例えば、自動車の窓を開閉制御するパワーウインドウ装置においては、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。このようなパワーウインドウ装置には、手動で窓を開閉するマニュアルモードと、自動で窓を開閉するオートモードとを備えたものがある。後掲の特許文献1には、マニュアル閉、オート閉、マニュアル開、オート開、中立(停止)の5つの操作状態に切換可能なパワーウインドウ装置用の操作スイッチが記載されている。
一般に、マニュアルモードの場合は、スイッチの操作ノブがマニュアル閉またはマニュアル開の位置に手で保持され続ける間だけ、窓の閉動作または開動作が行われ、操作ノブから手を離してノブが中立位置に復帰すると、窓の閉動作または開動作は停止する。これに対して、オートモードの場合は、一旦、操作ノブがオート閉またはオート開の位置まで操作されると、その後は操作ノブから手を離してノブが中立位置に復帰しても、窓の閉動作または開動作が継続して行われる。
パワーウインドウ装置においては、窓が閉じている途中で窓ガラスの隙間に物体や人体が挟み込まれた場合、これを検出して窓の閉動作を開動作に切り換えることで、物体や人体の損傷を防止し、安全を確保するようにしている。特に、オート閉動作で窓を閉じる場合は、挟み込み検出機能がないと、挟み込みが発生した後も窓が閉じ続けるため、危険を回避する点から挟み込み検出機能は不可欠である。
挟み込みが発生すると、窓ガラス昇降用のモータの負荷が増大して回転速度が低下するので、モータの回転速度の変化量が増大する。そこで、モータの回転速度の変化量を所定の閾値と比較し、変化量が閾値を超えなければ挟み込みが発生していないと判定し、変化量が閾値を超えれば挟み込みが発生したと判定することで、挟み込みの有無を検出することができる。また、モータの回転速度の変化量に代えて、モータに流れる電流の変化量を用いることによっても、挟み込みの有無を検出することが可能である。
特許文献2には、挟み込み検出の機能を備えたパワーウインドウ装置が記載されている。本文献では、窓の閉動作時に、モータの印加電圧を変化させることにより、モータ速度を目標値に維持する速度制御を原則的に実行し、モータ負荷またはその微分値が第1閾値よりも大きい第2閾値を超えると、挟み込みが発生したと判定して、窓を開動作に切り換えることで、挟み込み荷重の低い挟み込み防止機能を実現できるようにしている。
ところで、スイッチの閉操作によりモータを正転させて窓を閉じている途中で、挟み込みが検出されると、モータを自動的に逆転させて窓を開く制御が行われるが、モータの回転方向が急に反転すると、そのときに発生する大きな電流がモータ駆動回路に流れ、駆動回路におけるスイッチング素子(リレーなど)の寿命が短くなる原因となる。また、窓を閉じている途中で、開操作を行ってモータを逆転させ、窓を開こうとした場合も、モータの回転方向が急に反転することから、上記と同様の問題が生じる。
そこで、特許文献3に記載されているように、モータの回転方向を反転する場合には、モータの両極を所定時間同電位に保持することにより、電磁誘導による制動力を発生させてモータを一旦停止させ、その後にモータを反転駆動するようにすれば、モータ反転時に大電流が発生することはなく、素子の寿命が短くなるのを抑制することができる。
図24は、パワーウインドウ装置におけるモータ駆動ブロックを示す図である。1aはCPU、2はモータ制御回路、3は窓開閉用の直流モータである。CPU1aは、正転信号を出力するポートAと、逆転信号を出力するポートBとを有している。モータ制御回路2において、RY1は正転制御用のリレー、L1はリレーRY1のコイル、X1はリレーRY1の接点、Q1は正転制御用のトランジスタ、RY2は逆転制御用のリレー、L2はリレーRY2のコイル、X2はリレーRY2の接点、Q2は逆転制御用のトランジスタである。リレーRY1,RY2におけるNOは常開(Normal Open)接点、NCは常閉(Normal Close)接点である。A’はモータ3の一方の端子、B’はモータ3の他方の端子である。
図24の状態では、CPU1aのポートA,Bから信号は出力されておらず、トランジスタQ1,Q2はいずれもOFFしている。したがって、リレーRY1,RY2のコイルL1,L2に通電がされず、接点X1,X2は常閉(NC)側にあって、モータ3の両端子A’,B’が接地されて零電位となっているので、モータ3は停止している。
図25は、CPU1aのポートAから正転信号が出力された場合を示している。正転信号によりトランジスタQ1がONとなり、リレーRY1のコイルL1に電源+Vから通電がされるので、リレーRY1が動作して接点X1が常閉(NC)側から常開(NO)側に切り換わる。一方、トランジスタQ2はOFFのままであり、リレーRY2は動作しないので、接点X2は常閉(NC)側にある。この結果、電源+Vから接点X1、モータ3、接点X2を介して、矢印で示すように電流が流れ、モータ3が正転する。このとき、モータ3の一方の端子A’の電位は+Vであり、他方の端子B’の電位は零である。
図26は、CPU1aのポートBから逆転信号が出力された場合を示している。逆転信号によりトランジスタQ2がONとなり、リレーRY2のコイルL2に電源+Vから通電がされるので、リレーRY2が動作して接点X2が常閉(NC)側から常開(NO)側に切り換わる。一方、トランジスタQ1はOFFのままであり、リレーRY1は動作しないので、接点X1は常閉(NC)側にある。この結果、電源+Vから接点X2、モータ3、接点X1を介して、矢印で示すように電流が流れ、モータ3が逆転する。このとき、モータ3の一方の端子A’の電位は零であり、他方の端子B’の電位は+Vである。
図27は、CPU1aのポートA,Bから正転信号と逆転信号が同時に出力された場合を示している。この場合は、トランジスタQ1,Q2が共にONとなり、リレーRY1,RY2が動作して接点X1,X2が常閉(NC)側から常開(NO)側に切り換わる。この結果、モータ3の一方の端子A’と他方の端子B’の電位は、共に+Vで同電位となる。このため、モータ3には電流が供給されなくなり、回転していたモータ3は、回生制動がかかって停止する。
図28および図29は、挟み込みがあった場合のモータ制御のタイミングチャートを示している。図28は正転信号を停止した後に逆転信号を出力する場合、図29は正転信号を停止する前に逆転信号を出力する場合のタイミングチャートである。図中、AはCPU1aのポートAから出力される正転信号、BはポートBから出力される逆転信号、A’はモータ3の一方の端子A’の電位、B’はモータ3の他方の端子B’の電位をそれぞれ表している。t1,t2,t3,…は、時刻を表している。
図28において、t1でポートAから正転信号が出力されると、時間αだけ遅れてt2でリレーRY1がONし、モータ3が正転を開始する(図25)。その後、t3で挟み込みが検出されると、ポートAからの正転信号の出力が停止し、時間βだけ遅れてt4でリレーRY1がOFFする。このt4の時点から、リレーRY1,RY2は共にOFFとなり、モータ3の両端子A’,B’は接点X1,X2を介して接地される(図24)。この結果、両端子A’,B’が同電位となるため、正転しているモータ3に回生制動がかかって、モータ3は停止に至る。そして、t5でポートBから逆転信号が出力されると、時間αだけ遅れてt6でリレーRY2がONし、モータ3が逆転を開始する(図26)。そして、t7でポートBからの逆転信号の出力が停止すると、時間βだけ遅れてt8でリレーRY2がOFFし、この時点から一定時間後にモータ3は停止する。
一方、図29の場合は、モータ3が正転を開始した後、挟み込みが検出されたt3の時点で、ポートBから逆転信号が出力される。すなわち、ポートA,Bから正転信号と逆転信号が同時に出力される状態となる。そして、この時点から時間αだけ遅れてt4’でリレーRY2がONする。これにより、リレーRY1,RY2は共にONとなり、モータ3の両端子A’,B’は接点X1,X2を介して電源+Vに接続される(図27)。この結果、両端子A’,B’が同電位となるため、正転しているモータ3に回生制動がかかって、モータ3は停止に至る。そして、t5’でポートAからの正転信号を停止して、ポートBから逆転信号のみが出力される状態にすると、この時点から時間βだけ遅れてt6’でリレーRY1がOFFする。これにより、モータ3が逆転を開始する(図26)。そして、t7でポートBからの逆転信号の出力が停止すると、時間βだけ遅れてt8でリレーRY2がOFFし、この時点から一定時間後にモータ3は停止する。
ところで、リレーの動作特性として、OFFからONとなる場合の動作時間(コイルに通電されてから可動接点が常開接点と接触するまでの時間)αと、ONからOFFとなる場合の動作時間(コイルの通電が断たれてから可動接点が常閉接点と接触するまでの時間)βとを比較した場合、α<βの関係にあることが知られている。これは、OFFからONの場合は、コイルの励磁によって発生する磁気吸引力により可動鉄片が直ちに固定鉄心に吸着されるのに対し、ONからOFFの場合は、コイルの励磁を解いても固定鉄心には残留磁気が残り、これが原因で可動鉄片が固定鉄心から離れるまでに時間がかかるためである。特に、コイルと並列に逆起電力吸収用のフライホイールダイオードが接続されている場合は、当該ダイオードに回生電流が流れる間、コイルが励磁状態を維持するので、OFFするまでの時間が長くなる。
そこで、図28と図29とを比べてみると、図28においては、挟み込みが検出されたt3の時点で正転信号が停止し、これとほぼ同時にリレーRY1のコイルL1の通電が断たれるが、この時点からリレーRY1が実際にOFFするt4まで、すなわち接点X1が常閉(NC)側に切り換わってモータ3に制動がかかるまでにはβの時間を要する。このため、挟み込みが検出されてからモータ3が逆転を開始するまでの時間τ1が長くなり、挟み込みの解除を迅速に行えないことになる。これに対して、図29の場合は、挟み込みが検出されたt3の時点で逆転信号を出力し、t4’でリレーRY1,RY2の両方をON状態にしてモータ3に制動をかけており、挟み込みが検出されてからモータ3に制動がかかるまでの時間はαとなる。上述したようにα<βであるから、図29の制御のほうが、モータ3に制動がかかるタイミングを早めて、挟み込みが検出されてからモータ3が逆転を開始するまでの時間τ2を短くでき、挟み込みの解除を迅速に行うことができる。
しかしながら、図29の制御を行う場合は、モータ3に制動をかけるためにリレーRY1,RY2を共に動作状態(ON状態)にする必要があることから、以下のような問題が生じる。
図30は、リレーの接点開閉時におけるアークの発生を説明する図である。(a)のように、可動接点が常閉接点に接触して破線のように電流が流れている状態から、(b)のように、可動接点が常閉接点側から常開接点側に切り換わって電流を遮断する場合、可動接点と常閉接点との間にアークが発生し、このアークによって接点が消耗し、これがリレーの寿命を縮める要因となる。特に、図のように接点が常閉側から常開側に切り換わる場合は、接点が常開側から常閉側に切り換わる場合に比べて、アークが発生しやすい。これは、常開側から常閉側への切換時には、リレーの可動鉄片はひとたび固定鉄心から離れてしまえばスプリングの力で速やかに復帰するので、接点の切換速度が早くアークを遮断しやすいのに対し、常閉側から常開側への切換時には、可動鉄片をスプリングの弾性力に抗して電磁力で吸引しなければならないため、接点の切換速度が遅くアークを遮断しにくいためである。
このことから、図25の正転状態において、リレーRY2の接点X2は、常閉接点NCと接触して電流が流れているので、この状態から図27のように、リレーRY2を動作させて接点X2を常開接点NO側に切り換えると、この切換時、すなわち図29のt4’の時点において、接点X2と常閉接点NC間にアークが発生し、接点が消耗する。このように、モータ3が逆転するタイミングを早めるために、リレーRY1,RY2の双方を動作させて回生制動をかけようとすると、リレーRY2の接点がアークにより消耗し、リレー寿命に影響を与えることになる。
なお、図28の制御の場合は、リレーRY1,RY2が同時にONとなることはないので、接点切換時のアークによるリレー寿命短縮の問題は生じない。すなわち、t6でリレーRY2の接点X2が常開接点NO側に切り換わる場合は、図26の状態となり、接点X2が常閉接点NC側にあるときは、接点X1が常開接点NO側に切り換わっていないので、接点X2には電流が流れていない。したがって、接点X2が常閉接点NCから常開接点NOへ切り換わっても、接点X2にアークが発生することはない。
接点寿命を予測してリレーの交換時期を報知する技術が、特許文献4に開示されている。本技術では、リレー接点の開閉回数を計測するとともに、リレー接点に流れる電流および接点に印加される電圧を測定し、測定した電流・電圧の値に基づいて、メーカから提供されているリレー寿命に関するデータを補正する。そして、開閉回数のカウント値を寿命データの補正値に基づいて補正し、補正後のカウント値が所定値に達すると、リレー交換を指示する信号を出力するようにしている。しかし、この特許文献4には、上述したようなモータの正転・逆転制御において、2つのリレーを同時にON状態にしてモータに制動をかける場合の問題点とその対策について開示がない。また、本文献の方法によると、多種のデータを計測する必要があり、補正処理も複雑になるという問題がある。
また、以上述べた以外にも、モータの正転・逆転制御においては、例えば開閉体を上限位置と下限位置間で移動させる場合に、上限位置または下限位置でモータがロック状態(モータが回転せず通電だけが行われる状態)になると、モータに大電流が流れて接点の負荷が増大し、これがリレー寿命の低下の原因となることがある。
特開2001−118465号公報
特許第3835522号公報
実用新案登録第2589589号公報
実開平5−11277号公報
図1は、本発明をパワーウインドウ装置に適用した場合の実施形態を示すブロック図である。1はCPUを含む制御部、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は窓の開動作および閉動作を指示する操作スイッチ、8はモータ駆動回路2におけるリレー(後述)の寿命を警告するランプである。メモリ6には、リレーの寿命に関して予め設定された閾値61が記憶されているとともに、所定のデータを計数するカウンタ62が備わっている。制御部1は本発明における挟み込み検出手段の一実施形態を構成し、カウンタ62は本発明における計数手段の一実施形態を構成している。また、ランプ8は本発明における出力手段の一実施形態を構成している。
モータ駆動回路2の構成は、図24に示したものと同じである。リレーRY1,RY2はそれぞれ本発明における第1のリレー、第2のリレーの一実施形態を構成し、接点X1,X2はそれぞれ本発明における第1の接点、第2の接点の一実施形態を構成している。また、制御部1は、図24に示すCPU1aを備えている。以下では、図24〜図29を本発明の実施形態として引用する。
図1において、操作スイッチ7を操作すると、制御部1に窓開閉指令が与えられる。これを受けて、制御部1のCPU1aは、図25、図26で説明したように、正転信号(窓閉の場合)または逆転信号(窓開の場合)を出力し、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(後述)が作動して窓100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1はこの検出結果に基づき窓100の開閉量やモータ3の回転速度を算出して、モータ3の回転を制御する。
図2は、操作スイッチ7の一例を示した概略構成図である。操作スイッチ7は、軸75を中心としてab方向に回転可能な操作ノブ71と、この操作ノブ71と一体に設けられたロッド72と、公知のスライドスイッチ73とから構成される。74はスライドスイッチ73のアクチュエータ、20は操作スイッチ7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72の下端は、スライドスイッチ73のアクチュエータ74と係合しており、操作ノブ71がab方向に回転すると、ロッド72を介してアクチュエータ74がa’b’方向に移動し、その移動位置に応じてスライドスイッチ73の接点(図示省略)が切り換えられる。
操作ノブ71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71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71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、マニュアルモード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71を回転させてオート閉ACの位置にすると、オートモードで窓が閉じるオート閉動作が行われる。また、操作ノブ71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、マニュアルモード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71を回転させてオート開AOの位置にすると、オートモードで窓が開くオート開動作が行われる。操作ノブ71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71から手を離すと、操作ノブ71はバネの力により中立Nの位置に復帰する。
マニュアルモードの場合は、操作ノブ71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、窓の閉動作または開動作が行われ、操作ノブ71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。これに対して、オートモードの場合は、一旦、操作ノブ71がオート閉ACまたはオート開AOの位置まで操作されると、その後は操作ノブ71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。窓ガラス101は、本発明における開閉体の一実施形態を構成する。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インドウ装置において、操作ノブ71が図2のオート閉ACまたはマニュアル閉MCの位置にあって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、物体Zが損傷するのを防ぐため、挟み込みを検知して窓100の閉動作を開動作へ自動的に切り換えるようになっている。
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1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。図4のように窓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、速度の変化量が大きくなり、この速度変化量が所定値を超えたときに、物体Zが挟み込まれたと判定する。
図5は、本発明の実施形態に係るパワーウイ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。図中の「SW」は「操作スイッチ7」を表している(以下の図6〜図11のフローチャートにおいても同様)。ステップS1で、操作スイッチ7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7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7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7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7がオート開AOの位置になければ、操作スイッチ7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6は、図5のステップS2での「マニュアル閉処理」の詳細手順を示している。この手順は、制御部1により実行される。最初に、窓100が完全に閉じているか否かを、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が完全に閉じていれば(ステップS11:YES)、処理を終了し、完全に閉じていなければ(ステップS11:NO)、図25に示したように、CPU1aのポートAから正転信号を出力し、モータ3を正転させて窓を閉じる(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)、挟み込みが検出されたか否かを判定する(ステップS14)。
挟み込みが検出されなければ(ステップS14:NO)、操作スイッチ7がマニュアル閉MCの位置にあるか否かを判定し(ステップS15)、マニュアル閉MCの位置にあれば(ステップS15:YES)、ステップS12へ戻ってモータ3の正転を継続する。操作スイッチ7がマニュアル閉MCの位置になければ(ステップS15:NO)、オート閉ACの位置にあるか否かを判定する(ステップS16)。操作スイッチ7がオート閉ACの位置にあれば(ステップS16:YES)、後述(図7)のオート閉処理に移り(ステップS17)、オート閉ACの位置になければ(ステップS16: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S18)。操作スイッチ7がマニュアル開MOの位置にあれば(ステップS18:YES)、後述(図10)のマニュアル開処理に移り(ステップS19)、マニュアル開MOの位置になければ(ステップS18:NO)、オート開AO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7がオート開AOの位置にあれば(ステップS20:YES)、後述(図11)のオート開処理に移り(ステップS21)、操作スイッチ7がオート開AOの位置になければ(ステップS20:NO)、何も処理せずに終了する。
一方、ステップS14で挟み込みが検出されると(ステップS14:YES)、挟み込みフラグを1にセットする(ステップS22)。そして、挟み込みの回数を計数するカウンタ62の計数値CNTに+1を加算する(ステップS23)。計数値CNTは、工場出荷時にCNT=0(初期値)に設定されている。続いて、ステップS23で算出した計数値CNTが、メモリ6に記憶されている閾値61を超えたか否かを判定する(ステップS24)。計数値CNTが閾値61を超えておれば(ステップS24:YES)、ステップS25へ進み、超えてなければ(ステップS24:NO)、ステップS26へ進む。
ステップS25では、ランプ8を点灯させて、リレーの寿命が到来したこと、あるいはリレーの寿命が近づいたことを警告する。この場合、ランプ8を点滅させてもよい。また、ランプ8とは別の表示部に、警告のメッセージを表示するようにしてもよい。
ステップS26以下では、挟み込み検出に基づく窓の反転動作(開動作)が行われる。まず、ステップS26において、ステップS12で出力された正転信号に加えて逆転信号を出力し、モータ3の両端電位を同電位にして、モータ3に制動をかける。すなわち、CPU1aのポートAから正転信号が出力されている状態で、更にポートBから逆転信号を出力し、図27のように正転信号と逆転信号とが同時に出力される状態とする(図29のt3)。これによって、トランジスタQ1,Q2が共にONとなり、リレーRY1,RY2が動作して接点X1,X2が常閉(NC)側から常開(NO)側に切り換わる。この結果、モータ3の一方の端子A’は、接点X1を介して電源電圧により+Vとなり、他方の端子B’は、接点X2を介して電源電圧により+Vとなる(図27)。すなわち、モータ3の両端子A’,
B’は、共に高電位で同電位となる。このため、モータ3には電流が流れなくなって、回生制動がかかる。この場合、接点X2の切り換わり時にアークが発生して、リレーRY2の寿命に影響を与えることは前述の通りである。
次に、上記のようにしてモータ3の両端子A’, B’を同電位とした後、挟み込みが検出されてから所定時間が経過したか否かを判定する(ステップS27)。この所定時間は、モータ3の停止に要する時間を考慮して設定される。所定時間が経過していなければ(ステップS27:NO)、ステップS26へ戻って、モータ3の制動を継続する。所定時間が経過すると(ステップS27:YES)、ステップS28へ進んで、CPU1aのAポートから出力していた正転信号を停止する(図29のt5’)。これにより、ステップS26で出力されたBポートからの逆転信号のみが継続して出力される状態となり、リレーRY1が非動作状態となって、接点X1が常閉(NC)側に復帰するので(図26)、モータ3が逆転して窓が開く。このような制御により、挟み込みを検出してからモータ3が逆転を開始するまでの時間を短くできることは、前述の通りである。
次に、窓が完全に開いたか否かを判定し(ステップS29)、完全に開いていなければ(ステップS29:NO)、ステップS28へ戻ってモータ3の逆転を継続し、窓が完全に開くと(ステップS29:YES)、ステップS22で1にセットした挟み込みフラグを0にリセットし(ステップS30)、処理を終了する。
図7は、図5のステップS4での「オート閉処理」の詳細手順を示している。この手順は、制御部1により実行される。最初に、窓100が完全に閉じているか否かを、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が完全に閉じていれば(ステップS31:YES)、処理を終了し、完全に閉じていなければ(ステップS31:NO)、図25に示したように、CPU1aのポートAから正転信号を出力し、モータ3を正転させて窓を閉じる(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)、挟み込みが検出されたか否かを判定する(ステップS34)。
挟み込みが検出されなければ(ステップS34:NO)、操作スイッチ7がマニュアル開MOの位置にあるか否かを判定し(ステップS35)、マニュアル開MOの位置にあれば(ステップS35:YES)、後述(図10)のマニュアル開処理に移る(ステップS36)。操作スイッチ7がマニュアル開MOの位置になければ(ステップS35:NO)、オート開AOの位置にあるか否かを判定する(ステップS37)。操作スイッチ7がオート開AOの位置にあれば(ステップS37:YES)、後述(図11)のオート開処理に移り(ステップS38)、操作スイッチ7がオート開AOの位置になければ(ステップS37:NO)、何も処理せずに終了する。
一方、ステップS34で挟み込みが検出されると(ステップS34:YES)、ステップS39以降の処理が行われる。S39〜S47の各ステップの処理内容は、図6におけるS22〜S30の各ステップの処理内容と同じなので、以下では簡単に説明する。
挟み込みに対して、挟み込みフラグを1にセットした後(ステップS39)、挟み込み回数を計数するカウンタ62の計数値CNTに+1を加算する(ステップS40)。この計数値CNTが閾値61を超えた場合は(ステップS41:YES)、警告を出力してランプ8を点灯させる(ステップS42)。計数値CNTが閾値61を超えない場合は(ステップS41:NO)、ステップS32で出力された正転信号に加えて逆転信号を出力し、モータ3の両端電位を高電位で同電位とすることで、モータ3に制動をかける(ステップS43)。そして、挟み込み検出から所定時間が経過すると(ステップS44:YES)、正転信号を停止してステップS43で出力された逆転信号のみが継続して出力される状態とし、モータ3を逆転させて窓を開く(ステップS45)。窓が完全に開くと(ステップS46:YES)、挟み込みフラグを0にリセットし(ステップS47)、処理を終了する。
このように、図6および図7の実施形態においては、挟み込みが検出されて、モータ3の回転状態が正転から逆転へ変化する際、すなわち、リレーRY2の接点X2が常閉(NC)側から常開(NO)側へ切り換わる際に、リレーRY2の寿命に影響を与えるような大きな負荷(アーク)が接点X2に発生するが、この発生回数、換言すれば挟み込みの検出回数をカウンタ62で計数し、その計数値CNTが閾値61を超えた場合に、ランプ8を点灯させて警告するようにしている。このため、リレーの寿命を報知して交換を促すことができ、リレーの故障による誤動作などのトラブルを未然に防止することができる。また、特許文献4のように接点の開閉回数や、電流、電圧などの多種のデータを計測する必要がなく、挟み込みの検出回数を計数するだけでよいので、制御部1での処理が簡単となり、メモリ6の容量も少なくて済む。
図8は、図6の変形例を示したフローチャートである。図8では、図6と同一の処理を行うステップに同一の符号を付してある。図8において図6と異なる点は、ステップS25以後の処理である。ステップS25で警告が出力された後、ステップS25aにおいて、正転信号を停止させてモータ3の両端電位を同電位にし、モータ3に制動をかける。この場合は、ステップS26と異なり、モータ3の両端を低電位の同電位とする。すなわち、CPU1aのポートAからの正転信号の出力を停止して、正転信号も逆転信号も出力されない状態とする(図28のt3)。これによって、トランジスタQ1,Q2が共にOFFとなり、リレーRY1,RY2が非動作状態となるので、接点X1,X2が常閉(NC)側に切り換わる。この結果、モータ3の一方の端子A’は、接点X1を介して接地され、他方の端子B’は、接点X2を介して接地される(図24)。すなわち、モータ3の両端子A’,
B’は、共に低電位で同電位となる。このため、モータ3に回生制動がかかる。
次に、挟み込みが検出されてから所定時間が経過したか否かを判定する(ステップS25b)。この所定時間は、モータ3の停止に要する時間を考慮して設定される。所定時間が経過していなければ(ステップS25b:NO)、ステップS25aへ戻って、モータ3の制動を継続する。所定時間が経過すると(ステップS25b:YES)、ステップS25cへ進んで、CPU1aのBポートから逆転信号を出力する(図28のt5)。これにより、リレーRY2が動作し、接点X2が常開(NO)側に切り換わるので(図26)、モータ3が逆転して窓が開く。
次に、窓が完全に開いたか否かを判定し(ステップS25d)、完全に開いていなければ(ステップS25d:NO)、ステップS25cへ戻ってモータ3の逆転を継続し、窓が完全に開くと(ステップS25d:YES)、ステップS22で1にセットした挟み込みフラグを0にリセットし(ステップS30)、処理を終了する。
図9は、図7の変形例を示したフローチャートである。図9では、図7と同一の処理を行うステップに同一の符号を付してある。図9において図7と異なる点は、ステップS42以後の処理である。ステップS42で警告が出力された後、ステップS42aにおいて、正転信号を停止させてモータ3の両端電位を同電位にし、モータ3に制動をかける。この場合は、ステップS43と異なり、モータ3の両端を低電位の同電位とする。すなわち、CPU1aのポートAからの正転信号の出力を停止して、正転信号も逆転信号も出力されない状態とする(図28のt3)。これによって、トランジスタQ1,Q2が共にOFFとなり、リレーRY1,RY2が非動作状態となるので、接点X1,X2が常閉(NC)側に切り換わる。この結果、モータ3の一方の端子A’は、接点X1を介して接地され、他方の端子B’は、接点X2を介して接地される(図24)。すなわち、モータ3の両端子A’,
B’は、共に低電位で同電位となる。このため、モータ3に回生制動がかかる。
次に、挟み込みが検出されてから所定時間が経過したか否かを判定する(ステップS42b)。この所定時間は、モータ3の停止に要する時間を考慮して設定される。所定時間が経過していなければ(ステップS42b:NO)、ステップS42aへ戻って、モータ3の制動を継続する。所定時間が経過すると(ステップS42b:YES)、ステップS42cへ進んで、CPU1aのBポートから逆転信号を出力する(図28のt5)。これにより、リレーRY2が動作し、接点X2が常開(NO)側に切り換わるので(図26)、モータ3が逆転して窓が開く。
次に、窓が完全に開いたか否かを判定し(ステップS42d)、完全に開いていなければ(ステップS42d:NO)、ステップS42cへ戻ってモータ3の逆転を継続し、窓が完全に開くと(ステップS42d:YES)、ステップS39で1にセットした挟み込みフラグを0にリセットし(ステップS47)、処理を終了する。
このように、図8および図9の実施形態においては、挟み込み検出回数が閾値を超えない場合は、図29の制御を行い、正転信号と逆転信号を同時に出力してモータ3の両端電位を高電位で同電位とすることで、挟み込み検出からモータ逆転までの時間を短くし、迅速な挟み込み解除を行うことができる。一方、挟み込み検出回数が閾値を超えて警告が出力された場合は、図28の制御を行い、正転信号を停止してモータ3の両端電位を低電位で同電位とし、一定時間後に逆転信号を出力することで、リレー接点にアークが発生するのを回避し、リレーの寿命がそれ以上短くならないようにすることができる。
図10は、図5のステップS6での「マニュアル開処理」の詳細手順を示している。この手順は、制御部1より実行される。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)、CPU1aのポートB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7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7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7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7がマニュアル閉MCの位置にあれば(ステップS57:YES)、前述(図6、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7がオート閉ACの位置にあれば(ステップS59:YES)、前述(図7、図9)のオート閉処理に移り(ステップS60)、操作スイッチ7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。
図11は、図5のステップS8での「オート開処理」の詳細手順を示している。この手順は、制御部1により実行される。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)、CPU1aのポートB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7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7がマニュアル閉MCの位置にあれば(ステップS74:YES)、前述(図6、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7がオート閉ACの位置にあれば(ステップS76:YES)、前述(図7、図9)のオート閉処理に移り(ステップS77)、操作スイッチ7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6または図8のマニュアル閉処理において、モータ3が正転して窓が閉じている状態で(ステップS12)、マニュアル開の操作が行われた場合は(ステップS18、S19)、図10のマニュアル開処理において、モータ3を逆転させて窓を開き(ステップS52)、オート開の操作が行われた場合は(ステップS20、S21)、図11のオート開処理において、モータ3を逆転させて窓を開く(ステップS72)。すなわち、この場合は図28の制御が行われる。
また、図7または図9のオート閉処理において、モータ3が正転して窓が閉じている状態で(ステップS32)、マニュアル開の操作が行われた場合は(ステップS35、S36)、図10のマニュアル開処理において、モータ3を逆転させて窓を開き(ステップS52)、オート開の操作が行われた場合は(ステップS37、S38)、図11のオート開処理において、モータ3を逆転させて窓を開く(ステップS72)。すなわち、この場合も図28の制御が行われる。
以上のように、図6〜図11の実施形態においては、挟み込み検出時にモータ3を逆転させる場合は、図29の制御を行って、モータ逆転までの時間短縮を行い、挟み込み検出時以外でモータ3を逆転させる場合は、図28の制御を行って、リレーの接点にアークが発生するのを回避している。通常、挟み込みが発生する頻度はそれほど高くないので、上記のようにすることで、図29の制御が行われる回数が必要最小限に抑えられ、これによってアークによる接点の摩耗を極力少なくすることができる。
次に、本発明の他の実施形態について説明する。以下では、本発明を車庫などのシャッターの開閉制御に適用した例を挙げる。シャッター制御装置の全体的なブロック図は図1と同じであり、モータ駆動回路2の構成も図24と同じである。但し、図2の操作スイッチ7に代えて、図12のようなシャッター開閉用の操作スイッチ50が用いられる。図13はシャッター30の外観図である。シャッター30は、モータ3の回転方向に応じて、図示しない昇降機構を介して開閉動作を行う。
図12において、操作スイッチ50は、スイッチ本体51とレバー52とを備えている。スイッチ本体51には、図示しないスイッチ機構が内蔵されており、レバー52の操作によりスイッチ機構が作動して接点の切り換えが行われる。レバー52を実線の中立位置から左側に倒すと(開操作)、シャッター開が指示され、CPU1aのポートAから正転信号が出力されてモータ3が正転し(図25)、図13(a)のように閉じているシャッター30は、図13(b)の矢印c方向に上昇して開く。また、レバー52を実線の中立位置から右側に倒すと(閉操作)、シャッター閉が指示され、CPU1aのポートBから逆転信号が出力されてモータ3が逆転し(図26)、シャッター30は、図13(b)の矢印d方向に下降して閉じる。
図14は、上述したシャッター制御装置の基本的な動作を示したフローチャートである。図中の「SW」は「操作スイッチ50」を表している(以下の図15〜図17のフローチャートにおいても同様)。ステップS81で、操作スイッチ50の開操作が行われたかどうかを判定し、開操作が行われると(ステップS81:YES)、ステップS82へ進んで、後述(図15)のシャッター開処理が実行される。開操作が行われなければ(ステップS81:NO)、ステップS83で、操作スイッチ50の閉操作が行われたかどうかを判定し、閉操作が行われると(ステップS83:YES)、ステップS84へ進んで、後述(図16)のシャッター閉処理が実行される。閉操作が行われなければ(ステップS83:NO)、ステップS85へ進んで、後述(図17)のシャッター中立状態処理が実行される。
図15は、図14のステップS82での「シャッター開処理」の詳細手順を示している。この手順は、制御部1により実行される。最初に、シャッター30の開方向の可動限界が検出されたかどうかを判定する(ステップS91)。開方向の可動限界は、シャッター30が開いてそれ以上上昇できなくなったときの位置である。可動限界が検出された場合は(ステップS91:YES)、シャッター30が完全に開いたことになるので、処理を終了する。可動限界が検出されなければ(ステップS91:NO)、図25に示したように、CPU1aのポートAから正転信号を出力し、モータ3を正転させてシャッター30を開く(ステップS92)。続いて、開方向の可動限界が検出されたかどうかを判定し(ステップS93)、可動限界が検出されると(ステップS93:YES)、処理を終了し、可動限界が検出されなければ(ステップS93:NO)、操作スイッチ50が開操作の状態にあるか否かを判定する(ステップS94)。操作スイッチ50が開操作の状態にあれば(ステップS94:YES)、ステップS92へ戻って、シャッター30の開動作を継続する。操作スイッチ50が開操作の状態になければ(ステップS94:NO)、後述するシャッター中立状態処理が実行される(ステップS95)。操作スイッチ50の開操作後に、連続的に閉操作がされる場合も、一旦中立状態処理へ移行する。
図16は、図14のステップS84での「シャッター閉処理」の詳細手順を示している。この手順は、制御部1により実行される。最初に、シャッター30の閉方向の可動限界が検出されたかどうかを判定する(ステップS101)。閉方向の可動限界は、シャッター30が閉じてそれ以上下降できなくなったときの位置である。可動限界が検出された場合は(ステップS101:YES)、シャッター30が完全に閉じたことになるので、処理を終了する。可動限界が検出されなければ(ステップS101:NO)、図26に示したように、CPU1aのポートBから逆転信号を出力し、モータ3を逆転させてシャッター30を閉じる(ステップS102)。続いて、閉方向の可動限界が検出されたかどうかを判定し(ステップS103)、可動限界が検出されると(ステップS103:YES)、処理を終了し、可動限界が検出されなければ(ステップS103:NO)、操作スイッチ50が閉操作の状態にあるか否かを判定する(ステップS104)。操作スイッチ50が閉操作の状態にあれば(ステップS104:YES)、ステップS102へ戻って、シャッター30の閉動作を継続する。操作スイッチ50が閉操作の状態になければ(ステップS104:NO)、後述するシャッター中立状態処理が実行される(ステップS105)。操作スイッチ50の閉操作後に、連続的に開操作がされる場合も、一旦中立状態処理へ移行する。
図17は、図14のステップS85、図15のステップS95、および図16のステップS105での「シャッター中立状態処理」の詳細手順を示している。この手順は、制御部1により実行される。最初に、操作スイッチ50が開操作から閉操作へ切り換わる時間、または閉操作から開操作へ切り換わる時間を計測する(ステップS111)。次に、この計測した時間Tが0.5秒以下であるか否かを判定する(ステップS112)。この0.5秒は一例であって、これ以外の基準値を用いてもよい。
時間Tが0.5秒を超えている場合、すなわち、操作スイッチ50の開操作または閉操作の後、0.5秒を過ぎてから閉操作または開操作が行われた場合は(ステップS112:NO)、通常の閉操作または開操作であると判断し、ステップS113、S115でいずれの操作であるかを判定する。そして、開操作である場合は(ステップS113:YES)、前述した図15のシャッター開処理を実行し(ステップS114)、閉操作である場合は(ステップS115:YES)、前述した図16のシャッター閉処理を実行する(ステップS116)。
一方、時間Tが0.5秒以下の場合、すなわち、操作スイッチ50の開操作または閉操作の後、0.5秒が経過する前に閉操作または開操作が行われた場合は(ステップS112:YES)、開動作中または閉動作中のシャッターを一旦停止させる必要があると判断し、ステップS117以下の処理を実行する。
ステップS117では、図27のように、CPU1aのポートA,Bからそれぞれ正転信号と逆転信号が同時に出力される状態にして、リレーRY1,RY2を共に動作させ、モータ3の両端子A’,
B’を高電位で同電位とすることによって、モータ3に回生制動をかける。この場合、接点X2の切り換わり時にアークが発生して、リレーRY2の寿命に影響を与えることは前述の通りである。
上記のようにしてモータ3の回生制動を開始した後、所定時間が経過したか否かを判定する(ステップS118)。この所定時間は、モータ3の停止に要する時間を考慮して設定される。所定時間が経過していなければ(ステップS118:NO)、ステップS117へ戻って、モータ3の制動を継続する。所定時間が経過すると(ステップS118:YES)、回生制動によってモータ3が停止に至り、開動作中または閉動作中のシャッター30は一旦停止する。この場合は、ステップS119で、リレーRY1,RY2が同時に動作した回数を計数するカウンタ62の計数値Nに+1を加算する。計数値Nは、工場出荷時にN=0(初期値)に設定されている。続いて、ステップS119で算出した計数値Nが、メモリ6に記憶されている閾値61を超えたか否かを判定する(ステップS120)。計数値Nが閾値61を超えておれば(ステップS120:YES)、ステップS121へ進み、超えてなければ(ステップS120:NO)、ステップS122へ進む。
ステップS121では、ランプ8を点灯させて、リレーの寿命が到来したこと、あるいはリレーの寿命が近づいたことを警告する。この場合、ランプ8を点滅させてもよい。また、ランプ8とは別の表示部に、警告のメッセージを表示するようにしてもよい。
ステップS122では、操作スイッチ50が開操作されたか否かを判定し、開操作がされた場合は(ステップS122:YES)、図15に示したシャッター開処理を実行する(ステップS123)。これにより、一旦停止したシャッター30は開動作へ移行する。開操作がされない場合は(ステップS122:NO)、操作スイッチ50が閉操作されたか否かを判定し(ステップS124)、閉操作がされた場合は(ステップS124:YES)、図16に示したシャッター閉処理を実行する(ステップS125)。これにより、一旦停止したシャッター30は閉動作へ移行する。
図17の実施形態においては、シャッター30の開動作または閉動作を一旦停止させる場合、正転信号と逆転信号が同時に出力される状態とすることで(ステップS117)、図29の制御が行われる。このため、モータ3に回生制動がかかるタイミングを早めて、非常時などにシャッター30を速やかに停止させることができる。
この場合、リレーRY1,RY2が共に動作状態となることから(図27)、リレーRY2の接点X2が常閉(NC)側から常開(NO)側へ切り換わる際に、リレーRY2の寿命に影響を与えるような大きな負荷(アーク)が接点X2に発生するが、この発生回数、換言すればリレーRY1,RY2の同時動作回数をカウンタ62で計数し、その計数値Nが閾値61を超えた場合に、ランプ8を点灯させて警告するようにしている。このため、リレーの寿命を報知して交換を促すことができ、リレーの故障による誤動作などのトラブルを未然に防止することができる。また、特許文献4のように電流や電圧を計測する必要がなく、リレーの同時動作回数を計数するだけでよいので、制御部1での処理が簡単となり、メモリ6の容量も少なくて済む。
次に、本発明のさらに他の実施形態を、図18〜図20に基づいて説明する。図18は、他の実施形態に係るパワーウインドウ装置のブロック図であり、図1と同一部分には同一符号を付してある。図18において、図1と異なる点は、カウンタとして、第1カウンタ62aと第2カウンタ62bの2つが設けられている点である。第1カウンタ62aは、本発明における第1の計数手段の一実施形態を構成し、第2カウンタ62bは、本発明における第2の計数手段の一実施形態を構成する。その他の構成に関しては、図1と同じであるので、詳細な説明は省略する。また、モータ駆動回路2の構成は、図24と同じである。
本実施形態では、メモリ6に予め設定されている閾値61(第1カウンタ62aに対する閾値)を、第2カウンタ62bの計数値に基づいて変更するようにしている。以下、詳細について図19のフローチャートを参照しながら説明する。
図19において、ステップS131では、モータ3の回転方向を反転させる際に、モータ3の両端の電位を同電位にして回生制動をかける。次に、モータ3の両端の電位を高電位にしたか、低電位にしたかを判定する(ステップS132)。モータ3の両端を低電位にした場合は(ステップS132:NO)、第1カウンタ62aの計数値Xに+1を加算する(ステップS133)。計数値Xは、工場出荷時にX=0(初期値)に設定されている。続いて、ステップS133で算出した計数値Xが、メモリ6に記憶されている閾値61を超えたか否かを判定する(ステップS134)。計数値Xが閾値61を超えておれば(ステップS134:YES)、ステップS135へ進んで警告を出力する(ランプ8を点灯)。計数値Xが閾値61を超えていなければ(ステップS134:NO)、警告は出力せずに最初に戻る。
一方、モータ3の両端を高電位にした場合は(ステップS132:YES)、ステップS136へ進んで、第2カウンタ62bの計数値Yに+1を加算する。計数値Yは、工場出荷時にY=0(初期値)に設定されている。続いて、計数値Yに基づいて、閾値61を変更する(ステップS137)。具体的には、閾値61を小さくする。変更後の閾値61は、メモリ6に上書きされて記憶される。したがって、次回のステップS134では、変更後の閾値61と計数値Xとが比較される。
以上のような処理を行うことにより、モータ3の両端を低電位で同電位にして回生制動をかけた回数と、高電位で同電位にして回生制動をかけた回数とを、区別して計数することができる。そして、図20に示したように、第1カウンタ62aの計数値Xが増加しても閾値は変化しないが、第2カウンタ62bの計数値Yが増加すると、それに応じて閾値は減少してゆく。第1カウンタ62aの計数値Xは、モータ3の両端を低電位で同電位にして回生制動をかけた回数であり、通常の反転制御(図28)を行った回数である。一方、第2カウンタ62bの計数値Yは、モータ3の両端を高電位で同電位にして回生制動をかけた回数であり、挟み込み検出時のようにモータ3の停止を早める必要がある場合の反転制御(図29)を行った回数である。後者の場合は、既述のように接点にアークが発生してリレーの寿命に影響を与えるので、第2カウンタ62bの計数値Yに応じて閾値を下げることで、第1カウンタ62aの計数値Xに対する閾値が、寿命低下の要因発生を反映した適正な値となり、リレーの寿命を正確に検出して警告を出力することができる。
なお、本実施形態は、パワーウインドウ装置に限らず、前述したシャッターの開閉制御にも適用することができる。
次に、本発明のさらに他の実施形態を、図21〜図23に基づいて説明する。図21は、他の実施形態に係るパワーウインドウ装置のブロック図であり、図1と同一部分には同一符号を付してある。図21において、図1と異なる点は、カウンタとして、第3カウンタ62cと第4カウンタ62dの2つが設けられている点である。第3カウンタ62cは、本発明における第3の計数手段の一実施形態を構成し、第4カウンタ62dは、本発明における第4の計数手段の一実施形態を構成する。その他の構成に関しては、図1と同じであるので、詳細な説明は省略する。また、モータ駆動回路2の構成は、図24と同じである。図24のロータリエンコーダ4、パルス検出回路5、および制御部1は、本発明におけるロック検出手段の一実施形態を構成する。
本実施形態では、メモリ6に予め設定されている閾値61(第3カウンタ62cに対する閾値)を、第4カウンタ62dの計数値に基づいて変更するようにしている。以下、詳細について図22のフローチャートを参照しながら説明する。
図22において、ステップS141では、モータ3を正転または逆転して開閉体を駆動する。ここでは、開閉体は窓ガラスである。次に、開閉体の駆動回数を計数する第3カウンタ62cの計数値Pに+1を加算する(ステップS142)。計数値Pは、工場出荷時にP=0(初期値)に設定されている。その後、モータ3のロック状態があったか否かを判定する(ステップS143)。窓ガラスが上限位置または下限位置(これらを原点位置という。)に達すると、窓ガラスはそれ以上動かなくなるが、窓の全閉および全開を確実にするために、窓ガラスが原点位置に達した後も、モータ駆動回路2によりモータ3に所定時間通電が行われる。しかし、窓ガラスが停止していてモータ3は回転することができないので、ロータリエンコーダ4から回転検出信号は出力されない。このように、モータ3が通電状態にあるのに回転が検出されない状態がモータのロック状態である。ロック状態を検出することにより、窓ガラスが原点位置にあることを判別することができる。
ステップS143でモータ3のロック状態がなかったと判定されれば(ステップS143:NO)、ステップS142で算出した計数値Pが、メモリ6に記憶されている閾値61を超えたか否かを判定する(ステップS144)。計数値Pが閾値61を超えておれば(ステップS144:YES)、ステップS145へ進んで警告を出力する(ランプ8を点灯)。計数値Pが閾値61を超えていなければ(ステップS144:NO)、警告は出力せずに最初に戻る。
一方、ステップS143でモータ3のロック状態があったと判定されれば(ステップS143:YES)、ステップS146へ進んで、第4カウンタ62dの計数値Qに+1を加算する。計数値Qは、工場出荷時にQ=0(初期値)に設定されている。続いて、計数値Qに基づいて、閾値61を変更する(ステップS147)。具体的には、閾値61を小さくする。変更後の閾値61は、メモリ6に上書きされて記憶される。したがって、次回のステップS144では、変更後の閾値61と計数値Pとが比較される。
以上のような処理を行うことにより、図23に示したように、第3カウンタ62cの計数値Pが増加しても閾値は変化しないが、第4カウンタ62dの計数値Qが増加すると、それに応じて閾値は減少してゆく。第3カウンタ62cの計数値Pは、モータ3により開閉体を駆動した回数であり、第4カウンタ62dの計数値Qは、そのうちモータ3にロック状態が発生した回数である。モータ3がロック状態になると、モータ3に大電流が流れるため、モータ駆動回路2のリレー接点X1,X2の負荷が大きくなって、リレーの寿命が短くなる。そこで、第4カウンタ62dの計数値Qに応じて閾値を下げることで、第3カウンタ62cの計数値Pに対する閾値が、寿命低下の要因発生を反映した適正な値となり、リレーの寿命を正確に検出して警告を出力することができる。
本実施形態も、パワーウインドウ装置に限らず、前述したシャッターの開閉制御などに適用することができる。
本発明は、以上述べた実施形態以外にも、種々の実施形態を採用することができる。例えば、モータ3の両端子が高電位で同電位となった回数を計数するカウンタと、モータ3のロック状態が検出された回数を計数するカウンタとを併用し、それぞれのカウンタの計数値に基づいて、閾値の補正を行うようにしてもよい。
また、上記実施形態では、スイッチング素子としてリレーを用いた例を挙げたが、本発明は半導体のスイッチング素子を用いたモータ制御装置にも適用することができる。
また、上記実施形態では、警告出力の例として、ランプ8の点灯や表示部へのメッセージ表示を例に挙げたが、オート動作を禁止するような信号を出力したり、警告内容をメモリにログデータとして記憶したりしてもよく、本発明における警告出力には、このような実施形態も含まれる。
また、図6〜図9の実施形態では、マニュアル閉処理とオート閉処理の両方の場合に挟み込み検出を行う例を挙げたが、オート閉処理の場合にのみ挟み込み検出を行うようにしてもよい。
また、上記実施形態では、本発明をパワーウインドウ装置やシャッター制御装置に適用した例を挙げたが、本発明は車両の後部扉やサンルーフなどの開閉体を制御する場合にも適用することができる。さらに、本発明は開閉体に限らず、例えば車両のミラーの角度を調節するミラー制御装置などにも適用することができる。