JP2001115737A

JP2001115737A - パワーウインドの安全装置

Info

Publication number: JP2001115737A
Application number: JP29484399A
Authority: JP
Inventors: Fusao Fukazawa; 房夫深沢; Keiichi Tajima; 計一田島
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1999-10-18
Filing date: 1999-10-18
Publication date: 2001-04-24
Also published as: DE10051379B4; US6646398B1; DE10051379A1

Abstract

(57)【要約】【課題】ウインドガラスとサッシとの間に手や首等を
挟み込んだことを正確に検出して安全制御動作を実行す
るようにしたパワーウインドの安全装置を小型化し、か
つ構成を簡略化する。【解決手段】車両のウインドガラスを開閉動作させる
ための駆動モータ９の回転軸９ａに取付られた円形マグ
ネット２１と、この円形マグネット２１に対向する位置
に配置されて回転軸９ａの回転に伴う円形マグネット２
１の磁束変化を検出する磁束検出センサ２０を備える。
磁束検出センサとしては一対のホールＩＣ２２Ａ，２２
Ｂが用いられ、それぞれのホール素子２３Ａ，２３Ｂか
ら出力される正弦波特性の検出電圧を、各演算素子２４
Ａ，２４Ｂによって直線近似して出力電圧ＶＡ，ＶＢと
して出力する。モータ回転軸９ａの回転に伴なう出力電
圧ＶＡ，ＶＢの値により回転軸の全回転角度、すなわち
ウインドガラスの開閉位置が検出でき、これに基づいて
異物挟み込みの安全制御動作が実行される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動車等の車両に適
用されてウインドをモータ等の駆動源によって開閉動作
させるパワーウインドに関し、特にウインドガラスとサ
ッシとの間に手や頭等を挟み込んだ状態を検出して安全
制御動作を行う安全装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にパワーウインドはモータ等によっ
てウインドガラスを開閉動作しているため、ウインドガ
ラスとサッシの間に乗員の手や頭等を挟み込む事故を起
こすことがある。従来からウインドガラスとサッシとの
間に異物を挟み込んだ状態を検出し、その際にウインド
ガラスの開閉動作を停止させ、或いはウインドガラスを
開動作させる等して事故を未然に防止するための安全装
置が提案されている。このようなウインド安全装置とし
て、例えば、ウインドガラスを駆動するモータに、ホー
ル素子からなるパルス信号発振器を装着し、このパルス
信号をカウントしてウインドガラスの閉動作の速度を検
出手段で検出すると共に、ウインドの開閉方向を検出
し、さらに挟み込みに対する安全動作を実行する安全制
御領域を判別した上で、ウインドの閉動作中における、
前記検出した速度の変化に基づいて異物の挟み込みを検
出する技術が提案されている。この場合、異物の挟み込
みを検出したときには、ウインドガラスを開方向に強制
動作するという安全制御を行ない、異物をウインドガラ
スとサッシとの挟み込みから解放している。

【０００３】また、このような安全制御領域判別技術で
は、パルス信号のカウントミス等により安全制御領域の
判別に誤りが生じるおそれがあるため、ウインドガラス
上限近傍にリミットスイッチ等のウインドガラス位置検
出機構を設けてウインドガラスの全閉位置を高精度に検
出し、しかる上で安全制御領域を設定することがが必要
となる。例えば、ウインドが開閉動作されるレールに沿
ってポテンショセンサを配設し、ウインドの開閉位置に
応じて変化するポテンショセンサの抵抗値を検出するこ
とで、安全制御領域を判別する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上のような従来のパ
ルス信号発振器とウインドガラス位置検出機構を用いた
装置では、パルス信号発振器を構成するホール素子から
出力されるパルス信号をカウントしているため、パルス
幅よりも微細なモータの回転位置、換言すればウインド
ガラス位置を検出することができず、ウインドガラス位
置を高精度に制御することができないという問題があ
る。また、安全制御領域を検出するためにパルス信号発
振器に加えてウインドガラス位置検出機構を設ける必要
があるため、全体構造が複雑化するという問題もある。
さらに、ウインドが全閉するサッシにはウェザーストリ
ップが設けられているが、このウェザーストリップが温
度等の環境条件の変動によって変形されたときに、ウイ
ンドガラスの全閉位置も変動し、安全制御領域も変化さ
れるが、ウインドガラス位置検出機構のようにウインド
ガラスの位置を一義的に検出する機械的な機構では、こ
のような温度変化に追従できないという問題もある。

【０００５】本発明の目的は、構造を簡易化するととも
に、ウインドガラスの開閉位置の検出精度を高め、かつ
環境変化による安全制御領域の変化に追従することを可
能としたパワーウインドの安全装置を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のパワーウインド
装置は、ウインドガラスの開閉位置と相関のある駆動モ
ータの回転角度位置を検出する回転角度位置センサと、
前記回転角度位置センサの出力に基づいて前記ウインド
ガラスの開閉位置を検出する位置検出手段と、前記位置
検出手段に基づいて前記異物挟み込みの安全制御を行う
安全制御手段とを備えるパワーウインドの安全装置にお
いて、回転角度位置センサは前記モータの回転出力軸に
取付られたマグネットと、前記マグネットに対向する位
置に配置されて前記回転出力軸の回転に伴う前記マグネ
ットの磁束変化を検出する磁束検出センサを備え、前記
検出信号に基づいてウインドガラスの開閉位置を検出す
る構成とする。前記回転出力軸は前記モータの回転軸を
減速機構によって減速して回転される出力軸とする。ま
た、前記磁束検出センサは前記モータの回転出力軸の回
転方向に対して異なる回転角度位置に配置された複数個
のホールＩＣで構成することが好ましい。また、前記ホ
ールＩＣから出力される検出電圧を、前記回転出力軸の
回転角に対応した直線特性に近似演算し、前記演算結果
に基づいて前記ウインドガラスの開閉位置を検出する構
成とすることが好ましい。

【０００７】本発明においては、ウインドガラスの開閉
位置と相関のあるモータの回転角度位置を検出するため
の回転角度センサとして、ウインドガラスを開閉動作さ
せるための駆動モータの回転出力軸に取着したマグネッ
トと、回転出力軸の回転に伴う磁束変化を検出するホー
ルＩＣを含むホールＩＣ検出部として構成することによ
り、ホールＩＣ検出部からの信号のみでウインドの全閉
から全開までの全行程を検出することができ、構成の小
型化と回路の簡略化が実現でき、自動車への好適な装備
が実現できる。また、駆動モータの回転出力軸の回転角
度位置を検出することでウインドガラスの開閉位置を検
出するために、ウインド位置変化に対する出力変化の割
合を大きくして高精度の位置検出が可能になる。さら
に、ホールＩＣ検出部のホール素子の出力を直線近似演
算の結果に基づいてウインドガラスの開閉位置を検出す
るため、位置検出の演算が容易になる。また、ウインド
ガラス位置検出機構のような機械的な検出機構が不要に
なり、環境条件の変動に追従した位置検出が可能にな
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明が適用されるパワーウ
インド装置の模式的な構成図であり、自動車のウインド
の下側車体内に設けた開閉機構２によってウインドガラ
ス１を開閉動作する。すなわち、車体の上下方向に沿っ
てレール３が延設され、ここにスライダ４を上下に摺動
可能に保持している。このスライダ４にはワイヤ５が連
結され、ワイヤ５はレール３の上下端に配設されたプー
リ６に巻き掛けられてパワーウインド駆動部７に連結さ
れており、パワーウインド駆動部７が駆動されたときに
ワイヤ５を介してスライダ４が上下移動される。スライ
ダ４にはウインドガラス１が取着され、スライダ４と共
に上下移動されたときにサッシ８で画成されるウインド
空間を開閉する。前記パワーウインド駆動部７は、駆動
源としてのモータ９を有しており、このモータの回転力
で前記ワイヤ５を回動させ、ウインドガラス１を上下移
動させる。例えば、モータ９を正転させたときにウイン
ドガラス１を上動してウインドを閉じ、逆転させたとき
に下動させてウインドを開く。

【０００９】図２は前記パワーウインド装置の一例の正
面図であり、図１の各部に対応する部分には同一符号を
付してある。前記パワーウインド駆動部７は、図３
（ａ）に要部の構成を示すように、電力で回転駆動され
る前記したモータ９と、このモータ９の回転出力を減速
して前記ワイヤ５を駆動するための減速機構１０と、前
記モータ９の回転軸の回転角度（回転量）を検出するた
めのホールＩＣ検出部２０とを備えている。前記モータ
９の回転軸９ａの一端部にはウォーム１１が固定され、
このウォーム１１にはウォームホイール１２が噛合され
て前記減速機構１０を構成している。また、このウォー
ムホイール１２と一体的に回転される出力軸１３の一端
部には前記ワイヤ５が巻き掛けられたプーリ１４が固定
される。なお、このプーリ１４は前記モータ９に一体化
されるケース１５内に内装されている。したがって、前
記モータ９が駆動され、減速機構１０を介してプーリ１
４が回転されたときには、前記ワイヤ５を駆動して前記
ウインドガラス１を開方向あるいは閉方向に移動させ
る。この実施形態では、前記プーリ１４が３〜４回転し
たときに、前記ウインドガラス１が開または閉動作のた
めの全行程を移動されるように構成されている。

【００１０】また、図３（ｂ）に前記出力軸１３を上方
から見た図を示すように、前記出力軸１３の先端部に臨
んで前記ホールＩＣ検出部２０が設けられている。すな
わち、前記出力軸１３の先端部には、円周方向にＮ極と
Ｓ極とに二分された円形マグネット２１が一体的に取着
されている。そして、前記円形マグネット２１に近接す
る位置の前記モータのケース１５に固定された円形をし
た基板２５には、一対の第１及び第２のホールＩＣ２２
Ａ，２２Ｂが配置されている。前記一対のホールＩＣ２
２Ａ，２２Ｂは、前記円形マグネット２１の外周面に沿
って近接する異なる二箇所に配置されており、前記各ホ
ールＩＣは、それぞれホール素子２３Ａ，２３Ｂと、当
該ホール素子２３Ａ，２３Ｂの出力を演算する演算素子
２４Ａ，２４Ｂとで構成されており、各ホール素子２３
Ａ，２Ｂで検出した検出信号である出力電圧を演算素子
２４Ａ，２４Ｂにおいて近似演算してリニア特性の出力
電圧ＶＡ，ＶＢとして出力するように構成されている。
ここで、前記第１及び第２のホールＩＣ２２Ａ，２２Ｂ
は、前記出力軸１３及び円形マグネット２１の中心に対
して互いに９０度の中心角をなす位置に位置決めされて
いる。

【００１１】前記ホールＩＣ検出部２０では、前記した
ように駆動モータ９が駆動され、その回転駆動力が回転
軸９ａのウォーム１１からウォームホイール１２に伝達
され、出力軸１３が回転されてウインドガラス１を開閉
動作させると同時に、円形マグネット２１が回転され
る。前記各ホールＩＣ２２Ａ，２２Ｂ内のホール素子２
３Ａ，２３Ｂは、図４（ａ）のように、磁束密度に比例
した電圧を出力する素子であり、円形マグネット２１が
回転してＳ極、Ｎ極の間で磁束密度が変化すると、各ホ
ール素子２３Ａ，２３Ｂからは図４（ｂ）のように、円
形マグネット２１の回転周期に対応した周期で２．５Ｖ
を中心にして１．５Ｖと３．５Ｖとの間で三角関数的に
変化する検出電圧Ｖ₀Ａ，Ｖ₀Ｂが出力される。この場
合、前記第１及び第２のホールＩＣ２２Ａ，２２Ｂの各
ホール素子２３Ａ，２３Ｂは前記したように９０度の中
心角で配置されているため、両ホール素子２３Ａ，２３
Ｂの検出電圧Ｖ₀Ａ，Ｖ₀Ｂは９０度の位相差が生じる
ことになる。

【００１２】そして、各ホール素子の検出電圧Ｖ₀Ａ，
Ｖ₀Ｂは、それぞれの演算素子２４Ａ，２４Ｂによって
リニア特性の出力に近似演算され、出力電圧ＶＡ，ＶＢ
として出力される。すなわち、各ホール素子２３Ａ，２
３Ｂからの検出電圧Ｖ₀Ａ，Ｖ₀Ｂは、先ず演算素子２
４Ａ，２４Ｂによってレベル調整及びレベルシフトさ
れ、図４（ｃ）に破線で示すように、最小が０Ｖ、最大
が５Ｖの電圧間で変化する正弦波特性Ｖ₁Ａ，Ｖ₁Ｂに
調整される。ここでは、検出電圧Ｖ₁Ａ，Ｖ₁Ｂはθ＝
２πを周期とした正弦波形であるため、その半周期の検
出電圧の最小電圧Ｖｍｉｎ（ここでは０Ｖ）と最大電圧
Ｖｍａｘ（ここでは５Ｖ）を結ぶ直線を出力電圧ＶＡ，
ＶＢの特性として近似する。したがって、出力電圧ＶＡ
についてみると、ＶＡ＝ａ１・θ＋ｂ１ …（１）としたとき、ａ１＝±（Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ）／π …（２）となる。すなわち、ＶＡ＝±〔（Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ）／π〕・θ＋ｂ１ …（３）が得られる。同様に、ＶＢ＝ａ２・θ＋ｂ２ …（４）としたとき、第１及び第２のホールＩＣ２２Ａ，２２Ｂ
の各ホール素子２３Ａ，２３Ｂを同じ特性としたときに
は、ａ２＝ａ１であるから、ＶＢ＝±〔（Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ）／π〕・θ＋ｂ２ …（５）となる。なお、ｂ１，ｂ２はそれぞれ第１及び第２のホ
ールＩＣ２２Ａ，２２Ｂの各ホール素子２３Ａ，２３Ｂ
のそれぞれにおけるθ＝０のときの初期値である。この
ようにして、各ホールＩＣ２２Ａ，２２Ｂに対して出力
軸１３の回転角度位置を所定の初期位置に設定してた場
合に得られる出力電圧ＶＡ，ＶＢの特性の一例を図５に
示す。

【００１３】図６は前記ホールＩＣ検出部からの出力を
利用した本発明の安全装置の全体構成を示すブロック回
路図である。前記パワーウインド駆動部７はモータ駆動
回路３０によって正転、逆転の回転駆動が行われる。そ
して、その駆動モータ９の回転に伴ってウインドを開閉
動作させるとともに、この駆動モータ９の回転により、
ホールＩＣ検出部２０の第１及び第２のホールＩＣ２２
Ａ，２２Ｂからは前記したようにリニア特性の出力電圧
ＶＡ，ＶＢが出力される。これらの出力電圧ＶＡ，ＶＢ
はウインド位置検出部３３に入力される。

【００１４】図７は前記ウインド位置検出部３３の構成
を示すブロック図であり、前記ホールＩＣ検出部２０か
らの出力電圧ＶＡ，ＶＢと、ウインドの閉方向（アッ
プ）または開方向（ダウン）を切り替えるアップ・ダウ
ンスイッチＵＤＳＷ（３８）の状態信号が入力されるＣ
ＰＵと、このＣＰＵの演算プログラムを記憶したＲＯＭ
と、前記各出力電圧ＶＡ，ＶＢから求められる各種設定
電圧を記憶するＲＡＭと、前記出力電圧ＶＡ，ＶＢを選
択するために用いられるアップダウンカウンタＵＤＣＴ
を備えている。

【００１５】しかる上で、前記ウインド位置検出部３３
では、前記出力電圧ＶＡ，ＶＢから図８に示すような連
続出力電圧ＶＣを演算により求める。ここで、図５に示
したように、ホールＩＣ検出部２０からの出力電圧Ｖ
Ａ，ＶＢの最大電圧を５Ｖとした場合に、マージンをと
って、これよりも０．５Ｖだけ低い４．５Ｖを検出最大
電圧ＶＵとして、最低電圧０Ｖよりも０．５Ｖだけ高い
０．５Ｖを検出最小電圧ＶＤとして設定する。そして、
Ｖ０は全閉位置でのＶＡの電圧、ＶＤ１はＶＡがＶＵの
ときのＶＢの電圧、ＶＵ２はＶＢがＶＵのときのＶＡの
電圧、ＶＵ３はＶＡがＶＤのときのＶＢの電圧、ＶＤ４
はＶＢがＶＤのときのＶＡの電圧である。また、図８に
おいて「０」，「１」，「２」，「３」，「４」，…
は、前記アップダウンカウンタＵＤＣＴのカウント値に
対応している。

【００１６】図９は前記ウインド位置検出部３３での位
置検出動作を示すフローチャートである。先ず、本発明
のパワーウインド装置を自動車に組み付ける製造工場に
おいて、初期化を行う。この初期化は、ウインドガラス
１を上動させてウインドを全閉状態とし（Ｓ０１）、ウ
インドガラスがロックされたときのホール素子検出部か
らの出力電圧ＶＡ，ＶＢの一方の出力電圧を検出する。
この実施形態の場合には、出力電圧ＶＡを検出し、その
電圧を全閉電圧Ｖ０としてＲＡＭに記憶する（Ｓ０
２）。また、前記ホール素子検出部２０からの出力電圧
ＶＡ，ＶＢの最大電圧である５Ｖを検出し、これよりも
０．５Ｖだけ低い４．５Ｖを検出最大電圧ＶＵとしてＲ
ＡＭに記憶する（Ｓ０３）。また、前記ホール素子検出
部２０からの出力電圧ＶＡ，ＶＢの最小電圧である０Ｖ
を検出し、これよりも０．５Ｖだけ高い電圧（０．５
Ｖ）を検出最小電圧ＶＤとしてＲＡＭに記憶する（Ｓ０
４）。さらに、その後、アップダウンカウンタＵＤＣＴ
でカウント値ＮをＮ＝０に設定する（Ｓ０５）。なお、
この初期化は、自動車の製造後においても、リセット動
作によって随時行うことが可能である。

【００１７】このように、初期化が行われたパワーウイ
ンド装置においてウインドの位置検出を行うために、先
ず、ホールＩＣ検出部２０から出力電圧ＶＡ，ＶＢを検
出すると共に、ウインド開閉スイッチＵＤＳＷの開閉情
報信号からウインドが閉動作あるいは開動作のいずれで
あるかを検出する（Ｓ０６）。そして、開動作の場合に
は、アップダウンカウンタ値Ｎの値を判定し（Ｓ１
１）、Ｎ＝０の場合には、出力電圧ＶＡをＶＳに設定し
（Ｓ１２）、ついでこの電圧ＶＳを検出最大電圧ＶＵと
比較する（Ｓ１３）。電圧ＶＳがＶＵ以下の場合には、
この電圧ＶＳと、前記全閉電圧Ｖ０とから、Ｖｘ＝ＶＳ−Ｖ０ …（１１）を求め（Ｓ１４）、このＶｘを図８の出力特性ＶＣの
「０」の領域に対応させることによってウインド位置を
検出する（Ｓ０７）。すなわち、図８の出力特性の縦軸
の電圧Ｖｘから横軸のウインド位置を検出する。

【００１８】また、ステップＳ１３において、ＶＳがＶ
Ｕよりも高電圧のときには、電圧ＶＢを採用してこれを
ＶＳとする（Ｓ３２）。また、アップダウンカウンタＵ
ＤＣＴの値ＮをＮ＝Ｎ＋１とし（Ｓ３３）、前記電圧Ｖ
Ｓを検出最大電圧ＶＵと比較し（Ｓ３４）、ＶＳがＶＵ
以下の場合には、前記電圧ＶＳ、全閉電圧Ｖ０、検出最
小電圧ＶＤ、検出最大電圧ＶＵ、及び前記各電圧ＶＤ
１，ＶＵ２，ＶＵ３，ＶＤ４とから、Ｖｘ＝ＶＵ−Ｖ０＋ｍ（ＶＵ−ＶＤ１）＋ｍ（ＶＵ２−ＶＤ）＋ｍ（ＶＵ３−ＶＤ）＋ｍ（ＶＵ−ＶＤ４）＋ＶＳ−ＶＤ１…（１２）を求め（Ｓ３５）、このＶｘに基づいて図８の出力特性
ＶＣの「１」の領域に対応させることによってウインド
位置を検出する（Ｓ０７）。ここで、ｍは０を含む正の
整数である。

【００１９】また、ステップＳ３４において、ＶＳがＶ
Ｕよりも高電圧のときには、出力電圧ＶＡを採用してこ
れをＶＳとし（Ｓ４２）、アップダウンカウンタ値Ｎを
Ｎ＝Ｎ＋１とし（Ｓ４３）、前記電圧ＶＳを検出最小電
圧ＶＤと比較し（Ｓ４４）、ＶＳがＶＤ以上の場合に
は、ステップＳ４５に進み、Ｖｘを求める。ここでは、Ｖｘ＝ＶＵ−Ｖ０＋（ｍ＋１）（ＶＵ−ＶＤ１）＋ｍ（ＶＵ２−ＶＤ）＋ｍ（ＶＵ３−ＶＤ）＋ｍ（ＶＵ−ＶＤ４）＋ＶＵ２−ＶＳ…（１３）このＶｘを図８の出力特性ＶＣの「２」の領域に対応さ
せることによってウインド位置を検出する（Ｓ０７）。

【００２０】また、ステップＳ４４において、ＶＳがＶ
Ｄよりも低電圧のときには、出力電圧ＶＢを採用してこ
れをＶＳとし（Ｓ５２）、アップダウンカウンタ値Ｎを
Ｎ＝Ｎ＋１とし（Ｓ５３）、前記電圧ＶＳを検出最小電
圧ＶＤと比較し（Ｓ５４）、ＶＳがＶＤ以上の場合に
は、ステップＳ５５に進み、Ｖｘを求める。ここでは、Ｖｘ＝ＶＵ−Ｖ０＋（ｍ＋１）（ＶＵ−ＶＤ１）＋（ｍ＋１）（ＶＵ２−ＶＤ）＋ｍ（ＶＵ３−ＶＤ）＋ｍ（ＶＵ−ＶＤ４）＋ＶＵ３−ＶＳ…（１４）このＶｘを図８の出力特性ＶＣの「３」の領域に対応さ
せることによってウインド位置を検出する（Ｓ０７）。

【００２１】また、ステップＳ５４において、ＶＳがＶ
Ｄよりも低電圧のときには、出力電圧ＶＡを採用してこ
れをＶＳとし（Ｓ２２）、アップダウンカウンタ値Ｎを
Ｎ＝Ｎ＋１とし（Ｓ２３）、前記電圧ＶＳを検出最大電
圧ＶＵと比較し（Ｓ２４）、ＶＳがＶＵ以下の場合に
は、ステップＳ２５に進み、Ｖｘを求める。ここでは、Ｖｘ＝ＶＵ−Ｖ０＋（ｍ＋１）（ＶＵ−ＶＤ１）＋（ｍ＋１）（ＶＵ２−ＶＤ）＋（ｍ＋１）（ＶＵ３−ＶＤ）＋ｍ（ＶＵ−ＶＤ４）＋ＶＳ−ＶＤ４…（１４）このＶｘを図８の出力特性ＶＣの「４」の領域に対応さ
せることによってウインド位置を検出する（Ｓ０７）。
また、ステップＳ２４において、ＶＳがＶＵよりも高電
圧のときには、前記ステップＳ３２に戻り、以降のステ
ップを前記したように実行する。

【００２２】また、ステップＳ１１において、アップダ
ウンカウンタの値Ｎが“０”以外の場合、すなわちウイ
ンドが全閉と全開の中間の状態からフローが始まるとき
には、Ｎの値が４ｍ＋１、４ｍ＋２、４ｍ＋３、４ｍ＋
４のいずれか（ｍは０を含む正の整数）であるか否かを
ステップＳ２１，Ｓ３１，Ｓ４１，Ｓ５１において判定
する。Ｎが４ｍ＋１の場合には、前記ステップＳ３２に
進み、出力電圧ＶＢを採用してこれをＶＳとする。ま
た、Ｎが４ｍ＋２の場合には、前記ステップＳ４２に進
み、電圧ＶＡを採用してこれをＶＳとする。Ｎが４ｍ＋
３の場合には、前記ステップＳ５２に進み、電圧ＶＢを
採用してこれをＶＳとする。また、Ｎが４ｍ＋４の場合
には、前記ステップＳ２２に進み、電圧ＶＡを採用して
これをＶＳとする。そして、各ステップ以降は、前記し
たと同じである。

【００２３】また、ステップＳ０６において、パワーウ
インド装置が閉動作の場合における処理は、基本的には
前記した開動作の処理と同じであり、ステップＳ２４，
Ｓ３４，Ｓ４４，Ｓ５４における判断「ＶＳ≦ＶＵ？」
を「ＶＳ＞ＶＤ？」に、「ＶＳ≧ＶＤ？」を「ＶＳ＞Ｖ
Ｄ？」にそれぞれ置き換え、またカウンタの値Ｎについ
てステップＳ２３，Ｓ３３，Ｓ３４，４４の「Ｎ＝Ｎ＋
１」を「Ｎ＝Ｎ−１」に置き換えればよい。そのフロー
チャートは図１０に示す通りであり、図９の各フローに
対応する部分には同一符号を付しており、その詳細な説
明は省略する。

【００２４】以上の結果、図８の出力電圧ＶＡ，ＶＢの
特性のうち、太線で示す領域を順次利用することでＶＣ
に対応する電圧であるＶｘが得られることになり、この
Ｖｘに基づいてウインド位置を検出することが可能とな
る。このように前記ウインド位置検出部３３で検出した
ウインド位置、すなわちウインド開閉位置を、図６に示
した安全制御領域検出部３６に出力する。この安全制御
領域検出部３６では入力された開閉位置からウインドの
安全制御領域を検出する。この安全制御領域は、ウイン
ドが全開状態から完全に閉じる直前の状態までの領域で
あり、この領域でのみ挟み込みのための安全制御が行わ
れる。すなわち、ウインドが完全に閉じる直前の状態
は、ウインドガラス１がサッシ８のウェザーストリップ
等に接触してその接触抵抗によって異物を挟んだ状態と
似た状態となり、後述する挟み込み検出部がこれを挟み
込みとして検出してしまうため、その際にウインドが全
閉されなくなることを回避するためのものである。前記
安全制御領域検出部３６の出力はアンドゲート３７の一
方の入力端に入力される。

【００２５】また、前記ホールＩＣ検出部２０からの出
力電圧ＶＡ，ＶＢはバックラッシュ検出部３４に入力さ
れており、このバックラッシュ検出部３４は、パワーウ
インドのウインド開閉スイッチ３８をオンしてウインド
が正方向と逆方向との間で反転動作されるときに生じる
バックラッシュに伴うホール素子検出部２０からの出力
電圧ＶＡ，ＶＢの変化により、ウインドガラスの開動作
後に閉動作に移行する際におけるバックラッシュを検出
する。

【００２６】一方、前記ウインド位置検出部３３で得ら
れるＶＣに対応する電圧Ｖｘはウインドの開閉速度検出
部３５に入力される。この開閉速度検出部３５は、ウイ
ンドガラスの開閉動作における速度を検出する。この速
度を検出するために、前記開閉速度検出部３５では前記
ウインド開閉スイッチ３８がオンされたときから一定の
時間をタイマ３９で検出し、この一定時間における前記
電圧Ｖｘの電圧変化を用いて演算を行ない、ウインドガ
ラスの開閉動作の絶対速度を検出し、かつその変化速度
である相対速度を相対速度検出部４８で検出し、前記絶
対速度と相対速度を基準値設定手段４１に出力する。そ
して、これらバックラッシュ検出部３４と開閉速度検出
部３５からの検出出力を利用して、挟み込み検出部４０
では、ウインドガラスにおける異物の挟み込みを検出す
る。この異物の挟み込みの検出では、バックラッシュが
生じていないときに、ウインドの閉動作時における絶対
速度または相対速度を基準値設定部４１の基準絶対速度
または基準相対速度と比較し、この閉速度が前記各基準
速度よりも遅くなったときに異物を挟み込んだ状態であ
ることを検出する。例えば、図１１は前記電圧Ｖｘが時
間の経過に伴って変化する状態を示しており、結果とし
てこの電圧Ｖｘの傾きが絶対速度となる。したがって、
時点ｔａにおいて電圧変化の傾きが低下したことが検出
されると、この時点ｔａにおいて異物の挟み込みがあっ
たと検出できる。そして、この挟み込みの検出出力は前
記アンドゲート３７の他方の入力端に入力される。な
お、前記各基準速度は、予め設定されているが、温度変
化やバッテリ電圧の変化によっても変動されることがな
いように、サーミスタ４２を用いた温度検出部４３と、
バッテリ４４の電圧を検出するバッテリ電圧検出部４５
の各出力を参照して前記各基準速度の補正を行ってい
る。

【００２７】そして、前記アンドゲート３７は、安全制
御領域内でかつ挟み込みが検出されたときに安全制御動
作信号を出力する。この安全制御動作信号を受けて、安
全制御動作部４６は動作指令部４７に動作指令を出力
し、この動作指令部４７は前記モータ駆動回路３０を制
御して駆動モータ９を所定量だけ逆転、すなわち開方向
に所定量だけ回転駆動させる。これにより、ウインドガ
ラス１とサッシ８との間に人の手や指を挟み込んだとき
に、ウインドは直ちに開動作され、その挟み込みを解放
することになり、パワーウインドの安全制御が行われ
る。

【００２８】このように、モータ出力軸１３の回転に対
応してホールＩＣ検出部２０から出力される電圧ＶＡ，
ＶＢに基づいて得られる電圧Ｖｘからモータ９の回転角
度位置、換言すればウインドガラス１の開閉位置を検出
しているため、微細なウインドガラス位置の変化を検出
することができ、ウインドガラス位置を高精度に制御す
ることが可能になる。また、同時にホール素子検出部２
０から出力される電圧により安全制御領域を検出するこ
とができるため、独立したウインドガラス位置検出機構
を設ける必要はなく、全体構造を簡略化できる。さら
に、ウインドが全閉するサッシに設けられているウェザ
ーストリップが温度等の環境条件の変動によって変形さ
れ、安全制御領域が変化される場合でも、環境条件変化
に追従して安全制御領域を正確に認識することが可能と
なる。

【００２９】また、前記実施形態では、ホールＩＣ検出
部２０の出力電圧ＶＡ，ＶＢは、モータ出力軸１３の回
転周期に応じて０〜５Ｖの間で出力が変化される特性で
あるため、ウインド位置変化に対する電圧変化の割合を
大きくし、ウインド位置の検出の分解能を高めることが
できる。また、モータ９の全回転角度の領域にわたって
電圧を出力することが可能なため、回転角度位置によっ
て出力が不能となる状態は存在せず、出力特性の安定化
を図ることが可能となる。これにより、ウインド位置を
より高精度に検出して極めて信頼度の高い安全制御が実
現できる。

【００３０】なお、前記実施形態では、ホールＩＣ検出
部２０のホールＩＣ２２Ａ，２２Ｂでモータ出力軸１３
の回転角度を直接検出する構成としているが、検出に要
求されるウインド位置精度によっては、モータ回転軸に
対応してホール素子検出部を配置するようにしてもよ
い。また、前記実施形態ではホールＩＣは２つ設けてい
るが、場合によっては１つ、あるいは３つ以上設けるよ
うに構成してもよいことは言うまでもない。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、ウインド
ガラスにおける異物挟み込みの安全制御を行う際に必要
とされるウインドガラスの開閉位置と相関のあるモータ
回転角度位置センサとして、ウインドガラスを開閉動作
させるための駆動モータの回転出力軸に取着したマグネ
ットと、回転出力軸の回転に伴う磁束変化を検出する磁
束検出センサ、例えば、ホールＩＣとで構成することに
より、回転角度位置センサからの信号のみでウインドの
全閉から全開までの全行程を検出することができ、構成
の小型化と回路の簡略化が実現でき、自動車への好適な
装備が実現できる。また、駆動モータの回転出力軸の回
転角度位置を検出することでウインドガラスの開閉位置
を検出するために、ウインド位置変化に対する出力変化
の割合を大きくして高精度の位置検出が可能になる。さ
らに、回転角度位置センサの出力を直線近似した出力電
圧に基づいてウインドガラスの開閉位置を検出するた
め、位置検出の演算が容易になる。また、ウインドガラ
ス位置検出機構のような機械的な検出機構が不要にな
り、環境条件の変動に追従した高精度の位置検出が可能
になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されるパワーウインドのウインド
開閉機構の概略構成図である。

【図２】ウインド開閉機構の要部の正面図である。

【図３】パワーウインド駆動部の要部を模式的に示す斜
視図と要部の正面図である。

【図４】ホールＩＣ検出部の検出原理と検出電圧及び出
力電圧を説明するための図である。

【図５】ホールＩＣ検出部の出力電圧ＶＡ，ＶＢの特性
を示す図である。

【図６】本発明にかかる安全装置の全体構成を示すブロ
ック図である。

【図７】ウインド位置検出部の構成を示すブロック図で
ある。

【図８】ウインド位置検出部における検出方法を説明す
るための電圧と開閉位置との関係を示す図である。

【図９】ウインド位置検出動作を説明するためのフロー
チャートのその１である。

【図１０】ウインド位置検出動作を説明するためのフロ
ーチャートのその２である。

【図１１】電圧Ｖｘの時間に対する変化特性（速度）を
説明する図である。

【符号の説明】

１ウインドガラス２開閉機構７パワーウインド駆動部９駆動モータ２０ホールＩＣ検出部２１円形マグネット２２Ａ，２２ＢホールＩＣ２３Ａ，２３Ｂホール素子２４Ａ，２４Ｂ演算素子３３ウインド位置検出部３５開閉速度検出部３６安全制御領域検出部

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１２年９月２９日（２０００．９．２
９）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2E052 AA09 CA06 DA03 DA08 DB03 DB08 EA14 EB01 EC01 GA05 GA07 GA08 GB00 GB06 GB12 GC06 GD00 GD03 GD09 HA01 KA13 KA15 KA16 5H611 AA01 BB01 BB03 PP07 QQ03 RR02 UA01 UB00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両のウインドガラスを駆動モータによ
り開閉動作するとともに、前記ウインドガラスの開閉位
置を検出して異物挟み込みの安全制御を行うパワーウイ
ンドにおいて、前記駆動モータの回転角度位置を検出す
る回転角度位置センサと、前記回転角度位置センサの出
力に基づいて前記ウインドガラスの開閉位置を検出する
位置検出手段と、前記位置検出手段に基づいて前記異物
挟み込みの安全制御を行う安全制御手段とを備え、前記
回転角度位置センサは前記モータの回転出力軸に取付ら
れたマグネットと、前記マグネットに対向する位置に配
置されて前記回転出力軸の回転に伴う前記マグネットの
磁束変化を検出する磁束検出センサを備え、前記検出信
号に基づいてウインドガラスの開閉位置を検出すること
を特徴とするパワーウインドの安全装置。
【請求項２】前記回転出力軸は、前記駆動モータの回
転軸を減速機構により減速回転される出力軸である請求
項１に記載のパワーウインドの安全装置。
【請求項３】前記磁束検出センサは前記モータの回転
出力軸の回転方向に対して異なる回転角度位置に配置さ
れた複数個のホールＩＣを含むホールＩＣ検出部として
構成される請求項１又は２に記載のパワーウインドの安
全装置。
【請求項４】前記ホールＩＣはホール素子から出力さ
れる検出電圧を、前記回転出力軸の回転角に対応した直
線特性に近似演算して出力し、前記位置検出手段は前記
演算結果に基づいて前記ウインドガラスの開閉位置を検
出する請求項３に記載のパワーウインドの安全装置。