(57)【要約】      （修正有）【課題】参照フィールドに依存せず、欧州連合および米国によって指定されている自動反転装置に関する現在の要件を満たすコントローラを提供する。【解決手段】車体のクロージャ／ブラインドのモータを制御するコントローラは、速度／電流の測定結果を含む参照状態信号８２を決定すること、モータのモータモデルパラメータを繰り返し推定すること、電圧の測定結果または推定量を含む入力信号８１、推定されたモータモデルパラメータ、参照状態信号、および誤差信号１２２に基づいて推定された状態信号８４を決定することであって、誤差信号が参照状態信号と推定された状態信号との差を表し、誤差信号から外乱オブザーバ信号１１２を決定すること、現時点での外乱オブザーバ信号の第１の導関数を計算すること、ならびに外乱オブザーバ信号の第１の導関数が閾値を超えたことを決定するとモータを反転させるように構成される。【選択図】図１１
2019125362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体におけるクロージャ(23)および/またはブラインド(24)のモータ(13)を制御するためのコントローラ(1)であって、少なくとも1つのプロセッサ(3)を備え、前記少なくとも1つのプロセッサ(3)が、
-  前記モータ(13)の回転子の速度および前記回転子に供給される電流のうちの少なくとも1つの測定結果を含む参照状態信号(82)を決定することと、
-  前記モータ(13)のモータモデルパラメータを繰り返し推定することと、
-  前記回転子に供給される電圧の測定結果または推定量を含む入力信号(81)、前記推定されたモータモデルパラメータ、前記参照状態信号(82)、および誤差信号(83)に基づいて、推定された状態信号(84)を決定することであって、前記誤差信号(83)が、前記参照状態信号(82)と前記推定された状態信号(84)との差を表す、決定することと、
-  前記誤差信号から外乱オブザーバ信号(85)を決定することと、
-  現時点での前記外乱オブザーバ信号(85)の第1の導関数を計算することと、
-  前記外乱オブザーバ信号の前記第1の導関数が閾値を超えた場合、前記モータ(13)によって駆動される前記クロージャ(23)および/またはブラインド(24)の進路における望ましくない障害物を検出することと、
-  前記障害物を検出すると前記モータ(13)の前記回転子を反転させることとを行うように構成されている、コントローラ(1)。
【請求項２】
前記少なくとも1つのプロセッサが、前記入力信号(81)、前記誤差信号(83)、前記参照状態信号(82)、および前記推定された状態信号(84)に基づいて、前記モータの前記モータモデルパラメータを繰り返し推定するように構成されている、請求項1に記載のコントローラ(1)。
【請求項３】
前記少なくとも1つのプロセッサが、前記誤差信号(83)から第1の外乱オブザーバ信号(111)を決定し、1つまたは複数のフィルタ(114)を適用することによって前記第1の外乱オブザーバ信号(111)から第2の外乱オブザーバ信号(112)を決定し、続いて、前記現時点での前記第2の外乱オブザーバ信号(112)の前記第1の導関数を計算するように構成され、前記1つまたは複数のフィルタ(114)が、第1の周波数を下回る、もしくは第2の周波数を上回る周波数を有する信号を減衰させる、または除去する、請求項1または2に記載のコントローラ(1)。
【請求項４】
前記1つまたは複数のフィルタ(114)が、0.1Hzを下回る、もしくは500Hzを上回る周波数を有する信号を減衰させる、または除去する、請求項3に記載のコントローラ(1)。
【請求項５】
前記1つまたは複数のフィルタ(114)が、0.5Hzを下回る、もしくは250Hzを上回る周波数を有する信号を減衰させる、または除去する、請求項4に記載のコントローラ(1)。
【請求項６】
前記少なくとも1つのプロセッサ(3)が、ローパスフィルタ(124)を適用することによって第1の誤差信号(121)から第2の誤差信号(122)を決定し、前記入力信号(81)、前記推定されたモータモデルパラメータ、前記参照状態信号(82)、および前記第2の誤差信号(122)に基づいて、前記推定された状態信号(84)を決定するように構成され、前記第1の誤差信号(121)および前記第2の誤差信号(122)がそれぞれ、前記参照状態信号(82)と前記推定された状態信号(84)との差を表し、前記ローパスフィルタ(124)が、特定の周波数を上回る周波数を有する信号を減衰させる、または除去する、請求項1から5のいずれか一項に記載のコントローラ(1)。
【請求項７】
前記ローパスフィルタ(124)が、10Hzを上回る周波数を有する信号を減衰させる、または除去する、請求項6に記載のコントローラ(1)。
【請求項８】
前記少なくとも1つのプロセッサ(3)が、前記現時点での前記外乱オブザーバ信号(85、112)の前記第1の導関数の絶対値を計算し、前記絶対値が閾値よりも高い場合、前記望ましくない障害物を検出するように構成され、および/または前記少なくとも1つのプロセッサ(3)は、前記外乱オブザーバ信号の前記第1の導関数が正の閾値よりも高い、もしくは負の閾値よりも低い場合、前記望ましくない障害物を検出するように構成されている、請求項1から7のいずれか一項に記載のコントローラ(1)。
【請求項９】
モータ(13)を制御するための、請求項1から8のいずれか一項に記載のコントローラ(1)と、前記モータ(13)と、前記モータ(13)によって駆動されるクロージャおよび/またはブラインド(24)とを備える車体のブラインドシステムであって、前記モータが、前記車体における前記クロージャおよび/またはブラインド(24)を動かすように構成されている、ブラインドシステム。
【請求項１０】
前記ブラインドシステムが、オープンルーフ構造体(21)であり、前記クロージャが、少なくとも1つの可動パネル(23)を備える、請求項9に記載のブラインドシステム。
【請求項１１】
車体におけるクロージャおよび/またはブラインドのモータを制御する方法であって、
-  前記モータの回転子の速度および前記回転子に供給される電流のうちの少なくとも1つの測定結果を含む参照状態信号を決定するステップ(41)と、
-  前記モータのモータモデルパラメータを繰り返し推定するステップ(43)と、
-  前記回転子に供給される電圧の測定結果または推定量を含む入力信号、前記推定されたモータモデルパラメータ、前記参照状態信号、および誤差信号に基づいて、推定された状態信号を決定するステップ(45)であって、前記誤差信号が、前記参照状態信号と前記推定された状態信号との差を表す、ステップ(45)と、
-  前記誤差信号から外乱オブザーバ信号を決定するステップ(47)と、
-  現時点での前記外乱オブザーバ信号の第1の導関数を計算するステップ(49)と、
-  前記外乱オブザーバ信号の前記第1の導関数が閾値を超えた場合、前記モータによって駆動される前記クロージャおよび/またはブラインドの進路における望ましくない障害物を検出するステップ(51)と、
-  前記障害物を検出すると前記モータの前記回転子を反転させるステップ(53)とを含む、方法。
【請求項１２】
前記誤差信号から前記外乱オブザーバ信号を決定するステップ(47)、および前記現時点での前記外乱オブザーバ信号の前記第1の導関数を計算するステップ(49)が、
-  前記誤差信号から第1の外乱オブザーバ信号を決定するステップ(61)と、
-  1つまたは複数のフィルタを適用することによって前記第1の外乱オブザーバ信号から第2の外乱オブザーバ信号を決定するステップ(63)であって、前記1つまたは複数のフィルタが、第1の周波数を下回る、もしくは第2の周波数を上回る周波数を有する信号を減衰させる、または除去する、ステップ(63)と、
-  前記現時点での前記第2の外乱オブザーバ信号の前記第1の導関数を計算するステップ(65)とを含む、請求項11に記載の方法。
【請求項１３】
前記入力信号、前記推定されたモータモデルパラメータ、前記参照状態信号、および前記誤差信号に基づいて、前記推定された状態信号を決定するステップ(45)が、
-  ローパスフィルタを適用することによって第1の誤差信号から第2の誤差信号を決定するステップであって、前記第1の誤差信号および前記第2の誤差信号がそれぞれ、前記参照状態信号と前記推定された状態信号との差を表す、ステップと、
-  前記入力信号、前記推定されたモータモデルパラメータ、前記参照状態信号、および前記第2の誤差信号に基づいて、前記推定された状態信号を決定するステップであって、前記ローパスフィルタが、特定の周波数を上回る周波数を有する信号を減衰させる、または除去する、ステップとを含む、請求項12に記載の方法。
【請求項１４】
前記1つまたは複数のフィルタが、0.1Hzを下回る、もしくは500Hzを上回る周波数を有する信号を減衰させる、もしくは除去し、および/または前記ローパスフィルタが、10Hzを上回る周波数を有する信号を減衰させる、もしくは除去する、請求項13に記載の方法。
【請求項１５】
コンピュータシステムにおいて実行されると、請求項11から14のいずれか一項に記載の方法を行うように構成されている少なくとも1つのソフトウェアコード部分を含むコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体におけるクロージャおよび/またはブラインドのモータを制御するためのコントローラ、ならびにそのようなコントローラを備えるオープンルーフ構造体に関する。
【０００２】
本発明はさらに、車体におけるクロージャおよび/またはブラインドのモータを制御する方法に関する。
【０００３】
本発明はまた、コンピュータシステムがそのような方法を実行できるようにするコンピュータプログラム製品に関する。
【背景技術】
【０００４】
オープンルーフ構造体には、トラップ検出とも呼ばれる挟込み検出(pinch detection)が多くの国で義務付けられている。欧州連合では、偶発的または不適切な操作によって生じる傷害の可能性を最小限に抑えるための電動式ウィンドウ/ルーフパネルシステム/パーティションシステムに適用される要件が、指針2000/4/ECに載っている。オープンルーフ構造体は、自動反転装置(auto-reversing device)を搭載していることが多い。指針2000/4/ECでは、中でもとりわけ、この自動反転装置は、ウィンドウ/ルーフパネル/パーティションを反転させてから、電動式ウィンドウ/パーティションの上縁部より200mm〜4mm上の開口内に、またはスライド式ルーフパネルの前縁の前方およびチルト式ルーフパネルの後縁に、100Nを超える挟込み力をかけることとすることが指定されている。
【０００５】
同様の要件が、米国では連邦自動車安全基準(Federal Motor Vehicle Safety Standard)第118号に指定されている。この基準仕様書のS5.1には、電動式のウィンドウ、パーティション、またはルーフパネルは、閉まる間、停止および方向を反転してから、S8.2もしくはS8.3に記載の特性を含む試験ロッドに接触することとするか、またはそのような試験ロッドが、S7の下での適用可能な試験に記載の形で任意の場所にウィンドウ、パーティション、もしくはルーフパネルの開口を通るように配置されているとき、S8.1に記載の特性を含む半剛性円筒形試験ロッドに100ニュートン(N)以上の圧搾力をかけることとするかのいずれかが指定されている。
【０００６】
2017年9月21日にIEEE Transactions on Transportation Electrification、99版において発行された、Yingjie Zhangらによる論文「Study on Electric Sunroof Pinch Detection of Cars Based on Model Reference Adaptive Cholesky Decomposition Filter」には、モデル参照適応型(model reference adaptive)コレスキー分解フィルタ(cholesky decomposition filter)に基づいた自動車の電気サンルーフ挟込み検出アルゴリズムが記載されている。モデル参照法およびスライディング/フェーディング灰色予測理論は、ノイズ分散をより正確に推定するために使用される。コレスキー分解は、フィルタ発散(filter divergence)を避けるために使用される。挟込み防止機能は、推定されたトルクが閾値よりも大きいときに効力を生じる。
【０００７】
このアルゴリズムの利点は、参照フィールドが使用されないことであり、その結果、自動反転装置の開発および製造中の較正時間が制限される。このアルゴリズムの欠点は、ルーフの振舞いが挟込みトルク信号に強く反映されることであり、それは、外乱動作が大きい間は特に問題である。これにより、オープンルーフ構造体の自動反転装置に関して上述の要件すべてを満たすことを可能にすることが期待される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】指針2000/4/EC
【非特許文献２】連邦自動車安全基準第118号のS5.1
【非特許文献３】連邦自動車安全基準第118号のS7
【非特許文献４】連邦自動車安全基準第118号のS8.1
【非特許文献５】連邦自動車安全基準第118号のS8.2
【非特許文献６】連邦自動車安全基準第118号のS8.3
【非特許文献７】2017年9月21日にIEEE Transactions on Transportation Electrification、99版において発行された、Yingjie Zhangらによる論文「Study on Electric Sunroof Pinch Detection of Cars Based on Model Reference Adaptive Cholesky Decomposition Filter」
【非特許文献８】Turk J Elec Engin、11巻、第2号、2003において発行されたAta Sevincによる論文「A Full Adaptive Observer for DC Servo Motors」
【非特許文献９】M. Rudermanら、「Optimal State Space Control of DC Motor」、国際自動制御連盟(International Federation of Automatic Control)の第17回国際会議の議事録、17巻、第1号、5796〜5801頁、2008
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の第1の目的は、参照フィールドに依存せず、欧州連合および米国によって指定されている自動反転装置に関する現在の要件を満たすコントローラを提供することである。
【００１０】
本発明の第2の目的は、参照フィールドに依存せず、欧州連合および米国によって指定されている自動反転装置に関する現在の要件を満たす、車体におけるクロージャおよび/またはブラインドのモータを制御する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、第1の目的が実現され、ここで、車体におけるクロージャおよび/またはブラインドのモータを制御するためのコントローラは、少なくとも1つのプロセッサを備え、この少なくとも1つのプロセッサは、前記モータの回転子の速度および前記回転子に供給される電流のうちの少なくとも1つの測定結果を含む参照状態信号を決定すること、前記モータのモータモデルパラメータを繰り返し推定すること、前記回転子に供給される電圧の測定結果または推定量を含む入力信号、前記推定されたモータモデルパラメータ、前記参照状態信号、および誤差信号に基づいて、推定された状態信号を決定することであって、前記誤差信号が、前記参照状態信号と前記推定された状態信号との差を表す、決定すること、前記誤差信号から外乱オブザーバ信号を決定すること、現時点での前記外乱オブザーバ信号の第1の導関数を計算すること、前記外乱オブザーバ信号の前記第1の導関数が閾値を超えた場合、前記モータによって駆動される前記クロージャおよび/またはブラインドの進路における望ましくない障害物を検出すること、ならびに前記障害物を検出すると前記モータの前記回転子を反転させることを行うように構成されている。
【００１２】
前記コントローラは、たとえば、オープンルーフ構造体のようなクロージャシステムの一部とすることができる。前記少なくとも1つのプロセッサは、前記入力信号、前記誤差信号、前記参照状態信号、および前記推定された状態信号に基づいて、前記モータの前記モータモデルパラメータを繰り返し推定するように構成され得る。参照状態信号が回転子に供給される電流の測定結果を含まない場合、参照状態信号は、回転子に供給される電流の推定量を含む。参照状態信号が回転子の速度の測定結果を含まない場合、参照状態信号は、回転子の速度の推定量を含む。
【００１３】
前記少なくとも1つのプロセッサは、前記現時点での前記外乱オブザーバ信号の前記第1の導関数の絶対値を計算し、前記絶対値が閾値よりも高い場合、前記望ましくない障害物を検出するように構成され得る。前記少なくとも1つのプロセッサは、前記外乱オブザーバ信号の前記第1の導関数が正の閾値よりも高い、または負の閾値よりも低い場合、前記望ましくない障害物を検出するように構成され得る。
【００１４】
本発明者は、適応状態オブザーバを使用してモータモデルパラメータおよび外乱オブザーバ信号を推定すること、ならびに外乱オブザーバ信号の第1の導関数が閾値を超えた場合、モータを反転させることによって、挟込みが信号から検出され、ここでは、ルーフの振舞いは、強く反映されず、挟込みが迅速に検出できる形で検出されることを認識している。これにより、欧州連合および米国によって指定されている自動反転装置に関する現在の要件を満たすことが可能になる。
【００１５】
さらには、本発明は、追加の利点を有する。
-  参照フィールドが使用されないので、自動反転装置の開発および製造中の較正時間が制限され、このことは、従来技術からも知られている。
-  参照フィールドがないことにより、初期化/較正が不要であり、このことは、リモートソフトウェア更新が必要である場合、有益である。
-  参照フィールドを記憶するメモリが不要である。
-  挟込み検出は、環境変化に対して迅速に適応する。たとえば、温度および湿度の変動は、ほとんど影響しない。
-  機械部品および電気モータの変動公差などの製造普及にはほとんど影響しない。
-  検出に必要な力増強はほとんどなく、その結果、挟込み検出の法的要件を満たす反応時間がより速くなる。
-  実装に必要なセンサの数は、制限され、たとえば、電圧に回転子の速度および/または電流を加えた測定結果があれば十分である。
【００１６】
前記少なくとも1つのプロセッサは、前記誤差信号から第1の外乱オブザーバ信号を決定し、1つまたは複数のフィルタを適用することによって前記第1の外乱オブザーバ信号から第2の外乱オブザーバ信号を決定し、続いて、前記現時点での前記第2の外乱オブザーバ信号の前記第1の導関数を計算するように構成され、前記1つまたは複数のフィルタは、第1の周波数を下回る、もしくは第2の周波数を上回る周波数を有する信号を減衰させ、または除去する。第1の周波数を下回る、もしくは第2の周波数を上回る周波数を有する信号を減衰させ、または除去する前記1つまたは複数のフィルタは、バンドパスフィルタ、またはたとえば、直列のローパスフィルタとハイパスフィルタとの組合せを含むことができる。これらの1つまたは複数のフィルタは、ルーフの振舞いを第2の外乱オブザーバ信号に確実にさらに反映させにくくする。たとえば、10Hzを下回る低帯域幅情報は、モータモデルパラメータが通常はゆっくりとしか時間変動しないため、それが大抵、内部の動的効果によって生じるので、挟込み検出、すなわち外乱オブザーバ信号との関連性が小さくなる。
【００１７】
前記1つまたは複数のフィルタは、たとえば、0.1Hzを下回る、もしくはさらには0.5Hzを下回る周波数を有する信号を減衰させ、または除去することができる。前記1つまたは複数のフィルタは、たとえば、500Hzを上回る、もしくはさらには250Hzを上回る周波数を有する信号を減衰させ、または除去することができる。これにより、結果的に通常のルーフ振舞いから挟込み検出を良好に切り離すことになることがわかっている。
【００１８】
前記少なくとも1つのプロセッサは、ローパスフィルタを適用することによって第1の誤差信号から第2の誤差信号を決定し、前記入力信号、前記推定されたモータモデルパラメータ、前記参照状態信号、および前記第2の誤差信号に基づいて、前記推定された状態信号を決定するように構成され得、前記第1のおよび前記第2の誤差信号はそれぞれ、前記参照状態信号と前記推定された状態信号との差を表し、前記ローパスフィルタは、特定の周波数を上回る周波数を有する信号を減衰させ、または除去する。低帯域幅情報は、モータモデルパラメータの推定に関連し、したがって、このために使用される。より高い帯域幅情報は、典型的には、モータモデルパラメータを推定するのには必要ではない。ローパスフィルタは、たとえば、10Hzを上回る周波数を有する信号を減衰させ、または除去することができる。ローパスフィルタは、特定の周波数を上回る周波数を有する信号を減衰させ、または除去し、たとえば、特定の周波数を下回る周波数を有する信号を渡すことができる。上述の1つまたは複数のフィルタは、同じ特定の周波数を下回る周波数を有する信号を減衰させ、または除去することができる。
【００１９】
コントローラは、車体におけるクロージャシステムおよび/またはブラインドシステムの一部とすることができる。そのようなクロージャシステムは、車体における開口を閉じる、または少なくとも部分的に開くことができる。例として、クロージャシステムは、車体のルーフにおける開口部を閉じたり開いたりすることができる、いわゆるオープンルーフシステムとすることができる。クロージャシステムの別の例は、車体における車両ドアもしくはスライド式ドア、またはさらにはテールゲートのクロージャにおける可動ウィンドウとすることができ、それらはすべて、コントローラによって制御される電気モータを用いて動かすことができる。ブラインドシステムは、ロールなどの可撓性スクリーンタイプ、またはいわゆるサンシェードなどの立体スクリーンとすることができる。ブラインドシステムは、通常、オープンルーフ構造体の可動パネル、または車体の車内側における可動ウィンドウなどの透明なクロージャに隣接して延在する。
【００２０】
本発明によれば、第2の目的が実現され、ここで、車体におけるクロージャおよび/またはブラインドのモータを制御する方法は、前記モータの回転子の速度および前記回転子に供給される電流のうちの少なくとも1つの測定結果を含む参照状態信号を決定するステップ、前記モータのモータモデルパラメータを繰り返し推定するステップ、前記回転子に供給される電圧の測定結果または推定量を含む入力信号、前記推定されたモータモデルパラメータ、前記参照状態信号、および誤差信号に基づいて、推定された状態信号を決定するステップであって、前記誤差信号が、前記参照状態信号と前記推定された状態信号との差を表す、ステップ、前記誤差信号から外乱オブザーバ信号を決定するステップ、現時点での前記外乱オブザーバ信号の第1の導関数を計算するステップ、前記外乱オブザーバ信号の前記第1の導関数が閾値を超えた場合、前記モータによって駆動される前記クロージャおよび/またはブラインドの進路における望ましくない障害物を検出するステップ、ならびに前記障害物を検出すると前記モータの前記回転子を反転させるステップを含む。前記方法は、プログラマブル装置において実行されるソフトウェアによって行われ得る。このソフトウェアは、コンピュータプログラム製品として提供され得る。
【００２１】
前記誤差信号から前記外乱オブザーバ信号を決定するステップ、および前記現時点での前記外乱オブザーバ信号の前記第1の導関数を計算するステップは、前記誤差信号から第1の外乱オブザーバ信号を決定するステップ、1つまたは複数のフィルタを適用することによって前記第1の外乱オブザーバ信号から第2の外乱オブザーバ信号を決定するステップであって、前記1つまたは複数のフィルタが、第1の周波数を下回る、もしくは第2の周波数を上回る周波数を有する信号を減衰させ、または除去する、ステップ、ならびに前記現時点での前記第2の外乱オブザーバ信号の前記第1の導関数を計算するステップを含むことができる。
【００２２】
前記入力信号、前記推定されたモータモデルパラメータ、前記参照状態信号、および誤差信号に基づいて、前記推定された状態信号を決定するステップは、ローパスフィルタを適用することによって第1の誤差信号から第2の誤差信号を決定するステップであって、前記第1のおよび前記第2の誤差信号はそれぞれ、前記参照状態信号と前記推定された状態信号との差を表す、ステップ、ならびに前記入力信号、前記推定されたモータモデルパラメータ、前記参照状態信号、および前記第2の誤差信号に基づいて、前記推定された状態信号を決定するステップであって、前記ローパスフィルタが、特定の周波数を上回る周波数を有する信号を減衰させ、または除去する、ステップを含むことができる。
【００２３】
前記1つまたは複数のフィルタは、0.1Hzを下回る、もしくは500Hzを上回る周波数を有する信号を減衰させ、または除去することができ、および/または前記ローパスフィルタは、10Hzを上回る周波数を有する信号を減衰させ、もしくは除去することができる。
【００２４】
その上、本明細書に記載の方法を遂行するためのコンピュータプログラム、ならびにコンピュータプログラムを記憶する非一時的コンピュータ可読記憶媒体が提供される。コンピュータプログラムは、たとえば、既存の装置によってダウンロードされ、もしくは既存の装置にアップロードされ得、またはこれらのシステムが製造されると記憶され得る。
【００２５】
非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、少なくとも1つの第1のソフトウェアコード部分を記憶し、この第1のソフトウェアコード部分は、コンピュータによって実行または処理されると、実行可能な動作を行うように構成され、この実行可能な動作は、前記モータの回転子の速度および前記回転子に供給される電流のうちの少なくとも1つの測定結果を含む参照状態信号を決定するステップ、前記モータのモータモデルパラメータを繰り返し推定するステップ、前記回転子に供給される電圧の測定結果または推定量を含む入力信号、前記推定されたモータモデルパラメータ、前記参照状態信号、および誤差信号に基づいて、推定された状態信号を決定するステップであって、前記誤差信号が、前記参照状態信号と前記推定された状態信号との差を表すステップ、前記誤差信号から外乱オブザーバ信号を決定するステップ、現時点での前記外乱オブザーバ信号の第1の導関数を計算するステップ、前記外乱オブザーバ信号の前記第1の導関数が閾値を超えた場合、前記モータによって駆動される前記クロージャおよび/またはブラインドの進路における望ましくない障害物を検出するステップ、ならびに前記障害物を検出すると前記モータの前記回転子を反転させるステップを含む。
【００２６】
当業者なら理解するであろうが、本発明の態様は、装置、方法、またはコンピュータプログラム製品として具現化され得る。したがって、本発明の態様は、全ハードウェア実施形態、全ソフトウェア実施形態(ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含む)、または本明細書では「回路」、「モジュール」、もしくは「システム」とすべて概略的に呼ばれることがあるソフトウェア態様とハードウェア態様とを組み合わせた実施形態の形をとることができる。本開示において説明する機能は、コンピュータのプロセッサ/マイクロプロセッサによって実行されるアルゴリズムとして実施され得る。さらには、本発明の態様は、コンピュータ可読プログラムコードを具現化した、たとえば記憶した1つまたは複数のコンピュータ可読媒体において具現化されるコンピュータプログラム製品の形をとることもできる。
【００２７】
1つまたは複数のコンピュータ可読媒体の任意の組合せを利用してもよい。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読信号媒体であっても、またはコンピュータ可読記憶媒体であってもよい。コンピュータ可読記憶媒体は、たとえば、電子、磁気、光学、電磁、赤外線、もしくは半導体のシステム、機器、もしくは装置、または前述の任意の適した組合せとすることができるが、これらに限定されない。コンピュータ可読記憶媒体のより具体的な例は、次の、1つまたは複数のワイヤを有する電気接続部、ポータブルコンピュータディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読取り専用メモリ(ROM)、消去可能プログラマブル読取り専用メモリ(EPROM、もしくはフラッシュメモリ)、光ファイバ、ポータブルコンパクトディスク読取り専用メモリ(CD-ROM)、光記憶装置、磁気記憶装置、または前述の任意の適した組合せを含むことができるが、これらに限定されない。本発明の文脈では、コンピュータ可読記憶媒体は、命令実行システム、機器、もしくは装置により、もしくはこれらに関連して使用するためのプログラムを含む、または記憶することができる任意の有形媒体とすることができる。
【００２８】
コンピュータ可読信号媒体は、コンピュータ可読プログラムコードをたとえば、ベースバンドにおいて、または搬送波の一部として具現化した伝搬データ信号を含むことができる。そのような伝搬信号は、電磁、光学、またはそれらの任意の適した組合せを含む多様な形のうちのいずれをもとることができるが、これらに限定されない。コンピュータ可読信号媒体は、コンピュータ可読記憶媒体ではなく、命令実行システム、機器、もしくは装置により、もしくはこれらに関連して使用するためのプログラムを伝達し、伝搬し、または輸送することができる任意のコンピュータ可読媒体とすることができる。
【００２９】
コンピュータ可読媒体において具現化されるプログラムコードは、ワイヤレス、有線、光ファイバ、ケーブル、RFなど、または前述の任意の適した組合せを含むが、これらに限定されない、任意の適切な媒体を使用して伝送され得る。本発明の態様の動作を遂行するためのコンピュータプログラムコードは、Java(登録商標)、Smalltalk、もしくはC++などのオブジェクト指向プログラミング言語、および「C」プログラミング言語などの従来の手続き型プログラミング言語、または同様のプログラミング言語を含む、1つまたは複数のプログラミング言語の任意の組合せで記述され得る。
【００３０】
本発明の態様については、本発明の実施形態による方法、機器(システム)、およびコンピュータプログラム製品のフロー図ならびに/またはブロック略図を参照して後述する。フロー図および/またはブロック略図の各ブロック、ならびにフロー図および/またはブロック略図におけるブロックの組合せが、コンピュータプログラム命令によって実施され得ることが理解されよう。これらのコンピュータプログラム命令は、汎用コンピュータ、専用コンピュータのプロセッサ、具体的には、マイクロプロセッサ、もしくは中央処理装置(CPU)、または機械を作り出す他のプログラマブルデータ処理機器に提供されて、コンピュータのプロセッサ、他のプログラマブルデータ処理機器、または他の装置によって実行される命令は、フロー図および/またはブロック略図の1つのブロック、もしくは複数のブロックにおいて指定される機能/行為を実施するための手段を生み出すことができる。
【００３１】
これらのコンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ可読媒体に記憶されている命令がフロー図および/またはブロック略図の1つのブロック、もしくは複数のブロックにおいて指定される機能/行為を実施する命令を含む製造品を作り出すように、コンピュータ、他のプログラマブルデータ処理機器、または他の装置に特定の形で機能するように指示することができるコンピュータ可読媒体に記憶され得る。
【００３２】
コンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ、または他のプログラマブル機器において実行される命令が、フロー図および/またはブロック略図の1つのブロック、もしくは複数のブロックにおいて指定される機能/行為を実施するための方法を提供するように、コンピュータ実装方法を生み出すために、コンピュータ、他のプログラマブルデータ処理機器、または他の装置上にロードされて、一連の動作ステップをコンピュータ、他のプログラマブル機器、または他の装置において実行ささせることができる。
【００３３】
図におけるフロー図およびブロック略図は、本発明の様々な実施形態による装置、方法、およびコンピュータプログラム製品の可能な実装形態のアーキテクチャ、機能、ならびに動作を示している。これに関しては、フロー図またはブロック略図における各ブロックは、指定された論理機能を実施するための1つまたは複数の実行可能な命令を含むコードのモジュール、セグメント、または部分を表すことができる。また、いくつかの代替の実装形態では、ブロックに注記した機能は、図に注記した順序から外れて行われ得ることにも留意すべきである。たとえば、実際、連続して示されている2つのブロックは、ほぼ同時に実行されても、または時として、ブロックは、関連の機能に応じて逆の順序で実行されてもよい。また、ブロック略図および/またはフロー図の各ブロック、ブロック略図および/またはフロー図におけるブロックの組合せが、指定された機能もしくは行為、または専用のハードウェアとコンピュータ命令との組合せを行う専用ハードウェアベースのシステムによって実施され得ることにも気付くであろう。
【００３４】
本発明のこれらのおよび他の態様は、図面から明らかになり、さらには例として図面を参照して解明されよう。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】前方から見たスライドドア構造体およびサイドウィンドウ構造体を含む自動車の等角図である。
【図２】テールゲート構造体を示す後方から見た図1の自動車の等角図である。
【図３】オープンルーフ構造体を含む自動車の等角図である。
【図４】本発明のオープンルーフ構造体の一実施形態を示す図である。
【図５】可動パネルと固定ルーフ部との間に挟まれたロッドの断面図である。
【図６】本発明のコントローラの一実施形態のブロック略図である。
【図７】本発明の方法の第1の実施形態のフロー略図である。
【図８】本発明の方法の第2の実施形態のフロー略図である。
【図９】コントローラの一実施形態によって遂行されるデジタル信号処理の第1の実施形態を示す図である。
【図１０】コントローラの一実施形態によって遂行されるデジタル信号処理の第2の実施形態を示す図である。
【図１１】コントローラの一実施形態によって遂行されるデジタル信号処理の第3の実施形態を示す図である。
【図１２】図9〜図11の実施形態に対応する方程式である。
【図１３】電流信号への速度信号および電圧信号のデジタル変換を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
図面内の対応する要素は、同じ参照数字によって示されている。
【００３７】
図1は、スライドドア構造体31、およびサイドウィンドウ構造体33を含む、前方から見た自動車を示している。図2は、図1に示されているスライドドア構造体31およびサイドウィンドウ構造体33、ならびにテールゲート構造体35を含む、後方から見た図1の自動車を示している。これらの図に示されているクロージャシステム31、33、および35は、制御モジュール、モータ、およびクロージャを備える。典型的には、異なるクロージャシステムでは、異なるモータが使用されるが、たとえば、同じ制御モジュールを異なるプロセッサとともに使用してもよい。本発明のクロージャおよび/またはブラインドシステムは、サイドウィンドウ、サイドドア、またはテールゲートを開くこと以外の目的、たとえば、ルーフまたはブラインドを開くことに使用され得る。
【００３８】
図3は、本発明のオープンルーフ構造体の好ましい実施形態による自動車を示し、ここでは、ルーフは、可動パネルを動かすことによって開いている。図4は、このオープンルーフ構造体の等角図を示している。オープンルーフ構造体21は、ルーフ制御システム11、可動パネル23およびパネル23を動かすためのケーブル配線25、ならびに可動パネル23よりも下に延在するブラインド24を備える。ルーフ制御システム11は、モータ13およびコントローラ1(本発明のコントローラの一実施形態)を備える。
【００３９】
モータ13の回転子の方向は、ケーブル配線25が引っ張られる方向を決定し、この方向はパネル23が動く方向を決定する。ケーブル配線25は、水平方向に加えて垂直方向にパネル23を動かすために使用され得る。図4では、コントローラ1は、モータ13の隣に置かれている。代替の実施形態では、コントローラ1は、他の場所に、たとえば、頭上のコンソール内に、またはモータ13上にクリップオンとして置かれていてもよい。
【００４０】
図5は、実際に挟込み状況がどのように生じるのかを示している。可動(ガラス)パネルとオープンルーフ構造体の固定部のバルブシールとの間に挟み込まれている、人体の一部に似たロッドが示されている。オープンルーフ構造体の固定部の底部、すなわち、図5の底部は、運転手の頭部の通常の位置よりも上にある。ルーフを閉じるためには、パネルは左下に動くことが必要になるが、その進行をロッドが妨げていることにより、できない。ロッド(すなわち、人体の一部)に加えられる力は、現在の要件により100ニュートン(N)を下回るように維持すべきである。
【００４１】
図6は、本発明のコントローラの一実施形態を示している。この実施形態では、コントローラ1は、プリント回路板を含み、このプリント回路板の上に、プロセッサ3、入力ポート5、出力ポート7、および電力コネクタ9が据え付けられる。電力コネクタ9は、たとえば、車両バッテリに連結され得る。プロセッサ3は、たとえば、AtmelのATmega8またはATmega168のマイクロコントローラとすることができる。プロセッサ3は、出力ポート7を使用して、モータ13を制御するように構成されている。プロセッサ3は、入力ポート5において受け取った入力から参照状態信号を決定するように、たとえば、データ流からサンプリングされたデータを抽出するようにさらに構成されている。
【００４２】
参照状態信号は、モータ13の回転子の速度および/またはモータ13の回転子に供給される電流の測定結果を含む。参照状態信号が回転子に供給される電流の測定結果を含まない場合、参照状態信号は、回転子に供給される電流の推定量を含む。参照状態信号が回転子の速度の測定結果を含まない場合、参照状態信号は、回転子の速度の推定量を含む。
【００４３】
プロセッサ3は、同様に、入力ポート5において受け取った入力から入力信号を決定するように構成され得る。入力信号は、モータ13の回転子に供給される電圧の測定結果または推定量を含む。回転子に供給される電圧を表す単一の値または複数の値のいずれもが、入力ポート5において受取り可能である。代替として、回転子に供給される電圧は、プロセッサ3において構成設定/プログラミングされ得る。参照状態信号がモータの回転子に供給される電流の測定結果を含まない場合、モータの回転子に供給される電流は、回転子の速度および回転子に供給される電圧から計算され得る。代替の実施形態では、複数のプロセッサが、単一のプロセッサの代わりに使用されてもよい。例として、第1のプロセッサが、可動パネルのモータを制御するものとし、一方、第2のプロセッサが、ブラインドのモータを制御することがある。
【００４４】
コントローラ1は、ルーフ構造体以外の構造体において使用され得る。たとえば、コントローラ1は、車体のサイドドア、スライドドア、またはテールゲートにおけるクロージャ(たとえば、可動ウィンドウ)および/もしくはブラインドのモータを制御するために使用され得る。
【００４５】
参照フィールドに依存することなく、モータ13によって駆動されるクロージャおよび/またはブラインドの進路における望ましくない障害物を検出するために、制御理論から知られている状態オブザーバが、開始点として使用され得る。状態オブザーバの重要な原理は、実際の出力と予測出力との差が、使用されるということ、すなわち、システムにフィードバックされるということである。同様に、システムの内部状態のパラメータのうちの少なくとも1つが測定された場合、実際の内部状態と予測内部状態との差が使用され得る、すなわち、システムにフィードバックされ得る。これの例については、Turk J Elec Engin、11巻、第2号、2003において発行されたAta Sevincによる論文「A Full Adaptive Observer for DC Servo Motors」に記載されている。
【００４６】
コントローラ1は、図7に示されている方法を行うようにプログラミングされ得る。図7に示されている本発明の方法の実施形態では、前述の参照状態信号と推定された状態信号との差が、システムにフィードバックされ、これを「誤差信号」と呼ぶことになる。図7および図8では、楕円形の中に示されている数字は、図9〜図11に示されているブロックの参照数字を示している。ステップ(長方形)で識別されるブロックは、図9〜図11に表されている数学モデルにおいてこのステップを遂行するのに使用される。これらのブロックについては、図9〜図11の説明で本明細書において後述する。
【００４７】
ステップ41は、モータの回転子の速度および回転子に供給される電流のうちの少なくとも1つの測定結果を含む参照状態信号を決定することを含む。ステップ43は、モータのモータモデルパラメータを繰り返し推定することを含む。ステップ45は、回転子に供給される電圧の測定結果または推定量を含む入力信号、推定されたモータモデルパラメータ、参照状態信号、および誤差信号に基づいて、推定された状態信号を決定することを含む。上述したように、誤差信号は、参照状態信号と推定された状態信号との差を表す。
【００４８】
ステップ47は、誤差信号から外乱オブザーバ信号を決定することを含む。ステップ49は、現時点での外乱オブザーバ信号の第1の導関数を計算することを含む。ステップ51は、外乱オブザーバ信号の第1の導関数が閾値を超えた場合、モータによって駆動されるクロージャおよび/またはブラインドの進路における望ましくない障害物を検出することを含む。ステップ53は、障害物を検出するとモータの回転子を反転させることを含む。これらのステップについては、図9との関連でより詳細に説明する。
【００４９】
図8に示されている本発明の方法の実施形態は、図7に示されている実施形態と比較して拡張されている。ステップ47および49は、ステップ61、63、および65に置き換えられている。ステップ61は、誤差信号から第1の外乱オブザーバ信号を決定することを含む。ステップ63は、1つまたは複数のフィルタを適用することによって第1の外乱オブザーバ信号から第2の外乱オブザーバ信号を決定することを含む。1つもしくは複数のフィルタは、第1の周波数を下回る、たとえば、0.1Hzを下回る(もしくはさらには0.5Hzを下回る)、もしくは第2の周波数、たとえば、500Hzを上回る(もしくはさらには250Hzを上回る)周波数を有する信号を減衰させ、または除去する。ステップ65は、現時点での第2の外乱オブザーバ信号の第1の導関数を計算することを含む。これらのステップについては、図10との関連でより詳細に説明する。
【００５０】
図6に示されているコントローラ1のプロセッサ3が方法を行うことができるようにするソフトウェアは、まず、数学モデルを作成し、次いで、たとえば、数字モデルから自動的にCコードを生成することによって開発され得る。生成されたCコードは、使用されている特定のタイプのプロセッサに最適化され得る。第1の数学モデルの高レベル表現が図9に示されている。
【００５１】
図7の方法を行うようにコントローラをプログラミングする目的は、少なくとも1つのプロセッサを、モータの回転子の速度および回転子に供給される電流のうちの少なくとも1つの測定結果を含む参照状態信号82を決定し(参照状態信号82は、回転子の速度と回転子に供給される電流との両方の測定結果か、または回転子の速度および回転子に供給される電流のうちの一方の測定結果と回転子の速度および回転子に供給される電流のうちの他方のものの推定量との組合せかのいずれかを含まなくてはならない)、モータのモータモデルパラメータを繰り返し推定し、回転子に供給される電圧の測定結果または推定量を含む入力信号81、推定されたモータモデルパラメータ、参照状態信号82、および誤差信号83(参照状態信号82と推定された状態信号84との差を表す)に基づいて、推定された状態信号84を決定し、誤差信号83から外乱オブザーバ信号85を決定し、現時点での外乱オブザーバ信号85の第1の導関数を計算し、外乱オブザーバ信号85の第1の導関数が閾値を超えた場合、モータによって駆動されるクロージャおよび/またはブラインドの進路における望ましくない障害物を検出し、障害物を検出するとモータの回転子を反転させるように構成設定することである。このことは、図9の表現に反映されている。
【００５２】
典型的には、少なくとも1つのプロセッサは、やはり図9の表現に反映されているように、入力信号81、誤差信号83、参照状態信号82、および推定された状態信号84に基づいてモータのモータモデルパラメータを繰り返し推定するように構成されている。
【００５３】
本発明のコントローラの振舞いは、システムとしてモデル化され得る。線形システムの状態空間モデル表現は、次の形を仮定することができる。
【００５４】
【数１】
2019125362.tif 000003
【００５５】
y=Cx+Du
【００５６】
xは、内部状態信号を表す。uは、入力信号を表す。yは、出力信号を表す。A、B、C、およびDは、通常、所定の行列である。これらの方程式は、典型的には、知られている入力信号および出力信号に基づいて内部状態信号を推論するのに使用される。図9に表されているモデルでは、出力信号yは、モデル化されていないが、その代わり、知られている入力信号および内部状態信号が、中でもとりわけ、行列AおよびBを推定するのに使用される。
【００５７】
本発明者は、次の方程式(図12の方程式151)が、コントローラによって行われるべきデジタル信号処理をモデル化するのに有益であることがわかった。
【００５８】
【数２】
2019125362.tif 000004
【００５９】
上記方程式を形成するために、状態オブザーバ理論が適用された。
【００６０】
【数３】
2019125362.tif 000005
【００６１】
は、推定された状態信号を表し、xは、(知られている)参照状態信号を表す。xは、ベクトル
【００６２】
【数４】
2019125362.tif 000006
【００６３】
を含み、式中、ωは、回転子速度を表し、Iは、電機子電流を表す。uは、供給電圧を表すUbに等しい。
【００６４】
【数５】
2019125362.tif 000007
【００６５】
および
【００６６】
【数６】
2019125362.tif 000008
【００６７】
は、モータモデルパラメータを含む、行列AおよびBの推定量を表す。
【００６８】
【数７】
2019125362.tif 000009
【００６９】
は、外乱オブザーバを表す。Amは、次のように定義された(やはり、図12の方程式159参照)。
【００７０】
【数８】
2019125362.tif 000010
【００７１】
参照状態信号(x)と推定された状態信号
【００７２】
【数９】
2019125362.tif 000011
【００７３】
との差は、誤差(信号)eと定義され得る(やはり、図12の方程式152参照)。
【００７４】
【数１０】
2019125362.tif 000012
【００７５】
誤差信号は、図9のブロック91において決定される。さらには、図12の方程式151を書き換えると、結果的に次の方程式(図12の方程式153)になる。
【００７６】
【数１１】
2019125362.tif 000013
【００７７】
第1の項(-eAm)は、図9におけるブロック92によって表される。第2の項
【００７８】
【数１２】
2019125362.tif 000014
【００７９】
は、図9におけるブロック93によって表される。第3の項
【００８０】
【数１３】
2019125362.tif 000015
【００８１】
は、ブロック94によって表される。第4の項
【００８２】
【数１４】
2019125362.tif 000016
【００８３】
は、ブロック95によって表される。4つの項の和は、ブロック96によって表される。ブロック97は、経時的な積分
【００８４】
【数１５】
2019125362.tif 000017
【００８５】
を表し、その結果、
【００８６】
【数１６】
2019125362.tif 000018
【００８７】
になる。ブロック98は、単位遅延を表し、e(k)を
【００８８】
【数１７】
2019125362.tif 000019
【００８９】
と決定することが可能になる。
【００９０】
本発明者は、
【００９１】
【数１８】
2019125362.tif 000020
【００９２】
、
【００９３】
【数１９】
2019125362.tif 000021
【００９４】
、および
【００９５】
【数２０】
2019125362.tif 000022
【００９６】
が、次の方程式(図12に方程式154、155、および156として示されている)
【００９７】
【数２１】
2019125362.tif 000023
【００９８】
【数２２】
2019125362.tif 000024
【００９９】
【数２３】
2019125362.tif 000025
【０１００】
を用いて計算され得ることがさらにわかった。
【０１０１】
【数２４】
2019125362.tif 000026
【０１０２】
および
【０１０３】
【数２５】
2019125362.tif 000027
【０１０４】
を
【０１０５】
【数２６】
2019125362.tif 000028
【０１０６】
および
【０１０７】
【数２７】
2019125362.tif 000029
【０１０８】
から決定するためには、AおよびBの初期値を定義する必要がある。これらの初期値A0およびB0は、普通は状態空間表現におけるDCモータをモデル化するのに使用されるAおよびBの値と同じであってよい(やはり、図12の方程式157および158参照)。
【０１０９】
【数２８】
2019125362.tif 000030
【０１１０】
【数２９】
2019125362.tif 000031
【０１１１】
BおよびJは、それぞれ、モータの内部摩擦および慣性力である。RaおよびLaは、それぞれ、電機子の抵抗およびインダクタンスである。KeおよびKtは、モータ定数である。Keは、ωとUcmfとの線形関係を定義し、すなわち、Ucmf=Keωであり、式中、Ucmfは、起電力電圧である。Ktは、電機子電流とモータトルクとの線形関係を定義し、すなわち、Tm=KtIである。この高レベルモータモデルについては、M. Rudermanら、「Optimal State Space Control of DC Motor」、国際自動制御連盟(International Federation of Automatic Control)の第17回国際会議の議事録、17巻、第1号、5796〜5801頁、2008においてより詳細に記載されている。
【０１１２】
外乱オブザーバ信号85
【０１１３】
【数３０】
2019125362.tif 000032
【０１１４】
がブロック95において決定された後、現時点での外乱オブザーバ信号85
【０１１５】
【数３１】
2019125362.tif 000033
【０１１６】
の第1の導関数の絶対値がブロック101において計算され、ブロック102に渡される。ブロック102では、第1の導関数のこの絶対値は、閾値と比較される。絶対値が、閾値よりも高いことが判定された場合、障害物が存在すること、およびモータが反転すべきであることが決定される。代替の実施形態では、外乱オブザーバ信号85の第1の導関数は、正の閾値と負の閾値の両方と比較される。外乱オブザーバ信号85の第1の導関数が正の閾値よりも高い、または負の閾値よりも低いことが判定された場合、障害物が存在すること、およびモータが反転すべきであることが決定される。正の閾値および負の閾値の絶対値は、類似している、または同じであることが好ましい。
【０１１７】
閾値は、典型的には、車両タイプごとに個々に、たとえば、試験結果に基づいて決定される。一実施形態では、閾値は、平均評価値よりも30%高く設定される。ある種の状況では、閾値が超えているにもかかわらず障害物が発生していないと決定される場合、または挟込み検出が、たとえば、ルーフ制御モジュールの起動中に機能しない場合がある。閾値は、動作中、自動的に調整され得、たとえば、閾値は、オープン方向で、または電圧が増加したとき、増加し得る。
【０１１８】
図10は、図9の第1の数学モデルの拡張形態である第2の数学モデルの高レベル表現を示している。この数学モデルをCコードに変換すると、結果的に、少なくとも1つのプロセッサが異なってプログラミングされることになる。この実施形態では、少なくとも1つのプロセッサは、誤差信号83から第1の外乱オブザーバ信号111を決定し(ブロック95において)、1つまたは複数のフィルタ(たとえば、バンドパスフィルタ)114を適用することによって、第1の外乱オブザーバ信号111から第2の外乱オブザーバ信号112を決定し、続いて、現時点での第2の外乱オブザーバ信号112の第1の導関数、たとえば、第1の導関数の絶対値を計算するように構成されている。1つまたは複数のフィルタ、たとえば、1つもしくは複数のバターワースフィルタ(Butterworth filter)114は、第1の周波数を下回る、たとえば、0.1Hzを下回る(もしくはさらには0.5Hzを下回る)、もしくは第2の周波数を上回る、たとえば、500Hzを上回る(もしくはさらには250Hzを上回る)周波数を有する信号を減衰させ、または除去する。たとえば、特定の周波数を有する信号が減衰され得、一方、他の特定の周波数を有する信号が除去される。複数のフィルタ114が適用される場合には、これらのフィルタは、互いに関して直列に配置される。
【０１１９】
図11は、図10の第2の数学モデルの拡張形態である第3の数学モデルの高レベル表現を示している。この数学モデルをCコードに変換すると、結果的に、少なくとも1つのプロセッサが異なってプログラミングされることになる。この実施形態では、少なくとも1つのプロセッサは、ローパスフィルタ124を適用することによって、(ブロック91において決定された)第1の誤差信号121から第2の誤差信号122を決定し、第2の誤差信号122に基づいて、推定された状態信号84を決定するように(ブロック92〜98において)構成されている。第1の誤差信号121および第2の誤差信号122はそれぞれ、参照状態信号82と推定された状態信号84との差を各々表し、ローパスフィルタ(たとえば、バターワースフィルタ)124は、特定の周波数を上回る、たとえば、10Hzを上回る周波数を有する信号を減衰させ、または除去する。たとえば、特定の周波数を有する信号が減衰され得、一方、他の特定の周波数を有する信号が除去される。
【０１２０】
この特定の周波数は、図10との関連で説明した第1の周波数と同じ、たとえば、0.1Hzと10Hzとの間であることが好ましい。図11の実施形態では、少なくとも1つのプロセッサは、第1の誤差信号121から第1の外乱オブザーバ信号111を決定するように構成されている。代替の実施形態では、ローパスフィルタ124は、図10との関連で説明した1つまたは複数のフィルタ114を使用せず、図9によって表されている数学モデルに追加される。
【０１２１】
参照状態信号82は、回転子の速度と回転子に供給される電流との両方の測定結果か、または回転子の速度および回転子に供給される電流のうちの一方の測定結果と回転子の速度および回転子に供給される電流のうちの他方のものの推定量との組合せかのいずれかを含まなくてはならない。図9〜図11に示されている参照状態信号82がモータの回転子に供給される電流の測定結果を含まない場合、モータの回転子に供給される電流は、回転子の速度および回転子に供給される電圧から計算され得る。図13は、ピニオン速度から、モータの回転子に供給される電流および回転子に供給される電圧をどのように計算するのかの一例を示している。回転子速度は、ピニオン速度と問題のモータに適切な比率とを乗算することによってピニオン速度から決定され得る。
【０１２２】
図13の例では、時間kにおける電流(mA)は、まず、加算器183において回転子に供給される電圧(mV)から、利得181において定数Ke(図8の方程式157において使用されたモータ定数)と乗算されたピニオン速度(ラジアン/秒)および利得182において定数Ra(電機子抵抗)と乗算された時間k-1における電流を減算することによって決定される。次いで、結果として生じた値は、乗算器184においてモータの方向と乗算されて、時間kにおける電流が得られる。時間kにおける電流は、単位遅延185を経由して利得182にフィードバックされて、時間k+1における電流を決定することが可能になる。
【０１２３】
本発明の様々な実施形態は、コンピュータシステムとともに使用するためのプログラム製品として実装され得、プログラム製品のプログラムは、(本明細書において説明する方法を含む)実施形態の機能を定義する。1つの実施形態では、プログラムは、多様な非一時的コンピュータ可読記憶媒体において包含されていてもよく、本明細書で使用されるとき、「非一時的コンピュータ可読記憶媒体」という言い回しは、すべてのコンピュータ可読媒体を含み、唯一の除外は、一時的な伝搬信号である。別の実施形態では、プログラムは、多様な一時的コンピュータ可読記憶媒体において包含されていてもよい。例示的なコンピュータ可読記憶媒体は、(i)情報が恒久的に記憶される書込み不可能記憶媒体(たとえば、CD-ROMドライブによって読取り可能なCD-ROMディスクなどのコンピュータ内の読取り専用メモリ装置、ROMチップ、または任意のタイプのソリッドステート不揮発性半導体メモリ)、および(ii)変更可能な情報が記憶される書込み可能記憶媒体(たとえば、ディスケットドライブもしくはハードディスクドライブ内のフラッシュメモリ、フロッピディスク、または任意のタイプのソリッドステートランダムアクセス半導体メモリ)を含むが、これらに限定されない。コンピュータプログラムは、本明細書に説明したプロセッサ3において動作し得る。
【０１２４】
本明細書に使用される専門用語は、特定の実施形態のみを説明するためのものであり、本発明を限定するように意図するものではない。本明細書に使用されるとき、単数形「a」、「an」、および「the」は、文脈に別段の明瞭な指示がない限り、同様に複数形を含むように意図している。「備える、含む(comprises)」および/または「備えている、含んでいる(comprising)」という用語は、本明細書に使用されるとき、列挙された特徴、整数、ステップ、動作、要素、および/または構成要素の存在を指定するが、1つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および/もしくはそれらの群の存在もしくは追加を除外しないことがさらに理解されよう。
【０１２５】
添付の特許請求の範囲におけるすべての手段またはステップに機能要素を加えた対応する構造、材料、行為、および均等物は、具体的に特許請求される他の特許請求される要素との組合せで機能を行うための任意の構造、材料、または行為を含むように意図されている。本発明の実施形態の説明は、例示の目的として提示されているが、開示される形態で実装形態を網羅する、またはそれらの実装形態に限定するように意図するものではない。本発明の範囲および趣旨から逸脱することなく、多くの修正形態および変形形態が当業者には明らかになるであろう。諸実施形態は、本発明の原理およびいくつかの実践的適用例を最良に説明するために、ならびに企図される具体的な使用法に適している様々な修正形態とともに様々な実施形態について本発明を当業者が理解することができるようにするために選択され説明されたものである。
【符号の説明】
【０１２６】
1  コントローラ
3  プロセッサ
5  入力ポート
7  出力ポート
9  電力コネクタ
11  ルーフ制御システム
13  モータ
21  オープンルーフ構造体
23  可動パネル
24  ブラインド
25  ケーブル配線
31  スライドドア構造体
33  サイドウィンドウ構造体
35  テールゲート構造体
81  入力信号
82  参照状態信号
83  誤差信号
84  推定された状態信号
85  外乱オブザーバ信号
111  第1の外乱オブザーバ信号
112  第2の外乱オブザーバ信号
114  フィルタ
121  第1の誤差信号
122  第2の誤差信号
124  ローパスフィルタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【外国語明細書】
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