JP3861438B2 - 自動車用ウインドウ開閉制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、自動車用ウインドウ開閉制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、自動車用ウインドウ開閉制御装置としては、ウインドウによる異物の挟み込みを検出するセンサとして、図４（ａ）にて示すごとく、発光素子１と受光素子２とを備える赤外線センサを用いたものがある。
この赤外線センサにおいて、受光素子２はフォトトランジスタを内蔵するもので、この受光素子２は、自動車の全部座席と後部座席の間のセンターピラー内壁に固定されている。一方、発光素子１は赤外発光ダイオードを内蔵するもので、この発光素子１は、受光素子２のフォトトランジスタに受光させるように、ウインドウ３（図４（ｂ）参照）の窓枠内壁の適所に固定されている。
【０００３】
そして、受光素子２が発光素子１から出射される光（図１にて符号１ａ参照）を受光している間において、ウインドウ３の閉動作中に、発光素子１の出射光がウインドウ３とその窓枠との間に侵入する異物によって遮断されたとき、この遮断による受光素子２の受光量の減少でもって異物の挟み込みと判定する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記ウインドウ開閉制御装置では、発光素子１の出射光のうちウインドウ３の内壁により反射された光（図１（ｂ）にて符号１ｂ参照）が受光素子２により受光されてしまうため、発光素子１の出射光のうち異物に入射する光がこの異物により遮断されても、上述したウインドウ３の反射光が受光素子２により受光されてしまう。その結果、異物の挟み込みが生じているにもかかわらず、異物の挟み込みでないと誤判定してしまうという不具合が生ずる。
【０００５】
そこで、本発明は、このようなことに対処するため、ウインドウによる反射光量がこのウインドウの上昇位置と密接な関係を有することに着目して、異物の挟み込みを精度よく判定するようにした自動車用ウインドウ開閉制御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】
上記課題の解決にあたり、請求項１に記載の発明によれば、開閉駆動手段（Ｍ、９０）は、乗用車の片開きのドアのウインドウ（１２）を、傾斜状前縁部（１１ａ）と上縁部（１１ｂ）とを有する窓枠（１１）に沿い上下方向に開閉駆動する。また、光検出手段（５０）は、窓枠の傾斜状前縁部の下部近傍に設けられて発光素子駆動手段（６０ａ）による発光駆動のもと窓枠の傾斜状前縁部に沿い光を発光する発光素子（５０ａ）と、窓枠の傾斜状前縁部と上縁部との境界部に装着されたプリズム（５２）と、窓枠の上縁部の後部近傍に設けられて当該発光素子からプリズムを介し窓枠の上縁部を沿った光を受光する受光素子（５０ｂ）とを有する。
【０００７】
また、位置決定手段（１２２）は、発光素子の光に対するウインドウの反射光量を加味した受光素子の基準受光量とウインドウの位置との関係を表すデータに基づき、位置検出手段（４０）によるウインドウの検出位置に応じて、基準受光量を決定する。
そして、挟み込み判定手段（１３０）は、ウインドウの閉動作中において受光素子の受光量の基準受光量との差を所定の閾値と比較してウインドウによる異物の挟み込みの有無を判定する。
【０００８】
すると、制御手段（１３２、１３３）は、異物挟み込み判定手段の判定に基づきウインドウの閉動作中の駆動手段の作動状態を制御する。
このように構成した本発明では、ウインドウによる異物の挟み込みがある場合には、発光素子から受光素子への光の経路が異物により遮断されることになる。このため、受光素子がその受光量の減少を検出する。
【０００９】
そして、受光素子の実際の受光量と基準受光量との差が上記所定の閾値以上になると、挟み込み判定手段は、異物の挟み込みと判定する。この場合、上記データが、上述のごとく、発光素子の光に対するウインドウの反射に起因してこの反射光が受光素子により受光される量をも加味して設定されている。また、上記のデータが、ウインドウの全閉位置付近の異物挟み込み検出領域にて、基準受光量を増大させるように設定されている。
【００１０】
従って、受光素子の実際の受光量及び基準受光量が、共に、同様に、ウインドウの閉動作に応じて変化する。このため、ウインドウによる異物の挟み込みの判定が、ウインドウの発光素子の光に対する反射作用に影響されることなく、精度よくなされ得る。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面により説明する。
図１は、自動車用ウインドウ開閉制御装置に本発明が適用された例を示している。
図１において、符号１０は、当該自動車の助手席側ドアを示しており、このドア１０の窓枠１１には、ウインドウ１２が開閉可能に装着されている。ここで、ウインドウ１２は、その上昇に伴い閉じ、一方、その下降に伴い開く。
【００１２】
ウインドウ開閉制御装置は、ドア１０の下部内に設けた駆動機構を備えており、この駆動機構は、直流モータＭと、ウインドウ１２の下縁部と直流モータＭとの間に連結した連結機構（図示しない）とを備えている。
そして、上記駆動機構は、直流モータＭの正転或いは逆転に伴い上記連結機構を介しウインドウ１２を上昇或いは下降させる。
【００１３】
また、ウインドウ開閉制御装置は、図１にて示すように、閉操作スイッチ２０及び開操作スイッチ３０を備えている。閉操作スイッチ２０は、そのオン操作により、ウインドウ１２を閉じるための閉操作信号を発生する。一方、開操作スイッチ３０は、そのオン操作により、ウインドウ１２を開くための開操作信号を発生する。
【００１４】
また、ウインドウ開閉制御装置は、回転センサ４０と、光センサ５０と、この光センサ５０に接続した発光駆動回路６０ａ及び信号処理回路６０ｂを備えてあいる。
回転センサ４０は、エンコーダからなるもので、この回転センサ４０は、ドア１０の下部内に配設されている。そして、この回転センサ４０は、直流モータＭの回転を検出してパルス信号を発生する。
【００１５】
但し、本実施形態では、当該自動車に対する窓開閉制御装置の搭載時に、ウインドウ１２をその全開位置から全閉位置になるまで直流モータＭを正転させ、当該全閉位置への到達までに回転センサ４０から生ずるパルス信号の数を、ウインドウ１２の位置を決定するための位置基準データとして用いる。また、ウインドウ１２の位置の全開位置から全閉位置への変化が、当該全開位置から全閉位置への変化にかけて回転センサ４０から生ずるパルス信号の数の変化に対応する。
なお、上記位置基準データは、後述するマイクロコンピュータ８０のＲＯＭに予め記憶されている。
【００１６】
光センサ５０は、図１にて示すごとく、発光素子５０ａと、受光素子５０ｂとを備えている。
発光素子５０ａは、窓枠１１の傾斜状前縁部１１ａの下部近傍にてドア１０の内壁に装着されており、この発光素子５０ａの発光面５１は、窓枠１１の前縁部１１ａに直角に位置してプリズム５２に対向している。このプリズム５２は、窓枠１１の前縁部１１ａと上縁部１１ｂとの境界部に装着されている。
【００１７】
発光素子５０ａは、赤外発光ダイオードを内蔵しているもので、この発光素子５０ａは、当該赤外発光ダイオードからの光を、発光面５１から窓枠１１の傾斜状前縁部１１ａに沿いプリズム５２に向けてビーム光を間欠的に出射する。
また、受光素子５０ｂは、当該自動車の車室内の前側座席と後側座席との間の助手席側センターピラー１３の車室内側壁面に窓枠１１の上縁部１１ａの後部近傍にて取り付けられており、この受光素子５０ｂの受光面５２は、プリズム５２に対向している。
【００１８】
この受光素子５０ｂは、フォトトランジスタを内蔵しているもので、この受光素子５０ｂは、その受光面５３を通しプリズム５２から受光した発光素子５０ａからの光を上記フォトトランジスタにより受光量として検出する。なお、プリズム５２は、発光素子５０ａからの光を受光素子５０ｂの受光面５２に向けて屈曲させる。
【００１９】
また、ウインドウ開閉制御装置は、発光駆動回路６０ａ及び信号処理回路６０ｂと、これら発光駆動回路６０ａ及び信号処理回路６０ｂにそれぞれ接続したＤ−Ａ変換器７０ａ及びＡ−Ｄ変換器７０ｂと、閉操作スイッチ２０、開操作スイッチ３０、Ｄ−Ａ変換器７０ａ及びＡ−Ｄ変換器７０ｂに接続したマイクロコンピュータ８０と、このマイクロコンピュータ８０と直流モータＭとの間に接続したモータ駆動回路９０とを備えている。
【００２０】
発光駆動回路６０ａは、Ｄ−Ａ変換器８０ａからの出力に基づき発光素子５０ａの赤外発光ダイオードを間欠的に発光駆動する。
信号処理回路６０ｂは、受光素子５０ｂのフォトトランジスタの受光量を信号処理し処理信号として発生しＡ−Ｄ変換器７０ｂに出力する。なお、当該処理信号のレベルは受光素子５０ｂのフォトトランジスタの受光量に相当する。
【００２１】
Ｄ−Ａ変換器７０ａはマイクロコンピュータ８０の出力データをアナログ変換して発光素子５０ａを間欠駆動するように発光駆動回路６０ａに出力する。Ａ−Ｄ変換器７０ｂは、信号処理回路７０ｂからの処理信号をディジタル変換して受光量データとしてマイクロコンピュータ８０に出力する。
マイクロコンピュータ８０は、バッテリＢから給電されて作動状態となり、図２にて示すフローチャートに従いコンピュータプログラムを実行し、この実行中において、直流モータＭの回転速度の演算処理、ウインドウ１２の開閉制御処理や挟み込み判定処理等を行う。
【００２２】
モータ駆動回路９０は、マイクロコンピュータ８０による制御のもとに直流モータＭを正転或いは逆転させるように駆動する。
以下、このように構成した本実施形態の作動について説明する。
マイクロコンピュータ８０はバッテリＢからの給電により作動状態におかれて常時図２のフローチャートに従いコンピュータプログラムの実行を行っている。ここで、コンピュータプログラムがステップ１００に進むと、発光素子５０ａを間欠駆動するための処理がなされる。
【００２３】
ステップ１００での処理の伴い、マイクロコンピュータ８０からの発光素子５０ａの間欠駆動出力がＤ−Ａ変換器７０ａによりアナログ電圧に変換されて発光駆動回路６０ａに出力される。このため、この発光駆動回路６０ａが、当該アナログ電圧に基づき発光素子５０ａの赤外発光ダイオードを間欠駆動する。これにより、発光素子５０ａは、赤外発光ダイオードから、発光面５１を通して、窓枠１１の前縁部１１ａに沿いプリズム５２に向け間欠的に発光する。
【００２４】
このため、受光素子５０ｂが、そのフォトトランジスタにて、プリズム５２を介する発光素子５０ａからの光を受光する。すると、受光素子５０ｂの受光出力が信号処理回路６０ｂにより処理信号として発生され、この処理信号がＡ−Ｄ変換器７０ｂによりディジタル変換されてマイクロコンピュータ８０に出力される。なお、このとき、ウインドウ１２は開状態にあるものとし、このウインドウ１２の位置は、マイクロコンピュータ８０のＲＡＭに、最新の位置情報として記憶されている。
【００２５】
このような状態において、閉操作スイッチ２０がオンされると、ステップ１１０におけるＮＯとの判定後ステップ１２０においてＹＥＳとの判定がなされる。すると、ステップ１２１にて、ウインドウ１２の上昇処理がなされる。これに伴い、モータ駆動回路９０が直流モータＭを正転させると、ウインドウ１２が上昇し始める。また、直流モータＭの回転に伴い、回転センサ４０がパルス信号を順次発生し始める。
【００２６】
ついで、ステップ１２２において、上記位置基準データ及び上記最新の位置情報に基づき回転センサ４０からのパルス信号の数に応じてウインドウ１２の現実の位置が決定される。
この決定後、ステップ１２３において、基準受光量とウインドウ１２の位置との関係を表す受光素子５０ｂの基準受光量−位置データ（図３にて示すグラフＬ参照）に基づきステップ１２３での決定位置に応じ基準受光量が決定される。
【００２７】
ここで、グラフＬにより示すごとく、ウインドウ１２の位置がその異物挟み込み検出範囲以外にあるとき、上記基準受光量−位置データの基準受光量は一定となっている。また、ウインドウ１２の位置がその異物挟み込み検出領域内にあるとき、基準受光量は、ウインドウ１２の開度の減少に比例して増大する。これは、ウインドウ１２による反射光をウインドウ１２の開度の減少に比例して加味したものである。
【００２８】
ステップ１２３における処理後、次のステップ１２４において、現段階における受光素子５０ｂの受光出力、即ち受光量がマイクロコンピュータ８０に入力される。
次に、ステップ１３０において、当該入力受光量がステップ１２３における決定基準受光量と比較される。
【００２９】
具体的には、入力受光量と基準受光量との差が所定の閾値以上か否かが判定される。
ここで、ウインドウ１２による異物の挟み込みがある場合には、発光素子５０ａから受光素子５０ｂへの光の経路が上記異物により遮断されることになる。このため、受光素子５０ｂの受光量が減少する（図３にて符号Ｌａにより示すグラフ参照）。
【００３０】
従って、入力受光量と基準受光量との差が所定の閾値以上となり、ステップ１３０における判定がＹＥＳとなる。
一方、ウインドウ１２による異物の挟み込みがない場合には、発光素子５０ａから受光素子５０ｂへの光の経路が上記異物により遮断されることがない。このため、受光素子５０ｂの受光量は減少しない（図３にて符号Ｌにより示すグラフ参照）。
【００３１】
従って、ステップ１３０における判定はＮＯとなる。
また、上記基準受光量−位置データが、発光素子５０ａからの光に対するウインドウ１２の反射に起因してこの反射光が受光素子５０ｂにより受光される量をも加味して設定されているから、以上述べたステップ１３０における判定は、ウインドウ１２による上記反射光をも考慮してなされる。
【００３２】
換言すれば、受光素子５０ｂの受光量及び基準受光量が、共に、同様に、ウインドウ１２の上昇に応じて増大するから、ステップ１３０における判定は、ウインドウ１２による反射光が誤差として混入することなく相殺される状態でなされる。
このため、ウインドウ１２による異物の挟み込みの判定が、ステップ１３２において、ウインドウ１２の発光素子５０ａの光に対する反射作用に影響されることなく、精度よくなされる。
【００３３】
従って、ウインドウ１２に発光素子５０ａの光が当たらないように、発光素子５０ａの発光方向を微妙に調整したり、窓枠１１やウインドウ１２の形状を変更したりすることなく、信頼性の高い窓開閉制御装置の提供が可能となる。
上述のようにステップ１３０での処理が終了すると、ステップ１３３において、ウインドウ１２の上昇停止処理がなされる。このため、モータ駆動回路９０がウインドウ１２の上昇を停止させる。
【００３４】
なお、ステップ１３０にて、ＮＯとの判定がなされる場合には、ステップ１３１にて、異物の挟み込みなしとセットされる。また、ステップ１１０にてＹＥＳとの判定がなされた場合には、ステップ１４０において、ウインドウ１２の下降処理がなされる。なお、本発明の実施にあたり、自動車の助手席側ドアのウインドウ開閉制御装置に限らず、自動車の他の席のドアのウインドウの開閉制御装置に本発明を適用して実施してもよい。
【００３５】
また、本発明の実施にあたっては、直流モータＭの回転に限らず、例えば、駆動機構２０としての作動状態を検出するセンサの出力を回転センサ５０ａの出力に代えてマイクロコンピュータ９０に入力するようにして実施してもよい。なお、回転センサ５０ａは、エンコーダに限らず、ホール素子等の直流モータＭの回転を検出できればどのようなセンサでもよい。
【００３６】
また、本発明の実施にあたり、ステップ１００における発光駆動処理は、例えば、当該自動車のイグニッションスイッチのオンにより開始し、そのオフ後一定時間の経過時に、停止するようにしてもよい。
また、本発明の実施にあたり、上記実施形態のフローチャートにおける各ステップは、それぞれ、機能実行手段としてハードロジック構成により実現するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】図１のマイクロコンピュータの作用を示すフローチャートである。
【図３】上記実施形態のおける受光素子の基準受光量とウインドウの位置との関係を示すグラフである。
【図４】（ａ）は、従来の発光素子の光に対する受光素子の受光状態を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）において、発光素子の光がウインドウにより反射されて受光素子に受光される状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０…助手席側ドア、１２…ウインドウ、２０…駆動機構、
５０…光センサ、５０ａ…発光素子、５０ｂ…受光素子、
６０ａ…発光駆動回路、６０ｂ…信号処理回路、
８０…マイクロコンピュータ、９０…モータ駆動回路、Ｍ…直流モータ。

Claims (1)

1. 乗用車の片開きのドアのウインドウ（１２）を、傾斜状前縁部（１１ａ）と上縁部（１１ｂ）とを有する窓枠（１１）に沿い上下方向に開閉駆動する開閉駆動手段（Ｍ、９０）と、
   前記窓枠の傾斜状前縁部の下部近傍に設けられて発光素子駆動手段（６０ａ）による発光駆動のもと前記窓枠の傾斜状前縁部に沿い光を発光する発光素子（５０ａ）と、前記窓枠の傾斜状前縁部と上縁部との境界部に装着されたプリズム（５２）と、前記窓枠の上縁部の後部近傍に設けられて前記発光素子から前記プリズムを介し前記窓枠の上縁部を沿った光を受光する受光素子（５０ｂ）とを有する光検出手段（５０）と、
   前記ウインドウの位置を検出する位置検出手段（４０）と、
   前記発光素子の光に対する前記ウインドウの反射光量を加味した前記受光素子の基準受光量と前記ウインドウの位置との関係を表すデータに基づき、前記ウインドウの検出位置に応じて前記基準受光量を決定する位置決定手段（１２２）と、
   前記ウインドウの閉動作中において前記受光素子の受光量の前記基準受光量との差を所定の閾値と比較して前記ウインドウによる異物の挟み込みの有無を判定する異物挟み込み判定手段（１３０）と、
   この異物挟み込み判定手段の判定に基づき前記ウインドウの閉動作中の前記駆動手段の作動状態を制御する制御手段（１３２、１３３）とを備え、
   前記データが、前記ウインドウの全閉位置付近の異物挟み込み検出領域にて、前記基準受光量を増大させるように設定されていることを特徴とする自動車用ウインドウ開閉制御装置。

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