JP7022672B2 - 開閉制御装置、開閉制御システム、開閉制御方法、およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、開閉制御装置、開閉制御システム、開閉制御方法、およびプログラムに関する。

従来、例えば、自動車等の車両に搭載されるパワーウインドウ等の開閉体の開閉動作を制御する制御方法として、開閉体による物体の挟み込みを検知した場合に、開閉体の開閉動作を停止させたり反転させたりする等、物体の挟み込みを防止する制御方法（以下、「挟み込み防止制御」と示す）が知られている。

このような挟み込み防止制御に関し、例えば、下記特許文献１には、モータ電流の差分値に基づいて、モータの負荷の微分値を判定対象値として算出し、当該判定対象値が閾値を超えた場合に、物体の挟み込みが生じていると判定する技術が開示されている。

また、下記特許文献２には、モータ周波数の２回微分値に基づいて、モータ周波数が安定しているか否かを判定し、モータ周波数が安定していると判定された場合に、モータ周波数と予め設定された挟み込み閾値とに基づいて、窓への異物の挟み込みの有無を判定する技術が開示されている。

また、下記特許文献３には、回転検出装置から出力されるパルス信号に基づいて、モータの回転速度を算出し、当該回転速度が所定の判定値まで低下した場合に、物体の挟み込みが生じていると判定する技術が開示されている。

特開２００２－１７４０７５号公報 特開２０１５－１４８０７９号公報 特開２０１６－１０８９３９号公報

ところで、本発明の発明者らは、挟み込み防止制御において、モータの起動直後に、モータの回転が不安定であることに起因して、モータにかかる負荷が一時的に増加し、これにより、開閉制御装置が、物体の挟み込みが生じていると誤判定してしまい、開閉体の挟み込み防止動作を作動させてしまう虞があることを見出した。

このような事態を回避する方法として、物体の挟み込みを判定するための閾値を高める方法が考えられるが、単に閾値を高めるだけでは、実際に物体の挟み込みが生じた場合に、当該挟み込みの検知タイミングが遅れてしまう虞がある。

そこで、本発明の発明者らは、このような物体の挟み込みの誤判定および検知タイミングの遅れが生じないようにすることで、モータの起動直後における物体の挟み込みの判定精度を高めることが可能な技術の必要性を見出した。

一実施形態の開閉制御装置は、モータの駆動による開閉体の開閉動作を制御する開閉制御装置であって、開閉体が開閉動作を行ったときの、モータの角加速度に比例する第１の算出値と、モータのトルクに比例する第２の算出値と、第１の算出値および第２の算出値を加算したモータの荷重に比例する第３の算出値とを算出する荷重算出部と、荷重算出部によって算出された第３の算出値が所定の判定値を超えた場合、開閉体による挟み込みが生じていると判定する判定部と、判定部によって挟み込みが生じていると判定された場合、開閉体が挟み込み防止動作を行うように、モータを制御するモータ制御部と、モータの起動直後の所定の判定期間の間、第１の算出値が単調増加している場合、判定値を高める判定値調整部とを備える。

一実施形態によれば、モータの起動直後における物体の挟み込みの判定精度を高めることができる。

本発明の一実施形態に係る開閉制御システムのシステム構成を示す図 本発明の一実施形態に係る開閉制御装置のハードウェア構成を示す図 本発明の一実施形態に係る開閉制御装置の機能構成を示す図 本発明の一実施形態に係る開閉制御装置による処理の手順を示すフローチャート 本発明の一実施形態に係る判定値調整部による起動時判定値調整処理の手順を示すフローチャート 本発明の一実施形態に係る荷重算出部によって算出される荷重Ｆ（ｎ）の一例を示す図 本発明の一実施形態に係る荷重算出部によって算出される加速度項の値の一例を示す図 本発明の一実施形態に係る判定値調整部による挟み込み判定値Ｆｔｈの調整を概略的に示す図 本実施形態の開閉制御装置による各種算出値の一例を示す図 比較用の開閉制御装置による各種算出値の一例を示す図 本実施形態の開閉制御装置による各種算出値の一例を示す図 比較用の開閉制御装置による各種算出値の一例を示す図

以下、図面を参照して、一実施形態について説明する。

（開閉制御システム１のシステム構成）
図１は、本発明の一実施形態に係る開閉制御システム１のシステム構成を示す図である。図１に示す開閉制御システム１は、車両に用いられるシステムであって、モータ４の動作を制御することにより、車両が備えるパワーウインドウ３の開閉動作を制御するシステムである。

図１に示すように、パワーウインドウ３は、車両が備えるドア２の窓枠２Ａに対して、上下方向に開閉自在に設けられる。なお、開閉制御システム１は、車両が複数のパワーウインドウ３を備える場合、図１に示す各構成部を、パワーウインドウ３毎に設けることにより、複数のパワーウインドウ３の各々に対して、同様の制御を行うことが可能である。

図１に示すように、開閉制御システム１は、モータ駆動回路１０、電圧検出回路２０、電流検出回路３０、スイッチ４０、およびマイコン１００を備える。

スイッチ４０は、ユーザにより、パワーウインドウ３を開閉するためのスイッチ操作がなされる装置である。例えば、スイッチ４０は、車両におけるユーザによる操作可能な位置（例えば、ドア、センターコンソール等）に設けられている。スイッチ４０は、開操作および閉操作が可能である。スイッチ４０は、ユーザにより開操作または閉操作がなされると、開操作または閉操作に応じた操作信号をマイコン１００へ出力する。

マイコン１００は、「開閉制御装置」の一例である。マイコン１００は、ユーザによってスイッチ４０に対するスイッチ操作がなされると、当該スイッチ操作に応じて、モータ駆動回路１０に制御信号を供給し、モータ４の動作を制御することにより、パワーウインドウ３を開閉動作させる。この際、マイコン１００は、電圧検出回路２０によって検出されるモータ４の駆動電圧Ｖ、および、パルス発生器４Ａから出力されるモータ４の回転軸の回転量を表すパルス信号に基づいて、パワーウインドウ３による挟み込みが生じているか否かを判定することができる。そして、マイコン１００は、パワーウインドウ３による挟み込みが生じていると判定した場合、パワーウインドウ３に対する所定の挟み込み防止制御を行うことができる。

モータ駆動回路１０は、マイコン１００から供給される制御信号に応じて、モータ４に駆動電圧を印加することにより、モータ４を駆動する。図１に示す例では、モータ駆動回路１０は、フルブリッジ回路を構成する４つのスイッチ素子１１～１４を備えて構成されている。スイッチ素子１１およびスイッチ素子１２は、バッテリ等から供給される電源電圧Ｖｂａｔとグラウンドとの間において、直列接続されて設けられている。スイッチ素子１３およびスイッチ素子１４は、電源電圧Ｖｂａｔとグラウンドとの間において、直列接続され、且つ、スイッチ素子１１およびスイッチ素子１２と並列に設けられている。スイッチ素子１１とスイッチ素子１２との間には、モータ４の一方の入力端子が接続されている。スイッチ素子１３とスイッチ素子１４との間には、モータ４の他方の入力端子が接続されている。モータ駆動回路１０は、マイコン１００から供給される制御信号に応じて、４つのスイッチ素子１１～１４のスイッチング動作を制御することにより、モータ４の２つの入力端子に対して、モータ４の回転軸の回転方向（すなわち、パワーウインドウ３の開閉動作方向）に応じて極性が異なる駆動電圧を印加することができる。

モータ４は、２つの入力端子に対して印加される駆動電圧の極性に応じた回転方向に、回転軸が回転する。これにより、モータ４は、パワーウインドウ３を開閉する。モータ４としては、例えば、ＤＣモータが用いられる。また、モータ４は、パルス発生器４Ａを備える。パルス発生器４Ａは、モータ４の回転軸の回転量を表すパルス信号を出力する。パルス発生器４Ａとしては、例えば、ホール素子を用いることができる。

電圧検出回路２０は、モータ４の駆動電圧Ｖを検出し、モータ４の駆動電圧Ｖを表す信号を出力する。図１に示す例では、電圧検出回路２０は、増幅部２１、フィルタ部２２、およびＡ／Ｄコンバータ２３を有して構成されている。増幅部２１は、モータ４の２つの入力端子に印加される駆動電圧Ｖを所定のゲインで増幅する。フィルタ部２２は、増幅部２１から出力される電圧から、スイッチング周波数の成分を除去する。Ａ／Ｄコンバータ２３は、フィルタ部２２から出力される電圧を表すデジタル信号を、モータ４の駆動電圧Ｖを表す信号として出力する。

電流検出回路３０は、モータ４に流れる電流Ｉｍを検出し、モータ４に流れる電流Ｉｍを表す信号を出力する。図１に示す例では、電流検出回路３０は、シャント抵抗ＲＳ、増幅部３１、フィルタ部３２、およびＡ／Ｄコンバータ３３を有して構成されている。シャント抵抗ＲＳは、モータ駆動回路１０とグラウンドとの間の電流経路に設けられている。増幅部３１は、シャント抵抗ＲＳに生じる電圧を所定のゲインで増幅する。フィルタ部３２は、増幅部３１から出力される電圧からスイッチング周波数の成分を除去する。Ａ／Ｄコンバータ３３は、フィルタ部３２から出力される電圧を表すデジタル信号を、モータ４に流れる電流Ｉｍを表す信号として出力する。

（マイコン１００のハードウェア構成）
図２は、本発明の一実施形態に係るマイコン１００のハードウェア構成を示す図である。図２に示すように、マイコン１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１２１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１２２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１２３、および外部Ｉ／Ｆ（Inter face）１２５を備える。各ハードウェアは、バス１２６を介して相互に接続されている。

ＣＰＵ１２１は、ＲＯＭ１２２に記憶されている各種プログラムを実行することにより、マイコン１００の動作を制御する。ＲＯＭ１２２は、不揮発性メモリである。例えば、ＲＯＭ１２２は、ＣＰＵ１２１により実行されるプログラム、ＣＰＵ１２１がプログラムを実行するために必要なデータ等を記憶する。ＲＡＭ１２３は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）やＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）等の主記憶装置である。例えば、ＲＡＭ１２３は、ＣＰＵ１２１がプログラムを実行する際に利用する作業領域として機能する。外部Ｉ／Ｆ１２５は、モータ駆動回路１０、電圧検出回路２０、電流検出回路３０、およびスイッチ４０に対するデータの入出力を制御する。

（マイコン１００の機能構成）
図３は、本発明の一実施形態に係るマイコン１００の機能構成を示す図である。図３に示すように、マイコン１００は、操作信号取得部１０１、電圧値取得部１０２、電流値取得部１０３、パルス信号取得部１０４、位置特定部１０５、荷重算出部１０６、基準値算出部１０７、判定値設定部１０９、判定値調整部１１０、判定部１１１、およびモータ制御部１１２を備える。

なお、図３に示すマイコン１００の各機能は、例えば、マイコン１００において、ＲＯＭ１２２に記憶されたプログラムを、ＣＰＵ１２１が実行することにより実現される。このプログラムは、予めマイコン１００に導入された状態で提供されてもよく、外部から提供されてマイコン１００に導入されるようにしてもよい。後者の場合、このプログラムは、外部記憶媒体（例えば、ＵＳＢメモリ、メモリカード、ＣＤ－ＲＯＭ等）によって提供されてもよく、ネットワーク（例えば、インターネット等）上のサーバからダウンロードすることによって提供されるようにしてもよい。

操作信号取得部１０１は、スイッチ４０から出力された操作信号を取得する。電圧値取得部１０２は、電圧検出回路２０から出力された、モータ４の駆動電圧Ｖを示す信号を取得する。電流値取得部１０３は、電流検出回路３０から出力された、モータ４に流れる電流Ｉｍを示す信号を取得する。パルス信号取得部１０４は、パルス発生器４Ａから出力された、モータ４の回転軸の回転量を表すパルス信号を取得する。

位置特定部１０５は、パルス信号取得部１０４によって取得されたパルス信号に基づいて、パワーウインドウ３の位置（窓枠２Ａ内における高さ位置）を特定する。例えば、位置特定部１０５は、パルス信号取得部１０４によって取得されたパルス信号に基づいて、モータ４の回転軸の回転量を特定する。そして、位置特定部１０５は、特定された回転量を、所定の変換式を用いて、パワーウインドウ３の移動量に変換する。さらに、位置特定部１０５は、直前のパワーウインドウ３の位置と、新たに求められたパワーウインドウ３の移動量とに基づいて、新たなパワーウインドウ３の位置を特定する。

荷重算出部１０６は、パルス信号取得部１０４によって取得されたパルス信号、および、電圧値取得部１０２によって取得されたモータ４の駆動電圧Ｖを示す信号に基づいて、モータ４の荷重Ｆ（「モータの荷重に比例する第３の算出値」の一例）を算出する。例えば、荷重算出部１０６は、パルス信号取得部１０４によって取得されたパルス信号における１パルス毎に、下記数式（１）により、荷重Ｆ（ｎ）を算出する。但し、ｎは、パルス信号取得部１０４によって取得されたパルス信号から検出されたパルスのカウント数を表す。

上記数式（１）において、Ｆ_{ｔｏｒｑｕｅ}（ｎ）は、「モータのトルクに比例する第２の算出値」の一例であり、荷重Ｆ（ｎ）のうち、モータ４の駆動トルクに依存する成分を表すものである。Ｆ_{ｔｏｒｑｕｅ}（ｎ）は、下記数式（２）によって算出される。以降の説明では、Ｆ_{ｔｏｒｑｕｅ}（ｎ）を、「トルク項」と示す。

上記数式（２）において、Ｋ_ｔは、モータ４のトルク定数［Ｎ・ｍ／Ａ］を示す。また、Ｒ_ｍは、モータ４の抵抗値［Ω］を示す。また、ｌは、モータ４の回転軸の単位回転角あたりのパワーウインドウ３の移動量［ｍ／ｒａｄ］を示す。また、Ｖ（ｎ）は、カウント数ｎにおける駆動電圧［Ｖ］（すなわち、電圧値取得部１０２によって取得された信号に示されている駆動電圧Ｖ）を示す。また、Ｋ_ｅは、モータ４の逆起電力定数［Ｖ・ｓｅｃ／ｒａｄ］を示す。また、Ｔ（ｎ）は、カウント数ｎにおけるパルス信号のパルス周期［ｓｅｃ］を示す。当該パルス周期は、モータ４の回転軸が所定角度（１パルス分の角度）回転するのに要した時間を表すものであり、パルス信号取得部１０４によって取得されたパルス信号から導き出される。

また、上記数式（１）において、Ｆ_ａｃｃ（ｎ）は、「モータの角加速度に比例する第１の算出値」の一例であり、荷重Ｆ（ｎ）のうち、モータ４の角加速度に依存する成分を表すものである。Ｆ_ａｃｃ（ｎ）は、下記数式（３）によって算出される。以降の説明では、Ｆ_ａｃｃ（ｎ）を、「加速度項」と示す。

上記数式（３）において、Ｃは、所定の調整パラメータ［Ｎ・ｓｅｃ^２］を示す。また、Ｔ（ｎ）は、カウント数ｎにおけるパルス信号のパルス周期［ｓｅｃ］を示す。また、Ｔ（ｎ－１）は、カウント数ｎ－１におけるパルス信号のパルス周期［ｓｅｃ］を示す。上記数式（３）により、Ｆ_ａｃｃ（ｎ）は、モータ４の回転軸の角加速度が低下するにつれて、値が高まってゆくものとなる。

基準値算出部１０７は、荷重算出部１０６によって算出された荷重Ｆ（ｎ）の加重平均値を基準値Ｂ（ｎ）として算出する。具体的には、基準値算出部１０７は、荷重算出部１０６によって新たな荷重Ｆ（ｎ）が算出される毎に、新たな荷重Ｆ（ｎ）と直前に算出された基準値Ｂ（ｎ－１）との加重平均値を、新たな基準値Ｂ（ｎ）として算出する。基準値算出部１０７は、基準値Ｂ（ｎ）を、下記数式（４）によって算出する。下記数式（４）において、Ｍは、所定の重み係数を示す。

判定値設定部１０９は、パワーウインドウ３による挟み込みが生じているか否かを判定するための、挟み込み判定値Ｆｔｈを設定する。例えば、判定値設定部１０９は、基準値算出部１０７によって算出された基準値Ｂ（ｎ）に対し、所定の許容量α１を加算した値を、挟み込み判定値Ｆｔｈとして設定する。なお、許容量α１は、シミュレーション等により適切な値が予め求められ、マイコン１００に設定される。

判定値調整部１１０は、図５に詳細に示す起動時判定値調整処理を行うことにより、モータ４の起動直後の所定の判定期間（以下、「起動時判定期間」と示す）において、上記数式（３）によって算出される加速度項の値が単調増加する場合、挟み込み判定値Ｆｔｈに対して、増分値α２を加算することにより、挟み込み判定値Ｆｔｈを一時的に高める。そして、判定値調整部１１０は、モータ４の回転が安定するまでの間、挟み込み判定値Ｆｔｈが高められた状態を維持し、モータ４の回転が安定すると、挟み込み判定値Ｆｔｈが高められた状態を解除する。

例えば、マイコン１００の提供者は、起動時判定期間を、シミュレーション等により予め求めておく。具体的には、モータ４の起動直後、挟み込みが生じていない場合には加速度項の値が単調増加し、挟み込みが生じている場合には加速度項の値が単調増加しない期間を、起動時判定期間として求める。そして、マイコン１００の提供者は、このようにして求められた起動時判定期間を、マイコン１００に設定する。例えば、本実施形態では、モータ４の起動直後、モータ４の起動時からのカウント数ｎ１からｎ２までの期間を、起動時判定期間としている。

そして、実際にモータ４を起動した際、判定値調整部１１０は、起動時判定期間において、上記数式（３）によって算出される加速度項の値が単調増加する場合（すなわち、カウント数ｎにおける値が、カウント数ｎ－１における値よりも大きい場合）、挟み込み判定値Ｆｔｈに対して、増分値α２を加算することにより、挟み込み判定値Ｆｔｈを一時的に高める。そして、判定値調整部１１０は、モータ４の回転が安定するまでの間、挟み込み判定値Ｆｔｈが高められた状態を維持する。例えば、本実施形態では、モータ４の起動時からの所定のカウント数ｎ３がカウントされたタイミングを、モータ４の回転が安定したタイミングとしている。

判定部１１１は、判定値設定部１０９によって設定された挟み込み判定値Ｆｔｈを、荷重算出部１０６によって算出された荷重Ｆ（ｎ）が超えた場合、パワーウインドウ３による挟み込みが生じていると判定する。

ここで、モータ４の起動直後、モータ４の回転が安定するまでの間、判定値調整部１１０によって、挟み込み判定値Ｆｔｈに増分値α２が加算された場合、判定部１１１は、増分値α２が加算された挟み込み判定値Ｆｔｈを、荷重算出部１０６によって算出された荷重Ｆ（ｎ）が超えた場合、パワーウインドウ３による挟み込みが生じていると判定する。

これにより、本実施形態のマイコン１００は、モータ４の起動直後、モータ４の回転が安定するまでの間、モータ４の不安定な動作に起因して、荷重算出部１０６によって算出される荷重Ｆ（ｎ）の値が一時的に増加した場合であっても、挟み込み判定値Ｆｔｈが高められることにより、荷重Ｆ（ｎ）の値が挟み込み判定値Ｆｔｈを超えないようにすることができるため、「パワーウインドウ３による挟み込みが生じていない」と判定することができ、よって、パワーウインドウ３による挟み込みの誤判定を防止することができる。

一方、本実施形態のマイコン１００は、モータ４の起動直後、モータ４の回転が安定するまでの間、パワーウインドウ３による挟み込みが生じていることに起因して、荷重算出部１０６によって算出される荷重Ｆ（ｎ）の値が増加した場合、挟み込み判定値Ｆｔｈが高められないことにより、荷重Ｆ（ｎ）の値が挟み込み判定値Ｆｔｈを超えるようにすることができるため、「パワーウインドウ３による挟み込みが生じている」と判定することができ、よって、パワーウインドウ３による挟み込みを比較的早期に検出することができる。

モータ制御部１１２は、操作信号取得部１０１によって取得された操作信号に応じて、モータ４へ制御信号を供給してモータ４を制御することにより、パワーウインドウ３の開閉動作を制御する。

例えば、モータ制御部１１２は、操作信号取得部１０１によってパワーウインドウ３を閉動作させるための操作信号が取得された場合、モータ４の回転軸を第１の方向に回転させるための制御信号をモータ４へ供給することにより、パワーウインドウ３を閉動作させる。

反対に、モータ制御部１１２は、操作信号取得部１０１によってパワーウインドウ３を開動作させるための操作信号が取得された場合、モータ４の回転軸を第１の方向とは反対方向である第２の方向に回転させるための制御信号をモータ４へ供給することにより、パワーウインドウ３を開動作させる。

また、モータ制御部１１２は、位置特定部１０５によって特定されたパワーウインドウ３の位置が、挟み込み監視領域内の位置であり、且つ、判定部１１１によってパワーウインドウ３による挟み込みが生じていると判定された場合、パワーウインドウ３が所定の挟み込み防止動作を行うように、モータ４を制御する。

例えば、モータ制御部１１２は、判定部１１１によってパワーウインドウ３による挟み込みが生じていると判定された場合、モータ４を制御することにより、所定の挟み込み防止動作として、パワーウインドウ３の閉動作を停止させた後、パワーウインドウ３を所定量または所定位置まで開動作させる。

（マイコン１００による処理の手順）
図４は、本発明の一実施形態に係るマイコン１００による処理の手順を示すフローチャートである。

まず、操作信号取得部１０１が、スイッチ４０から出力された操作信号を取得する（ステップＳ４０１）。次に、パルス信号取得部１０４が、パルス発生器４Ａから出力された、モータ４の回転軸の回転量を表すパルス信号を取得する（ステップＳ４０２）。そして、位置特定部１０５が、ステップＳ４０２で取得されたパルス信号に基づいて、パワーウインドウ３の位置を特定する（ステップＳ４０３）。

次に、位置特定部１０５が、ステップＳ４０３で特定されたパワーウインドウ３の位置が、所定の挟み込み監視領域内であるか否かを判断する（ステップＳ４０４）。例えば、所定の挟み込み監視領域は、パワーウインドウ３の全閉位置から、所定の距離（例えば、４ｍｍ）下方に離れた位置までの領域を除く領域である。

ステップＳ４０４において、所定の挟み込み監視領域内ではないと判定された場合（ステップＳ４０４：Ｎｏ）、モータ制御部１１２が、ステップＳ４０１で取得された操作信号に応じて、モータ４へ制御信号を供給してモータ４を制御することにより、パワーウインドウ３の通常の開閉動作（開動作または閉動作）を制御する（ステップＳ４２０）。そして、マイコン１００は、ステップＳ４１２へ処理を進める。

一方、ステップＳ４０４において、所定の挟み込み監視領域内であると判定された場合（ステップＳ４０４：Ｙｅｓ）、電圧値取得部１０２が、電圧検出回路２０から出力された、モータ４の駆動電圧Ｖを示す信号を取得する（ステップＳ４０５）。

そして、荷重算出部１０６が、ステップＳ４０２で取得されたパルス信号、および、ステップＳ４０５で取得されたモータ４の駆動電圧Ｖを示す信号に基づいて、パワーウインドウ３の開閉動作にかかる荷重Ｆ（ｎ）を算出する（ステップＳ４０６）。また、基準値算出部１０７が、ステップＳ４０６で算出された荷重Ｆ（ｎ）の加重平均値を基準値Ｂ（ｎ）として算出する（ステップＳ４０７）。

次に、判定値設定部１０９が、ステップＳ４０７で算出された基準値Ｂ（ｎ）に対し、所定の許容量α１を加算した値を、挟み込み判定値Ｆｔｈとして設定する（ステップＳ４０８）。

また、判定値調整部１１０が、起動時判定値調整処理を行う（ステップＳ４０９）。これにより、判定値調整部１１０は、モータ４の起動直後の起動時判定期間において、ステップＳ４０６で算出された荷重Ｆ（ｎ）のうちの加速度項の値が単調増加する場合、ステップＳ４０８で設定された挟み込み判定値Ｆｔｈに対して、増分値α２を加算することにより、挟み込み判定値Ｆｔｈを一時的に高める。

次に、判定部１１１が、パワーウインドウ３による挟み込みが生じているか否かを判定する（ステップＳ４１０）。具体的には、判定部１１１は、ステップＳ４０６で算出された荷重Ｆ（ｎ）が、ステップＳ４０８で設定された挟み込み判定値Ｆｔｈ、または、ステップＳ４０９で増分値α２が加算された挟み込み判定値Ｆｔｈを超えた場合、パワーウインドウ３による挟み込みが生じていると判定する。反対に、判定部１１１は、ステップＳ４０６で算出された荷重Ｆ（ｎ）が、ステップＳ４０８で設定された挟み込み判定値Ｆｔｈ、または、ステップＳ４０９で増分値α２が加算された挟み込み判定値Ｆｔｈ未満である場合、パワーウインドウ３による挟み込みが生じていないと判定する。

ステップＳ４１０において、パワーウインドウ３による挟み込みが生じていると判定された場合（ステップＳ４１０：Ｙｅｓ）、モータ制御部１１２が、モータ４へ制御信号を供給してモータ４を制御することにより、パワーウインドウ３の挟み込み防止動作を制御する（ステップＳ４１１）。そして、マイコン１００は、ステップＳ４１２へ処理を進める。

一方、ステップＳ４１０において、パワーウインドウ３による挟み込みが生じていないと判定された場合（ステップＳ４１０：Ｎｏ）、モータ制御部１１２が、ステップＳ４０１で取得された操作信号に応じて、モータ４へ制御信号を供給してモータ４を制御することにより、パワーウインドウ３の通常の開閉動作（開動作または閉動作）を制御する（ステップＳ４２０）。そして、マイコン１００は、ステップＳ４１２へ処理を進める。

ステップＳ４１２では、所定の終了条件を満たすか否かを判断する。所定の終了条件とは、パワーウインドウ３の動作を終了させるためのものであり、例えば、パワーウインドウ３が全閉状態になった場合、パワーウインドウ３が全開状態になった場合、スイッチ４０からの操作信号の供給が途絶えた場合等である。

ステップＳ４１２において、所定の終了条件を満たさないと判断された場合（ステップＳ４１２：Ｎｏ）、マイコン１００は、ステップＳ４０２へ処理を戻す。一方、ステップＳ４１２において、所定の終了条件を満たすと判断された場合（ステップＳ４１２：Ｙｅｓ）、マイコン１００は、図４に示す一連の処理を終了する。

（起動時判定値調整処理の手順）
図５は、本発明の一実施形態に係る判定値調整部１１０による起動時判定値調整処理の手順を示すフローチャートである。図５は、図４に示すフローチャートにおける、判定値調整部１１０による起動時判定値調整処理（ステップＳ４０９）の手順を詳細に示すものである。特に、図５は、モータ４の起動時から、モータ４の回転が安定するまでの間に行われる、判定値調整部１１０による起動時判定値調整処理の手順を示すものである。

まず、判定値調整部１１０は、変数ｎ、変数ｉｎｃ、および変数ΔＦｔｈの各々に対して「０」を設定（すなわち、初期化）する（ステップＳ５０１）。変数ｎは、モータ４が起動してからのパルスカウント数を表す。変数ｉｎｃは、加速度項の単調増加の連続数を表す。変数ΔＦｔｈは、挟み込み判定値Ｆｔｈに対する増加量を表す。

次に、判定値調整部１１０は、条件{ｎ１≦ｎ≦ｎ２}を満たすか否かを判断する（ステップＳ５０２）。条件{ｎ１≦ｎ≦ｎ２}は、起動時判定期間であることを判定するためのものである。ｎ１は、モータ４が起動してからのパルスカウント数であって、起動時判定期間の始期のパルスカウント数を表す。ｎ２は、モータ４が起動してからのパルスカウント数であって、起動時判定期間の終期のパルスカウント数を表す。例えば、ｎ１には「８」が設定され、ｎ２には「１５」が設定される。

ステップＳ５０２において、条件{ｎ１≦ｎ≦ｎ２}を満たさないと判断された場合（ステップＳ５０２：Ｎｏ）、判定値調整部１１０は、ステップＳ５０８へ処理を進める。

一方、ステップＳ５０２において、条件{ｎ１≦ｎ≦ｎ２}を満たすと判断された場合（ステップＳ５０２：Ｙｅｓ）、判定値調整部１１０は、条件{Ｆａｃｃ（ｎ）＞Ｆａｃｃ（ｎ－１）}を満たすか否かを判断する（ステップＳ５０３）。条件{Ｆａｃｃ（ｎ）＞Ｆａｃｃ（ｎ－１）}は、加速度項の単調増加であることを判定するためのものである。Ｆａｃｃ（ｎ）は、パルスカウント数ｎにおける加速度項の値を表す。Ｆａｃｃ（ｎ－１）は、パルスカウント数ｎ－１における加速度項の値を表す。

ステップＳ５０３において、条件{Ｆａｃｃ（ｎ）＞Ｆａｃｃ（ｎ－１）}を満たさないと判断された場合（ステップＳ５０３：Ｎｏ）、判定値調整部１１０は、ステップＳ５０８へ処理を進める。

一方、ステップＳ５０３において、条件{Ｆａｃｃ（ｎ）＞Ｆａｃｃ（ｎ－１）}を満たすと判断された場合（ステップＳ５０３：Ｙｅｓ）、判定値調整部１１０は、変数ｉｎｃに１を加算する（ステップＳ５０４）。そして、判定値調整部１１０は、条件{ｉｎｃ＞ｉｎｃ＿ｔｈ}を満たすか否かを判断する（ステップＳ５０５）。条件{ｉｎｃ＞ｉｎｃ＿ｔｈ}は、加速度項の単調増加の連続数（ｉｎｃ）が、所定の判定回数（ｉｎｃ＿ｔｈ）を超えたことを判定するためのものである。例えば、ｉｎｃ＿ｔｈには「７」が設定される。

ステップＳ５０５において、条件{ｉｎｃ＞ｉｎｃ＿ｔｈ}を満たさないと判断された場合（ステップＳ５０５：Ｎｏ）、判定値調整部１１０は、変数ΔＦｔｈに「０」を設定し（ステップＳ５０６）、ステップＳ５０８へ処理を進める。

一方、ステップＳ５０５において、条件{ｉｎｃ＞ｉｎｃ＿ｔｈ}を満たすと判断された場合（ステップＳ５０５：Ｙｅｓ）、判定値調整部１１０は、変数ΔＦｔｈに「α２」を設定し（ステップＳ５０７）、ステップＳ５０８へ処理を進める。α２は、挟み込み判定値Ｆｔｈに対する増分値を表す。α２は、シミュレーション等により適切な値が予め求められ、マイコン１００に設定される。

ステップＳ５０８では、判定値調整部１１０は、変数ｎに１を加算する。次に、判定値調整部１１０は、条件{ｎ≧ｎ２}を満たすか否かを判断する（ステップＳ５０９）。条件{ｎ≧ｎ２}は、起動時判定期間が終了したことを判定するためのものである。

ステップＳ５０９において、条件{ｎ≧ｎ２}を満たさないと判断された場合（ステップＳ５０９：Ｎｏ）、判定値調整部１１０は、ステップＳ５０２へ処理を戻す。

一方、ステップＳ５０９において、条件{ｎ≧ｎ２}を満たすと判断された場合（ステップＳ５０９：Ｙｅｓ）、判定値調整部１１０は、条件{ｎ≧ｎ３}を満たすか否かを判断する（ステップＳ５１０）。条件{ｎ≧ｎ３}は、モータ４の回転が安定したことを判定するためのものである。ｎ３は、モータ４が起動してからのパルスカウント数であって、モータ４の回転が安定するタイミングを表す。ｎ３は、シミュレーション等により適切な値が予め求められ、マイコン１００に設定される。

ステップＳ５１０において、条件{ｎ≧ｎ３}を満たさないと判断された場合（ステップＳ５１０：Ｎｏ）、判定値調整部１１０は、ステップＳ５０２へ処理を戻す。

一方、ステップＳ５１０において、条件{ｎ≧ｎ３}を満たすと判断された場合（ステップＳ５１０：Ｙｅｓ）、判定値調整部１１０は、変数ΔＦｔｈに「０」を設定する（ステップＳ５１１）。そして、判定値調整部１１０は、図５に示す一連の処理を終了する。

（荷重Ｆ（ｎ）および加速度項の値の一例）
図６は、本発明の一実施形態に係る荷重算出部１０６によって算出される荷重Ｆ（ｎ）の一例を示す図である。図７は、本発明の一実施形態に係る荷重算出部１０６によって算出される加速度項の値の一例を示す図である。

図６および図７において、実線は、モータ４の起動時にパワーウインドウ３による挟み込みが生じている場合において、荷重算出部１０６によって算出された、荷重Ｆ（ｎ）および加速度項の値の一例を表す。

また、図６および図７において、破線は、モータ４の起動時にパワーウインドウ３による挟み込みが生じていない場合、且つ、パワーウインドウ３が後ろ下がりの状態（斜めになった状態）となった場合において、荷重算出部１０６によって算出された、荷重Ｆ（ｎ）および加速度項の値の一例を表す。

また、図６および図７において、一点鎖線は、モータ４の起動時にパワーウインドウ３による挟み込みが生じていない場合、且つ、パワーウインドウ３が前下がりの状態（斜めになった状態）となった場合において、荷重算出部１０６によって算出された、荷重Ｆ（ｎ）および加速度項の値の一例を表す。

図７において、破線および一点鎖線に示すように、モータ４の起動時に、パワーウインドウ３による挟み込みが生じていない場合、パルスカウント数ｎ１からｎ２までの起動時判定期間において、加速度項の値が単調増加することが判る。

一方、図７において、実線に示すように、モータ４の起動時に、パワーウインドウ３による挟み込みが生じている場合、パルスカウント数ｎ１からｎ２までの起動時判定期間において、加速度項の値が単調増加しないことが判る。

（挟み込み判定値Ｆｔｈの調整）
図８は、本発明の一実施形態に係る判定値調整部１１０による挟み込み判定値Ｆｔｈの調整を概略的に示す図である。図８（ａ）は、判定値調整部１１０により挟み込み判定値Ｆｔｈが高められるケースを示す。図８（ｂ）は、判定値調整部１１０により挟み込み判定値Ｆｔｈが高められないケースを示す。

図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、マイコン１００では、判定値設定部１０９が、基準値算出部１０７によって算出された基準値Ｂ（ｎ）に対し、所定の許容量α１を加算した値を、挟み込み判定値Ｆｔｈとして設定する。なお、説明をわかり易くするために、図８（ａ）および図８（ｂ）では、基準値Ｂ（ｎ）を一定値としているが、実際には、基準値Ｂ（ｎ）は、荷重算出部１０６によって算出される荷重Ｆ（ｎ）の変動に伴って変動し得るものである。

また、図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、マイコン１００では、モータ４の起動直後、パルスカウント数ｎ１からｎ２までの期間が、起動時判定期間として設定される。一例として、本実施形態では、カウント８から１５までの期間が、起動時判定期間として設定される。

そして、この起動時判定期間において、荷重算出部１０６によって算出された加速度項の値が単調増加する場合、判定値調整部１１０は、図８（ａ）に示すように、挟み込み判定値Ｆｔｈに対して、増分値α２を加算することにより、挟み込み判定値Ｆｔｈを一時的に高める。

この場合、判定値調整部１１０は、モータ４の回転が安定するまでの非安定期間（パルスカウント数ｎ２からｎ３までの期間）を増加期間として、挟み込み判定値Ｆｔｈに増分値α２が加算された状態を維持する。その後、モータ４の回転が安定すると（カウントｎ３）、判定値調整部１１０は、挟み込み判定値Ｆｔｈに増分値α２が加算された状態を解除する。すなわち、挟み込み判定値Ｆｔｈは、基準値Ｂに対して許容量α１のみが加算されたものに戻る。

これにより、本実施形態のマイコン１００は、モータ４の回転が安定するまでの間、モータ４の不安定な動作に起因して、荷重算出部１０６によって算出される荷重Ｆ（ｎ）が一時的に増加した場合であっても、荷重Ｆ（ｎ）が挟み込み判定値Ｆｔｈを超えないようにすることができるため、パワーウインドウ３による挟み込みの誤判定を防止することができる。

一方、起動時判定期間において、荷重算出部１０６によって算出され加速度項の値が単調増加しない場合、判定値調整部１１０は、図８（ｂ）に示すように、挟み込み判定値Ｆｔｈに対して、増分値α２を加算しない。すなわち、モータ４の回転が安定するまでの非安定期間（パルスカウント数ｎ２からｎ３までの期間）、および、モータ４の回転が安定した安定期間（パルスカウント数ｎ３以降の期間）のいずれにおいても、挟み込み判定値Ｆｔｈは、基準値Ｂに対して許容量α１のみが加算されたものとなる。

これにより、本実施形態のマイコン１００は、モータ４の回転が安定するまでの間、パワーウインドウ３による挟み込みが生じていることに起因して、荷重算出部１０６によって算出される荷重Ｆ（ｎ）の値が増加した場合、荷重Ｆ（ｎ）が挟み込み判定値Ｆｔｈを超えるようにすることができるため、パワーウインドウ３による挟み込みを比較的早期に検出することができる。

（第１比較例）
図９は、本実施形態のマイコン１００による各種算出値の一例を示す図である。図１０は、比較用の開閉制御装置による各種算出値の一例を示す図である。図９および図１０において、破線は、基準値Ｂ（ｎ）を示す。また、実線は、荷重Ｆ（ｎ）を示す。また、一点鎖線は、挟み込み判定値Ｆｔｈを示す。第１比較例では、本実施形態のマイコン１００と、比較用の開閉制御装置との各々により、モータ４の起動時にパワーウインドウ３による挟み込みが生じていない場合、且つ、パワーウインドウ３が前下がりの状態となった場合における、基準値Ｂ（ｎ）、荷重Ｆ（ｎ）、および挟み込み判定値Ｆｔｈの各々を算出した。なお、第１比較例では、比較用の開閉制御装置として、判定値調整部１１０による起動時判定値調整処理を行わないものを用いた。

図９に示すように、本実施形態のマイコン１００では、判定値調整部１１０による起動時判定値調整処理が行われたことにより、モータ４の起動時からのパルスカウント数ｎ２において、判定値が高められていることが判る。これにより、本実施形態のマイコン１００では、図９に示すように、モータ４の回転が安定するまでの間、荷重Ｆ（ｎ）が挟み込み判定値Ｆｔｈを超えることはなく、よって、「パワーウインドウ３による挟み込みが生じている」と誤判定することはない。

一方、図１０に示すように、比較用の開閉制御装置では、判定値調整部１１０による起動時判定値調整処理を行わないため、モータ４の起動時からのパルスカウント数ｎ２において、判定値が高められていないことが判る。これにより、比較用の開閉制御装置では、図１０に示すように、モータ４の回転が安定するまでの間、荷重Ｆ（ｎ）が挟み込み判定値Ｆｔｈを超えることがあり、よって、「誤判定範囲」において、「パワーウインドウ３による挟み込みが生じている」と誤判定することがある。

（第２比較例）
図１１は、本実施形態のマイコン１００による各種算出値の一例を示す図である。図１２は、比較用の開閉制御装置による各種算出値の一例を示す図である。図１１および図１２において、破線は、基準値Ｂ（ｎ）を示す。また、実線は、荷重Ｆ（ｎ）を示す。また、一点鎖線は、挟み込み判定値Ｆｔｈを示す。第２比較例では、本実施形態のマイコン１００と、第１比較例で用いた比較用の開閉制御装置との各々により、モータ４の起動時にパワーウインドウ３による挟み込みが生じていない場合、且つ、パワーウインドウ３が後ろ下がりの状態となった場合における、基準値Ｂ（ｎ）、荷重Ｆ（ｎ）、および挟み込み判定値Ｆｔｈの各々を算出した。

図１１に示すように、本実施形態のマイコン１００では、判定値調整部１１０による起動時判定値調整処理が行われたことにより、モータ４の起動時からのパルスカウント数ｎ２において、判定値が高められていることが判る。これにより、本実施形態のマイコン１００では、図１１に示すように、モータ４の回転が安定するまでの間、荷重Ｆ（ｎ）が挟み込み判定値Ｆｔｈを超えることはなく、よって、「パワーウインドウ３による挟み込みが生じている」と誤判定することはない。

一方、図１２に示すように、比較用の開閉制御装置では、判定値調整部１１０による起動時判定値調整処理を行わないため、モータ４の起動時からのパルスカウント数ｎ２において、判定値が高められていないことが判る。これにより、比較用の開閉制御装置では、図１２に示すように、モータ４の回転が安定するまでの間、荷重Ｆ（ｎ）が挟み込み判定値Ｆｔｈを超えることがあり、よって、「誤判定範囲」において、「パワーウインドウ３による挟み込みが生じている」と誤判定することがある。

以上説明したように、本実施形態のマイコン１００は、パワーウインドウ３が開閉動作を行ったときの、モータ４の角加速度に比例する第１の算出値（上記数式（１）における加速度項の算出値）と、モータ４のトルクに比例する第２の算出値（上記数式（１）におけるトルク項の算出値）と、第１の算出値および第２の算出値を加算した荷重Ｆ（ｎ）とを算出する荷重算出部１０６と、荷重算出部１０６によって算出された荷重Ｆ（ｎ）が挟み込み判定値Ｆｔｈを超えた場合、パワーウインドウ３による挟み込みが生じていると判定する判定部１１１と、判定部１１１によって挟み込みが生じていると判定された場合、パワーウインドウ３が所定の挟み込み防止動作を行うように、モータ４を制御するモータ制御部１１２と、モータ４の起動直後の所定の起動時判定期間の間、第１の算出値が単調増加している場合、挟み込み判定値Ｆｔｈを高める判定値調整部１１０とを備える。

これにより、本実施形態のマイコン１００は、モータ４の起動直後、モータ４の不安定な動作に起因して、荷重算出部１０６によって算出される荷重Ｆ（ｎ）が一時的に増加した場合であっても、挟み込み判定値Ｆｔｈが高められることにより、「パワーウインドウ３による挟み込みが生じていない」と判定することができ、よって、パワーウインドウ３による挟み込みの誤判定を防止することができる。

一方、本実施形態のマイコン１００は、モータ４の起動直後、パワーウインドウ３による挟み込みが生じていることに起因して、荷重算出部１０６によって算出される荷重Ｆ（ｎ）の値が増加した場合、挟み込み判定値Ｆｔｈが高められないことにより、比較的早期に「パワーウインドウ３による挟み込みが生じている」と判定することができる。

したがって、本実施形態のマイコン１００によれば、モータ４の起動直後における物体の挟み込みの判定精度を高めることができる。

以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形又は変更が可能である。

例えば、本発明の一実施形態では、起動時判定期間を、パルスカウント数によって定めているが、これに限らず、例えば、起動時判定期間を、モータ４の起動時からの経過時間によって定めてもよい。

また、本発明の一実施形態では、パルス周期Ｔを用いて、加速度項の値を算出しているが、これに限らず、例えば、パルス周期Ｔに代えて、電流検出回路３０によって検出されたモータ４に流れる電流Ｉｍを用いて、加速度項の値を算出するようにしてもよい。

また、本発明の一実施形態では、マイコン１００による制御対象の開閉体の一例としてパワーウインドウ３を用いているが、これに限らず、制御対象とする開閉体は、サンルーフ、スライドドア等、車両に搭載されているその他の開閉体や、車両以外に設けられている開閉体（例えば、電動シャッター等）等、少なくともモータの駆動により開閉動作を行うものであれば、如何なる開閉体であってもよい。

なお、上記実施形態のマイコン１００において、挟み込みの判定精度をより高めるべく、例えば、特願２０１７－１０１４２０号に記載されている方法を用いることができる。

１ 開閉制御システム
２ ドア
３ パワーウインドウ
４ モータ
１０ モータ駆動回路
２０ 電圧検出回路
３０ 電流検出回路
４０ スイッチ
１００ マイコン（開閉制御装置）
１０１ 操作信号取得部
１０２ 電圧値取得部
１０３ 電流値取得部
１０４ パルス信号取得部
１０５ 位置特定部
１０６ 荷重算出部
１０７ 基準値算出部
１０９ 判定値設定部
１１０ 判定値調整部
１１１ 判定部
１１２ モータ制御部

Claims (6)

1. モータの駆動による開閉体の開閉動作を制御する開閉制御装置であって、
   前記開閉体が開閉動作を行ったときの、前記モータの角加速度に比例する第１の算出値と、前記モータのトルクに比例する第２の算出値と、前記第１の算出値および前記第２の算出値を加算した前記モータの荷重に比例する第３の算出値とを算出する荷重算出部と、
   前記荷重算出部によって算出された前記第３の算出値が所定の判定値を超えた場合、前記開閉体による挟み込みが生じていると判定する判定部と、
   前記判定部によって前記挟み込みが生じていると判定された場合、前記開閉体が挟み込み防止動作を行うように、前記モータを制御するモータ制御部と、
   前記モータの起動直後の所定の判定期間の間、前記第１の算出値が単調増加している場合、前記判定値を高める判定値調整部と
   を備えることを特徴とする開閉制御装置。
2. 前記判定値調整部は、
   前記判定期間の間、前記第１の算出値が単調増加している場合、前記モータの回転が安定するまでの間、前記判定値を高める
   ことを特徴とする請求項１に記載の開閉制御装置。
3. 前記判定期間は、
   前記モータが起動してからの前記モータの出力パルスのカウント数、または、前記モータが起動してからの経過時間によって定められる
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の開閉制御装置。
4. モータの駆動による開閉体の開閉動作を制御する開閉制御システムであって、
   前記モータと、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の開閉制御装置と
   を備えることを特徴とする開閉制御システム。
5. モータの駆動による開閉体の開閉動作を制御する開閉制御方法であって、
   前記開閉体が開閉動作を行ったときの、前記モータの角加速度に比例する第１の算出値と、前記モータのトルクに比例する第２の算出値と、前記第１の算出値および前記第２の算出値を加算した前記モータの荷重に比例する第３の算出値とを算出する荷重算出工程と、
   前記荷重算出工程において算出された前記第３の算出値が所定の判定値を超えた場合、前記開閉体による挟み込みが生じていると判定する判定工程と、
   前記判定工程において前記挟み込みが生じていると判定された場合、前記開閉体が挟み込み防止動作を行うように、前記モータを制御するモータ制御工程と、
   前記モータの起動直後の所定の判定期間の間、前記第１の算出値が単調増加している場合、前記判定値を高める判定値調整工程と
   を含むことを特徴とする開閉制御方法。
6. モータの駆動による開閉体の開閉動作を制御するプログラムであって、
   コンピュータを、
   前記開閉体が開閉動作を行ったときの、前記モータの角加速度に比例する第１の算出値と、前記モータのトルクに比例する第２の算出値と、前記第１の算出値および前記第２の算出値を加算した前記モータの荷重に比例する第３の算出値とを算出する荷重算出部、
   前記荷重算出部によって算出された前記第３の算出値が所定の判定値を超えた場合、前記開閉体による挟み込みが生じていると判定する判定部、
   前記判定部によって前記挟み込みが生じていると判定された場合、前記開閉体が挟み込み防止動作を行うように、前記モータを制御するモータ制御部、および、
   前記モータの起動直後の所定の判定期間の間、前記第１の算出値が単調増加している場合、前記判定値を高める判定値調整部
   として機能させるためのプログラム。

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