JP2739745B2 - 車両用開閉装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ファジィ推論を行う車
両用開閉装置に係わり、例えば自動車等におけるパワー
ウインドウの開閉に用いて好適な車両用開閉装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、自動車等のウインドウガラス
は、各ドアに取付けられているコントロールスイッチを
操作することにより、それぞれのドアのウインドウガラ
スを開閉するようになっている。また、運転者側のドア
には、図９に示すマスタスイッチ１が設けられており、
このマスタスイッチ１の操作によって全ドアのウインド
ウガラスを開閉することができる。このマスタスイッチ
１には、スイッチを１度押下すると、押し続けなくて
も、ウインドウガラスの全開、全閉ができるワンタッチ
機構（図に示すＡＵＴＯポジション１Ａ）が設けられて
いる。

【０００３】上述したパワーウインドウ装置は、図１０
に示す回路より構成されている。この図において、イン
グニッションスイッチＩＳＷをオンにすると、パワーウ
インドウリレー２が作動し、パワーウンドウスイッチ３
ａ〜３ｃおよびコントロールユニット４に電流が供給さ
れる。この状態において、マスタスイッチ１を所定の方
向に操作すると、該操作に応じた信号がコントロールユ
ニット４に供給される。これによって、コントロールユ
ニット４はパワーウインドウモータ５の両端子に正、ま
たは逆方向の電圧を印加し、モータ５を正または逆回転
させる。

【０００４】また、ドライバ側のモータ５には回転検出
センサ６が設けられいる。該回転検出センサ６はモータ
５の回転を検出してコントロールユニット４の信号をオ
ン・オフする。したがって、ウインドウガラスが全開ま
たは全閉すると、上記回転検出センサ６がモータ５の回
転を検出してコントロールユニット４の信号をオフと
し、モータ５への駆動電流を止め、モータ５に過負荷が
かかるのを防止している。

【０００５】次に、上記パワーウインドウ装置の動作の
詳細を図１１に示すタイミングチャートおよび図１２に
示す回路図を参照して説明する。図１２に示すように、
従来のパワーウインドウ装置は、微分回路７、充放電回
路８、オペアンプ９、トランジスタ１０、パワーウイン
ドウリレー１１などから構成されている。ウインドウガ
ラスの開閉時には、コントロールユニット４からの回転
パルスＰ１が微分回路７へ供給され、微分回路７からは
波形整形されたパルス信号Ｐ２が出力される。このパル
ス信号Ｐ２は充放電回路８へ供給される。

【０００６】充放電回路８におけるコンデンサＣは図１
０に示す充放電を繰り返す。この充放電電圧は、所定の
しきい値電圧ＶTHを有するオペアンプ９によって比較さ
れ、充電電圧がしきい値電圧ＶTH以下の場合には、トラ
ンジスタ１０のベース電圧をローレベルとし、パワーウ
インドウリレー１１をオフ状態とする。一方、ウインド
ウガラスが全閉した時には、回転パルスＰ１がハイレベ
ルを保持するため、コンデンサＣの充電電圧が上記しき
い値電圧ＶTHを越え、パワーウインドウリレー１１をオ
ン状態とする。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のパワーウインドウ装置では、モータ５のロック電流
や回転信号（回転パルス）によってウインドウガラスの
全開・全閉を検出している。しかしながら、当該パワー
ウインドウ装置では、単にウインドウガラスの全開・全
閉のみを検出しているために、ウインドウガラスを閉じ
る際に、人間の手等が誤って挟まれた場合、モータ５が
停止しない限り上記ウインドウガラスの上昇が止らず、
怪我を負わせるという問題を生じた。

【０００８】また、上記問題点を解決するために、ウイ
ンドウの全閉を検出するためのセンサとして、導電ゴム
や圧力スイッチを用いた装置もあるが、センサを取付け
るスペースが必要となるという問題や、コストアップと
なるという問題が生じるため、実用には至っていない。
さらに、仮に導電ゴム等のセンサを設けたとしても、特
に温度やバッテリ電圧の変化に伴う特性のばらつき等に
よって動作が一定ではなく、異物が挟まれた場合を精度
良く検出できないという欠点があった。なお、このよう
な欠点は導電ゴム等のセンサを設けない場合にも生じ、
この点の有効な解決が望まれていた。

【０００９】本発明は上述した事情に鑑みてなされたも
ので、開閉部材（例えば、ウインドウガラス）が正常動
作しているか、あるいは異常動作しているかを判別する
ための特別なセンサを必要とせず、安価で、かつ、安全
に動作することができる車両用開閉装置を提供すること
を目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
るために、本発明による車両用開閉装置は、モータで開
閉部材を開閉するとともに、少なくともワンタッチ機構
のスイッチによってモータの起動が可能な車両用開閉装
置において、前記モータの回転を検出する回転検出手段
と、回転検出手段が出力する回転パルスのパルス幅の時
間経過に伴う変化を計測する変化計測手段と、前記パル
ス幅の変化に基づき、所定のファジィ推論ルールに従っ
てファジィ推論を行い、前記開閉部材が正常動作である
か、異物を挟み込んだ異常動作であるかを判別する判別
手段と、判別手段の出力に基づき、異常動作であるとき
には開閉部材を安全な状態へ作動させるようにモータの
駆動を制御する制御手段と、を設けたことを特徴とす
る。

【００１１】

【作用】開閉部材（例えば、ウインドウガラス）を駆動
するモータに内蔵された回転検出手段が出力する回転パ
ルスのパルス幅の平均と時間経過に伴う変化とを測定
し、ファジィ推論に基づいて前記開閉部材の開閉動作が
正常動作であるか異常動作であるかを判別する。そし
て、異常動作である場合には上記開閉部材を安全な状態
へ作動させる。例えば、閉じる方向に動作していると
き、人間の手等が誤って挟まれると、逆転させて開かせ
る。特に、導電ゴム等のセンサを設けなくても、温度や
バッテリ電圧の変化に伴う特性のばらつき等がファジィ
推論によって適切に補正され、異物の挟さみ込みが精度
良く検出される。

【００１２】

【実施例】次に図面を参照して本発明の実施例について
説明する。図１は本発明の一実施例の構成を示す回路図
である。この図において、トランジスタ２０は、ベース
Ｂに供給される回転パルスＰ１の波形を整形した後、こ
れをＣＰＵ（中央処理装置）２１へ供給する。また、ス
イッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３およびＳＷ４は、運転者
側に設けられているコントロールスイッチである。

【００１３】スイッチＳＷ１は押下している間だけウイ
ンドウガラス（開閉部材に相当）の上昇を指示するスイ
ッチであり、スイッチＳＷ２は１度押下すると、そのま
ま押下し続けなくても全閉するまでウインドウガラスの
上昇を指示するスイッチである。また、スイッチＳＷ３
は押下している間だけウインドウガラスの下降を指示す
るスイッチであり、スイッチＳＷ４は１度押下すると、
そのまま押下し続けなくても全開するまでウインドウガ
ラスの下降を指示するスイッチである。これらスイッチ
ＳＷ１〜ＳＷ４のオン・オフ状態は上記ＣＰＵ２１によ
って検出される。

【００１４】ＣＰＵ２１はスイッチＳＷ１〜ＳＷ４の状
態に応じて、ウインドウガラスを開く際には、一方のト
ランジスタ２２のベースへ開駆動させるための制御信号
Ｃ１を供給し、ウインドウガラスを閉じる際には、他方
のトランジスタ２３のベースへ閉駆動させるための制御
信号Ｃ２を供給する。また、上述したように、回転パル
スＰ１のパルス幅の変化に応じて、後述する処理により
ウインドウガラスの開閉動作が正常であるか、あるいは
異物などを挟み込んでいるかを判別し、異物を挟み込ん
でいる場合には所定の措置を行なう。上記ＣＰＵ２１
は、変化計測手段、判別手段および制御手段としての機
能を有する。なお、本願発明では、周囲環境の変化、特
に、温度等の変化による動作の不具合に対処するべく、
後述するファジィ推論を用いて、異物を挟み込んだか否
かの推論を行なう。

【００１５】トランジスタ２２，２３のそれぞれのコレ
クタはウインドウガラスを開閉制御するためのリレー２
４，２５に接続されており、上記制御信号Ｃ１およびＣ
２に従って、図２に示すウインドウガラスを開閉駆動す
るモータ２６への印加電圧を制御する。モータ２６は印
加電圧の方向に従ってウインドウガラスを開閉する。ま
た、モータ２６には図示しない回転検出センサが内蔵さ
れており、モータの回転に応じた上記回転パルスＰ１を
ＣＰＵ２１へ供給する。なお、Ｒ１〜Ｒ４は抵抗であ
る。また、ＢＴはバッテリである。

【００１６】回転検出センサ（回転検出手段に相当：図
１０に示すものと同様の回転検出センサ６）は、モータ
２６の回転に応じた回転パルスＰ１を出力するものであ
り、全閉動作時において異物が挟まれていない状態で
は、図３に示すように、全閉動作期間中、ほぼ同一パル
ス幅の回転パルスＰ１を出力する。この回転パルスＰ１
はウインドウガラスが完全に閉じる直前になってそのパ
ルス幅が大きくなり、完全に閉じると回転パルスはハイ
レベルに維持される。

【００１７】これに対して、全閉動作時において手など
の異物が挟まれた状態では、図４に示すように、正常動
作において完全にウインドウガラスが閉る時刻において
もまだパルス幅の小さい回転パルスＰ１を出力してお
り、パルス幅の変化が明らかに異なる。この回転パルス
Ｐ１のパルス幅の変化の差異を図５に示す。本願発明で
は上記回転パルスＰ１のパルス幅の変化の違いを測定す
ることによって異物を挟み込んだのか否かを判別する。
なお、図５（ａ）は高温時又はバッテリ電圧が高いとき
におけるモータ停止迄のパルス幅と時間の関係を示し、
図５（ｂ）は低温時又はバッテリ電圧が低いときにおけ
るモータ停止迄のパルス幅と時間の関係を示す。

【００１８】次に、上述したＣＰＵ２１による異物の挟
み込みを判別するファジィ推論について、図６（ａ），
（ｂ）および図７を参照して説明する。本実施例では、
平均パルス幅とパルス幅変化を入力パラメータとしてフ
ァジィ推論を行なう。図６（ａ）は平均パルス幅のメン
バーシップ関数であり、いずれも三角形状としている。
また、図６（ｂ）はパルス幅変化のメンバーシップ関数
であり、ラベルＳおよびＬを台形状とし、ラベルＭＳお
よびＭＬが三角形状としている。なお、図６（ａ）およ
び（ｂ）における縦軸はファジィルールとのマッチング
度合いを示している。

【００１９】次に、図７は本実施例におけるファジィ推
論に用いるファジィルールを示す図である。ファジィル
ールはパルス幅変化と平均パルス幅とに基づいて作成さ
れており、パルス幅変化をＳ、ＭＳ、ＭＬおよびＬのラ
ベルに、平均パルス幅をＳおよびＬのラベルに分割して
いる。それぞれのラベルの意味は、Ｓが「小さい（Ｓｍ
ａｌｌ）」、ＭＳが「やや小さい」、ＭＬが「やや大き
い」、Ｌが「大きい（Ｌａｒｇｅ）」である。

【００２０】上述したファジィルールを式を用いて表す
と、次のようになる。 Ｒ１．ＩＦ ＡＰＷ＝Ｓ ＡＮＤ ＰＶ＝Ｓ ＴＨＥＮ 正常動作 Ｒ２．ＩＦ ＡＰＷ＝Ｓ ＡＮＤ ＰＶ＝ＭＳ ＴＨＥＮ 異常 Ｒ３．ＩＦ ＡＰＷ＝Ｓ ＡＮＤ ＰＶ＝ＭＬ ＴＨＥＮ 異常 Ｒ４．ＩＦ ＡＰＷ＝Ｓ ＡＮＤ ＰＶ＝Ｌ ＴＨＥＮ 正常停止 Ｒ５．ＩＦ ＡＰＷ＝Ｌ ＡＮＤ ＰＶ＝Ｓ ＴＨＥＮ 正常動作 Ｒ６．ＩＦ ＡＰＷ＝Ｌ ＡＮＤ ＰＶ＝ＭＳ ＴＨＥＮ 正常動作 Ｒ７．ＩＦ ＡＰＷ＝Ｌ ＡＮＤ ＰＶ＝ＭＬ ＴＨＥＮ 異常 Ｒ８．ＩＦ ＡＰＷ＝Ｌ ＡＮＤ ＰＶ＝Ｌ ＴＨＥＮ 正常停止

【００２１】ここで、ファジィルールの演算過程のいく
つかを例にとって説明すると、ファジィルールＲ１は、
「もし、平均パルス幅が小さく（Ｓ）、かつ、パルス幅
変化が小さい（Ｓ）場合には、正常動作であると判断す
る。」という意味であり、また、ファジィルールＲ２
は、「もし、平均パルス幅が小さく（Ｓ）、かつ、パル
ス幅変化がやや小さい（ＭＳ）ならば、異常であると判
断する。」という意味で、ファジィルールＲ４は、「も
し、平均パルス幅が小さく（Ｓ）、かつ、パルス幅変化
が大きい（Ｌ）ならば、正常停止であると判断する。」
という意味である。

【００２２】特に、全閉時において、ウインドウガラス
に人間の手などの異物が挟み込まれた場合には、上記フ
ァジィルールのＲ２，Ｒ３またはＲ６が採用され、異常
動作であることを判別する。なお、ファジィ推論につい
ては周知の技術であるので、その詳細な説明は省略す
る。ファジィ推論の演算過程では、まずその前件部で入
力パラメータとしてパルス幅変化および平均パルス幅が
与えられ、上記ファジィルールの対応するメンバーシッ
プ関数にどの程度適合するかが求められる。そして、適
合度の小さいものが選択されて後件部に与えられ、後件
部では選択された適合度より出力のメンバーシップ関数
に制限をかけて例えば、台形状のメンバーシップ関数を
得る。これらのメンバーシップ関数はＭＡＸ合成処理に
よって重ね合せられて合成出力が生成され、ファジィ推
論が行われる。次いで、デファジファイヤによってこの
合成出力の重心が確定出力として算出される。こうして
正常動作、正常停止、異常という状態が求められる。

【００２３】次に、上述した異常動作判断の結果に基づ
くウインドウガラスの開閉動作について図８に示すフロ
ーチャートを参照して説明する。まず、ステップＳＡ１
において、現在の動作が正常動作中であるか否かを判断
する。そして、ステップＳＡ１における判断結果が「Ｙ
ＥＳ」の場合、すなわち正常動作の場合にはステップＳ
Ａ１を繰り返し実行する。これはステップＳＡ１におけ
る判断結果が「ＮＯ」になるまで行なわれる。

【００２４】そして、ステップＳＡ１における判断結果
が「ＹＥＳ」になると、ステップＳＡ２へ進み、現在の
動作が異常動作中であるか否かを判断する。そして、こ
のステップＳＡ２における判断結果が「ＮＯ」の場合に
はステップＳＡ３へ進む。ステップＳＡ３では、正常停
止か否か（ΔＴが所定の時間以上続いているか否か）を
判断する。そして、ステップＳＡ３における判断結果が
「ＮＯ」の場合にはステップＳＡ１に戻り、上記ステッ
プＳＡ１〜ＳＡ２を繰り返し実行する。

【００２５】一方、ステップＳＡ２における判断結果が
「ＹＥＳ」の場合、すなわち異常動作の場合にはステッ
プＳＡ４へ進む。ステップＳＡ４では異物が挟み込まれ
たと判断し、モータ２６を反転すべく、図２に示す該モ
ータ２６の印加電圧を逆転する。この結果、異物を挟み
込んだままの全閉動作が防止される。上記ステップＳＡ
３における判断結果が「ＹＥＳ」の場合、すなわち正常
停止の場合、あるいは上記ステップＳＡ４における処理
が終了すると、ステップＳＡ５へ進みモータ２６を停止
させた後、当該処理を終了する。

【００２６】なお、上述した実施例では、ウインドウガ
ラスの全閉動作についてのみ説明したが、これに限定さ
れることなく、例えば、サンルーフの全閉動作に適用さ
れてもよい。また、パワーシートシステムに応用しても
よい。

【００２７】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、開閉部材を駆動するモータに内蔵された回転検出手
段が出力する回転パルスのパルス幅の平均と時間経過に
伴う変化とを測定し、ファジィ推論に基づいて前記開閉
部材の開閉動作が正常動作であるか異常動作であるかを
判別し、異常動作である場合には前記開閉部材を安全な
状態へ作動させるようにしたため、１）開閉部材（例え
ば、ウインドウガラス）の全閉時において、異物の挟み
込みを検出するための特別なセンサを必要とせずに正常
動作または異常動作かが判別でき、２）取り付けのため
のスペースが不要であり、安価で、３）かつ、異常動作
の場合には速やかに開閉部材を開動作として安全に動作
させることができる、４）特に、導電ゴム等のセンサを
設けなくても、温度、環境変化やバッテリ電圧の変化に
伴う特性のばらつき等がファジィ推論によって適切に補
正され、異物の挟さみ込みを精度良く検出できる、とい
う利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示す回路図である。

【図２】本実施例のウイドウガラスを駆動するモータ駆
動回路を示す回路図である。

【図３】モータに内蔵された回転検出センサが出力する
正常動作における回転パルスを示す波形図である。

【図４】モータに内蔵された回転検出センサが出力する
異常動作における回転パルスを示す波形図である。

【図５】正常動作および異常動作における回転パルスの
パルス幅の変化の様子を示す図である。

【図６】本実施例におけるファジィ推論のメンバーシッ
プ関数を示す図である。

【図７】同実施例におけるファジィ推論のファジィルー
ルを示す図である。

【図８】本実施例の異常動作判断の結果に基づくウイン
ドウガラスの全閉処理を示すフローチャートである。

【図９】運転者側に設けられたマスタースイッチを示す
外観図である。

【図１０】従来のパワーウインドウ装置の構成を示す回
路図である。

【図１１】従来のパワーウインドウ装置における各部の
動作を説明するための波形図である。

【図１２】従来のパワーウインドウ装置の詳細な構成を
示す回路図である。

【符号の説明】

６ 回転検出センサ（回転検出手段） ２０ トランジスタ ２１ ＣＰＵ（変化計測手段、判別手段、制御手段） ２６ モータ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータで開閉部材を開閉するとともに、 少なくともワンタッチ機構のスイッチによってモータの
   起動が可能な車両用開閉装置において、 前記モータの回転を検出する回転検出手段と、 回転検出手段が出力する回転パルスのパルス幅の時間経
   過に伴う変化を計測する変化計測手段と、 前記パルス幅の変化に基づき、所定のファジィ推論ルー
   ルに従ってファジィ推論を行い、前記開閉部材が正常動
   作であるか、異物を挟み込んだ異常動作であるかを判別
   する判別手段と、 判別手段の出力に基づき、異常動作であるときには開閉
   部材を安全な状態へ作動させるようにモータの駆動を制
   御する制御手段と、 を設けたことを特徴とする車両用開閉装置。