JPH08135304A

JPH08135304A - 開閉装置

Info

Publication number: JPH08135304A
Application number: JP6271236A
Authority: JP
Inventors: Fumiaki Ota; 田文昭太
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1994-11-04
Filing date: 1994-11-04
Publication date: 1996-05-28

Abstract

(57)【要約】【目的】確実に異物の挟み込みを検出して安全な状態
へ作動する開閉装置を提供すること。【構成】モータ１３と、モータ１３の駆動に応じて開
閉する開閉部材１０と、モータ１３の回転速度を検出す
る回転検出手段１５と、回転検出手段１５が出力する回
転速度の時間変化を測定する変化測定手段ＣＰＵと、モ
ータ１３の回転数を計測する計測手段ＣＰＵと、変化測
定手段ＣＰＵの出力に応じて、開閉部材１０が異物を挟
み込んでいるか否かを判別する判別手段ＣＰＵと、判別
手段ＣＰＵの出力に基づき、開閉部材１０が異常動作で
あるときには開閉部材１０を安全な状態に作動するよう
モータ１３の駆動を制御する駆動制御手段ＣＰＵと、を
備える開閉装置１４において、変化測定手段ＣＰＵの出
力に応じて判別手段ＣＰＵの判別の方法を変化させるよ
うにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、開閉部材を駆動する開
閉装置に関し、例えば自動車等のパワーウィンドウやサ
ンルーフの開閉に用いて最適な開閉装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】例えば、自動車等のウィンドウガラス
は、各ドアに取付けられているコントロールスイッチを
操作することにより、それぞれのドアのウィンドウガラ
スを開閉するようになっている。

【０００３】特開平５−９５６９４号公報に開示されて
いる車輌用開閉装置は、開閉装置を駆動するモータに内
蔵された回転検出手段が出力する回転パルスのパルス幅
の時間変化に伴う変化を測定し、パルス幅の時間変化に
応じて正常動作であるか異常動作であるかを判別するも
のである。そして、異常であると判別したときには開閉
部を安全な状態へ作動する。例えば、閉じる方向に動作
しているときに人間の手等が挟まれると、モータの回転
を反転させてウィンドウガラスを開かせるものである。

【０００４】

【本発明が解決しようとする課題】しかし、上記公報に
開示される装置では、ウィンドウガラスが全閉となると
きのモータの回転パルスのパルス幅の時間変化を予め設
定しておいて、この予め設定してあるパルス幅の時間変
化と同じパルス幅の時間変化の場合がウィンドウガラス
を完全に閉じる場合である、と判別するものであり、そ
れ以外は異常動作であると判断してモータの回転を反転
するものである。従って、何か異物を挟み込んだ場合
に、予め設定してあるパルス幅の時間変化と同じパルス
幅の時間変化となった場合にはウィンドウガラスの全閉
である、と判断してしまいウィンドウガラスを安全な状
態へ作動しない恐れがある。

【０００５】また、上記の技術以外に、挟み込んだ異物
からの負荷に応じて変化する電流によって挟み込み検知
を行う方法も考えられるが、電流の変化によって負荷の
検出を行うと、モータが完全にロックしてしまった場合
でもモータのコイルに電流は流れているために負荷の検
知を行うのが困難になる、という問題がある。

【０００６】そこで、本発明は確実に異物の挟み込みを
検出して、開閉部材を安全な状態へ作動させる開閉装置
を提供することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１の発明は、モータと、モータの駆動に応じて
開閉する開閉部材と、モータの回転速度を検出する回転
速度検出手段と、回転速度検出手段が検出した回転速度
の時間経過に伴う変化を測定する変化測定手段と、モー
タの回転数を計測する計測手段と、計測手段の出力から
開閉部材の位置を認識するとともに、変化測定手段の出
力に応じて、開閉部材が正常動作であるか異物を挟み込
んだ異常動作であるかを判別する判別手段と、判別手段
の出力によって、開閉装置の異常動作と判別されたとき
には開閉部材を安全な状態に作動するようモータの駆動
を制御する駆動制御手段と、を備える開閉装置であっ
て、判別手段は、変化測定手段の出力に応じて判別の方
法を変化させるようにした。

【０００８】また、請求項２の発明は、判別手段を、第
１所定時間当たりの変化測定手段の出力が設定値以上の
ときには異常動作と判別し、第１所定時間当たりの変化
測定手段の出力が設定値より小さいときには第１所定時
間より長い第２所定時間当たりの変化測定手段の出力と
設定値とを比較して、異常動作か否かを判別するように
した。

【０００９】

【作用】請求項１の開閉装置によると、モータが駆動す
ることにより開閉部材が開閉する。モータの回転速度を
回転速度検出手段にて検出して、変化測定手段にて回転
速度の時間変化を測定する。また、モータの回転数を計
測手段にてカウントすることにより、開閉部材の全開位
置及び全閉位置を認識するとともに、開閉部材の現在位
置も認識する。開閉部材が開から閉に移行するときにお
いて、計測手段が計測する開閉部材の全閉位置付近以外
で、回転速度の時間変化量が大きくなると、判別手段は
異物を挟み込んだと判断し、駆動制御手段にてモータの
駆動を制御して開閉部材を安全な状態に作動する。例え
ば、挟み込む異物の硬さによって変化測定手段の出力は
変化するが、判別手段は変化測定手段の出力によって判
別する方法を変化させているので、挟み込みの検知が困
難な比較的柔らかい物を挟み込んだ場合でも確実に異物
の挟み込みを検出することができる。

【００１０】請求項２の発明によると、例えば、開閉部
材が閉じるときの途中に挟み込んだ異物が硬いものの場
合と柔らかいものとの場合では、変化測定手段が検出す
るモータの回転速度の時間変化が異なる。そのため、判
別の方法が一つしかない場合には、異物を挟み込んだと
きの回転速度の時間変化が微小であるときには判別手段
が異常動作であるか否かの判別を行うのが困難である。
そこで、第１所定時間当たりの変化測定手段の出力が設
定値以上のときには開閉部材の異常動作と判別し、第１
所定時間当たりの変化測定手段の出力が設定値より小さ
いときには、第１所定時間より長い第２所定時間当たり
の変化測定手段の出力を設定値と比較して、回転速度の
時間変化が小さい場合においても異常動作か否かの判別
をし易くしている。

【００１１】請求項１及び請求項２の開閉装置におい
て、開閉部材が異物を挟み込んだ異常動作であると判別
したときには駆動制御手段によりモータの回転駆動を反
転することにより、開閉部材を安全な状態へ作動するよ
うにモータを制御している。

【００１２】

【実施例】図面を参照して本発明の実施例について説明
する。図１は本発明の開閉装置を車輌用のパワーウィン
ドウ１４として用いた場合の簡略図である。図１におい
て開閉部材であるウィンドウガラス１０はドアフレーム
１１内をモータの駆動により上下に摺動するものであ
る。図２は本実施例の構成を示す回路図である。ウィン
ドウガラス１０の全閉位置は予めＥＥＰＲＯＭに記憶さ
れている。スイッチＳＷ１〜ＳＷ４は運転者側に設けら
れているコントロールスイッチである。

【００１３】図３は図２のモータ駆動回路１２の回路図
であり、本実施例では、モータ駆動回路１２は図３に示
す如く目標電流を設定して電流制限制御を行うことによ
ってモータ１３に所定の電流以上の電流が流れないよう
にしている。これによってモータ１３の駆動トルクが制
御されて、ウィンドウガラス１０から挟み込まれた異物
に加わる荷重が所定の値より大きくなるのを防止してい
る。回転検出手段である回転検出センサはモータ１３の
回転に応じた回転パルスを出力するものであり、本実施
例ではホールＩＣ１５を用いている。ホールＩＣ１５は
モータ１３の回転パルスの波形を整形した後、コンピュ
ータＣＰＵへ供給している。

【００１４】本実施例について、各構成毎に説明する。

【００１５】スイッチＳＷ１〜ＳＷ４について、スイッ
チＳＷ１は、押している間だけウィンドウガラス１０の
上昇を指示するスイッチであり、スイッチＳＷ２は、一
度押すと押し続けなくても全閉するまでウィンドウガラ
ス１０の上昇を指示するスイッチである。また、スイッ
チＳＷ３は、押している間だけウィンドウガラス１０の
下降を指示するスイッチであり、スイッチＳＷ４は、一
度押すと押し続けなくても全開するまでウィンドウガラ
ス１０の下降を指示するスイッチである。これらのスイ
ッチの状態はコンピュータＣＰＵによって検出される。

【００１６】ここで、ウィンドウガラス１０に異物を挟
み込んだ場合において、本実施例ではモータ１３の回転
速度の時間変化を検出する具体的な方法として、モータ
１３の回転パルスを検出してパルス幅の変化を検出する
ようにしている。以下にその検出方法を示す。コンピュ
ータＣＰＵは、回転検出手段が出力する回転パルスの数
を計測してウィンドウガラス１０の全開位置及び全閉位
置を認識するとともにウィンドウガラス１０の現在位置
を確認する計測手段、回転検出手段が出力する回転パル
スのパルス幅の変化を測定する変化測定手段、計測手段
及び変化測定手段の出力に応じて開閉部材が正常動作で
あるか異物を挟み込んだ異常動作であるかを判別する判
別手段、判別手段の出力に基づいて異常動作であるとき
には開閉部材を安全な状態に作動するようモータ１３の
駆動を制御する駆動制御手段、の機能を備えている。こ
のコンピュータＣＰＵがパルス幅の変化を検出すること
により、ウィンドウガラス１０の異物の挟み込みを検知
している。

【００１７】ウィンドウガラス１０が全閉となる場合に
ついて説明する。コンピュータＣＰＵ内の駆動制御手段
にスイッチＳＷ２のオンが入力されると、ウィンドウガ
ラス１０を閉める方向へモータ１３が駆動する。このと
き、計測手段にてモータ１３の回転パルスの数をカウン
トしており、異物の挟み込みが無い場合には、ウィンド
ウガラス１０の全閉付近で回転パルスのカウント数が所
定のカウント数になり、モータ１３の駆動を停止するよ
うになっている。

【００１８】これに対して、ウィンドウガラス１０に手
や腕などの異物を挟み込んだ場合には、モータ１３に負
荷が加わることによって回転パルスのパルス幅が大きく
なることを変化測定手段にて測定し、且つウィンドウガ
ラス１０の現在位置が全開位置及び全閉位置とは異なる
ので、コンピュータＣＰＵが異物の挟み込みであること
を検知して、モータ１３の回転方向を逆転してウィンド
ウガラス１０が全開になるまでモータ１３を駆動させ
る。

【００１９】次に、本実施例による開閉装置の異常動作
判断処理を図４のフローチャートに従って説明する。ス
テップ１０１でコンピュータＣＰＵ内の初期設定を行
う。ステップ１０２にて各スイッチの状態を検出し、ス
テップ１０３にて各ウィンドウガラスの動作を判断し、
ステップ１０４でステップ１０３で判断した結果を出力
する。次にステップ１０５に進んでバッテリー電圧、即
ち電源電圧Ｂの変動を検出し、ステップ１０６にて電源
変動フラグＶＢＦが１であるか否かを判定する。

【００２０】フラグＶＢＦが１であればステップ１１１
の負荷検出３を行い、フラグＶＢＦが０であればステッ
プ１０７に進んでパワーウィンドウの動作開始からの時
間を判定する。動作開始から１ｓｅｃ以内（モータ１３
が安定していない状態）であればステップ１１０の負荷
検出２を行い、そうでなければステップ１０８の負荷検
出１を行ってから負荷検出３を行う。

【００２１】次に図４のフローチャートのステップ１０
５の電源電圧変動検出について図５のフローチャートに
従って説明する。ステップ２０１にて電源電圧Ｂを抵抗
分割した信号をＡ／Ｄ変換して電圧データＶＢとして取
り込む。次にステップ２０２にて検出直後の電圧データ
ＶＢからＶＢ₉を、その前の電圧データＶＢ₁からＶＢ
₁₀にそれぞれシフトする。ステップ２０３にてＶＢ₁か
らＶＢ₁₀を差し引いた値をＤＶＢとする。そして、ステ
ップ２０４でＤＶＢが設定値以上か否かを判定し、ＤＶ
Ｂが設定値以上のときにはステップ２０７に進んで電源
電圧が変動したとして電源変動フラグＶＢＦを１とす
る。そしてステップ２０８でカウンタに入力されるカウ
ント値ＴＢを０とする。ステップ２０４でＤＶＢが設定
値以上でないときには、ステップ２０５に進んでカウン
ト値ＴＢ＝ＴＢ＋１とする。ステップ２０６にてカウン
ト値ＴＢが設定値以上であるか否かを判定し、カウント
値ＴＢが設定値以上であるときにはフラグＶＢＦを０と
して図４のステップ１０６に進む。

【００２２】次に図４のフローチャートにおける負荷検
出１，２，３について説明する。

【００２３】図６は負荷検出１におけるフローチャート
である。図９はパルス周期と時間の関係を示す図であ
る。また、図１０は横軸に時間、縦軸にパルス幅を示し
たグラフである。変化測定手段が検出した直後のパルス
の周期をＴ１、Ｔ１の前のパルスの周期をＴ２、Ｔ２の
前のパルスの周期をＴ３と表すようにする。ステップ３
０１にて、Ｔ１−Ｔ３、即ち検出直後のパルスの周期か
ら、その２つ前のパルスの周期を差し引いた値を第１所
定時間ＤＴ１として記憶する。ステップ３０２にてＤＴ
１を設定値と比較する。ＤＴ１が設定値以上であればス
テップ３０５に進んで負荷検出フラグＦＵＦ１＝１とす
る。ステップ３０２にてＤＴ１が設定値より小さければ
ステップ３０３に進んでパルス幅Ｔ１−Ｔ１０を新しく
第２所定時間ＤＴ２と設定する。ステップ３０４にてＤ
Ｔ２を設定値と比較する。ＤＴ２が設定値以上であれば
ステップ３０５に進んで負荷検出フラグＦＵＦ１＝１と
する。

【００２４】図７は負荷検出２におけるフローチャート
であり、パワーウィンドウの作動開始からモータ１３の
回転が安定するまでのときの負荷検出である。ステップ
４０１にて検出直後のパルスの周期Ｔ１からその一つ前
のパルスの周期Ｔ２の差をＤＴ３として記憶する。ステ
ップ４０２にてＤＴ３を設定値と比較する。通常はモー
タ１３の作動直後はモータ１３の駆動が安定するまでは
Ｔ１＜Ｔ２であるが、異物の挟み込みがあった場合には
ＤＴ３が設定値以上になり、ステップ４０３に進んで負
荷検出フラグＦＵＦ２＝１とする。

【００２５】図８は負荷検出３におけるフローチャート
である。ステップ５０１にて図９のパルス幅Ｔ１を電源
電圧に応じた基準値と比較して、パルス幅Ｔ１が電源電
圧に応じた基準値以上であればステップ５０２に進んで
負荷検出フラグＦＵＦ３＝１とする。

【００２６】上記負荷検出１，２，３において、負荷検
出フラグＦＵＦ１，ＦＵＦ２，ＦＵＦ３のいずれか一つ
が１になるとコンピュータＣＰＵ内で駆動制御手段がモ
ータ１３の回転を反転させてウィンドウガラス１０が全
開となるようにしている。

【００２７】開閉装置１４は、異物の挟み込みを検出し
てからウィンドウガラス１０を反転させるまでの動作距
離が短いほど、挟み込まれた異物にかかる荷重が小さく
なる。特に、ウィンドウガラス１０に手や腕などを挟み
込んだ場合には加わる荷重は小さいほうが好ましい。し
かし、コンピュータＣＰＵ内部の演算処理時間や、モー
タ１３の駆動の遅れ時間を短くするのは困難である。そ
こで、モータ１３をＰＷＭ制御することによってモータ
１３の回転スピードを抑えるようにしておけば、ウィン
ドウガラス１０が異物を挟み込んでから負荷を検出し
て、ウィンドウガラス１０が反転するまでに要する時間
が一定の場合でも、挟み込まれた異物に加わる荷重は挟
み込んだ距離に比例するので、負荷に加わる荷重を抑え
ることができる。

【００２８】本実施例では、異物の挟み込みを検知する
とウィンドウガラス１０が反転して全開位置となるよう
にモータ１３を駆動制御したが、全開位置までモータを
駆動するということに限定する意図はなく、例えば挟み
込みを検知するとモータの回転が反転して、所定時間経
過後或いは所定距離下降後にモータの回転を停止するよ
うにしてもよい。また、モータの回転が反転して、コン
ピュータＣＰＵが負荷を検出しなくなってからモータの
駆動を停止するようにしてもよい。また、パワーウィン
ドウの開閉において、ウィンドウガラスを閉める時、も
しくは閉めるとき及び開けるときに、ウィンドウガラス
の上昇開始スピードが速いと異物が挟まれやすくなる恐
れがあるので、本実施例の制御に加え、モータのＰＷＭ
制御をパワーウィンドウの上昇開始直後にはモータの回
転スピードを遅くしておき、徐々に回転スピードを上げ
ていって所定時間経過以降はウィンドウガラスの移動速
度が一定の速度を保つようにしてもよい。

【００２９】本実施例では車輌のウィンドウガラスにお
ける異物の挟み込みについてのみ説明したが、本発明は
これに限定されるものではなく、車輌のサンルーフやパ
ワーシート、或いは車輌以外の開閉装置にも応用するこ
とができ、上記の効果を奏するものである。

【００３０】

【効果】請求項１の発明によると、判別手段は変化測定
手段の出力に応じて判別の方法を変化させているので、
開閉部材が挟み込む異物の硬さが異なるような場合にお
いても、異物の挟み込みであるという認識が確実にで
き、安全性の向上に繋がる。

【００３１】請求項２の発明によると、開閉部材が挟み
込んだ異物が硬いものの場合と、それより柔らかいもの
の場合では、モータの回転速度の時間変化が異なる。例
えば柔らかいものを挟み込んだ場合は、所定時間当たり
の回転速度の変化量が小さいので、開閉部材が異物を挟
み込んでいるのか否かの判断が困難な場合がある。そこ
で、判別手段が判別に用いる時間を第１所定時間と第２
所定時間の少なくとも２種類設けることにより、柔らか
いものを挟み込んだ場合などの単位時間当たりの回転速
度の変化量が小さい場合でも異物の挟み込みを検知し易
くなり、開閉装置の誤作動が少なくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の開閉装置を車輌用のパワーウィンドウ
として用いた場合の簡略図である。

【図２】本発明の一実施例の構成を示す回路図である。

【図３】図１のもた駆動回路を示す回路図である。

【図４】本実施例の異常動作判断処理を示すフローチャ
ートである。

【図５】図４の電源電圧変動検出のサブルーチンのフロ
ーチャートである。

【図６】図４の負荷検出１のサブルーチンのフローチャ
ートである。

【図７】図４の負荷検出２のサブルーチンのフローチャ
ートである。

【図８】図３の負荷検出３のサブルーチンのフローチャ
ートである。

【図９】モータの回転パルスを示すグラフである。

【図１０】パルス幅の時間変化を示すグラフである。

【符号の説明】

ＣＰＵ・・・コンピュータ（変化測定手段、計測手段、
判別手段、駆動制御手段）１０・・・ウィンドウガラス（開閉部材）１１・・・ドアフレーム１２・・・モータ駆動回路１３・・・モータ１４・・・パワーウィンドウ（開閉装置）１５・・・ホールＩＣ（回転検出手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】モータと、該モータの駆動に応じて開閉する開閉部材と、前記モータの回転速度を検出する回転速度検出手段と、該回転速度検出手段が検出する前記モータの回転速度の
時間経過に伴う変化を測定する変化測定手段と、前記モータの回転数を計測する計測手段と、該計測手段の出力から前記開閉部材の位置を認識すると
ともに、前記変化測定手段の出力に応じて前記開閉部材
が正常動作であるか異物を挟み込んだ異常動作であるか
を判別する判別手段と、該判別手段の出力によって、異常動作と判別されたとき
には前記開閉部材を安全な状態に作動させるよう前記モ
ータの駆動を制御する駆動制御手段と、を備える開閉装置であって、前記判別手段は、前記変化測定手段の出力に応じて判別
の方法を変化させることを特徴とする開閉装置。
【請求項２】請求項１の開閉装置において、前記判別手段は、第１所定時間当たりの前記変化測定手
段の出力が設定値以上のときには異常動作と判別し、前
記第１所定時間当たりの前記変化測定手段の出力が前記
設定値より小さいときには前記第１所定時間より長い第
２所定時間当たりの前記変化測定手段の出力と前記設定
値とを比較して、異常動作か否かを判別することを特徴
とする開閉装置。