closing function when the window glass (2) reaches the fully closed position.)

开闭体控制装置及开闭体控制方法

技术领域

本发明涉及通过电动机来使车辆的窗玻璃、活动车顶(sunroof)、后视镜等的开闭体动作的开闭体控制装置。

背景技术

以往,已知有使活动车顶开闭的电动机(马达)的驱动控制装置(参照专利文献1)。该装置计测活动车顶从全闭位置向打开方向滑动时的工作时间。并且,在该工作时间达到了规定的最大值时使马达停止,从而能够不依靠于限位开关地、在活动车顶达到了全开位置时使活动车顶的运动停止。关于活动车顶从全开位置向关闭方向滑动时,也是同样的。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本实开平3-114421号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是,如上所述的控制对于需要以数毫米为单位高精度地检测开闭体的位置的情况并不适合。这是因为开闭体的位置的检测误差(开闭体的实际的位置与检测到的位置的差)较大。需要高精度地检测开闭体的位置的情况,例如是在执行将开闭体自动地关闭的自动关闭功能时对开闭体是接触到了异物或是到达了全闭位置加以区别的情况。在该情况下,若开闭体的位置的检测误差较大,则自动关闭功能可能会误动作。具体而言,可能将开闭体到达了全闭位置的状态误识别为接触到异物的状态,并使开闭体的移动方向反转而将开闭体打开。或者,可能将开闭体接触到异物的状态误识别为到达了全闭位置的状态,导致开闭体将异物夹入。

鉴于上述的点,希望提供能够更可靠地防止自动关闭功能的误动作的开闭体控制装置。

用于解决课题的手段

本发明的遵循实施例的开闭体控制装置,对搭载于车辆的开闭体的运动进行控制,该开闭体控制装置具有:开闭控制部,执行将上述开闭体自动地关闭的自动关闭功能;计数部,计数驱动上述开闭体的电动机的启动次数;以及功能限制部,基于上述启动次数,限制上述自动关闭功能。

发明的效果

根据上述的手段,能够提供能够更可靠地防止自动关闭功能的误动作的开闭体控制装置。

附图说明

图1是表示电动窗装置的构成例的概略图。

图2是表示图1的电动窗装置中的运算装置的构成例的功能框图。

图3是自动关闭处理的流程图。

图4A是表示窗玻璃与上部窗框的位置关系的剖视图。

图4B是表示窗玻璃与上部窗框的位置关系的剖视图。

图5是基本处理的流程图。

图6是表示旋转角度检测器的构成例的概略图。

图7是换向器的概略图。

图8A是表示生成第1脉冲信号的定时的一例的图。

图8B是表示生成第1脉冲信号的定时的其他的一例的图。

图9是表示生成第2脉冲信号的定时的一例的图。

图10是旋转量计算处理的流程图。

图11是表示合成脉冲信号及霍尔脉冲信号的各自的推移的图。

图12是更新处理的流程图。

图13是表示电动机的旋转稳定状态的一例的图。

图14是表示旋转稳定状态时的电动机的端子间电压、电流及第1脉冲信号的时间的推移的图。

具体实施方式

以下,参照附图,对作为本发明的实施例的开闭体控制装置的一例的电动窗装置进行说明。图1是表示电动窗装置的构成例的概略图。

电动窗装置对搭载于车辆的门1的作为开闭体的窗玻璃2的运动进行控制。电动窗装置具有主要进行窗玻璃驱动机构4的控制的运算装置6。在图1的例子中,运算装置6设置于门1内,但也可以设置于车辆内的其他的位置。

门1具备窗1a。窗1a通过窗玻璃2上下运动而被开闭。具体而言,窗玻璃2下降从而窗1a被打开,窗玻璃2上升,从而窗1a被关闭。并且,若窗玻璃2上升到全闭位置,则窗1a成为全闭状态。此时,窗玻璃2的上端部2t触碰到构成门1的上端部的上部窗框3。

窗玻璃驱动机构4是使窗玻璃2上下运动的机构,收纳于门1内。窗玻璃驱动机构4包括作为动力源的电动机10。

电动机10能够正向及反向地旋转,通过向一个方向旋转从而使窗玻璃2上升,通过向另一个方向旋转从而使窗玻璃2下降。在图1的例子中,电动机10是具备换向器的直流换向器电动机。运算装置6控制电动机10的旋转,由此能够控制基于窗玻璃2的窗1a的开闭。

图2是表示运算装置6的构成例的功能框图。运算装置6主要接受来自操作按钮7、电压检测部10a及电流检测部10b的信号并执行各种运算,并能够对于4个开关SW1~SW4分别输出控制指令。在图2的例子中,运算装置6是具备CPU、易失性存储器、非易失性存储器等的微型计算机。开关SW1~SW4由半导体继电器构成。也可以用电磁继电器构成。

电动机10经由4个开关SW1~SW4而与电源连接。并且,在开关SW1和开关SW3成为闭合状态(导通状态)时正向旋转而使窗玻璃2下降。另外,在开关SW2和开关SW4成为闭合状态时反向旋转而使窗玻璃2上升。在与电源连接的图2的例子中,在正向旋转的电动机10中流通的电流具有正的值,在反向旋转的电动机10中流通的电流具有负的值。在惯性旋转中,开关SW2和开关SW3成为闭合状态,在正向旋转的电动机10中流通的电流具有负的值,在反向旋转的电动机10中流通的电流具有正的值。在本实施例中,在惯性旋转中也检测旋转,因此电动机10和电流检测部10存在于闭环中。另外,在本实施例中,电动机10由于电阻值足够大,因此即使将电动机10的2个端子短路,也因惯性而旋转。另一方面,若在电阻值较小的情况下使电动机10的2个端子短路,则电动机10急速地减速。为了抑制惯性旋转中的电动机10的减速,只要形成通过电阻器的闭环即可。

电压检测部10a检测电动机10的端子间电压V。电流检测部10b检测在电动机10中流通的电流Im。

操作按钮7是用于操作窗玻璃2的操作装置的一例,例如设置于门1的车厢侧的表面。在本实施例中,操作按钮7包括自动打开按钮7A、手动打开按钮7B、自动关闭按钮7C及手动关闭按钮7D。

运算装置6具有开闭控制部60、位置检测部61、接触判定部62、计数部63及功能限制部64,作为用于执行各种运算的功能元件。

开闭控制部60控制窗玻璃2的运动。在本实施例中,开闭控制部60根据来自操作按钮7的信号,控制窗玻璃2的运动。

例如,开闭控制部60,在满足规定的开窗条件的情况下,执行使窗玻璃2自动地打开(下降)的自动打开功能。例如,若自动打开按钮7A***作,则判定为满足规定的开窗条件,使开关SW1及开关SW3为闭合状态来使电动机10正向旋转而使窗玻璃2下降。并且,使该正向旋转继续,直到其他的按钮***作、或者窗玻璃2到达全开位置为止。也可以在自动打开按钮7A被再次操作时使该正向旋转停止。

另外,开闭控制部60,在手动打开按钮7B***作时,仅在手动打开按钮7B***作期间执行使窗玻璃2打开(下降)的手动打开功能。例如,仅在手动打开按钮7B被按下期间使开关SW1及开关SW3为闭合状态来使电动机10正向旋转而使窗玻璃2下降。并且,在手动打开按钮7B的按下被中止之后经过了规定时间时,使该正向旋转停止。

另外,开闭控制部60,在满足规定的关窗条件的情况下执行使窗玻璃2自动地关闭(上升)的自动关闭功能。例如,在自动关闭按钮7C***作时,判定为满足规定的关窗条件,使开关SW2及开关SW4为闭合状态来使电动机10反向旋转而使窗玻璃2上升。并且,使该反向旋转继续,直到其他的按钮***作、或者窗玻璃2到达全闭位置为止。也可以在自动关闭按钮7C被再次操作时使该反向旋转停止。

另外,开闭控制部60,在手动关闭按钮7D***作时,仅在手动关闭按钮7D***作期间执行使窗玻璃2关闭(上升)的手动关闭功能。例如,仅在手动关闭按钮7D被按下期间使开关SW2及开关SW4为闭合状态来使电动机10反向旋转而使窗玻璃2上升。并且,若在手动关闭按钮7D的按下被中止之后经过规定时间,则使该反向旋转停止。

位置检测部61检测窗玻璃2的位置。在本实施例中,位置检测部61计算电动机10的旋转角度。然后,基于电动机10的旋转角度,检测与全闭位置有关的窗玻璃2的上端部2t的相对位置。另外,位置检测部61,每当判定为窗1a成为全闭状态,就用在该时间点检测到的上端部2t的位置来更新作为基准位置的全闭位置。即,上端部2t的当前的位置成为全闭位置。

接触判定部62判定窗玻璃2与其他的物体是否接触。在本实施例中,接触判定部62判定在自动关闭功能的执行过程中窗玻璃2与其他的物体是否接触。例如,基于位置检测部61计算的电动机10的旋转角速度、端子间电压V及电流Im,计算转矩。并且,在计算出的转矩为规定的第1阈值以上的情况下,判定为窗玻璃2与其他的物体接触。

计数部63对电动机10的启动次数进行计数。在本实施例中,计数部63在电动机10启动时、即电动机10的旋转开始时,对电动机10的启动次数进行正向计数。例如,每当操作按钮7***作,使启动次数加1(增加)。另外,计数部63每当窗玻璃2到达全闭位置就将启动次数复位为零。

功能限制部64限制开闭控制部60的功能的一部分。在本实施例中,功能限制部64在满足规定的功能限制条件的情况下限制自动关闭功能。例如,基于电动机10的启动次数,限制自动关闭功能。

自动关闭功能的限制包括:例如,将自动关闭功能的执行禁止、使基于自动关闭功能的窗玻璃2的上端部2t的最终到达位置为比全闭位置低的位置、对基于自动关闭功能的窗玻璃2的移动距离(上升距离)进行限制等。

功能限制部64例如在电动机10的启动次数超过了规定的阈值时,判定为满足规定的功能限制条件,禁止自动关闭功能的执行。这是由于,启动次数越多,则窗玻璃2的位置的检测误差越大,自动关闭功能误动作的可能性提高。

关于该点,在为了使窗玻璃2上升而启动电动机10的情况和为了使窗玻璃2下降而启动电动机10的情况下、检测误差的增减方向为完全相反时,计数部63也可以考虑该差异。例如,计数部63可以在自动打开按钮7A或手动打开按钮7B被按下时使启动次数增加1,在自动关闭按钮7C或手动关闭按钮7D被按下时使启动次数减1(减少)。

另外,功能限制部64在窗玻璃2到达了全闭位置时将自动关闭功能的限制解除。这是由于,成为自动关闭功能的误动作的原因的、窗玻璃2的位置的检测误差被复位为零。

在此,参照图3、图4A及图4B,对自动关闭按钮7C***作时运算装置6执行的处理(以下,设为“自动关闭处理”)进行说明。图3是自动关闭处理的流程图。图4A及图4B是表示窗玻璃2的上端部2t与上部窗框3的位置关系的剖视图,对应于从以箭头AR1所示的方向来观察包含图1的虚线L1在内的平面时的剖视图。

首先,运算装置6判定自动关闭功能是否有效(步骤ST1)。运算装置6,例如在未通过功能限制部64限制自动关闭功能的情况下判定为自动关闭功能有效。在未通过功能限制部64禁止自动关闭功能的情况下,也可以判定为自动关闭功能有效。即,即使自动关闭功能被限制的情况下,如果未被禁止,则可以判定为自动关闭功能有效。

在判定为自动关闭功能无效的情况下(步骤ST1的否),开闭控制部60不使自动关闭功能开始、而使本次的自动关闭处理结束。

在判定为自动关闭功能有效的情况下(步骤ST1的是),开闭控制部60使自动关闭功能开始(步骤ST2)。开闭控制部60例如使开关SW2及开关SW4为闭合状态来使电动机10反向旋转而使窗玻璃2上升。

之后,接触判定部62判定窗玻璃2与其他的物体是否接触(步骤ST3)。接触判定部62例如在电动机10产生的转矩为第1阈值以上的情况下判定为窗玻璃2与其他的物体接触。

在判定为窗玻璃2与其他的物体未接触的情况下(步骤ST3的否),接触判定部62反复进行步骤ST3的判定,直到判定为窗玻璃2与其他的物体接触为止。

在判定为窗玻璃2与其他的物体接触的情况下(步骤ST3的是),位置检测部61判定窗玻璃2的上端部2t的位置是否处于非检测范围内(步骤ST4)。

非检测范围表示,不将与窗玻璃2接触的物体检测为异物的范围,即,与窗玻璃2接触的物体被视为是上部窗框3的范围。“范围”例如用距全闭位置的距离来表示。

在本实施例中,在如图4A所示那样、全闭位置与窗玻璃2的上端部2t的距离D1为阈值Dt以下的情况下,位置检测部61判定为窗玻璃2的上端部2t的位置处于非检测范围内。并且,若通过接触判定部62判定为窗玻璃2与其他的物体接触,并且通过位置检测部61判定为窗玻璃2的上端部2t的位置处于非检测范围内,则运算装置6判定为窗1a处于全闭合状态。

另一方面,在如图4B所示那样、全闭位置与窗玻璃2的上端部2t的距离D1比阈值Dt大的情况下,位置检测部61判定为窗玻璃2的上端部2t的位置不在非检测范围内。并且,若通过接触判定部62判定为窗玻璃2与其他的物体接触、并且通过位置检测部61判定为窗玻璃2的上端部2t的位置不在非检测范围内,则运算装置6判定为窗玻璃2与上部窗框3以外的异物接触。

在判定为窗玻璃2的上端部2t的位置处于非检测范围内的情况下(步骤ST4的是),开闭控制部60判定为窗1a处于全闭状态并使电动机10停止(步骤ST5)。也可以在电动机10产生的转矩达到第2阈值(>第1阈值)之前使电动机10的反向旋转继续,并在转矩达到了第2阈值时使电动机10的反向旋转停止。

之后,位置检测部61将全闭位置复位(初始化)(步骤ST6)。位置检测部61例如无论窗玻璃2的上端部2t的当前的位置是否与全闭位置一致,都将窗玻璃2的上端部2t的当前的位置设定为全闭位置。

然后,计数部63将启动次数复位。这是为了,通过全闭位置的复位,消除窗玻璃2的位置的检测误差。然后,功能限制部64,在限制了自动关闭功能的情况下,将该限制解除。这是由于,窗玻璃2的位置的检测误差已被解除,即自动关闭功能起因于该检测误差而误动作的可能性消失。

在判定为窗玻璃2的上端部2t的位置不在非检测范围内的情况下(步骤ST4的否),开闭控制部60判定为窗玻璃2与上部窗框3以外的异物接触,使电动机10的旋转方向反转(步骤ST7)。在本实施例中,开闭控制部60使正在反向旋转的电动机10正向旋转而使窗玻璃2下降。这是为了防止异物的夹入。

之后,开闭控制部60在窗玻璃2到达全开位置之前使电动机10正向旋转,窗玻璃2到达了全开位置时使电动机10停止(步骤ST8)。开闭控制部60也可以在窗玻璃2下降了规定距离时使电动机10的正向旋转停止。

接下来,参照图5,对在电动窗装置的工作中由运算装置6执行的基本的处理(以下,设为“基本处理”)进行说明。图5是基本处理的流程图。运算装置6以规定的控制周期反复地执行该基本处理。

首先,运算装置6判定操作按钮7是否***作(步骤ST11)。在本实施例中,运算装置6在自动打开按钮7A、手动打开按钮7B、自动关闭按钮7C及手动关闭按钮7D中的某一个被按下时判定为操作按钮7***作。

在判定为操作按钮7***作的情况下(步骤ST11的是),计数部63对电动机10的启动次数进行正向计数(步骤ST12)。在本实施例中,在自动打开按钮7A、手动打开按钮7B、自动关闭按钮7C及手动关闭按钮7D中的某一个被按下的情况下,也使启动次数增加1。

之后,功能限制部64判定启动次数是否超过了阈值(步骤ST13)。在本实施例中,功能限制部64判定启动次数是否超过了10次。

在判定为启动次数超过了阈值的情况下(步骤ST13的是),功能限制部64限制自动关闭功能(步骤ST14)。在本实施例中,功能限制部64禁止自动关闭功能的执行。

在判定为启动次数未超过阈值的情况下(步骤ST13的否),运算装置6不限制自动关闭功能,执行步骤ST15。在判定为操作按钮7未***作的情况下(步骤ST11的否),运算装置6不对启动次数进行正向计数,而且不限制自动关闭功能,执行步骤ST15。

在步骤ST15中,运算装置6判定窗1a是否处于全闭状态。在本实施例中,在窗玻璃2的上端部2t的位置处于非检测范围内的情况下,判定为窗1a处于全闭状态。例如,在上端部2t的位置通过手动关闭按钮7D的操作而达到非检测范围内的情况下,判定为窗1a处于全闭状态。

在判定为窗1a处于全闭状态的情况下(步骤ST15的是),位置检测部61将全闭位置复位,计数部63将启动次数复位,并且,功能限制部64在正在限制自动关闭功能的情况下,将该限制解除(步骤ST16)。在本实施例中,位置检测部61将窗玻璃2的上端部2t的当前的位置设定为全闭位置。计数部63将启动次数复位为零。功能限制部64在正在禁止自动关闭功能的执行的情况下,将该禁止解除。

在判定为窗1a未处于全闭状态的情况下(步骤ST15的否),运算装置6不进行全闭位置的复位、启动次数的复位及自动关闭功能的限制的解除中的任一个,而使本次的基本处理结束。

如上所述,电动窗装置具有:开闭控制部60,执行将窗玻璃2自动地关闭的自动关闭功能;计数部63,对驱动窗玻璃2的电动机10的启动次数进行计数;及功能限制部64,基于电动机10的启动次数,限制自动关闭功能。因此,在窗玻璃2的位置的检测误差可能变大时,能够限制自动关闭功能。例如在电动机10的启动次数超过了规定的阈值的情况下,能够限制自动关闭功能。启动次数超过阈值的状况,例如在反复进行用于使窗玻璃2稍微移动的微调操作的情况下发生。根据该构成,电动窗装置即使不具备用于检测窗玻璃2到达了全闭位置这一情况的传感器(限位开关、霍尔传感器等),也能够低成本并且可靠地防止自动关闭功能的误动作。即,在基于电流Im的脉动成分来检测窗玻璃2的位置的如后所述那样的构成中,也能够可靠地防止自动关闭功能的误动作。具体而言,能够防止将窗玻璃2到达了全闭位置的状态误识别为接触到异物的状态而导致使窗玻璃2的移动方向反转而使窗玻璃2打开的状况发生。另外,能够防止将窗玻璃2接触到异物的状态误识别为到达了全闭位置的状态而导致用窗玻璃2将异物夹入的状况发生。

功能限制部64可以在窗玻璃2到达了全闭位置时将自动关闭功能的限制解除。根据该构成,电动窗装置即使在自动关闭功能暂时被限制的情况下,也能够在窗玻璃2到达了全闭位置时将该限制解除而成为能够再次利用自动关闭功能的状态。

计数部63可以在电动机10启动时对电动机10的启动次数进行正向计数。例如,既可以每当操作按钮7***作就对启动次数进行正向计数,也可以与来自操作按钮7的信号无关地、每当电动机10的旋转开始就对启动次数进行正向计数。根据该构成,电动窗装置能够容易地识别窗玻璃2的位置的检测误差有可能变大的状态。

计数部63优选在窗玻璃2到达了全闭位置时将电动机10的启动次数复位为零。这是由于,若窗玻璃2到达全闭位置,则全闭位置被复位,窗玻璃2的位置的检测误差被消除。根据该构成,计数部63能够防止自动关闭功能错误地被提早限制。

功能限制部64可以在电动机10的启动次数超过规定的阈值的情况下禁止自动关闭功能的执行。禁止自动关闭功能的执行时的阈值,可以是比对自动关闭功能进行限制时的阈值大的值。根据该构成,电动窗装置能够在窗玻璃2的位置的检测误差变大的可能性高时将自动关闭功能的执行禁止。其结果,能够更可靠地防止自动关闭功能的误动作。

接下来,参照图6~图14,对位置检测部61的细节进行说明。旋转角度检测器100是位置检测部61的一例,检测电动机10的旋转角度,并基于该旋转角度,检测窗玻璃2的位置。在图6的例子中,旋转角度检测器100,基于电动机10的端子间电压V及在电动机10中流通的电流Im,检测电动机10的旋转角度。

图7是电动机10中的换向器20的概略图。如图7所示那样,换向器20由通过狭缝20s彼此隔开的8个换向器片20a构成。各换向器片20a的圆弧的中心角即狭缝间角度θc是约45度。

旋转角度检测器100主要包括电压滤波器部30、旋转角速度计算部31、旋转角度计算部32、电流滤波器部33、第1信号生成部34、第2信号生成部35、旋转信息计算部36、电阻设定部37等的元件。各元件既可以用电路构成,也可以用软件构成。

电压滤波器部30使电压检测部10a输出的端子间电压V的波形平滑。电压滤波器部30例如以使旋转角速度计算部31能够高精度地计算出电动机10的旋转角速度的方式使端子间电压V的波形平滑。在图6的例子中,电压滤波器部30是低通滤波器,输出将由电压检测部10a输出的端子间电压V的波形中的高频成分作为噪声去除后的端子间电压V’。

旋转角速度计算部31,基于电动机10的端子间电压V’和在电动机10中流通的电流Im,计算电动机10的旋转角速度。在图6的例子中,旋转角速度计算部31基于式(1)来计算旋转角速度ω。

【数式1】

Ke是反电动势常数,Rm是与电动机10的内部电阻对应的值(设定电阻值),Lm是电动机10的电感,dIm/dt是电流Im的一次微分。电流Im的一次微分例如是前次的电流Im的值与本次的电流Im的值之差。设定电阻值Rm例如在旋转角度检测器100的启动时通过电阻设定部37来设定。

旋转角速度计算部31每隔一定的控制周期就计算电动机10的旋转角速度ω,并将计算出的旋转角速度ω输出至旋转角度计算部32。

旋转角度计算部32计算电动机10的旋转角度θ。旋转角度计算部32基于式(2),计算旋转角度θ。

【数式2】

θ=∫0ω×dt…(2)

旋转角度计算部32例如对由旋转角速度计算部31每隔一定的控制周期输出的旋转角速度ω进行累计来计算旋转角度θ,并将作为与计算出的旋转角度θ有关的信号的旋转角度信号输出至第2信号生成部35。

另外,旋转角度计算部32根据来自第2信号生成部35的同步指令,将旋转角度θ复位为零。

电流滤波器部33输出由电流检测部10b输出的电流Im中包含的特定的频率成分即脉动成分Ir。电流滤波器部33例如通过供脉动成分Ir的频率通过的带通滤波器构成,以使第1信号生成部34能够检测电流Im的脉动成分Ir。用带通滤波器构成的电流滤波器部33将电流检测部10b输出的电流Im的波形中的脉动成分Ir以外的频率成分去除。本实施例中利用的脉动成分Ir,起因于换向器片20a与电刷之间的接触/分离而生成。因此,电动机10在脉动成分Ir的1个周期期间旋转的角度与狭缝间角度θc相等。

第1信号生成部34生成根据脉动成分Ir的波形而推断了电动机10旋转了一定的角度的情况的信号。该信号是与脉动成分Ir的周期对应的信号。一定的角度既可以是与脉动成分Ir的1个周期对应的角度,也可以是与半周期对应的角度。在该实施例中,每当电动机10旋转狭缝间角度θc,就生成根据脉动成分Ir的波形而推断出的信号(第1脉冲信号Pa)。第1信号生成部34例如基于电流滤波器部33输出的脉动成分Ir的波形,生成第1脉冲信号Pa。

图8A是表示第1信号生成部34生成第1脉冲信号Pa的定时的一例的图。第1信号生成部34按脉动成分Ir的每1周期,生成第1脉冲信号Pa。例如,每当脉动成分Ir超过基准电流值Ib,就生成第1脉冲信号Pa。在图8A的例子中,在时刻t1,t2,t3,···,tn等生成第1脉冲信号Pa。C1,C2,C3,···,Cn等表示脉动成分Ir的周期,θ1、θ2、θ3,···,θn等表示第1信号生成部34生成第1脉冲信号时的旋转角度θ。旋转角度θ是旋转角度计算部32计算出的值。这样,第1信号生成部34典型性地、每当旋转角度θ增加了狭缝间角度θc,就生成第1脉冲信号Pa。

但是,第1信号生成部34,例如在电动机10的电源断开后的惯性旋转期间中、电流Im及其脉动成分Ir变小的情况下,有时无法检测脉动成分Ir,而无法生成第1脉冲信号Pa。另外,第1信号生成部34例如在电动机10的电源刚刚接通之后发生了冲击电流的情况下,有时相应于该冲击电流而错误地生成第1脉冲信号Pa。这样的第1脉冲信号Pa的漏生成或误生成,使旋转角度检测器100输出的电动机10的旋转有关的信息(以下,设为“旋转信息”)的可靠性降低。

因此,旋转角度检测器100通过第2信号生成部35能够更高精度地生成对电动机10的旋转角度进行表示的信号。

第2信号生成部35生成对电动机10旋转了规定角度这一情况进行表示的信号。第2信号生成部35例如基于旋转角度计算部32输出的旋转角度信号及第1信号生成部34输出的第1脉冲信号Pa,按每个狭缝间角度θc,生成第2脉冲信号Pb。第2脉冲信号Pb是对电动机10旋转了规定角度这一情况进行表示的信息的一例。第1脉冲信号Pa是仅仅根据脉动成分Ir的波形而推断出的信号,因此有时会错误地被输出。另一方面,第2脉冲信号Pb是根据第1脉冲信号Pa及旋转角度信号这双方而推断出的信号,因此能够使误差为一定值以下。

图9是表示第2信号生成部35生成第2脉冲信号Pb的定时的一例的图。第1阈值θu及第2阈值θd是第1脉冲信号Pa的可否受理的阈值,例如基于旋转角度θ与电动机10的实际的旋转角度之间的最大相位差来设定。

第2信号生成部35基于在旋转角度θ为第1阈值θu以上并且小于狭缝间角度θc时由第1信号生成部34最初生成的第1脉冲信号Pa,来生成第2脉冲信号Pb。第1阈值θu可以是预先设定的值,也可以是动态地设定的值。图9用点图案示出了旋转角度θ为第1阈值θu以上并且小于狭缝间角度θc的角度范围即受理范围。在图9的例子中,第1信号生成部34生成第1脉冲信号Pa1、Pa2、Pa4时的旋转角度θ1、θ2、θ5为第1阈值θu以上并且小于狭缝间角度θc。即,旋转角度θ1、θ2、θ5各自达到狭缝间角度θc为止的剩余的角度小于角度α。角度α例如基于旋转角度θ与电动机10的实际的旋转角度之间的最大误差来设定。在该情况下,第2信号生成部35视为在时刻t1、t2、t5时由第1信号生成部34生成的第1脉冲信号Pa1、Pa2、Pa4不是噪声。因此,第2信号生成部35在时刻t1、t2、t5生成第2脉冲信号Pb1、Pb2、Pb4。若生成第2脉冲信号Pb,则第2信号生成部35对旋转角度计算部32输出同步指令。另外,在旋转角度θ小于狭缝间角度θc并且为第1阈值θu以上的情况下,若发生具有与脉动成分Ir相同的频率成分的噪声,则可能输出错误的第1脉冲信号Pa,并生成第2脉冲信号Pb。但是,在接下来的定时,检测到真正的脉动成分Ir,旋转角度检测器100能够检测正确的旋转角度。因此,即使旋转角度检测器100检测的旋转角度由于噪声而暂时错误地检测,也能够返回到正确的旋转角度。另外,误差的范围小于角度α,在实用上是没问题的范围。

另外,第2信号生成部35在旋转角度θ的大小达到规定角度时生成第2脉冲信号Pb。规定角度例如是狭缝间角度θc。另外,旋转角度θ是旋转角度计算部32计算出的角度,包含误差。在图9的例子中,在时刻t3、t7、t9,旋转角度θ3、θ7、θ9的绝对值达到了狭缝间角度θc时生成第2脉冲信号Pb3、Pb5、Pb6。若生成第2脉冲信号Pb,则第2信号生成部35对旋转角度计算部32输出同步指令。旋转角度计算部32若接收到同步指令,则将旋转角度θ复位为零。

即,第2信号生成部35例如在时刻t2生成了第2脉冲信号Pb2后且没有接收第1脉冲信号Pa的状态被保持的情况下,在旋转角度θ的绝对值达到了狭缝间角度θc时,生成第2脉冲信号Pb3。

这样,即使在由于某种理由而未生成第1脉冲信号Pa的情况下,只要通过旋转角度计算部32计算出的旋转角度θ的绝对值达到了狭缝间角度θc,第2信号生成部35就生成第2脉冲信号Pb。因此,能够可靠地防止第1脉冲信号Pa的漏生成。

另外,在第1信号生成部34生成了第1脉冲信号Pa时的旋转角度θ小于第2阈值θd的情况下,第2信号生成部35不生成第2脉冲信号Pb。第2阈值θd可以是预先设定的值,也可以是动态地设定的值。这样的状况,典型性地、在旋转角度θ的大小达到了规定角度从而生成了第2脉冲信号Pb后发生。图9以点图案示出了旋转角度θ为零以上并且小于第2阈值θd的角度范围即受理范围。在图9的例子中,在时刻t3处旋转角度θ的绝对值达到了狭缝间角度θc从而生成了第2脉冲信号Pb3后的时刻t4,第1信号生成部34生成第1脉冲信号Pa3。此时的旋转角度θ4小于第2阈值θd。即,在时刻t3处被复位后所累计的旋转角度θ4还不到角度β。在该情况下,第2信号生成部35能够判定为能够将在时刻t4处第1信号生成部34生成的第1脉冲信号Pa3合并于在时刻t3生成的第2脉冲信号Pb3。具体而言,在电动机10的实际的旋转角度达到狭缝间角度θc前、旋转角度计算部32输出的旋转角度θ达到了狭缝间角度θc的情况下发生。即,在尽管实际的旋转角度未达到狭缝间角度θc、但旋转角度计算部32计算出的旋转角度θ达到了狭缝间角度θc因此生成第2脉冲信号Pb3的情况下发生。在刚刚生成了第2脉冲信号Pb3后生成了第1脉冲信号Pa3的时间点,是实际的旋转角度达到狭缝间角度θc的瞬间。因此,第2信号生成部35在生成第1脉冲信号Pa3的时间点对于旋转角度计算部32输出同步指令。在该情况下,第2信号生成部35在时刻t4不生成第2脉冲信号Pb。图9的朝向“×”的虚线箭头,表示基于第1脉冲信号Pa3并未生成第2脉冲信号Pb。关于其他的图中的朝向“×”的虚线箭头,也是同样的。

另外,第1信号生成部34有时在短时间内连续生成第1脉冲信号Pa。如上所述,在图8A中,每当脉动成分Ir超过基准电流值Ib,第1信号生成部34就生成第1脉冲信号Pa。即使在脉动成分Ir即将超过基准电流值Ib或刚刚超过基准电流值Ib之后被叠加了微小的噪声,也错误地生成第1脉冲信号Pa。在该情况下,第1信号生成部34生成第1脉冲信号Pa的间隔小于角度β(第2阈值θd)。在图9的例子中,第1信号生成部34在时刻t2生成第1脉冲信号Pa2。第2信号生成部35生成第2脉冲信号Pb2,并且对旋转角度计算部32输出同步指令。旋转角度计算部32将旋转角度θ复位。之后,第1信号生成部34在时刻t2’生成第1脉冲信号Pa2’。在时刻t2’的时间点下的旋转角度θ小于第2阈值θd。在该情况下,第2信号生成部35不生成第2脉冲信号Pb,也不输出同步指令。图9的朝向“×”的虚线箭头表示基于第1脉冲信号Pa3并未生成第2脉冲信号Pb。另外,在脉动成分Ir即将超过基准电流值Ib或刚刚超过基准电流值Ib之后被叠加了微小的噪声的情况下,无法判断在短时间内连续地产生的多个的第1脉冲信号Pa中的某一个第1脉冲信号Pa是否是表示达到了狭缝间角度θc这一情况的第1脉冲信号Pa。但是,在该情况下,由于多个第1脉冲信号Pa在较短的期间内(小于角度β)生成,因此即使视为在最初的第1脉冲信号Pa的时间点、旋转角度θ达到了狭缝间角度θc,在实用上也没有问题。另外,即使每当脉动成分Ir超过基准电流值Ib都产生同样的噪声,误差也被抑制为小于角度β。即,误差并不累积。因此,能够将误差抑制为在实用上没问题的范围。

另外,也可以是,第2信号生成部35,在第1信号生成部34生成第1脉冲信号Pa时的旋转角度θ为第2阈值θd以上并且小于第1阈值θu的情况下、即旋转角度θ处于角度范围R1内的情况下,不生成第2脉冲信号Pb,也不对于旋转角度计算部32输出同步指令。在图9的例子中,在时刻t6处第1信号生成部34生成了第1脉冲信号Pa5时的旋转角度θ6为第2阈值θd以上并且小于第1阈值θu。即,旋转角度θ6达到狭缝间角度θc为止的剩余的角度比角度α大,在时刻t5被复位后累计而得到的旋转角度θ6为角度β以上。在该情况下,第2信号生成部35能够判定为第1脉冲信号Pa5是基于噪声的信号。因此,第2信号生成部35,在时刻t6并不会生成第2脉冲信号Pb,也不会对于旋转角度计算部32输出同步指令。即,能够排除由基于噪声的第1脉冲信号Pa5带来的影响。

另外,第2信号生成部35,在第1信号生成部34生成第1脉冲信号Pa时的旋转角度θ小于第2阈值θd的情况下,并不生成第2脉冲信号Pb。但是,第2信号生成部35,在第1信号生成部34生成第1脉冲信号Pa时的旋转角度θ小于第2阈值θd的情况下,有对于旋转角度计算部32输出同步指令的情况和不输出同步指令的情况。若在第1脉冲信号Pa被生成前、旋转角度θ达到狭缝间角度θc后、且在旋转角度θ小于第2阈值θd时,生成第1脉冲信号Pa,则第2信号生成部35将同步指令发送至旋转角度计算部32。但是,若在第1脉冲信号Pa被生成前、旋转角度θ达到狭缝间角度θc后、且在旋转角度θ小于第2阈值θd时,生成多个第1脉冲信号Pa,则第2个以后的第1脉冲信号Pa被无视。即,第2信号生成部35不输出同步指令。另外,即使在旋转角度θ达到狭缝间角度θc前生成了第1脉冲信号Pa后、在旋转角度θ小于第2阈值θd时生成第1脉冲信号Pa,第2信号生成部35也不输出同步指令。即,在第1脉冲信号Pa小于第2阈值θd(角度β)的期间生成了多个第1脉冲信号Pa的情况下,第2个以后的第1脉冲信号Pa被无视。即,第2信号生成部35不输出同步指令。在图9的例子中,在时刻t4’处第1信号生成部34生成了第1脉冲信号Pa3’时的旋转角度θ4’小于第2阈值θd。但是,第1脉冲信号Pa3’是最近的第2脉冲信号Pb3被生成后的第2个第1脉冲信号Pa。因此,第2信号生成部35,在接收到第1脉冲信号Pa3’时,不会生成第2脉冲信号Pb,也不会对于旋转角度计算部32输出同步指令。

根据以上的构成,旋转角度检测器100能够将电动机10的旋转角度θ的检测误差抑制为实用上没有问题的范围。特别地,在旋转角度检测器100中,误差不会被累积。因此,无论电动机10的转速如何,都能够将误差抑制在一定范围内。发明人发现了下面的前提成立并发明了上述的旋转角度检测器100。(1)由微小噪声引起的脉动成分Ir的误检测被限定于脉动成分Ir即将超过基准电流值Ib或刚刚超过基准电流值Ib之后。在该情况下,仅仅在正确地生成的第1脉冲信号Pa的前后的短时间(从角度α前到角度β后为止),生成错误的第1脉冲信号Pa。(2)较大的噪声由电源刚刚接通之后的冲击电流等引起,并以比狭缝间角度θc充分长的间隔发生。(3)旋转角度计算部32根据端子间电压V’及电流Im计算的旋转角度θ的误差,比狭缝间角度θc充分小。

根据以上的构成,例如即使在电动机10的电源断开后的惯性旋转期间、电流Im及其脉动成分Ir变小,而第1信号生成部34无法基于脉动成分Ir的波形生成第1脉冲信号Pa的情况下,第2信号生成部35也能够生成第2脉冲信号Pb。

另外,例如即使在电动机10的电源刚刚接通之后发生冲击电流、并且第1信号生成部34相应于该冲击电流而错误地生成了第1脉冲信号Pa的情况下,第2信号生成部35也不生成与该第1脉冲信号Pa对应的第2脉冲信号Pb。即,能够排除由该第1脉冲信号Pa带来的影响。

另外,例如即使在第1信号生成部34由于噪声等的影响而错误地生成第1脉冲信号Pa的情况下,第2信号生成部35也不会生成与该第1脉冲信号Pa对应的第2脉冲信号Pb,也不会对于旋转角度计算部32输出同步指令。

因此,旋转角度检测器100,通过基于根据第1脉冲信号Pa及旋转角度信号这双方而生成的第2脉冲信号Pb来计算电动机10的旋转信息,从而能够使电动机10的旋转信息的可靠性提高。

另外,第2信号生成部35输出对电动机10的旋转方向进行表示的方向信号。例如,第2信号生成部35,如果旋转方向是正向旋转方向,则输出正的值作为旋转角度θ,如果旋转方向是反向旋转方向,则输出负的值作为旋转角度θ。当在电动机10中流通的电流为正的值时旋转角度θ具有正的值,当在电动机10中流通的电流为负的值时旋转角度θ具有负的值。但是,在惯性旋转中,当在电动机10中流通的电流为负的值时旋转角度θ具有正的值,当在电动机10中流通的电流为正的值时旋转角度θ具有负的值。

旋转信息计算部36计算电动机10的旋转信息。电动机10的旋转信息例如可以是:被变换为从基准旋转位置起的旋转量(旋转角度)、从基准旋转位置起的转速、窗玻璃2的上端部2t相对于基准位置(全闭位置)的相对位置、窗1a的打开量等的值。另外,也可以包含在某期间中的旋转角速度ω的平均值、最大值、最小值、中央值等的统计值。在图6的例子中,旋转信息计算部36基于第2信号生成部35的输出,计算电动机10的旋转信息。例如,通过对在电动机10的旋转开始后生成的第2脉冲信号Pb的数量乘以狭缝间角度θc,来计算电动机10的旋转开始后的旋转量。此时,旋转信息计算部36基于与第2脉冲信号Pb一起由第2信号生成部35输出的方向信号,来决定是增加还是减少第2脉冲信号Pb的数量。或者,旋转信息计算部36也可以分别对与表示正向旋转方向的方向信号一起收到的第2脉冲信号Pb的数量、及与表示反向旋转方向的方向信号一起收到的第2脉冲信号Pb的数量进行计数,并基于它们的差来计算电动机10的旋转量。

电阻设定部37设定与电动机10的电阻特性对应的电阻值。电阻设定部37例如在旋转角度检测器100的启动时,将预先存储于非易失性存储介质的值设定为式(1)中的设定电阻值Rm。设定电阻值Rm可以动态地被更新。

接下来,参照图10,对旋转角度检测器100计算电动机10的旋转量的处理(以下,设为“旋转量计算处理”)的流程进行说明。图10是旋转量计算处理的流程图。旋转角度检测器100在电动机10的驱动中执行该旋转量计算处理。

首先,旋转角度检测器100取得端子间电压V及电流Im(步骤ST21)。在图6的例子中,旋转角度检测器100按每个规定的控制周期取得电压检测部10a输出的端子间电压V及电流检测部10b输出的电流Im。

之后,旋转角度检测器100计算旋转角速度ω及旋转角度θ(步骤ST22)。在图6的例子中,旋转角度检测器100的旋转角速度计算部31将端子间电压V’和电流Im代入于式(1)并按每个规定的控制周期计算旋转角速度ω。并且,旋转角度检测器100的旋转角度计算部32将按每个控制周期计算出的旋转角速度ω累计来计算旋转角度θ。

之后,旋转角度检测器100判定旋转角度θ是否小于规定角度(步骤ST23)。在图6的例子中,旋转角度检测器100的第2信号生成部35判定旋转角度θ是否小于狭缝间角度θc。

在判定为旋转角度θ为狭缝间角度θc以上的情况下(步骤ST23的否),第2信号生成部35判定为,在直到狭缝间角度θc为止的定时未生成第1脉冲信号Pa。在该情况下,第2信号生成部35为了对未生成第1脉冲信号Pa这一情况进行表示而将标志F设为“False”(步骤ST23A)。标志F是用于表示是否生成了第1脉冲信号Pa的标志。标志F的初始值是表示未生成第1脉冲信号Pa的“False”。标志F为“True”表示已经生成了第1脉冲信号Pa。然后,生成第2脉冲信号Pb(步骤ST29),并且将旋转角度θ复位为零(步骤ST30)。这是第1脉冲信号Pa被生成之前、旋转角度θ达到了狭缝间角度θc的情况,并对应于图9的例子中在时刻t3、t7、t9、旋转角度θ达到了旋转角度θ3、θ7、θ9的情况。

另一方面,在判定为旋转角度θ小于狭缝间角度θc的情况下(步骤ST23的是),第2信号生成部35判定是否生成了第1脉冲信号Pa(步骤ST24)。在图6的例子中,判定是否通过第1信号生成部34生成了第1脉冲信号Pa。

在第2信号生成部35判定为在旋转角度θ小于狭缝间角度θc的阶段(步骤ST23的是)、未生成第1脉冲信号Pa的情况下(步骤ST24的否),旋转角度检测器100计算旋转量(步骤ST27)。然后,旋转信息计算部36基于第2信号生成部35的输出,计算电动机10的旋转量。在该情况下,计算的旋转量没有变化。这对应于图9的例子中在时刻t0、旋转角度θ达到旋转角度θ0的情况。

之后,旋转角度检测器100判定旋转角速度ω是否为零(步骤ST28)。并且,旋转角度检测器100在判定为旋转角速度ω不为零的情况下(步骤ST28的否),使处理返回到步骤ST1,在判定为旋转角速度ω为零的情况下(步骤ST28的是),使旋转量计算处理结束。

在判定为生成了第1脉冲信号Pa的情况下(步骤ST24的是),第2信号生成部35判定旋转角度θ是否小于第1阈值θu(步骤ST25)。这是由于,在小于第1阈值θu的定时下生成的第1脉冲信号Pa,其基于噪声的盖然性较高。

在判定为旋转角度θ为第1阈值θu以上的情况下(步骤ST25的否),第2信号生成部35为了表示是否生成了第1脉冲信号Pa而将标志F设为“True”(步骤ST25A)。然后,第2信号生成部35生成第2脉冲信号Pb(步骤ST29),并且将旋转角度θ复位为零(步骤ST30)。这是由于,在旋转角度θ为第1阈值θu以上时产生了第1脉冲信号Pa的情况下,产生第1脉冲信号Pa的时间点的实际的旋转角度接近狭缝间角度θc。这对应于图9的例子中在时刻t1、t2、t5生成了第1脉冲信号Pa1、Pa2、Pa4的情况。

在判定为旋转角度θ小于第1阈值θu的情况下(步骤ST25的是),第2信号生成部35在当前时间点无法判定为第1脉冲信号Pa不是基于噪声的信号。旋转角度θ有时包含少许的误差。另外,第1脉冲信号Pa的生成时期有时由于噪声等的影响而稍微偏离。因此,存在旋转角度θ达到狭缝间角度θc的时期与第1脉冲信号Pa的生成时期发生偏离的情况。因此,并不知道旋转角度θ达到狭缝间角度θc的时期和第1脉冲信号Pa的生成时期中的哪个时期更早。因此,第2信号生成部35,对于在生成了最近的第2脉冲信号Pb后首先接收到的第1脉冲信号Pa而言,判定旋转角度θ是否小于第2阈值θd(步骤ST26)。

在判定为与最初的第1脉冲信号Pa有关的旋转角度θ小于第2阈值θd的情况下(步骤ST26的是),第2信号生成部35检查标志F(步骤ST26A)。标志F是用于判断第1脉冲信号Pa连续产生这一情况的标志。在标志F为“True”的情况下,第1脉冲信号Pa是连续产生的第2个以后的第1脉冲信号Pa。在标志F为“True”的情况下(步骤ST26A的是),旋转角度检测器100计算旋转量(步骤ST27)。这对应于图9的例子中在时刻t2’、t4’生成了第1脉冲信号Pa2’、Pa3’时。在标志F为“False”的情况下(步骤ST26A的否),第2信号生成部35将标志F设为“True”(步骤ST26B)。之后,第2信号生成部35将旋转角度θ复位为零(步骤ST30)。这是由于,在旋转角度θ小于第2阈值θd的情况下,生成了第1脉冲信号Pa时的实际的旋转角度接近狭缝间角度θc。即,这是由于,在小于第2阈值θd的情况下,能够判定为第1脉冲信号Pa对应于此前刚刚生成的第2脉冲信号Pb。这对应于图9的例子中在时刻t4、t8生成了第1脉冲信号Pa3、Pa6的情况。即,能够判定为第1脉冲信号Pa3、Pa6对应于第2脉冲信号Pb3、Pb5。

在判定为与最初的第1脉冲信号Pa有关的旋转角度θ为第2阈值θd以上的情况下(步骤ST26的否),即判定为在角度范围R1内的情况下,第2信号生成部35判定为该第1脉冲信号Pa是基于噪声的信号。在该情况下,第2信号生成部35不会生成第2脉冲信号Pb,也不会将旋转角度θ复位。然后,旋转信息计算部36基于第2信号生成部35的输出,计算电动机10的旋转量。这对应于图9的例子中在时刻t6生成了第1脉冲信号Pa5时。即,第2信号生成部35将第1脉冲信号Pa5判定为是基于噪声的信号。

之后,旋转角度检测器100计算电动机10的旋转量(步骤ST27)。在图6的例子中,旋转角度检测器100的旋转信息计算部36通过对在电动机10的旋转开始之后所生成的第2脉冲信号Pb的数量乘以狭缝间角度θc,来计算电动机10的旋转开始之后的旋转量。

接下来,参照图11,对旋转角度检测器100计算出的电动机10的旋转量的可靠性有关的实验结果进行说明。图11是表示合成脉冲信号及霍尔脉冲信号的各自的推移的图。

合成脉冲信号是通过将第2脉冲信号Pb的多个脉冲合成为1个脉冲而获得的信号。在图11的例子中,狭缝间角度θc是90度。基本上每当电动机10的旋转轴旋转90度就生成第1脉冲信号Pa及第2脉冲信号Pb。并且,合成脉冲信号是将第2脉冲信号Pb的2个脉冲合成为1个脉冲而生成的。即,旋转角度检测器100构成为,每当电动机10的旋转轴旋转180度就生成1个合成脉冲信号。

霍尔脉冲信号是霍尔传感器输出的脉冲信号。霍尔传感器检测由安装于电动机10的旋转轴上的磁铁产生的磁通,以进行第2脉冲信号Pb与霍尔脉冲信号的比较。在图11的例子中,旋转角度检测器100构成为,每当电动机10的旋转轴旋转180度,就生成1个霍尔脉冲信号。

图11的朝向“×”的虚线箭头表示,基于第1脉冲信号Pa未生成第2脉冲信号Pb。即,表示出第1脉冲信号Pa作为噪声被无视这一情况。另外,图11的8个实线箭头表示,在第1脉冲信号Pa的漏生成时追加了第2脉冲信号Pb这一情况。

在图11的例子中确认了如下情况:在使电动机10的正向旋转开始之后到使该正向旋转停止为止的期间所生成的合成脉冲信号及霍尔脉冲信号的各自的数量相等。即,确认了基于第2脉冲信号Pb计算的电动机10的旋转量与通过霍尔传感器检测的电动机10的旋转量相等这一情况。

接下来,参照图12,对电阻设定部37将与电动机10的电阻特性对应的电阻值更新的处理(以下,为“更新处理”)进行说明。图12是更新处理的流程图。电阻设定部37以规定的控制周期反复执行该更新处理。

首先,电阻设定部37判定是否是电动机10的旋转稳定的旋转稳定状态(步骤ST31)。旋转稳定状态例如包括:规定期间中的电动机10的端子间电压V的变动幅度小于规定值、并且该规定期间中的在电动机10流通的电流Im的变动幅度小于规定值、并且该规定期间中的第1脉冲信号Pa的周期的变动幅度小于规定值的状态。

图13示出了在窗玻璃2的升降中使用的电动机10的旋转稳定状态的一例。具体而言,示出了进行了用于使窗玻璃2下降的微调操作时的端子间电压V、电流Im及第1脉冲信号Pa的时间的推移。用于使窗玻璃2下降的微调操作例如是手动关闭按钮7D的短时间的按压操作。图13示出了在时刻t1按下了手动关闭按钮7D时、开关SW1及SW3(参照图6)成为闭合状态、端子间电压V及电流Im增加的样子。另外,示出了在时刻t4处开关SW1成为打开状态并且开关SW2(参照图6)成为闭合状态后、端子间电压V及电流Im相应于电动机10的惯性旋转而变动的样子。并且,示出了在时刻t5处电动机10停止从而端子间电压V及电流Im达到零的样子。时刻t2表示最初的旋转稳定状态的开始时间点,时刻t3表示最初的旋转稳定状态的结束时间点。图14表示最初的旋转稳定状态时的端子间电压V、电流Im及第1脉冲信号Pa的时间的推移。

如图14所示那样,电阻设定部37,每当检测到规定数量的第1脉冲信号Pa,就计算该期间的端子间电压V及电流Im的各自的平均值。也可以是中央值、最频值、最大值、最小值等的其他的统计值。在图14的例子中,每当检测到8个第1脉冲信号Pa就计算该期间T中的端子间电压V及电流Im的各自的平均值。期间T1,T2,T3,···,Tn表示检测8个第1脉冲信号Pa所需要的期间。平均端子间电压V1,V2,V3,···,Vn表示期间T1,T2,T3,···,Tn中的端子间电压V的平均值。平均电流Im1,Im2,Im3,···,Imn表示期间T1,T2,T3,···,Tn中的电流Im的平均值。

电阻设定部37例如在满足以下的条件的情况下判定为电动机10处于旋转稳定状态。

【数式3】

|T1-Ti|<ΔT

|Im1-Imi|<ΔIm

|V1-Vi|<ΔV

ΔT表示期间阈值,ΔIm表示电流阈值,ΔV表示电压阈值。i表示1~n的整数。具体而言,电阻设定部37在期间T1~Tn的每个期间相对于期间T1的差的绝对值比期间阈值ΔT小、且平均电流Im1~Imn的每个平均电流相对于平均电流Im1的差的绝对值比电流阈值ΔIm小、并且平均端子间电压V1~Vn的每个平均端子间电压相对于平均端子间电压V1的差的绝对值小于电压阈值ΔV的情况下,判定为电动机10处于旋转稳定状态。即,在第1脉冲信号Pa的生成间隔、电流Im及端子间电压V都稳定时,判定为电动机10处于旋转稳定状态。

图14的虚线的图解表示期间T2、T3、Tn的相对于期间T1的差的绝对值小于期间阈值ΔT。图14的点图案区域表示T1±ΔT的范围。图14的单点划线的图解表示平均端子间电压V2、V3、Vn的相对于平均端子间电压V1的差的绝对值小于电压阈值ΔV。图14的双点划线的图解表示平均电流Im2、Im3、Imn的相对于平均电流Im1的差的绝对值小于电流阈值ΔIm。

在图14的例子中,电阻设定部37能够在时刻t3判定为在从时刻t2一直到时刻t3为止的期间电动机10处于旋转稳定状态。即,能够判定为电动机10在当前时间点处于旋转稳定状态。

在此再次参照图12。若判定为电动机10处于旋转稳定状态(步骤ST31的是),则电阻设定部37基于第1脉冲信号Pa的周期,计算旋转角速度ω’(步骤ST32)。电阻设定部37例如基于以下的式(3),计算旋转角速度ω’。

【数式4】

n表示期间T的数量,M表示期间T中的第1脉冲信号Pa的数量。例如,在将n设为10,将M设为8,并将狭缝间角度θc设为45度时,旋转角速度ω’表示电动机10旋转10转期间的平均旋转角速度[rad/s]。这样,电阻设定部37能够基于第1脉冲信号Pa的周期(在上述的例子中为80周期)计算旋转角速度ω’。

之后,电阻设定部37基于旋转角速度ω’,计算推断电阻值R’m(步骤ST33)。电阻设定部37例如基于以下的式(4)计算推断电阻值R’m。

【数式5】

式(4)是电动机的基本理论式,Ke表示反电动势常数,Ke×ω’表示反电动势推断值。即,从平均端子间电压V1~Vn的平均值减去反电动势推断值而得到的值除以平均电流Im1~Imn的平均值而得到的值作为推断电阻值R’m而被导出。平均值也可以是中央值、最频值、最大值、最小值等的其他的统计值。

之后,电阻设定部37判定推断电阻值R’m是否处于正常范围内(步骤ST34)。电阻设定部37例如参照在非易失性存储介质中预先登记的正常范围的上限及下限,来判定推断电阻值R’m是否处于正常范围内。正常范围的上限及下限中的至少一方可以相应于外部气温、电动机10的温度等而动态地变更。

在判定为推断电阻值R’m处于正常范围内的情况下(步骤ST34的是),电阻设定部37使用推断电阻值R’m来更新设定电阻值Rm(步骤ST35)。在图12的例子中,电阻设定部37以与计算推断电阻值R’m的周期相同的周期,使用推断电阻值R’m来更新设定电阻值Rm。但是,电阻设定部37也可以以与计算推断电阻值R’m的周期不同的周期来更新设定电阻值Rm。例如,可以以比计算推断电阻值R’m的周期短的周期更新设定电阻值Rm。

具体而言,电阻设定部37例如可以用通过以下的式(5)导出的电阻值R”m更新设定电阻值Rm。

【数式6】

R"m=Rm+Km×(R′m-Rm)…(5)

Km表示1.0以下的正的实数常数。即,Km的值越接近1.0,则设定电阻值Rm用越接近推断电阻值R’m的电阻值R”m来更新。典型性地,Km小于1.0。这是为了防止设定电阻值Rm的骤变、振动等。Km既可以是预先登记于非易失性存储介质的固定值或可变值,也可以是动态地计算并且设定的值。例如,进行微调操作(比较短的按压操作)时的Km,可以设定为比进行通常操作(比较长的按压操作)时的Km大。这是由于,进行微调操作时,与进行通常操作时相比,为了反复执行将设定电阻值Rm更新的处理而能够利用的时间更短。

另外,如根据式(5)可知那样,电阻设定部37以使更新后的设定电阻值Rm(电阻值R”m)与推断电阻值R’m之差比更新前的设定电阻值Rm与推断电阻值R’m之差小的方式更新设定电阻值Rm。这是为了一边防止设定电阻值Rm的骤变,一边使设定电阻值Rm逐渐接近推断电阻值R’m。例如,在使用式(4)反复导出的推断电阻值R’m几乎不变化的情况下,电阻设定部37能够使设定电阻值Rm逐渐接近推断电阻值R’m。特别地,在以比计算推断电阻值R’m的周期短的周期更新设定电阻值Rm的情况下,电阻设定部37能够在计算新的推断电阻值R’m之前使设定电阻值Rm逐渐接近推断电阻值R’m。这是由于,电阻值R”m每当被导出都更接近推断电阻值R’m。

在判定为电动机10不处于旋转稳定状态的情况下(步骤ST31的否)、或者判定为推断电阻值R’m不处于正常范围内的情况下(步骤ST34的否),电阻设定部37不更新设定电阻值Rm,就结束本次的更新处理。在该情况下,旋转角速度计算部31使用当前的设定电阻值Rm,基于式(1),计算旋转角速度ω。

这样,电阻设定部37根据电动机10处于旋转稳定状态时的第1脉冲信号Pa的周期,计算电动机10的旋转角速度ω’。然后,基于计算出的旋转角速度ω’导出推断电阻值R’m,并能够使用推断电阻值R’m来更新式(1)中的设定电阻值Rm。因此,能够相应于电动机10的温度变化、经年变化等引起的电动机10的电阻特性的变化来适当地更新设定电阻值Rm。经年变化例如包括换向器片20a的磨损、电刷的磨损等。其结果,例如在电动机10的电源断开后的惯性旋转期间中电流Im及其脉动成分Ir变小、第1信号生成部34基于脉动成分Ir的波形无法生成第1脉冲信号Pa的情况下,旋转角度检测器100也能够以更高的可靠性取得与电动机10的旋转有关的信息。具体而言,不根据第1脉冲信号Pa,而基于使用适当的设定电阻值Rm实时地计算出的旋转角速度ω及旋转角度θ来更正确地生成第2脉冲信号Pb,从而能够以更高的可靠性取得与电动机10的旋转有关的信息。例如,关于窗玻璃2的升降中使用的电动机10,即使在进行了用于使窗玻璃2升降的微调操作的情况下的电动机10的惯性旋转期间,也能够以更高的可靠性取得与电动机10的旋转有关的信息。

如上所述,取得具备换向器20的电动机10的旋转信息的旋转角度检测器100包括:电阻设定部37,设定与电动机10的电阻特性对应的电阻值;及旋转信息计算部36,基于电压检测部10a检测到的检测电压值、电流检测部10b检测到的检测电流值及电阻设定部37设定的设定电阻值Rm,计算与电动机10的旋转有关的信息。并且,电阻设定部37构成为,基于在电动机10的旋转稳定的旋转稳定状态下检测到的检测电压值及检测电流值,实时导出推断电阻值R’m,并使用该推断电阻值R’m而实时地更新设定电阻值Rm。因此,即使没有霍尔传感器等的旋转传感器,也能够以高可靠性取得电动机10的旋转信息。这意味着,能够将传感器接口电路、电气配线(harness)等的为了利用旋转传感器所必要的部件省略。因此,能够实现轻量化、低成本化、小型化等。

电阻设定部37例如构成为,在推断电阻值R’m在规定范围内的情况下使用该推断电阻值R’m来更新设定电阻值Rm,在推断电阻值R’m在规定范围外的情况下不更新设定电阻值Rm。因此,能够防止设定电阻值Rm通过异常的推断电阻值R’m而被更新的情况。

旋转稳定状态例如为,规定期间中的端子间电压V的变动幅度小于规定值、并且该规定期间中的电流Im的变动幅度小于规定值、并且该规定期间中的第1脉冲信号Pa的周期的变动幅度小于规定值的状态。旋转稳定状态可以是使用端子间电压V、电流Im及第1脉冲信号Pa的周期中的至少1个而确定的其他的状态。例如,可以是规定期间中的端子间电压V的标准偏差小于规定值、并且该规定期间中的电流Im的标准偏差小于规定值、并且该规定期间中的第1脉冲信号Pa的周期的标准偏差小于规定值的状态。或者,也可以是规定期间中的端子间电压V的累计值为规定范围内,并且该规定期间中的电流Im的累计值为规定范围内的状态。根据该构成,电阻设定部37能够恰当地导出推断电阻值R’m。

另外,优选的是,电阻设定部37构成为,以更新后的设定电阻值Rm与推断电阻值R’m之差比更新前的设定电阻值Rm与推断电阻值R’m之差小的方式更新设定电阻值Rm。这是为了,一边防止设定电阻值Rm的骤变,一边使设定电阻值Rm逐渐接近推断电阻值R’m。

另外,旋转角度检测器100使用基于电流Im的脉动成分Ir生成的第1脉冲信号Pa、和基于端子间电压V及电流Im计算出的旋转角度θ,生成第2脉冲信号Pb。即,使用通过不同的方法导出的2个参数、即第1脉冲信号Pa和旋转角度θ,生成第2脉冲信号Pb。因此,即使在一个参数未被恰当地导出的情况下,也能够通过另一个参数来弥补该不良情况。其结果,能够以更高的可靠性取得电动机10的旋转信息。

旋转角度计算部32构成为,例如对基于端子间电压V及电流Im计算的电动机10的旋转角速度ω进行累计而计算旋转角度θ。因此,旋转角度计算部32能够在包括电动机10的刚刚启动后的期间、惯性旋转期间等在内的整个期间、稳定并且持续地计算旋转角度θ。并且,第2信号生成部35例如构成为,在旋转角度θ达到了规定角度时,立刻生成第2脉冲信号Pb。因此,第2信号生成部35即使在发生了第1脉冲信号Pa的漏生成的情况下,也能够基于稳定并且持续地计算的旋转角度θ而实时地生成对旋转了规定角度这一情况进行表示的第2脉冲信号Pb。因此,旋转角度检测器100能够没有迟滞地计算电动机10的旋转信息。

第2信号生成部35构成为,例如在旋转角度θ达到了规定角度时,对旋转角度计算部32输出将旋转角度θ复位为零的指令。因此,旋转角度检测器100因为旋转角度计算部32计算的旋转角度θ的最大值被限制于规定角度,所以能够减小旋转角度θ的存储所必要的存储器的尺寸。

规定角度例如是换向器片20a的圆弧的中心角、即狭缝间角度θc。因此,旋转角度检测器100能够将旋转角度计算部32计算的旋转角度θ的累积误差的最大值设为狭缝间角度θc。

受理范围例如是每当电动机10旋转狭缝间角度θc就产生的旋转角度θ的最大误差的范围。即,在旋转角速度计算部31将旋转角速度ω计算为比实际大的情况下,生成基于实际的旋转角度的第1脉冲信号Pa的(包括误差)的旋转角度θ的最大值为第2阈值θd。另外,在旋转角速度计算部31将旋转角速度ω计算为比实际小的情况下,生成基于实际的旋转角度的第1脉冲信号Pa的(包括误差)的旋转角度θ的最小值为第1阈值θu。因此,在旋转角度检测器100中,旋转角度计算部32计算的旋转角度θ的误差不被累积。即,无论电动机10旋转多少,都能够将误差设为-α至+β的范围。

第2信号生成部35构成为,例如若在收到了第1脉冲信号Pa时,旋转角度θ为第1阈值θu以上,则生成第2脉冲信号Pb。第1阈值θu例如被预先设定为比规定角度(狭缝间角度θc)小的值。根据该构成,第2信号生成部35将在旋转角度θ为第1阈值θu以上时生成的第1脉冲信号Pa视为不是基于噪声的信号。并且,即使未生成第1脉冲信号Pa,如果旋转角度θ达到了规定角度(狭缝间角度θc),则生成第2脉冲信号Pb。因此,能够将由第1脉冲信号Pa的漏生成带来的对旋转信息的计算结果的影响可靠地排除。

另外,第2信号生成部35构成为,例如如果在收到第1脉冲信号Pa时旋转角度θ小于第1阈值θu,则不生成第2脉冲信号Pb。根据该构成,第2信号生成部35能够将在旋转角度θ小于第1阈值θu时生成的第1脉冲信号Pa判定为是基于噪声的信号。并且,能够防止生成与基于噪声生成的第1脉冲信号Pa对应的第2脉冲信号Pb。因此,能够将由基于噪声生成的第1脉冲信号Pa带来的对旋转信息的计算结果的影响可靠地排除。

另外,第2信号生成部35构成为,例如如果在收到第1脉冲信号Pa时旋转角度θ小于第2阈值θd,则向旋转角度计算部32输出将旋转角度θ复位为零的指令。第2阈值θd例如作为与规定角度(狭缝间角度θc)相比相位延迟了β的值而被预先设定。根据该构成,第2信号生成部35,在第1脉冲信号Pa的漏生成的发生之前且刚刚生成第2脉冲信号Pb之后收到第1脉冲信号Pa的情况下,将该第1脉冲信号Pa视为不是基于噪声的信号。并且,能够将该第1脉冲信号Pa与此前刚刚生成的第2脉冲信号Pb建立对应。因此,能够将由第1脉冲信号Pa的生成定时的偏离引起的对旋转信息的计算结果的影响可靠地排除。

以上,对本发明的优选的实施例进行了详细说明。但是,本发明并不限于上述的实施例。能够不脱离本发明的范围地对上述的实施例加以各种变形及置换。

例如,开闭体控制装置可以是通过电动机使车辆的活动车顶、后视镜、滑动门等的窗玻璃2以外的开闭体动作的装置。

本申请基于2017年5月10日申请的日本国专利申请2017-093675号而主张优先权,并通过参考将该日本国专利申请的全部内容援引于本申请.

标号说明

1···门 1a···窗 2···窗玻璃 2t···上端部 3···上部窗框4···窗玻璃驱动机构 6···运算装置 7···操作按钮 7A···自动打开按钮7B···手动打开按钮 7C···自动关闭按钮 7D···手动关闭按钮 10···电动机10a···电压检测部 10b···电流检测部 20···换向器 20a···换向器片20s···狭缝 30···电压滤波器部 31···旋转角速度计算部 32···旋转角度计算部 33···电流滤波器部 34···第1信号生成部 35···第2信号生成部36···旋转信息计算部 37···电阻设定部 60···开闭控制部 61···位置检测部 62···接触判定部 63···计数部 64···功能限制部 100···旋转角度检测器 SW1~SW4···开关

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