JP2009526693A - 調整装置用挟み付け防止装置、および電動駆動式調整装置を制御するための方法 - Google Patents

Abstract

特にシート調整時に挟まれる状況を確実に推定するために、運動等級ａ）調整装置の作動渋滞、ｂ）物体の挟み付け、ｃ）端止めへの突接、およびｄ）衝撃的逆反応が区別され、電動駆動装置（２）の検出した特性量（ｕ、ｉ、ｎ）から判断基準（ｃ、ｃ１、ｃ２、Ｍ₃）が導出され、この判断基準に基づいて調整装置の実際の状態が運動等級の１つに割り当てられるようになっている。

Description

本発明は、特に自動車シート調整の電動駆動式調整装置の挟み付け防止装置、および調整装置を制御するための方法に関する。

自動車内の電動駆動式調整装置、例えばパワーウインドウ、スライドルーフ、スライドドア、ハッチバック等では安全上の理由から、必要な場合に、つまり物体または身体部分が挟まれた場合に電動駆動装置を停止させ、場合によっては反転させるために、挟み付け防止装置が必要である。このような挟み付け防止装置は特に電動シート調整時においても求められる。挟まれる事態の存否を確定するために、普通、電動駆動装置の特性量が評価される。このような特性量は例えばモータ電圧、モータ電流または回転数である。これらから普通、モータトルクが確定され、これからさらに過剰力が確定される。過剰力はモータによって加えられる総合力と、特に摩擦を克服しかつ調整装置を加速するのに必要な総合調整力との間の差から生じる。しかし例えば調整過程の推移においてごく動き難い（作動渋滞）箇所によって摩擦が変化することがあるので、調整力の算定は困難である。それに加えて劣化効果が、または摩擦に対する温度の影響も、かなりの影響を及ぼすことがある。また、過剰力を確定するとき部分的に変化する加速力が考慮される。例えば欧州特許第１３１００３０号明細書によれば合成過剰力を算定するために多数の個別力が加算点で加算され、モータによって実際に加えられる力と比較することによって過剰力または挟み付け力が算定される。

欧州特許第１２９９７８２号明細書から読み取ることのできる挟み付け防止装置では、モータによって加えられる力の実際の推移が調整行程にわたって先行操作過程の力の推移と比較される。しかし両方の操作過程の間に長い時間が存在する場合、例えば温度等の周囲条件が本質的に変化してしまっていることがある。それゆえに、先行操作過程の力推移を依拠とすることは、事前に測定した力推移を摩擦力の実際の推移として利用できるようにするには問題であることを実証することができた。

欧州特許第０７１４０５２号明細書から読み取ることのできるサイドウインドウまたはスライドルーフ用挟み付け防止装置では、１００ミリ秒の範囲内の同じ大きさの時間窓に調整過程が細分される。その際、この時間窓幅はごくゆっくりと現れる検出すべき挟まれる事態に基づいて選択されていなければならない。過剰力を確定するために実際の時点の測定値が基準時点の測定値と比較される。この基準時点は実際の測定時点から１つの上記窓幅だけ離間しており、この基準時点には挟まれる事態が存在していない。

シート調整時の挟み付け防止装置の確実な検知は、ガラスが固定止めに向かって移動するパワーウインドウまたはスライドルーフと比較して一層複雑である。

本発明の課題は、単純に形成された挟み付け防止装置と挟まれる事態を確実に検出するための単純に形成された方法とを特にシート調整においても可能とすることである。

この課題は、本発明によれば、請求項１の挟み付け防止装置によって解決される。それによれば、挟まれる事態を監視するために複数の運動等級が規定され区別され、電動駆動装置の検出された特性量から判断基準が導出され、この判断基準に基づいて調整装置の実際の状態が運動等級の１つに割り当てられるようになっている。その際、運動等級は調整装置の作動渋滞、物体の挟み付け、端止めへの突接の他に、特に衝撃的逆反応の運動等級および／または調整装置上での荷重の荷重移動の運動等級を含む。

これらの運動等級の区別は、評価時に考慮しなければならない特別な状況がシート調整時に現れることがあるとの考えに基づいている。一方で、人が挟み付けられると衝撃的逆反応としていわゆるパニック反応を予想することができる。つまり、特別な状況のとき、そしてその都度の人に依存して、この人が危険状況の主観的感情のもとでシート調整運動に対して全力で抵抗するものと前提される。

衝撃的逆反応の運動等級の代わりに、またはそれを補足して、調整装置上での荷重の荷重移動が他の運動等級として予定されている。この運動等級は、シートに着座した人が調整過程中に動く事例に関係している。このような荷重変化によってモータの実際の総合負荷は高まることも低下することもある。特にこれら合計５つの運動等級に分類することによって判断上重要なすべての運動過程がカバーされ、ごく僅かな誤り率で挟まれる事態の確実な確認が可能である。

普通、モータトルクまたはモータトルクに相関した量が判断基準として利用される。この相関した量は例えば、特性量として検出したモータ回転数あるいはモータ電流である。パニック反応時または荷重移動時のモータトルクの推移は、単にシートが物体に向かって移動する通常の挟まれる事態とは異なる。それゆえにこれらの運動等級の区別によって、特に衝撃的逆反応および／または荷重移動に関する運動等級を確認することによっても、典型的な通常の締付事態とは異なる特別な挟まれる状況も検出され、そのようなものとして確認されることが確保される。

その際、調整装置の作動渋滞とは駆動モータによって克服すべき調整装置の総合摩擦のことであり、この総合摩擦は調整行程にわたって調整過程の推移において普通変化し、一部では作動渋滞ピークも含むことがある。物体、特に人の挟み付けとはここでは、後部座席に着座して後部座席に押し込まれる人に向かってシートが移動する事例、または調整されるべきシートに着座した人が例えばステアリングホイールまたはインストルメントパネルに向かって移動し、但し過剰な反力を加えることがない事例のいずれかである。すなわちここでは、人が顕著な逆反応を示さない通常の挟まれる事態が想定される。最後に、端止めへの突接の運動等級は、シート調整がスライド調整時にその前端位置または後端位置に移動し、もしくはシートバック傾き調整時に垂直端位置または傾斜端位置に移動する状況を含む。これらの端位置は普通、機械的端止めによって規定されている。

好ましい構成によれば、分類のために調整装置用ばねモデルから出発し、検出した特性量または入力量から少なくとも１つのばね定数が判断基準として導出される。いわゆるばねモデルの使用は、シートクッションの可撓性のゆえに挟まれる事態のときシートがばねのように撓み、それゆえに調整運動に対してばね力を加えるとの考えに基づいている。このばね力は進んだ行程に比例しており、比例係数がばね定数である。このばね定数は判断基準として利用される。すなわち、ばね定数の値またはそれから導出した量に依存して、調整装置の実際の状態をいずれの運動等級に割り当てるのかが判断される。

その際、ばね定数はモータの総合負荷から導出した量である。それゆえに、特にモータの総合負荷の特徴的変化、有利にはモータトルクの特徴的変化が判断基準として利用される。つまりモータの総合負荷とは特にモータから加えられる総合トルク、もしくはそこから帰結するモータから加えられる総合力のことである。さらに、モータの例えばモータ電流またはモータ回転数等の別の特性量がモータトルクと結び付いているので、モータトルクの他にモータ電流または例えばモータ回転数を判断基準として利用する可能性もある。好ましくはモータトルクまたはこれらの特性量の１つの変化からばね定数が確定される。

その際好ましくは、総合負荷の数学的導関数が判断基準として利用される。導関数とは、ここでは一般に、１つの間隔、例えば時間間隔または行程間隔内での総合負荷値の変化のことである。その際、これらの間隔は数学的意味で無限小であってもよく、所定の固定間隔幅を有してもよく、その結果、規定されたサンプリング点でのみ総合負荷値が検出されまたは確定されねばならない。モータから加えられる力に総合負荷が相関しているので、総合負荷の導関数からばね定数またはこれに相関した少なくとも１つの量を直接読み取ることができる。

好ましい構成によれば、荷重移動の運動等級と、端止めへの突接の運動等級とに、判断基準の数値範囲は同じであるが判断基準の異なる推移が割り当てられている。この構成は、荷重移動と端止めへの突接がばねモデルにおいて高さの点で比較可能なばね定数によって表されており、但し荷重移動時にばね定数が時間に強く依存しているとの認識に基づいている。それに対して、機械的止めは一定したばね定数によって実質記述することができる。換言するならこの構成は、荷重の影響が短期的にはモータ総合負荷の強い上昇をもたらすことがあるが、しかし総合負荷は短時間後に再び著しく低減され、それに対して端止めに向かって移動するときモータの総合負荷がますます大きくなるとの考えに基づいている。

望ましくは、導関数の異なる値範囲が個々の運動等級に割り当てられる。最も下の値範囲は作動渋滞の運動等級ａ）に割り当てられ、引き続く値範囲は物体の挟み付けの運動等級ｂ）に割り当てられ、やはりこれに続く値範囲は端止めへの突接の運動等級ｃ）に割り当てられ、最後に最も高い値範囲は衝撃的逆反応の運動等級ｄ）に割り当てられる。つまり導関数のこれらの値範囲に基づいて各運動等級の確認、従って挟まれる事態の確認、つまり物体への挟み付けの運動等級ｂ）と衝撃的逆反応の運動等級ｄ）の確認は、他の運動等級から限定しても確保されている。

判断基準に関する分類用に不可欠な値または値範囲、特に導関数に関する値範囲、さらに閾値、または導関数から導出した量および値は、望ましい構成によれば物理モデルでの測定を頼りに確定される。その際、得られた測定結果は分類時に根拠とされる値として記憶される。この根拠化は、例えば、パラメータ値を表または特性線図に記憶し、この特性線図から、異なる運動等級に対する個々の値の明確な割り当てを読み取ることによって行われる。選択的に、これらの値に基づいてファジィ論理の方式で割当て関数を予定しておくことができる。物理モデルで測定する代わりに、選択的にまたは補足的に理論的モデルまたは経験値が根拠とされる。

ばね定数もしくは導関数の推移、つまりその変化は、有利には、個々の運動等級への割当て用に、特に物体挟み付けの運動等級ｂ）の存否用に利用される。その際、ばね定数／導関数の値が一定に留まりまたは場合によっては特定の仕方で増加するとき、挟まれる事態は検知される。これは、通常の挟まれる事態のとき、つまりパニック反応または衝撃的逆反応なしのとき、挟まれた人が一定の反力を加えることが予想できるとの考えに基づいている。基礎となるばねモデルにおいてこれは、クッションの可撓性を特徴付けるばね定数（ばね剛性）が人から加えられる反力と重なり、こうして合成ばね定数が増加することに現れる。それゆえに、導関数の値が増加するか否かの点検は、挟まれる事態のときに予想される人の行動を考慮する。

補足的に、挟まれる事態を確認するために有利には、所定の下側負荷閾値、つまり所定のモータトルクまたはそれから導出した総合力を上回ることに焦点が合わせられる。上回ってはじめて、関連する判断基準が確定される。これは、総合負荷が顕著に変化してはじめて挟まれる事態の兆候が存在し、その場合にのみ、判断基準に関して、また挟まれる状況の存在に関して総合負荷の推移を評価することがそもそも必要となるとの考えに基づいている。

その際極力簡単な評価を考慮して少なくとも３つ、有利には正確に３つの負荷閾値が規定されており、各２つの負荷閾値の間でそれぞれ１つの判断基準値が確定され評価される。まずなによりも総合負荷の推移の導関数、つまり総合負荷の変化が判断基準と見做されるので、この措置のゆえに、大きな計算支出なしに僅かな測定点および検出点によって説得力ある評価が既に可能となる。その際特に、導関数を算定するために各値対は３つの負荷閾値で保持され、例えば後続の値対に対して直線的に補間するのに適したものとなる。値対は各負荷閾値と付属する変数値、例えば行程または時間とで形成されている。この補間から次に各変数間隔、例えば特定時間間隔または行程間隔について導関数値は問題なく確定することができる。

それに加えて有利には、挟まれる事態の存否判断をさらに得るために、上回っていなければならない上側負荷閾値が規定されて挟まれる事態が推定されるようになっている。

挟まれる事態存否の計算点検をそもそも開始するために、上回っていなければならない下側負荷閾値を確定して固定するために、好ましい構成によれば、調整システムの総合摩擦を表す基本負荷が確定される。その際、負荷閾値は基本負荷からの実際に検出した総合負荷の特徴的偏差と規定されている。その際特に、基本負荷を確定するために、始動段階中に、そしてそれぞれ調整装置の操作開始時に、この時点に検出した総合負荷が確定され、かつ基本負荷として保持される。その際この負荷は特にモータトルク、モータから加えられる力、あるいはこれに相関した量、例えば検出され特に平均化されたモータ回転数または検出したモータ電流である。

課題はさらに、本発明によれば請求項１８の特徴を有する方法によって解決される。従って、挟み付け防止装置を考慮して記載された諸利点および好ましい諸構成は意味に即して方法にも転用することができる。

特許請求の範囲に個々に列挙された特徴および特徴組合せは、場合によっては明細書からの他の特徴または特徴組合せを補足して、一部では独立請求項１、２の特徴とは独立にも発明的である。請求項１または２の特徴を含まないかまたは完全には含まない分割出願の提出が留保されている。

以下、図を基に本発明の実施例が詳しく説明される。

挟み付け防止装置を確実に検出するための図に基づいて以下で説明する方法は、自動車分野において電動駆動式シート調整時に応用するのに特に役立つ。このような装置が有する調整機構は、普通水平線に対して僅かに傾いた案内レール内で縦調整可能なシート支持体を含む。同時に、その傾きを調整可能なシートバックがシート支持体に固着されている。その際、シートバックの旋回点は案内レールから多少離間させて配置されている。調整装置はさらにシート支持体の縦方向でのスライド調整用にもシートバックの傾き調整用にもそれぞれ１つの駆動モータを含む。これは普通直流モータであり、または可変速直流モータでもある。

自動シート調整では、調整されるべきシート内でまたは調整されるべきシートとリヤシートとの間でも人の挟み付けられる危険がある。このような挟まれる事態はモータトルクを高め、従ってモータから加えられる高い力と相関している。モータによって発生されるこの総合トルクはここでは一般に総合負荷とも称される。特にこのようなシート調整では挟まれる事態の確認が問題である。というのも、柔らかいシートクッションのゆえに挟まれる事態のとき、モータから付加的に加えねばならない力が必ずしも急激な上昇を示さないからである。

以下に述べる方法は特にシート調整用に適しているが、しかし基本的には例えばパワーウインドウ、スライドドア、ハッチバック、スライドルーフ等の別の調整装置にも応用することができる。

制御装置によるこのような調整装置の計算的および数学的処理が以下で図１〜図３を基に詳しく説明される。その際、図１はこのような調整装置の物理的思考モデルを示す。この物理モデルによれば、動作時モータ２にモータ電圧ｕが印加され、モータ電流ｉが流れる。この電気回路がオーム抵抗ＲとインダクタンスＬとを有する。動作中、逆電圧ｕ_indが誘起される。モータはモータ電流ｉのゆえにモータトルクＭ_Motを発生し、回転数ｎで軸４を駆動する。軸４が調整装置の調整機構と連結されており、調整装置は慣性モーメントＪで表してある。それに加えて、調整機構から加えられる荷重モーメントＭ_LがモータトルクＭ_Motに対抗する。荷重モーメントＭ_Lは複数の部分モーメント、例えば調整装置の摩擦のゆえに加わる摩擦モーメントＭ_Rから成り、この摩擦モーメントに付加的に作動渋滞トルクＭ_Sが重なっていることがある。挟まれる事態のとき荷重モーメントＭ_Lに付加的になお挟み付けモーメントＭ_Eが含まれる。挟み付け防止装置を確実に確認できるようにするために、この挟み付けモーメントＭ_Eが確定されねばならない。その際問題として、荷重モーメントＭ_Lの他の成分が可変である。特にシート調整用挟み付け防止装置の場合、挟まれる事態の検知が問題である。というのも、シートクッションの可撓性のゆえに挟み付け力はゆっくりと増加するだけであり、従って例えば局所的作動渋滞と区別するのがきわめて困難であるからである。

人がシートと他のシートまたはインストルメントパネルとの間で挟まれたときの実際の経過を物理的、数学的に単純なモデルで記述するためにばねモデルが挟まれる事態について推定される。そのことが図１に示す物理モデルでは、荷重モーメントＭ_Lに寄与する挟み付けモーメントＭ_EがモータトルクＭ_Motに対抗するばね６のばねモーメントとして特徴付けられていることに現れている。このばね６はそれ自体、ばね定数ｃを介して表現されたばね剛性を特徴としている。

この物理モデルを基礎として以下の方程式１がモータ電圧ｕについて得られる：
方程式１：ｕ＝Ｒ・ｉ＋Ｌｄｉ／ｄｔ＋ｕ_ind

この式から量ｄｉ／ｄｔについて方程式１’を導出することができる：
方程式１’：ｄｉ／ｄｔ＝１／Ｌ（ｕ‐Ｒ・ｉ−Ｋ₁ｎ）
その際、以下の関係が考慮された。それによれば、誘起電圧ｕ_indが回転数ｎに比例しており、比例係数がＫ₁である：
方程式２：ｕ_ind＝Ｋ₁ｎ

さらに、モータトルクＭ_Motは比例係数をＫ₂としてモータ電流ｉに比例していることが妥当する：
方程式３：Ｍ_Mot＝Ｋ₂ｉ

図１による物理モデルの右辺では、以下の方程式をトルクについて作成することができ、それによればモータトルクＭ_Motと荷重モーメントＭ_Lとの間の差が回転数ｎの変化に比例しており、比例係数は慣性モーメントＪである：
方程式４：Ｍ_Mot−Ｍ_L＝Ｊｄｎ／ｄｔ

慣性モーメントＪは実際には複数の成分、特にモータの慣性モーメントとシートの機械的部分の慣性モーメントとから成る。電動シート調整用に一般にごく大きな変成比が予定されているので、機械的部分の総合慣性モーメントの成分は無視することができ、モータ慣性モーメントを考慮すれば計算には十分である。挟み付けモーメントＭ_Eにはばねモデルから以下の方程式を導出することができ、それによれば挟み付けモーメントＭ_Eがばね力Ｆ_Fに比例しており、比例係数Ｋ₃は調整機構のジオメトリを考慮する重みパラメータである。その際、重みパラメータは例えばレバー長、レバー比、または調整機構の位置を考慮する。それに加えて、重みパラメータには危険範囲に関する情報、つまり例えば、特に体格に依存してもいるシート間の距離に関する情報も含まれる。ばね力Ｆ_Fはそれ自体、進んだ回転角φ‐φ_Kに比例しており、比例係数はばね定数ｃである。その際、φ_Kは挟まれる事態の開始時の時点における回転角、つまり調整すべきシートと挟まれた人との間の接触がはじめて現れたときの回転角である。
方程式５：Ｍ_E＝Ｋ₃Ｆ_F＝Ｋ₃ｃ（φ‐φ_K）

この物理モデルから導出することのできる数学モデルもしくは相応する計算アルゴリズムは、挟まれる事態を表すばねモデルがさしあたり考慮されない場合、図２に示す制御回路で表すことができる。この制御回路は実質的に方程式１〜４による諸関係を写像する。これにより、モータ電圧ｕは調整信号として特定回転数ｎを引き起こす。モータ電流ｉの変化はオーム抵抗Ｒを介して変化した電圧降下をもたらす。同様に、荷重モーメントＭ_Lの変化は回転数の変化、従って誘起される逆電圧の変化をもたらす。これら両方の電圧成分がモータ電圧ｕに逆作用し、全体として制御回路が形成される。

補足的ばねモデルを考慮して第２数学モデルを導出することができ、このモデルを頼りに実際の状況が挟まれる事態の存否を点検される。この第２モデルは図３による制御回路で写像することができる。この制御回路は、図２の制御回路に対して、方程式５で表したようにばねモデルだけ拡張されている。

回転数ｎから補間を介して回転角φが得られる。ばね定数ｃに基づいて挟み付けモーメントＭ_Eが形成される。図２の第１数学モデルを介して最後に確定された荷重モーメントＭ_Lは一定した量として第１モデルによって図３の第２モデル用入力量Ｍ_L’として引き継がれる。入力量Ｍ_L’は、システムの総合摩擦を特徴付ける基本トルクＭ_Gに一致している。この第２モデルに含まれるすべての量、つまりインダクタンスＬ、抵抗Ｒ、定数Ｋ₁〜Ｋ₃、モータの慣性モーメントＪは既知もしくは算定可能であり、回転数、従って回転角は測定することができる。唯一の未知数として残るのはばね定数ｃであり、つまりこのばね定数は第２数学モデルを基に好適なアルゴリズムによって算定することができる。

量Ｌ、Ｒ、Ｋ₁、Ｋ₂はモータ特有の特性量であり、特定形式のモータを使用する場合既知であり、または少なくとも実験によって確定することができる。慣性モーメントＪと定数Ｋ₃は調整機構を特徴付ける量もしくはモータと調整機構との協動を特徴付ける量であり、これらの量はやはり特に基準モデルでの実験で確定することができ、また確定される。その際、定数Ｋ₃は各調整装置形式について個別に確定される。その際特に、調整装置の実際のモデルでの測定を頼りにパラメータＫ₃の値が測定され記憶される。その際に考慮すべき点として、特にシート調整機構を表す重みパラメータＫ₃は、例えばシートバックの傾き角またはシートの実際の縦位置等の別の量に依存している。それゆえに全体として、パラメータＫ₃の数値表または特性線図が作成され、制御装置の記憶装置に格納される。数値表または特性線図から次にそれぞれ実際のシート位置に依存してその都度有効なパラメータ値が読み取られ、第１モデルもしくは第２モデルの計算に引き継がれる。その際、このパラメータ値の処理はファジィ論理の枠内でも行うことができる。

図４にはモータトルクＭ_Motの代表的推移が調整行程ｘに対して、または時間ｔに対しても示してある。モータトルクＭ_Motの代わりに、モータから加えられる力Ｆをプロットしておくこともできる。モータトルクを算定して評価することは必ずしも必要でない。加えられた力Ｆに相関した量を確定し、または補足的に利用し評価すれば十分である。相関する量は例えば検出した回転数ｎである。

この方法では始動段階Ｉと監視段階ＩＩとの間が区別される。始動段階Ｉは２つの部分段階Ｉ_A、Ｉ_Bに区分され、部分段階Ｉ_Aがモータ２の初期段階を表す一方、モータ２は実質一定した特定のモータトルクＭ_Motに制御される。摩擦変化、作動渋滞または挟まれる状況が生じるのでない限り、モータトルクＭ_Motはこのレベルに留まる。第２部分段階Ｉ_Bは基本トルクＭ_Gを算定するのに役立つ。これは、この部分段階Ｉ_B中にモータ２から放出されるモータトルクＭ_Motに一致しており、このモータトルクは総合モーメントまたは総合負荷とも称される。基本トルクＭ_Gの算定は特に、第２部分段階Ｉ_BにわたってモータトルクＭ_Mot値の平均値を形成することによって行われる。そうする代わりに、始動段階Ｉ全体にわたって平均値形成が行われ、初期作用が無視される。

始動段階Ｉは時点ｔ₀に監視段階ＩＩに移行する。その際、時点ｔ₀は、この時点までに調整装置が所定の調整行程を進むように設計されている。始動段階Ｉ中に確定された基本トルクＭ_G値はまず監視段階ＩＩ用に比較値として保持される。監視段階ＩＩ中に、顕著な偏差または特徴的偏差が基本トルクＭ_Gとの差として規定され、下側負荷値Ｍ₁と称される限界値が確定される。モータトルクＭ_Motの推移はいまや、この下側負荷限界値Ｍ₁を上回るか否かを監視される。その際、モータトルクＭ_Motの推移の判定基準として特に回転数ｎの平均推移が利用される。

その際好ましくは基本トルクＭ_Gの値が、またそれとともに下側負荷値Ｍ₁が調整過程中に適合される。つまり普通、調整行程にわたって異なる摩擦値と局所的作動渋滞が現れ、モータトルクＭ_Motは変化し、例えば長い調整行程にわたっても連続的に増加する。基本トルクＭ_Gが適合されないなら、挟まれる事態存否点検の作動基準である負荷値Ｍ₁を上回る虞があろう。その際、基本トルクＭ_Gの適合は例えば、所定の時間窓にわたって円滑な平均値形成によって、または時点ｔ₀から始めて連続的平均値形成を介しても、行われる。

負荷値Ｍ₁を上回ると、それは、可能な挟まれる事態の兆候と評価される。この時点に、第１数学モデルから第２数学モデルへと切り換えられ、いまや計算用にばねモデルが考慮される。その際第２モデルに切り換えるとき、第１モデルでなお確定された少なくとも１つの量が第２モデル用入力量として引き継がれる。これは特に、最後の実際の基本トルクＭ_Gの値である。というのもこれは、挟み付けモーメントＭ_E以外に、駆動装置に作用する全モーメントの合計であるからである。

それゆえに、第２数学モデルへの切換は、負荷値Ｍ₁を上回る時点ｔ₁に行われる。それとともに、監視段階ＩＩも２つの部分段階ＩＩ_A、ＩＩ_Bに区分され、第１部分段階ＩＩ_A中に第１数学モデルが監視に利用され、部分段階ＩＩ_B中に第２数学モデルが利用される。

いまや第２数学モデルによって、実際に挟まれる事態が存在するか否かが点検される。そのことが以下で図５〜図７に基づいて詳しく説明される。この点検中に挟まれる事態の存在が確認されると、モータ２は自動的に停止され、場合によっては反転される。挟まれる事態でないことが確認されると、引き続き再び第１数学モデルに切り換わり、監視段階ＩＩの部分段階ＩＩ_Aが継続される。

シート調整が挟まれる事態を点検されるとき、モータトルクＭ_Motの推移は、以下の運動等級が存在することを調べられる：
ａ）調整装置の作動渋滞。
ｂ）物体の挟み付け。ここでは２つの挟まれる状況ｂ１、ｂ２が区別される。
ｃ）端止めへの突接。
ｄ）衝撃的反作用（パニック反応）。
ｅ）荷重移動。

モータトルクＭ_Motのこれら運動等級の特徴的推移が図５、図６に示してある。

図５、図６の個々の曲線部分から読み取ることができるように、作動渋滞の運動等級ａ）はゆっくりとしたモーメント上昇を特徴としている。普通、ここでは高いトルク値が達成されない。これとは異なり、挟まれる事態の運動等級ｂ）における曲線推移は多少急峻な上昇を特徴とする。その際、あたかも動かない物体が挟まれ挟まれる状況の現れることが基本的にある。これは、物理的現実をごく良好に表すばねモデルを基礎にして、モータ２から加えられる力、従ってそのモータトルクＭ_Motの均一な直線的上昇を意味する。これはｂ₁の曲線部分に一致している。しかし普通、人が一定の反力を加えると予想することができる。これはｂ₂の曲線推移で表現されており、これによればモーメント上昇が累進的であり、直線的ではない。運動等級ｃ）は、ここではシート機構が機械的止めに向かって移動するので、運動等級ｂ）に比べて強い力上昇を特徴としている。その際この上昇は普通直線的である。というのも、機械的止めは少なくとも１つの一定したばね剛性またはばね定数ｃを特徴としており、従って力は進んだ行程に比例して直線的に構成されるからである。これとは異なり、荷重移動（運動等級ｅ））では、つまり例えばシート調整中にシート上で人が動く場合、値に類似した力上昇を認めることができるが、しかし力上昇の推移は機械的止めに突接するときのようにもはや直線的でない。最後になお他の運動等級ｄ）、つまりパニック反応の運動等級が確定されている。その際、特定状況のもとで人が挟まれる危険が衝撃的逆反応で応えられるものと前提される。そのことは一般に、この人がその全力で調整運動に抵抗することに現れる。これにより、ごく急峻な力上昇が引き起こされる。またここでも厳しい直線的推移は予想されない。

これらの異なる状況を評価するとき基礎となるばねモデルにおいて、力もしくはモータトルクＭ_Motの上昇は勾配もしくは導関数に一致し、従ってばね定数ｃに一致する。それゆえに、判断基準として導関数を介して得られるばね定数ｃがモータトルクＭ_Motの実際に測定された推移の等級区分の決定的判定基準として利用される。補足的に明確な割当てのために、満たさねばならない他の判断基準が設けられている。その際、用語「導関数」はごく広く理解しなければならない。重要なのは、各モータトルクＭ_Motの推移について、運動等級ａ）〜ｅ）のいずれが存在するかの逆推定を引き出すことのできる特性量を確定することである。

実施例では、異なる運動等級を確認するために下側負荷値Ｍ₁の他に平均負荷値Ｍ₂および最大負荷値Ｍ₃が規定される。各負荷値Ｍ₁〜Ｍ₃に達すると、割り当てられた調整行程ｘ₁〜ｘ₃が（または割り当てられた時点ｔも）保持され、それぞれ値対（Ｍ₁、ｘ₁）、（Ｍ₂、ｘ₂）、（Ｍ₃、ｘ₃）が形成される。そうする代わりに、部分段階ＩＩ_B中に固定行程点を設け、これらの行程点についてその都度の実際のモータトルクＭ_Motを算定する可能性もある。

値対から次に特に単純な直線補間によって、または別の数学的補間によっても、それぞれ勾配ｃ１、ｃ２の値が確定される。そのことが図５で運動等級ｂ２について示唆してある。３つの離散的値対のみが評価されるので、計算支出はごく僅かである。そうする代わりに、導関数を連続的に算定する可能性も当然にある。

幾つかの運動等級ａ）〜ｅ）は相互に、または一部では上昇の推移のみによって相違している。３つの値対を確定することによって２つの間隔が評価に利用され、力上昇が増加するか否か、一定に留まりまたは場合によっては減少もするか否かが検知可能となる。

導関数（勾配ｃ１、ｃ２）の判断基準を補足して、最大負荷値Ｍ₃を上回ることが他の判断基準としてなお利用される。それゆえに、導関数が所定の値範囲内で動きかつ同時に最大負荷値Ｍ₃を上回るときだけ、挟まれる事態が検知される。導関数を考慮して、絶対値の他に絶対値の推移も判断値として利用される。

図５と図６との比較から明らかとなるように、パニック反応の運動等級ｄ）自体が考慮されることが決定的に重要である。というのも、運動等級ｂ）、ｄ）が挟まれる状況を表すからである。しかしながら、これら両方の挟まれる状況の間に運動等級ｃ）、ｅ）、つまり端止めへの突接と荷重移動がある。しかし特に荷重移動では、モータの遮断または反転は望ましくない。つまりこのようなパニック反応を考慮して曲線推移を点検してはじめて、快適性を損なうことなく、挟まれる事態確認のための高い判断信頼性が可能となる。

実際に測定された推移を個々の運動等級ａ）〜ｅ）に割り当てるために、特に導関数が特別重要である。導関数のいかなる値もしくは導関数のいかなる推移が運動等級ａ）〜ｅ）のいずれに割り当てるべきであるのかの割当てについて、合目的には‐重み係数Ｋ₃におけると同様に‐導関数の個々の値または推移が表または特性線図に格納され、この表または特性線図から直接に、またはファジィ論理を頼りに、他の境界パラメータを考慮して次に個々の運動等級への割当てが行われる。その際有利には、表もしくは特性線図はやはり校正過程の方式で具体的物理モデルに基づいて確定され、または経験値に依拠される。

このような特性線図から導出された力行程線図が図７に示してあり、この線図では、運動等級ａ）〜ｅ）に割り当てられた個々の範囲が破線で相互に分離されている。さらに例えば、挟まれる事態のとき累進的力上昇を有する力推移が、確定された勾配値ｃ１、ｃ２と一緒に書き込まれている。

特にシート調整の調整装置の物理的思考モデルの図である。 調整装置における個々の経過を記述するための第１数学モデルの制御回路を示す。 挟まれる事態を考慮して調整装置における個々の経過を記述するための第２数学モデルの第２制御回路を示す。 行程または時間に対するモータトルクもしくはモータ力の推移の略図である。 調整運動時にさまざまに現れる運動等級についての力推移またはトルク推移の略図である。 調整運動時にさまざまに現れる運動等級についての力推移またはトルク推移の略図である。 個々の運動等級が異なる範囲に割り当てられた力行程線図である。

符号の説明

２ モータ、４ 軸、６ ばね、ｕ モータ電圧、Ｒ 抵抗、Ｌ インダクタンス、ｉ モータ電流、ｕ_ind 誘起電圧、Ｍ_Mot モータトルク、ｎ 回転数、Ｊ 慣性モーメント、Ｍ_L 荷重モーメント、Ｍ_R 摩擦モーメント、Ｍ_S 作動渋滞モーメント、Ｍ_E 挟み付けモーメント、Ｍ_G 基本トルク、ｃ ばね定数、Ｋ₁、Ｋ₂ 比例定数、Ｋ₃ 重みパラメータ、Ｆ_F ばね力、φ 回転角、φ_K 接触時点の回転角、ｔ 時間、ｘ 調整行程、Ｍ₁ 下側負荷値、Ｍ₂ 平均負荷値、Ｍ₃ 最大負荷値、ｃ１、ｃ２ 勾配、Ｉ 始動段階、Ｉ_A 初期段階、Ｉ_B 第２部分段階、ＩＩ 監視段階、ＩＩ_A、ＩＩ_B 監視段階の部分段階

Claims (17)

1. 特に自動車シート調整の調整装置用の挟み付け防止装置であって、電動駆動装置（２）と制御ユニットとを有し、この制御ユニットが挟まれる事態を監視するために少なくとも運動等級がａ）調整装置の作動渋滞、ｂ）物体の挟み付け、ｃ）調整装置の端止めへの突接、およびｄ）衝撃的逆反応を区別するように形成されており、電動駆動装置（２）の検出された特性量（ｕ、ｉ、ｎ）から判断基準（ｃ、ｃ１、ｃ２、Ｍ₃）が導出され、この判断基準に基づいて調整装置の実際の状態が運動等級の１つに割り当てられるようになった挟み付け防止装置。
2. 特に自動車シート調整の調整装置用の挟み付け防止装置であって、電動駆動装置（２）と制御ユニットとを有し、この制御ユニットが挟まれる事態を監視するために少なくとも運動等級をａ）調整装置の作動渋滞、ｂ）物体の挟み付け、ｃ）調整装置の端止めへの突接、およびｅ）調整装置上の荷重の荷重移動を区別するように形成されており、電動駆動装置（２）の検出した特性量（ｕ、ｉ、ｎ）から判断基準（ｃ、ｃ１、ｃ２、Ｍ₃）が導出され、この判断基準に基づいて調整装置の実際の状態が運動等級の１つに割り当てられるようになった挟み付け防止装置。
3. 運動等級ａ）〜ｅ）が区別される請求項１又は２記載の挟み付け防止装置。
4. 分類のためにばねモデルから出発し、検出した特性量から少なくとも１つのばね定数（ｃ）が判断基準として導出される請求項１〜３のいずれか１つに記載の挟み付け防止装置。
5. モータの総合負荷の特徴的変化、特にモータトルク（Ｍ_Mot）の特徴的変化が判断基準（ｃ、ｃ１、ｃ２）として利用される請求項１〜４のいずれか１つに記載の挟み付け防止装置。
6. モータの総合負荷、即ちモータトルク（Ｍ_Mot）から少なくとも１つのばね定数（ｃ、ｃ１、ｃ２）が確定される請求項５記載の挟み付け防止装置。
7. 総合負荷（Ｍ_Mot）の数学的導関数が判断基準（ｃ１、ｃ２）として利用される請求項５又は６記載の挟み付け防止装置。
8. 荷重移動の運動等級ｅ）と、端止めへの突接の運動等級ｃ）とに、判断基準（ｃ１、ｃ２）の数値範囲は同じであるが異なる推移が割り当てられている請求項２ないし７のいずれか１つに記載の挟み付け防止装置。
9. 増加する値を有するばね定数（ｃ１、ｃ２）が、ａ‐ｂ‐ｃ‐ｄの順番の運動等級に割り当てられる請求項６ないし８のいずれか１つに記載の挟み付け防止装置。
10. 分類用に不可欠な判断基準（ｃ１、ｃ２、Ｍ₃）値を算定するために物理モデルで測定が実行され、測定結果は分類時に根拠とされる値として記憶される請求項１〜９のいずれか１つに記載の挟み付け防止装置。
11. 運動等級の１つへの割当て用に、特に挟み付けの運動等級ｂ）用にばね定数（ｃ１、ｃ２）の推移が利用される請求項６ないし１０のいずれか１つに記載の挟み付け防止装置。
12. 運動等級ｂ）への割当て時、そしてばね定数（ｃ１、ｃ２）の最大値を上回るとき、挟まれる事態であることが検知される請求項１１記載の挟み付け防止装置。
13. 下側負荷閾値（Ｍ₁）を上回ってはじめて判断基準（ｃ、ｃ１、ｃ２）が確定される請求項１〜１２のいずれか１つに記載の挟み付け防止装置。
14. 少なくとも３つの負荷閾値（Ｍ₁〜Ｍ₃）が規定されており、各２つの負荷閾値の間で１つの判断基準値が確定され評価される請求項１〜１３のいずれか１つに記載の挟み付け防止装置。
15. １つの負荷閾値（Ｍ₁〜Ｍ₃）に達すると、その負荷値（Ｍ₁〜Ｍ₃）と、それに依存して負荷が確定される変数（ｔ、ｘ）の変数値とから成る値対が記憶され、複数の値対間の補間によって判断基準値が確定される請求項１〜１４のいずれか１つに記載の挟み付け防止装置。
16. 上側負荷閾値（Ｍ₃）が規定され、上側負荷閾値（Ｍ₃）を上回りかつ運動等級ｂ）に割り当てられる場合にのみ挟まれる事態であることが確認される請求項１〜１６のいずれか１つに記載の挟み付け防止装置。
17. まず始動段階（Ｉ）中に、それぞれ調整装置の操作開始時に総合負荷（Ｍ_Mot）が確定され、かつ調整装置の基本負荷（Ｍ_G）として保持され、基本負荷（Ｍ_G）と調整装置の操作中に変化する総合負荷（Ｍ_Mot）との間に特徴的偏差が生じたときにはじめて判断基準（ｃ、ｃ１、ｃ２）が確定される請求項４ないし１５のいずれか１つに記載の挟み付け防止装置。

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