JP2001098843A - 自動車用開閉体制御装置 - Google Patents

自動車用開閉体制御装置

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JP2001098843A
JP2001098843A JP27760699A JP27760699A JP2001098843A JP 2001098843 A JP2001098843 A JP 2001098843A JP 27760699 A JP27760699 A JP 27760699A JP 27760699 A JP27760699 A JP 27760699A JP 2001098843 A JP2001098843 A JP 2001098843A
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Masahiro Fueki
正弘 笛木
Narimitsu Kobori
成光 小堀
Takao Arai
貴男 新井
Masashi Shimada
正志 島田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 窓ガラスの閉動作において、締切り位置手前
の締切りマスク域で大きな周期変動による誤反転を防止
し、4mm要件を満足することができる自動車用開閉体
制御装置を提供する。 【解決手段】 自動車用開閉体制御装置であって、窓ガ
ラスの上昇動作モードの挟み込み検知において、挟み込
みと判定するための比較対象となる、2回前のパルスの
周期T(n−2)より算出した判定値C(n)は、4m
mの位置の近傍までに窓ガラスの位置があるときには式
1で、締切りマスク域の4mmの位置の近傍から規定マ
スク位置までの間に窓ガラスの位置があるときには式2
でそれぞれ算出される。なお、定数k,k’はk<k’
の関係がある。 C(n)=T(n−2)+(T(n−2)×k)・・・
式1 C(n)=T(n−2)+(T(n−2)×k’)・・
式2

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用開閉体制
御装置に関し、特にパワーウインド挟み込み防止システ
ムにおける締切り部の誤反転防止方式に適用して有効な
技術に関する。
【0002】
【従来の技術】たとえば、本発明者が検討した技術とし
て、一般的に、自動車などのパワーウインドシステムに
おいては、正逆回転可能なモータを用い、上昇、下降の
各手元スイッチを投入することによりモータを正転また
は逆転させ、窓ガラスの開閉動作を行うことができる。
特に、窓ガラスの閉動作中においては、不用意に窓ガラ
スと窓枠との間に手などが挟み込まれることがあるた
め、これを防ぐ目的で挟み込み防止機能が備えられてい
る。
【0003】このような挟み込み防止機能を備えたパワ
ーウインド挟み込み防止システムにおいては、たとえば
モータの回転に伴ってパルス信号を発生するパルス発生
器を設け、このパルス信号の周期の変動から窓ガラスの
閉動作中に挟み込みが検知された場合には、モータを反
転させる方式などが取られている。このモータを反転さ
せる方式においては、締切り部の誤反転を防止するた
め、モータの回転に伴って発生するパルス数をカウント
することで、窓ガラスの現在位置を算出し、締切り位置
(原点)から一定区間(FMVSSでは締切り位置から
4mmの範囲)を締切りマスク域(挟み込み防止除外範
囲)として、挟み込みを禁止する方式が用いられてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記のよう
なパワーウインド挟み込み防止システムについて、本発
明者が検討した結果、以下のようなことが明らかとなっ
た。一般的に、パワーウインド挟み込み防止システムに
おいては、窓ガラスの締切り位置付近における窓ガラス
とウェザストリップなどの窓枠と接触することによるモ
ータ負荷の増大から、異物の挟み込みと区別ができなく
なるため、締切りマスク域を多く設定すると、先の4m
mの要件を満足できない場合がある。また、4mmの物
体で反転するように、マスク域を少なく設定すると、窓
ガラスの取付状態や車体形状、駆動機構のガタなどによ
り窓ガラスが多少傾いて上昇することがあり、締切り部
で誤反転してしまう場合がある。
【0005】たとえば、窓ガラスの閉動作において、窓
ガラスを全開状態から全閉状態の締切り位置まで上昇さ
せる場合に、通常、図5に示すような窓ガラスの状態に
対する周期変動となる。すなわち、4mm位置を含む締
切り位置付近の区間(a+4mm)では周期変動が大き
く、この区間までの全開方向への区間では周期変動が小
さくなる。たとえば、設定1のようにマスク域を少なく
して4mm位置に規定マスク位置を設定した場合には誤
反転してしまい、逆に、設定2のようにマスク域を多く
して規定マスク位置を設定した場合には4mm位置で反
転できないことが生じる。
【0006】そこで、本発明者は、4mm位置を含む締
切り位置付近の区間(a+4mm)と、それ以外の通常
の挟み込み検知区間とで周期変動に違いがあることに着
目し、締切り位置付近の区間(a+4mm)の方が通常
の挟み込み検知区間よりも周期変動が大きいため、誤反
転の防止、4mm位置での反転に判定値を大きくして確
実に窓ガラスを閉める必要があることを考えついた。
【0007】そこで、本発明の目的は、窓ガラスの閉動
作において、締切り位置手前の締切りマスク域で挟み込
み検知精度を鈍くすることによって大きな周期変動によ
る誤反転を防止し、4mm要件を満足することができる
自動車用開閉体制御装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の自動車用開閉体
制御装置は、窓ガラス(開閉体)を開閉動作する正逆回
転可能なモータと、窓ガラスの閉動作において、モータ
の過負荷を検出して挟み込みを検出する挟み込み判定手
段と、この挟み込み判定手段からの挟み込み判定時にモ
ータを停止または反転させる安全制御手段と、窓ガラス
の位置を検出する位置検出手段と、この位置検出手段に
より窓ガラスが全閉位置近傍にあるときは挟み込み判定
を禁止する締切りマスク手段とを有し、締切りマスクの
近傍においては挟み込み判定の検知精度を鈍くするもの
である。これにより、締切り位置手前の締切りマスク域
に基づいて、挟み込みを防止することができる。
【0009】この構成において、4mm要件を満足する
ために、規定マスク位置は、締切り位置まで約4mm程
度の位置に設定するようにしたものである。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図1は本発明の一実施の形
態である自動車用開閉体制御装置を示す機能ブロック
図、図2は本実施の形態において、パワーウインドの上
昇動作モードを示すフロー図、図3は判定値算出処理を
示すフロー図、図4は上昇動作モードの挟み込み検知に
おける設定位置を示す説明図である。
【0011】まず、図1により、本実施の形態における
自動車用開閉体制御装置の構成の一例を説明する。本実
施の形態の自動車用開閉体制御装置は、たとえばパワー
ウインド挟み込み防止システムにおけるモータ起動時の
周期変動による誤反転防止方式として用いられ、モータ
1、モータ駆動回路2、CPU3、ホールIC4、ホー
ルIC入力回路5、定電圧回路6、ウォッチドッグタイ
マ(W/D)回路7、イグニション(IG)電圧監視入
力回路8、電源制御回路9、制御定数設定回路10、手
元スイッチ(SW)入力回路11、EEPROM12な
どから構成され、この開閉体制御装置の接続端子13
(1:+B),(4:GND)からバッテリに、接続端
子13(6:IG)からイグニションスイッチに、接続
端子13(2:UP),(5:DOWN),(3:AU
TO)からパワーウインドの手元スイッチにそれぞれ接
続されるようになっている。
【0012】モータ1は、窓ガラスを開閉動作する正逆
回転可能な整流子を有する直流電動機からなり、モータ
駆動回路2を通じてCPU3に接続されている。このC
PU3には、モータ1の回転に伴ってパルス信号を発生
するホールIC4がホールIC入力回路5を通じて接続
され、ホールIC4の発生する90°位相のずれたA
相、B相のパルスが各ホールIC入力回路5を介してC
PU3に入力され、CPU3は、このパルス信号の周期
に基づいてモータ1の回転速度を検出することで、モー
タ1の負荷状況を判定したり、パルスの数を上死点を基
準として窓ガラスが下降時は加算し、上昇時は減算する
ことで、そのカウント数から窓ガラスの位置を算出した
り、ホールIC4の発生するA相とB相の位相のずれ、
すなわちどちらの相が先かによりモータ1の回転方向を
検出している。
【0013】CPU3には、定電圧回路6、ウォッチド
ッグタイマ回路7が接続され、定電圧回路6は接続端子
13(1)に、ウォッチドッグタイマ回路7は定電圧回
路6にそれぞれ接続されている。接続端子13(1)に
は、バッテリが接続され、このバッテリの電圧が接続端
子13(1)を介して印加され、この印加電圧が定電圧
回路6により定電圧化されて、動作可能とするための電
源電圧VDDとしてCPU3に供給される。また、ウォ
ッチドッグタイマ回路7からは、CPU3に対してリセ
ット信号RESETが供給される。このリセット信号R
ESETは、電源ON時におけるCPU3のパワーオン
リセットや、CPU3から出力されるウォッチドッグパ
ルスを監視し、そのパルス信号の異常を検出してCPU
3をリセットする信号である。
【0014】また、CPU3には、イグニション電圧監
視入力回路8、電源制御回路9が接続され、このイグニ
ション電圧監視入力回路8および電源制御回路9は接続
端子13(6)に接続されている。接続端子13(6)
には、イグニションスイッチが接続され、このイグニシ
ョンスイッチの投入によるイグニション電圧が接続端子
13(6)を介して印加され、このイグニション電圧が
イグニション電圧監視入力回路8により監視されて、バ
ッテリの電圧の変化による制御の補正のためにCPU3
に供給される。また、電源制御回路9からは、定電圧回
路6に対して電源ON/OFF制御信号が供給され、パ
ワーウインドのタイマ機能として作用する。このタイマ
機能は、イグニションスイッチをOFFにした後に所定
時間パワーウインドの起動を可能にする。
【0015】さらに、CPU3には、制御定数設定回路
10が接続され、この制御定数設定回路により各制御定
数が設定され、この設定信号がCPU3に対して供給さ
れ、CPU3は制御定数に基づいて制御する。この制御
定数には、挟み込みを検出するための定数や、窓ガラス
の移動距離などの車種毎に異なる定数などがあり、これ
らの定数を設定するために、CPU3に記憶されたどの
定数を用いるかを制御定数設定回路10で設定する。
【0016】また、CPU3には、手元スイッチ入力回
路11、EEPROM12が接続され、手元スイッチ入
力回路11は接続端子13(2),(5),(3)に接
続されている。接続端子13(2),(5),(3)に
は、窓ガラスの上昇、下降、自動の各手元スイッチがそ
れぞれ接続され、各手元スイッチの投入による信号が各
接続端子13を介して入力され、この入力信号が手元ス
イッチ入力回路11を通じてCPU3に供給され、CP
U3は各手元スイッチの投入による窓ガラスの上昇、下
降、自動を制御する。また、EEPROM12には、窓
ガラスの位置情報などが記憶され、各手元スイッチの投
入による窓ガラスの上昇、下降、自動の各制御に窓ガラ
スの位置情報として用いられる。このEEPROM12
は、CPU3との間で、チップセレクト信号CS、シス
テムクロック信号SCKに基づいて、データ入力DI、
データ出力DOが制御される。
【0017】以上のように構成される自動車用開閉体制
御装置は、たとえば自動車のフロント左右、リア左右の
各ドアの窓ガラスにそれぞれ設けられ、各ドアの窓ガラ
スが対応するモータ1の正転/逆転により開閉動作され
る。なお、各ドアの窓ガラスに対応してモータ1などは
それぞれ別々に設ける必要があるが、CPU3などは共
通に設けることも可能である。
【0018】次に、本実施の形態の作用について、自動
車用開閉体制御装置の動作の概要を簡単に説明する。こ
の動作は、イグニションスイッチの投入、窓ガラスの上
昇、下降、自動の各手元スイッチの投入、モータ1のA
相、B相に対応する各ホールIC4の検知信号などによ
って、各制御プログラムに基づいたCPU3の制御によ
りソフトウェア的に実行される。
【0019】まず、CPU3はバッテリからの電源によ
りパワーオンリセットされ、ウォッチドッグタイマ回路
7はCPU3の暴走を検出する。これにより、CPU3
は、窓ガラスの開閉動作の待機状態となる。
【0020】その後、たとえば窓ガラスの閉動作時に
は、窓ガラスの上昇の手元スイッチが投入されると、こ
の投入による信号を手元スイッチ入力回路11が受け、
さらにCPU3が受けて、モータ駆動回路2を通じてモ
ータ1を窓ガラスの上昇方向(たとえば正転)に回転さ
せる。これにより、窓ガラスを上昇させ、閉動作させる
ことができる。この窓ガラスの閉動作時には、詳細を後
述する挟み込み防止機能が働く。なお、窓ガラスの閉動
作時においては、上昇の手元スイッチでは投入し続けな
ければ窓ガラスを上昇し続けることができないが、自動
の手元スイッチでは上昇側に1回だけ強く投入すること
により全閉状態まで窓ガラスを上昇させることができ
る。
【0021】また、窓ガラスの開動作時には、窓ガラス
の下降の手元スイッチが投入されると、この投入による
信号を手元スイッチ入力回路11が受け、さらにCPU
3が受けて、モータ駆動回路2を通じてモータ1を窓ガ
ラスの下降方向(たとえば逆転)に回転させる。これに
より、窓ガラスを下降させ、開動作させることができ
る。なお、窓ガラスの開動作時においては、下降の手元
スイッチでは投入し続けなければ窓ガラスを下降し続け
ることができないが、自動の手元スイッチでは下降側に
1回だけ強く投入することにより全開状態まで窓ガラス
を下降させることができる。
【0022】次に、図2,図3により、窓ガラスの閉動
作時における上昇動作モードを詳細に説明する。この上
昇動作モードは、窓ガラスの上昇の手元スイッチが投入
されたことを検知して、制御プログラムに基づいたCP
U3の制御によりソフトウェア的に実行される。
【0023】まず、図2に示す上昇動作モードの全体フ
ローのステップS201における、窓ガラスの上昇(U
P)動作モードでは、モータ1を上昇動作させ、窓ガラ
スの上昇方向にモータ1を回転させる。そして、ステッ
プS202において、モータ1の起動時のマスク区間と
して設定されたマスク量に対して、起動直後のパルスに
よるマスクカウントが終了したか否かを判定する。この
判定の結果、終了していないときには、終了するまでカ
ウントを繰り返し、終了した後に次の処理に進む。
【0024】続いて、ステップS203において、窓ガ
ラスの全閉状態から4mmのマスク位置以内か否かを判
定する。この判定の結果、4mmのマスク位置以内でな
いときには、さらにステップS204において、一定時
間の間、パルス検出なしか否かを判定する。この判定の
結果、パルス検出ありのときには、さらにステップS2
05において、現在のパルスに対する周期T(n)を測
定する。その後、図3に示す判定値算出処理フローに移
行する(ステップS206)。
【0025】この判定値算出処理では、まずステップS
301において、窓ガラスの位置が4mmの位置の近傍
より上か否かを判定する。この判定の結果、4mmの位
置の近傍より下のときには、ステップS302におい
て、挟み込みと判定するための比較対象となる、2回前
のパルスの周期T(n−2)より判定値C(n)を算出
する。この算出式は、式1のようになる。一方、4mm
の位置の近傍より上のときには、ステップS303にお
いて、同様に2回前のパルスの周期T(n−2)より判
定値C(n)を算出する。この算出式は、式2のように
なる。なお、定数k,k’は、パルスの周期T(n−
2)の増加分に当たるもので、たとえば周期の増加分を
10%とした場合は0.1とする。このとき、k<k’
の関係がある。この算出後に、全体フローに戻る。
【0026】 C(n)=T(n−2)+(T(n−2)×k)・・・式1 C(n)=T(n−2)+(T(n−2)×k’)・・式2 さらに、ステップS207において、測定した現在のパ
ルスの周期T(n)と2回前のパルスの周期T(n−
2)より算出した判定値C(n)との間で、T(n)≧
C(n)の関係が成り立つか否かを判定する。この判定
の結果、関係が成り立たないときには、ステップS20
8において、増加回数をクリアする。そして、ステップ
S209において、上昇の手元スイッチがONされたか
否かを判定する。この判定の結果、上昇の手元スイッチ
がONされたときには、ステップS203からの処理を
繰り返し、一方、ONされなかったときには、ステップ
S210においてモータ1を停止させ、上昇動作モード
は終了となる。
【0027】また、前記ステップS207の判定の結
果、T(n)≧C(n)の関係が成り立つときには、繰
り返されるパルス毎の周期が増加したものと判断し、さ
らにステップS211において、増加回数をカウントす
る。そして、ステップS214において、増加回数と挟
み込みと判定する判定回数eとの間で、増加回数≧判定
回数eの関係が成り立つか否かを判定する。この判定の
結果、関係が成り立たないときには、前記ステップS2
09に進んで上昇の手元スイッチがONされたか否かを
判定する。一方、関係が成り立つときには、増加回数が
判定回数eより多くなり、挟み込みを検出したものと判
断し、さらにステップS213において、モータ1を反
転させる。そして、前記ステップS210に進んでモー
タ1を停止させる。
【0028】また、前記ステップS204の結果、一定
時間の間、パルス検出なしのときは、同様に挟み込みを
検出したものと判断し、前記ステップS213におい
て、モータ1を反転させた後に、さらに前記ステップS
210に進んでモータ1を停止させる。
【0029】また、前記ステップS203の判定の結
果、窓ガラスの全閉状態から4mmのマスク位置以内の
ときには、さらにステップS214において、一定時間
の間、パルス検出なしか否かを判定する。この判定の結
果、パルス検出ありのときには、さらにステップS21
5において、上昇の手元スイッチがONされたか否かを
判定する。この判定の結果、上昇の手元スイッチがON
されたときには、ステップS214からの処理を繰り返
し、一方、ONされなかったときには、前記ステップS
210に進んでモータ1を停止させる。また、前記ステ
ップS214の判定の結果、パルス検出なしのときに
は、前記ステップS210に進んでモータ1を停止させ
る。
【0030】以上のようにして、窓ガラスの上昇動作モ
ードが実行され、この上昇動作モードの挟み込み検知に
おいて、4mmの位置の近傍、規定マスク位置は図4の
ような関係となる。すなわち、2回前のパルスの周期T
(n−2)より算出した判定値C(n)は、4mmの位
置の近傍までに窓ガラスの位置があるときには前記式1
で、4mmの位置の近傍から規定マスク位置までの間に
窓ガラスの位置があるときには前記式2でそれぞれ算出
される。
【0031】そして、繰り返されるパルス毎に、随時、
測定された現在のパルスの周期T(n)が、2回前のパ
ルスの周期T(n−2)より算出された判定値C(n)
に比べて増加した回数が判定回数eより増加したことで
挟み込みを検出し、モータ1を反転させて挟み込みを防
止することができる。
【0032】従って、本実施の形態の自動車用開閉体制
御装置によれば、窓ガラスの閉動作において、窓ガラス
の位置により判定値を変え、4mmの位置の近傍までの
判定値に比べて、4mmの位置の近傍から規定マスク位
置までの間の判定値を大きくすることにより、検知精度
を低くし、すなわち検知精度を鈍くして大きな周期変動
による誤反転を防ぐことができる。
【0033】さらに、規定マスク位置を締切り位置まで
4mmの位置とすることで、4mmの位置の近傍から規
定マスク位置までの間での反転荷重は若干高めとなる
が、4mm要件を満足することができる。この反転荷重
を高めにする区間は、窓ガラスが多少傾いて上昇するな
どの機構上のガタの僅かな区間で設定すればよい。
【0034】本発明は前記実施の形態に限定されるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能で
あることはいうまでもない。たとえば、4mmの位置の
近傍を2箇所以上に設けることも可能である。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の自動車用
開閉体制御装置によれば、窓ガラスの閉動作において、
締切り位置手前の締切りマスク域で判定値を変えて挟み
込み検知精度を鈍くすることで、大きな周期変動による
誤反転を防止することが可能となる。さらに、規定マス
ク位置を締切り位置まで約4mm程度の位置に設定する
ことで、4mm要件を満足することが可能となる。
【0036】この結果、パワーウインド挟み込み防止シ
ステムにおいて、締切り位置手前の締切りマスク域に基
づいて挟み込みを防止し、大きな周期変動に対しても信
頼性の高い誤反転防止方式を実現することが可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態である自動車用開閉体制
御装置を示す機能ブロック図である。
【図2】本発明の一実施の形態において、パワーウイン
ドの上昇動作モードを示すフロー図である。
【図3】本発明の一実施の形態において、判定値算出処
理を示すフロー図である。
【図4】本発明の一実施の形態において、上昇動作モー
ドの挟み込み検知における設定位置を示す説明図であ
る。
【図5】本発明の前提となる自動車用開閉体制御装置に
おいて、挟み込み検知における設定位置を示す説明図で
ある。
【符号の説明】
1 モータ 2 モータ駆動回路 3 CPU 4 ホールIC 5 ホールIC入力回路 6 定電圧回路 7 ウォッチドッグタイマ回路 8 イグニション電圧監視入力回路 9 電源制御回路 10 制御定数設定回路 11 手元スイッチ入力回路 12 EEPROM 13 接続端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新井 貴男 群馬県桐生市広沢町一丁目二六八一番地 株式会社ミツバ内 (72)発明者 島田 正志 群馬県桐生市広沢町一丁目二六八一番地 株式会社ミツバ内 Fターム(参考) 2E052 AA09 BA02 CA06 EA14 EB01 GA10 GB06 GC06 GD01 HA01 KA01 LA02 3D127 AA02 BB01 DF04 DF36 FF01 FF05 FF06 FF19

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 開閉体を開閉動作する正逆回転可能なモ
    ータと、前記開閉体の閉動作において、前記モータの過
    負荷を検出して挟み込みを検出する挟み込み判定手段
    と、前記挟み込み判定手段からの挟み込み判定時に前記
    モータを停止または反転させる安全制御手段と、前記開
    閉体の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手
    段により前記開閉体が全閉位置近傍にあるときは挟み込
    み判定を禁止する締切りマスク手段とを有し、前記締切
    りマスクの近傍においては挟み込み判定の検知精度を鈍
    くすることを特徴とする自動車用開閉体制御装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の自動車用開閉体制御装置
    において、前記規定マスク位置は、前記締切り位置まで
    約4mm程度の位置に設定することを特徴とする自動車
    用開閉体制御装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020029739A (ja) * 2018-08-24 2020-02-27 株式会社デンソー 開閉部材制御装置及び制御装置付きモータ
CN115929144A (zh) * 2023-01-03 2023-04-07 重庆长安汽车股份有限公司 一种防夹控制方法、装置、设备和存储介质

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