JP2002322871A - 開閉体の挟み込み判定制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 遅れのない挟み込み判定を行う。 【解決手段】 回転パルス信号入力毎にその周期からモ
ータの角速度を算出し、前回の角速度と合わせて角速度
の変化を推測し、次の回転パルス信号の入力まで、サン
プリングタイミング毎に推定角速度ωs(n)を算出する。
その推定角速度と判定値ωｄとを比較し、推定角速度が
判定値以下になったら挟み込みが生じたと判定する。 【効果】 挟み込みが生じた際の角速度の低下を次の回
転パルス信号が入力されるまで推定し、その推定角速度
が判定値以下になったら挟み込みが生じたと判定するこ
とから、回転パルス信号入力毎の判定を行うものではな
く、次の回転パルス信号入力前に判定することができ、
速やかかつ高精度な挟み込み判定を行うことができ、判
定が遅れて挟み込み荷重が増大してしまうことを防止で
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、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４及び図５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４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１２からの開閉操作用の各信号が制御部１１に
入力し、制御部１１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１１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５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５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、モータ回転パル
スの入力毎にしか判定することができず、例えば図５に
おいて判定時間Ｔw4が極端に長くなった場合には判定が
遅れるという問題が生じる。そのためにしきい値を短く
設定すると、フリクション増加などが生じた場合に誤判
定し易くなるという問題がある。また、回転パルス信号
入力時に判定するため判定時間が不定であり、挟み込み
により荷重が増加し始めてから次の回転パルス信号入力
までに時間が長い場合があり、判定精度が低いという問
題もある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決し
て、遅れが無くかつ判定精度の高い挟み込み判定を行い
得る開閉体の挟み込み判定制御方法を実現するために、
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
回転を検出する回転センサからの回転パルス信号の出力
タイミング毎に当該パルス信号の周期から角速度を算出
し、今回の角速度と前回の角速度とから角速度の時間変
化を推定し、次回の回転パルス信号の出力までの間の時
間経過に応じて前記推定した推定角速度を判定値と比較
し、前記比較結果に基づいて挟み込みを判定するものと
した。

【０００８】これによれば、挟み込みが生じた際の角速
度の低下を次の回転パルス信号が入力されるまで推定
し、その推定角速度を判定値と比較し、その比較結果に
よ挟み込みの有無を判定することから、回転パルス信号
入力毎の判定を行うものではなく、次の回転パルス信号
の入力を待つことなく判定することができる。

【０００９】また、異物等の挟み込み時における前記回
転パルス信号の周期よりも短い所定の周期のサンプリン
グ信号を発生し、前記サンプリング信号の発生毎に前記
回転パルス信号の出力タイミングで算出された角速度に
基づいて前記推定角速度を算出することによれば、推定
角速度による挟み込み判定を簡単に行うことができる。

【００１０】さらに、前記推定角速度をフィルタ処理
し、前記フィルタ処理された推定角速度が前記しきい値
以下になったら挟み込みであると判定することにり、挟
み込み判定に用いる推定角速度をフィルタ処理すること
から、外乱などのノイズの影響により誤判定することを
防止できる。

【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に角速度信号を出力する角速度算出回路６と、角速度
算出回路６にサンプリングパルスを出力するサンプリン
グパルス発生回路７とが設けられている。

【００１３】そして、駆動回路４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、以前の動作までの履歴を記憶し
ておく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、回転センサ９からの回転パル
ス信号の有無を判別し、回転パル信号を検出したら第６
ステップＳＴ６に進む。第６ステップＳＴ６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７ステップＳＴ７で
上記周期から角速度を算出して第８ステップＳＴ８に進
む。

【００１７】そして、第８ステップＳＴ８では本発明に
基づき、回転パルス信号の周期よも短い周期のサンプリ
ングパルス毎の推定角速度ωs(n)を次式から算出する。
したがって、上記第５ステップＳＴ５において回転パル
ス信号が検出されなかった場合にもこの第８ステップＳ
Ｔ８に進む。 ωs(n)＝ω(m)＋｛ω(m)−ω(m-1)｝×ｔ／Ｗ(m) …（１） ここで、Ｗ(m)は図３に示されるようにｍ番目の回転パ
ルス信号入力時における前回（ｍ−１）との間の周期で
あり、ω(m)はその時に算出された角速度であり、ｔは
図３に示されるように推定角速度ωs(n)の直前のパルス
信号からの時間である。なお、角速度ω(m)は、モータ
３のアーマチュア１回転当たりのパルス数をｐとする
と、 ω(m)＝２π／｛Ｗ(m)＋Ｗ(m-1)＋…＋Ｗ(m-p-1)｝ …（２） で求めて良い。

【００１８】次の第９ステップＳＴ９で、上記式（１）
から求めた推定角速度ωs(n)を用いて挟み込み判定を行
う。この挟み込み判定にあっては、上記各式から、角速
度ω(m-2)や角速度ω(m-1)の算出後の各推定角速度ωs
(n-7)・ωs(n-4)の時間経過による推測値が図３の想像
線のように変化することが分かるため、想像線における
サンプリングタイミング毎の角速度の値が図の黒丸で示
したようになり、図示例にあっては、それぞれ次のパル
ス信号入力時までにしきい値ωｄを下回ることが無く、
その場合には挟み込みが発生していないとして本ルーチ
ンを終了し、次サイクル時に第１ステップＳＴ１から実
行する。

【００１９】それに対して、角速度ω(m)の算出後の推
定角速度ωs(n)の時間経過による推測値が図３の想像線
のように変化してサンプリングタイミング（ｎ＋２）の
時にしきい値ωｄを下回ったら、それにより挟み込みが
発生したとすることができる。

【００２０】このように、推定角速度ωs(n)の時間経過
による推測値を用いて挟み込み判定を行うことにより、
従来例で示したように次のパルス信号の入力時における
判定（図の挟み込み判定の想像線）がある前に挟み込み
判定を行うことができる。これにより、速やかな判定を
行うことができるため、判定までに時間がかかって挟み
込み荷重が増大してしまうことを防止することができ
る。

【００２１】また、サンプリングタイミング毎に推定角
速度ωsの推測値（想像線との交点）を用いてしきい値
ωｄと比較して判定することから、モータ３の回転速度
の低下に影響されることなく、挟み込み判定を一定のタ
イミングで行うことができ、判定時の挟み込み状態（荷
重の大きさなど）のばらつきが小さくなり、高精度な挟
み込み判定を行い得る。なお、周期が挟み込み時に急激
に変化するのに対して角速度は直線的に変化する傾向が
あり、推定角速度を用いても誤差が小さく、推測値を用
いて容易に判定することができる。

【００２２】そして、挟み込み発生であると判定した場
合には、第１０ステップＳＴ１０に進み、そこで、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。

【００２３】また、上記第９ステップＳＴ９の挟み込み
判定において、周期データに含まれている虞のあるノイ
ズ成分の影響による誤判定を防止するべく、推定角速度
ωsに対するフィルタ処理を行うようにすると良く、以
下に示す。なお、この場合のノイズは、振動外乱成分の
ことであり、例えば悪路走行時の振動など比較的低い周
波数域（例えば１０〜３０Ｈｚ）の外乱である。

【００２４】上記ノイズ成分を除去するためには、例え
ば上記式（２）の右辺の分母であるアーマチュア周期Ｔ
(m)に、加重平均で求めた平均周期Ｔｆを用いることが
考えられる。この平均周期Ｔｒは、次式で求められる。 Ｔｆ(m)＝｛（ａ−１）×Ｔｆ(m-1)＋Ｔ(m)｝／ａ …（３） ここで、ａは定数である。

【００２５】しかしながら、加重平均算出のタイミング
が回転パルスの発生タイミングに依存するため、モータ
３の回転速度が変化すると、ノイズを除去し得る周波数
帯が変わってしまう。そのため、以下の問題点がある。
モータ回転速度が速い場合には、サンプリング周期が短
くなることからカットオフ周波数が高くなって上記した
ような低周波数の振動外乱成分を除去できず、振動によ
る周期増加を挟み込みと認識（誤判定）してしまう。逆
に、モータ回転速度が遅い場合には、サンプリング周期
が長くなることからカットオフ周波数が低くなって挟み
込み時の周期増加までにフィルタにより除去されてしま
い、挟み込みを速やかに認識することができなくなる。

【００２６】上記問題を解消するために、フィルタ角速
度ωｆ(n)を次式から求める。 ωｆ(n)＝Ｆ１×ωs(n)＋Ｆ１×ωs(n-1)−Ｆ２×ωｆ(n-1) …（４） ここで、ノイズを除去する遮断周波数をｆｃとし、上記
nのサンプリング周期をＴｓとして、上記Ｆ１、Ｆ２を
下記の各式から求める。 Ｆ１＝ωｃ×Ｔｓ／（ωｃ×Ｔｓ＋２） …（５） Ｆ２＝（ωｃ×Ｔｓ−２）／（ωｃ×Ｔｓ＋２） …（６） ここで、ωｃ＝２×π×ｆｃである。

【００２７】このようにして算出したフィルタ角速度ω
ｆ(n)を上記した第８ステップＳＴ８における推定角速
度ωsの代わりに用いることにより、モータ回転速度に
関係なく、所望の遮断周波数でノイズを除去（ローパス
フィルタ）できるようになり、上記問題点を解消するこ
とができる。

【００２８】

【発明の効果】このように本発明によれば、挟み込みが
生じた際の角速度の低下を次の回転パルス信号が入力さ
れるまで推定し、その推定角速度がしきい値以下になっ
たら挟み込みが生じたと判定することから、回転パルス
信号入力毎の判定を行うものではなく、次の回転パルス
信号入力前に判定することができ、速やかかつ高精度な
挟み込み判定を行うことができ、判定が遅れて挟み込み
荷重が増大してしまうことを防止できる。

【００２９】また、挟み込み判定に用いる推定角速度を
フィルタ処理することにより、振動外乱成分などのノイ
ズにより誤判定することを防止でき、より一層確実な挟
み込み判定を行うことができる。

【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説明図。

【図４】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５】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 角速度算出回路 ７ サンプリングパルス発生回路 ８ ウィンドウ ９ 回転センサ １１ 制御部 １２ オート操作スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 笛木 正弘 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 川倉 孝之 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 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 EA14 EB01 EC01 GA10 GB06 GC06 GD03 HA01 LA08 3D127 AA02 BB01 CB03 CB05 DF04 DF36 FF02 FF20

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【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、 前記モータの回転を検出する回転センサからの回転パル
   ス信号の出力タイミング毎に当該パルス信号の周期から
   角速度を算出し、今回の角速度と前回の角速度とから角
   速度の時間変化を推定し、次回の回転パルス信号の出力
   までの間の時間経過に応じて前記推定した推定角速度を
   判定値と比較し、前記比較結果に基づいて挟み込みを判
   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。
2. 【請求項２】 異物等の挟み込み時における前記回転パ
   ルス信号の周期よりも短い所定の周期のサンプリング信
   号を発生し、前記サンプリング信号の発生毎に前記回転
   パルス信号の出力タイミングで算出された角速度に基づ
   いて前記推定角速度を算出す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。
3. 【請求項３】 前記推定角速度をフィルタ処理し、前記
   フィルタ処理された推定角速度が前記しきい値以下にな
   っ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２に記載の開閉体の挟み込み判定制御方法。