JP3675615B2 - パワーウインド装置の挟み込み検知方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パワーウインド装置の挟み込み検知方法に係わり、特に、ウインドの開閉中に何等かの物体が挟み込まれたことの検知を、正確に、かつ、高速度で行うことが可能なパワーウインド装置の挟み込み検知方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車のパワーウインド装置においては、ウインドの挟み込みの検知を行うものとして種々のものが知られており、その中の一例として、特開昭６１−６０９８１号に開示のパワーウインド装置のものがある。
【０００３】
前記特開昭６１−６０９８１号に開示のパワーウインド装置は、ウインドの挟み込みの検知をするためのパラメータ値にモーター負荷電流値を利用しているものであって、ウインドの全移動範囲を複数の分割移動領域に分割し、それぞれの分割移動領域に対してウインドの挟み込みの発生の可否を表す基準電流値を予設定し、複数の分割移動領域毎に、検知したモーター負荷電流値（前者）とその分割移動領域に設定されている基準電流値（後者）とを比較し、前者が後者を大幅に超えたときにウインドの挟み込みが発生したものと判断しているものである。
【０００４】
この場合、前記特開昭６１−６０９８１号に開示のパワーウインド装置は、複数の分割移動領域毎に基準電流値を設定する場合、ウインドの移動（開閉）動作時に、その分割移動領域でウインドの挾み込みが発生しなかったときに得られたモーター負荷電流のピーク値を基づいた設定を行っているものである。
【０００５】
この他に、ウインドの挟み込みの検知を行うパワーウインド装置の中には、ウインドの挾み込みの検知を行うためのパラメータ値として、モーター負荷トルクを利用するものも知られている。
【０００６】
しかるに、モーター負荷トルクを利用したこのパワーウインド装置は、前記特開昭６１−６０９８１号に開示のパワーウインド装置のように、ウインドの全移動範囲を複数の分割移動領域に分割し、各分割移動領域にそれぞれ適合した基準値を設定しているものではないので、正確なウインドの挾み込みの検知を行うことが難しいものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記特開昭６１−６０９８１号に開示のパワーウインド装置は、ウインドの挟み込みを検知するパラメータ値にモーター負荷電流のピーク値を利用しているので、モーターの駆動電圧、即ち、自動車に搭載されたバッテリーの出力電圧が定格出力電圧から変動すると、モーター負荷電流のピーク値が変動するようになり、また、検出されたモーター負荷電流値のピーク値に何等かの原因でノイズが重畳したしたような場合、同様に、モーター負荷電流のピーク値が変動するようになる。
【０００８】
この場合、前記特開昭６１−６０９８１号に開示のパワーウインド装置は、各分割移動領域の基準値が、ウインドの移動（開閉）時に、その分割移動領域でウインドの挟み込みが発生しないときに得られたモーター負荷電流のピーク値に基づいて設定されることから、バッテリーの出力電圧が定格出力電圧から変動した時に得られたモーター負荷電流のピーク値や、検出されたモーター負荷電流のピーク値に大きなノイズが重畳したときのモーター負荷電流のピーク値は、バッテリーの出力電圧が定格出力電圧の時に得られたモーター負荷電流のピーク値や検出されたモーター負荷電流のピーク値にノイズが重畳しない時のモーター負荷電流のピーク値と異なり、設定された基準値も何等かの誤差を含んだものになる。そして、このような誤差を含んだ基準値を用いてウインドの挾み込みの検知を行った時には、ウインドの挾み込みの検知を正確に行うことができないもので、ウインドの挾み込みが生じていないにも係わらず、ウインドの挾み込みが生じたと誤判断したり、ウインドの挾み込みが生じたにも係わらず、ウインドの挾み込みが生じていないと誤判断したりするという問題を有している。
【０００９】
本発明は、このような問題点を解決するもので、その主たる目的は、検出出力にノイズが重畳しても、そのノイズによって設定される基準中央値に影響を与えることがなく、ウインドの挟み込みの判断を正確に行うことが可能なパワーウインド装置の挾み込み検知方法を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、モーター駆動電圧が変動しても、その変動によってウインドの挟み込みの判断の確度を低下させることがないパワーウインド装置の挾み込み検知方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記主たる目的を達成するために、本発明によるパワーウインド装置の挾み込み検知方法は、ウインドを開閉する際、ウインドに加わるモーター負荷トルクを示すパラメータ値を検出し、検出したパラメータ値と予設定された基準中央値とを比較し、パラメータ値が基準中央値から相当量外れたときにウインドの挟み込みがあったものと判断し、モーター駆動部を介してモーターを駆動停止または逆転駆動させる場合に、ウインドの全移動範囲を複数の分割移動領域に分割し、各分割移動領域毎に基準中央値を設定し、その基準中央値をその分割移動領域で挟み込みを生じないときに検出された複数のモーター負荷トルクを表すパラメータ値の平均値に基づいて設定した第１の手段を具備する。
【００１２】
また、前記主たる目的及び他の目的を達成するために、本発明のパワーウインド装置の挾み込み検知方法は、前記第１の手段に加えて、ウインドの挟み込みを、複数の分割移動領域毎に設定された基準中央値と複数の分割移動領域に係わりなく予設定された基準許容値との和によって判断し、その際に、基準許容値をモーターの駆動電圧の変動に対応して変更させる第２の手段を具備する。
【００１３】
前記第１の手段によれば、複数の分割移動領域のそれぞれに新たな基準中央値を予設定する場合、ウインドがそれぞれの分割移動領域を移動する際に検出した最新の複数パラメータ値の平均値を求め、求めた複数パラメータ値の平均値を用いて新たな基準中央値を算出しているので、検出した複数パラメータ値の中の１つのパラメータ値に比較的大きなレベルのノイズが重畳しても、ノイズが重畳したパラメータ値の大レベルのノイズ成分がノイズが重畳していない他の多くのパラメータ値に実質的に分散するようになってほぼ無視できるレベルになり、ノイズが重畳したとしても新たに設定される基準中央値の誤りをなくし、常時、正確なウインドの挾み込みの検知を行うことができる。
【００１４】
また、前記第２の手段によれば、前記第１の手段で得られる正確なウインドの挾み込みの検知が可能になるとともに、基準中央値に加算されてウインドの挾み込みの可否の判断基準となる基準許容値を、モーターの駆動電圧の変動に対応して変更するようにしているので、モーター駆動電圧が定格電圧から変動しても、そのモーター駆動電圧の変動の影響を相殺するように基準許容値が変動し、実質的にモーター駆動電圧の変動の影響を受けないウインドの挾み込みの検知を行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の１つの実施の形態において、パワーウインド装置の挾み込み検知方法は、駆動時にウインド駆動機構を介してウインドを開閉するモーターと、モーターを駆動するモーター駆動部と、モーターの回転に対応した２相パルスを発生するパルス発生部と、全体的な制御駆動処理を行うマイクロ制御ユニットと、ウインドの開閉を手動操作する操作スイッチとを備え、マイクロ制御ユニットは、モーター駆動部を介してウインドを開閉する際、ウインドに加わるモーター負荷トルクを示すパラメータ値を検出し、検出したパラメータ値と予設定された基準中央値とを比較し、パラメータ値が基準中央値から相当量外れたときにウインドの挟み込みがあったものと判断し、モーター駆動部を介してモーターを駆動停止または逆転駆動させるものであって、ウインドの全移動範囲を複数の分割移動領域に分割し、各分割移動領域毎に基準中央値を設定するとともに、基準中央値をその分割移動領域で挟み込みを生じないときに検出された複数のモーター負荷トルクを表すパラメータ値の平均値に基づいて設定しているものである。
【００１６】
また、本発明の他の実施の形態において、パワーウインド装置の挾み込み検知方法は、前記１つの実施の形態に加え、ウインドの挟み込みを、複数の分割移動領域毎に設定された基準中央値と複数の分割移動領域に係わりなく予設定された基準許容値との和によって判断するとともに、基準許容値をモーターの駆動電圧の変動に対応して変更させているものである。
【００１７】
本発明の１つの実施の形態によれば、ウインドの全移動範囲を複数の分割移動領域に分割し、それぞれの分割移動領域毎に基準中央値の設定を行い、複数の分割移動領域のそれぞれについてウインドが移動（開閉）する度ごとに新たな基準中央値を予設定するもので、この予設定を行う場合、ウインドがそれぞれの分割移動領域を移動（開閉）する際に検出した最新の複数パラメータ値からそれらパラメータ値の平均値を求め、求めた複数パラメータ値の平均値を用いて新たな基準中央値を設定するようにしているので、検出した複数パラメータ値の１つのパラメータ値に比較的大レベルのノイズが重畳したとしても、ノイズが重畳したパラメータ値の大レベルのノイズ成分がノイズが重畳していない他の多くのパラメータ値に実質的に分散されるようになって、ノイズ成分の大レベルがほぼ無視できるレベルになり、ノイズの重畳によっても新たに設定される基準中央値に誤りがなく、常時、正確なウインドの挾み込みの検知を行うことができる。
【００１８】
また、本発明の他の実施の形態によれば、前記１つの実施の形態によって得られる正確なウインドの挟み込みの検知ができるとともに、基準中央値に加算されてウインドの挟み込みの判断基準となる基準許容値を、モーター駆動電圧の変動に対応して変更するようにしているので、モーターの駆動電圧が定格電圧から変動しても、そのモーター駆動電圧の変動の影響を相殺するように基準許容値が変動するようになって、実質的にモーター駆動電圧の変動の影響を受けないウインドの挟み込みの検知を行うことができる。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
【００２０】
図１は、本発明によるパワーウインド装置の挟み込み検知方法の第１実施例が実施されるパワーウインド装置を示すブロック構成図である。
【００２１】
図１に示されるように、パワーウインド装置は、スイッチ装置１と、マイクロ制御ユニット（ＭＣＵ）２と、モーター駆動部３と、モーター４と、パルス発生器５と、プルアップ抵抗６と、分圧抵抗器７と、パルス伝送路８とを備える。
【００２２】
また、図２（ａ）は、図１に図示のパワーウインド装置に用いられるパルス発生器のパルス発生原理構造図であり、図２（ｂ）は、モーターの駆動時に、パルス発生器から発生される２相方形波パルスを示す波形図である。
【００２３】
図２（ａ）に示されるように、パルス発生器５は、回転体５1 と、ホール素子５2 、５3 とを備えている。
【００２４】
そして、スイッチ装置１は、個別に操作される３個のスイッチ１1 、１2 、１3 を具備する。これらのスイッチ１1 乃至１3 の中で、スイッチ１1 は、ウインドの上昇（閉）動作を指令するものであり、スイッチ１2 は、ウインドの下降（開）動作を指令するためのものであって、スイッチ１1 、１2 を操作しているときだけ、ウインドが指定された方向に移動し、スイッチ１1 、１2 の操作を停止すると、ウインドの移動も停止する。スイッチ１3 は、動作の自動継続を指令するものであって、スイッチ１3 とスイッチ１1 とを同時操作すると、前述のようにウインドが上昇（閉）動作を始めるが、その後、スイッチ１3 とスイッチ１1 の操作を停止しても、ウインドの上昇（閉）動作が継続され、ウインドが窓枠の最上部に達したときに停止する。また、スイッチ１3 とスイッチ１2 とを同時操作すると、やはり前述のようにウインドが下降（開）動作を始めるが、その後、スイッチ１3 とスイッチ１2 の操作を停止しても、ウインドの下降（開）動作が継続され、ウインドが窓枠の最下部に達したときに停止する。
【００２５】
ＭＣＵ２は、制御・演算部９と、メモリ１０と、モーター駆動電圧検出部１１と、パルスエッジカウンタ１２と、タイマー１３とを具備する。これらの構成要素の中で、制御・演算部９は、スイッチ装置１の操作状態に対応した制御信号を発生し、この制御信号をモーター駆動部３を介してモーター４に供給し、モーター４を回転駆動させ、同時に、モーター駆動電圧検出部１１やパルスエッジカウンタ１２から供給されるデータやメモリ１０に記憶されている記憶データに基づいて、所定のデータ処理やデータ演算等を行い、モーター駆動部３を介してモーター４の回転状態を制御する。メモリ１０は、基準中央値記憶エリア１０1 、基準許容値記憶エリア１０2 、トルクデータ加算値記憶エリア１０3 、起動キャンセル記憶エリア１4 、分割移動領域内トルクデータ数記憶エリア１０5 、総トルクデータ数記憶エリア１０6 からなる６つの記憶エリアと、第１タイムテーブル１０7 、第２タイムテーブル１０8 からなる２つのタイムテーブルを具備する。なお、これら６つの記憶エリア１０1 乃至１０6 及びこれら２つのタイムテーブル１０7 乃至１０8 への記憶内容については後述する。モーター駆動電圧検出部１１は、分圧抵抗器７の分圧点に得られる車載電源（バッテリー）電圧を表す分圧電圧の検出を行う。パルスエッジウンタ１２は、パルス発生器５から供給された２相方形波パルスのパルスエッジの検出を行う。
【００２６】
モーター駆動部３は、制御信号反転用の２つのインバータ３1 、３2 と、モーターの回転を正転、逆転、停止のいずれかに切替設定する２つのリレー３3 、３4 と、火花発生防止用の２個のダイオード３5 、３6 とを具備し、ＭＣＵ２から供給される制御信号の状態に応じたモーター４の回転駆動を行う。
【００２７】
モーター４は、回転軸が図示されていないウインド駆動機構を介して自動車のウインドに結合されており、モーターの回転時、例えば、正方向回転時にウインドを閉じ、逆方向回転時にウインドを開く。
【００２８】
パルス発生器５は、モーター４に直接装着されているもので、図２（ａ）に示されるように、モーター４の回転軸に取り付けられ、対向円周部分にＳ極及びＮ極が着磁された回転体５1 と、この回転体５1 の円周部分の近くに、モーター４の回転時に互いに９０°位相を異にする２相パルスを発生するように配置されたホール素子５2 、５3 とを具備している。そして、モーター４が回転すると、その回転によって回転体５1 も同時回転し、図２（ｂ）に示されるように、２個のホール素子５2 、５3 が回転体５1 の着磁部分を検出し、２個のホール素子５2 、５3 からそれぞれモーター４の１回転時に１周期となる、互いに１／４周期ずれた２相方形波パルスが出力される。
【００２９】
プルアップ抵抗６は、スイッチ装置１の出力及びＭＣＵ２の入力と、５Ｖ電源との間に接続された３個の並列結合抵抗からなるもので、３個のスイッチ１1 、１2 、１3 の非操作時にＭＣＵ２の入力に電源電圧（５Ｖ）を供給する。
【００３０】
分圧抵抗器７は、車載電源（バッテリー）と接地間に直列接続された２個の抵抗からなり、これらの抵抗の接続点がＭＣＵ２のモーター駆動電圧検出部１１に接続される。
【００３１】
パルス伝送路８は、パルス発生器５の出力と５Ｖ電源との間に接続された２個のプルアップ抵抗と、同出力と接地間に接続されたコンデンサと、同期出力とＭＣＵ２のパルスエッジカウンタ１２の入力との間に接続された２個の直列抵抗とからなり、パルス発生器５から出力された２相方形波パルスをパルスエッジカウンタ１２に伝送する。
【００３２】
モーター４が回転し、ウインドの開閉動作が行われているとき、パルス発生器５で発生された２相方形波パルスは、パルス伝送路８を介してＭＣＵ２に供給される。このとき、パルスエッジカウンタ１２は、２相方形波パルスのそれぞれのパルスエッジ（立上り及び立下り）を検出し、パルスエッジが到来する度にエッジ検出信号を制御・演算部９に供給する。制御・演算部９は、エッジ検出信号の供給タイミングをタイマー１３でカウントし、１つのエッジ検出信号とそれに続く１つのエッジ検出信号との到来時間間隔（以降、これをエッジ間隔データという）を測定する。なお、このエッジ間隔データは、モーター４が１／４回転する度に１つ得られるものである。
【００３３】
ところで、図１に図示のパワーウインド装置においては、ウインドへの挟み込みの有無を検知するため、その検出パラメータとしてモーター負荷トルク値を用いており、基準中央値や基準許容値もモーター負荷トルクによって設定されている。また、図１に図示のパワーウインド装置は、ウインドの全移動領域（全開位置と全閉位置との間の移動領域）を、エッジ間隔データの到来毎にカウントされるカウント数に基づいて複数に分割した分割移動領域が設定されており、各分割移動領域に対して、予設定したモーター負荷トルクの基準中央値及び基準許容値が設定されている。
【００３４】
図３は、図１に図示のパワーウインド装置におけるウインドの全移動領域を３６の分割移動領域に分割した場合の、各分割移動領域にそれぞれ設定されたモーター負荷トルクの基準中央値及び基準許容値の一例を示す特性図であり、また、図４は、図３に示された３６の分割移動領域中の１つの分割移動領域において、３２のエッジ間隔データが到来する状態の一例を示す特性図である。
【００３５】
図３において、縦軸はモーター負荷トルクを示し、横軸はウインドが全開位置から全閉位置に向かって移動したとき、エッジ間隔データの到来毎にカウントしたカウント数を示す。そして、下側の階段状特性（Ｓ）はモーター負荷トルクの基準中央値、上側の階段状特性（Ａ）はモーター負荷トルクの基準許容値（正確には、基準中央値＋基準許容値であるが、以下、基準許容値として説明する）であり、実線（Ｍ）はウインドへの物体の挟み込みがない場合のモーター負荷トルクの経緯曲線、一点鎖線（Ｈ）はウインドへの物体の挟み込みがあった場合のモーター負荷トルクの経緯曲線である。また、図４において、縦軸はエッジ間隔データの値を示し、横軸はウインドが開位置方向から閉位置方向に移動したとき、エッジ間隔データの到来毎にカウントしたカウント数を示し、所々にノイズが加わった場合の例を示している。
【００３６】
ここで、図３に示されたモーター負荷トルクの基準中央値は、ウインドへの実質的な挟み込みがないときのウインドの移動に必要とされるモーター負荷トルク値であって、実際には、ウインドの重量や、ウインド及びサッシ間の機械的な摩擦力等がモーター負荷トルクとして計測されるもので、挟み込みがないときに既に計測されたトルク値に基づいて決定され、ウインドが移動する度ごとに、それまでの基準中央値が新たな基準中央値に更新される、いわゆる学習されるものである。また、モーター負荷トルクは、後述するように、エッジ間隔データやモーター駆動電圧から算出されるものであるが、エッジ間隔データは、モーター４が１／４回転する度に１つ得られ、ウインドが全開位置から全閉位置までの範囲を移動した際、即ち、３６の分割移動領域を移動した際に、それぞれの分割移動領域で３２のエッジ間隔データが得られることから、全体で約１２００のエッジ間隔データが得られることになる。
【００３７】
また、図３に示されたモーター負荷トルクの基準許容値は、分割移動領域の存在位置に係りなく、一定値であって、一般には、規格等により決められている、ウインドに挟み込みが生じた時の挟み込み物体に印加可能な最大許容力をモータートルクに換算した値か、その値に何等かの補正を加えた値が用いられる。
【００３８】
次に、図５及び図６は、図１に図示のパワーウインド装置を用いて、ウインドの挟み込み検知を行う際の概略の動作経緯を示すフローチャートである。
【００３９】
図５及び図６に図示のフローチャートを用いて、図１に図示のパワーウインド装置の動作経緯について説明する。
【００４０】
まず、図５及び図６に図示のフローチャートの動作の説明するのに先立って、パワーウインド装置においては、次のような動作が実行される。
【００４１】
即ち、スイッチ装置１の中の１つのスイッチ、例えばスイッチ１1 を操作すると、スイッチ１1 に接続されたＭＣＵ２の入力が５Ｖ電位から接地電位に変化する。ＭＰＵ２の制御・演算部９は、入力された接地電位に応答してモーター制御部３にモーター４を正方向回転する制御信号を供給し、モーター制御部３は、制御信号に応答して２つのリレー３3 、３4 を切替え、モーター４を正方向回転する。モーター４が正方向回転すると、モーター４に連結されたウインド駆動機構を介してウインドが閉じる方向に移動する。また、モーター４の回転により、モーター４に取り付けられたパルス発生器５が２相方形波パルスを発生し、発生した２相方形波パルスがパルス伝送路８を介してＭＣＵ２のパルスエッジカウンタ１２に供給される。
【００４２】
ここで、スイッチ１1 の操作を停止すると、スイッチ１1 に接続されたＭＣＵ２の入力が接地電位から５Ｖ電位に変化する。ＭＰＵ２の制御・演算部９は、入力した５Ｖ電位に応答してモーター制御部３にモーター４の回転を停止する制御信号を供給し、モーター制御部３は、この制御信号に応答して２つのリレー３3 、３4 を切替え、モーター４への電源の供給を止め、モーター４の回転を停止させる。モーター４の回転が停止すると、モーター４に連結されたウインド駆動機構の動作が停止し、ウインドが現在の位置で停止する。また、モーター４の回転が停止すると、モーター４に取り付けられたパルス発生器５の２相方形波パルスの発生も停止し、ＭＣＵ２のパルスエッジカウンタ１２に２相方形波パルスが供給されなくなる。
【００４３】
次に、スイッチ装置１の中の他のスイッチ、例えばスイッチ１2 を操作すると、前述の場合と同様に、スイッチ１2 に接続されたＭＣＵ２の入力が接地電位に変化する。ＭＰＵ２の制御・演算部９は、入力された接地電位に応答してモーター制御部３にモーター４を逆方向回転する制御信号を供給し、モーター制御部３は、この制御信号に応答して２つのリレー３3 、３4 を切替え、モーター４を逆方向に回転する。モーター４が逆方向に回転すると、モーター４に連結された駆動機構を介してウインドを開く方向に移動させる。この場合も、モーター４が回転すると、モーター４に取り付けられたパルス発生器５が２相方形波パルスを発生し、発生した２相方形波パルスがパルス伝送路８を介してＭＣＵ２のパルスエッジカウンタ１２に供給される。
【００４４】
その後、スイッチ１2 の操作を停止した場合、スイッチ１1 とスイッチ１3 とを同時操作した場合、スイッチ１2 とスイッチ１3 とを同時操作した場合の動作も、前述の各動作と同じ動作が行われるか、または、前述の各動作に準じた動作が行われる。
【００４５】
このような動作が行われるとき、始めに、ステップＳ１において、ＭＣＵ２の制御・演算部９は、パルスエッジカウンタ１２において、パルス発生器５から供給された２相方形波パルスのパルスエッジを検出したか否かを判断する。そして、パルスエッジを検出したと判断した（Ｙ）ときは、次のステップＳ２に移行し、一方、パルスエッジを未だ検出していないと判断した（Ｎ）ときは、このステップＳ１を繰り返し実行する。
【００４６】
次に、ステップＳ２において、制御・演算部９は、パルスエッジカウンタ１２がパルスエッジの検出を行った際に、タイマー１３のカウントによって、前回パルスエッジを検出した時点と今回パルスエッジを検出した時点との時間間隔を表すエッジ間隔データを取得する。
【００４７】
次いで、ステップＳ３において、制御・演算部９は、取得したエッジ間隔データが規定時間（例えば、３．５ｍｓｅｃ）以上のものであるか否か、即ち、正規のエッジ間隔データであるかまたはノイズであるかを判断する。そして、エッジ間隔データが規定時間以上のものであると判断した（Ｙ）ときは、次のステップＳ４に移行し、エッジ間隔データが規定時間に満たない、即ち、ノイズであると判断した（Ｎ）ときは、最初のステップＳ１に戻り、ステップＳ１以降の動作が繰り返し実行される。なお、この判断において、エッジ間隔データにノイズが重畳加算されている場合は、正規のエッジ間隔データであると判断している。
【００４８】
続く、ステップＳ４において、制御・演算部９は、モーター駆動電圧検出部１１において分圧抵抗器７で検出した分圧電圧をモーター駆動電圧Ｅとして取得する。
【００４９】
続いて、ステップＳ５において、制御・演算部９は、取得したモーター駆動電圧Ｅとエッジ間隔データＰｗとを用いて演算を行い、モーター負荷トルクＴｃを算出する。モーター負荷トルクＴｃの算出は、次式（１）に基づいて算出する。即ち、
【００５０】
【数１】
【００５１】
この場合、第１タイムテーブル１０7 には、式（１）の前半項｛ｋｔ・（Ｅ／Ｒｍ）−Ｔｍ｝、即ち、モーター駆動電圧Ｅの依存項を示す計算結果がそれぞれのモーター駆動電圧Ｅの値に対応して記憶されており、また、第２タイムテーブル１０8 には、式（１）の後半項｛（ｋｅ・ｋｔ）／（Ｒｍ・Ｐｗ）｝、即ち、エッジ間隔データＰｗの依存項を示す計算結果がそれぞれのエッジ間隔データＰｗの値に対応して記憶されているもので、制御・演算部９は、モーター負荷トルクＴｃを算出する際に、その時点に計測したモーター駆動電圧Ｅ及びエッジ間隔データＰｗから、それらの値に対応したモーター駆動電圧Ｅの依存項を示す計算結果を第１タイムテーブル１０7 から読み出し、エッジ間隔データＰｗの依存項を示す計算結果を第２タイムテーブル１０8 から読み出し、読み出した計算結果を用いてモーター負荷トルクＴｃの算出を行う。
【００５２】
次に、ステップＳ６において、制御・演算部９は、モーター４の起動時の動作が終了したか否か、即ち、起動時キャンセルが終了したか否かを判断する。そして、起動時の動作が終了したと判断した（Ｙ）ときは、次のステップＳ７に移行し、一方、起動時の動作が未だ終了していないと判断した（Ｎ）ときは、最初のステップＳ１に戻り、ステップＳ１以降の動作が繰り返し実行される。
【００５３】
ここで、モーター４の起動時の動作が終了したか否かを判断する理由は、モーター４の起動時に、モーター４の内部トルクが極大の状態から定常状態に変化する段階があることから、このとき計測されたモータートルク値に基づいて挟み込みを判断してしまうと、大きなモーター負荷トルク値の計測によって、ウインドに挟み込みが生じたものとの誤判断を生じる結果になるためであり、また、この大きなモータートルク値を基準中央値の更新のために用いると、新たな基準中央値が実態に合わない誤った値に設定されることがあるためである。
【００５４】
このため、モーター４の起動時の動作が終了していないと判断した場合は、後述するように、基準中央値を更新するためのモータートルク値の平均化処理を行わない。この場合、モーター４の起動時の動作が終了したか否かの判断は、最初のパルスエッジを検出してから所定回数のパルスエッジを検出するまでの期間に基づいて行われるもので、モーター４の起動時の動作が終了していない場合、メモリ１０の起動キャンセル記憶エリア１０4 にその旨が記憶され、記憶回数が所定回数に達した後はクリアされる手順とされている。
【００５５】
次いで、ステップＳ７において、制御・演算部９は、ステップＳ５において算出したモーター負荷トルクＴｃを基準中央値と比較する。この比較においては、メモリ１０における、全分割移動領域について予設定された基準中央値を記憶している基準中央値記憶エリア１０1 、分割移動領域に係わりなしに一定の基準値許容差を記憶している基準許容値記憶エリア１０2 が用いて行われる。
【００５６】
次いで、ステップＳ８において、制御・演算部９は、現在計測中の分割移動領域で算出されたモーター負荷トルクＴｃが、当該分割移動領域に予設定された基準中央値に基準許容値を加えた値（許容基準値）の範囲内であるか否かを判断する。そして、モーター負荷トルクＴｃが許容基準値の範囲内であると判断した（Ｙ）ときは、次のステップＳ９に移行し、一方、モーター負荷トルクＴｃが許容基準値の範囲内を超えていると判断した（Ｎ）ときは、他のステップＳ１７に移行する。
【００５７】
続く、ステップＳ９において、制御・演算部９は、現在計測中の１つの分割移動領域において算出した全てのモーター負荷トルクＴｃを加算し、トルクデータ加算値記憶エリア１０3 に記憶する。
【００５８】
続いて、ステップＳ１０において、制御・演算部９は、現在計測中の１つの分割移動領域において得られた全てのモーター負荷トルクＴｃの数をカウントし、分割移動領域内トルクデータ数記憶エリア１０5 に記憶する。
【００５９】
次に、ステップＳ１１において、制御・演算部９は、ウインドの全開位置から現在計測中の１つの分割移動領域までに得られた全てのモーター負荷トルクＴｃの数をカウントし、総トルクデータ数記憶エリア１０6 に記憶する。
【００６０】
次いで、ステップＳ１２において、制御・演算部９は、総トルクデータ数記憶エリア１０6 に記憶されている総トルクデータ数からウインドの現在の分割移動領域の判断をする。
【００６１】
続く、ステップＳ１３において、制御・演算部９は、ステップＳ１２の判断に基づいて、ウインドの現在の分割移動領域が１つの分割移動領域から次の分割移動領域に移動したか否かを判断する。そして、ウインドの分割移動領域が次の分割移動領域に移動したと判断した（Ｙ）ときは、次のステップＳ１４に移行し、一方、ウインドの分割移動領域が未だ次の分割移動領域に移動していないと判断した（Ｎ）ときは、最初のステップＳ１に戻り、ステップＳ１以降の動作が繰り返し実行される。
【００６２】
続いて、ステップＳ１４において、制御・演算部９は、前記１つの分割移動領域で算出されたモーター負荷トルクＴｃの値から、この１つの分割移動領域における新たな基準中央値を設定する。この新たな基準中央値の設定は、この１つの分割移動領域で得られたそれぞれのエッジ間隔データに基づいて算出されたモーター負荷トルクＴｃの値の平均値が用いられるもので、例えば、図４に示されるように、１つのエッジ間隔データ（パルスカウント数７５）がノイズだけであった場合ステップＳ３のデータが不採用になり、このノイズはモーター負荷トルクＴｃの値の平均値の算出に用いられることがなく、また、１つのエッジ間隔データ（パルスカウント数８４）にノイズが重畳されて大きな値になっていたとしても、その大きな値に基づいて算出されたモーター負荷トルクＴｃの値と他の多くのモーター負荷トルクＴｃの値とが平均化されるので、ノイズが重畳した大きなエッジ間隔データの値が存在しても、新たな基準中央値が誤った値に導かれることはない。
【００６３】
次に、ステップＳ１５において、制御・演算部９は、ステップＳ１４において新たに設定した基準中央値を、メモリ１０内の基準中央値記憶エリア１０1 にそれまでの基準中央値に代えて書き込む。
【００６４】
続く、ステップＳ１６において、制御・演算部９は、モーター負荷トルクＴｃの値の平均値を求めるために用いたメモリ１０内の平均化処理エリア、つまりトルクデータ加算値記憶エリア１０3 及び分割移動領域内トルクデータ数記憶エリア１０5 を初期化する。この初期化が行われると、最初のステップＳ１に戻り、再び、ステップＳ１以降の動作が繰り返し実行される。
【００６５】
このようなフローチャートにおける繰り返しの動作は、スイッチ１1 またはスイッチ１2 等の操作によってモーター４の駆動が停止され、ウインドの移動が停止するまで行われるか、または、後述するステップＳ１７において、ウインドの挟み込みが検知され、それによりモーター４の駆動が停止され、ウインドの移動が停止するようなるかもしくはモーター４が反対方向へ回転駆動され、ウインドの移動が逆方向になるようになるまで行われる。
【００６６】
また、ステップＳ１７において、制御・演算部９は、モーター制御部３に制御信号を供給して、２つのリレー３3 、３4 を切替え、モーター４の回転を停止させてウインドの移動を停止させるか、または、モーター４の回転をそれまでの回転方向と逆の方向に回転させてウインドの移動をそれまでの方向と逆の方向に移動させ、ウインドに挟み込まれた物体を損傷から保護するように動作する。
【００６７】
なお、このフローチャートにおいて、ステップＳ２乃至ステップＳ６は、エッジ間隔データの取得を行うデータ取得の動作過程であり、ステップＳ７及びステップＳ８は、ウインドへの物体の挟み込みを判断する挟み込み判断の動作過程であり、ステップＳ９乃至ステップＳ１６は、モーター負荷トルクの基準値中央値を更新する基準値中央値更新の動作過程であり、ステップＳ１７はモーターの駆動停止または駆動反転させるモーター駆動停止の動作過程である。
【００６８】
この場合、図１に図示のパワーウインド装置において、図５及び図６に示されたフローチャートに従った動作が実行され、その際にウインドが全開位置から全閉位置まで移動し、その移動時にウインドの挟み込みを生じなかった場合は、モーター負荷トルクとして図４の実線（Ｍ）に示すような特性が得られるもので、全分割移動領域においてモーター負荷トルクは、それぞれの分割移動領域に設定された基準中央値に基準許容値を加えた値を超えることがない。
【００６９】
これに対して、ウインドが中間位置から全閉位置方向に移動し、その移動時にウインドの挟み込みを生じた場合は、モーター負荷トルクとして図４の一点鎖線（Ｈ）に示すような特性が得られるもので、挟み込みを生じた分割移動領域におけるモーター負荷トルクは、その分割移動領域に設定された基準中央値に基準許容値を加算した値を超えるようになる。
【００７０】
このように、第１実施例におけるパワーウインド装置の挟み込み検知方法によれば、複数の分割移動領域のそれぞれに新たな基準中央値を予設定する場合、ウインドがそれぞれの分割移動領域を移動（開閉）する際に検出した最新の複数パラメータ値の平均値を求め、求めた複数パラメータ値の平均値を用いて新たな基準中央値を算出するようにしている。このため、検出した複数パラメータ値の中の１つのパラメータ値に比較的大きなレベルのノイズが重畳していたとしても、ノイズが重畳したパラメータ値の大レベルのノイズ成分がノイズが重畳していない他の多くのパラメータ値に実質的に分散されるようになってほぼ無視できるレベルに低下するようになり、ノイズが重畳したとしても新たに設定される基準中央値の誤りをなくして、常時、正確なウインドの挾み込みの検知が行える。
【００７１】
また、第１実施例におけるパワーウインド装置の挟み込み検知方法によれば、モーター負荷トルクＴｃを算出する場合、メモリ１０の中の第１タイムテーブル１０7 に記憶されている、モーター負荷トルクＴｃを表す式（１）におけるそれぞれのモーター駆動電圧Ｅの値に対応したモーター駆動電圧Ｅの依存項の計算結果、及び、第２タイムテーブル１０8 に記憶されている、同じ式（１）におけるそれぞれのエッジ間隔データＰｗの値に対応したエッジ間隔データＰｗの依存項の計算結果を用いて算出するようにしているので、エッジ間隔データＰｗ及びモーター駆動電圧Ｅが得られた時点時点におけるモーター負荷トルクＴｃを算出を極めて高速度で行うことができ、モーター負荷トルクＴｃの算出に時間遅れが生じることはない。
【００７２】
これまでに説明した第１実施例は、モーター４の駆動電圧、即ち、車載用バッテリーの出力電圧が定格電圧から変動した場合の影響を考慮したものではないが、モーター４の駆動電圧の定格電圧から変動した場合、モーター４の駆動が停止してからモーター４の回転が停止するまでの時間、即ち、モーター４の慣性による回転停止時間が変動するので、モーター４の駆動電圧が変動した場合にウインドの挟み込みの検知の判断に若干の影響を及ぼすことになる。
【００７３】
ここで、図１０は、モーター駆動電圧が変動した場合のモーター駆動停止後の慣性によるモーター回転状態の一例を示す特性図である。
【００７４】
図１０において、縦軸はモーター駆動停止後の慣性によるモーター回転状態、横軸はモーター駆動電圧であって、定格電圧１２Ｖに対してモーター駆動電圧が１０．０Ｖから１５．５Ｖの範囲内で変動した際のモーター駆動停止後の慣性によるモーター回転量を示すものである。
【００７５】
図１０に図示の特性曲線に示されるように、モーター駆動電圧が定格電圧１２Ｖである場合、モーター駆動停止後の慣性によるモーターの回転量は約１／４回転であるが、モーター駆動電圧が定格電圧１２Ｖより低下して１０．０Ｖ以下にになると、モーター駆動停止後の慣性によるモーターの回転量はほぼ０になり、一方、モーター駆動電圧が定格電圧１２Ｖより増大して１４．０Ｖに近くなると、モーター駆動停止後の慣性によるモーターの回転量は約１／２回転になり、さらにモーター駆動電圧が定格電圧１２Ｖより増大して１５．５Ｖに近くなると、モーター駆動停止後の慣性によるモーターの回転量は約３／４回転になる。
【００７６】
そこで、本発明の第２実施例は、このようなモーター駆動電圧の変動の影響を考慮し、モーター駆動電圧の変動に応じて基準許容値を適宜変動させるようにして、ウインドの挟み込みの検知の判断がモーター駆動電圧の変動の影響を受けないようにしたものである。
【００７７】
図７は、本発明によるパワーウインド装置の挟み込み検知方法の第２実施例が実施されるパワーウインド装置を示すブロック構成図である。
【００７８】
図７において、図１に図示された構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付けている。
【００７９】
また、図８は、図７に図示のパワーウインド装置において、ＭＣＵ２のメモリ１０の駆動電圧依存基準許容値記憶エリア１０9 に記憶されるモーター駆動電圧に対する基準許容値の一例を示す特性図である。
【００８０】
図８において、縦軸は基準許容量、横軸はモーター駆動電圧であって、モーター駆動電圧が９．０Ｖから１６．０Ｖの範囲内で変動した場合の基準許容量の設定値の変化状態を示すものである。
【００８１】
そして、図７に図示の第２実施例に用いられるパワーウインド装置（以下、これを第２実施例装置という）と、図１に図示の第１実施例に用いられるパワーウインド装置（以下、これを第１実施例装置という）との構成の違いは、ＭＣＵ２のメモリ１０の構成として、図７に図示されるように、第２実施例装置が第１実施例装置に設けられた基準許容値記憶エリア１０2 に代えて、モーター駆動電圧に依存して変動する基準許容量を記憶する駆動電圧依存基準許容値記憶エリア１０9 を具備している点だけであって、その他、第２実施例装置と第１実施例装置との間に構成の違いはない。このため、第２実施例装置の構成については、これ以上の説明は省略する。
【００８２】
次に、図９は、図７に図示のパワーウインド装置を用いて、ウインドの挟み込みの検知を行う際の概略の動作経緯を示すフローチャートであって、第１実施例装置と比べて、第２実施例装置に特有の動作が行われる動作経緯部分だけを抽出して示したものである。
【００８３】
図９において、図５に示された各ステップと同じ動作が行われる各ステップについては同じ記号を付けている。
【００８４】
まず、ステップＳ１からステップＳ６までの動作は、図５に図示のステップＳ１からステップＳ６までの動作と同じである。
【００８５】
次に、ステップＳ６’において、制御・演算部９は、モーター駆動電圧検出部１１でモーター駆動電圧を検出し、その検出結果に対応した駆動電圧依存基準許容値を駆動電圧依存基準許容値記憶エリア１０9 から読み出し取得する。
【００８６】
次いで、ステップＳ７において、制御・演算部９は、ステップＳ５において算出したモーター負荷トルクＴｃを基準中央値と比較する。この比較においては、メモリ１０内の基準中央値記憶エリア１０1 に記憶されている基準中央値の読み出し取得、駆動電圧依存基準許容値記憶エリア１０9 に記憶されている駆動電圧依存基準許容値の読み出し取得によって行われる。
【００８７】
続いて、ステップＳ８において、制御・演算部９は、現在計測中の分割移動領域で算出されたモーター負荷トルクＴｃが、当該分割移動領域に予設定されている、読み出し取得した基準中央値に読み出し取得した基準許容値駆動電圧依存を加算した値の範囲内であるか否かを判断する。そして、モーター負荷トルクＴｃが加算した値の範囲内であると判断した（Ｙ）ときは、次のステップＳ９に移行し、一方、モーター負荷トルクＴｃが加算した値の範囲内を超えていると判断した（Ｎ）ときは、他のステップＳ１７に移行する。
【００８８】
その後、ステップＳ９以降の動作及びステップＳ１７の動作は、図５及び図６に図示のステップＳ９以降及びステップＳ１７の各動作と同じである。
【００８９】
このように、パワーウインド装置の挟み込みの検知方法の第２実施例は、第１実施例で達成できる正確なウインドの挾み込みの検知が可能になるだけでなく、基準中央値に加算されてウインドの挾み込みの可否の判断基準となる基準許容値を、モーターの駆動電圧の変動に対応して変更する駆動電圧依存基準許容値を用いているので、モーター駆動電圧が定格電圧から変動しても、そのモーター駆動電圧の変動の影響を相殺するように駆動電圧依存基準許容値が変動し、実質的にモーター駆動電圧の変動の影響を受けないウインドの挾み込みの検知を行うことができる。
【００９０】
【発明の効果】
以上のように、請求項１に記載の発明によれば、複数の分割移動領域のそれぞれに新たな基準中央値を予設定する場合、ウインドがそれぞれの分割移動領域を移動（開閉）する際に検出した最新の複数パラメータ値の平均値を求め、求めた複数パラメータ値の平均値を用いて新たな基準中央値を算出しているので、検出した複数パラメータ値の中の１つのパラメータ値に比較的大きなレベルのノイズが重畳しても、ノイズが重畳したパラメータ値の大レベルのノイズ成分がノイズが重畳していない他の多くのパラメータ値に実質的に分散するようになってほぼ無視できるレベルになり、ノイズが重畳したとしても新たに設定される基準中央値の誤りをなくし、常時、正確なウインドの挾み込みの検知を行うことができるという効果がある。
【００９１】
また、請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明における正確なウインドの挟み込みの検知を行うことができる他に、基準中央値に加算されてウインドの挟み込みの可否の判断基準となる基準許容値を、モーターの駆動電圧の変動に対応して変更する駆動電圧依存基準許容値を用いているので、モーター駆動電圧が定格電圧から変動しても、そのモーター駆動電圧の変動の影響を相殺するように駆動電圧依存基準許容値が変動し、実質的にモーター駆動電圧の変動の影響を受けないウインドの挟み込みを検知できるという効果がある。
さらに、請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明における正確なウインドの挟み込みの検知を行うことができる他に、パルスのエッジ間隔データに基づいてパラメータ値を算出するとともに、エッジ間隔データが規定時間以上のものであるか否かを判断し、規定時間以下のものであればノイズであると判断し、規定時間以上のものであれば正規のエッジ間隔データであると判断してパラメータ値の算出に利用しているので、ノイズがモーター負荷トルクの平均値の算出に影響を与えることがなく、ノイズが正規のエッジ間隔データに重畳していても、エッジ間隔データが平均化されることによりその影響を大きく受けることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるパワーウインド装置の挟み込み検知方法の第１実施例が実施されるパワーウインド装置を示すブロック構成図である。
【図２】図１に図示のパワーウインド装置に用いられるパルス発生器のパルス発生原理構造図及びパルス発生器から発生される２相方形波パルスを示す波形図である。
【図３】図１に図示のパワーウインド装置におけるウインドの全移動領域を複数の分割移動領域に分割した場合、各分割移動領域に設定されたモーター負荷トルクの基準中央値及び基準許容値の一例を示す特性図である。
【図４】図３に示された複数の分割移動領域中の１つの分割移動領域において、複数のエッジ間隔データが到来する状態の一例を示す特性図である。
【図５】図１に図示のパワーウインド装置を用いて、ウインドの挟み込み検知を行う際の概略の動作経緯を示すフローチャートの前半部である。
【図６】図１に図示のパワーウインド装置を用いて、ウインドの挟み込み検知を行う際の概略の動作経緯を示すフローチャートの後半部である。
【図７】本発明によるパワーウインド装置の挟み込み検知方法の第２実施例が実施されるパワーウインド装置を示すブロック構成図である。
【図８】図７に図示のパワーウインド装置において駆動電圧依存基準許容値記憶エリアに記憶されるモーター駆動電圧に対する基準許容値の一例を示す特性図である。
【図９】図７に図示のパワーウインド装置を用いてウインドの挟み込みの検知を行う際の概略の動作経緯を示すフローチャートである。
【図１０】モーター駆動電圧が変動した場合のモーター駆動停止後の慣性によるモーター回転状態の一例を示す特性図である。
【符号の説明】
１ スイッチ装置
１1 、１2 、１3 スイッチ
２ マイクロ制御ユニット（ＭＣＵ）
３ モーター駆動部
３1 、３2 インバータ
３3 、３4 リレー
３5 、３6 ダイオード
４ モーター
５ パルス発生器
５1 回転体
５2 、５3 ホール素子
６ プルアップ抵抗
７ 分圧抵抗器
８ パルス伝送路
９ 制御・演算部
１０ メモリ
１０1 基準中央値記憶エリア
１０2 基準許容値記憶エリア
１０3 トルクデータ加算値記憶エリア
１０4 起動キャンセル記憶エリア
１０5 分割移動領域内トルクデータ数記憶エリア
１０6 総トルクデータ数記憶エリア
１０7 第１タイムテーブル
１０8 第２タイムテーブル
１０9 駆動電圧依存基準許容値記憶エリア
１１ モーター駆動電圧検出部
１２ パルスエッジカウンタ
１３ タイマー
【発明の属する技術分野】
本発明は、パワーウインド装置の挟み込み検知方法に係わり、特に、ウインドの開閉中に何等かの物体が挟み込まれたことの検知を、正確に、かつ、高速度で行うことが可能なパワーウインド装置の挟み込み検知方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車のパワーウインド装置においては、ウインドの挟み込みの検知を行うものとして種々のものが知られており、その中の一例として、特開昭６１−６０９８１号に開示のパワーウインド装置のものがある。
【０００３】
前記特開昭６１−６０９８１号に開示のパワーウインド装置は、ウインドの挟み込みの検知をするためのパラメータ値にモーター負荷電流値を利用しているものであって、ウインドの全移動範囲を複数の分割移動領域に分割し、それぞれの分割移動領域に対してウインドの挟み込みの発生の可否を表す基準電流値を予設定し、複数の分割移動領域毎に、検知したモーター負荷電流値（前者）とその分割移動領域に設定されている基準電流値（後者）とを比較し、前者が後者を大幅に超えたときにウインドの挟み込みが発生したものと判断しているものである。
【０００４】
この場合、前記特開昭６１−６０９８１号に開示のパワーウインド装置は、複数の分割移動領域毎に基準電流値を設定する場合、ウインドの移動（開閉）動作時に、その分割移動領域でウインドの挾み込みが発生しなかったときに得られたモーター負荷電流のピーク値を基づいた設定を行っているものである。
【０００５】
この他に、ウインドの挟み込みの検知を行うパワーウインド装置の中には、ウインドの挾み込みの検知を行うためのパラメータ値として、モーター負荷トルクを利用するものも知られている。
【０００６】
しかるに、モーター負荷トルクを利用したこのパワーウインド装置は、前記特開昭６１−６０９８１号に開示のパワーウインド装置のように、ウインドの全移動範囲を複数の分割移動領域に分割し、各分割移動領域にそれぞれ適合した基準値を設定しているものではないので、正確なウインドの挾み込みの検知を行うことが難しいものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記特開昭６１−６０９８１号に開示のパワーウインド装置は、ウインドの挟み込みを検知するパラメータ値にモーター負荷電流のピーク値を利用しているので、モーターの駆動電圧、即ち、自動車に搭載されたバッテリーの出力電圧が定格出力電圧から変動すると、モーター負荷電流のピーク値が変動するようになり、また、検出されたモーター負荷電流値のピーク値に何等かの原因でノイズが重畳したしたような場合、同様に、モーター負荷電流のピーク値が変動するようになる。
【０００８】
この場合、前記特開昭６１−６０９８１号に開示のパワーウインド装置は、各分割移動領域の基準値が、ウインドの移動（開閉）時に、その分割移動領域でウインドの挟み込みが発生しないときに得られたモーター負荷電流のピーク値に基づいて設定されることから、バッテリーの出力電圧が定格出力電圧から変動した時に得られたモーター負荷電流のピーク値や、検出されたモーター負荷電流のピーク値に大きなノイズが重畳したときのモーター負荷電流のピーク値は、バッテリーの出力電圧が定格出力電圧の時に得られたモーター負荷電流のピーク値や検出されたモーター負荷電流のピーク値にノイズが重畳しない時のモーター負荷電流のピーク値と異なり、設定された基準値も何等かの誤差を含んだものになる。そして、このような誤差を含んだ基準値を用いてウインドの挾み込みの検知を行った時には、ウインドの挾み込みの検知を正確に行うことができないもので、ウインドの挾み込みが生じていないにも係わらず、ウインドの挾み込みが生じたと誤判断したり、ウインドの挾み込みが生じたにも係わらず、ウインドの挾み込みが生じていないと誤判断したりするという問題を有している。
【０００９】
本発明は、このような問題点を解決するもので、その主たる目的は、検出出力にノイズが重畳しても、そのノイズによって設定される基準中央値に影響を与えることがなく、ウインドの挟み込みの判断を正確に行うことが可能なパワーウインド装置の挾み込み検知方法を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、モーター駆動電圧が変動しても、その変動によってウインドの挟み込みの判断の確度を低下させることがないパワーウインド装置の挾み込み検知方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記主たる目的を達成するために、本発明によるパワーウインド装置の挾み込み検知方法は、ウインドを開閉する際、ウインドに加わるモーター負荷トルクを示すパラメータ値を検出し、検出したパラメータ値と予設定された基準中央値とを比較し、パラメータ値が基準中央値から相当量外れたときにウインドの挟み込みがあったものと判断し、モーター駆動部を介してモーターを駆動停止または逆転駆動させる場合に、ウインドの全移動範囲を複数の分割移動領域に分割し、各分割移動領域毎に基準中央値を設定し、その基準中央値をその分割移動領域で挟み込みを生じないときに検出された複数のモーター負荷トルクを表すパラメータ値の平均値に基づいて設定した第１の手段を具備する。
【００１２】
また、前記主たる目的及び他の目的を達成するために、本発明のパワーウインド装置の挾み込み検知方法は、前記第１の手段に加えて、ウインドの挟み込みを、複数の分割移動領域毎に設定された基準中央値と複数の分割移動領域に係わりなく予設定された基準許容値との和によって判断し、その際に、基準許容値をモーターの駆動電圧の変動に対応して変更させる第２の手段を具備する。
【００１３】
前記第１の手段によれば、複数の分割移動領域のそれぞれに新たな基準中央値を予設定する場合、ウインドがそれぞれの分割移動領域を移動する際に検出した最新の複数パラメータ値の平均値を求め、求めた複数パラメータ値の平均値を用いて新たな基準中央値を算出しているので、検出した複数パラメータ値の中の１つのパラメータ値に比較的大きなレベルのノイズが重畳しても、ノイズが重畳したパラメータ値の大レベルのノイズ成分がノイズが重畳していない他の多くのパラメータ値に実質的に分散するようになってほぼ無視できるレベルになり、ノイズが重畳したとしても新たに設定される基準中央値の誤りをなくし、常時、正確なウインドの挾み込みの検知を行うことができる。
【００１４】
また、前記第２の手段によれば、前記第１の手段で得られる正確なウインドの挾み込みの検知が可能になるとともに、基準中央値に加算されてウインドの挾み込みの可否の判断基準となる基準許容値を、モーターの駆動電圧の変動に対応して変更するようにしているので、モーター駆動電圧が定格電圧から変動しても、そのモーター駆動電圧の変動の影響を相殺するように基準許容値が変動し、実質的にモーター駆動電圧の変動の影響を受けないウインドの挾み込みの検知を行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の１つの実施の形態において、パワーウインド装置の挾み込み検知方法は、駆動時にウインド駆動機構を介してウインドを開閉するモーターと、モーターを駆動するモーター駆動部と、モーターの回転に対応した２相パルスを発生するパルス発生部と、全体的な制御駆動処理を行うマイクロ制御ユニットと、ウインドの開閉を手動操作する操作スイッチとを備え、マイクロ制御ユニットは、モーター駆動部を介してウインドを開閉する際、ウインドに加わるモーター負荷トルクを示すパラメータ値を検出し、検出したパラメータ値と予設定された基準中央値とを比較し、パラメータ値が基準中央値から相当量外れたときにウインドの挟み込みがあったものと判断し、モーター駆動部を介してモーターを駆動停止または逆転駆動させるものであって、ウインドの全移動範囲を複数の分割移動領域に分割し、各分割移動領域毎に基準中央値を設定するとともに、基準中央値をその分割移動領域で挟み込みを生じないときに検出された複数のモーター負荷トルクを表すパラメータ値の平均値に基づいて設定しているものである。
【００１６】
また、本発明の他の実施の形態において、パワーウインド装置の挾み込み検知方法は、前記１つの実施の形態に加え、ウインドの挟み込みを、複数の分割移動領域毎に設定された基準中央値と複数の分割移動領域に係わりなく予設定された基準許容値との和によって判断するとともに、基準許容値をモーターの駆動電圧の変動に対応して変更させているものである。
【００１７】
本発明の１つの実施の形態によれば、ウインドの全移動範囲を複数の分割移動領域に分割し、それぞれの分割移動領域毎に基準中央値の設定を行い、複数の分割移動領域のそれぞれについてウインドが移動（開閉）する度ごとに新たな基準中央値を予設定するもので、この予設定を行う場合、ウインドがそれぞれの分割移動領域を移動（開閉）する際に検出した最新の複数パラメータ値からそれらパラメータ値の平均値を求め、求めた複数パラメータ値の平均値を用いて新たな基準中央値を設定するようにしているので、検出した複数パラメータ値の１つのパラメータ値に比較的大レベルのノイズが重畳したとしても、ノイズが重畳したパラメータ値の大レベルのノイズ成分がノイズが重畳していない他の多くのパラメータ値に実質的に分散されるようになって、ノイズ成分の大レベルがほぼ無視できるレベルになり、ノイズの重畳によっても新たに設定される基準中央値に誤りがなく、常時、正確なウインドの挾み込みの検知を行うことができる。
【００１８】
また、本発明の他の実施の形態によれば、前記１つの実施の形態によって得られる正確なウインドの挟み込みの検知ができるとともに、基準中央値に加算されてウインドの挟み込みの判断基準となる基準許容値を、モーター駆動電圧の変動に対応して変更するようにしているので、モーターの駆動電圧が定格電圧から変動しても、そのモーター駆動電圧の変動の影響を相殺するように基準許容値が変動するようになって、実質的にモーター駆動電圧の変動の影響を受けないウインドの挟み込みの検知を行うことができる。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
【００２０】
図１は、本発明によるパワーウインド装置の挟み込み検知方法の第１実施例が実施されるパワーウインド装置を示すブロック構成図である。
【００２１】
図１に示されるように、パワーウインド装置は、スイッチ装置１と、マイクロ制御ユニット（ＭＣＵ）２と、モーター駆動部３と、モーター４と、パルス発生器５と、プルアップ抵抗６と、分圧抵抗器７と、パルス伝送路８とを備える。
【００２２】
また、図２（ａ）は、図１に図示のパワーウインド装置に用いられるパルス発生器のパルス発生原理構造図であり、図２（ｂ）は、モーターの駆動時に、パルス発生器から発生される２相方形波パルスを示す波形図である。
【００２３】
図２（ａ）に示されるように、パルス発生器５は、回転体５1 と、ホール素子５2 、５3 とを備えている。
【００２４】
そして、スイッチ装置１は、個別に操作される３個のスイッチ１1 、１2 、１3 を具備する。これらのスイッチ１1 乃至１3 の中で、スイッチ１1 は、ウインドの上昇（閉）動作を指令するものであり、スイッチ１2 は、ウインドの下降（開）動作を指令するためのものであって、スイッチ１1 、１2 を操作しているときだけ、ウインドが指定された方向に移動し、スイッチ１1 、１2 の操作を停止すると、ウインドの移動も停止する。スイッチ１3 は、動作の自動継続を指令するものであって、スイッチ１3 とスイッチ１1 とを同時操作すると、前述のようにウインドが上昇（閉）動作を始めるが、その後、スイッチ１3 とスイッチ１1 の操作を停止しても、ウインドの上昇（閉）動作が継続され、ウインドが窓枠の最上部に達したときに停止する。また、スイッチ１3 とスイッチ１2 とを同時操作すると、やはり前述のようにウインドが下降（開）動作を始めるが、その後、スイッチ１3 とスイッチ１2 の操作を停止しても、ウインドの下降（開）動作が継続され、ウインドが窓枠の最下部に達したときに停止する。
【００２５】
ＭＣＵ２は、制御・演算部９と、メモリ１０と、モーター駆動電圧検出部１１と、パルスエッジカウンタ１２と、タイマー１３とを具備する。これらの構成要素の中で、制御・演算部９は、スイッチ装置１の操作状態に対応した制御信号を発生し、この制御信号をモーター駆動部３を介してモーター４に供給し、モーター４を回転駆動させ、同時に、モーター駆動電圧検出部１１やパルスエッジカウンタ１２から供給されるデータやメモリ１０に記憶されている記憶データに基づいて、所定のデータ処理やデータ演算等を行い、モーター駆動部３を介してモーター４の回転状態を制御する。メモリ１０は、基準中央値記憶エリア１０1 、基準許容値記憶エリア１０2 、トルクデータ加算値記憶エリア１０3 、起動キャンセル記憶エリア１4 、分割移動領域内トルクデータ数記憶エリア１０5 、総トルクデータ数記憶エリア１０6 からなる６つの記憶エリアと、第１タイムテーブル１０7 、第２タイムテーブル１０8 からなる２つのタイムテーブルを具備する。なお、これら６つの記憶エリア１０1 乃至１０6 及びこれら２つのタイムテーブル１０7 乃至１０8 への記憶内容については後述する。モーター駆動電圧検出部１１は、分圧抵抗器７の分圧点に得られる車載電源（バッテリー）電圧を表す分圧電圧の検出を行う。パルスエッジウンタ１２は、パルス発生器５から供給された２相方形波パルスのパルスエッジの検出を行う。
【００２６】
モーター駆動部３は、制御信号反転用の２つのインバータ３1 、３2 と、モーターの回転を正転、逆転、停止のいずれかに切替設定する２つのリレー３3 、３4 と、火花発生防止用の２個のダイオード３5 、３6 とを具備し、ＭＣＵ２から供給される制御信号の状態に応じたモーター４の回転駆動を行う。
【００２７】
モーター４は、回転軸が図示されていないウインド駆動機構を介して自動車のウインドに結合されており、モーターの回転時、例えば、正方向回転時にウインドを閉じ、逆方向回転時にウインドを開く。
【００２８】
パルス発生器５は、モーター４に直接装着されているもので、図２（ａ）に示されるように、モーター４の回転軸に取り付けられ、対向円周部分にＳ極及びＮ極が着磁された回転体５1 と、この回転体５1 の円周部分の近くに、モーター４の回転時に互いに９０°位相を異にする２相パルスを発生するように配置されたホール素子５2 、５3 とを具備している。そして、モーター４が回転すると、その回転によって回転体５1 も同時回転し、図２（ｂ）に示されるように、２個のホール素子５2 、５3 が回転体５1 の着磁部分を検出し、２個のホール素子５2 、５3 からそれぞれモーター４の１回転時に１周期となる、互いに１／４周期ずれた２相方形波パルスが出力される。
【００２９】
プルアップ抵抗６は、スイッチ装置１の出力及びＭＣＵ２の入力と、５Ｖ電源との間に接続された３個の並列結合抵抗からなるもので、３個のスイッチ１1 、１2 、１3 の非操作時にＭＣＵ２の入力に電源電圧（５Ｖ）を供給する。
【００３０】
分圧抵抗器７は、車載電源（バッテリー）と接地間に直列接続された２個の抵抗からなり、これらの抵抗の接続点がＭＣＵ２のモーター駆動電圧検出部１１に接続される。
【００３１】
パルス伝送路８は、パルス発生器５の出力と５Ｖ電源との間に接続された２個のプルアップ抵抗と、同出力と接地間に接続されたコンデンサと、同期出力とＭＣＵ２のパルスエッジカウンタ１２の入力との間に接続された２個の直列抵抗とからなり、パルス発生器５から出力された２相方形波パルスをパルスエッジカウンタ１２に伝送する。
【００３２】
モーター４が回転し、ウインドの開閉動作が行われているとき、パルス発生器５で発生された２相方形波パルスは、パルス伝送路８を介してＭＣＵ２に供給される。このとき、パルスエッジカウンタ１２は、２相方形波パルスのそれぞれのパルスエッジ（立上り及び立下り）を検出し、パルスエッジが到来する度にエッジ検出信号を制御・演算部９に供給する。制御・演算部９は、エッジ検出信号の供給タイミングをタイマー１３でカウントし、１つのエッジ検出信号とそれに続く１つのエッジ検出信号との到来時間間隔（以降、これをエッジ間隔データという）を測定する。なお、このエッジ間隔データは、モーター４が１／４回転する度に１つ得られるものである。
【００３３】
ところで、図１に図示のパワーウインド装置においては、ウインドへの挟み込みの有無を検知するため、その検出パラメータとしてモーター負荷トルク値を用いており、基準中央値や基準許容値もモーター負荷トルクによって設定されている。また、図１に図示のパワーウインド装置は、ウインドの全移動領域（全開位置と全閉位置との間の移動領域）を、エッジ間隔データの到来毎にカウントされるカウント数に基づいて複数に分割した分割移動領域が設定されており、各分割移動領域に対して、予設定したモーター負荷トルクの基準中央値及び基準許容値が設定されている。
【００３４】
図３は、図１に図示のパワーウインド装置におけるウインドの全移動領域を３６の分割移動領域に分割した場合の、各分割移動領域にそれぞれ設定されたモーター負荷トルクの基準中央値及び基準許容値の一例を示す特性図であり、また、図４は、図３に示された３６の分割移動領域中の１つの分割移動領域において、３２のエッジ間隔データが到来する状態の一例を示す特性図である。
【００３５】
図３において、縦軸はモーター負荷トルクを示し、横軸はウインドが全開位置から全閉位置に向かって移動したとき、エッジ間隔データの到来毎にカウントしたカウント数を示す。そして、下側の階段状特性（Ｓ）はモーター負荷トルクの基準中央値、上側の階段状特性（Ａ）はモーター負荷トルクの基準許容値（正確には、基準中央値＋基準許容値であるが、以下、基準許容値として説明する）であり、実線（Ｍ）はウインドへの物体の挟み込みがない場合のモーター負荷トルクの経緯曲線、一点鎖線（Ｈ）はウインドへの物体の挟み込みがあった場合のモーター負荷トルクの経緯曲線である。また、図４において、縦軸はエッジ間隔データの値を示し、横軸はウインドが開位置方向から閉位置方向に移動したとき、エッジ間隔データの到来毎にカウントしたカウント数を示し、所々にノイズが加わった場合の例を示している。
【００３６】
ここで、図３に示されたモーター負荷トルクの基準中央値は、ウインドへの実質的な挟み込みがないときのウインドの移動に必要とされるモーター負荷トルク値であって、実際には、ウインドの重量や、ウインド及びサッシ間の機械的な摩擦力等がモーター負荷トルクとして計測されるもので、挟み込みがないときに既に計測されたトルク値に基づいて決定され、ウインドが移動する度ごとに、それまでの基準中央値が新たな基準中央値に更新される、いわゆる学習されるものである。また、モーター負荷トルクは、後述するように、エッジ間隔データやモーター駆動電圧から算出されるものであるが、エッジ間隔データは、モーター４が１／４回転する度に１つ得られ、ウインドが全開位置から全閉位置までの範囲を移動した際、即ち、３６の分割移動領域を移動した際に、それぞれの分割移動領域で３２のエッジ間隔データが得られることから、全体で約１２００のエッジ間隔データが得られることになる。
【００３７】
また、図３に示されたモーター負荷トルクの基準許容値は、分割移動領域の存在位置に係りなく、一定値であって、一般には、規格等により決められている、ウインドに挟み込みが生じた時の挟み込み物体に印加可能な最大許容力をモータートルクに換算した値か、その値に何等かの補正を加えた値が用いられる。
【００３８】
次に、図５及び図６は、図１に図示のパワーウインド装置を用いて、ウインドの挟み込み検知を行う際の概略の動作経緯を示すフローチャートである。
【００３９】
図５及び図６に図示のフローチャートを用いて、図１に図示のパワーウインド装置の動作経緯について説明する。
【００４０】
まず、図５及び図６に図示のフローチャートの動作の説明するのに先立って、パワーウインド装置においては、次のような動作が実行される。
【００４１】
即ち、スイッチ装置１の中の１つのスイッチ、例えばスイッチ１1 を操作すると、スイッチ１1 に接続されたＭＣＵ２の入力が５Ｖ電位から接地電位に変化する。ＭＰＵ２の制御・演算部９は、入力された接地電位に応答してモーター制御部３にモーター４を正方向回転する制御信号を供給し、モーター制御部３は、制御信号に応答して２つのリレー３3 、３4 を切替え、モーター４を正方向回転する。モーター４が正方向回転すると、モーター４に連結されたウインド駆動機構を介してウインドが閉じる方向に移動する。また、モーター４の回転により、モーター４に取り付けられたパルス発生器５が２相方形波パルスを発生し、発生した２相方形波パルスがパルス伝送路８を介してＭＣＵ２のパルスエッジカウンタ１２に供給される。
【００４２】
ここで、スイッチ１1 の操作を停止すると、スイッチ１1 に接続されたＭＣＵ２の入力が接地電位から５Ｖ電位に変化する。ＭＰＵ２の制御・演算部９は、入力した５Ｖ電位に応答してモーター制御部３にモーター４の回転を停止する制御信号を供給し、モーター制御部３は、この制御信号に応答して２つのリレー３3 、３4 を切替え、モーター４への電源の供給を止め、モーター４の回転を停止させる。モーター４の回転が停止すると、モーター４に連結されたウインド駆動機構の動作が停止し、ウインドが現在の位置で停止する。また、モーター４の回転が停止すると、モーター４に取り付けられたパルス発生器５の２相方形波パルスの発生も停止し、ＭＣＵ２のパルスエッジカウンタ１２に２相方形波パルスが供給されなくなる。
【００４３】
次に、スイッチ装置１の中の他のスイッチ、例えばスイッチ１2 を操作すると、前述の場合と同様に、スイッチ１2 に接続されたＭＣＵ２の入力が接地電位に変化する。ＭＰＵ２の制御・演算部９は、入力された接地電位に応答してモーター制御部３にモーター４を逆方向回転する制御信号を供給し、モーター制御部３は、この制御信号に応答して２つのリレー３3 、３4 を切替え、モーター４を逆方向に回転する。モーター４が逆方向に回転すると、モーター４に連結された駆動機構を介してウインドを開く方向に移動させる。この場合も、モーター４が回転すると、モーター４に取り付けられたパルス発生器５が２相方形波パルスを発生し、発生した２相方形波パルスがパルス伝送路８を介してＭＣＵ２のパルスエッジカウンタ１２に供給される。
【００４４】
その後、スイッチ１2 の操作を停止した場合、スイッチ１1 とスイッチ１3 とを同時操作した場合、スイッチ１2 とスイッチ１3 とを同時操作した場合の動作も、前述の各動作と同じ動作が行われるか、または、前述の各動作に準じた動作が行われる。
【００４５】
このような動作が行われるとき、始めに、ステップＳ１において、ＭＣＵ２の制御・演算部９は、パルスエッジカウンタ１２において、パルス発生器５から供給された２相方形波パルスのパルスエッジを検出したか否かを判断する。そして、パルスエッジを検出したと判断した（Ｙ）ときは、次のステップＳ２に移行し、一方、パルスエッジを未だ検出していないと判断した（Ｎ）ときは、このステップＳ１を繰り返し実行する。
【００４６】
次に、ステップＳ２において、制御・演算部９は、パルスエッジカウンタ１２がパルスエッジの検出を行った際に、タイマー１３のカウントによって、前回パルスエッジを検出した時点と今回パルスエッジを検出した時点との時間間隔を表すエッジ間隔データを取得する。
【００４７】
次いで、ステップＳ３において、制御・演算部９は、取得したエッジ間隔データが規定時間（例えば、３．５ｍｓｅｃ）以上のものであるか否か、即ち、正規のエッジ間隔データであるかまたはノイズであるかを判断する。そして、エッジ間隔データが規定時間以上のものであると判断した（Ｙ）ときは、次のステップＳ４に移行し、エッジ間隔データが規定時間に満たない、即ち、ノイズであると判断した（Ｎ）ときは、最初のステップＳ１に戻り、ステップＳ１以降の動作が繰り返し実行される。なお、この判断において、エッジ間隔データにノイズが重畳加算されている場合は、正規のエッジ間隔データであると判断している。
【００４８】
続く、ステップＳ４において、制御・演算部９は、モーター駆動電圧検出部１１において分圧抵抗器７で検出した分圧電圧をモーター駆動電圧Ｅとして取得する。
【００４９】
続いて、ステップＳ５において、制御・演算部９は、取得したモーター駆動電圧Ｅとエッジ間隔データＰｗとを用いて演算を行い、モーター負荷トルクＴｃを算出する。モーター負荷トルクＴｃの算出は、次式（１）に基づいて算出する。即ち、
【００５０】
【数１】
この場合、第１タイムテーブル１０7 には、式（１）の前半項｛ｋｔ・（Ｅ／Ｒｍ）−Ｔｍ｝、即ち、モーター駆動電圧Ｅの依存項を示す計算結果がそれぞれのモーター駆動電圧Ｅの値に対応して記憶されており、また、第２タイムテーブル１０8 には、式（１）の後半項｛（ｋｅ・ｋｔ）／（Ｒｍ・Ｐｗ）｝、即ち、エッジ間隔データＰｗの依存項を示す計算結果がそれぞれのエッジ間隔データＰｗの値に対応して記憶されているもので、制御・演算部９は、モーター負荷トルクＴｃを算出する際に、その時点に計測したモーター駆動電圧Ｅ及びエッジ間隔データＰｗから、それらの値に対応したモーター駆動電圧Ｅの依存項を示す計算結果を第１タイムテーブル１０7 から読み出し、エッジ間隔データＰｗの依存項を示す計算結果を第２タイムテーブル１０8 から読み出し、読み出した計算結果を用いてモーター負荷トルクＴｃの算出を行う。
【００５２】
次に、ステップＳ６において、制御・演算部９は、モーター４の起動時の動作が終了したか否か、即ち、起動時キャンセルが終了したか否かを判断する。そして、起動時の動作が終了したと判断した（Ｙ）ときは、次のステップＳ７に移行し、一方、起動時の動作が未だ終了していないと判断した（Ｎ）ときは、最初のステップＳ１に戻り、ステップＳ１以降の動作が繰り返し実行される。
【００５３】
ここで、モーター４の起動時の動作が終了したか否かを判断する理由は、モーター４の起動時に、モーター４の内部トルクが極大の状態から定常状態に変化する段階があることから、このとき計測されたモータートルク値に基づいて挟み込みを判断してしまうと、大きなモーター負荷トルク値の計測によって、ウインドに挟み込みが生じたものとの誤判断を生じる結果になるためであり、また、この大きなモータートルク値を基準中央値の更新のために用いると、新たな基準中央値が実態に合わない誤った値に設定されることがあるためである。
【００５４】
このため、モーター４の起動時の動作が終了していないと判断した場合は、後述するように、基準中央値を更新するためのモータートルク値の平均化処理を行わない。この場合、モーター４の起動時の動作が終了したか否かの判断は、最初のパルスエッジを検出してから所定回数のパルスエッジを検出するまでの期間に基づいて行われるもので、モーター４の起動時の動作が終了していない場合、メモリ１０の起動キャンセル記憶エリア１０4 にその旨が記憶され、記憶回数が所定回数に達した後はクリアされる手順とされている。
【００５５】
次いで、ステップＳ７において、制御・演算部９は、ステップＳ５において算出したモーター負荷トルクＴｃを基準中央値と比較する。この比較においては、メモリ１０における、全分割移動領域について予設定された基準中央値を記憶している基準中央値記憶エリア１０1 、分割移動領域に係わりなしに一定の基準値許容差を記憶している基準許容値記憶エリア１０2 が用いて行われる。
【００５６】
次いで、ステップＳ８において、制御・演算部９は、現在計測中の分割移動領域で算出されたモーター負荷トルクＴｃが、当該分割移動領域に予設定された基準中央値に基準許容値を加えた値（許容基準値）の範囲内であるか否かを判断する。そして、モーター負荷トルクＴｃが許容基準値の範囲内であると判断した（Ｙ）ときは、次のステップＳ９に移行し、一方、モーター負荷トルクＴｃが許容基準値の範囲内を超えていると判断した（Ｎ）ときは、他のステップＳ１７に移行する。
【００５７】
続く、ステップＳ９において、制御・演算部９は、現在計測中の１つの分割移動領域において算出した全てのモーター負荷トルクＴｃを加算し、トルクデータ加算値記憶エリア１０3 に記憶する。
【００５８】
続いて、ステップＳ１０において、制御・演算部９は、現在計測中の１つの分割移動領域において得られた全てのモーター負荷トルクＴｃの数をカウントし、分割移動領域内トルクデータ数記憶エリア１０5 に記憶する。
【００５９】
次に、ステップＳ１１において、制御・演算部９は、ウインドの全開位置から現在計測中の１つの分割移動領域までに得られた全てのモーター負荷トルクＴｃの数をカウントし、総トルクデータ数記憶エリア１０6 に記憶する。
【００６０】
次いで、ステップＳ１２において、制御・演算部９は、総トルクデータ数記憶エリア１０6 に記憶されている総トルクデータ数からウインドの現在の分割移動領域の判断をする。
【００６１】
続く、ステップＳ１３において、制御・演算部９は、ステップＳ１２の判断に基づいて、ウインドの現在の分割移動領域が１つの分割移動領域から次の分割移動領域に移動したか否かを判断する。そして、ウインドの分割移動領域が次の分割移動領域に移動したと判断した（Ｙ）ときは、次のステップＳ１４に移行し、一方、ウインドの分割移動領域が未だ次の分割移動領域に移動していないと判断した（Ｎ）ときは、最初のステップＳ１に戻り、ステップＳ１以降の動作が繰り返し実行される。
【００６２】
続いて、ステップＳ１４において、制御・演算部９は、前記１つの分割移動領域で算出されたモーター負荷トルクＴｃの値から、この１つの分割移動領域における新たな基準中央値を設定する。この新たな基準中央値の設定は、この１つの分割移動領域で得られたそれぞれのエッジ間隔データに基づいて算出されたモーター負荷トルクＴｃの値の平均値が用いられるもので、例えば、図４に示されるように、１つのエッジ間隔データ（パルスカウント数７５）がノイズだけであった場合ステップＳ３のデータが不採用になり、このノイズはモーター負荷トルクＴｃの値の平均値の算出に用いられることがなく、また、１つのエッジ間隔データ（パルスカウント数８４）にノイズが重畳されて大きな値になっていたとしても、その大きな値に基づいて算出されたモーター負荷トルクＴｃの値と他の多くのモーター負荷トルクＴｃの値とが平均化されるので、ノイズが重畳した大きなエッジ間隔データの値が存在しても、新たな基準中央値が誤った値に導かれることはない。
【００６３】
次に、ステップＳ１５において、制御・演算部９は、ステップＳ１４において新たに設定した基準中央値を、メモリ１０内の基準中央値記憶エリア１０1 にそれまでの基準中央値に代えて書き込む。
【００６４】
続く、ステップＳ１６において、制御・演算部９は、モーター負荷トルクＴｃの値の平均値を求めるために用いたメモリ１０内の平均化処理エリア、つまりトルクデータ加算値記憶エリア１０3 及び分割移動領域内トルクデータ数記憶エリア１０5 を初期化する。この初期化が行われると、最初のステップＳ１に戻り、再び、ステップＳ１以降の動作が繰り返し実行される。
【００６５】
このようなフローチャートにおける繰り返しの動作は、スイッチ１1 またはスイッチ１2 等の操作によってモーター４の駆動が停止され、ウインドの移動が停止するまで行われるか、または、後述するステップＳ１７において、ウインドの挟み込みが検知され、それによりモーター４の駆動が停止され、ウインドの移動が停止するようなるかもしくはモーター４が反対方向へ回転駆動され、ウインドの移動が逆方向になるようになるまで行われる。
【００６６】
また、ステップＳ１７において、制御・演算部９は、モーター制御部３に制御信号を供給して、２つのリレー３3 、３4 を切替え、モーター４の回転を停止させてウインドの移動を停止させるか、または、モーター４の回転をそれまでの回転方向と逆の方向に回転させてウインドの移動をそれまでの方向と逆の方向に移動させ、ウインドに挟み込まれた物体を損傷から保護するように動作する。
【００６７】
なお、このフローチャートにおいて、ステップＳ２乃至ステップＳ６は、エッジ間隔データの取得を行うデータ取得の動作過程であり、ステップＳ７及びステップＳ８は、ウインドへの物体の挟み込みを判断する挟み込み判断の動作過程であり、ステップＳ９乃至ステップＳ１６は、モーター負荷トルクの基準値中央値を更新する基準値中央値更新の動作過程であり、ステップＳ１７はモーターの駆動停止または駆動反転させるモーター駆動停止の動作過程である。
【００６８】
この場合、図１に図示のパワーウインド装置において、図５及び図６に示されたフローチャートに従った動作が実行され、その際にウインドが全開位置から全閉位置まで移動し、その移動時にウインドの挟み込みを生じなかった場合は、モーター負荷トルクとして図４の実線（Ｍ）に示すような特性が得られるもので、全分割移動領域においてモーター負荷トルクは、それぞれの分割移動領域に設定された基準中央値に基準許容値を加えた値を超えることがない。
【００６９】
これに対して、ウインドが中間位置から全閉位置方向に移動し、その移動時にウインドの挟み込みを生じた場合は、モーター負荷トルクとして図４の一点鎖線（Ｈ）に示すような特性が得られるもので、挟み込みを生じた分割移動領域におけるモーター負荷トルクは、その分割移動領域に設定された基準中央値に基準許容値を加算した値を超えるようになる。
【００７０】
このように、第１実施例におけるパワーウインド装置の挟み込み検知方法によれば、複数の分割移動領域のそれぞれに新たな基準中央値を予設定する場合、ウインドがそれぞれの分割移動領域を移動（開閉）する際に検出した最新の複数パラメータ値の平均値を求め、求めた複数パラメータ値の平均値を用いて新たな基準中央値を算出するようにしている。このため、検出した複数パラメータ値の中の１つのパラメータ値に比較的大きなレベルのノイズが重畳していたとしても、ノイズが重畳したパラメータ値の大レベルのノイズ成分がノイズが重畳していない他の多くのパラメータ値に実質的に分散されるようになってほぼ無視できるレベルに低下するようになり、ノイズが重畳したとしても新たに設定される基準中央値の誤りをなくして、常時、正確なウインドの挾み込みの検知が行える。
【００７１】
また、第１実施例におけるパワーウインド装置の挟み込み検知方法によれば、モーター負荷トルクＴｃを算出する場合、メモリ１０の中の第１タイムテーブル１０7 に記憶されている、モーター負荷トルクＴｃを表す式（１）におけるそれぞれのモーター駆動電圧Ｅの値に対応したモーター駆動電圧Ｅの依存項の計算結果、及び、第２タイムテーブル１０8 に記憶されている、同じ式（１）におけるそれぞれのエッジ間隔データＰｗの値に対応したエッジ間隔データＰｗの依存項の計算結果を用いて算出するようにしているので、エッジ間隔データＰｗ及びモーター駆動電圧Ｅが得られた時点時点におけるモーター負荷トルクＴｃを算出を極めて高速度で行うことができ、モーター負荷トルクＴｃの算出に時間遅れが生じることはない。
【００７２】
これまでに説明した第１実施例は、モーター４の駆動電圧、即ち、車載用バッテリーの出力電圧が定格電圧から変動した場合の影響を考慮したものではないが、モーター４の駆動電圧の定格電圧から変動した場合、モーター４の駆動が停止してからモーター４の回転が停止するまでの時間、即ち、モーター４の慣性による回転停止時間が変動するので、モーター４の駆動電圧が変動した場合にウインドの挟み込みの検知の判断に若干の影響を及ぼすことになる。
【００７３】
ここで、図１０は、モーター駆動電圧が変動した場合のモーター駆動停止後の慣性によるモーター回転状態の一例を示す特性図である。
【００７４】
図１０において、縦軸はモーター駆動停止後の慣性によるモーター回転状態、横軸はモーター駆動電圧であって、定格電圧１２Ｖに対してモーター駆動電圧が１０．０Ｖから１５．５Ｖの範囲内で変動した際のモーター駆動停止後の慣性によるモーター回転量を示すものである。
【００７５】
図１０に図示の特性曲線に示されるように、モーター駆動電圧が定格電圧１２Ｖである場合、モーター駆動停止後の慣性によるモーターの回転量は約１／４回転であるが、モーター駆動電圧が定格電圧１２Ｖより低下して１０．０Ｖ以下にになると、モーター駆動停止後の慣性によるモーターの回転量はほぼ０になり、一方、モーター駆動電圧が定格電圧１２Ｖより増大して１４．０Ｖに近くなると、モーター駆動停止後の慣性によるモーターの回転量は約１／２回転になり、さらにモーター駆動電圧が定格電圧１２Ｖより増大して１５．５Ｖに近くなると、モーター駆動停止後の慣性によるモーターの回転量は約３／４回転になる。
【００７６】
そこで、本発明の第２実施例は、このようなモーター駆動電圧の変動の影響を考慮し、モーター駆動電圧の変動に応じて基準許容値を適宜変動させるようにして、ウインドの挟み込みの検知の判断がモーター駆動電圧の変動の影響を受けないようにしたものである。
【００７７】
図７は、本発明によるパワーウインド装置の挟み込み検知方法の第２実施例が実施されるパワーウインド装置を示すブロック構成図である。
【００７８】
図７において、図１に図示された構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付けている。
【００７９】
また、図８は、図７に図示のパワーウインド装置において、ＭＣＵ２のメモリ１０の駆動電圧依存基準許容値記憶エリア１０9 に記憶されるモーター駆動電圧に対する基準許容値の一例を示す特性図である。
【００８０】
図８において、縦軸は基準許容量、横軸はモーター駆動電圧であって、モーター駆動電圧が９．０Ｖから１６．０Ｖの範囲内で変動した場合の基準許容量の設定値の変化状態を示すものである。
【００８１】
そして、図７に図示の第２実施例に用いられるパワーウインド装置（以下、これを第２実施例装置という）と、図１に図示の第１実施例に用いられるパワーウインド装置（以下、これを第１実施例装置という）との構成の違いは、ＭＣＵ２のメモリ１０の構成として、図７に図示されるように、第２実施例装置が第１実施例装置に設けられた基準許容値記憶エリア１０2 に代えて、モーター駆動電圧に依存して変動する基準許容量を記憶する駆動電圧依存基準許容値記憶エリア１０9 を具備している点だけであって、その他、第２実施例装置と第１実施例装置との間に構成の違いはない。このため、第２実施例装置の構成については、これ以上の説明は省略する。
【００８２】
次に、図９は、図７に図示のパワーウインド装置を用いて、ウインドの挟み込みの検知を行う際の概略の動作経緯を示すフローチャートであって、第１実施例装置と比べて、第２実施例装置に特有の動作が行われる動作経緯部分だけを抽出して示したものである。
【００８３】
図９において、図５に示された各ステップと同じ動作が行われる各ステップについては同じ記号を付けている。
【００８４】
まず、ステップＳ１からステップＳ６までの動作は、図５に図示のステップＳ１からステップＳ６までの動作と同じである。
【００８５】
次に、ステップＳ６’において、制御・演算部９は、モーター駆動電圧検出部１１でモーター駆動電圧を検出し、その検出結果に対応した駆動電圧依存基準許容値を駆動電圧依存基準許容値記憶エリア１０9 から読み出し取得する。
【００８６】
次いで、ステップＳ７において、制御・演算部９は、ステップＳ５において算出したモーター負荷トルクＴｃを基準中央値と比較する。この比較においては、メモリ１０内の基準中央値記憶エリア１０1 に記憶されている基準中央値の読み出し取得、駆動電圧依存基準許容値記憶エリア１０9 に記憶されている駆動電圧依存基準許容値の読み出し取得によって行われる。
【００８７】
続いて、ステップＳ８において、制御・演算部９は、現在計測中の分割移動領域で算出されたモーター負荷トルクＴｃが、当該分割移動領域に予設定されている、読み出し取得した基準中央値に読み出し取得した基準許容値駆動電圧依存を加算した値の範囲内であるか否かを判断する。そして、モーター負荷トルクＴｃが加算した値の範囲内であると判断した（Ｙ）ときは、次のステップＳ９に移行し、一方、モーター負荷トルクＴｃが加算した値の範囲内を超えていると判断した（Ｎ）ときは、他のステップＳ１７に移行する。
【００８８】
その後、ステップＳ９以降の動作及びステップＳ１７の動作は、図５及び図６に図示のステップＳ９以降及びステップＳ１７の各動作と同じである。
【００８９】
このように、パワーウインド装置の挟み込みの検知方法の第２実施例は、第１実施例で達成できる正確なウインドの挾み込みの検知が可能になるだけでなく、基準中央値に加算されてウインドの挾み込みの可否の判断基準となる基準許容値を、モーターの駆動電圧の変動に対応して変更する駆動電圧依存基準許容値を用いているので、モーター駆動電圧が定格電圧から変動しても、そのモーター駆動電圧の変動の影響を相殺するように駆動電圧依存基準許容値が変動し、実質的にモーター駆動電圧の変動の影響を受けないウインドの挾み込みの検知を行うことができる。
【００９０】
【発明の効果】
以上のように、請求項１に記載の発明によれば、複数の分割移動領域のそれぞれに新たな基準中央値を予設定する場合、ウインドがそれぞれの分割移動領域を移動（開閉）する際に検出した最新の複数パラメータ値の平均値を求め、求めた複数パラメータ値の平均値を用いて新たな基準中央値を算出しているので、検出した複数パラメータ値の中の１つのパラメータ値に比較的大きなレベルのノイズが重畳しても、ノイズが重畳したパラメータ値の大レベルのノイズ成分がノイズが重畳していない他の多くのパラメータ値に実質的に分散するようになってほぼ無視できるレベルになり、ノイズが重畳したとしても新たに設定される基準中央値の誤りをなくし、常時、正確なウインドの挾み込みの検知を行うことができるという効果がある。
【００９１】
また、請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明における正確なウインドの挟み込みの検知を行うことができる他に、基準中央値に加算されてウインドの挟み込みの可否の判断基準となる基準許容値を、モーターの駆動電圧の変動に対応して変更する駆動電圧依存基準許容値を用いているので、モーター駆動電圧が定格電圧から変動しても、そのモーター駆動電圧の変動の影響を相殺するように駆動電圧依存基準許容値が変動し、実質的にモーター駆動電圧の変動の影響を受けないウインドの挟み込みを検知できるという効果がある。
さらに、請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明における正確なウインドの挟み込みの検知を行うことができる他に、パルスのエッジ間隔データに基づいてパラメータ値を算出するとともに、エッジ間隔データが規定時間以上のものであるか否かを判断し、規定時間以下のものであればノイズであると判断し、規定時間以上のものであれば正規のエッジ間隔データであると判断してパラメータ値の算出に利用しているので、ノイズがモーター負荷トルクの平均値の算出に影響を与えることがなく、ノイズが正規のエッジ間隔データに重畳していても、エッジ間隔データが平均化されることによりその影響を大きく受けることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるパワーウインド装置の挟み込み検知方法の第１実施例が実施されるパワーウインド装置を示すブロック構成図である。
【図２】図１に図示のパワーウインド装置に用いられるパルス発生器のパルス発生原理構造図及びパルス発生器から発生される２相方形波パルスを示す波形図である。
【図３】図１に図示のパワーウインド装置におけるウインドの全移動領域を複数の分割移動領域に分割した場合、各分割移動領域に設定されたモーター負荷トルクの基準中央値及び基準許容値の一例を示す特性図である。
【図４】図３に示された複数の分割移動領域中の１つの分割移動領域において、複数のエッジ間隔データが到来する状態の一例を示す特性図である。
【図５】図１に図示のパワーウインド装置を用いて、ウインドの挟み込み検知を行う際の概略の動作経緯を示すフローチャートの前半部である。
【図６】図１に図示のパワーウインド装置を用いて、ウインドの挟み込み検知を行う際の概略の動作経緯を示すフローチャートの後半部である。
【図７】本発明によるパワーウインド装置の挟み込み検知方法の第２実施例が実施されるパワーウインド装置を示すブロック構成図である。
【図８】図７に図示のパワーウインド装置において駆動電圧依存基準許容値記憶エリアに記憶されるモーター駆動電圧に対する基準許容値の一例を示す特性図である。
【図９】図７に図示のパワーウインド装置を用いてウインドの挟み込みの検知を行う際の概略の動作経緯を示すフローチャートである。
【図１０】モーター駆動電圧が変動した場合のモーター駆動停止後の慣性によるモーター回転状態の一例を示す特性図である。
【符号の説明】
１ スイッチ装置
１1 、１2 、１3 スイッチ
２ マイクロ制御ユニット（ＭＣＵ）
３ モーター駆動部
３1 、３2 インバータ
３3 、３4 リレー
３5 、３6 ダイオード
４ モーター
５ パルス発生器
５1 回転体
５2 、５3 ホール素子
６ プルアップ抵抗
７ 分圧抵抗器
８ パルス伝送路
９ 制御・演算部
１０ メモリ
１０1 基準中央値記憶エリア
１０2 基準許容値記憶エリア
１０3 トルクデータ加算値記憶エリア
１０4 起動キャンセル記憶エリア
１０5 分割移動領域内トルクデータ数記憶エリア
１０6 総トルクデータ数記憶エリア
１０7 第１タイムテーブル
１０8 第２タイムテーブル
１０9 駆動電圧依存基準許容値記憶エリア
１１ モーター駆動電圧検出部
１２ パルスエッジカウンタ
１３ タイマー
Claims (3)
- 駆動時にウインド駆動機構を介してウインドを開閉するモーターと、前記モーターを駆動するモーター駆動部と、前記モーターの回転に対応したパルスを発生するパルス発生部と、全体的な制御駆動処理を行うマイクロ制御ユニットと、前記ウインドの開閉を手動操作する操作スイッチとを備え、前記マイクロ制御ユニットは、前記モーター駆動部を介して前記ウインドを開閉する際、前記ウインドに加わるモーター負荷トルクを示すパラメータ値を検出し、前記検出したパラメータ値と予設定された基準中央値とを比較し、前記パラメータ値が前記基準中央値から相当量外れたときにウインドの挟み込みがあったものと判断し、前記モーター駆動部を介して前記モーターを駆動停止または逆転駆動させるパワーウインド装置の挟み込み検知方法であって、ウインドの全移動範囲を複数の分割移動領域に分割し、前記各分割移動領域毎に前記基準中央値を設定するとともに、前記基準中央値をその分割移動領域で挟み込みを生じないときに検出された複数のモーター負荷トルクを表すパラメータ値の平均値に基づいて設定していることを特徴とするパワーウインド装置の挟み込み検知方法。
- 前記ウインドの挟み込みは、前記複数の分割移動領域毎に設定された前記基準中央値と前記複数の分割移動領域に係わりなく予設定された基準許容値との和によって判断するとともに、前記基準許容値は、前記モーターの駆動電圧の変動に対応して変更させていることを特徴とする請求項１に記載のパワーウインド装置の挟み込み検知方法。
- 前記マイクロ制御ユニットは、前記パルス発生部から発生されるパルスのエッジ間隔データに基づいてパラメータ値を算出するとともに、前記エッジ間隔データが規定時間以上のものであるか否かを判断し、規定時間以下のものであればノイズであると判断し、規定時間以上のものであれば正規のエッジ間隔データであると判断してパラメータ値の算出に利用することを特徴とする請求項１に記載のパワーウインド装置の挟み込み検知方法。
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