JP3774144B2

JP3774144B2 - 挟み込み防止機能を具備したパワーウィンドウ制御装置

Info

Publication number: JP3774144B2
Application number: JP2001378691A
Authority: JP
Inventors: 靖中村; 靖之望月; 勇一中澤
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2001-12-12
Filing date: 2001-12-12
Publication date: 2006-05-10
Anticipated expiration: 2021-12-12
Also published as: JP2003176664A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パワーウィンドウ装置が駆動中に、ウィンドウが障害物を挟み込んだときに、これを検知してウィンドウの駆動を停止させる挟み込み防止機能を具備したパワーウィンドウ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両に搭載されるパワーウィンドウ装置は、駆動モータを可逆的に回転駆動させることにより、ウィンドウを上昇、或いは下降させるようにしている。このようなパワーウィンドウ装置は、ウィンドウ上昇中に障害物を挟み込んだ場合には、該障害物、或いはウィンドウを損傷する場合がある。そこで、昨今においては、障害物を挟み込んだ場合には、即時にウィンドウの上昇を停止させる機能を具備したものが多く用いられている。
【０００３】
このようなパワーウィンドウ装置では、駆動モータに流れる過電流をシャント抵抗にて検知し、該過電流の発生が検知された場合には、障害物を挟み込んだものと判断し、電源電圧の供給を停止するようにしている。
【０００４】
ところが、過電流の発生を検知して回路を遮断する方法では、電源投入時の突入電流を検知して、回路が遮断されてしまうことがあるため、この問題を回避するために従来より、電源を投入してから所定時間をマスク時間とし、このマスク時間には、たとえ過電流が流れても、回路を遮断しないように構成したものが提案され、実用に供されている。
【０００５】
図３は、このような機能を有するパワーウィンドウ制御装置の、従来例を示す回路図である。同図に示すように、このパワーウィンドウ制御装置１０１は、ウィンドウを昇降させるための負荷（駆動用モータ）Ｌ１の駆動を制御するものであり、電子スイッチＦＥＴ１がオンとされたときに、負荷Ｌ１に電源電圧ＶBが印加される。また、電源と負荷Ｌ１との間には、シャント抵抗Ｒsが配設されている。
【０００６】
また、負荷回路に対して並列に、抵抗Ｒref、トランジスタＴ２、抵抗Ｒ３、抵抗Ｒ４、及びアンプＡＭＰ１が設置されている。アンプＡＭＰ１は、抵抗Ｒsの両端電圧と抵抗Ｒrefの両端電圧とのが等しくなるように、トランジスタＴ２を制御する。そして、トランジスタＴ２の出力電圧Ｖs2を、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４とにより分圧し、得られた電圧Ｖinsは、異常検知用のコンパレータＣＭＰ１のマイナス側の入力端に供給される。
【０００７】
更に、電圧Ｖs2はバッファアンプＡＭＰ３を介して、抵抗Ｒ１とコンデンサＣとの直列接続回路に接続される。従って、抵抗Ｒ１とコンデンサＣとの間の時定数により、該抵抗Ｒ１とコンデンサＣとの接続点の電圧は、電圧Ｖs2を平均化した電圧Ｖavとなる。この電圧Ｖavは、コンパレータＣＭＰ１のプラス側入力端に接続される。また、電圧Ｖavは、アンプＡＭＰ２に供給され、更に、該アンプＡＭＰ２の出力は、トランジスタＴ１に接続されるので、抵抗Ｒ５には、平均値電圧Ｖavに比例した大きさの電流を流すことができる。
【０００８】
そして、このように構成されたパワーウィンドウ制御装置１０１では、負荷Ｌ１に電圧を印加し、正常に動作しているときには、平均値電圧Ｖavの方が分圧された電圧Ｖinsよりも大きいので、コンパレータＣＭＰ１の出力信号は「Ｈ」レベルの信号となる。
【０００９】
また、ウィンドウが障害物を挟み込んだ場合等、負荷Ｌ１に過電流が流れた場合には、抵抗Ｒ３，Ｒ４に流れるＩref2が急激に上昇するので、コンパレータＣＭＰ１の出力が反転して「Ｌ」レベルとなる。この信号を用いて、負荷Ｌ１に印加される電圧を遮断することにより、障害物の挟み込みによるトラブルを回避することができる。
【００１０】
更に、コンデンサＣの一端と、電源との間に、抵抗Ｒ１０２とスイッチＳ１０１との直列接続回路が設置されており、電源投入時には、所定時間だけスイッチＳ１０１をオンとすることにより、突入電流による誤検出を防止している。即ち、スイッチＳ１０１がオンとなると、抵抗Ｒ３，Ｒ４には電流が流れなくなるので（即ち、電流Ｉref2が＝０）、電圧Ｖinsは略ゼロボルトとなり、負荷Ｌ１に突入電流が流れた場合でも、電圧Ｖinsが平均値電圧Ｖavを上回ることがないので、異常は検知されない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のパワーウィンドウ制御装置１０１においては、前述したマスク時間が経過した直後に、障害物の挟み込みが発生した場合には、これを即時に検出することができないという問題が生じる。以下、これを図４に示す特性図を参照しながら説明する。
【００１２】
図４は、負荷Ｌ１に電源電圧を供給した後の、モータ電流（負荷電流）の変化と、電圧Ｖins及び平均値電圧Ｖavの変化を示す特性図である。同図に示すように、時刻ｔ１０１にて電源をオンとすると、負荷Ｌ１には定常電流の２〜３倍程度の突入電流が発生する。
【００１３】
また、時刻ｔ１０１〜ｔ１０２までの時間がマスク時間（スイッチＳ１０１がオンとなる時間）として設定されているので、電圧Ｖinsは、時刻ｔ１０２の後に、ゼロボルトから徐々に上昇を開始する。他方、平均値電圧Ｖavは、最大値から徐々に減少を始める。従って、時刻ｔ１０２の直後（即ち、マスク時間終了直後）には、ＶinsとＶavとの差が大きいので、この時間帯にウィンドウによる挟み込みが発生した場合には、ＶinsがＶavを越えられないことがある。即ち、マスク時間経過の後、十分時間が経過した時刻ｔ１０３では、高精度な挟み込み検知が可能であるが、マスク時間経過直後の時刻ｔ１０２′では、平均値電圧Ｖavと電圧Ｖinsとの差が大きいので、高精度な挟み込みの検知ができないという問題があった。
【００１４】
この発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、マスク時間経過直後であっても、確実に挟み込みを検知することのできる挟み込み防止機能を具備したパワーウィンドウ制御装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本願請求項１に記載の発明は、車両に搭載されるパワーウィンドウを駆動中にて、ウィンドウに障害物を挟み込んだ際に、これを検知して該パワーウィンドウの駆動を停止させる機能を具備したパワーウィンドウ制御装置において、前記ウィンドウの駆動モータに流れる電流に応じた基準電流を流す基準電流発生回路と、第１の抵抗、及びコンデンサとの直列接続回路からなり、前記基準電流発生回路の、所定点における電圧を平均化する平均化回路と、前記基準電流発生回路の、所定点における電圧を分圧する分圧回路と、前記分圧回路にて分圧された電圧と、前記平均化回路より出力される平均化電圧とを比較する比較手段と、を具備し、電源投入時には、前記第１の抵抗に対して並列的に、該第１の抵抗よりも抵抗値の小さい第２の抵抗を接続し、且つ、電源投入時から予め設定された所定時間が経過した後に、前記第１の抵抗から前記第２の抵抗を開放する制御を行い、前記分圧回路にて分圧された電圧が前記平均化電圧を越えたときに、障害物の挟み込みを検知することを特徴とする。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、前記駆動モータの電圧供給電線には、シャント抵抗Ｒsが介置され、前記基準電流発生回路は、基準抵抗Ｒrefと、トランジスタＴ２と、前記シャント抵抗に発生する電圧と前記基準抵抗に発生する電圧の差分に応じた電圧信号を、前記トランジスタに出力するアンプＡＭＰ１とを具備したことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るパワーウィンドウ制御装置の構成を示す回路図である。同図に示すように、該パワーウィンドウ制御装置１は、車両に搭載されるウインドウを、上昇、或いは下降させるように動作する負荷（駆動モータ）Ｌ１と電源（車両に搭載されうバッテリ）ＶBとの間の閉路、開路を切り換える電子スイッチＦＥＴ１と、負荷Ｌ１と電源ＶBとの間に介置されるシャント抵抗Ｒsと、を具備している。
【００１８】
更に、電源ＶBは、抵抗Ｒrefと、トランジスタＴ２と、抵抗Ｒ３、及び抵抗Ｒ４の直列接続回路（基準電流発生回路）を介して、グランドに接続されている。また、シャント抵抗Ｒsと負荷Ｌ１との接続点は、アンプＡＭＰ１のプラス側入力端子に接続され、抵抗ＲrefとトランジスタＴ２との接続点は、アンプＡＭＰ１のマイナス側入力端子に接続され、このアンプＡＭＰ１の出力端子は、トランジスタＴ２のゲートに接続されている。
【００１９】
トランジスタＴ２と抵抗Ｒ３との接続点は、バッファアンプＡＭＰ３のプラス側入力端子に接続され、このバッファアンプＡＭＰ３の出力端子は、３系統に分岐されており、１つ目の分岐線は抵抗Ｒ１（第１の抵抗）を介して、アンプＡＭＰ２のプラス側入力端子に接続されている。２つ目の分岐線は、コンデンサＣを介してグランドに接続され、３つ目の分岐線は、抵抗Ｒ２（第２の抵抗）及びスイッチＳ１を介してバッファアンプＡＭＰ３の出力端子に接続されている。ここで、抵抗Ｒ２の抵抗値は、抵抗Ｒ１の抵抗値に比べて十分に小さい値に設定されている。
【００２０】
更に、抵抗ＲrefとトランジスタＴ２との接続点は、トランジスタＴ１及び抵抗Ｒ５を介してグランドに接続され、前述したアンプＡＭＰ２の出力端子は、トランジスタＴ１のゲートに接続されている。
【００２１】
また、抵抗Ｒ１とコンデンサＣとの接続点は、コンパレータＣＭＰ１（比較手段）のプラス側入力端子に接続され、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４との接続点は、コンパレータＣＭＰ１のマイナス側入力端に接続されている。そして、コンパレータＣＭＰ１の出力信号が「Ｌ」レベルとなったときに、ウィンドウに挟み込みが発生したことを検知するための信号が出力されるようになっている。また、スイッチＳ１は、電子スイッチＦＥＴ１をオンとした後、所定時間だけオンとするように動作し、この所定時間をマスク時間としている。即ち、このマスク時間中には、突発的な過電流が発生した場合でも、挟み込みの検知が行われない。
【００２２】
次に、上述のように構成された本実施形態に係るパワーウィンドウ制御装置１の動作を、図２に示した特性曲線を参照しながら説明する。電子スイッチＦＥＴ１がオンとされると、負荷Ｌ１に電源ＶBより供給される電圧が印加されるので、該負荷（駆動モータ）Ｌ１が駆動し、車両に搭載されるウィンドウが上昇、或いは下降するように動作する。そして、定常状態（ウィンドウが円滑に上昇、或いは下降しているとき）においては、シャント抵抗Ｒsの端子電圧と、抵抗Ｒrefの端子電圧とが等しくなるように、抵抗Ｒrefに流れる電流Ｉrefが制御される。
【００２３】
つまり、アンプＡＭＰ１は、シャント抵抗Ｒsの端子電圧と抵抗Ｒrefの端子電圧との差分に応じた電圧信号をトランジスタＴ２のゲートに出力するので、該トランジスタＴ２に流れる増幅電流の大きさが調整され、電流Ｉref（電流Ｉref2）が制御される。
【００２４】
そして、トランジスタＴ２と抵抗Ｒ３との接続点に発生する電圧Ｖs2は、バッファアンプＡＭＰ３を介して、抵抗Ｒ１とコンデンサＣとの直列接続回路の両端に印加される。従って、抵抗Ｒ１とコンデンサＣとの接続点に発生する電圧は、コンデンサＣの静電容量と抵抗Ｒ１の抵抗値とによって設定される時定数により、電圧Ｖs2を平均化した電圧Ｖavが発生することになる。
【００２５】
また、この電圧Ｖavは、アンプＡＭＰ２介してトランジスタＴ１のゲートに接続されているので、抵抗Ｒ５には電圧Ｖavに比例した大きさの電流が流れる。この際、直流的には電圧Ｖs1と電圧Ｖs2とは等しくなるので、以下の（１），（２）式が成立する。
【００２６】
Ｉref1／Ｉref2＝（Ｒ３＋Ｒ４）／Ｒ５・・・（１）
Ｉref＝Ｉref1＋Ｉref2 ・・・（２）
また、コンパレータＣＭＰ１のマイナス端子側に入力される電圧Ｖinsは、電圧Ｖs2を抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４とにより分圧しているので、Ｖav＞Ｖinsが成立する。従って、図２の時刻ｔ２〜ｔ３間のように、負荷ＩLに流れる電流値に大きな変化が発生しない場合には、Ｖav＞Ｖinsなる関係が成立し、コンパレータＣＭＰ１の出力信号は「Ｈ」レベルとなり、挟まれ検知信号を出力しない。
【００２７】
他方、ウィンドウが障害物を挟み込んだ場合には、図２の時刻ｔ３以降のように、負荷ＩLに過大電流が流れ、電圧Ｖinsが急激の増加し、平均値電圧Ｖavを上回ることになる。その結果、コンパレータＣＭＰ１の出力信号は「Ｌ」レベルに反転し、挟まれ検知信号を出力する。この際、上述した（１）式が成立しているので、電流Ｉref1とＩref2との比率を変化させることにより、突入電流の検出感度を変化させることができる。
【００２８】
次に、電源投入直後の動作について説明する。電源投入直後においては、所定のマスク時間だけスイッチＳ１が投入された状態となる。即ち、抵抗Ｒ１に対して抵抗Ｒ２が並列的に接続された状態となる。この際、上述したように、抵抗Ｒ２は抵抗Ｒ１よりも抵抗値が極めて小さく設定されているので、コンデンサＣと抵抗Ｒ１（Ｒ２）との接続点の電圧Ｖavは、バッファアンプＡＭＰ３の出力電圧に対して敏感に追従するようになる。即ち、図２の時刻ｔ１〜ｔ２間に示すように、平均値電圧Ｖavは、負荷Ｌ１に流れる電流値ＩLの変化に対して、敏感に変化することになり、電源投入時に電圧Ｖinsが急激に変化した場合でも、該電圧Ｖinsは平均値電圧Ｖavを上回らない。即ち、コンパレータＣＭＰ１の出力信号は「Ｈ」レベルとなり、挟み込み検知信号は出力されない。
【００２９】
そして、図２から理解されるように、平均値電圧Ｖavは、負荷電流ＩLの変動に追従しているので、マスク時間が経過した時刻ｔ２において、平均値電圧Ｖavは電圧Ｖinsに対して接近した電圧値となっている。これにより、マスク時間が経過した直後（時刻Ｔ２の直後）にウィンドウが障害物を挟み込んで、負荷電流ＩLが急激に増加した場合には、電圧Ｖinsは平均値電圧Ｖavを即時に上回ることができるので、確実に挟み込み検知を行うことができる。
【００３０】
このようにして、本実施形態に係るパワーウィンドウ制御装置１では、負荷Ｌ１に電源電圧を投入した直後の所定時間（マスク時間）だけ、バッファアンプＡＭＰ３の出力段に設置される抵抗Ｒ１とコンデンサＣとによる時定数回路の時定数が短くなるように制御するので、マスク時間中は、負荷電流ＩLの変化に対して平均値電圧Ｖavを追従させることができ、挟み込み検出信号の誤出力を防止することができる。
【００３１】
また、マスク時間が経過した直後には、平均値電圧Ｖavは電圧Ｖinsに接近しているので、たとえマスク時間経過直後にウィンドウが障害物を挟み込んだ場合であっても、確実に挟み込み検知信号を出力することができる。
【００３２】
また抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ３，Ｒ４との比率を変化させることにより、挟み込み検知の感度を調整することができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る挟み込み防止機能を具備したパワーウィンドウ制御装置では、駆動モータ（負荷Ｌ１）に電源電圧を投入した直後の所定時間（マスク時間）だけ、バッファアンプＡＭＰ３の出力段に設置される時定数回路（平均化回路）の時定数が短くなるように制御するので、マスク時間中は、負荷電流ＩLの変化に対して平均値電圧Ｖavを追従させることができ、挟み込み検出信号の誤出力を防止することができる。
【００３４】
また、マスク時間が経過した直後には、平均値電圧Ｖavは電圧Ｖinsに接近しているので、たとえマスク時間経過直後にウィンドウが障害物を挟み込んだ場合であっても、高精度な挟み込みの検知が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るパワーウィンドウ制御装置の構成を示す回路図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るパワーウィンドウ制御装置の、電源電圧投入後の負荷電流の変化、平均値電圧Ｖavの変化、及び電圧Ｖinsの変化を示す特性図である。
【図３】従来におけるパワーウィンドウ制御装置の構成を示す回路図である。
【図４】従来におけるパワーウィンドウ制御装置の、電源電圧投入後の負荷電流の変化、平均値電圧Ｖavの変化、及び電圧Ｖinsの変化を示す特性図である。
【符号の説明】
１パワーウィンドウ制御装置
ＦＥＴ１電子スイッチ
ＶB 電源電圧
ＡＭＰ１〜ＡＭＰ３アンプ
ＣＭＰ１コンパレータ
Ｌ１負荷（駆動モータ）

Claims

車両に搭載されるパワーウィンドウを駆動中にて、ウィンドウに障害物を挟み込んだ際に、これを検知して該パワーウィンドウの駆動を停止させる機能を具備したパワーウィンドウ制御装置において、
前記ウィンドウの駆動モータに流れる電流に応じた基準電流を流す基準電流発生回路と、
第１の抵抗、及びコンデンサとの直列接続回路からなり、前記基準電流発生回路の、所定点における電圧を平均化する平均化回路と、
前記基準電流発生回路の、所定点における電圧を分圧する分圧回路と、
前記分圧回路にて分圧された電圧と、前記平均化回路より出力される平均化電圧とを比較する比較手段と、
を具備し、
電源投入時には、前記第１の抵抗に対して並列的に、該第１の抵抗よりも抵抗値の小さい第２の抵抗を接続し、且つ、電源投入時から予め設定された所定時間が経過した後に、前記第１の抵抗から前記第２の抵抗を開放する制御を行い、
前記分圧回路にて分圧された電圧が前記平均化電圧を越えたときに、障害物の挟み込みを検知することを特徴とする挟み込み防止機能を具備したパワーウィンドウ制御装置。
前記駆動モータの電圧供給電線には、シャント抵抗Ｒsが介置され、前記基準電流発生回路は、基準抵抗Ｒrefと、トランジスタＴ２と、前記シャント抵抗に発生する電圧と前記基準抵抗に発生する電圧の差分に応じた電圧信号を、前記トランジスタに出力するアンプＡＭＰ１と、を具備したことを特徴とする請求項１に記載の挟み込み防止機能を具備したパワーウィンドウ制御装置。