用于车辆的马达控制设备和座椅控制设备 【技术领域】
本公开涉及一种马达控制设备。更具体地， 本公开关于一种检测被驱动物体的位 移干涉的马达控制设备， 所述被驱动物体的位置通过马达移位。背景技术
一种动力驱动设备构造成通过马达来移位其位置。例如 JP2007-62507A( 下为称 为专利参考文件 1) 公开了一种用于车辆的电驱动座椅设备， 其构造成在可乘坐状态和储 存状态进行转换， 在可乘坐状态中乘坐者可乘坐， 而在储存状态中通过马达使车辆内的可 用空间得到扩大。根据在专利文件 1 中公开的座椅设备， 可乘坐状态与储存状态是通过乘 坐者的转换操作而转换。座椅垫和座椅靠背由各个马达致动， 同时乘坐者保持转换操作以 转换可乘坐状态与储存状态。
在可乘坐状态与储存状态之间的转换操作期间， 座椅垫和座椅靠背可能卡夹乘坐 者身体、 乘坐者衣物以及其它物体的一部分。 为了克服该缺点， 马达控制设备包括用于检测 卡夹的检测装置和 / 或安全停止装置。 JP2008-136325A( 下文称为专利参考文件 2) 公开了 一种马达驱动设备， 其包括用于检测卡夹的检测装置。在座椅靠背从斜靠位置移动至竖立 位置的情况下， 在相邻座椅靠背的侧向表面之间可能产生摩擦阻力， 而该摩擦阻力可能被 检测为卡夹。例如， 在该设备利用从检测马达转动的转动传感器所获得的脉冲来检测卡夹 的情况下， 当由于摩擦阻力而使脉冲宽度扩大时， 该设备可能错误地检测导致了卡夹。 为了 克服该缺点， 在专利参考文件 2 中公开的马达驱动设备基于通过将从转动传感器获得的脉 冲周期的变化量进行积分所获得的值是否超过预定阈值来检测是否导致卡夹。
例如， 当在相邻座椅靠背的侧向表面之间产生摩擦阻力的情况下， 负载突然增加 而因此在短期基础上增加了脉冲周期的长度。即， 脉冲周期的变化率猛增。另一方面， 在导 致卡夹的情况下， 负载水平逐渐增加从而逐渐增加脉冲周期的长度。 换言之， 脉冲周期的变 化率逐渐增加。根据专利参考文件 2， 获得在 150 个周期中 ( 即， 当没有变化时 150) 的一个 脉冲周期与下一脉冲周期之间的比率 ( 即， 变化量 ) 的积分值。当在相邻座椅靠背的侧向 表面之间产生摩擦阻力的情况下， 因为脉冲周期的长度是在短期基础上增加， 所以在一个 脉冲周期与下一脉冲周期之间的比率的积分值的最大值假定为小于在对应于 150 周期的 长期中导致的卡夹的情况。因此， 通过基于积分值的水平执行卡夹检测并当积分值超过预 定阈值时检测卡夹， 限制了卡夹的错误检测。
当机械终点设置在例如车辆座椅情况中的可移动部分的可移动范围内的情况下， 如果当马达稳定转动时座椅 ( 座椅垫或座椅靠背 ) 到达终点， 则当座椅 ( 座椅垫或座椅靠 背 ) 在终点处机械地停止时可能产生冲击噪声和令人不适的振动。因此， 当座椅 ( 座椅垫 或座椅靠背 ) 到达终点附近时马达的转速可以逐渐减小从而使座椅缓慢地停止。类似地， 当在座椅 ( 座椅垫或座椅靠背 ) 的起动操作之后立刻以稳定的转速致动马达的情况下， 座 椅 ( 座椅垫或座椅靠背 ) 可能突然移动或者可能对马达施加过载。 因此， 座椅 ( 座椅垫或座 椅靠背 ) 可以在开始时通过逐渐增加马达转速而缓慢移动。当座椅 ( 座椅垫或座椅靠背 )控制成缓慢地开始移动或缓慢地停止时， 从转动传感器获得的脉冲周期发生变化。 因此， 专 利参考文件 2 中的公开的应用并不适于控制马达转速逐渐增加或者逐渐减小的情况。利用 在专利参考文件 2 中公开的构造， 可以通过在马达的恒速操作或加速操作期间检测脉冲周 期的长度的增加来检测卡夹。 然而， 在马达被控制为减小转速的情况下， 很难分辨脉冲周期 长度的减小是因为马达转速降低还是因为乘坐者身体、 乘坐者衣物或其它物体的一部分的 卡夹。因此， 卡夹检测的精确度可能降低。
因此存在对于马达控制设备和座椅控制设备的需要， 其基于马达的转速检测被驱 动物体的位置移位是否由于乘坐者身体、 乘坐者衣物或其它物体的一部分的卡夹而受到干 涉， 即使马达转速控制包括用于加速马达转速的控制、 用于减小马达转速的控制和用于将 马达转速保持在恒定水平上的控制。 发明内容 如前所述， 根据本公开的方面， 马达控制设备包括 ： 构造成用以致动马达的主控制 部， 所述马达在马达的转速逐渐增加的加速控制模式中、 在马达的转速逐渐减小的减速控 制模式中和在马达的转速保持在恒定水平的恒速控制模式中使被驱动物体在第一位置与 第二位置之间移位 ； 以及位移干涉检测部， 所述位移干涉检测部通过利用实际转速和马达 的理想转速来检测被驱动物体的位移受到干涉的情况， 所述实际转速为马达的实际转速， 由包括反馈控制的主控制部获得的控制结果反映在马达的理想转速上。
例如， 当被驱动物体的位移受到干涉时， 因为用于马达控制的目标转速与实际转 速之间的差值扩大， 所以输出 ( 转矩 ) 响应于反馈控制而增加。当被驱动物体的位移受到 干涉时， 因为包括反馈控制的主控制部的控制结果反映在理想转速上， 所以理想转速的水 平 ( 值 ) 增加。另一方面， 在被驱动物体的位移受到干涉的情况下， 实际转速不会增加。具 体地， 当产生例如卡夹的位移干涉时， 与摩擦的情况不同， 实际转速逐渐减小。 结果， 由主控 制部获得的理想转速 A——其响应于控制结果的反映而增加——与实际转速——其由于位 移的干涉而下降——之间的差值扩大。因此， 即使在减速控制期间——其中转速下降而与 被驱动物体的位移干涉无关， 可顺利地检测被驱动物体的位移干涉情况。 因此， 根据本实施 方式的构造， 即便用于加速马达转速的控制、 用于减速马达转速的控制以及用于将马达转 速保持在恒定速度的控制共存， 也可以检测例如由卡夹导致的被驱动物体的位置移位的干 涉。
根据本公开， 被驱动物体对应于应用于车辆的动力驱动设备。
根据本公开， 主控制部通过脉冲宽度调制来控制马达， 并且基于将脉冲宽度调制 的占空比作为变量的函数来计算理想转速。
根据本实施方式， 有利地能够通过控制脉冲宽度调制的占空比来控制马达的输 出。 根据本实施方式， 因为基于将占空比作为变量的函数来计算理想转速， 所以能够获得适 当地反映反馈控制结果的理想转速。
根据本公开， 马达控制设备还包括减速位移干涉检测部， 当在减速控制模式中控 制马达时所述减速位移干涉检测部检测被驱动物体的位移干涉情况， 并且所述减速位移干 涉检测部利用实际转速与理想转速之间的差值来检测被驱动物体的位移受到干涉的情况。
根据本公开， 马达控制设备还包括减速位移干涉检测部， 当在减速控制模式中控
制马达时所述减速位移干涉检测部检测被驱动物体的位移干涉情况， 并且所述减速位移干 涉检测部利用实际转速与理想转速之间的差值的变化量来检测被驱动物体的位移受到干 涉的情况。
根据本公开， 位移干涉检测部包括 ： 基准差值保持部， 所述基准差值保持部将在马 达的控制模式即将转换至减速控制模式之前的理想转速与实际转速之间的差值保持作为 基准差值 ； 以及减速位移干涉检测部， 当在减速控制模式中控制马达时所述减速位移干涉 检测部检测被驱动物体的位移干涉情况。 减速位移干涉检测部基于实际转速与理想转速之 间的差值相对于基准差值的变化量来检测被驱动物体的位移受到干涉的情况。
通常， 实际转速的值根据产品的离差或使用环境而变化， 这样在实际转速与理想 转速之间产生了差值。 然而， 根据本实施方式的构造， 因为基于相对于基准差值的变化量来 检测在减速控制期间被驱动物体的位移是否受到干涉， 所以能够获得检测的高精确度。
根据本公开， 位移干涉检测部包括 ： 最大值保持部， 当在加速控制模式或恒速控制 模式控制中控制马达时所述最大值保持部保持实际转速的最大值 ； 以及非减速位移干涉检 测部， 当在加速控制模式或恒速控制模式中控制马达时所述非减速位移干涉检测部检测被 驱动物体的位移干涉情况。 所述非减速位移干涉检测部基于最新的实际转速与最大值之间 的差值来检测被驱动物体的位移受到干涉的情况。 在通过加速控制或恒速控制来控制马达的情况下， 被驱动物体的位移干涉最可能 作为使马达的转速下降的因素。 因此， 通过利用马达的实际转速， 可以以相对高的精确度检 测被驱动物体的位移干涉的发生。在这种情况下， 即使在恒速控制期间实际转速也可能波 动而增加或减少， 并且即使在加速控制期间实际转速也可能暂时下降。因为在恒速控制和 加速控制期间不会对马达施加用于降低实际转速的控制， 所以可以确定在恒速控制和加速 控制期间在先前最大转速与实际转速的差值是基于与马达控制无关的因素。 该因素最可能 基于例如与被驱动物体的位移发生干涉——诸如卡夹——的情况， 而基于最大转速与实际 转速之间的差值可以以高精确度来检测这种情况的产生。
根据本公开， 位移干涉检测部包括共用位移干涉检测部， 所述共用位移干涉检测 部不拘于马达的控制模式检测被驱动物体的位移干涉情况。 在实际转速与理想转速之间的 差值等于或大于预定阈值的情况下， 所述共用位移干涉检测部检测被驱动物体的位移受到 干涉。
如上所述， 理想转速 —— 其响应于主控制部的控制结果而增加 —— 与实际转 速——其由于被驱动物体的位移干涉而下降——之间的差值扩大。因此， 即使当马达的转 速因减速控制而下降时， 也可以有利地检测被驱动物体的位移干涉的发生。如上所述， 在 减速控制下， 基于相对于基准差值的变化量以高精确度检测被驱动物体的位移是否受到干 涉。但是在被驱动物体的位移开始时发生卡夹、 以及马达控制阶段转变为减速控制而没有 在加速控制和恒速控制期间检测被驱动物体的位移干涉的情况下， 干涉的检测可能被进一 步延迟或者由于无法准确地获得基准差值的值而无法实现干涉的检测。为了克服该缺点， 设置共用位移干涉检测部。通过共用位移干涉检测部， 在加速控制和恒速控制期间利用理 想转速来执行干涉的检测， 而在减速控制期间通过另外的确认基准来执行干涉的检测。结 果， 确保了能够应用于大范围的情况的干涉检测性能。
根据本公开， 一种用于车辆的座椅控制设备包括马达控制设备， 所述马达控制设
备包括 ： 构造成用以致动马达主控制部， 所述马达在马达的转速逐渐增加的加速控制模式 中、 在马达的转速逐渐减小的减速控制模式中和在马达的转速保持在恒定水平的恒速控制 模式中使座椅在在第一位置与第二位置之间移位 ； 以及位移干涉检测部， 所述位移干涉检 测部利用实际转速和马达的理想转速来检测座椅的位移的干涉， 所述实际转速为马达的实 际转速， 包括反馈控制的主控制部的控制结果反映在马达的理想转速上。马达控制设备检 测座椅的位移受到干涉的情况。
在改变车辆座椅的状态或位置的情况下， 座椅被移位至机械终点。 在这种情况下， 马达 ( 座椅 ) 的转速可能在终点处充分降低从而使座椅在不受到冲击的情况下停住。此 外， 考虑到座椅与乘坐者的接触或者施加到马达的负载， 突然地移动座椅是不利的， 而可以 控制座椅逐渐地开始移动。另外， 优选地尽快完成车辆的状态改变， 并且马达速度 ( 座椅速 度 ) 可以通过加速控制而适当增加。在车辆座椅控制中， 加速控制、 恒速控制和减速控制可 能共存， 而乘坐者身体、 乘坐者衣物以及其它物体的一部分可能被卡夹。 通过构造用于车辆 的座椅控制设备以便包括马达控制设备， 可有利地检测例如由卡夹导致的车辆座椅的位移 干涉的发生。 附图说明 从下面的参照附图进行的详细描述中， 本公开的上述及其它特性和特征将而变得 更加明显， 其中 ：
图 1 是示意性地图示出此处公开的马达控制设备的示例的框图 ；
图 2A 是速度控制的概览图， 其中被驱动物体从基准位置开始移位 ；
图 2B 是速度控制的概览图， 其中被驱动物体从与基准位置不同的位置开始移位 ；
图 3 是示意性地图示出理想转速与实际转速之间的理想关系的视图 ；
图 4 是示出在加速控制和恒速控制期间保持最大转速的曲线图的视图 ；
图 5 是示出当产生卡夹时在最大转速与实际转速之间的差值变化的视图 ；
图 6 是示出理想转速、 实际转速以及当产生卡夹时在最大转速与实际转速之间的 差值变化的视图 ；
图 7 是示出在理想转速与实际转速之间的差值变化的视图 ；
图 8 是用于卡夹检测处理的流程图 ；
图 9 是基于理想转速与实际转速之间的差值的子处理的流程图 ；
图 10 是基于最大转速的子处理的流程图 ；
图 11 是基于理想转速与实际转速之间的差值变化量的子处理的流程图 ；
图 12 是车辆的立体图 ；
图 13A 是车辆座椅的状态变化的第一示例， 其中座椅处于可乘坐状态 ；
图 13B 是车辆座椅的状态变化的第一示例， 其中座椅处于储存状态 ；
图 14A 是车辆座椅的状态变化的第二示例， 其中座椅处于可乘坐状态 ；
图 14B 是车辆座椅的状态变化的第二示例， 其中座椅处于改变状态的过程中 ；
图 14C 是车辆座椅的状态变化的第二示例， 其中座椅处于改变状态的过程中 ； 以 及
图 14D 是车辆座椅的状态变化的第二示例， 其中座椅处于储存状态。
具体实施方式
下面将参照所绘附图的图示来说明一个实施方式。 此处公开的马达控制设备根据 被驱动物体的位置来控制马达， 所述被驱动物体的位置通过马达的致动而移位。 例如， 所述 被驱动物体包括用于建筑物的自动滑动门、 用于车辆的电驱动座椅、 滑动门和电动窗。 根据 本实施方式， 将包括电驱动座椅、 滑动门和电动窗的动力驱动设备应用为被驱动物体， 并且 将说明在动力驱动设备处与动力驱动设备的位移干涉的乘坐者身体、 乘坐者衣服以及其它 物体的一部分的卡夹。
如图 1 所示， 马达控制设备构造成电控单元 (ECU)10， 所述电控单元 10 包括作为控 制核心的中央处理单元 (CPU)11。所述 ECU 10 包括程序存储器 12 和驱动电路 13。所述程 序存储器 12 存储由 CPU 11 执行的软件程序。所述驱动电路 13 通过将通常为低压电路的 CPU 11 的输出变换为高于 CPU 11 的电源电压的马达致动电压来致动马达 30。马达控制设 备包括如图 1 中的附图标记 1 至 8 所指出的各个功能部。例如， 利用诸如 CPU 11 和驱动电 路 13 的硬件以及存储在程序存储器 12 中的软件——其彼此协作——来实现所述部分 1 至 8。所述部分 1 至 8 的构造并不限于上述构造。可替代地， 例如， ECU 10 可利用数字信号处 理器、 其它逻辑处理器或逻辑电路等进行构造。 马达 30 设置有转动传感器 31， 所述转动传感器 31 检测马达 30 的转动。转动传感 器 31 可独立设置或内置到马达 30 中。例如， 转动传感器 31 包括霍尔效应传感器 IC( 集成 电路 ) 以便根据马达 30 的转速来输出脉冲信号 MP。ECU 10 通过脉冲信号 MP 的脉冲数量 来检测动力驱动设备的位置， 该动力驱动设备的位置由马达 30 移位。因此， 转动传感器 31 用作位置传感器， 其除了检测马达 30 的转数及转速之外还检测被驱动物体的位置。根据本 实施方式， 转动传感器 31 是具有低分辨率和低成本的传感器， 其针对马达 30 的每次转动输 出一个周期的脉冲信号 MP。可将具有较高分辨率的传感器应用于转动传感器 31， 但是由于 车辆上安装有大量的电子部件， 因此为了限制制造成本的增加， 有利地应用较低成本的传 感器。根据本实施方式， 即使当应用低分辨率传感器应作为转动传感器 31 时， 也能有利地 检测乘坐者身体、 乘坐者衣服以及其它物体的一部分的卡夹。
马达 30 通过从安装在车辆上的电池 40 供应的电力来致动。从电池 40 的供应的 电力的电压可能由于各种因素而波动。为了克服电压的波动， 将测量电池 40 电源电压的电 压表 ( 电压传感器 )41 的检测结果输入至 ECU 10。ECU 10 考虑供应到马达 30 的电源电压 来控制马达 30 的致动。 ECU 10 设置用于致动包括车辆座椅、 电动滑动门和电动窗的动力驱 动设备的各个马达 30 以便控制各个马达 30。每个 ECU 10 基于从控制器 50 输出的致动命 令执行控制。基于从控制器 50 输出的卡夹检测要求标志 FR 来执行对乘坐者身体、 乘坐者 衣服以及其它物体的一部分的卡夹检测。当检测到卡夹时， 通过卡夹检测标志 FD 将检测结 果从各个 ECU 10 发送至控制器 50。
如图 1 所示， 还作为位移干涉检测设备 ( 例如， 卡夹检测设备 ) 的 ECU( 即， 马达控 制设备 )10 包括主控制部 1、 位移干涉检测部 2、 理想转速计算部 3、 基准差值保持部 4、 减速 位移干涉检测部 5、 最大值保持部 6、 非减速位移干涉检测部 7 以及共用位移干涉检测部 8。 主控制部 1 构造成用以致动马达 30， 所述马达 30 通过马达 30 的转速逐渐增加的加速控制、 马达 30 的转速逐渐减小的减速控制以及马达 30 的转速保持在恒速的恒速控制使动力驱动
设备在最大的范围内从第一位置至第二位置移位或反之亦然。主控制部 1 通过脉冲宽度调 制 (PWM) 来控制马达 30。位移干涉检测部 ( 卡夹检测部 )2 利用实际转速 V 和马达 30 的理 想转速 A 来检测例如由卡夹导致的动力驱动设备的位移干涉情况， 所述实际转速为马达 30 的实际转速， 包括反馈控制的主控制部 1 的控制结果反映在所述马达的理想转速上。上文 描述的其它功能部构成位移干涉检测部 2。各个功能部的细节将在下文描述。
首先， 将参照附图 2A 和 2B 说明由马达控制设备进行的马达 30 的速度控制的略 图， 其中示出了动力驱动设备的位置与马达 30 的目标转速之间的关系。主控制部 1 基于目 标转速控制马达 30 的致动。如图 2A 和 2B 所示， 根据目标转速的变化设置加速阶段 PHU、 恒速阶段 PHC 和减速阶段 PHD。所述加速阶段 PHU 是马达转速从开始马达 30 的操作逐渐 增加至具有最大速度的稳定操作的阶段。所述减速阶段 PHD 是马达转速从具有最大速度的 稳定操作逐渐减小至最终停止马达 30 的操作的阶段。根据本实施方式， 马达 30 的转速从 具有最大速度的稳定操作逐渐减小至马达 30 以较低速度稳定操作的速度。所述恒速阶段 PHC 包括较高恒速阶段 PHH 和最终恒速阶段 PHE， 在所述较高恒速阶段 PHH 中马达 30 以最 大速度稳定地致动， 而在所述最终恒速阶段 PHE 中马达 30 以较低速度稳定地致动以便最终 停止动力驱动设备的操作。 在将诸如橡胶构件的弹性构件设置在动力驱动设备可移动范围 的终点处 ( 即， 作为第一位置和第二位置 ) 的情况下， 以足够低的速度到达终点的被驱动物 体在不受到冲击的情况下完成位移。因此， 动力驱动设备经过减速阶段 PHD 和最终恒速阶 段 PHE 逐渐减至停止。
图 2A 图示出动力驱动设备从零位置 ( 即， 第一位置或第二位置 )——其为基准位 置——开始移位的情况。图 2B 图示出动力驱动设备从与基准位置不同的位置 ( 即， 在第一 位置与第二位置之间的中间位置 ) 开始移位的情况。如图 2A 和 2B 所示， 与动力驱动设备 开始移位的起始位置无关， 假定示出马达 30 的目标转速的转变的图形是相类似的。因此， 动力驱动设备以外表上类似的方式从位移开始移动至位移终止 ( 即位移完成位置 EP ； 第一 位置或第二位置 )， 而与动力驱动设备开始移位的起始位置 SP 无关。因此动力驱动设备的 运动给用户一种一致的感觉。
参照图 2A 和 2B， 将对马达 30 的目标转速与动力驱动设备的位置移位之间的关系 进行如下说明。在动力驱动设备开始移位的起始位置 SP 处， 将目标转速设定为初始转速。 初始转速确定为马达 30 平滑地开始转动的速度。接下来， 目标转速逐渐增加， 从而使马达 30 的转速从低转速的初始转速逐渐增加并且动力驱动设备逐渐开始移动 ( 加速阶段 PHU)。 主控制部 1 从致动的开始起执行前馈控制， 直至动力驱动设备以预定初始移动量 ( 距离 )M 移位其位置。在动力驱动设备移位超过预定初始移动量 M 之后， 主控制部 1 执行反馈控制。 在前馈控制中， 目标转速以预定增加率增加。 在致动开始之后立即执行反馈控制的情况下， 可能在实际转速 V 处产生很大程度的振荡。具体地， 在应用具有低分辨率的传感器作为转 动传感器 31 的情况下， 如本实施方式， 更可能产生较大程度的振荡。所述较大程度的振荡 可能需要一些时间来消除。 另一方面， 在致动开始之后立即执行前馈控制的情况下， 实际转 速 V 很可能跟随目标转速， 而不受具有低分辨率的转动传感器 31 的检测结果影响。在这种 情况下， 初始移动量 ( 距离 )M 对应于用于检测卡夹的处理的初始屏蔽时间。
当马达 30 的转速逐渐增加时， 阶段转变至较高的恒速阶段 PHH。当动力驱动设备 进一步移位时， 目标转速逐渐减小从而使马达 30 的阶段转变至减速阶段 PHD， 在所述减速阶段 PHD 中马达 30 的转速逐渐减小。在动力驱动设备开始移位的起始位置 SP 靠近位移完 成位置 EP 的情况下， 或者在因为由电池 40 的高电源电压导致的假定马达 30 的转速等于或 大于目标转速而因此使动力驱动设备的移位量增加的情况下， 马达 30 的阶段在没有较高 的恒速阶段 PHH 的情况下转变至减速阶段 PHD。 在减速阶段 PHD 处， 当目标转速下降至最终 恒定转速——马达 30 在最终恒定转速处以较低速度稳定操作——时， 使得马达 30 最终停 止， 目标转速保持在最终恒定转速。此后， 马达 30 在最终恒速阶段 PHE 下致动。最终恒定 转速限定为足够低的速度。 在保持最终恒定转速的同时动力驱动设备继续位移至机械终点 ( 位移完成位置 EP ； 第一位置或第二位置 )。 在将诸如橡胶构件的弹性构件设置在动力驱动 设备可移动范围的终点 ( 第一位置和第二位置 ) 处的情况下， 以足够低的速度到达终点的 被驱动物体在不受到冲击的情况下完成位移。在这种情况下， 动力驱动设备可以在不经历 最终恒速阶段 PHE 的情况下在减速阶段 PHD 中移位至机械终点 ( 位移完成位置 EP)。在动 力驱动设备移位超过初始移动量 ( 距离 )M 之后， 在包括加速阶段 PHU、 恒速阶段 PHC(PHH、 PHE) 和减速阶段 PHD 的所有阶段中以反馈控制控制马达 30 进行致动。
如上所述， 位移干涉检测部 2 利用马达 30 的实际转速 V 和马达 30 的理想转速 A 来检测例如由卡夹导致的动力驱动设备的位移受到干涉的情况。所述位移干涉检测部 2 包 括如图 1 所示的理想转速计算部 3。 所述理想转速计算部 3 基于如下方程计算理想转速 A ：
A ＝ PD×(VE/VR)×F
此处， 数学方程模型由 F 表示， 用于脉冲宽度调制的占空比由 PD 表示， 电池 40 的 电源电压由 VE 表示， 以及当构造数学方程模型 F 时电源电压由 VR 表示。
如上面所示， 用以获得理想转速 A 的方程是将用于脉冲宽度调制的占空比 PD 作为 变量的函数。基于目标转速、 致动转速 V 和电源电压 VE 通过主控制部 1 来确定占空比 PD。 具体地， 当主控制部 1 执行反馈控制时， 为了降低目标转速与实际转速之间的差值而使占 空比 PD 改变。因此， 包括反馈控制的主控制部 1 的控制结果反映在理想转速 A 上。
图 3 示出了当马达 30 理想地转动并且动力驱动设备理想地移位其位置而不产生 诸如卡夹的干涉情况时在理想转速 A 与实际转速 V 之间的关系。在如图 3 示出的理想情况 下， 理想转速 A 与实际转速 V 之间存在小的差值， 并且波动的发生很小。然而， 在诸如卡夹 的干涉情况发生的情况下， 理想转速 A 与实际转速 V 之间的差值扩大。理想转速 A 与实际 转速 V 之间的差值定义为差值 B。利用差值 B 来检测诸如卡夹的干涉情况的发生。由于使 用环境、 长期变化以及产品的离差， 在理想转速 A 与实际转速 V 之间根据数学方程 F 如何构 造而产生预定差值。理想转速 A 与实际转速 V 之间的预定差值定义为基准差值 BASE。
实际转速 V 即使在恒速阶段 PHC 期间也可能波动而增加或减小， 而且实际转速 V 即使在加速阶段 PHU 期间也可能暂时下降。在加速阶段 PHU 和恒速阶段 PHC 期间不执行用 于降低实际转速 V 的控制。因此， 在控制期间的先前最大转速 C 与最新实际转速 V 之间的 差值 CC 是由与控制无关的因素导致。例如， 所述因素可能是诸如卡夹的与动力驱动设备的 位移干涉的情况， 并且可以基于最大转速 C 与实际转速 V 之间的差值 CC 以高精确度来检测 卡夹的发生等。
图 4 示出了用于在加速阶段 PHU 和恒速阶段 PHC 期间保持最大转速的曲线图。图 4 中的圆点表示针对 ECU 10 每个计算周期的采样点 ( 见图 8 中的 #1)。 如图 5 所示， 先前最
大转速 C 与最新实际转速 V 之间的差值 CC 从卡夹发生处的时间 IT 起增加。在差值 CC 到 达阈值 TH2 的时间 DT 处， ECU 10 确定卡夹发生。如图 1 所示， 位移干涉检测部 2 包括最大 值保持部 6， 当在加速控制或恒速控制期间控制马达 30 时所述最大值保持部 6 保持实际转 速 V 的最大值 ( 最大转速 )C。此外， 位移干涉检测部 2 包括非减速位移干涉检测部 7， 当在 加速控制或恒速控制期间控制马达 30 时所述非减速位移干涉检测部 7 检测位移干涉的发 生。在最大值保持部 6 处保持最大值 C， 并且非减速位移干涉检测部 7 基于最新实际转速 V 与最大值 C 之间的差值 CC 来检测例如由卡夹导致的动力驱动设备的位移受到干涉的情况。 具体地， 当差值 CC 大于阈值 TH2 时非减速位移干涉检测部 7 检测例如由卡夹导致的动力驱 动设备的位移受到干涉。
如上所述， 当诸如卡夹的干涉情况发生时理想转速 A 与实际转速 V 之间的差值 B 扩大。例如， 当例如由卡夹导致的动力驱动设备的位移受到干涉时， 假定实际转速 V 相对小 于目标转速， 由于反馈控制而使输出 ( 转矩 ) 增加。更具体地， 占空比 PD 增加。因为占空 比 PD 作为用于理想转速 A 的变量， 所以包括反馈控制的主控制部 1 的控制结果反映在理想 转速 A 上， 并且理想转速 A 的值增加。另一方面， 当动力驱动设备的位移受到干涉时， 即使 通过增加占空比 PD 来增加转矩， 实际转速 V 也不增加。具体地， 当发生与摩擦发生不同的 卡夹等时， 如图 6 所示， 实际转速 V 从产生卡夹的时间 IT 处逐渐减小。因为由于实际转速 V 的下降导致实际转速 V 与目标转速之间的差值扩大， 所以主控制部 1 增加占空比 PD 以进 一步增加转矩。结果， 如图 6 所示， 理想转速 A 从卡夹发生处的时间 IT 起增加。 因此， 理想转速 A—— 其响应于主控制部 1 的控制结果而增加 —— 与实际转速 V——其响应于动力驱动设备的位移干涉减小——之间的差值 B 扩大。图 6 示出了减速阶 段 PHD， 在所述减速阶段 PHD 中， 即使卡夹不发生或在卡夹发生之前实际转速 V 也减小。因 此， 即使当实际转速 V 由于减速控制而下降时， 可有利地检测动力驱动设备的位移干涉。此 外， 如上所述， 因为考虑使用环境、 长期变化以及产品的离差来确定基准差值 BASE， 所以如 图 7 所示， 基于差值 B 相对于基准差值 BASE 的变化量 D， 当假定变化量 D 大于阈值 TH3 时检 测到卡夹。
如图 1 所示， 位移干涉检测部 2 包括基准差值保持部 4 和减速位移干涉检测部 5， 所述基准差值保持部 4 保持基准差值 BASE， 当在减速控制下控制马达 30 时所述减速位移干 涉检测部 5 检测位移干涉。减速位移干涉检测部 5 基于实际转速 V 与理想转速 A 之间的差 值 B 相对于基准差值 BASE 的变化量 D 来检测动力驱动设备的位移受到干涉的情况。基准 差值保持部 4 将在马达 30 的控制即将转变为减速控制之前的理想转速 A 与实际转速 V 之 间的差值 B 保持作为基准差值 BASE。在当减速控制期间发生卡夹的情况下， 基准差值 BASE 的值波动。所述基准差值 BASE 的波动对于在减速控制期间利用理想转速 A 与实际转速 V 之间的差值 B 来检测卡夹的目的是不利的。为了克服该缺点， 根据本实施方式， 将在即将转 变至减速控制之前的恒速控制或加速控制期间的差值 B 保持作为基准差值 BASE。 在这种情 况下， 在即将转变为减速控制之前执行恒速控制并且将在恒速控制处的理想转速 A 与实际 转速 V 之间的差值 B 保持作为基准差值 BASE 的情况下， 确定了更加稳定的值。
在如上所述发生卡夹的情况下， 理想转速 A——其反映由主控制部 1 在其上的控 制结果而增加——与实际转速 V——其响应于动力驱动设备的位移干涉而下降——之间的 差值 B 扩大。因此， 即使当由于减速控制而导致实际转速 V 下降时， 也可有利地检测被驱动
物体 ( 动力驱动设备 ) 的位移干涉的发生。此外， 因为基于在减速控制期间的差值 B 相对 于基准差值 BASE 的变化量 D 来检测例如由卡夹导致的动力驱动设备的位移干涉是否发生， 因此能够获得具有高精确度的检测。在这种情况下， 在当动力驱动设备开始移位其位置时 产生卡夹、 以及马达 30 的控制阶段转变为减速控制而没有在加速控制和恒速控制期间检 测位移干涉的情况下， 动力驱动设备的位移干涉 ( 例如卡夹 ) 的检测可能进一步被延迟或 者因为无法适当地获得基准差值 BASE 的值而无法实现。
根据本实施方式， 为了克服该缺陷， 位移干涉检测部 2 包括共用位移干涉检测部 8， 所述共用位移干涉检测部 8 不拘于马达 30 的控制状态检测动力驱动设备的位移干涉情 况 ( 例如卡夹 )。当实际转速 V 与理想转速 A 之间的差值 B 等于或大于预定阈值 TH1 时， 共 用位移干涉检测部 8 检测动力驱动设备的位移受到干涉 ( 例如卡夹的发生 )。利用共用位 移干涉检测部 8， 即使在加速控制和恒速控制期间可应用理想转速 A 来执行动力驱动设备 的位移干涉的检测， 而在减速期间应用包括理想转速 A 与实际转速 V 之间的差值 B 的变化 量 D 的用于判别的另一基准值来执行动力驱动设备的位移干涉的检测。结果， 确保了能够 应用于大范围的情况的干涉检测性能。
参照图 8 至 11， 包括上述卡夹检测的用于马达控制的程序将在下面进行说明。通 过反复执行对于 CPU 11 的每个计算周期的一系列处理——如图 8 示出， 由 ECU 10 进行卡夹 的检测。计算周期被确定为例如 5ms。在计算周期的开始， CPU 11 获得当前转速 ( 实际转 速 )V、 当前位置 PP、 起始位置 SP、 当前占空比 PD 以及当前电压 ( 电源电压 )VB( 步骤 #1)。 接下来， CPU 11 执行上限转速处理， 其中限定在加速控制、 恒速控制和减速控制中分别允许 的转速的上限。执行该处理作为故障保险， 当错误地输入超过马达 30 的按照规格的最大转 速的转速时其防止错误的检测。此后， 确定应用于卡夹检测处理的阈值 (TH1、 TH2、 TH3)( 步 骤 #3)。
然后， 利用应用数学方程模型 F 的方程 A ＝ PD×(VE/VR)×F 计算理想转速 A( 步 骤 #4)。此后， 基于计算的理想转速 A 和在步骤 #1 中获得的当前转速 V 计算差值 B( 步骤 #5)。 在执行用于检测诸如卡夹——其与动力驱动设备的位移干涉——的情况的处理之前， 确定初始屏蔽期 M 是否已过去 ( 步骤 #6)。同时， 确定马达控制阶段是否在加速阶段 PHU 或 恒速阶段 PHC( 步骤 #6)。在两种情况均满足的情况下， 将在步骤 #5 计算的差值 B 确定 ( 更 新 ) 为基准差值 BASE( 步骤 #7)。在初始屏蔽期 M 尚未过去或者马达控制阶段在减速阶段 PHD 的情况下， 基准差值 BASE 未被确定 ( 更新 )， 并且处理前进至步骤 #8。
在步骤 #8， 确定来自控制器 50 的卡夹检测要求标志 FR 是否为 ON。在卡夹检测要 求标志 FR 为 OFF 的情况下， 在步骤 #39 确定 ( 更新或重新确定 ) 卡夹检测标志 FD 以结束 卡夹检测处理。在卡夹检测要求标志 FR 为 ON 的情况下， 在步骤 #9 的处理之后 ( 步骤 #10 至 #38) 由共用位移干涉检测部 8、 非减速位移干涉检测部 7 和减速位移干涉检测部 5 执行 干涉检测 ( 例如卡夹检测 ) 处理。当在步骤 #9 确定初始屏蔽期 M 已过去时， 首先由共用位 移干涉检测部 8 执行卡夹检测处理 ( 步骤 #10)。另一方面， 当在步骤 #9 确定初始屏蔽期 M 尚未过去时， CPU 11 将卡夹检测标志 FD 确定 ( 更新或重新确定 ) 为 OFF 状态以结束针对 该计算周期的卡夹检测处理。
共用位移干涉检测部 8 执行卡夹检测处理 ( 步骤 #10)， 当在当前转速 V 与理想转 速 A 之间的差值 B 等于或大于阈值 TH1 时其检测例如由卡夹导致的动力驱动设备的位移受到干涉， 而与马达 30 的控制状态无关。更具体地， 如图 9 所示， 比较差值 B 与阈值 TH1( 步 骤 #11)， 并且当差值 B 大于阈值 TH1 时， 将卡夹检测标志 FD 确定 ( 更新或重新确定 ) 为 ON 状态 ( 步骤 #16)。即， 检测到卡夹。在差值 B 等于或小于阈值 TH1 的情况下， 未检测到卡 夹， 并将卡夹检测标志 FD 确定 ( 更新或重新确定 ) 为 OFF 状态 ( 步骤 #17)。如上所述， 共 用位移干涉检测部 8 的卡夹检测处理可应用为故障保险功能。 在这种情况下， 可将阈值 TH1 确定为大于阈值 TH3。 即， 在通常的操作中优先进行减速位移干涉检测部 5 的步骤 #30 的处 理， 限制了错误的检测。
在完成共用位移干涉检测部 8 的卡夹检测处理 ( 步骤 #10) 之后， 在步骤 #19 的处 理之后执行主要由非减速位移干涉检测部 7 进行的卡夹检测处理 ( 步骤 #20)。步骤 #19 的处理确定马达 30 在非减速控制中进行控制， 即马达 30 在加速控制 ( 加速阶段 PHU) 或恒 速控制 ( 恒速阶段 PHC) 中进行控制。在未对马达 30 应用非减速控制 ( 加速控制或恒速控 制 ) 的情况下， 不执行步骤 #20 的处理， 并且卡夹检测标志 FD 保持当前状态 ( 步骤 #28)。 当在步骤 #19 处确定对马达 30 施加非减速控制 ( 加速控制或恒速控制 ) 时， 非减速位移干 涉检测部 7 执行卡夹检测处理 ( 步骤 #20)， 其基于最新实际转速 V 与最大值 C 之间的差值 CC 来检测例如由卡夹导致的动力驱动设备的位移受到干涉的情况。在卡夹检测处理之前， 如图 10 所示， 首先确定卡夹检测标志 FD 是否为 ON 状态 ( 步骤 #21)。即， 在共用位移干涉 检测部 8 的卡夹检测处理 ( 步骤 #10) 处卡夹检测标志 FD 已经处于 ON 状态的情况下， 无需 在同一计算周期中执行另一卡夹检测处理， 并且因此卡夹检测标志 FD 的状态保持至结束 步骤 #20 的处理。
当卡夹检测标志 FD 为 OFF 状态时， 依顺序比较当前转速 V 与最大值 C( 步骤 #22)。 在当前转速 V 大于最大转速 C 时， 将最大转速 C 更新为当前转速 V 从而将差值 CC 确定为 0( 步骤 #23)。在当前转速 V 等于或小于最大转速 C 的情况下， 保持最大转速 C 以计算差 值 CC( 步骤 #24)。步骤 #22 至步骤 #24 的处理是用以保持当前转速 V 的最大值的处理， 并 由彼此协作的最大值保持部 6 和非减速位移干涉检测部 7 执行。此后， 比较差值 CC 与阈值 TH2( 步骤 #25)。当差值 CC 大于阈值 TH2 时， 将卡夹检测标志 FD 确定 ( 更新 ) 为 ON 状态 ( 步骤 #26)。即， 检测到卡夹。在差值 B 等于或小于阈值 TH2 的情况下， 未检测到卡夹， 并 将卡夹检测标志 FD 确定 ( 更新 ) 为 OFF 状态 ( 步骤 #27)。
当完成非减速位移干涉检测部 7 的卡夹检测处理 ( 步骤 #20) 之后， 或者当在步骤 #28 的处理处保持卡夹检测标志 FD 的状态而不执行步骤 #20 的处理时， 在步骤 #29 的处理 之后执行减速位移干涉检测部 5 的卡夹检测处理 ( 步骤 #30)。在步骤 #29 的处理中， 确定 马达 30 是否在减速控制模式中进行控制， 即马达 30 的阶段是否是减速阶段 PHD。 当马达 30 不是在减速控制模式中进行致动的情况下， 保持卡夹检测标志 FD 的当前状态 ( 步骤 #38) 而不执行处理步骤 #30 以结束该计算周期的卡夹检测处理。在这种情况下， 在卡夹检测标 志 FD 在步骤 #10 或 #20 的其中任一处理中为 ON 状态的情况下， 将指示卡夹检测标志 FD 处 于 ON 状态的信号发送至控制器 50。
减速位移干涉检测部 5 执行卡夹检测处理 ( 步骤 #30)， 其基于当前转速 V 与理想 转速 A 之间的差值 B 相对于基准差值 BASE 的变化量 D 来检测例如由卡夹导致的动力驱动 设备的位移受到干涉的情况。如图 11 所示， 首先确定卡夹检测标志 FD 是否处于 ON 状态 ( 步骤 #31)。在卡夹检测标志 FD 或者在共用位移干涉检测部 8 的卡夹检测处理处 ( 步骤#10) 或者在非减速位移干涉检测部 7 的卡夹检测处理处 ( 步骤 #20) 已经处于 ON 状态的情 况下， 无需在同一计算周期中重复执行另一卡夹检测处理。因此， 在卡夹检测标志 FD 处于 ON 状态的情况下， 保持检测标志 FD 的状态以结束步骤 #30 的处理， 从而完成该计算周期的 卡夹检测处理。将指示卡夹检测标志 FD 为 ON 的信号发送至控制器 50。
在卡夹检测标志 FD 处于 OFF 状态的情况下， 依顺序计算当前转速 V 与理想转速 A 之间的差值 B 相对于基准差值 BASE 的变化量 D( 步骤 #32)。然后， 比较变化量 D 与阈值 TH3( 步骤 #33)。当变化量 D 大于阈值 TH3 时， 将卡夹检测标志 FD 确定 ( 更新 ) 为 ON 状态 ( 步骤 #36)。即， 检测到卡夹。在变化量 D 等于或小于阈值 TH3 的情况下， 未检测到卡夹， 并将卡夹检测标志 FD 确定 ( 重新确定 ) 为 OFF 状态 ( 步骤 #37)。如上所述， 完成该计算周 期的卡夹检测处理。在卡夹检测标志 FD 处于 ON 状态的情况下， 将指示卡夹检测标志 FD 处 于 ON 状态的信号发送至控制器 50。
如参照图 8 至 11 所述， 当执行加速控制、 恒速控制和减速控制中的至少一个时可 有利地应用根据本实施方式的卡夹检测处理 ( 干涉检测处理 )。 换言之， 即便仅执行加速控 制、 恒速控制和减速控制中的其中一个， 也可有利地应用根据本实施方式的干涉检测处理 ( 例如卡夹检测处理 )。主控制部 1 构造成执行加速控制、 恒速控制和减速控制， 然而， 主控 制部 1 无需每次都执行所有的控制。
根据本实施方式的马达控制设备可应用于检测在例如图 12 所示的车辆 100 的电 驱动滑动门 61 和电驱动后门 62 的动力驱动设备处的卡夹。此外， 根据本实施方式的马达 控制设备可应用于检测在如图 12 至 14D 图示的用于车辆的座椅设备 20( 即， 下文称为座椅 20) 处的卡夹。可能通过结合加速控制、 减速控制和恒速控制来控制电驱动滑动门 61、 电驱 动后门 62 和座椅 20 的操作速度。此外， 设置在车辆上的电动部件的数量已经增加， 并且 因此用于卡夹的检测传感器以及转动传感器的成本的增加导致制造成本的增加， 这是不利 的。如上所述， 根据本实施方式， 有利地利用具有低分辨率的转动传感器 31 检测卡夹。
图 12 至 14D 中图示的座椅 20 包括头靠 21、 座椅靠背 22 和座椅垫 23。所述头靠 21 构造成用以支撑坐在座椅 20 上的乘坐者的头部。 所述座椅靠背 22 包括构造成以面向乘 坐者背部的方式支撑乘坐者的支撑表面 22a。 所述座椅垫 23 构造成以面向乘坐者臀部的方 式支撑乘坐者。在这种情况下， 背面 22b 面向车辆 100 的行李舱 9， 所述背面 22b 为座椅靠 背 22 的支撑表面 22a 的相反表面。换言之， 座椅 20 对应于最后面的座椅， 其座椅靠背 20 的背面 22b 作为行李舱 9 的壁表面的一部分。在车辆包括两排的情况下， 座椅 20 对应于第 二排座椅。在车辆包括三排的情况下， 座椅 20 对应于第三排座椅。
座椅 20 构造成可改变状态至可乘坐状态以及储存状态， 在可乘坐状态中乘坐者 可坐在上面， 而在储存状态中将座椅 20 进行储存以便扩大行李舱 9 的大小。因为座椅 20 的背部对应于行李舱 9， 所以通过将座椅 20 的状态改变至储存状态可扩大行李舱 9 的空间， 由此增加了装载容量。座椅 20 的储存状态可根据用途以不同的方式改变。例如， 如图 13A 和 13B 所示， 座椅 20 可以折叠从而在储存状态中使座椅靠背 22 的支撑表面 22a 面向座椅 垫 23。此外， 在储存状态中， 折叠的座椅 20 可容纳于在车辆地板上形成的凹部中。可替代 地， 如图 14A 至 14D 图示， 在储存状态中， 座椅垫 23 可定位在低于行李舱 9 的地板 9f 的水 平处， 而座椅靠背 22 可斜靠成定位在可乘坐状态中的座椅垫的位置处。因为座椅靠背 22 在可乘坐状态中设置成竖立的状态， 所以将座椅靠背 22 斜靠和 / 或折叠以便扩大行李舱 9的大小。根据座椅 2 的构造， 乘坐者身体、 乘坐者衣物以及其它物体的一部分可能卡夹在折 叠座椅靠背 22 的支撑表面 22a 与座椅垫 23 之间以及在滑动的座椅垫 23 与行李舱的地板 9f 之间。根据本实施方式的构造， 可在不增加制造成本的情况下有利地检测动力驱动设备 的位移的干涉或卡夹。