WO2011052152A1 - 挟み込み検出方法、挟み込み検出装置の設定方法、挟み込み検出装置、開閉制御装置 - Google Patents

挟み込み検出方法、挟み込み検出装置の設定方法、挟み込み検出装置、開閉制御装置 Download PDF

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藤井俊兵
舘上徹
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マブチモーター株式会社
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E05Y2900/50—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for vehicles
    • E05Y2900/53—Type of wing
    • E05Y2900/55—Windows

Definitions

  • a threshold value can be set at the stage of manufacturing the switchgear, or a new threshold can be reset when the switchgear is replaced or repaired.
  • an object having the first thickness is inserted between the opening / closing body and the abutting portion against which the opening / closing body abuts during a normal closing operation, and the opening / closing body is moved to move the first thickness object to the opening / closing body.
  • the amount of rotation of the motor detected in a state sandwiched between the abutting portion is defined as the amount of rotation of the motor until the opening / closing body reaches the first position.
  • Another aspect of the present invention is a method for setting a pinch detection device.
  • This method is a setting method of a foreign object pinching detection device in an opening / closing device that drives a motor to move the opening / closing body, and the opening / closing body is different from the first position and the first position by driving the motor.
  • the amount of rotation of the motor until reaching position 2 is detected, the amount of displacement between the first position and the second position of the opening / closing body, and the rotation of the motor detected at the first position and the second position, respectively.
  • a set value is calculated on the basis of the difference between the amounts, and the set value is set as a threshold value for detecting foreign object pinching by comparing with a change in signal correlated with the rotational speed of the motor.
  • a threshold value can be set at the stage of manufacturing the switchgear, or a new threshold can be reset when the switchgear is replaced or repaired.
  • a determination unit that determines whether the foreign matter is caught in the opening / closing device, and a driving unit that drives the motor until the opening / closing body moves to at least a first position and a second position different from the first position in the setting mode.
  • a motor rotation amount calculation for detecting the rotation amount of the motor until the opening / closing body moves to the first position and the second position based on a signal accompanying the rotation of the motor. And the difference between the displacement amount between the first position and the second position of the opening / closing body and the rotation amount of the motor detected at each of the first position and the second position in the setting mode.
  • a setting unit that sets the calculated setting value as a threshold value.
  • the driving unit may stop or reverse the driving of the motor when a foreign object is detected. Thereby, it is prevented that the further load is applied with respect to the foreign material pinched
  • the opening / closing body is opened by 50 mm or more.
  • the setting unit may be configured to be able to set various load values in accordance with the standard as a pinching load when a foreign object is pinched. Thereby, it becomes possible to detect the trapping of the foreign matter at a safer stage.
  • Still another aspect of the present invention is an open / close control device.
  • This device includes a motor and the above-described pinching detection device.
  • FIG. 4A and FIG. 4B are diagrams showing the relationship between the position of the door glass and the rotation speed of the motor when a foreign object is caught while the door glass is closed. It is a flowchart which shows the pinching detection method in the detection mode which concerns on this Embodiment. It is a schematic diagram which shows an example of the setting method which concerns on this Embodiment. It is a performance diagram in a general DC motor.
  • FIG. 9A to FIG. 9E are diagrams sequentially illustrating the operation of opening and closing the door glass in the setting mode.
  • FIG. 10A is a diagram showing a configuration for detecting the rotation of the motor based on a change in drive current.
  • FIG. 10B is a diagram showing a change in current over time.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a power window system according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view of the vicinity of the output shaft of the motor according to the present embodiment.
  • the power window system 10 includes a motor unit 12, a regulator 14, a door glass 16 as an opening / closing body, and a frame 18 that supports the door glass 16 so as to be slidable.
  • the regulator 14 includes a drum 30, a wire 32 that is pulled in both directions as the drum 30 rotates, a carrier plate 34 that is fixed to the door glass 16, and a guide member 36 that guides the carrier plate 34.
  • the carrier plate 34 is fixed to the wire 32.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the pinch detection device according to the present embodiment.
  • the pinch detection device 38 includes a motor drive circuit 40 that drives the motor main body 20, a rotation speed calculation circuit 42 that calculates the rotation speed of the motor based on the output signal of the hall sensor 26, and switch operations of the driver and passengers.
  • a switch input circuit 44 to which signals are input a communication circuit 46 that communicates with other devices of the vehicle and the outside of the vehicle, and a microcomputer that controls the driving of the motor body 20 in accordance with signals of various sensors and various switch operations. 48.
  • the microcomputer 48 includes a central processing unit (CPU) and a storage unit such as a ROM or a RAM that stores or temporarily stores operation programs and various setting values.
  • FIG. 4A and FIG. 4B are diagrams showing the relationship between the position of the door glass and the rotation speed of the motor when a foreign object is caught while the door glass is closed.
  • the microcomputer 48 receiving the signal through the switch input circuit 44 drives the motor body 20 by the motor driving circuit 40.
  • the rotation speed of the motor body 20 becomes a constant speed S 0 as shown in FIG. 4A until the upper end of the door glass 16 hits the frame 18.
  • the rotational speed of the motor body 20 is rapidly reduced.
  • the microcomputer 48 detects the rotational speed S 1 again motor (S12). If a limit signal indicating that the upper end of the door glass 16 has successfully hit the frame 18 is detected at that time (Yes in S14), the motor is stopped (S16), and the processing in the detection mode is terminated. To do. On the other hand, when the limit signal is not detected (No in S14), the microcomputer 48 determines whether or not the change S 0 -S 1 in the rotation speed of the motor is larger than the threshold value Y (S18). When the change S 0 -S 1 in the rotation speed of the motor is equal to or less than the threshold value Y (No in S18), the process returns to S12.
  • the microcomputer 48 determines that there is a foreign object caught and controls the motor drive circuit 40 to control the motor. Is reversed (S20), and the process in the detection mode is terminated. Thereby, it is prevented that the further load is applied with respect to the foreign material pinched
  • the threshold value Y stored in the storage unit of the microcomputer 48 is always a fixed value.
  • the pinch detection accuracy may vary. For this reason, when the motor unit 12 is combined with a different regulator, it is considered to rewrite the threshold value Y stored in the pinching detection device 38 accordingly.
  • the object X according to the present embodiment is a rectangular parallelepiped having different widths W1 and W2 (W1> W2). Further, when the object X is sandwiched between the door glass 16 and the frame 18, the stopping position of the door glass 16 does not greatly deviate from the positions A ⁇ b> 1 and A ⁇ b> 2 if the sandwiching load is the same (there is reproducibility). It is good that it is such hardness. From this point of view, a material close to a rigid body is more preferable, but it may be better to have a certain degree of elasticity in consideration of the impact on the door glass when the door glass 16 hits the object X and the sudden braking applied to the motor. . In addition, the object X is preferably made of a material and a structure that have a smaller difference in elastic modulus depending on the sandwiched direction. Urethane is used as the object X according to the present embodiment.
  • the microcomputer 48 sets a threshold value Y that determines that there is a pinch when the pinch load is 100 N or more when a foreign object is pinched. If more importance is placed on safety, the microcomputer 48 may set a threshold value Y such that it is determined that there is a pinch when the pinch load is 80 N or more when a foreign object is pinched. As a result, the pinching detection device 38 can detect the pinching of foreign matter at a safer stage.
  • FIG. 8 is a flowchart showing a threshold setting method in the setting mode according to the present embodiment.
  • FIG. 9A to FIG. 9E are diagrams sequentially illustrating operations for opening and closing the door glass 16 in the setting mode.
  • a motor drive circuit 40 that drives the motor until it moves to a different second position, and in the setting mode, the door glass
  • a motor rotation amount calculation unit that detects a pulse count of the motor until the 16 moves to the first position and the second position based on the signal of the hall sensor 26, and in the setting mode, the first of the door glass 16 A set value calculated based on the displacement amount D between the position and the second position and the difference between the pulse count differences (P1 ⁇ P2) of the motor detected at the first position and the second position, respectively.
  • a setting unit that sets the threshold value Y.
  • the microcomputer 48 according to the present embodiment functions as a storage unit, a determination unit, a motor rotation amount calculation unit, and a setting unit.
  • the present invention can also be regarded as a foreign object pinching detection method in the power window system 10 that moves the door glass 16 by driving the motor body 20.
  • the detection mode the change ⁇ S in the rotation speed of the motor and the threshold value Y are compared to detect the foreign object being caught in the power window system 10, and in the setting mode, the motor body 20 is driven. And detecting the pulse count of the motor until the door glass 16 reaches the first position and the second position different from the first position, and the first position and the second position of the door glass 16 are detected.
  • a set value calculated based on the amount of displacement D between the motor and the difference (P1 ⁇ P2) in the motor pulse count detected at the first position and the second position can be set as the threshold value Y. it can.
  • FIG. 10A is a diagram showing a configuration for detecting the rotation of the motor based on a change in drive current.
  • FIG. 10B is a diagram showing a change in current over time.
  • the pinching detection device 38 itself detects a change in the drive current, and calculates the rotation speed and rotation speed of the motor body 20, thereby omitting components such as the Hall sensor 26 and the sensor magnet 28.
  • the motor unit 12 can be reduced in size and cost.

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Abstract

　ある態様の挟み込み検出方法は、モータを駆動して開閉体を移動させる開閉装置における異物の挟み込み検出方法であって、検出モードにおいては、モータの回転速度と相関のある信号の変化としきい値とを比較して開閉装置への異物の挟み込みを検出し、設定モードにおいては、モータを駆動して開閉体が所定の基準位置から第１の位置および第１の位置とは異なる第２の位置に達するまでのモータの回転量をそれぞれ検出し、開閉体の第１の位置と第２の位置との間の変位量と、第１の位置と第２の位置でそれぞれ検出したモータの回転量の差と、に基づいて算出した設定値をしきい値として設定する。

Description

挟み込み検出方法、挟み込み検出装置の設定方法、挟み込み検出装置、開閉制御装置
　本発明は動力により開閉が行われる部材の開閉制御装置に関し、例えば、車両のパワーウィンドウやサンルーフの開閉制御装置に関する。
　近年、自動車のパワーウィンドウにおいて、ドアガラスを閉じる際にドアガラスが何らかの異物を挟み込んだ場合、自動的にドアガラスの動きを反転させドアガラスを開くように制御する制御装置が知られている。
　このような制御装置を実現するためには、制御対象であるパワーウィンドウの特性が車種毎に異なるため、これら諸特性のパラメータを車種毎に異なるデータとして制御装置に設定する必要がある。そのため、車種毎に制御装置を用意する必要があり、生産性の低下や在庫管理が煩雑になる等の問題があった。
　このような問題を解決するものとして、特許文献１には、パワーウィンドウの開閉制御に必要なパラメータを外部からの信号入力によって内部の記憶手段に登録可能な登録手段を備えるパワーウィンドウ制御装置が開示されている。
特開２００３－３５０６８号公報
　しかしながら、上述の制御装置は、特別な検査機や無線通信手段が必要であり、パラメータの登録を行う場所やタイミングには制限がある。
　本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、パワーウィンドウなどの開閉体の動作に関する値を簡易に設定することが可能な技術を提供することにある。
　上記課題を解決するために、本発明のある態様の挟み込み検出方法は、モータを駆動して開閉体を移動させる開閉装置における異物の挟み込み検出方法であって、検出モードにおいては、モータの回転速度と相関のある信号の変化としきい値とを比較して開閉装置への異物の挟み込みを検出し、設定モードにおいては、モータを駆動して開閉体が所定の基準位置から第１の位置および第１の位置とは異なる第２の位置に達するまでのモータの回転量をそれぞれ検出し、開閉体の第１の位置と第２の位置との間の変位量と、第１の位置と第２の位置でそれぞれ検出したモータの回転量の差と、に基づいて算出した設定値をしきい値として設定する。
　この態様によると、異物の挟み込みを検出するために用いられるしきい値を、必要なタイミングで算出することができる。そのため、例えば、開閉装置を製造した段階でしきい値を設定したり、開閉装置を交換や修理した場合に新たにしきい値を設定し直したりすることができる。
　設定モードにおいて、開閉体と正常な閉動作時には開閉体が突き当たる突き当て部との間に第１の厚みの物体を挿入し、開閉体を移動させて第１の厚みの物体を該開閉体と突き当て部との間に挟んだ状態で検出したモータの回転量を、開閉体が第１の位置に達するまでのモータの回転量とし、次に、開閉体と突き当て部との間に第１の厚みと異なる第２の厚みの物体を挿入し、開閉体を移動させて第２の厚みの物体を開閉体と突き当て部との間に挟んだ状態で検出したモータの回転量を、開閉体が第２の位置に達するまでのモータの回転量としてもよい。これにより、開閉体と突き当て部との間に既知の厚みの物体を挟むことで、第１の位置および第２の位置を容易に規定することができる。
　第１の厚みの物体と第２の厚みの物体は、方向によって厚みが異なる一つの物体であってもよい。あるいは、第１の厚みの物体と第２の厚みの物体は、場所によって厚みが異なる一つの物体であってもよい。これにより、一つの物体の挟み込む方向や挟み込む位置を変えるだけで二つの位置を容易に規定することができる。
　本発明の別の態様は、挟み込み検出装置の設定方法である。この方法は、モータを駆動して開閉体を移動させる開閉装置における異物の挟み込み検出装置の設定方法であって、モータを駆動して開閉体が第１の位置および第１の位置とは異なる第２の位置に達するまでのモータの回転量をそれぞれ検出し、開閉体の第１の位置と第２の位置との変位量と、第１の位置と第２の位置でそれぞれ検出したモータの回転量の差と、に基づいて設定値を算出し、モータの回転速度と相関のある信号の変化と比較することで異物の挟み込みを検出するためのしきい値として設定値を設定する。
　この態様によると、異物の挟み込みを検出するために用いられるしきい値を、必要なタイミングで算出することができる。そのため、例えば、開閉装置を製造した段階でしきい値を設定したり、開閉装置を交換や修理した場合に新たにしきい値を設定し直したりすることができる。
　本発明のさらに別の態様は、挟み込み検出装置である。この装置は、モータを駆動して開閉体を移動させる開閉装置における異物の挟み込み検出装置であって、モータの回転に伴う信号に基づいてモータの回転速度を算出する回転速度算出部と、開閉体の移動に伴うモータの回転速度の変化と比較することで異物の挟み込みを検出するためのしきい値を記憶する記憶部と、検出モードにおいて、モータの回転速度の変化としきい値とを比較して開閉装置への異物の挟み込みを判定する判定部と、設定モードにおいて、開閉体が少なくとも第１の位置および第１の位置とは異なる第２の位置に移動するまでモータを駆動する駆動部と、設定モードにおいて、開閉体が第１の位置および第２の位置に移動するまでのモータの回転量をそれぞれモータの回転に伴う信号に基づいて検出するモータ回転量算出部と、設定モードにおいて、開閉体の第１の位置と第２の位置との変位量と、第１の位置と第２の位置でそれぞれ検出したモータの回転量との差と、に基づいて算出した設定値をしきい値として設定する設定部と、を備える。
　この態様によると、異物の挟み込みを検出するために用いられるしきい値を、必要なタイミングで算出することができる。そのため、例えば、開閉装置を製造した段階でしきい値を設定したり、開閉装置を交換や修理した場合に新たにしきい値を設定し直したりすることができる。
　駆動部は、異物の挟み込みが検出された場合にモータの駆動を停止または反転させてもよい。これにより、挟み込まれた異物に対して更なる荷重がかかることが防止される。なお、モータの駆動を反転させる場合は、開閉体が５０ｍｍ以上開くようにすることが好ましい。
　設定部は、異物が挟み込まれた際の挟み込み荷重として、規格に沿った様々な荷重の値を設定できるように構成されていてもよい。これにより、より安全な段階で異物の挟み込みの検出が可能となる。
　本発明のさらに別の態様は、開閉制御装置である。この装置は、モータと、上述の挟み込み検出装置と、を備えている。
　モータの回転に伴うパルス信号を検出する回転検出センサを更に備えてもよい。これにより、モータの回転量を精度よく検出することができる。
　なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
　本発明によれば、開閉体の動作に関する値を簡易に設定することができる。
本実施の形態に係るパワーウィンドウシステムの構成を示す模式図である。 本実施の形態に係るモータの出力軸近傍の斜視図である。 本実施の形態に係る挟み込み検出装置の構成を示すブロック図である。 図４（ａ）、図４（ｂ）は、ドアガラスが閉動中に異物が挟み込まれた際のドアガラスの位置とモータの回転速度との関係を示した図である。 本実施の形態に係る検出モードでの挟み込み検出方法を示すフローチャートである。 本実施の形態に係る設定方法の一例を示す模式図である。 一般的なＤＣモータにおける性能線図である。 本実施の形態に係る設定モードでのしきい値設定方法を示すフローチャートである。 図９（ａ）～図９（ｅ）は、設定モードにおけるドアガラスの開閉動の操作を順に示した図である。 図１０（ａ）は、駆動電流の変化によりモータの回転を検出する構成を示した図である。図１０（ｂ）は、電流の時間変化を示した図である。
　以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。また、以下に述べる構成は例示であり、本発明の範囲を何ら限定するものではない。
　本願発明に係る異物の挟み込みを検出する技術は、モータを駆動して開閉体を移動させる開閉装置に適用するものであり、例えば、車両のパワーウィンドウシステムやサンルーフ等に適用可能なものである。以下では、自動車のパワーウィンドウシステムに適用した場合について説明する。
　（パワーウィンドウシステムの構成）
　はじめに、パワーウィンドウシステムの構成の概略について説明する。図１は、本実施の形態に係るパワーウィンドウシステムの構成を示す模式図である。図２は、本実施の形態に係るモータの出力軸近傍の斜視図である。
　図１に示すように、パワーウィンドウシステム１０は、モータユニット１２と、レギュレータ１４と、開閉体としてのドアガラス１６と、ドアガラス１６をスライド可能に支持する枠体１８と、を備える。
　モータユニット１２は、モータ本体２０と、モータ本体２０の出力軸に取り付けられたウォームギヤ２２と、ウォームギヤ２２との組合せで所定の減速比を実現するウォームホイール２４と、後述する挟み込み検出装置と、を備える。また、図２に示すように、モータ本体２０は、ウォームギヤ２２が取り付けられている出力軸２０ａの基部に、ホールセンサ２６およびセンサ用マグネット２８が設けられている。ホールセンサ２６は、センサ用マグネット２８により、モータの回転に同期したパルス信号を出力する。モータユニット１２の駆動力（回転力）は、ウォームギヤ２２およびウォームホイール２４を介してレギュレータ１４のドラム３０に伝達される。なお、ウォームホイール２４とドラム３０との連結機構については説明を省略するが、力をある程度伝達できるものであればどのような構成であってもかまわない。
　レギュレータ１４は、ドラム３０と、ドラム３０の回転に伴い両方向に引っ張られるワイヤ３２と、ドアガラス１６に固定されているキャリアプレート３４と、キャリアプレート３４をガイドするガイド部材３６と、を備える。キャリアプレート３４はワイヤ３２に固定されている。これにより、外部からの操作や信号に基づいてモータユニット１２が駆動されると、その回転がドラム３０に伝達され、ワイヤ３２がいずれかの方向に移動し、キャリアプレート３４に固定されているドアガラス１６が上下動（開閉動）する。
　（挟み込み検出装置）
　上述のパワーウィンドウシステム１０は、ドアガラス１６を開閉する際にドアガラス１６と枠体１８との間に異物を挟み込んだ場合、その挟み込みを検出するための挟み込み検出装置を備えている。図３は、本実施の形態に係る挟み込み検出装置の構成を示すブロック図である。
　挟み込み検出装置３８は、モータ本体２０を駆動するモータ駆動回路４０と、ホールセンサ２６の出力信号に基づいてモータの回転速度を算出する回転速度算出回路４２と、運転者や同乗者のスイッチ操作の信号が入力されるスイッチ入力回路４４と、車両の他の装置や車両外部との通信を行う通信回路４６と、各種センサや各種スイッチ操作の信号に応じてモータ本体２０の駆動を制御するマイクロコンピュータ４８と、を備える。マイクロコンピュータ４８は、中央処理演算装置（ＣＰＵ）と、動作プログラムや各種設定値を記憶または一時的に記憶するＲＯＭやＲＡＭなどの記憶部と、を有する。
　（挟み込み検出方法）
　次に、上述のパワーウィンドウシステムにおける挟み込み検出方法について説明する。図４（ａ）、図４（ｂ）は、ドアガラスが閉動中に異物が挟み込まれた際のドアガラスの位置とモータの回転速度との関係を示した図である。スイッチ操作によりドアガラス１６の閉動が指示されると、スイッチ入力回路４４を介してその信号を受けたマイクロコンピュータ４８は、モータ駆動回路４０によりモータ本体２０を駆動させる。その際、パワーウィンドウシステム１０に異常がなければ、ドアガラス１６の上端が枠体１８に突き当たるまでは、モータ本体２０の回転速度は図４（ａ）に示すように一定速度Ｓ０となる。ところが、ドアガラス１６の上端が枠体１８に正常に突き当たる前に、ドアガラス１６と枠体１８との間に異物が挟まれると、モータ本体２０の回転速度は急激に低下する。
　そこで、マイクロコンピュータ４８は、モータ本体２０の低下した回転速度Ｓ１と正常時の一定速度Ｓ０との差分が所定のしきい値Ｙを超えた時点で、異物の挟み込みがあると判定する。なお、回転速度の検出を上述のホールセンサ２６で行うと、回転速度の変化が図４（ｂ）に示すような波形となる。このような場合は、所定の検出時間のモータの回転数と検出時間とから演算により平均回転速度としてＳ０を算出すればよい。
　図５は、本実施の形態に係る検出モードでの挟み込み検出方法を示すフローチャートである。このような検出モードは、例えば、ガラスドアの閉動作を自動で行うオート機能付きのスイッチが操作されることで開始される。検出モードによる処理が開始されると、マイクロコンピュータ４８は、モータの基準回転速度Ｓ０を記憶部より読み込む（Ｓ１０）。このように、基準回転速度Ｓ０は設計値として予め記憶部に記憶されたものが用いられてもよいが、処理が開始された直後に回転速度算出回路４２によって算出された値が用いられてもよい。
　その後、マイクロコンピュータ４８は、再度モータの回転速度Ｓ１を検出する（Ｓ１２）。その時点でドアガラス１６の上端が枠体１８に正常に突き当たったことを示すリミット信号が検出されている場合（Ｓ１４のＹｅｓ）、モータの駆動を停止し（Ｓ１６）、検出モードによる処理を終了する。一方、リミット信号が検出されていない場合（Ｓ１４のＮｏ）、マイクロコンピュータ４８は、モータの回転速度の変化Ｓ０－Ｓ１がしきい値Ｙより大きいか否かを判定する（Ｓ１８）。モータの回転速度の変化Ｓ０－Ｓ１がしきい値Ｙ以下の場合（Ｓ１８のＮｏ）、Ｓ１２の処理に戻る。一方、モータの回転速度の変化Ｓ０－Ｓ１がしきい値Ｙより大きい場合（Ｓ１８のＹｓｅ）、マイクロコンピュータ４８は、異物の挟み込みがあると判定し、モータ駆動回路４０を制御してモータを反転動作させ（Ｓ２０）、検出モードによる処理を終了する。これにより、挟み込まれた異物に対して更なる荷重がかかることが防止される。
　ところで、モータユニット１２をはん用品として様々なレギュレータ１４と組み合わせてパワーウィンドウシステム１０を構成しようとする場合、マイクロコンピュータ４８の記憶部に記憶されているしきい値Ｙが常に固定値であると、システムの種類や個体差によっては挟み込みの検出精度がばらつくおそれがある。そのため、モータユニット１２を異なるレギュレータと組み合わせる場合には、それに応じて挟み込み検出装置３８が記憶しているしきい値Ｙを書き換えることが検討されている。
　そこで、本発明者らが鋭意検討した結果、このようなしきい値の設定や書換えを簡易に行うことができる技術を考案した。以下に、その原理について説明する。
　（設定モード）
　はじめに、本実施の形態に係る挟み込み検出装置における設定モードによってしきい値を設定する方法の原理について説明する。なお、以下ではＤＣモータを例にとり説明するが、回転数とトルクとに相関があるモータであれば他の方式のモータであってもよい。
　図６は、本実施の形態に係る設定方法の一例を示す模式図である。図６に示すように、物体Ｘをドアガラス１６と枠体１８との間に挟み込み、ドアガラス１６の上端が位置Ａ１と位置Ａ２の二つの位置において、モータのパルスカウントＰ１、Ｐ２をホールセンサ２６を用いて検出する。ここで、パルスカウントは、任意の基準位置を０点としてその位置からモータが何回転したかを検出することで求められる。本実施の形態では、ドアガラス１６の上端が枠体１８に突き当たった状態におけるパルスカウントを０としている。
　本実施の形態に係る物体Ｘは、横幅Ｗ１と縦幅Ｗ２の厚みが異なる（Ｗ１＞Ｗ２）直方体である。また、物体Ｘは、ドアガラス１６と枠体１８との間に挟まれた場合、挟み込み荷重が同じであればドアガラス１６の停止位置が位置Ａ１、Ａ２から大きくずれない（再現性がある）ような硬さであるとよい。このような観点では剛体に近い材質がより好ましいが、ドアガラス１６が物体Ｘに突き当たる際のドアガラスへの衝撃やモータに与える急制動を考慮すればある程度の弾性を有する方がよい場合もある。また、物体Ｘは、挟み込まれる方向によって弾性率の差がより小さい材質、構造が好ましい。本実施の形態に係る物体Ｘとしては、ウレタンが用いられる。
　マイクロコンピュータ４８は、ホールセンサ２６の信号に基づいてパルスカウントＰ１、Ｐ２の値を取得するとともに、物体Ｘの形状に基づいて予め設定されている厚みの差Ｄ［ｍ］＝Ｗ１－Ｗ２を、通信手段を介して外部より、または記憶部より取得する。したがって、１パルスあたりのドアガラス１６の移動量Ｈは、式（１）に示される。
　Ｈ＝Ｄ／（Ｐ１－Ｐ２）・・・式（１）
　モータユニット１２の減速比をＮ、モータ本体２０の回転軸が１回転移動するときに検出されるパルス数を１パルスとした場合、ウォームホイール２４と同期して回転するドラム３０が１回転するときに検出されるモータのパルス数はＮパルスとなる。したがって、ドラム３０が１回転した場合のドアガラス１６の移動量は、式（２）に示される。
　Ｎ×Ｈ＝Ｎ×Ｄ／（Ｐ１－Ｐ２）・・・式（２）
　図６に示すワイヤ式のレギュレータにおいて、ドラム３０の直径をＬ［ｍ］とすると、ドラム３０が１回転した場合のワイヤ３２の移動量、すなわちドアガラス１６の移動量はπＬ［ｍ］となり、これは式（２）に示されるＮ×Ｈと等しい。すなわち、式（３）に示す関係が成立する。
　Ｎ×Ｄ／（Ｐ１－Ｐ２）＝πＬ・・・式（３）
　次に、ドラム３０の直径がＬの場合、モータ出力軸の中心から力点までの距離はＬ／２であるため、モータの出力軸のトルクをＴ［Ｎ・ｍ］、その時に発生している力をＦとすると、式（４）に示す関係が成立する。
　Ｆ＝２×Ｔ／Ｌ・・・式（４）
　一般的なＤＣモータは、トルクと回転数に相関がある。図７は、一般的なＤＣモータにおける性能線図である。このようなＤＣモータにおいては、図７に示すように、モータの速度変化ΔＳ（＝Ｓ０－Ｓ１）の場合にモータが発生しているトルクの変化はΔＴ（Ｔ１－Ｔ０）となる。そこで、図７に示すトルクと回転数との相関に基づいて、無負荷回転数をＮ０［ｒｐｍ］、停動トルクをＴｓ［Ｎ・ｍ］とすると、トルク変化ΔＴは、以下の式（５）に示される。
　ΔＴ＝（Ｓ０－Ｓ１）×（Ｔｓ／Ｎ０）・・・式（５）
　したがって、式（３）、式（４）、式（５）を考慮すると、式（６）に示す関係が成立する。
　Ｆ＝（Ｓ０－Ｓ１）×（Ｔｓ／Ｎ０）×２π×（Ｐ１－Ｐ２）／（Ｎ×Ｄ）・・・式（６）
　ここでＦは挟み込み荷重に相当する。挟み込み荷重Ｆとは、挟み込まれた異物に働いているとされる荷重であり、誤作動の防止と安全性を両立する範囲で適宜決められるものである。目標となる挟み込み荷重Ｆが小さい場合、パワーウィンドウシステム１０の各構成の交差や振動などの外乱によって誤作動、例えば、異物が挟み込まれていないにも関わらずドアガラス１６が反転動作するといった状態が発生し得る。一方、目標となる挟み込み荷重Ｆが大きい場合、ドアガラス１６が反転動作するまでに異物にかかる荷重が過大となる可能性がある。
　そのため、本実施の形態に係る挟み込み検出装置３８は、これらの事情を考慮して挟み込み荷重の目標値が定義されており、その挟み込み荷重が発生するモータの速度変化ΔＳ（＝Ｓ０－Ｓ１）をしきい値Ｙとして設定する。具体的には、マイクロコンピュータ４８は、異物が挟み込まれた際の挟み込み荷重が１００Ｎ以上の場合に挟み込みがあると判定されるようなしきい値Ｙを設定する。より安全性を重視すれば、マイクロコンピュータ４８は、異物が挟み込まれた際の挟み込み荷重が８０Ｎ以上の場合に挟み込みがあると判定されるようなしきい値Ｙを設定してもよい。これにより、挟み込み検出装置３８は、より安全な段階で異物の挟み込みの検出が可能となる。
　次に、設定モードにおけるしきい値の設定手順について説明する。図８は、本実施の形態に係る設定モードでのしきい値設定方法を示すフローチャートである。図９（ａ）～図９（ｅ）は、設定モードにおけるドアガラス１６の開閉動の操作を順に示した図である。
　本実施の形態に係る挟み込み検出装置３８は、パワーウィンドウシステム１０が備えるスイッチを用いた所定操作の信号をスイッチ入力回路４４を介して受信することで設定モードに移行する（Ｓ３０）。所定操作は、図９（ａ）に示すように、パワーウィンドウシステム１０のＡｕｔｏスイッチとＣｌｏｓｅスイッチを操作して、ドアガラス１６の上端を所定時間枠体１８に押し当てる。次に、ＡｕｔｏスイッチとＯｐｅｎスイッチを操作して、ドアガラス１６を開動作させて、ドアガラス１６の下端を所定時間枠体１８に押し当てる（図９（ｂ）、図９（ｃ）参照）。これにより、挟み込み検出装置３８は設定モードに移行される。
　次に、物体Ｘを所定の方向にして枠体１８の上端に接するように、手で押さえる等して位置決めをする。そして、ドアガラス１６の可動範囲の最下点（例えば、レギュレータの最下点。本実施の形態における所定の基準位置に相当。）から、第１の位置までドアガラス１６を上昇させる。この時、物体Ｘは、ドアガラス１６と枠体１８とに挟み込まれた状態となる（図９（ｄ））。挟み込み検出装置３８は、この間のモータのパルスカウントを検出する（Ｓ３２）。次に、再度、ドアガラス１６の可動範囲の最下点までドアガラス１６を下げる。次に、物体Ｘを図９（ｄ）とは異なる所定の方向にして枠体１８の上端に接するように、手で押さえる等して位置決めをする。そして、ドアガラス１６の可動範囲の最下点から、第２の位置までドアガラス１６を上昇させる。この時、物体Ｘは、ドアガラス１６と枠体１８とに挟み込まれた状態となる（図９（ｅ））。挟み込み検出装置３８は、この間のモータのパルスカウントを検出する（Ｓ３４）。なお、それぞれの向きで物体Ｘを挟み込み順番は、逆であってもよい。
　マイクロコンピュータ４８は、検出した各パルスカウントＰ１，Ｐ２と、式（６）とに基づいてＳ０－Ｓ１に相当するしきい値Ｙを算出し（Ｓ３６）、この値を新たなしきい値Ｙとして記憶部に設定する（Ｓ３８）。このような設定モードにより、簡便にしきい値Ｙを設定することができる。また、上述の方法では、式（６）に示すように、レギュレータの形状についてのパラメータが含まれていない。つまり、本実施の形態に係るモータユニット１２は、レギュレータの形状が不明なパワーウィンドウシステム１０に対して適用された場合でも、しきい値Ｙを新たに設定したり、更新したりすることが容易にできる。
　本願発明を上述の内容と照らし合わせて説明すると以下のようになる。
　挟み込み検出装置３８は、モータを駆動してドアガラス１６を移動させるパワーウィンドウシステム１０における異物の挟み込み検出装置３８であって、ホールセンサ２６で検出した信号に基づいてモータの回転速度を算出する回転速度算出回路４２と、ドアガラス１６の移動に伴うモータの回転速度の変化ΔＳと比較することで異物の挟み込みを検出するためのしきい値Ｙを記憶する記憶部と、検出モードにおいて、モータの回転速度の変化ΔＳとしきい値Ｙとを比較してパワーウィンドウシステム１０への異物の挟み込みを判定する判定部と、設定モードにおいて、ドアガラス１６が少なくとも第１の位置および第１の位置とは異なる第２の位置に移動するまでモータを駆動するモータ駆動回路４０と、設定モードにおいて、ドアガラス１６が第１の位置および第２の位置に移動するまでのモータのパルスカウントをそれぞれホールセンサ２６の信号に基づいて検出するモータ回転量算出部と、設定モードにおいて、ドアガラス１６の第１の位置と第２の位置との変位量Ｄと、第１の位置と第２の位置でそれぞれ検出したモータのパルスカウント差（Ｐ１－Ｐ２）との差と、に基づいて算出した設定値をしきい値Ｙとして設定する設定部と、を備える。本実施の形態に係るマイクロコンピュータ４８は、記憶部、判定部、モータ回転量算出部、設定部として機能する。
　挟み込み検出装置３８は、異物の挟み込みを検出するために用いられるしきい値Ｙを、必要なタイミングで算出することができる。そのため、例えば、パワーウィンドウシステム１０を製造した段階でしきい値Ｙを設定したり、パワーウィンドウシステム１０の部品を交換や修理した場合に新たにしきい値Ｙを設定し直したりすることができる。
　また、本願発明は、モータ本体２０を駆動してドアガラス１６を移動させるパワーウィンドウシステム１０における異物の挟み込み検出方法としてとらえられることもできる。この方法によれば、検出モードにおいては、モータの回転速度の変化ΔＳとしきい値Ｙとを比較してパワーウィンドウシステム１０への異物の挟み込みを検出し、設定モードにおいては、モータ本体２０を駆動してドアガラス１６が第１の位置および第１の位置とは異なる第２の位置に達するまでのモータのパルスカウントをそれぞれ検出し、ドアガラス１６の第１の位置と第２の位置との間の変位量Ｄと、第１の位置と第２の位置でそれぞれ検出したモータのパルスカウントの差（Ｐ１－Ｐ２）と、に基づいて算出した設定値をしきい値Ｙとして設定することができる。
　また、上述の挟み込み検出方法では、設定モードにおいて、ドアガラス１６と正常な閉動作時にはドアガラス１６が突き当たる枠体１８との間に第１の厚みの物体を挿入し、ドアガラス１６を移動させて第１の厚みの物体をドアガラス１６と枠体１８との間に挟んだ状態で検出したモータのパルスカウントを、ドアガラス１６が第１の位置に達するまでのモータのパルスカウントとし、次に、ドアガラス１６と枠体１８との間に第１の厚みと異なる第２の厚みの物体を挿入し、ドアガラス１６を移動させて第２の厚みの物体をドアガラス１６と枠体１８との間に挟んだ状態で検出したモータのパルスカウントを、ドアガラス１６が第２の位置に達するまでのモータのパルスカウントとしてもよい。これにより、ドアガラス１６と枠体１８との間に既知の厚みの物体Ｘを挟むことで、第１の位置および第２の位置を容易に規定することができる。
　第１の厚みの物体と第２の厚みの物体は、直方体形状の一つの物体で兼用してもよい。あるいは、第１の厚みの物体と第２の厚みの物体は、円錐形状の一つの物体で兼用してもよい。これにより、一つの物体の挟み込む方向や挟み込む位置を変えるだけで二つの位置を容易に規定することができる。
　本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を実施例に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施例も本発明の範囲に含まれうる。
　上記実施の形態では、モータの回転に伴うパルス信号を検出する回転検出センサとしてホールセンサ２６を用いた構成が記載されているが、この構成に限られるものではない。図１０（ａ）は、駆動電流の変化によりモータの回転を検出する構成を示した図である。図１０（ｂ）は、電流の時間変化を示した図である。このように、挟み込み検出装置３８自体で、駆動電流の変化を検出し、モータ本体２０の回転数や回転速度を算出することで、ホールセンサ２６やセンサ用マグネット２８等の部品を省略することができ、モータユニット１２の小型化や低コスト化を実現することができる。
　１０　パワーウィンドウシステム、　１２　モータユニット、　１４　レギュレータ、　１６　ドアガラス、　１８　枠体、　２０　モータ本体、　２０ａ　出力軸、　２２　ウォームギヤ、　２４　ウォームホイール、　２６　ホールセンサ、　２８　センサ用マグネット、　３０　ドラム、　３２　ワイヤ、　３４　キャリアプレート、　３６　ガイド部材、　３８　検出装置、　４０　モータ駆動回路、　４２　回転速度算出回路、　４４　スイッチ入力回路、　４６　通信回路、　４８　マイクロコンピュータ。
　本発明は、動力により開閉が行われる部材の開閉制御装置に利用できる。例えば、本発明は、車両のパワーウィンドウやサンルーフの開閉制御装置に利用できる。

Claims (9)

  1. 　モータを駆動して開閉体を移動させる開閉装置における異物の挟み込み検出方法であって、
    　検出モードにおいては、モータの回転速度と相関のある信号の変化としきい値とを比較して開閉装置への異物の挟み込みを検出し、
    　設定モードにおいては、モータを駆動して開閉体が所定の基準位置から第１の位置および第１の位置とは異なる第２の位置に達するまでのモータの回転量をそれぞれ検出し、
    　開閉体の前記第１の位置と前記第２の位置との間の変位量と、前記第１の位置と前記第２の位置でそれぞれ検出したモータの回転量の差と、に基づいて算出した設定値を前記しきい値として設定する、
    　ことを特徴とする挟み込み検出方法。
  2. 　前記設定モードにおいて、
    　前記開閉体と正常な閉動作時には開閉体が突き当たる突き当て部との間に第１の厚みの物体を挿入し、前記開閉体を移動させて前記第１の厚みの物体を該開閉体と前記突き当て部との間に挟んだ状態で検出したモータの回転量を、開閉体が前記第１の位置に達するまでのモータの回転量とし、
    　次に、前記開閉体と前記突き当て部との間に前記第１の厚みと異なる第２の厚みの物体を挿入し、前記開閉体を移動させて前記第２の厚みの物体を前記開閉体と前記突き当て部との間に挟んだ状態で検出したモータの回転量を、開閉体が前記第２の位置に達するまでのモータの回転量とする、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の挟み込み検出方法。
  3. 　前記第１の厚みの物体と前記第２の厚みの物体は、方向によって厚みが異なる一つの物体であることを特徴とする請求項２に記載の挟み込み検出方法。
  4. 　前記第１の厚みの物体と前記第２の厚みの物体は、場所によって厚みが異なる一つの物体であることを特徴とする請求項２に記載の挟み込み検出方法。
  5. 　モータを駆動して開閉体を移動させる開閉装置における異物の挟み込み検出装置の設定方法であって、
    　モータを駆動して開閉体が第１の位置および第１の位置とは異なる第２の位置に達するまでのモータの回転量をそれぞれ検出し、
    　開閉体の前記第１の位置と前記第２の位置との変位量と、前記第１の位置と前記第２の位置でそれぞれ検出したモータの回転量の差と、に基づいて設定値を算出し、
    　モータの回転速度の変化と比較することで異物の挟み込みを検出するためのしきい値として前記設定値を設定する、
    　ことを特徴とする挟み込み検出装置の設定方法。
  6. 　モータを駆動して開閉体を移動させる開閉装置における異物の挟み込み検出装置であって、
    　モータの回転に伴う信号に基づいてモータの回転速度を算出する回転速度算出部と、
    　開閉体の移動に伴うモータの回転速度の変化と比較することで異物の挟み込みを検出するためのしきい値を記憶する記憶部と、
    　検出モードにおいて、モータの回転速度の変化と前記しきい値とを比較して開閉装置への異物の挟み込みを判定する判定部と、
    　設定モードにおいて、前記開閉体が少なくとも第１の位置および第１の位置とは異なる第２の位置に移動するまでモータを駆動する駆動部と、
    　前記設定モードにおいて、前記開閉体が前記第１の位置および前記第２の位置に移動するまでのモータの回転量をそれぞれモータの回転に伴う信号に基づいて検出するモータ回転量算出部と、
    　前記設定モードにおいて、前記開閉体の前記第１の位置と前記第２の位置との変位量と、前記第１の位置と前記第２の位置でそれぞれ検出したモータの回転量との差と、に基づいて算出した設定値を前記しきい値として設定する設定部と、
    　を備えることを特徴とする挟み込み検出装置。
  7. 　前記駆動部は、異物の挟み込みが検出された場合にモータの駆動を停止または反転させることを特徴とする請求項６に記載の挟み込み検出装置。
  8. 　モータと、
    　請求項６または７に記載の挟み込み検出装置と、
    　を備えた開閉制御装置。
  9. 　前記モータの回転に伴うパルス信号を検出する回転検出センサを更に備えることを特徴とする請求項８に記載の開閉制御装置。
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