JP2006132262A - Power window device with nipping detecting function - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、挟み込み検知機能付きパワーウインド装置に係り、特に、ウインドを昇降するモータ及びウインドとモータとを接続するウインド駆動機構のガタの有無に応じて挟み込み検知を行わない起動キャンセル期間の設定を行い、異物の挟み込み検知をより信頼性の高いものにする手段に関する。 The present invention relates to a power window device with a pinch detection function, and in particular, sets a start cancellation period in which pinch detection is not performed depending on the presence or absence of backlash of a motor that moves the window up and down and a window drive mechanism that connects the window and the motor. The present invention relates to a means for making a foreign object pinching detection more reliable.
従来より、モータの駆動力によるウインドの昇降動作中に異物の挟み込みがあった場合に、モータの駆動を停止又は反転させる挟み込み回避処理を行うようにモータの駆動を制御する挟み込み検知機能付きパワーウインド装置であって、駆動装置のガタ(遊び)の対策を講じた装置として、モータの回転に応じてパルス信号を発生するパルスエンコーダと、ウインド上昇中の前記パルスエンコーダからの出力パルスに基づいてモータ回転数を監視する監視手段と、ウインドの上昇中にモータ回転数の相対的な低下量が予め定められた判定基準値を超えた場合に挟み込みを認識する挟み込み認識手段と、前記ウインドの下降後の上昇開始時から所定回転数の期間は前記判定基準量を大きくする判定基準変更手段とを有するものが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
Conventionally, a power window with a pinch detection function that controls the drive of the motor so as to perform a pinch avoidance process that stops or reverses the drive of the motor when a foreign object is pinched during the window raising / lowering operation by the driving force of the motor As a device that takes measures against play (play) of a drive device, a motor based on a pulse encoder that generates a pulse signal according to the rotation of the motor and an output pulse from the pulse encoder that is moving up the window Monitoring means for monitoring the number of rotations, pinching recognition means for recognizing pinching when the relative reduction amount of the motor rotation number exceeds a predetermined judgment reference value while the window is rising, and after the window is lowered Has been proposed that has a criterion changing means for increasing the criterion amount during a period of a predetermined number of revolutions from the start of rising For example, see
この挟み込み検知機能付きパワーウインド装置によれば、判定基準変更手段によりウインドの下降後の上昇開始から所定回転数の期間における挟み込みの判定基準値を大きくするので、ウインドを下降から上昇へ反転する際の上昇の初期においてモータからウインドに至る駆動系のガタによりモータが無負荷に近い状態になって高速で回転し、その後モータ回転数が低下して安定する動作を挟み込みが発生したと誤認識しにくくなる。また、この挟み込み検知機能付きパワーウインド装置は、判定基準値を大きくする期間中においても挟み込みの判定を禁止しないので、挟み込み防止動作としての機能を働かせることができる。 According to the power window device with the pinch detection function, the judgment reference value is increased by the judgment reference changing means from the start of the rise after the window is lowered to the predetermined rotation speed period. At the initial stage of the rise of the motor, the backlash of the drive system from the motor to the window causes the motor to close to no load and rotates at a high speed, and then the motor rotation speed decreases and the operation that is stable is pinched. It becomes difficult. In addition, since the power window device with the pinching detection function does not prohibit the pinching determination even during the period when the determination reference value is increased, the function as a pinching prevention operation can be performed.
なお、特許文献1に記載の技術は、ウインドを下降から上昇へ反転する際の上昇の初期においても挟み込みの判定を禁止せず、挟み込み防止動作としての機能を働かせる構成になっているが、モータの起動開始からモータ回転数が安定点に至るまでの所定期間を起動キャンセル期間とし、その期間は挟み込みの判定を行わないタイプの挟み込み検知機能付きパワーウインド装置も従来より提案されている。
Note that the technique described in
ウインド駆動機構のガタが最も問題になるのは、全開状態まで下降されたウインドを上昇する場合であるので、モータの起動開始からモータ回転数が安定点に至るまでの所定期間挟み込みの判定を行わない構成にしても、実際上異物の挟み込みによる不都合の発生が問題になることは少なく、パワーウインド装置の安全性を確保することができる。
ところで、駆動系に表れるガタの大きさは、モータ及びウインド駆動機構の製造時の精度及び車両への組立時の精度によって車両ごとに異なる。また、ガタの大きさは、経時的に変化する。さらに、ウインドが下降から上昇に転じるときにガタは大きく、上昇後に再度上昇するときにはガタが小さくなる。 By the way, the size of the backlash appearing in the drive system differs depending on the vehicle depending on the accuracy in manufacturing the motor and the window drive mechanism and the accuracy in assembling the motor and the window drive mechanism. Further, the size of the backlash changes with time. Furthermore, the play is large when the window turns from descending to ascending, and the rattle becomes small when the window rises again after ascent.
しかるに、前記特許文献1に記載の技術は、モータの起動開始から一定時間にわたって挟み込みの判定基準量を大きくしているが、「所定回転数の期間」はパワーウインド装置ごとに定めた一定の期間であり、「判定基準」は通常の判定基準の1.5〜4倍の範囲から選ばれた固定値である。前述のように、個々の車両に表れる駆動系のガタの大きさにはばらつきがあるので、前記「所定回転数の期間」及び「判定基準」はガタの分布の上限に対応できるようにしなければならず、したがって前記「所定回転数の期間」は相当長い期間となり、前記「判定基準」は相当大きな値にならざるを得ないと考えられる。その結果、ドアガラスの反転直後にも挟み込みの判断ができるとは言え、その信頼性は低く、なおかつ期間が長いという不都合がある。また、上記従来技術は、ドアガラスの下降から上昇への反転時に限ってかつ一律に対策がなされるものであるが、下降から上昇への反転時においてもガタの小さい場合もあり、また、一旦上昇後に更に上昇する場合でもガタが大きくなる場合もある。
However, although the technique described in
また、モータの起動開始からモータ回転数が安定点に至るまでの所定期間を起動キャンセル期間として挟み込みの判定を行わないタイプの挟み込み検知機能付きパワーウインド装置についても、起動キャンセル期間が長い時間となるという問題がある。 In addition, even in a power window device with a pinching detection function that does not perform pinching determination using a predetermined period from the start of motor startup until the motor rotation speed reaches a stable point as a start canceling period, the start canceling period is a long time. There is a problem.
本発明は、かかる従来技術の不備を解決するためになされたものであって、その目的は、パワーウインドの駆動系に表れるガタの大きさに応じて起動キャンセル期間を最適化し、異物の挟み込み判定をより正確に行うことができる挟み込み検知機能付きパワーウインド装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve such deficiencies of the prior art, and its purpose is to optimize the start-up cancellation period according to the amount of play appearing in the drive system of the power window, and to determine whether the foreign object is caught. It is an object of the present invention to provide a power window device with a pinching detection function that can perform the above operation more accurately.
本発明は、前記課題を解決するため、駆動時にウインド駆動機構を介してウインドを開閉するモータと、前記モータの回転に対応したパルス信号を出力するパルス発生器と、スイッチ信号を出力して前記ウインドの開閉を手動操作するスイッチ装置と、前記パルス信号及び前記スイッチ信号に応じた前記モータの制御信号を生成する制御部とを備え、前記スイッチ装置により前記ウインドが閉操作されたとき、前記制御部により、前記ウインドに挟み込みが発生したか否かの判定と挟み込みが発生したと判定された場合における挟み込み回避処理とを行う挟み込み検知機能付きパワーウインド装置であって、前記モータの起動時からモータ回転数が安定点に達するまでの期間を起動キャンセル期間として前記制御部による前記挟み込みの判定を行わないものにおいて、前記制御部は、前記モータの起動時から前記モータの出力比率を算出し、予め定められた所定の出力比率値と比較することによって前記ウインド駆動機構及び前記モータを含む駆動系に所定値以上のガタがあるか否かを判定すると共に、前記モータ回転数のピーク検出を行い、算出された前記モータの出力比率が前記所定の出力比率値よりも高いと判定されたときには、前記駆動系に所定値以上のガタがあると判定し、前記モータ回転数のピーク検出時を基準として前記起動キャンセル期間の終了時を設定し、前記所定値以上のガタがないと判定されたときには、前記モータ回転数の変化率が所定値に達したとき又は前記モータの入力比率の変化率が所定値に達したときを前記起動キャンセル期間の終了時とするという構成にした。 In order to solve the above problems, the present invention provides a motor that opens and closes a window via a window driving mechanism during driving, a pulse generator that outputs a pulse signal corresponding to the rotation of the motor, and a switch signal that outputs the switch signal. A switch device for manually operating the opening and closing of the window; and a control unit for generating a control signal for the motor according to the pulse signal and the switch signal, and the control when the window is closed by the switch device. Is a power window device with a pinching detection function that performs a determination of whether or not pinching has occurred in the window and a pinching avoidance process when it is determined that pinching has occurred. Judgment of the pinching by the control unit with a period until the rotation speed reaches a stable point as a start cancellation period In the case of not performing the control, the control unit calculates the output ratio of the motor from the time of starting the motor and compares it with a predetermined output ratio value determined in advance, thereby driving the drive system including the window drive mechanism and the motor. And determining whether or not there is a backlash greater than or equal to a predetermined value, performing peak detection of the motor rotation number, and determining that the calculated output ratio of the motor is higher than the predetermined output ratio value. When it is determined that there is a backlash of a predetermined value or more in the drive system, the end time of the start cancellation period is set with reference to the peak detection time of the motor rotation speed, and it is determined that there is no backlash of the predetermined value or more When the rate of change of the motor rotation speed reaches a predetermined value or when the rate of change of the input ratio of the motor reaches a predetermined value, the end of the startup cancel period It was in the jar configuration.
また、本発明は、前記構成の挟み込み検知機能付きパワーウインド装置において、前記制御部は、前記モータの入力電圧値に応じて前記所定の出力比率値を変更するという構成にした。 According to the present invention, in the power window device with a pinch detection function having the above-described configuration, the control unit changes the predetermined output ratio value according to an input voltage value of the motor.
また、本発明は、前記構成の挟み込み検知機能付きパワーウインド装置において、前記駆動系に前記所定値以上のガタがある場合における前記モータ回転数のピーク検出時から前記モータ回転数が安定点に至るまでの時間を予め求めておき、前記ピーク検出時からの当該予め求められた時間の経過時を前記起動キャンセル期間の終了時とするという構成にした。 According to the present invention, in the power window device with a pinching detection function having the above-described configuration, the motor rotation speed reaches a stable point from the peak detection of the motor rotation speed when the drive system has a backlash of the predetermined value or more. Time is obtained in advance, and the elapse of the pre-determined time from the peak detection time is defined as the end of the activation cancel period.
ウインドを上昇操作するばあいにおいて、ウインドを昇降する駆動系にガタがなく、かつモータ起動時に異物の挟み込みがないときには、図7に示すように、モータ出力比率〔入力電圧Vinの1次遅れ値(補正電圧)Vout1に対する発電電圧Vout2の比Rout=Vout2/Vout1〕は、ほぼ一定の値で推移する。また、図6(a)に示すように、モータ入力比率〔入力電圧Vinと入力電圧Vinの1次遅れ値(補正電圧)であるVout1との比Rin=Vout1/Vin〕は、モータ起動時から漸増するが、その増加率は時間の経過と共に低下し、モータ起動後の所定時間経過後に所定の安定値になる。さらに、モータ回転数も、モータ起動時から漸増するが、その増加率は時間の経過と共に低下し、モータ起動後の所定時間経過後に所定の安定値になる。 When raising the window, if there is no backlash in the drive system for raising and lowering the window and no foreign object is caught when the motor is started, the motor output ratio [the first order lag value of the input voltage Vin as shown in FIG. (Correction voltage) ratio Rout = Vout2 / Vout1] of the generated voltage Vout2 with respect to Vout1 changes at a substantially constant value. Further, as shown in FIG. 6A, the motor input ratio [ratio of input voltage Vin and Vout1 which is the first order lag value (correction voltage) of input voltage Vin Rin = Vout1 / Vin] Although it gradually increases, the rate of increase decreases with the passage of time, and reaches a predetermined stable value after a predetermined time has elapsed after the start of the motor. Further, the motor rotation speed gradually increases from the start of the motor, but the increase rate decreases with the passage of time, and reaches a predetermined stable value after a predetermined time has elapsed after the start of the motor.
これに対して、ウインドを昇降する駆動系にガタがあり、かつモータ起動時に異物の挟み込みがないときには、モータ起動時にモータが無負荷に近い状態にあるため、図7に示すように、モータ出力比率が非常に高い値になり、次いでモータの回転に伴って漸減し、モータ起動後の所定時間経過後に所定の安定値になる。また、モータ回転数は、図6(b)に示すように、駆動系のガタの大きさに応じた時間の経過後にピークを迎え、しかる後に所定の安定値まで漸減する。なお、モータ入力比率は、駆動系にガタがない場合と同様に変化する。 On the other hand, if the drive system that raises and lowers the window has a backlash and no foreign matter is caught when the motor is started, the motor is in an almost no load state when the motor is started. The ratio becomes a very high value, and then gradually decreases with the rotation of the motor, and becomes a predetermined stable value after a predetermined time has elapsed after the motor is started. Further, as shown in FIG. 6 (b), the motor rotation speed reaches a peak after a lapse of time according to the size of the play of the drive system, and then gradually decreases to a predetermined stable value. The motor input ratio changes in the same manner as when there is no play in the drive system.
このように、モータ出力比率は駆動系におけるガタの有無によって顕著に変化するので、このモータ出力比率の値を監視することによって駆動系に所定値以上のガタがあるか否かの判定を行うことができる。また、図6に示すように、ウインドの駆動系にガタがある場合、モータの起動開始からモータ回転数がピークに達するまでの時間T1については駆動系に表れるガタの大きさに応じて変動するが、モータ回転数がピークに達してから安定点Pに達するまでの時間T2は駆動系に表れるガタの大きさに関係なくほぼ一定であり、かつ実験やシミュレーションなどによって予め求めることができる。したがって、ウインドの駆動系に所定値以上のガタが有ると判定された場合に、モータ回転数のピーク検出時を基準とし、これに予め求められた安定点Pに達するまでの時間T2を加えて起動キャンセル期間Tの終了時を設定すると、起動キャンセル期間Tの終了時を駆動系に表れるガタの大きさに応じて最適化することができるので、モータ起動時における起動キャンセル期間を不当に長く設定することを防止でき、ウインドへの挟み込みの発生及び不発生をより確実に検出することができて、挟み込み検知機能付きパワーウインド装置の信頼性をより高めることができる。 Thus, since the motor output ratio changes significantly depending on the presence or absence of play in the drive system, it is determined whether or not there is play in the drive system by monitoring the value of this motor output ratio. Can do. Further, as shown in FIG. 6, when the window drive system has a backlash, the time T1 from the start of the motor start until the motor rotation speed reaches the peak varies depending on the backlash appearing in the drive system. However, the time T2 from when the motor rotation speed reaches the peak until it reaches the stable point P is substantially constant regardless of the size of the play appearing in the drive system, and can be obtained in advance by experiments or simulations. Therefore, when it is determined that there is a backlash of a predetermined value or more in the drive system of the window, the time T2 until reaching the stable point P obtained in advance is added to this when the peak of the motor speed is detected. When the end of the start cancellation period T is set, the end of the start cancel period T can be optimized according to the amount of play that appears in the drive system, so the start cancel period when starting the motor is set unduly long Therefore, the occurrence and non-occurrence of pinching in the window can be detected more reliably, and the reliability of the power window device with the pinching detection function can be further improved.
また、ウインド駆動機構に所定値以上のガタがない場合には、モータの駆動開始からモータ回転数及びモータの入力比率とも各ウインド駆動機構に特有のカーブを描いて漸増するので、モータ回転数の変化率(安定点Pにおけるモータ回転数に対する測定時のモータ回転数の比)又はモータ入力比率が所要の値(例えば、97%)に達したときをもって、モータの回転が安定点Pに達したとみなすことができる。したがって、モータ回転数の変化率が所定値に達したとき又はモータ入力比率が所定値に達したときを起動キャンセル期間の終了時とすることにより、モータ起動時における起動キャンセル期間の設定を最適化することができるので、挟み込み検知機能付きパワーウインド装置の信頼性をより高めることができる。 If the window drive mechanism does not have a backlash that exceeds a predetermined value, the motor rotation speed and the motor input ratio gradually increase in a curve specific to each window drive mechanism from the start of motor drive. When the rate of change (ratio of the motor speed at the time of measurement to the motor speed at the stable point P) or the motor input ratio reaches a required value (for example, 97%), the motor rotation reaches the stable point P. Can be considered. Therefore, the start cancellation period setting at the time of motor start-up is optimized by setting the end of the start cancel period when the rate of change of the motor speed reaches a predetermined value or when the motor input ratio reaches a predetermined value. Therefore, the reliability of the power window device with a pinch detection function can be further improved.
なお、モータの出力比率は、図8に示すように、モータの入力電圧値に応じて変化するので、制御部はモータの入力電圧値に応じてガタの判定基準である所定の出力比率しきい値を変更することにより、常に正確な所定値以上のガタがあるか否かの判定を行うことができる。 As shown in FIG. 8, the output ratio of the motor changes according to the input voltage value of the motor. Therefore, the control unit sets a predetermined output ratio threshold that is a criterion for play according to the input voltage value of the motor. By changing the value, it is possible to always determine whether or not there is a backlash that is equal to or more than the correct predetermined value.
本発明の挟み込み検知機能付きパワーウインド装置は、制御部によりモータの出力比率に基づいてウインドの駆動系に所定値以上のガタがあるか否かを判定し、所定値以上のガタがあると判定されたときにはモータ回転数のピーク検出時を基準として起動キャンセル期間の終了時を設定し、かつ、所定値以上のガタがないと判定されたときにはモータ回転数の変化率が所定値に達したとき又はモータ入力比率の変化率が所定値に達したときを起動キャンセル期間の終了時とするので、モータ起動時における不適切な起動キャンセル期間の設定を防止することができ、ウインドへの挟み込みの発生及び不発生をより確実に検出することができて、挟み込み検知機能付きパワーウインド装置の信頼性をより高めることができる。 In the power window device with a pinch detection function according to the present invention, the control unit determines whether or not there is a backlash of a predetermined value or more in the window drive system based on the output ratio of the motor, and determines that there is a backlash of a predetermined value or more. When the start of the start-up cancellation period is set based on the peak detection of the motor rotation speed, and when it is determined that there is no play over the predetermined value, the rate of change of the motor rotation speed reaches the predetermined value Or, when the rate of change of the motor input ratio reaches a predetermined value, it is set as the end of the startup cancellation period, so that inappropriate setting of the startup cancellation period at motor startup can be prevented and occurrence of pinching in the window In addition, the occurrence of non-occurrence can be detected more reliably, and the reliability of the power window device with a pinch detection function can be further increased.
以下、本発明に係る挟み込み検知機能付きパワーウインド装置の実施形態例を図1乃至図8に基づいて説明する。図1は実施形態例に係る挟み込み検知機能付きパワーウインド装置の構成図、図2はパルス発生器の構成及びパルス発生器から出力されるパルス信号の波形を示す説明図、図3は実施形態例に係る挟み込み検知機能付きパワーウインド装置の基本的な動作手順を示すフロー図、図4は実施形態例に係る挟み込み検知機能付きパワーウインド装置における第1の起動キャンセル期間の設定手順を示すフロー図、図5は実施形態例に係る挟み込み検知機能付きパワーウインド装置における第2の起動キャンセル期間の設定方法による手順を示すフロー図、図6は実施形態例に係る入力比率及び回転数の変化を示すグラフ図、図7は実施形態例に係る出力比率とガタとの関連を示すグラフ図、図8は実施形態例に係る出力比率しきい値と入力比率の関連を示すグラフ図である。 Hereinafter, an embodiment of a power window device with a pinch detection function according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a configuration diagram of a power window device with a pinch detection function according to an embodiment, FIG. 2 is an explanatory diagram showing the configuration of the pulse generator and the waveform of a pulse signal output from the pulse generator, and FIG. 3 is an embodiment. FIG. 4 is a flowchart showing a basic operation procedure of the power window device with a pinch detection function according to FIG. 4, and FIG. 4 is a flowchart showing a first startup cancellation period setting procedure in the power window device with a pinch detection function according to the embodiment. FIG. 5 is a flowchart showing a procedure according to a second startup cancellation period setting method in the power window device with a pinch detection function according to the embodiment, and FIG. 6 is a graph showing changes in the input ratio and the rotation speed according to the embodiment. FIG. 7 is a graph showing the relationship between the output ratio and backlash according to the embodiment, and FIG. 8 is a graph showing the relationship between the output ratio threshold and the input ratio according to the embodiment. Is a graph showing the communication.
図1に示すように、実施形態例に係る挟み込み検知機能付きパワーウインド装置は、ウインド1と、ウインド1を昇降するためのモータ2と、ウインド1とモータ2とを接続するウインド駆動機構3と、モータ2の駆動方向及び駆動方式を切り換えるスイッチ装置4と、プルアップ抵抗4aと、モータ2の回転状態を検出するパルス発生器5と、パルス伝送路5aと、モータ2に所要の駆動電圧を付与するモータ駆動部6と、分圧抵抗器6aと、スイッチ装置4から出力されるスイッチ信号及びパルス発生器5から出力されるパルス信号に基づいてモータ2の制御信号を生成しモータ駆動部6を介してモータ2の回転を制御すると共に、前記パルス信号並びに前記モータ2の入力比率及び出力比率に基づいて挟み込み検出の起動キャンセル期間を設定するマイクロ制御ユニット(MCU、制御部)8とから主に構成されている。なお、本明細書においては、モータ2とウインド駆動機構3とからなる系を「ウインドの駆動系」又は「駆動系」と呼称する。
As shown in FIG. 1, a power window device with a pinch detection function according to an embodiment includes a
ウインド1は、車両のドアに昇降可能に取り付けられており、ウインド駆動機構3を介してモータ2により昇降される。ウインド駆動機構3は、リンク機構、ラック・ピニオン機構又はワイヤリールに巻回されたワイヤ機構若しくはこれらの組合せなど、ウインド1を安定に支持可能でかつモータ2の駆動力をウインド1に確実に伝達可能な動力伝達機構をもって構成される。モータ2は、ウインド駆動機構3の可動部分に連結される。
The
スイッチ装置4は、ドアの内面に設置され、図示しない少なくとも3個のスイッチ、即ち、ウインド1の上昇を指示するためのスイッチと、ウインド1の下降を指示するためのスイッチと、動作の自動継続を指示するためのスイッチとを備えている。ウインド1の上昇を指示するためのスイッチ又はウインド1の下降を指示するためのスイッチを単独で操作した場合には、当該スイッチが操作されている期間だけウインド1が上昇又は下降し、当該スイッチの操作を停止すると同時にウインド1の上昇又は下降も停止する。これに対して、ウインド1の上昇を指示するためのスイッチと動作の自動継続を指示するためのスイッチとを同時に操作すると、ウインド1の上昇を指示するためのスイッチの操作を停止した後もウインド1の上昇が継続され、ウインド1が窓枠の最上部に達した段階でウインド1が停止する。また、ウインド1の下降を指示するためのスイッチと動作の自動継続を指示するためのスイッチとを同時に操作した場合には、ウインド1の下降を指示するためのスイッチの操作を停止した後もウインド1の下降が継続され、ウインド1が窓枠の最下部に達した段階でウインド1が停止する。
The
パルス発生器5は、図2(a)に示すように、モータ2によって回転駆動される磁性を帯びた回転体5aと、当該回転体5aの周囲に90度の角度をもって配置された2つのホール素子5b,5cとから構成されており、図2(b)に示すように、各ホール素子5b,5cより位相が90度ずれた2相の方形波パルスを出力する。
As shown in FIG. 2A, the
モータ駆動部6は、制御信号反転用の2つのインバータ6b,6c及びモータ2の回転を正転、逆転又は停止のいずれかに切換設定する2つのリレー6d,6eなどをもって構成されており、MCU8から供給される制御信号の状態に応じたモータ2の回転駆動を行う。
The
MCU8は、図1に示すように、制御・演算部11と、メモリ12と、モータ駆動電圧検出部13と、パルスエッジカウンタ14と、タイマー15とを備えてなる。
As shown in FIG. 1, the
メモリ12は、制御・演算部11において行われる挟み込み検出に必要な定数や演算式などが記憶された挟み込み検出データ記憶エリア12aと、制御・演算部11において行われる起動キャンセル期間の設定に必要な定数や演算式などが記憶された起動キャンセル期間設定データ記憶エリア12bと、制御・演算部11の動作手順が記憶されたタイムテーブル記憶エリア12cなどに分割されており、前記起動キャンセル期間設定データ記憶エリア12bには、ウインド1の駆動系にガタがあるか否かの判定を行うためのモータ出力比率しきい値と、ウインド1の駆動系に所定値以上のガタがある場合に起動キャンセル期間の終了時の算出に必要な付加時間と、ウインド1の駆動系に所定値以上のガタがない場合に起動キャンセル期間の終了時の設定に必要なモータ回転数の変化率のしきい値又はモータ入力比率のしきい値とが記憶されている。前記モータ出力比率しきい値、前記付加時間及びモータ回転数の変化率のしきい値又はモータ入力比率のしきい値は、実験又はシミュレーションによって予め求めておく。
The
モータ駆動電圧検出部13は、モータ駆動電圧を検出し、パルスエッジカウンタ14は、パルス発生器5から供給された2相方形波パルスのパルスエッジの検出を行う。また、タイマー15は、制御・演算部11に対して所要のデータ処理やデータ演算に必要なクロックを与える。
The motor
制御・演算部11は、スイッチ装置4から入力されるスイッチ信号a、パルスエッジカウンタ14を介してパルス発生器5から入力されるパルス信号b、モータ駆動電圧検出部13を介してモータ駆動部6から入力される駆動電圧信号c、メモリ12から入力されるデータ信号d及びタイマー15から入力されるタイマー信号eを取り込んで所要のデータ処理やデータ演算を行い、スイッチ装置4の操作状態や挟み込みの有無に応じた制御信号fをモータ駆動部6に供給し、モータ2の起動、停止及び反転等を制御する。また、この制御・演算部11は、前記駆動電圧信号Cに基づいて入力電圧Vinと入力電圧Vinの1次遅れ値(補正電圧)であるVout1を求め、モータ入力比率Rin=Vout1/Vinを求める。ここで、モータ出力比率Routは、入力電圧Vinの1次遅れ値(補正電圧)Vout1に対する発電電圧Vout2の比、Vout2/Vout1として求められる。発電電圧Vout2は、発電定数Kt(Vin/rpm)とモータ回転数N(rpm)の積として求められる。発電定数Ktは、使用するモータの特性値から得られ、モータ回転数Nは、パルスエッジカウンタ15から出力されるパルス信号bにより求められる。さらに、この制御・演算部11は、前記の各信号a〜eに基づいて挟み込みの有無を判定すると共に、挟み込みの有無の判定を行わない起動キャンセル期間の設定を行う。
The control /
即ち、前記制御・演算部11は、システム全体を制御し、図3に示すように、スイッチ装置4が操作されたとき、前記各信号a〜eを読み込み(手順S−1)、ウインド1の上昇が指示されたか否かを判定する(手順S−2)。手順S−2においてウインド1の上昇が指示されたと判定された場合には、モータ出力比率を算出すると共に、算出されたモータ出力比率をメモリ12の起動キャンセル期間設定データ記憶エリア12bに記憶された出力比率しきい値と比較して、駆動系に所定値以上のガタがあるか否かの判定が行い(手順S−3)、手順S−3において駆動系に所定値以上のガタがあると判定された場合には、第1の起動キャンセル期間の設定を行う(手順S−4)。なお、前記制御・演算部11は、駆動系のガタ判定時に、図8のデータに基づいてモータ2の入力電圧に応じた出力比率しきい値を適宜設定する。つまり、モータ出力比率Routは、入力電圧Vinに依存するので、出力比率しきい値も入力電圧Vinの変化に伴い、変更することが望ましい。実験により、入力電圧Vinの変化に伴い、モータ入力比率Routがほぼ直線的に変化することが把握されているが、出力比率しきい値は簡便のために、図8に示すように、入力電圧Vinをいくつかの範囲に分け、1つの範囲では1つの出力比率しきい値を適用している。具体的には、入力電圧<11.75Vのときの出力比率しきい値は80%とし、11.75V≦入力比率≦15.25Vのときの出力比率しきい値は85%、入力比率>15.25Vのときの出力比率しきい値は90%に設定することにし、入力電圧が変動してもガタの有無の判断が正しくできるようにした。
That is, the control /
起動キャンセル期間の設定後、制御・演算部11は、起動キャンセル期間の経過を待って(手順S−5)、ウインド1に挟み込みが発生したか否かの監視を行い(手順S−6)、手順S−6において挟み込みが発生したと判定された場合には、モータ2の停止又は反転などの所要の挟み込み回避処理を行い(手順S−7)、所要の挟み込み回避処理が終了した後にシステムを終了する。手順S−2においてウインド1の上昇が指示されない場合には、手順S−1に戻る。また、手順S−3において駆動系に所定値以上のガタがないと判定された場合は、第2の起動キャンセル期間を採用する方式に移行する。なお、手順S−6において行われる挟み込み判定の方法については、本願出願人が先に提案した特開平11−81793号公報に記載の方法をとることができる。
After setting the activation cancellation period, the control /
以下、制御・演算部11によって行われる起動キャンセル期間の設定方法を図4及び図5を用いて説明する。
Hereinafter, a method for setting the activation cancellation period performed by the control /
図4は第1の起動キャンセル期間の設定を説明するフローチャートである。図3の手順S−3において駆動系に所定値以上のガタがあると判定された場合、制御・演算部11は、パルスエッジカウンタ14を介してパルス発生器5から入力されるパルス信号bを取り込み(手順S−11)、モータ回転数の算出と単位時間当たりのモータ回転数の変化量の算出とを行い(手順S−12)、単位時間当たりのモータ回転数の変化量からモータ回転数のピーク検出を行う(手順S−13)。次いで、制御・演算部11は、メモリ12の起動キャンセル期間設定データ記憶エリア12bに記憶された付加時間データを読み出し(手順S−14)、起動キャンセル期間の終了時を決定する(手順S−15)。
FIG. 4 is a flowchart for explaining the setting of the first activation cancellation period. When it is determined in step S-3 in FIG. 3 that there is a backlash of a predetermined value or more in the drive system, the control /
図5は第2の起動キャンセル期間を採用する方式(S−8)を説明するフローチャートである。図3の手順S−3においてウインド1の駆動系に所定値以上のガタがないと判定された場合、第2の起動キャンセル期間を採用する方式(S−8)に移行し、制御・演算部11は、メモリ12の起動キャンセル期間設定データ記憶エリア12bに記憶されたモータ入力比率のしきい値を読み出す(手順S−21)と共に、モータ駆動電圧検出部13を介してモータ駆動部6から入力される駆動電圧信号cを取り込んでモータ入力比率の算出を行う(手順S−22)。次いで、制御・演算部11は、算出されたモータ入力比率がメモリ12の起動キャンセル期間設定データ記憶エリア12bに記憶されたモータ入力比率のしきい値に達したか否かの判定を行い(手順S−23)、算出されたモータ入力比率がメモリ12の起動キャンセル期間設定データ記憶エリア12bに記憶されたモータ入力比率のしきい値に達したと判定されたときは、第2の起動キャンセル期間が終了したと判断し、手順S−6に移行して、ウインド1に挟み込みが発生したか否かの判定を行う。
FIG. 5 is a flowchart for explaining a method (S-8) in which the second activation cancellation period is adopted. If it is determined in step S-3 in FIG. 3 that the drive system of the
かように、本例の挟み込み検知機能付きパワーウインド装置は、ウインド1の駆動系に所定値以上のガタが有ると判定された場合に、モータ回転数のピーク検出時を基準とし、予め求められた安定点に達するまでの時間T2の経過時を起動キャンセル期間Tの終了時に設定するので、起動キャンセル期間Tの終了時をウインド1の駆動系に表れるガタの大きさに応じて最適化することができ、モータ起動時における起動キャンセル期間を不要に長く設定することを防止することができる。よって、挟み込み検知機能付きパワーウインド装置の信頼性をより高めることができる。
Thus, the power window device with a pinch detection function of this example is obtained in advance based on the peak detection time of the motor speed when it is determined that the drive system of the
また、ウインド1の駆動系に所定値以上のガタがない場合に、安定した出力を得られるモータ入力比率が所要の値(例えば、97%)に達したときをもってモータの回転が安定点Pに達したとみなし、起動キャンセル期間Tの終了時とするので、モータ起動時における起動キャンセル期間をより短く設定でき、挟み込み検知機能付きパワーウインド装置の信頼性をより高めることができる。
Further, when the drive system of the
なお、前記実施形態例においては、ウインド1の駆動系に所定値以上のガタがない場合に、モータ入力比率が所要の値(例えば、97%)に達したときをもってモータ入力比率が安定点に達したとみなし、起動キャンセル期間Tの終了時としたが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、かかる構成に代えて、ウインド1の駆動系に所定値以上のガタがない場合に、モータ回転数の変化率が所要の値(例えば、97%)に達したときをもってモータ回転数が安定点に達したとみなし、起動キャンセル期間Tの終了時とすることもできる。
In the above-described embodiment, when the drive system of the
1 ウインド
2 モータ
3 機構部
4 スイッチ装置
5 パルス発生器
6 モータ駆動部
8 マイクロ制御ユニット(MPU)
11 制御・演算部
12 メモリ
13 モータ駆動電圧検出部
14 パルスエッジカウンタ
15 タイマー
DESCRIPTION OF
11 Control /
Claims (3)
前記制御部は、前記モータの起動時から前記モータの出力比率を算出し、予め定められた所定の出力比率しきい値と比較することによって前記ウインド駆動機構及び前記モータを含む駆動系に所定値以上のガタがあるか否かを判定すると共に、前記モータ回転数のピーク検出を行い、
算出された前記モータの出力比率が前記所定の出力比率しきい値よりも高いと判定されたときには、前記駆動系に所定値以上のガタがあると判定し、前記モータ回転数のピーク検出時を基準として前記起動キャンセル期間の終了時を設定し、
前記所定値以上のガタがないと判定されたときには、前記モータ回転数の変化率が所定値に達したとき又は前記モータの入力比率の変化率が所定値に達したときを前記起動キャンセル期間の終了時とすることを特徴とする挟み込み検知機能付きパワーウインド装置。 A motor that opens and closes a window via a window drive mechanism during driving, a pulse generator that outputs a pulse signal corresponding to the rotation of the motor, a switch device that outputs a switch signal and manually opens and closes the window; A control unit that generates a control signal for the motor in accordance with the pulse signal and the switch signal, and when the window is closed by the switch device, has the sandwiching occurred in the window by the control unit? A power window device with a pinching detection function that performs pinching detection processing when it is determined whether or not pinching has occurred, and a period from when the motor starts until the motor rotation speed reaches a stable point In what does not determine the pinching by the control unit as a start cancellation period,
The control unit calculates an output ratio of the motor from the time of starting the motor and compares it with a predetermined output ratio threshold value set in advance to a predetermined value for a drive system including the window drive mechanism and the motor. It is determined whether or not there is any backlash, and the peak detection of the motor speed is performed.
When it is determined that the calculated output ratio of the motor is higher than the predetermined output ratio threshold value, it is determined that there is a backlash that is greater than or equal to a predetermined value in the drive system, and the peak time of the motor rotation speed is detected. Set the end of the startup cancellation period as a reference,
When it is determined that there is no backlash that is greater than or equal to the predetermined value, when the rate of change of the motor speed reaches a predetermined value or when the rate of change of the input ratio of the motor reaches a predetermined value, A power window device with a pinch detection function characterized by being at the end.
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