JP4182945B2 - Open / close control device - Google Patents
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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する。 The present invention relates to an opening / closing control device for controlling an opening / closing body such as a vehicle window, a vehicle door, a building window, a building door, and a building door.
例えば、自動車の窓を開閉する開閉制御装置においては、座席の側方に設けられているパワーウィンドウスイッチを操作することによりモータが回転し、モータと連動する窓開閉機構が作動して窓の開閉が行われる。また、窓が閉まる途中で窓ガラスの隙間に異物が挟まった場合、これを検知して窓の閉動作を停止し、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、例えば、モータの回転速度を随時読み込み、現在の回転速度と以前の回転速度とを比較して、速度の変動率が所定の閾値以上になったときに、窓に異物が挟み込まれたと判定する。すなわち、異物が挟み込まれると、モータの負荷が増大して回転速度が低下し、速度の変動率が大きくなることから、上述した原理により挟み込みを検出することができる。 For example, in an open / close control device that opens and closes the window of an automobile, the motor rotates by operating a power window switch provided on the side of the seat, and the window open / close mechanism linked to the motor operates to open / close the window. Is done. In addition, when a foreign object is caught in the gap between the window glasses while the window is closed, a function is provided to detect this and stop the window closing operation and switch to the opening operation. When detecting pinching, for example, the rotational speed of the motor is read as needed, and the current rotational speed is compared with the previous rotational speed. It is determined that the object has been caught. That is, when a foreign object is caught, the load on the motor increases, the rotational speed decreases, and the speed fluctuation rate increases, so that the jamming can be detected by the above-described principle.
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に重力加速度が加わるので、窓ガラスを駆動するモータの負荷が変動して、モータの回転速度が変動する。このため、異物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場合がある。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。 By the way, when the vehicle travels on a rough road with many irregularities, the vehicle is vibrated. And since a gravitational acceleration is added to a window glass by this vibration, the load of the motor which drives a window glass will fluctuate | variate, and the rotational speed of a motor will fluctuate. For this reason, there is a case where pinching is erroneously detected even though no foreign object is pinched. In addition to the vibration caused by traveling on such a rough road, the vibration caused by the impact when the door of the vehicle is strongly closed, the vibration caused by the impact when a person jumps on and off the vehicle, There is a case where it is erroneously detected that a foreign object is caught due to vibration or the like when it collides with something.
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。また、特許文献5には、モータで駆動される機構の振動を検出するために、等価剛体モデル、比例演算手段およびハイパスフィルタなどを用いた振動検出装置が記載されている。
Therefore, even when there is vibration as described above,
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、振動の発生を迅速かつ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。 The present invention realizes an open / close control device that does not erroneously detect the inclusion of a foreign object when traveling on a rough road by means different from the techniques of the above-mentioned documents, and can detect the occurrence of vibration quickly and reliably. An object of the present invention is to provide an open / close control device having a simple configuration.
本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、この速度検出手段で検出された回転速度の高周波成分を抽出する高周波成分抽出手段と、この高周波成分抽出手段で抽出された高周波成分の信号レベルと振動有無判定用の第1の閾値とを比較する第1の比較手段と、この第1の比較手段の比較結果に基づいて振動の発生を検出する振動検出手段と、速度検出手段で検出した現在の回転速度と以前の回転速度との変動量を算出する変動量算出手段と、変動量算出手段で算出された変動量と挟み込み有無判定用の第2の閾値とを比較する第2の比較手段と、第2の比較手段の比較結果に基づいて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、振動検出手段によって振動が検出されない場合に、挟み込み検出手段は第2の閾値に基づいて挟み込みの検出処理を行う。 An opening / closing control apparatus according to the present invention includes a speed detection unit that detects a rotation speed of a motor that opens and closes an opening / closing body, a high-frequency component extraction unit that extracts a high-frequency component of the rotation speed detected by the speed detection unit, The first comparison means for comparing the signal level of the high-frequency component extracted by the high-frequency component extraction means with the first threshold value for determining the presence or absence of vibration, and generation of vibration based on the comparison result of the first comparison means. Vibration detecting means to detect, fluctuation amount calculating means for calculating the fluctuation amount between the current rotational speed detected by the speed detecting means and the previous rotational speed, and the fluctuation amount calculated by the fluctuation amount calculating means and for determining whether to pinch A second comparison unit that compares the second threshold value with a second detection unit, and a pinch detection unit that detects that a foreign object is pinched in the opening / closing body based on a comparison result of the second comparison unit, and the vibration detection unit Shake If but not detected, entrapment detection means performs the detection process of entrapment based on the second threshold.
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、異物の挟み込みの場合は、回転速度の信号波形に大きな高周波成分は現れない。したがって、高周波成分抽出手段で抽出した高周波成分の信号レベルと閾値とを比較し、信号レベルが閾値を超える場合に悪路走行による振動と判定することにより、振動の発生が迅速かつ確実に検出され、異物挟み込みの誤検出を回避することができる。また、高周波成分を抽出して閾値と比較するだけの簡単な手段により実現が可能となっている。 When the vehicle travels on a rough road, a large high-frequency component appears in the signal waveform of the rotational speed of the motor due to the generated vibration. However, when a foreign object is caught, no large high-frequency component appears in the signal waveform of the rotational speed. Therefore, by comparing the signal level of the high-frequency component extracted by the high-frequency component extracting means with a threshold value and determining that the vibration is caused by a rough road when the signal level exceeds the threshold value, the occurrence of vibration is detected quickly and reliably. In addition, erroneous detection of foreign object pinching can be avoided. Further, it can be realized by a simple means of extracting a high frequency component and comparing it with a threshold value.
本発明では、更に、振動検出手段によって振動が検出された場合に、挟み込み検出手段による検出処理を禁止する禁止手段を設けることができる。これによると、振動発生時には異物挟み込みの検出処理が行われないので、振動による挟み込み誤検出を確実に回避することができる。ここで、「検出処理を禁止する」とは、挟み込みの検出動作そのものを禁止することだけでなく、挟み込みの検出は行うが検出信号が出力されないようにすることや、検出信号が出力されてもこれを無視するような制御を行うことなども含む。 In the present invention, further, when the vibration is detected by vibration detecting means may be provided with inhibiting means for inhibiting the detection process by the entrapment detection means. According to this, since detection processing for foreign object pinching is not performed when vibration occurs, erroneous pinching detection due to vibration can be reliably avoided. Here, “inhibiting detection processing” not only prohibits the pinching detection operation itself, but also detects pinching but does not output a detection signal, or even if a detection signal is output. This includes control that ignores this.
また、本発明では、上記禁止手段に代えて、振動発生時に第2の閾値を大きくする閾値変更手段を設けてもよい。これによると、振動発生時にモータの回転速度の変動量が増大しても、挟み込み有無判定用の閾値が大きくなるので、回転速度の変動量が閾値を超えて挟み込み検出が行われるおそれがなくなり、異物挟み込みの誤検出をより確実に回避することができる。また、振動と異物挟み込みとが同時に発生した場合でも、モータ回転速度の変動量が変更後の挟込判定閾値を超えれば、挟込検出手段が動作するので、異物の挟み込みを確実に検出することができる。 In the present invention, instead of the prohibiting means, a threshold value changing means for increasing the second threshold value when vibration occurs may be provided. According to this, even if the fluctuation amount of the rotational speed of the motor increases when the vibration occurs, the threshold value for whether or not the pinch is caught increases, so there is no possibility that pinching detection is performed when the fluctuation amount of the rotation speed exceeds the threshold value. False detection of foreign object pinching can be avoided more reliably. Even if vibration and foreign object pinching occur at the same time, if the fluctuation amount of the motor rotational speed exceeds the pinching determination threshold after the change, the pinching detection means operates, so that the foreign object pinching can be reliably detected. Can do.
本発明では、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ることができる。また、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。 In this invention, it can replace with a speed detection means and can provide the period detection means which detects the rotation period of a motor. Further, instead of the speed detecting means, a current value detecting means for detecting the current value of the motor may be provided.
本発明では、振動有無判定用の閾値として、加速振動の有無を判定するための上限値と、減速振動の有無を判定するための下限値とを用いてもよい。これによると、例えば、一定時間内に加速振動と減速振動の両方が加わった場合に振動が発生したと判定することにより、瞬発的な一過性の雑音振動の影響を排除することができ、振動をより確実に検出することが可能となる。 In the present invention, an upper limit value for determining the presence / absence of acceleration vibration and a lower limit value for determining the presence / absence of deceleration vibration may be used as the threshold value for determining the presence / absence of vibration. According to this, for example, by determining that vibration has occurred when both acceleration vibration and deceleration vibration are applied within a certain time, it is possible to eliminate the effects of instantaneous transient noise vibration, Vibration can be detected more reliably.
本発明では、高周波成分抽出手段を、速度検出手段で検出した回転速度の低周波数成分を出力するローパスフィルタと、速度検出手段で検出した回転速度とローパスフィルタの出力との差を算出する差算出手段とから構成することができる。また、これに代えて、高周波成分抽出手段を、速度検出手段で検出した回転速度の高周波成分を出力するハイパスフィルタから構成することもできる。 In the present invention, the high-frequency component extraction means calculates a difference between a low-pass filter that outputs a low-frequency component of the rotational speed detected by the speed detection means and a difference between the rotational speed detected by the speed detection means and the output of the low-pass filter. Means. Alternatively, the high-frequency component extracting means can be constituted by a high-pass filter that outputs a high-frequency component of the rotational speed detected by the speed detecting means.
本発明によれば、振動の発生を迅速かつ確実に検出でき、異物挟み込みの誤検出を回避することができる開閉制御装置を簡単な構成で実現することができる。 According to the present invention, it is possible to realize the generation of vibration can quickly and reliably detect a pinching of a foreign object detection errors can Ru switching controller avoiding with a simple configuration.
図1は、本発明を車両の窓開閉制御装置に適用した場合の第1実施形態を示す制御ブロック図である。図において、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ロータリーエンコーダ、4はモータ2を制御する制御器である。5はロータリーエンコーダ3で検出された回転速度を随時記憶する記憶手段としてのメモリ、6はメモリ5に記憶された回転速度に基づいて現在の回転速度と以前の回転速度との変動量を算出する変動量算出部である。7は異物の挟み込みの有無を判定するための閾値(以下、「挟込判定閾値」という。)を記憶した記憶手段としてのメモリ、8は変動量算出部6で算出された回転速度の変動量とメモリ7の挟込判定閾値βとを比較する比較器である。9は比較器8における比較結果に基づいて、開閉体である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。
FIG. 1 is a control block diagram showing a first embodiment when the present invention is applied to a vehicle window opening and closing control device. In the figure, 1 is a power window switch provided on the side of a vehicle seat, 2 is a motor for opening and closing the window, 3 is a rotary encoder for detecting the rotational speed of the
10はメモリ5に記憶された回転速度の低周波数成分を出力するローパスフィルタ、11はメモリ5に記憶された回転速度とローパスフィルタ10の出力との差を算出する演算器である。ローパスフィルタ10はデジタルフィルタからなる。12は振動の有無を判定するための閾値(以下、「振動判定閾値」という。)を記憶した記憶手段としてのメモリ、13は演算器11からの出力とメモリ12の振動判定閾値αとを比較する比較器である。14は比較器13における比較結果に基づいて、振動の発生を検出する振動検出部である。振動検出部14の出力は挟込検出部9へ与えられる。
以上の構成において、ロータリーエンコーダ3は本発明における速度検出手段を構成し、変動量算出部6は変動量算出手段を構成し、ローパスフィルタ10および演算器11は高周波成分抽出手段を構成し、演算器11は差算出手段を構成し、比較器13は第1の比較手段を構成し、比較器8は第2の比較手段を構成し、挟込検出部9は挟み込み検出手段を構成し、振動検出部14は振動検出手段および禁止手段を構成する。なお、図1では4〜14の各ブロックをマイクロコンピュータで実現することができる。
In the above configuration, the
図2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。
FIG. 2 is a view showing an example of a window opening / closing mechanism provided for each window of the vehicle.
2は前述のモータ、3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3はモータ2の回転軸に連結されており、モータ2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3から出力されるパルスを計数することにより、モータ2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3の出力から、窓100の開き量を算出することができる。
2 is the motor described above, and 3 is the rotary encoder described above. The
109はモータ2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2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。
次に、図1の窓開閉制御装置の動作を図3A、図3Bのフローチャートに従って説明する。図3A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、図2で示した窓開閉機構102が作動し、窓ガラス101が上昇して窓100が閉じてゆく。制御器4は、ロータリーエンコーダ3の出力に基づいて、窓100が完全に閉じたか否かを判定し(ステップS13)、窓100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100が閉じていなければ(ステップS13:NO)、図3Bの手順へ移行する。
Next, the operation of the window opening / closing control device of FIG. 1 will be described according to the flowcharts of FIGS. 3A and 3B. In FIG. 3A, in step S11, the
図3Bにおいて、ステップS21では、ロータリーエンコーダ3の出力に基づいてモータ2の回転速度を検出し、検出した回転速度をメモリ5に随時記憶する。次に、メモリ5に記憶したモータ回転速度を読み出してローパスフィルタ10へ出力し、ローパスフィルタ10を通すことによって、モータ回転速度の低周波成分を抽出する(ステップS22)。また、変動量算出部6では、メモリ5に記憶されているモータ回転速度から、現在の回転速度と以前の回転速度との変動量を算出する(ステップS23)。一方、演算器11は、メモリ5から読み出したモータ回転速度から、ローパスフィルタ10を通過した後の回転速度を減算して、高周波成分を抽出する(ステップS24)。
3B, in step S21, the rotational speed of the
車両が悪路を走行している場合、モータ回転速度Xは、図4に示したように、振動によって大きく変動する。また、ローパスフィルタ10を通過した後のモータ回転速度Y、すなわちフィルタ処理により抽出された低周波成分は、図のような振幅の小さい波形となる。そこで、演算器11においてこれらの差X−Yを求めると、低周波成分が消去されて、図4に点線で示したような高周波成分が取り出される。ステップS25では、演算器11での減算結果(高周波成分)と、メモリ12にあらかじめ記憶されている振動判定閾値αとを、比較器13で比較する。比較器13の比較結果は、振動検出部14へ送られる。振動検出部14は、高周波成分の信号レベルが振動判定閾値αを超えておれば振動が発生したと判定し、振動判定閾値αを超えていなければ振動が発生していないと判定する(ステップS26)。
When the vehicle is traveling on a rough road, the motor rotation speed X varies greatly due to vibration as shown in FIG. Further, the motor rotation speed Y after passing through the low-
図4に示したように、ある時点で高周波成分の信号レベルが振動判定閾値αを超えると、その時点で、振動検出部14は振動が発生したと判定し(ステップS26:YES)、挟込検出部9に対して、検出処理を行わないよう禁止指令を出力する。この結果、ステップS27〜S29を実行することなく、ステップS13へ戻り、前述の動作を繰り返す。一方、振動検出部14が振動を検出しなければ(ステップS26:NO)、上記禁止指令は出力されず、ステップS27へ移行する。
As shown in FIG. 4, when the signal level of the high frequency component exceeds the vibration determination threshold value α at a certain time, the
ステップS27では、変動量算出部6で算出されたモータ回転速度の変動量と、メモリ7にあらかじめ記憶されている挟込判定閾値βとを、比較器8で比較する。比較器8の比較結果は、挟込検出部9へ送られる。挟込検出部9は、回転速度の変動量が挟込判定閾値βを超えておれば挟み込みが発生したと判定し、挟込判定閾値βを超えていなければ挟み込みが発生していないと判定する(ステップS28)。挟込検出部9で異物の挟み込みが検出されると(ステップS28:YES)、挟込検出部9から制御器4へモータの停止・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100の開動作を行う(ステップS29)。これによって、異物の挟み込みが解除される。一方、挟込検出部9で異物の挟み込みが検出されなければ(ステップS28:NO)、ステップS13へ戻って前述の動作を繰り返す。
In step S <b> 27, the
図5は、振動が発生していない状態で挟み込みが検出された場合における、モータ回転速度X、ローパスフィルタ通過後の回転速度Y(低周波成分)、および両者の差である高周波成分の各波形を示している。振動が発生してなければ、モータ回転速度Xの変動は小さいので、X−Yで得られる高周波成分も小さくなって、振動判定閾値αを超えることはない。また、挟み込みが発生すると、モータの負荷が増大して回転速度が急激に低下してゆくが、大きな振動が伴わないため、取り出される高周波成分は、小さなレベルを維持したままとなる。 FIG. 5 shows waveforms of the motor rotation speed X, the rotation speed Y after passing through the low-pass filter (low-frequency component), and the high-frequency component that is the difference between them when pinching is detected in the absence of vibration. Is shown. If there is no vibration, the fluctuation of the motor rotation speed X is small, so the high frequency component obtained by XY is also small and does not exceed the vibration determination threshold value α. When pinching occurs, the load on the motor increases and the rotational speed rapidly decreases. However, since there is no large vibration, the extracted high-frequency component remains at a low level.
以上のように、第1実施形態においては、モータ2の回転速度Xとローパスフィルタ10を通過した後のモータ回転速度Yとの差を演算して、回転速度の高周波成分を抽出し、これを振動判定閾値αと比較して振動発生有無を判定し、振動が検知された場合は、挟み込みの検出処理を禁止するようにしている。このため、高周波成分の抽出により振動の発生を迅速かつ確実に検出することができ、悪路走行時の振動による異物挟み込みの誤検出を未然に防止することができる。また、高周波成分を抽出して閾値と比較するだけの簡単な手段により実現することができる。なお、図1では、振動検出部14からの禁止指令を挟込検出部9へ与えているが、この禁止指令を制御器4に与え、制御器4が挟込検出部9から出力される指令を無視するようにしてもよい。
As described above, in the first embodiment, the difference between the rotational speed X of the
図6は、本発明の第2実施形態を示す制御ブロック図である。図6において、図1と同一部分には同一符号を付してある。図1では、振動検出部14から挟込検出部9に挟込検出禁止指令が与えられたが、図6では、振動検出部14からメモリ7に対して閾値変更指令が与えられるようになっている。この場合の振動検出部14は、振動検出手段および閾値変更手段を構成する。また、図1では、メモリ7に単一の挟込閾値βが記憶されているが、図6では、メモリ7に2つの挟込閾値β1,β2が記憶されている。以上の点を除いて、図6の構成は図1と同じであるので、各ブロックについて詳細な説明は省略する。また、モータ2により駆動される窓開閉機構は、図2に示したものと同じであるので、これについても詳細な説明は省略する。
FIG. 6 is a control block diagram showing a second embodiment of the present invention. In FIG. 6, the same parts as those in FIG. In FIG. 1, a pinching detection prohibition command is given from the
次に、図6の窓開閉制御装置の動作を図7A、図7Bのフローチャートに従って説明する。図7Aにおいて、ステップS31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S31: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S32)。モータ2が回転すると、図2で示した窓開閉機構102が作動し、窓ガラス101が上昇して窓100が閉じてゆく。制御器4は、ロータリーエンコーダ3の出力に基づいて、窓100が完全に閉じたか否かを判定し(ステップS33)、窓100が完全に閉じれば(ステップS33:YES)、モータ2の駆動を停止して(ステップS34)、動作を終了する。また、窓100が閉じていなければ(ステップS33:NO)、図7Bの手順へ移行する。以上のステップS31〜S34の手順は、図3AのステップS11〜S14の手順と全く同じである。
Next, the operation of the window opening / closing control device of FIG. 6 will be described according to the flowcharts of FIGS. 7A and 7B. 7A, in step S31, the
図7Bにおいて、ステップS41では、ロータリーエンコーダ3の出力に基づいてモータ2の回転速度を検出し、検出した回転速度をメモリ5に随時記憶する。次に、メモリ5に記憶したモータ回転速度を読み出してローパスフィルタ10へ出力し、ローパスフィルタ10を通すことによって、モータ回転速度の低周波成分を抽出する(ステップS42)。また、変動量算出部6では、メモリ5に記憶されているモータ回転速度から、現在の回転速度と以前の回転速度との変動量を算出する(ステップS43)。一方、演算器11は、メモリ5から読み出したモータ回転速度から、ローパスフィルタ10を通過した後の回転速度を減算して、高周波成分を抽出する(ステップS44)。
7B, in step S41, the rotational speed of the
車両が悪路を走行している場合、モータ回転速度Xは、図8に示したように、振動によって大きく変動する。また、ローパスフィルタ10を通過した後のモータ回転速度Y、すなわちフィルタ処理により抽出された低周波成分は、図のような振幅の小さい波形となる。そこで、演算器11においてこれらの差X−Yを求めると、低周波成分が消去されて、図8に点線で示したような高周波成分が取り出される。ステップS45では、演算器11での減算結果(高周波成分)と、メモリ12にあらかじめ記憶されている振動判定閾値αとを、比較器13で比較する。比較器13の比較結果は、振動検出部14へ送られる。振動検出部14は、高周波成分の信号レベルが振動判定閾値αを超えておれば振動が発生したと判定し、振動判定閾値αを超えていなければ振動が発生していないと判定する(ステップS46)。以上のステップS41〜S46の手順は、図3BのステップS21〜S26の手順と全く同じである。
When the vehicle is traveling on a rough road, the motor rotation speed X varies greatly due to vibration, as shown in FIG. Further, the motor rotation speed Y after passing through the low-
図8に示したように、ある時点で高周波成分の信号レベルが振動判定閾値αを超えると、その時点で、振動検出部14は振動が発生したと判定して(ステップS46:YES)、メモリ7に挟込判定閾値の変更を指令し、この指令に基づいて閾値の変更が行われる(ステップS47)。すなわち、メモリ7には2つの挟込閾値β1,β2(β1<β2)が記憶されており、通常は閾値β1が用いられるが、振動検出部14が振動の発生を検出すると、図8に示したように、挟込判定閾値はβ1からβ2へ切り替えられ、図の補正値の分だけ閾値のレベルが高くなる。悪路走行時に振動が発生すると、変動量算出部6から出力されるモータ回転速度の変動量が図8に示すように大きくなり、挟込判定閾値がβ1のままであると、変動量が閾値β1を超えて悪路による振動を挟み込みと誤検出するおそれがあるが、上記のように振動発生時点で閾値をβ2へ上げることにより、挟み込みの誤検出をなくすことができる。ステップS47を実行した後は、ステップS48へ移行する。また、ステップS46において、振動検出部14が振動を検出しなければ(ステップS46:NO)、ステップS47を実行することなく、ステップS48へ移行する。
As shown in FIG. 8, when the signal level of the high frequency component exceeds the vibration determination threshold value α at a certain time, the
ステップS48では、変動量算出部6で算出されたモータ回転速度の変動量と、メモリ7にあらかじめ記憶されている挟込判定閾値β1またはβ2とを、比較器8で比較する。ステップS47が実行された場合は、挟込判定閾値β2が用いられ、ステップS47が実行されなかった場合は、挟込判定閾値β1が用いられる(以下、β1とβ2を総称してβと記す)。比較器8の比較結果は、挟込検出部9へ送られる。挟込検出部9は、回転速度の変動量が挟込判定閾値βを超えておれば挟み込みが発生したと判定し、挟込判定閾値βを超えていなければ挟み込みが発生していないと判定する(ステップS49)。挟込検出部9で異物の挟み込みが検出されると(ステップS49:YES)、挟込検出部9から制御器4へモータの停止・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100の開動作を行う(ステップS50)。これによって、異物の挟み込みが解除される。一方、挟込検出部9で異物の挟み込みが検出されなければ(ステップS49:NO)、ステップS33へ戻って前述の動作を繰り返す。以上のステップS48〜S50の手順は、図3BのステップS27〜S29の手順と全く同じである。
In step S48, the
図9は、振動が発生していない状態で挟み込みが検出された場合における、モータ回転速度X、ローパスフィルタ通過後の回転速度Y(低周波成分)、両者の差である高周波成分、およびモータ回転速度の変動量の各波形を示している。振動が発生してなければ、モータ回転速度Xの変動は小さいので、X−Yで得られる高周波成分も小さくなって、振動判定閾値αを超えることはない。また、挟み込みが発生すると、モータの負荷が増大して回転速度が急激に低下してゆくが、大きな振動が伴わないため、取り出される高周波成分は、小さなレベルを維持したままとなる。一方、モータ回転速度の変動量は、振動も挟み込みも発生していない状態では大きな変化は示さないが、挟み込みが発生すると、モータ回転速度の低下に伴って急激に上昇する。そして、変動量が挟込判定閾値β1を超えた時点で、挟み込みが発生したと判定される。 FIG. 9 shows the motor rotation speed X, the rotation speed Y after passing through the low-pass filter (low-frequency component), the high-frequency component that is the difference between the two, and the motor rotation when pinching is detected in a state where no vibration is generated. Each waveform of the speed variation is shown. If there is no vibration, the fluctuation of the motor rotation speed X is small, so the high frequency component obtained by XY is also small and does not exceed the vibration determination threshold value α. When pinching occurs, the load on the motor increases and the rotational speed rapidly decreases. However, since there is no large vibration, the extracted high-frequency component remains at a low level. On the other hand, the fluctuation amount of the motor rotation speed does not show a great change in a state where neither vibration nor pinching occurs, but when pinching occurs, it rapidly increases as the motor rotation speed decreases. Then, when the fluctuation amount exceeds the pinching determination threshold β1, it is determined that pinching has occurred.
以上のように、第2実施形態においては、モータ2の回転速度Xとローパスフィルタ10を通過した後のモータ回転速度Yとの差を演算して、回転速度の高周波成分を抽出し、これを振動判定閾値αと比較して振動発生有無を判定し、振動が検知された場合は、挟込判定閾値をβ1からβ2へ切り替えて、閾値を大きくしている。このため、悪路走行時の振動によってモータ回転速度の変動量が大きくなっても、異物挟み込みの誤検出を未然に防止することができる。また、振動と異物挟み込みとが同時に発生した場合でも、モータ回転速度の変動量が挟込判定閾値β2を超えれば、挟込検出部9が動作するので、異物の挟み込みを確実に検出することができる。さらに、高周波成分を抽出して閾値と比較するだけの簡単な手段により実現することができる。
As described above, in the second embodiment, the difference between the rotational speed X of the
以上述べた第1および第2実施形態においては、モータ2の回転速度を用いて高周波成分を抽出したが、他の実施形態として、モータ2の回転周期を用いて高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振動を検知することができる。回転周期を検出する周期検出手段としては、各実施形態で示したロータリーエンコーダ3を用いることができ、ロータリーエンコーダ3から出力されるパルスの間隔からモータ回転周期を検出することができる。図10は、振動が発生している場合の回転周期T、ローパスフィルタ通過後の回転周期U(低周波成分)、および両者の差である高周波成分の各波形を示している。図11は、振動が発生していない状態で挟み込みが検出された場合における、回転周期T、ローパスフィルタ通過後の回転周期U(低周波成分)、および両者の差である高周波成分の各波形を示している。
In the first and second embodiments described above, the high-frequency component is extracted using the rotation speed of the
また、他の実施形態として、モータ2の電流の値を用いて高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振動を検知することができる。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。図12は、振動が発生している場合のモータ電流I、ローパスフィルタ通過後のモータ電流J(低周波成分)、および両者の差である高周波成分の各波形を示している。図13は、振動が発生していない状態で挟み込みが検出された場合における、モータ電流I、ローパスフィルタ通過後のモータ電流J(低周波成分)、および両者の差である高周波成分の各波形を示している。
As another embodiment, vibration can be detected based on the same principle as in the case of the rotational speed by extracting a high-frequency component using the current value of the
また、他の実施形態として、振動判定閾値を2つ設けることもできる。例えば、モータ2の回転速度を用いる場合、図14に示したように、振動判定閾値として、加速振動の有無を判定するための上限値α1と、減速振動の有無を判定するための下限値α2とを設ける。そして、モータ回転速度の高周波成分が一定時間内にα1とα2の両方を超えるか否かを監視し、いずれか一方のみを超えた場合は振動が発生したとは判定せず、両方とも超えた場合に振動が発生したと判定する。これにより、瞬発的な一過性の雑音振動の影響を排除することができ、振動をより確実に検出することが可能となる。図15は、本実施形態において振動が発生していない状態で挟み込みが検出された場合の回転速度X、ローパスフィルタ通過後の回転速度Y(低周波成分)、および両者の差である高周波成分の各波形を示している。振動が発生してなければ、モータ回転速度Xの変動は小さいので、X−Yで得られる高周波成分も小さくなって、いずれの振動判定閾値α1,α2を超えることもない。また、挟み込みが発生すると、モータの負荷が増大して回転速度が急激に低下してゆくが、大きな振動が伴わないため、取り出される高周波成分は、小さなレベルを維持したままとなる。
Further, as another embodiment, two vibration determination threshold values can be provided. For example, when the rotation speed of the
図16は、本発明の他の実施形態を示す制御ブロック図である。図1および図6では、高周波成分抽出手段をローパスフィルタ10と演算器11とで構成したが、図16ではハイパスフィルタ15によって高周波成分抽出手段が構成されている。このハイパスフィルタ15もデジタルフィルタからなる。その他の構成については、図1および図6と同じであるから、両図と同一部分には同一符号を付して、各ブロックの詳細な説明は省略する。図16においては、メモリ5からハイパスフィルタ15へ回転速度(回転周期あるいはモータ電流でもよい)が与えられると、フィルタ処理によってハイパスフィルタ15から高周波成分が直接出力される。以降の処理については、図1および図6の場合と同じである。
FIG. 16 is a control block diagram showing another embodiment of the present invention. In FIG. 1 and FIG. 6, the high-frequency component extraction means is composed of the low-
以上の説明では、本発明を車両の窓を開閉するための開閉制御装置に適用した例を挙げたが、本発明は車両に限らず建物などの窓を開閉するための開閉制御装置にも適用することができる。また、窓の開閉だけでなく、例えば車両の扉や建物の扉・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。 In the above description, the example in which the present invention is applied to an opening / closing control device for opening / closing a vehicle window has been described. However, the present invention is not limited to a vehicle but is also applied to an opening / closing control device for opening / closing a window of a building or the like. can do. Further, the present invention can be applied not only to opening / closing windows, but also to an opening / closing control device for opening / closing, for example, a vehicle door or a building door / door.
1 パワーウィンドウスイッチ
2 モータ
3 ロータリーエンコーダ
4 制御器
5 メモリ
6 変動量算出部
7 メモリ
8 比較器
9 挟込検出部
10 ローパスフィルタ
11 演算器
12 メモリ
13 比較器
14 振動検出部
15 ハイパスフィルタ
100 窓
101 窓ガラス
α,α1,α2 振動判定閾値
β,β1,β2 挟込判定閾値
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記速度検出手段で検出された回転速度の高周波成分を抽出する高周波成分抽出手段と、
前記高周波成分抽出手段で抽出された高周波成分の信号レベルと振動有無判定用の第1の閾値とを比較する第1の比較手段と、
前記第1の比較手段の比較結果に基づいて振動の発生を検出する振動検出手段と、
前記速度検出手段で検出した現在の回転速度と以前の回転速度と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挟み込み有無判定用の第2の閾値とを比較する第2の比較手段と、
前記第2の比較手段の比較結果に基づいて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、
前記振動検出手段によって振動が検出されない場合に、前記挟み込み検出手段は前記第2の閾値に基づいて挟み込みの検出処理を行うことを特徴とする開閉制御装置。 Speed detecting means for detecting the rotational speed of a motor that opens and closes the opening and closing body;
High-frequency component extraction means for extracting a high-frequency component of the rotational speed detected by the speed detection means;
First comparison means for comparing the signal level of the high-frequency component extracted by the high-frequency component extraction means and a first threshold value for determining the presence or absence of vibration;
Vibration detecting means for detecting occurrence of vibration based on a comparison result of the first comparing means;
A fluctuation amount calculating means for calculating a fluctuation amount between the current rotation speed detected by the speed detection means and the previous rotation speed;
Second comparison means for comparing the fluctuation amount calculated by the fluctuation amount calculation means with a second threshold value for determining whether to pinch or not,
A pinching detection means for detecting that a foreign object has been pinched in the opening / closing body based on the comparison result of the second comparison means,
The opening / closing control apparatus according to claim 1, wherein when the vibration is not detected by the vibration detection unit, the pinch detection unit performs a pinch detection process based on the second threshold value .
前記振動検出手段によって振動が検出された場合に、前記挟み込み検出手段による検出処理を禁止する禁止手段を備えたことを特徴とする開閉制御装置。 The opening / closing control device according to claim 1, further comprising:
Switching controller, wherein when the vibration is detected by vibration detecting means, characterized by comprising a prohibiting means for prohibiting the detecting process by the entrapment detection means.
前記振動検出手段によって振動が検出された場合に、前記第2の閾値を大きくする閾値変更手段を備えたことを特徴とする開閉制御装置。 The opening / closing control device according to claim 1, further comprising:
An opening / closing control apparatus comprising: a threshold value changing means for increasing the second threshold value when vibration is detected by the vibration detecting means.
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たことを特徴とする開閉制御装置。 The opening / closing control device according to any one of claims 1 to 3,
An opening / closing control apparatus comprising a period detecting means for detecting a rotation period of the motor instead of the speed detecting means.
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たことを特徴とする開閉制御装置。 The opening / closing control device according to any one of claims 1 to 3,
An opening / closing control device comprising a current value detecting means for detecting a current value of the motor instead of the speed detecting means.
前記第1の閾値として、加速振動の有無を判定するための上限値と、減速振動の有無を判定するための下限値とを用いることを特徴とする開閉制御装置。 The opening / closing control apparatus according to any one of claims 1 to 5,
An opening / closing control device using an upper limit value for determining presence / absence of acceleration vibration and a lower limit value for determining presence / absence of deceleration vibration as the first threshold value.
前記高周波成分抽出手段は、
前記速度検出手段で検出した回転速度の低周波数成分を出力するローパスフィルタと、
前記速度検出手段で検出した回転速度と前記ローパスフィルタの出力との差を算出する差算出手段と、
から構成されることを特徴とする開閉制御装置。 The opening / closing control apparatus according to any one of claims 1 to 6,
The high-frequency component extraction means includes
A low-pass filter that outputs a low-frequency component of the rotational speed detected by the speed detection means;
Difference calculating means for calculating a difference between the rotational speed detected by the speed detecting means and the output of the low-pass filter;
An opening / closing control device comprising:
前記高周波成分抽出手段は、前記速度検出手段で検出した回転速度の高周波成分を出力するハイパスフィルタから構成されることを特徴とする開閉制御装置。 The opening / closing control apparatus according to any one of claims 1 to 6,
The open / close control device, wherein the high-frequency component extracting means is composed of a high-pass filter that outputs a high-frequency component of the rotational speed detected by the speed detecting means.
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