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技術 開閉体の挟み込み検知装置

出願人 アイシン精機株式会社
発明者 小野沢智菊田岳史田野井務
出願日 2003年1月29日 (18年0ヶ月経過) 出願番号 2003-020627
公開日 2004年3月18日 (16年11ヶ月経過) 公開番号 2004-084458
状態 特許登録済
技術分野 ウイング用動力操作機構 車両の窓 車両の非固定式屋根・保護カバー
主要キーワード 外部接続状態 駆動加速度 ハイパス処理 モータ回転状態 反転側 開閉操作スイッチ 開閉窓 速度変動分
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2004年3月18日)のものです。
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図面 (10)

課題

挟み込みが発生した場合に、挟み込みを正確に判定すると共に、挟み込み検知装置信頼性向上を図る。

解決手段

開閉体22を駆動するモータ2の回転をモータ回転数センサ7より検出し、検出されたモータ回転数よりモータ2の実速度を求める。そして、実速度と速度しきい値との比較により、開閉体動作中での挟み込み検知を行う中で、開閉体2の挟み込みが検知された場合に、モータ2を反転制御する制御装置1は、モータ2を駆動する駆動電圧に基づきモータ回転数の推定を行い(S2)、実速度と所定時間前推定速度との差(S5)に基づいて推定速度を補正し(S6)、補正された推定速度と実速度との差に基づいて挟み込み判定を行う(S7)。

概要

背景

近年、車両ではサンルーフウィンドレギュレータといった開閉窓開閉体)をモータにより動作させる場合、異物等を挟み込んだ場合を検出し、挟み込みが検出されると、開閉体の閉動作を停止させたり、モータを反転駆動することにより、開閉体を閉方向とは逆の開方向に動作させる挟み込み処理を行う安全機構が設けられている。

概要

挟み込みが発生した場合に、挟み込みを正確に判定すると共に、挟み込み検知装置信頼性向上をる。開閉体22を駆動するモータ2の回転をモータ回転数センサ7より検出し、検出されたモータ回転数よりモータ2の実速度を求める。そして、実速度と速度しきい値との比較により、開閉体動作中での挟み込み検知を行う中で、開閉体2の挟み込みが検知された場合に、モータ2を反転制御する制御装置1は、モータ2を駆動する駆動電圧に基づきモータ回転数の推定を行い(S2)、実速度と所定時間前推定速度との差(S5)に基づいて推定速度を補正し(S6)、補正された推定速度と実速度との差に基づいて挟み込み判定を行う(S7)。 

目的

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、挟み込みが発生した場合に、挟み込みを正確に判定すること、挟み込み検知装置の信頼性向上を図ることを技術的課題とする

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
7件

この技術が所属する分野

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請求項1

開閉体と、該開閉体を開閉駆動するモータと、該モータの回転速度を検出する速度検出手段と、前記開閉体駆動中の挟み込み検知を、該速度検出手段から得られる情報に基づいて行い、前記開閉体の挟み込みが検知された場合に、前記モータを停止または反転駆動を行う制御手段とを備えた開閉体の挟み込み検知装置において、前記制御手段は、前記モータに印加されて前記モータを駆動する駆動電圧を検出する電圧検出手段と、前記速度検出手段より前記モータの回転する実速度を求める実速度決定手段と、前記駆動電圧に基づき、前記モータが回転する推定速度演算する推定速度演算手段と、前記推定速度を時間的に記憶する推定速度記憶手段と、前記実速度と所定時間前の推定速度との差に基づいて、前記推定速度を補正する推定速度補正手段と、補正された推定速度と前記実速度との差の変化状態に基づいて、前記開閉体の挟み込み状態を判定する挟み込み判定手段を備えたことを特徴とする開閉体の挟み込み検知装置。

請求項2

開閉体をモータにより開閉駆動し、該モータの回転速度を速度検出手段により検出して、前記開閉体駆動中の挟み込み検知を前記回転速度に基づいて行い、前記開閉体の挟み込みが検知された場合に前記モータを停止または反転駆動を行う制御手段を備えた開閉体の挟み込み検知装置において、前記制御手段は、前記モータに印加されている駆動電圧を検出し、前記モータの実速度を求め、前記駆動電圧に基づいて前記モータが回転する推定速度を演算して、前記実速度と所定時間前の推定速度との差に基づき前記推定速度を補正して、補正された推定速度と前記実速度との差の変化状態に基づいて前記開閉体の挟み込み状態を判定することを特徴とする開閉体の挟み込み検知装置。

請求項3

前記挟み込み状態の判定は、補正された推定速度と前記実速度との差が所定しきい値を越えた場合、挟み込み状態であると判定することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の開閉体の挟み込み検知装置。

請求項4

前記挟み込み状態の判定は、補正された推定速度と前記実速度の差に対してハイパスフィルタ処理を行い、ハイパスフィルタ通過後のフィルタ値に基づき、該フィルタ値が所定しきい値を越えた場合、挟み込み状態であると判定することを特徴とする請求項3に記載の開閉体の挟み込み検知装置。

請求項5

前記挟み込み状態の判定は、補正された推定速度と前記実速度の差に対してハイパスフィルタ処理を行い、ハイパスフィルタ通過後のフィルタ値を積分し、積分値が所定しきい値を越えた場合に挟み込み状態であると判定することを特徴とする請求項4に記載の開閉体の挟み込み検知装置。

技術分野

0001

本発明は、固定部材に対して開閉体開閉動作を行う開閉体の挟み込み検知装置に関するものであり、特に、挟み込み検知装置の制御に係わるものである。

0002

近年、車両ではサンルーフウィンドレギュレータといった開閉窓(開閉体)をモータにより動作させる場合、異物等を挟み込んだ場合を検出し、挟み込みが検出されると、開閉体の閉動作を停止させたり、モータを反転駆動することにより、開閉体を閉方向とは逆の開方向に動作させる挟み込み処理を行う安全機構が設けられている。

0003

この様な挟み込み状態の判定を行う方法には、モータの回転状態より検出する方法が知られている。この方法は、ホール素子等を用いた回転検出センサにより開閉体を駆動するモータのモータ回転状態の変化を検出し、回転検出センサからのパルス信号に基づき、挟み込み検出を行っている。

0004

例えば、特許文献1には、開閉体駆動用のモータの駆動速度や駆動加速度が、開閉体の駆動速度あるいは駆動加速度に基づいて設定される所定のしきい値以下であると、挟み込みが発生したと判定される開閉制御装置が開示されている。この公報に示される装置では、開閉体を駆動するモータの回転をモータ位置検出センサにより検出し、モータ回転速度およびモータ回転加速度を算出する。そして、モータ回転速度の変化が定常である場合にはモータ回転速度を速度しきい値と比較し、モータ回転速度変化が定常でない場合にはモータ回転加速度を加速度しきい値と比較してモータの反転制御を行っている。この場合、これらのしきい値は、駆動電圧や開閉体の摺動抵抗等により補正される。

背景技術

0005

【特許文献1】
特開平6−280446号公報(第1頁)

0006

しかしながら、上記した公報に示される装置を車両に適用した場合には、以下に示す問題が生じる。つまり、車両において装置への電源供給は、通常、バッテリー(例えば、直流:12V)から供給される。この為、バッテリーに接続される車両の負荷状態によって、電圧変動が発生する。電圧変動が発生するバッテリーにより開閉体を駆動するためのモータが駆動されると、モータ電圧の変動によりモータ速度に変動が発生する。バッテリー電圧の変動が発生したモータのモータ速度を、所定の速度しきい値と比較することによって、挟み込みを検知する方法では、モータ速度の変動により、開閉体の移動による挟み込みの検知を誤検知してしまう場合が起こり得る。

0007

そこで、モータ速度の変動による挟み込みの誤検知を防止する為に、判定のしきい値を下げる(つまり、挟み込みを判定しにくい方向に補正)方法が取られるが、判定のしきい値を単に下げる方法を用いると、挟み込み判定のしきい値を下げた分だけ、挟み込みが発生してから実際に挟み込みが検知されるまでの時間(判定時間)が長くなる。これが原因で挟み込み検知の判定時間が遅れ、挟み込み発生時に挟み込まれた物体の受ける荷重(挟み込み荷重)が増加してしまう。それ故に、装置の信頼性がよくないものとなってしまう。

発明が解決しようとする課題

0008

よって、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、挟み込みが発生した場合に、挟み込みを正確に判定すること、挟み込み検知装置の信頼性向上を図ることを技術的課題とする。

0009

上記した課題を解決するために講じた第1の技術的手段は、開閉体と、該開閉体を開閉駆動するモータと、該モータの回転速度を検出する速度検出手段と、前記開閉体駆動中の挟み込み検知を、該速度検出手段から得られる情報に基づいて行い、前記開閉体の挟み込みが検知された場合に、前記モータを停止または反転駆動を行う制御手段とを備えた開閉体の挟み込み検知装置において、
前記制御手段は、前記モータに印加されて前記モータを駆動する駆動電圧を検出する電圧検出手段と、前記速度検出手段より前記モータの回転する実速度を求める実速度決定手段と、前記駆動電圧に基づき、前記モータが回転する推定速度演算する推定速度演算手段と、前記推定速度を時間的に記憶する推定速度記憶手段と、前記実速度と所定時間前の推定速度との差に基づいて、前記推定速度を補正する推定速度補正手段と、補正された推定速度と前記実速度との差の変化状態に基づいて、前記開閉体の挟み込み状態を判定する挟み込み判定手段とを備えたことである。

0010

また、上記した課題を解決するために講じた第2の技術的手段は、開閉体をモータにより開閉駆動し、該モータの回転速度を速度検出手段により検出して、前記開閉体駆動中の挟み込み検知を前記回転速度に基づいて行い、前記開閉体の挟み込みが検知された場合に前記モータを停止または反転駆動を行う制御手段を備えた開閉体の挟み込み検知装置において、
前記制御手段は、前記モータに印加されている駆動電圧を検出し、前記モータの実速度を求め、前記駆動電圧に基づいて前記モータが回転する推定速度を演算して、前記実速度と所定時間前の推定速度との差に基づき前記推定速度を補正して、補正された推定速度と前記実速度との差の変化状態に基づいて前記開閉体の挟み込み状態を判定する様にしたことである。

0011

上記した手段によれば、速度検出手段よりモータの回転状態(例えば、モータ回転数、モータ速度等)が検出される。そして、モータに印加される駆動電圧に基づき、モータの回転速度が求まる。モータの回転速度が求まるとモータの推定速度が演算されて、演算された推定速度は時間的に記憶される。その後、速度検出手段からの求められた実速度と、記憶された所定時間前の推定速度との差を求めて、その差に基づき推定速度が補正され、モータに印加される駆動電圧の変化を考慮して、補正された推定速度と実速度との差の変化状態(例えば、変化量、変化率等)に基づいて、開閉体の挟み込み状態が判定される。

0012

これは、モータの駆動電圧が変化しても、駆動電圧の変化に基づき、モータの速度の推定速度が駆動電圧を考慮して求められるので、推定速度の精度が向上する。また、モータの実速度と所定時間前の推定速度の差により、推定速度が補正されるので、所定時間前(例えば、モータ起動時の立ち上がりにおける遅れ時間や一時遅れ等により決定される時間)の安定した状態で推定された推定速度を基にして、推定速度に補正が加えられる。このモータの実速度と所定時間前の推定速度の差による推定速度の補正は、モータに対して駆動電圧が印加される初回のみ成されると良い。よって、この推定により求めたモータの推定速度の精度が向上するため、推定速度を挟み込みの判定に用いる場合には、正確な挟み込み検知が行える。尚、挟み込み状態の判定において、モータの回転速度は、モータを駆動する電圧電流から求めても良い。

0013

この場合、挟み込み状態の判定は、補正された推定速度と実速度との差が所定しきい値を越えた場合、挟み込み状態であると判定すれば、補正された推定速度と実速度との差と所定しきい値との簡単な比較により、挟み込み状態の検知が可能である。これは、挟み込みを検知するしきい値を変化させなくて良いので、従来に比べて判定が遅れることはない。また、開閉体の挟み込みが発生した場合に、判定遅れにより挟み込み荷重が増大することが防止される。

0014

また、挟み込み状態の判定は、補正された推定速度と実速度の差に対してハイパスフィルタ処理を行い、ハイパスフィルタ通過後のフィルタ値に基づき、フィルタ値が所定しきい値を越えた場合、挟み込み状態であると判定すれば、補正された推定速度と実速度の差に対してハイパスフィルタ処理を行うことにより、その差の零点からの定常的なずれ(オフセット)が防止され、挟み込みの判定が精度良く行える。よって、挟み込み検知装置の信頼性が向上する。

課題を解決するための手段

0015

更に、挟み込み状態の判定は、補正された推定速度と実速度の差に対してハイパスフィルタ処理を行い、ハイパスフィルタ通過後のフィルタ値を積分し、積分値が所定しきい値を越えた場合に挟み込み状態であると判定すれば、微小速度変動分を積分により蓄積して、柔らかいものを挟み込んだ場合にも正確な挟み込みの判定を精度良く行える。よって、挟み込み検知装置の信頼性がより向上する。

0016

本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。以下に示す実施形態においては、一例として開閉体の挟み込み検知装置を車両のサンルーフ装置に適用した場合についての説明を行うが、これに限定されるものとする。例えば、開閉体の挟み込み検知装置は、車両分野においてはウィンドウ上下動させるパワーウィンドレギュレータ装置、サイドドアを車両の前後方向にスライドさせて自動的に開状態閉状態にさせるスライドドア装置建造物にあっては自動ドア装置等にも適用が可能である。尚、本実施形態では、開閉体をサンルーフ22、挟み込み検知装置をサンルーフ装置10として、以下に説明する。

0017

図1は、車両20に対して、挟み込み検知機能を有するサンルーフ装置(本装置と称す)10を取り付けた場合の取付図を示し、この図1において、車両20のルーフ21には長方形状を呈する開口21aが設けられ、開口21aにはサンルーフ装置10が室内側からボルト等の固定部材により取り付けられており、サンルーフ装置10のサンルーフ(ルーフガラスと称す)22が車両の前後方向に移動することによって、開口21aを遮蔽することができる。このルーフガラス22は公知のスライド機構により車両の前後方向にスライドし、公知のチルト機構により車両の上下方向にチルト動作する様になっている。

0018

ルーフガラス22を駆動するドライブユニット23は、開口21aの前方のルーフ内に配設されており、ドライブユニット23はモータ2とギヤユニット25が一体になっている。構造上、ギヤユニット25の出力軸はスライド機構およびチルト機構と連係しており、図2に示す制御装置1によりモータ2を駆動制御すると、ルーフガラス22は動作し、スライド動作とチルト動作が一連の動作の中で行われる。

0019

図2は、ルーフガラス22を動作させる制御装置1の外部接続状態を示すシステム構成図である。ルーフガラス22を駆動する制御装置1は、ルーフガラス22の開閉動作を指示するもので、ルーフガラス22の位置に伴って作動する位置検出スイッチ9およびルーフガラス22を動作させる開閉操作スイッチ8からの信号を入力し、これらの信号状態に基づいて、モータ2に対して駆動信号を出力する。ルーフガラス22は制御装置1からの駆動信号に従って動作する。

0020

更に、本装置10においては、ルーフガラス22と車両の開口21aとの間に物体(例えば人の手や物)が挟み込まれた場合、モータ2の回転が抑止され回転数が減少することに着目し、ルーフガラス22の閉方向への動作時にモータ2の回転状態により挟み込み検知を行って、挟み込み発生時にはルーフガラス22の閉方向への動作を即座に停止させ、開方向の動作へとモータ駆動反転動作させる挟み込み検知機能が、安全性の面で付加されている。

0021

ルーフガラス22の制御および挟み込みの制御を司る制御装置1は、内部にプログラムを記憶したROM、プログラム処理に必要な数値を記憶するRAM、モータ2の回転に同期したパルス出力を行うモータ回転数センサ7、周期計測を行うタイマ、及び、入力されるバッテリー電圧等のアナログ値デジタル値に変換するA/D変換器等を備えたCPU5と、入力信号に対してCPU5との電気整合性をとる入力インターフェース(入力I/F)4と、ルーフガラス22をスライド動作時には開閉方向に動作させる機能を有し、モータ2の回転方向正転(開方向)または反転(閉方向)させるリレー6と、車両のバッテリーBATから電源(通常、12V)が供給され、安定化した一定電圧(例えば、5V)が作られる電源回路3と、から主に構成される。電源回路3により作られた一定電圧は、CPU5に供給される。また、制御装置1の入力I/F4には、バッテリー電圧が供給されており、モータ2にはバッテリー電圧が供給されている。

0022

制御装置1には、モータ2の出力軸に設けられた図示しない磁石(例えば、N極とS極が1対で設けられる)が1回転するにつき1パルス周期信号をホール素子により検出するモータ回転数センサ7からの信号、ルーフガラス22の位置を検出する位置検出スイッチからの信号、ルーフガラス22を開閉させる手動の操作スイッチ8からの信号が入力される。入力された信号は入力インターフェースI/F回路4を通してCPU5に入力され、制御装置1内にてバッテリーBAT電圧が入力I/F回路4を通してCPU5に入力される。モータ回転数センサ7からの信号は、モータ回転に同期してオンオフし、交互に繰り返されるパルス出力がCPU5に入力される。CPU5は、その入力されたパルス信号から信号レベルの比較を行い、エッジを検出する。

0023

CPU5はこれらのセンサ7およびスイッチ8,9から入力された信号を基にして、リレー6に対してモータ2を駆動する信号を出力し、リレー6の通電状態および通電方向切り替えることにより,モータ2を停止させたり、モータ2を正回転側/反転側へ回転させるといったモータ制御を指示する機能を有する。

0024

次に、制御装置1における挟み込み判定処理について、図3に示すフローチャートを参照して説明する。以下に示す説明では、プログラムのステップを単に「S」として簡略化して示す。尚、以下に示す説明では、開閉操作スイッチ8を用いたスイッチ操作による通常のルーフガラス22の開閉制御については、スイッチ状態によりモータを駆動するという公知の方法を採用していることから、説明を省略する。

0025

図3に示す挟み込み判定処理は、毎回、所定周期(例えば、数ms)で演算されるものであり、S1において、CPU5はモータ回転数センサからセンサ入力を行うと共に、モータ駆動電圧の入力を行う。ここで、モータ2はバッテリー電圧より駆動されていることから、モータ駆動電圧の入力では、その時点のバッテリー電圧の入力が、入力I/F4を介してなされる。モータ回転数センサ7からのパルス出力(例えば、正弦波矩形波等)に基づき、CPU5はモータ回転速度を求める。ここで言うモータ回転速度は、例えば、一例としてモータ駆動電圧にモータ回転速度に正比例するという静的な特性を利用して、図4に示すマップから求められる。また、モータ2の実速度は、例えば、パルスの立上りまたは立下りエッジを検出し、所定時間の間でいくつのエッジが検出されたかにより求められる。本実施形態では、モータ回転速度は、モータ回転数センサ7より検出しているが、これに限定されるものではなく、光の反射を利用した光学的方法、音の反射を利用した音響的方法等により検出したり、速度センサによって、モータ2の回転状態(例えば、モータ回転数、モータ速度)を直接的に検出しても良い。

0026

S1にてモータ回転速度が求められると、次に、S2にてモータ2の推定速度を求める推定モータ速度演算を行う。この推定モータ速度演算では、演算によりモータ回転速度からモータ速度を推定し、これを推定モータ速度とする。ここで、モータ回転速度:mv、モータ2を駆動する一方の端子電圧:Vb、比例ゲイン:a、オフセット:b0とすると、一般的に次式成立する。

0027

【数1】
一般的には、図5の(a)に示す如く、モータ2にステップ入力を印加した場合、モータの回転速度はステップ入力を印加したタイミングに対して、(b)の如く、遅れ時間で立ち上がりを開始し、一次遅れをもって次第に立ち上がってゆく。尚、この場合、二次、三次と高次モデル化を行えば、より精度が向上するが、本実施形態では一例として一次のみでモデル化を考える。

0028

この電圧変化に対しての動的なモータ回転数の特性は、時定数:Ts、無駄時間:dlyまで考慮すると、次式で表わされる。

0029

【数2】
しかしながら、モータ2は特性上、図2に示されるマップ上の直線は、図6に示す様に、温度により上下変動する。つまり、モータ特性上、モータ2は温度が変化しても、ゲイン(図4の傾き)aの変動はないが、ルーフガラス22はルーフ21の開口内で摺動を行う際、モータ2の温度が高温になると開口部でルーフガラス22とルーフ21とをシールしている図示しないシール部材が柔らかくなるため摺動性が良くなる。その結果、モータ回転速度が速くなる。これとは反対に、モータ2の温度が低くなるとシール部材が硬くなるので摺動性が悪くなり、モータ回転速度が遅くなるという特性を示す。それ故に、モータ2の温度が変化すれば、誤差を調整するためのオフセットb0が変化する。

0030

この様にオフセットb0まで考慮に入れて、[数2]を書き換えると、次式で表わされる。尚、Δbはオフセットのずれを示すものとする。

0031

[数3]

ここで、[数2]の演算による誤差を少なくする為、本実施形態においては、S4にて、Δbをモータ2の実速度との比較から補正する。この補正を行う場合には、S3に示す様に、モータ2の回転が安定する一定時間経過した場合に、例えば、モータ2に駆動電圧が印加される初回のみ行われる。モータ2は、図5の(a)の如く駆動が開始されると、図5の(b)の如く遅れ時間をもって立ち上がりが開始され、その後、一時遅れをもって立ち上がるが、この際、S3に示す一定時間とはモータ2の駆動が指示されてからモータ回転速度が安定するまでの時間Taが経過したかを判定すると良い。この時間Ta(例えば、数msec)が経過しない間には、モータ回転が安定していないために、オフセット補正を行わない様にする。

0032

そして、モータ2のパルス出力からの実速度が、モータ起動から一定時間経過後に安定した状態になると、S5にてモータ2の実回転速度(実速度)rmvと推定回転速度(推定速度)emvとの差err(速度偏差)を取り、その速度偏差errをオフセット補正値:Δb(=rmv−emv)とする(図5の(b)参照)。

0033

このオフセット補正値Δbは、上記した様に、モータ2の実速度rmvと推定速度emvとの速度偏差errを演算するある所定時間(ピンポイントの時間)での演算から求めても良いが、これに限定されるものではなく、より確実にオフセット補正値Δbを補正したい場合には、ある時間間隔での速度偏差errの平均値を採用したり、ある時間間隔での速度偏差errに対して所定周波数以下を通過させる公知のローパスフィルタ処理を行っても良い。

0034

次のS6では、補正された推定速度に対して、所定周波数以上を通過させるハイパスフィルタ処理を行った後、S7にて挟み込み判定を行う。ここでの挟み込み判定は、推定速度と実速度の差に基づいて、演算により補正された推定速度と実速度との差に基づき、挟み込みを判定する。この場合、推定速度はモータ駆動電圧に基づき求まるので、モータ駆動電圧の変動に追従して変化する。ここで、ルーフガラス22が閉動作中移動動作が制限されて、その結果、モータ2の実速度が低下した場合、推定モータ回転速度に対してモータ2の実速度が低下する。その結果、この速度偏差errが予め設定された所定しきい値を越えた場合、ルーフガラス22の動作中に挟み込みが発生してモータ回転が規制されていると、CPU5は判定する。この場合、CPU5は、速度偏差errのフィルタ後の値の変化状態により挟み込みを判定するが、ここ示す変化状態とは、変化量、変化率であっても良い。また、速度偏差errの微分により速度偏差errの変化状態を検出し、CPU5は挟み込みを判定しても良い。

0035

この様な処理により、挟み込み判定を行った結果を、図7に示す。図7の(a)はモータ2の駆動電圧を示し、(b)はモータ2の実速度と演算により得られた推定モータ回転速度を示す。この2つのグラフより、推定速度はモータの駆動電圧に追従することがわかる。また、(c)は速度偏差errと速度偏差errのハイパス処理を行った場合のグラフを示す。このグラフから、公知のハイパスフィルタ処理を行うと、定常的なオフセット分が除去され、ハイパスフィルタ後の値が零点に近づくことがわかる。更に、このフィルタ後の値を基にして、フィルタ後の値が挟み込みと見なされる所定のしきい値以上になった場合、ルーフガラス22を閉動作中に挟み込みが発生したと判断することができる。

0036

この判定方法をとれば、挟み込み判定を行うしきい値は予め設定され、モータ駆動電圧等により変化させなくて良いので、挟み込み判定の時間が遅れない。よって、挟み込みが生じた場合に、挟まれた物体の受ける挟み込み荷重は(d)の如く増加するが、判定が遅れないことから、挟み込み荷重の増加を防止することができる。 次に、図8を参照して、挟み込み判定の変形例について説明する。この図8における判定方法では、プログラムのS1〜S6に示す処理は、上記した図3に示すS1〜S6の処理と同じであることから、変形例での説明は省略する。

0037

図8に示す挟み込み状態の判定方法では、モータ3の推定速度から実速度の偏差に対してハイパスフィルタ処理を施し、その後、微小な速度差の変動分を積分することにより蓄積して、柔らかいものを挟み込んだ場合にも精度良く挟み込みを検出するものである。

0038

従って、図8の判定方法では、S6にてハイパスフィルタ処理が行われた後に、CPU5はS7aにてハイパスフィルタ処理が成された値(ハイパス値)を積分し、その積分値がRAMに記憶される。その後、ハイパス値とハイパス値の積分値とを用いて、S8aにて挟み込み判定を行う。この場合、S8aに示す挟み込み判定においては、比較的硬いものを挟み込んだ状態の場合には、ハイパス値が所定の挟み込み判定を行うしきい値Aを越えると挟み込みが発生していると、CPU5は判定する。また、S8aにおいては、比較的柔らかいものを挟み込んだ状態の場合には、ハイパス値の積分値を用いて、ハイパス値の積分値が所定の挟み込み判定を行うしきい値Bを越えると、挟み込みが発生しているものと、CPU5は判定する。

0039

この様に、ハイパス処理を行ったフィルタ後のハイパス値或いはハイパス値の積分値を基にして、ルーフガラス22を閉動作中に挟み込みが発生したと判断することができる。

0040

この様に、柔らかいものを挟み込んだ場合における状態について、図9に示すグラフを参照して説明する。図9の(a)はサンルーフ装置のモータ2を駆動する電圧を示し、(b)はモータ2の実速度と演算により得られた推定されたモータ2の回転速度(推定速度)を示す。また、(c)は上記した速度偏差errに対してハイパスフィルタ処理を行った場合のグラフを示し、(d)は速度偏差errを積分した積分値を示す。更に、(e)は挟み込み荷重を示す。

0041

例えば、(a)の如くモータ2に対して駆動電圧を印加し、モータ2を駆動してルーフガラス22を開閉動作させる場合では、駆動電圧が安定した時点(例えば、0.2secの時点)から推定速度の演算が開始される。その後、比較的柔らかいものをルーフガラス22が挟み込むと、(b)の如くモータ2の実速度に対して上記演算により推定された推定速度は高周波成分を含まないので、挟み込みが発生した時点(例えば、0.3secの時点)から多少の遅れ時間をもって実速度は推定速度から緩やかに減少する。そして、ハイパス値を演算すると、挟み込み発生後、比較的柔らかいものを挟み込んだ時の実速度のゆっくりとした減少に対して、ハイパスフィルタの特性上、若干上昇して一定の値を保持するものとなる。この場合、比較的柔らかいものの挟み込みでは比較的硬いものを挟み込んだ場合に比べて、挟み込み判定のしきい値Aを越えない状態が発生することが起こり得る。この為、しきい値Aを越えないので挟み込みを判定できず、挟み込み荷重は(e)の如く上昇する。

0042

この問題を解決する為、本実施形態では、更に、推定速度と実速度による速度偏差の積分値を用いて、挟み込み状態を判定する方法を用いている。つまり、速度偏差のハイパスフィルタ値はしきい値Aを越えずに一定値を保持している。この為に、これを積分することによって、積分値は(d)の如く増大するものとなる。そして、この積分値が比較的柔らかものの挟み込みを判定するしきい値Bを越えた場合、挟み込みが発生したものと検知すれば、挟み込み後にモータ2の速度変化が小さく、比較的柔らかいものを挟み込んだ場合も検知することができる。これによって、挟み込み荷重を更に抑えることができる。

発明を実施するための最良の形態

0043

以上の説明から明らかな様に、本実施形態においては、CPU5は挟み込みの制御を行う制御手段のみならず、モータ2に印加される電圧を検出する電圧検出手段、実速度を決定する実速度決定手段、推定速度の演算を行う推定速度演算手段、推定速度を記憶する推定速度記憶手段、推定速度の補正を行う推定速度補正手段、挟み込み状態を判定する挟み込み判定手段の機能を備えている。

0044

本発明によれば、駆動電圧に基づきモータ回転数の推定を行い、モータの推定速度を演算し、モータの実速度と所定時間前の推定速度との差に基づいて、推定速度を補正することができる。よって、モータの駆動電圧が変化しても駆動電圧の変化を考慮してモータ回転数の推定が行えるので、モータの推定速度の演算精度を向上させることができる。また、モータの実速度と所定時間前の推定速度の差により、演算により求めた推定速度が補正されるので、モータ回転が安定した状態で推定された推定速度を基にして、推定速度に補正が加えられる。従って、この推定により求めたモータの推定速度の精度が向上する。よって、推定速度を挟み込みの判定に用いる場合には、正確な挟み込み検知ができる。

0045

この場合、挟み込み状態の判定は、補正された推定速度と実速度の差が所定しきい値を越えた場合に挟み込み状態であると判定すれば、補正された推定速度と実速度の差と所定しきい値との簡単な比較により挟み込み状態の検知が可能である。これは、挟み込みを検知するしきい値を変化させなくて良いので、従来に比べて判定が遅れることはない。それ故に、挟み込みが発生した場合に、判定遅れにより挟み込み荷重が増大することが防止できる。

発明の効果

0046

また、挟み込み状態の判定は、補正された推定速度と実速度との差に対してハイパスフィルタ処理を行い、ハイパスフィルタ通過後のフィルタ値に基づき、フィルタ値が所定しきい値を越えた場合、挟み込み状態であると判定すれば、補正された推定速度と実速度との差に対してハイパスフィルタ処理を行うことにより、その差が零点からのずれ(オフセット)が防止され、挟み込みの判定を精度良くでき、挟み込み検知装置の信頼性を向上させることができる。

図面の簡単な説明

0047

更に、挟み込み状態の判定は、補正された推定速度と実速度の差に対してハイパスフィルタ処理を行い、ハイパスフィルタ通過後のフィルタ値を積分し、積分値が所定しきい値を越えた場合に挟み込み状態であると判定すれば、ハイパスフィルタ通過後のフィルタ値の積分により、微小な速度変動分を積分によって蓄積して、柔らかいものを挟み込んだ場合にも正確な挟み込みの判定を精度良く行うことができ、挟み込み検知装置の信頼性をより向上させることができる。

図1
本発明の一実施形態における開閉体の挟み込み検知装置を車両のサンルーフ装置に適用した場合の車両への取付図である。
図2
図1に示す挟み込み検知装置のシステム構成図である。
図3
図2に示すCPUで行われる挟み込み判定処理を示すフローチャートである。
図4
モータの駆動電圧とモータ回転数の関係を示したグラフである。
図5
モータの駆動時におけるモータの無駄時間とオフセット補正を説明するグラフである。
図6
モータの駆動電圧とモータ回転速度との関係において温度が発生した状態でのグラフである。
図7
図6に示す挟み込み判定を説明するためのグラフである。
図8
図2に示すCPUで行われる挟み込み判定処理を示す変形例のフローチャートである。
図9
図8に示す挟み込み判定を説明するためのグラフである。
【符号の説明】
1 制御装置(制御手段)
2 モータ
4 入力I/F
5 CPU(制御手段、実速度決定手段、推定速度演算手段、推定速度記憶手段、推定速度補正手段、挟み込み判定手段、電圧検出手段)
7 モータ回転数センサ(速度検出手段)
10 サンルーフ装置(挟み込み検知装置)
22 サンルーフ(開閉体)

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