JP2007070949A - 開閉部材制御装置および挟み込み検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 挟み込み量を検出する以前に生じた挟み込み量を加味して挟み込みの判定を行い、過大な挟み込み負荷や長期間の挟み込み状態を回避することが可能な開閉部材制御装置および該開閉部材制御装置における挟み込み検出方法を提供する。
【解決手段】 ウインドウガラス１１と、昇降機構２と、ウインドウガラス１１による異物の挟み込みを検出する制御部３とを備えたパワーウインドウ装置１であって、制御部３は、ウインドウガラス１１の開閉速度の変動量に基づいて挟み込み量（回転速度変動量ΣΔω_α）を算出する挟み込み量算出手段と、挟み込みによって開閉速度に変化が現れる以前の挟み込み量（回転速度変動量ΣΔω_β）を推定する挟み込み量推定手段と、挟み込み量算出手段によって算出された挟み込み算出量と挟み込み量推定手段によって推定された挟み込み推定量に基づいて異物の挟み込みを確定する挟み込み判定手段とを備えた。
【選択図】 図５

Description

本発明は開閉部材制御装置および挟み込み検出方法に係り、特に開閉部材による異物の挟み込みを検出可能な開閉部材制御装置および該開閉部材制御装置による挟み込み検出方法に関する。

異物の挟み込み防止機能を備えた車両のパワーウインドウ装置において、車体とウインドウガラスとの間に挟み込んだ異物の硬さに応じて、ウインドウガラスの反転タイミングを異ならせる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このように、挟み込んだ異物の硬さに応じて反転タイミングを異ならせることで、挟み込んだ異物に対して過大な挟み込み荷重を与えてしまうことを防止することができる。

特開２００１−２４８３５８号公報

一般に、特許文献１に記載のようなパワーウインドウ装置では、挟み込み負荷を算出するために用いられる電動モータの回転速度や回転速度差は、電動モータに配設された回転速度センサーからの速度信号（例えば、パルス信号）に基づいて算出される。このような算出処理では、回転速度や回転速度差から誤差変動分を相殺するために、時間的に連続する複数の算出値の移動平均がとられる。このため、算出される挟み込み負荷は、実際の挟み込み負荷よりも時間的に遅れたものとなる。
したがって、この検出時期の遅れのため、挟み込み検出部によって挟み込み負荷が算出されたときには、既に異物にはその硬さや変形し易さ等の性状に応じて負荷が掛かっている。このため、検出負荷が所定値に達したとき、実際には異物には、その性状に応じた挟み込み負荷が掛かり、過大な挟み込み負荷が掛かるおそれがあった。

また、軟らかいものを挟み込んだ場合、ウインドウガラスによる異物の挟み込み当初は、異物が変形してしまうので挟み込み負荷はほとんど増大せず、異物がある程度変形した後に挟み込み負荷が増大し始める。挟み込み検出部は、挟み込み負荷が増大して検出負荷が所定値に達したときに挟み込みを検出することができる。
したがって、ウインドウガラスによって軟らかい異物が挟み込まれていても、異物が変形する期間を含めてある程度時間が経過しないと検出負荷は所定値に達しない。このため異物は、ウインドウガラスの反転動作が行われないままウインドウガラスに比較的長い間拘束されたままとなってしまうという問題があった。

さらに、ウインドウガラスを昇降する駆動部を構成する電動モータや駆動機構には、遊びやガタがあるため、ウインドウガラスによる挟み込み当初は、この遊びやガタによって電動モータの回転速度の低下が吸収される。
挟み込み検出部は、電動モータの回転速度（回転数）の変動量（低下量）等によって挟み込み負荷（挟み込み量）を算出するが、挟み込み当初は遊びやガタによって電動モータの回転速度が低下し始める時期が遅れる。これにより、検出負荷が増大し始める時期も遅れ、これに伴い検出負荷が所定値に達する時期が遅れる。このため、異物は、ウインドウガラスの反転動作が行われないままウインドウガラスによって比較的長い間拘束されたままとなってしまうという問題があった。

本発明の目的は、上記課題に鑑み、挟み込み量が所定値に到達したときに挟み込みと判定する開閉部材制御装置において、挟み込み量を検出する以前に生じた挟み込み量を加味して挟み込みの判定を行い、過大な挟み込み負荷や長期間の挟み込み状態を回避することが可能な開閉部材制御装置および該開閉部材制御装置における挟み込み検出方法を提供することにある。

前記課題は、本発明によれば、開閉部材と、該開閉部材を開閉駆動する駆動部と、開閉駆動時の前記開閉部材による異物の挟み込みを検出する挟み込み検出部と、を備えた開閉部材制御装置であって、前記挟み込み検出部は、前記開閉部材による異物の挟み込み量を算出する挟み込み量算出手段と、該挟み込み量算出手段が挟み込み量を算出する以前の挟み込み量を推定する挟み込み量推定手段と、前記挟み込み量算出手段によって算出された挟み込み算出量と挟み込み量推定手段によって推定された挟み込み推定量に基づいて異物の挟み込みを確定する挟み込み判定手段と、を備えることにより解決される。

また、前記課題は、本発明によれば、開閉部材と、該開閉部材を開閉駆動する駆動部と、開閉駆動時の前記開閉部材による異物の挟み込みを検出する挟み込み検出部と、を備えた開閉部材制御装置であって、前記挟み込み検出部は、前記開閉部材の作動状態に基づいて挟み込み量を算出する挟み込み量算出手段と、該挟み込み量算出手段が前記開閉部材の作動状態に基づいては識別不能な挟み込み量を推定する挟み込み量推定手段と、前記挟み込み量算出手段によって算出された挟み込み算出量と挟み込み量推定手段によって推定された挟み込み推定量に基づいて異物の挟み込みを確定する挟み込み判定手段と、を備えることにより解決される。

また、前記課題は、本発明によれば、開閉部材と、該開閉部材を開閉駆動する駆動部と、開閉駆動時の前記開閉部材による異物の挟み込みを検出する挟み込み検出部と、を備えた開閉部材制御装置であって、前記挟み込み検出部は、前記開閉部材の開閉速度の変動量に基づいて挟み込み量を算出する挟み込み量算出手段と、異物の挟み込みによって前記開閉部材の開閉速度に変化が現れる以前の挟み込み量を推定する挟み込み量推定手段と、前記挟み込み量算出手段によって算出された挟み込み算出量と挟み込み量推定手段によって推定された挟み込み推定量に基づいて異物の挟み込みを確定する挟み込み判定手段と、を備えることにより解決される。

このように本発明では、挟み込み量算出手段によっては、直接検出されない挟み込み量を、挟み込み量推定手段によって推定しており、これら挟み込み量算出手段によって算出された挟み込み算出量と、挟み込み量推定手段によって算出された挟み込み推定量に基づいて挟み込み判定手段が異物の挟み込みを確定するように構成されている。これにより、実際に異物に掛かる挟み込み荷重に略比例した大きさの挟み込み量に基づいて挟み込みを正確に検出（確定）することができ、過大な挟み込み荷重が挟み込まれた異物に掛かってしまうことを回避することができる。

また、挟み込み量算出手段によって挟み込み算出量が算出され始める以前には、挟み込みが開始されているにもかかわらず、異物の変形や駆動部の有するガタや遊び等によってほとんど異物に挟み込み荷重が掛からない場合もある。しかしながら、このような場合には、挟み込み判定手段が、挟み込み算出量に挟み込み推定量を加味して挟み込みを検出するので、挟み込み推定量分だけ早期に挟み込みが検出される。これにより、異物が長期間挟み込み状態に保持されることを回避することができる。

また、具体的に、前記挟み込み量算出手段は、回転駆動によって前記開閉部材を開閉駆動する前記駆動部の回転速度の変動に基づいて挟み込み量を算出する構成とすることができる。このように構成すると、駆動部の回転速度を監視するだけで挟み込み状態を検出することができる。

また、前記挟み込み量推定手段は、前記挟み込み量算出手段によって算出された挟み込み算出量に基づいて挟み込み推定量を算出する構成とすることができる。このように構成すると、挟み込んだ異物の硬さや変形し易さ等の性状に応じて異なる挟み込み状態を考慮して、挟み込み推定量を算出することができる。

また、前記挟み込み量推定手段は、回転駆動によって前記開閉部材を開閉駆動する前記駆動部の回転速度の変動に基づいて挟み込み量を推定する構成とすることができる。このように構成すると、挟み込んだ異物の性状に応じて挟み込み推定量を算出可能となり、例えば回転速度の減速率の大きさに応じて挟み込み推定量を算出するように構成すれば、挟み込んだ異物の硬さに応じて挟み込み判定の時期を早めたり遅らせたりすることができる。

また、上述の開閉部材と、該開閉部材を開閉駆動する駆動部と、開閉駆動時の前記開閉部材による異物の挟み込みを検出する挟み込み検出部と、を備えた開閉部材制御装置における挟み込み検出方法としては、前記開閉部材の閉動作時に、前記開閉部材による異物の挟み込み量を算出する挟み込み量算出ステップと、該挟み込み量算出ステップで挟み込み量を算出する以前の挟み込み量を推定する挟み込み量推定ステップと、前記挟み込み量算出ステップによって算出した挟み込み算出量と挟み込み量推定ステップによって推定した挟み込み推定量に基づいて異物の挟み込みを確定する挟み込み判定ステップと、を備える構成とすることができる。

また、開閉部材と、該開閉部材を開閉駆動する駆動部と、開閉駆動時の前記開閉部材による異物の挟み込みを検出する挟み込み検出部と、を備えた開閉部材制御装置における挟み込み検出方法として、前記開閉部材の閉動作時に、前記開閉部材の作動状態に基づいて挟み込み量を算出する挟み込み量算出ステップと、該挟み込み量算出ステップでは前記開閉部材の作動状態に基づいて識別不能な挟み込み量を推定する挟み込み量推定ステップと、前記挟み込み量算出ステップによって算出した挟み込み算出量と挟み込み量推定手段によって推定した挟み込み推定量に基づいて異物の挟み込みを確定する挟み込み判定ステップと、を備える構成とすることができる。

また、開閉部材と、該開閉部材を開閉駆動する駆動部と、開閉駆動時の前記開閉部材による異物の挟み込みを検出する挟み込み検出部と、を備えた開閉部材制御装置における挟み込み検出方法として、前記開閉部材の閉動作時に、前記開閉部材の開閉速度の変動量に基づいて挟み込み量を算出する挟み込み量算出ステップと、異物の挟み込みによって前記開閉部材の開閉速度に変化が現れる以前の挟み込み量を推定する挟み込み量推定ステップと、前記挟み込み量算出ステップによって算出した挟み込み算出量と挟み込み量推定手段によって推定した挟み込み推定量に基づいて異物の挟み込みを確定する挟み込み判定ステップと、を備える構成とすることができる。

また、上記挟み込み検出方法における前記挟み込み量算出ステップでは、回転駆動によって前記開閉部材を開閉駆動する前記駆動部の回転速度の変動に基づいて挟み込み量を算出する構成とすることができる。
また、上記挟み込み検出方法における前記挟み込み量推定ステップでは、前記挟み込み量算出ステップによって算出された挟み込み算出量に基づいて挟み込み推定量を算出する構成とすることができる。
また、上記挟み込み検出方法における前記挟み込み量推定ステップでは、回転駆動によって前記開閉部材を開閉駆動する前記駆動部の回転速度の変動に基づいて挟み込み量を推定する構成とすることができる。

本発明によれば、挟み込み量を検出する以前に生じていると推定される挟み込み量を挟み込み量推定手段によって推定し、この挟み込み推定量を、挟み込み量算出手段によって検出した挟み込み検出量に加味して挟み込みの判定を行うように構成されているので、過大な挟み込み負荷が異物に掛かったり、異物が長期間挟み込み状態に保持されたりすることを回避することができる。

以下、本発明の一実施形態について、図を参照して説明する。なお、以下に説明する構成、手順等は、本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変することができることは勿論である。
図１〜図８は本発明の一実施形態に係るものであり、図１はパワーウインドウ装置の説明図、図２は図１のパワーウインドウ装置の電気構成図、図３は挟み込み判定処理の説明図、図４は挟み込み推定量を加味しない場合の挟み込み判定処理の説明図、図５は挟み込み推定量を加味した場合の挟み込み判定処理の説明図、図６は挟み込み判定の処理フロー、図７は回転速度変動量の補正処理の処理フロー、図８は外乱が生じたときの回転速度差の説明図である。

以下に本発明をパワーウインドウ装置に適用した一実施形態について説明する。図１に本例のパワーウインドウ装置１の説明図、図２にその電気構成図を示す。本例のパワーウインドウ装置１は、車両のドア１０に配設される開閉部材としてのウインドウガラス１１をモータ２０の回転駆動により昇降（開閉）作動させるものである。パワーウインドウ装置１は、ウインドウガラス１１を開閉駆動する昇降機構２と、昇降機構２の作動を制御するための制御部３と、乗員が作動を指令するための操作スイッチ４を主要構成要素としている。

本例では、ウインドウガラス１１は不図示のレールに沿って上方の全閉位置と下方の全開位置との間を昇降動作する。
本例の昇降機構２は、ドア１０に固定された減速機構を有するモータ２０と、モータ２０に駆動される扇形状のギヤ２１ａを備えた昇降アーム２１と、昇降アーム２１とクロスして枢支される従動アーム２２と、ドア１０に固定された固定チャンネル２３およびウインドウガラス１１と一体のガラス側チャンネル２４とを主要構成要素としている。
本例のモータ２０は、制御部３から電力供給を受けることにより、回転子の巻線に通電され、これにより回転子とマグネットを有する固定子との間で磁気吸引作用が生じて回転子が正逆回転するように構成されている。本例の昇降機構２では、モータ２０の回動に応じて昇降アーム２１および従動アーム２２が揺動すると、これらの各端部がチャンネル２３，２４により摺動規制を受け、Ｘリンクとして駆動し、ウインドウガラス１１を昇降作動させる。昇降機構２は、本発明の駆動部に相当する。

本例のモータ２０には、移動速度検出手段としての回転検出装置（位置検出装置）２５が一体に備えられている。回転検出装置２５は、モータ２０の回転と同期したパルス信号（速度検出信号，回転速度信号）を制御部３へ出力するものである。本例の回転検出装置２５は、モータ２０の出力軸と共に回動するマグネットの磁気変化を複数のホール素子で検出するように構成されている。このような構成により、回転検出装置２５は、モータ２０の回転に同期したパルス信号を出力する。すなわち、パルス信号は、ウインドウガラス１１の所定移動量毎もしくはモータ２０の所定回転角毎に出力される。これにより、回転検出装置２５は、モータ２０の回転速度に略比例するウインドウガラス１１の移動に応じた信号を出力可能である。
制御部３は、このパルス信号によって、ウインドウガラス１１の昇降位置を算出する。また、制御部３は、パルス信号の間隔によってモータ２０の回転速度、またはこれに対応するウインドウガラス１１の昇降速度を算出することができる。

なお、本例では、回転検出装置２５にホール素子を用いたものを採用しているが、これに限らず、モータ２０の回転速度を検出することができれば、エンコーダ等の公知の検出装置を採用してもよいし、モータ２０の回転時のトルクリップルを検出して回転速度を検出するようにしてもよい。

本例の制御部３は、コントローラ３１と、駆動回路３２から構成されている。コントローラ３１，駆動回路３２には、車両に搭載されるバッテリ５から作動に必要な電力が供給される。制御部３は、本発明の挟み込み検出部に相当する。
本例のコントローラ３１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ，ＲＡＭ等の不図示のメモリ、入力回路、出力回路等を備えるマイクロコンピュータで構成されている。ＣＰＵは、不図示のメモリ、入力回路及び出力回路は、バスを介して互いに接続されている。なお、これに限らず、コントローラ３１をＤＳＰやゲートアレイで構成してもよい。

コントローラ３１は、通常時、操作スイッチ４からの操作信号に基づいて駆動回路３２を介してモータ２０を正逆回転させて、ウインドウガラス１１を開閉動作させる。また、コントローラ３１は、回転検出装置２５からパルス信号を受け取り、このパルス信号に基づいてウインドウガラス１１の上端部と窓枠との間における異物の挟み込みの検出が可能となっている。異物の挟み込みが検出された場合には、コントローラ３１は、駆動回路３２を介してモータ２０を開方向へ回転させて、ウインドウガラス１１を開駆動する。

本例の駆動回路３２は、ＦＥＴを備えるＩＣによって構成されており、コントローラ３１からの入力信号に基づいて、モータ２０への電力供給の極性を切換えている。すなわち、駆動回路３２は、コントローラ３１から正回転指令信号を受けたときは、モータ２０を正回転方向に回転させるようにモータ２０へ電力を供給し、コントローラ３１から逆回転指令信号を受けたときは、モータ２０を逆回転方向に回転させるようにモータ２０へ電力を供給する。なお、駆動回路３２は、リレー回路を用いて極性を切換えるように構成してもよい。また、駆動回路３２がコントローラ３１内に組み込まれた構成であってもよい。

コントローラ３１は、入力されるパルス信号からパルス信号の立上がり部または立下り部（パルスエッジ）を検出し、このパルスエッジの間隔（周期、パルス幅）に基づいてモータ２０の回転速度（回転周期）を算出すると共に、各パルス信号の位相差に基づいてモータ２０の回転方向を検出する。つまり、コントローラ３１は、モータ２０の回転速度（回転周期）に基づいてウインドウガラス１１の移動速度を間接的に算出し、モータ２０の回転方向に基づいてウインドウガラス１１の移動方向を特定している。また、コントローラ３１は、パルスエッジをカウントしている。このパルスカウント値は、ウインドウガラス１１の開閉動作に伴って加減算される。コントローラ３１は、このパルスカウント値の大きさによってウインドウガラス１１の開閉位置を特定する。

本例の操作スイッチ４は、２段階操作可能な揺動型スイッチ等で構成され、開スイッチ，閉スイッチ及びオートスイッチを有している。この操作スイッチ４を乗員が操作することにより、コントローラ３１へウインドウガラス１１を開閉動作させるための指令信号が出力される。
具体的には、操作スイッチ４は、一端側へ１段階操作されると開スイッチがオンされ、ウインドウガラス１１を通常開動作（すなわち操作している間だけ開動作）させるための通常開指令信号をコントローラ３１へ出力する。また、操作スイッチ４は、他端側へ１段階操作されると閉スイッチがオンされ、ウインドウガラス１１を通常閉動作（すなわち操作している間だけ閉動作）させるための通常閉指令信号をコントローラ３１へ出力する。

また、操作スイッチ４は、一端側へ２段階操作されると開スイッチ及びオートスイッチが共にオンされ、ウインドウガラス１１をオート開動作（すなわち操作を止めても全開位置まで開動作）させるためのオート開指令信号をコントローラ３１へ出力する。また、操作スイッチ４は、他端側へ２段階操作されると閉スイッチ及びオートスイッチが共にオンされ、ウインドウガラス１１をオート閉動作（すなわち操作を止めても全閉位置まで閉動作）させるためのオート閉指令信号をコントローラ３１へ出力する。

コントローラ３１は、操作スイッチ４から通常開指令信号を受けている間中（操作スイッチ４が操作されている間中）、駆動回路３２を介してモータ２０を駆動し、ウインドウガラス１１を通常開動作させる。一方、コントローラ３１は、操作スイッチ４から通常閉指令信号を受けている間中（操作スイッチ４が操作されている間中）、駆動回路３２を介してモータ２０を駆動し、ウインドウガラス１１を通常閉動作させる。
また、コントローラ３１は、操作スイッチ４からオート開指令信号を受けると、駆動回路３２を介してモータ２０を駆動し、ウインドウガラス１１を全開位置までオート開動作させる。一方、コントローラ３１は、操作スイッチ４からオート閉指令信号を受けると、駆動回路３２を介してモータ２０を駆動し、ウインドウガラス１１を全閉位置までオート閉動作させる。

コントローラ３１は、ウインドウガラス１１を閉動作（通常閉動作及びオート閉動作）させているとき、ウインドウガラス１１による挟み込みの有無を監視している。すなわち、挟み込みが生じると、ウインドウガラス１１の移動速度およびこれに関連してモータ２０の回転速度が低下する（回転周期が長くなる）。このため本例のコントローラ３１は、モータ２０の回転速度の変動を常時監視している。
本例のコントローラ３１では、この回転速度の変動に基づいて、まず挟み込みの開始を検出し、次いで挟み込みの開始が検出されてから回転速度が所定量変動したことを検出した場合に、挟み込みと判定（確定）する。

そして、挟み込みを確定した場合には、コントローラ３１は、ウインドウガラス１１にて挟持された異物を解放すべくモータ２０を反転させ、ウインドウガラス１１を所定量だけ開動作させるように制御する。なお、挟み込みと判定した場合に、モータ２０の作動を停止してウインドウガラス１１のそれ以上の閉動作を停止させて、ウインドウガラス１１にて挟持した異物を解放可能とするように制御してもよい。

次に、図３に基づいて、本例のパワーウインドウ装置１における挟み込み判定の概略処理について説明する。本例のパワーウインドウ装置１では、回転検出装置２５から受け取ったパルス信号に基づいてモータ２０の回転速度ωを算出する。本例の算出処理では、そのとき受け取ったパルス信号と、これ以前に受け取っていたパルス信号を含め連続したｎ個のパルス信号に基づき、これらのパルス幅から回転速度ωを算出している。このように複数のパルス信号から回転速度ωを算出すると、データ処理上、誤差変動分を相殺することができる。
図３（Ａ）は、このようにして算出された回転速度ωの変動状況を表している。図３（Ａ）の縦軸はモータ回転速度，横軸はパルスカウント数に対応する。図３（Ａ）の例は、モータ２０の回転速度ωが挟み込みにより途中から減速している状況である。データ線Ａ１は、硬いものを挟み込んで回転速度ωが大きな減速率で低下している状況を示しており、データ線Ｂ１は、軟らかいものを挟み込んで回転速度ωが小さな減速率で低下している状況を示している。なお、図３（Ｂ），（Ｃ）では、データ線Ａ２，Ａ３が硬いものを挟み込んだ場合に対応しており、データ線Ｂ２，Ｂ３が軟らかいものを挟み込んだ場合に対応している。

そして、本例のパワーウインドウ装置１では、パルス信号を受け取る毎に、現在の回転速度ωとｋパルス前（本例では、４パルス前）の回転速度ωとの差である回転速度差Δωが算出される。回転速度差Δωは、回転速度（移動速度）の変化率に相当する。
図３（Ｂ）は、この回転速度差Δωの変動状況を表している。なお、図３（Ａ）では、データ線Ａ１の方がデータ線Ｂ１と比べて、回転速度差Δωの絶対値が大きくなっていることが分かる。
そして、まず、このようにして算出された回転速度差Δωが変動判定しきい値αを超えたか否かが判定される。この変動判定しきい値αを超えると、挟み込みが開始したと判定される。図３（Ｂ）では、点Ｐ１，点Ｐ２でそれぞれ挟み込みの開始が検出される。しかし、この時点では、挟み込みが確定したわけではないので、モータ２０は回転を継続し、ウインドウガラス１１は上昇を続ける。この変動判定しきい値αは、パワーウインドウ装置１がたとえ軟らかいものを挟み込んだ場合においても、これによって生じる回転速度差Δωがこの値を超えるような大きさに設定される。

本例では、回転速度差Δωは、連続する複数のパルス信号に基づいて算出された回転速度ωとｋパルス前の回転速度ωとの差分であるから、実際の回転速度差Δωよりも時間変動に所定パルス信号分（遅れパルス信号分）の遅れが生じる。すなわち、データ処理上で挟み込みの開始が検出されるのは、実際の挟み込みの開始から所定の遅れ時間後である。
このため、回転速度差Δωが変動判定しきい値αを超えたときには、既に遅れパルス信号分前から挟み込みが生じており、挟み込まれた異物には挟み込み荷重が掛かっていることになる。

本例では、一旦、挟み込みの開始が検出されると、この時点からの回転速度差Δωの累積値ΣΔω_α（すなわち、回転速度ωの変動量。以下、「回転速度変動量ΣΔω_α」という。）を算出する。具体的には、回転速度変動量ΣΔω_αは、挟み込みの開始が検出されてからの回転速度差Δωの加算値として算出される。
本例では、異物の挟み込みによって回転速度差Δωに影響がでて挟み込みの開始と判定されてから、挟み込み荷重が上昇して挟み込みとして検出（確定）されるに至るまでの状態（挟み込み状態）又は挟み込み程度を判定するための挟み込み算出量として、回転速度変動量ΣΔω_αが用いられている。

また、本例では、上述の遅れパルス数分に相当する回転速度差Δωの累積値ΣΔω_β（以下、「回転速度変動量ΣΔω_β」という）の推定処理が行われる。具体的には、現在の回転速度差Δωからｐパルス信号分前の回転速度差Δωまでの平均回転速度差Δω_ａｖｅを算出し、この平均回転速度差Δω_ａｖｅを遅れ期間中の回転速度差とみなす。遅れ期間中の回転速度変動量ΣΔω_βは、平均回転速度差Δω_ａｖｅに遅れパルス信号数を乗じることにより算出される。

本例では、挟み込み算出量である回転速度変動量ΣΔω_αを算出できる以前の挟み込み状態又は挟み込み程度を推定するための挟み込み推定量として、回転速度変動量ΣΔω_βが用いられている。つまり、この回転速度変動量ΣΔω_βは、作動状態に基づいて識別可能な回転速度変動量ΣΔω_αを算出する以前に生じている作動状態に基づいては、直接識別不能な挟み込み量である。
なお、算出される平均回転速度差Δω_ａｖｅは、挟み込んだ異物の硬さや変形のし易さ等の性状によって値が異なってくるから、挟み込み推定量である回転速度変動量ΣΔω_βも異物の性状に応じて適宜に設定されるものとなる。

そして、本例では、挟み込みの開始が検出される前に実際には回転速度ωに影響を及ぼすはずであったであろう挟み込み推定量（回転速度変動量ΣΔω_β）と挟み込みの開始が検出された後に算出された挟み込み算出量（回転速度変動量ΣΔω_α）とを加算した挟み込み量（回転速度変動量ΣΔω_ｔ）を、挟み込み判定に用いている。
すなわち、本例では、この回転速度変動量ΣΔω_ｔが挟み込み判定しきい値βを超えたか否か判別され、回転速度変動量ΣΔω_ｔが、挟み込み判定しきい値βを超えた場合に挟み込みが検出（確定）される。図３（Ｃ）は、回転速度変動量ΣΔω_ｔの変動状況を表している。コントローラ３１は、回転速度変動量ΣΔω_ｔが挟み込み判定しきい値βを超えた場合に、挟み込みと判定（確定）する。

なお、本例では、挟み込み推定量である回転速度変動量ΣΔω_βをｐパルス信号前からの平均回転速度差Δω_ａｖｅに遅れ期間に相当するパルス信号数を乗じることにより算出しているが、これに限らず、実情に沿うように適宜な方法によって挟み込み推定量を算出すればよい。例えば、平均回転速度差Δω_ａｖｅの大きさに応じて段階的に回転速度変動量ΣΔω_βを設定しておいてもよいし、平均回転速度差Δω_ａｖｅの大きさに応じて乗算するパルス信号数を異ならせて設定しておいてもよい。
なお、本例では、挟み込み量として回転速度ωの変動量を用いているが、これに限らず、他の変動量を挟み込み量として用いてもよい。例えば、ウインドウガラス１１の移動速度の変動量や、機構部分の移動変動量等を用いてもよい。

図４，図５に基づいて、遅れ期間中の回転速度変動量ΣΔω_βを加味しない場合（図４）と、本例のように回転速度変動量ΣΔω_βを加味した場合（図５）との比較を行う。図４，図５は、回転速度ΣΔω（回転速度差Δωの累積値）及び挟み込まれた異物に掛かる挟み込み荷重の変動を示している。線Ａ，線Ｂは、それぞれ回転速度ΣΔω，挟み込み荷重の変化を表わしている。
図４に示すように、挟み込みは、パルスカウントＰ１時点で開始しているが、算出された回転速度ΣΔωに挟み込みによる回転速度低下の影響が現れるのは、遅れ期間Ｔｄが経過したパルスカウントＰ２時点である。

図４の例では、パルスカウントＰ２時点からの回転速度差Δωの累積値である回転速度変動量ΣΔω_αが所定の挟み込みしきい値を超えたときに挟み込みと判定することができる。図４では、パルスカウントＰ３までの変動が表示されており、この時点では、算出された回転速度変動量ΣΔω_αを荷重換算した分の挟み込み検出荷重（挟み込み検出量）Ｆ_αが検出されていることになる。
しかしながら、遅れ期間Ｔｄの間には、遅れ荷重（挟み込み推定量）Ｆ_βが挟み込まれた異物に掛かっているから、パルスカウントＰ３時点では、実際には異物にはこれらの総和である挟み込み荷重Ｆ_ｔ（＝Ｆ_α＋Ｆ_β）が掛かっていると考えてよい。

このように、算出された回転速度ΣΔωに挟み込みによる回転速度低下の影響が現れたパルスカウントＰ２時点以降の回転速度変動量ΣΔω_αをもとに挟み込み判定を行う場合には、実際よりも大きな挟み込み荷重が異物に掛かっていることになり、挟み込み荷重が過大なものとなってしまうおそれがある。

一方、図５に示すように、パルスカウントＰ１時点で挟み込みが開始され、算出された回転速度ΣΔωに挟み込みによる回転速度低下の影響が現れるのは、遅れ期間Ｔｄが経過したパルスカウントＰ２時点である。しかしながら、図５の例では、パルスカウントＰ２時点以降のパルスカウントＰ３時点では、その時点での回転速度変動量ΣΔω_αに挟み込み推定量である回転速度変動量ΣΔω_βを加算した回転速度変動量ΣΔω_ｔをもとに挟み込みが発生したか否かを判定する。
したがって、パルスカウントＰ３時点では、回転速度変動量ΣΔω_αに対応する挟み込み検出荷重Ｆ_αと回転速度変動量ΣΔω_βに対応する遅れ荷重（挟み込み推定量）Ｆ_βの総和が、挟み込み荷重Ｆ_ｔとして異物に掛かっているものとみなされる。

このように、挟み込みによる回転速度低下の影響が現れたパルスカウントＰ２時点以降の回転速度変動量ΣΔω_αに、それ以前の挟み込み推定量である回転速度変動量ΣΔω_βを加味して挟み込み判定を行う場合には、実際に異物に掛かっている挟み込み荷重に近い値に対応する挟み込み量で挟み込み判定することができるので、異物への挟み込み荷重が過大なものとなってしまうことを回避することが可能である。

また、軟らかいものを挟み込んだ場合には、異物の挟み込み当初は、異物が変形してしまうので挟み込み負荷はほとんど増大せず、異物がある程度変形した後に挟み込み負荷が増大し始める。すなわち、挟み込み当初は回転速度ΣΔωに挟み込みによる影響が現れない。
また、ウインドウガラス１１を昇降させる昇降機構２には、遊びやガタがあるため、挟み込み当初は、この遊びやガタによって回転速度ΣΔωの低下が吸収され、回転速度ΣΔωに挟み込みの影響が現れる時期が遅れる。

したがって、異物が挟み込まれていても、異物が変形する期間や、遊びやガタで回転速度ΣΔωの低下が吸収される期間を含めてある程度時間が経過しないと挟み込みの開始が検出されないため、実際に挟み込みが開始してから回転速度変動量ΣΔω_αが挟み込み判定しきい値βを超えるまでには比較的長い時間を要し、この間、異物は挟み込み状態に保持されたままとなってしまうことになる。
しかしながら、本例では、挟み込みの開始が検出される直前の挟み込み量である回転速度変動量ΣΔω_βを推定し、回転速度変動量ΣΔω_αと回転速度変動量ΣΔω_βの加算値に基づいて挟み込みを判定（確定）する構成であるので、回転速度変動量ΣΔω_βを加算した分だけ早期に挟み込み判定が行われることになる。つまり、この回転速度変動量ΣΔω_βは、作動状態に基づいて識別可能な回転速度変動量ΣΔω_αを算出する以前に生じている作動状態に基づいては、直接識別不能な挟み込み量である。
これにより、本例では、異物を比較的長い時間挟み込み状態に保持することなく、早期に挟み込み状態から開放することができる。

次に、図６，図７に基づいて、本例のコントローラ３１の挟み込み判定処理について説明する。
本例のコントローラ３１は、まず、回転検出装置２５から受け取ったパルス信号に基づいて、モータ２０の回転速度データの更新を行う（ステップＳ１）。具体的には、コントローラ３１は、まず回転検出装置２５から受け取ったパルス信号を信号処理してパルスエッジを検出する。そして、パルスエッジを検出する毎に、前回検出されたパルスエッジと今回検出されたパルスエッジとのパルス幅（時間間隔）Ｔを算出してメモリ内に順次格納していく。

本例では、パルス幅Ｔは、新たなパルスエッジが検出される度に順送りに更新されていき、最新の４つのパルス幅Ｔ（０）〜Ｔ（３）が記憶される。すなわち、パルスエッジが検出されると、新たにパルス幅Ｔ（０）を算出すると共に、前回のパルス幅Ｔ（０）〜Ｔ（２）を１ずらして、それぞれパルス幅Ｔ（１）〜Ｔ（３）として記憶し、前回のパルス幅Ｔ（３）を消去する。

そして、コントローラ３１は、時間的に連続するｎ個のパルスエッジのパルス幅Ｔの総和（パルス周期Ｐ）の逆数から回転速度ωを算出する。この回転速度ωは実際の回転速度に比例する値である。
本例では、現パルスエッジから４パルスエッジ前までのパルス幅Ｔ（０）〜Ｔ（３）によって（平均）回転速度ω（０）が算出される。そして、次のパルスエッジを検出すると、新たに算出されたパルス幅Ｔ（０）〜Ｔ（３）によって回転速度ω（０）が更新される。このとき、前回の回転速度ω（０）は回転速度ω（１）として記憶される。このようにして、コントローラ３１内には、パルスエッジを検出する度に（所定移動量毎に又は所定回転角毎に）更新される最新の８つの回転速度ω（０）〜ω（７）が常時記憶される。このように、複数のパルス幅Ｔによって回転速度ωを算出することにより、受信する各パルス信号出力のセンサーＤｕｔｙのばらつきを相殺し、誤差変動分が相殺された回転速度を算出することができる。
また、本例では、パルス幅Ｔ（０）〜Ｔ（３）によって回転速度ωを算出しているが、さらにこのようにして算出したｍ個の連続した回転速度を平均して、より平均化された回転速度ωを算出するようにしてもよい。

次に、コントローラ３１は、この回転速度ωから回転速度差（回転速度変化率）Δω（０）を算出する（ステップＳ２）。具体的には、回転速度ω（０）〜ω（３）を現ブロックデータ、回転速度ω（４）〜ω（７）を前ブロックデータとし、それぞれのブロック内データの和を差し引く処理を行っている。すなわち、回転速度差Δωは、回転速度ω（４）〜ω（７）の和から回転速度ω（０）〜ω（３）の和を引くことにより算出され、パルスエッジを検出する度に（所定移動量毎に又は所定回転角毎に）、回転速度差Δω（０）〜Δω（ｑ）（ただし、ｑ≧ｐ）が順送りで更新されていく。
なお、算出された値を加算したデータ数（本例では４）で除してもよい。このように、複数の回転速度ωによって回転速度差Δωを算出することにより、回転速度ω間の位相差を相殺することができる。

そして、本例のコントローラ３１は、ウインドウガラス１１の所定位置を基準として、算出された回転速度差Δω（０）を加算して回転速度変動量ΣΔωを算出する（ステップＳ３）。回転速度差Δω（０）が更新される毎にこれを累積していくことによって、基準位置に対する回転速度ωの差が算出される。
次に、算出された回転速度差Δω（０）が外乱判定しきい値γを正側に超えているか否かが判別される（ステップＳ４）。車両が段差に乗り上げたり、ウインドウガラス１１が閉められたりすると、このような外乱によってウインドウガラス１１に衝撃が加わり、その結果、モータ２０の回転速度に影響が及ぶ場合がある。本例では、この処理により外乱によって挟み込みを誤検出してしまうことを防止している。

図８に示すように、外乱が加わると、回転速度差Δωは、通常、正負に大きな値をとる。正側に回転速度差Δωが振れることは、ウインドウガラス１１を閉める方向にモータ２０の回転が加速されることを意味し、反対に、負側に回転速度差Δωが振れることは、モータ２０の回転が減速されることを意味する。負側に回転速度差Δωが振れることは、挟み込みを擬似するものとなる。ここで、外乱判定しきい値γは、正側に設定された値であり、本例のコントローラ３１では、回転速度差Δωがこの外乱判定しきい値γを正側に超えた場合は、外乱が生じたものと判定する。

外乱が生じたと判定された場合（ステップＳ４；有）、コントローラ３１は、挟み込み判定しきい値βを負側に増大させた後（ステップＳ７）、ステップＳ８へ移行する。これにより、引き続いて、外乱によって負側に回転速度差Δωが振れて、挟み込みの開始が検出されたとしても、その後の回転速度差Δωの累積値が増大された挟み込み判定しきい値を超えることがないので、挟み込みの誤判定を防止することができる。なお、本例では、外乱判定しきい値γが変動判定しきい値αと無関係に設定されているが、例えば、外乱判定しきい値γを変動判定しきい値αの正負を反対にした値に設定してもよい。

ステップＳ４で外乱が生じたと判定されなかった場合（ステップＳ４；無）、コントローラ３１は、挟み込み開始の判定処理を行う（ステップＳ５）。具体的には、回転速度差Δω（０）が変動判定しきい値αを負側に超えた場合は挟み込みの開始と判定され、超えていない場合は挟み込みの開始と判定しない。
挟み込みの開始と判定された場合（ステップＳ５；有）、ステップＳ８へ移行する。一方、挟み込みの開始と判定されなかった場合（ステップＳ５；無）、ステップＳ６で回転速度差Δωの累積値と挟み込み判定しきい値βへの初期値の設定が行われる。具体的には、ステップＳ３で算出された回転速度変動量ΣΔωが、回転速度ωの初期変動量Ｓ_０にセットされると共に、挟み込み判定しきい値βが増大されていない通常値に戻される。このように、外乱期間が終了したと判定されると、挟み込み判定しきい値βが通常値に戻され、通常の処理が行われる。

そして、ステップＳ８では、回転速度ωの変動量Ｓの演算処理が行われる。この処理では、挟み込みの開始が判定された後の挟み込み量（回転速度変動量ΣΔω_α）相当分が算出される。
具体的には、コントローラ３１は、挟み込み開始と判定される直前にステップＳ６でセットされた回転速度ωの初期変動量Ｓ_０（回転速度差Δωの累積値）からステップＳ３で算出された回転速度差Δωの累積値を差し引いて、回転速度ωの変動量Ｓを算出する。
したがって、ステップＳ５で挟み込みの開始と判定されなかった場合は、ステップＳ８で算出される回転速度ωの変動量Ｓはゼロとなるが、ステップＳ５で挟み込みの開始と判定された場合は、ステップＳ８で算出される回転速度ωの変動量Ｓは挟み込み開始時からの回転速度ωの変動分となる。
このように制御部３のコントローラ３１は、挟み込み量算出手段として機能する。

なお、本例では、基準値からの変化量の差を算出して、挟み込み開始以降の回転速度ωの変動量（回転速度変動量ΣΔω_α）を算出しているが、これに限らず、挟み込み開始が検出されないときには、回転速度差Δωの累積値を初期化し、挟み込み開始が検出されたときには、初期化しないようにして、挟み込み開始検出以降の分についてのみ回転速度差Δωを累積して、これにより回転速度ωの変動量（回転速度変動量ΣΔω_α）を算出してもよい。

次に、ステップＳ９では、挟み込みの開始が判定される以前の遅れ期間Ｔｄにおける挟み込み推定量を加味した回転速度ωの変動量Ｓの補正処理が行われる（図７参照）。
この処理では、まず現在の回転速度差Δω（０）からｐパルスエッジ前の回転速度差Δω（ｐ）までの平均値である平均回転速度差Δω_ａｖｅが算出され、この平均回転速度差Δω_ａｖｅが遅れ期間Ｔｄ中の回転速度差とされる（ステップＳ２１）。
そして、ステップＳ２１で算出された平均回転速度差Δω_ａｖｅに所定の設定遅れパルス信号数を乗じることにより、遅れ期間Ｔｄ中の挟み込み推定量である回転速度変動量ΣΔω_βが算出される（ステップＳ２２）。
このように制御部３のコントローラ３１は、挟み込み量推定手段として機能する。

回転速度変動量ΣΔω_βが算出されると、ステップＳ８で算出された回転速度ωの変動量Ｓに回転速度変動量ΣΔω_βを加算する補正処理が行われる（ステップＳ２３）。これにより、挟み込みによる回転速度の実質的な変化分（すなわち、挟み込み荷重分）を確実に算出することができる。

次に、コントローラ３１は、ステップＳ９で算出された回転速度ωの変動量Ｓが挟み込み判定しきい値βを超えたか否かを判定する（ステップＳ１０）。
このように制御部３のコントローラ３１は、挟み込み判定手段として機能する。
回転速度ωの変動量Ｓが挟み込み判定しきい値βを超えたと判断された場合（ステップＳ１０；有）、コントローラ３１は、挟み込み解除処理（ステップＳ１１）を行い、処理を終了する。挟み込み解除処理では、具体的には、コントローラ３１は上述のように異物を解放すべくモータ２０を反転させ、ウインドウガラス１１を所定量だけ開動作させる。
一方、回転速度ωの変動量Ｓが挟み込み判定しきい値βを超えていないと判断された場合（ステップＳ１０；無）は、処理をそのまま終了する。

なお、上記実施形態では、変動判定しきい値α，挟み込み判定しきい値β，外乱判定しきい値γをウインドウガラス１１の位置によらず一定の値としていたが、これに限らず、ウインドウガラス１１の位置によって変動させるように設定してもよい。
また、上記実施形態では、車両のパワーウインドウ装置１に本発明の開閉部材制御装置を適用した例を示したが、これに限らず、サンルーフ開閉装置やスライドドア開閉装置等の開閉部材を開閉駆動する装置に全般に適用してもよい。

本発明の一実施形態に係るパワーウインドウ装置の説明図である。 図１のパワーウインドウ装置の電気構成図である。 挟み込み判定処理の説明図である。 挟み込み推定量を加味しない場合の挟み込み判定処理の説明図である。 挟み込み推定量を加味した場合の挟み込み判定処理の説明図である。 挟み込み判定の処理フローである。 回転速度変動量の補正処理の処理フローである。 外乱が生じたときの回転速度差の説明図である。

符号の説明

１‥パワーウインドウ装置、２‥昇降機構、３‥制御部、４‥操作スイッチ、
５‥バッテリ、１０‥ドア、１１‥ウインドウガラス、２０‥モータ、
２１‥昇降アーム、２１ａ‥ギヤ、２２‥従動アーム、２３‥固定チャンネル、
２４‥ガラス側チャンネル、２５‥回転検出装置、３１‥コントローラ
３２‥駆動回路

Claims (12)

1. 開閉部材と、該開閉部材を開閉駆動する駆動部と、開閉駆動時の前記開閉部材による異物の挟み込みを検出する挟み込み検出部と、を備えた開閉部材制御装置であって、
   前記挟み込み検出部は、
   前記開閉部材による異物の挟み込み量を算出する挟み込み量算出手段と、
   該挟み込み量算出手段が挟み込み量を算出する以前の挟み込み量を推定する挟み込み量推定手段と、
   前記挟み込み量算出手段によって算出された挟み込み算出量と挟み込み量推定手段によって推定された挟み込み推定量に基づいて異物の挟み込みを確定する挟み込み判定手段と、を備えたことを特徴とする開閉部材制御装置。
2. 開閉部材と、該開閉部材を開閉駆動する駆動部と、開閉駆動時の前記開閉部材による異物の挟み込みを検出する挟み込み検出部と、を備えた開閉部材制御装置であって、
   前記挟み込み検出部は、
   前記開閉部材の作動状態に基づいて挟み込み量を算出する挟み込み量算出手段と、
   該挟み込み量算出手段が前記開閉部材の作動状態に基づいては識別不能な挟み込み量を推定する挟み込み量推定手段と、
   前記挟み込み量算出手段によって算出された挟み込み算出量と挟み込み量推定手段によって推定された挟み込み推定量に基づいて異物の挟み込みを確定する挟み込み判定手段と、
   を備えたことを特徴とする開閉部材制御装置。
3. 開閉部材と、該開閉部材を開閉駆動する駆動部と、開閉駆動時の前記開閉部材による異物の挟み込みを検出する挟み込み検出部と、を備えた開閉部材制御装置であって、
   前記挟み込み検出部は、
   前記開閉部材の開閉速度の変動量に基づいて挟み込み量を算出する挟み込み量算出手段と、
   異物の挟み込みによって前記開閉部材の開閉速度に変化が現れる以前の挟み込み量を推定する挟み込み量推定手段と、
   前記挟み込み量算出手段によって算出された挟み込み算出量と挟み込み量推定手段によって推定された挟み込み推定量に基づいて異物の挟み込みを確定する挟み込み判定手段と、を備えたことを特徴とする開閉部材制御装置。
4. 前記挟み込み量算出手段は、回転駆動によって前記開閉部材を開閉駆動する前記駆動部の回転速度の変動に基づいて挟み込み量を算出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の開閉部材制御装置。
5. 前記挟み込み量推定手段は、前記挟み込み量算出手段によって算出された挟み込み算出量に基づいて挟み込み推定量を算出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の開閉部材制御装置。
6. 前記挟み込み量推定手段は、回転駆動によって前記開閉部材を開閉駆動する前記駆動部の回転速度の変動に基づいて挟み込み量を推定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の開閉部材制御装置。
7. 開閉部材と、該開閉部材を開閉駆動する駆動部と、開閉駆動時の前記開閉部材による異物の挟み込みを検出する挟み込み検出部と、を備えた開閉部材制御装置における挟み込み検出方法であって、
   前記開閉部材の閉動作時に、前記開閉部材による異物の挟み込み量を算出する挟み込み量算出ステップと、
   該挟み込み量算出ステップで挟み込み量を算出する以前の挟み込み量を推定する挟み込み量推定ステップと、
   前記挟み込み量算出ステップによって算出した挟み込み算出量と挟み込み量推定ステップによって推定した挟み込み推定量に基づいて異物の挟み込みを確定する挟み込み判定ステップと、を備えたことを特徴とする挟み込み検出方法。
8. 開閉部材と、該開閉部材を開閉駆動する駆動部と、開閉駆動時の前記開閉部材による異物の挟み込みを検出する挟み込み検出部と、を備えた開閉部材制御装置における挟み込み検出方法であって、
   前記開閉部材の閉動作時に、前記開閉部材の作動状態に基づいて挟み込み量を算出する挟み込み量算出ステップと、
   該挟み込み量算出ステップでは前記開閉部材の作動状態に基づいて識別不能な挟み込み量を推定する挟み込み量推定ステップと、
   前記挟み込み量算出ステップによって算出した挟み込み算出量と挟み込み量推定手段によって推定した挟み込み推定量に基づいて異物の挟み込みを確定する挟み込み判定ステップと、を備えたことを特徴とする挟み込み検出方法。
9. 開閉部材と、該開閉部材を開閉駆動する駆動部と、開閉駆動時の前記開閉部材による異物の挟み込みを検出する挟み込み検出部と、を備えた開閉部材制御装置における挟み込み検出方法であって、
   前記開閉部材の閉動作時に、前記開閉部材の開閉速度の変動量に基づいて挟み込み量を算出する挟み込み量算出ステップと、
   異物の挟み込みによって前記開閉部材の開閉速度に変化が現れる以前の挟み込み量を推定する挟み込み量推定ステップと、
   前記挟み込み量算出ステップによって算出した挟み込み算出量と挟み込み量推定手段によって推定した挟み込み推定量に基づいて異物の挟み込みを確定する挟み込み判定ステップと、を備えたことを特徴とする挟み込み検出方法。
10. 前記挟み込み量算出ステップでは、回転駆動によって前記開閉部材を開閉駆動する前記駆動部の回転速度の変動に基づいて挟み込み量を算出することを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の挟み込み検出方法。
11. 前記挟み込み量推定ステップでは、前記挟み込み量算出ステップによって算出された挟み込み算出量に基づいて挟み込み推定量を算出することを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の挟み込み検出方法。
12. 前記挟み込み量推定ステップでは、回転駆動によって前記開閉部材を開閉駆動する前記駆動部の回転速度の変動に基づいて挟み込み量を推定することを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の挟み込み検出方法。

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