JP2006152685A - Power window device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、所定の開閉操作により窓部材を自動で昇降させるパワーウインドウ装置に関する。 The present invention relates to a power window device that automatically lifts and lowers a window member by a predetermined opening / closing operation.
従来、例えば車両のウインドウガラスでは、ウインドウガラス閉操作時の閉じ際(閉じ切り時)に、指や手等の人体部位をウインドウガラスと窓枠との間で挟み込みを防止する安全装置を備え、更にウインドウガラスの閉じ際において速度制御を施し、ウインドウガラスの上昇時の窓速度を一定の低速まで減速する。この技術の一例が例えば特許文献1に開示され、同文献1では、ウインドウガラスの窓速度を減速する減速制御としてPWM(Pulse Width Modulation)制御を採用している。
Conventionally, for example, in a window glass of a vehicle, a safety device that prevents a human body part such as a finger or a hand from being sandwiched between the window glass and the window frame when the window glass is closed at the time of closing operation (when closed) is provided. Furthermore, speed control is performed when the window glass is closed, and the window speed when the window glass is raised is reduced to a constant low speed. An example of this technique is disclosed in, for example,
これを図7に従い説明すると、PWM制御は、2つのリレー接点51,52のうち一方のリレー接点51(即ち、ウインドウガラスを閉操作する側)を通電側に接続し、他方のリレー接点52をGND接続した状態で、FET53のスイッチングにより速度制御を行う技術である。PWM制御を施すと、ウインドウガラス昇降時の駆動源である駆動モータ54には、FET53のスイッチング間隔、つまりデューティ比に応じた電圧が供給される。従って、通常よりも低い電力が駆動モータ54に供給され、ウインドウガラスの窓速度が低速となる。
しかし、このPWM制御を用いた減速制御では、リレー接点51が通電側にあり、FET53のみがオフ状態となる制御であるため、駆動モータ54に電気的なブレーキがかからず、駆動モータ54が空走状態となる。ここで言う空走状態とは、駆動モータ54の両端子が電気的に接続されていない状態であり、この状態では駆動モータ54が今までの駆動力で惰性回転してしまう。従って、図8に示すように、駆動モータ54に減速制御を付与しても、窓速度が充分に落ちきるまでに時間がかかるという問題が生じていた。
However, in the deceleration control using this PWM control, since the
本発明の目的は、窓部材の閉操作時、窓部材の閉じ際における窓速度を迅速に減速することができるパワーウインドウ装置を提供することにある。 The objective of this invention is providing the power window apparatus which can decelerate rapidly the window speed at the time of closing of a window member at the time of closing operation of a window member.
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明では、昇降用の操作手段が開操作されるとモータが一方向に回転して該窓部材が下降状態となり、前記操作手段が閉操作されると前記モータが他方向に回転して該窓部材が上昇状態となり、前記窓部材の閉操作時に上昇中の該窓部材が閉じ際になると、前記モータに速度制御を施して前記窓部材を低速上昇させるパワーウインドウ装置において、前記モータに流す電流の電流方向を切り換えることで、該モータを前記一方向又は他方向に回転させるリレー回路と、前記窓部材の現在位置を検出する検出手段から検出信号を入力し、該検出信号を基に閉操作動作中の前記窓部材が前記閉じ際になったと判断すると、前記リレー回路を短絡させる制御回路とを備えたことを要旨とする。 In order to solve the above problem, according to the first aspect of the present invention, when the lifting operation means is opened, the motor rotates in one direction, the window member is lowered, and the operation means is closed. When operated, the motor rotates in the other direction so that the window member is raised, and when the window member that is being raised closes during the closing operation of the window member, the motor is subjected to speed control to control the window. In a power window device that raises a member at a low speed, a relay circuit that rotates the motor in the one direction or the other direction by switching a current direction of the current that flows to the motor, and a detection unit that detects a current position of the window member And a control circuit for short-circuiting the relay circuit when it is determined that the window member during the closing operation has been closed based on the detection signal.
この発明によれば、窓部材の閉操作時において窓部材が閉じ際になると、閉操作時の窓速度(即ち、窓部材の上昇速度)を減速すべく、制御回路によってリレー回路が短絡される。このようにリレー回路が短絡すると、モータは発電機として作動した状態となり、これによってモータにはブレーキ力が発生する。従って、今まで回転していたモータは急激に回転速度(回転数)が低下し、モータの急激な回転速度低下に伴って窓部材の上昇時の窓速度が急激に低下する。よって、本発明のように窓部材の閉操作時おいて窓部材の閉じ際にリレー回路を短絡させれば、その閉じ際の窓速度を迅速に減速させることが可能となる。 According to the present invention, when the window member is closed during the closing operation of the window member, the relay circuit is short-circuited by the control circuit so as to reduce the window speed during the closing operation (that is, the rising speed of the window member). . When the relay circuit is short-circuited in this way, the motor is in a state of operating as a generator, thereby generating a braking force on the motor. Therefore, the rotational speed (number of rotations) of the motor that has been rotating so far rapidly decreases, and the window speed when the window member rises rapidly decreases as the motor rapidly decreases. Therefore, if the relay circuit is short-circuited when the window member is closed during the closing operation of the window member as in the present invention, the window speed at the time of closing can be quickly reduced.
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の発明において、前記モータのモータ回路に接続されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子にデューティ信号を出力し、該デューティ信号のデューティ比で該スイッチング素子をオンオフすることにより、前記窓部材を前記低速上昇させる速度制御回路とを備え、前記制御回路は、閉操作動作中の前記窓部材が前記閉じ際となった際、前記スイッチング素子をオフ状態にし、その後に前記リレー回路を短絡させることを要旨とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the switching element connected to the motor circuit of the motor, a duty signal is output to the switching element, and the switching is performed at a duty ratio of the duty signal. A speed control circuit that raises the window member at a low speed by turning on and off the element, and the control circuit turns off the switching element when the window member during the closing operation is closed. And then short-circuiting the relay circuit.
この発明によれば、請求項1に記載の発明の作用に加え、モータ回路に接続されたスイッチング素子を繰り返しオンオフするデューティ比制御によって、窓部材が低速上昇状態となる。また、本発明では閉操作時の窓部材が閉じ際になるとリレー回路を短絡するが、この短絡を行う際には、それに先立ってスイッチング素子をオフ状態とする。ここで、例えばモータ回路に電流が流れている状態でリレー接点を切り換えると、切り換えの際にリレー接点に過度の負荷がかかり、接点が痛みやすくなるという現状がある。しかし、本発明のように短絡を行う前にスイッチング素子をオフ状態とし、モータ回路に電流が流れない状態としてからリレー回路を短絡させれば、リレー回路に電流が流れていない状態でリレー接点を切り換えることになり、リレー接点の耐久性が確保される。 According to the present invention, in addition to the operation of the invention according to the first aspect, the window member is brought into the low speed rising state by the duty ratio control for repeatedly turning on and off the switching element connected to the motor circuit. Further, in the present invention, the relay circuit is short-circuited when the window member during the closing operation is closed, but when this short-circuiting is performed, the switching element is turned off prior to that. Here, for example, if the relay contact is switched while a current is flowing through the motor circuit, an excessive load is applied to the relay contact at the time of switching, and the contact is likely to be painful. However, if the switching element is turned off before short-circuiting as in the present invention, and the relay circuit is short-circuited after the motor circuit is in a state where no current flows, the relay contact can be connected without current flowing through the relay circuit. As a result, the durability of the relay contact is ensured.
請求項3に記載の発明では、請求項2に記載の発明において、前記制御回路は、前記リレー回路を短絡させた後の経過時間を計時し、該経過時間が設定時間以上となった際に、前記短絡を解除すべく前記リレー回路を通電状態に復帰させ、その後、前記速度制御回路により前記窓部材を前記低速上昇させることを要旨とする。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the control circuit measures an elapsed time after the short circuit of the relay circuit, and the elapsed time becomes equal to or longer than a set time. The gist is to return the relay circuit to an energized state so as to release the short circuit, and then to raise the window member at the low speed by the speed control circuit.
この発明によれば、請求項2に記載の発明の作用に加え、リレー回路を短絡させた後の経過時間が設定時間以上となると、リレー回路が通電状態に戻されることで短絡状態が解除される。そして、リレー回路が通電状態に戻された後に、窓部材を低速で上昇させるべく、速度制御回路によるスイッチング素子のオンオフが開始される。ここで、例えばスイッチング素子がオン状態のときにリレー回路が通電状態に戻されると、モータに電流が流れる際にリレー接点に大きな負荷がかかり、リレー接点が痛みやすいという問題と、接点切り換わり時にリレー接点の可動接点が振動して音が発生するという問題とが生じる。しかし、本発明では、リレー回路が通電状態になった後に、スイッチング素子がオン状態となる順序を経ることになるので、リレー接点の耐久性が確保され、しかもリレー接点が接点状態となる際に音も生じなくなる。
According to this invention, in addition to the operation of the invention according to
請求項4に記載の発明では、請求項1〜3のうちいずれか一項に発明において、前記リレー回路は、前記モータの一方側端子及び他方側端子の各々に接続された2つのリレー接点を備え、前記制御回路は、前記短絡の処理として、前記リレー接点をともにGND側に接続する処理を行うことを要旨とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, the relay circuit has two relay contacts connected to one side terminal and the other side terminal of the motor. And the control circuit performs a process of connecting both the relay contacts to the GND side as the short-circuit process.
この発明によれば、請求項1〜3のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加え、リレー回路の各リレー接点をGND側に接続することによって、リレー回路が短絡状態となる。ところで、リレー回路や制御回路等を実装した基板上には、GNDラインに比べ、電源ラインの方が圧倒的に少ないという現状があることから、短絡時においてモータの端子に繋がれたリード線が断線してしまうと、リード線が所定の信号線やボディアースに接触してGND接続される可能性が高くなる。従って、例えばリレー回路の各リレー接点を電源に接続することでリレー回路を短絡する手法を用いた場合、リード線が断線するとその断線リード線がGND側に接続されてモータが誤作動する可能性が高くなる。しかし、本発明のようにGND接続でリレー回路を短絡する手法を用いれば、リード線が断線したとしてもモータ誤作動に至る確率が低くなる。
According to this invention, in addition to the operation of the invention according to any one of
本発明によれば、窓部材の閉操作時、窓部材の閉じ際における窓速度を迅速に減速することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the window speed at the time of closing of a window member can be rapidly decelerated at the time of closing operation of a window member.
以下、本発明を具体化したパワーウインドウ装置の一実施形態を図1〜図5に従って説明する。
図1は、パワーウインドウ装置1の電気構成を示す回路図である。本例のパワーウインドウ装置1は、車両のサイドドア2(図2参照)のウインドウガラス3を駆動モータ4の駆動力により自動で昇降させる装置であり、パワーウインドウスイッチ(以下、PWスイッチと記す)5の操作を基に駆動モータ4を駆動してウインドウガラス3を昇降させる。PWスイッチ5はサイドドア2ごとに設けられ、駆動モータ4は車両の各サイドドア2のウインドウガラス3を昇降させるべく各サイドドア2に各々配置されている。なお、ウインドウガラス3が窓部材に相当し、駆動モータ4がモータに相当する。
Hereinafter, an embodiment of a power window device embodying the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a circuit diagram showing an electrical configuration of the
PWスイッチ5はサイドドア2の内側面に設けられ、例えば下降機能、上昇機能、自動操作機能(オート機能)等を有するスイッチである。即ち、PWスイッチ5は2段クリック式の揺動型スイッチであり、一端側(下降側)又は他端側(上昇側)が1段押圧されると、その押された側のスイッチがオン状態となってウインドウガラス3が下降又は上昇する。また、PWスイッチ5は、下降側又は上昇側が2段押圧されると、その押された側のスイッチがオート状態となり、再スイッチ操作されるまでウインドウガラス3が連続下降・連続上昇する。なお、PWスイッチ5が操作手段に相当する。
The
駆動モータ4は、例えば直流モータ(DCモータ)が用いられ、モータ回転力を上下方向の直線運動に変換して伝達する伝達機構(図示略)を介してウインドウガラス3に接続されている。例えば、駆動モータ4が正転すると、その回転力が伝達機構を介して下方の直線運動に変換され、その下方向きの力によりウインドウガラス3が下降する。一方、駆動モータ4が逆転すると、その回転力が伝達機構を介して上方の直線運動に変換され、その上向きの力によりウインドウガラス3が上昇する。
The
また、本例のパワーウインドウ装置1は、ウインドウガラス3を閉状態にする際に、ウインドウガラス3の残り開き量Lxが減速開始閾値La以内になると、ウインドウガラス3の上昇速度を減速させる減速制御を行い、窓速度を低速に切り換える。これは、ウインドウガラス3の閉じ際に、ウインドウガラス3と窓枠2aとの間で指等を挟み込んでしまうことを防止するために、閉じ際においてウインドウガラス3の上昇速度を減速により低速とすることで、指等の挟み込みを発生し難くしている。なお、本例においてウインドウガラス3の全開から全閉までの距離は例えば400mm以上に設定され、減速開始閾値Laとしては例えば30mmに設定されている。
Further, when the
図1に示すように、パワーウインドウ装置1は、同装置1を統括制御するコントローラ6と、コントローラ6からの指令を基に駆動モータ4を駆動させるリレー回路7と、駆動モータ4に供給される電力量を調整するFET(Field Effect Transistor )8とを備えている。PWスイッチ5はスイッチ信号入力回路9を介してコントローラ6に接続され、自身のスイッチ状態に応じたスイッチ信号をスイッチ信号入力回路9を介してコントローラ6に出力する。コントローラ6は、PWスイッチ5から入力したスイッチ信号を基に、PWスイッチ5のスイッチ状態を認識する。なお、コントローラ6が制御回路及び速度制御回路を構成し、FET8がスイッチング素子に相当する。
As shown in FIG. 1, the
リレー回路7は、コントローラ6からの制御信号を基に駆動モータ4を駆動制御する。例えば、リレー回路7は、コントローラ6からPWスイッチ5の下降操作に基づく指令を入力すると、ウインドウガラス3を下降させるべく同指令を基に駆動モータ4を正転させる。リレー回路7は、コントローラ6からPWスイッチ5の上昇操作に基づく指令を入力すると、ウインドウガラス3を上昇させるべく同指令を基に駆動モータ4を逆転させる。このとき、リレー回路7は、ウインドウガラス3が所定の下降速度又は上昇速度で昇降するように駆動モータ4に供給する電力量を制御している。
The relay circuit 7 drives and controls the
ここで、リレー回路7について以下に詳述する。リレー回路7は、駆動モータ4の一方側端子(プラス端子)の接点状態を切り換える第1リレー10と、駆動モータ4の他方側端子(マイナス端子)の接点状態を切り換える第2リレー11とを備えている。第1リレー10はコイル12及びリレー接点13を備え、コイル12は一端がバッテリBに接続され、他端がコントローラ6に接続されている。また、第2リレー11はコイル14及びリレー接点15を備え、コイル14は一端がバッテリBに接続され、他端がコントローラ6に接続されている。各コイル12,14の端子間には、保護用のダイオード16,17が各々接続されている。
Here, the relay circuit 7 will be described in detail below. The relay circuit 7 includes a first relay 10 that switches a contact state of one side terminal (plus terminal) of the
リレー接点13は、トランスファ接点が用いられ、可動接点13a、第1固定接点13b及び第2固定接点13cを有する。可動接点13aは、駆動モータ4の一方側端子に接続され、第1固定接点13b及び第2固定接点13cの一方に接続可能である。第1固定接点13bはバッテリBに接続され、第2固定接点13cはFET8を介してGNDに接続されている。可動接点13aは、通常時であるコイル12の消磁時においてGND側の第2固定接点13cに接続され、コントローラ6からの指令を基にコイル12が励磁されると、バッテリB側の第1固定接点13bに接続される。
The
リレー接点15は、トランスファ接点が用いられ、可動接点15a、第1固定接点15b及び第2固定接点15cを有する。可動接点15aは、駆動モータ4の他方側端子に接続され、第1固定接点15b及び第2固定接点15cの一方に接続可能である。第1固定接点15bはバッテリBに接続され、第2固定接点15cはFET8を介してGNDに接続されている。可動接点15aは、通常時であるコイル14の消磁時においてGND側の第2固定接点15cに接続され、コントローラ6からの指令を基にコイル14が励磁されると、バッテリB側の第1固定接点15bに接続される。
The
従って、PWスイッチ5が下降操作されると、その操作を基にコントローラ6がコイル12を励磁し、これによってリレー接点13の可動接点13aが第1固定接点13bと接続状態となり、一方でコイル14の消磁によりリレー接点15の可動接点15aが第2固定接点15cとの接触状態を保持する。従って、駆動モータ4が正転し、この正転時の駆動力によりウインドウガラス3が下降する。一方、PWスイッチ5が上昇操作されると、その操作を基にコントローラ6がコイル14を励磁し、これによってリレー接点15の可動接点15aが第1固定接点15bと接続状態となり、一方でコイル12の消磁によりリレー接点13の可動接点13aが第2固定接点13cとの接触状態を保持する。従って、駆動モータ4が逆転し、この逆転時の駆動力によりウインドウガラス3が上昇する。
Therefore, when the
FET8は、例えばMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor FET )が用いられ、ドレイン端子が各リレー接点13,15の第2固定接点13c,15cに各々接続され、ソース端子がGNDに接続され、ゲート端子がコントローラ6に接続されている。FET8は、ゲート端子でコントローラ6からHレベル信号を入力するとオン状態となり、一方でコントローラ6からLレベル信号を入力するとオフ状態となる。本例においてFET8は、コントローラ6からの指令、つまりデューティ信号(所定デューティ比を持つ電圧信号)Sfをゲート端子で入力し、このデューティ信号Sfのレベル状態に合わせてオン/オフ状態を切り換える。
For example, a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor FET) is used as the
コントローラ6は、出力するデューティ信号Sfのデューティ比を変えることで、駆動モータ4の回転数、つまりウインドウガラス3の下降速度/上昇速度を制御する。これを説明すると、駆動モータ4がバッテリBと通電状態となった際、バッテリBから駆動モータ4に流れる直流電流は、FET8の所定周期当たりのオン時間、つまりデューティ信号Sfのデューティ比に基づき決まる。従って、バッテリBからの直流電流はデューティ信号Sfのデューティ比に応じたパルス電流として駆動モータ4に流れることになり、駆動モータ4はデューティ比に基づく回転速度で回転する。このため、コントローラ6はデューティ信号Sfのデューティ比を制御することで、駆動モータ4の回転数制御、つまりウインドウガラス3の速度制御を行う。
The controller 6 controls the rotational speed of the
例えば、通常時の場合、コントローラ6はデューティ比100%のデューティ信号Sfを出力し、FET8はこのデューティ信号Sfを入力することで、図3(a)に示すようにオンしたままの状態を維持する。従って、この状態で駆動モータ4がバッテリBと接続状態になれば、駆動モータ4には最大電力が供給される。よって、デューティ比100%のデューティ信号Sfが出力された際には、駆動モータ4が最大の回転速度で回転し、ウインドウガラス3が高速で下降/上昇する。なお、本例における通常時とは、ウインドウガラス3の下降時と、減速時及び一定低速時を除いたウインドウガラス3の上昇時とのことである。
For example, in the normal state, the controller 6 outputs a duty signal Sf with a duty ratio of 100%, and the
一方、ウインドウガラス3の上昇時にその上昇速度を低速に切り換える場合、コントローラ6は所定デューティ比(例えばデューティ比50%)のデューティ信号Sfを出力し、FET8はこのデューティ信号Sfを入力することで、図3(b)に示すように所定間隔でオンオフ状態を繰り返す。従って、この状態で駆動モータ4がバッテリBと通電状態となれば、駆動モータ4には通常よりも低い値の電力が供給される。よって、所定デューティ比のデューティ信号Sfが出力された際には、駆動モータ4が通常よりも遅い回転速度で回転し、ウインドウガラス3が低速で上昇する。
On the other hand, when the rising speed of the
パワーウインドウ装置1は、駆動モータ4の回転数を検出するパルスセンサ18を備えている。パルスセンサ18は、パルス入力回路19を介してコントローラ6に接続され、駆動モータ4の回転速度(駆動数)に応じたパルス信号Sxをパルス入力回路19を介してコントローラ6へ出力する。コントローラ6は、この入力したパルス信号Sxをカウントし、そのカウント数を基にウインドウガラス3の現在位置を認識する。また、コントローラ6は、パルス信号Sxのパルス周期の長短を基に駆動モータ4の回転速度を算出する。また、リレー回路7の端子間には、高周波数になってもモータ回路に流れる電流が小さくならないようにするダイオード20が接続されている。なお、パルスセンサ18が検出手段に相当する。
The
コントローラ6は、閉操作時のウインドウガラス3が閉じ際となったときに、リレー回路7を短絡させるブレーキ制御を行う。このブレーキ制御は、リレー接点13,15の可動接点13a,15aを第2固定接点13c,15cに各々接続する、つまり可動接点13a,15aをGND側に短絡させる処理(図4参照)である。ブレーキ制御を行うと、駆動モータ4が発電状態となって駆動モータ4に電気的なブレーキ力が生じ、駆動モータ4の回転速度が急激に低下してウインドウガラス3の上昇速度が急激に低下する。コントローラ6は、図5に示すように少なくともブレーキ制御実施期間中、FET8をオフ状態とする。
The controller 6 performs brake control for short-circuiting the relay circuit 7 when the
図1及び図4に示すコントローラ6は、ブレーキ制御を開始してからの経過時間tを内部カウンタ等を用いて計時し、予めメモリ21に格納した設定時間K(図5参照)と経過時間tとの比較を、経過時間tの計時タイミングで常時行う。コントローラ6は、経過時間tが設定時間K以上になったと判断すると、リレー接点13の可動接点13aの第2固定接点13cとの接続はそのままで、リレー接点15の可動接点15aを第1固定接点15bに再接続してブレーキ制御を停止する。
The controller 6 shown in FIGS. 1 and 4 measures the elapsed time t from the start of the brake control using an internal counter or the like, and the preset time K (see FIG. 5) and the elapsed time t stored in the
ブレーキ制御を停止すると、コントローラ6は閉操作時のウインドウガラス3の上昇速度を低速状態とすべく、一定低速制御(PWM制御)を行う。この一定低速制御は、駆動モータ4が逆転するリレー状態(即ち、図4に示す状態)にリレー回路7をリレー接続し、この状態で所定デューティ比(本例は、例えばデューティ比50%)のデューティ信号SfをFET8に出力する制御である。従って、駆動モータ4に供給される電力が通常(即ち、閉じ際となる前まで)よりも小さくなり、ウインドウガラス3が低速で上昇する。
When the brake control is stopped, the controller 6 performs constant low speed control (PWM control) so as to set the rising speed of the
ところで、ウインドウガラス3は、デューティ信号Sfのデューティ比に基づく速度を目標速度として下降/上昇する。本例では、下降動作時と閉じ際以降を除く上昇動作時とはデューティ比100%に基づく窓速度が目標速度となり、一定低速制御時は所定デューティ比(本例は50%)に基づく窓速度が目標速度となる。従って、設定時間Kは、開始したブレーキ制御をその時間に止めれば、止めた後のウインドウガラス3の窓速度が低速制御時の目標速度になり易い値に設定され、これは実験により求まる値である。
By the way, the
ウインドウガラス3の閉操作時、コントローラ6は挟み込み制御を行っている。この挟み込み制御は、ウインドウガラス3の閉操作時にウインドウガラス3と窓枠2aとの間で異物の挟み込みを検知すると、ウインドウガラス3を停止又は逆転動作させる制御である。挟み込み制御は、ブレーキ制御の実施領域では実施されず、その前後の領域、つまり図5に示すように残り開き量Lxが減速開始閾値Laに至っていない通常領域と、一定低速制御領域とで実施される。
During the closing operation of the
本例の挟み込み制御は、パルス検知方式をとっており、パルスセンサ18から入力するパルス信号Sxを基に行う。即ち、駆動モータ4の回転速度が速いとパルス周期は短く、反対に遅いとパルス周期は長くなることから、このパルス周期の変動を利用して挟み込みを検知している。
The sandwiching control in this example employs a pulse detection method and is performed based on the pulse signal Sx input from the
以下に詳述すると、コントローラ6は、今出力された実パルスのパルス周期Taと、その今出力されたパルスより数えてN−1個前までの各パルスのパルス周期T1〜TN-1 とを合計し、その合計値をNで除算する。即ち、コントローラ6は平均パルス周期Tave.(=(T1+・・・+TN-1 +Ta)/N)を求める。ここで、パルス周期が常に一定であれば、平均パルス周期Tave.も一定となる。また、コントローラ6は、その時々で求めた平均パルス周期Tave.に対し予め定めた係数aを乗算した値を、基本の挟込閾値Tx(=a×Tave.:但し、0<a<1)として求める。この挟込閾値Txは、その時々における挟み込みの有無を決定するための基準値となる。 More specifically, the controller 6 determines the pulse period Ta of the actual pulse that has just been output and the pulse periods T1 to TN-1 of each pulse up to N-1 counts from the currently output pulse. Sum up and divide the sum by N. That is, the controller 6 calculates the average pulse period Tave. (= (T1 +... + TN-1 + Ta) / N). Here, if the pulse period is always constant, the average pulse period Tave. Is also constant. Further, the controller 6 calculates a basic sandwiching threshold Tx (= a × Tave., Where 0 <a <1) by multiplying the average pulse period Tave. Asking. This sandwiching threshold value Tx is a reference value for determining the presence or absence of sandwiching from time to time.
そして、コントローラ6は、その時々に求めたパルス周期Taと、そのパルス周期Taを含む平均パルス周期Tave.との周期差分値ΔS(=Ta−Tave.)を求め、この周期差分値ΔSと、その際に求める挟込閾値Txとを比較する。コントローラ6は、周期差分値ΔSが挟込閾値Txよりも大きい(ΔS>Tx)と判断すると、何かが挟まっていると判断してウインドウガラス3を停止又は逆転動作させるようにリレー回路7を駆動する。一方、コントローラ6は、周期差分値ΔSが挟込閾値Tx以下である(ΔS≦Tx)と判断すると、何も挟まっていないと判断してウインドウガラス3の上昇動作を継続する。
Then, the controller 6 obtains a period difference value ΔS (= Ta−Tave.) Between the pulse period Ta obtained at that time and the average pulse period Tave. Including the pulse period Ta, and this period difference value ΔS. The sandwiching threshold value Tx obtained at that time is compared. When the controller 6 determines that the period difference value ΔS is larger than the sandwiching threshold value Tx (ΔS> Tx), the controller 6 determines that something is sandwiched and causes the relay circuit 7 to stop or reversely rotate the
次に、本例のパワーウインドウ装置1の作用を図5に示すタイミングチャートを用いて説明する。
PWスイッチ5の非操作時、コントローラ6はリレー接点13,15の可動接点13a,15aをともに第2固定接点13c,15cに接続させ、リレー回路7をGND接続する。従って、駆動モータ4には電流が流れず、ウインドウガラス3が停止状態となる。この状態から、PWスイッチ5が下降操作されると、コントローラ6は、図1に示すようにリレー接点15の可動接点15aを第2固定接点15cに接続させた状態で、リレー接点13の可動接点13aを第1固定接点13bに接続し、続いてFET8をオン状態とする。従って、駆動モータ4には図1の矢印R方向にバッテリBから最大電流が流れ、これによって駆動モータ4が高回転速度で正転し、ウインドウガラス3が高速で下降する。
Next, the operation of the
When the
一方、開状態のウインドウガラス3を閉操作すべくPWスイッチ5が上昇操作されると、コントローラ6はウインドウガラス3の残り開き量Lxを演算する。即ち、コントローラ6は、パルスセンサ18からのパルス信号Sxを基にそのときのウインドウガラス3の現在位置を常時演算していることから、ウインドウガラス3の全開から全閉までの距離と現在位置とを基にウインドウガラス3の残り開き量Lxを導出する。そして、コントローラ6は、ウインドウガラス3の残り開き量Lxと減速開始閾値Laとの比較を行う。
On the other hand, when the
ここで、コントローラ6は、残り開き量Lxが減速開始閾値Laを超えている(即ち、ウインドウガラス3が閉じ際でない)と判断すると、通常の速度制御(高速動作)でウインドウガラス3を上昇させるべく、リレー回路7及びFET8を制御する。即ち、コントローラ6は、リレー接点13の可動接点13aを第2固定接点13cに接続し、リレー接点15の可動接点15aを第1固定接点15bに接続し、リレー切換え後にデューティ比100%のデューティ信号SfをFET8に出力してFET8をオン状態に保持する。従って、駆動モータ4には図4に示す矢印S方向にバッテリBから最大電流が流れ、これによって駆動モータ4が高回転数で逆転し、ウインドウガラス3が高速で上昇する。なお、ウインドウガラス3の下降速度と上昇速度(高速時)とは同じでも、若しくは異なっていてもどちらでもよい。
Here, if the controller 6 determines that the remaining opening amount Lx exceeds the deceleration start threshold La (that is, the
この閉操作時、コントローラ6はウインドウガラス3の残り開き量Lxを常時演算しており、残り開き量Lxと減速開始閾値Laとの比較を継続して行う。コントローラ6は、残り開き量Lxが減速開始閾値La以内になった(即ち、ウインドウガラス3が閉じ際である)と判断すると、ウインドウガラス3の上昇動作を減速制御(減速動作)に切り換えるべく、リレー回路7及びFET8を制御する。
During this closing operation, the controller 6 constantly calculates the remaining opening amount Lx of the
この減速制御として、コントローラ6は、図5に示すようにまず最初にFET8をオフ状態に切り換える。FET8をオフ状態に切り換えた後、コントローラ6はブレーキ制御を実施する。即ち、FET8がオフ状態に切り換えられた後に、リレー接点13の可動接点13aが第2固定接点13cに接続されたままで、リレー接点15の可動接点15aが第2固定接点15cに接続され、リレー回路7が短絡状態となる。従って、駆動モータ4が発電機として動作することでブレーキ力が発生し、これによって駆動モータ4の回転速度が急激に低下する。よって、ウインドウガラス3の上昇時の窓速度が急激に低下し、閉じ際におけるウインドウガラス3の上昇速度が迅速に落ちることになる。
As this deceleration control, the controller 6 first switches the
コントローラ6は、ブレーキ制御を実施している期間中、ブレーキ制御を開始してからの経過時間tを内部カウンタで計時し、この経過時間tと設定時間Kとを逐次比較する。経過時間tが設定時間K以上となると、コントローラ6はリレー接点13の可動接点13aと第2固定接点13cとの接続をそのままの状態とし、リレー接点15の可動接点15aを第1固定接点15bに再接続することでリレー接点15を通電側に戻し、ブレーキ制御を停止する。これにより、FET8がオンしてモータ回路に電流が流されれば、駆動モータ4が再逆転可能な状態となる。
The controller 6 measures the elapsed time t from the start of the brake control with an internal counter during the period of the brake control, and sequentially compares the elapsed time t with the set time K. When the elapsed time t becomes equal to or longer than the set time K, the controller 6 keeps the connection between the
ブレーキ制御を停止した後、コントローラ6はウインドウガラス3を低速上昇させるべく一定低速制御(PWM制御)を開始し、FET8を一定間隔で繰り返しオンさせる。本例においては、所定デューティ比(例えば50%)のデューティ信号Sfがコントローラ6からFET8に出力され、FET8はこのデューティ比のタイミングでオン状態を繰り返す。従って、高速時(閉じ際前)よりも低い値の電力が駆動モータ4に供給され、駆動モータ4が低回転速度で回転し、ウインドウガラス3が低速で上昇する。そして、低速上昇したウインドウガラス3が全閉状態となると駆動モータ4の逆転が停止し、ウインドウガラス3の閉操作が完了する。
After stopping the brake control, the controller 6 starts constant low speed control (PWM control) to raise the
また、閉状態のウインドウガラス3を開操作すべくPWスイッチ5が上昇操作された際、ウインドウガラス3の残り開き量Lxが減速開始閾値La以内であると、コントローラ6は、スイッチ操作時点において一定低速制御を実施する。即ち、PWスイッチ5が上昇操作された時点で、ウインドウガラス3が閉じ際よりも上昇していれば、上記したブレーキ制御を行わず、スイッチ操作時点でウインドウガラス3の一定低速制御を行い、ウインドウガラス3を低速上昇させる。
Further, when the
従って、本例においては、ウインドウガラス3の閉操作時にウインドウガラス3が閉じ際になると、PWM制御による速度制御を行う前に、リレー回路7をGND側に短絡させるブレーキ処理を行うこととした。このようにリレー回路7を短絡すれば、駆動モータ4が発電機として作動し、駆動モータ4には電気的なブレーキ力が生じる。従って、駆動モータ4の回転速度が急激に低下することになり、ウインドウガラス3の上昇速度が急激に低下する。よって、ウインドウガラス3の閉じ際において窓速度を迅速に落とすことが可能となり、挟み込み時の衝撃を低く抑えることが可能となる。
Therefore, in this example, when the
本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
(1)本例においては、ウインドウガラス3の閉操作時にウインドウガラス3が閉じ際になると、PWM制御による速度制御を行う前に、リレー回路7をGND側に短絡させるブレーキ制御を行う。よって、駆動モータ4の回転速度を速やかに低下させることができ、ウインドウガラス3の閉じ際の窓速度を迅速に減速することができる。このように、ウインドウガラス3が迅速に減速すれば、ウインドウガラス3と窓枠2aとで指や手等の人体部位を挟み込む確率が低くなり、挟み込み防止についても効果が高い。また、例えウインドウガラス3と窓枠2aとで挟み込みが生じても、ウインドウガラス3が迅速に減速すれば、通常よりは低い速度でウインドウガラス3が人体に接触することになり、挟み込み時の衝撃を低減することもできる。
According to the configuration of the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In this example, when the
(2)ブレーキ制御を開始する際、先にFET8をオフ状態にし、その後にリレー回路7を短絡させてブレーキ制御を実施する順序とした。ここで、例えばFET8がオン状態のままで、先にブレーキ制御を行う順序とすると、駆動モータ4のモータ回路に電流が流れている状態でリレー回路7の接点切り換えを行うことになり、リレー接点15が痛みやすいという問題が生じる。しかし、本例のようにブレーキ制御よりも先にFET8をオフ状態とすれば、モータ回路に電流が流れていない状態でリレー接点15の切り換えが行われることになり、リレー接点15の耐久性を確保することができる。
(2) When starting the brake control, the
(3)ブレーキ制御を停止する際には、まず先にリレー接点15を通電側に戻し、その後にFET8のオンオフを開始して一定低速制御(即ち、PWM制御)を行う順序とした。ここで、例えばFET8がオン状態の際にリレー接点15を通電側に戻すと、駆動モータ4に電流が流れる際にリレー接点15に大きな負荷がかかり、リレー接点15が痛みやすいという問題が生じる。また、これとは別の問題として、リレー接点15が切り換わる際に、リレー接点15の可動接点15aが振動して音が発生するという問題も生じる。しかし、本例のように、まず先にリレー接点15を通電側に戻してブレーキ制御を停止し、その後に一定低速制御を行う順序とすれば上記した各問題は生じず、リレー接点15の耐久性を確保することができ、しかも接点切り換わり時の音発生も防止することができる。
(3) When stopping the brake control, the
(4)本例のブレーキ制御では、リレー回路7の両リレー接点13,15を、ともにGND側(即ち、第2固定接点13c,15c)に短絡する。ところで、コントローラ6、リレー回路7及びFET8等を実装した基板上には、GNDラインに比べ、電源ラインの方が圧倒的に少ないという現状があることから、短絡時において駆動モータ4の端子から延びるリード線が断線してしまうと、リード線が所定の信号線やボディアースに接触してGND接続される可能性が高くなる。従って、例えばリレー接点13,15を、ともにバッテリB側(即ち、第1固定接点13b,15b)に短絡する手法を用いた場合、断線したリード線がGND側に接続されて駆動モータ4が誤作動する可能性が高くなる。しかし、本例のようにGND接続でリレー回路7を短絡する手法を用いれば、リード線が断線したとしても、駆動モータ4が誤作動に至る確率を低く抑えることができる。
(4) In the brake control of this example, both the
(5)ウインドウガラス3の閉操作時、通常領域(高速上昇領域)と一点低速制御領域とでは、ウインドウガラス3と窓枠2aとの間で異物の挟み込みを検知すると、ウインドウガラス3を停止又は逆転動作させる挟み込み制御を行う構成とした。従って、指や手等の人体部位をウインドウガラス3と窓枠2aとの間で挟み込んでしまうような状況が発生し難くなる。
(5) When the
(6)PWM制御には、早い応答速度、スイッチの高寿命、スイッチング時に低音、制御が簡単等の各種効果がある。本例においては、駆動モータ4の回転速度(ウインドウガラス3の上昇速度)を低速とする際の速度制御に上記PWM制御を用いているので、上記した各種効果を得ることができる。 (6) PWM control has various effects such as fast response speed, long switch life, low sound during switching, and simple control. In this example, since the PWM control is used for speed control when the rotational speed of the drive motor 4 (the rising speed of the window glass 3) is low, the various effects described above can be obtained.
なお、本実施形態は上記構成に限定されず、以下の態様に変更してもよい。
・ 駆動モータ4を駆動する回路は、リレー回路7及びFET8を組み合わせた構成に限定されない。例えば、図6に示すように、4つのFET41〜44をブリッジ状に組み合わせ、このブリッジ回路の上流側にバッテリBの逆接続を防止するダイオード45を接続し、FET41,42の中点とFET43,44の中点との間に駆動モータ4を接続した構成でもよい。この回路で駆動モータ4を正転(開操作)させるには、例えばFET41,44をオン状態にしてモータ回路に矢印Ia方向の電流を流し、駆動モータ4を逆転(閉操作)させるには、例えばFET42,43をオン状態にしてモータ回路に矢印Ib方向に電流を流す。また、この回路でブレーキ制御を行うには、FET43をオフ状態にすることで行い、一定低速制御を行うには、FET42,43の組と、FET41,44の組とを交互にオンさせることで行う。
In addition, this embodiment is not limited to the said structure, You may change into the following aspects.
-The circuit which drives the
・ ブレーキ制御を行う際、ブレーキ制御に先駆けてFET8を先にオフさせる構成に限定されない。即ち、ブレーキ制御を開始するタイミング(即ち、リレー回路7が短絡するタイミング)と、FET8がオフ状態となるタイミングとは同時としてもよいし、或いはブレーキ制御開始タイミングを先とし、続いてFET8をオフする順序でもよい。
-When performing brake control, it is not limited to the structure which turns off FET8 prior to brake control. That is, the timing at which the brake control is started (that is, the timing at which the relay circuit 7 is short-circuited) and the timing at which the
・ ブレーキ制御を停止する際、リレー回路7を通電状態に戻して先にブレーキ制御を停止し、その後に一定低速制御を行う順序に限定されない。即ち、ブレーキ制御を停止するタイミング(即ち、リレー回路7を通電側に戻すタイミング)と、一定低速制御を開始するタイミングとは同時としてもよいし、或いはブレーキ制御停止タイミングに先駆けて、一定低速制御(即ち、PWM制御)を開始する順序でもよい。 When stopping the brake control, the order is not limited to the order in which the relay circuit 7 is returned to the energized state to stop the brake control first, and then the constant low speed control is performed. That is, the timing for stopping the brake control (that is, the timing for returning the relay circuit 7 to the energization side) and the timing for starting the constant low-speed control may be simultaneous, or the constant low-speed control precedes the brake control stop timing. The order of starting (that is, PWM control) may be used.
・ リレー回路7を短絡させる場合、それはリレー接点13,15をともにGND側に接続することに限定されず、リレー接点13,15をともに電源側に接続してもよい。
・ 通常時におけるウインドウガラス3の窓速度は、デューティ比100%に基づく速度に限定されず、例えば90%や80%に基づく速度値としてもよい。また、同様に一定低速制御時におけるウインドウガラス3の窓速度は、デューティ比50%に限定されず、例えば40%や30%に基づく速度値としてもよい。
When the relay circuit 7 is short-circuited, it is not limited to connecting both the
The window speed of the
・ ウインドウガラス3の残り開き量Lxが減速開始閾値La以内となってから全閉状態となるまでは、必ずしも一定の低速領域を持たせる必要はなく、その全領域が減速領域でもよい。
It is not always necessary to have a constant low speed region from the time when the remaining opening amount Lx of the
・ ウインドウガラス3を低速状態にする速度制御は、PWM制御に限定されず、例えばリレー回路7のリレー接点13,15自体をオンオフすることによって、駆動モータ4の回転速度を変える制御を用いてもよい。
The speed control for setting the
・ パルスセンサ18は、光学式、磁気式等に限定されず、駆動モータ4の回転数を検出できるものであればどのようなセンサを使用してもよい。
・ 本例のパワーウインドウ装置1は、車両のウインドウガラス3に採用されることに限定されず、例えば住宅等の各種建物の窓ガラスに採用してもよい。また、車両であっても、それは自動車に限らず、例えば電車や産業車両等の各種車両を含むものとする。
The
-The
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
(1)昇降用の操作手段が開操作されるとモータが一方向に回転して該窓部材が下降状態となり、前記操作手段が閉操作されると前記モータが他方向に回転該窓部材が上昇状態となり、前記窓部材の閉操作時に上昇中の該窓部材が閉じ際になると、前記モータに速度制御を施して低速で前記窓部材を上昇させるパワーウインドウ装置の減速制御方法において、前記モータに流す電流の電流方向をリレー回路が切り換えることで、該モータを前記一方向又は他方向に回転させ、前記窓部材の現在位置を検出する検出手段から検出信号を制御回路が入力し、該制御回路は該検出信号を基に閉操作動作中の前記窓部材が前記閉じ際になったと判断すると、前記リレー回路を短絡させることを特徴とするパワーウインドウ装置の減速制御方法。
Next, the technical idea that can be grasped from the above embodiment and other examples will be described below.
(1) When the operating means for raising and lowering is opened, the motor rotates in one direction and the window member is lowered, and when the operating means is closed, the motor rotates in the other direction. In the deceleration control method for a power window device, the motor is controlled at a low speed by moving the window member at a low speed when the window member being lifted is closed when the window member is being lifted. The control circuit inputs a detection signal from a detection means for detecting the current position of the window member by rotating the motor in the one direction or the other direction by switching the current direction of the current flowing through the control circuit. A power window device deceleration control method comprising: short-circuiting the relay circuit when the circuit determines that the window member during the closing operation has been closed based on the detection signal.
1…パワーウインドウ装置、3…窓部材としてのウインドウガラス、4…モータとしての駆動モータ、5…操作手段としてのPWスイッチ、6…制御回路及び速度制御回路を構成するコントローラ、7…リレー回路、8…スイッチング素子としてのFET、13,15…リレー接点、18…検出手段としてのパルスセンサ、Sf…デューティ信号、t…経過時間、K…設定時間。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記モータに流す電流の電流方向を切り換えることで、該モータを前記一方向又は他方向に回転させるリレー回路と、
前記窓部材の現在位置を検出する検出手段から検出信号を入力し、該検出信号を基に閉操作動作中の前記窓部材が前記閉じ際になったと判断すると、前記リレー回路を短絡させる制御回路と
を備えたことを特徴とするパワーウインドウ装置。 When the operating means for raising and lowering is opened, the motor rotates in one direction and the window member is lowered. When the operating means is closed, the motor rotates in the other direction and the window member is raised. When the window member that is being lifted during the closing operation of the window member is closed, the power window device that performs speed control on the motor to raise the window member at a low speed,
A relay circuit for rotating the motor in the one direction or the other direction by switching a current direction of a current flowing through the motor;
A control circuit for inputting a detection signal from a detection means for detecting the current position of the window member, and short-circuiting the relay circuit when it is determined that the window member during the closing operation has been closed based on the detection signal. And a power window device.
前記スイッチング素子にデューティ信号を出力し、該デューティ信号のデューティ比で該スイッチング素子をオンオフすることにより、前記窓部材を前記低速上昇させる速度制御回路とを備え、
前記制御回路は、閉操作動作中の前記窓部材が前記閉じ際となった際、前記スイッチング素子をオフ状態にし、その後に前記リレー回路を短絡させることを特徴とする請求項1に記載のパワーウインドウ装置。 A switching element connected to the motor circuit of the motor;
A speed control circuit that outputs a duty signal to the switching element and turns the switching element at a duty ratio of the duty signal to raise the window member at a low speed;
2. The power according to claim 1, wherein the control circuit turns off the switching element and then short-circuits the relay circuit when the window member during a closing operation is closed. Window device.
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