JPH07145685A - パワーウインド制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】窓の運動エネルギーを小さくするように窓の開
閉速度を制限し、かつ挟み込みによる急激な電流増加に
制限をかけ、挟み込み後の閉鎖力を減少することができ
るパワーウインド制御装置を提供すること。 【構成】速度検出部１４にて、パルス信号２８のパルス
周期に基づき窓の上昇速度を算出し、上昇速度が目標速
度よりも遅い（速い）と判定したら、モータ３に供給す
る電流制限値ＩT を所定値ΔＩ1 だけ増加（減少）す
る。一旦、挟み込むと、上昇速度が急激に落ち込むた
め、目標速度になるように電流制限値ＩT を所定値ΔＩ
1 増加していっても、連続的に上昇速度は低下する。そ
して、所定回数Ｎ連続して電流制限値ＩT を所定値ΔＩ
1 ずつ増加したときに、Ｎ回連続して上昇速度が所定率
以下で減少しているときには、挟み込みと判定し、電流
制限値ＩT を固定または減少する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パワーウインド制御装
置に関し、詳しくは、窓閉時における挟み込み防止機能
を備えた装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、挟み込み防止機能を備えたパワー
ウインド制御装置では、例えば特開昭６３−１６５６８
２号公報に開示されるように、窓を開閉するモータの回
転速度変動率が設定値を越えたことで挟み込みを判定
し、挟み込みと判定するとモータを逆転している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、窓の開
閉速度（モータの回転速度）は、モータに供給される電
源電圧に依存している。従って、上記公報の装置におい
ては、例えば、電源電圧が高い場合には、窓の開閉は高
速になって窓の持つ運動エネルギーが増加し、挟み込み
時に挟み込み物に対する衝撃が増加するという問題があ
る。また、挟み込んだ後も、モータが正転→逆転する間
にモータに供給される電流は急激に増加し、挟み込み物
に対する閉鎖力が大きくなってしまうという問題があ
る。

【０００４】そこで本発明は上記問題に鑑みてなされた
ものであって、窓閉時の窓の運動エネルギーを小さく
し、かつ挟み込みによる急激な電流増加に制限をかけ、
挟み込み後の閉鎖力を減少することができるパワーウイ
ンド制御装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明は、窓を開閉する駆動手段と、
窓の実際閉速度を検出する速度検出手段と、前記駆動手
段に、窓の目標閉速度に対応した目標電流を出力する電
流出力手段と、前記目標閉速度と前記実際閉速度とを比
較して、窓閉時における前記駆動手段への目標電流を所
定範囲に制限する第１の制限手段と、窓が挟み込みをす
ると、挟み込みに伴って増加する前記駆動手段への目標
電流を所定値以下に制限する第２の制限手段と、を備え
ることを特徴とするパワーウインド制御装置をその要旨
とする。

【０００６】請求項２に係る発明は、窓を開閉する駆動
手段と、窓閉時における窓位置に対応した目標電流を推
定し、前記駆動手段に出力する電流出力手段と、前記目
標電流に所定の窓閉鎖力に相当する電流値を加算して、
前記目標電流の最大制限値を算出する算出手段と、前記
目標電流が前記最大制限値まで増加すると、前記駆動手
段への目標電流を最大制限値以下に制限する制限手段
と、を備えることを特徴とするパワーウインド制御装置
をその要旨とする。

【０００７】

【作用および発明の効果】上記構成により請求項１に係
る発明では、第１の制限手段が、目標閉速度と実際閉速
度とを比較して、窓閉時における駆動手段への目標電流
を所定範囲に制限しているので、窓閉時の窓の運動エネ
ルギーを抑え、挟み込み時の衝撃を緩和することができ
る。また、窓が挟み込みをすると、第２の制限手段が、
挟み込みに伴って増加する駆動手段への目標電流を所定
値以下に制限するので、挟み込みによる急激な電流増加
に制限をかけ、挟み込み後の閉鎖力を減少することがで
きる。これを図１を用いて説明すれば、目標電流（電流
制限値Ｉ）を所定範囲（ΔＩ1 ）に制限する。そして、
窓が挟み込みをする（挟み込みポイント）と、目標電流
（電流制限値Ｉ）を所定値（ＮT ΔＩ1 ）以下に制限す
る。

【０００８】また、請求項２に係る発明では、窓が挟み
込みをすると、電流出力手段が駆動手段に出力する目標
電流値は、窓閉時における窓位置に対応した値であるた
め、極端に増加した電流値とはならず、窓閉時の窓の運
動エネルギーを抑え、挟み込み時の衝撃を緩和すること
ができる。また、窓が挟み込みをすると、制限手段が、
挟み込みに伴って増加する駆動手段への目標電流を最大
制限値以下に制限する。この最大制限とは目標電流に所
定の窓閉鎖力に相当する電流値を加算した値なので、挟
み込みによる急激な電流増加に制限をかけ、挟み込み後
の閉鎖力を減少することができる。これを図９を用いて
説明すれば、目標電流（電流制限値Ｉ）を窓下降時にお
ける下降電流Ｉdownに上昇と下降の差分電流ΔＩUPを加
算した値に設定し、この目標電流（電流制限値Ｉ）を最
大制限値ＩLM以下に制限する。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。図１に、実施例の全体構成を示す。本実施例
の車両用パワーウインド制御装置は、窓上昇時に窓が開
き、窓下降時に窓が閉じるものであり、図１において、
窓上昇スイッチ（以下、UPSWと言う）１ａ、窓下降スイ
ッチ（以下、DOWNSWと言う）１ｂは、その操作に対応し
て制御装置２に上昇信号２９、および下降信号３０を出
力する。モータ３は、リレー４によってその回転方向が
切替えられて正逆回転し、窓を開閉するとともに、回転
に対応したパルスを発生する。回転パルス検出器９は、
例えばホール素子にて構成されており、モータ３の回転
パルスを検出し、制御装置２の速度検出部１４及びカウ
ンタ１３にパルス信号２８を出力する。

【００１０】スイッチング素子５はゲート１０からの信
号３２に基づいて、バッテリＢからリレー４への電流を
供給、あるいは遮断する。電流検出器６は、バッテリＢ
からリレー４への電流供給状態を検出し、その検出信号
２５を制御装置２のＡ／Ｄ変換部１２、及び後述する比
較器７に出力する。制御装置２はマイクロコンピュータ
にて構成されており、内部にＤ／Ａ変換部１１、Ａ／Ｄ
変換部１２、カウンタ１３、及び速度検出部１４を備え
ている。Ａ／Ｄ変換部１２は、電流検出器６からの検出
信号２５を入力して、アナログ信号からデジタル信号に
変換する。カウンタ１３及び速度検出部１４は、回転パ
ルス検出器９からのパルス信号２８に基づき、窓の開閉
方向、位置、及び開閉速度を算出する。なおカウンタ１
３は、初期化時、窓の下端または上端でリセットされる
（下端リセットの場合は、上昇方向がカウンタインクリ
メント、下降方向がカウンタデクリメントであり、下端
リセットの場合はその逆になる）。さらに制御装置２
は、前述の信号に加えて、上昇信号２９、及び下降信号
３０を入力し、全ての入力信号に基づいて予めプログラ
ミングされている処理を実行する。そして、実行結果に
基づいて、モータ３の目標回転速度に対応した電流制限
値ＩT をＤ／Ａ変換部１１にてアナログ変換し、その変
換した信号２４を比較器７に出力する。さらに、リレー
４、ＡＮＤゲート８、ＯＲゲート９に信号２１，２３，
２６，２７を出力する。

【００１１】リレー４は制御装置２からの信号２６，２
７を入力し、窓の上昇，下降を切り換えるべく、モータ
３の回転方向を切り換える。比較器７は、電流検出器６
からの検出信号２５、及び制御装置２からの信号２４を
比較し、両信号のレベルを比較してＡＮＤゲート８に信
号２２を出力する。なお、信号２４が検出信号２５より
もレベルが高い時、信号２２はＨとなる。ＡＮＤゲート
８は、制御装置２からの信号２１、及び比較器７からの
信号２２を入力し、両信号のアンドを取ってＯＲゲート
１０に信号３１を出力する。ＯＲゲート１０は、制御装
置２からの信号２３、及びＡＮＤゲート８からの信号３
１を入力し、両信号のオアを取ってスイッチング素子５
に信号３２を出力する。

【００１２】なお、大電流をスイッチングするスイッチ
ング素子５は、ＡＮＤゲート８、ＯＲゲート１０、電流
検出器６、比較器７に比べ動作が遅いため、信号２２，
３１，３２は、ＨあるいはＬ信号であるが、駆動電流は
比較的安定している。次に、上記構成の作動の概要を説
明する。窓閉状態からDOWNSW１ｂが押下されると下降信
号３０が変化し、制御装置２は、窓下降となるようにリ
レー４と比較器７に信号２４，２６，２７を出力すると
ともに、信号２１と信号２３をＨとする。この時、モー
タ３には電流が流れていないので、信号２４のレベルは
検出信号２５よりも高く、よって信号２２はＨとなる。
さらに、ＡＮＤゲート８からの信号３１もＨとなり、続
くＯＲゲート１０からの信号３２もＨとなる。スイッチ
ング素子５は信号３２がＨのときオンし、モータ３に
は、スイッチング素子５とリレー４を介して電流が流
れ、窓下降方向に回転する。このときの窓位置は、制御
装置２に入力するパルス信号２８から相対的に求める。
一方、UPSW１ａが押下されると上昇信号２９が変化し、
制御装置２はそれに基づき、窓上昇となるようにリレー
４に信号２６，２７を出力するとともに、信号２１を
Ｈ、信号２３をＬとする。すると、モータ３が窓上昇側
に回転する。

【００１３】次に、制御装置２による本実施例の窓上昇
時の挟み込み制御を、図２のタイムチャート及び図６〜
８のフローチャートを用いて説明する。ただし、本実施
例の制御では、図６，７においては、Ｓ１００，１４０
〜１６０，１８０〜１９０，２２０〜２４０のみを行な
う。まず、DOWNSW１ｂが押下されると、信号２６，２７
にてリレー４を上昇側に切換えるとともに、信号２１を
Ｈ、信号２３をＬとする（Ｓ１００）。次に、初期電流
Ｉi を電流制限値ＩT に設定する（Ｓ１４０）。この初
期電流Ｉi は、モータ３が回転し始める時の電流値であ
って、前回の窓開閉の動作において、モータ停止直前に
モニタして制御装置２内にバックアップしておく。そし
て、回転パルス信号２８に基づいてパルス入力回転開始
か否かを判定する（Ｓ１５０）。ここで、肯定判定する
と、例えば、窓が凍りついていて上昇しない等と考えら
れるため、電流値制限ＩT に所定値ΔＩ1 を加算した値
を新たな電流値制限ＩT とする。その後、Ｓ１５０に戻
る。

【００１４】一方、Ｓ１５０にて肯定判定すると、カウ
ンタ１３のカウント値Ｎを０に設定し（Ｓ１８０）、パ
ルス信号２８のパルス周期に基づき、速度検出部１４に
て算出した窓の上昇速度を目標速度と比較して上昇速度
が目標速度以下か否かを判定する（Ｓ１９０）。上昇速
度が目標速度よりも遅いと判定したら、モータ３に供給
する電流制限値ＩT を所定値ΔＩ1 だけ増加する（Ｓ２
２０）。ここで、窓が一旦挟み込みをすると、上昇速度
が急激に落ち込むため、目標速度になるように電流制限
値ＩT を所定値ΔＩ1 ずつ増加していっても、連続的に
上昇速度は低下する。そこで、判定タイミング毎にカウ
ンタ１３にてカウンタ値Ｎをインクリメントして行き
（Ｓ２３０）、カウント値Ｎを所定回数ＮT （図２
（ｂ）では３回）と比較する（Ｓ２４０）。カウント値
Ｎが所定回数ＮT に達していなときには、Ｓ１９０に戻
る。

【００１５】カウンタ値Ｎが所定回数ＮT となったと
き、すなわち、ＮT 回連続して電流制限値ＩT を所定値
ΔＩ1 ずつ増加したときに、ＮT 回連続して上昇速度が
所定率以下で減少しているときには、挟み込みと判定す
る。次に、パルス信号２８に基づいて、窓が物を挟み込
むことができない程の位置まで上昇し、全閉直前である
か否かを判定する（Ｓ２５０）。否定判定すると、モー
タ３を逆転して挟み込み物への圧迫を解除すべく、信号
２１をＬとするとともに、信号２６，２７にてリレー４
を下降側に切り換える（Ｓ２８０）。その後、信号２３
をＨとして窓を下降する（Ｓ２９０）。窓が下降し、窓
が所定位置まで到達したら（Ｓ３００）、信号２１，２
３を共にＬとしてモータ３への供給電流をカットし（Ｓ
３３０）、信号２６，２７にてリレー４を切る（Ｓ３４
０）。一方、Ｓ１９０にて上昇速度が目標速度よりも遅
いと判定したら、カウント値Ｎをクリアし（Ｓ３３
０）、モータ３に供給する電流制限値ＩT を所定値ΔＩ
1 だけ減少する（Ｓ２７０）。その後、Ｓ１８０に戻
る。

【００１６】Ｓ２５０にて肯定判定すると、速度制御お
よび挟み込み検出処理を解除して充分な閉鎖力をもって
窓を全閉する必要がある。そこで、信号２３をＨにし、
スイッチング素子５を強制的にオンにする。これによ
り、窓全閉時の閉鎖力が従来の装置と同様になり、雨漏
りが発生することもない。その後、パルス信号２８が入
力されないか、検出信号２５をＡ／Ｄ変換部１２にて変
換した値Ｉ_A/D がロック電流ＩL であるかを判定する
（Ｓ３２０）。肯定判定すると、窓が上端まで到達した
と判定し、Ｓ３３０に進んで電流をカットする。

【００１７】なお、Ｓ２４０の挟み込み判定後は、電流
制限値ＩT を固定または減少する（図２（ｂ）では０ア
ンペア）ようにしてもよい。従来の装置では、モータ３
に供給する電流に制限を加えていないので、図２（ｂ）
の破線で示すように、挟み込みにより電流が急激に増加
してしまう。従って、従来の装置では、極めて高速に挟
み込みを判定する必要があり、また、判定が遅れると、
電流がロック電流値（モータ３が最もトルクを出力する
値）まで到達し、よって閉鎖力が増加し、挟み込み物に
対する圧迫が大きくなってしまうという問題があった。

【００１８】これに対し、本実施例では、図２（ｂ）の
実線で示すように、窓の上昇速度の比較判定毎に、電流
制限値ＩT に対し所定値ΔＩ1 の増加しか許可しないの
で、ＮT 回の判定では、電流制限値ＩT に対しＮΔＩ1
だけ電流は増加する。従って、所定回数ＮT と所定値Δ
Ｉ1 の積を適当（例えば、挟み込み物に傷害を与えない
閉鎖力を発生する電流値）に設定することにより、挟み
込み物に対する圧迫を緩和することができる。さらに本
実施例では、所定値ΔＩ1 を適当に設定することによ
り、ＮT 回も判定することができるので、時間的余裕が
生まれ、確実な挟み込み判定が可能となる。

【００１９】（第２実施例）第１実施例では、バッテリ
Ｂの充電が不充分で低電圧時には、上昇速度は目標速度
まで到達しないことがある。このような場合には、電流
制限値ＩT は判定タイミング毎に所定値ΔＩ1 ずつ増加
し、最終的にはロック電流となってしまい、挟み込んだ
物に対する圧迫が大きくなってしまう可能性がある。す
なわち、モータ３に供給する電流を制限することができ
ない。

【００２０】そこで、第２実施例では、第１実施例の制
御に加えて、図７のフローチャートのＳ２００，Ｓ２１
０に示す制御を行う。Ｓ１９０にて上昇速度が目標速度
よりも遅いと判定したら、電流検出器６からの検出信号
２５をＡ／Ｄ変換部１２で変換し、該変換値Ｉ_A/D と所
定値ΔＩ2 とを加算し、加算値（Ｉ_A/D ＋ΔＩ2 ）と電
流制限値ＩT とを比較する（Ｓ２００）。ここで、電流
制限値ＩT が加算値（Ｉ_A/D ＋ΔＩ2 ）よりも小さいと
きには、Ｓ２２０以降の制御を行う。

【００２１】電流制限値ＩT が加算値（Ｉ_A/D ＋ΔＩ2
）よりも大きいときには、バッテリＢの充電不充分等
で低電圧であると判定し、電流制限値ＩT を加算値（Ｉ
_A/D ＋ΔＩ2 ）とする（Ｓ２１０）。その後、Ｓ１９０
に戻る。すなわち、第２実施例では、図３に示すよう
に、信号２４（電流制限値ＩT ）が検出信号２５（実際
の電流値）に対して所定値ΔＩ2 以上増加しないように
制限をかける。これにより、上昇速度は目標速度まで到
達しないにもかかわらず、電流制限値ＩT がロック電流
となってしまうという不具合は解消される。この所定値
ΔＩ2 は、検出信号２５がバッテリＢの電圧変動の影響
を受けて不安定（ある振幅で振動している）なために設
定するのである。すなわち、比較器７の出力である信号
２２の極性変化があれば、電流制限値ＩT が制限値とし
てはたらいていることがわかる。

【００２２】（第３実施例）特殊な場合として、制御前
に予め窓が物を挟み込んでいる場合があり、このような
場合には、パルス信号２８は制御装置２に入力しない。
第３実施例では前述した場合に対応すべく、以下の処理
を行なう。第３実施例では、Ｓ１６０の処理の後に、初
期電流Ｉi に所定値ΔＩN （所望の閉鎖力を得るために
モータ３に供給すべき電流値）を加算した値と電流制限
値ＩT とを比較する（Ｓ１７０）。ここで、電流制限値
ＩT の方が大きいときには、予め挟み込んでいると判定
し、Ｓ２８０以降の処理を行う。小さいときにはＳ１５
０に戻る。

【００２３】但し、前回の窓の動作が上昇か下降かでオ
フセットを追加するしないを決定する必要がある。なぜ
なら、窓上昇時は下降時に比べて窓の重力分だけ負荷が
かかるため、初期電流Ｉi も大きな値にしなければなら
ないからである。従って、Ｓ１００の処理の後に、前回
の窓の動作が上昇であったか否かを判定し（Ｓ１１０）
か、上昇であったならば、メモリ電流ＩM をそのまま初
期電流Ｉi とし（Ｓ１２０）、前回の窓の動作が下降で
あったならば、メモリ電流ＩM に上昇と下降の差分電流
ΔＩUPを加算した値を初期電流Ｉi とする（Ｓ１３
０）。そして、Ｓ１４０に進む。

【００２４】（第４実施例）第３実施例と同様に、特殊
な場合として、予め、窓の上端と異物との間の距離が少
ない場合があり、このようなときには、パルス信号２８
は制御装置２にごく少数しか入力しない。そこで、第４
実施例では、図５に示すように、モータ３が回転を開始
してから、電流値が初期電流Ｉi からＮT ΔＩ1 増加し
ても、回転速度が目標回転速度に達しないときには、挟
み込みと判定し、モータ３を逆転する。

【００２５】（第５実施例）第１〜４実施例では、ＮT
回連続して電流制限値ＩT を所定値ΔＩ1 ずつ増加した
ときに、ＮT 回連続して上昇速度が所定率以下で減少し
ていれば、挟み込みと判定しているが、図９に示すよう
に、電流制限値ＩT の絶対値を用いて挟み込み判定して
も良い。この場合には、図１に示すカウンタ１３をなく
すとともに、図６〜８に示すフローチャートのＳ１８
０，２３０，２６０を省略することができる。以下、制
御を説明する。

【００２６】まず、窓下降時における下降電流Ｉdown
を窓位置に対応して記憶する。 記憶した下降電流Ｉdownに上昇と下降の差分電流ΔＩ
UPを加算し、電流制限値ＩT を推定する。 推定した電流制限値ＩT に所定の閉鎖力に相当する電
流ΔＩJ を加算して最大制限値ＩLMとする。すなわち、
最大制限値ＩLMは、 ＩLM＝Ｉdown＋ΔＩUP＋ΔＩJ となる。

【００２７】窓上昇中に上昇速度が目標速度より遅く
なったら（上昇速度が減少したら）、所定値ΔＩ1 だけ
電流制限値ＩT を増加する。さらに減少が続くようなら
ば所定値ΔＩ1 ずつ電流制限値ＩT を増加し続け、最終
的に最大制限値ＩLMまで電流制限値ＩT を増加しても、
まだ、回転速度を減少または停止しているならば、挟み
込みと判定する。

【００２８】すなわち、本実施例では、所定の閉鎖力に
相当する電流ΔＩJ を適当（例えば、挟み込み物に傷害
を与えない閉鎖力を発生する電流値）に設定することに
より、挟み込み物に対する圧迫を緩和することができ
る。なお、第５実施例においては、窓上昇中に上昇速度
が減少したら所定値ΔＩ1ずつ電流制限値ＩT を増加す
るようにしているが、窓上昇中の上昇速度を目標速度と
比較せず、電流制限値ＩT のみを監視して、電流制限値
ＩT が最大制限値ＩLMとなったときに挟み込みと判定す
るようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例の全体構成図である。

【図２】（ａ）は第１実施例における上昇速度変化を示
すタイムチャート、（ｂ）はモータの駆動電流変化を示
すタイムチャートである。

【図３】（ａ）は第２実施例における上昇速度変化を示
すタイムチャート、（ｂ）はモータの駆動電流変化を示
すタイムチャートである。

【図４】第３実施例におけるモータへの駆動電流変化を
示すタイムチャートである。

【図５】第４実施例におけるモータへの駆動電流変化を
示すタイムチャートである。

【図６】第１〜第３実施例における制御装置２の処理を
示すフローチャートの一部である。

【図７】第１〜第３実施例における制御装置２の処理を
示すフローチャートの一部である。

【図８】第１〜第３実施例における制御装置２の処理を
示すフローチャートの一部である。

【図９】第５実施例におけるモータの駆動電流変化を示
すタイムチャートである。

【符号の説明】

１ａ UPSW １ｂ DOWNSW ２ 制御装置 ３ モータ ４ リレー ５ スイッチング素子 ６ 電流検出器 ７ 比較器 ８ ＡＮＤゲート ９ 回転パルス検出器 １０ ＯＲゲート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吹田 勝則 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 窓を開閉する駆動手段と、 窓の実際閉速度を検出する速度検出手段と、 前記駆動手段に、窓の目標閉速度に対応した目標電流を
   出力する電流出力手段と、 前記目標閉速度と前記実際閉速度とを比較して、窓閉時
   における前記駆動手段への目標電流を所定範囲に制限す
   る第１の制限手段と、 窓が挟み込みをすると、挟み込みに伴って増加する前記
   駆動手段への目標電流を所定値以下に制限する第２の制
   限手段と、 を備えることを特徴とするパワーウインド制御装置。
2. 【請求項２】 窓を開閉する駆動手段と、 窓閉時における窓位置に対応した目標電流を推定し、前
   記駆動手段に出力する電流出力手段と、 前記目標電流に所定の窓閉鎖力に相当する電流値を加算
   して、前記目標電流の最大制限値を算出する算出手段
   と、 前記目標電流が前記最大制限値まで増加すると、前記駆
   動手段への目標電流を最大制限値以下に制限する制限手
   段と、 を備えることを特徴とするパワーウインド制御装置。