JP3695113B2 - 動力付窓開閉装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、異物挟み込み機構を有する動力付窓開閉装置(以下、パワーウインドウと呼ぶ。)に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
異物挟み込み機構を有するパワーウインドウの構造としては、窓ガラスを移動させる駆動モータの駆動負荷を検出する負荷検出手段を有して、この負荷検出手段の検出値が所定値を越えたときに異物挟み込みが発生したものとして窓ガラスを開方向に反転させるパワーウインドウや、窓枠に作用する外力を感知する感知手段を配設し、この感知手段の検出値が所定値を越えたときに異物挟み込みが発生したものとして窓ガラスを開方向に反転させるパワーウインドウ等がある。
【0003】
しかし、異物挟み込みが発生している状態とは、窓枠および窓ガラスの両者に外力が発生している状態であるので、負荷検出手段または感知手段のいずれか一方のみでは、いたずら等の外乱等により異物挟み込みを正確に検出することが困難である。
そこで、例えば特開平7−4137号公報では、感知手段および負荷検出手段の両者を備え、感知手段の検出値が所定値を越え、かつ、駆動負荷も所定値を越えたときに、異物挟み込みが発生したものとみなして窓ガラスを開方向に反転させている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、発明者等は、様々な窓形状の車両を用いて上記公報に記載のパワーウインドウの作動確認を行っていたところ、異物が挟み込まれる部位によっては、異物が挟み込まれても窓ガラスが開方向に反転しない等の誤作動が発生した。そこで、発明者等は引き続き研究調査を行ったところ、以下に述べる原因によって誤作動が発生することが明らかになった。
【0005】
すなわち、図4に示すように、窓枠2のうち窓ガラス4の移動方向に対して傾斜した部位2aで異物の挟み込みが発生すると、窓ガラス4には、異物(窓枠)に作用する外力F0 のうち窓枠2に対して直角方向の外力成分の力F1 が作用する。そして、駆動モータが駆動負荷として受ける力は、概ね、力F1 のうち窓ガラス4の閉作動方向成分の力F3 (=F0 cos2 θ)である。
【0006】
このため、傾斜した部位2aでは、異物(窓枠)に作用する外力F0 の大きさが同じであっても、その他の部位に比べて駆動モータが負荷として受ける力F3 は小さくなる。つまり、駆動モータ側からみると、傾斜した部位2aでは、その他の部位より大きな外力F0 が作用しなければ、異物挟み込みを検出することができない(図5参照)。
【0007】
そしてさらに、傾斜した部位2aでは、駆動負荷として受ける力F3 が小さくなるので、検出された駆動負荷の検出誤差範囲と異物挟み込みによる負荷の変動幅との区別が困難になり、検出された駆動負荷中に占める検出誤差の割合が大きくなる。
したがって、窓枠2のうち傾斜した部位2aで異物が挟み込まれると、検出された駆動負荷中に占める検出誤差が大きくなるので、パワーウインドウが誤作動してしまうという問題が発生する。
【0008】
本発明は、上記点に鑑み、窓枠のうち傾斜した部位で異物が挟み込が発生した場合であっても、パワーウインドウの誤作動を防止することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、以下の技術的手段を用いる。
ところで、発明者等の種々の検討によれば、窓ガラス4の移動方向に対して傾斜した窓枠の部位において、挟み込まれる異物の多くは、幼児の指等の比較的小さい(細い)ものであり、大きくても大人の手首程度の大きさであることが判明した。
【0010】
そこで、請求項1に記載の発明では、位置検出手段(6、82)により検出された窓体(4)の検出位置が第1所定位置(P1 )より窓開口(3)を閉じる側に位置すると判断された場合であって、感知手段(7)により感知された感知外力が所定値を超えたときに窓体(4)の閉方向への移動を中断する。また、位置検出手段(6、82)により検出された窓体(4)の検出位置が第2所定位置(P2 )より窓開口(3)を開く側に位置すると判断された場合であって、感知手段(7)により感知された感知外力が所定値を超えるとともに、負荷検出手段(6、81)により検出された駆動負荷が所定値を超えたときに窓体(4)の閉方向への移動を中断することを特徴とする。
【0011】
これにより、第1所定位置(P 1 )を、前述した程度の大きさ(幼児の指程度から大人の手首程度の大きさ)に相当する値に設定すれば、第1所定位置(P 1 )より閉じる側に窓体(4)が位置しているときに挟み込みが発生した場合には、傾斜した部位(2a)にて挟み込みが発生したものとみなすことができる。したがって、第1所定位置(P 1 )より閉じる側に窓体(4)が位置しているときに、感知手段(7)の検出に基づいて異物挟み込みを検出すれば、検出誤差の占める割合が多い負荷検出手段(6、81)の検出値が含まれないので、異物挟み込みを正確に検出することができ、動力付窓開閉装置の誤作動を防止することができる。
【0012】
一方、第2所定位置(P 2 )より開く側に窓体(4)が位置しているときに挟み込みが発生した場合には、傾斜した部位(2a)以外の部位にて挟み込みが発生したものとみなすことができる。したがって、第2所定位置(P 2 )より開く側に窓体(4)が位置しているときには、負荷検出手段(6、81)の検出値に含まれる誤差の割合が小さいので、いたずら等の外乱等に影響されることなく、正確に異物挟み込みを正確に検出することができる。
【0013】
また、請求項1に係る発明に対し、請求項2に記載の発明のように、位置検出手段(6、82)により検出された窓体(4)の検出位置が第1所定位置(P 1 )より窓開口(3)を閉じる側に位置すると判断された場合であって、感知手段(7)により感知された感知外力が所定値を超えたときか、前記負荷検出手段(6、81)により検出された駆動負荷が所定値を超えたときのいずれかのときには、窓体(4)の閉方向への移動を中断するようにしてもよい。なお、第1所定位置(P1 )は、請求項3に記載の発明のごとく、第2所定位置(P2 )よりも窓開口(3)を開く側に設定することが望ましい。また、第1所定位置(P1 )は、請求項4に記載の発明のごとく、第2所定位置(P2 )と略等しい位置としてもよい。さらに、第1所定位置(P1 )は、請求項5に記載の発明のごとく、サイドバイザ(9)の開方向側端部(9a)よりもさらに開口側に設定することがより望ましい。
【0014】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【0015】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
図1の(a)は本実施形態に係る車両用のパワーウインドウの模式図であり、1は車両ドアであり、2は窓開口3を構成する窓枠である。また、4は窓開口3内で移動して窓開口3を開閉する窓ガラス(窓体)であり、この窓ガラス4は、バッテリ(図示せず)から電力を得て回転する駆動モータ(窓体駆動手段)5により移動させられる。
【0016】
また、6は駆動モータ(以下、モータと略す。)5の回転数(回転角度)を検出する回転センサであり、7は、窓枠2のうち窓ガラス4の移動方向に対して傾いた前辺部2aと、窓ガラス4の移動方向に対して略直交する上辺部2bとに渡って配設されて窓枠2(前辺部2aおよび上辺部2b)に作用する外力を感知する窓枠センサ(感知手段)である。そして、回転センサ6の検出信号および窓枠センサ7の検出信号は、モータ5の作動を制御する制御回路8に入力されている。
【0017】
因みに、窓枠センサ7は、図2に示すように、ゴム等の弾性変形可能な絶縁材料からなるチューブ71と、その内部で空隙72を有して対向配設された金属製の第1、第2電極部材73、74を、図2の(b)に示すように、チューブ71の長手方向に螺旋を描いて延びるように埋設したものである。なお、75は導電性ゴムや導電性樹脂(導電材料である金属をゴムや樹脂に混入したもの)製の被覆部材である。そして、チューブ71(窓枠2)に所定値を越える外力が作用したとき、第1、第2電極部材73、74が接触(導通)して、後述する第1、2ANDゲート84、85に向けて検出信号7aを出力する。
【0018】
なお、9は、窓枠2(前辺部2aおよび上辺部2b)のうち車両外側に配設されて、窓枠2を覆う樹脂製のサイドバイザである。
図1の(b)は、制御回路8の制御作動を示すブロック図であり、このブロック図を用いて本実施形態に係るパワーウインドウの作動を述べる。
制御回路8に入力された回転センサ6の検出値6aは、この検出値6aに基づいてモータ5の回転速度の変化率を求める速度変化率検出回路81、および検出値6aに基づいて窓ガラス4の位置(窓ガラス4の閉方向側先端6aの位置)を求める位置検出回路82に入力されている。
【0019】
また、位置検出回路82で求められた窓ガラス4の位置を示す信号82aは、窓ガラス4が所定位置に達しているか否かを判定する位置判定回路83に入力される。そして、位置判定回路83は、窓ガラス4の位置が第1所定位置P1 より窓開口3を閉じる側に位置すると判定したときには、第1ANDゲート84に向けて第1位置信号83aを出力し、一方、第2所定位置P2 より窓開口3を開く側に位置すると判定したときには、第2ANDゲート85に向けて第2位置信号83bを出力する。
【0020】
また、速度変化率検出回路81は、モータ5の回転速度の変化率、すなわち窓ガラス4の移動変位速度の変化率が所定値を越えたときに、モータ5の駆動負荷が所定値を越えたものとみなして第2ANDゲート85に向けて信号81aを出力する。
また、窓枠センサ7の検出信号7a、および乗員が窓ガラス4の開閉を支持する開閉スイッチ86から出力される、窓ガラス4が閉じる向きに移動していることを示す閉信号86aが両ANDゲート84、85に入力されている。
【0021】
さらに、両ANDゲート84、85の各出力信号84a、85aは、モータ5の極性を反転させてモータ5の回転を反転させるモータ反転駆動回路87に入力されている。
なお、本実施形態では、位置検出回路82および回転センサ6の検出誤差等に起因してパワーウインドウが誤作動することを防止すべく、第2所定位置P2 は、第1所定位置P1 より窓開口3を閉じる側に相当する位置する値に設定されている。しかし、両所定位置P1 、P2 の差は僅かであり、位置検出回路82および回転センサ6の検出誤差を考慮すれば、窓ガラス4から見れば、略等しい位置である。
【0022】
以上に述べた構成により、窓ガラス4が閉じる向きに変位して第1所定位置P1 より窓開口3を閉じる側に位置に達した場合であって、窓枠センサ7の検出信号7aが出力されたときには、異物挟み込みが発生したものとみなされ、モータ5の回転が反転させられて窓ガラス4が開く向きに変位する。
また、窓ガラス4が閉じる向きに変位している場合であって、第2所定位置P2 より窓開口3を開く側に位置すると判定され、かつ、窓枠センサ7の検出信号7aが出力されるとともに、速度変化率検出回路81より信号81aが出力されたときには、異物挟み込みが発生したものとみなされ、モータ5の回転が反転させられて窓ガラス4が開く向きに変位する。
【0023】
次に、本実施形態の特徴を述べる。
両所定位置P1 、P2 を、「課題を解決するための手段」の欄で述べた程度の大きさ(幼児の指程度から大人の手首程度の大きさ)に相当する値に設定すれば、所定位置より閉じる側に窓ガラス4が位置しているときに挟み込みが発生した場合には、前辺2aにて挟み込みが発生したものとみなすことができる。
【0024】
したがって、第1所定位置P1 より閉じる側(上領域)に窓ガラス4が位置しているときに、窓枠センサ7の検出に基づいて異物挟み込みを検出すれば、検出誤差の占める割合が多いモータ5の駆動負荷を示す信号81aが含まれないので、異物挟み込みを正確に検出することができ、パワーウインドウの誤作動を防止することができる。
【0025】
一方、第2所定位置P2 より開く側(下領域)に窓ガラス4が位置しているときに挟み込みが発生した場合には、前辺2a以外の部位にて挟み込みが発生したものとみなすことができる。
したがって、第2所定位置P2 より開く側に窓ガラス4が位置しているときには、信号81aに含まれる誤差の割合が小さいので、いたずら等の外乱等に影響されることなく、正確に異物挟み込みを正確に検出することができる。
【0026】
(第2実施形態)
図3の(a)は本実施形態に係る車両用のパワーウインドウの模式図であり、(b)制御回路のブロック図である。そして、本実施形態は、第1実施形態に比べて、制御作動(制御回路のブロック図)のみ異なるので、以下、本実施形態に係る制御回路8の制御作動を述べる。
【0027】
制御回路8に入力された回転センサ6の検出値6aは、速度変化率検出回路81、および位置検出回路82に入力されている。
また、位置検出回路82で求められた窓ガラス4の位置を示す信号82aは、位置判定回路83に入力される。そして、位置判定回路83は、窓ガラス4の位置が第1所定位置P1 より窓開口3を閉じる側に位置すると判定したときには、第1ANDゲート84に向けて第1位置信号83aを出力し、一方、第2所定位置P2 より窓開口3を開く側に位置すると判定したときには、第2ANDゲート85に向けて第2位置信号83bを出力する。
【0028】
また、速度変化率検出回路81は、モータ5の回転速度の変化率、すなわち窓ガラス4の移動変位速度の変化率が所定値を越えたときに、モータ5の駆動負荷が所定値を越えたものとみなして第2ANDゲート85、およびORゲート88に向けて信号81aを出力する。また、乗員が窓ガラス4の開閉を指示する開閉スイッチ86から出力される、窓ガラス4が閉じる向きに移動していることを示す閉信号86aが両ANDゲート84、85に入力されている。
【0029】
また、窓枠センサ7の検出信号7aは、第2ANDゲート85およびORゲート88に入力される。
そして、ORゲート88の出力信号88aは、第1ANDゲート84に入力され、第1ANDゲート84の出力信号84aおよび第2ANDゲート85の出力信号85aは、モータ5の極性を反転させてモータ5の回転を反転させるモータ反転駆動回路87に入力されている。
【0030】
以上に述べた構成により、窓ガラス4が閉じる向きに変位して第1所定位置P1 より窓開口3を閉じる側に位置に達した場合であって、窓枠センサ7の検出信号7aが出力されたときか、速度変化率検出回路81より信号81aが出力されたときかのいずれかのときには、異物挟み込みが発生したものとみなされ、モータ5の回転が反転させられて窓ガラス4が開く向きに変位する。
【0031】
また、窓ガラス4が閉じる向きに変位している場合であって、第2所定位置P2 より窓開口3を開く側に位置すると判定され、かつ、窓枠センサ7の検出信号7aが出力されるとともに、速度変化率検出回路81より信号81aが出力されたときには、異物挟み込みが発生したものとみなされ、モータ5の回転が反転させられて窓ガラス4が開く向きに変位する。
【0032】
ところで、サイドバイザ9の有無により異物挟み込みが発生する状況が異なるので、発明者等の検討によれば、サイドバイザ9を有する車両ドア1では、両所定位置P1 、P2 を、サイドバイサ9のうち窓開口3を開く側の端部9aに相当する位置に設定することが望ましいとの検討結果を得ている。
また、上述の実施形態では、第1所定位置P1 と第2所定位置P2 とは、異なる位置であったが、所定位置P1 、P2 を等しい位置としてもよい。
【0033】
また、上述の実施形態では、異物挟み込みが検出された場合には、モータ5を反転させたが、異物挟み込みが検出された場合にモータ5の回転を停止するようにしてもよい。
また、上述の実施形態では、窓ガラス4の移動変位速度の変化率によりモータ5の駆動負荷を検出したが、モータ5に流れる駆動電流の変化から駆動負荷を検出してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態に係るパワーウインドウの模式図であり、(a)は車両ドアの模式図であり、(b)制御回路のブロック図である。
【図2】(a)は窓枠センサの断面図であり、(b)窓枠センサの側面図である。
【図3】第2実施形態に係るパワーウインドウの模式図であり、(a)は車両ドアの模式図であり、(b)制御回路のブロック図である。
【図4】従来の技術の問題点を説明するための説明図である。
【図5】外力F0 (反転荷重)と窓枠の位置との関係を示すチャートである。
【符号の説明】
1…車両ドア、2…窓枠、3…窓開口、4…窓ガラス(窓体)、
5…駆動モータ(窓体駆動手段)、6…回転センサ、
7…窓枠センサ(感知手段)、8…制御回路、9…サイドバイザー。
Claims (5)
- 車両の窓開口(3)内で移動する窓体(4)を移動させて前記窓開口(3)を開閉する窓体駆動手段(5)と、
前記窓体駆動手段(5)の駆動負荷を検出する負荷検出手段(6、81)と、
前記窓開口(3)を構成する窓枠(2)に配設され、前記窓枠(2)に作用する外力を感知する感知手段(7)と、
前記窓体(4)の開閉位置を検出する位置検出手段(6、82)と、
前記位置検出手段(6、82)により検出された前記窓体(4)の検出位置が第1所定位置(P1 )より前記窓開口(3)を閉じる側に位置すると判断された場合であって、前記感知手段(7)により感知された感知外力が所定値を超えたときに前記窓体(4)の閉方向への移動を中断するように前記窓体駆動手段(5)を制御する第1制御手段(83、84、87)と、
前記位置検出手段(6、82)により検出された前記窓体(4)の検出位置が第2所定位置(P2 )より前記窓開口(3)を開く側に位置すると判断された場合であって、前記感知手段(7)により感知された感知外力が所定値を超えるとともに、前記負荷検出手段(6、81)により検出された駆動負荷が所定値を超えたときに前記窓体(4)の閉方向への移動を中断するように前記窓体駆動手段(5)を制御する第2制御手段(83、85、87)と備えることを特徴とする動力付窓開閉装置。 - 車両の窓開口(3)内で移動する窓体(4)を移動させて前記窓開口(3)を開閉する窓体駆動手段(5)と、
前記窓体駆動手段(5)の駆動負荷を検出する負荷検出手段(6、81)と、
前記窓開口(3)を構成する窓枠(2)に配設され、前記窓枠(2)に作用する外力を感知する感知手段(7)と、
前記窓体(4)の開閉位置を検出する位置検出手段(6、82)と、
前記位置検出手段(6、82)により検出された前記窓体(4)の検出位置が第1所定位置(P 1 )より前記窓開口(3)を閉じる側に位置すると判断された場合であって、前記感知手段(7)により感知された感知外力が所定値を超えたときか、前記負荷検出手段(6、81)により検出された駆動負荷が所定値を超えたときのいずれかのときには、前記窓体(4)の閉方向への移動を中断するように前記窓体駆動手段(5)を制御する第1制御手段(83、84、87)と、
前記位置検出手段(6、82)により検出された前記窓体(4)の検出位置が第2所定位置(P 2 )より前記窓開口(3)を開く側に位置すると判断された場合であって、前記感知手段(7)により感知された感知外力が所定値を超えるとともに、前記負荷検出手段(6、81)により検出された駆動負荷が所定値を超えたときに前記窓体(4)の閉方向への移動を中断するように前記窓体駆動手段(5)を制御する第2制御手段(83、85、87)と備えることを特徴とする動力付窓開閉装置。 - 前記第1所定位置(P1 )は、前記第2所定位置(P2 )よりも前記窓開口(3)を開く側に位置することを特徴とする請求項1又は2に記載の動力付窓開閉装置。
- 前記第1所定位置(P1 )と前記第2所定位置(P2 )とは略等しい位置であることを特徴とする請求項1又は2に記載の動力付窓開閉装置。
- 前記窓枠(2)にはサイドバイザ(9)が配設されており、
前記第1所定位置(P1 )は、前記サイドバイザ(9)の開方向側端部(9a)よりもさらに開口側に位置することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに動力付窓開閉装置。
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