JP2002295127A

JP2002295127A - 開閉体の挟み込み判定制御方法

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Publication number: JP2002295127A
Application number: JP2001099624A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Fueki; 正弘笛木; Takayuki Kawakura; 孝之川倉; Narimitsu Kobori; 成光小堀; Hiroshi Ono; 小野　　浩; Takao Arai; 貴男新井; Yoshio Morishima; 良夫森嶋
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2002-10-09
Anticipated expiration: 2021-03-30
Also published as: JP4739563B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】経年劣化による速度低下や挟み込み対象物の
硬さの違いがある場合でも確実に挟み込みを判定する。【解決手段】開閉体をモータにより駆動して閉じる際
の異物等の挟み込み判定するべく、前記モータの角加速
度変化量を算出し、前記角速度変化量としきい値とを比
較して挟み込みを判定するものとした。【効果】周期や速度の変化から判断する場合の経年劣
化による速度低下に対して角加速度が影響されることが
ないため、速度低下による誤判定を防止し得ると共に、
挟み込み対象物の硬さに違いがあっても、設定した挟み
込み荷重に応じた挟み込み判定を行うことができ、かつ
挟み込み荷重を一定化し得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、開閉体の挟み込み
判定制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車などの車両用開閉体としてウィン
ドウやサンルーフパネルまたはスライドドアにおいて、
電動モータを用いて自動で開閉するようにしたものがあ
る。そのような自動開閉装置にあっては、特に開閉体を
閉じる際に異物等が挟み込まれたことを検出したら反転
させるなどの挟み込み防止制御を行うようにしている。

【０００３】上記挟み込み防止制御を行うようにしたパ
ワーウィンドウ装置の一例を図７及び図８により以下に
示す。本パワーウィンドウ装置にあっては、図７に概略
を示されるように、運転席などに設けられたオート操作
スイッチ２２からの開閉操作用の各信号が制御部２１に
入力し、制御部２１によりは各操作信号に応じてモータ
３を正逆転駆動制御する。そして、モータ３に連結され
たウィンドウ８が開閉動作し、またモータ３の回転を検
出する回転センサ９を設け、その回転パルス信号を制御
部２１に入力して、ウィンドウ８の挙動を検出するよう
にしている。

【０００４】図８は上記パワーウィンドウ装置における
挟み込み防止のための挟み込み判定制御を説明するため
のタイムチャートである。この挟み込み判定制御にあっ
ては、回転センサ９からの回転パルス信号の例えば立ち
下がりエッジ毎のタイミングで挟み込み判定（Ｗ１・Ｗ
２・Ｗ３・Ｗ４）を行うようにしている。その挟み込み
判定方法は、各回転パルス信号間の長さからなる判定時
間Ｔw1・Ｔw2・Ｔw3・Ｔw4としきい値Ｔdとを比較して
行う。

【０００５】例えば挟み込み判定時Ｗ２後に異物等の挟
み込みでモータの回転速度が低下して回転パルス周期が
延びるようになった場合で、図８では、次の挟み込み判
定時Ｗ３における判定時間Ｔw3がしきい値Ｔdよりも短
く、その時点では挟み込みであると判定しないが、その
次の挟み込み判定時Ｗ４における判定時間Ｔw4がしきい
値Ｔdよりも長く、挟み込み判定Ｗ４の時に挟み込みで
あると判定することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような挟み込み判定制御にあっては、使用環境の違い
や経年劣化による速度変化によって誤判定をしてしまう
という問題がある。

【０００７】また、挟み込まれた異物等の硬さの違いに
より、上記したような時間経過のみの判定では判定時の
挟み込み荷重に対する判定時間が異なり、挟み込み対象
物の硬さの違いに応じた挟み込み判定を行うことができ
ないという問題がある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決し
て、経年劣化による速度低下や挟み込み対象物の硬さの
違いがある場合でも確実に挟み込みを判定するために、
本発明に於いては、開閉体をモータにより駆動して閉じ
る際の異物等の挟み込みを判定するべく、前記モータの
角加速度変化量を算出し、前記角速度変化量としきい値
とを比較して挟み込みを判定するものとした。

【０００９】これによれば、角加速度変化量を用いて挟
み込み検知を行うことから、周期や速度の変化から判断
する場合の経年劣化による速度低下に対して角加速度が
影響されることがないため、上記速度低下による誤判定
を防止し得ると共に、角加速度変化量に挟み込み対象物
の硬さの違いにより挟み込み荷重に至る時間に違いがあ
り、挟み込み対象物の硬さの違いに応じた挟み込み判定
を行うことができる。

【００１０】また、前記しきい値が、挟み込み対象物の
硬さの違いによる挟み込み検知荷重に至る前記角加速度
変化量の時間変化からなること、また、前記角加速度変
化量が０以下になった状態における最小値を求め、前記
角加速度が負の状態でありかつ前記最小値が前記しきい
値を越えてから所定時間経過したら挟み込みであると判
定することにより、変化期間が短い角加速度変化量に対
して、適切な挟み込み判定を行うことができる。あるい
は、前記角加速度がフィルタ処理されていることによれ
ば、角加速度変化量がノイズの影響を受け、それにより
誤判定してしまうことを防止することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に添付の図面に示された具体
例に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明す
る。

【００１２】図１は、本発明が適用されたパワーウィン
ドウ装置の一例を示すブロック図である。なお、従来例
で示した図４と同様の部分については同一の符合を付し
てその詳しい説明を省略する。図に示されるように、制
御部１には、運転席などに設けられたオート操作スイッ
チ２ａ及びマニュアル操作スイッチ２ｂの各開閉操作信
号に応じて自動または手動開閉制御信号を出力するオー
ト制御回路１ａと、その開閉制御信号に応じてモータ３
を正逆転駆動制御するための駆動回路４と、駆動回路４
に挟み込み判定信号を出力する判定回路５と、判定回路
５に角加速度信号を出力する角加速度算出回路６とが設
けられている。

【００１３】そして、駆動回路３からの駆動信号応じて
モータ３が正逆転して、ウィンドウ８が開閉動作する。
また、モータ３の回転を検出するための回転センサ９が
設けられており、その回転センサ９からの回転パルス信
号が上記判定回路５と角加速度算出回路６とに入力する
ようになっている。なお、オート制御回路１ａでは、オ
ート操作スイッチ２ａの開閉信号が入力された場合には
連続した開閉制御信号を出力し、マニュアル操作スイッ
チ２ｂの開閉信号が入力された場合には操作されている
間だけ開閉制御信号を出力する。

【００１４】次に、このようにして構成されたパワーウ
ィンドウ装置による挟み込み判定制御の一例を図２のフ
ロー図を参照して以下に示す。第１ステップＳＴ１では
各操作スイッチ２ａ・２ｂによる閉じ操作が行われたか
否かを判別し、閉じ操作が行われていないと判別した場
合には第２ステップＳＴ２に進み、そこで他の各作動に
対する制御（開操作信号の判別、開作動制御など）を行
う。第１ステップＳＴ１で閉じ操作が行われた判別した
場合には第３ステップＳＴ３に進む。

【００１５】第３ステップＳＴ３ではウィンドウ８の位
置が挟み込み判定範囲内であるか否かを判別する。この
ウィンドウ８の位置は、回転パルス信号をカウントする
ことにより検知可能であり、挟み込み判定範囲としては
全開位置から例えば全閉位置手前４ｍｍであって良い。
この第３ステップＳＴ３で挟み込み判定範囲外であると
判別された場合には第２ステップＳＴ２に進み、挟み込
み判定を行わない。

【００１６】第３ステップＳＴ３で挟み込み判定範囲内
であると判別された場合には第４ステップＳＴ４に進
む。例えば閉じ方向をモータ３の正転方向とした場合に
は第４ステップＳＴ４でモータ３を正転駆動する。次の
第５ステップＳＴ５では、図３に示されるように、回転
センサ９のパルス信号から各パルス信号間の周期を計測
し、次の第６ステップＳＴ６では上記周期データから角
加速度dωを算出する。なお、回転センサ９に１回転当
たりのパルス数が多いものを用いることにより、この角
加速度データを高精度化し得る。

【００１７】次の第７ステップＳＴ７では、角加速度d
ωが負の値であるか否かを判別する。例えば閉じ動作時
に図３に示されるように時刻Ｔ１から異物等の挟み込み
が発生したとすると、角速度（モータ回転速度）ωが低
下して図に示されるように角加速度dωが負の値とな
る。その時刻Ｔ１に至る前の角加速度dωが負の値にな
っていない場合には、第７ステップＳＴ７から第８ステ
ップＳＴ８を経て本ルーチンを終了し、次サイクル時に
第１ステップＳＴ１から始める。なお、第８ステップＳ
Ｔ８では、後記する角加速度変化量Δdωの最小値Δdω
minを初期化する（０とする）。

【００１８】挟み込みとなる図３の時刻Ｔ１以後には、
上記したように角加速度dωが負の値になることから、
第７ステップＳＴ７から第９ステップＳＴ９に進む。第
９ステップＳＴ９では、角加速度dωが負の値になって
からの経過時間ｔの計測を行う。次の第１０ステップＳ
Ｔ１０では上記経過時間ｔに対応して図３の中段に想像
線で示される角加速度変化量のしきい値Δｄω(t)を求
める。

【００１９】このしきい値曲線は、図４に示される実験
データから求めるものであって良い。図４は、挟み込み
開始時から所定の挟み込み荷重（例えば５０Ｎ）に達す
るまでの挟み込み対象物の硬さの違いによる時間と、そ
の時の角加速度変化量とを示すものである。このよう
に、硬い場合にはその硬さが軟らかくなるに連れて角加
速度変化量が負側に大きくなり、軟らかい場合にはその
軟らかさが軟らかくなるに連れて角加速度変化量が０に
近づく傾向があり、その傾向を図４で実線により示した
ものを上記しきい値としている。

【００２０】次の第１１ステップＳＴ１１では、角加速
度dωの微分値としての角加速度変化量Δdωを次式によ
り算出する。 Δdω(n)＝dω(n)−dω(n-1) ここで、nは任意の計算タイミングを示すものであり、
上記式では、今回と前回との各タイミングで算出された
角加速度の差分を求めている。

【００２１】そして、第１２ステップＳＴ１２では、第
１０ステップＳＴ１０で算出された角加速度変化量Δd
ωが上記最小値Δdωminより低下（負側に増大）したか
否かを判別し、低下している場合には第１３ステップＳ
Ｔ１３に進み、そこで角加速度変化量Δdωを新たな最
小値Δdωminとし、低下していない場合には第１４ステ
ップＳＴ１４に進む。なお、初めて第１２ステップＳＴ
１２に来た場合には、最小値Δdωminは上記第８ステッ
プＳＴ８により０であり、それに対して角加速度変化量
Δdωが負の値であることから、第１３ステップＳＴ１
３に進むことになる。

【００２２】次の第１４ステップＳＴ１４では角加速度
変化量Δdωがしきい値を越えたか否かを判別する。角
加速度変化量Δdωがしきい値を越えた場合には第１５
ステップＳＴ１５に進み、そこで挟み込みが生じたとす
る挟み込み判定を行う。角加速度変化量Δdωがしきい
値を越えていなかった場合には第１６ステップＳＴ１６
に進み、今度は最小値Δdωminがしきい値を越えた（低
下した）か否かを判別し、越えた場合には第１５ステッ
プＳＴ１５に進み、上記したように挟み込み状態である
という判定が確定される。なお、第１６ステップＳＴ１
６で最小値Δdωminがしきい値以下であると判別された
場合には、そのまま本ルーチンを終了する。

【００２３】図３に示されるように、時刻Ｔ１後に角加
速度変化量Δdωが負側に増大した際の最大値が、その
後の正側への上昇に関わらず最小値Δdωminとして保存
され、その最小値Δdωminがしきい値を横切るまでの時
間ｔａ経過後が上記挟み込み検知の時となる。したがっ
て、角加速度dωが負の値になってから時間ｔａが経過
するまでは、第１４ステップＳＴ１４では挟み込みが検
知されない。

【００２４】そして、第１５ステップＳＴ１５の次の第
１７ステップＳＴ１７で、挟み込み防止処理としてモー
タ３を逆転（反転）させて、本ルーチンを終了する。

【００２５】このように、角加速度変化量における挟み
込み対象物の硬さの違いに対応したしきい値を用いて挟
み込み検知を行うことから、図５に示されるように、想
像線で示される硬い物に対しては短い時間ｔｂで挟み込
みを検知し、その後の判定時間Ｔｄ経過後の判定確定を
比較的早く行うことができる。また、破線で示される軟
らかい物の場合には、時間をかけて挟み込み判定をする
ことになり、一時的なフリクション増大のように角加速
度変化量の最小値が小さい場合には長時間挟み込み検知
状態に至らないので、そのような場合の誤判定を防止す
ることができる。

【００２６】また、上記角加速度変化量Δdωを算出す
る際には、図６に示されるように、角速度ωを第１フィ
ルタ１１に通してノイズを除去し、そのフィルタ処理さ
れたフィルタ角速度ωfを第１遅延回路１２に通すもの
とバイパスさせるものとに分けた後に両者を加算して角
加速度dωを算出し、その角加速度dωを第２フィルタ１
３に通してノイズを除去し、そのフィルタ処理されたフ
ィルタ角加速度dωfを第２遅延回路１４に通すものとバ
イパスさせるものとに分けた後に両者を加算して角加速
度変化量Δdωを算出すると良い。

【００２７】角加速度dωをフィルタ処理しないでノイ
ズを除去できない場合には、そのノイズを最小値として
認識する虞があり、そのようなノイズを認識しないよう
なしきい値の設定が困難である。それに対して、上記し
たように角加速度dωをフィルタ処理することにより、
外乱成分（ノイズ）を除去でき、角加速度変化量Δdω
の変化をなだらかに抑えることができるため、挟み込み
判定のしきい値を設定し易くなる。なお、上記フィルタ
処理を回路構成で示したが、プログラムによる計算処理
で行うようにして良い。

【００２８】

【発明の効果】このように本発明によれば、角加速度変
化量を用いて挟み込み検知を行うことから、周期や速度
の変化から判断する場合の経年劣化による速度低下に対
して角加速度が影響されることがないため、上記速度低
下による誤判定を防止し得ると共に、角加速度変化量に
挟み込み対象物の硬さの違いにより挟み込み荷重に至る
時間に違いがあり、挟み込み対象物の硬さに違いがあっ
ても、設定した挟み込み荷重に応じた挟み込み判定を行
うことができる。

【００２９】また、しきい値が、挟み込み対象物の硬さ
の違いによる挟み込み検知荷重に至る角加速度変化量の
時間変化からなること、また、角加速度変化量が０以下
になった状態における最小値を求め、角加速度が負の状
態でありかつ最小値がしきい値を越えてから所定時間経
過したら挟み込みであると判定することにより、より一
層高精度に挟み込みを判定することができる。あるい
は、角加速度がフィルタ処理されていることによれば、
外乱成分（ノイズ）を除去でき、誤判定してしまうこと
を防止することができると共に、角加速度変化量の変化
をなだらかに抑えることができるため、挟み込み判定の
しきい値を設定し易くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されたパワーウィンドウ装置の一
例を示すブロック図。

【図２】本パワーウィンドウ装置の制御フロー図。

【図３】本発明に基づく制御要領を示すタイムチャー
ト。

【図４】挟み込み対象物の硬さの違いによる角加速度変
化量の変化を示す図。

【図５】挟み込み対象物の硬さの違いによる判定時間の
違いを示す説明図。

【図６】フィルタ処理を示す説明図。

【図７】従来のパワーウィンドウ装置の一例を示すブロ
ック図。

【図８】従来の制御要領を示す説明図。

【符号の説明】

１制御部２ａオート操作スイッチ、２ｂマニュアル操作スイ
ッチ３モータ４駆動回路５判定回路６角加速度算出回路８ウィンドウ９回転センサ１１第１フィルタ１２第１遅延回路１３第２フィルタ１４第２遅延回路２１制御部２２オート操作スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小堀成光群馬県桐生市広沢町１丁目2681番地株式会社ミツバ内 (72)発明者小野浩群馬県桐生市広沢町１丁目2681番地株式会社ミツバ内 (72)発明者新井貴男群馬県桐生市広沢町１丁目2681番地株式会社ミツバ内 (72)発明者森嶋良夫群馬県桐生市広沢町１丁目2681番地株式会社ミツバ内Ｆターム(参考） 2E052 AA09 BA02 CA06 DA03 DB03 EA14 EB01 EC01 GA10 GB06 GB15 GC06 GD03 HA01 KA13 3D127 AA02 BB01 CB05 CC05 DF04 FF08 FF20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】開閉体をモータにより駆動して閉じる際
の異物等の挟み込みを判定するべく、前記モータの角加速度変化量を算出し、前記角速度変化
量としきい値とを比較して挟み込みを判定することを特
徴とする開閉体の挟み込み判定制御方法。
【請求項２】前記しきい値が、挟み込み対象物の硬さ
の違いによる挟み込み検知荷重に至る前記角加速度変化
量の時間変化からなることを特徴とする請求項１に記載
の開閉体の挟み込み判定制御方法。
【請求項３】前記角加速度変化量が０以下になった状
態における最小値を求め、前記角加速度が負の状態でありかつ前記最小値が前記し
きい値を越えてから所定時間経過したら挟み込みである
と判定することを特徴とする請求項１若しくは請求項２
に記載の開閉体の挟み込み判定制御方法。
【請求項４】前記角加速度がフィルタ処理されている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記
載の開閉体の挟み込み判定制御方法。