JP3237521B2 - 窓開閉装置 - Google Patents

窓開閉装置

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    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
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    • H02H7/093Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against increase beyond, or decrease below, a predetermined level of rotational speed

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、モータ駆動によっ
て窓を開閉する窓開閉装置に関し、特に開閉動作時の異
物の挟み込みを検知可能な窓開閉装置に関する。
【0002】
【従来の技術】窓の開閉をモータにより行う技術が知ら
れており、車両のサイドウインドウをモータによって開
閉するいわゆるパワーウインドウ等はこれの代表的なも
のである。窓をモータ駆動により自動開閉する場合、開
閉部分と枠部分の間に異物が挟み込まれた時に開閉動作
を停止する等の制御を行う必要が生じる。これは異物の
挟み込みによって異物自体や窓開閉部分などが損傷する
ことを防止するためである。
【0003】このような、異物の挟み込みを検出する技
術が特開平5−95694号公報に開示されている。こ
れはモータの回転速度に応じたパルスを発生させ、この
パルスの周期の変化によって異物の挟み込みを検出する
ものである。異物を挟み込んだとき、モータの負荷が大
きくなるので回転数が低下し、これを検出している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらパルス周
期の変化は挟み込みの発生の判断因子として一義的なも
のではない。例えば経年変化等によって開閉部分の摺動
抵抗が増加した場合などはパルス周期の変化量は初期の
ものとは異なっていることがある。また車両用パワーウ
インドウにおいて高速走行時に発生する車室内外の圧力
差によってウインドウガラスが外に吸い出される現象が
発生した場合などにも、モータ負荷は車両停止時及び低
速走行時とは異なる。よって、挟み込みが生じた場合の
パルス周期の変化は異なってくる。
【0005】本発明は、前述の課題を解決するためにな
されたものであり、異物の挟み込みがない状態での負荷
が変わっても異物の挟み込みを確実に検出できる窓開閉
装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明にかかる窓開閉装置は、モータによりウイ
ンドウガラスの開閉を行う装置であって、前記モータの
速度に応じた周期でパルスを発生するパルス発生手段
と、前記パルスの周期を算出する周期算出手段と、前記
周期に基づきモータ負荷を算出するモータ負荷算出手段
と、所定時間間隔で算出された前記モータ負荷の差を、
モータ負荷の所定時間当たりの変化量として算出するモ
ータ負荷変化量算出手段と、前記算出されたモータ負荷
変化量に基づき、ウインドウガラスが異物等を挟み込ん
だことを推定する挟み込み推定手段と、前記挟み込みが
推定された場合に挟み込み推定時におけるウインドウガ
ラスの動作を少くとも禁止制御する制御手段と、を有し
ている。
【0007】以上の構成によればウインドウガラスの開
閉の際のモータ負荷に基づき異物の挟み込みを検出して
いるので、より精度の高い検出が可能となる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従って説明する。図1には車両用パワーウインドウの
概略構成が示されている。車両のドア10は本体12と
サッシ14及びガイドレール15に沿って摺動するウイ
ンドウガラス16を有している。ウインドウガラス16
は開状態では本体内にほぼ格納されこの状態からサッシ
14と当接する位置にまで移動し閉状態となる。ウイン
ドウはモータ18により駆動され開閉する。モータ18
はドア本体12内にその駆動軸が図1の紙面内にほぼ収
まる向きに配置されている。モータ駆動軸の回転は、ウ
ォームギア等を介して紙面に直交する回転軸を有する歯
付の駆動プーリ20に伝達される。この駆動プーリ20
とドア本体12内に上下に配置された2つの従動プーリ
22,24には、歯付ベルト26が掛け渡されている。
さらに歯付ベルト26には、ウインドウガラス下端を支
持している支持金具28が固定されている。したがっ
て、モータの回転により歯付ベルトが回転し、これに合
わせて従動プーリ22,24の間で支持金具28が上下
に動作する。そしてウインドウガラスの開閉が行われ
る。
【0009】このような、パワーウインドウにおいて、
ウインドウガラスを閉動作中にガラスとサッシの間に異
物が挟まれた状態でさらに閉動作が続けられると、挟ま
った異物やウインドウさらにはモータとのウインドウの
駆動機構が損傷する場合がある。
【0010】また開動作中にウインドウガラスとともに
異物がドア本体12内のいわゆる戸袋に引き込まれドア
本体12とガラスの間に挟み込まれるといった場合も起
こり得る。この時も前記のような異物等の損傷の可能性
がある。本実施形態においては、前述のような異物の挟
み込みを検出し、挟み込みが検出されたときは、これに
対応したモータ制御を行っている。
【0011】モータにはこれの回転数を検出するために
一回転当たり所定回数の方形パルスを発生する回転数セ
ンサ29が設けられている。したがって、この回転数セ
ンサ29はパルス発生手段として機能する。この回転数
センサ29の出力は制御部30に送出される。制御部3
0は、図2に示す構成を有する。すなわち、前記パルス
の周期に基づきモータ負荷の変化量すなわちウインドウ
ガラス開閉時に加わる荷重の変化量を算出する負荷変化
量算出部32と、この変化量を所定の条件の下に積算す
る積算部34と、この積算値に基づき異物の挟み込みの
有無を判定する判定部36とを有している。したがっ
て、積算部34と判定部36は、負荷変化量に基づき異
物の挟み込みを推定する挟み込み推定手段として機能す
る。制御部30の異物挟み込みに関する演算の流れを図
3に基づき説明する。
【0012】負荷変化量算出部32では時刻t1 におけ
るパルス周期T1 と時刻t2 におけるパルス周期T2
から時刻t1 と時刻t2 の間の負荷変化ΔFを次式
【数1】 に基づき算出する(S100)。k1 は比例定数であり
実際の値に関しては後述する。前述の負荷変化ΔFの正
負の判定を行い(S102)、0又は正ならば負荷Fp
を次式、
【数2】 に基づき更新する(S104)。一方ステップS102
で負荷変化ΔFが負の時は負荷Fnを次式
【数3】 に基づき更新する(S106)。さらに負荷変化ΔFが
正の場合には、負荷Fnを0に更新し(S108)、負
の場合には負荷Fpを0に更新する(S110)。
【0013】以上のように積算される負荷Fp,Fn
は、負荷Fpに関しては単調増加しているときの負荷を
表し、負荷Fnに関しては単調に減少しているときの負
荷を表している。以後、Fpを増加中負荷、Fnを減少
中負荷と呼ぶ。
【0014】以上のように算出された増加中負荷Fpが
判定値F0 と比較され(S112)、判定値F0 を越え
た場合、異物が挟み込まれたことを判定する(S11
4)。そして、これ以上負荷が増加しないようにモータ
を停止制御し、ウインドウの動作を中止する。また判定
値F0 以下であればステップS100に戻る。以上のよ
うに本実施形態では増加中負荷Fpが所定の判定値F0
に達したことによって異物の挟み込みを判定している。
一方負荷変化量ΔFが負となったときにはそれまでに積
算された増加中負荷Fpを0とすることで、他の要因に
よる見掛上の積算値の上昇を排除している。例えばガイ
ドレールの部位による抵抗の変化により負荷変化量ΔF
が正となる場合については、これを積算しない。これは
このような負荷変動は、正負が繰り返され負となる度に
ステップS110によって、増加中負荷Fpが0となる
ためである。すなわち、前述した制御によれば、負荷が
単調に増加し、所定値に達した場合にのみ異物の挟み込
みが判定され、これ以外の負荷変動による誤判定を防止
している。
【0015】次に負荷変化量ΔFの算出について説明す
る。図4にはモータの等価回路が示されている。また図
5にはモータにかかる力の釣り合いが示されている。図
4において、抵抗rインダクタンスLのモータに電源電
圧E0 を印加したときに流れる電流Iは、モータの逆起
電力Eとすれば次に示す式4によって表される。またモ
ータの逆起電力Eおよび発生トルクNは次式(5),
(6)によって表される。
【数4】 ここでkは比例定数である。またBはモータ内で発生す
る磁束密度である。また、図5に示す力の釣り合いによ
り運動方程式(7)が得られる。
【数5】 式7を変形すれば、
【数6】 が得られ、短い時間内では、
【数7】 が成立するので、式(4),(5),(6)より、
【数8】 が得られる。この式から、外力f、すなわちモータの負
荷は周期Tの逆数に比例することが分かる。時刻t1
ら時刻t2 の間の外力の変化Δfは時刻t1 ,t2 の時
の回転周期をそれぞれT1 ´,T2 ´とすれば、
【数9】 で表せる。本実施形態では、外力の変化Δfとは負荷変
化ΔFのことであり、また回転周期T´は回転数センサ
の出力パルスの周期の整数倍であるから、式(11)は
式(1)と同一の式であることがわかる。特に、回転数
センサのパルスが1回転当たり1回出力されるものであ
ればT=T´,k1 =k1 ´となり式(11)と式
(1)はまったく一致する。またモータの電源電圧E0
は、通常では短い時間内にはほとんど変化しないので、
式(10)の第一項は式(11)では相殺される。した
がって、車載バッテリの電圧によらない判定が可能とな
る。以上のように、本実施形態においてはモータの回転
数の変化に基づき負荷変化を求め、単調に増加中の負荷
のみに基づき異物挟み込みの判定を行っており、ウイン
ドウガラスの摺動抵抗の変動による負荷変化を排除する
ことができる。また電源電圧が高いときも低いときにも
判定値F0 の変更等を行う必要がない。
【0016】また、前述の式(1)に基づいてモータ負
荷を算出する方法は、所定期間のパルス周期を平均し、
これをT1 に代入し、またこの期間の後の所定期間のパ
ルス周期を平均し、これをT2 に代入するなどの方法を
採ることもできる。そして、この平均値を用いて算出さ
れたΔFが、所定値以上となった場合、挟み込みを判定
するようにする。この他にも、所定の時間を開けた二つ
のパルス周期の各々を式(1)のT1 ,T2 に代入して
負荷を算出することも可能である。
【0017】また本実施形態においては、異物挟み込み
が判定されるとウインドウガラスの動作を停止させた
が、さらに所定量逆方向に動作させ、挟み込まれた異物
を解放するようにすることも可能である。
【0018】さらに本実施形態においては車両用のパワ
ーウインドウに関し述べたが、これに限らず建築物の電
動窓の開閉機構さらには自動ドア等に適用することも可
能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明にかかる窓開閉装置の概略構成図であ
る。
【図2】 本発明にかかる実施形態である窓開閉装置の
制御部の構成ブロック図である。
【図3】 本実施形態の制御フローチャートである。
【図4】 一般的なモータの等価回路を示す図である。
【図5】 モータにかかる外力とモータの発生トルクの
力の釣合いを示す図である。
【符号の説明】
10 ドア、12 ドア本体、14 サッシ、16 ウ
インドウガラス、18モータ、29 回転数センサ(パ
ルス発生手段)、30 制御部、32 負荷変化量算出
部(周期算出手段、モータ負荷算出手段、負荷変化量算
出手段)、34 積算部(挟み込み推定手段)、36
判定部(挟み込み推定手段)。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 モータによりウインドウガラスの開閉を
    行う窓開閉装置であって、 前記モータの速度に応じた周期でパルスを発生するパル
    ス発生手段と、 前記パルスの周期を算出する周期算出手段と、 前記周期に基づきモータ負荷を算出するモータ負荷算出
    手段と、 所定時間間隔で算出された前記モータ負荷の差を、モー
    タ負荷の所定時間当たりの変化量として算出するモータ
    負荷変化量算出手段と、 前記算出されたモータ負荷変化量に基づき、ウインドウ
    ガラスが異物等を挟み込んだことを推定する挟み込み推
    定手段と、 前記挟み込みが推定された場合に挟み込み推定時におけ
    るウインドウガラスの動作を少くとも禁止制御する制御
    手段と、を有する窓開閉装置。
JP15836496A 1996-06-19 1996-06-19 窓開閉装置 Expired - Fee Related JP3237521B2 (ja)

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JP4850042B2 (ja) * 2006-11-29 2012-01-11 株式会社今仙電機製作所 モータ駆動装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP3518031B2 (ja) * 1995-03-23 2004-04-12 株式会社デンソー ウィンドウ開閉制御装置

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