JPS60174017A - 自動車等の車両の電動機で駆動される窓ガラス昇降装置のための安全回路装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、特に自動車の電動機で駆動される窓ガラス昇
降機構のための安全回路装置に関する。

従来技術 上記のような型式の安全回路装置は既に知られている。

この回路装置は、窓ガラス板が電動機力で閉方向、即ち
下降方向に運動している時に身体の部分が不慮に挾まれ
るのを阻止するのに用いられている。この種の安全回路
装置によれば、窓ガラス板が下降運動時に抵抗を受ける
と、駆動モータの反転が惹起される。このような事態が
生ずると、駆動モータには通常の閉過程におけるよシも
大きい電流が流れることになる。この増大した電動機電
流を、回転方向の切換のだめの基準として利用すること
は公知である。

言うまでもないことであるが、電動機電流は、通常の閉
過程においても常に同じ大きさであるということはなく
、例えば外部温度、窓ガラス案内部の岸耗等のような外
部条件に大きく依存する。したがって、単純に、絶対電
流レベル値を電動機回転方向のための切換基準として用
いることはできない。これと関連して、電流の大きさで
はなく、急激な電流の立上！Ｄ　（ｄｉ／ｄｔ　）を切
換基準として用いることが既に提案されている。この提
案は、実際の瞬時電動機電流を考慮することなく、ガラ
ス板がその下降運動中に、例えば、手が挾まるなどして
制動された場合に常に一時的な電流立上シが生ずると言
う考え方に立脚している。即ち、このようなｄｉ／ｄｔ
の出現は、（手などが）挾まれることを表わす記号とな
シ、シたがって、この正のｄｉ／ｄｔを切換基準として
用いることが正当化されるのである。

しかしながら、電動機の起動時にも、急激な大きい電流
立上シ（ピーク）が現われるという問題がある。このピ
ークは、２，３ミリ秒後に再び通常の駆動電流レベルに
減少する。この大きな電流立上シが安全回路によって切
換基準として評価されてはならないことは言うまでもな
い。さもなければ、窓を閉めることが不可能になってし
まうからである。しだがって、同時に電動機回転数ｎが
零よシ大である時にのみ正のｄｉ／ｄｔを切換基準とし
て評価することが既に知られている。この付加的な巣作
は、電動機が回転し始める時に起動電流は再び減少する
という事実に立脚している。即ち、電流曲線の初期ピー
りの負の縁が再び現われるのである。

しかしながら上記の回路には次のような欠点がある。即
ち窓ガラス板が既に起動されている時に手や頭などが挾
まれると、このような身体部分は最初一旦はガラス板縁
の全圧力に曝されると言う欠点である。即ち、ガラス板
縁は起動電流にほぼ相当する圧力を挾まれた身体部分に
及ぼすのである。そして起動電流が減少して始めて、正
のｄｉ／ｄｔで回転方向反転が行なわれる。

したがって挟着で、電動機が全く起動できず、ｎ　＝　
ｏの状態が続くとすると、その限シにおいて安全回路は
有効とならず、手は大きな力で挟着された状態に留まる
ことになる。

この欠点は特に、指をガラス板の上縁と窓枠の上縁との
間に挿込むことができる程度に窓ガラス板が開かれてい
る場合に実際的な意味を有する。このような場合に、窓
ガラス板の閉スィッチを作動したとすると、窓ガラス板
は、安全回路が応答可能な場合にその応答前に一時的に
全圧力で指を挟着する。

発明の目的 よって本発明の課題は、上に述べたような欠点を除去し
、電動機の起動電流もしくは初期電流相でも上記のよう
な身体部分が挾さまれることがないような安全回路装置
を提案することにある。

ｉｔｑの構成 上記の課題は、特許請求の範囲に記載の構成を有する回
路装置によって解決される。

本発明は、窓ガラス板閉スイツチキー、ノブ等を作動し
た場合に、電動機が先ず最初に窓ガラス板の開方向に起
動され、それによシ窓ガラス板縁が、挾まれる恐れのあ
る身体部分から離間する方向に運動し、それによりこの
ような身体部分に対して圧力が全く及はされないように
回路を構成すると言う思想に立脚するものである。

また、本発明による回路は成る時間の経過後または予め
定められた窓ガラス板の下降行程後に電動機の回転方向
を自動的に反転し、それによシガラス板が上方向に運動
し始めることができるように構成もしくは設計される。

この場合、本発明による回路装置の１つの特做的な構成
に従がい、ガラス板の下降行程は、ガラス板が再′”び
その出発位置に達した時に、電動機の正の起動電流がそ
の回転方向切換後に再び定格電流値に減少しているよう
な大きさに選択される。このようにして、挾まれる恐れ
のある身体部分がガラス板の行程路に存在しても、ガラ
ス板縁部がこの身体部分に当接すると直ちに安全回路が
有効になる。

このようにして、挾まれる恐れのある身体部分が、安全
回路が応答する前に起動電流に対応する力で挾まれるよ
うな事態は完全に排除される。このようにして、従来の
安全回路装置の欠点は、本発明の安全回路によシ克服さ
れたのである。

従来の安全回路の場合と全く同様に、本発明の安全回路
においても、電動機・電流の短時間の立上シ、即ち正の
ｄｉ／ｄｔが駆動電流の反転のための切換基準として用
いられる。したがって本発明による回路においては、起
動電流に現われる正のｄｉ／ｄｔ縁を切換基準として禁
止もしくは無効にするための手段を講する必要がある。

本発明の別の様相によれば、上記のことは、回路に、電
動機の起動開始後酸る時間の経過後に始めて電動機反転
のだめの急激な電流立上りの評価を可能にする回路要素
（時限素子）を組込すか、または、回路に、正の電流曲
線部分に最初の負のｄｉ／ｄｔが現われた後に電動機反
転のための急激な電流立上シの評価を可能にする要素を
組込むことにより実現される。後者の素子としては、第
１の負のｄｉ／ｄｔをトリガ縁として利用する回路要素
とすることができよう。

以下添付図面を参照し本発明の実施例に関して詳細に説
明する。

遺Ｊｌ 第１図は、従来の安全回路装置における駆動電動機の時
間に依存しての電流変化を示す図である。時点ｔ、にお
いて、電動機の閉成スイッチが作動される。そこで電流
ｔ２におけるピーク値まで立上る。この場合圧のｄｉ／
ｄｔが存在するが、しかしながらこの最初のｄｉ／ｄｔ
は電動機反転のための切換基準としては評価されない。

と言うのは、時点ｔ１とｔ２との間では電動機の回転数
ｎはまだ零に等しいからである。電動機が回転し始める
と、電流は再び時点ｔ２とｔ３との間の時間領域で減少
する。この場合のｄｉ／ｄｔが実際上電動機切換基準と
して評価される。身体の一部が短時間挾まれる可能性に
関連してこの種の回路に存在する欠点に関しては本明細
書の冒頭で詳細に論述した。

第２図には、第１図の例と比較して、本発明による安全
回路における電流の変化を示す。時点ｔ２／、において
、作動スイッチもしくはキーが閉され、それに応答して
電流は先ず一旦電動機を反対の方向に流れることが判る
。この電流は時点ｔ２／２において負のピークに達する
。第３図に示す窓ガラス運動の関連の行程／時間曲線と
の比較から明らかなように、電動機は時点ｔ２／２まで
は運動していない。時点ｔ２／２で電動機は起動して窓
ガラスを開放方向に運動する。同時に時点ｔ２／２にお
いて電動機における電流方向は自動的に切換わる。電動
機電流は、時点ｔ２／２　から再び正の方向に立上るが
、時点ｔ２／３までは負の領域にある。したがって電動
機は時点ｔ２／３までは開放方向に回転し、そしてこの
領域では窓ガラス板は下方向に運動する。この窓ガラス
板はこの場合時点ｔ２／、でその最下位位置に達する。

時点ｔ２／６から電流曲線は正の領域に移行する。

このことは、時点ｔ２／、における電動機の回転方向の
反転したがってまた窓ガラス板の場合には運動方向の反
転を意味する。時点ｔ２／３から、該窓ガラス板は再び
上方向に運動し、初期においては若干大きい速度で運動
する。と言うのは、閉じ方向におけるこの回転開始時に
おけるモータの起動電流は先ず時点ｔ２／４における起
動電流ピークにまで上昇するからである。この起動電流
はそこで再び減少してほぼ時点ｔ２１５で通常の電流の
大きさにする。この通常の電流レベルにおいて、駆動電
動機の切換で急峻な電流立上択即ち正のｄｉ／ｄｔが発
生する。

そこで、回路全体は、時点ｔ２１５において電流が通常
の駆動レベルに達した時に窓ガラス板が再びほぼその出
発位置に達するように設計される。この出発位置に手が
存在する場合には、直ちにｄｉ／ｄｔ信号が現われて、
ガラス板が下方向に運動するように電動機したがってま
だガラス板を下方向に切換える。

したがって第２図および第３図から明らかなように、閉
じゼタンもしくはスイッチが作動されると窓は先ず開放
方向に起動され、そして短時間の下降運動後に再び上昇
方向に運動する。

この場合重要なのは、窓ガラス板が再びその出発位置に
達した時にモータ電流がその通常の駆動レベルまで降下
しておって、それによシ、窓ガラス板がこの位置から上
方向に運動する場合その運動行程に抵抗が介入した場合
に直ちに安全装置が有効となることである。

しかしながらまた本発明による安全回路においては、時
点ｔ２／２ないしｔ２／４間の領域における最初の電流
立上シで駆動電動機の切換が惹起されないような手段が
講ぜられる。これは、例えば、回路に遅延素子を設け、
それによシ閉じスイッチの作動後の所定の時間の経過後
に始めて正のｄｉ／ｄｔの評価で電動機の切換が可能と
なるようにすることによシ達成できる。この所定の経過
時間もしくは期間はまた、測定した経験値にしたがって
決定することができ、例えば第２図に示すように２５０
マイクロ秒とすることができる。

また、回路には、正の電流曲線に最初の負のａｔＡｔが
現われた後に始めて正のｄｉ／ｄｔを切換基準とする回
路要素、即ち起動電流スノクイクの立下シ縁をトリガ縁
として評価する回路要素を設けることができる。

第２図において、時点ｔ２／６とｔ２／７との間に急峻
な電流立上シ、即ち正のｄｉ／ｄｔが示されている。し
たがってそれに対応し第３図では、窓ガラス板の運動方
向が反転されている。

第２図に破線で示した１線は、窓を閉じる際の通常の電
流の変化を示す。窓ガラス板の摺動運動中電動機にはほ
ぼ一定のアンペア数の電流が流れるしかしながら窓ガラ
ス板が摺動行程の長時に上側の窓枠内に走入すると電流
の強さは大きく増大する。従来では、安全回路は、窓ガ
ラス板が再び下方向に運動しないようにその直前で電動
機を遮断している。

第４図に示した離散的構成の回路において、電動機はＭ
で示しである。電動機と直列に測定抵抗１が接続されて
いる。この測定抵抗で取出された電圧は、電動機電流監
視回路２として動作し且つ、正のｄｉ／ｄｔかまたは負
のｄｉ／ｄｔのいずれが存在するかの判定または最大電
流’ｍａｘが越えられた″かどうかの判定を行なう電子
回路系統に供給される。電動機回路２から出力される信
号は、ｄｉ／ｄｔ　）　ｏであるかまた’ｍｏ　ｔ　＞
’ｍａＸである時にはオアゲート３に供給されるが、ｄ
ｉ／ｄｔ　（ｏである時にはアントゲ−）４を介してフ
リンジフロップ５に供給される。

キーゼードもしくはスイッチ／Ｐネル６には、復号−路
もしくはスイッチキー解読回路７が後置接続されておシ
、この回路はスイッチキーの作動に対応して１つの信号
を出力する。この信号は、例えば信号「開放」であり得
る。この開放信号はオアゲート８を介して直接電動機出
力終段９に与えられ、この出力段は電動機を開方向に起
動せしめる。この開放信号は本発明と関連してそれほど
重要ではなく、単に完全な理解を期するために述べたも
のである。

これに対してスイッチキー解読回路で、スイッチの作動
が「閉」に向けられたものであると判定されると、スイ
ッチキー解読回路７はその出力信号を時限素子ｌＯに印
加する。この時限素子１０は先ず、所定の時間に亘シ、
オアゲート８を介して信号「開」を電動機出力段もしく
は終段に供給し、その結果電動機は窓ガラス板を開方向
に走行させる。これは第２図の時間領域ｔ２／、ないし
ｔ２／２に対応する。

時点ｔ２／２に達すると、時限素子１０が切換って、オ
アゲート１１を介し信号「閉」を本来の安全回路１２に
供給する。この安全回路から、「閉」信号が直接電動機
終段９に供給される。

上記安全回路１２には、さらに２つの別の回路要素が接
続されている。即ち、フリングフロンｆ５およびオアゲ
ート３が接続されている。

これら２つの回路要素は、電動機電流監視回路２によっ
て制御される。該監視回路２が、ｄｉ／ｄｔ（ｏを検出
すると、該監視回路２はアンドゲート１４を介して信号
をフリラフ０フロンプ５に供給し、該フリツプフロツプ
はそれに応答して安全回路１２を付活する。このプロセ
スは、第２図の時間領域ｔ２／４ないしｔ２１５で行な
われる。

このようにして負のｄｉ／ｄｔが安全回路１２を投入す
るだめのトリガ縁として用いられる。

電動機電流監視回路２による安全回路の上記のような付
活もしくは起動後に、ｄｉ／ｄｔ　）　ｏが検出さ゛れ
ると、この信号はオアゲート３を介して安全回路に供給
され、そこで警報信号の機能を果す。ｐｐち、安全回路
は、オアゲート８を介して「開」信号を電動機終段９に
供給する。これが、安全回路の本来の意味での安全機能
である。即ち、身体部分等が窓ガラスによシ挾まれ゛て
、その結果としてｄｉ／ｄｔ　）　ｏが発生されると、
自動的に窓ガラス板は開運動もしくは下降運動を行なう
。

さらに、フリンプフロンｆ５およびオアゲート１１を経
る非常もしくは緊急回路が設けられている。非常スイッ
チが押されると、安全回路は遮断され、電動機終段９は
、電動機を電流ｉ　で閉方向に走行する命令を受ける。

ａｘ リミットスイッチ１５が閉されると、安全回路は窓ガラ
ス板が上行方向で窓枠に当接する直前でその機能を解除
される。

第５図に示したマイクロプロセッサ回路においても、電
動機Ｍが示されており、その電流回路に測定抵抗１が設
けられている。この測定抵抗１で、電動機電流に相似す
る電圧が取出され、比較器１６に供給される。この比較
器には、さらにＤ／Ａ変換器１７が接続されている。こ
の変換器１７はマイクロプロセッサ１８によって制御さ
れるものである。

さらに回路には、スイソチキーノやネルもしくはフィー
ルド６、電動機終段９およびリミットスイッチ１５が設
けられている。

測定抵抗１に現われる電圧が電動機電流に対する尺度と
なる。プロセッサ１８は、Ａ　／　Ｄ変換器によシ実際
の瞬時電動機電流を検出して監視する。正のｄ　ｉ　／
ａ　ｔが現われるかあるいは所定の電動機電流レベルが
越えられたことが検出されると、プロセンサ１８によシ
窓ガラス板の運動の反転が導入される。スイッチキーパ
ネルからの運動方向検出、起動時ス・ぞイク電流の抑圧
等の機能はマイクロプロセンサのプログラムに組込まれ
ている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の安全回路の電流／時間曲線をグラフで
示す図、第２図は、本発明による安全回路の電流／時間
曲線をグラフで示す図、第３図は、第２図に示した曲線
に対応の行程／時間曲線をグラフで示す図、第４図は離
散的な回路要素で構成された本発明による回路の構成を
略図スるブロックダイヤフラム、そして第５図はマイク
ロプロセンサを用いて構成された本発明による回路を略
図するブロックダイヤフラムである。 １・・・附定抵抗、２・・・モニタ回路、３，８，１１
・・・オアゲート、４・・・アンドゲート、５・・・フ
リツプフロツプ、６・・・スイッチパネル、７・・・ス
イッチキー解読回路、９・・・電動機出力終段、１０・
・・時限素子、１２・・・安全回路、■５・・リミット
スイッチ、１７・・・Ｄ　／　Ａ変換器、］８・・・マ
イクロプロセッサ。 手続補正書Ｃ発） 昭和６０年３月１　日 特許庁長官殿 １・事件の表示 昭和５９年特許願第　２６８６９０　号２、発明の名称 自動車等の車両の電動機で駆動される窓ガラス昇降装置
のための安全回路装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 名　称へルムート・フ／ト・コマンディート・ゲゼルン
ヤフト４、代理人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電動機電流の急激な立上シ（正のｄｉ／ｄｔ　）で
   、駆動電動機の回転方向の切換を行なう自動車または類
   似の車輛における電動機で駆動される窓ガラス昇降装置
   のための安全回路において、窓ガラス閉じスイッチ（Ｔ
   ）を作動した場合に駆動電動機（Ｍ）が反対方向に回転
   して窓ガラス板が所定の時間もしくは定められた行程に
   亘り開方向に運動し、次いで電動機の回転方向の切換が
   行なわれ、前記、電動機（Ｍ）の開方向およびそれに続
   く閉方向における回転時間を互いに、前記窓ガラス板が
   再びその出発位置に達した時に電動機電流が既にその定
   格値に達しているように定めないし合せ、そして、起動
   電流の正のｄｉ／ｄｔを切換基準として禁止する素子を
   備えていることを特徴とする安全回路装置。 ２、起動電流の正のｄｉ／ｄｔを切換基準として禁止す
   る回路素子が、予め定められた時間の経過後に始めて正
   のｄｉ／ｄｔの評価を可能にする時限素子である特許請
   求の範囲第１項記載の安全回路装置。 ３、起動電流の正のｄｉ／ｄｔを切換基準として禁止す
   る回路素子が、前記起動電流の第２の負のｄｉ／ｄｔを
   トリガ縁として評価して該トリガ縁の出現に依存して正
   のｄｉ／ｄｔの評価を許容する回路要素である特許請求
   の範囲第１項記載の安全回路装置。