JPH0921273A - 開閉体の開閉制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 窓・扉などの開閉体の開閉制御装置におい
て、電源電圧変動に伴うモータ電流の増加又は回転速度
の低下を、異物が挟み込まれたと誤検知することを防止
し、安全に開閉体を開閉動作させる。 【解決手段】 モータの電流Ｉ及び電圧Ｖの変化量を得
るためにそれらの微分値を算出し、かつ、電力変化量を
得るために電流Ｉと電圧Ｖの積の微分値を算出する（＃
７）。次に、電流Ｉの微分値がしきい値Ｂより大きいか
を調べ（＃８）、大きければ（＃８：ＹＥＳ）、電力、
すなわち、電圧Ｖと電流Ｉの積の微分値がしきい値Ｃ
（挟み込み検知判断の基準）より大きいかを調べ（＃
９）、大きければ、異物が挟み込まれたと判断してモー
タの駆動を停止又は逆転させる（＃１０）。この処理手
順により、挟み込みの誤検知を低減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、窓・扉等の開閉体
の開閉動作中に手などが挟まれたことを検知し、安全に
動作させる開閉体の開閉制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、車両にはモータを利用して窓等を
操作者のスイッチ操作により自動開閉するパワーウイン
ドと称される開閉制御装置が標準装備化されつつある。
従来のこの種の開閉制御装置は、閉動作中に手や腕等の
異物が挟まるといった事故を防止するために、閉動作時
に異物が挟まったか否かを検知してモータの駆動を停止
させるようにしたものが知られている。例えば、特公平
２−６６４８号公報に示される装置においては、モータ
の電流を監視し、この電流値がしきい値以上になったこ
とを検出すると挟み込みが起こったと判断して、モータ
の動作を停止又は反転させることで手や腕などの異物の
挟み込みを防止している。また、パワーウインドの全閉
位置において発生するモータへの負荷電流の増加を挟み
込みによる電流変化として誤判断しないように、リミッ
トスイッチ等の全閉位置検出手段を設けて、全閉位置で
は挟み込みを検知しないようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の開閉制御装置では、モータの電流のみを監
視して挟み込みを検知する構成となっていたため、車両
内の他の電子機器の駆動によって電源電圧が変動する
と、それに伴ってモータの電流が変動し、電源電圧が増
加したときにモータ電流が増加して挟み込みを誤検知し
てしまうことがある。また、挟み込みの検知をモータの
回転速度を監視することで行い、モータの回転速度がし
きい値以下になったときに挟み込みの発生を判断するも
のも知られているが、モータの回転速度のみから挟み込
みを検知するために、上記同様に電源電圧の低下に伴っ
てモータの回転速度が低下して挟み込みを誤検知してし
まうといったことがある。本発明は、上述した問題点を
解決するためになされたものであり、モータの電流を監
視すると共に、電流の変化量と電圧の変化量とから算出
される電力の変化量を監視することにより、挟み込みの
誤検知、すなわち、手や腕等の異物が窓に挟み込まれて
いないのにも拘らず、電源電圧の増加に伴うモータの電
流の増加又はモータ回転速度の低下を挟み込みが発生し
たと誤検知することを防止し、適正に手や腕の挟み込み
を検知し、安全に開閉動作させることができる開閉体の
開閉制御装置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明の開閉体の開閉制御装置は、窓・扉等
の開閉体をモータの駆動により開閉制御する開閉体の開
閉制御装置であって、モータの電流を検出する電流検出
手段と、モータの電圧を検出する電圧検出手段と、電流
検出手段の出力に基づいて電流変化量を算出する電流変
化量算出手段と、電流検出手段及び電圧検出手段の出力
に基づいて電力変化量を算出する電力変化量算出手段
と、各算出手段により算出された電流変化量及び電力変
化量をそれぞれ所定のしきい値と比較する比較手段とを
備え、比較の結果、電流変化量及び電力変化量がそれぞ
れ所定のしきい値以上の場合に、モータを停止又は反転
させるものである。また、請求項２の発明の開閉体の開
閉制御装置は、窓・扉等の開閉体をモータの駆動により
開閉制御する開閉体の開閉制御装置であって、モータの
電流を検出する電流検出手段と、モータの電圧を検出す
る電圧検出手段と、電流検出手段及び電圧検出手段の出
力に基づいて電力変化量を算出する電力変化量算出手段
と、電流検出手段により検出されたモータの電流値及び
電力変化量算出手段により算出された電力変化量をそれ
ぞれ所定のしきい値と比較する比較手段とを備え、比較
の結果、モータの電流値及び電力変化量がそれぞれ所定
のしきい値以上の場合に、モータを停止又は反転させる
ものである。また、請求項３の発明の開閉体の開閉制御
装置は、窓・扉等の開閉体をモータの駆動により開閉制
御する開閉体の開閉制御装置であって、モータの電流変
化量を検出する電流変化量検出手段と、モータの回転速
度の変化量を検出する回転速度変化量検出手段と、各検
出手段により検出された電流変化量及び回転速度変化量
をそれぞれ所定のしきい値と比較する比較手段とを備
え、比較の結果、電流変化量及び回転速度変化量がそれ
ぞれ所定のしきい値以上の場合に、モータを停止又は反
転させるものである。また、請求項４の発明のパワーウ
インドシステムは、上記請求項１乃至請求項３のいずれ
かに記載の開閉体の開閉制御装置を用いたシステムであ
って、操作スイッチを操作することによりモータが駆動
され、開閉体としての窓を開閉動作させるものである。

【０００５】

【作用】上記構成を有する請求項１の開閉体の開閉制御
装置においては、電流変化量算出手段は電流検出手段の
出力に基づいて電流変化量を算出し、電力変化量算出手
段は検出されたモータの電流と電圧とに基づいて電力変
化量を算出し、これら電流変化量及び電力変化量を比較
手段によりそれぞれのしきい値と比較し、その比較結果
がそれぞれ所定のしきい値以上となった場合、モータを
停止又は反転させる。このように、電流の変化量と電力
変化量とを挟み込みの検知条件としているので、電流が
急峻に立ち上がったとき、電圧の変化量が小さくても挟
み込みを検知できるので、挟み込みの発生を的確かつ素
早く検知できる。

【０００６】また、請求項２の開閉体の開閉制御装置に
おいては、電力変化量算出手段は検出されたモータの電
流と電圧とに基づいて電力変化量を算出し、モータの電
流値及び電力変化量を比較手段によりそれぞれ所定のし
きい値と比較し、比較結果がそれぞれ所定のしきい値以
上となった場合、モータを停止又は反転させる。このよ
うに、モータの電流値と電力変化量とを挟み込みの検知
条件としているので、上記と同等の作用を得ることがで
きる。

【０００７】また、請求項３の開閉体の開閉制御装置に
おいては、電流変化量検出手段はモータの電流変化量を
検出し、回転速度変化量検出手段はモータの回転速度の
変化量を検出し、これら電流変化量及び回転速度変化量
を比較手段によりそれぞれ所定のしきい値と比較し、比
較結果がそれぞれ所定のしきい値以上となった場合、モ
ータを停止又は反転させる。このように、電流変化量と
モータの回転速度変化量とから挟み込みの検知条件とし
ているので、上記と同等の作用を得ることができる。

【０００８】また、請求項４のパワーウインドシステム
においては、操作スイッチの操作によりモータを駆動さ
せて窓を開閉動作させることができ、窓の閉動作中にお
いて異物の挟み込みを上記のようにして検出するので、
挟み込み誤検知をすることが防止される。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
例を図面を参照して説明する。図１は、開閉体の開閉制
御装置を示す概略構成図である。本実施例では開閉体制
御装置は、自動車のパワーウインドシステムに搭載さ
れ、パワーウインドの閉動作時における手や腕などの異
物の挟み込みを適正に検知して誤動作を低減させるもの
である。開閉体制御装置１は、開閉体であるパワーウイ
ンドの操作スイッチなどからの信号を受けて各回路を動
作させると共に各回路からの信号を演算処理してパワー
ウインドの自動昇降を制御するマイクロコンピュータ２
（以下、マイコン２と記す）と、このマイコン２からの
制御信号に基づいて、パワーウインドを昇降させるモー
タ３を正逆駆動させるモータ駆動回路４と、モータ３の
電流を検出する電流検出回路５と、モータ３の電圧を検
出する電圧検出回路６と、パワーウインドを操作する操
作スイッチ７と、パワーウインドが閉動作時に所定の閉
位置に達するとオンされるリミットスイッチ８とを有し
ている。

【００１０】マイコン２は、演算回路２０、ＲＡＭ２１
及びＲＯＭ２２などから構成されており、ＲＯＭ２２に
は、電流検出回路５の検出出力に基づいて電流変化量を
算出する電流変化量算出プログラム２２ａと、電流検出
回路５及び電圧検出回路６の出力から電力変化量を算出
する電力変化量算出プログラム２２ｂと、電流変化量算
出プログラム２２ａによる電流変化量及び電力変化量算
出プログラム２２ｂによる電力変化量をそれぞれ所定の
しきい値と比較する比較プログラム２２ｃとを有してい
る。

【００１１】操作スイッチ７は、パワーウインド閉動作
時に操作させるアップスイッチ７ａ、開動作時に操作さ
せるダウンスイッチ７ｂ、及びこれらスイッチが所定の
ストローク以上操作されるとスイッチの操作ノブの操作
を止めても動作が継続されるオートスイッチ７ｃを備え
ている。また、操作スイッチ７の切り換え信号は、入力
インタフェース（Ｉ／Ｆ）９を介してマイコン２に入力
される。

【００１２】リミットスイッチ８は、パワーウインドの
全閉位置において発生するモータへの負荷電流の増加
を、手や腕などの異物が挟み込まれたときの電流変化と
して誤判断しないためのものであり、窓が閉動作してい
ったとき全閉になる少し手前位置において、リミットス
イッチ８はオンされ、それ以降は全閉位置として挟み込
みを検知しないようにしている。また、リミットスイッ
チ８のオン／オフ信号は、入力インタフェース１０を介
してマイコン２に入力される。

【００１３】次に、上記構成による開閉体制御装置１の
動作を説明する。パワーウインドの昇降動作は、操作ノ
ブのストローク動作によりアップスイッチ７ａ、ダウン
スイッチ７ｂ、オートスイッチ７ｃのいずれかがオンさ
れると、このオン信号が入力インタフェース９を介して
マイコン２に入力され、この入力信号に基づいてマイコ
ン２がモータ駆動回路４に制御信号を出力し、この制御
信号に基づいてモータ駆動回路４がモータ３を正転又は
逆転させて行われる。マイコン２は、パワーウインドの
閉動作中に、パワーウインドに手や腕の異物が挟み込ま
れるとこれを検知し、モータ３を停止又は逆転させる。
以下に挟み込みの判別動作について説明する。

【００１４】図２は、起動時及び挟み込み時の電圧、電
流などの変化を示す波形図であり、（ａ）はモータ３の
電流Ｉ及び電圧Ｖ、（ｂ）は電流変化量及び電圧変化
量、（ｃ）は電力変化量、（ｄ）は回転速度及び回転速
度変化量をそれぞれ示す。マイコン２は、パワーウイン
ドの起動時は一定時間挟み込みを検知しない。挟み込み
が発生した時、モータ３へ負荷がかかり電流Ｉが増加
し、電圧Ｖが減少する。このとき、マイコン２は、図２
（ｂ）に示す電流変化量がしきい値Ｂを越えたかを調
べ、さらに、図２（ｃ）に示す電力変化量がしきい値Ｃ
を越えたかを調べて挟み込みを検知するようにしてい
る。

【００１５】ところで、車両内の他の電子機器の駆動に
よって電源電圧が変動すると、それに伴ってモータへの
電流が変動し、電源電圧が増加したときにモータ電流が
増加して挟み込みと誤検知してしまうことがある。図３
は、電源電圧変動時の電圧、電流の変化を示す波形図で
あり、（ａ）はモータ３の電流Ｉ及び電圧Ｖ、（ｂ）は
電流変化量及び電圧変化量、（ｃ）は電力変化量、
（ｄ）は回転速度及び回転速度変化量をそれぞれ示す。
モータ３の駆動中に、自動車の電子部品の駆動などによ
り電源電圧が変動すると、図３（ａ）のようにモータ３
の電圧Ｖも同様に変化し、電圧上昇時には、それに伴っ
てモータ電流が増加する。このとき、実際には挟み込み
は発生していないので、挟み込みを検知しないようにす
る必要がある。同様に、モータの回転速度が低下したと
きに挟み込みが起こったと判断する場合でも、電源電圧
の低下に伴ってモータの回転速度が低下するので、挟み
込みを誤検知しないようにする必要がある。

【００１６】そこで、本実施例の開閉体制御装置１にお
いては、マイコン２は、電流検出回路５及び電圧検出回
路６にて検出されたモータ３の電流Ｉ及び電圧ＶのＡ／
Ｄ変換値から電流変化量算出プログラム２２ａに基づい
て電流の変化量（図２の（ｂ）、図３の（ｂ））を演算
回路２０にて算出し、電力変化量算出プログラム２２ｂ
に基づいて電力の変化量（図２の（ｃ）、図３の
（ｃ））を演算回路２０にて算出し、これらの算出結果
を比較プログラム２２ｃに基づいて所定のしきい値と比
較して、しきい値以上となった場合に挟み込みと判断す
るようにしている。そして、電源電圧の変動（上昇）時
には電力変化量は、図３（ｃ）に示されるように、マイ
ナスに振れることで、挟み込み時と区別される。

【００１７】上記のマイコン２による処理手順の一例に
ついて図４のフローチャートを参照して説明する。この
処理は請求項１に対応する。マイコン２は、オートスイ
ッチ７ｃがオンされたかを調べ（＃１）、オンされてい
れば（＃１：ＹＥＳ）、アップスイッチ７ａ又はダウン
スイッチ７ｂのどちらがオンされたかを調べ（＃２）、
モータ駆動回路４へアップ又はダウンの駆動制御信号を
出力する（＃３）。続いて、起動期間中であるかを調べ
（＃４）、起動期間中でなければ（＃４：ＮＯ）、電流
検出回路５及び電圧検出回路６にて検出したモータ３の
電流Ｉ及び電圧Ｖを読み込み（＃５）、リミットスイッ
チ８がオンされているかを調べ（＃６）、オンされてい
なければ（＃６：ＮＯ）、電流Ｉ及び電圧Ｖの変化量を
得るためにそれらの微分値を算出し、かつ、電力変化量
を得るために電流Ｉと電圧Ｖの積の微分値を算出する
（＃７）。

【００１８】そして、電流Ｉの微分値が所定のしきい値
Ｂより大きいかを調べ（＃８）、大きければ（＃８：Ｙ
ＥＳ）、次に、電力、すなわち、電圧Ｖと電流Ｉの積の
微分値が所定のしきい値Ｃ（挟み込み検知判断の基準）
より大きいかを調べ（＃９）、大きければ（＃９：ＹＥ
Ｓ）、パワーウインドの閉動作中に手や腕等の異物が挟
み込まれたと判断してモータ３の駆動を停止又は逆転さ
せる（＃１０）。一方、上記＃６において、リミットス
イッチ８がオンされていれば（＃６：ＹＥＳ）、パワー
ウインドが全閉位置に到達しているので電流Ｉが所定の
しきい値Ａを越えたとき（＃１１：ＹＥＳ）、マイコン
２はモータ３の駆動を停止させる（＃１２）。また、上
記＃１１で電流Ｉがしきい値Ａを越えていない状態では
（＃１１：ＮＯ）、＃７以降の処理を行う。また、＃
８，＃９における判定がＮＯのときは、＃５に戻り、同
様の動作を繰り返す。

【００１９】このように、開閉体制御装置１は、電源電
圧の変動によって、電流Ｉ及び電圧Ｖが変化した場合に
は、＃８で電流Ｉの微分値がしきい値Ｂを越えていてい
も、＃９において電力の微分値がしきい値Ｃを越えてい
なければ、挟み込みと判断しない。従って、電源電圧の
変動による挟み込みの誤検知を低減することができ、適
正なパワーウインド昇降動作が可能となる。

【００２０】図５は、マイコン２による他の処理手順の
例を示すフローチャートである。この処理は請求項３に
対応する。上記実施例では、電流変化量と電力変化量と
を算出してそれぞれをしきい値と比較して挟み込みの判
断を行うようにしているが、図５に示す例では、モータ
の電流変化量と回転速度変化量とを算出してそれぞれを
しきい値Ｂ，Ｄと比較するようにしたものである。この
例では、マイコン２のＲＯＭ２２には回転速度変化量算
出プログラム（参照番号なし）などが格納される。図５
において、＃２１〜＃２６は図４の＃１〜＃６と同じで
あり、＃２７においてマイコン２は、モータ３の電流Ｉ
の微分値とモータ３の回転速度ωの微分値とを算出す
る。続いて、＃２８において電流Ｉの微分値がしきい値
Ｂを越えているかを調べ（＃２８）、越えていれば（＃
２８：ＹＥＳ）、回転速度ωの微分値がしきい値Ｄ（挟
み込み検知判断の基準）を越えているかを調べ（＃２
９）、越えていれば（＃２９：ＹＥＳ）、挟み込みが発
生したと判断して、モータ３を停止又は反転させる。＃
２８，＃２９における判定がＮＯのときは、＃２５に戻
る。また、＃２６において、リミットスイッチ８がオン
されたときの＃３１，＃３２の動作は図４の＃１１，＃
１２と同様である。

【００２１】また、上記２つの方法の例の他に、モータ
３の電流値と電力変化量でもって挟み込みを判断する方
法（請求項２に対応）でも誤検知を低減させることがで
きる。以上のような挟み込み検知方法を採用することに
より、従来のモータ電流のみを監視して挟み込みを検知
する方法において電源電圧の変動やノイズの影響により
挟み込みを誤検知してしまうことや、従来のモータ回転
速度を監視することで挟み込みを判断する方法において
電源電圧の低下に伴って挟み込みを誤検知してしまうと
いったことが解消され、パワーウインドを安全に、かつ
適切に作動させることができる。

【００２２】なお、本発明は上記実施例構成に限られず
種々の変形が可能である。上記実施例では、開閉体制御
装置１は、自動車のパワーウインドに用いられたが、例
えば、自動車のサンルーフの開閉制御装置として用いて
もよいし、ガレージの電動シャッター、エレベータの扉
などに適用することが可能である。

【００２３】

【発明の効果】以上のように請求項１乃至請求項３の発
明に係る開閉体の開閉制御装置によれば、開閉体の閉動
作中における異物の挟み込みは、モータの電流変化量及
び電力変化量、又はモータの電流値及び電力変化量、又
はモータの電流変化量及び回転速度変化量を算出し、こ
れらそれぞれの算出値と各々の所定のしきい値とを比較
し、その比較結果がそれぞれ所定のしきい値以上となっ
た場合に検知され、挟み込みが検知されるとモータを停
止又は反転させる。従って、開閉体の閉動作中に異物が
挟み込まれた際に挟み込んだままとなることがなく、安
全に開閉体を動作させることができ、また、電源電圧の
変動に伴うモータ電流の変化を挟み込みが発生したと誤
検知することが低減され、適正に開閉体の開閉動作を行
うことができる。また、従来では、電圧変動やその他の
ノイズの影響による挟み込みの誤検知を防ぐために、し
きい値を上げる必要があったため、検知の遅れが生じて
挟み込みのトルクが増大してしまうことがあったが、本
発明では挟み込みの誤検知が低減される分、しきい値を
下げることができ、従って、挟み込み発生時のトルクを
小さくすることができる。

【００２４】また、請求項４のパワーウインドシステム
によれば、上記請求項１乃至請求項３のいずれかに記載
の開閉体の開閉制御装置を用いたことにより、パワーウ
インドの昇降動作中に、電源電圧が変動して挟み込みを
誤検知するといったことが無くなり、パワーウインドシ
ステムの安全性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による開閉体の開閉制御装置
のブロック構成図である。

【図２】開閉制御装置の起動時及び挟み込み発生時の電
流、電圧などの波形図である。

【図３】開閉制御装置の電源電圧変動時の電流、電圧な
どの波形図である。

【図４】開閉制御装置の挟み込み検知の処理手順を示す
フローチャートである。

【図５】開閉制御装置の挟み込み検知の他の処理手順を
示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ 開閉体制御装置 ２ マイクロコンピュータ ３ モータ ４ モータ駆動回路 ５ 電流検出回路（電流検出手段） ６ 電圧検出回路（電圧検出手段） ２２ａ 電流変化量算出プログラム（電流変化量算出手
段） ２２ｂ 電力変化量算出プログラム（電力変化量算出手
段） ２２ｃ 比較プログラム（比較手段）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 窓・扉等の開閉体をモータの駆動により
   開閉制御する開閉体の開閉制御装置において、 前記モータの電流を検出する電流検出手段と、 前記モータの電圧を検出する電圧検出手段と、 前記電流検出手段の出力に基づいて電流変化量を算出す
   る電流変化量算出手段と、 前記電流検出手段及び前記電圧検出手段の出力に基づい
   て電力変化量を算出する電力変化量算出手段と、 前記各算出手段により算出された電流変化量及び電力変
   化量をそれぞれ所定のしきい値と比較する比較手段とを
   備え、 前記比較の結果、前記電流変化量及び電力変化量がそれ
   ぞれ所定のしきい値以上の場合に、前記モータを停止又
   は反転させることを特徴とする開閉体の開閉制御装置。
2. 【請求項２】 窓・扉等の開閉体をモータの駆動により
   開閉制御する開閉体の開閉制御装置において、 前記モータの電流を検出する電流検出手段と、 前記モータの電圧を検出する電圧検出手段と、 前記電流検出手段及び前記電圧検出手段の出力に基づい
   て電力変化量を算出する電力変化量算出手段と、 前記電流検出手段により検出されたモータの電流値及び
   前記電力変化量算出手段により算出された電力変化量を
   それぞれ所定のしきい値と比較する比較手段とを備え、 前記比較の結果、前記モータの電流値及び電力変化量が
   それぞれ所定のしきい値以上の場合に、前記モータを停
   止又は反転させることを特徴とする開閉体の開閉制御装
   置。
3. 【請求項３】 窓・扉等の開閉体をモータの駆動により
   開閉制御する開閉体の開閉制御装置において、 前記モータの電流変化量を検出する電流変化量検出手段
   と、 前記モータの回転速度の変化量を検出する回転速度変化
   量検出手段と、 前記各検出手段により検出された電流変化量及び回転速
   度変化量をそれぞれ所定のしきい値と比較する比較手段
   とを備え、 前記比較の結果、前記電流変化量及び回転速度変化量が
   それぞれ所定のしきい値以上の場合に、前記モータを停
   止又は反転させることを特徴とする開閉体の開閉制御装
   置。
4. 【請求項４】 上記請求項１乃至請求項３のいずれかに
   記載の開閉体の開閉制御装置を用いたシステムであっ
   て、操作スイッチを操作することによりモータが駆動さ
   れ、開閉体としての窓を開閉動作させることを特徴とす
   るパワーウインドシステム。