JP4135706B2

JP4135706B2 - 開閉制御装置

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Publication number: JP4135706B2
Application number: JP2004354582A
Authority: JP
Inventors: 弘植野; 紀善町井; 教定薮口
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2004-12-07
Filing date: 2004-12-07
Publication date: 2008-08-20
Anticipated expiration: 2024-12-07
Also published as: JP2006161418A

Description

本発明は、車両の窓、車両の扉、建物の窓、建物の扉、建物の戸などの開閉体を制御する開閉制御装置に関し、特に、開閉体が閉じる際に物体が開閉体に挟み込まれたことを検出する開閉制御装置に関する。

図６は、自動車における一般的な窓開閉制御装置の構成を示したブロック図である。５０は窓の開閉を操作するためのパワーウィンドウスイッチ、５１は開閉動作を制御するＣＰＵ、５２はモータ５３の回転を制御するモータ制御回路、５４はモータ５３の回転に同期したパルスを出力するロータリーエンコーダ、５５はロータリーエンコーダ５４から出力されるパルスを検出するパルス検出部、５６はＲＯＭやＲＡＭ等から構成されるメモリである。パワーウィンドウスイッチ５０を操作すると、ＣＰＵ５１に窓開閉指令が与えられ、モータ制御回路５２によりモータ５３が駆動される。モータ５３の回転により、モータ５３と連動する窓開閉機構が作動して窓の開閉が行われる。パルス検出部５５はロータリーエンコーダ５４から出力されるパルスを検出し、ＣＰＵ５１はこの検出結果に基づいて窓の開閉量を算出するとともに、モータ制御回路５２を介してモータ５３の回転を制御する。

図７は、車両の各窓ごとに設けられる窓開閉機構の一例を示した図である。１００は自動車の窓、１０１は窓１００を開閉する開閉体としての窓ガラス、１０２は窓開閉機構である。窓ガラス１０１は、窓開閉機構１０２の作動により昇降動作を行い、窓ガラス１０１の上昇により窓１００が閉じ、窓ガラス１０１の下降により窓１００が開く。窓開閉機構１０２において、１０３は窓ガラス１０１の下端に取り付けられた支持部材である。１０４は一端が支持部材１０３に係合され、他端がブラケット１０６に回転可能に支持された第１アーム、１０５は一端が支持部材１０３に係合され、他端がガイド部材１０７に係合された第２アームである。

５３は前述のモータ、５４は前述のロータリーエンコーダである。ロータリーエンコーダ５４はモータ５３の回転軸に連結されており、モータ５３の回転量に比例した数のパルスを出力する。所定時間内にロータリーエンコーダ５４から出力されるパルスを計数することにより、モータ５３の回転速度を検出することができる。また、ロータリーエンコーダ５４の出力から、窓１００の開き量を算出することができる。

１０９はモータ５３により回転駆動されるピニオン、１１０はピニオン１０９と噛合して回転する扇形のギヤである。ギヤ１１０は、第１アーム１０４に固定されている。モータ５３は正逆方向に回転可能であり、正逆方向への回転によりピニオン１０９およびギヤ１１０を回転させて、第１アーム１０４を正逆方向へ回動させる。これに追随して、第２アーム１０５の他端がガイド部材１０７の溝に沿って横方向にスライドし、支持部材１０３が上下方向に移動して窓ガラス１０１を昇降させ、窓１００を開閉する。

以上のような窓開閉制御装置においては、図８に示したように、窓１００が閉まる途中で窓ガラス１０１の隙間に異物Ｚが挟み込まれた場合、これを検知して窓１００の閉動作を停止し、開動作へ切り替えるような機能が備わっている。挟み込みの検出にあたっては、パルス検出部５５の出力であるモータ５３の回転速度をＣＰＵ５１が随時読み込み、現在の回転速度と以前の回転速度とを比較して、速度の変動量が所定の閾値を超えたときに、窓１００に異物Ｚが挟み込まれたと判定する。挟み込みが発生していない場合は、モータ５３の回転速度と変動量の時間的変化は、図９のようになる。モータ５３の起動時と停止時は、回転速度が安定しないことから、変動量と閾値との比較を行わない判定禁止領域が設定されている。判定禁止領域以外では、モータ５３の回転速度が安定しており、変動量はほぼ０となって閾値を超えることがないので、挟み込みは検出されない。一方、挟み込みが発生すると、モータ５３の回転速度と変動量の時間的変化は、図１０のようになる。図８で示したように異物Ｚが挟み込まれると、モータ５３の負荷が増大して回転速度が低下し、速度の変動量が大きくなって閾値を超えることから、挟み込みが検出される。

ところで、車両が凹凸の多い悪路を走行する場合は、車両に振動が発生する。そして、この振動によって窓ガラス１０１に重力加速度が加わるので、窓ガラス１０１を駆動するモータ５３の負荷が変動して、図１１に示すように、モータ５３の回転速度が大きく変動する。このため、回転速度の変動量が閾値を超えると、異物Ｚが挟み込まれていないにもかかわらず、誤って挟み込みを検出することになる。また、このような悪路を走行することによる振動の他にも、車両の扉を強く閉めたときの衝撃による振動、車両に人が勢いよく飛び乗ったり飛び降りたりしたときの衝撃による振動、車両が何かに衝突したときの振動などによって、異物が挟み込まれたと誤検出する場合がある。

そこで、上記のような振動があった場合でも、異物の挟み込みを誤検出せずに正常に動作するようにした開閉制御装置が、下記の特許文献１〜４に記載されている。特許文献１の装置においては、モータの回転周期の長期的偏差と短期的偏差とを用いることによって、異物の挟み込みと悪路の振動とを区別するようにしている。特許文献２の装置においては、大きな外乱負荷が加わったときに、挟み込みの検知感度を低下させることで誤検出を防止している。特許文献３の装置においては、モータの回転速度の低下率を、挟み込み時および悪路走行時の速度低下パターンに基づく閾値と比較することにより、異物の挟み込み有無を判定するようにしている。特許文献４の装置においては、モータの回転速度の変動率を積分して、当該積分値を挟み込み判定用の閾値と比較し、その比較結果に応じて異物の挟み込み有無を判定するようにしている。

特開２００３−４１８５６号公報特開平１０−１６９３１０号公報特開２００３−３２８６４１号公報特開平８−２６０８１０号公報

本発明は、悪路走行時に異物の挟み込みを誤検出することのない開閉制御装置を、上記各文献の技術とは異なる手段で実現するものであり、振動があっても挟み込みを確実に検出できて構成も簡単な開閉制御装置を提供することを課題としている。

第１の発明に係る開閉制御装置は、開閉体を開閉動作させるモータの回転速度を検出する速度検出手段と、この速度検出手段の検出結果に基づき、モータの回転速度が増加または減少しているか否かを判定する判定手段と、この判定手段によりモータの回転速度が増加または減少していると判定された場合に、当該回転速度の低周波成分を抽出する低周波成分抽出手段と、上記速度検出手段で検出された回転速度および低周波成分抽出手段で抽出された回転速度の低周波成分に基づいて、回転速度の変動量を算出する変動量算出手段と、この変動量算出手段で算出された変動量と所定の閾値とを比較し、変動量が閾値を超える場合に、開閉体に異物が挟み込まれたことを検出する挟み込み検出手段とを備えている。

車両が悪路を走行する際には、発生する振動によってモータの回転速度の信号波形に大きな高周波成分が現れるが、低周波成分抽出手段によってこの高周波成分が除去され、変動の小さい低周波成分のみが取り出される。このため、速度検出手段で検出された回転速度と、低周波成分抽出手段で抽出された回転速度の低周波成分とから変動量を算出すれば、従来のように回転速度だけから変動量を算出する場合に比べて変動量が小さくなる。したがって、振動が発生しても変動量が閾値を超えることがなく、振動による挟み込みの誤検出を回避することができる。また、振動のある状態で挟み込みが発生した場合は、モータの回転速度が急激に低下して変動量が閾値を超えるため、挟み込みを確実に検出することができる。

第２の発明に係る開閉制御装置は、開閉体を開閉動作させるモータの回転速度を検出する速度検出手段と、この速度検出手段の検出結果に基づき、モータの回転速度が増加または減少しているか否かを判定する判定手段と、この判定手段によりモータの回転速度が増加または減少していると判定された場合に、当該回転速度の低周波成分を抽出する低周波成分抽出手段と、この低周波成分抽出手段で抽出された回転速度の低周波成分に基づいて、回転速度の変動量を算出する変動量算出手段と、この変動量算出手段で算出された変動量と所定の閾値とを比較し、変動量が閾値を超える場合に、開閉体に異物が挟み込まれたことを検出する挟み込み検出手段とを備えている。第２の発明では、低周波成分抽出手段で抽出された低周波成分のみによって回転速度の変動量が算出されるので、変動量が更に小さくなって挟み込みの誤検出が生じにくくなる。

上記の各発明において、モータの回転速度には、所定時間内に検出された回転速度の平均値や、単位時間あたりの回転量なども含まれる。また、モータ自体の回転速度だけでなく、モータにより駆動されるギヤや回転体などの回転速度なども含まれる。

また、上記の各発明においては、速度検出手段に代えて、モータの回転周期を検出する周期検出手段を設けてもよい。この場合、モータの回転速度が増加すると回転周期は減少し、モータの回転速度が減少すると回転周期は増加するから、判定手段は、周期検出手段の検出結果に基づき、モータの回転周期が増加または減少しているか否かを判定し、低周波成分抽出手段は、判定手段によりモータの回転周期が増加または減少していると判定された場合に、当該回転周期の低周波成分を抽出する。

また、上記の各発明においては、速度検出手段に代えて、モータの電流値を検出する電流値検出手段を設けてもよい。この場合、モータの回転速度が増加すると電流値は減少し、モータの回転速度が減少すると電流値は増加するから、判定手段は、電流値検出手段の検出結果に基づき、モータの電流値が増加または減少しているか否かを判定し、低周波成分抽出手段は、判定手段によりモータの電流値が増加または減少していると判定された場合に、当該電流値の低周波成分を抽出する。

本発明によれば、振動があっても挟み込みを検出することが可能な開閉制御装置を提供することができる。

以下、本発明を車両の窓開閉制御装置に適用した場合の実施形態について説明する。窓開閉制御装置の全体的な構成は図６に示したものと同じであり、窓開閉機構の構成も図７に示したものと同じであるので、以下ではこれらを本発明の実施形態として引用する。

図１は、第１の発明の実施形態を示す制御ブロック図である。１は車両の座席の側方に設けられたパワーウィンドウスイッチ、２は窓の開閉を行うためのモータ、３はモータ２の回転速度を検出する回転速度検出部、４は窓の開閉を制御する制御器である。回転速度検出部３は、図６で示したロータリーエンコーダ５４やパルス検出部５５などから構成される。制御器４には、図６で示したモータ制御回路５２が設けられている。５は制御器４からの指令に基づいてａ側（実線位置）とｂ側（破線位置）とに切り替わるスイッチである。制御器４は、回転速度検出部３の検出結果に基づきモータ２の回転速度が増加しているか否かを判定し、回転速度が増加している場合はスイッチ５をｂ側に切り替え、回転速度が増加していない場合はスイッチ５をａ側に切り替える。６は回転速度検出部３で検出されたモータ２の回転速度の低周波成分を抽出するローパスフィルタであって、デジタルフィルタから構成される。スイッチ５のａ側はメモリ７の入力側に接続され、スイッチ５のｂ側はローパスフィルタ６の入力側に接続されている。７はスイッチ５がａ側にあるときに回転速度検出部３で検出された回転速度を随時記憶し、スイッチ５がｂ側にあるときに回転速度検出部３で検出された回転速度の低周波成分を随時記憶する記憶手段としてのメモリである。８はモータ２の回転速度の変動量を算出する変動量算出部である。この変動量算出部８は、スイッチ５がａ側にあるときは、回転速度検出部３で検出された現在の回転速度と、メモリ７に記憶されている一定時間前の回転速度とに基づいて回転速度の変動量を算出し、スイッチ５がｂ側にあるときは、回転速度検出部３で検出された現在の回転速度と、メモリ７に記憶されている一定時間前の回転速度の低周波成分とに基づいて回転速度の変動量を算出する。９は変動量算出部８で算出された回転速度の変動量と所定の閾値とを比較し、変動量が閾値を超える場合に、窓ガラスに異物が挟み込まれたことを検出する挟込検出部である。挟込検出部９の出力は制御器４へ与えられる。

以上の構成において、回転速度検出部３は本発明における速度検出手段を構成し、制御器４は判定手段を構成し、ローパスフィルタ６は低周波成分抽出手段を構成し、変動量算出部８は変動量算出手段を構成し、挟込検出部９は挟み込み検出手段を構成する。なお、図１の４〜９の各ブロックは、マイクロコンピュータ（図６のＣＰＵ５１およびメモリ５６）で実現することができる。

次に、図１の窓開閉制御装置の動作を図２Ａ、図２Ｂのフローチャートに従って説明する。図２Ａにおいて、ステップＳ１１では、パワーウィンドウスイッチ１に備わる窓閉スイッチが投入されたか否かを制御器４が監視している。窓閉スイッチが投入されると（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、制御器４はモータ２へ駆動信号を出力し、モータ２が駆動を開始する（ステップＳ１２）。モータ２が回転すると、窓開閉機構（図７）が作動し、窓ガラスが上昇して窓が閉じてゆく。制御器４は、回転速度検出部３におけるロータリーエンコーダの出力に基づいて、窓が完全に閉じたか否かを判定し（ステップＳ１３）、窓が完全に閉じれば（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、モータ２の駆動を停止して（ステップＳ１４）、動作を終了する。また、窓が閉じていなければ（ステップＳ１３：ＮＯ）、図２Ｂの手順へ移行する。

図２Ｂにおいて、回転速度検出部３はロータリーエンコーダから出力されるパルスの数を計数し（ステップＳ２１）、この計数値に基づいてモータ２の回転速度を算出する（ステップＳ２２）。次に、制御器４では、回転速度検出部３で検出された回転速度の微分値を求めて、モータ２の回転速度が増加しているか否かを判定する（ステップＳ２３）。悪路走行時は、図３の太実線で示したように、モータ２の回転速度が振動によって変動し、回転速度が増加している場合は回転速度の微分値γがγ＞０となり、回転速度が減少している場合はγ＜０となり、回転速度が不変であればγ＝０となる。

制御器４は、回転速度が増加している（γ＞０）と判定した場合は（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、スイッチ５をｂ側に切り替え、回転速度検出部３で検出されたモータ２の回転速度をローパスフィルタ６へ通す（ステップＳ２４）。ローパスフィルタ６では、振動成分（高周波成分）が除去されて、回転速度の低周波成分のみが抽出され、この低周波成分はメモリ７に随時記憶される。一方、制御器４は、回転速度が不変または減少している（γ≦０）と判定した場合は（ステップＳ２３：ＮＯ）、スイッチ５をa側に切り替え、回転速度検出部３で検出された回転速度をローパスフィルタ６を通さずにメモリ７へ記憶させる。すなわち、本実施形態では、モータ２の回転速度が増加している場合のみ、ローパスフィルタ６を作用させて回転速度の低周波成分を抽出する。この結果、ローパスフィルタ６を通過した後のモータ２の回転速度は、図３の破線で示したように、変動の小さいものとなる。

次に、変動量算出部８において、回転速度の変動量を算出する（ステップＳ２５）。スイッチ５がａ側にある場合は、回転速度検出部３から出力される現在の回転速度Ｘと、メモリ７に記憶されている一定時間前の回転速度Ｙとに基づき、両者の差分Ｘ−Ｙを演算することによって、回転速度の変動量を求める。また、スイッチ５がｂ側にある場合は、回転速度検出部３から出力される現在の回転速度Ｘと、メモリ７に記憶されている一定時間前の回転速度の低周波成分Ｗとに基づき、両者の差分Ｘ−Ｗを演算することによって、回転速度の変動量を求める。この結果、変動量算出部８で得られる変動量は、図３の細実線で示したように、図１１の場合に比べて小さくなる。

このようにして算出された回転速度の変動量は、挟込検出部９へ与えられる。挟込検出部９では、変動量と閾値とを比較して異物の挟み込みの有無を検出する（ステップＳ２６）。変動量が閾値を超えない場合は（ステップＳ２６：ＮＯ）、挟み込みがないと判断し、ステップＳ１３へ戻って前述の動作を繰り返す。変動量が閾値を超える場合は（ステップＳ２６：ＹＥＳ）、図８のように異物Ｚが挟み込まれたと判断し、挟込検出部９から制御器４へモータ２の停止・反転指令が送られる。この指令を受けて、制御器４はモータ２の駆動をいったん停止した後、モータ２の回転方向を反転させて窓の開動作を行う（ステップＳ２７）。これによって、異物Ｚの挟み込みが解除される。

振動のない状態で挟み込みがあった場合の回転速度と変動量の変化は、図１０に示した従来の場合と同じであり、挟み込みによって回転速度が低下して変動量が閾値を超えた時点で、挟み込みが検出される。このとき、ローパスフィルタ６は働かないため、挟み込み検出に影響しない。一方、振動のある状態で挟み込みがあった場合の回転速度と変動量の変化は、図４に示したようになる。図４において、振動が生じている間は、前述したローパスフィルタ６の作用によって、回転速度の変動量が抑えられるため、振動が挟み込み検出に影響することはなく、挟み込みの誤検出を防止できる。また、挟み込みによって回転速度が大きく低下して変動量が閾値を超えると、挟み込みが検出される。したがって、振動状態で挟み込みが発生した場合でも、挟み込みを振動と区別して確実に検出することが可能となる。

以上のように、第１の発明においては、振動が生じた場合にローパスフィルタ６を作用させ、モータ２の現在の回転速度と、ローパスフィルタ６を通して得られる過去の回転速度の低周波成分とに基づいて回転速度の変動量を算出し、この変動量を閾値と比較することにより、異物の挟み込みの有無を検出するようにしている。このため、回転速度の変動量が小さく抑えられ、振動によって変動量が閾値を越えることによる挟み込みの誤検出を回避することができる。また、振動中に挟み込みが発生した場合でも、振動に影響されずに挟み込みを確実に検出することができる。

また、図１の実施形態では、回転速度が増加するときのみローパスフィルタ６を作用させ、回転速度が減少するときはローパスフィルタ６を作用させないようにしている。回転速度の減少時にもローパスフィルタ６を作用させると、挟み込みによる回転速度の減少があったときに、ローパスフィルタ６が働いて回転速度の変化が緩慢となり、挟み込み検出までの時間が長くなるが、本実施形態のように、回転速度の増加時のみローパスフィルタ６を作用させることで、挟み込み検出を迅速に行うことができる。但し、本発明はこれに限定されるものではなく、他の実施形態として、回転速度の減少時にローパスフィルタ６を作用させるようにしてもよい。この場合は、閾値を低く設定することで、挟み込み検出までの時間の短縮化を図ることができる。

図５は、第２の発明に係る実施形態を示す制御ブロック図である。図５において、図１と同一部分には同一符号を付してある。１は車両の座席の側方に設けられたパワーウィンドウスイッチ、２は窓の開閉を行うためのモータ、３はモータ２の回転速度を検出する回転速度検出部、４は窓の開閉を制御する制御器である。５は制御器４からの指令に基づいてａ側とｂ側とに切り替わるスイッチ、６は回転速度検出部３で検出されたモータ２の回転速度の低周波成分を抽出するローパスフィルタ、７はスイッチ５がｂ側にあるときにローパスフィルタ６で抽出された回転速度の低周波成分を随時記憶するメモリである。８はモータ２の回転速度の変動量を算出する変動量算出部、９は変動量算出部８で算出された回転速度の変動量と所定の閾値とを比較して挟み込みを検出する挟込検出部、１０はスイッチ５がａ側にあるときに回転速度検出部３で検出されたモータ２の回転速度を随時記憶するメモリである。

図５の構成において、１〜９の各ブロックは、図１で示したものと同じであるが、図１ではスイッチ５がｂ側にあるときに、回転速度検出部３から出力される現在の回転速度と、メモリ７に記憶されたローパスフィルタ６通過後の過去の回転速度の低周波成分とが変動量算出部８へ入力されるのに対し、図５ではスイッチ５がｂ側にあるときに、ローパスフィルタ６通過後の現在の回転速度の低周波成分と、メモリ７に記憶されたローパスフィルタ６通過後の過去の回転速度の低周波成分とが変動量算出部８へ入力される。すなわち、図１の場合は、回転速度（現在値）と低周波成分（過去値）との差から変動量を算出するのに対し、図５の場合は、低周波成分（現在値）と低周波成分（過去値）との差から変動量を算出する。また、図１ではスイッチ５がａ側にあるときに、回転速度検出部３の出力がメモリ７と変動量算出部８へ与えられるが、図５ではスイッチ５がａ側にあるときに、回転速度検出部３の出力がメモリ１０と変動量算出部８へ与えられる。

次に、図５の窓開閉制御装置の動作を先の図２Ａ、図２Ｂのフローチャートに従って説明する。図２Ａにおいて、ステップＳ１１では、パワーウィンドウスイッチ１に備わる窓閉スイッチが投入されたか否かを制御器４が監視している。窓閉スイッチが投入されると（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、制御器４はモータ２へ駆動信号を出力し、モータ２が駆動を開始する（ステップＳ１２）。モータ２が回転すると、窓開閉機構（図７）が作動し、窓ガラスが上昇して窓が閉じてゆく。制御器４は、回転速度検出部３におけるロータリーエンコーダの出力に基づいて、窓が完全に閉じたか否かを判定し（ステップＳ１３）、窓が完全に閉じれば（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、モータ２の駆動を停止して（ステップＳ１４）、動作を終了する。また、窓が閉じていなければ（ステップＳ１３：ＮＯ）、図２Ｂの手順へ移行する。以上の動作は、図１の場合と同じである。

図２Ｂにおいて、回転速度検出部３はロータリーエンコーダから出力されるパルスの数を計数し（ステップＳ２１）、この計数値に基づいてモータ２の回転速度を算出する（ステップＳ２２）。次に、制御器４では、回転速度検出部３で検出された回転速度の微分値を求めて、モータ２の回転速度が増加しているか否かを判定する（ステップＳ２３）。悪路走行時は、図３の太実線で示したように、モータ２の回転速度が振動によって変動し、回転速度が増加している場合は回転速度の微分値γがγ＞０となり、回転速度が減少している場合はγ＜０となり、回転速度が不変であればγ＝０となる。以上の動作も、図１の場合と同じである。

制御器４は、回転速度が増加している（γ＞０）と判定した場合は（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、スイッチ５をｂ側に切り替え、回転速度検出部３で検出されたモータ２の回転速度をローパスフィルタ６へ通す（ステップＳ２４）。ローパスフィルタ６では、振動成分（高周波成分）が除去されて、回転速度の低周波成分のみが抽出され、この低周波成分はメモリ７に随時記憶される。一方、制御器４は、回転速度が不変または減少している（γ≦０）と判定した場合は（ステップＳ２３：ＮＯ）、スイッチ５をa側に切り替え、回転速度検出部３で検出された回転速度をローパスフィルタ６を通さずにメモリ１０へ記憶させる。すなわち、本実施形態では、モータ２の回転速度が増加している場合のみ、ローパスフィルタ６を作用させて回転速度の低周波成分を抽出する。この結果、ローパスフィルタ６を通過した後のモータ２の回転速度は、図３の破線で示したように、変動の小さいものとなる。

次に、変動量算出部８において、回転速度の変動量を算出する（ステップＳ２５）。スイッチ５がａ側にある場合は、回転速度検出部３から出力される現在の回転速度Ｘと、メモリ１０に記憶されている一定時間前の回転速度Ｙとに基づき、両者の差分Ｘ−Ｙを演算することによって、回転速度の変動量を求める。また、スイッチ５がｂ側にある場合は、ローパスフィルタ６から出力される現在の回転速度の低周波成分Ｗ１と、メモリ７に記憶されている一定時間前の回転速度の低周波成分Ｗ２とに基づき、両者の差分Ｗ１−Ｗ２を演算することによって、回転速度の変動量を求める。この変動量は、低周波成分同士の差であるため、図３で示した変動量（細実線）より更に小さいものとなる。

振動のない状態で挟み込みがあった場合の回転速度と変動量の変化は、図１０に示した従来の場合と同じであり、挟み込みによって回転速度が低下して変動量が閾値を超えた時点で、挟み込みが検出される。このとき、ローパスフィルタ６は働かないため、挟み込み検出に影響しない。一方、振動のある状態で挟み込みがあった場合の回転速度と変動量の変化は、図４と同様になる。図４で説明したように、振動が生じている間は、ローパスフィルタ６の作用により変動量が抑えられるため、振動が挟み込み検出に影響することはなく、挟み込みの誤検出を防止できる。また、挟み込みによって回転速度が大きく低下して変動量が閾値を超えると、挟み込みが検出される。したがって、振動状態で挟み込みが発生した場合でも、挟み込みを振動と区別して確実に検出することが可能となる。

以上のように、第２の発明においては、振動が生じた場合にローパスフィルタ６を作用させ、ローパスフィルタ６を通して得られる現在と過去の回転速度の低周波成分に基づいて回転速度の変動量を算出し、この変動量を閾値と比較することにより、異物の挟み込みの有無を検出するようにしている。このため、回転速度の変動量がより一層小さくなり、振動によって変動量が閾値を越えることによる挟み込みの誤検出を回避することができる。また、振動中に挟み込みが発生した場合でも、振動に影響されずに挟み込みを確実に検出することができる。なお、図５では、メモリ１０をメモリ７とは別に設けたが、メモリ７でメモリ１０を兼用してもよい。この場合は、メモリ７において、スイッチ５がａ側にあるときに回転速度検出部３から出力される回転速度を記憶する領域と、スイッチ５がｂ側にあるときにローパスフィルタ６から出力される回転速度の低周波成分を記憶する領域とを別々に設ければよい。

また、図５の実施形態においても、回転速度が増加するときのみローパスフィルタ６を作用させ、回転速度が減少するときはローパスフィルタ６を作用させないようにしている。このため、挟み込みによる回転速度の減少があったときに、ローパスフィルタ６のために回転速度の変化が緩慢になることがなく、挟み込み検出を迅速に行うことができる。但し、他の実施形態として、回転速度の減少時にローパスフィルタ６を作用させるようにしてもよく、この場合も挟み込み検出までの時間は、閾値を低くすることで短縮化することができる。

以上述べた各実施形態においては、回転速度が増加または減少しているか否かだけを判定したが、回転速度が所定の値以上に増加または減少しているか否かを判定してもよい。例えば、回転速度の変化が±１００ｒｐｍ未満のときは増加・減少を判定せず、回転速度の変化が±１００ｒｐｍ以上のときに増加・減少を判定するようにしてもよい。

以上述べた各実施形態においては、モータ２の回転速度の低周波成分を抽出したが、他の実施形態として、モータ２の回転周期の低周波成分を抽出することによっても、回転速度の場合と同様の原理に基づいて挟み込みの誤検知を防止することができる。回転周期を検出する周期検出手段としては、ロータリーエンコーダを用いることができ、ロータリーエンコーダから出力されるパルスの間隔からモータ２の回転周期を検出することができる。この場合、モータ２の回転速度が増加すると回転周期は減少するから、制御器４がモータ２の回転周期が減少していると判定したときに、スイッチ５をｂ側に切り替えてローパスフィルタ６を作用させ、回転周期の低周波成分を抽出する。

また、他の実施形態として、モータ２の電流値の低周波成分を抽出することによっても、回転速度の場合と同様の原理に基づいて挟み込みの誤検知を防止することができる。この場合は、電流値検出手段としてモータ２に流れる電流を検出する電流検出回路が設けられる。モータ２の回転速度が増加すると電流値は減少するから、制御器４がモータ２の電流値が減少していると判定したときに、スイッチ５をｂ側に切り替えてローパスフィルタ６を作用させ、電流値の低周波成分を抽出する。

以上の説明では、低周波成分抽出手段をローパスフィルタ６で構成した例を挙げたが、ローパスフィルタ６に代えて、図１２に示すようなハイパスフィルタ２０と演算器２１とを用いて低周波成分抽出手段を構成してもよい。図１２において、ハイパスフィルタ２０ではモータの回転速度（回転周期やモータ電流値でもよい）の高周波成分が取り出される。演算器２１は、ハイパスフィルタ２０に入る前の信号から、ハイパスフィルタ２０を通過した後の高周波成分を減算することにより、低周波成分を抽出する。

また、以上の説明では、本発明を車両の窓を開閉するための窓開閉制御装置に適用した例を挙げたが、本発明は車両後部のテールゲートを開閉するためのテールゲート開閉制御装置に適用することもできる。図１３は、テールゲート開閉制御装置の一例を示したブロック図である。６０はテールゲートの開閉を操作するためのパワーテールゲートスイッチ、６１は開閉動作を制御するＣＰＵ、６２はモータ６３の回転を制御するモータ制御回路、６４はモータ６３の回転に同期したパルスを出力するロータリーエンコーダ、６５はロータリーエンコーダ６４から出力されるパルスを検出するパルス検出部、６６はＲＯＭやＲＡＭ等から構成されるメモリ、６７はモータ６３の電流を検出する電流計、６８はテールゲートが完全に閉じたことを検出する全閉検出スイッチである。電流計６７は、電流値検出手段を構成する。パワーテールゲートスイッチ６０を操作すると、ＣＰＵ６１にテールゲート開閉指令が与えられ、モータ制御回路６２によりモータ６３が駆動される。モータ６３の回転により、モータ６３と連動するテールゲート開閉機構が作動してテールゲートの開閉が行われる。ＣＰＵ６１は、パルス検出部６５、電流計６７、全閉検出スイッチ６８の各検出結果に基づいて、モータ制御回路６２を介してモータ６３の回転を制御する。

このほか、本発明は、ワゴン車などのスライドドアの開閉制御装置にも適用することができ、また、車両における開閉制御装置だけでなく、建物の窓、扉、戸などを開閉するための開閉制御装置にも適用が可能である。

第１の発明の実施形態を示す制御ブロック図である。開閉制御装置の動作を示すフローチャートである。開閉制御装置の動作を示すフローチャートである。振動が発生したときのモータの回転速度と変動量の時間的変化を示す図である。振動のある状態で挟み込みが発生したときのモータの回転速度と変動量の時間的変化を示す図である。第２の発明の実施形態を示す制御ブロック図である。窓開閉制御装置の構成を示したブロック図である。窓開閉機構の一例を示した図である。窓に異物が挟み込まれた状態を示す図である。挟み込みが発生していないときのモータの回転速度と変動量の時間的変化を示す図である。挟み込みが発生したときのモータの回転速度と変動量の時間的変化を示す図である。振動が発生したときのモータの回転速度と変動量の時間的変化を示す図である。低周波抽出手段の他の例を示す図である。パワーテールゲート開閉制御装置の構成を示したブロック図である。

符号の説明

１パワーウィンドウスイッチ
２モータ
３回転速度検出部
４制御器
５スイッチ
６ローパスフィルタ
７メモリ
８変動量算出部
９挟込検出部
１０メモリ
２０ハイパスフィルタ
２１演算器
１００窓
１０１窓ガラス
Ｚ異物

Claims

開閉体を開閉動作させるモータの回転速度を検出する速度検出手段と、
前記速度検出手段の検出結果に基づき、モータの回転速度が増加または減少しているか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段によりモータの回転速度が増加または減少していると判定された場合に、当該回転速度の低周波成分を抽出する低周波成分抽出手段と、
前記速度検出手段で検出された回転速度および前記低周波成分抽出手段で抽出された回転速度の低周波成分に基づいて、回転速度の変動量を算出する変動量算出手段と、
前記変動量算出手段で算出された変動量と所定の閾値とを比較し、前記変動量が閾値を超える場合に、前記開閉体に異物が挟み込まれたことを検出する挟み込み検出手段と、
を備えたことを特徴とする開閉制御装置。
開閉体を開閉動作させるモータの回転速度を検出する速度検出手段と、
前記速度検出手段の検出結果に基づき、モータの回転速度が増加または減少しているか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段によりモータの回転速度が増加または減少していると判定された場合に、当該回転速度の低周波成分を抽出する低周波成分抽出手段と、
前記低周波成分抽出手段で抽出された回転速度の低周波成分に基づいて、回転速度の変動量を算出する変動量算出手段と、
前記変動量算出手段で算出された変動量と所定の閾値とを比較し、前記変動量が閾値を超える場合に、前記開閉体に異物が挟み込まれたことを検出する挟み込み検出手段と、
を備えたことを特徴とする開閉制御装置。
請求項１または請求項２に記載の開閉制御装置において、
前記速度検出手段に代えて、前記モータの回転周期を検出する周期検出手段を設け、
前記判定手段は、前記周期検出手段の検出結果に基づき、モータの回転周期が増加または減少しているか否かを判定し、
前記低周波成分抽出手段は、前記判定手段によりモータの回転周期が増加または減少していると判定された場合に、当該回転周期の低周波成分を抽出することを特徴とする開閉制御装置。
請求項１または請求項２に記載の開閉制御装置において、
前記速度検出手段に代えて、前記モータの電流値を検出する電流値検出手段を設け、
前記判定手段は、前記電流値検出手段の検出結果に基づき、モータの電流値が増加または減少しているか否かを判定し、
前記低周波成分抽出手段は、前記判定手段によりモータの電流値が増加または減少していると判定された場合に、当該電流値の低周波成分を抽出することを特徴とする開閉制御装置。