JPH0721977U

JPH0721977U - 開閉体の駆動制御装置

Info

Publication number: JPH0721977U
Application number: JP5308893U
Authority: JP
Inventors: 重松　　孝一
Original assignee: Ohi Seisakusho Co Ltd
Current assignee: Ohi Seisakusho Co Ltd
Priority date: 1993-09-30
Filing date: 1993-09-30
Publication date: 1995-04-21
Anticipated expiration: 2007-11-05
Also published as: JP2553373Y2

Abstract

(57)【要約】【目的】開閉体の閉動時における異物の挾み込みを確
実に検出して対処することができる開閉体の駆動制御装
置を提供すること。【構成】窓ガラスを開閉駆動する電動モータ２２の回
転数に応じて回転センサ２３がパルス信号を出力し、そ
のパルス信号を位置カウンタ３１がカウントして窓ガラ
スの閉動位置Ｐを検出し、また、そのパルス信号の出力
間隔を周期演算部３２が演算して窓ガラスの閉動速度Ａ
を検出し、変化率演算部３４が閉動位置Ｐ毎における閉
動速度Ａの変化率Ｂを演算して第２メモリ部３５に格納
し、予測値演算部３６が変化率Ｂに基づいて閉動速度を
予測し、その予測した閉動速度よりも閉動速度Ａが所定
値以下のときに比較判定部３７が異常検出信号Ｗを出力
し、その信号Ｗに基づいてモータ制御部３９が電動モー
タ２２を制御する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、開閉体の駆動制御装置に係り、さらに詳しくは、閉動する開閉体によって異物が挟まれたときに、その開閉体を自動的に停止させる安全機能を備えた開閉体の駆動制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

この種の駆動制御装置としては、例えば、自動車の窓ガラス（開閉体）を開閉すべく、それを電動モータの駆動力によって昇降させる昇降装置が知られている。

【０００３】かかる装置は、窓ガラスを閉じるべく上昇させるときに、その窓ガラスによって人体等が誤って挾み込まれたか否かを監視し、それらの挾み込みがあった場合に、窓ガラスの上昇を停止させて安全性を確保するようになっている。

【０００４】従来、このような装置は、人体等の挾み込みの有無を判定するために、例えば、窓ガラスの上昇時の摺動抵抗の増大に起因する電動モータの駆動電流の変化を監視して、その駆動電流が所定のしきい値を越えたときに、人体等の挾み込みがあったと判定して窓ガラスの上昇を停止させる構成となっている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、窓ガラスの上昇時の摺動抵抗は、例えば、自動車の製造上のバラツキ、環境温度、および電動モータの駆動電圧（バッテリー電圧）の変動等、挾み込み以外の原因によっても様々に変化する。そのため、人体等の挾み込みがあったと判定するための基準となる電動モータの駆動電流のしきい値の設定が難しく、挾み込みを確実に検出することがきわめて困難であった。また、窓ガラスの上昇時の摺動抵抗を変化させる挾み込み以外の原因を考慮して、そのしきい値を設定しようとした場合には、環境温度を検出するための温度センサや、電動モータの駆動電圧を検出するための電圧センサ等、種々のセンサを備えなければならず、また、それでも最適なしきい値を設定することは難しかった。

【０００６】本考案の目的は、開閉体の閉動時における異物の挾み込みを確実に検出して対処することができる開閉体の駆動制御装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案の開閉体の駆動制御装置は、駆動源から出力される所定の大きさの駆動力によって開閉体を開閉駆動する開閉体の駆動制御装置において、前記開閉体の閉動位置を検出する位置検出手段と、前記開閉体の閉動速度を検出する速度検出手段と、前記位置検出手段の検出位置毎における前記速度検出手段の検出速度の変化率を演算する変化率演算手段と、前記位置検出手段の検出位置に対応させて前記変化率を記憶する変化率記憶手段と、前記開閉体が閉動しているときの現時点直前の閉動位置における前記検出速度と、前記変化率記憶手段に記憶された変化率とに基づいて、前開閉体の現時点の閉動位置における閉動速度を予測する予測手段と、前記開閉体が閉動しているときの現時点の閉動位置における前記検出速度と、前記予測手段の予測速度とを比較し、前者の検出速度が後者の予測速度よりも所定値以下のときに異常検出信号を出力する判定手段と、前記異常検出手段に基づいて前記開閉体の閉動を停止させる制御手段とを備えることを特徴とする。

【０００８】

【作用】

本考案の開閉体の駆動制御装置は、開閉体の閉動位置毎に、開閉体の閉動速度を予測して、その予測値と閉動速度とを開閉体の開閉位置に応じて逐次比較し、そして開閉体の閉動速度が予測値よりも所定値以下のときに、開閉体の閉動を停止させる。これにより、閉動位置に応じて開閉体の閉動速度が大幅に変化する場合であっても、開閉体の閉動時における異物の挾み込みを確実に検出して、安全性を確保する。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。本実施例は、自動車のサイドドアの窓ガラス（開閉体）を開閉すべく昇降させるための昇降装置としての適用例である。

【００１０】図１は、本実施例の昇降装置１０を備えた自動車のサイドドア１の概略側面図であり、昇降装置１０には、窓ガラス２に取付けられたキャリア３をガイドレール４に沿って昇降させる駆動機構２０が備えられている。本例の駆動機構２０は、キャリア３に連結されたワイヤ２１を電動モータ（駆動源）２２の正逆転によって矢印Ａ₁ ，Ａ₂ 方向に移動させることにより、キャリア３と共に窓ガラス２を昇降させる構成となっている。電動モータ２２には、その回転数に応じたパルス信号を出力する回転センサ２３（図２参照）が備えられている。また、サイドドア１の内側には、窓ガラス２を昇降操作するためのスイッチ操作部２４が備えられている。これらの電動モータ２２，回転センサ２３およびスイッチ操作部２４は、制御装置３０に接続されている。

【００１１】図２において、３１は、回転センサ２３からのパルス信号をカウントすることによって、窓ガラス２の昇降位置Ｐを検出するための位置カウンタ（位置検出手段）、３２は、回転センサ２３のパルス信号の出力周期を演算することによって窓ガラス２の閉動速度（上昇速度）Ａを検出するための周期演算部（速度検出手段）である。昇降位置Ｐおよび閉動速度Ａは、第１メモリ部３３、変化率演算部（変化率演算手段）３４、第２メモリ部（変化率記憶手段）３５、予測値演算部（予測手段）３６、および比較判定部（判定手段）３７によって、後述するように記憶および演算処理される。３８は、操作スイッチ２４の操作状態から制御モードを判定する制御モード判定部であり、また３９は、判定部３７，３８の判定結果に基づいてモータ２２を駆動制御するためのモータ制御部（制御手段）である。これら制御装置３０の構成部の機能は動作と共に後述する。

【００１２】次に、動作について説明する。

【００１３】Ｉ「窓ガラス２の開動作」窓ガラス２の開動作時には、図４中のステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３（図４参照）、またはステップＳ１２，Ｓ１３，Ｓ１４（図５参照）を繰り返して、ＳＷモード１，２のサブルーチンを実行する。前者のステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３は、後述するように位置カウンタ３１が初期設定されるまでの間に実行され、後者のステップＳ１２，Ｓ１３，Ｓ１４は、その初期設定後に実行される。

【００１４】そこで、まず、ＳＷモード１，２のサブルーチンについて説明する。

【００１５】ＳＷモード１のサブルーチンは、図７に示すように、スイッチ操作部２４（図１，図２参照）からの窓ガラス２を下降させるための「ＤＯＷＮ信号」、またはそれを上昇させるための「ＵＰ信号」の入力を待ち（ステップＳ５１，Ｓ５２）、それらの信号が入力されたときには、窓ガラス２を自動的に連続して下降または上昇させるオート機能の動作指令があるか否かを判定し（ステップＳ５３，Ｓ５４）、その動作指令がないときは「ＤＯＷＮリレー」または「ＵＰリレー」ヲ起動し（ステップＳ５５，Ｓ５６）、その動作指令があるときはオートフラグをセット（ステップＳ５７，Ｓ５８）してから、「ＤＯＷＮリレー」または「ＵＰリレー」を起動させる。ＤＯＷＮリレーおよびＵＰリレーは、それぞれ正反転制御部３７（図２参照）に備えられており、前者が作動することによって、窓ガラス２を下降させる方向にモータ２２が回転し、後者が作動することによって、窓ガラス２を上昇させる方向にモータ２２が回転する。

【００１６】ＳＷモード２のサブルーチンは、図８に示すように、まず、窓ガラス２の昇降が所定時間以上に亘って強制的に止められたとき、つまり窓ガラス２が上昇または下降の限界位置まで移動して所定時間以上に亘って止められたときには、ＵＰまたはＤＯＷＮリレーを停止させる（ステップＳ６１，Ｓ６２）。窓ガラス２が所定時間以上に亘って止められたか否かは、回転センサ２３（図２参照）からのパルス信号の出力周期が所定時間以上となるか否かによって判定する。窓ガラス２が閉動すべく上昇するＵＰリレーの作動中に、オートフラグがセットされていないときはＵＰ信号が入力されなくなることを条件（ステップＳ６３，Ｓ６４，Ｓ６５）として、またオートフラグがセットされているときは逆のＤＯＷＮ信号が入力されたことを条件（ステップＳ６３，Ｓ６４，Ｓ６６）として、ＵＰリレーの停止（ステップＳ６７）とオートフラグのリセット（ステップＳ６８）をする。一方、窓ガラス２が開動すべく下降するＤＯＷＮリレーの作動中に、オートフラグがセットされていないときはＤＯＷＮ信号が入力されなくなったことを条件（ステップＳ６３，Ｓ６９，Ｓ７０）として、またオートフラグがセットされているときは逆のＵＰ信号が入力されたことを条件（Ｓ６１，Ｓ６９，Ｓ７１）として、ＤＯＷＮリレーの停止（ステップＳ７２）とオートフラグのリセット（ステップＳ７３）をする。

【００１７】結局、この「窓ガラス２の開動作」では、操作スイッチ２４からのＤＯＷＮ信号によりＤＯＷＮリレーが制御されて、窓ガラス２が下降することになる。

【００１８】 II「窓ガラス２の閉動作」窓ガラス２の閉動作は、「初期設定動作」と「通常の閉動作」とに分けることができる。そこで、これらの動作を分けて説明する。

【００１９】「初期設定動作」まず、位置カウンタ３１のカウント値を初期設定する。すなわち、操作スイッチ４からのＵＰ信号により窓ガラス２を閉動させるべく上昇させ（ステップＳ１，Ｓ２）、そして窓ガラス２が上昇限界位置まで移動して所定時間以上に亘って強制的に止められたとき、つまり回転センサ２３（図２参照）からのパルス信号の出力周期が所定時間以上となったときに、ＵＰリレーを停止させて（ステップＳ４，Ｓ５）、位置カウンタ３１（図２参照）のカウント値を「０」にセットする（ステップＳ６）。以降、位置カウンタ３１は、窓ガラス２が上昇限界位置Ｐ ₀ （図１参照）にあるときのカウント値を「０」として、窓ガラス２の下降および上昇に応じて回転センサ２３からの出力されるパルス信号をカウントアップおよびカウントダウンすることによって、窓ガラス２の昇降位置Ｐを検出する。したがって、窓ガラス２が下降限界位置Ｐ_MAX （図１参照）にあるときは、そのカウント値が最大となる。

【００２０】なお、窓ガラス２が上昇限界位置に達するまでは、オートフラグがセットされていないときはＵＰ信号が入力されなくなることを条件（ステップＳ７，Ｓ８）として、またオートフラグがセットされているときは逆のＤＯＷＮ信号が入力されたことを条件（ステップＳ７，Ｓ９）として、ＵＰリレーの停止（ステップＳ１０）とオートフラグのリセット（ステップＳ１１）をする。

【００２１】ステップＳ６にて位置カウンタ３１のカウント値を初期設定した後は、後述するように増加率Ｂの初期値を算出して、それを格納する（ステップＳ２１，Ｓ２２）。これらのステップＳ２１，Ｓ２２は、後述する「通常の閉動作」の動作ステップ（図５および図６）中に組込まれている。

【００２２】すなわち、まず、ステップＳ６に続くステップＳ１２，Ｓ１３，Ｓ１４では、前述したように窓ガラス２を開動させることになる。窓ガラス２の閉動時にはステップＳ１３からＳ１５に進み、窓ガラス２の閉動開始後、所定時間経過して閉動速度Ａが安定するまでは、ＵＰリレーが作動中であることを条件としてＳＷモード２を繰り返して（ステップＳ１６，Ｓ１７）、窓ガラス２の閉動を続行させる。そして、その所定時間が経過して閉動速度Ａが安定した後は、窓ガラス２の閉動値Ｐが所定の監視範囲Ｌ（図１，図９参照）内にあることを条件として、現時点（ｔ）の閉動位置Ｐ_(t) における閉動速度（周期演算部３２の検出速度）Ａ _(t) を第１メモリ部３３（図２参照）に格納する。監視範囲Ｌは、窓ガラス２の昇降の限界位置Ｐ₀ ，Ｐ_MAX のそれぞれから所定の距離ずつ離れた位置Ｐ₁ 〜Ｐ _n 間の範囲であり、この範囲Ｌ内における閉動速度Ａが閉動位置Ｐ（Ｐ₁ 〜Ｐ_n ）に対応付けられて逐次第１メモリ部３３内に格納され（図３参照）、そして更新されることになる。なお、窓ガラス２の閉動位置Ｐが監視範囲Ｌから外れているときは、ＵＰリレーが作動中であることを条件としてＳＷモード２を繰り返す（ステップＳ２３，Ｓ２４）。

【００２３】そして、現時点（ｔ）の閉動位置Ｐ_(t) に対応する後述の変化率Ｂ_(t) が未だ第２メモリ部３６（図２参照）内に格納されていないときは、変化率演算部３４（図２参照）によって、その変化率Ｂ_(t) の初期値を算出して格納する（ステップＳ２０，Ｓ２１，Ｓ２２）。すなわち、現時点（ｔ）の閉動位置Ｐ_(t) における閉動速度をＡ_(t) とし、また現時点直前の時点（ｔ−１）の閉動位置Ｐ_(t-1) における閉動速度をＡ_(t-1) として、次式（１）により、それらの閉動速度Ａ_(t _-1) ，Ａ_(t) の間の変化率Ｂ_(t) を算出する。

【００２４】

【数１】Ｂ_(t) ＝Ａ_(t) ／Ａ_(t-1) …（１）このようにして、監視範囲Ｌ内の各閉動位置Ｐ毎における閉動速度Ａの変化率Ｂの初期値が閉動位置Ｐ（Ｐ₁ 〜Ｐ_(n-1) ）に対応付けられて逐次、第２メモリ部３５内に格納されることになる（図３参照）。したがって、例えば、窓ガラス２を上昇限界位置Ｐ₀ まで上昇させた後、一旦、下限位置Ｐ_MAX まで下降させてから、再び上昇限界位置Ｐ₀ まで上昇させた場合には、位置カウンタ３１のカウント値の初期設定と、閉動位置Ｐ（Ｐ₁ 〜Ｐ_(n-1) ）に対応する全ての変化率Ｂの初期値の設定が一括して実行されることになる。勿論、位置カウンタ３１の初期設定後であれば、窓ガラス２の昇降動作に応じて、逐次、変化率Ｂの初期値が設定されることになる。また、変化率Ｂの初期値は、後述するように更新されることになる。

【００２５】「通常の閉動作」現時点（ｔ）の閉動位置Ｐ_(t) に対応する変化率Ｂ_(t) が既に格納されているときは、ステップＳ２０からステップＳ２５（図６参照）に進み、予測値演算部３６（図２参照）が下式（２）から閉動位置Ｐ_(t) における閉動速度の予測値Ｃ _(t) を算出する。

【００２６】

【数２】Ｃ_(t) ＝Ｂ_(t) ×Ａ_(t-1) …（２）その後、比較判定部３７（図２参照）が予測値Ｃ_(t) に所定のしきい値Ｓを加えて比較値Ａ′_(t) を求めた上（ステップＳ２６）、その比較値Ａ′_(t) と閉動速度Ａ_(t) とを比較する（ステップＳ２７）。予測値Ｃと比較値Ａ′は、図３に示すように、閉動位置Ｐ（Ｐ₁ 〜Ｐ_(n-1) ）に対応付けて表わすことができる。

【００２７】いま、例えば窓ガラス２の閉動抵抗が増大して、閉動速度Ａ_(t) が比較値Ａ′ _(t) 未満となったときは、比較判定部３７が異常と判定して異常検出信号Ｗを出力し、その信号Ｗにより、モータ駆動部３９が直ちにＵＰリレーを停止させ（ステップＳ２８）、その後、ＤＯＷＮリレーを作動させて窓ガラス２を所定距離だけ下降させてから（ステップＳ２９，Ｓ３０）、そのＤＯＷＮリレーを停止させる（ステップＳ３１）。したがって、例えば、窓ガラス２の閉動によって人体等が挾み込まれたときに、直ちに窓ガラス２を停止させた後、所定距離だけ開動させて、安全性が確保できることになる。

【００２８】一方、閉動速度Ａ_(t) が比較値Ａ′_(t) 以上のときは、変化率Ｂ_(t) を求めて更新登録する（ステップＳ３２，Ｓ３３，Ｓ３４）。すなわち、まず、下式（３）から変化率Ｂ′_(t) を求め、さらに、その変化率Ｂ′_(t) に下式（４）により所定の重み付けをして変化率Ｂ_(t) を求める。

【００２９】

【数３】Ｂ′_(t) ＝Ａ_(t) ／Ａ_(t-1) …（３）

【００３０】

【数４】Ｂ_(t) ＝（Ｘ・Ｂ_(t) ＋Ｙ・Ｂ′_(t) ）／Ｘ＋Ｙ …（４）その後、ＳＷモード２を実行し（ステップＳ３５）、そして、ＵＰリレーが作動中であることを条件として先のステップＳ１８に戻り、それが停止したときは先のステップＳ１２に戻る（ステップＳ３６）。

【００３１】結局、この「通常の閉動作」では、閉動位置Ｐ（Ｐ₁ 〜Ｐ_(n-1) ）毎の閉動速度Ａと、それに対応する比較値Ａ′と比較して、閉動速度Ａの変化を監視することになる。閉動速度Ａは、例えば、図９に示すように閉動位置Ｐに応じて変化する。したがって、その閉動速度Ａを閉動位置Ｐ毎の比較値Ａ′と比較することによって、窓ガラス２の閉動時における異物の挾み込みを確実に検出して対処できることになる。

【００３２】なお、上記実施例において、周期演算部３２は、閉動速度Ａとして回転センサ２３のパルス周期を格納することができ、その場合には、そのパルス周期が、比較値Ａ′としてのパルス周期を越えたときに、比較判定部３７が異常検出信号Ｗを出力すればよい。

【００３３】また、閉動速度Ａを検出するための手段としては、例えば、モータ２２の駆動電流に基づいて閉動速度Ａを検出するものであってもよく、要は、閉動速度Ａを直接、または間接的に検出できるものであればよい。

【００３４】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案の開閉体の駆動制御装置は、開閉体の閉動位置毎に、開閉体の閉動速度を予測して、その予測値と閉動速度とを開閉体の開閉位置に応じて逐次比較し、そして開閉体の閉動速度が予測値よりも所定値以下のときに、開閉体の閉動を停止させる構成であるから、開閉体の閉動位置に応じて閉動速度が大幅に変化する場合であっても、開閉体の閉動時における異物の挾み込みを確実に検出して、安全性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を備えた自動車のサイドドア
の概略構成図である。

【図２】図１に示す制御装置のブロック構成図である。

【図３】図２に示すメモリ部の格納データの説明図であ
る。

【図４】図２に示す制御装置の初期設定動作を説明する
ためのフローチャートである。

【図５】図２に示す制御装置の通常の閉動作を説明する
ためのフローチャートである。

【図６】図２に示す制御装置の通常の閉動作を説明する
ためのフローチャートである。

【図７】図４に示すＳＷモード１のサブルーチンを説明
するためのフローチャートである。

【図８】図４に示すＳＷモード２のサブルーチンを説明
するためのフローチャートである。

【図９】図１に示す窓ガラスの閉動位置と閉動速度との
関係の説明図である。

【符号の説明】

２窓ガラス（開閉体）２２電動モータ２３回転センサ３１位置カウンタ（位置検出手段）３２周期演算部（速度検出手段）３４変化率演算部（変化率演算手段）３５第２メモリ部（変化率記憶手段）３６予測値演算部（予測手段）３７比較判定部（判定手段）３９モータ制御部（制御手段）

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】駆動源から出力される所定の大きさの駆
動力によって開閉体を開閉駆動する開閉体の駆動制御装
置において、前記開閉体の閉動位置を検出する位置検出手段と、前記開閉体の閉動速度を検出する速度検出手段と、前記位置検出手段の検出位置毎における前記速度検出手
段の検出速度の変化率を演算する変化率演算手段と、前記検出位置に対応させて前記変化率を記憶する変化率
記憶手段と、前記開閉体が閉動しているときの現時点直前の閉動位置
における前記検出速度と、前記変化率記憶手段に記憶さ
れた変化率とに基づいて、前記開閉体の現時点の閉動位
置における閉動速度を予測する予測手段と、前記開閉体が閉動しているときの現時点の閉動位置にお
ける前記検出速度と、前記予測手段の予測速度とを比較
し、前者の検出速度が後者の予測速度よりも所定値以下
のときに異常検出信号を出力する判定手段と、前記異常検出手段に基づいて前記開閉体の閉動を停止さ
せる制御手段とを備えることを特徴とする開閉体の駆動
制御装置。
【請求項２】前記位置検出手段は、前記開閉体が一定
距離開閉する毎に出力されるパルスをカウントすること
によって前記開閉体の閉動位置を検出するものであるこ
とを特徴とする請求項１に記載の開閉体の駆動制御装
置。
【請求項３】前記速度検出手段は、前記開閉体が一定
距離閉動する毎に出力されるパルスの周期に基づいて前
記開閉体の閉動速度を検出するものであることを特徴と
する請求項１または２に記載の開閉体の駆動制御装置。
【請求項４】前記駆動源は電動モータであり、前記速度検出手段は、前記電動モータの駆動電流に基づ
いて前記開閉体の閉動速度を検出するものであることを
特徴とする請求項１または２に記載の開閉体の駆動制御
装置。
【請求項５】前記変化率記憶手段は、前記開閉体が閉
動する毎に、前記変化率演算手段によって演算される閉
動速度の変化率を逐次更新して記憶するものであること
を特徴とする請求項１，２，３または４に記載の開閉体
の駆動制御装置。