JP6434380B2

JP6434380B2 - 開閉制御装置

Info

Publication number: JP6434380B2
Application number: JP2015145055A
Authority: JP
Inventors: 修司設楽
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2015-07-22
Filing date: 2015-07-22
Publication date: 2018-12-05
Anticipated expiration: 2035-07-22
Also published as: US20180202213A1; JP2017025581A; WO2017014247A1

Description

本発明は、開閉体の動作を制御する開閉制御装置に関する。

特許文献１には、開閉制御装置の一例として、挟み込み防止機能付のパワーウインドシステムが開示されている。この種のパワーウインドシステムでは、操作スイッチに対する操作入力を契機に、ドアウインドの開動作或いは閉動作が行われる。つまり、ユーザが操作スイッチを開操作すると、ドアウインドの下降（ダウン）される開動作が行われ、ユーザが操作スイッチを閉操作すると、ドアウインドの上昇（アップ）される閉動作が行われる。

開操作と閉操作は共に、操作解除に伴ってドアウインドの動作が停止されるマニュアル操作と、全開位置或いは全閉位置に達するまでドアウインドの動作が継続されるオート操作との双方が可能である。マニュアル操作には、下降動作を指示するマニュアルダウン操作と、上昇動作を指示するマニュアルアップ操作とが含まれる。一方、オート操作には、下降動作を指示するオートダウン操作と、上昇動作を指示するオートアップ操作とが含まれる。例えば、オートアップ操作が行われると、全閉位置に達するまでドアウインドの上昇動作が継続されることになる。

通常、パワーウインドシステムでは、閉じ切り位置（全閉位置）を基準にドアウインドの位置が把握されつつ、全開位置と全閉位置との間には、挟み込み防止機能を有効とするエリアである感帯と、挟み込み防止機能を無効とするエリアである不感帯とが設定される。

これにより、オートアップ操作を契機とする上昇動作時に、感帯内の位置にて、挟み込み検出用センサによって挟み込みが肯定検出された場合には、挟み込みが発生したと判定され、ドアウインドの動作が反転される。この場合、挟み込み対象物がドアウインドから解放されることになる。一方、不感帯内の位置にて、挟み込み検出用センサによって挟み込みが肯定検出された場合には、ドアウインドが閉じ切り位置に達したと判定され、ドアウインドの動作が停止される。

特開２００５−３１４９４９号公報

ドア組み付け直後或いはバッテリ交換直後は、ドアウインドの位置が不明のため、感帯及び不感帯を設定できない。このため、電源投入直後に仮にオートアップ操作をすると、閉じ切り位置を挟み込みと判定し、ドアウインドが反転する。つまり、電源投入直後にはオートアップ操作ができないことになる。尚、電源投入直後からオートアップ操作を有効にすることには、挟み込み防止機能が無効になる背反を伴う。

そこで、電源投入直後にマニュアルアップ操作を行い、ドアウインドの閉じ切りを確認しつつ、閉じ切り位置を検出する初期化作業が必須となる。このマニュアルアップ操作による初期化作業には、ドア１枚につき、マニュアルアップ操作にかかる時間と、ドアウインドの閉じ切りの確認にかかる時間とが必要になるので、作業効率が悪い。

本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、その目的は、閉じ切り位置を検出する初期化作業の作業効率を向上することを可能にした開閉制御装置を提供することにある。

上記課題を解決する開閉制御装置は、開閉体の動作を制御する開閉制御装置において、前記開閉体の閉動作時に挟み込み検出を行う挟み込み検出用センサと、前記開閉体の動作速度に応じたパルスを出力するパルス出力手段と、前記パルス出力手段によるパルスが前記開閉体の動作停止を示唆した後、前記挟み込み検出用センサが挟み込みを肯定検出したとき、前記開閉体が閉じ切り位置に達したと判定する制御手段とを備えることをその要旨としている。

この構成によれば、開閉体が閉じ切り位置に達したとき、開閉体の動作停止がパルス出力手段によるパルスにて検出されるとともに、開閉体の閉じ切りが挟み込み検出用センサによる肯定検出にて検出される。このとき、それぞれの検出の順序を規定することで、閉じ切り位置を挟み込みと判定することが回避される。つまり、挟み込み検出用センサとパルス出力手段とを併用することで、全閉位置に達するまで開閉体の動作が継続されるオート操作を行えば、閉じ切り位置が自動で検出され、これにより初期化作業が完了することになる。よって、電源投入直後からオート操作が可能になる。

そして、オート操作では、操作解除に伴って開閉体の動作が停止されるマニュアル操作とは異なり、開閉体の動作を指示する最初の操作入力さえ行えば、開閉体の動作が自動で継続される。このため、オート操作により初期化作業を行う場合には、作業者は、開閉体が閉じ切り位置に達するまで操作入力を継続する必要がないので、作業時間が減り、負担が軽減される。したがって、閉じ切り位置を検出する初期化作業の作業効率を向上することができる。

上記開閉制御装置について、前記制御手段は、前記パルス出力手段によるパルスが前記開閉体の動作停止を示唆するよりも前に、前記挟み込み検出用センサが挟み込みを肯定検出したとき、挟み込みが発生したと判定することとしてもよい。

この構成によれば、開閉体の動作停止が検出される前後で挟み込みと閉じ切り位置とを区別することができる。
上記開閉制御装置について、前記制御手段は、前記パルス出力手段によるパルスが前記開閉体の動作減速を示唆し、且つ、前記挟み込み検出用センサが挟み込みを否定検出したとき、前記パルス出力手段によるパルスに基づく物理量が反転閾値以上となった場合に挟み込みを肯定検出する、パルスによる挟み込み判定を実施することとしてもよい。

この構成によれば、開閉体が動作減速した場合、挟み込みが発生した可能性がある。この場合、挟み込み検出用センサによる挟み込み判定に代えて、パルスによる挟み込み判定を実施することで、挟み込みの有無を検出することができる。

上記開閉制御装置について、前記挟み込み検出用センサは、蓄えられた電荷による静電容量が閾値以上となった場合に挟み込みを肯定検出する静電センサであり、前記制御手段は、前記パルス出力手段によるパルスが前記開閉体の動作停止を示唆するよりも前に、前記静電センサが挟み込みを肯定検出したとき、帯電物の挟み込みが発生したと判定することとしてもよい。

この構成によれば、帯電物の挟み込みの有無を検出することができる。
上記開閉制御装置について、前記制御手段は、前記パルス出力手段によるパルスが前記開閉体の動作停止を示唆し、且つ、前記静電センサが挟み込みを否定検出したとき、非帯電物の挟み込みが発生したと判定することとしてもよい。

この構成によれば、非帯電物の挟み込みの有無を検出することができる。
上記開閉制御装置について、前記開閉体は、窓枠内を摺動するとともに、前記窓枠内においてガラスラン内の摺動を経て前記閉じ切り位置に達する窓ガラスであり、前記制御手段は、前記パルス出力手段によるパルスが前記窓ガラスの動作減速を示唆し、且つ、前記挟み込み検出用センサが挟み込みを否定検出したとき、前記パルス出力手段によるパルスに基づく物理量が反転閾値以上となった場合に挟み込みを肯定検出する、パルスによる挟み込み判定を実施し、前記制御手段は、前記窓ガラスが前記ガラスラン内を摺動する場合を想定しつつ、前記パルス出力手段によるパルスに基づく物理量が下回る初回限定反転閾値を設定し、電源投入後の最初の閉動作時には、前記初回限定反転閾値を用いて前記パルスによる挟み込み判定を実施することとしてもよい。

この構成によれば、電源投入後の最初の閉動作時に、窓ガラスがガラスラン内を摺動する際、パルスによる挟み込み判定で挟み込みが肯定検出されるのを回避できる。
上記開閉制御装置について、前記開閉体は、窓枠内を摺動するとともに、前記窓枠内においてガラスラン内の摺動を経て前記閉じ切り位置に達する窓ガラスであり、前記制御手段は、前記パルス出力手段によるパルスが前記窓ガラスの動作減速を示唆し、且つ、前記静電センサが挟み込みを否定検出したとき、前記パルス出力手段によるパルスに基づく物理量が反転閾値以上となった場合に挟み込みを肯定検出する、パルスによる挟み込み判定を実施し、前記制御手段は、前記窓ガラスが前記ガラスラン内を摺動する場合を想定しつつ、前記パルス出力手段によるパルスに基づく物理量が下回る初回限定反転閾値を設定し、電源投入後の最初の閉動作時に、前記パルス出力手段によるパルスが前記開閉体の動作減速を示唆し、且つ、前記静電センサが前記閾値に達しないレベルで増加傾向を示す静電容量を検出したとき、前記初回限定反転閾値を用いて前記パルスによる挟み込み判定を実施することとしてもよい。

この構成によれば、電源投入後の最初の閉動作時に、窓ガラスがガラスラン内を摺動する際、パルスによる挟み込み判定で挟み込みが肯定検出されるのを回避できる。

本発明によれば、閉じ切り位置を検出する初期化作業の作業効率を向上することができる。

パワーウインドシステムの構成を示す模式図であって、ドアに窓ガラスを組み付け直後の状態を示す図。組み付け直後の上昇操作時判定を示す表。

以下、開閉制御装置の一実施の形態について説明する。
図１に示すように、開閉制御装置の一例であるパワーウインドシステム１は、車両のドア２の窓ガラス３を制御対象として、その窓ガラス３の開閉動作を制御する。窓ガラス３の開動作が当該窓ガラス３の下降動作によって規定されるとともに、窓ガラス３の閉動作が当該窓ガラス３の上昇動作によって規定されている。窓ガラス３は開閉体に相当する。窓ガラス３は、窓枠内を摺動するとともに、上昇動作時には、当該窓枠内の上端付近においてガラスラン内の摺動を経て閉じ切り位置（全閉位置）に達する。窓ガラス３の上端面には、挟み込み検出用センサの一例である静電センサ４が設けられている。静電センサ４は、蓄えられた電荷による静電容量が閾値以上となった場合に挟み込みを肯定検出する。その際、静電センサ４は、上記閾値の設定次第で、帯電物の接触の他、帯電物の接近を検出可能である。尚、静電センサ４は、静電容量が閾値未満の場合には挟み込みを否定検出することになる。

パワーウインドシステム１は、窓ガラス３の開閉動作の統括的な制御を司るＥＣＵ（electronic control unit ）５の他、窓ガラス３の開閉動作の契機となる操作入力に供される操作スイッチ（図示略）を備えている。上記操作スイッチは、座席近くに設けられ、この操作スイッチに対する操作入力が行われると、当該操作入力がＥＣＵ５にて認識される。その結果、ダウン操作（開操作の一例）に基づいて、窓ガラス３の下降動作が行われ、アップ操作（閉操作の一例）に基づいて、窓ガラス３の上昇動作が行われる。尚、ダウン操作には、マニュアルダウン操作とオートダウン操作とが含まれ、アップ操作には、マニュアルアップ操作とオートアップ操作とが含まれる。

ＥＣＵ５は、操作スイッチに対する操作入力を契機に、アクチュエータ６を通じて、窓ガラス３の開閉制御を行う。この際、ＥＣＵ５は、窓ガラス３の動作速度に応じたパルスを監視する。本例のアクチュエータ６は正逆回転が可能な直流モータを含み、この直流モータには、出力軸の回転に同期したパルスを出力するパルスセンサ７が内蔵されている。パルスセンサ７はパルス出力手段に相当する。ＥＣＵ５は、パルスセンサ７によるパルスと静電センサ４による静電容量との双方を監視しつつ、監視結果を窓ガラス３の開閉制御に反映させる。例えば、オートアップ操作を契機とする窓ガラス３の上昇動作時に挟み込みが発生したと判定したとき、窓ガラス３の動作を反転する。これにより、挟み込み対象物が窓ガラス３から解放されることになる。ＥＣＵ５は制御手段に相当する。

次に、パワーウインドシステム１の作用について説明する。
ドア２に窓ガラス３を組み付け直後の状態（図１参照）では、窓ガラス３の位置が不明である。この状態では、閉じ切り位置を未だ検出できていないため、感帯及び不感帯を設定できないことになる。

そこで、閉じ切り位置を検出する初期化作業が必須となるが、本例では、組み付け直後にオートアップ操作を行いつつ初期化作業を行う。この際、ＥＣＵ５は、パルスセンサ７によるパルスが示唆する動作速度と、静電センサ４による静電容量の検出レベルとの双方を監視しつつ、各種判定を行う（図２参照）。

図２に示すように、パルス速度が通常で、且つ、静電検出レベルに変化が無い或いは閾値に達しないレベルで増加が有ったとき、窓ガラス３の上昇動作が支障なく行われていることになるので、通常エリア上昇中と判定する。

一方、パルス速度が通常で、且つ、静電検出レベルが接触を示唆する閾値に達したとき、帯電物の挟み込みが発生したと判定し、窓ガラス３の動作を反転する。つまり、帯電物が静電センサ４に触れたとき、窓ガラス３の動作を反転する。このとき、窓ガラス３が全開位置に達するまで或いは所定時間に亘り窓ガラス３の下降動作を行う。尚、下降動作に伴いパルス速度が動作停止を示唆したとき、窓ガラス３が全開位置に達したと判定し、窓ガラス３の動作を停止する。

また、パルス速度が動作減速を示唆し、且つ、静電検出レベルに変化が無い或いは閾値に達しないレベルで増加が有ったとき、ガラスラン内での摺動による影響が考えられるため、パルスによる挟み込み判定を実施する。パルスによる挟み込み判定では、パルスセンサ７によるパルスに基づく物理量が反転閾値以上となった場合に挟み込みを肯定検出する。パルスによる挟み込み判定では、窓ガラス３がガラスラン内を摺動する場合を想定しつつ、パルスセンサ７によるパルスに基づく物理量が下回る初回限定反転閾値を設定する。初回限定反転閾値は、窓ガラス３がガラスランの外を摺動する場合を想定した反転閾値よりも大きな値である。初回限定反転閾値は、電源投入後の最初の上昇動作時に限り、当該上昇動作時に一律で用いる。

或いは、電源投入後の最初の上昇動作時に限り初回限定反転閾値を用いることは同じでも、当該上昇動作時に一律で初回限定反転閾値を用いる代わりに、当該上昇動作時において、パルス速度が動作減速を示唆し、且つ、静電検出レベルに閾値に達しないレベルで増加が有ったとき、初回限定反転閾値を用いることとしてもよい。これは電源投入後の最初の上昇動作時に窓ガラス３がガラスラン内を摺動していることの検出があった時に限り、初回限定反転閾値を用いることを意味する。

一方、パルス速度が動作減速を示唆し、且つ、静電検出レベルが接触を示唆する閾値に達したとき、ガラスラン内で帯電物の挟み込みが発生したと判定し、窓ガラス３の動作を反転する。このとき、窓ガラス３が全開位置に達するまで或いは所定時間に亘り窓ガラス３の下降動作を行う。

さらに、パルス速度が動作停止を示唆し、且つ、静電検出レベルに変化が無い或いは閾値に達しないレベルで増加が有ったとき、ガラスラン内で非帯電物の挟み込みが発生したと判定し、窓ガラス３の動作を反転する。このとき、窓ガラス３が全開位置に達するまで或いは所定時間に亘り窓ガラス３の下降動作を行う。

一方、パルス速度が動作停止を示唆した後、静電検出レベルが接触を示唆する閾値に達したとき、窓ガラス３が閉じ切り位置に達したと判定し、窓ガラス３の動作を停止する。これにて、閉じ切り位置を検出する初期化作業が完了することになる。初期化作業が完了することで、閉じ切り位置を基準にした窓ガラス３の位置を把握することができ、位置に関連するパラメータ（一例として感帯及び不感帯）を有効にすることができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）電源投入後の最初のオートアップ操作により、閉じ切り位置を検出する初期化作業が完了する（図２の右側下段を参照）。この際、作業者は、窓ガラス３が閉じ切り位置に達するまで操作入力を継続する必要がないので、作業時間が減り、負担が軽減される。したがって、閉じ切り位置を検出する初期化作業の作業効率を向上することができる。

（２）ＥＣＵ５は、パルスセンサ７によるパルスが窓ガラス３の動作停止を示唆するよりも前に、静電センサ４が挟み込みを肯定検出したとき、挟み込みが発生したと判定する（図２の左側下段及び中央下段を参照）。この構成によれば、窓ガラス３の動作停止が検出される前後で挟み込みと閉じ切り位置とを区別することができる。

（３）ＥＣＵ５は、パルスセンサ７によるパルスが窓ガラス３の動作減速を示唆し、且つ、静電センサ４が挟み込みを否定検出したとき、パルスによる挟み込み判定を実施する（図２の中央上段及び中央中段を参照）。この構成によれば、窓ガラス３が動作減速した場合、挟み込みが発生した可能性がある。この場合、静電センサ４による挟み込み判定に代えて、パルスによる挟み込み判定を実施することで、挟み込みの有無を検出することができる。

（４）ＥＣＵ５は、パルスセンサ７によるパルスが窓ガラス３の動作停止を示唆するよりも前に、静電センサ４が挟み込みを肯定検出したとき、帯電物の挟み込みが発生したと判定する（図２の左側下段及び中央下段を参照）。この構成によれば、帯電物の挟み込みの有無を検出することができる。

（５）ＥＣＵ５は、パルスセンサ７によるパルスが窓ガラス３の動作停止を示唆し、且つ、静電センサ４が挟み込みを否定検出したとき、非帯電物の挟み込みが発生したと判定する（図２の右側上段及び右側中段を参照）。この構成によれば、非帯電物の挟み込みの有無を検出することができる。

（６）ＥＣＵ５は、電源投入後の最初の上昇動作時には、初回限定反転閾値を用いてパルスによる挟み込み判定を実施する（図２の中央上段及び中央中段を参照）。この構成によれば、電源投入後の最初の上昇動作時に、窓ガラス３がガラスラン内を摺動する際、パルスによる挟み込み判定で挟み込みが肯定検出されるのを回避できる。つまり、窓ガラス３の誤反転をキャンセルできることになる。

（７）上記（６）に関連して、ＥＣＵ５は、電源投入後の最初の上昇動作時に、パルスセンサ７によるパルスが窓ガラス３の動作減速を示唆し、且つ、静電センサ４が閾値に達しないレベルで増加傾向を示す静電容量を検出したとき、初回限定反転閾値を用いてパルスによる挟み込み判定を実施してもよいこととした（図２の中央中段を参照）。この構成によれば、電源投入後の最初の上昇動作時に、窓ガラス３がガラスラン内を摺動する際、パルスによる挟み込み判定で挟み込みが肯定検出されるのを回避できる。また、窓ガラス３がガラスランの外を摺動する際、初回限定反転閾値よりも小さな反転閾値を用いることで、実際に挟み込みが発生したとき、それをより確実に検出することができる。

（８）電源投入直後から挟み込み防止機能を有効にしたままオートアップ操作を使用可能とすることができる。
尚、上記実施の形態は、次のように変更して具体化することも可能である。

・建物のシャッタ等のように、開動作が上昇動作によって規定されるとともに、閉動作が下降動作によって規定される開閉体を制御対象とする開閉制御装置に本発明を適用してもよい。

・車両のスライドドア或いは建物の自動ドア等のように、水平方向に動作する開閉体を制御対象とする開閉制御装置に本発明を適用してもよい。
・車両のサンルーフ等を制御対象とする開閉制御装置に本発明を適用してもよい。

・パルスによる挟み込み判定について、パルスセンサ７によるパルスに基づく物理量を次のように規定してもよい。ＥＣＵ５は、パルスセンサ７からパルスが入力される度に、最後に入力された最新のパルスの周期Ｔ（０）と、そのパルスよりも１個〜Ｎ−１個前にそれぞれ入力された過去のパルスの周期Ｔ（１）〜Ｔ（Ｎ−１）とを全て加えた後、その合計値をＮで除して、平均パルス周期Ｔ（ＡＶＥ）を算出する。そして、ＥＣＵ５は、上記最新のパルスの周期Ｔ（０）から上記平均パルス周期Ｔ（ＡＶＥ）を減じて、周期差分値ΔＴ（０）を算出する。この周期差分値ΔＴ（０）を上記物理量としてもよい。

１…パワーウインドシステム（開閉制御装置）、２…ドア、３…窓ガラス（開閉体）、４…静電センサ（挟み込み検出用センサ）、５…ＥＣＵ（制御手段）、６…アクチュエータ、７…パルスセンサ（パルス出力手段）。

Claims

開閉体の動作を制御する開閉制御装置において、
前記開閉体の閉動作時に挟み込み検出を行う挟み込み検出用センサと、
前記開閉体の動作速度に応じたパルスを出力するパルス出力手段と、
前記パルス出力手段によるパルスが前記開閉体の動作停止を示唆した後、前記挟み込み検出用センサが挟み込みを肯定検出したとき、前記開閉体が閉じ切り位置に達したと判定する制御手段とを備える
ことを特徴とする開閉制御装置。
前記制御手段は、前記パルス出力手段によるパルスが前記開閉体の動作停止を示唆するよりも前に、前記挟み込み検出用センサが挟み込みを肯定検出したとき、挟み込みが発生したと判定する
請求項１に記載の開閉制御装置。
前記制御手段は、前記パルス出力手段によるパルスが前記開閉体の動作減速を示唆し、且つ、前記挟み込み検出用センサが挟み込みを否定検出したとき、前記パルス出力手段によるパルスに基づく物理量が反転閾値以上となった場合に挟み込みを肯定検出する、パルスによる挟み込み判定を実施する
請求項１又は２に記載の開閉制御装置。
前記挟み込み検出用センサは、蓄えられた電荷による静電容量が閾値以上となった場合に挟み込みを肯定検出する静電センサであり、
前記制御手段は、前記パルス出力手段によるパルスが前記開閉体の動作停止を示唆するよりも前に、前記静電センサが挟み込みを肯定検出したとき、帯電物の挟み込みが発生したと判定する
請求項１〜３のいずれか一項に記載の開閉制御装置。
前記制御手段は、前記パルス出力手段によるパルスが前記開閉体の動作停止を示唆し、且つ、前記静電センサが挟み込みを否定検出したとき、非帯電物の挟み込みが発生したと判定する
請求項４に記載の開閉制御装置。
前記開閉体は、窓枠内を摺動するとともに、前記窓枠内においてガラスラン内の摺動を経て前記閉じ切り位置に達する窓ガラスであり、
前記制御手段は、前記パルス出力手段によるパルスが前記窓ガラスの動作減速を示唆し、且つ、前記挟み込み検出用センサが挟み込みを否定検出したとき、前記パルス出力手段によるパルスに基づく物理量が反転閾値以上となった場合に挟み込みを肯定検出する、パルスによる挟み込み判定を実施し、
前記制御手段は、前記窓ガラスが前記ガラスラン内を摺動する場合を想定しつつ、前記パルス出力手段によるパルスに基づく物理量が下回る初回限定反転閾値を設定し、電源投入後の最初の閉動作時には、前記初回限定反転閾値を用いて前記パルスによる挟み込み判定を実施する
請求項１〜５のいずれか一項に記載の開閉制御装置。
前記開閉体は、窓枠内を摺動するとともに、前記窓枠内においてガラスラン内の摺動を経て前記閉じ切り位置に達する窓ガラスであり、
前記制御手段は、前記パルス出力手段によるパルスが前記窓ガラスの動作減速を示唆し、且つ、前記静電センサが挟み込みを否定検出したとき、前記パルス出力手段によるパルスに基づく物理量が反転閾値以上となった場合に挟み込みを肯定検出する、パルスによる挟み込み判定を実施し、
前記制御手段は、前記窓ガラスが前記ガラスラン内を摺動する場合を想定しつつ、前記パルス出力手段によるパルスに基づく物理量が下回る初回限定反転閾値を設定し、電源投入後の最初の閉動作時に、前記パルス出力手段によるパルスが前記開閉体の動作減速を示唆し、且つ、前記静電センサが前記閾値に達しないレベルで増加傾向を示す静電容量を検出したとき、前記初回限定反転閾値を用いて前記パルスによる挟み込み判定を実施する
請求項４又は５に記載の開閉制御装置。