JP3871432B2 - 開閉体の駆動制御方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に、自動車に設けられたパワーウィンドウやサンルーフなどの開閉体の駆動制御に適する開閉体の駆動制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、自動車の開閉体としてのサイドウィンドウなどを自動的に開閉するようにしたパワーウィンドウ装置があり、そのような車両にあっては、ウィンドウの全閉時に異物を挟み込んだり、モータの部品が破損・脱落した場合などの異常を防止するために、そのような異常を判定する制御を行っている。例えば、モータ回転数に応じて発生するパルス発生器を設け、その信号に基づいて算出されたモータの回転周期が判定値以上になりかつ所定の間続いた場合には異物の挟み込み異常であると判断して、そのような場合にはモータの全閉動作を止めて反転させるなどしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、自動車に装備したパワーウィンドウ装置にあっては、ドアのフリクションの変動や、ドアを閉めた時の衝撃や、走行時の振動や、電源電圧の変動や、モータ起動直後の動作の不安定時などの種々の要因により、モータの回転周期が上昇し続ける場合が考えられる。そのような場合に、上記挟み込みの判定条件を満たすと、挟み込みであるとして誤動作してしまうという問題がある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決して、挟み込み判定の誤動作を防止することを実現するために、本発明に於いては、開閉体を開閉駆動するモータの回転速度に比例するパルス信号の周期変化に基づいて当該モータの周期を算出し、前記開閉体の全閉駆動時に、前記周期が過負荷判定値よりも大きい状態が所定のパルス数の間連続した場合には前記全閉駆動を中止する挟み込み防止処理を行うようにした開閉体の駆動制御方法であって、今回の周期と前回の平均化周期とに基づいて平均化周期を求めると共に、前記今回の周期が前記過負荷判定値よりも大きい状態が連続し、かつ前記今回の周期が前記平均化周期よりも大きい場合にのみ前記挟み込み防止処理を行うものとした。
【0005】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図面に示された具体例に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【0006】
図1は、本発明が適用された自動車用パワーウィンドウ装置の制御部の概略図である。図において、本制御回路には本発明に基づく制御を行うためのCPU1が設けられており、そのCPU1の電源端子VccにバッテリBTの電源電圧がイグニッションスイッチIGNを介して供給され、第1・第2・第3・第4の各入力ポートP1・P2・P3・P4に、アップ用スイッチSWU・ダウン用スイッチSWD・自動アップ用スイッチSWAU・自動ダウン用スイッチSWADの各スイッチ信号が入力するようになっている。
【0007】
CPU1の出力ポートP5・P6には、本パワーウィンドウ装置の駆動源としてのモータ2が接続されており、上記各入力ポートP1・P2・P3・P4への信号に応じて各出力ポートP5・P6からモータ2へ駆動信号が出力されて、モータ2の正逆転により、図示されないサイドウィンドウが開閉駆動される。また、モータ2に装備されたパルス発信器(図示せず)からのパルス信号が、パルス入力回路3を介してCPU1の入力ポートP7に入力するようになっている。そして、上記CPU1内では、上記パルス信号の入力毎に、前回のパルス信号入力時との間の時間から、その時のモータ回転の周期tを算出して記憶しておく。
【0008】
次に、上記したように構成されたパワーウィンドウ装置に適用された本発明に基づく制御について以下に示す。ウィンドウの全閉動作時に例えば異物を挟み込んだ場合には、モータ2の回転が遅くなって停止するようになるため、停止状態に向かう(パルス数nの減少)に連れて周期t(n)が上昇するようになる。
【0009】
従来は、周期t(n)(nパルス目の周期)が判定値C(n)よりも大きくなった状態が、所定のパルス数をカウントアップするまでの判定区間Aの間(図2参照)、継続したら挟み込み状態であると判定して、モータ2を停止し、さらに反転させていた。なお、判定値C(n)は、1つ前の周期t(n−1)に所定の関数や係数を掛けて負荷の上昇によるモータ回転数の低下に伴う今回の周期tの上昇が過負荷によるものか通常の回転変動によるものかを判定するために算出される。
【0010】
ところで、ドアのフリクションの変動などの場合には、図2に示されるように、周期が一旦上昇した後に下降するように変動する。このとき、従来例の制御においては、判定区間Aよりも周期t(n)の上昇中の区間の方が長くなるような周期の変動の場合には、判定区間A内では継続して周期が上昇していることから、挟み込みであるとする誤判定を行ってしまう。
【0011】
それに対して、本発明では、周期t(n)をその平均化周期tav(n)と比較して、判定を好適に行うようにしている。その平均化周期tav(n)を次式により求める。
【0012】
tav(n)={b*tav(n-1)+c*t(n)}/a …(1)
【0013】
ここで、a=b+c、b>cとする。
【0014】
挟み込み状態では周期は比較的急激に増大し続けるため、t(n)>tav(n)となる。それに対して、何らかのフリクションなどにより周期が変動する場合には、周期は上昇から下降に転ずることから、波形の山の頂上に達する手前から上昇の伸びが鈍化するため、式(1)より、周期t(n)の上昇中の区間において、t(n)<tav(n)に変化するようになる。
【0015】
したがって、判定区間Aにおいてt(n)<tav(n)に変化したら、挟み込みによる周期の上昇ではなく、周期の変動における上昇状態であると判断することができる。その状態は図2における区間Bであり、従来では区間Aの間で周期t(n)が上昇していたら挟み込みの判定を行ってしまうが、本発明では、区間Bを挟み込み判定区間と限定して、誤判定を防止することができる。
【0016】
次に、本発明に基づく制御フローの主要部を図3を参照して以下に示す。まず、第1ステップST1で、周期t(n)が平均化周期tav(n)以上であるか否かを判別し、周期t(n)が平均化周期tav(n)より小さい場合には第2ステップST2に進む。第2ステップST2では、挟み込み判定中フラグFが立っているか否かを判別し、フラグFが立っていない場合には第3ステップST3で挟み込みカウンタAE及び外乱カウンタADを共にリセットする。挟み込み判定中フラグFが立っている場合または第3ステップST3を経た後に第4ステップST4に進み、フラグFをリセットし、今回のサイクルを終了する。
【0017】
第1ステップST1で、周期t(n)が平均化周期tav(n)以上である場合には第5ステップST5に進み、前記した周期t(n)と判定値C(n)に基づいてパルス幅PWが判定値CJ以上であるか否かを判別する。ここで、パルス幅PWが判定値CJより小さい場合には第6ステップST6に進むが、第1ステップST1の判別により挟み込みの可能性があるため、挟み込み判定中フラグFを立てて、今回のサイクルを終了する。
【0018】
上記第5ステップST5でパルス幅PWが判定値CJ以上であった場合には、第7ステップST7に進み、挟み込みカウンタAEのイクリメント処理を行って、第8ステップST8に進む。
【0019】
なお、本具体例では第8ステップST8で周期差(今回の周期t(n)から前回の周期t(n-1)を引いたもの)の傾き(2回微分値に相当)である周期差微分値Δ2t(n)が負であるか否かを判別している。これにより、周期の上昇率が増加傾向にあるか、低減傾向にあるかを判別することができ、挟み込み時には周期の上昇率は停止に至るまで増加するとみなすことができる。
【0020】
ここで、周期差微分値Δ2tを次式により求めている。
【0021】
Δ2t(n)={(t(n)−t(n-1))−(t(n-1)−t(n-2))}
【0022】
ここでは、今回の周期t(n)から前回の周期t(n-1)を引いたものから、前回の周期t(n-1)から前々回の周期t(n-2)を引いたものを引いて、求めている。このようにすることにより、周期t(n)を2回微分して得られる値となる。また、この周期差微分値Δ2t(n)は、今回の周期t(n)が前回の周期t(n-1)よりも大きい場合には正の値となり、図2に示されるように周期が変動して上昇途中で下降に転じる場合には、傾斜の変化率が前回よりも小さくなる点で負の値となり、その後その負の値は、傾斜の変化率が前回よりも大きくなるまで継続する。
【0023】
なお、判定値C(n)を、前回の周期t(n-1)よりも若干大きい値になるように、前回の周期t(n-1)を変数とした関数により算出している。したがって、周期の増大中であっても傾斜の変化率が前回よりもある程度小さくなる(図2の区間Bの終わり)と、挟み込み判定を行わない。
【0024】
第8ステップST8で周期差微分値Δ2t(n)が負ではない(挟み込み時の挙動に相当する)場合には第9ステップST9に進み、挟み込みであると判断して外乱カウンタADをリセットし、第10ステップST10に進む。第10ステップST10では、1サイクルにおける周期の上昇判定のみで挟み込みであるとすることはできないから、所定区間の挙動を監視するべく、挟み込みカウンタAEが挟み込み判定カウント値CEに達したか否かの判別を行う。
【0025】
第10ステップST10で、挟み込み判定カウント値CEに達していないと判別された場合には第6ステップST6に進み、挟み込み判定カウント値CEに達したと判別された場合には、周期の上昇率の増加状態が所定区間続いたことから、挟み込み時の挙動とみなすことができるため、第11ステップST11に進み、モータを反転させる処理を行わせるための反転モードのセットを行って、本サイクルを終了する。
【0026】
第8ステップST8で周期差微分値Δ2t(n)が負であると判別された場合には第12ステップST12に進み、外乱カウンタADのイクリメント処理を行って、第13ステップST13に進む。第13ステップST13では外乱カウンタADが外乱判定カウント値CDに達したか否かの判別を行う。
【0027】
第13ステップST13で、外乱判定カウント値CDに達していないと判別された場合には第14ステップST14に進み、外乱判定カウント値CDに達したと判別された場合には、挟み込みではないとみなすことができる状態が所定区間続いたことから、挟み込み判定状態を解除することができるとして、第14ステップST14で挟み込みカウンタAE及び外乱カウンタADを共にリセットし、第10ステップST10に進む。
【0028】
周期変動による周期上昇区間が長い場合に、その上昇初期から挟み込み判定を行ってしまうと、所定の区間経過時点でも周期の上昇があれば、挟み込み状態であるとして誤った判定を行ってしまう。それに対して、周期t(n)と平均化周期tav(n)とを比較し、平均化周期tav(n)よりも周期t(n)の方が大きい場合にのみ、挟み込みの判定処理を行うことから、図2に示されるように従来の挟み込み判定区間Aに対して、区間Bで示されるように挟み込み判定区間を狭めることができる。
【0029】
このようにすることにより、周期t(n)の小さい範囲における周期の増大部分を無視することになるが、周期の小さい部分にあっては、比較的高速に駆動されていたことから、挟み込み判定については無視しても良い。したがって、挟み込み防止処理機能を損なわれることなく、誤判定を防止することができる。
【0030】
なお、挟み込みであると誤判定する虞のある部分(周期の上昇部分)のみに着目すれば良く、平均化周期tav(n)よりも周期t(n)の方が大きい場合は図2に示されるように区間Cとなるが、本具体例では、周期差微分値Δ2t(n)が負の状態が連続して所定回数(CD)継続した場合に外乱であると判断して、挟み込み判定区間を終了している。
【0031】
また、図4に第2の実施の形態を示す制御フローの主要部を示し、以下にその説明を行う。なお、第1ステップST1から第6ステップST6までの処理については、前記制御フローと同様のため、その詳しい説明を省略する。
【0032】
図4の第5ステップST5でパルス幅PWが判定値CJ以上であった場合には、第7ステップST7に進み、周期差微分値Δ2t(n)が負であるか否かを判別する。その第7ステップST7で周期差微分値Δ2t(n)が負ではない(挟み込み時の挙動に相当する)場合には、挟み込みであると判断して第8ステップST8に進み、挟み込みカウンタAEのイクリメント処理を行って、第9ステップST9に進む。なお、第7ステップST7で周期差微分値Δ2t(n)が負であると判別された場合には、周期の上昇率が低減傾向にあり、周期変動による上昇曲線であると判断し得るため、挟み込み防止処理を中断するべく、挟み込みカウンタAEのイクリメント処理を行わずに直接第9ステップST9に進む。
【0033】
第9ステップST9では、第1の実施の形態における第10ステップST10と同様に、挟み込みカウンタAEが挟み込み判定カウント値CEに達したか否かの判別を行う。挟み込み判定カウント値CEに達していないと判別された場合には第6ステップST6に進み、挟み込み判定カウント値CEに達したと判別された場合には、前記と同様に挟み込み時の挙動とみなすことができるため、第10ステップST10に進み、モータを反転させる処理を行わせるための反転モードのセットを行って、本サイクルを終了する。
【0034】
この第2の実施の形態においても、前記第1の実施の形態と同様に周期t(n)と平均化周期tav(n)とを比較し、平均化周期tav(n)よりも周期t(n)の方が大きい場合にのみ、挟み込みの判定処理を行うことから、挟み込み判定区間を狭めることができ、誤判定を防止することができる。
【0035】
【発明の効果】
このように本発明によれば、開閉体を駆動するモータの回転周期の変化に基づいて挟み込み判定を行う制御において、機械部分のフリクション変動などにより一時的に挟み込み時と同様な挙動を示す場合の挟み込み防止処理の誤動作を防止することができ、より一層確実な挟み込み判定制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用された自動車用パワーウィンドウ装置の制御部の概略図。
【図2】フリクション変動によるモータ周期の変化を示す図。
【図3】本発明に基づく制御フローの主要部を示す図。
【図4】第2の実施の形態における制御フローの主要部を示す図。
【符号の説明】
1 CPU
2 モータ
3 パルス発生回路
Claims (2)
- 開閉体を開閉駆動するモータの回転速度に比例するパルス信号の周期変化に基づいて当該モータの周期を算出し、前記開閉体の全閉駆動時に、前記周期が過負荷判定値よりも大きい状態が所定のパルス数の間連続した場合には前記全閉駆動を中止する挟み込み防止処理を行うようにした開閉体の駆動制御方法であって、
今回の周期と前回の平均化周期とに基づいて平均化周期を求めると共に、前記今回の周期が前記過負荷判定値よりも大きい状態が連続し、かつ前記今回の周期が前記平均化周期よりも大きい場合にのみ前記挟み込み防止処理を行うことを特徴とする開閉体の駆動制御方法。 - 前記周期が判定値よりも大きい状態が連続している時に、前記今回の周期から前記前回の周期を引いた今回の周期差が前記前回の周期からその前の周期を引いた前回の周期差をよりも小さくなった場合には前記挟み込み防止処理を中断することを特徴とする請求項1に記載の開閉体の駆動制御方法。
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