JP3881602B2 - パワーウインドの制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パワーウインドの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両に設けられているウインドの開閉制御において、ウインドガラスを駆動するモータの回転角をパルス信号に変換するエンコーダを設け、エンコーダからのパルス信号を計数することによってウインドの開閉具合検出が行われている。また、ウインドを閉じる際、ウインドガラスとウインド枠の間に異物が挟まれたことを検出するため、駆動時のパルス幅について、その大きさを判断するようになっている。挟み込みを検出した場合は、異物に対する加重を制限するため、ウインドガラスの駆動方向を反転させる。車両における異物に対する加重の許容値としては、例えば検出加重が１００Ｎ以下とする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
これまで研究されている車両用パワーウインドの制御方法では、上記許容値を概ねクリアしてはいるが、ウインド閉じを行う初期においては、依然として高加重であるのが実情である。
すなわち、上記のように、挟み込みの検出は、ウインドガラスを駆動する際のパルス幅に基づいて行っているので、例えばパルス幅を所定数前のパルス幅と比較して、パルス幅の延びをチェックすることによって、挟み込みを検出する場合、比較の対象となる基準値がない駆動初期では、挟み込みの検出を行うことができない。この結果、挟み込みの検出が遅れ、異物に高加重を与えてしまうことになる。
また、この初期では、例えば基準値を所定値で代用しても、ウインドガラスの挙動が不安定のため、パルス幅が大きく変動し、誤検出の可能性が高い。これを防ぐために所定値を大きく設定することになるが、そうすると、挟み込みの検出が遅れ、高加重を与えてしまう可能性が高くなる。
【０００４】
図５は、ウインドガラス位置とその挙動の関係を示す図である。
横軸はウインドガラス位置で、縦軸は所定数前のパルス周波数と現在のパルス周波数との周波数差を示している。
ウインドガラスを下端から上昇させてウインドを閉じる場合、初期は、モータが前回の下降から上昇方向に回転方向を逆転するため、動力の伝達を行う機構やワイヤのたわみなどを吸収して空転が発生し、Ａ領域でモータの回転速度が急激に上昇する。Ｂ領域に進入すると、ウインドガラスを押し上げるため、その重みで一気に速度が低下するから、エンコーダが出力するパルス幅が大きく変動し、ウインドガラスの挙動が不安定である。
【０００５】
半開状態から上端の近くまでは、パルス幅がほぼ一定で、周波数差に大きな変動が見られず、ウインドガラスが安定して駆動されている。上端では、シール材との摩擦によってウインドガラスが摺動し、モータの回転速度が次第に低下しパルス幅が大きくなる。所定数前のパルス周波数との周波数差が検出判定値に達すると、ウインドが全閉と判断されモータ駆動が停止される。
【０００６】
また、ウインドガラスを半開状態から閉じる方向に駆動する場合は、停止する前のモータの回転方向によってウインドガラスの挙動が異なる。すなわち、上昇させた後の停止の場合は、図５に示す半開状態と同じように安定して駆動することができるが、下降をした後の停止では、モータの回転方向が逆転するため、機構やワイヤのたわみを吸収する必要があり、上記初期のＡ、Ｂ領域に似てパルス幅が大きく変動し、ウインドガラスの挙動が不安定である。
【０００７】
したがって、ウインドを閉じる初期では、パルス幅の変動が大きいから、図６に示すように、所定数前（Ｎ−Ｘ）のパルス幅と現在（ＮＯＷ）のパルス幅との差によって行う挟み込み検出は、誤検出を多く含み、ウインドガラスを反転させる制御は極めて不安定なものになる。
このほか、トランジスタ（ＦＥＴ）を用いて、モータに対してＰＷＭ制御を行うことによって、異物に対する加重を制限するものも提案されているが、装置が高価になる問題があった。
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、安価で、ウインドを開閉させる初期でも異物の挟み込みを検出可能なパワーウインドの制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、開閉体を駆動するモータの回転角をパルス信号に変換するエンコーダを有し、前記パルス信号を計数して開閉体位置を検出するとともに、駆動時のパルス幅に基づいて、前記開閉体の異物の挟み込みを検出し、駆動中に前記開閉体の開閉方向を反転させるモータ制御が可能なパワーウインドの制御装置において、各開閉体位置における駆動初期時のパルス幅標準値を記憶する標準値記憶手段と、前記開閉体を駆動する際のパルス幅と、開閉体位置に対応し前記標準値記憶手段から読み出されたパルス幅標準値とを比較することによって、前記開閉体の挟み込みを検出する挟み込み検出手段とを備えるものとした。
開閉体を駆動時に、モータの回転角に対応したパルス幅と、同じ開閉体位置における記憶されているパルス幅標準値とを比較することによって異物の挟み込みを検出するようにしたので、開閉体を駆動する１パルス目から、挟み込みを検出することが可能になる。
【０００９】
請求項２記載の発明は、前記モータの駆動電流を検出する電流検出手段を設けるとともに、前記各開閉体位置における駆動初期時の前記モータの駆動電流標準値を前記標準値記憶手段に記憶させ、前記挟み込み検出手段は、前記モータの駆動電流と、開閉体位置に対応し前記標準値記憶手段から読み出された駆動電流標準値とを比較し、前記駆動電流が前記駆動電流標準値より所定値大きい場合に限り、前記挟み込みを検出するものとした。
モータの駆動電流が、同じ開閉体位置における駆動電流の標準値より所定値大きいか否かを判断し、判断の結果を挟み込み検出の条件としたので、パルス幅だけでの検出より、誤検出を防止できる効果が得られる。
【００１０】
請求項３記載の発明は、前記モータを駆動する電源電圧を検出する電圧検出手段と、環境温度を検出する温度検出手段と、前記検出された電源電圧と環境温度とによって、前記標準値記憶手段から読み出されたパルス幅標準値と駆動電流標準値を補正する補正手段とを有するものとした。
パルス幅および駆動電流の比較に用いられるパルス幅標準値および駆動電流標準値を、モータを駆動するための電源電圧と環境温度によって補正するようにしたので、同じ条件下で比較することができ、挟み込み検出をより高精度で行うことが可能になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、発明の実施の形態を実施例により説明する。
図１は、実施例の構成を示す図である。
モータ１０が図示しないウインドガラス（開閉体）を駆動し、ウインドの開閉を行う。モータ１０の回転角は、エンコーダ２０によってパルス信号に変換される。
窓位置検出部３０が計数器を備え、エンコーダ２０からパルス信号を入力するとともに計数器で計数を行ってウインドガラス位置を検出する。計数器では、ウインドガラスが下降しきった下端位置で計数値が零に設定され、ウインドガラスが上昇するとき、パルス信号をアップカウントするとともに、下降するときはダウンカウントするので、計数器の計数値によって、ウインドガラスの絶対位置を検出するようになっている。
【００１２】
窓位置検出部３０には、ウインドガラスを全開から全閉まで駆動するときのパルス信号数が記憶され、計数器の計数値が記憶されているパルス信号数と一致すると、ウインドが全閉と判断して、判断の結果をモータ制御部４０に出力して、モータ駆動を停止させる。
窓位置検出部３０で検出されるウインドガラス位置が挟み込み検出部５０に出力される。
挟み込み検出部５０に標準値記憶部６０が接続され、標準値記憶部６０には、各ウインドガラス位置における駆動初期時のパルス幅標準値が記憶されている。パルス幅標準値については、ウインドガラスが上昇用と下降用からなり、それぞれには、前回の駆動が下降か上昇かによって駆動状況別のものが用意される。
これらのパルス幅標準値は、モータ１０を駆動するバッテリ電圧と環境温度を所定値に設定した状態で実験によって求められる。
【００１３】
挟み込み検出部５０は、入力されたウインドガラス位置を標準値記憶部６０に出力し、標準値記憶部６０は、ウインドガラス位置に応じて、ウインドガラスの駆動状況に対応した同位置のパルス幅標準値を抽出して補正部７０に出力する。
補正部７０には、環境温度を検出する温度センサ８０、モータ１０を駆動するバッテリ電圧を検出する電圧センサ８１が接続されている。補正部７０は、それらの検出値に基づいて、パルス幅標準値の補正を行う。補正されたパルス幅標準値は挟み込み検出部５０に出力される。
【００１４】
挟み込み検出部５０は、エンコーダ２０からリアルタイムで、パルス信号を入力するとともに、パルス幅と補正されたパルス幅標準値とを比較する。パルス幅がパルス幅標準値より大きい場合は、異物の挟み込みがあると判断し、判断の結果をモータ制御部４０に出力することによって、モータ１０の駆動方向を反転させる。これによってウインドガラスが逆の方向に駆動される。
モータ制御部４０は、窓位置検出部３０と挟み込み検出部５０からの判断の結果以外に、図示しない利用者操作用の上昇、下降スイッチからも信号が出力され、これらのスイッチの操作状態によって、モータの回転方向を決定してモータ制御を行うようになっている。
【００１５】
図２は、上記構成における挟み込み検出の流れを示すフローチャートである。
まず、ステップ１００において、挟み込み検出部５０は、窓位置検出部３０から検出されたウインドガラス位置を入力し、ウインドガラス位置に変化があったか否かを判断する。ウインドガラスが駆動されていることを検出すると、ステップ１１０へ進む。
ステップ１１０においては、挟み込み検出部５０は、ウインドガラス位置の変化によって、ウインドガラスが上昇方向か、下降方向かを判別する。また記憶されている前回のウインドガラスの駆動方向とによって、ウインドガラスの駆動状況を判断し、判断の結果と入力されたウインドガラス位置を、標準値記憶部６０に出力することによって、ウインドガラスの駆動状況に対応した同位置のパルス幅標準値を抽出させる。そして抽出されたパルス幅標準値を補正部７０に読み込む。
【００１６】
ステップ１２０において、モータを駆動するバッテリ電圧の検出値が補正部７０に読み込まれる。
ステップ１３０において、補正部７０は、バッテリ電圧が、パルス幅標準値を得るときの条件としての所定電圧値と一致するか否かを判断する。一致する場合は、補正を行う必要がないから、そのままステップ１５０へ進む。所定電圧値と一致しない場合には、ステップ１４０へ進んで、検出されたバッテリ電圧（電圧値）に応じてパルス幅標準値について補正を行う。
【００１７】
ステップ１５０において、温度センサ８０から、環境温度の検出値が補正部７０に読み込まれる。
ステップ１６０において、温度の検出値は、パルス幅標準値を得るときの条件としての所定温度と一致するか否かを判断する。一致する場合には、パルス幅標準値について温度による補正を行う必要がないから、ステップ１７５へ進む。所定温度と一致しない場合には、ステップ１７０において、温度の検出値によって、パルス幅標準値について補正を行う。
このように、パルス幅標準値について電圧と温度によって補正が行われることによって、同じ条件下で、パルス幅との比較が可能になる。
【００１８】
ステップ１７５において、挟み込み検出部５０は、エンコーダ２０から現在のパルス信号を読み込む。
ステップ１８０において、入力されたパルス信号のパルス幅と、パルス幅標準値とを比較する。パルス幅が、パルス幅標準値と同様かそれより小さい場合は、挟み込みがないとして、ステップ１００に戻る。
パルス幅がパルス幅標準値より大きい場合には、モータ１０に大きい負荷がかかったため、挟み込みがあるとして、ステップ１９０において、制御信号をモータ制御部４０に出力し、モータ１０の駆動方向を反転させてステップ１００に戻る。
モータ１０の駆動方向が反転されることによって、ウインドガラスの移動方向が反転される。
【００１９】
本実施例は、以上のように構成され、標準値記憶部６０に各ウインドガラス位置におけるパルス幅標準値を記憶し、ウインドを開閉する際に、ウインドガラス位置に応じて、同位置のパルス幅標準値が抽出される。このパルス幅標準値について、モータ１０を駆動するバッテリ電圧と、温度に基づいて補正したうえで、現在の駆動時のパルス幅とを比較して、挟み込みを判断するようにしたから、駆動を開始する１パルス目から、挟み込みの検出が可能で、大きな加重が異物に加わる前に、ウインドガラスを反転させることができる。
【００２０】
このように、従来行われている方法に温度センサなどを設けるだけで、そのほかは、ソフトを改正することによって実施することができるから、ＰＷＭ制御などを行う方法より安価に構成できる効果が得られる。
【００２１】
次に、第２の実施例について説明する。
本実施例では、上記第１の実施例に対して、さらに誤動作を防止する措置を講じるようにした。
図１に示す構成において、モータ１０の駆動電流を検出する電流センサ８２を設け、その検出値が挟み込み検出部５０’に出力される。また、標準値記憶部６０’には、各ウインドガラス位置における駆動電流標準値を記憶させる。駆動電流標準値は、パルス幅標準値と同様に、モータ１０を駆動するバッテリ電圧と環境温度を所定値に設定した状態で実験によって求められる。
【００２２】
図３は、本実施例における挟み込み検出の流れを示すフローチャートである。ステップ１００からステップ１８０までは、第1の実施例と同様で、ウインドガラス位置に対応して読み出されたパルス幅標準値についてバッテリ電圧と温度によって補正を行う。ステップ１８０において、第１の実施例では、駆動時のパルス幅と補正されたパルス幅標準値とを比較して挟み込み検出を行っているが、本実施例では、挟み込みが検出できた場合は、仮の検出として保持する。
【００２３】
そして、ステップ２００において、挟み込み検出部５０’は、ウインドガラス位置を標準値記憶部６０’に出力することによって、駆動電流標準値を抽出させる。
ステップ２１０において、パルス幅標準値を補正時のバッテリ電圧と温度を用いて駆動電流標準値を補正する。
ステップ２２０において、挟み込み検出部５０’は、電流センサ８２から、現在の駆動電流の検出値を読み込む。
【００２４】
ステップ２３０において、駆動電流と駆動電流標準値とを比較して所定値より大きいか否かを判断する。所定値より大きくない場合は、ステップ１８０で検出された挟み込みは誤検出であるとして、そのままステップ１００に戻る。
駆動電流が所定値より大きい場合には、挟み込みが検出されたとして、挟み込み検出部５０’は、反転制御信号をモータ制御部４０に出力する。
ステップ２４０において、モータ制御部４０は、モータ１０の駆動方向を反転させて、ステップ１００に戻る。
これによって、ウインドガラスが反転される。
【００２５】
図４は、ウインドガラス位置と駆動電流の関係を示す図である。
ウインドが全開した下端から駆動するとき、モータ１０が前回の下降から上昇方向に駆動方向を反転するから、機構やワイヤのたわみを吸収する空転が発生する。そのため、駆動電流は一旦下がってから、上昇する。半開状態での駆動は、ほぼ定常電流で、駆動することができる。上端では、摩擦などによって、駆動電流が上昇する。
【００２６】
なお、ウインドが半開の状態から、ウインドガラスを駆動する場合は、図４に示す下端と同様に電流が一旦下がってから上昇することがある。このように、駆動初期では駆動電流が小さいから、例えば定常電流に応じて設けた検出閾値によって行う判断は、初期において誤検出の可能性がある。
しかし、本実施例では、駆動電流が比較される駆動電流標準値は、ウインドガラス位置に対応したものが用いられているので、駆動初期でも誤検出を防止することができる。
【００２７】
本実施例は以上のように構成され、パルス幅によって挟み込みが検出された場合、駆動電流をチェックし異常電流が発生したときのみ、挟み込みを検出したものとするから、ノイズなどの影響でパルス幅が伸びることによって発生する誤検出を駆動状況を問わずに防止することができる。
なお、上記実施例では、駆動初期の不安定な状態しか説明していないが、安定駆動状態になった後では、従来通り、駆動時のパルス幅と所定数前のパルス幅とを比較することにより、挟み込みを検出するようにすればよい。そして、本実施例の駆動初期における制御から、安定状態への移行時期は適宜実験などにより決定するものとする。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１記載の発明では、開閉体を駆動初期時に、モータの回転角に対応したパルス幅と、同じ開閉体位置における記憶されているパルス幅標準値とを比較することによって異物の挟み込みを検出するようにしたので、開閉体を駆動する１パルス目から、挟み込みを検出することが可能で、開閉体を迅速に反転させることができ、異物に高加重を与えない効果が得られる。
【００２９】
請求項２記載の発明で、モータの駆動電流が、同じ開閉体位置における駆動電流の標準値より所定値大きいか否かを判断し、判断の結果を挟み込み検出の条件としたので、パルス幅だけでの検出より、誤検出を防止できる効果が得られる。
【００３０】
請求項３記載の発明では、パルス幅および駆動電流の比較に用いられるパルス幅標準値および駆動電流標準値を、モータを駆動するための電源電圧と環境温度によって補正するようにしたので、同じ条件下で、比較することができ、挟み込み検出をより高精度で行える効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の構成を示す図である。
【図２】挟み込み検出の流れを示すフローチャートである。
【図３】挟み込み検出の流れを示すフローチャートである。
【図４】ウインドガラス位置と駆動電流の関係を示す図である。
【図５】ウインドガラス位置とその挙動の関係を示す図である。
【図６】パルス幅によって挟み込み検出を説明するための図である。
【符号の説明】
１０ モータ
２０ エンコーダ
３０ 窓位置検出部
４０ モータ制御部
５０、５０’ 挟み込み検出部（挟み込み検出手段）
６０、６０’ 標準値記憶部（標準値記憶手段）
７０ 補正部（補正手段）
８０ 温度センサ（温度検出手段）
８１ 電圧センサ（電圧検出手段）
８２ 電流センサ

Claims (4)

1. 開閉体を駆動するモータの回転角をパルス信号に変換するエンコーダを有し、前記パルス信号を計数して開閉体位置を検出するとともに、駆動時のパルス幅に基づいて、前記開閉体の異物の挟み込みを検出し、駆動中に前記開閉体の開閉方向を反転させるモータ制御が可能なパワーウインドの制御装置において、
   各開閉体位置における駆動初期時のパルス幅標準値を記憶する標準値記憶手段と、
   前記開閉体を駆動する際のパルス幅と、開閉体位置に対応し前記標準値記憶手段から読み出されたパルス幅標準値とを比較することによって、前記開閉体の挟み込みを検出する挟み込み検出手段とを備えることを特徴とするパワーウインドの制御装置。
2. 前記モータの駆動電流を検出する電流検出手段を設けるとともに、前記各開閉体位置における駆動初期時の前記モータの駆動電流標準値を前記標準値記憶手段に記憶させ、
   前記挟み込み検出手段は、前記モータの駆動電流と、開閉体位置に対応し前記標準値記憶手段から読み出された駆動電流標準値とを比較し、前記駆動電流が前記駆動電流標準値より所定値大きい場合に限り、前記挟み込みを検出するものとすることを特徴とする請求項１記載のパワーウインド制御装置。
3. 前記モータを駆動する電源電圧を検出する電圧検出手段と、
   環境温度を検出する温度検出手段と、
   前記検出された電源電圧と環境温度とによって、前記標準値記憶手段から読み出されたパルス幅標準値と駆動電流標準値を補正する補正手段とを有することを特徴とする請求項１または２記載のパワーウインドの制御装置。
4. 前記標準値記憶手段が記憶する前記パルス幅標準値が開閉体の今回の駆動方向と前回の駆動方向とに基づく駆動状況別に設定されており、
   前記挟み込み検出手段は、開閉体の駆動状況に対応したパルス幅標準値を読み出すことを特徴とする請求項１から３のいずれか１に記載のパワーウインドの制御装置。

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