JP5632157B2 - パワーウインドウ装置及びその制御方法 - Google Patents
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Description
すなわち、従来のパワーウインドウ装置などの制御装置には閉作動時に異物が挟まれた時に挟み込みを検知し、モータを逆転駆動させることにより窓ガラスを反転作動させる挟み込み防止機能が備わっている。
また、本発明の他の目的は、窓ガラスの異物の巻き込みを検出したときの窓ガラスの位置に応じて、巻き込みに対する適切な対応作動が可能なパワーウインドウ装置及びその制御方法を提供することにある。
このように、窓ガラスが予め設定された所定位置よりも全開位置側に位置している場合は、窓ガラスと窓枠との間に距離があるため、窓ガラス上昇によって窓ガラスと窓枠上部との挟み込みが生じる虞がないために、挟み込みが生じない範囲まで窓ガラスを作動させるように制御できる。また、窓ガラスを開放開始位置又は所定距離まで作動させることにより、所定距離に到達していない場合でも開放開始位置に到達した場合は窓ガラスの作動を停止することで、より安全性を確保できる。
このような構成により、電力供給が停止されて窓ガラスが停止した後に、再度、操作スイッチが窓ガラスを開放方向に作動させるよう操作されたときには、操作者が巻き込みの有無を確認したものとして、前記窓ガラスを開放方向へ作動させるようにすることができる。
さらに、前記制御手段は、前記巻き込み検出手段が異物の巻き込みを確定した場合、前記窓ガラスが所定量上昇するよう前記駆動手段への電力供給を制御すると好適である。この場合、窓ガラスの位置に関係なく、窓ガラスが所定量上昇するので、巻き込みを排出すことが可能となる。
異物の巻き込み確定時の前記窓ガラスの位置に応じて前記窓ガラスを上昇又は停止させるようにする。異物の巻き込み確定時に前記窓ガラスが予め設定された所定位置よりも全開位置側に位置している場合、前記窓ガラスを開放開始位置又は所定距離まで作動させるようにする。異物の巻き込み確定時に前記窓ガラスが予め設定された所定位置よりも全閉位置側に位置している場合、前記窓ガラスの移動を停止させるようにする。前記電力供給が停止された後、前記操作スイッチに窓ガラスを開放方向に作動させる操作がなされると、前記窓ガラスを開放方向へ作動させる。前記駆動手段への電力供給を停止させる。前記窓ガラスを所定量上昇させる。
このような制御方法によれば、前記したパワーウインドウ装置を好適に制御することが可能となる。
また異物の巻き込みの進行を止める作動として、窓ガラスを停止または反転上昇させることにより異物などが損傷することを防止することが可能となる。また同時に、窓ガラスの開作動時に、ベルトモール自体が巻き込まれた場合において、窓ガラスを停止または反転上昇させることにより、ユーザにシステムの異常を気づかせベルトモール交換等を促すことによりシステムの更なる異常(異音発生・作動速度低下等)を未然に防止することができる。
また、異物の巻き込みを検出(確定)したときの窓ガラスの位置に応じて窓ガラスを上昇若しくは停止させるため、窓ガラスの位置に応じた有効な巻き込み対応が可能であると共に、巻き込みを検出して窓ガラスを上昇させた場合においても、窓ガラスと窓枠との間での挟み込みが生じるのを効果的に防ぐことが可能となる。
図1〜図7は本発明の一実施形態に係るものであり、図1はパワーウインドウ装置の説明図、図2は図1のパワーウインドウ装置の電気構成図、図3は図1のIII−IIIによる断面説明図、図4は巻き込み判定処理の説明図、図5は巻き込み判定の処理フロー図、図6は外乱が生じたときの回転速度差の説明図、図7は巻き込み解除処理の処理フロー図である。
図1に本実施形態のパワーウインドウ装置1(以下、「装置1」という)の説明図、図2にその電気構成図、図3に図1のIII−IIIによる断面説明図を示す。本実施形態の装置1は、車両のドア10に配設される窓ガラス11を、駆動手段2の一部を構成するモータ20の回転駆動により昇降(開閉)作動させるものである。装置1は、窓ガラス11を開閉駆動する駆動手段2と、駆動手段2の作動を制御するための制御手段3と、乗員が作動を指令するための操作スイッチ4とを主要構成要素としている。
本実施形態の駆動手段2は、ドア10に固定された減速機構を有するモータ20と、モータ20に駆動される扇形状のギヤ21aを備えた昇降アーム21と、昇降アーム21とクロスして枢支される従動アーム22と、ドア10に固定された固定チャンネル23及び窓ガラス11と一体のガラス側チャンネル24とを主要構成要素としている。昇降アーム21,従動アーム22,固定チャンネル23及びガラス側チャンネル24により、駆動手段2の駆動機構が構成されている。
本実施形態のコントローラ31は、CPU,ROM,RAM等のメモリ、入力回路、出力回路等を備えるマイクロコンピュータで構成されている。CPUは、メモリ、入力回路及び出力回路とバスを介して互いに接続されている。なお、これに限らず、コントローラ31をDSPやゲートアレイで構成してもよい。
なお、全開位置X2を基準位置として窓ガラス11を駆動してもよい。この場合には、全開位置X2でパルスカウント値が「0」となるように設定されると共に、全閉位置X1方向へ窓ガラス11が移動しているときにパルスカウント値がインクリメントされ、全開位置X2方向へ窓ガラス11が移動しているときにパルスカウント値がデクリメントされるようにすればよい。
具体的には、操作スイッチ4は、一端側へ1段階操作されると開スイッチがオンされ、窓ガラス11を通常開動作(すなわち操作している間だけ開動作)させ、開放方向へ作動させるための通常開指令信号をコントローラ31へ出力する。また、操作スイッチ4は、他端側へ1段階操作されると閉スイッチがオンされ、窓ガラス11を通常閉動作(すなわち操作している間だけ閉動作)させるための通常閉指令信号をコントローラ31へ出力する。
また、コントローラ31は、操作スイッチ4からオート開指令信号を受けると、駆動回路32を介してモータ20を駆動し、窓ガラス11を全開位置X2の直前位置までオート開動作させる。一方、コントローラ31は、操作スイッチ4からオート閉指令信号を受けると、駆動回路32を介してモータ20を駆動し、窓ガラス11を全閉位置X1の直前位置までオート閉動作させる。
本実施形態のコントローラ31では、このモータ20の回転速度(すなわち窓ガラス11の下降速度)の変動に基づいて、窓ガラス11とベルトモール13,14の間で、まず巻き込みの開始を検出し、次いで巻き込みの開始が検出されてから回転速度が所定量変動したことを検出した場合に、巻き込みと判定(確定)する。
巻き込みを検出(確定)したときに単純にモータ20の作動を反転させて窓ガラス11を上昇させると、窓ガラス11と窓枠12の上部との間の挟み込みが発生する可能性があるため、本実施形態では、巻き込みを検出(確定)したときの窓ガラス11の位置に応じて巻き込み対応作動(巻き込み解除処理)を区別して制御する。なお、上述したように、コントローラ31は、パルスカウント値の大きさによって窓ガラス11の位置を特定する。
そして、巻き込みが検出されたときに窓ガラス11の位置が領域Aである場合、すなわち所定位置Yよりも全閉位置X1側に位置している場合には、窓ガラス11の開口量が小さいため、巻き込まれの程度が浅く、また窓ガラス11を上昇させることにより他の異物が窓ガラス11と窓枠12の間に挟まれる2次被災の虞があると予測されるため、モータ20の作動を停止させて窓ガラス11を停止させるのみにとどめる。
そして、本実施形態の装置1では、回転速度差Δωが変動判定しきい値αを超えた後の継続時間やパルス信号数等によって実際に巻き込みが発生したと確定されるのではなく、回転速度差Δωが変動判定しきい値αを超えた後の回転速度ωの変動量によって巻き込みが確定される。
また、本実施形態の装置1では、軟らかいものを巻き込んだ場合にでも、回転速度差Δωは、比較的早い段階で変動判定しきい値αを超えるので、その後の変化量が巻き込み判定しきい値βを超えた時点で巻き込みが確定される。この場合、巻き込んだものが、例えばベルトモールのリップ部分などは軟らかいため、回転速度差Δωが小さな値(絶対値としては大きな値)とならないが、一旦、変動判定しきい値αを超えれば、回転速度差Δωの累積が開始されるので、この累積値が巻き込み判定しきい値βを超えた時点で確実に巻き込みを確定することができる。
このように、本実施形態の装置1では、巻き込んだものの硬さ軟らかさによらず、低荷重で確実に巻き込みを確定することができる。
本実施形態のコントローラ31は、まず、回転検出装置27から受け取ったパルス信号に基づいて、モータ20の回転速度データの更新を行う(ステップS1)。具体的には、コントローラ31は、まず回転検出装置27から受け取ったパルス信号を信号処理してパルスエッジを検出する。そして、パルスエッジを検出する毎に、前回検出されたパルスエッジと今回検出されたパルスエッジとのパルス幅(時間間隔)Tを算出してメモリ内に順次格納していく。
本実施形態では、現パルスエッジから4パルスエッジ前までのパルス幅T(0)〜T(3)によって(平均)回転速度ω(0)が算出される。そして、次のパルスエッジを検出すると、新たに算出されたパルス幅T(0)〜T(3)によって回転速度ω(0)が更新される。このとき、前回の回転速度ω(0)は回転速度ω(1)として記憶される。このようにして、コントローラ31内には、パルスエッジを検出する度に(所定移動量毎にまたは所定回転角毎に)更新される最新の8つの回転速度ω(0)〜ω(7)が常時記憶される。このように、複数のパルス幅Tによって回転速度ωを算出することにより、受信する各パルス信号出力のセンサーDutyのばらつきを相殺し、誤差変動分が相殺された回転速度を算出することができる。
次に、算出された回転速度差Δωが外乱判定しきい値γを正側に超えているか否かが判別される(ステップS4)。車両が段差に乗り上げたり、窓ガラス11が閉められたりすると、このような外乱によって窓ガラス11に衝撃が加わり、その結果、モータ20の回転速度に影響が及ぶ場合がある。本実施形態では、この処理により外乱によって巻き込みを誤検出してしまうことを防止している。
巻き込みの開始と判定された場合(ステップS5;有)、ステップS8へ移行する。一方、巻き込みの開始と判定されなかった場合(ステップS5;無)、ステップS6で回転速度差Δωの累積値と巻き込み判定しきい値βへの初期値の設定が行われる。具体的には、ステップS3で算出された回転速度差Δωの累積値が、回転速度ωの初期変化量S0にセットされると共に、巻き込み判定しきい値βが増大されていない通常値に戻される。このように、外乱期間が終了したと判定されると、巻き込み判定しきい値βが通常値に戻され、通常の処理が行われる。
回転速度ωの変化量Sが巻き込み判定しきい値βを超えたと判断された場合(ステップS9;有)、巻き込み解除処理(ステップS10)を行い、処理を終了する。
一方、回転速度ωの変化量Sが巻き込み判定しきい値βを超えていないと判断された場合(ステップS9;無)は、処理をそのまま終了する。
図5で示す巻き込み判定処理のステップS9で巻き込み有りと判断されたとき、すなわち、巻き込みと確定した場合に、この巻き込み解除処理が実行され、コントローラ31が窓ガラス11とベルトモール13,14の間の異物の巻き込みの進行を止める作動を行うために、モータ20への電力の供給を制御する。
なお、窓ガラス11の作動領域の領域A及び領域Bの位置(領域Aと領域Bの境界線である所定位置Yの位置)は予めパルスカウント値と対応する値として設定されている。また、巻き込み検出時のモータ20を逆転駆動させる所定の距離が逆転駆動距離L1として予めパルスカウント値と対応する値で設定されている。これらの設定値は、ROM等のメモリに記憶されている。さらに、コントローラ31は、窓ガラス11が開作動されたときの開放(下降)開始位置P0を、RAM等のメモリに記憶している。
巻き込み検出位置P1が領域Aに位置していると判定された場合、すなわち所定位置Yよりも全閉位置X1側に位置している場合(ステップS11;Yes)、ステップS14へ移行して、コントローラ31はモータ20への電力の供給を停止する制御を行い、モータ20の駆動を停止して窓ガラス11の開作動を停止し、図5で示す巻き込み判定処理に戻る。
窓ガラス11の上昇距離が逆転駆動距離L1に達したか、または窓ガラス11が開放(下降)開始位置P0に到達したかの少なくとも何れか一方に該当する場合(ステップS13;Yes)、コントローラ31はモータ20への電力の供給を停止する制御を行い、モータ20の駆動を停止して窓ガラス11の開作動を停止し、図5で示す巻き込み判定処理に戻る。このように、逆転駆動距離L1に到達しない場合でも開放開始位置P0に到達した場合は反転駆動を停止することで、より安全性を確保することができる。
また、巻き込み検出時は窓ガラス11の作動全領域において窓ガラス11をごく僅かに反転上昇させるように電力の供給を行うよう制御してもよい。
また、上記実施形態では、車両のパワーウインドウ装置1として説明したが、パワーウインドウ装置には、サンルーフ開閉装置やスライドドア開閉装置等の開閉部材を開閉駆動する装置全般に適用できるものである。
5‥バッテリ、10‥ドア、11‥窓ガラス、12‥窓枠、
13‥アウタモール(ベルトモール)、13a,13b‥シール突起、
14‥インナモール(ベルトモール)、14a,14b‥シール突起、
15‥アウタパネル、16‥インナパネル、
20‥モータ、21‥昇降アーム、21a‥ギヤ、22‥従動アーム、
23‥固定チャンネル、24‥ガラス側チャンネル、
27‥回転検出装置、31‥コントローラ、32‥駆動回路
Claims (12)
- 操作スイッチの操作により駆動される窓ガラスへの異物の巻き込み防止可能なパワーウインドウ装置であって、
前記窓ガラスを開閉駆動する駆動手段と、該駆動手段の作動を制御する制御手段と、前記駆動手段によって開閉駆動される窓ガラスの移動に応じた速度検出信号を出力する移動速度検出手段と、前記速度検出信号に基づいて窓ガラスの異物の巻き込みを検出する巻き込み検出手段と、を備え、
前記巻き込み検出手段は、前記速度検出信号に基づいて窓ガラスの下降速度の変化量を算出し、算出された変化量に基づいた値と巻き込み判定しきい値との比較結果によって前記窓ガラスによる異物の巻き込みを確定し、
前記制御手段は、前記巻き込み検出手段が異物の巻き込みを確定したときに、前記窓ガラスの異物の巻き込みの進行を止める作動をするように前記駆動手段への電力供給を制御するものであって、異物の巻き込み確定時の前記窓ガラスの位置に応じて前記窓ガラスが上昇又は停止するよう前記駆動手段への電力供給を制御することを特徴とするパワーウインドウ装置。 - 前記制御手段は、異物の巻き込み確定時に前記窓ガラスが予め設定された所定位置よりも全開位置側に位置している場合、前記窓ガラスを開放開始位置又は所定距離まで作動させるために、前記駆動手段への電力供給を制御することを特徴とする請求項1記載のパワーウインドウ装置。
- 前記制御手段は、異物の巻き込み確定時に前記窓ガラスが予め設定された所定位置よりも全閉位置側に位置している場合、前記窓ガラスの移動を停止するために、前記駆動手段への電力供給を制御することを特徴とする請求項1記載のパワーウインドウ装置。
- 前記制御手段は、前記電力供給が停止された後、前記操作スイッチに窓ガラスを開放方向に作動させる操作がなされると、前記窓ガラスが開放方向へ作動するように前記駆動手段への電力供給を制御することを特徴とする請求項2記載のパワーウインドウ装置。
- 前記制御手段は、前記巻き込み検出手段が異物の巻き込みを確定した場合、前記駆動手段への電力供給を停止する制御を行うことを特徴とする請求項1記載のパワーウインドウ装置。
- 前記制御手段は、前記巻き込み検出手段が異物の巻き込みを確定した場合、前記窓ガラスが所定量上昇するよう前記駆動手段への電力供給を制御することを特徴とする請求項1記載のパワーウインドウ装置。
- 窓ガラスを開閉駆動する駆動手段と、該駆動手段の作動を制御する制御手段と、前記駆動手段によって開閉駆動される窓ガラスの移動に応じた速度検出信号を出力する移動速度検出手段と、前記速度検出信号に基づいて窓ガラスの異物の巻き込みを検出する巻き込み検出手段と、を備え、操作スイッチの操作により駆動される窓ガラスへの異物の巻き込み防止可能なパワーウインドウ装置の制御方法であって、
前記速度検出信号に基づいて窓ガラスの下降速度の変化量を算出する第1ステップと、
前記第1ステップによって算出された前記下降速度の変化量に基づいて所定の演算を行う第2ステップと、
前記第2ステップで演算した演算結果と巻き込み判定しきい値との比較結果に基づいて前記窓ガラスによる異物の巻き込みを確定する第3ステップと、
前記第3ステップで異物の巻き込みを確定したときに、前記窓ガラスの異物の巻き込みの進行を止める作動をするように前記駆動手段への電力供給を制御する第4ステップと、を備え、
前記第4ステップで行う前記駆動手段への電力供給の制御は、異物の巻き込み確定時の前記窓ガラスの位置に応じて前記窓ガラスを上昇又は停止させることを特徴とするパワーウインドウ装置の制御方法。 - 前記第4ステップで行う前記駆動手段への電力供給の制御は、異物の巻き込み確定時に前記窓ガラスが予め設定された所定位置よりも全開位置側に位置している場合、前記窓ガラスを開放開始位置又は所定距離まで作動させることを特徴とする請求項7記載のパワーウインドウ装置の制御方法。
- 前記第4ステップで行う前記駆動手段への電力供給の制御は、異物の巻き込み確定時に前記窓ガラスが予め設定された所定位置よりも全閉位置側に位置している場合、前記窓ガラスの移動を停止させることを特徴とする請求項7記載のパワーウインドウ装置の制御方法。
- 前記第4ステップで行う前記駆動手段への電力供給の制御は、前記電力供給が停止された後、前記操作スイッチに窓ガラスを開放方向に作動させる操作がなされると、前記窓ガラスを開放方向へ作動させることを特徴とする請求項9記載のパワーウインドウ装置の制御方法。
- 前記第4ステップで行う前記駆動手段への電力供給の制御は、前記駆動手段への電力供給を停止させることを特徴とする請求項7記載のパワーウインドウ装置の制御方法。
- 前記第4ステップで行う前記駆動手段への電力供給の制御は、前記窓ガラスを所定量上昇させることを特徴とする請求項7記載のパワーウインドウ装置の制御方法。
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