JP3135788B2 - 電気駆動ユニットの開閉過程を電子的に監視して制御する方法 - Google Patents

電気駆動ユニットの開閉過程を電子的に監視して制御する方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電気操作部材により
直接的に、または計数ユニットを備えたマイコンを含む
制御電子回路を介して移動方向、移動位置および移動速
度を含む移動パラメータを検知するセンサ素子により間
接的に調整できる電気モータで二つの回転方向に動作す
るため自動車内にある、特に電動ガラス窓装置や電動ス
ライドルーフの挟まれ防止機構を備えた窓ガラスに対す
る電気駆動ユニットの開閉動作を電子的に監視して制御
する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】上記の方法に相当する方法はドイツ特許
第３１ ３６ ７４６ Ｃ２号明細書により周知であ
る。この方法では、センサ素子を介して電気駆動ユニッ
トに由来する移動パラメータを駆動電子回路へ送る。セ
ンサ素子から主にこの駆動ユニットの移動方向、位置お
よび移動速度を付属する制御電子回路に連続的に供給す
る。移動パラメータを確実に求めるため、位置を互いに
ずらた二つのセンサ素子で各駆動ユニットのセンサ素子
を構成している。しかし、このような装置では、各々の
センサ素子に、例えば経費のかかる特有な保持部品や抵
抗が必要となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、冒
頭に述べた種類の方法にあって、監視や制御を行う方法
をできる限り単純に保った状態で、電気駆動ユニットの
移動パラメータを求めるために必要な部品を大幅に低減
することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、この発明
により、冒頭に述べた種類の方法にあって、以下の過
程、電気モータ１の回転運動に対応する正のエッジのセ
ンサ信号Ｓを発生させ、このセンサ信号Ｓの周期期間Ｔ
ｐを測定し、窓ガラス８の移動方向、窓ガラス８の位
置、窓ガラス８の移動速度および電気モータ１の動作電
圧の変化と共に、センサ信号Ｓの周期期間Ｔｐを用いて
停止期間Ｔａを計算し、停止期間Ｔａを限界値として使
用して電気モータ１の回転方向の変化を決める反転時点
ｔｒを定め、前記反転時点ｔｒから閉過程の終了までの
時間間隔Ｔｕ計算し、前記反転時点ｔｒから時間間隔Ｔ
ｕを経過した時点と開過程の開始までの時間範囲Ｔｕ１
を計算し、センサ信号Ｓの次の周期期間Ｔｐ＋１を計算
し、停止期間Ｔａをセンサ信号Ｓの次の周期期間Ｔ
ｐ＋１と同期させて比較し、センサ信号Ｓの次の周期期
間Ｔｐ＋１が停止期間Ｔａより長ければ、モータの回転
方向を逆転させ、時間間隔Ｔｕを経過する前にセンサ信
号Ｓの正のエッジに応じて計数ユニットを第一の方向に
調整し、時間間隔Ｔｕ１を通過した後にセンサ信号Ｓの
正のエッジに応じて計数ユニットを第二の方向に調整す
る、を有することによって解決されている。
【０００５】この発明による他の有利な構成は、特許請
求の範囲の従属請求項に記載されている。
【０００６】
【実施例】図面に模式的に示す実施例に基づき、この発
明をより詳しく説明する。図１に示すブロック回路から
分かるように、駆動ユニットは電動ガラス窓装置として
形成され、自動車の機内電源に接続する電気モータ１，
この電気モータ１を直接制御する操作部材２，マイコン
３を備えた制御電子回路４，この制御電子回路４へ電動
ガラス窓装置の移動パラメータを出力するセンサ素子
５，電気モータ１の回転方向を切り換える出力スイッチ
ング素子６，および自動車のドア７に付属する電動ガラ
ス窓装置の機械部品（図示せず）で構成されている。
【０００７】特に図２から分かるように、電動ガラス窓
装置の窓ガラス８が閉じる間に第一位置「完全開」から
始まり３つの領域９，１０，１１を通過する。第一の領
域９と第三の領域１１では、阻止状態になっている時の
み、比較的短い一定時間の間、電気モータ１を止める。
中間領域、つまり第二の領域１０は所謂「安全領域」で
あり、ここでは逐次更新される周期期間のうち前に測定
した周期期間Ｔｐから始めて、連続検査により、次に測
定する周期期間Ｔｐ＋１が限界値である停止期間Ｔａよ
り長くなるか否かを調べる。停止期間Ｔａはセンサ素子
５で検出された電動ガラス窓装置の移動パラメータに基
づきマイコン３で算出される。この計算では、前に求め
た周期期間Ｔｐ，窓ガラス８の移動方向、窓ガラス８の
位置、窓ガラス８の移動速度の値、および前記の測定時
点までに得られた電気モータ１の動作電圧の変化が含ま
れている。次に測定する周期周期Ｔｐ＋１がマイコンで
算出された停止期間Ｔａより長くなれば、電動ガラス窓
装置の所謂「挟まれ防止機構」が動作する。つまり、電
気モータ１が止まり、反転時点ｔｒで逆向きに動作す
る。その結果、窓ガラス８は少なくともほんの少し開
く。
【０００８】式では以下のようになる。即ち、Ｔｐ＋１
＜Ｔａなら反転させる必要はない。Ｔｐ＋１≧Ｔａであ
れば、両方の出力スイッチング素子６を時間遅れなしに
切り換え、反転時点ｔｒで窓ガラス８を逆向きに駆動す
る。しかし、所謂安全領域である第二の領域では、それ
なりの理由、例えば身体の一部が挟まている場合にの
み、電気モータ１を止め、逆向きに駆動する。
【０００９】しかし、電動ガラス窓装置の外部状況には
種々のものがあるので、ホール回路素子で形成されたセ
ンサ素子５により求めた測定値が検出時点で窓ガラス８
の位置に必ず対応している必要がある。このため、マイ
コン３の中にある計数ユニットで窓ガラス８の位置を決
める。この計数ユニットは、窓ガラス８を閉める時、
「完全開」位置から始めて、センサ素子５が制御電子回
路４へ出力するセンサ信号Ｓの正のエッジが現れる毎
に、計数値を最大値から始めて順次値１だけ減少させ
る。従って、「完全閉」位置に達するまで、計数値は連
続的に減少する。窓ガラス８を開ける時には、計数ユニ
ットの計数方向が逆転するので、センサ信号Ｓの正のエ
ッジが現れる毎に計数値は位置変化の程度に応じて連続
的に大きくなる。計数方向を逆転させたり、計数値を規
定通りに適当な値ほど可変するため、電気モータ１のそ
の時の回転方向を知ることが不可欠である。これは電気
モータ１の回転方向や窓ガラス８の移動方向を窓ガラス
８の任意の位置で反転させるのに特に重要である。
【００１０】電気モータ１の停止後、窓ガラス８の最終
位置が不確実であれば、ただ１個のセンサ素子５を用い
て回転方向の向きを判定して窓ガラス８の位置を決める
のには問題がある。不確実な最終位置は、例えばモータ
が停止している時に操作部材２を急激に交互に切り換え
ると生じる。この問題はセンサ素子５に充分なヒステリ
シスを付けて比較的簡単に排除できる。
【００１１】更に、電気モータ１を止めると（第一の領
域９と第三の領域１１），一個のセンサ素子５で回転方
向を判別するには問題がある。この場合に不確実な回転
方向をなくするため、電気モータ１を止める時、リレー
として形成された当該回転方向に属する出力スイッチン
グ素子６が遮断される前に、マイコン３の中で計数ユニ
ットの計数方向を切り換える必要がある。電気モータ１
を止めると、電動ガラス窓装置に応力が加わるので、論
理的には駆動力がなくても停止方向とは反対にただ一回
の回転運動が可能になる。従って、その時に生じたセン
サ信号Ｓを特定の回転方向に確実に対応させることがで
きる。
【００１２】更に、電気モータ１あるいは窓ガラス８の
方向を急激に切り換える場合にも、未知の回転方向が生
じる。電気モータ１の回転方向を急激に切り換える場
合、操作部材２を急激に操作したため、電気モータ１の
回転方向は各一方の回転方向に属する二つの出力スイッ
チング素子６の駆動に一致しない。その結果、一つのセ
ンサ素子５でその時の回転方向を決めたり、電動ガラス
窓装置の窓ガラス８を確実に位置決めすることも不可能
である。この場合、窓ガラス８あるいは電気モータ１の
再スタートを所定の停止時間の間ほど遅くできる。この
停止時間は電気モータ１の電源を切った後に生じる電気
モータの減速時間より長くなくてはいけない。回転方向
を確実に決定できるこの処置を用いると、同時に電動ガ
ラス窓装置の性能が改善される。何故なら、利用者の操
作が操作部材２を早く何度も操作して生じる窓ガラス８
の急激な方向切換を抑制し、電動ガラス窓装置全体を丁
寧に扱えるからである。
【００１３】その上、挟まれ防止機構を作動させる場合
に、回転方向をセンサ素子５で確実に判定することが極
度に問題となる。挟まれ防止機構を作動させる時には、
電動ガラス窓装置あるいは電気モータ１をさしたる時間
遅れもなく閉から開へ切り換える（回転方向の変更）。
各一方の回転方向に属する二つの出力スイッチング素子
６に必要な切換は３ｍｓ以内で行われる。窓ガラスの移
動方向あるいは電気モータ１の回転方向を確実に判別す
るには、既に詳しく説明したように、前に測定した周期
期間Ｔｐに基づきマイコン３により停止期間Ｔａを計算
し、この停止期間Ｔａを限界値として使用し、センサ信
号Ｓの正のエッジに同期させて、この停止期間Ｔａを次
に測定する周期期間Ｔｐ＋１と比較する。
【００１４】図３は、特に挟まれ防止機構が動作してい
る時にセンサ素子５から出力されるセンサ信号Ｓを示
す。この具体例では、反転時点ｔｒ（窓ガラス８の移動
方向あるいは電気モータ１の回転方向が逆転する）の前
に測定されたセンサ信号Ｓの最後の周期期間Ｔｐを計算
の基礎としてマイコン３へ導入する。計算プログラムに
よりマイコン３は最後の周期期間Ｔｐに基づきセンサ信
号Ｓの正のエッジに同期させて所謂「停止期間Ｔａ」を
求める。この場合、停止期間Ｔａはセンサ素子５で求め
た電動ガラス窓装置の移動パラメータに基づきマイコン
３により算出される。この計算過程では、前に測定した
周期期間Ｔｐ，窓ガラス８の移動方向、窓ガラス８の位
置の値、窓ガラス８の移動速度の値、およびこの測定時
点までに求めた電気モータ１の動作電圧の変化が含まれ
ている。停止期間Ｔａを経過した後、この停止期間中に
センサ信号Ｓの正のエッジが現れないなら、必ず窓ガラ
ス８を反転させる必要がある。これは、電気モータ１の
回転方向の切換を決める限界値として求めた停止期間Ｔ
ａを次に測定したセンサ信号Ｓの周期期間Ｔｐ＋１と比
較することを意味する。従って、特に図３から分かるよ
うに、窓ガラス８の挟まれ防止機構を作動させた後（反
転時点ｔｒ後），窓ガラス８の位置を決める計数ユニッ
トが規定通りに対応する値ほど増減するように、時間間
隔Ｔｕと時間範囲Ｔｕ１を計算する必要がある。この場
合、時間間隔Ｔｕはセンサ信号Ｓの正のエッジが未だ窓
ガラス８の閉方向で計数されている時間間隔に相当す
る。時間範囲Ｔｕ１はセンサ信号Ｓの正のエッジが生じ
ない時間間隔である。
【００１５】図３に示す反転の場合では、以下のように
なる。即ち、 １）反転時点の前の正のエッジ、ｔ＜ｔｒ＋Ｔｕ モータの回転方向は未だ変わっていない。窓ガラス８は
閉過程である。 ２）反転時点の後の正のエッジ、ｔｒ＋Ｔｕ≦ｔ＜ｔｒ
＋Ｔｕ＋Ｔｕ１ モータの回転方向は不定である。窓ガラス８の移動方向
を検知できない。 ３）反転時点の後の正のエッジ、ｔ≧ｔｒ＋Ｔｕ＋Ｔ
ｕ１ モータの回転方向は逆転している。窓ガラス８が開過程
である。 マイコン３内に保管されている計算プログラムをセンサ
素子５のセンサ信号Ｓに同期させているので、センサ信
号Ｓの正のエッジが生じない時間範囲（ケース２）が生
じる。この事実により、電気モータ１の回転方向を誤り
なく求めることができる。
【００１６】
【発明の効果】この発明による上記の構成の利点は、製
造経費を大幅に低減しても、身体の一部が挟まれること
を確実に保護できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 電動ガラス窓装置のブロック回路図、
【図２】 原理的に示す自動車のドア、
【図３】 挟まれる場合のセンサ信号の波形。
【符号の説明】
１ 電気モータ ２ 操作部材 ３ マイコン ４ 制御電子回路 ５ センサ素子 ６ 出力スイッチング素子 ７ 自動車のドア ８ 窓ガラス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 591183717 レオポルト・コスタール・ゲゼルシヤフ ト・ミト・ベシユレンクテル・ハフツン グ・ウント・コンパニー・コマンデイト ゲゼルシヤフト ＬＥＯＰＯＬＤ ＫＯＳＴＡＬ ＧＥＳ ＥＬＬＳＣＨＡＦＴ ＭＩＴ ＢＥＳＣ ＨＲＡＮＫＴＥＲ ＨＡＦＴＵＮＧ ＆ ＣＯＭＰＡＧＮＩＥ ＫＯＭＭＡＮＤ ＩＴＧＥＳＥＬＬＳＣＨＡＦＴ ドイツ連邦共和国、58507 リユーデン シャイト、ウイーゼンストラーセ、47 (72)発明者 ライナー・ヤンカ ドイツ連邦共和国、46286 ドルステン、 ブーヒエンヘーフェ、38 (72)発明者 ラインホルト・シユピーカー ドイツ連邦共和国、58791 ヴエルドー ル、フリートホフストラーセ、８

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電気操作部材（２）により直接的に、ま
    たは計数ユニットを備えたマイコン（３）を含む制御電
    子回路（４）を介して移動パラメータを検知するセンサ
    素子（５）により間接的に調整できる電気モータ（１）
    で二つの回転方向に動作される窓ガラス（８）に対する
    電気駆動ユニットの開閉動作を電子的に監視して制御す
    る方法において、以下の過程、 電気モータ（１）の回転運動に対応する正のエッジのセ
    ンサ信号Ｓを発生させ、 このセンサ信号Ｓの周期期間Ｔｐを測定し、 窓ガラス（８）の移動方向、窓ガラス（８）の位置、窓
    ガラス（８）の移動速度および電気モータ（１）の動作
    電圧の変化と共に、センサ信号Ｓの周期期間Ｔｐを用い
    て停止期間Ｔａを計算し、 停止期間Ｔａを限界値として使用して電気モータ（１）
    の回転方向の変化を決める反転時点ｔｒを定め、 前記反転時点ｔｒから閉過程の終了までの時間間隔Ｔｕ
    を計算し、 前記反転時点ｔｒから時間間隔Ｔｕを経過した時点と開
    過程の開始までの時間間隔Ｔｕ１を計算し、 センサ信号Ｓの次の周期期間Ｔｐ＋１を計算し、 停止期間Ｔａをセンサ信号Ｓの次の周期期間Ｔｐ＋１と
    同期させて比較し、 センサ信号Ｓの次の周期期間Ｔｐ＋１が停止期間Ｔａよ
    り長くなれば、モータ（１）の回転方向を逆転させ、 時間間隔Ｔｕを経過する前にセンサ信号Ｓの正のエッジ
    に応じて計数ユニットを第一の方向に調整し、 時間間隔Ｔｕ１を通過した後にセンサ信号Ｓの正のエッ
    ジに応じて計数ユニットを第二の方向に調整する、 を有することを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 停止期間Ｔａを計算するのにモータの動
    作電圧を使用することを特徴とする請求項１に記載の方
    法。
  3. 【請求項３】 センサ素子（５）はホールセンサで形成
    されていることを特徴とする請求項１または２に記載の
    方法。
  4. 【請求項４】 センサ素子（５）は光スイッチで形成さ
    れていることを特徴とする請求項１または２に記載の方
    法。
  5. 【請求項５】 当該電気駆動ユニットの開閉時に通過す
    る距離を３つの領域（９，１０，１１）に分割し、完全
    開からほぼ半開までが第一領域（９）であり、ほぼ半開
    から殆ど完全閉までが第二領域（１０）であり、殆ど完
    全閉から完全閉までが第三領域（１１）であり、駆動ユ
    ニットが第二領域である所謂安全領域にある場合に限
    り、挟まれ防止機構に大切な開閉過程の移動パラメータ
    を使用することを特徴とする請求項１または２に記載の
    方法。
  6. 【請求項６】 停止期間Ｔａがセンサ信号Ｓの周期期間
    Ｔｐ＋１より長ければ、センサ信号Ｓの正のエッジに応
    じて計数ユニットを第一の方向に調整し、 周期期間Ｔｐ＋１が停止期間Ｔａより長ければ、センサ
    信号Ｓの正のエッジに応じて計数ユニットを第二の方向
    に調整する、 ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
JP06118982A 1993-06-01 1994-05-31 電気駆動ユニットの開閉過程を電子的に監視して制御する方法 Expired - Fee Related JP3135788B2 (ja)

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