JPH07158338A - 開閉体の開閉制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 開閉体の閉動作時において、柔らかい物を挟
み込みんだ場合にも挟み込みを迅速正確に判定し、閉動
作を停止させることができる開閉体の開閉制御方法を提
供する。 【構成】 開閉体を開閉駆動するモータ３の回転検出手
段４・５と、開閉体の閉動作時において異物を挟み込ん
だ場合に回転検出手段からの信号に基づいて閉動作を停
止させるように制御する閉動作制御手段１とを有する開
閉体の開閉制御方法において、閉動作制御手段におい
て、回転検出手段からの信号に基づいてモータの回転周
期を常時測定し、該回転周期の変化量が、所定の第１判
定値を超えた場合、または第１判定値を下回る所定の第
２判定値を超えた状態が所定の期間連続した場合に、異
物を挟み込んだものと判定し、閉動作を停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パワーウインドー、サ
ンルーフ等の開閉体における開閉制御方法に関し、特に
開閉体の閉動作時における異物の挟み込みを判定する手
段を有する開閉体の開閉制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、開閉体を開閉する装置として、
図２に示すような、自動車のウインドーガラスをモータ
の駆動力を用いて開閉する装置がある。この装置は、車
内に配設されたスイッチ群を操作すると制御部を介して
モータ３に送られる開閉動作信号により、作動するよう
になっている。このモータ３は、その出力軸に設けられ
たピニオン（図示せず）を介してＸ字型レギュレータ１
３のセクタギヤ１３ａと結合しており、モータ３の正逆
駆動力により、Ｘ字型レギュレータ１３が作動し、ウイ
ンドーガラス１２が矢印Ｈ１の範囲内で上下動するよう
になっている。

【０００３】従来、このようなパワーウインドー装置に
あっては、モータ３の回転を検出する回転検出手段を用
いたり、あるいはモータ３に流れる過電流を検出する過
電流検出手段を用いたりすることで、ウインドーガラス
１２の閉動作時に異物を挟み込んだ際の回転周期の変化
や電流の変化を検出し、これらの変化量に基づいてモー
タ３の閉方向駆動を停止させ、かつ逆転駆動させるよう
にしたものが知られている。

【０００４】ところで、上記の回転検出手段を用いてモ
ータ３の回転周期の変化によって異物の挟み込みを判定
する方法としては、ｎ番目の信号の周期Ｔ_nと、これに
続くｎ＋１番目の信号の周期Ｔ_n+1とを比較して、この
変化率Ｔ_n+1／Ｔ_nが所定の判定値Ｋを超えた場合に異物
を挟み込んだものと判定する方法が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図４に示さ
れるように、硬い物を挟み込んだ場合には回転周期は急
激に増加し、柔らかい物を挟み込んだ場合には回転周期
は比較的緩慢に変化する。このため、判定値Ｋを大きく
設定すると、柔らかい物を挟み込んだ場合には、回転周
期の変化率Ｔ_n+1／Ｔ_nが小さいため判定値Ｋを下回り、
挟み込みの判定ができないか、あるいは遅れてしまう虞
がある。この逆に、判定値Ｋを小さく設定すると、周囲
温度等の影響でモータ３に作用する負荷が変化した場合
にも、挟み込みと判定してしまうことがある。このよう
に、ただ一つの判定値を用いて異物の挟み込みを判定す
る従来の方法では、特に柔らかい物を挟み込んだ場合の
判定を確実に行うことができなかった。

【０００６】本発明は、上記したような従来技術の問題
点に鑑みなされたものであり、その主な目的は、開閉体
の閉動作時において、柔らかい物を挟み込みんだ場合に
も挟み込みを迅速正確に判定し、閉動作を停止させるこ
とができる開閉体の開閉制御方法を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述した目的は、本発明
によれば、開閉体を開閉駆動するモータの回転を検出す
る回転検出手段と、前記開閉体の閉動作時において異物
を挟み込んだ場合に前記回転検出手段からの信号に基づ
いて閉動作を停止させるように制御する閉動作制御手段
とを有する開閉体の開閉制御方法であって、前記閉動作
制御手段において、前記回転検出手段からの信号に基づ
いて前記モータの回転周期を常時測定し、該回転周期の
変化量が、所定の第１判定値を超えた場合、または前記
第１判定値を下回る所定の第２判定値を超えた状態が所
定の期間連続した場合に、異物を挟み込んだものと判定
し、閉動作を停止させることを特徴とする開閉体の開閉
制御方法を提供することにより達成される。

【０００８】

【作用】このようにすれば、硬い物を挟み込んで、回転
周期が急激に変化する、つまり回転周期の変化量が大き
い場合は、回転周期の変化量が第１判定値を超えるの
で、直ちに異物を挟み込んだものと判定し、即座に閉動
作を停止することができる。また、柔らかい物を挟み込
み、回転周期が比較的緩慢に変化する、つまり回転周期
の変化量が小さい場合には、回転周期の変化量が第１判
定値を下回ることとなるが、第１判定値より低く設定さ
れた第２判定値を超えることが所定の期間連続した場合
には、異物を挟み込んだものと判定するため、柔らかい
物でも迅速に挟み込みを判定し、閉動作を停止させるこ
とができる。それとともに、温度条件等によるモータの
負荷の変化を挟み込みと誤って判定し、閉動作を停止す
るといった誤動作を防止することができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の好適実施例を添付の図面につ
いて詳しく説明する。

【００１０】図１は、本発明が適用されたパワーウイン
ドー装置の制御部を示す概略回路図であり、これは上記
したように、スイッチ群の操作により、制御部に送られ
た信号に応じて制御部からモータ３に電源電力を供給
し、図２に示される自動車用ウインドーガラス１２に開
閉動作を行わせるためのものである。

【００１１】図１に示されるように、開閉動作制御手段
としてのＣＰＵからなる主制御回路１の各入力端子Ｉ
１、Ｉ２には、スイッチ群２のウインドーガラス閉動作
用スイッチ２ａ及びウインドーガラス開動作用スイッチ
２ｂからの開閉操作信号がそれぞれ入力している。

【００１２】モータ３の＋端子には、ウインドーガラス
閉動作用のリレーＲｙ１が接続され、−端子にはウイン
ドーガラス開動作用のリレーＲｙ２が接続されている。
これらのリレーＲｙ１、Ｒｙ２は、主制御回路１の出力
端子Ｏ１、Ｏ２にそれぞれ接続されたトランジスタＴｒ
１、Ｔｒ２を介してオン／オフ制御されるようになって
いる。

【００１３】モータ３内の図示されないステータの内壁
には、ロータの位置を検出するための２個のホールＩＣ
４、５が、ロータの正転方向（右回り）に９０度の位相
差をもって順に配置されている。第１ホールＩＣ４から
の出力線は、モータ回転パルス変換回路６と主制御回路
１の入力端子Ｉ４とに接続されている。また第２ホール
ＩＣ５からの出力線は、モータ回転パルス変換回路６と
主制御回路１の入力端子Ｉ５とに接続されている。

【００１４】モータ回転パルス変換回路６内には、排他
的論理和回路ＥＸＯＲ１、ＥＸＯＲ２、ＥＸＯＲ３など
が接続されている。排他的論理和回路ＥＸＯＲ１の各入
力端子には、両ホールＩＣ４、５からの出力が接続され
ている。排他的論理和回路ＥＸＯＲ１の出力端子とＧＮ
Ｄとの間には、ノードＡを介して抵抗Ｒ１及びコンデン
サＣ１が接続されており、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１と
のノードＢは、排他的論理和回路ＥＸＯＲ２の一方の入
力端子に接続されている。排他的論理和回路ＥＸＯＲ２
の他方の入力端子は接地されており、排他的論理和回路
ＥＸＯＲ２の出力端子は、ノードＣを介して排他的論理
和回路ＥＸＯＲ３の一方の入力端子に接続されている。
排他的論理和回路ＥＸＯＲ３の他方の入力端子は、ノー
ドＡと接続されている。またノードＢは、コンデンサＣ
２を介してノードＣと接続されている。排他的論理和回
路ＥＸＯＲ３の出力端子は、主制御回路１の入力端子Ｉ
３に接続されている。

【００１５】次に、上記構成のパワーウインドー装置の
制御部の作動要領について説明する。各スイッチ２ａ、
２ｂを操作することで、モータ３へ電源電圧が供給さ
れ、ウインドーガラス１２が開閉動作する。例えばウイ
ンドーガラス１２を閉動作したい場合には、スイッチ２
ａを閉じる。すると主制御回路１の入力端子Ｉ１に閉操
作信号が供給され、この信号に応じて主制御回路１の出
力端子Ｏ１からリレーＲｙ１にオン信号が送られる。こ
れにより、電源からモータ３の＋端子及び−端子を経て
ＧＮＤに至る電流ラインが形成されることでモータ３が
右回りに回転し（この回転方向を正転とする）、ウイン
ドーガラス１２を閉動作させる。

【００１６】またウインドーガラス１２を開動作させた
い場合には、スイッチ２ｂを閉じる。すると主制御回路
１の出力端子Ｏ２からリレーＲｙ２にオン信号が出力さ
れ、電源からモータ３の−端子及び＋端子を経てＧＮＤ
に至る電流ラインが形成されることでモータ３が左回り
に回転し（この回転方向を逆転とする）、ウインドーガ
ラス１２を開動作させる。

【００１７】２個のホールＩＣ４、５からは、ロータの
回転位置を示す信号が出力される。この出力信号を、図
３（イ）部及び（ロ）部に示す。第１ホールＩＣ４から
は、図３（イ）部に示されるような周期的にハイとロー
とに切り替わる信号が出力される。また、第１ホールＩ
Ｃ４から右回りに９０度の位相角をもって配置された第
２ホールＩＣ５からは、第１ホールＩＣ４からの出力信
号から位相が９０度遅れて図３（ロ）部に示されるよう
な周期的にハイとローとに切り替わる信号が出力され
る。

【００１８】両ホールＩＣ４、５からの２系統の信号
は、それぞれモータ回転パルス変換回路６内の排他的論
理和回路ＥＸＯＲ１の各入力端子に常時供給されてい
る。これらの信号は、モータ回転パルス変換回路６にお
いて図３（ハ）部に示されるようなモータ回転パルスに
変換され、排他的論理和回路ＥＸＯＲ３の出力端子から
出力される。このモータ回転パルスは、入力端子Ｉ３か
ら主制御回路１に入力され、異物の挟み込みの判定に使
用される。

【００１９】また、両ホールＩＣ４、５からの２系統の
信号は、上述のようにモータ回転パルス変換回路６を介
さず、これとは別に、入力端子Ｉ４、Ｉ５より主制御回
路１に直接入力される。これらのホールＩＣ４、５から
の２系統の信号は互いに９０度の位相差があり、これよ
りモータ３の回転方向、さらにはウインドーガラス１２
の開閉方向を見分ける。

【００２０】上記のモータ回転パルスは、入力端子Ｉ３
から主制御回路１に入力され、次のように異物の挟み込
みの判定が行われる。ただし、異物の挟み込みを判定
し、閉動作を停止させるのは、閉動作時のみであり、ま
た図２に示されるように、ウインドーガラス１２が、そ
の上端と窓枠１４との隙間が矢印Ｈ２の範囲内（例えば
４mm〜２００mmの間）にあるときに限る。なおウインド
ーガラス１２の位置検出は、モータ回転パルスを計数す
ることにより行う。つまり１パルス当たりの移動距離を
予め決定しておき、全閉状態を原点とし、開動作時はパ
ルス数を加えていき、閉動作時はパルス数を減じていく
ことにより、パルス数から位置の判別を行う。また、全
開状態を原点としても良い。

【００２１】まず、モータ回転パルス信号から回転周期
を算出する（図３参照）。なお測定誤差等による回転周
期のばらつきの影響を考慮して、４周期毎の移動平均に
より回転周期を求める。

【００２２】次に、第１判定値Ｋ１及び第２判定値Ｋ２
を使って、回転周期の変化により異物の挟み込みの判定
を行う。ｎ番目の信号の周期Ｔ_nと、続くｎ＋１番目の
信号の周期Ｔ_n+1とを比較して回転周期の変化を調べる
が、この回転周期の変化量を示すものとして回転周期変
化率Ｔ_n+1／Ｔ_nを採用する。この回転周期変化率Ｔ_n+1
／Ｔ_nと第１判定値Ｋ１及び第２判定値Ｋ２とを比較し
て、次に示すように異物挟み込み判定を行う。なお、こ
の回転周期変化率Ｔ_n+1／Ｔ_nが１より大きいとき、回転
周期は増加傾向にあることになる。

【００２３】図４は、異物を挟み込んだときの回転周期
の変化を示したものである。このように、硬い物を挟み
込んだ場合には回転周期は急激に増加し、柔らかい物を
挟み込んだ場合には回転周期は比較的緩慢に変化する。
そこで、まず、硬い物を挟み込んだ場合に対応するもの
として、１より大きい第１判定値Ｋ１（Ｋ１＝１＋α、
但しα＞０）を設定し、柔らかい物を挟み込んだ場合に
対応するものとして、１より大きいが第１判定値Ｋ１よ
り小さい第２判定値Ｋ２（Ｋ２＝１＋β、但し０＜β＜
α）を設定する。そして、異物を挟み込んで回転周期が
急激に増加して回転周期変化率Ｔ_n+1／Ｔ_nが第１判定値
Ｋ１を超える場合には、直ちに異物を挟み込んだものと
判定する。これに対して、異物を挟み込んだものの回転
周期が緩慢に増加するため、回転周期の変化率Ｔ_n+1／
Ｔ_nが第１判定値Ｋ１を下回り、かつ第２判定値Ｋ２を
超える場合には、誤判定を防止するため、回転周期が増
加傾向にある場合、つまり、回転周期の変化率Ｔ_n+1／
Ｔ_nが第２判定値Ｋ２を超えることが所定回数（例えば
７回）連続した場合に、異物を挟み込んだものと判定す
る。

【００２４】しかしながら、モータ起動時は、Ｘ字型レ
ギュレータなどの撓みなどの影響で、回転周期が異常に
変動するため、誤って異物を挟み込んだものと判定する
可能性がある。これに対処するため、モータ起動直後の
所定期間（例えば７０パルス間）は、回転周期の変化率
Ｔ_n+1／Ｔ_nが第１判定値Ｋ１を下回り、かつ回転周期の
変化率Ｔ_n+1／Ｔ_nが第２判定値Ｋ２を超えることが所定
回数連続した場合について、この所定回数を通常の回数
より延長して（例えば１０回）判定を行う。

【００２５】以上のように、閉動作時、つまり出力端子
Ｏ１からオン信号が出力されてリレーＲｙ１がオン状態
の時に、主制御回路１において異物を挟み込んだものと
判定されると、まず出力端子Ｏ２からもオン信号が出力
され、リレーＲｙ２がオンしてダイナミックブレーキが
作動する。続いて出力端子Ｏ１からオフ信号が出力さ
れ、ウインドーガラス１２の閉動作が停止される。停止
後も引き続き出力端子Ｏ２から所定時間オン信号が出力
され、ウインドーガラス１２が所定期間または所定区
間、開動作を行う。

【００２６】なお、本実施例では、回転周期の変化量と
してＴ_n+1／Ｔ_nを採用し、これと判定値Ｋ１、Ｋ２とを
比較してモータ回転の異常を判定するものとしたが、こ
れに限るものではなく、例えば回転周期の変化量をＴ
_n+1−Ｔ_nとしてもよい。この場合、回転周期の変化量Ｔ
_n+1−Ｔ_nが、所定の第１判定値Ｌ１を超える場合、また
は第１判定値Ｌ１を下回るが、所定の第２判定値Ｌ２を
超えることが所定の期間連続した場合には、異物を挟み
込んだものと判定することになる。

【００２７】さらに、本実施例では、自動車のサイドウ
インドーガラス１２を開閉させる装置の開閉制御方法に
ついて示したが、本発明はこれに限るものではなく、例
えば自動車のサンルーフを開閉させる装置にも適用する
ことができる。

【００２８】

【発明の効果】以上の説明により明らかなように、本発
明によれば、開閉体を開閉駆動するモータの回転周期の
変化量を大小２つの判定値と比較することにより、挟み
込まれた異物の硬軟を判別することができる。すなわ
ち、回転周期が急激に増大して回転周期の変化量が大き
い判定値を超えた場合は硬い物を挟み込んだものと判定
でき、また回転周期の変化量が大小２つの判定値の間に
あり、かつ回転周期が増加傾向にある状態が一定期間継
続した場合は柔らかい物を挟み込んだものと判定できる
ので、いずれの場合も短時間で確実に異物の挟み込みを
判別して開閉体の閉動作を停止させることができる。し
かも、温度条件等によるモータの負荷の変化をはさみ込
みと誤って判定し、閉動作を停止するといった誤動作を
防止することができる。このように、本発明による開閉
体の開閉制御方法により、開閉体の開閉装置を誤動作が
なくより確実なものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されたパワーウインドー装置の制
御部の概略回路図。

【図２】パワーウインドー装置の概略構成を示す側面
図。

【図３】ホールＩＣから出力される信号と、これに対応
するモータ回転パルスとを示す波形図。

【図４】異物を挟み込んだときのモータの回転周期の変
化を示すグラフ。

【符号の説明】

１ 主制御回路 ２ スイッチ群 ２ａ 閉動作用スイッチ ２ｂ 開動作用スイッチ ３ モータ ４ 第１ホールＩＣ ５ 第２ホールＩＣ ６ モータ回転パルス変換回路 １１ ドア １２ ウインドーガラス １３ Ｘ字型レギュレータ １３ａ セクタギア １４ 窓枠

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島田 正志 群馬県桐生市広沢町１丁目2681番地 株式 会社三ツ葉電機製作所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 開閉体を開閉駆動するモータの回転を
   検出する回転検出手段と、前記開閉体の閉動作時におい
   て異物を挟み込んだ場合に前記回転検出手段からの信号
   に基づいて閉動作を停止させるように制御する閉動作制
   御手段とを有する開閉体の開閉制御方法であって、 前記閉動作制御手段において、前記回転検出手段からの
   信号に基づいて前記モータの回転周期を常時測定し、該
   回転周期の変化量が、所定の第１判定値を超えた場合、
   または前記第１判定値を下回る所定の第２判定値を超え
   た状態が所定の期間連続した場合に、異物を挟み込んだ
   ものと判定し、閉動作を停止させることを特徴とする開
   閉体の開閉制御方法。