专利名称：活动车顶装置用的驱动电机的控制装置及进行控制的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于活动车顶装置的驱动电机的控制装置，和一种对活动车顶装置用的驱动电机进行控制的方法，其中该驱动电机的控制装置控制驱动电机可选择地打开和关闭例如汽车车顶玻璃之类的打开和关闭物体。
背景技术：
在编号为5-41922的日本实用新型待批公报中披露了一种先有技术的、用于可选择地打开和关闭例如汽车车顶玻璃之类的打开和关闭物体的驱动电机的控制装置。在上述公报中披露的打开和关闭物体的打开和关闭控制装置包括一个配备打开继电器和关闭继电器的控制电路，该打开继电器提供使电机在打开该打开和关闭物体的方向转动的驱动电流，该关闭继电器提供使电机在关闭该打开和关闭物体的方向转动的驱动电流。在关闭继电器与电池之间设有一个电阻，用于提供驱动电机的驱动电流。
也就是，与打开该打开和关闭物体时提供到电机的驱动电流相比，在关闭该打开和关闭物体时，位于所述关闭继电器与电池之间的电阻降低了提供到电机的驱动电流。因此在关闭操作过程中，该打开和关闭物体的操作速度低于打开操作过程中该打开和关闭物体的操作速度。在有外来物体被打开和关闭物体夹住的时候，这样的设计抑制了夹持力。在有外来物体夹在形成于车辆顶板上的顶窗部分和其位置与顶窗部分对应的打开和关闭物体之间时，这样的夹持力对应于加在外来物体上的负载。
上述公报中披露的用于打开和关闭物体的打开和关闭控制装置，使打开和关闭物体向车辆后方滑动。
在打开和关闭物体倾斜的活动车顶装置中，当打开和关闭物体在汽车行驶过程中倾斜向上时，由负压产生的向上拉力就施加在打开和关闭物体的上部，并且在打开和关闭物体的后端形成一个旋流。该打开和关闭物体就受到向上的力，仿佛该打开和关闭物体被向上拉或向上推。向上的力随着车辆行驶速度的提高而增加。
因此，当如上述公报中的装置那样将打开和关闭物体的关闭速度设定为恒定值(恒定扭矩)的情况下，如果根据车辆高速行驶的情况来设定操作速度(电机转速)，在车辆低速行驶时夹持力会变得过大，相反，如果根据车辆低速行驶的情况来设定操作速度(电机转速)，在车辆高速行驶时关闭力又会变得不够大。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种用于活动车顶装置的驱动电机的控制装置和对活动车顶装置用的驱动电机进行控制的方法，其中所述电机控制装置能在关闭操作过程中优化打开和关闭物体的关闭力和夹持力。
为了实现上述目的，本发明提供了一种控制电机的装置。电机驱动活动车顶装置的打开和关闭物体。该打开和关闭物体由电机驱动，这样以致于打开和关闭物体倾斜，使可选择地打开和关闭形成于车辆顶板上的顶窗部分。该装置包括驱动部分和控制部分。驱动部分向电机提供电流使电机旋转。驱动部分具有用于变动电机扭矩的变动装置。控制部分控制驱动部分。控制部分控制变动装置，使电机扭矩能在关闭打开和关闭物体的关闭操作过程中随着车辆行驶速度的提高而增大。
本发明的另一个方面提供了一种活动车顶装置，包括打开和关闭物体，电机，带有变动装置的驱动部分以及控制部分。
本发明的又一个方面提供了一种控制电机的方法。该方法包括利用电机驱动打开和关闭物体，使打开和关闭物体被倾斜而可选择地打开和关闭形成于车辆顶板上的顶窗部分；控制电机使电机扭矩在打开和关闭物体的关闭操作过程中随着车辆行驶速度的提高而增大。
在下面结合附图、并以本发明原理的实例形式进行的说明将使本发明的其他方面及其优点变得更加明显。
本发明及其目的和优点可通过下面对最佳实施例的说明以及结合下面的附图而更好地理解图1为说明根据本发明的一个实施例的车顶玻璃控制装置的框图；图2为显示与图1中的装置结合的驱动电机的扭矩和转速之间关系的特性示意图；图3为显示由图1中的装置控制的车顶玻璃的倾斜打开和关闭操作的示意图；图4为显示由图1中的装置在车顶玻璃倾斜关闭操作过程中进行的控制的流程图；图5为说明根据本发明的经过改进的实施例的车顶玻璃的控制装置的框图；
图6为显示与图5中的装置结合的驱动电机的扭矩与转速之间关系的特性示意图。
具体实施例方式
下面将参考
本发明的一个实施例。
如图3所示，车辆1具有顶板2，在其上形成一个矩形的车顶顶窗部分3。车辆1具有车顶玻璃4。车顶玻璃4的作用在于起到车顶顶窗部分3的打开和关闭物体的作用。车顶玻璃4在其前端处绕沿车辆宽度方向延伸的轴垂直移动(倾斜打开和关闭操作)，并且在车辆前后方向上滑动(滑动打开和关闭操作)。车顶玻璃4可以利用活动车顶装置驱动机构(未画出)来选择性地打开和关闭，其中该驱动机构由驱动电机5驱动。附图中未画出电机5设置在顶板2与车厢内模制的车顶板之间，以及前玻璃上端和车顶顶窗部分3的前端之间。
图1显示了控制车顶玻璃4动作的控制装置7的一种电气配置。控制装置7包括电机5、控制电机5的驱动部分6和电子控制单元(ECU)10。根据从车辆速度传感器8输出的速度检测信号和操作开关9的操作，ECU10起到控制驱动部分6的控制部分的作用。ECU10用作夹持控制装置和阈值变动装置。ECU10的驱动电流由电池11提供。
驱动部分6的驱动电源+B的电流来自电池11。驱动部分6包括两个由ECU10控制的驱动继电器12，13和同由ECU10控制的切换继电器14，其中该切换继电器14形成扭矩变动装置(扭矩切换装置)。驱动继电器12的开关12a包括两个触点12b，12c和一个可动端子12d，该可动端子由ECU10控制在触点12b，12c之间切换。触点12b接地，触点12c连接电池11并从驱动电源+B接收电流。可动端子12d连接电机5的第一电源端子5a。
与驱动继电器12形式相同，驱动继电器13的开关13a包括两个触点13b，13c和一个由ECU10控制的、在触点13b，13c之间切换的可动端子13d。触点13b接地，而触点13c连接下面将要说明的切换继电器14的可动端子14d。可动端子13d连接电机5的第二电源端子5b。
切换继电器14的开关14a包括两个触点14b，14c和一个由ECU10控制的、在触点14b，14c之间切换的可动端子14d。触点14b连接电池11并接收来自驱动电源+B的电流。触点14c经由电阻15连接电池11并接收来自驱动电源+B的电流，其中该电阻15形成扭矩变动装置的一部分。也就是说，扭矩变动装置包括一个切换电路，在包括电阻15的电流通路和不包括电阻15的电流通路之间进行切换。切换继电器14和电阻15形成该切换电路。
操作开关9向ECU10传送和车顶玻璃4的倾斜打开操作相关的打开操作ON信号和打开操作OFF信号，以及向ECU10传送和车预玻璃4的倾斜关闭操作相关的关闭操作ON信号和关闭操作OFF信号。
当操作开关9没被操作时，ECU10从操作开关9接收打开操作OFF信号和关闭操作OFF信号。ECU10就控制驱动部分6使电机5保持停止。这就是说，驱动继电器12，13的可动端子12d，13d分别连接到触点12b，13b。换句话说，ECU10将电机5的电源端子5a，5b接地。
当操作开关9被操作且打开操作ON信号从操作开关9传送出时，ECU10控制驱动部分6使车顶玻璃4向上倾斜。就是说，驱动继电器12的可动端子12d连接到触点12c以驱动电机5。换句话说，ECU10向电机5的第一电源端子5a提供驱动电源+B的电流，并且将第二电源端子5b接地。当操作开关9停止操作时，打开操作OFF信号从操作开关9送出。ECU10就控制驱动部分6以停止电机5。就是说，驱动继电器12的可动端子12d连接到触点12b。
当操作开关9被操作且关闭操作ON信号从操作开关9被送出，ECU10控制驱动部分使车顶玻璃4向下倾斜。就是说，驱动继电器13的可动端子13d连接到触点13c以驱动电机5。换句话说，ECU10将电机5的第一电源端子5a接地，且通过切换继电器14向第二电源端子5b提供来自驱动电源+B的电流。当停止操作开关9的操作时，关闭操作OFF信号从操作开关9送出。这样ECU10就控制驱动部分6停止电机5。即驱动继电器13的可动端子13d连接到触点13b。
ECU10接收来自连接到ECU10的车辆速度传感器8的对应于车辆1的行驶速度的车辆速度检测信号。根据从车辆速度传感器8传送的车辆速度检测信号，ECU10确定车辆1的行驶速度是在低速范围α还是在高速范围β，并且控制驱动部分6。在该实施例中，低速范围α指低于2[km/h]的速度，而高速范围β指大于等于2[km/h]的速度。
当车辆1的行驶速度被确定为处于低速范围α内时，ECU10控制切换继电器14将可动端子14d连接触点14c。即在车辆1的行驶速度处于低速范围α内时，为了使车顶玻璃4倾斜向下，ECU10通过电阻15将驱动电源+B的电流提供到电机5的第二电源端子5b。电阻15的电阻使提供到电机5的驱动电流减小。
当车辆1的行驶速度被确定为处于高速范围β内时，ECU10控制切换继电器14将可动端子14d连接到触点14b上。即在车辆1的行驶速度处于高速范围β内时，为了使车顶玻璃4倾斜向下，ECU10不通过电阻15直接将驱动电源+B的电流提供到电机5的第二电源端子5b。因此，与车辆1行驶速度处于低速范围α内的情况相比，提供到电机5的驱动电流增大。
电机5整体性地包括一个用于检测电机5转速的转速检测装置16。转速检测装置16包括一对霍尔元件磁性传感器16a，16b，用于检测电机5的转动周期(转速)和转动方向。霍尔元件磁性传感器16a，16b形成夹持控制装置。更具体地说，在转动方向上多极化的传感器磁铁(未画出)被装在电机5的转轴(未画出)上而与转轴一起整体转动。霍尔元件磁性传感器16a，16b位于传感器磁铁附近，在转动方向上互相相隔预定的角度。也就是说，本实施例的转动传感器采用了利用磁性的非接触型转动传感器。
当电机5转动时，每个霍尔元件磁性传感器16a，16b将与电机转动相对应的脉冲输出信号输送到ECU10。从每个霍尔元件磁性传感器16a，16b传出的输出信号(脉冲信号)互相之间有一个相位差(例如1/2周期)。转速检测装置16形成每个输出信号(脉冲信号)的波形并将其传送到ECU10。
根据从转速检测装置16(每个霍尔元件磁性传感器16a，16b)传送的输出信号(脉冲信号)的周期，ECU10检测电机5的转动周期(转速)。
也就是，当操纵操作开关9并且接收到打开操作ON信号时，ECU10基于例如上升沿在输出信号(脉冲信号)的每个周期向计数值加一。当操纵操作开关9并且接收到关闭操作ON信号时，ECU10从计数值减一，其中该计数值在打开操作过程中在输出信号(脉冲信号)的每一个周期已经加过一。ECU10根据计数值检测车顶玻璃4的打开和关闭位置，即车顶玻璃4在倾斜操作过程中的垂直位置。
ECU10根据每个输出信号(脉冲信号)的相位差检测电机5的转动方向，并根据电机5的转动方向的检测结果检测车顶玻璃4的打开和关闭方向(垂直方向)。
在ECU10内设置预先确定的阈值(参考转速)，以便根据检测到的电机5的转速来确定在车顶顶窗部分3的边缘和车顶玻璃4之间是否有外来物体被夹住。也就是，ECU10将电机5的转速用作表示电机5的驱动状态的数值。该阈值为当电机5以预定转速被驱动时从转速检测装置16(霍尔元件磁性传感器16a，16b)传送的输出信号(脉冲信号)的脉宽(电机的转动周期)。该预设转速为用以确定有外来物体夹在车顶顶窗部分3的边缘与车顶玻璃4之间的参考转速。
更具体地说，低速范围α的阈值为脉宽X1，高速范围β的阈值为脉宽X2。在本实施例中，在当车辆1的行驶速度处在高速范围β内时对车顶玻璃4进行倾斜关闭操作的情况下，与车辆1的行驶速度处于低速范围α内的情况下相比，ECU10控制提供到电机5的驱动电流增大。即在车辆1行驶速度处于高速范围β内时对车顶玻璃4进行倾斜关闭操作的情况下，与车辆1行驶速度处于低速范围α内相比，ECU10控制扭矩增加。换句话说，ECU10根据变动装置的控制状态来变动阈值。
因此，作为高速范围β的阈值的脉宽X2设定得比作为低速范围α内的阈值的脉宽X1窄。考虑电机5的转速，具有作为高速范围β内的阈值的脉宽X2的输出信号从转速检测装置16传送时电机5的转速大于具有作为低速范围α内的阈值的脉宽X1的输出信号从转速检测装置16传送时电机5的转速。
如上所述，ECU10为每个低速范围α和高速范围β都设定了阈值(脉宽X1，X2)。ECU10根据电机5的扭矩控制切换继电器14，并相应于该控制变动阈值，其中电机5的扭矩根据车辆1的行驶速度是处于低速范围α还是处于高速范围β而变动。这样做稳定了在低速范围α和高速范围β内的夹持力。也就是说，ECU10变动阈值以使车顶玻璃4的夹持力变得恒定。
如果从转速检测装置16传送的输出信号(电机的转动周期)的脉宽Y变得大于预设的作为阈值的脉宽，当车顶玻璃4正进行倾斜关闭操作时，ECU10确定脉宽Y超出范围，即电机转速因为有外来物体被车顶玻璃4夹住而降低。在此时，ECU10根据车辆1行驶速度是处于低速范围α还是处于高速范围β来选择作为阈值的脉宽X1，X2。
基于该确定，ECU10控制驱动继电器12，13以使电机反向驱动。这样车顶玻璃4倾斜向上到达完全打开位置而使被车顶玻璃4夹住的外来物体能被移走。已经减去计数值的ECU10在电机5被反向驱动时开始增加计数值。
下面将介绍具有上述构成的控制装置7的操作。将主要介绍车顶玻璃4的垂直运动(倾斜向上和倾斜向下)。
图1显示了在车辆1和电机5停止时控制装置7的状态。驱动继电器12，13的可动端子12d，13d分别连接到触点12b，13b。因此，不向电机5提供驱动电源+B的电流，电机5没有被驱动。
在此状态下，当操作开关9被操纵使车顶玻璃4倾斜向上时，ECU10从操作开关9接收打开操作ON信号。然后，ECU10控制驱动继电器12使可动端子12d连接到触点12c。因此，驱动电源+B的电流提供给电机5以驱动电机5，车顶玻璃4通过活动车顶装置驱动机构而倾斜向上。当打开操作ON信号送到ECU10时，驱动电源+B的电流提供给电机5且电机5保持被驱动。
当停止操纵操作开关9以使车顶玻璃4的倾斜打开操作停止时，打开操作OFF信号被送到ECU10。ECU10就控制驱动继电器12使可动端子12d连接到触点12b。然后，驱动电源+B的电流提供停止，电机5停止。当车顶玻璃4位于完全打开位置时，即使操纵操作开关9且ECU10接收到打开操作ON信号；ECU10也控制驱动继电器12使可动端子12d接触到触点12b，从而使电机5停止。
在此状态下，当操纵操作开关9以使车顶玻璃4倾斜向下时，ECU10接收来自操作开关9的关闭操作ON信号。ECU10就控制驱动继电器13使可动端子13d连接触点13c。更进一步，根据从车速传感器8传送的车速检测信号，ECU10确定车辆1的行驶速度是在低速范围α(小于2[km/h])还是在高速范围β(大于等于2[km/h])内。
如果确定车辆1行驶速度处于低速范围α内，ECU10控制切换继电器14使可动端子14d连接到触点14c。然后，驱动电源+B通过电阻15以与倾斜打开操作时提供的电流相反的方向向电机5提供电流。这样，被驱动的电机5就通过活动车顶装置驱动机构使车顶玻璃4倾斜向下。
当确定车辆1的行驶速度处于高速范围β时，ECU10控制切换继电器14使可动端子14d连接到触点14b。然后，电机5直接由驱动电源+B以与倾斜打开操作时提供的电流方向相反的方向提供电流而不通过电阻15。这样，被驱动的电机5就通过活动车顶装置驱动机构使车顶玻璃4倾斜向下。
也就是，在车顶玻璃4的倾斜关闭操作中，如果车辆1行驶速度处于低速范围α内，驱动电源+B的电流通过电阻15提供到电机5。因此，在车辆1处于高速范围β内时驱动电源+B不通过电阻15直接向电机5提供电流的情况相比，提供到电机5的驱动电流数量减小。
结果如图2所示，在电机5转速保持恒定的情况下，和车辆1行驶速度处于高速范围β内的情况相比，在车辆1的行驶速度处于低速范围α内时电机5的扭矩受到抑制。换句话说，和车辆1行驶速度处于低速范围α内的情况相比，在车辆1的行驶速度处于高速范围β内时电机5的扭矩更大。
随着车辆1的行驶速度提高，由于施加在车顶玻璃4上部的负压而引起的向上拉力以及由产生在车顶玻璃4后部的旋流作用施加到车顶玻璃4上的向上的力都增大了。因此，和车辆1行驶速度处于低速范围α内的情况相比，在车辆1行驶速度处于高速范围β内时，电机5的扭矩相对增大而相应地提高车顶玻璃4的关闭力。相反，和车辆1行驶速度处于高速范围β内的情况相比，当车辆1的行驶速度处于低速范围α时，电机5的扭矩相对下降而抑制车顶玻璃4的夹持力。
当关闭操作ON信号传送到ECU10时，驱动电源+B的电流提供给电机5，电机5以上述方式保持被驱动。当停止操纵操作开关9以停止车顶玻璃4的倾斜关闭操作时，关闭操作OFF信号被传送到ECU10。ECU10就控制驱动继电器13使可动端子13d连接到触点13b。然后，驱动电源+B电流的提供停止，电机5停止。当车顶玻璃4位于完全关闭位置时，即使操纵操作开关9且ECU10接收关闭操作ON信号，ECU10也控制驱动继电器13使可动端子13d连接到触点13b以使电机5停止。
现在结合图4中的流程图说明在控制电机5的ECU10使车顶玻璃4倾斜向下时所进行的过程。
在步骤S1中，ECU10确定是否从操作开关9传送关闭操作ON信号。如果确定从操作开关9传送关闭操作ON信号，ECU10进行到步骤S2。在步骤S2中，ECU10控制驱动继电器12使可动端子12d连接到触点12b，并控制驱动继电器13使可动端子13d连接到触点13c。然后ECU10进行到步骤S3。
在步骤S3中，ECU10确定车辆1行驶速度是否处于低速范围α内。如果确定车辆1行驶速度处于低速范围α内，ECU10进行到步骤S4并控制切换继电器14使可动端子14d连接到触点14c。此后，ECU10进行到步骤S5。
在步骤S5中，ECU10确定从转速检测装置16传送的输入信号(脉冲信号)的脉宽Y是否大于作为低速范围α阈值的脉宽X1。如果确定脉宽Y不大于脉宽X1，即脉宽Y小于等于脉宽X1，ECU10进行到步骤S6。
在步骤S6中，ECU10确定车顶玻璃4是否处于倾斜向下的完全关闭位置。如果确定车顶玻璃4处于倾斜向下的完全关闭位置上，ECU10进行到步骤S7并停止电机5。
如果在步骤S6确定车顶玻璃4没有处于完全关闭位置，ECU10返回步骤S5。
在步骤S5中，如果确定从转速检测装置16传送的输入信号(脉冲信号)脉宽Y大于作为低速范围α的阈值的脉宽X1，ECU10确定有外来物体夹在车顶顶窗部分3的边缘与车顶玻璃4之间并进行到步骤S8。在步骤S8中，ECU10驱动电机5反转以释放被夹住的外来物体并进行到步骤S9。
在步骤S9中，ECU10确定车顶玻璃4是否倾斜向上且位于完全打开位置，以使被夹住的外来物体能被释放。如果确定车顶玻璃4处于完全打开位置，ECU10进行到步骤S10并停止电机5。
在步骤S3中，如果确定车辆1行驶速度没有处于低速范围α内，即车辆1行驶速度处于高速范围β内，ECU10进行到步骤S11并控制切换继电器14使可动端子14d连接到触点14b。然后ECU10进行到步骤S12。
在步骤S12中，ECU10确定从转速检测装置16传送的输入信号(脉冲信号)的脉宽Y是否大于作为高速范围β的阈值的脉宽X2。如果确定脉宽Y不大于脉宽X2，即脉宽Y小于或等于脉宽X2，ECU10进行到步骤S13。
在步骤S13中，ECU10确定车顶玻璃4是否处于完全关闭位置。如果确定车顶玻璃4处于完全关闭位置，ECU10进行到步骤S7并停止电机5。
如果在步骤S13中确定车顶玻璃4没有位于完全关闭位置，ECU10返回步骤S12。
在步骤S12中，如果确定从转速检测装置16传送的输入信号(脉冲信号)的脉宽Y大于作为高速范围β的阈值的脉宽X2，ECU10确定有外来物体夹在车顶顶窗部分3的边缘与车顶玻璃4之间，并进行到步骤S8。在步骤S8中，ECU10驱动电机5反转以释放被夹住的外来物体并进行到步骤S9。在步骤S9中，ECU10确定车顶玻璃4是否倾斜向上并位于完全打开位置，从而使被夹的外来物体释放。如果确定车顶玻璃4位于完全打开位置，ECU10进行到步骤S10并停止电机5。
本实施例具有以下优点。
(1)在车顶玻璃4的倾斜关闭操作过程中，和车辆1行驶速度处于低速范围α内的情况相比，在车辆1的行驶速度提高，即车辆1行驶速度处于高速范围β内时，ECU10控制切换继电器14以使电机5的扭矩变大。通常随着车辆1行驶速度的提高，由于施加在车顶玻璃4上部的负压而引起的向上拉力和产生在车顶玻璃4的后部的旋流施加在车顶玻璃4上的向上的力都增大。
因此，和车辆1行驶速度处于低速范围α内的情况相比，当车辆1行驶速度处于高速范围β内时电机5的扭矩相对增大，以使车顶玻璃4的关闭力增大到最佳程度。和车辆1行驶速度处于高速范围β内的情况相比，当车辆行驶速度处于低速范围α内时电机5的扭矩降低，以将车顶玻璃4的夹持力抑制到最佳程度。
(2)在车顶玻璃4的倾斜关闭操作过程中，行驶速度范围被分成低速范围α和高速范围β。因此，电机5的扭矩可以分两级控制。因此，电机5的扭矩能容易地被控制以优化关闭力和夹持力。与将车辆1行驶速度范围分成多于两个范围的情况相比，这样做进一步有利于对电机5扭矩的控制。
(3)当ECU10根据车辆1行驶速度是在低速范围α还是在高速范围β内来控制切换继电器14切换电机5的扭矩时，ECU10不连续地变动设定来确定是否有外来物体夹在车顶顶窗部分3的边缘与车顶玻璃4之间的相应于控制切换继电器14的阈值。由于ECU10不仅变动电机5的扭矩，而且还变动用于确定是否存在夹在车顶顶窗部分3的边缘与车顶玻璃4之间的外来物体的阈值，所以不管车辆1行驶速度是处于低速范围α还是在高速范围β内夹持力都变得稳定。
(4)用于切换电机5的扭矩的变动装置由切换继电器14和电阻15组成。因此，扭矩切换装置或控制装置7的结构得到简化。电机5的扭矩可以通过PWM控制用诸如晶体管的切换元件变动。然而，和这样的结构相比，最佳实施例能更有效地抑制电磁噪声。
本发明可以以下述具体形式实施。
在上述实施例中，用于变动电机5的扭矩的扭矩变动装置包括切换继电器14和电阻15。然而，本发明不局限于这种结构。例如，如图5所示，扭矩变动装置可以包括带有三个电刷22，23，24的电机21。电机21配置电刷22用于低速驱动，配置电刷23用于高速驱动。电机21还包括一个共用电刷24，该电刷与驱动继电器12的可动端子12d相连接。用于低速驱动的电刷22和用于高速驱动的电刷23连接到电刷切换继电器25的开关25a。
开关25a包括两个触点25b，25c和一个可动端子25d，ECU10控制该可动端子25d在触点25b，25c之间切换。用于低速驱动的电刷22连接到触点25b，而用于高速驱动的电刷23连接到触点25c。电刷切换继电器25连接到驱动继电器13的可动端子13d。根据具有驱动部分26的控制装置27，如果ECU10确定在车顶玻璃4倾斜关闭过程中(此时可动端子12d连接到触点12b而可动端子13d连接到触点13c)车辆1行驶速度处于低速范围α，可动端子25d连接到触点25b，电流通过用于低速驱动的电刷22提供。
也就是，如图6中的特性示意图所示，电机21的扭矩很小。相反地，如果ECU10确定车辆1的行驶速度处于高速范围β内，可动端子25d连接到触点25c，电流通过用于高速驱动的电刷23提供给电机21。即如图6中的特性示意图所示，电机21的扭矩很大。采用此结构，即使车辆1行驶速度改变了，在车顶玻璃4的倾斜关闭操作过程中的关闭力和夹持力也得到了优化。
如果确定有外来物体被夹在车顶顶窗部分3的边缘和车顶玻璃4之间，ECU10可以通过从用于高速驱动的电刷23向电机21提供电流来控制电机21反向驱动，而不管车辆1的行驶速度。在此情况下，夹在车顶玻璃4与车顶板2之间的外来物体就能迅速地被释放。
在上述实施例中，用于变动电机5的扭矩的扭矩变动装置由切换继电器14和电阻15组成。然而，电机5的扭矩可以通过PWM控制用诸如晶体管的切换元件来变动。采用此结构，可以更仔细地根据车辆1的行驶速度来控制电机5的扭矩。
在上述实施例中，低速范围α小于2[km/h]而高速范围β大于等于2[km/h]。然而，可以根据作用在车辆1和车顶玻璃4上的力按要求来设定这些值。或者，速度范围可以分成多于两个的范围以不连续地变动电机5的扭矩。在此情况下，可以为每个速度范围确定作为检测是否有外来物体夹在车顶顶窗部分3的边缘与车顶玻璃4之间的阈值的脉宽(电机5的转动周期)。此时，作为阈值的脉宽随着车辆1的行驶速度提高而减小。
在上述实施例中，当确定有外来物体被夹在车顶顶窗部分3的边缘与车顶玻璃4之间时，ECU10使车顶玻璃4倾斜向上到完全打开的位置。然而，本发明不局限于此。当确定有外来物体被夹在车顶顶窗部分3的边缘与车顶玻璃4之间时，ECU10可以将车顶玻璃4打开到能使外来物体从车顶顶窗部分3的边缘与车顶玻璃4之间释放的位置。在此情况下，可以预先利用一个计数值来确定这个外来物体能从车顶顶窗部分3的边缘与车顶玻璃4之间释放的位置。
在上述实施例中，在车顶玻璃4倾斜关闭操作过程中车顶玻璃4移动的整个范围内，ECU10都确定是否有外来物体夹在车顶顶窗部分3的边缘与车顶玻璃4之间。然而，也可以在车顶玻璃4倾斜关闭操作过程中车顶玻璃4移动的整个范围的一个预定范围内来做此确定。在其中做出确定的这个范围可以预先利用计数值来设定成为由一个计数值限定的范围，该计数值再增加一个预先确定的计数值就达到表示车顶玻璃4位于倾斜向下的完全关闭位置上时的数值。
在上述实施例中，打开和关闭物体是车顶玻璃4。然而，打开和关闭物体也可以由玻璃以外的材料制成。
权利要求
1.一种用于控制电机的装置，该电机驱动活动车顶装置的打开和关闭物体，其中所述打开和关闭物体由电机驱动以致于该打开和关闭物体倾斜而可选择地开启和关闭形成于车辆顶板上的顶窗部分，其特征在于一个向电机提供电流使电机转动的驱动部分，所述驱动部分有一个用于变动电机扭矩的变动装置；和一个控制所述驱动部分的控制部分，该控制部分控制所述变动装置，使电机扭矩在打开和关闭物体的关闭操作过程中随着车辆行驶速度的提高而增大。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，车辆行驶速度被分成多个速度范围，控制部分控制变动装置，使电机扭矩根据该多个速度范围间断地切换。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，车辆行驶速度被分成两个速度范围，即低速范围和高速范围。
4.如权利要求1至3中任意一项所述的装置，其特征在于，所述变动装置间断地变动电机的扭矩。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述变动装置包括一个切换电路，该切换电路在包括电阻的电流通路与不包括电阻的电流通路之间进行切换。
6.如权利要求1至3中任意一项所述的装置，其特征在于，所述控制部分根据显示电机驱动状态的数值和预先确定的阈值之间的比较确定是否有外来物体夹在顶窗部分的边缘和打开和关闭物体之间，当确定有外来物体夹在顶窗部分的边缘和打开和关闭物体之间，控制部分控制电机释放该外来物体，其中该控制部分根据变动装置的控制状态改变阈值。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述控制部分改变阈值以使打开和关闭物体的夹持力变得恒定。
8.一种活动车顶装置，适用于配备有顶窗部分的顶板的车辆，其特征在于一个打开和关闭物体，倾斜该打开和关闭物体，使可选择地使开启和关闭该顶窗部分；一个驱动所述打开和关闭物体的电机；一个向电机提供电流以使电机转动的驱动部分，所述驱动部分具有用于切换电机扭矩的变动装置；和一个控制驱动部分的控制部分，该控制部分控制所述变动装置以使电机扭矩在打开和关闭物体的关闭操作过程中随着车辆行驶速度的提高而增大。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，车辆行驶速度被分成多个速度范围，控制部分控制变动装置，使电机扭矩根据多个速度范围间断地切换。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述车辆行驶速度被分成两个速度范围，即低速范围和高速范围。
11.如权利要求8至10中任意一项所述的装置，其特征在于，所述变动装置间断变动电机扭矩。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述变动装置包括一个切换电路，该切换电路在包括电阻的电流通路与不包括电阻的电流通路之间进行切换。
13.如权利要求8至10中任意一项所述的装置，其特征在于，所述控制部分根据显示电机驱动状态的数值和预先设定的阈值之间的比较确定是否有外来物体夹在顶窗部分的边缘和打开和关闭物体之间，当确定有外来物体夹在顶窗部分的边缘和打开和关闭物体之间，控制部分控制电机释放该外来物体，其中该控制部分根据变动装置的控制状态来变动阈值。
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述控制部分变动阈值以使打开和关闭物体的夹持力变得恒定。
15.一种用于控制电机的方法，该电机驱动活动车顶装置的打开和关闭物体，其中所述打开和关闭物体配备有车辆的顶板，该方法的特征在于通过电机驱动打开和关闭物体，以致于所述打开和关闭物体倾斜，而使可选择地开启和关闭形成于车辆顶板上的顶窗部分；和控制电机，使电机扭矩在对打开和关闭物体的关闭操作过程中随着车辆行驶速度的提高而增大。
全文摘要
一种用于控制电机的装置，该电机驱动活动车顶装置的打开和关闭物体，该控制电机装置包括驱动部分和控制部分。所述驱动部分向电机提供电流以使电机转动。该驱动部分设有用于变动电机扭矩的变动装置。所述控制部分控制变动装置以使电机扭矩在打开和关闭物体的关闭操作过程中随着车辆行驶速度的提高而增大。因此，在关闭操作过程中，打开和关闭物体的关闭力和夹持力得到优化。
文档编号B60J7/02GK1613677SQ20041009254
公开日2005年5月11日 申请日期2004年11月5日 优先权日2003年11月7日
发明者木藤和人 申请人:阿斯莫有限公司