JP4105620B2 - ウインドウガラスの挟み込み検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、ウインドウガラスの閉動作中に挟み込んだ物体を検出するウインドウガラスの挟み込み検出装置に関するものである。

一般に、例えば車両に設けられたウインドウガラスの昇降を制御するパワーウインドウ制御装置は、ウインドウガラスを自動的に上昇（オートアップ）及び下降（オートダウン）させるオート機能を備えている。このため、特にウインドウガラスのオートアップ時においては、ウインドウガラスと窓枠との間で、物体が挟まれてしまうおそれがある。そこで従来、このようなパワーウインドウ制御装置では、ウインドウガラスによる物体の挟み込みを防止するために、ウインドウガラスと窓枠との間に物体が挟まれたか否かを検出し、物体が挟まれた場合には該物体を解放するウインドウガラスの挟持有無検出装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）
この特許文献１に記載されるウインドウガラスの挟持有無検出装置は、ウインドウガラスを昇降駆動するモータと、同モータの回転速度に対応したパルス信号を生成して出力するパルスセンサと、同モータ及びパルスセンサと接続された車両用ＥＣＵ（車両用電子制御装置）とを備えている。車両用ＥＣＵは、パルスセンサからパルス信号が入力されると、その入力毎に現在のパルス周期を演算し、その現在のパルス周期よりも過去のパルス信号のパルス周期を演算する。そして、車両用ＥＣＵは、現在のパルス周期と過去のパルス周期とに基づいてウインドウガラスと窓枠との間に物体が挟まれたか否かを検出する。

詳しくは、車両用ＥＣＵは、パルス信号が入力されると、そのパルス信号のパルス幅Ｐｎと１パルス前のパルス信号のパルス幅Ｐｎ１とを加算して現在のパルス周期Ｐｐを算出する。それとともに、車両用ＥＣＵは、そのパルス信号よりも前のパルス信号の平均パルス周期Ｐａｖｅを算出する。そして、車両用ＥＣＵは、現在のパルス周期Ｐｐと平均パルス周期Ｐａｖｅとの差分を算出して周期差分値Ｐｓを算出する。また、車両用ＥＣＵは、現在のパルス位置において算出した周期差分値Ｐｓと、その直前までの所定数（例えば３周期）分の周期差分値Ｐｓとを総和して周期差分和Ｐｓｔを算出する。

ところで、例えば図８に示すように、車両用ＥＣＵのメモリには前記平均パルス周期Ｐａｖｅに対応した挟み込み判定閾値ＰＨを求めるためのマップが記録されている。そして、車両用ＥＣＵは、前記周期差分和Ｐｓｔと平均パルス周期Ｐａｖｅに対応した挟み込み判定閾値ＰＨとを比較する。その結果、挟み込み判定閾値ＰＨよりも周期差分和Ｐｓｔの方が大きい場合、すなわち周期差分和Ｐｓｔが同図に示す反転領域内に位置する場合、車両用ＥＣＵは、ウインドウガラスに物体が挟み込まれたと判断してモータを反転させる。

従って、こうした挟持有無検出装置によれば、ウインドウガラスの変位量の変化を検出し、その変化に異常があると判断した場合にモータを反転駆動させることにより、ウインドウガラスに挟み込まれた物体の損傷を防止できる。
特開２０００−１５２６７７号公報

ところで、こうしたウインドウガラスの挟み込み検出装置にあっては、ウインドウガラスに挟み込まれた物体の保護を図るために、比較的小さな力で物体が挟まれた時点で挟み込みを検出することが望ましい。つまり、前記挟み込み判定閾値ＰＨをできるだけ低く設定することが望ましい。

ところが、前記ウインドウガラスの挟持有無検出装置においては、車両が悪路を走行しているときに発生する振動や車両のドアが強く閉められた際に発生する衝撃（以下、単に「外乱」という）によっても前記周期差分和Ｐｓｔは変動する。このため、挟み込み判定閾値ＰＨを単純に低く設定すると、車両に外乱が加わっている場合に周期差分和Ｐｓｔが挟み込み判定閾値ＰＨを超えてしまい、車両用ＥＣＵは、ウインドウガラスに物体が挟み込まれていないにも拘わらず、物体が挟み込まれていると誤判定するおそれがある。よって、挟み込み判定閾値ＰＨを低く設定することによって挟み込みの検出荷重を小さくすることは困難であった。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、挟み込みの誤判定を生じることなく該挟み込みの検出荷重を低く設定することができるウインドウガラスの挟み込み検出装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明では、車両に備えられたウインドウガラスを閉動作させるモータの回転状態に応じて出力されるパルス信号に基づいて判定値を算出し、該判定値が挟み込み判定閾値を超えたことによりウインドウガラスと窓枠との間に物体が挟み込まれたことを検出するウインドウガラスの挟み込み検出装置であって、前記ウインドウガラスが全開から全閉するまでの時間よりも短い所定期間毎に前記パルス信号のパルス長の変化に基づく各振動数成分における振動の強度を算出する振動数算出手段と、前記車両に外乱が加わっていない状態での各振動数成分における振動の強度よりも高く設定されるとともに、前記車両に外乱が加わった状態での各振動数成分における振動の強度のうち、その外乱に特有の外乱振動数成分と対応する振動数成分における振動の強度よりも低く設定された誤検出判定閾値を記録する記録手段と、前記振動数算出手段により算出された各振動数成分における振動の強度のうち、前記外乱振動数と対応する振動数成分における振動の強度が、前記誤検出判定閾値よりも高い場合に、前記挟み込み判定閾値を異なる値に変更する閾値変更手段とを備えたことを要旨とする。

請求項２に記載の発明では、前記振動数算出手段は、フーリエ変換のアルゴリズムにより前記パルス信号の前記振動数及びその強度を算出することを要旨とする。
請求項３に記載の発明では、前記記録手段は、車両の固有振動数とドアの固有振動数とのうち少なくとも一方を含む振動数成分に対応して設定された前記誤検出判定閾値を記録することを要旨とする。

以下、本発明の作用について説明する。
請求項１に記載の発明によれば、ウインドウガラスの挟み込みを誤検出する要因となる外乱が車両に加わると、閾値変更手段は、ウインドウガラスと窓枠との間に物体が挟み込まれたことを検出するための指標となる挟み込み判定閾値を、異なる値に変更する。すなわち、挟み込み判定閾値は、車両に外乱が加わった場合と加わっていない場合とで異なった値になる。一般に、車両に外乱が加わるとウインドウガラスの閉動作の速度は（以下、「閉動作速度」という）変化し、この変化により閉動作速度が低下した場合には、ウインドウガラスに何ら物体が挟み込まれていないにも拘わらず、物体が挟み込まれていると誤判定されてしまうおそれがある。これとは反対に、車両に外乱が加わっていない場合、こうした挟み込みの誤判定が生じる確率は低くなるため、挟み込み判定閾値を低く設定することができる。つまり、比較的小さな力で物体が挟まれた時点で挟み込みを検出することができるようになる。従って、挟み込みの誤判定を生じることなく該挟み込みの検出荷重を低く設定することができる。

請求項２に記載の発明によれば、振動数算出手段は、既知のアルゴリズムによりパルス信号の振動数及びその強度を簡単に算出することができる。従って、新たなアルゴリズムを開発する手間を省くことができ、ウインドウガラスの挟み込み検出装置の開発コストを抑制することができる。

請求項３に記載の発明によれば、車両の固有振動数とドアの固有振動数とのうち少なくとも一方を含む振動数成分と対応して誤検出判定閾値が設定される。一般に、車両が悪路を走行する場合、車両全体が振動して、車両の固有振動数付近における振動数の強度が突出して大きくなる。また、車両のドアを強く閉めた場合、ドア全体が振動して、ドアの固有振動数付近における振動数の強度が突出して大きくなる。閾値変更手段は、こうした固有振動数における振動の強度が誤検出判定閾値よりも大きい場合に挟み込み判定閾値を異なる値に変更する。従って、車両が悪路を走行していること、及びドアが強く閉められたことが確実に検出される。

本発明によれば、挟み込みの誤判定を生じることなく該挟み込みの検出荷重を低く設定することができるウインドウガラスの挟み込み検出装置を提供することができる。

以下、本発明を車両のパワーウインドウ装置として具体化した一実施形態を図１〜図７に従って説明する。
図１に示すように、パワーウインドウ装置１１は、振動数算出手段及び閾値変更手段としての制御部１２と、モータドライバ１３と、モータ１４とを備えている。パワーウインドウ装置１１は、図示しないイグニッションリレーを介してバッテリから電力が供給される。

制御部１２は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、及び記録手段としてのメモリ１２ａを備えている。メモリ１２ａには、後述するホールＩＣ１８から入力されるパルス信号に基づいて挟み込みの有無を判定するための閾値となる第１挟み込み判定閾値ＰＨ１及び第２挟み込み判定閾値ＰＨ２のマップ（図７参照）がそれぞれ記録されている。第１挟み込み判定閾値ＰＨ１は、従来の挟み込み検出装置における挟み込み判定閾値ＰＨよりも低い値に設定されている。第２挟み込み判定閾値ＰＨ２は、マージンをもって第１挟み込み判定閾値ＰＨ１よりも高い値に設定されている。具体的には、第２挟み込み判定閾値ＰＨ２は、車両が悪路を走行する場合やドアが強く閉められた場合でもウインドウガラスを反転させない検出荷重に基づいて設定されている。

図２（ａ），（ｂ）には、ウインドウガラスの閉動作の速度（以下、「閉動作速度」という）の変化に基づいて算出された振動数成分とその振動数における強度との関係を表すグラフを示す。メモリ１２ａには、これら図２（ａ），（ｂ）に示すように、ホールＩＣ１８から入力されるパルス信号のパルス長（周期）の変化に基づいて挟み込み判定閾値ＰＨ１，ＰＨ２を択一的に選択するための閾値となる誤検出判定閾値ＳＨのマップが記録されている。さらに、メモリ１２ａには、車両が砂利道等の悪路を走行したときに生じる車両の振動に基づいて設定された第１振動数ｆ１と、ドアを強く閉めたときに生じるドアの振動に基づいて設定された第２振動数ｆ２とが記録されている。

第１振動数ｆ１は、車両が良路を走行している場合（図２（ａ）において２点鎖線）には振動の強度があまり変化せず、車両が悪路を走行している場合（図２において実線）に振動の強度が上昇する振動数成分の一つである。同様に、第２振動数ｆ２は、ドアが弱く（軽く）閉められた場合（図２（ｂ）において１点鎖線）には振動の強度があまり変化せず、ドアが強く閉められた場合（図２（ｂ）において実線）に振動の強度が上昇する振動数成分の一つである。本実施形態では、第１振動数ｆ１として車両の固有振動数が設定され、第２振動数ｆ２としてドアの固有振動数が設定されている。第２振動数ｆ２は、第１振動数ｆ１よりも高い値に設定されている。なお、第１振動数ｆ１及び第２振動数ｆ２は、車両の悪路走行やドアの強閉を想定した試験を行い、その試験結果に基づいて設定されてもよい。以下、説明の便宜上、車両が悪路を走行している場合とドアが強く閉められた場合とを含めて「外乱が加わっている場合」と表現する。

前記誤検出判定閾値ＳＨは、車両に外乱が加わっていない状態での各振動数成分における振動の強度よりも、所定のマージンを持った高い値に設定されている。このため、車両が良路を走行している場合やドアが弱く閉められた場合には、各振動数成分における強度が誤検出判定閾値ＳＨよりも大きくなることはない。

また、図２（ａ）に示すように、誤検出判定閾値ＳＨにおいて第１振動数ｆ１近辺の振動数と対応する箇所にあっては、車両が良路を走行している場合での第１振動数ｆ１近辺における振動の強度のピークよりも高く、且つ、車両が悪路を走行している場合での第１振動数ｆ１近辺における振動の強度のピークよりも低い値に設定されている。さらに、図２（ｂ）に示すように、誤検出判定閾値ＳＨにおいて第２振動数ｆ２近辺の振動数と対応する箇所にあっては、ドアが弱く閉められた場合での第２振動数ｆ２近辺における振動の強度のピークよりも高く、且つ、ドアが強く閉められた場合での第２振動数ｆ２近辺における振動の強度のピークよりも低い値に設定されている。なお、本実施形態において、前記第１振動数ｆ１近辺及び前記第２振動数ｆ２近辺以外の箇所（非対応箇所）での誤検出判定閾値ＳＨの値は、同一の値に設定されている。しかし、該非対応箇所での誤検出判定閾値ＳＨの値は、同一の値に限らず、例えば各振動数毎に個別の値に設定されていてもよい。

図１に示すように、制御部１２は、第１入力端子ＩＮ１、第２入力端子ＩＮ２、第１出力端子ＯＵＴ１及び第２出力端子ＯＵＴ２を備えている。第１入力端子ＩＮ１には、車両室内に配設された操作スイッチ１５が接続されている。操作スイッチ１５が操作されると、第１入力端子ＩＮ１には、該操作スイッチ１５の操作態様に応じて、オート上昇操作信号、オート下降操作信号、手動上昇操作信号及び手動下降操作信号のうちのいずれか１つが入力される。

一方、制御部１２の各出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２には、モータドライバ１３が接続されている。モータドライバ１３は、第１スイッチング素子ＴＲ１、第２スイッチング素子ＴＲ２、第１リレー１６及び第２リレー１７を備えている。第１スイッチング素子ＴＲ１及び第２スイッチング素子ＴＲ２は、本実施形態ではＮＰＮトランジスタによって構成されている。なお、モータドライバ１３は、少なくとも４つのＦＥＴ（Field Effect Transistor）によるＨブリッジによって構成されてもよい。

第１スイッチング素子ＴＲ１のベース端子は前記第１出力端子ＯＵＴ１に接続され、第２スイッチング素子ＴＲ２のベース端子は前記第２出力端子ＯＵＴ２に接続されている。両スイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２のエミッタ端子は接地されている。また、第１スイッチング素子ＴＲ１のコレクタ端子は第１リレー１６のコイルＬ１の一端に接続され、第２スイッチング素子ＴＲ２のコレクタ端子は第２リレー１７のコイルＬ２の一端に接続され、各コイルＬ１，Ｌ２の他端は前記イグニッションリレーを介してバッテリに接続されている。

第１リレー１６及び第２リレー１７の接点構造は、ｃ接点構造である。第１リレー１６のａ接点側の固定接点ＣＰ１及び第２リレー１７のａ接点側の固定接点ＣＰ４は、前記イグニッションリレーを介してバッテリに接続されている。また、第１リレー１６のｂ接点側の固定接点ＣＰ２及び第２リレー１７のｂ接点側の固定接点ＣＰ５は、接地されている。第１リレー１６の可動接点ＣＰ３はモータ１４の一端に接続され、第２リレー１７の可動接点ＣＰ６はモータ１４の他端に接続されている。

モータ１４は、両リレー１６，１７が共にＯＦＦ状態（図１に示す非励磁状態）である場合、電力が供給されないため駆動しない。また、モータ１４は、第１リレー１６がＯＮ状態（励磁状態）且つ第２リレー１７がＯＦＦ状態の場合には、第１リレー１６を介して電力が供給されるため、正回転駆動してウインドウガラスを上昇させる。これに対し、モータ１４は、第１リレー１６がＯＦＦ状態且つ第２リレー１７がＯＮ状態の場合には、第２リレー１７を介して電力が供給されるため、逆回転駆動してウインドウガラスを下降させる。

モータ１４の回転軸には円柱状のロータ（図示せず）が固定され、そのロータの側面には、モータ１４の回転軸と平行となり、隣同士の極性が互いに異なるように等間隔に着磁された複数の磁極が設けられている。そして、これらロータの磁極と対向する位置には、ホールＩＣ１８が配設されている。このため、ホールＩＣ１８が検出する磁界は、モータ１４の回転に伴って変化する。よって、パルス信号の周期はモータ１４の回転速度、つまり、ウインドウガラスの閉動作速度を示す。ホールＩＣ１８は、検出した磁界の変化をパルス信号に変換し、制御部１２の第２入力端子ＩＮ２に出力する。

このように構成されたパワーウインドウ装置１１において制御部１２は、モータ１４の作動を制御してウインドウガラスの昇降を制御するウインドウ駆動制御を行う。また、制御部１２は、ウインドウガラスが全開から全閉するまでの時間よりも短い期間Ｔ（例えば１秒間）内にホールＩＣ１８から入力されたパルス信号の周期から、期間Ｔにおけるウインドウガラス閉動作速度の変化の振動数及びその強度を算出する振動数算出処理を行う。さらに、制御部１２は、ウインドウガラスの挟み込みを検出する検出制御を行う。以下、制御部１２によって行われるウインドウ駆動制御、振動数算出制御、及び検出制御について説明する。なお、各制御を行うための制御プログラムは、制御部１２を構成するＲＯＭ内に記録されている。

＜１＞ウインドウ駆動制御
制御部１２は、通常、両出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２からＬレベルの信号を出力した状態となっている。そして、操作スイッチ１５から前記操作信号が入力されると、制御部１２は、ウインドウ駆動制御を行う。詳しくは、操作スイッチ１５からオート上昇操作信号または手動上昇操作信号が入力されると、制御部１２は、第１出力端子ＯＵＴ１からＨレベルの信号を出力して第１スイッチング素子ＴＲ１を作動させる。これにより、第１リレー１６がＯＮ状態となり、モータ１４が正回転駆動してウインドウガラスが上昇される。

一方、操作スイッチ１５からオート下降操作信号または手動下降操作信号が入力されると、制御部１２は、第２出力端子ＯＵＴ２からＨレベルの信号を出力して第２スイッチング素子ＴＲ２を作動させる。これにより、第２リレー１７がＯＮ状態となり、モータ１４が逆回転駆動してウインドウガラスが下降される。

こうした制御部１２は、オート上昇操作信号（オート下降操作信号）が入力された場合には、該操作信号が入力されなくなった後も、ウインドウガラスが全閉（全開）状態になるまでの間はモータ１４を駆動し続ける。これに対し、制御部１２は、手動上昇操作信号（手動下降操作信号）が入力された場合には、該操作信号が入力されている間のみ、モータ１４を駆動する。なお、制御部１２は、ホールＩＣ１８から入力されるパルス信号のパルス数をカウントすることによりウインドウガラスの位置を認識可能であるため、該パルス数とパルス幅とに基づいてウインドウガラスの全開状態及び全閉状態を判断するようになっている。詳しくは、制御部１２は、全開または全閉位置となるパルス数近辺で所定の規定幅よりも長いパルス幅を検出した場合に、ウインドウガラスが全開状態または全閉状態になったと判断する。

＜２＞振動数算出制御
ウインドウガラスの閉動作時には、制御部１２は、図３に示すフローチャートに従って振動数算出制御のための処理を行う。なお、この処理は、ウインドウガラスの閉動作時において所定時間毎に行われる。

まず、ステップ１００において制御部１２は、ホールＩＣ１８から入力されるパルス信号に基づいて現在のパルス周期（現パルス周期）Ｐｐを算出する。詳しくは、例えば図５に矢印Ａ１で示すタイミングでパルス信号が入力されると、制御部１２は、そのパルス信号のパルス幅Ｐｎと１個前のパルス信号のパルス幅Ｐｎ１とを加算して現在のパルス周期Ｐｐを算出する。また、制御部１２は、パルス信号のパルス数をカウントすることにより、ウインドウガラスの位置（窓位置）を認識する。

ステップ１０１において制御部１２は、算出した現パルス周期Ｐｐの値をメモリ１２ａに記録する。そして、ステップ１０２において制御部１２は、メモリ１２ａに記録されたパルス周期の値の個数が記録数Ｎに等しいか否かを判断する。例えば、記録数Ｎを「４」に設定した場合、制御部１２は、メモリ１２ａに記録されたパルス周期の値の個数が４つであるか否かを判断する。

ステップ１０２において、メモリ１２ａに記録されたパルス周期の値の個数が記録数Ｎに等しいと判断した場合、制御部１２は、ステップ１０３において、メモリ１２ａに記録されたパルス周期の値に対してフーリエ変換（例えばＦＦＴ：高速フーリエ・コサイン・サイン変換）を行う。具体的には、例えば、図５に示す４つのパルス周期「Ｐｎ７＋Ｐｎ６」，「Ｐｎ５＋Ｐｎ４」，「Ｐｎ３＋Ｐｎ２」，「Ｐｎ１＋Ｐｎ」がメモリ１２ａに記録されている場合、制御部１２は、これら離散的な値からなるパルス周期の変化を示す擬似的な曲線に対してフーリエ変換を行う。換言すれば、パルス周期はその時点でのウインドウガラスの閉動作速度を示しているため、制御部１２は、ウインドウガラスの閉動作速度の変化を示す擬似的な曲線に対してフーリエ変換を行うこととなる。そして、制御部１２は、フーリエ変換により、ウインドウガラスの閉動作速度の変化を示す擬似的な曲線に含まれる振動数成分と該曲線において各振動数成分が含まれる度合いを示す振動の強度とを算出する。

一方、ステップ１０２において、メモリ１２ａに記録したパルス周期の値の個数が記録数Ｎに等しくないと判断した場合、制御部１２は処理を一旦終了する。
ステップ１０４において制御部１２は、ステップ１０３において算出した各振動数成分における振動の強度が誤検出判定閾値ＳＨ未満であるか否かを判断する。つまり、制御部１２は、車両に外乱が加わっている状態か否かを判断する。

そして、このステップ１０４において各振動数成分における振動の強度が誤検出判定閾値ＳＨ未満であると判断した場合、すなわち車両に外乱が加わっていないと判断した場合、制御部１２は、ステップ１０５において、補正フラグＦＧを「０」に設定して処理を一旦終了する。

一方、ステップ１０４において各振動数成分における振動の強度が誤検出判定閾値ＳＨ以上であると判断した場合、すなわち車両に外乱が加わっていると判断した場合、制御部１２は、ステップ１０６において補正フラグＦＧを「１」に設定して処理を一旦終了する。

＜３＞検出制御
ウインドウガラスの閉動作時には、制御部１２は、図４に示すフローチャートに従って検出制御のための処理を行う。なお、この処理は、ウインドウガラスの閉動作時において所定時間毎に行われる。

まず、ステップ２００において制御部１２は、現パルス周期Ｐｐを算出する。制御部１２は、このステップで現パルス周期Ｐｐを算出しないで、前記振動数算出制御のステップ１００で算出した現パルス周期Ｐｐを用いるようにしてもよい。

ステップ２０１において制御部１２は、例えば図５に矢印Ａ１で示すタイミングでパルス信号が入力されると、このパルス信号よりも４個前のパルス信号から１１個前のパルス信号の各パルス幅Ｐｎ４〜Ｐｎ１１に基づいて平均パルス周期Ｐａｖｅを算出する。そして、ステップ２０２において制御部１２は、現パルス周期Ｐｐから平均パルス周期Ｐａｖｅを減算して周期差分値Ｐｓを算出する。

ステップ２０３において制御部１２は、ステップ２０２で算出した周期差分値Ｐｓが「０」であるか否かを判断する。そして、制御部１２は、周期差分値Ｐｓが「０」であると判断した場合には処理を一旦終了し、周期差分値Ｐｓが「０」でないと判断した場合にはステップ２０４の処理へ移行する。

ステップ２０４において制御部１２は、図６に示すように、現在のパルス位置において算出した周期差分値Ｐｓ１と、その直前までの所定回数（本実施形態では３周期）分の周期差分値Ｐｓ２，Ｐｓ３，Ｐｓ４とを総和して周期差分和Ｐｓｔ（判定値）を算出する。

ステップ２０５において制御部１２は、補正フラグＦＧの値が「０」であるか否かを判断する。制御部１２は、補正フラグＦＧが「０」の場合、すなわち車両に外乱が加わっていないと判断した場合にはステップ２０６の処理に移行して、メモリ１２ａに記録されている図７に示すマップを用いて平均パルス周期Ｐａｖｅに対応した第１挟み込み判定閾値ＰＨ１を求める。

ステップ２０７において制御部１２は、周期差分和Ｐｓｔが第１挟み込み判定閾値ＰＨ１以上であるか否かを判断する。その結果、周期差分和Ｐｓｔが第１挟み込み判定閾値ＰＨ１以上であると判断した場合、制御部１２は、ウインドウガラスに物体が挟み込まれていると判断してステップ２０８の処理に移行する。そして、ステップ２０８において制御部１２は、前記第１出力端子ＯＵＴ１から出力していたＨレベルの信号をＬレベルに切り換えるとともに、前記第２出力端子ＯＵＴ２からＨレベルの信号を出力して処理を一旦終了する。これにより、モータ１４は反転駆動され、ウインドウガラスは閉動作から開動作に切り換わる。

また、ステップ２０７において制御部１２は、周期差分和Ｐｓｔが第１挟み込み判定閾値ＰＨ１未満であると判断した場合、ステップ２０８の処理を行わずに処理を一旦終了する。つまりこの場合、制御部１２は、ウインドウガラスに物体が挟み込まれていないと判断し、モータ１４の反転駆動を行わないでウインドウガラスの閉動作を継続する。

一方、ステップ２０５において、補正フラグＦＧの値が「１」であると判断した場合、すなわち車両に外乱が加わっていると判断した場合、制御部１２は、ステップ２０９の処理に移行して、メモリ１２ａに記録されている図７に示すマップを用いて平均パルス周期Ｐａｖｅに対応した第２挟み込み判定閾値ＰＨ２を求める。

ステップ２１０において制御部１２は、周期差分和Ｐｓｔが第２挟み込み判定閾値ＰＨ２以上であるか否かを判断する。その結果、周期差分和Ｐｓｔが第２挟み込み判定閾値ＰＨ２以上であると判断した場合、制御部１２は、ウインドウガラスに物体が挟み込まれていると判断してステップ２０８の処理に移行する。

また、ステップ２１０において制御部１２は、周期差分和Ｐｓｔが第２挟み込み判定閾値ＰＨ２未満であると判断した場合、ステップ２０８の処理を行わずに処理を一旦終了する。

このように、制御部１２は、車両に外乱が加わった場合、ウインドウガラスに物体が挟み込まれたか否かを判断するための指標としての第１挟み込み判定閾値ＰＨ１を第２挟み込み判定閾値ＰＨ２に補正する。

さて、ウインドウガラスが上昇する際、パワーウインドウ装置１１は、ホールＩＣ１８から入力されるパルス信号をカウントしてウインドウガラスの位置を算出する。このウインドウガラスの上昇時において、例えば車両が悪路を走行した場合、その振動は車両に加わり、ウインドウガラスの上昇を妨げる方向に力が働いてモータ１４の回転速度は低下する。この結果、パルス周期が大きくなって周期差分和Ｐｓｔは上昇する。

このとき、ウインドウガラスを反転させるか否かの判定は、第２挟み込み判定閾値ＰＨ２に基づいて行われる。このため、ウインドウガラスは反転されない。つまり、車両が悪路を走行している場合には、第１挟み込み判定閾値ＰＨ１が第２挟み込み判定閾値ＰＨ２に補正されるため、ウインドウガラスは誤反転しない。ドアが強く閉められた場合にも第１挟み込み判定閾値ＰＨ１は第２挟み込み判定閾値ＰＨ２に変更され、ウインドウガラスは誤反転しない。

また、車両が良路を走行する場合やドアを弱く閉める場合、パワーウインドウ装置１１は、第１挟み込み判定閾値ＰＨ１に基づいて物体の挟み込みを検出する。このため、従来の挟持検出装置よりも低い検出荷重で物体の挟み込みを検出してウインドウガラスを反転させることができる。

従って、本実施形態によれば以下のような効果を得ることができる。
（１）車両が悪路を走行している場合やドアが強く閉められた場合、制御部１２は、ウインドウガラスと窓枠との間に物体が挟み込まれたことを検出するための指標となる第１挟み込み判定閾値ＰＨ１を第２挟み込み判定閾値ＰＨ２に補正する。すなわち、挟み込み判定閾値は、車両に外乱が加わっている場合と加わっていない場合とで異なった値になる。一般に、車両に外乱が加わると、ウインドウガラスの閉動作速度は変化し、閉動作速度が低下した場合には、制御部１２はウインドウガラスの挟み込みを誤検出するおそれがある。これとは反対に、車両に外乱が加わっていない場合、制御部１２がウインドウガラスの物体の挟み込みを誤検出する確率は低くなるため、第１挟み込み判定閾値ＰＨ１を低く設定することができる。つまり、比較的小さな力で物体が挟まれた時点で挟み込みを検出することができる。従って、挟み込みの誤判定を生じることなく該挟み込みの検出荷重を低く設定することができる。

（２）制御部１２は、ウインドウガラスの閉動作速度の変化に対してフーリエ変換を行い、振動数及びその強度を求める。このように、フーリエ変換という既知のアルゴリズムによりパルス信号の振動数及びその強度を簡単且つ確実に算出することができる。従って、新たなアルゴリズムを開発する手間を省くことができ、パワーウインドウ装置１１の開発コストを抑制することができる。

（３）メモリ１２ａには、第１振動数ｆ１として車両の固有振動数が、第２振動数ｆ２としてドアの固有振動数がそれぞれ記録されている。そして、誤検出判定閾値ＳＨにおいて第１振動数ｆ１近辺の振動数と対応する箇所は、車両が良路を走行している場合の第１振動数ｆ１近辺における振動の強度のピークよりも高く、且つ、車両が悪路を走行している場合の第１振動数ｆ１近辺における振動の強度のピークよりも低い値に設定されている。また、誤検出判定閾値ＳＨにおいて第２振動数ｆ２近辺の振動数と対応する箇所は、ドアが弱く閉められた場合の第２振動数ｆ２近辺における振動の強度のピークよりも高く、且つ、ドアが強く閉められた場合の第２振動数ｆ２近辺における振動の強度のピークよりも低い値に設定されている。一般に、車両が悪路を走行する場合、車両全体が振動して、車両の固有振動数近辺における振動の強度が突出して大きくなる。また、車両のドアを強く閉めた場合、ドア全体が振動して、ドアの固有振動数近辺における振動の強度が突出して大きくなる。従って、車両が悪路を走行していること、及びドアが強く閉められたことを確実に検出できる。

（４）制御部１２は、第１振動数ｆ１と第２振動数ｆ２とに基づいて第１挟み込み判定閾値ＰＨ１または第２挟み込み判定閾値ＰＨ２を用いてウインドウガラスに物体が挟み込まれたか否かを判断する。本実施形態では、第１振動数ｆ１として車両の固有振動数が設定され、第２振動数ｆ２としてドアの固有振動数が設定されている。車両の固有振動数は、車両が条件の異なる悪路（例えば若干凸凹した路面、かなり凸凹した路面等）を走行した場合、いずれの悪路を走行した場合においても車両の振動に含まれる振動数である。一方、ドアの固有振動数は、どのような力でドアを閉めた場合においてもドアの振動に含まれる振動数である。このため、これら固有振動数における振動の強度は、モータ１４への印加電圧の変動、パワーウインドウ装置１１の周囲温度の変動、ウインドウガラスの摺動抵抗等によってホールＩＣ１８から入力されるパルス信号の周期が変動したとしても、その影響を受け難く、悪路走行やドアの強閉といった外乱が加わると誤検出判定閾値ＳＨ以上になる。よって、制御部１２は、悪路走行やドアの強閉を確実に検出することができる。従って、制御部１２は、第１挟み込み判定閾値ＰＨ１を第２挟み込み判定閾値ＰＨ２に確実に補正することができ、外乱に起因する挟み込みの誤判定を生じることはない。

（５）制御部１２は、車両が悪路を走行している場合やドアが強く閉められた場合には、第１挟み込み判定閾値ＰＨ１を第２挟み込み判定閾値ＰＨ２に補正する。つまり、制御部１２は、車両が悪路を走行しているか、良路を走行しているか、または、ドアが強く閉められたか、弱く閉められたかによって、第１挟み込み判定閾値ＰＨ１または第２挟み込み判定閾値ＰＨ２のいずれかに基づいて物体の挟み込みを検出する。従って、制御部１２は、いずれかの挟み込み判定閾値ＰＨ１，ＰＨ２を択一的に選択するという簡単な処理によって物体の挟み込みを検出することができ、制御部１２の処理上の負荷を抑制することができる。

（６）第２挟み込み判定閾値ＰＨ２は、第１挟み込み判定閾値ＰＨ１よりも高い値に設定されている。このため、車両に外乱が加わっている場合、挟み込みの検出荷重は、車両に外乱が加わっていない場合に比較して高くなる。従って、車両に外乱が加わり、ウインドウガラスの上昇を妨げる方向に力が働いてもウインドウガラスは反転されず、ウインドウガラスに物体が挟み込まれていないにも拘わらずウインドウガラスが反転されるといった不都合を解消できる。

（７）制御部１２は、車両が悪路を走行しているか否か、及びドアが強く閉められたか否かを、補正フラグＦＧの値によって判断している。補正フラグの値は、「１」及び「０」の２値によって表されている。従って、制御部１２は、車両に外乱が加わっているか否かを簡単に判断することができ、制御部１２の処理上の負荷を一層抑制できる。

なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
・前記実施形態において制御部１２は、ウインドウガラスの閉動作速度の変化を示す擬似的な曲線に対してフーリエ変換を行った後、そのフーリエ変換によって求められた全ての振動数成分と対応する誤検出判定閾値ＳＨを設定するようになっている。しかし、制御部１２は、フーリエ変換によって求められた各振動数成分のうちの一部の振動数成分に対してのみ誤検出判定閾値ＳＨを設定するように変更されてもよい。例えば、制御部１２は、第１振動数ｆ１近傍の振動数帯域及び第２振動数ｆ２近傍の振動数帯域のみに対して、誤検出判定閾値ＳＨを設定するようになっていてもよい。このようにすれば、誤検出判定閾値ＳＨを記録するためのメモリ１２ａの記録容量を減少させることができる。また、制御部１２の処理上の負担を軽減することができ、ウインドウガラスに物体が挟み込まれたか否かの判断をより早期に行うことができる。

・前記実施形態において制御部１２は、フーリエ変換により求められた振動の強度が誤検出判定閾値ＳＨ以上の場合に補正フラグＦＧに「１」を設定し、その補正フラグＦＧが「１」であれば、第１挟み込み判定閾値ＰＨ１から第２挟み込み判定閾値ＰＨ２に補正していた。つまり、前記実施形態において制御部１２は、第１振動数ｆ１及び第２振動数ｆ２のうち、どちらの振動の強度が誤検出判定閾値ＳＨ以上となった場合でも、常に第２挟み込み判定閾値ＰＨ２に基づいて挟み込みの検出を行うようになっている。しかし、制御部１２は、第１振動数ｆ１近辺における振動の強度が誤検出判定閾値ＳＨ以上の場合には、第１補正フラグＦＧ１に「１」を設定し、第２振動数ｆ２近辺における振動の強度が誤検出判定閾値ＳＨ以上の場合には、第２補正フラグＦＧ２に「１」を設定するように変更されてもよい。そして、制御部１２は、第１補正フラグＦＧ１が「１」の場合、平均パルス周期Ｐａｖｅに対応した第２挟み込み判定閾値ＰＨ２を算出し、第２補正フラグＦＧ２が「１」の場合、平均パルス周期Ｐａｖｅに対応した第３挟み込み判定閾値ＰＨ３を算出するように変更されてもよい。

このようにすれば、車両が悪路を走行している場合には第２挟み込み判定閾値ＰＨ２、ドアが強く閉められた場合には第３挟み込み判定閾値ＰＨ３で示される検出荷重で挟み込みの有無が判断される。

・前記実施形態において制御部１２は、パルス周期の値がメモリ１２ａに記録数Ｎ個分記録されている場合にフーリエ変換を行っていた。しかし、制御部１２は、所定期間（例えば１秒間）にわたってパルス周期の値がメモリ１２ａに記録されている場合にフーリエ変換を行うように変更されてもよい。

・前記実施形態において制御部１２は、車両が悪路を走行している場合、またはドアが強く閉められた場合に、ウインドウガラスに物体が挟み込まれたか否かを判断する指標を第１挟み込み判定閾値ＰＨ１から第２挟み込み判定閾値ＰＨ２に補正していた。しかし、制御部１２は、車両が悪路を走行している場合にのみ、またはドアが強く閉められた場合にのみ、ウインドウガラスに物体が挟み込まれたか否かを判断する指標を第１挟み込み判定閾値ＰＨ１から第２挟み込み判定閾値ＰＨ２に変更するようにしてもよい。

次に、本実施形態及び他の実施形態から把握できる技術的思想について以下に追記する。
・前記実施形態において、非対応箇所での誤検出判定閾値ＳＨの値は、同一の値に設定されている。しかし、非対応箇所での誤検出判定閾値ＳＨの値は、同一の値に限られない。例えば、図２（ａ）に示すように、振動数ｆ３近辺において誤検出判定閾値ＳＨの値は、車両に外乱が加わっていない場合（２点鎖線）での振動の強度よりも高く、且つ、車両に外乱が加わった場合（実線）での振動の強度よりも低い値（１点鎖線Ｌ）となるように設定されてもよい。この場合、制御部１２は、第１振動数ｆ１近辺の振動の強度のピークが誤検出判定閾値ＳＨ以上の場合、または、振動数ｆ３近辺の振動の強度のピークが誤検出判定閾値ＳＨ以上の場合のいずれかの場合に補正フラグＦＧに「１」を設定するように変更されてもよい。また、制御部１２は、第１振動数ｆ１近辺の振動の強度のピークが誤検出判定閾値ＳＨ以上の場合、且つ、振動数ｆ３近辺の振動の強度のピークが誤検出判定閾値ＳＨ以上の場合に補正フラグＦＧに「１」を設定するように変更されてもよい。このようにすれば、車両に外乱が加わったか否かを精度よく検出することができる。

・前記実施形態において制御部１２は、ホールＩＣ１８から入力されるパルス信号のパルス周期を算出し、所定個のパルス周期の値に対してフーリエ変換を行っている。そして、制御部１２は、このフーリエ変換により、ウインドウガラスの閉動作速度の変化を示す擬似的な曲線に含まれる振動数成分と振動の強度とを算出する。しかし、制御部１２は、パルス信号のパルス幅を算出し、所定個のパルス幅の値に対してフーリエ変換を行うように変更されてもよい。そして、制御部１２は、パルス幅の変化に対するフーリエ変換によって、ウインドウガラスの閉動作速度の変化を示す擬似的な曲線に含まれる振動数成分と振動の強度とを算出するように変更されてもよい。

次に、上記実施形態から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（１）請求項１〜３に記載の発明において、前記挟み込み判定閾値は、第１挟み込み判定閾値と、該第１挟み込み判定閾値よりも高い値に設定された第２挟み込み判定閾値とから構成され、前記閾値変更手段は、前記振動数算出手段により算出された前記振動の強度が前記誤検出判定閾値よりも大きい場合、前記第１挟み込み判定閾値を前記第２挟み込み判定閾値に変更すること。

（２）請求項１〜３、技術的思想（１）に記載の発明において、前記振動数算出手段は、前記振動の強度が前記誤検出判定閾値よりも大きい場合に補正フラグをセットし、前記閾値変更手段は、前記補正フラグがセットされている場合に前記挟み込み判定閾値を変更すること。

本実施形態におけるパワーウインドウ装置の概略構成図。 （ａ）は、同じく、車両の悪路走行時における振動数とその強度との関係を示す概略的なグラフ、（ｂ）は、車両のドア強閉時における振動数とその強度との関係を示す概略的なグラフ。 同じく、制御部が行う振動数算出制御のフローチャート。 同じく、制御部が行う検出制御のフローチャート。 同じく、ホールＩＣからのパルス信号を概略的に示すグラフ。 同じく、パルス数とパルス周期との関係を示すグラフ。 同じく、第１挟み込み判定閾値及び第２挟み込み判定閾値のマップ例を示すグラフ。 従来のウインドウガラスの挟持有無検出装置に用いられる挟み込み判定閾値のマップ例を示すグラフ。

符号の説明

１１…パワーウインドウ装置、１２…振動数算出手段及び閾値変更手段としての制御部、１２ａ…記録手段としてのメモリ、１４…モータ、ＰＨ１…挟み込み判定閾値としての第１挟み込み判定閾値、ＰＨ２…挟み込み判定閾値としての第２挟み込み判定閾値、ＳＨ…誤検出判定閾値。

Claims (3)

1. 車両に備えられたウインドウガラスを閉動作させるモータの回転状態に応じて出力されるパルス信号に基づいて判定値を算出し、該判定値が挟み込み判定閾値を超えたことによりウインドウガラスと窓枠との間に物体が挟み込まれたことを検出するウインドウガラスの挟み込み検出装置であって、
   前記ウインドウガラスが全開から全閉するまでの時間よりも短い所定期間毎に前記パルス信号のパルス長の変化に基づく各振動数成分における振動の強度を算出する振動数算出手段と、
   前記車両に外乱が加わっていない状態での各振動数成分における振動の強度よりも高く設定されるとともに、前記車両に外乱が加わった状態での各振動数成分における振動の強度のうち、その外乱に特有の外乱振動数成分と対応する振動数成分における振動の強度よりも低く設定された誤検出判定閾値を記録する記録手段と、
   前記振動数算出手段により算出された各振動数成分における振動の強度のうち、前記外乱振動数と対応する振動数成分における振動の強度が、前記誤検出判定閾値よりも高い場合に、前記挟み込み判定閾値を異なる値に変更する閾値変更手段とを備えたことを特徴とするウインドウガラスの挟み込み検出装置。
2. 前記振動数算出手段は、フーリエ変換のアルゴリズムにより前記パルス信号の前記振動数及びその強度を算出することを特徴とする請求項１に記載のウインドウガラスの挟み込み検出装置。
3. 前記記録手段は、車両の固有振動数とドアの固有振動数とのうち少なくとも一方を含む振動数成分に対応して設定された前記誤検出判定閾値を記録することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のウインドウガラスの挟み込み検出装置。

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