JP2002364245A - 開閉体の挟み込み防止制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モータの駆動開始時においても速やかな挟み
込み判定を行う。 【解決手段】 モータの角速度ω及び角加速度ｄωを算
出し、テーブルデータから求めた角速度に対する挟み込
み検知用しきい値と角加速度とを比較して挟み込み検知
状態であると判別したら、挟み込み判定用しきい値を算
出し、過去の角加速度値ｄω(N-m)が正の場合には挟み
込み判定用しきい値を判定が甘くなるように補正する。 【効果】 ワイヤのたるみなどの影響を受けた際の正か
ら負への角加速度の大きな変化を挟み込みであると誤判
定してしまうことを防止でき、駆動開始時から挟み込み
判定を行うことができ、挟み込みを判定するまでに荷重
が大きく増大することを防止できる。

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
防止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。そのような開閉体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。上記挟み込み防止制御における挟み込みの判定に
あっては、挟み込み時に起きるモータの回転速度の低下
を、例えばモータの回転パルスを検出してそのパルス周
期が所定のしきい値より長くなったことにより判別して
行うことができる。

【０００３】上記したような開閉体自動開閉装置におい
て、例えば特開平８−１５８７３８号公報に開示されて
いるようなパワーウィンドウ装置にあっては、図７に示
されるように、モータ１１とウィンドウ駆動機構１２と
がワイヤ１３を介して互いに連結されており、モータ１
１を正逆転することによりウィンドウ駆動機構１２を介
して図示されないウィンドウが上昇下降（開閉）するよ
うになっている。

【０００４】そのようなワイヤ駆動方式の場合のモータ
１１の角速度の変化を図８に示す。図８では、ワイヤ１
３にたるみが有る場合を実線で示し、たるみが無い場合
を想像線で示している。すなわち、駆動開始前（停止）
の状態にあっては、図７の実線に示されるようにワイヤ
１３がたるんだ状態にあり、駆動状態ではたるみが取れ
て図７の想像線に示されるようにワイヤ１３が張った状
態になる。

【０００５】図８に示されるように、モータ１１の駆動
開始時にワイヤ１３にたるみがある場合には、そのたる
みが取れるまでは無負荷状態に相当するためモータ１１
の角速度が想像線で示される負荷時に対して大きくな
る。たるみが取れると負荷が加わってモータ１１の角速
度が低下し、想像線で示したたるみが無い状態と同じに
なり、以後たるみ無しで負荷が加わった状態となるた
め、図に示されるように一定の角速度になる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記したようにワイヤ
のたるみの影響を受ける場合には、モータ１１の角速度
が一旦大きく上がった後に低下するように変化するた
め、その低下を挟み込みであると誤判定してしまう虞が
ある。その誤判定を防止するためには、上記公報に開示
されているように、モータの駆動開始直後の所定区間
（例えばパルスのカウント数により設定可）を挟み込み
判定禁止区間として設定し、モータの駆動開始からその
区間が経過するまでは挟み込み判定を行わないようにす
ることが考えられる。

【０００７】しかしながら、モータの駆動開始後の上記
挟み込み判定禁止区間では挟み込み判定が禁止されてし
まうことから、モータの駆動開始直後に挟み込みが起き
た場合にはその挟み込み判定が遅れてしまうという問題
がある。また、温度・電圧などの環境条件の違いが生じ
ても挟み込み誤判定をしないように余裕を持たせた設定
にすると、通常状態にとっては長めになってしまい、上
記挟み込み判定がより一層遅れてしまうことになる。そ
の結果、挟み込み判定時にモータを反転させる制御を行
う場合の反転時荷重が大きくなってしまうという問題が
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、モータの駆動開始時においても速やかな挟み込み判
定を行うことを実現するために、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、前記モータの状態変化を検出し、そ
の検出値が挟み込み判定しきい値以下になったら挟み込
みであると判定すると共に、前記挟み込み判定しきい値
を、挟み込み判定を行う過程における前記検出値の過去
のデータに基づいて補正するものとした。

【０００９】これによれば、挟み込み判定を行う際に、
モータの状態として例えば角速度や角加速度あるいは回
転周期を検出し、その過去のデータを参照し、例えばワ
イヤ駆動方式におけるワイヤのたるみの影響を受けてモ
ータの速度が大きく上がった後に低下するような場合に
は過去のデータにその変化を示すような値が記憶される
ため、ワイヤのたるみによる場合の挟み込み判定しきい
値を甘くなるように補正するようにすれば、ワイヤのた
るみの影響を受けて挟み込みを誤判定してしまうことを
防止することができる。その結果、挟み込み判定禁止区
間を設ける必要が無くなり、駆動開始直後からの挟み込
み判定を行うことができる。

【００１０】また、前記挟み込み判定を制御サイクル毎
に行うと共に、前記過去のデータが、前記挟み込み判定
を行う制御サイクル時に対して常に一定のサイクル数だ
け前の制御サイクル時のものであることによれば、簡単
な制御プログラムで上記効果を奏することができる。

【００１１】また、前記モータの状態変化が加速度であ
ることによれば、ワイヤ駆動方式におけるワイヤのたる
みの影響を受けてモータの速度が大きく上がった後に低
下するような場合には加速度が正から負に大きく変化す
るため、参照した過去の加速度が正の値であればそのよ
うなワイヤのたるみによるものとすることができ、この
ように加速度の変化で判定することにより、速度変化の
場合に対してより確実な挟み込み判定を行うことができ
る。

【００１２】さらに、前記補正する量を、前記過去の加
速度が正の場合の大きさに応じて増減することによれ
ば、使用環境の違いなどに応じた高精度な判定を行うこ
とができ、例えば悪路走行時の振動による加速度の変化
に対しても同様に処理することができる。

【００１３】

【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。

【００１４】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。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にモータの加速度としての角加速度信号
を出力する角加速度算出回路６とが設けられている。

【００１５】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、従来例と同様にモータ３にワイ
ヤを介して連結されたウィンドウ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／閉の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。

【００１６】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と判別し
た場合には第３ステップＳＴ３に進む。

【００１７】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３ステップＳＴ３でモータ３を正転駆動す
る。次の第４ステップＳＴ４及び第５ステップＳＴ５で
はモータ３の状態変化を検出する。すなわち第４ステッ
プＳＴ４では、回転センサ９のパルス信号から各パルス
信号間の周期ｔを計測し、その計測値から角速度ω（＝
２π／ｔ）を算出する。次の第５ステップＳＴ５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。

【００１８】第６ステップＳＴ６では、上記角加速度ｄ
ωに対する挟み込み検知用しきい値−Ｂ(ω)を図３に示
されるテーブルデータから求める。図３のテーブルデー
タにあっては、その横軸に角速度ωを示し、縦軸に挟み
込み検知用しきい値−Ｂ(ω)を示している。このテーブ
ルデータは、機種に応じて予め実験値または計算値によ
り算出して設定したものであって良く、図に示されるよ
うに、角速度ωが大きくなるに連れて０に近づくように
変化する。

【００１９】なお、図３において、角速度ωを平均値と
しても良く、その場合には今回算出分を含む所定回数
（例えばアーマチュア１回転分）の算出角速度ωの平均
値を使用することができる。これにより、ノイズなどの
影響を無くすことができる。

【００２０】そして、第７ステップＳＴ７で、上記テー
ブルデータから求めた挟み込み検知用しきい値−Ｂ(ω)
を用いて挟み込み検知を行う。この場合には、例えば第
５ステップＳＴ５で算出された角加速度ｄωが挟み込み
検知用しきい値−Ｂ(ω)より低下している（ｄω＜−Ｂ
(ω)）か否かを判別することであって良い。

【００２１】第７ステップＳＴ７で、挟み込みが検知さ
れたら第８ステップＳＴ８に進み、角加速度がしきい値
より低下してないと判別された場合には本ルーチンを終
了し、次制御サイクル時に第１ステップＳＴ１から実行
する。

【００２２】第８ステップＳＴ８では挟み込み判定用し
きい値−Ｃ(t)を算出する。この挟み込み判定用しきい
値−Ｃ(t)の算出要領を、図４を参照して以下に示す。
先ず、図４（ａ）に示されるように、角速度ωの増加に
応じて負の値の大きさを漸減させる曲線を描く挟み込み
判定用初期値曲線から挟み込み判定用初期値−Ｃ(ω)を
求める。例えば、その時の角速度が図に示されるような
ω１で有った場合には、その角速度ω１に対応する挟み
込み判定用初期値−Ｃ(1)が求められる。

【００２３】次に、上記挟み込み判定用初期値−Ｃ(1)
を基準点として、図４（ｂ）に示されるような折れ線形
状の挟み込み判定用しきい値線Ｈ１・Ｈ２を設定する。
この挟み込み判定用しきい値線Ｈ１・Ｈ２は、図に示さ
れるように時間経過（本制御を行う制御サイクル数の増
加）に伴って負のしきい値を増大させ、所定時間経過後
には時間経過に伴って負のしきい値を低減させる（０に
近付ける）ように変化する折れ線からなるものであって
良い。

【００２４】ここで、挟み込み判定用しきい値線Ｈ１・
Ｈ２を図４（ｂ）に示されるように折れ線形状にしたの
は、挟み込み処理として反転させるまでに上昇してしま
う挟み込み荷重（反転時荷重）を挟み込みの種々の形態
に対して常に略均一にするためである。すなわち、モー
タ回転速度が高い場合や異物などの剛性が高い（堅い）
場合には挟み込み荷重が急激に増大するため、判定が遅
れると例えば挟み込み処理として反転させる際の反転時
挟み込み荷重が大きくなってしまう。それに対しては、
負側の角加速度−ｄωの絶対値の増大を早い段階（しき
い値線Ｈ１）で検出することで速やかな対処を可能にし
ている。

【００２５】また、所定時間経過までにそのような負側
の角加速度−ｄωの絶対値の増大が検出されない場合に
は、軟らかいものを挟み込んだような場合が想定され、
その場合には挟み込み荷重の増加は緩やかであるが、判
定までの時間が長くなると挟み込み荷重が大きくなる。
そのため、長い時間が経過した場合には少しの角加速度
でも挟み込みを判定可能にするようにしている（しきい
値線Ｈ２）。

【００２６】次の第９ステップＳＴ９では、このステッ
プに進んだ時（例えばＮ制御サイクル時）から見て所定
の制御サイクル数ｍだけ前の制御サイクル時（Ｎ−ｍ）
の角加速度ｄω(Ｎ−ｍ)、すなわち挟み込み判定を行う
過程における過去のデータとしての角加速度ｄω(Ｎ−
ｍ)が正（加速状態）であるか否かを判別する。これに
より、第７ステップＳＴ７から挟み込み判定を行うため
に本ステップに至るようになった場合に、過去のどのよ
うな状態から挟み込み判定を行う状態になったかを見る
ことができる。この第９ステップＳＴ９で角加速度ｄω
(Ｎ−ｍ)が正の状態から減速状態（負の角加速度）にな
ったと判別された場合には、第１０ステップＳＴ１０に
進む。

【００２７】この第１０ステップＳＴ１０における処理
を、モータの駆動開始時からの角加速度の変化の一例を
示す図５を参照して示す。図５では、横軸を時間とし、
縦軸を角加速度ｄω(n)としている。なお、時間の経過
を、制御サイクルｎ（１、２、…、Ｎ）により示してい
る。

【００２８】モータ３の駆動開始直後では、上記したよ
うにワイヤ駆動方式のパワーウィンドウ装置にあっては
ワイヤのたるみが取れるまでモータの角速度上昇に伴っ
て加速することにより角加速度ｄωが正の値となる。そ
して、ワイヤのたるみが取れるとウィンドウ負荷が加わ
って減速し始めるため、角加速度ｄωは負の値になる。
図５は、モータ３の駆動開始直後のそのような状態を示
すものであり、今回の制御サイクル（Ｎ）時に負の加速
度（−ｄω(N)）が生じた場合を示している。

【００２９】そして、この第１０ステップＳＴ１０で
は、例えば、過去の角加速度として所定の制御サイクル
数ｍだけ前の制御サイクル（Ｎ−ｍ）時の角加速度ｄω
(N-m)を採用し（メモリに記憶しておく）、その値に基
づき、図６に示されるしきい値補正関数からしきい値補
正量Δｈを求める。例えば４サイクル前のデータを過去
の角加速度とする場合には、図に示されるように、その
過去の角加速度ｄω(N-4)に対応するしきい値補正量Δ
ｈ(N-4)を求めることができる。このしきい値補正量Δ
ｈを用いて、上記した挟み込み判定用しきい値線Ｈ１を
図５に示されるように補正する（Ｈ１−Δｈ）。このよ
うに補正することにより挟み込み判定を甘くすることが
できる。

【００３０】なお、図では補正した挟み込み判定用しき
い値線（Ｈ１−Δｈ）を直線で示しているが、それは、
図における制御サイクル（Ｎ）時に求められたしきい値
補正量Δｈ(N-4)に対応させて、両しきい値線Ｈ１・Ｈ
２の曲折点を基点として挟み込み判定用しきい値線Ｈ１
を描き直したものである。したがって、次の制御サイク
ル（Ｎ＋１）時には、同様の補正した挟み込み判定用し
きい値線（Ｈ１−Δｈ）を描く場合には、対応する過去
の制御サイクル（Ｎ−３）時の角加速度ｄω(N-3)に応
じて求められたしきい値補正量Δｈ(N-3)に対応させて
描くことになる。

【００３１】それに対して、補正をせずに挟み込み判定
用しきい値線Ｈ１をそのまま用いた場合には、上述した
ようにワイヤのたるみの影響により一旦大きく加速した
後にワイヤのたるみが取れた際に大きな減速度（負の加
速度）が生じて角加速度ｄωが図５の実線のように変化
すると、上記した今回の制御サイクル（Ｎ）時の次の制
御サイクル（Ｎ＋１）時に挟み込みであると誤判定して
しまう。

【００３２】本発明によれば、挟み込み判定用しきい値
線Ｈ１を補正して図５の二点鎖線に示されるように挟み
込み判定補正処理を行うことにより、負の加速度（−ｄ
ω）がより一層大きくならないとしきい値を越えないよ
うにしている。このようにすることにより、一瞬大きな
減速度が発生しても、時間経過に伴って減速度が収まっ
て小さくなるような場合には挟み込みではないとするこ
とができる。そのため、特にワイヤ駆動方式における駆
動開始時のワイヤのたるみが取れた際の減速度を挟み込
みであるとしてしまう誤判定を防止することができる。

【００３３】なお、所定の制御サイクル数ｍだけ前の制
御サイクル（Ｎ−ｍ）時の角加速度ｄω(N-m)のみを採
用することに限らず、その前後の複数の過去の角加速度
を参照対象とすることができる。

【００３４】例えば、それらの合計値または平均値を求
めると良く、上記図示例の場合には過去の３つの制御サ
イクル（Ｎ−５）・（Ｎ−４）・（Ｎ−３）時の各角加
速度ｄω（N-5）・ｄω（N-4）・ｄω（N-3）を参照対
象として良い。そして、合計値の場合には、図６におけ
る横軸を合計値に置き換えると共にそれに応じたグラフ
を用いる。また、平均値の場合には、合計値を３で除算
して平均値を求め、その平均値を過去の角加速度ｄω
（N-m）として、図６からしきい値補正量Δｈを求める
ことができる。そして、それぞれ次の制御サイクル（Ｎ
＋１）時には、１つずらした過去の３つの制御サイクル
（Ｎ−４）・（Ｎ−３）・（Ｎ−２）時の各角加速度を
参照し、以後同様に処理すれば良い。

【００３５】また、本発明による上述した補正処理を行
うことにより、ワイヤ駆動方式におけるワイヤのたるみ
の影響を回避できるだけでなく、例えば車両の悪路走行
時に閉じ動作を行った場合にも有効である。悪路走行時
の振動により負荷減少状態から負荷増加状態に変化する
と、図５と同様に正の角加速度から負の角加速度に変化
するようになる。その場合にあっても、上記負荷減少状
態の正の角加速度を過去の角加速度として参照すること
ができ、上記と同様の処理を行うことにより挟み込みの
誤判定を防止することができる。

【００３６】なお、上記図示例では角加速度を用いて挟
み込み判定を行いかつそのしきい値を補正するようにし
たが、本発明によれば角加速度に限定されるものではな
く、例えば角速度や、回転パルスから算出した周期でも
同様に行うことかできる。この場合には、角速度または
周期の変化量や変化率などのしきい値に過去のデータに
基づいた補正を行うようにすれば良い。

【００３７】

【発明の効果】このように本発明によれば、駆動開始時
から挟み込み判定を行うことができるため、挟み込みを
判別する場合におけるワイヤたるみの影響を回避するた
めの駆動開始後の挟み込み判定禁止区間を設ける必要が
なく、その結果、駆動開始直後に挟み込みが生じても速
やかに挟み込み判定を行うことができ、挟み込みを判定
するまでに荷重が大きく増大することを防止できる。特
に、加速度の変化で判定することにより高度な判定を行
うことができる。

【００３８】また、補正する量を過去の加速度を正の場
合の大きさに応じて増減することにより、使用環境の違
いなどに応じた高精度な判定を行うことができ、例えば
悪路走行時の振動による加速度の変化に対しても同様に
処理することができる。さらに、挟み込み判定を制御サ
イクル毎に行うと共に、過去の加速度を、挟み込み判定
を行う制御サイクル時に対して常に一定のサイクル数だ
け前の制御サイクル時に算出されたものとすることによ
り、簡単な制御プログラムで上記効果を奏することがで
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】本発明に基づく挟み込み判定制御の一例を示す
フロー図。

【図３】挟み込み検知用しきい値を求めるテーブルデー
タを示す図。

【図４】（ａ）は挟み込み判定用初期値を求めるための
図であり、（ｂ）は挟み込み判定用しきい値を求めるた
めの図。

【図５】本発明に基づく制御要領を示す波形図。

【図６】しきい値補正量を求めるための図。

【図７】ワイヤ駆動方式のパワーウィンドウ装置を示す
概略図。

【図８】従来の挟み込み判定禁止区間を設けた例を示す
図。

【符号の説明】

１ 制御部、１ａ オート制御回路 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 モータ １２ ウィンドウ駆動機構 １３ ワイヤ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６０Ｊ 7/057 Ｈ０２Ｐ 1/22 Ｈ０２Ｐ 1/22 3/08 Ａ 3/08 Ｂ６０Ｊ 1/17 Ａ (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 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 GB20 GC06 GD03 HA01 KA15 3D127 AA02 BB01 CB02 CC05 FF05 5H001 AB12 5H530 AA12 BB19 CC24

Claims (4)

【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、 前記モータの状態変化を検出し、その検出値が挟み込み
   判定しきい値以下になったら挟み込みであると判定する
   と共に、 前記挟み込み判定しきい値を、挟み込み判定を行う過程
   における前記検出値の過去のデータに基づいて補正する
   ことを特徴とする開閉体の挟み込み防止制御方法。
2. 【請求項２】 前記挟み込み判定を制御サイクル毎に行
   うと共に、前記過去のデータが、前記挟み込み判定を行
   う制御サイクル時に対して常に一定のサイクル数だけ前
   の制御サイクル時のものであ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防止制御方法。
3. 【請求項３】 前記モータの状態変化が加速度であるこ
   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
   体の挟み込み防止制御方法。
4. 【請求項４】 前記補正する量を、前記過去の加速度が
   正の場合の大きさに応じて増減することを特徴とする請
   求項３に記載の開閉体の挟み込み防止制御方法。