JPH07109866A - 窓・扉開閉制御装置 - Google Patents
窓・扉開閉制御装置Info
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- JPH07109866A JPH07109866A JP5255404A JP25540493A JPH07109866A JP H07109866 A JPH07109866 A JP H07109866A JP 5255404 A JP5255404 A JP 5255404A JP 25540493 A JP25540493 A JP 25540493A JP H07109866 A JPH07109866 A JP H07109866A
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Abstract
まりを速度検出手段を用いることなく、高精度かつ高信
頼性で検出することができるようにする。 【構成】 窓又は扉の開閉動作範囲における電流指令値
irefとモータ電流iとの電流偏差eを記憶すると共
に、電流指令値irefとモータ電流iとの電流偏差eと
挟まり判定用の閾値とを比較し、電流偏差eが当該閾値
を超えるときに異物の挟まりを判定する。この場合、異
物を挟み込んだときの電流指令値に対する電流の応答を
向上させるために、極く短時間に電流偏差eを大きくす
る。挟まり判定用の閾値は窓又は扉を開閉動作させる毎
に更新する。
Description
ウやサンルーフ、自動ドア等に用いて好適な窓・扉開閉
制御装置に関する。
サンルーフ、自動ドア等の窓・扉開閉制御装置には異物
の挟み込みを検出して自動的に停止する機能が設けられ
ている。従来の開閉制御装置における挟み込み検出はモ
ータ速度の低下やモータ電流の増加を検出することによ
って行なっている。
うな従来の窓・扉開閉制御装置にあっては、次のような
問題点があった。すなわち、 モータ速度を検出するための速度検出手段が必要であ
るので、装置が複雑化すると共に高価格になる。 モータのオン/オフをリレーで行なっているので、機
械的な摩擦、電源の変動、または、モータ特性の変化等
により電流が変動し易く、このため、誤動作が生じた
り、挟まり力が大きくなったりして、異物の挟まりを精
度良く検出することができない。なお、機械的な摩擦は
経年変化により大きくなり、また、モータ特性はモータ
の稼働率や外部温度により大きく変化する。また、リレ
ーでオン/オフしていることから、異物が挟まったとき
にモータ電流が急激に増加し、挟まり力が大きくなる。
このため、挟まれたときに痛みを感ずる。
となく、高精度、かつ高信頼性で異物の挟まりを検出す
ることができ、さらに挟まったときの挟まり力が小さい
窓・扉開閉制御装置を提供することを目的としている。
に請求項1記載の発明による窓・扉開閉制御装置は、窓
又は扉の開閉駆動を行なうモータと、目標電流である電
流指令値とモータ電流との電流偏差が小さくなるように
制御する電流制御部とを備えた窓・扉開閉制御装置にお
いて、前記電流偏差と所定の閾値とを比較することによ
り異物の挟まりを判定する異物挟まり判定部を設けたこ
とを特徴とする。
閉制御装置は、請求項1記載の発明による窓・扉開閉制
御装置において、前記窓又は扉の開閉動作範囲における
前記電流偏差の軌跡を記憶する電流偏差軌跡記憶部と、
前記電流偏差軌跡記憶部に記憶された電流偏差軌跡に基
づいて前記異物挟まり判定部の閾値を変更する異物挟ま
り判定閾値変更部とを設けたことを特徴とする。
閉制御装置は、請求項1又は請求項2いずれかの項記載
の窓・扉開閉制御装置において、前記モータ電流が前記
電流指令値に等しくなるように前記電流制御部を制御す
ると同時に、異物挟まり力や摩擦力による前記電流偏差
を大きくする利得制御部を設けたことを特徴とする。
閉制御装置は、請求項1、請求項2又は請求項3いずれ
かの項記載の窓・扉開閉制御装置において、前記電流偏
差が増加するにしたがい前記電流指令値を下げる制御を
行なう電流指令値制御部を設けたことを特徴とする。
閉制御装置は、請求項1、請求項2又は請求項3いずれ
かの項記載の窓・扉開閉制御装置において、前記電流偏
差軌跡記憶部に記憶された電流偏差軌跡を基準として前
記電流偏差が異物挟まり判定の閾値を超えて大きくなる
と前記電流指令値を下げる制御を行なう第2の電流指令
値制御部を設けたことを特徴とする。
閉制御装置は、請求項1、請求項2、請求項3又は請求
項5いずれかの項記載の窓・扉開閉制御装置において、
前記電流指令値に基づいて前記電流偏差を大きくする第
2の利得制御部と、前記電流偏差軌跡記憶部に記憶され
た電流偏差軌跡を基準として前記電流偏差が異物挟まり
判定の閾値を超えて大きくなると前記電流偏差を上げる
ように前記第2の利得制御部の利得を変更する利得変更
部とを設けたことを特徴とする。
流指令値と、モータ電流との差である電流偏差値により
異物の挟まりを検出する。したがって、モータ速度を検
出するためのセンサを用いることなく、異物の挟まりを
検出することができる。請求項2記載の発明では、窓又
は扉の開閉動作範囲における電流偏差軌跡を記憶し、そ
の軌跡に応じて挟まり検出のための閾値を変更する。し
たがって、経年変化等による摩擦力の変化に対応するこ
とができ、異物検出の精度および信頼性が向上する。
る電流指令値にモータ電流が等しくなるように制御する
と共に、異物が挟まったときや摩擦が大きくなったとき
には電流偏差を大きくするように制御する。したがっ
て、制御性と異物検出能力が同時に向上する。請求項4
記載の発明では、電流偏差が増加するにしたがって電流
指令値を下げるように制御する。したがって、挟まった
ときの挟まり力が小さくなる。
挟まり判定の閾値を超えて大きくなると、電流指令値を
下げるように制御する。したがって、挟まったときの挟
まり力が小さくなる。請求項6記載の発明では、電流偏
差が異物挟まり判定の閾値を超えて大きくなると、電流
偏差感度を上げるように制御する。したがって、挟まっ
たときの挟まり力が小さくなる。
施例1をパワーウィンドウ装置に適用した全体構成図で
ある。この図において、1はモータ(DCモータ)、2
は減速機であり、モータ1の速度を低速にする。減速機
2には支持アーム3が接続されており、この支持アーム
3を介してウィンドウ4の昇降が行われる。モータ1、
減速機2及び支持アーム3はドア5に内蔵されている。
6は窓・扉開閉制御装置であり、ウィンドウ昇降操作ス
イッチ7の操作にしたがってモータ1を駆動する。この
窓・扉開閉制御装置6にはバッテリより電源が供給され
る。
ブロック図である。この図において、10はマイクロコ
ンピュータであり、ウィンドウ昇降操作スイッチ7の操
作にしたがって4個のスイッチング素子SW1〜SW4
をパルス幅変調方式(PWM方式)で制御し、モータ1
を駆動する。スイッチング素子SW1〜SW4はHブリ
ッジ型に接続され、4個のダイオードD1〜D4ととも
にHブリッジ回路12を構成し、モータ1の電流をスイ
ッチング制御する。
には図3に示すように、スイッチング素子SW1、SW
4がPWM駆動される。この際、PWMオンのときは、
バッテリ16→スイッチング素子SW1→モータ1→ス
イッチング素子SW4→シャント抵抗Rs→GNDの経
路で電流が流れる。一方、PWMオフのときは、モータ
1→ダイオードD3→バッテリ16→GND→シャント
抵抗Rs→ダイオードD2→モータ1の経路で電流が流
れる。
行う指令プログラムが書き込まれた読出し専用メモリ
(例えばROM)と、その動作において使用される読み
出し/書き込みメモリ(例えばRAM)と、アナログ信
号をデジタル信号に変換するA/D変換器等が内蔵され
ている。13はモータ電流検出回路であり、シャント抵
抗RSの両端電圧からモータ電流を検出する。この検出
結果はマイクロコンピュータ10に入力される。マイク
ロコンピュータ10はモータ電流検出回路13の検出結
果に基づいて過電流を検出すると、モータ1の駆動を停
止する。すなわち、Hブリッジ回路12のPWM駆動を
停止する。
を示すブロック図である。この図において、20は目標
電流である電流指令値を出力する電流指令値出力部、2
1は電流偏差検出部であり、モータ電流iと、目標電流
である電流指令値irefとの偏差(電流偏差)eを出力
する。22は異物挟まり判定部であり、電流偏差eと所
定の閾値とを比較し、その結果から異物の挟まりを判定
する。この場合、電流偏差eが閾値を超えた時に異物の
挟まりと判定する。異物挟まり判定部22の閾値は外部
より制御が可能になっている。異物挟まり判定部22に
より異物の挟まりが判定されると、モータ1の停止また
は逆転を行なう処理が行なわれる。23は窓又は扉の開
閉動作範囲における電流偏差eの軌跡を記憶する電流偏
差軌跡記憶部(RAM)である。
する異物挟まり判定閾値変更部であり、電流偏差軌跡記
憶部23に記憶された電流偏差軌跡に基づいて閾値を変
更する。ここで、図5は窓を閉じた状態から全開した状
態における電流偏差eと閾値の変化を示す図であり、こ
の図に示すように閾値は電流偏差eに対応して変化して
いる。
指令値irefに等しくなるように制御(電流制御)する
一方、異物挟まり力や摩擦力が生じたときに電流偏差e
を大きくする利得制御部である。すなわち、この利得制
御部25は、電流制御の他に異物が挟まったときに生ず
る電流偏差eを検出し易くする制御を行なう。ここで、
図6(a)は電流制御のみのときの異物挟まりにおける
電流偏差eを示す波形図であり、図6(b)は電流制御
の他に電流偏差を検出し易くした場合の電流偏差eを示
す波形図である。
偏差eが急激に大きくなるので、異物の挟まりが検出し
易い。このように、通常は電流偏差eを小さくして目標
電流に一致するように制御し、異物が挟まった時は電流
偏差eを一瞬だけ大きくする。なお、電流偏差eを一瞬
だけ大きくするのは、電流偏差eがいつまでも大きい
と、次の動作に移ろうとして電流指令を与えても、すぐ
にその指令値にモータ電流iが一致せず、応答が遅くな
るからである。
モータ駆動部である。モータ1は鎖線で示すモデルで表
わされる。電気方程式V、トルクTおよび運動方程式T
−Fは以下のようになる。 V=Ri+L(di/dt)+Keω T=KTi T−F=J(dω/dt)+Dω ここで、ω:モータ回転速度 R:モータコイル抵抗 L:モータコイルのインダクタンス KT:モータのトルク定数 Ke:モータの誘起電圧定数 J:モータのイナーシャ D:モータの粘性抵抗 また、Fは窓4に物が挟まったときに窓に加わる反力で
あり、言換えれば、窓4を閉める方向に回そうとするモ
ータ1のトルクTにぎゃくに加わるトルクである。この
トルクはモータ駆動機構を通してモータ1に加わる。
おいて、ウィンドウ昇降操作スイッチ7を操作して窓4
の上昇を開始すると、逐次電流偏差eが異物挟まり判定
部22に供給されると共に、電流偏差軌跡記憶部23に
供給される。異物挟まり判定部22は供給された電流偏
差eを所定の閾値と比較し、この閾値を超えるか否かの
判定を行なう。ここで、何等かの原因で異物が挟まる
と、電流偏差eが増加する。電流偏差eが増加すると、
利得制御部25によって図6(b)に示すように、電流
偏差eは大きく、収束時間Tは小さくなるように制御さ
れる。また、図7は各値の時間変化を示す波形図であ
り、この図に示すように0.12秒手前で異物が挟ま
り、電流偏差eが負に急激に大きくなっているのが分
る。なお、この図においてθは窓4の開閉の度合いであ
る。
急激に大きくなり、異物挟まり判定部22の閾値を超え
る。これにより、異物挟まり判定部22から異物検知信
号が出力される。一方、電流偏差eが電流偏差軌跡記憶
部23に供給されると共に、その電流偏差eが異物挟ま
り判定閾値変更部24に供給される。異物挟まり判定閾
値変更部24は現在の電流偏差eを入力しつつ、前回の
データと比較する。そして、前回のデータと所定の範囲
を超えて異なっていると判断すると、異物挟まり判定部
22の閾値を変更する。これにより、機械的摩擦の経年
変化による閾値の修正が行なわれる。
装置の実施例2の電流制御系を示すブロック図である。
なお、この図において、前述した図4と共通する部分に
は同一の符号を付してその説明を省略する。この実施例
2は、電流偏差eが増加するにしたがって電流指令値i
refを下げるように制御するものである。すなわち、出
力する電流指令値irefを可変可能な電流指令値出力部
29と、電流偏差eを入力し、これの増加にしたがって
電流指令値irefを下げるように電流指令値出力部29
を制御する電流指令値制御部30とを有している。電流
偏差eが増加するにしたがって電流指令値irefを下げ
るように制御することで、挟まったときの挟まり力を小
さくすることができる。
装置の実施例3の電流制御系を示すブロック図である。
なお、この図において、前述した図4または図8と共通
する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
この実施例3は、電流偏差eが異物挟まり判定の閾値を
超えて大きくなると電流指令値電流指令値irefを下げ
るように制御する一方、電流偏差感度を上げるように制
御するものである。すなわち、電流偏差eを入力すると
共に、電流偏差軌跡記憶部23に記憶されたデータを基
準として電流偏差eが異物挟まり判定の閾値を超えて大
きくなると、電流指令値irefを下げるように電流指令
値出力部29を制御する第2の電流指令値制御部31
と、電流指令値irefに基づいて電流偏差eを大きくす
る第2の利得制御部32と、電流偏差軌跡記憶部23に
記憶されたデータを基準として電流偏差eが異物挟まり
判定の閾値を超えて大きくなると電流偏差eを上げるよ
うに第2の利得制御部32の利得を変更する利得変更部
33とを有している。
irefとの関係を示す波形図であり、この図に示すよう
に、電流偏差eが異物挟まり判定の閾値を超えて大きく
なった時点で、電流指令値irefが下がっているのが分
る。このように、電流偏差eが異物挟まり判定の閾値を
超えて大きくなると電流指令値電流指令値irefを下げ
るように制御する一方、電流偏差感度を上げるように制
御するすることで、上記実施例2と同様に挟まったとき
の挟まり力を小さくすることができる。なお、上記実施
例3では、電流指令値出力部29と第2の電流指令値制
御部31との組わ合せのものと、第2の利得制御部32
と利得変更部33との組み合せのものとを一緒に設けた
が、それぞれ別個に設けても良い。
値である電流指令値とモータ電流との差である電流偏差
により異物の挟まりを検出するようにしたので、モータ
速度を検出するためのセンサを用いることなく、異物の
挟まりを検出することができる。請求項2記載の発明に
よれば、窓又は扉の開閉動作範囲における電流偏差軌跡
を記憶し、その軌跡に応じて異物挟まり判定のための閾
値を変更するようにしたので、経年変化等による摩擦力
の変化に対応することができ、異物検出の精度および信
頼性を向上させることができる。
である電流指令値に、モータ電流が等しくなるように制
御すると共に、異物が挟まったときには電流偏差を大き
くするように制御するようにしたので、制御性と異物検
出能力を同時に向上させることができる。請求項4記載
の発明によれば、電流偏差が増加するにしたがって電流
指令値を下げるようにしたので、挟まったときの挟まり
力が小さくなる。
異物挟まり判定の閾値を超えて大きくなると、電流指令
値を下げるようにしたので、挟まったときの挟まり力を
小さくすることができる。
異物挟まり判定の閾値を超えて大きくなると、電流偏差
感度を上げるようにしたので、挟まったときの挟まり力
を小さくすることができる。
適用したパワーウィンドウ装置の全体構成図である。
ブロック図である。
するための図である。
のブロック図である。
流偏差と異物挟まり判定閾値の変化を示す波形図であ
る。
挟まり時の電流偏差の変化の特徴を説明するための波形
図である。
挟まり時の各値の変化を示す波形図である。
電流制御系のブロック図である。
電流制御系のブロック図である。
流偏差と電流指令値との関係を示す波形図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 窓又は扉の開閉駆動を行なうモータと、 目標電流である電流指令値とモータ電流との電流偏差が
小さくなるように制御する電流制御部と、を備えた窓・
扉開閉制御装置において、 前記電流偏差と所定の閾値とを比較することにより異物
の挟まりを判定する異物挟まり判定部を設けたことを特
徴とする窓・扉開閉制御装置。 - 【請求項2】 前記窓又は扉の開閉動作範囲における前
記電流偏差の軌跡を記憶する電流偏差軌跡記憶部と、 前記電流偏差軌跡記憶部に記憶された電流偏差軌跡に基
づいて前記異物挟まり判定部の閾値を変更する異物挟ま
り判定閾値変更部と、を設けたことを特徴とする請求項
1記載の窓・扉開閉制御装置。 - 【請求項3】 前記モータ電流が前記電流指令値に等し
くなるように前記電流制御部を制御すると同時に、異物
挟まり力や摩擦力による前記電流偏差を大きくする利得
制御部を設けたことを特徴とする請求項1又は請求項2
いずれかの項記載の窓・扉開閉制御装置。 - 【請求項4】 前記電流偏差が増加するにしたがい前記
電流指令値を下げる制御を行なう電流指令値制御部を設
けたことを特徴とする請求項1、請求項2又は請求項3
いずれかの項記載の窓・扉開閉制御装置。 - 【請求項5】 前記電流偏差軌跡記憶部に記憶された電
流偏差軌跡を基準として前記電流偏差が異物挟まり判定
の閾値を超えて大きくなると前記電流指令値を下げる制
御を行なう第2の電流指令値制御部を設けたことを特徴
とする請求項1、請求項2又は請求項3いずれかの項記
載の窓・扉開閉制御装置。 - 【請求項6】 前記電流指令値に基づいて前記電流偏差
を大きくする第2の利得制御部と、 前記電流偏差軌跡記憶部に記憶された電流偏差軌跡を基
準として前記電流偏差が異物挟まり判定の閾値を超えて
大きくなると前記電流偏差を上げるように前記第2の利
得制御部の利得を変更する利得変更部と、を設けたこと
を特徴とする請求項1、請求項2、請求項3又は請求項
5いずれかの項記載の窓・扉開閉制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5255404A JP2782313B2 (ja) | 1993-10-13 | 1993-10-13 | 窓・扉開閉制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5255404A JP2782313B2 (ja) | 1993-10-13 | 1993-10-13 | 窓・扉開閉制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07109866A true JPH07109866A (ja) | 1995-04-25 |
JP2782313B2 JP2782313B2 (ja) | 1998-07-30 |
Family
ID=17278300
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5255404A Expired - Fee Related JP2782313B2 (ja) | 1993-10-13 | 1993-10-13 | 窓・扉開閉制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2782313B2 (ja) |
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- 1993-10-13 JP JP5255404A patent/JP2782313B2/ja not_active Expired - Fee Related
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