JP4664134B2 - 開閉制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両などの窓を開閉制御する開閉制御装置に関するものである。

自動車に用いられる窓開閉制御装置（以下、「パワーウィンドウ装置」という。）は、スイッチの操作によりモータを正転または逆転させてドアの窓ガラスを昇降させ、窓を開閉する装置である。図１は、パワーウィンドウ装置の電気的構成を示したブロック図である。１は窓の開閉を操作するための操作スイッチ、２はモータ３を駆動するモータ駆動回路、４はモータ３の回転に同期したパルスを出力するロータリエンコーダ、５はロータリエンコーダ４から出力されるパルスを検出するパルス検出回路、６はＲＯＭやＲＡＭ等から構成されるメモリ、７は車体に加わる振動や衝撃による加速度を検出する加速度センサ、８は窓の開閉動作を制御するＣＰＵからなる制御部である。

操作スイッチ１を操作すると、制御部８に窓開閉指令が与えられ、モータ駆動回路２によりモータ３が正転または逆転する。モータ３の回転により、モータ３と連動する窓開閉機構が作動して窓の開閉が行われる。パルス検出回路５はロータリエンコーダ４から出力されるパルスを検出し、制御部８はこの検出結果に基づき窓の開閉量やモータ速度を算出して、モータ駆動回路２を介してモータ３の回転を制御する。

図２は、操作スイッチ１の一例を示した概略構成図である。操作スイッチ１は、軸Ｑを中心としてａｂ方向に回転可能な操作ノブ１１と、この操作ノブ１１と一体に設けられたロッド１２と、公知のスライドスイッチ１３とから構成される。１４はスライドスイッチ１３のアクチュエータ、２０は操作スイッチ１が組み込まれるスイッチユニットのカバーである。ロッド１２の下端は、スライドスイッチ１３のアクチュエータ１４と係合しており、操作ノブ１１がａｂ方向に回転すると、ロッド１２を介してアクチュエータ１４がｃｄ方向に移動し、その移動位置に応じてスライドスイッチ１３の接点（図示省略）が切り換えられる。

操作ノブ１１は、オート閉ＡＣ、マニュアル閉ＭＣ、中立Ｎ、マニュアル開ＭＯ、オート開ＡＯの各位置へ切換可能となっている。図２は、操作ノブ１１が中立Ｎの位置にある状態を示している。この位置から操作ノブ１１をａ方向に一定量回転させて、マニュアル閉ＭＣの位置にすると、マニュアル動作で窓が閉じるマニュアル閉動作が行われ、この位置よりさらにａ方向に操作ノブ１１を回転させてオート閉ＡＣの位置にすると、オート動作で窓が閉じるオート閉動作が行われる。また、操作ノブ１１を中立Ｎの位置からｂ方向に一定量回転させて、マニュアル開ＭＯの位置にすると、マニュアル動作で窓が開くマニュアル開動作が行われ、この位置よりさらにｂ方向に操作ノブ１１を回転させてオート開ＡＯの位置にすると、オート動作で窓が開くオート開動作が行われる。操作ノブ１１には、図示しないバネが設けられており、回転した操作ノブ１１から手を離すと、操作ノブ１１はバネの力により中立Ｎの位置に復帰する。

マニュアル動作の場合は、操作ノブ１１がマニュアル閉ＭＣまたはマニュアル開ＭＯの位置に手で保持され続ける間だけ、窓を閉じる動作または開ける動作が行われ、操作ノブ１１から手を離してノブが中立Ｎの位置に復帰すると、窓の閉動作または開動作は停止する。一方、オート動作の場合は、一旦、操作ノブ１１がオート閉ＡＣまたはオート開ＡＯの位置まで回転されると、その後は操作ノブ１１から手を離してノブが中立Ｎの位置に復帰しても、窓の閉動作または開動作が継続して行われる。

図３は、車両の各窓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。第１アーム１０４と第２アーム１０５とは、それぞれの中間部において軸を介して連結されている。３は前述のモータ、４は前述のロータリエンコーダである。ロータリエンコーダ４はモータ３の回転軸に連結されており、モータ３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エンコーダ４から出力されるパルスを計数することにより、モータ３の回転速度を検出することができる。また、ロータリエンコーダ４の出力から、モータ３の回転量（窓ガラス１０１の移動量）を算出することができる。

１０９はモータ３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３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。

以上のようなパワーウィンドウ装置において、操作ノブ１１が図２のオート閉ＡＣの位置にあってオート閉動作が行われる場合は、物体の挟み込みを検出する機能が備わっている。すなわち、図４に示したように、窓１００が閉まる途中で窓ガラス１０１の隙間に物体Ｚが挟み込まれた場合、これを検知して窓１００の閉動作を停止したり、開動作へ切り換えるようになっている。オート閉動作中は窓１００が自動的に閉じるため、誤って手や首などが挟まれた場合に、閉動作を禁止して人体に危害が加わるのを防止する必要性から、このような挟み込み検出機能が設けられる。挟み込みの検出にあたっては、パルス検出回路５の出力であるモータ３の回転速度を制御部８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、その比較結果に基づいて挟み込みの有無を判定する。窓１００に物体Ｚの挟み込みが発生すると、モータ３の負荷が増大して回転速度が低下するため、速度の変動量が大きくなり、この速度変動量が所定の閾値を超えたときに、物体Ｚが挟み込まれたと判定する。閾値はメモリ６にあらかじめ記憶されている。

ところで、モータ３の回転速度の変動は、異物の挟み込みだけではなく、ドアを閉じたときの振動や悪路を走行したときの振動などによっても発生する。そして、このような振動により回転速度が変動すると、異物が挟み込まれていないにもかかわらず、異物が挟み込まれたと誤判定して窓が開いてしまうことが起こりうる。

この対策として、下記の特許文献１では、窓ガラスに加わる加速度を検出する加速度センサを設け、この加速度センサが検出した加速度に基づいて、当該加速度の発生に伴って生ずるモータ負荷を加算した判定値（閾値）を演算し、この判定値を用いて挟み込み判定を行なうことで、加速度による負荷の影響を除去して誤判定を防止するようにしたパワーウィンドウ装置が提案されている。加速度センサで加速度を検出することにより、挟み込みの判定条件を変更して誤判定を防止する技術は、特許文献２や特許文献３にも記載されている。
特開平９−２２４３８８号公報 特開平７−２９３１１３号公報 特開２００２−１４４８６４号公報

上述したような加速度センサは、ドアを閉じたときや悪路を走行したときに発生する窓ガラスの振動に基づいて加速度を検出する。したがって、特許文献１のパワーウィンドウ装置において、加速度による負荷の影響を除去するためには、振動の周期とモータの回転周期（パルス周期）との間で同期がとれていることが必要となる。しかしながら、振動の態様は千差万別であることから、振動が発生した場合にモータの回転数がどのように変化するかはケースバイケースであり、例えば、振動が発生してからモータの回転数が変化するまでの時間なども、そのときの状況に応じて変化する。したがって、振動周期とモータ回転周期との同期をとることは極めて困難であり、加速度に基因する負荷の影響を除去することができずに、挟み込みの誤判定が生じる場合がある。また、特許文献１の方法によると、判定値を求めるにあたって複雑な演算処理が必要となる。このような問題に対する対策については、特許文献２および特許文献３にも記載がない。

そこで、本発明の課題は、振動周期とモータ回転周期との同期をとらなくても、簡単な手段によって挟み込みの誤判定を防止できる開閉制御装置を提供することにある。

本発明では、開閉体を開閉するためのモータの回転速度を検出する検出手段と、この検出手段で検出された回転速度の変化量に基づき、開閉体に異物が挟み込まれたか否かを判定する判定手段と、この判定手段の判定結果に応じてモータを制御する制御手段と、開閉体に加わる加速度を検出する加速度センサとを有する開閉制御装置において、加速度センサが検出した加速度の値がゼロ近傍にある場合に、所定のタイミングでモータの回転速度の変化量を抽出する抽出手段を設ける。そして、判定手段は、上記抽出手段で抽出された回転速度の変化量に基づいて、挟み込みの判定を行なう。

モータの回転速度は、モータの回転に同期して発生するパルスの一定時間内の数を計数することで検出してもよいし、当該パルスの周期を測定することにより検出してもよい。回転速度の変化量は、現在の回転速度と過去の回転速度との差であってもよいし、過去の回転速度に対する現在の回転速度の変動率であってもよい。挟み込みが検出された場合のモータの制御方法としては、モータを逆転させて窓を開いてもよいし、モータを停止させて窓が閉じるのを禁止してもよい。あるいは、一旦モータを停止させて窓が閉じるのを禁止した後、モータを逆転させて窓を開いてもよい。加速度値がゼロ近傍であるか否かは、閾値を設定することで判別することができる。例えば、加速度値に対して＋側と−側に閾値を設定し、両閾値の間の領域をゼロ近傍として扱うことにより、加速度値が当該領域内にあればゼロ近傍と判別し、当該領域内になければゼロ近傍ではないと判別することができる。加速度値がゼロ近傍にある場合に、モータの回転速度の変化量を抽出するタイミングは、回転速度が加速度より遅れて変動することから、加速度値がゼロ近傍になった時点より一定時間遅延させるのが好ましいが、加速度値がゼロ近傍になった時点での回転速度の変化量を抽出するようにしてもよい。

本発明では、加速度がゼロ近傍になったことに応じて回転速度の変化量を抽出し、これに基づいて挟み込みを判定するので、加速度が大きいときの回転速度の変動は無視される。このため、ドアを閉じたときや悪路を走行したときなどに発生する振動に基因してモータの速度が大きく変動しても、挟み込み判定に用いる速度変化量は小さな値となり、閾値を超えることがない。このため、振動周期とモータ回転周期との同期をとらなくても、また、判定値（閾値）を求めるために複雑な演算処理を行なわなくても、挟み込みの誤判定を防止することができる。

また、本発明では、モータの回転速度を検出する代わりに、開閉体の移動量を検出することによっても、同様の機能を得ることができる。この場合、検出手段は、モータの回転速度に代えて開閉体の移動量を検出し、抽出手段は、加速度センサが検出した加速度の値がゼロ近傍にある場合に、所定のタイミングで開閉体の移動量の変化量を抽出する。そして、判定手段は、抽出手段で抽出された移動量の変化量に基づいて、挟み込みの判定を行なう。

本発明によれば、振動周期とモータ回転周期との同期をとらなくても、簡単な手段によって振動による挟み込みの誤判定を防止することが可能となる。

次に、本発明の実施形態につき図を参照して説明する。以下では、背景技術の項で説明した図１〜図４を本発明の実施形態として引用する。図１は、本発明の実施形態であるパワーウィンドウ装置の電気的構成を示したブロック図である。制御部８は、本発明における制御手段を構成している。図２は、操作スイッチの一例を示した概略構成図である。図３は、車両の各窓に設けられる窓開閉機構の一例を示した図である。図４は、図３において窓に物体が挟み込まれた状態を示す図である。これらの各図についてはすでに説明済みなので、ここでは重複説明を省略する。

図５は、本発明の第１実施形態における挟み込み検出ブロックを示している。この挟み込み検出ブロックは、制御部８に備わるものであって、ここでは、便宜上ハードウェアの回路として図示してあるが、実際には各回路の機能はソフトウェアによって実現される。勿論、ハードウェア回路により挟み込み検出ブロックを構成してもよい。後述する第２実施形態以下の実施形態においても同様である。

図５において、８１は、モータ３の回転速度を検出する回転速度検出部であって、図１のパルス検出回路５から出力されるパルスの数や周期を計数することによって、回転速度を検出する。この回転速度検出部８１は、本発明における検出手段を構成している。８２ａは、回転速度検出部８１と変化量算出部８３との間に設けられたスイッチであって、加速度センサ７の出力に応じて、回転速度検出部８１の出力を、変化量算出部８３側とスイッチ８２ｂ側とに切り替えて出力する。スイッチ８２ｂは、スイッチ８２ａと変化量算出部８３との間に設けられていて、ゼロクロス検出部８４からのゼロクロス信号によりＯＮ／ＯＦＦする。変化量算出部８３は、回転速度検出部８１の出力に基づいて、回転速度の変化量を算出する。ゼロクロス検出部８４は、加速度センサ７の出力する加速度の値がゼロ近傍であることを検出したときに、所定のタイミングだけ遅れてゼロクロス信号を出力する。スイッチ８２ａ，８２ｂと変化量算出部８３とゼロクロス検出部８４とは、本発明における抽出手段を構成している。挟み込み判定部８５は、変化量算出部８３から出力される速度変化量と、メモリ６（図１）に記憶されている所定の閾値とを比較し、速度変化量が閾値以上か否かによって挟み込みがあったか否かを判定し、挟み込みの有無に応じた制御信号をモータ駆動回路２へ出力する。この挟み込み判定部８５は、本発明における判定手段を構成している。

スイッチ８２ａは、加速度センサ７の出力により切り替えられる。加速度センサ７が所定値以上の加速度を検出していない場合は、スイッチ８２ａの接点は図の実線位置にあり、回転速度検出部８１の出力は、スイッチ８２ａを介してそのまま変化量算出部８３へ与えられる。また、加速度センサ７が所定値以上の加速度を検出した場合は、スイッチ８２ａの接点は図の破線位置に切り替わり、回転速度検出部８１の出力は、スイッチ８２ｂに与えられる。スイッチ８２ｂは、ゼロクロス検出部８４の出力により切り替えられる。ゼロクロス検出部８４からゼロクロス信号が出力されない場合は、スイッチ８２ｂの接点は図の実線位置にあって、スイッチ８２ｂはＯＦＦ状態にある。このとき、加速度センサ７の出力によりスイッチ８２ａの接点が破線位置にあっても、スイッチ８２ｂがＯＦＦ状態のため、回転速度検出部８１の出力は変化量算出部８３へ与えられない。 一方、ゼロクロス検出部８４からゼロクロス信号が出力された場合は、スイッチ８２の接点は図の破線位置に切り替わり、スイッチ８２ｂはＯＮ状態となる。これにより、回転速度検出部８１の出力は、スイッチ８２ａ，８２ｂを介して、変化量算出部８３へ与えられる。

図６Ａは、本発明におけるゼロクロスの動作を説明するタイムチャートである。加速度センサ７の出力波形は、例えば（ｂ）のような振動波形となる。制御部８では、この加速度を、（ａ）で示す制御周期Ｔごとのタイミングで検出する。制御周期Ｔは、制御部８に備わる内部タイマのタイマ値で決まる。ゼロクロス検出部８４には、加速度センサの出力に対して、（ｂ）の破線で示したようなゼロクロス閾値Ｋ，−Ｋが設定されている。加速度値αが−Ｋ≦α≦Ｋの範囲にある場合は、加速度値αはゼロ近傍の値として取り扱われる。加速度値αがα＜−ＫまたはＫ＜αの範囲にある場合は、加速度値αはゼロ近傍の値として取り扱われない。（ｃ）はゼロクロス検出部８４から出力されるゼロクロス信号を示しており、これについては後述する。モータ３の回転速度は、（ｄ）の破線のように加速度より時間的に遅れて変動する。なお、回転速度検出部８１がロータリエンコーダ４の出力パルスの立上りまたは立下りに基づいて速度を検出する場合、回転速度が変動するとパルスの間隔や幅が不規則となるため、実際には、制御周期Ｔごとの全てのタイミングで速度が検出されるわけではないが、（ｄ）では理解を容易にするために、全てのタイミングで速度が検出されるようにしてある。

加速度値αがゼロ近傍の値であれば、図６Ａ（ｃ）に示すように、このときの時刻からＴ（制御周期）だけ遅れて、ゼロクロス検出部８４からゼロクロス信号が出力される。このゼロクロス信号によりスイッチ８２ｂがＯＮとなり、回転速度検出部８１で検出されたモータ３の回転速度が変化量算出部８３に与えられる。図６Ａ（ｄ）では、このときの回転速度検出部８１の検出速度を黒丸で示している。すなわち、この黒丸は、１つ前の時刻において加速度値がゼロ近傍であったことに基づいて抽出されるモータ３の回転速度であって、挟み込み検出に用いられる回転速度を表している。１つ前の時刻の加速度値を基準とするのは、前述のように、モータ３の回転速度が加速度より遅れて変動することによる。但し、これは１つの実施形態にすぎず、２つ前の時刻の加速度値を基準としてもよい。また、ゼロクロス信号に遅延時間を設けずに、加速度がゼロ近傍の値となった時刻でゼロクロス信号を出力し、当該時刻におけるモータ３の回転速度を抽出するようにしてもよい。変化量算出部８３は、この黒丸の回転速度を取り込んで速度変動量を算出し、挟み込み判定部８５は、この変動量に基づき前述の要領で挟み込みの判定を行う。

一方、加速度値αがゼロ近傍の値でなければ、このときの時刻から時間Ｔが経過しても、ゼロクロス検出部８４からゼロクロス信号が出力されないので、スイッチ８２ｂがＯＦＦとなり、回転速度検出部８１で検出されたモータ３の回転速度は変化量算出部８３に与えられない。図６Ａ（ｄ）では、このときの回転速度検出部８１の検出速度を白丸で示している。すなわち、この白丸は、１つ前の時刻において加速度値がゼロ近傍でなかったことに基づいて無視されるモータ３の回転速度であって、挟み込み検出に用いられない回転速度を表している。

図６Ａ（ｄ）からわかるように、ゼロ近傍にない加速度に対応するモータ３の回転速度（白丸）は、加速度の影響を受けて大きく変動するのに対し、ゼロ近傍にある加速度に対応するモータ３の回転速度（黒丸）は、加速度の影響を受けにくく変動が小さい。したがって、ゼロ近傍の加速度に対応する回転速度だけを抽出することによって、変動の大きい回転速度は無視され、変化量算出部８３は、変動の少ない速度値に基づいて回転速度の変化量を算出する。この結果、変化量算出部８３で算出される速度の変化量は小さな値となる。したがって、加速度によりモータ３の回転速度が大きく変動しても、挟み込み判定に用いられる速度変化量は小さいため、当該変化量が閾値を超えることはなく、これによって、加速度による回転速度の変動を挟み込みと誤判定するのを回避することができる。

図６Ｂは、回転速度の補間を行う場合のタイムチャートである。（ａ）〜（ｃ）については、図６Ａの場合と同じである、図６Ｂでは、（ｄ）に示すように、白丸の回転速度の区間において、灰色の丸のような補間値を用いて、挟み込み判定を行う。各区間における補間値としては、例えば直前の回転速度（黒丸）の値が用いられる。このようにすることで、白丸の回転速度がすべて無視されても、挟み込み判定に用いられる回転速度が不連続とならないため、挟み込みの判定精度を向上させることができる。

図７は、パワーウィンドウ装置の基本的な動作を示したフローチャートである。このフローチャートは、各実施形態に共通している。ステップＳ１で、操作スイッチ１がマニュアル閉ＭＣの位置にあれば、マニュアル閉動作の処理が行われ（ステップＳ２）、ステップＳ３で、操作スイッチ１がオート閉ＡＣの位置にあれば、オート閉動作の処理が行われ（ステップＳ４）、ステップＳ５で、操作スイッチ１がマニュアル開ＭＯの位置にあれば、マニュアル開動作の処理が行われ（ステップＳ６）、ステップＳ７で、操作スイッチ１がオート開ＡＯの位置にあれば、オート開動作の処理が行われる（ステップＳ８）。また、ステップＳ７で、操作スイッチ１がオート開ＡＯの位置になければ、操作スイッチ１は中立Ｎの位置にあって、何も処理を行わない。ステップＳ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８の詳細については、以下に順を追って説明する。

図８および図９は、第１実施形態の動作を示したフローチャートである。図８は、図７のステップＳ２におけるマニュアル閉動作の詳細手順を表しており、図９は、図７のステップＳ４におけるオート閉動作の詳細手順を表している。

まず、図８のマニュアル閉動作の手順について説明する。この手順は、制御部８を構成するＣＰＵにより実行される。最初に、マニュアル閉動作により窓１００が完全に閉じたか否かをロータリエンコーダ４の出力に基づいて判定する（ステップＳ１１）。窓１００が完全に閉じれば（ステップＳ１１：ＹＥＳ）処理を終了し、完全に閉じてなければ（ステップＳ１１：ＮＯ）、モータ駆動回路２から正転信号を出力してモータ３を正転させ、窓１００を閉じる（ステップＳ１２）。続いて、窓１００が完全に閉じたか否かを判定し（ステップＳ１３）、完全に閉じれば（ステップＳ１３：ＹＥＳ）処理を終了し、完全に閉じてなければ（ステップＳ１３：ＮＯ）、加速度センサ７が所定値以上の加速度を検出したか否かを判定する（ステップＳ１４）。

ステップＳ１４において、加速度センサ７が所定値以上の加速度を検出していない場合は（ステップＳ１４：ＮＯ）、ステップＳ１６へ移行し、挟み込みを検出したか否かを判定する。このとき、スイッチ８２ａは実線位置にあるので、挟み込み判定部８５は、回転速度検出部８１で検出された速度値から変化量算出部８３が算出した回転速度の変化量と、所定の閾値とを比較することにより、挟み込みの判定を行なう。

ステップＳ１４において、加速度センサ７が所定値以上の加速度を検出した場合は（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、図６Ａで説明した原理に従い、加速度のゼロ近傍でモータ３の回転速度を抽出する（ステップＳ１５）。このとき、スイッチ８２ａは破線位置にあり、また、スイッチ８２ｂは加速度値がゼロ近傍になったことに基づいてＯＮするので、回転速度検出部８１で検出された回転速度のうち、図６Ａ（ｄ）の黒丸で示した回転速度だけが、変化量算出部８３へ与えられる。その後、ステップＳ１６へ移行して、挟み込みを検出したか否かを判定するが、前述のように黒丸の回転速度は変動が少ないため、変化量算出部８３で算出される回転速度の変化量の値は小さく、閾値を超えないので、挟み込みがあったと誤判定することはない。

ステップＳ１６において、図４で示したような物体Ｚの挟み込みがあった場合は（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、モータ駆動回路２から逆転信号を出力してモータ３を逆転させ、窓１００を開く（ステップＳ１７）。これによって、挟み込みが解除される。そして、窓１００が完全に開いたか否かを判定し（ステップＳ１８）、完全に開けば（ステップＳ１８：ＹＥＳ）処理を終了し、完全に開いてなければ（ステップＳ１８：ＮＯ）、ステップＳ１７へ戻ってモータ３の逆転を継続する。

ステップＳ１６で挟み込みが検出されなかった場合は（ステップＳ１６：ＮＯ）、操作スイッチ１がマニュアル閉ＭＣの位置にあるか否かを判定する（ステップＳ１９）。操作スイッチ１がマニュアル閉ＭＣの位置にあれば（ステップＳ１９：ＹＥＳ）、ステップＳ１２へ戻ってモータ３の正転を継続し、マニュアル閉ＭＣの位置になければ（ステップＳ１９：ＮＯ）、オート閉ＡＣの位置にあるか否かを判定する（ステップＳ２０）。操作スイッチ１がオート閉ＡＣの位置にあれば（ステップＳ２０：ＹＥＳ）、後述（図９）のオート閉処理に移り（ステップＳ２１）、オート閉ＡＣの位置になければ（ステップＳ２０：ＮＯ）、マニュアル開ＭＯの位置にあるか否かを判定する（ステップＳ２２）。操作スイッチ１がマニュアル開ＭＯの位置にあれば（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、後述（図１０）のマニュアル開処理に移り（ステップＳ２３）、マニュアル開ＭＯの位置になければ（ステップＳ２２：ＮＯ）、オート開ＡＯの位置にあるか否かを判定する（ステップＳ２４）。操作スイッチ１がオート開ＡＯの位置にあれば（ステップＳ２４：ＹＥＳ）、後述（図１１）のオート開処理に移り（ステップＳ２５）、操作スイッチ１がオート開ＡＯの位置になければ（ステップＳ２４：ＮＯ）、何も処理せずに終了する。

次に、図９のオート閉動作の手順について説明する。この手順は、制御部８を構成するＣＰＵにより実行される。最初に、オート閉動作により窓１００が完全に閉じたか否かをロータリエンコーダ４の出力に基づいて判定する（ステップＳ３１）。窓１００が完全に閉じれば（ステップＳ３１：ＹＥＳ）処理を終了し、完全に閉じてなければ（ステップＳ３１：ＮＯ）、モータ駆動回路２へ正転信号を出力してモータ３を正転させ、窓１００を閉じる（ステップＳ３２）。続いて、窓１００が完全に閉じたか否かを判定し（ステップＳ３３）、完全に閉じれば（ステップＳ３３：ＹＥＳ）処理を終了し、完全に閉じてなければ（ステップＳ３３：ＮＯ）、加速度センサ７が所定値以上の加速度を検出したか否かを判定する（ステップＳ３４）。

ステップＳ３４において、加速度センサ７が所定値以上の加速度を検出していない場合は（ステップＳ３４：ＮＯ）、ステップＳ３６へ移行し、挟み込みを検出したか否かを判定する。このとき、スイッチ８２ａは実線位置にあるので、挟み込み判定部８５は、回転速度検出部８１で検出された速度値から変化量算出部８３が算出した回転速度の変化量と、所定の閾値とを比較することにより、挟み込みの判定を行なう。

ステップＳ３４において、加速度センサ７が所定値以上の加速度を検出した場合は（ステップＳ３４：ＹＥＳ）、図６Ａで説明した原理に従い、加速度のゼロ近傍でモータ３の回転速度を抽出する（ステップＳ３５）。このとき、スイッチ８２ａは破線位置にあり、また、スイッチ８２ｂは加速度値がゼロ近傍になったことに基づいてＯＮするので、回転速度検出部８１で検出された回転速度のうち、図６Ａ（ｄ）の黒丸で示した回転速度だけが、変化量算出部８３へ与えられる。その後、ステップＳ３６へ移行して、挟み込みを検出したか否かを判定するが、前述のように黒丸の回転速度は変動が少ないため、変化量算出部８３で算出される回転速度の変化量の値は小さく、閾値を超えないので、挟み込みがあったと誤判定することはない。

ステップＳ３６において、図４で示したような物体Ｚの挟み込みがあった場合は（ステップＳ３６：ＹＥＳ）、モータ駆動回路２から逆転信号を出力してモータ３を逆転させ、窓１００を開く（ステップＳ３７）。これによって、挟み込みが解除される。そして、窓１００が完全に開いたか否かを判定し（ステップＳ３８）、完全に開けば（ステップＳ３８：ＹＥＳ）処理を終了し、完全に開いてなければ（ステップＳ３８：ＮＯ）、ステップＳ３７へ戻ってモータ３の逆転を継続する。

ステップＳ３６で挟み込みが検出されなかった場合は（ステップＳ３６：ＮＯ）、操作スイッチ１がマニュアル開ＭＯの位置にあるか否かを判定する（ステップＳ３９）。操作スイッチ１がマニュアル開ＭＯの位置にあれば（ステップＳ３９：ＹＥＳ）、後述（図１０）のマニュアル開処理に移り（ステップＳ４０）、マニュアル開ＭＯの位置になければ（ステップＳ３９：ＮＯ）、オート開ＡＯの位置にあるか否かを判定する（ステップＳ４１）。操作スイッチ１がオート開ＡＯの位置にあれば（ステップＳ４１：ＹＥＳ）、後述（図１１）のオート開処理に移り（ステップＳ４２）、操作スイッチ１がオート開ＡＯの位置になければ（ステップＳ４１：ＮＯ）、ステップＳ３２へ戻ってモータ３の正転を継続する。

このようにして、上記実施形態においては、ゼロ近傍の加速度に対応する変動の少ない回転速度だけを抽出し、この回転速度の変化量に基づいて挟み込みを判定するので、ドアを閉じたときや悪路を走行したときなどに発生する振動に基因してモータの回転速度が大きく変動しても、挟み込み判定に用いる回転速度の変化量は小さな値となり、閾値を超えることがない。このため、振動周期とモータ回転周期との同期をとらなくても、また、判定値（閾値）を求めるために複雑な演算処理を行なわなくても、挟み込みの誤判定を防止することができる。また、加速度がない場合は、ゼロクロス動作が行われないので、異物の挟み込みがあった際には回転速度の変化量が閾値を超え、これによって、本来の挟み込みを正確に検出することができる。

図１０は、マニュアル開処理（図７のステップＳ６）の詳細手順を表したフローチャート、図１１は、オート開処理（図７のステップＳ８）の詳細手順を表したフローチャートである。各手順は、制御部８を構成するＣＰＵにより実行され、各実施形態に共通のものである。これらは、いずれも本発明の特徴とするところではないが、以下に一通り説明しておく。

図１０のマニュアル開処理においては、最初に、マニュアル開動作により窓１００が完全に開いたか否かをロータリエンコーダ４の出力に基づいて判定する（ステップＳ５１）。窓１００が完全に開けば（ステップＳ５１：ＹＥＳ）処理を終了し、完全に開いてなければ（ステップＳ５１：ＮＯ）、モータ駆動回路２から逆転信号を出力してモータ３を逆転させ、窓１００を開ける（ステップＳ５２）。続いて、窓１００が完全に開いたか否かを判定し（ステップＳ５３）、完全に開けば（ステップＳ５３：ＹＥＳ）処理を終了し、完全に開いてなければ（ステップＳ５３：ＮＯ）、操作スイッチ１がマニュアル開ＭＯの位置にあるか否かを判定する（ステップＳ５４）。操作スイッチ１がマニュアル開ＭＯの位置にあれば（ステップＳ５４：ＹＥＳ）、ステップＳ５２へ戻ってモータ３の逆転を継続し、マニュアル開ＭＯの位置になければ（ステップＳ５４：ＮＯ）、オート開ＡＯの位置にあるか否かを判定する（ステップＳ５５）。操作スイッチ１がオート開ＡＯの位置にあれば（ステップＳ５５：ＹＥＳ）、後述（図１１）のオート開処理に移り（ステップＳ５６）、オート開ＡＯの位置になければ（ステップＳ５５：ＮＯ）、マニュアル閉ＭＣの位置にあるか否かを判定する（ステップＳ５７）。操作スイッチ１がマニュアル閉ＭＣの位置にあれば（ステップＳ５７：ＹＥＳ）、前述（図８）のマニュアル閉処理に移り（ステップＳ５８）、マニュアル閉ＭＣの位置になければ（ステップＳ５７：ＮＯ）、オート閉ＡＣの位置にあるか否かを判定する（ステップＳ５９）。操作スイッチ１がオート閉ＡＣの位置にあれば（ステップＳ５９：ＹＥＳ）、前述（図９）のオート閉処理に移り（ステップＳ６０）、操作スイッチ１がオート閉ＡＣの位置になければ（ステップＳ５９：ＮＯ）、何も処理せずに終了する。

次に、図１１のオート開処理においては、最初に、オート開動作により窓１００が完全に開いたか否かをロータリエンコーダ４の出力に基づいて判定する（ステップＳ７１）。窓１００が完全に開けば（ステップＳ７１：ＹＥＳ）処理を終了し、完全に開いてなければ（ステップＳ７１：ＮＯ）、モータ駆動回路２から逆転信号を出力してモータ３を逆転させ、窓１００を開ける（ステップＳ７２）。続いて、窓１００が完全に開いたか否かを判定し（ステップＳ７３）、完全に開けば（ステップＳ７３：ＹＥＳ）処理を終了し、完全に開いてなければ（ステップＳ７３：ＮＯ）、操作スイッチ１がマニュアル閉ＭＣの位置にあるか否かを判定する（ステップＳ７４）。操作スイッチ１がマニュアル閉ＭＣの位置にあれば（ステップＳ７４：ＹＥＳ）、前述（図８）のマニュアル閉処理に移り（ステップＳ７５）、マニュアル閉ＭＣの位置になければ（ステップＳ７４：ＮＯ）、オート閉ＡＣの位置にあるか否かを判定する（ステップＳ７６）。操作スイッチ１がオート閉ＡＣの位置にあれば（ステップＳ７６：ＹＥＳ）、前述（図９）のオート閉処理に移り（ステップＳ７７）、操作スイッチ１がオート閉ＡＣの位置になければ（ステップＳ７６：ＮＯ）、ステップＳ７２へ戻って、モータ３の逆転を継続する。

図１２は、本発明の第２実施形態における挟み込み検出ブロックを示している。図１２において、図５と同一部分には同一符号を付してある。図５においては、回転速度検出部８１と変化量算出部８３との間にスイッチ８２ａ，８２ｂを設けたが、図１２においては、変化量算出部８３と挟み込み判定部８５との間にスイッチ８２ａ，８２ｂを設けている。

加速度センサ７が所定値以上の加速度を検出していない場合は、スイッチ８２ａの接点は図の実線位置にあり、変化量算出部８３の出力は、そのまま挟み込み判定部８５へ与えられる。挟み込み判定部８５は、変化量算出部８３で算出された変化量と閾値とを比較して、挟み込みを判定する。また、加速度センサ７が所定値以上の加速度を検出した場合は、スイッチ８２ａの接点は図の破線位置に切り替わり、変化量算出部８３の出力は、スイッチ８２ｂに与えられる。ゼロクロス検出部８４からゼロクロス信号が出力されない場合は、スイッチ８２ｂの接点は図の実線位置にあって、スイッチ８２ｂはＯＦＦ状態にある。このとき、加速度センサ７の出力によりスイッチ８２ａの接点が破線位置にあっても、スイッチ８２ｂがＯＦＦ状態のため、変化量算出部８３の出力は挟み込み判定部８５へ与えられない。一方、ゼロクロス検出部８４からゼロクロス信号が出力された場合は、スイッチ８２の接点は図の破線位置に切り替わり、スイッチ８２ｂはＯＮ状態となる。これにより、変化量算出部８３の出力は、スイッチ８２ａ，８２ｂを介して、挟み込み判定部８５へ与えられる。

加速度が加わった場合は、スイッチ８２ａが破線位置に切り替わるとともに、加速度がゼロ近傍となった時刻から一定時間遅れて、ゼロクロス検出部８４からゼロクロス信号が出力され、スイッチ８２ｂがＯＮ状態となる。このタイミングで、変化量算出部８３から、スイッチ８２ａ，８２ｂを介して、挟み込み判定部８５へ回転速度の変化量が与えられる。この変化量は、ゼロ近傍の変動の少ない回転速度に基づいて算出されたものであるから、その値は小さい。したがって、挟み込み判定部８５における閾値を適切に設定することにより、加速度がかなり大きいものであっても、回転速度の変化量が閾値を超えることがなく、これによって、加速度による回転速度の変動を挟み込みと誤判定するのを回避することができる。また、加速度がない場合は、スイッチ８２ａが実線位置にあり、変化量算出部８３の出力がそのまま挟み込み判定部８５に与えられるので、異物の挟み込みがあった際には回転速度の変化量が閾値を超え、これによって、本来の挟み込みを正確に検出することができる。

図１３および図１４は、第２実施形態の動作を示したフローチャートである。図１３は、図７のステップＳ２におけるマニュアル閉動作の詳細手順を表しており、図１４は、図７のステップＳ４におけるオート閉動作の詳細手順を表している。

図１３のフローチャートは、図８のステップＳ１５において加速度のゼロ近傍で回転速度を抽出することに代えて、回転速度の変化量を抽出するようにしている点（ステップＳ１５ａ）が図８と異なるだけであり、その他の点については図８と全く同じであるので、図８と同一の処理を行なうステップには同一符号を付して、各ステップに関する説明は省略する。

また、図１４のフローチャートも、図９のステップＳ３５において加速度のゼロ近傍で回転速度を抽出することに代えて、回転速度の変化量を抽出するようにしている点（ステップＳ３５ａ）が図９と異なるだけであり、その他の点については図９と全く同じであるので、図９と同一の処理を行なうステップには同一符号を付して、各ステップに関する説明は省略する。

図１５は、本発明の第３実施形態における挟み込み検出ブロックを示している。図１５において、図５と同一部分には同一符号を付してある。図５においては、回転速度検出部８１の出力を、スイッチ８２ａ，８２ｂを介して変化量算出部８３へ与えるようにしたが、図１５においては、回転速度検出部８１に代えて移動量検出部８１ａを設け、この移動量検出部８１ａの出力を、スイッチ８２ａ，８２ｂを介して変化量算出部８３へ与えるようにしている。移動量検出部８１ａは、パルス検出回路５からのパルスに基づいて、窓ガラス１０１の移動量（移動した距離）を検出する。異物の挟み込みがあってモータ３にかかる負荷が増大すると、モータ３により駆動される窓ガラス１０１の移動量が減少し、移動量の変化が大きくなるので、回転速度の変化量を検出する場合と同様の原理により、窓ガラス移動量の変化から挟み込みを検出することができる。また、窓ガラス１０１の移動量は、加速度が加わることによっても変動する。

加速度センサ７が所定値以上の加速度を検出していない場合は、スイッチ８２ａの接点は実線位置にあり、移動量検出部８１ａの出力は、そのまま変化量算出部８３へ与えられる。挟み込み判定部８５は、変化量算出部８３で算出された変化量と閾値とを比較して、挟み込みを判定する。また、加速度センサ７が所定値以上の加速度を検出した場合は、スイッチ８２ａの接点は破線位置に切り替わり、移動量検出部８１ａの出力は、スイッチ８２ｂに与えられる。ゼロクロス検出部８４からゼロクロス信号が出力されない場合は、スイッチ８２ｂの接点は実線位置にあって、スイッチ８２ｂはＯＦＦ状態にある。このとき、加速度センサ７の出力によりスイッチ８２ａの接点が破線位置にあっても、スイッチ８２ｂがＯＦＦ状態のため、移動量検出部８１ａの出力は変化量算出部８３へ与えられない。一方、ゼロクロス検出部８４からゼロクロス信号が出力された場合は、スイッチ８２ｂの接点は破線位置に切り替わり、スイッチ８２ｂはＯＮ状態となる。これにより、移動量検出部８１ａの出力は、スイッチ８２ａ，８２ｂを介して、変化量算出部８３へ与えられる。

加速度が加わった場合は、スイッチ８２ａが破線位置に切り替わるとともに、加速度がゼロ近傍となった時刻から一定時間遅れて、ゼロクロス検出部８４からゼロクロス信号が出力され、スイッチ８２ｂがＯＮ状態となる。このタイミングで、移動量検出部８１ａから、スイッチ８２ａ，８２ｂを介して、変化量算出部８３へ窓ガラス１０１の移動量が与えられる。このときの窓ガラス移動量は、モータ３の回転速度と同様に、ゼロ近傍の加速度に対応した変動の少ないものであるから、変化量算出部８３で算出される窓ガラス移動量の変化量の値は小さい。したがって、挟み込み判定部８５における閾値を適切に設定することにより、加速度がかなり大きいものであっても、窓ガラス移動量の変化量が閾値を超えることがなく、これによって、加速度による窓ガラス移動量の変動を挟み込みと誤判定するのを回避することができる。また、加速度がない場合は、スイッチ８２ａが実線位置にあり、移動量検出部８１ａの出力がそのまま変化量算出部８３に与えられるので、異物の挟み込みがあった際には窓ガラス移動量の変化量が閾値を超え、これによって、本来の挟み込みを正確に検出することができる。

図１６および図１７は、第３実施形態の動作を示したフローチャートである。図１６は、図７のステップＳ２におけるマニュアル閉動作の詳細手順を表しており、図１７は、図７のステップＳ４におけるオート閉動作の詳細手順を表している。

図１６のフローチャートは、図８のステップＳ１５において加速度のゼロ近傍で回転速度を抽出することに代えて、窓ガラス移動量を抽出するようにしている点（ステップＳ１５ｂ）が図８と異なるだけであり、その他の点については図８と全く同じであるので、図８と同一の処理を行なうステップには同一符号を付して、各ステップに関する説明は省略する。

また、図１７のフローチャートも、図９のステップＳ３５において加速度のゼロ近傍で回転速度を抽出することに代えて、窓ガラス移動量を抽出するようにしている点（ステップＳ３５ｂ）が図９と異なるだけであり、その他の点については図９と全く同じであるので、図９と同一の処理を行なうステップには同一符号を付して、各ステップに関する説明は省略する。

図１８は、本発明の第４実施形態における挟み込み検出ブロックを示している。図１８において、図１５と同一部分には同一符号を付してある。図１５においては、移動量検出部８１ａと変化量算出部８３との間にスイッチ８２ａ，８２ｂを設けたが、図１８においては、変化量算出部８３と挟み込み判定部８５との間にスイッチ８２ａ，８２ｂを設けている。

加速度センサ７が所定値以上の加速度を検出していない場合は、スイッチ８２ａの接点は図の実線位置にあり、変化量算出部８３の出力は、そのまま挟み込み判定部８５へ与えられる。挟み込み判定部８５は、変化量算出部８３で算出された変化量と閾値とを比較して、挟み込みを判定する。また、加速度センサ７が所定値以上の加速度を検出した場合は、スイッチ８２ａの接点は図の破線位置に切り替わり、変化量算出部８３の出力は、スイッチ８２ｂに与えられる。ゼロクロス検出部８４からゼロクロス信号が出力されない場合は、スイッチ８２ｂの接点は図の実線位置にあって、スイッチ８２ｂはＯＦＦ状態にある。このとき、加速度センサ７の出力によりスイッチ８２ａの接点が破線位置にあっても、スイッチ８２ｂがＯＦＦ状態のため、変化量算出部８３の出力は挟み込み判定部８５へ与えられない。一方、ゼロクロス検出部８４からゼロクロス信号が出力された場合は、スイッチ８２ｂの接点は図の破線位置に切り替わり、スイッチ８２ｂはＯＮ状態となる。これにより、変化量算出部８３の出力は、スイッチ８２ａ，８２ｂを介して、挟み込み判定部８５へ与えられる。

加速度が加わった場合は、スイッチ８２ａが破線位置に切り替わるとともに、加速度がゼロ近傍となった時刻から一定時間遅れて、ゼロクロス検出部８４からゼロクロス信号が出力され、スイッチ８２ｂがＯＮ状態となる。このタイミングで、変化量算出部８３から、スイッチ８２ａ，８２ｂを介して、挟み込み判定部８５へ窓ガラス移動量の変化量が与えられる。この変化量は、ゼロ近傍の変動の少ない窓ガラス移動量に基づいて算出されたものであるから、その値は小さい。したがって、挟み込み判定部８５における閾値を適切に設定することにより、加速度がかなり大きいものであっても、窓ガラス移動量の変化量が閾値を超えることがなく、これによって、加速度による窓ガラス移動量の変動を挟み込みと誤判定するのを回避することができる。また、加速度がない場合は、スイッチ８２ａが実線位置にあり、変化量算出部８３の出力がそのまま挟み込み判定部８５に与えられるので、異物の挟み込みがあった際には窓ガラス移動量の変化量が閾値を超え、これによって、本来の挟み込みを正確に検出することができる。

図１９および図２０は、第４実施形態の動作を示したフローチャートである。図１９は、図７のステップＳ２におけるマニュアル閉動作の詳細手順を表しており、図２０は、図７のステップＳ４におけるオート閉動作の詳細手順を表している。

図１９のフローチャートは、図１６のステップＳ１５ｂにおいて加速度のゼロ近傍で窓ガラス移動量を抽出することに代えて、窓ガラス移動量の変化量を抽出するようにしている点（ステップＳ１５ｃ）が図１６と異なるだけであり、その他の点については図１６と全く同じであるので、図１６と同一の処理を行なうステップには同一符号を付して、各ステップに関する説明は省略する。

また、図２０のフローチャートも、図１７のステップＳ３５ｂにおいて加速度のゼロ近傍で窓ガラス移動量を抽出することに代えて、窓ガラス移動量の変化量を抽出するようにしている点（ステップＳ３５ｃ）が図１７と異なるだけであり、その他の点については図１７と全く同じであるので、図１７と同一の処理を行なうステップには同一符号を付して、各ステップに関する説明は省略する。

以上述べた実施形態では、本発明を車両のドアの窓を開閉制御する装置に適用した場合を例に挙げたが、本発明はこれ以外にも、車両の天井のサンルーフ、車両の後部扉、建物の窓、建物の扉・戸など各種の開閉体を開閉制御する装置に適用することができる。

本発明の実施形態であるパワーウィンドウ装置の電気的構成を示したブロック図である。 操作スイッチの一例を示した概略構成図である。 窓開閉機構の一例を示した図である。 窓に物体が挟み込まれた状態を示す図である。 本発明の第１実施形態における挟み込み検出ブロックを示す図である。 本発明におけるゼロクロスの動作を説明するタイムチャートである。 回転速度の補間を行う場合のタイムチャートである。 パワーウィンドウ装置の基本的な動作を示したフローチャートである。 第１実施形態におけるマニュアル閉処理の詳細手順を表したフローチャートである。 第１実施形態におけるオート閉処理の詳細手順を表したフローチャートである。 マニュアル開処理の詳細手順を表したフローチャートである。 オート開処理の詳細手順を表したフローチャートである。 本発明の第２実施形態における挟み込み検出ブロックを示す図である。 第２実施形態におけるマニュアル閉処理の詳細手順を表したフローチャートである。 第２実施形態におけるオート閉処理の詳細手順を表したフローチャートである。 本発明の第３実施形態における挟み込み検出ブロックを示す図である。 第３実施形態におけるマニュアル閉処理の詳細手順を表したフローチャートである。 第３実施形態におけるオート閉処理の詳細手順を表したフローチャートである。 本発明の第４実施形態における挟み込み検出ブロックを示す図である。 第４実施形態におけるマニュアル閉処理の詳細手順を表したフローチャートである。 第４実施形態におけるオート閉処理の詳細手順を表したフローチャートである。

符号の説明

１ 操作スイッチ
２ モータ駆動回路
３ モータ
４ ロータリエンコーダ
５ パルス検出回路
６ メモリ
７ 加速度センサ
８ 制御部
８１ 回転速度検出部
８１ａ 移動量検出部
８２ａ，８２ｂ スイッチ
８３ 変化量算出部
８４ ゼロクロス検出部
８５ 挟み込み判定部
１００ 窓
１０１ 窓ガラス
１０２ 窓開閉機構
Ｚ 物体

Claims (2)

1. 開閉体を開閉するためのモータの回転速度を検出する検出手段と、
   前記検出手段で検出された回転速度の変化量に基づき、前記開閉体に異物が挟み込まれたか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段の判定結果に応じて前記モータを制御する制御手段と、
   前記開閉体に加わる加速度を検出する加速度センサと、
   を有する開閉制御装置において、
   前記加速度センサが検出した加速度の値がゼロ近傍にある場合に、所定のタイミングで前記モータの回転速度の変化量を抽出する抽出手段を備え、
   前記判定手段は、前記抽出手段で抽出された回転速度の変化量に基づいて、挟み込みの判定を行なうことを特徴とする開閉制御装置。
2. 請求項１に記載の開閉制御装置において、
   前記検出手段は、モータの回転速度に代えて、開閉体の移動量を検出し、
   前記抽出手段は、前記加速度センサが検出した加速度の値がゼロ近傍にある場合に、所定のタイミングで前記開閉体の移動量の変化量を抽出し、
   前記判定手段は、前記抽出手段で抽出された移動量の変化量に基づいて、挟み込みの判定を行なうことを特徴とする開閉制御装置。
   

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