JP3578568B2 - 車両用パワーウィンドゥ制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は挟み込み防止機能を有する車両用パワーウィンドゥ制御装置に係り、特にその挟み込み防止機能について挟み込み以外の負荷増大時に適切に対処し得るように改良したものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、自動車等の車両用に設置されるパワーウィンドゥ機構においては、車室内に設置されるウィンドゥの開閉制御用のスイッチ機構を操作することにより、ウィンドゥを駆動するモータに対して供給する回転駆動電流の方向を切り換えるように構成されている。
【０００３】
しかるに、このようなパワーウィンドゥ機構においては、ウィンドゥの閉動作時において、異物例えば人体の一部等が挟み込まれることがあるため、挟み込み防止機能としてウィンドゥを駆動するモータの回転速度の変動を監視し、あるいはモータの駆動電流の変化を監視することによって、モータの回転速度あるいはモータの駆動電流が、設定された特定のしきい値を越えて変化したときに、負荷が増大したものとしてウィンドゥによる異物の挟み込みを判定している。
【０００４】
そして、このようなウィンドゥによる挟み込みと判定されたときには、ウィンドゥを駆動するモータの回転方向を逆転し、ウィンドゥによる異物の挟み込み状態を解除させている。
【０００５】
このようなパワーウィンドゥ制御装置において、例えばウィンドゥの凍結等によってウィンドゥの動作に対して大きな負荷が作用するような状態となった場合には、ウィンドゥが異物を挟み込んでいないにもかかわらず、ウィンドゥによる異物挟み込み状態と判定してしまう可能性が大きい。
【０００６】
このため、従来、ウィンドゥによる挟み込み以外の負荷増大が生じた場合、ウィンドゥ駆動用のモータがその箇所で反転駆動されるために閉め切れなくなる対策として、モータが連続して反転するとそれ以降はウィンドゥによる挟み込み状態を判定しなくなる代わりに、ウィンドゥ上昇のスイッチが押し続けられてもウィンドゥは所定時間又は所定距離だけ閉方向に上昇駆動してから停止するようにしたパワーウィンドゥ制御装置が考えられていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような、従来のパワーウィンドゥ制御装置では、ウィンドゥによる挟み込み以外の負荷増大が生じた場合に、ウィンドゥを全閉するためには何回も同じような閉操作を繰り返す必要があるので、操作が煩雑であるという問題がある。
【０００８】
そこで、この発明は上記のような点に鑑みなされたもので、ウィンドゥを閉める動作の途中において、ウィンドゥによる挟み込みを検出することによってウィンドゥ駆動用のモータを反転停止するようにした挟み込み防止機能を有する車両用パワーウィンドゥ制御装置において、ウィンドゥによる挟み込み以外の負荷増大が生じた場合、負荷増大箇所を通過させてウィンドゥが全閉位置まで駆動して閉め切ることができるようにしつつ、挟み込み検出もできるようにした車両用パワーウィンドゥ制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る車両用パワーウィンドゥ制御装置おいて、開閉制御手段は、ウィンドゥ制御用のモータに対して、スイッチ機構からの指令に基づきウィンドゥを開方向あるいは閉方向に駆動する指令を与える。
【００１０】
また、挟み込み検出手段は前記ウィンドゥによる挟み込みを検出する。
また、停止手段は、ウィンドゥによる挟み込みが検出されると前記モータを停止状態とする。
【００１１】
そして、禁止手段は、前記ウィンドゥによる挟み込み検出及びモータの停止が連続して所定回数行われるとその後の前記ウィンドゥの閉じ動作時に挟み込み検出が連続して所定回数行われた場所における前記挟み込み検出手段による挟み込み検出を禁止させ、再度の閉じ動作時に負荷増大箇所を通過させる処理を実行することにより、前記ウィンドゥの閉じ動作を全閉位置まで行うことができるようにする。
【００１２】
すなわち、この請求項１に係る車両用パワーウィンドゥ制御装置によれば、例えば凍結等によってウィンドゥの閉め切り動作中において、ウィンドゥ駆動用のモータに作用する負荷が増大するように急激な負荷変動があった場合において、再度の閉じ動作により負荷増大箇所を通過させる処理を実行することにより、簡単な操作でウィンドゥの閉じ動作を全閉位置まで確実に行うことができるようになるので、このような負荷増大状況におけるウィンドゥの閉め切りが不能となる不具合が解決される。
【００１３】
また、請求項３に係る発明は、ウィンドゥ上昇中にモータの負荷増大を検出したときにモータを反転停止する挟み込み防止機能を有する車両用のパワーウィンドゥ制御装置において、ウィンドゥによる挟み込み以外の負荷増大が生じた場合、挟み込み以外の負荷増大により閉め切れなくことを防止するために、従来のようにそれ以降はウィンドゥによる挟み込み状態を検出しないようにするのでなく、起動マスク処理（モータ起動直後の不安定領域のみ負荷変動を検出しない処理）と同様なマスク処理を利用してウィンドゥを閉め切ることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。
図１は車両に搭載されるパワーウィンドゥシステムの構成を示すもので、例えばマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）等によって構成された制御回路１１が備えられる。
【００１５】
この制御回路１１は、パワーウィンドゥシステム全体の制御を司るもので、以下に述べる各要素と共に、本発明の特許請求の範囲に定義されるような車両用パワーウィンドゥ制御装置を構成する。
【００１６】
具体的には、この制御回路１１には車室内に設置されるウィンドゥの上昇（ＵＰ）指令スイッチ１２及び下降（ＤＯＷＮ）指令スイッチ１３の各別の操作またはこれらと自動（ＡＵＴＯ）指令スイッチ１８との組合せ操作による操作指令信号が入力される。
【００１７】
この制御回路１１からは、それぞれバッファアンプＡ１，Ａ２を介してＵＰ側の第１のリレースイッチ１４及びＤＯＷＮ側の第２のリレースイッチ１５にそれぞれ切り換え駆動指令が供給される。
【００１８】
この第１及び第２のリレースイッチ１４，１５は、パワーウィンドゥ駆動用のモータ１６の電源回路を構成する。
ここで、この第１及び第２のリレースイッチ１４および１５の各接点（ＯＮ，ＯＦＦ）が図示の状態に設定された状態で、第１のリレースイッチ１４を介して＋Ｂ電源がモータ１６の一端に接続され、第２のリレースイッチ１５を介してモータ１６の他端が接地回路に接続され、モータ１６が上昇（ＵＰ）方向に回転駆動されるようになる。
【００１９】
すなわち、これによって図示しないパワーウィンドゥは閉方向に駆動されることになる。
また、制御回路１１からの指令で第１及び第２のリレースイッチ１４及び１５の各接点が図示の状態から反対側に切り換えられた場合には、モータ１６に供給される電源極性が反転されるので、モータ１６は逆の方向すなわち下降（ＤＯＷＮ）方向に回転駆動される。
【００２０】
すなわち、これによって図示しないパワーウィンドゥは開方向に駆動されることになる。
そして、モータ１６には、例えばホール素子（ホールＩＣ）等を用いて構成される回転検出回路１７が設けられており、この回転検出回路１７からはモータ１６の回転速度に対応した周期を有するパルス信号が発生される。
【００２１】
この回転検出回路１８からのパルス信号は制御回路１１に入力されて計数されることにより、ウィンドゥの開度位置等が検出されると共に、そのパルス信号の周期に基づいてモータ１６の回転速度が算出されるようになる。
【００２２】
なお、図１において、制御回路１１には後述するウィンドゥによる挟み込み検出領域判別用のリミットスイッチ（ＳＷ）１９が接続されている。
すなわち、このリミットＳＷ１９は、図３に示すようなウィンドゥ２０による挟み込み検出に関する不感領域Ｒ１（人体の指等を挟み込む危険性がない狭い領域で、通常は数ｍｍ程度）と検出領域Ｒ２（不感領域Ｒ１を除くウィンドゥ２０の閉領域）とを判別するために、車室内のウィンドゥ枠の上端近傍に設けられるものである。
【００２３】
次に、以上のように構成されるパワーウィンドゥシステムの動作について、先ずその概要から説明する。
今、ウィンドゥが明けられている状態とし、この状態からウィンドゥを閉じるために、ＵＰスイッチ１２が操作されたとすると、制御回路１１により、第１及び第２のリレースイッチ１４，１５の各接点が図示の状態に設定されることにより、モータ１６には上昇（ＵＰ）方向の電流が供給される。
【００２４】
この場合、モータ１６の回転速度は、モータ１６に取り付けられている回転検出回路１７から出力されるパルス信号の周期を制御回路１１で演算することにより求められる。
【００２５】
そして、このようなウィンドゥの上昇動作中における挟み込み検出は、この回転検出回路１７から出力されるパルス信号の周期の絶対値、変化量、変化率等を制御回路１１で演算することによって実現することができる。
【００２６】
例えば、この回転検出回路１７から出力されるパルス信号の周期が図示の如くＴ１からＴ２に伸びたとするとき、制御回路１１では、予め設定される所定のしきい値Ｔｔｈより（Ｔ２−Ｔ１）が大きい場合に、ウィンドゥによる挟み込みが生じたと判断する。
【００２７】
すなわち、ウィンドゥによる挟み込みが生じたとすると、パワーウィンドゥシステムには負荷の増大として作用することになり、これはモータ１６の回転速度を下げることになり、延いては回転検出回路１７から出力されるパルス信号の周期が図示の如くＴ１からＴ２に伸びるように長周期になるためである。
【００２８】
そして、制御回路１１はウィンドゥによる挟み込みが生じたと判断した場合、第１及び第２のリレースイッチ１４，１５の各接点を図示の状態から反対方向に切換えることにより、モータ１６延いてはウィンドゥをして下降（ＤＯＷＮ）方向への駆動に切り換える。
【００２９】
このとき、制御回路１１は回転検出回路１７からのパルス信号を計数して、それが所定パルス数に達するまで下降駆動を継続した後、第１及び第２のリレースイッチ１４，１５の各接点を同一極性に切換えることにより、モータ１６を停止させる。
【００３０】
つまり、このようにウィンドゥを反転停止させるのは、ウィンドゥによる挟み込みが例えば人体や衣服等の挟み込みであったとすれば、この反転停止によってそれが直ちに解除されるものと考えられるからである。
【００３１】
しかるに、本実施の形態では、このようなＵＰスイッチ１２の操作によるウィンドゥの上昇動作中において、反転停止動作が所定回数（Ｎ）に渡って繰り返えされた場合、制御回路１１は単なる挟み込みではなく、ウィンドゥによる挟み込み以外の何らかの原因（例えば凍結等）による負荷増大と見なして、次に述べるような起動マスク処理と同様なマスク処理に入るように構成されている。
【００３２】
ここで、起動マスク処理とは、ウィンドゥによる挟み込みを検出するに当り、起動直後におけるモータの回転速度が不安定な期間をウィンドゥによる挟み込み検出から避ける処理である。
【００３３】
すなわち、本実施の形態のように、モータの回転速度の変化を利用してウィンドゥによる挟み込みを検出するようにしている挟み込み防止機能を有するパワーウィンドゥシステムでは、それによる誤反転動作を防止するため、起動マスク処理により起動時にモータの回転速度が安定するまでの間、ウィンドゥによる挟み込み検出を禁止するようにしている。
【００３４】
これは、若し、このような起動マスク処理を行わないと、ＵＰスイッチの操作による起動時のモータ回転速度が不安定な期間に誤まってウィンドゥによる挟み込みが検出されてしまう場合があり、この場合にウィンドゥが不必要に下降方向に反転された後に停止されてしまうのを防止するためである。
【００３５】
具体的には、ウィンドゥの上昇動作中において、上述したような反転停止動作が連続して所定回数（Ｎ）に渡って繰り返えされた場合に制御回路１１は、ウィンドゥによる挟み込み以外の何らかの原因（例えば凍結等）による負荷増大と見なして、その後、再度ＵＰスイッチ１２がオンされてモータ１６をＵＰ方向に駆動させている間に、回転検出回路１７からのパルス信号の周期がしきい値より大きくなった時点でモータ１６をＤＯＷＮ方向に反転させることなく直ちに停止させると共に、その後の所定期間は起動マスク処理と同様に挟み込み検出を行わないようにする。
【００３６】
これにより、その後、再度ＵＰスイッチ１２がオンされると、制御回路１１は挟み込み検出を行わないようにしているため、負荷増大領域でもモータ１６をＤＯＷＮ方向に反転することなく、ＵＰ方向への駆動を継続させて、ウィンドゥをして完全に閉め切れることができるようになる。
【００３７】
次に、本実施の形態による動作の詳細を図２に示すようなフローチャートを参照して説明する。
先ず、制御回路１１は、ＵＰスイッチ１２がオンされることによりウィンドゥを上昇させるか否かをステップ１０１で判定し、オンされていたらステップ１０２でＵＰ側のリレースイッチ１４をオン状態に設定する（なお、このとき、ＤＯＷＮ側のリレースイッチ１５はオフ状態に設定される）。
【００３８】
次に、制御回路１１はウィンドゥによる挟み込み検出の検出領域であるか否かをリミットＳＷ１９の極性に基づいてステップ１０３で判別し、例えばリミットＳＷ１９がオン極性“Ｌ”時にウィンドゥによる挟み込み検出の検出領域であるとすると、リミットＳＷ１９から“Ｌ”が入力されたらステップ１０４にてモータ１６が停止しているか否かをＴｓｔ＜Ｔｍ により判断する。
【００３９】
ここで、Ｔｍ は回転検出回路１７から制御回路１１に最新のパルス信号が入力されてからの経過時間である。
また、Ｔｓｔは定数（例えば５００ｍｓ）で、これ以上経過したらモータ１６が停止していると判定するしきい値である。
【００４０】
そして、制御回路１１はステップ１０４において、Ｔｍ ＜Ｔｓｔであるならば、モータ１６が停止していないとしてステップ１０５の処理へ進み起動マスク処理と同様なマスク処理中であるか否かを判断する。
【００４１】
このとき、制御回路１１は後述する図４のフローチャートに示すような割り込みによる別処理で回転検出回路１７からのパルス信号をカウントした値Ｃｐ と起動マスクパルス数Ｃｍ （定数）とをステップ１０５で比較する。
【００４２】
ここで、図４に示す制御回路１１によるＣｐ パルスカウントのための割込み処理について説明する。
先ず、制御回路１１はステップ２０１でＵＰ側のリレースイッチ１４がオンされると、ステップ２０２でＣｐ ＝０に初期化する。
【００４３】
続いて、制御回路１１はステップ２０３で回転検出回路１７からのパルス信号Ｃｐ の入力があるか否かを判定した後、ステップ２０４でＣｐ をカウントアップしてインクリメントすることをステップ２０５でモータ１６の停止が判定するまで続ける。
【００４４】
制御回路１１はこのようにして得られるパルスカウント値Ｃｐ と起動マスクパルス数Ｃｍ （定数）とをステップ１０５で比較し、パルスカウント値Ｃｐ が起動マスクパルス数Ｃｍ （通常２０パルス前後）以上にカウントされていたらマスク解除（挟み込み検出開始）とする。
【００４５】
続いて、制御回路１１はステップ１０６で最新のパルス周期Ｔｎ と前回のパルス周期Ｔｎ−１ との差（Ｔｎ −Ｔｎ−１ ）がしきい値Ｔｔｈを越えたとき、ステップ１０７でＵＰ側のリレースイッチ１４をオフとする。
【００４６】
続いて、制御回路１１はステップ１０８にて挟み込み回数カウンタＣｊ をインクリメントし、ステップ１０９でＣｊ を所定回数Ｎ（例えばＮ＝２〜３）と比較し、挟み込み回数カウンタＣｊ が所定回数Ｎを越えていたらステップ１１０でＣｊ をクリア（１１０）して一連の処理を終了する。
【００４７】
すなわち、この状態では、制御回路１１は挟み込みを検出したにもかかわらず、ウィンドゥによる挟み込み以外の何らかの原因（例えば凍結等）による負荷増大と見なして、モータ１６を反転させていないため、再度ＵＰスイッチ１２がオンされると、ステップ１０１からステップ１０４を経て、ステップ１０５で前述したようなマスクパルス比較（Ｃｍ ＜Ｃｐ ）が成立してステップ１０６に流れるまでの間にモータ１６をＵＰ方向に駆動し続けるので、前回挟み込み検出した箇所（ウィンドゥの摺動負荷が大きな箇所）では実質的に挟み込み検出を行っていないのと同様になり、ウィンドゥをそこから通過させることができる。
【００４８】
これによって、何らかの高負荷箇所においてウィンドゥを閉じ切れなくなることを防止することができる。
なお、ステップ１０９で挟み込み回数カウンタＣｊ が所定回数Ｎ以下ならば、制御回路１１はステップ１１４でＤＯＷＮ側のリレースイッチ１５をオン状態として、モータ１６を反転してウィンドゥを下降させると共に、ステップ１１５で所定パルスＣｄ 数だけパルスをカウントしたか否かを判定した後にステップ１１６でＤＯＷＮ側のリレースイッチ１５をオフ状態として一連の処理を終了することになる。
【００４９】
この所定パルスＣｄ 数のパルスカウントは前述したパルスカウント値Ｃｐ を得るのと同様にすることができる。
以上において、ステップ１０１でＵＰスイッチ１２がオンされていなければ、制御回路１１はステップ１１１で両リレースイッチ１４，１５をオフ状態としてステップ１０１の処理に戻る。
【００５０】
また、ステップ１０３で不感領域であると判定した場合、制御回路１１はステップ１１２でモータ１６が停止されているか否かを判定し、停止であればステップ１１３でＵＰ側のリレースイッチ１１３をオフ状態としてして一連の処理を終了するが、モータ１６が停止でなければステップ１０１の処理に戻る。
【００５１】
また、ステップ１０４でモータ停止と判定した場合、制御回路１１はステップ１０７の処理にジャンプする。
また、ステップ１０５及び１０６での比較が不成立の場合、制御回路１１はステップ１０１の処理に戻る。
【００５２】
なお、以上のような実施の形態において、ウィンドゥによる挟み込みを検出する手段としては、モータの回転速度の変動を監視する代わりに、モータの駆動電流の変化を監視するようにしてもよい。
【００５３】
また、図２のステップ１０５の処理として、マスクパルスをカウントしてＣｍ ＜Ｃｐ ？を判定する代わりに、タイマを設け、ＵＰスイッチ１２のオン後の時間が所定時間以上経過したか否かを判定して、それが所定時間以上となったら、ステップ１０６の処理に進むようにしてもよい。
【００５４】
したがつて、以上のようにして本実施の形態によれば、起動マスク処理と同様なマスク処理を採用することにより、ウィンドゥによる挟み込み以外の負荷増大があった位置を安全に通過することができるようにして、例えば凍結等によってモータ１６の負荷が増大してもウィンドゥが閉め切れないような不具合を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態を説明するための回路構成図。
【図２】この発明の実施形態の全体の動作を説明するためのフローチャート。
【図３】この発明の実施形態に用いるリミットスイッチの判別領域を示す図。
【図４】この発明の実施形態の一部の動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１１…制御回路（ＣＰＵ）、
１２…ＵＰスイッチ、
１３…ＤＯＷＮスイッチ、
１４…リレースイッチ、
１５…リレースイッチ、
１６…モータ、
１７…回転検出回路、
１８…ＡＵＴＯスイッチ、
１９…リミットスイッチ、
Ａ１…バッファアンプ、
Ａ２…バッファアンプ、
２０…ウィンドゥ。

Claims (7)

1. ウィンドゥを開方向あるいは閉方向に選択的に駆動するウィンドゥ駆動用のモータと、
   前記ウィンドゥに開指令または閉指令を出力するスイッチ機構からの入力に対応して前記モータに前記ウィンドゥを開方向あるいは閉方向に駆動する指令を与える開閉制御手段と、
   前記ウィンドゥの閉じ動作時に、負荷増大を判別することにより前記ウィンドゥによる挟み込みを検出する挟み込み検出手段と、
   前記挟み込み検出手段により前記ウィンドゥによる挟み込みが検出されると前記モータを停止させる停止手段と、
   前記挟み込み検出手段による挟み込み検出及び前記停止手段による前記モータの停止が連続して所定回数行われるとその後の前記ウィンドゥの閉じ動作時に挟み込み検出が連続して所定回数行われた場所における前記挟み込み検出手段による挟み込み検出を禁止させる禁止手段とを具備したことを特徴とする車両用パワーウィンドゥ制御装置。
2. 前記挟み込み検出手段は挟み込み検出のための検出領域判定を行う領域判定手段を具備することを特徴とする請求項１に記載の車両用パワーウィンドゥ制御装置。
3. 前記禁止手段は、前記モータの起動直後の不安定領域において前記挟み込み検出手段が挟み込み検出のための負荷変動を検出しないようにすることにより、前記モータの上昇駆動により負荷増大箇所を通過させることを可能とする起動マスク処理を実行すると共に、該起動マスク処理と同様のマスク処理を利用して前記ウィンドゥの再度の閉じ動作時において前記挟み込み検出手段が挟み込み検出のための負荷変動を所定期間検出しないようにすることにより、前記モータの上昇駆動により負荷増大箇所を通過させることを可能とするマスク処理を実行することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用パワーウィンドゥ制御装置。
4. 前記禁止手段は、所定時間または前記ウィンドゥが所定距離閉方向に駆動する間、前記挟み込み検出手段による挟み込み検出を禁止させることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用パワーウィンドゥ制御装置。
5. 前記停止手段は、前記挟み込み検出手段による挟み込み検出が前記所定回数に満たなければ、前記モータを停止後、反転させる反転手段を具備したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車両用パワーウィンドゥ制御装置。
6. 前記挟み込み検出手段は、前記モータの回転速度に対応する周期を有したパルス信号の周期の変化に基づいて、前記負荷増大を判別することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の車両用パワーウィンドゥ制御装置。
7. 前記停止手段は、前記モータの反転停止動作が連続して所定回数に渡って繰り返された場合に、前記挟み込み検出手段による挟み込みを検出した時点で、前記モータを反転させることなく直ちに停止させると共に、前記禁止手段は、その後の所定期間は前記挟み込み検出手段による挟み込み検出を行わないようにすることを特徴とする請求項５に記載の車両用パワーウィンドゥ制御装置。

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