JP3663615B2 - 開閉制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の窓などの開閉体を制御する開閉制御装置に係り、特に、閉動中の開閉体に人の指などが挟まれたことを検知して開閉体を強制的に停止・開動させる挟み込み防止機能を備えた開閉制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、挟み込み防止機能を備えた開閉制御装置としては、全閉位置よりも手前の領域において、例えば開閉体を駆動するモータの電流が一定のしきい値を越えたときに挟み込みが起こったと判定するものが知られており、例えば特開平９−４１８００号公報に開示された装置がある。
また、その他の方式としては、例えばパルスセンサにより開閉体を駆動するモータの速度を監視し、モータ速度が低下してパルスセンサが出力するパルス信号の周期がしきい値以上になったときに挟み込みと判定するもの（いわゆる絶対値判定方式）もある。
【０００３】
なお近年では、自動車市場等において要求される安全性のレベルがより高度になっており、この種の装置における挟み込み防止機能に対しても、より敏感で繊細な性能が要求されている。
例えば、上記挟み込み防止機能によって挟み込み時の停止・開動が行われる直前に開閉体が挟まれた物に加えている力（以下、挟み込み荷重という。）については、安全性の観点からより小さな値にする必要があり、例えばバネ定数が１０（Ｎ／ｍｍ）の物体を挟んだときに、挟み込み荷重が１００（Ｎ）以下になることを設計目標とすることが提唱されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の開閉制御装置では、上述したように、例えばモータ電流を一定のしきい値と比較することにより挟み込み判定を行っていたが、このような方式では、例えば車載バッテリーなどの電源の電圧変動による影響を特に大きく受け易く、このような電源電圧の変動による誤動作を防止するため、大きな余裕を設けて上記しきい値を設定する必要があり、前述の挟み込み荷重についての設計目標を達成するような敏感な挟み込み検知は不可能である。
また、モータの作動速度データとしての例えばパルス周期がしきい値以上になったときに挟み込みと判定する方式（絶対値判定）は、しきい値を十分大きく設定することでモータの作動（開閉体の作動）が停止したことを確実に判定し、特に信頼性の高い挟み込み判定が可能となる。しかし、モータの作動（開閉体の作動）が挟み込みによって停止したことを実質的に検知して挟み込み判定を行うものであるために、挟み込み判定が実際に行われるのは、既に挟み込み状態が相当程度進行した状態（ある程度大きな荷重で挟み込まれた状態）であり、やはり、前述の挟み込み荷重についての設計目標を達成するような敏感な挟み込み検知は不可能である。
【０００５】
このため出願人は、モータの回転量や作動速度などを検出するセンサの検出出力により検知される作動速度データ（例えば、作動周期）の変化量（例えば、差分値）がしきい値を越えたときに前記挟み込みが生じていると判定するいわゆる微分判定を採用すること（或いは、前記絶対値判定と併用すること）を検討しているが、この方式でも、やはり電源電圧の変動に対応すべく、ある程度大きな余裕を設けてしきい値を設定する必要があり、やはり前述の挟み込み荷重についての設計目標を達成することが困難であるという問題があった。
【０００６】
というのは、例えば自動車のパワーウインドにおける開閉体のアクチュエータとしては、通常直流モータが使用され、モータ速度（即ち、開閉体の作動速度）はモータに供給される電源電圧（以下場合により、モータ電圧という。）に比例して変化する。このため、例えば車両のエンコン運転開始等の要因で、例えば図４の最上段に示すようにモータ電圧が急降下した場合には、図４の２段目に示すようにモータ速度が低下し、挟み込みが生じていないにもかかわらず、モータ速度変化量が図４の３段目のように一次的に増加する。そして、前述の挟み込み荷重についての設計目標が達成できるような小さい値にしきい値を設定しておくと、電源電圧の変動の大きさによっては、その変動によって生じる上記モータ速度変化量の増加がしきい値を越えてしまい、実際には挟み込みが生じていないにもかかわらず、挟み込みが生じたと誤判定してしまう恐れがある。
したがって、電源電圧の変動による誤判定を防止しつつ、前述の挟み込み荷重についての設計目標を達成することが、やはり困難であった。
【０００７】
なお、電圧が急激に降下するような変動があった場合には、微分判定を禁止し、絶対値判定のみを実行するといった方策も考えられるが、これは、一時的にしろ微分判定による敏感な挟み込み検出が不可能になる構成であるから、不完全である。
そこで本発明は、電源電圧の変動にかかわらず、誤動作なく的確な挟み込み判定ができるとともに、より挟み込み荷重の低い挟み込み防止機能が実現可能な開閉制御装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の開閉制御装置は、操作入力に従って開閉体の開閉動作を制御するとともに、閉動中の開閉体への異物の挟み込みが生じたか否かを判定する挟み込み判定を行い、この挟み込みが生じた場合には、開閉体を強制的に開動させる挟み込み防止機能を有する開閉制御装置であって、
前記開閉体又は前記開閉体を駆動するモータの作動量を検出する開閉体作動センサと、
前記モータに供給される電源電圧を検出する電圧検出手段と、
少なくとも前記開閉体が閉動する際には、前記開閉体又は前記モータの作動速度に係わる作動速度データの変化量を、前記開閉体作動センサの検出出力より算出するとともに、前記電源電圧の変動による前記変化量の変動分を前記電圧検出手段の検出出力より推定する推定処理を行い、この推定処理により得られた変動分によって補正した前記変化量が設定されたしきい値を越えたときに、前記挟み込みが生じていると判定する微分判定を、前記挟み込み判定として実行する制御処理手段とを備えたことを特徴とする開閉制御装置。
【０００９】
また、請求項２記載の開閉制御装置は、前記制御処理手段が、前記推定処理のための一次遅れ要素を有し、前記電源電圧の変動により前記作動速度データが一次遅れの応答特性で変化するとして前記変化量の変動分を推定することを特徴とする。
また、請求項３記載の開閉制御装置は、前記開閉体作動センサが、前記モータの回転量に比例したパルス信号を出力するパルスセンサであり、前記作動速度データが、前記パルスセンサのパルス信号の周期であることを特徴とする。
また、請求項４記載の開閉制御装置は、前記制御処理手段が、前記推定処理により得られた変動分を前記変化量から差引くことによって、前記変化量を補正することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を車両のパワーウインドに適用した場合の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（パワーウインドの本体構成）
まず、パワーウインドの本体構成例の概略について、図６により説明する。
図６（ａ）に示すように、モータ１の出力軸の回転は、ウォームギヤ２及びウォームホイール３を介してドラム４に伝達される。そして、ドラム４の回転によりワイヤ５がいずれかの方向に引張られ、これにより、スライダ６に上下動自在に支持されたキャリアプレート７が上下動して、キャリアプレート７に対して固定されたウインドガラス８（開閉体）が上下動（開閉動作）する。ウインドガラス８を支持収納する枠体であるサッシュ９には、図６（ｂ）（Ｘ−Ｘ断面図）に示すように、インナサッシュ９ａとランチャンネル９ｂが取付けられ、ウインドガラス８の上端縁及び側端縁を含む周縁は、サッシュ９内のランチャンネル９ｂ内にはめ込まれる。
ここでモータ１は、直流モータであり、供給される電源電圧とその回転数（回転速度）は比例関係にある。また、ランチャンネル９ｂは、合成樹脂などのゴム材により形成されたものである。
なお本発明は、このような本体構成例に限られないことはいうまでもなく、例えば、ワイヤを使用せずにリンクによりモータの駆動力を伝達する方式などもあり得る。
【００１１】
（開閉制御装置の一例）
次に、上記パワーウインドを制御する開閉制御装置の一例について、図１〜図５により説明する。
Ａ．ハード構成
図１は、本例の開閉制御装置のハード構成を示す回路図である。本例の装置は、図１に示すように、各種センサ機器及び各種操作スイッチからの入力信号に応じて、ウインドウ駆動用のモータ１を制御するマイクロコンピュータ２０（以下、マイコン２０という。）を備えるものである。
マイコン２０は、本発明の制御処理手段に相当し、中央処理装置（ＣＰＵ）２１、入力回路２２、出力回路２３、電源回路２４、及び電圧検出部２５を有し、また図示省略しているが、動作プログラムや各種設定値を記憶又は一時記憶するＲＯＭ或いはＲＡＭなどのメモリを備えている。なお、マイコン２０の動作プログラムには、一時遅れ要素としての特性を有するデジタルフィルタ処理（例えば、一次ローパスフィルタ処理）のためのソフトが含まれている。
【００１２】
ここで電源回路２４は、車両のバッテリー１２の電源出力をマイコン２０用に変圧し、かつ安定化する回路である。なおマイコン２０には、モータ１に内蔵された後述のパルスセンサ３３の信号が入力されており、これによりモータ１の回転量（ウインドガラス８の作動量）などが判定できるようになっている。
また電圧検出部２５は、本発明の電圧検出手段に相当し、出力回路２３を介してモータ１に供給される電源電圧を検出するための回路である。
なおマイコン２０は、まず、後述のマニュアルアップスイッチ４１或いはマニュアルダウンスイッチ４２の操作に応じて、モータ１を所定方向に作動させて、ウインドガラス８のマニュアル操作による開閉動作を実現する処理を行うものである。またマイコン２０は、後述のオートアップスイッチ４３或いはオートダウンスイッチ４４の操作に応じて、ウインドガラス８が全閉又は全開になるまで自動的にモータ１を所定方向に作動させるオートアップ或いはオートダウンを実現する処理機能をも有する。そして本例では、このオートアップの動作において少なくとも微分判定による挟み込み防止機能が実現されるが、この挟み込み防止機能を含むマイコン２０の処理内容については、図２等により後述する。
なお、例えば上記微分判定に加えて、いわゆる絶対値判定も併せて行ってもよい。絶対値判定とは、ウインドガラス８やモータ１の作動量の検知データ（本例では、パルスセンサ３３から出力されるパルス信号）が、予め設定された規定時間を越えて変化しないときに、挟み込みが生じていると判定する挟み込み判定方式のことを意味する。
【００１３】
次に、前記センサ機器としては、イグニションスイッチ３１、リミットスイッチ３２、及びパルスセンサ３３（開閉体作動センサ）がマイコン２０に接続されている。このうち、イグニションスイッチ３１は、その接点がバッテリー１２のプラス側と電源回路２４の入力との間に接続され、イグニションスイッチ３１の操作により本制御装置に電源が供給される構成となっている。また、リミットスイッチ３２は、入力回路２２に接続され、このスイッチ３２の作動状態がデジタル信号としてＣＰＵ２１に入力される構成となっている。
なおここで、リミットスイッチ３２は、ウインドウが全閉位置近くまで作動したことを検出して接点が作動するいわゆる全閉スイッチであり、具体的には、図５におけるキャリアプレート７にその接触子が押されて内部の接点が作動する機械式のマイクロスイッチなどである。
また、パルスセンサ３３は、モータ１の回転量に比例したパルス信号を出力するパルス発生器であり、その出力信号波形のエッジ数（立上がり及び立下がりの回数）からモータ１の回転量（回転角度）が把握でき、そのパルス信号の周期からモータ１の回転速度（ウインド８の作動速度）が検知できる。
【００１４】
また、前記操作スイッチとしては、マニュアルアップスイッチ４１、マニュアルダウンスイッチ４２、オートアップスイッチ４３、オートダウンスイッチ４４とが設けられ、これらスイッチの作動状態が入力回路２２を介してデジタル信号としてＣＰＵ２１に入力される構成となっている。
なおこの場合、オートアップスイッチ４３及びオートダウンスイッチ４４の信号入力ラインは１本化されているが、例えば操作スイッチの操作部の機械的構成により、オートアップスイッチ４３が作動状態では必ずマニュアルアップスイッチ４１が作動しており、オートダウンスイッチ４４が作動状態では必ずマニュアルダウンスイッチ４２が作動するようになっており、これによりマイコン２０は、オートダウン或いはオートアップのいずれが指令されているかを判断できるよう構成されている。
【００１５】
Ｂ．装置の動作（制御処理内容）
次に、本例の開閉制御装置の動作（マイコン２０の制御処理内容）を説明する。
イグニションスイッチ３１の操作により電源が供給されて本制御装置が起動されると、マイコン２０は、以下のような処理により、マニュアル操作を実現する。
すなわち、まず、マニュアルダウンスイッチ４２が作動しているか否か判定し、作動していれば、ウインドガラス８が開く方向（下降する方向）にモータ１を作動させ、ウインドガラス８を開動させる。
次いで、マニュアルアップスイッチ４１が作動しているか否か判定し、作動していれば、ウインドガラス８が閉じる方向（上昇する方向）にモータ１を作動させ、ウインドガラス８を閉動させる。
なお、このマニュアル操作によりウインドガラス８の開動又は閉動を開始した後は、マニュアルダウンスイッチ４２又はマニュアルアップスイッチ４１が非作動状態に復帰した時点でウインドガラス８（モータ１）を停止させる。
【００１６】
またマイコン２０は、上記マニュアル操作のための処理とは別個に、所定のタイミングで図２に示す一連の処理を繰り返し実行し、オートアップ或いはオートダウンの動作を実行するとともに、オートアップにおける挟み込み防止機能を実現する。
まずステップＳ２２で、オートアップスイッチ４３又はオートダウンスイッチ４４がオン（作動）しているか否か判定し、オンしていればステップＳ２４に進み、オンしていなければ一連の処理を終了する。なお、一連の処理を終了した場合には、次回のタイミングでこのステップＳ２２から処理を繰り返す（以下、同様）。
【００１７】
次いでステップＳ２４では、オートアップ或いはオートダウンのいずれが指令されているのか（即ち、マニュアルアップスイッチ４１又はマニュアルダウンスイッチ４２のいずれがオンしているのか）を判定し、次のステップＳ２６で、この指令に応じた方向にモータ１を作動させる制御信号を出力する。
その後、ステップＳ２８で適当な起動期間（モータ１が起動し定常速度になるまでの期間）だけ処理の進行を停滞させた後、ステップＳ３０でパルスセンサ３３の出力波形と電圧検出部２５の出力（電源電圧Ｖ）を読み込んで、例えばその後の各時点での周期Ｔ及び電源電圧Ｖを時系列データとして記憶する。
なお以下では、このステップＳ３０で記憶した現在及び過去の複数の周期Ｔのうち、最新のものを周期Ｔ０、その一つ前のものを周期Ｔ１、さらにその一つ前のものを周期Ｔ２といったように表現する。
ステップＳ３０の次には、図示省略している分岐処理を実行し、オートアップの場合にはステップＳ３２に進み、オートダウンの場合にはステップＳ３４に進む。
そしてステップＳ３２では、リミットスイッチ３２（全閉スイッチ）がオンしているか否か判定し、オンしていればステップＳ３４に進み、オンしていなければステップＳ３８に進む。
【００１８】
ステップＳ３４では、パルスセンサ３３の出力信号から読み取った最新の周期Ｔの値（即ち、Ｔ０）が、全閉又は全開による停止を判定するためのしきい値Ａを越えたか否か判定する。そして、越えていれば、ステップＳ３６に進み、越えていなければ、ステップＳ３０に戻りここから処理を繰り返す。
次にステップＳ３６では、モータ１の駆動出力を停止し、ウインドガラス８の駆動（開動又は閉動）を停止させて、一連の処理を終了する。
【００１９】
そしてステップＳ３８では、電源電圧Ｖからパルス周期の推定値Ｔｈを求める。
具体的には、与えられた電源電圧Ｖの値（時系列データ）に対して、一時遅れ要素としての特性を有するデジタルフィルタ処理（例えば、一次ローパスフィルタ処理）を行い、さらにこのデジタルフィルタ処理の結果得られた値に所定の係数や定数を乗算又は加算等することにより、モータ１の作動速度（例えば、単位時間当りの回転数）の推定値Ｗｈを求める。そしてこの場合には、この推定値Ｗｈの逆数としてパルス周期の推定値Ｔｈを求める。
つまり、モータ１の作動速度及びその逆数としてのパルス周期の値は、他の条件が一定であれば、定常的には電源電圧Ｖの値に比例して一義的に決定され、またその過渡的な値は、電源電圧Ｖの変動に対してほぼ一次遅れの特性で追従することが発明者らの研究により判明している。そこでここでは、このような電源電圧Ｖとモータ１の作動速度データとの関係に基づいて、モータ１の作動速度データの値（この場合、パルス周期）を推定し、それを推定値Ｔｈとして時系列に記憶している。
なお、上記デジタルフィルタ処理におけるパラメータ（一次遅れ要素としての時定数等）の設定は、予め実験等により最適化して設定しておく。
【００２０】
次いでステップＳ４０では、パルスセンサ３３の出力波形から読み取った実測のパルス周期Ｔの差分値ΔＴ（変化量）を求めるとともに、ステップＳ３８で求めたパルス周期の推定値Ｔｈの差分値ΔＴｈ（変動分）を求める。具体的には、例えば最新の周期Ｔ０からその一つ前の周期Ｔ１を差引いて、その差を差分値ΔＴとする。差分値ΔＴｈについても同様である。
なお本例では、上記ステップＳ３８，Ｓ４０において電源電圧Ｖの値から差分値ΔＴｈを求める一連の処理が、本発明の推定処理に相当する。
次にステップＳ４２では、まず、ステップＳ３８で求めた差分値ΔＴから差分値ΔＴｈの値を差引くことにより、差分値ΔＴを補正する。そして、この補正演算の結果得られた値（ΔＴ−ΔＴｈ）が、予め設定された微分判定のしきい値Ｄを越えたか否か判定する。そして越えていれば、挟み込みが生じていると判断してステップＳ４４に進み、越えていなければ、ステップＳ３０に戻る。
【００２１】
そしてステップＳ４４では、モータ１を逆転させる制御信号を一定時間出力した後にモータ１の駆動出力を停止して、ウインドガラス８を一定距離だけ反転（開動）させて停止させ、そして一連の処理を終了する。
なお差分値ΔＴ，ΔＴｈは、複数周期前の波形について複数算出し、例えばこれら全ての差分値ΔＴ，ΔＴｈの差が所定のしきい値Ｄを越えているときに、ステップＳ４４を実行するようにして、判定精度を向上させるようにしてもよい。
【００２２】
以上の処理によれば、オートアップ及びオートダウンの通常の動作が実現されるとともに、オートアップの際に、ステップＳ３２以降の処理が実行されることによって、リミットスイッチ３２がオフしている領域において、より的確で低荷重な挟み込み防止機能が実現される。
即ち、閉動時におけるリミットスイッチ３２がオンするまでの期間は、ステップＳ３２の分岐処理において処理がステップＳ３８以降に進むため、少なくとも微分判定（ステップＳ４２）による挟み込み防止機能（ステップＳ４４）が実行される。そして、この微分判定のための差分値ΔＴは、電源電圧Ｖから推定された差分値ΔＴｈにより補正された上で、しきい値を越えているか否かの判定がなされる（ステップＳ４２）。このため、微分判定に対する電源電圧Ｖの変動の影響を除去することができ、微分判定のしきい値を従来より小さな値に設定しても、誤動作が生じる可能性が格段に少なくなる。従って、電源電圧の変動に対して、誤動作を生じることなく、常に低い挟み込み荷重での挟み込み防止機能が実現できる。
【００２３】
例えば、図３，４の最上段に示すように、モータの電源電圧Ｖがある時点で急降下するステップ変動があった場合、モータ１の作動速度Ｗは、図４の２段目に示すように、一次遅れ系のステップ応答と同様の特性で変化する。また同様に、モータ１に取付けられたパルスセンサ３３のパルス周期Ｔも、図３の２段目に示すように、同様の傾向で変化する。このため、上記推定処理により求められたパルス周期の推定値Ｔｈの差分値ΔＴｈ（図３の５段目に示す）は、いずれの時点においても、実測されたパルス周期Ｔの差分値ΔＴ（図３の３段目に示す）とほぼ等しい値になる。したがって、電源電圧Ｖの変動以外の状態変化がなければ、補正後のパルス周期（ΔＴ−ΔＴｈ）は、図３の最下段に示すようにほぼゼロになり、結局、電源電圧Ｖの変動の影響はほぼ完全に除去される。
なお、モータの電源電圧Ｖが緩やかに変化するような場合でも、同様の作用でその変化の影響が除去される。
【００２４】
（実証データ）
なお図５は、上記形態例の作用効果を実証すべく、上記形態例と同様の構成の装置を想定した試験装置により、発明者らが行ったシミュレーション試験結果である。この試験は、電源電圧Ｖを１３．５Ｖから１０．５Ｖにステップ変動させた場合の各パラメータの変化を測定したものである。なお便宜上、図５における測定点は、実際の測定結果を簡略化して示している。
図５に示すように、実測値に相当するパルス周期Ｔと、推定値に相当するパルス周期Ｔｈは、一次遅れ系の応答特性に近い同様の特性で変化した。そして、補正後のパルス周期変化量（ΔＴ−ΔＴｈ）は、ほぼ変化せず、挟み込み荷重が８０（Ｎ）程度に相当する低いしきい値の場合でも、そのしきい値を越えることがなく、微分判定条件は成立しなかった。これに対して、補正していないパルス周期変化量（ΔＴ）は、電圧変動によって一次的に増加し、挟み込み荷重が８０（Ｎ）程度に相当する低いしきい値の場合には、そのしきい値を越えてしまい、微分判定条件が成立した。
したがって、上記形態例のような構成により、電源電圧が変化しても挟み込み荷重を常に８０（Ｎ）程度に維持できることが分る。
【００２５】
なお、本発明は上記形態例に限られず、各種の態様や変形があり得る。
例えば、本発明の開閉体作動センサは、開閉体やモータの作動距離（回転角度）や作動速度（回転速度）などの作動量が検出できるものであればどのようなものでもよく、上述したようなモータに設けられたパルスセンサに限られない。例えば、モータリプッルを検出する回路であってもよいし、モータの回転速度を検出するタコジェネレータのような検出器でもよい。或いは、開閉体又は開閉体と連動して動作する伝達機構の可動部などの移動量や移動方向を検出する各種センサ類（例えばポテンショメータ）を使用することができる。また、パルスセンサ等を設ける場合に、位相の異なった例えば二つの信号が得られる２相式のものを使用し、この信号から開閉体の作動方向が検知できるようにしてもよい。
また上記形態例では、本発明の作動速度データとして、パルスセンサの出力信号波形の周期Ｔを用いているが、例えば開閉体作動センサから得られるモータの回転量などのデータからモータの回転速度や開閉体の作動速度そのものを算出し、その算出結果を本発明の作動速度データとして使用してもよい。また、開閉体作動センサがモータ等の作動速度を直接検出するセンサである場合には、その検出出力をそのまま本発明の作動速度データとして使用してもよい。
なお、本発明の作動速度データとして、モータ速度Ｗを使用した場合にも、上記形態例と同様の処理を行うことにより、図４に示すように、電源電圧Ｖの変動の影響をほぼ完全に除去することができる。即ち、電源電圧Ｖの値からモータ速度の推定値Ｗｈを求め（図４の４段目）、さらにこの推定値Ｗｈからその差分値（変化量）ΔＷｈを求め（図４の５段目）、そして、実測値Ｗから算出されたモータ速度の差分値（変化量）ΔＷから推定値Ｗｈの差分値ΔＷｈを差引けば、図４の最下段に示すように、電圧変動の影響がほぼ完全に除去される。
【００２６】
また上記形態例では、本発明の変化量として、時間的に隣り合う二つの作動速度データ（周期Ｔ）の差（差分値ΔＴ）を用いているが、このような態様に限られない。例えば作動速度データが開閉体の作動速度を示すアナログ信号で与えられる場合、この信号を微分する処理を行い、この微分処理の結果得られる値を本発明の変化量として使用してもよいことはいうまでもない。つまり、本発明の変化量とは、開閉体又はこれを駆動するモータの作動速度変化量或いは作動加速度に係わるデータを意味する広い概念である。
また上記形態例では、本発明の推定処理を、デジタルフィルタ処理を利用して全てソフト的に行っているが、これに限られない。例えば一次遅れ特性を有するフィルタ回路により電源電圧の検出信号を処理することにより、図４の２段目に示すような波形の信号を得て、この信号に基づいて作動速度データの変化量の推定値（本発明の変動分）を求めるようにしてもよい。即ち、本発明の一次遅れ要素は、ソフト的な構成要素であってもよし、ハード的な構成要素であってもよい。
【００２７】
また上記形態例では、全閉状態近傍にあることを検出するリミットスイッチを設けて、このリミットスイッチがオンしている領域では微分判定による挟み込み判定を行わないようにして、全閉状態を挟み込みと誤認する誤動作が生じないようにしているが、このようなリミットスイッチを設けない態様もあり得る。例えば、全閉位置やそれに対する判定領域を学習処理により記憶し、必要に応じて再学習することで、常に開閉体が全閉位置近傍までの所定の判定領域内にあるか否かを判別しつつ、この所定の判定領域においてのみ上述した微分判定などの挟み込み判定を行うようにしてもよい。
また上記形態例では、オートアップ動作のときにのみ挟み込み判定を行っているが、マニュアルアップ動作のときにも同様に挟み込み防止機能を働かせることができることはいうまでもない。
また本発明は、車両のパワーウインドに限られず、例えば車両のサンルーフ等に用いてもよいし、車両以外の建築物や構造物における各種開閉体の制御に適用されてもよい。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１記載の開閉制御装置によれば、少なくとも開閉体が閉動する際には、開閉体又はモータの作動速度に係わる作動速度データの変化量を、開閉体作動センサの検出出力より算出するとともに、電源電圧の変動による前記変化量の変動分を電圧検出手段の検出出力より推定する推定処理を行い、この推定処理により得られた変動分によって補正した前記変化量（例えば請求項４記載のように前記変動分を差引くことによって補正したもの）が設定されたしきい値を越えたときに、挟み込みが生じていると判定する微分判定が、制御処理手段により実行される。
このため、微分判定による挟み込み判定に対する電源電圧の変動の影響が除去され、電源電圧の変動があっても、誤動作を生じることなく、常に低い挟み込み荷重での挟み込み防止機能が実現できる。
【００２９】
特に請求項２記載のように、制御処理手段が、前記推定処理のための一次遅れ要素を有し、電源電圧の変動により前記作動速度データが一次遅れの応答特性で変化するとして前記変化量の変動分を推定する構成では、直流モータが使用された場合の電圧変動の作動速度に対する影響をほぼ完全に除去することができる。このため、電圧変動に対する誤動作を防止しつつ、特に低い挟み込み荷重での挟み込み防止機能が実現できる。
【００３０】
また請求項３記載のように、開閉体作動センサとしてモータの回転量に比例したパルス信号を出力するパルスセンサを使用し、作動速度データとしてこのパルスセンサのパルス信号の周期を使用した場合には、作動速度データを得るために読み取る必要のある信号がそのままデジタル信号として扱えることになるとともに、またその信号（即ち、前記パルス信号）の立下がり又は立上がりのタイミングをカウントするだけで作動速度データ（即ち、前記周期）が容易に得られる。このため、制御処理手段をマイコンなどよりなるデジタル回路で構成した場合に、上記微分判定のための処理が特に容易に可能となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】開閉制御装置の構成を示す回路図である。
【図２】開閉制御装置の制御処理を示すフローチャートである。
【図３】開閉制御装置の制御処理を説明する図である。
【図４】開閉制御装置の制御処理を説明する図である。
【図５】開閉制御装置の作用を実証する試験結果を示す図である。
【図６】パワーウインドのメカ構成を示す図である。
【符号の説明】
１ モータ
８ ウインドガラス（開閉体）
２０ マイクロコンピュータ（制御処理手段）
２５ 電圧検出部（電圧検出手段）
３３ パルスセンサ（開閉体作動センサ）
Ｄ しきい値
Ｔ パルス周期（作動速度データ）
Ｔｈ パルス周期の推定値
ΔＴ 差分値（変化量）
ΔＴｈ 差分値（変動分）
Ｖ 電源電圧
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の窓などの開閉体を制御する開閉制御装置に係り、特に、閉動中の開閉体に人の指などが挟まれたことを検知して開閉体を強制的に停止・開動させる挟み込み防止機能を備えた開閉制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、挟み込み防止機能を備えた開閉制御装置としては、全閉位置よりも手前の領域において、例えば開閉体を駆動するモータの電流が一定のしきい値を越えたときに挟み込みが起こったと判定するものが知られており、例えば特開平９−４１８００号公報に開示された装置がある。
また、その他の方式としては、例えばパルスセンサにより開閉体を駆動するモータの速度を監視し、モータ速度が低下してパルスセンサが出力するパルス信号の周期がしきい値以上になったときに挟み込みと判定するもの（いわゆる絶対値判定方式）もある。
【０００３】
なお近年では、自動車市場等において要求される安全性のレベルがより高度になっており、この種の装置における挟み込み防止機能に対しても、より敏感で繊細な性能が要求されている。
例えば、上記挟み込み防止機能によって挟み込み時の停止・開動が行われる直前に開閉体が挟まれた物に加えている力（以下、挟み込み荷重という。）については、安全性の観点からより小さな値にする必要があり、例えばバネ定数が１０（Ｎ／ｍｍ）の物体を挟んだときに、挟み込み荷重が１００（Ｎ）以下になることを設計目標とすることが提唱されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の開閉制御装置では、上述したように、例えばモータ電流を一定のしきい値と比較することにより挟み込み判定を行っていたが、このような方式では、例えば車載バッテリーなどの電源の電圧変動による影響を特に大きく受け易く、このような電源電圧の変動による誤動作を防止するため、大きな余裕を設けて上記しきい値を設定する必要があり、前述の挟み込み荷重についての設計目標を達成するような敏感な挟み込み検知は不可能である。
また、モータの作動速度データとしての例えばパルス周期がしきい値以上になったときに挟み込みと判定する方式（絶対値判定）は、しきい値を十分大きく設定することでモータの作動（開閉体の作動）が停止したことを確実に判定し、特に信頼性の高い挟み込み判定が可能となる。しかし、モータの作動（開閉体の作動）が挟み込みによって停止したことを実質的に検知して挟み込み判定を行うものであるために、挟み込み判定が実際に行われるのは、既に挟み込み状態が相当程度進行した状態（ある程度大きな荷重で挟み込まれた状態）であり、やはり、前述の挟み込み荷重についての設計目標を達成するような敏感な挟み込み検知は不可能である。
【０００５】
このため出願人は、モータの回転量や作動速度などを検出するセンサの検出出力により検知される作動速度データ（例えば、作動周期）の変化量（例えば、差分値）がしきい値を越えたときに前記挟み込みが生じていると判定するいわゆる微分判定を採用すること（或いは、前記絶対値判定と併用すること）を検討しているが、この方式でも、やはり電源電圧の変動に対応すべく、ある程度大きな余裕を設けてしきい値を設定する必要があり、やはり前述の挟み込み荷重についての設計目標を達成することが困難であるという問題があった。
【０００６】
というのは、例えば自動車のパワーウインドにおける開閉体のアクチュエータとしては、通常直流モータが使用され、モータ速度（即ち、開閉体の作動速度）はモータに供給される電源電圧（以下場合により、モータ電圧という。）に比例して変化する。このため、例えば車両のエンコン運転開始等の要因で、例えば図４の最上段に示すようにモータ電圧が急降下した場合には、図４の２段目に示すようにモータ速度が低下し、挟み込みが生じていないにもかかわらず、モータ速度変化量が図４の３段目のように一次的に増加する。そして、前述の挟み込み荷重についての設計目標が達成できるような小さい値にしきい値を設定しておくと、電源電圧の変動の大きさによっては、その変動によって生じる上記モータ速度変化量の増加がしきい値を越えてしまい、実際には挟み込みが生じていないにもかかわらず、挟み込みが生じたと誤判定してしまう恐れがある。
したがって、電源電圧の変動による誤判定を防止しつつ、前述の挟み込み荷重についての設計目標を達成することが、やはり困難であった。
【０００７】
なお、電圧が急激に降下するような変動があった場合には、微分判定を禁止し、絶対値判定のみを実行するといった方策も考えられるが、これは、一時的にしろ微分判定による敏感な挟み込み検出が不可能になる構成であるから、不完全である。
そこで本発明は、電源電圧の変動にかかわらず、誤動作なく的確な挟み込み判定ができるとともに、より挟み込み荷重の低い挟み込み防止機能が実現可能な開閉制御装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の開閉制御装置は、操作入力に従って開閉体の開閉動作を制御するとともに、閉動中の開閉体への異物の挟み込みが生じたか否かを判定する挟み込み判定を行い、この挟み込みが生じた場合には、開閉体を強制的に開動させる挟み込み防止機能を有する開閉制御装置であって、
前記開閉体又は前記開閉体を駆動するモータの作動量を検出する開閉体作動センサと、
前記モータに供給される電源電圧を検出する電圧検出手段と、
少なくとも前記開閉体が閉動する際には、前記開閉体又は前記モータの作動速度に係わる作動速度データの変化量を、前記開閉体作動センサの検出出力より算出するとともに、前記電源電圧の変動による前記変化量の変動分を前記電圧検出手段の検出出力より推定する推定処理を行い、この推定処理により得られた変動分によって補正した前記変化量が設定されたしきい値を越えたときに、前記挟み込みが生じていると判定する微分判定を、前記挟み込み判定として実行する制御処理手段とを備えたことを特徴とする開閉制御装置。
【０００９】
また、請求項２記載の開閉制御装置は、前記制御処理手段が、前記推定処理のための一次遅れ要素を有し、前記電源電圧の変動により前記作動速度データが一次遅れの応答特性で変化するとして前記変化量の変動分を推定することを特徴とする。
また、請求項３記載の開閉制御装置は、前記開閉体作動センサが、前記モータの回転量に比例したパルス信号を出力するパルスセンサであり、前記作動速度データが、前記パルスセンサのパルス信号の周期であることを特徴とする。
また、請求項４記載の開閉制御装置は、前記制御処理手段が、前記推定処理により得られた変動分を前記変化量から差引くことによって、前記変化量を補正することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を車両のパワーウインドに適用した場合の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（パワーウインドの本体構成）
まず、パワーウインドの本体構成例の概略について、図６により説明する。
図６（ａ）に示すように、モータ１の出力軸の回転は、ウォームギヤ２及びウォームホイール３を介してドラム４に伝達される。そして、ドラム４の回転によりワイヤ５がいずれかの方向に引張られ、これにより、スライダ６に上下動自在に支持されたキャリアプレート７が上下動して、キャリアプレート７に対して固定されたウインドガラス８（開閉体）が上下動（開閉動作）する。ウインドガラス８を支持収納する枠体であるサッシュ９には、図６（ｂ）（Ｘ−Ｘ断面図）に示すように、インナサッシュ９ａとランチャンネル９ｂが取付けられ、ウインドガラス８の上端縁及び側端縁を含む周縁は、サッシュ９内のランチャンネル９ｂ内にはめ込まれる。
ここでモータ１は、直流モータであり、供給される電源電圧とその回転数（回転速度）は比例関係にある。また、ランチャンネル９ｂは、合成樹脂などのゴム材により形成されたものである。
なお本発明は、このような本体構成例に限られないことはいうまでもなく、例えば、ワイヤを使用せずにリンクによりモータの駆動力を伝達する方式などもあり得る。
【００１１】
（開閉制御装置の一例）
次に、上記パワーウインドを制御する開閉制御装置の一例について、図１〜図５により説明する。
Ａ．ハード構成
図１は、本例の開閉制御装置のハード構成を示す回路図である。本例の装置は、図１に示すように、各種センサ機器及び各種操作スイッチからの入力信号に応じて、ウインドウ駆動用のモータ１を制御するマイクロコンピュータ２０（以下、マイコン２０という。）を備えるものである。
マイコン２０は、本発明の制御処理手段に相当し、中央処理装置（ＣＰＵ）２１、入力回路２２、出力回路２３、電源回路２４、及び電圧検出部２５を有し、また図示省略しているが、動作プログラムや各種設定値を記憶又は一時記憶するＲＯＭ或いはＲＡＭなどのメモリを備えている。なお、マイコン２０の動作プログラムには、一時遅れ要素としての特性を有するデジタルフィルタ処理（例えば、一次ローパスフィルタ処理）のためのソフトが含まれている。
【００１２】
ここで電源回路２４は、車両のバッテリー１２の電源出力をマイコン２０用に変圧し、かつ安定化する回路である。なおマイコン２０には、モータ１に内蔵された後述のパルスセンサ３３の信号が入力されており、これによりモータ１の回転量（ウインドガラス８の作動量）などが判定できるようになっている。
また電圧検出部２５は、本発明の電圧検出手段に相当し、出力回路２３を介してモータ１に供給される電源電圧を検出するための回路である。
なおマイコン２０は、まず、後述のマニュアルアップスイッチ４１或いはマニュアルダウンスイッチ４２の操作に応じて、モータ１を所定方向に作動させて、ウインドガラス８のマニュアル操作による開閉動作を実現する処理を行うものである。またマイコン２０は、後述のオートアップスイッチ４３或いはオートダウンスイッチ４４の操作に応じて、ウインドガラス８が全閉又は全開になるまで自動的にモータ１を所定方向に作動させるオートアップ或いはオートダウンを実現する処理機能をも有する。そして本例では、このオートアップの動作において少なくとも微分判定による挟み込み防止機能が実現されるが、この挟み込み防止機能を含むマイコン２０の処理内容については、図２等により後述する。
なお、例えば上記微分判定に加えて、いわゆる絶対値判定も併せて行ってもよい。絶対値判定とは、ウインドガラス８やモータ１の作動量の検知データ（本例では、パルスセンサ３３から出力されるパルス信号）が、予め設定された規定時間を越えて変化しないときに、挟み込みが生じていると判定する挟み込み判定方式のことを意味する。
【００１３】
次に、前記センサ機器としては、イグニションスイッチ３１、リミットスイッチ３２、及びパルスセンサ３３（開閉体作動センサ）がマイコン２０に接続されている。このうち、イグニションスイッチ３１は、その接点がバッテリー１２のプラス側と電源回路２４の入力との間に接続され、イグニションスイッチ３１の操作により本制御装置に電源が供給される構成となっている。また、リミットスイッチ３２は、入力回路２２に接続され、このスイッチ３２の作動状態がデジタル信号としてＣＰＵ２１に入力される構成となっている。
なおここで、リミットスイッチ３２は、ウインドウが全閉位置近くまで作動したことを検出して接点が作動するいわゆる全閉スイッチであり、具体的には、図５におけるキャリアプレート７にその接触子が押されて内部の接点が作動する機械式のマイクロスイッチなどである。
また、パルスセンサ３３は、モータ１の回転量に比例したパルス信号を出力するパルス発生器であり、その出力信号波形のエッジ数（立上がり及び立下がりの回数）からモータ１の回転量（回転角度）が把握でき、そのパルス信号の周期からモータ１の回転速度（ウインド８の作動速度）が検知できる。
【００１４】
また、前記操作スイッチとしては、マニュアルアップスイッチ４１、マニュアルダウンスイッチ４２、オートアップスイッチ４３、オートダウンスイッチ４４とが設けられ、これらスイッチの作動状態が入力回路２２を介してデジタル信号としてＣＰＵ２１に入力される構成となっている。
なおこの場合、オートアップスイッチ４３及びオートダウンスイッチ４４の信号入力ラインは１本化されているが、例えば操作スイッチの操作部の機械的構成により、オートアップスイッチ４３が作動状態では必ずマニュアルアップスイッチ４１が作動しており、オートダウンスイッチ４４が作動状態では必ずマニュアルダウンスイッチ４２が作動するようになっており、これによりマイコン２０は、オートダウン或いはオートアップのいずれが指令されているかを判断できるよう構成されている。
【００１５】
Ｂ．装置の動作（制御処理内容）
次に、本例の開閉制御装置の動作（マイコン２０の制御処理内容）を説明する。
イグニションスイッチ３１の操作により電源が供給されて本制御装置が起動されると、マイコン２０は、以下のような処理により、マニュアル操作を実現する。
すなわち、まず、マニュアルダウンスイッチ４２が作動しているか否か判定し、作動していれば、ウインドガラス８が開く方向（下降する方向）にモータ１を作動させ、ウインドガラス８を開動させる。
次いで、マニュアルアップスイッチ４１が作動しているか否か判定し、作動していれば、ウインドガラス８が閉じる方向（上昇する方向）にモータ１を作動させ、ウインドガラス８を閉動させる。
なお、このマニュアル操作によりウインドガラス８の開動又は閉動を開始した後は、マニュアルダウンスイッチ４２又はマニュアルアップスイッチ４１が非作動状態に復帰した時点でウインドガラス８（モータ１）を停止させる。
【００１６】
またマイコン２０は、上記マニュアル操作のための処理とは別個に、所定のタイミングで図２に示す一連の処理を繰り返し実行し、オートアップ或いはオートダウンの動作を実行するとともに、オートアップにおける挟み込み防止機能を実現する。
まずステップＳ２２で、オートアップスイッチ４３又はオートダウンスイッチ４４がオン（作動）しているか否か判定し、オンしていればステップＳ２４に進み、オンしていなければ一連の処理を終了する。なお、一連の処理を終了した場合には、次回のタイミングでこのステップＳ２２から処理を繰り返す（以下、同様）。
【００１７】
次いでステップＳ２４では、オートアップ或いはオートダウンのいずれが指令されているのか（即ち、マニュアルアップスイッチ４１又はマニュアルダウンスイッチ４２のいずれがオンしているのか）を判定し、次のステップＳ２６で、この指令に応じた方向にモータ１を作動させる制御信号を出力する。
その後、ステップＳ２８で適当な起動期間（モータ１が起動し定常速度になるまでの期間）だけ処理の進行を停滞させた後、ステップＳ３０でパルスセンサ３３の出力波形と電圧検出部２５の出力（電源電圧Ｖ）を読み込んで、例えばその後の各時点での周期Ｔ及び電源電圧Ｖを時系列データとして記憶する。
なお以下では、このステップＳ３０で記憶した現在及び過去の複数の周期Ｔのうち、最新のものを周期Ｔ０、その一つ前のものを周期Ｔ１、さらにその一つ前のものを周期Ｔ２といったように表現する。
ステップＳ３０の次には、図示省略している分岐処理を実行し、オートアップの場合にはステップＳ３２に進み、オートダウンの場合にはステップＳ３４に進む。
そしてステップＳ３２では、リミットスイッチ３２（全閉スイッチ）がオンしているか否か判定し、オンしていればステップＳ３４に進み、オンしていなければステップＳ３８に進む。
【００１８】
ステップＳ３４では、パルスセンサ３３の出力信号から読み取った最新の周期Ｔの値（即ち、Ｔ０）が、全閉又は全開による停止を判定するためのしきい値Ａを越えたか否か判定する。そして、越えていれば、ステップＳ３６に進み、越えていなければ、ステップＳ３０に戻りここから処理を繰り返す。
次にステップＳ３６では、モータ１の駆動出力を停止し、ウインドガラス８の駆動（開動又は閉動）を停止させて、一連の処理を終了する。
【００１９】
そしてステップＳ３８では、電源電圧Ｖからパルス周期の推定値Ｔｈを求める。
具体的には、与えられた電源電圧Ｖの値（時系列データ）に対して、一時遅れ要素としての特性を有するデジタルフィルタ処理（例えば、一次ローパスフィルタ処理）を行い、さらにこのデジタルフィルタ処理の結果得られた値に所定の係数や定数を乗算又は加算等することにより、モータ１の作動速度（例えば、単位時間当りの回転数）の推定値Ｗｈを求める。そしてこの場合には、この推定値Ｗｈの逆数としてパルス周期の推定値Ｔｈを求める。
つまり、モータ１の作動速度及びその逆数としてのパルス周期の値は、他の条件が一定であれば、定常的には電源電圧Ｖの値に比例して一義的に決定され、またその過渡的な値は、電源電圧Ｖの変動に対してほぼ一次遅れの特性で追従することが発明者らの研究により判明している。そこでここでは、このような電源電圧Ｖとモータ１の作動速度データとの関係に基づいて、モータ１の作動速度データの値（この場合、パルス周期）を推定し、それを推定値Ｔｈとして時系列に記憶している。
なお、上記デジタルフィルタ処理におけるパラメータ（一次遅れ要素としての時定数等）の設定は、予め実験等により最適化して設定しておく。
【００２０】
次いでステップＳ４０では、パルスセンサ３３の出力波形から読み取った実測のパルス周期Ｔの差分値ΔＴ（変化量）を求めるとともに、ステップＳ３８で求めたパルス周期の推定値Ｔｈの差分値ΔＴｈ（変動分）を求める。具体的には、例えば最新の周期Ｔ０からその一つ前の周期Ｔ１を差引いて、その差を差分値ΔＴとする。差分値ΔＴｈについても同様である。
なお本例では、上記ステップＳ３８，Ｓ４０において電源電圧Ｖの値から差分値ΔＴｈを求める一連の処理が、本発明の推定処理に相当する。
次にステップＳ４２では、まず、ステップＳ３８で求めた差分値ΔＴから差分値ΔＴｈの値を差引くことにより、差分値ΔＴを補正する。そして、この補正演算の結果得られた値（ΔＴ−ΔＴｈ）が、予め設定された微分判定のしきい値Ｄを越えたか否か判定する。そして越えていれば、挟み込みが生じていると判断してステップＳ４４に進み、越えていなければ、ステップＳ３０に戻る。
【００２１】
そしてステップＳ４４では、モータ１を逆転させる制御信号を一定時間出力した後にモータ１の駆動出力を停止して、ウインドガラス８を一定距離だけ反転（開動）させて停止させ、そして一連の処理を終了する。
なお差分値ΔＴ，ΔＴｈは、複数周期前の波形について複数算出し、例えばこれら全ての差分値ΔＴ，ΔＴｈの差が所定のしきい値Ｄを越えているときに、ステップＳ４４を実行するようにして、判定精度を向上させるようにしてもよい。
【００２２】
以上の処理によれば、オートアップ及びオートダウンの通常の動作が実現されるとともに、オートアップの際に、ステップＳ３２以降の処理が実行されることによって、リミットスイッチ３２がオフしている領域において、より的確で低荷重な挟み込み防止機能が実現される。
即ち、閉動時におけるリミットスイッチ３２がオンするまでの期間は、ステップＳ３２の分岐処理において処理がステップＳ３８以降に進むため、少なくとも微分判定（ステップＳ４２）による挟み込み防止機能（ステップＳ４４）が実行される。そして、この微分判定のための差分値ΔＴは、電源電圧Ｖから推定された差分値ΔＴｈにより補正された上で、しきい値を越えているか否かの判定がなされる（ステップＳ４２）。このため、微分判定に対する電源電圧Ｖの変動の影響を除去することができ、微分判定のしきい値を従来より小さな値に設定しても、誤動作が生じる可能性が格段に少なくなる。従って、電源電圧の変動に対して、誤動作を生じることなく、常に低い挟み込み荷重での挟み込み防止機能が実現できる。
【００２３】
例えば、図３，４の最上段に示すように、モータの電源電圧Ｖがある時点で急降下するステップ変動があった場合、モータ１の作動速度Ｗは、図４の２段目に示すように、一次遅れ系のステップ応答と同様の特性で変化する。また同様に、モータ１に取付けられたパルスセンサ３３のパルス周期Ｔも、図３の２段目に示すように、同様の傾向で変化する。このため、上記推定処理により求められたパルス周期の推定値Ｔｈの差分値ΔＴｈ（図３の５段目に示す）は、いずれの時点においても、実測されたパルス周期Ｔの差分値ΔＴ（図３の３段目に示す）とほぼ等しい値になる。したがって、電源電圧Ｖの変動以外の状態変化がなければ、補正後のパルス周期（ΔＴ−ΔＴｈ）は、図３の最下段に示すようにほぼゼロになり、結局、電源電圧Ｖの変動の影響はほぼ完全に除去される。
なお、モータの電源電圧Ｖが緩やかに変化するような場合でも、同様の作用でその変化の影響が除去される。
【００２４】
（実証データ）
なお図５は、上記形態例の作用効果を実証すべく、上記形態例と同様の構成の装置を想定した試験装置により、発明者らが行ったシミュレーション試験結果である。この試験は、電源電圧Ｖを１３．５Ｖから１０．５Ｖにステップ変動させた場合の各パラメータの変化を測定したものである。なお便宜上、図５における測定点は、実際の測定結果を簡略化して示している。
図５に示すように、実測値に相当するパルス周期Ｔと、推定値に相当するパルス周期Ｔｈは、一次遅れ系の応答特性に近い同様の特性で変化した。そして、補正後のパルス周期変化量（ΔＴ−ΔＴｈ）は、ほぼ変化せず、挟み込み荷重が８０（Ｎ）程度に相当する低いしきい値の場合でも、そのしきい値を越えることがなく、微分判定条件は成立しなかった。これに対して、補正していないパルス周期変化量（ΔＴ）は、電圧変動によって一次的に増加し、挟み込み荷重が８０（Ｎ）程度に相当する低いしきい値の場合には、そのしきい値を越えてしまい、微分判定条件が成立した。
したがって、上記形態例のような構成により、電源電圧が変化しても挟み込み荷重を常に８０（Ｎ）程度に維持できることが分る。
【００２５】
なお、本発明は上記形態例に限られず、各種の態様や変形があり得る。
例えば、本発明の開閉体作動センサは、開閉体やモータの作動距離（回転角度）や作動速度（回転速度）などの作動量が検出できるものであればどのようなものでもよく、上述したようなモータに設けられたパルスセンサに限られない。例えば、モータリプッルを検出する回路であってもよいし、モータの回転速度を検出するタコジェネレータのような検出器でもよい。或いは、開閉体又は開閉体と連動して動作する伝達機構の可動部などの移動量や移動方向を検出する各種センサ類（例えばポテンショメータ）を使用することができる。また、パルスセンサ等を設ける場合に、位相の異なった例えば二つの信号が得られる２相式のものを使用し、この信号から開閉体の作動方向が検知できるようにしてもよい。
また上記形態例では、本発明の作動速度データとして、パルスセンサの出力信号波形の周期Ｔを用いているが、例えば開閉体作動センサから得られるモータの回転量などのデータからモータの回転速度や開閉体の作動速度そのものを算出し、その算出結果を本発明の作動速度データとして使用してもよい。また、開閉体作動センサがモータ等の作動速度を直接検出するセンサである場合には、その検出出力をそのまま本発明の作動速度データとして使用してもよい。
なお、本発明の作動速度データとして、モータ速度Ｗを使用した場合にも、上記形態例と同様の処理を行うことにより、図４に示すように、電源電圧Ｖの変動の影響をほぼ完全に除去することができる。即ち、電源電圧Ｖの値からモータ速度の推定値Ｗｈを求め（図４の４段目）、さらにこの推定値Ｗｈからその差分値（変化量）ΔＷｈを求め（図４の５段目）、そして、実測値Ｗから算出されたモータ速度の差分値（変化量）ΔＷから推定値Ｗｈの差分値ΔＷｈを差引けば、図４の最下段に示すように、電圧変動の影響がほぼ完全に除去される。
【００２６】
また上記形態例では、本発明の変化量として、時間的に隣り合う二つの作動速度データ（周期Ｔ）の差（差分値ΔＴ）を用いているが、このような態様に限られない。例えば作動速度データが開閉体の作動速度を示すアナログ信号で与えられる場合、この信号を微分する処理を行い、この微分処理の結果得られる値を本発明の変化量として使用してもよいことはいうまでもない。つまり、本発明の変化量とは、開閉体又はこれを駆動するモータの作動速度変化量或いは作動加速度に係わるデータを意味する広い概念である。
また上記形態例では、本発明の推定処理を、デジタルフィルタ処理を利用して全てソフト的に行っているが、これに限られない。例えば一次遅れ特性を有するフィルタ回路により電源電圧の検出信号を処理することにより、図４の２段目に示すような波形の信号を得て、この信号に基づいて作動速度データの変化量の推定値（本発明の変動分）を求めるようにしてもよい。即ち、本発明の一次遅れ要素は、ソフト的な構成要素であってもよし、ハード的な構成要素であってもよい。
【００２７】
また上記形態例では、全閉状態近傍にあることを検出するリミットスイッチを設けて、このリミットスイッチがオンしている領域では微分判定による挟み込み判定を行わないようにして、全閉状態を挟み込みと誤認する誤動作が生じないようにしているが、このようなリミットスイッチを設けない態様もあり得る。例えば、全閉位置やそれに対する判定領域を学習処理により記憶し、必要に応じて再学習することで、常に開閉体が全閉位置近傍までの所定の判定領域内にあるか否かを判別しつつ、この所定の判定領域においてのみ上述した微分判定などの挟み込み判定を行うようにしてもよい。
また上記形態例では、オートアップ動作のときにのみ挟み込み判定を行っているが、マニュアルアップ動作のときにも同様に挟み込み防止機能を働かせることができることはいうまでもない。
また本発明は、車両のパワーウインドに限られず、例えば車両のサンルーフ等に用いてもよいし、車両以外の建築物や構造物における各種開閉体の制御に適用されてもよい。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１記載の開閉制御装置によれば、少なくとも開閉体が閉動する際には、開閉体又はモータの作動速度に係わる作動速度データの変化量を、開閉体作動センサの検出出力より算出するとともに、電源電圧の変動による前記変化量の変動分を電圧検出手段の検出出力より推定する推定処理を行い、この推定処理により得られた変動分によって補正した前記変化量（例えば請求項４記載のように前記変動分を差引くことによって補正したもの）が設定されたしきい値を越えたときに、挟み込みが生じていると判定する微分判定が、制御処理手段により実行される。
このため、微分判定による挟み込み判定に対する電源電圧の変動の影響が除去され、電源電圧の変動があっても、誤動作を生じることなく、常に低い挟み込み荷重での挟み込み防止機能が実現できる。
【００２９】
特に請求項２記載のように、制御処理手段が、前記推定処理のための一次遅れ要素を有し、電源電圧の変動により前記作動速度データが一次遅れの応答特性で変化するとして前記変化量の変動分を推定する構成では、直流モータが使用された場合の電圧変動の作動速度に対する影響をほぼ完全に除去することができる。このため、電圧変動に対する誤動作を防止しつつ、特に低い挟み込み荷重での挟み込み防止機能が実現できる。
【００３０】
また請求項３記載のように、開閉体作動センサとしてモータの回転量に比例したパルス信号を出力するパルスセンサを使用し、作動速度データとしてこのパルスセンサのパルス信号の周期を使用した場合には、作動速度データを得るために読み取る必要のある信号がそのままデジタル信号として扱えることになるとともに、またその信号（即ち、前記パルス信号）の立下がり又は立上がりのタイミングをカウントするだけで作動速度データ（即ち、前記周期）が容易に得られる。このため、制御処理手段をマイコンなどよりなるデジタル回路で構成した場合に、上記微分判定のための処理が特に容易に可能となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】開閉制御装置の構成を示す回路図である。
【図２】開閉制御装置の制御処理を示すフローチャートである。
【図３】開閉制御装置の制御処理を説明する図である。
【図４】開閉制御装置の制御処理を説明する図である。
【図５】開閉制御装置の作用を実証する試験結果を示す図である。
【図６】パワーウインドのメカ構成を示す図である。
【符号の説明】
１ モータ
８ ウインドガラス（開閉体）
２０ マイクロコンピュータ（制御処理手段）
２５ 電圧検出部（電圧検出手段）
３３ パルスセンサ（開閉体作動センサ）
Ｄ しきい値
Ｔ パルス周期（作動速度データ）
Ｔｈ パルス周期の推定値
ΔＴ 差分値（変化量）
ΔＴｈ 差分値（変動分）
Ｖ 電源電圧
Claims (4)
- 操作入力に従って開閉体の開閉動作を制御するとともに、閉動中の開閉体への異物の挟み込みが生じたか否かを判定する挟み込み判定を行い、この挟み込みが生じた場合には、開閉体を強制的に開動させる挟み込み防止機能を有する開閉制御装置であって、
前記開閉体又は前記開閉体を駆動するモータの作動量を検出する開閉体作動センサと、
前記モータに供給される電源電圧を検出する電圧検出手段と、
少なくとも前記開閉体が閉動する際には、前記開閉体又は前記モータの作動速度に係わる作動速度データの変化量を、前記開閉体作動センサの検出出力より算出するとともに、前記電源電圧の変動による前記変化量の変動分を前記電圧検出手段の検出出力より推定する推定処理を行い、この推定処理により得られた変動分によって補正した前記変化量が設定されたしきい値を越えたときに、前記挟み込みが生じていると判定する微分判定を、前記挟み込み判定として実行する制御処理手段とを備えたことを特徴とする開閉制御装置。 - 前記制御処理手段は、前記推定処理のための一次遅れ要素を有し、前記電源電圧の変動により前記作動速度データが一次遅れの応答特性で変化するとして前記変化量の変動分を推定することを特徴とする請求項１記載の開閉制御装置。
- 前記開閉体作動センサは、前記モータの回転量に比例したパルス信号を出力するパルスセンサであり、
前記作動速度データは、前記パルスセンサのパルス信号の周期であることを特徴とする請求項１又は２記載の開閉制御装置。 - 前記制御処理手段は、前記推定処理により得られた変動分を前記変化量から差引くことによって、前記変化量を補正することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の開閉制御装置。
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