JP3787186B2

JP3787186B2 - 車窓用開閉機構の挟まれ検出方法

Info

Publication number: JP3787186B2
Application number: JP02431496A
Authority: JP
Inventors: 幸弘芦崎; 信穂柴田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-02-09
Filing date: 1996-02-09
Publication date: 2006-06-21
Anticipated expiration: 2016-02-09
Also published as: JPH09217549A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パワーウィンドウ、サンルーフ等の車両用窓における電動開閉機構において、人体等が挟まれたときにそれを検出する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の安全確保のため、パワーウィンドウ等の閉窓時に人体等が挟まれたとき、それを素早く検出して、パワーウィンドウ等を開方向に逆走させ、安全を確保することが行なわれている。
【０００３】
図６は、従来のパワーウィンドウ開閉機構の挟まれ検出方法に用いる装置を示している。図６において、１はモータ、２はスイッチ、３はリミットスイッチ、４はバッテリー、５はスイッチ入力回路、６はリミットスイッチ入力回路、７はマイコン、８はリレー駆動回路、９はリレー、１０は電流検出用抵抗、１１はアンプ、１２は定電圧回路である。
【０００４】
窓を上下動する基本動作は、ドアパネルに設置されたスイッチ２から、ＡＵＴＯ、ＵＰ、ＤＯＷＮの入力の組み合わせをマイコン７で読込み、リレー９をＯＮ、ＯＦＦしてモータ１を動作させることで行なわれる。
【０００５】
窓を下死点から上死点に向け閉窓方向に作動させたとき、前記電流検出用抵抗１０によって検出され、アンプ１１で増幅されてマイコン７に読込まれる電流の変化は、一般には縦軸に電流値ｉ、横軸に時間ｔを示す図７の（ａ）のグラフのようになる。電流の変化は、（１）起動区間、（２）定常区間、（３）ロック区間の３つの区間において、図示するような特徴を示す。起動区間はモータ１に突入電流が流れる区間であり、定常区間はモータ１が一定の回転速度に達し、電流値が安定している区間であり、ロック区間はモータ１が上死点に達し、ロック電流が流れる区間である。
【０００６】
モータ１のロック判定は、あるしきい値Ｉｒ以上の電流が、所定時間Ｔｒ以上流れたとき、ロックと判定することにより行なわれ、このように判定されると電流が遮断される。
【０００７】
窓の上昇中に人体等の異物が挟まれたときは、図７の（ｂ）のグラフに示すように電流値が変化する。「挟まれ」の判定は、定常区間において、電流値の変化量が所定値以上のとき、「挟まれ」と判定することにより行なわれる。
【０００８】
マイコン７が「挟まれ」と判定すると、リレー駆動回路８に反転指令を出力し、リレー９を介してモータ１を反転させ、窓を開窓方向に下動させる。
【０００９】
「挟まれ」検出区間は、例えば窓枠の上端より下方（開方向）に向けて４ｍｍ〜２００ｍｍの範囲に設定されている。窓枠上部付近が「挟まれ」検出区間から除かれているのは、窓枠上部にドアガラスラン等の負荷増大要素があり、急激に電流増加を示すため、この範囲では異物の「挟まれ」か他の要因によるものかの区別が困難なためであるからである。
【００１０】
前記除外範囲を認識するために、窓の位置検出を行なう前記リミットスイッチ３が設けられている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例によると、「挟まれ」検出を電流値の変化を検出し、これに基き行なっているため、検出抵抗の抵抗値の温度特性、バラツキの影響を受け易く、これらの影響を加味して判定基準となるしきい値を設定する必要があり、結果的には「挟まれ」時の検出荷重が高くなって、人体が挟まれたときには可成りの痛さを感じるという問題がある。
【００１２】
又挟まれ検出区間をリミットスイッチで検出しているため、その設置に必要な部品コスト等によるコスト高を招くと共に、リミットスイッチの取付け誤差、作動誤差等により、例えば窓枠上端から下方へ４ｍｍという位置を正確に検出することが困難であるという問題がある。
【００１３】
本発明は上記従来例の問題点を解消することができる車窓用開閉機構の挟まれ検出方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、車窓駆動用モータの回転に伴って前記モータの１回転毎に２相のパルス信号が発生するようにし、前記２相のパルス信号の夫々の立上がり周期、立下がり周期の四種類の前記モータの回転の周期を示す信号を発生させこれら四種類のパルス信号から前記モータの１回転毎の速度相当データを逐次求め、現在の速度相当データと前回の速度相当データとの差をプラス・マイナスの符号付きで算出し、この差を示すデータの加算値が常に所定回数分の加算値となるように、最も古いデータを捨て最も新しいデータを加えるようにして、前記差を示すデータの加算値を逐次算出し、夫々独立に前記加算値がしきい値を越えたとき挟まれと判定する４つの判定系を有するようにし、その内の２つ以上の判定系で挟まれと判定されたとき、全体として挟まれと判定する第１の挟まれ判定工程と、前記４つの判定系のいずれか１つにおいて、所定時間内に車窓駆動用モータの回転に伴って発生するパルス信号が入力されないときに挟まれと判定し、第１の挟まれ判定工程による判定を待つことなく挟まれ対処処理を行う第２の挟まれ判定工程とを有することを特徴とする。
【００１５】
本発明によると、閉窓時に窓に異物が挟まれたとき、モータの負荷が増大し、モータが急減速する状態を、前記加算値がしきい値を越えるということで検知でき、これによって「挟まれ」を判定することができる。しかも、本発明では所定回数分の速度差データを加算することにより「挟まれ」を判定しているので、ノイズを除去して正確に「挟まれ」を判定できる。そして従来例の温度の影響等を受け易い電流値変化検出法とは異なり、検出誤差のほとんどないモータの回転周期のパルス検出法を本発明は採用しているので、常に正確に「挟まれ」を判定することができる。
【００１６】
【００１７】
また本発明によると、４つの判定系で、独立に「挟まれ」を判定し、２つ以上の判定系で「挟まれ」と判定されたとき、全体として「挟まれ」と判定しているので、誤判定を回避できてより厳密な「挟まれ」判定を行うことができる。さらに本発明によると、所定時間内に車窓駆動用モータの回転に伴って発生するパルス信号が入力されないときに挟まれと判定する挟まれ検出方法を併用しているので、窓が極端に急速に停止したような場合においても、「挟まれ」の判定を、迅速に行なうことができる。
【００１８】
なお、本発明において、２相のパルス信号を利用してアップダウンカウンタで窓位置を求めるように構成すると、従来例の挟まれ検出区間を検出するためのリミットスイッチが不要となり、構造の簡単化によるコストダウンを図ることができると共に、リミットスイッチを設けた場合よりも正確に前記範囲を検出することができる。
【００１９】
【００２０】
【００２１】
【発明の実施の形態】
図２は、本発明の「挟まれ」検出方法に用いられる装置の１例を示している。
【００２２】
１はアウタステータ側に永久磁石を、インナロータ側に電機子を備えたＤＣモータ、２はスイッチ、４はバッテリー、５はスイッチ入力回路、７はマイコン、８はリレー駆動回路、９はリレー、１２は定電圧回路であり、これらは図６で示した従来例と同様の機能を営むので、その説明は省略する。
【００２３】
図２において、１３はパルス発生器であり、Ａ相パルス、Ｂ相パルスの２相のパルス信号をマイコン７に与える。このパルス発生器１３は、例えば電機子の軸に永久磁石を取付けたものを、１対のホール素子で検出して、モータ１の１回転毎にＡ相パルスと、これより１８０°位相のずれたＢ相パルスとを発生するように構成される。
【００２４】
マイコン７は、Ａ相パルス、Ｂ相パルスに基き、図１に示す処理を行って「挟まれ」を判定する。すなわち、モータがＵＰ指令により回転し窓が閉動作するとこれを検知し（ステップ＃１）、Ａ相パルス、Ｂ相パルスに基き、周期測定を行なう（ステップ＃２）。
【００２５】
Ａ相パルス、Ｂ相パルスは図３の（ａ）（ｂ）に示すように、夫々の立上がりタイミング、立下がりタイミングが検出され、Ａ相の立上がり周期信号（図３の（ｃ））、Ｂ相の立上がり周期信号（図３の（ｄ））、Ａ相の立下がり周期信号（図３の（ｅ））、及びＢ相の立下がり周期信号（図３の（ｆ））の４種類のモータの回転周期を示す信号が求められる。
【００２６】
この４種類の回転周期の夫々について４系統の独立した「挟まれ」の判定処理が行なわれる。その内の１つの系統について以下説明する。
【００２７】
モータの１回転に伴って１つ発生する前記周期信号データに基いて、回転速度データ（速度相当データ）が求められる（ステップ＃３）。そして前回の回転速度データと今回の回転速度データとの差を、プラス・マイナスの符号付きで求め、この速度差データをメモリ（速度差テーブル）に登録する（ステップ＃４）。
【００２８】
挟まれ検出区間に入ると、前記速度差データを逐次加算し、Ｎ回分の加算値がプラス・マイナスの符号付きで、逐次求められる。すなわち前記加算値は、ｉ回目の速度差データ〜ｉ＋（Ｎ−１）回目の速度差データを加算した値となり、ｉ＋Ｎ回目の速度差データが得られると、（ｉ＋１）回目の速度差データ〜ｉ＋Ｎ回目の速度差データを加算した値となる。そして、その加算値としきい値とが逐次比較され、加算値がしきい値を越えたとき「挟まれ」と判定される（ステップ＃６）。
【００２９】
前記しきい値は、窓に異物が挟まったときにモータが急減速するときの経験則によって決められている。図５に示すように、ＤＣモータにおいてトルク変化は回転速度変化と線形の関係にあり、回転速度変化量△Ｎとトルク変化量△Ｔとは比例することを利用し、「挟まれ」を検出しているということができるが、前記しきい値の決定もこの原理に基づいている。
【００３０】
このような「挟まれ」の判定は、４系統の独立した「挟まれ」の判定処理のいずれにおいても行なわれ、その内の２系統で「挟まれ」と判定されれば、全体として「挟まれ」と判定する。この判定に基づいて、モータ１を反転させ、窓を開窓方向に下動させる（ステップ＃７）。
【００３１】
上記挟まれ検出区間の検出は、従来例のようにリミットスイッチを用いるのではなく、Ａ相パルス、Ｂ相パルスの２つのパルス信号を利用して、窓位置を求めることで行なっている。すなわち、Ａ相パルスの立上がり周期信号とＢ相パルスの立上がり周期信号とをアップダウンカウンタによりカウントし、モータの正逆回転数を求め、これに基き窓の位置が、例えば上端より下方に向けて４ｍｍの位置、あるいは２００ｍｍの位置にあるか否かを検出し、前記挟まれ検出区間を検出している。
【００３２】
上記の実施の形態においては、４系統の独立した「挟まれ」の判定処理の内の２系統で「挟まれ」と判定されたときに、全体として「挟まれ」と判定するように構成しているが、３系統ないし４系統で「挟まれ」と判定されたときに、全体として「挟まれ」と判定するように構成してもよい。
【００３３】
【００３４】
また、異物の種類によっては窓が極端に急速に停止する場合のことを考慮して、上記挟み検出方法に加え、図４に示すような挟み検出方法（挟まれモータロック処理）を併用している。
【００３５】
すなわち上記４系統の独立した「挟まれ」の判定処理のいずれか１つにおいて、モータ指令ストップの状態でない場合で（ステップ＃１１）、パルスエッジ信号が入力されなくなってから所定の監視時間（例えば０．０７秒）が経過した場合（ステップ＃１２）において、挟まれ検出区間内にあるとき（ステップ＃１３）は、異物が挟まれてモータがロックされたと推定し、「挟まれ」と判定し、図１に示す挟まれ処理による処理を待つことなく、所定の挟まれに対応する処理を行う（ステップ＃１４）方法を併用している。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、急激な速度変化の「挟まれ」から比較的緩やかな速度変化の「挟まれ」までを、温度等の影響を受けることなく、正確に検出でき、そのため挟まれたときの痛みを軽減できる値で「挟まれ」を検出できる車窓用開閉機構の挟まれ検出方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すフローチャート。
【図２】そのブロック図。
【図３】パルスタイミングを示す図。
【図４】挟まれモータロック処理を示すフローチャート。
【図５】回転速度とトルクとの関係を示す図。
【図６】従来法に用いる装置のブロック図。
【図７】その電流値の変化を示すグラフ。
【符号の説明】
１モータ
７マイコン
１３パルス発生器

Claims

車窓駆動用モータの回転に伴って前記モータの１回転毎に２相のパルス信号が発生するようにし、前記２相のパルス信号の夫々の立上がり周期、立下がり周期の四種類の前記モータの回転の周期を示す信号を発生させこれら四種類のパルス信号から前記モータの１回転毎の速度相当データを逐次求め、現在の速度相当データと前回の速度相当データとの差をプラス・マイナスの符号付きで算出し、この差を示すデータの加算値が常に所定回数分の加算値となるように、最も古いデータを捨て最も新しいデータを加えるようにして、前記差を示すデータの加算値を逐次算出し、夫々独立に前記加算値がしきい値を越えたとき挟まれと判定する４つの判定系を有するようにし、その内の２つ以上の判定系で挟まれと判定されたとき、全体として挟まれと判定する第１の挟まれ判定工程と、前記４つの判定系のいずれか１つにおいて、所定時間内に車窓駆動用モータの回転に伴って発生するパルス信号が入力されないときに挟まれと判定し、第１の挟まれ判定工程による判定を待つことなく挟まれ対処処理を行う第２の挟まれ判定工程とを有することを特徴とする車窓用開閉機構の挟まれ検出方法。
２相のパルス信号を利用してアップダウンカウンタで窓位置を求めることを特徴とする請求項１記載の車窓用開閉機構の挟まれ検出方法。