JP2891869B2 - 開閉体の駆動制御装置 - Google Patents
開閉体の駆動制御装置Info
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
- H02H7/085—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against excessive load
- H02H7/0851—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against excessive load for motors actuating a movable member between two end positions, e.g. detecting an end position or obstruction by overload signal
-
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- H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
- H02H3/44—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to the rate of change of electrical quantities
Landscapes
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Description
に係り、さらに詳しくは、閉動する開閉体によって異物
が挟まれることを防止す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。
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駆動機構を制御
するための制御装置が知られており、そのモータを一方
向に回転させることにより窓ガラスが上昇し、それを他
方向に回転させることにより窓ガラスが下降する。
操作スイッチがON操作されている間、窓ガラスを閉じ
るべくモータを一方向に回転させ、その上昇操作スイッ
チがOFF操作されたときにモータの回転を停止させる
ものが知られている。また、このような制御装置として
は、窓ガラスの上昇中に、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、その挾み込みが
あった場合に、窓ガラスの上昇を直ちに停止させるべく
モータの回転を停止させて安全性を確保するようにした
ものがある。このような装置は、人体等の挾み込みを検
出するために、例えば、窓ガラスの上昇時の閉動抵抗の
増大に起因して変化する閉動抵抗関連量(例えば、モー
タの駆動電流)の変化などを監視して、その閉動抵抗関
連量(以下、「監視量」という)が一定のしきい値を越
えたときに、人体等の挾み込みがあったと判定してモー
タの一方向の回転を停止させる構成となっている。
応じて変化することを考慮し、監視量を閉動位置毎に対
応付けて記憶更新して、挾み込み検出用のしきい値を個
別に設定する、いわゆる学習機能をもったものもある。
例えば、電動モータの駆動電流の変化を監視して挾み込
みを検出する場合には、窓ガラスの正常な閉動時におけ
る監視量の検出値を閉動位置毎に対応付けて記憶して、
その記憶した監視量に一定の許容値を加えて閉動位置毎
の挾み込み検出用のしきい値とする。そして、その後の
窓ガラスの閉動時に、その閉動位置毎における監視量の
検出値としきい値とを比較して、挾み込みの有無を判定
する。しきい値を求めるために記憶される監視量は、挾
み込みが検出されない限り記憶更新される。
駆動制御装置は、挾み込み検出のためのしきい値とし
て、窓ガラスの閉動範囲の全域に亘って共通な一定値に
定めることは難しく、窓ガラスの閉動位置に応じて変化
する閉動抵抗を考慮して、余裕をもった値に設定しなけ
ればならず、その分、挾み込みの検出感度が劣ることに
なるといった問題がある。
閉動位置に応じて、挾み込み検出のためのしきい値が設
定されるものの、そのしきい値を設定する際に、記憶さ
れた監視量に加えられる許容値が一定であるため、次の
ような問題があった。すなわち、記憶された監視量の大
きさに応じて、しきい値全体における許容値の割合が変
化し、例えば、窓ガラスの閉動負荷が小さくて監視量が
小さい場合には、許容値の割合が大きくなって挾み込み
の検出感度が劣ることになり、一方、閉動負荷が大きく
監視量が大きい場合には、許容値の割合が小さくなって
誤って挾み込みを検出するおそれがある。
きい値を最適に調整して、挾み込みを常に確実に検出す
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。
御装置の第1形態は、開閉体を開動および閉動させる駆
動機構を制御する開閉体の駆動制御装置において、前記
開閉体の閉動中に、該開閉体の閉動抵抗に応じて変化す
る閉動抵抗関連量を検出する検出手段と、前記検出手段
によって検出された閉動抵抗関連量を記憶する記憶手段
と、前記記憶手段に記憶されている閉動抵抗関連量を用
いて前記開閉体の今後の閉動抵抗関連量の変化を予測す
る予測手段と、前記予測手段によって予測された閉動抵
抗関連量に許容量を加えて挾み込み検出のためのしきい
値を設定するしきい値設定手段と、前記検出手段によっ
て検出された閉動抵抗関連量が前記しきい値を越えたと
きに前記駆動機構による前記開閉体の閉動を停止させる
挾み込み検出手段と、前記許容速度の値を前記開閉体の
閉動速度に応じて増減するしきい値調整手段とを備えた
ことを特徴とする。
は、開閉体を開動および閉動させる駆動機構を制御する
開閉体の駆動制御装置において、前記開閉体の閉動中
に、該開閉体の閉動抵抗に応じて変化する閉動抵抗関連
量を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出さ
れた閉動抵抗関連量を記憶する記憶手段と、前記記憶手
段に記憶されている閉動抵抗関連量を用いて前記開閉体
の今後の閉動抵抗関連量の変化を予測する予測手段と、
前記予測手段によって予測された閉動抵抗関連量に基づ
いて挾み込み検出のための第1のしきい値を設定するし
きい値設定手段と、前記検出手段によって検出された閉
動抵抗関連量が前記第1のしきい値を越えた期間中に所
定時間毎に異常検出信号を出力する第1の挾み込み検出
手段と、前記異常検出信号の連続的な出力回数のカウン
ト値が第2のしきい値を越えたときに前記駆動機構によ
る前記開閉体の閉動を停止させる第2の挾み込み検出手
段と、前記第2のしきい値を前記開閉体の閉動速度に応
じて増減するしきい値調整手段とを備えたことを特徴と
する。
開閉体の閉動時の閉動抵抗関連量を予測して、その予測
値を用いて挾み込み検出のためのしきい値を設定し、さ
らに、そのしきい値を開閉体の閉動速度に応じて調整す
ることにより、挾み込みが生じた場合の挾み込み力の大
きさに応じて挾み込みの検出感度を最適に調整して、挾
み込みを常に確実に検出する。
は、開閉体の閉動時の閉動抵抗関連量を予測して異常を
検出し、さらに、その異常が連続的に検出されたときの
検出回数をカウントし、そのカウント値がしきい値を越
えたときに挾み込みを検出する場合に、そのしきい値を
開閉体の閉動速度に応じて調整することにより、挾み込
みが生じた場合の挾み込み力の大きさに応じて挾み込み
の検出感度を最適に調整して、挾み込みを常に確実に検
出する。
する。
第1の実施例を説明するための図である。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。
動制御装置)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。
操作状態、および後述する挾み込み検出手段32からの
制御信号によって、モータ22を駆動制御するためのモ
ータ制御手段である。操作スイッチ24には、窓ガラス
2を上昇させるときにON操作されてUP信号を出力す
るUPスイッチと、窓ガラス2を下降させるときにON
操作されてDOWN信号を出力するDOWNスイッチが
備えられている。制御手段31は、UP信号が出力され
たときに、図示しないUPリレーをONとしてモータ2
2を一方向に回転させ、DOWN信号が出力されたとき
に、図示しないDOWNリレーをONとしてモータ22
を他方向に回転させる。
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)であ
る。この位置カウンタ33は、窓ガラス2が上昇限位置
P0 (図1参照)にあるときにカウント値を「0」と
し、窓ガラス2の下降に応じて回転センサ23から出力
されるパルス信号をカウントアップし、また窓ガラス2
の上昇に応じてカウントダウンする。したがって、窓ガ
ラス2が下降限位置PMAX (図1参照)にあるときは、
そのカウント値が最大となる。
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)を検出するための速度検出手段(閉動状態
検出手段)である。
しきい値設定手段、38はしきい値調整手段であり、こ
れらの手段の機能は作用と共に後述する。挾み込み検出
手段32は、速度検出手段34によって検出された窓ガ
ラス2の上昇速度(閉動速度)、カウンタ33のカウン
ト値、およびしきい値設定手段37によって設定された
しきい値に基づいて、後述するように、監視範囲L(図
1参照)内での窓ガラス2の上昇中における人体等の挾
み込みの有無を検出する。そのため、制御装置30に
は、監視範囲Lの検出部(図示せず)が備わっている。
すなわち、その検出部は、位置カウンタ33のカウント
値に基づいて、昇降の限界位置P0 ,PMAX のそれぞれ
から所定の距離ずつ離れた位置P1 〜Pn 間の監視範囲
L内に窓ガラス2が位置しているか否かを検出する。監
視範囲Lは、挾み込みが生じるおそれのある範囲であ
る。また、制御装置には図示しないタイマーT1 が備わ
っている。このタイマーT1 は、後述するように、操作
スイッチ24のUPスイッチがONとなったときに起動
し、そのUPスイッチのON状態が安定時間t1 継続し
たときにタイムアップする。その安定時間t1 は、窓ガ
ラス2の上昇開始後、その上昇速度が安定するまでに要
する時間とされており、この安定時間t1 中は後述する
ように挾み込みの検出をしないため、以下、その安定時
間t1 を「マスク時間t1 」という。
照)。
チのON操作によってDOWN信号が出力されたとき
は、ステップS1,S2からS3に進み、モータ制御手
段31がモータ22を他方向に回転させて、窓ガラス2
を下降させる(DOWN動作)。UPスイッチのON操
作によってUP信号が出力されたときは、タイマーT1
を起動してから(ステップS4)、UPリレーをONと
して窓ガラス2の上昇動作(UP動作)を開始する(ス
テップS5)。そして、タイマーT1 のタイムアップを
待つ(ステップS6)。
ラス2が監視範囲L内に位置していないときは(ステッ
プS6,S7)、UP信号が出力されなくなったこと
(ステップS8)、または窓ガラス2が上昇限位置P0
にまで上昇したこと(ステップS9)を条件として、U
PリレーをOFFとして上昇動作を停止する(ステップ
S10)。
は、窓ガラス2が監視範囲L内に位置していること(ス
テップS7)、およびUP信号の出力が継続しているこ
と(ステップS19)を条件として、以下のような「挾
み込み検出動作」(ステップS11〜S18)を繰り返
す。
データに基づいて、窓ガラス2の閉動速度を予測する
(ステップS11)。予測される閉動速度を以下、「予
測速度VA 」という。本例の場合は、記憶手段35に窓
ガラス2の閉動速度の変化率が記憶され、その変化率に
基づいて予測速度VA が算出される。
タ33のカウント値毎に対応する閉動速度変化率の格納
エリアが設定されており、例えば、第1の格納エリア
に、位置Pn での閉動速度Vn と位置Pn-1 での閉動速
度Vn-1 の変化率Vn-1 /Vnを格納し、第2の格納エ
リアに、位置Pn-1 での閉動速度Vn-1 と位置Pn-2 で
の閉動速度Vn-2 の変化率Vn-2 /Vn-1 を格納し、以
下同様にして、窓ガラス2の監視範囲L内における閉動
速度の変化率を格納する。このような閉動速度の変化率
は記憶更新され、その初期値は、通常の使用に先立っ
て、窓ガラス2を下降限位置PMAX から上昇限位置P0
まで連続的に上昇動作させて記憶する。
の記憶データに基づいて次のように予測速度VA を算出
する。例えば、窓ガラス2が位置P3 からP2 に閉動す
る際には、まず、記憶手段37から、それらの位置に対
応する前回の閉動速度V3 ,V2 の変化率V2 /V3 を
読み出し、その変化率V2 /V3 と、現時点の位置P3
にて検出された今回の閉動速度V3(t)とに基づいて、予
測部32Aが位置P2での今回の閉動速度V2 ′を予測
する(V2 ′=(V2 /V3 )・V3(t))。このように
予測手段36は、窓ガラス2の閉動位置に応じた予測速
度VA を順次算出する(ステップS11)。
調整手段38が挾み込み検出のしきい値(以下、「比較
速度VC 」という)を算出する(ステップS12〜S1
6)。
測速度VA と基準速度V0 とを比較し(ステップS1
2)、予測速度VA が基準速度V0 よりも小さいときは
(VA<V0 )、それらの速度差Vd(Vd=V0 −VA
)を求め(ステップS13)、その速度差Vd を所定
の変化係数Cで除算して加算許容速度VB1(VB1=Vd
/c)を求め(ステップS14)、さらに、その加算許
容速度VB1に最低許容速度VB0を加算して許容速度VB
(VB =VB0+VB1)を求める(ステップS15)。最
低許容速度VB0、加算許容速度VB1、および許容速度V
B の値はマイナスの値であり、後述するように予測速度
VA と許容速度VB とを加算して比較速度VC を求めた
場合、その比較速度VC は予測速度VA よりも許容速度
VB 分だけ小さい値となる。
0 、速度差Vd 、および最低許容速度VB0は、回転セン
サ33(図2参照)が出力するパルス信号の周期(以
下、「パルス周期」という)で換算され、基準速度V0
はパルス周期換算で5msec、係数cは「5」、最低
許容速度VB0はパルス周期換算で1msecとされ、ま
た加算許容速度VB1は、同様にパルス周期換算されかつ
整数値とされている。したがって、これらの速度VB0,
VB1およびそれらを加算した許容速度VB はプラスの値
となる。そして、例えば、速度差Vdが(5<Vd<1
0)msecのときは、図4に示すように、加算許容速
度VB1が1msecとなり、それが最低許容速度V
B0(1msec)に加算されて、許容速度VB が2ms
ecとなる。同様に、速度差Vdが(10≦Vd<1
5)msecのときは、加算許容速度VB1が2msec
となり、許容速度VB が3msecとなる。このよう
に、5msecを越えた速度差Vdが5msec単位で
大きくなる毎に、許容速度VB が最低許容速度の1ms
ecから1msecずつ大きくなる。
VA と許容速度VB とを加算して比較速度VC (VC =
VA +VB )を求める(ステップS16)。なお、これ
らの速度VA ,VB ,VC は、後述する現在速度Vt と
共にパルス周期換算で扱ってもよい。
VC と現時点での窓ガラス2の閉動速度(以下、「現在
速度」という)Vt とを比較し(ステップS17)、現
在速度Vt が比較速度VC 以下となったときに、挾み込
みが発生したと判断して検出信号S0 を出力する。モー
タ制御手段31は、その検出信号S0 が出力されたとき
に、UPリレーをOFFとして窓ガラス2の上昇動作
(UP動作)を停止させる(ステップS10)。
速度が図5中の実線のように変化した場合には、その閉
動速度の大きさに応じて許容速度VB が調整され、同図
中点線のように比較速度(しきい値)VC が変化する。
ところで、窓ガラスの閉動抵抗が大きくて閉動速度が遅
い場合には、挾み込みが生じたときの挾み込み力が小さ
くなるため、図5に示すように、閉動速度が速い場合よ
りも小さな許容速度VB で挾み込みが検出できることに
なり、誤検出もなくなる。
明の第2の実施例を説明するための図であり、前述した
第1の実施例と同様の部分には同一符号を付して説明を
省略する。
明らかなように、前述した第1実施例に、最終挾み込み
検出手段39と、最終挾み込み検出用しきい値の調整手
段(以下、「第2の調整手段」という)40を備えた構
成となっている。検出手段39は、検出手段32の挾み
込み検出信号(本例では、「異常検出信号」という)S
0 の連続的な出力回数をカウントし、そのカウント値が
所定のしきい値(以下、「第2のしきい値」という)X
を越えたときに、最終挾み込み検出信号S1 を出力す
る。モータ制御手段31は、その検出信号S1 が出力さ
れたときにUPリレーをOFFとして窓ガラス2の上昇
動作(UP動作)を停止させる。第2のしきい値Xは整
数であり、その最低値は1とされて、第2の調整手段4
0によって次のように調整される。
示すように、窓ガラス2の上昇速度に応じて第2のしき
い値を調整する。なお、この図7の横軸の上昇速度Vt
の値は、回転センサ33が出力するパルス信号の周期
(パルス周期)換算であり、その値が大きくなる程、上
昇速度Vt が低下することになる。窓ガラス2の閉動速
度Vt が基準測度VE0以上のときは第2のしきい値Xを
最低値の「1」に保ち、閉動速度Vt が(VE0>Vt ≧
VE1)のときはしきい値Xを「2」とし、(VE1>Vt
≧VE2)のときはしきい値Xを「3」とする。このよう
に、閉動速度Vtの低下の度合に応じて、しきい値Xを
1つずつ増加させる。
い挾み込みが生じた場合の挾み込み力が小さくなるとき
は、しきい値Xを大きくして、誤りなく確実に挾み込み
を検出することになる。
監視する窓ガラスの閉動抵抗関連量は、何ら閉動速度の
みに特定されず、例えば電動モータ22の駆動電流であ
ってもよい。要は、窓ガラスの閉動抵抗に応じて変化す
る量であればよい。
駆動制御装置の第1形態は、開閉体の閉動時の閉動抵抗
関連量を予測して、その予測値を用いて挾み込み検出の
ためのしきい値を設定し、さらに、そのしきい値を開閉
体の閉動速度に応じて調整する構成であるから、挾み込
みが生じた場合の挾み込み力の大きさに応じて挾み込み
の検出感度を最適に調整して、挾み込みを常に確実に検
出することができる。
は、開閉体の閉動時の閉動抵抗関連量を予測して異常を
検出し、さらに、その異常が連続的に検出されたときの
検出回数をカウントし、そのカウント値がしきい値を越
えたときに挾み込みを検出する場合に、そのしきい値を
開閉体の閉動速度に応じて調整する構成であるから、挾
み込みが生じた場合の挾み込み力の大きさに応じて挾み
込みの検出感度を最適に調整して、挾み込みを常に確実
に検出することができる。
略側面図である。
のフローチャートである。
の説明図である。
関係の説明図である。
ック構成図である。
の説明図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 開閉体を開動および閉動させる駆動機構
を制御する開閉体の駆動制御装置において、 前記開閉体の閉動中に、該開閉体の閉動抵抗に応じて変
化する閉動抵抗関連量を検出する検出手段と、 前記検出手段によって検出された閉動抵抗関連量を記憶
する記憶手段と、 前記記憶手段に記憶されている閉動抵抗関連量を用いて
前記開閉体の今後の閉動抵抗関連量の変化を予測する予
測手段と、 前記予測手段によって予測された閉動抵抗関連量に許容
量を加えて挾み込み検出のためのしきい値を設定するし
きい値設定手段と、 前記検出手段によって検出された閉動抵抗関連量が前記
しきい値を越えたときに前記駆動機構による前記開閉体
の閉動を停止させる挾み込み検出手段と、 前記許容量を前記開閉体の閉動速度に応じて増減するし
きい値調整手段とを備えたことを特徴とする開閉体の駆
動制御装置。 - 【請求項2】 開閉体を開動および閉動させる駆動機構
を制御する開閉体の駆動制御装置において、 前記開閉体の閉動中に、該開閉体の閉動抵抗に応じて変
化する閉動抵抗関連量を検出する検出手段と、 前記検出手段によって検出された閉動抵抗関連量を記憶
する記憶手段と、 前記記憶手段に記憶されている閉動抵抗関連量を用いて
前記開閉体の今後の閉動抵抗関連量の変化を予測する予
測手段と、 前記予測手段によって予測された閉動抵抗関連量に基づ
いて挾み込み検出のための第1のしきい値を設定するし
きい値設定手段と、 前記検出手段によって検出された閉動抵抗関連量が前記
第1のしきい値を越えた期間中に所定時間毎に異常検出
信号を出力する第1の挾み込み検出手段と、 前記異常検出信号の連続的な出力回数のカウント値が第
2のしきい値を越えたときに前記駆動機構による前記開
閉体の閉動を停止させる第2の挾み込み検出手段と、 前記第2のしきい値としての期間を前記開閉体の閉動速
度に応じて増減するしきい値調整手段とを備えたことを
特徴とする開閉体の駆動制御装置。 - 【請求項3】 前記検出手段は、前記閉動抵抗関連量と
して、前記開閉体の閉動速度、または前記開閉体を閉動
させる電動モータの駆動電流のいずれかを検出するもの
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。
Priority Applications (4)
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JP6063499A JP2891869B2 (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | 開閉体の駆動制御装置 |
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