(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動時にウインド駆動機構を介してウインドを開閉するモーターと、前記モーターを駆動するモーター駆動部と、前記モーターの回転に対応した２相パルスを発生するパルス発生部と、全体的な制御駆動処理を行うマイクロ制御ユニットと、前記ウインドの開閉を手動操作する操作スイッチとを備え、前記マイクロ制御ユニットは、前記モーター駆動部を介して前記ウインドを開閉する際、前記ウインドに加わる負荷荷重を表すパラメータ値を検出し、このパラメータ値と予設定された基準中央値とを比較し、前記パラメータ値が前記基準中央値から相当量外れたときに挟み込みがあったものと判断し、前記モーター駆動部を介して前記モーターを駆動停止または逆転駆動させるパワーウインド装置の挟み込み検知方法であって、前記２相パルスは周期が１／４ずれた第１及び第２方形波パルスからなり、前記第１及び第２方形波パルスのそれぞれの立ち上がり及び立ち下がりのパルスエッジを検出し、１つのパルスエッジと、それに続くパルスエッジとの到来時間間隔であるエッジ間隔データを測定し、このエッジ間隔データに基づいて前記パラメータ値の検出を行うことを特徴とするパワーウインド装置の挟み込み検知方法。
【請求項２】
前記ウインドに加わる負荷荷重を表すパラメータ値は、最新に検出したエッジ間隔データとその直前に検出したエッジ間隔データの２つのエッジ間隔データの平均値を求めて得た平均化エッジ間隔データに基づいて検出したものであることを特徴とする請求項１に記載のパワーウインド装置の挟み込み検知方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パワーウインド装置の挟み込み検知方法に係わり、特に、ウインドの開閉中に何等かの物体が挟み込まれたことの検知を正確に行うことが可能なパワーウインド装置の挟み込み検知方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、パワーウインド装置における挟み込みの検知を行う場合、ウインドを移動（開閉）するモーターにパルス発生器を結合し、モーターの回転に伴ってパルス発生器から１相方形波パルスまたは２相方形波パルスを発生させ、この１相方形波パルスまたは２相方形波パルスを用いて、ウインドの挟み込みの検知を行う方法が知られている。
【０００３】
この場合、既知のパワーウインド装置の挟み込みの検知方法の中の１相方形波パルスを用いるもの（以下、これを既知の１相パルス検知方法という）は、１相方形波パルスの立上り（または立下り）と立下り（または立上り）との時間間隔をエッジ間隔データとして検出し、そのエッジ間隔データをウインドの挟み込みの検知に用いているものであり、また、既知のパワーウインド装置の挟み込みの検知方法の中の２相方形波パルスを用いるもの（以下、これを既知の２相パルス検知方法という）は、一方の方形波パルスの立上り（または立下り）と立下り（または立上り）との時間間隔をエッジ間隔データとして検出し、そのエッジ間隔データをウインドの挟み込みの検知に用い、他方の方形波パルスをモーターの回転方向の検出に用いているものである。
【０００４】
ところで、既知の１相パルス検知方法に用いられるパルス発生器は、モーターの回転軸に装着され、相対する端縁部分にＮ極及びＳ極を着磁した回転体と、その回転体の端縁部分の近傍に固定配置された１個のホール素子とからなる構成のもので、モーター軸とともに回転体が回転したとき、ホール素子が回転体のＮ極着磁部分及びＳ極着磁部分を感知し、ホール素子からモーターの１回転毎に１つの立上りと１つの立下りを持った１相方形波パルスを発生させる。そして、この１相方形波パルスは、その立上り（または立下り）と立下り（または立上り）との時間間隔がエッジ間隔データとして利用され、その結果、エッジ間隔データの分解能はモーター１／２回転相当のものになる。
【０００５】
また、既知の２相パルス検知方法に用いられるパルス発生器は、モーターの回転軸に装着され、相対する端縁部分にＮ極及びＳ極を着磁した２つの回転体と、２つの回転体の端縁部分の近傍に対応して固定配置された２個のホール素子とからなる構成のもので、モーター軸とともに２つの回転体が回転したとき、２つのホール素子が対応する回転体のＮ極着磁部分及びＳ極着磁部分を感知し、２つのホール素子からモーターの１回転毎にそれぞれ１つの立上りと１つの立下りを持った２つの１相方形波パルス（全体として２相方形波パルスになる）を発生させる。そして、この２相方形波パルスは、一方の１相方形波パルスについてだけ、その立上り（または立下り）と立下り（または立上り）との時間間隔がエッジ間隔データとして利用され、その結果、１相パルス検知方法に用いられるパルス発生器と同様に、エッジ間隔データの分解能はモーター１／２回転相当のものになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記既知の１相パルス検知方法及び２相パルス検知方法は、いずれも、エッジ間隔データの分解能がモーター１／２回転相当のものであって、エッジ間隔データの分解能をこれ以上の向上させることができないという問題がある。
【０００７】
もっとも、前記既知の１相パルス検知方法及び２相パルス検知方法に用いるパルス発生器の構成を変更し、回転体の近傍に固定配置するホール素子の数を増やしたり、回転体のＮ極着磁部分及びＳ極着磁部分を増やしたりすれば、理論上、モーターが１回転する毎にホール素子から多くの立上り及び立下りを持った方形波パルスを発生することができ、その結果として、エッジ間隔データの分解能をモーター１／２回転相当のものより向上させることができる。
【０００８】
ところが、この種のパルス発生器においては、ホール素子の数や回転体のＮ極着磁部分及びＳ極着磁部分を増やした場合、パルス発生器の構成が複雑になることが避けられず、その分、パワーウインド装置自体の構成も複雑になって、製造コストが上昇するという問題があり、また、ホール素子の数や回転体のＮ極着磁部分及びＳ極着磁部分を増やした場合、ホール素子の配置間隔やＮ極着磁部分及びＳ極着磁部分の配置間隔を正確に設定しないと、正確なエッジ間隔データを得るができなくなるという問題があり、ホール素子の配置間隔やＮ極着磁部分及びＳ極着磁部分の配置間隔を正確に設定することは技術的にかなり難しいという問題もある。
【０００９】
本発明は、これらの問題点を解決するもので、その主たる目的は、パルス発生器の構成を複雑にせずにエッジ間隔データの分解能を向上させるようにしたパワーウインド装置の挟み込み検知方法を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、ホール素子の配置間隔のずれに基づくエッジ間隔データの不正確さを除いて、常時、正確なエッジ間隔データを得ることが可能なパワーウインド装置の挟み込み検知方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記主たる目的を達成するために、本発明によるパワーウインド装置の挟み込み検知方法は、ウインド移動（開閉）モーター、モーター駆動部、２相パルスを発生するパルス発生部、マイクロ制御ユニット（ＭＣＵ、以下、これをＭＣＵという）、ウインド操作スイッチを用い、ウインドの開閉時に、ＭＣＵは、ウインドに加わる負荷荷重を表すパラメータ値の検出、このパラメータ値と予設定基準中央値との比較を行い、パラメータ値が基準中央値から相当量外れたときに挟み込みがあったとの判断をするもので、２相パルスとして周期が１／４ずれた第１及び第２方形波パルスを用い、第１または第２方形波パルスのパルスエッジとその直後の第２または第１方形波パルスのパルスエッジとの時間間隔をエッジ間隔データとして求め、このエッジ間隔データに基づいてパラメータ値の検出を行う第１の手段を具備する。
【００１２】
前記主たる目的及び他の目的を達成するために、本発明によるパワーウインド装置の挟み込み検知方法は、前記第１の手段に加え、パラメータ値の検出を、最新に検出したエッジ間隔データとその直前に検出したエッジ間隔データとの平均値を求めて得た平均化エッジ間隔データに基づいて行う第２の手段を具備する。
【００１３】
前記第１の手段によれば、パルス発生器は、周期が１／４ずれた第１及び第２方形波パルスを発生し、ＭＣＵは、第１または第２方形波パルスのパルスエッジとその直後の第２または第１方形波パルスのパルスエッジとの時間間隔をエッジ間隔データとし、このエッジ間隔データからウインドに加わる負荷荷重を表すパラメータ値の検出を行っているので、パルス発生器の構成を複雑にすることなく、エッジ間隔データの分解能をモーターの１／４回転相当のものに向上させることができる。
【００１４】
また、前記第２の手段によれば、前記第１の手段と同様に、パルス発生器の構成を複雑にすることなく、エッジ間隔データの分解能をモーターの１／４回転相当のものに向上させることが可能になるとともに、パラメータ値の検出を、最新に検出したエッジ間隔データとその直前に検出したエッジ間隔データとの平均値を求めて得た平均化エッジ間隔データに基づいて行うので、２つのホール素子の配置間隔が規定の位置から若干ずれていても、最新に検出したエッジ間隔データとその直前に検出した直線がエッジ間隔データとの平均化によって２つのホール素子の位置ずれの影響が実質的に相殺され、常時、正確なエッジ間隔データを得ることが可能になる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の１つの実施の形態において、パワーウインド装置の挟み込み検知方法は、駆動時にウインド駆動機構を介してウインドを開閉するモーターと、モーターを駆動するモーター駆動部と、モーターの回転に対応した２相パルスを発生するパルス発生部と、全体的な制御駆動処理を行うＭＣＵと、ウインドの開閉を手動操作する操作スイッチとを備え、ＭＣＵは、モーター駆動部を介してウインドを開閉する際、ウインドに加わる負荷荷重を表すパラメータ値を検出し、このパラメータ値と予設定された基準中央値とを比較し、パラメータ値が基準中央値から相当量外れたときに挟み込みがあったものと判断し、モーター駆動部を介してモーターを駆動停止または逆転駆動させるものであって、２相パルスは周期が１／４ずれた第１及び第２方形波パルスからなり、第１または第２方形波パルスのパルスエッジとその直後の第２または第１方形波パルスのパルスエッジとの時間間隔をエッジ間隔データとして求め、このエッジ間隔データに基づいてパラメータ値の検出を行うものである。
【００１６】
また、本発明の他の実施の形態において、パワーウインド装置の挟み込み検知方法は、前記１つの実施の形態に加え、パラメータ値の検出を、最新に検出したエッジ間隔データとその直前に検出したエッジ間隔データとの平均値を求めて得た平均化エッジ間隔データに基づいて行うものである。
【００１７】
本発明の１つの実施の形態によれば、モーターの回転に対応した２相パルスを発生するパルス発生器は、２相パルスとして周期が１／４ずれた第１及び第２方形波パルスを発生するものであり、ウインドの挟み込みの検知を行っているＭＣＵは、パルス発生器が発生した第１または第２方形波パルスのパルスエッジとその直後の第２または第１方形波パルスのパルスエッジとの時間間隔をエッジ間隔データとして求め、求めたエッジ間隔データからウインドに加わる負荷荷重を表すパラメータ値の検出を行い、ウインドの挟み込みの可否の判断を行っているので、パルス発生器の構成を何等複雑にすることなく、エッジ間隔データの分解能をモーターの１／４回転相当のものまで向上させることが可能になる。
【００１８】
また、本発明の他の実施の形態によれば、前記本発明の１つの実施の形態と同様に、パルス発生器の構成を複雑にすることなく、エッジ間隔データの分解能をモーターの１／４回転相当のものまで向上させることが可能になるとともに、ウインドに加わる負荷荷重を表すパラメータ値の検出を、最新に検出したエッジ間隔データとその直前に検出したエッジ間隔データとの平均値を求めて得た平均化エッジ間隔データに基づいて行っているので、２つのホール素子がモーター軸に対して正確に９０°をなす状態で固定配置されていない場合であっても、最新に検出したエッジ間隔データとその直前に検出したエッジ間隔データとの平均化によって２つのホール素子の位置ずれの影響が実質的に相殺されるようになり、常時、正確なエッジ間隔データを得ることが可能になる。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
【００２０】
図１は、本発明によるパワーウインド装置の挟み込み検知方法の第１実施例が実施されるパワーウインド装置を示すブロック構成図である。
【００２１】
図１に示されるように、パワーウインド装置は、スイッチ装置１と、マイクロ制御ユニット（ＭＣＵ）２と、モーター駆動部３と、モーター４と、パルス発生器５と、プルアップ抵抗６と、分圧抵抗器７と、パルス伝送路８とを備える。
【００２２】
また、図２（ａ）は、図１に図示のパワーウインド装置に用いられるパルス発生器のパルス発生原理構造図であり、図２（ｂ）は、モーターの駆動時に、パルス発生器から発生される２相方形波パルスを示す波形図である。
【００２３】
図２（ａ）に示されるように、パルス発生器５は、回転体５1 と、ホール素子５2 、５3 とを備えている。
【００２４】
そして、スイッチ装置１は、個別に操作される３個のスイッチ１1 、１2 、１3 を具備する。これらのスイッチ１1 乃至１3 の中で、スイッチ１1 は、ウインドの上昇（閉）動作を指令するものであり、スイッチ１2 は、ウインドの下降（開）動作を指令するためのものであって、スイッチ１1 、１2 を操作しているときだけ、ウインドが指定された方向に移動し、スイッチ１1 、１2 の操作を停止すると、ウインドの移動も停止する。スイッチ１3 は、動作の自動継続を指令するものであって、スイッチ１3 とスイッチ１1 とを同時操作すると、前述のようにウインドが上昇（閉）動作を始めるが、その後、スイッチ１3 とスイッチ１1 の操作を停止しても、ウインドの上昇（閉）動作が継続され、ウインドが窓枠の最上部に達したときに停止する。また、スイッチ１3 とスイッチ１2 とを同時操作すると、やはり前述のようにウインドが下降（開）動作を始めるが、その後、スイッチ１3 とスイッチ１2 の操作を停止しても、ウインドの下降（開）動作が継続され、ウインドが窓枠の最下部に達したときに停止する。
【００２５】
ＭＣＵ２は、制御・演算部９と、メモリ１０と、モーター駆動電圧検出部１１と、パルスエッジカウンタ１２と、タイマー１３とを具備する。これらの構成要素の中で、制御・演算部９は、スイッチ装置１の操作状態に対応した制御信号を発生し、この制御信号をモーター駆動部３を介してモーター４に供給し、モーター４を回転駆動させ、同時に、モーター駆動電圧検出部１１やパルスエッジカウンタ１２から供給されるデータやメモリ１０に記憶されている記憶データに基づいて、所定のデータ処理やデータ演算等を行い、モーター駆動部３を介してモーター４の回転状態を制御する。メモリ１０は、基準中央値記憶エリア１０1 、基準許容値記憶エリア１０2 、トルクデータ加算値記憶エリア１０3 、起動キャンセル記憶エリア１4 、分割移動領域内トルクデータ数記憶エリア１０5 、総トルクデータ数記憶エリア１０6 からなる６つの記憶エリアと、第１タイムテーブル１０7 、第２タイムテーブル１０8 からなる２つのタイムテーブルを具備する。なお、これら６つの記憶エリア１０1 乃至１０6 及びこれら２つのタイムテーブル１０7 乃至１０8 への記憶内容については後述する。モーター駆動電圧検出部１１は、分圧抵抗器７の分圧点に得られる車載電源（バッテリー）電圧を表す分圧電圧の検出を行う。パルスエッジウンタ１２は、パルス発生器５から供給された２相方形波パルスのパルスエッジの検出を行う。
【００２６】
モーター駆動部３は、制御信号反転用の２つのインバータ３1 、３2 と、モーターの回転を正転、逆転、停止のいずれかに切替設定する２つのリレー３3 、３4 と、火花発生防止用の２個のダイオード３5 、３6 とを具備し、ＭＣＵ２から供給される制御信号の状態に応じたモーター４の回転駆動を行う。
【００２７】
モーター４は、回転軸が図示されていないウインド駆動機構を介して自動車のウインドに結合されており、モーターの回転時、例えば、正方向回転時にウインドを閉じ、逆方向回転時にウインドを開く。
【００２８】
パルス発生器５は、モーター４に直接装着されているもので、図２（ａ）に示されるように、モーター４の回転軸に取り付けられ、対向円周部分にＳ極及びＮ極が着磁された回転体５1 と、この回転体５1 の円周部分の近くに、モーター４の回転時に互いに９０°位相を異にする２相パルスを発生するように配置されたホール素子５2 、５3 とを具備している。そして、モーター４が回転すると、その回転によって回転体５1 も同時回転し、図２（ｂ）に示されるように、２個のホール素子５2 、５3 が回転体５1 の着磁部分を検出し、２個のホール素子５2 、５3 からそれぞれモーター４の１回転時に１周期となる、互いに１／４周期ずれた２相方形波パルスが出力される。
【００２９】
プルアップ抵抗６は、スイッチ装置１の出力及びＭＣＵ２の入力と、５Ｖ電源との間に接続された３個の並列結合抵抗からなるもので、３個のスイッチ１1 、１2 、１3 の非操作時にＭＣＵ２の入力に電源電圧（５Ｖ）を供給する。
【００３０】
分圧抵抗器７は、車載電源（バッテリー）と接地間に直列接続された２個の抵抗からなり、これらの抵抗の接続点がＭＣＵ２のモーター駆動電圧検出部１１に接続される。
【００３１】
パルス伝送路８は、パルス発生器５の出力と５Ｖ電源との間に接続された２個のプルアップ抵抗と、同出力と接地間に接続されたコンデンサと、同期出力とＭＣＵ２のパルスエッジカウンタ１２の入力との間に接続された２個の直列抵抗とからなり、パルス発生器５から出力された２相方形波パルスをパルスエッジカウンタ１２に伝送する。
【００３２】
モーター４が回転し、ウインドの開閉動作が行われているとき、パルス発生器５で発生された２相方形波パルスは、パルス伝送路８を介してＭＣＵ２に供給される。このとき、パルスエッジカウンタ１２は、２相方形波パルスのそれぞれのパルスエッジ（立上り及び立下り）を検出し、パルスエッジが到来する度にエッジ検出信号を制御・演算部９に供給する。制御・演算部９は、エッジ検出信号の供給タイミングをタイマー１３でカウントし、１つのエッジ検出信号とそれに続く１つのエッジ検出信号との到来時間間隔（以降、これをエッジ間隔データという）を測定する。なお、このエッジ間隔データは、モーター４が１／４回転する度に１つ得られるものである。
【００３３】
ところで、図１に図示のパワーウインド装置においては、ウインドへの挟み込みの有無を検知するため、その検出パラメータとしてモーター負荷トルク値を用いており、基準中央値や基準許容値もモーター負荷トルクによって設定されている。また、図１に図示のパワーウインド装置は、ウインドの全移動領域（全開位置と全閉位置との間の移動領域）を、エッジ間隔データの到来毎にカウントされるカウント数に基づいて複数に分割した分割移動領域が設定されており、各分割移動領域に対して、予設定したモーター負荷トルクの基準中央値及び基準許容値が設定されている。
【００３４】
図３は、図１に図示のパワーウインド装置におけるウインドの全移動領域を３６の分割移動領域に分割した場合の、各分割移動領域にそれぞれ設定されたモーター負荷トルクの基準中央値及び基準許容値の一例を示す特性図であり、また、図４は、図３に示された３６の分割移動領域中の１つの分割移動領域において、３２のエッジ間隔データが到来する状態の一例を示す特性図である。
【００３５】
図３において、縦軸はモーター負荷トルクを示し、横軸はウインドが全開位置から全閉位置に向かって移動したとき、エッジ間隔データの到来毎にカウントしたカウント数を示す。そして、下側の階段状特性（Ｓ）はモーター負荷トルクの基準中央値、上側の階段状特性（Ａ）はモーター負荷トルクの基準許容値（正確には、基準中央値＋基準許容値であるが、以下、基準許容値として説明する）であり、実線（Ｍ）はウインドへの物体の挟み込みがない場合のモーター負荷トルクの経緯曲線、一点鎖線（Ｈ）はウインドへの物体の挟み込みがあった場合のモーター負荷トルクの経緯曲線である。また、図４において、縦軸はエッジ間隔データの値を示し、横軸はウインドが開位置方向から閉位置方向に移動したとき、エッジ間隔データの到来毎にカウントしたカウント数を示し、所々にノイズが加わった場合の例を示している。
【００３６】
ここで、図３に示されたモーター負荷トルクの基準中央値は、ウインドへの実質的な挟み込みがないときのウインドの移動に必要とされるモーター負荷トルク値であって、実際には、ウインドの重量や、ウインド及びサッシ間の機械的な摩擦力等がモーター負荷トルクとして計測されるもので、挟み込みがないときに既に計測されたトルク値に基づいて決定され、ウインドが移動する度ごとに、それまでの基準中央値が新たな基準中央値に更新される、いわゆる学習されるものである。また、モーター負荷トルクは、後述するように、エッジ間隔データやモーター駆動電圧から算出されるものであるが、エッジ間隔データは、モーター４が１／４回転する度に１つ得られ、ウインドが全開位置から全閉位置までの範囲を移動した際、即ち、３６の分割移動領域を移動した際に、それぞれの分割移動領域で３２のエッジ間隔データが得られることから、全体で約１２００のエッジ間隔データが得られることになる。
【００３７】
また、図３に示されたモーター負荷トルクの基準許容値は、分割移動領域の存在位置に係りなく、一定値であって、一般には、規格等により決められている、ウインドに挟み込みが生じた時の挟み込み物体に印加可能な最大許容力をモータートルクに換算した値か、その値に何等かの補正を加えた値が用いられる。
【００３８】
次に、図５及び図６は、図１に図示のパワーウインド装置を用いて、ウインドの挟み込み検知を行う際の概略の動作経緯を示すフローチャートである。
【００３９】
図５及び図６に図示のフローチャートを用いて、図１に図示のパワーウインド装置の動作経緯について説明する。
【００４０】
まず、図５及び図６に図示のフローチャートの動作の説明するのに先立って、パワーウインド装置においては、次のような動作が実行される。
【００４１】
即ち、スイッチ装置１の中の１つのスイッチ、例えばスイッチ１1 を操作すると、スイッチ１1 に接続されたＭＣＵ２の入力が５Ｖ電位から接地電位に変化する。ＭＰＵ２の制御・演算部９は、入力された接地電位に応答してモーター制御部３にモーター４を正方向回転する制御信号を供給し、モーター制御部３は、制御信号に応答して２つのリレー３3 、３4 を切替え、モーター４を正方向回転する。モーター４が正方向回転すると、モーター４に連結されたウインド駆動機構を介してウインドが閉じる方向に移動する。また、モーター４の回転により、モーター４に取り付けられたパルス発生器５が２相方形波パルスを発生し、発生した２相方形波パルスがパルス伝送路８を介してＭＣＵ２のパルスエッジカウンタ１２に供給される。
【００４２】
ここで、スイッチ１1 の操作を停止すると、スイッチ１1 に接続されたＭＣＵ２の入力が接地電位から５Ｖ電位に変化する。ＭＰＵ２の制御・演算部９は、入力した５Ｖ電位に応答してモーター制御部３にモーター４の回転を停止する制御信号を供給し、モーター制御部３は、この制御信号に応答して２つのリレー３3 、３4 を切替え、モーター４への電源の供給を止め、モーター４の回転を停止させる。モーター４の回転が停止すると、モーター４に連結されたウインド駆動機構の動作が停止し、ウインドが現在の位置で停止する。また、モーター４の回転が停止すると、モーター４に取り付けられたパルス発生器５の２相方形波パルスの発生も停止し、ＭＣＵ２のパルスエッジカウンタ１２に２相方形波パルスが供給されなくなる。
【００４３】
次に、スイッチ装置１の中の他のスイッチ、例えばスイッチ１2 を操作すると、前述の場合と同様に、スイッチ１2 に接続されたＭＣＵ２の入力が接地電位に変化する。ＭＰＵ２の制御・演算部９は、入力された接地電位に応答してモーター制御部３にモーター４を逆方向回転する制御信号を供給し、モーター制御部３は、この制御信号に応答して２つのリレー３3 、３4 を切替え、モーター４を逆方向に回転する。モーター４が逆方向に回転すると、モーター４に連結された駆動機構を介してウインドを開く方向に移動させる。この場合も、モーター４が回転すると、モーター４に取り付けられたパルス発生器５が２相方形波パルスを発生し、発生した２相方形波パルスがパルス伝送路８を介してＭＣＵ２のパルスエッジカウンタ１２に供給される。
【００４４】
その後、スイッチ１2 の操作を停止した場合、スイッチ１1 とスイッチ１3 とを同時操作した場合、スイッチ１2 とスイッチ１3 とを同時操作した場合の動作も、前述の各動作と同じ動作が行われるか、または、前述の各動作に準じた動作が行われる。
【００４５】
このような動作が行われるとき、始めに、ステップＳ１において、ＭＣＵ２の制御・演算部９は、パルスエッジカウンタ１２において、パルス発生器５から供給された２相方形波パルスのパルスエッジを検出したか否かを判断する。そして、パルスエッジを検出したと判断した（Ｙ）ときは、次のステップＳ２に移行し、一方、パルスエッジを未だ検出していないと判断した（Ｎ）ときは、このステップＳ１を繰り返し実行する。
【００４６】
次に、ステップＳ２において、制御・演算部９は、パルスエッジカウンタ１２がパルスエッジの検出を行った際に、タイマー１３のカウントによって、前回パルスエッジを検出した時点と今回パルスエッジを検出した時点との時間間隔を表すエッジ間隔データを取得する。
【００４７】
次いで、ステップＳ３において、制御・演算部９は、取得したエッジ間隔データが規定時間（例えば、３．５ｍｓｅｃ）以上のものであるか否か、即ち、正規のエッジ間隔データであるかまたはノイズであるかを判断する。そして、エッジ間隔データが規定時間以上のものであると判断した（Ｙ）ときは、次のステップＳ４に移行し、エッジ間隔データが規定時間に満たない、即ち、ノイズであると判断した（Ｎ）ときは、最初のステップＳ１に戻り、ステップＳ１以降の動作が繰り返し実行される。なお、この判断において、エッジ間隔データにノイズが重畳加算されている場合は、正規のエッジ間隔データであると判断している。
【００４８】
続く、ステップＳ４において、制御・演算部９は、モーター駆動電圧検出部１１において分圧抵抗器７で検出した分圧電圧をモーター駆動電圧Ｅとして取得する。
【００４９】
続いて、ステップＳ５において、制御・演算部９は、取得したモーター駆動電圧Ｅとエッジ間隔データＰｗとを用いて演算を行い、モーター負荷トルクＴｃを算出する。モーター負荷トルクＴｃの算出は、次式（１）に基づいて算出する。即ち、
【００５０】
【数１】
0003675616.tif 000002
【００５１】
この場合、第１タイムテーブル１０7 には、式（１）の前半項｛ｋｔ・（Ｅ／Ｒｍ）−Ｔｍ｝、即ち、モーター駆動電圧Ｅの依存項を示す計算結果がそれぞれのモーター駆動電圧Ｅの値に対応して記憶されており、また、第２タイムテーブル１０8 には、式（１）の後半項｛（ｋｅ・ｋｔ）／（Ｒｍ・Ｐｗ）｝、即ち、エッジ間隔データＰｗの依存項を示す計算結果がそれぞれのエッジ間隔データＰｗの値に対応して記憶されているもので、制御・演算部９は、モーター負荷トルクＴｃを算出する際に、その時点に計測したモーター駆動電圧Ｅ及びエッジ間隔データＰｗから、それらの値に対応したモーター駆動電圧Ｅの依存項を示す計算結果を第１タイムテーブル１０7 から読み出し、エッジ間隔データＰｗの依存項を示す計算結果を第２タイムテーブル１０8 から読み出し、読み出した計算結果を用いてモーター負荷トルクＴｃの算出を行う。
【００５２】
次に、ステップＳ６において、制御・演算部９は、モーター４の起動時の動作が終了したか否か、即ち、起動時キャンセルが終了したか否かを判断する。そして、起動時の動作が終了したと判断した（Ｙ）ときは、次のステップＳ７に移行し、一方、起動時の動作が未だ終了していないと判断した（Ｎ）ときは、最初のステップＳ１に戻り、ステップＳ１以降の動作が繰り返し実行される。
【００５３】
ここで、モーター４の起動時の動作が終了したか否かを判断する理由は、モーター４の起動時に、モーター４の内部トルクが極大の状態から定常状態に変化する段階であることから、このとき計測されたモータートルク値に基づいて挟み込みを判断してしまうと、大きなモーター負荷トルク値の計測によって、ウインドに挟み込みが生じたものとの誤判断を生じる結果になるためであり、また、この大きなモータートルク値を基準中央値の更新のために用いると、新たな基準中央値が実態に合わない誤った値に設定されることがあるためである。
【００５４】
このため、モーター４の起動時の動作が終了していないと判断した場合は、後述するように、基準中央値を更新するためのモータートルク値の平均化処理を行わない。この場合、モーター４の起動時の動作が終了したか否かの判断は、最初のパルスエッジを検出してから所定回数のパルスエッジを検出するまでの期間に基づいて行われるもので、モーター４の起動時の動作が終了していない場合、メモリ１０の起動キャンセル記憶エリア１０4 にその旨が記憶され、記憶回数が所定回数に達した後はクリアされる手順とされている。
【００５５】
次いで、ステップＳ７において、制御・演算部９は、ステップＳ５において算出したモーター負荷トルクＴｃを基準中央値と比較する。この比較においては、メモリ１０における、全分割移動領域について予設定された基準中央値を記憶している基準中央値記憶エリア１０1 、分割移動領域に係わりなしに一定の基準値許容差を記憶している基準許容値記憶エリア１０2 が用いて行われる。
【００５６】
次いで、ステップＳ８において、制御・演算部９は、現在計測中の分割移動領域で算出されたモーター負荷トルクＴｃが、当該分割移動領域に予設定された基準中央値に基準許容値を加えた値（許容基準値）の範囲内であるか否かを判断する。そして、モーター負荷トルクＴｃが許容基準値の範囲内であると判断した（Ｙ）ときは、次のステップＳ９に移行し、一方、モーター負荷トルクＴｃが許容基準値の範囲内を超えていると判断した（Ｎ）ときは、他のステップＳ１７に移行する。
【００５７】
続く、ステップＳ９において、制御・演算部９は、現在計測中の１つの分割移動領域において算出した全てのモーター負荷トルクＴｃを加算し、トルクデータ加算値記憶エリア１０3 に記憶する。
【００５８】
続いて、ステップＳ１０において、制御・演算部９は、現在計測中の１つの分割移動領域において得られた全てのモーター負荷トルクＴｃの数をカウントし、分割移動領域内トルクデータ数記憶エリア１０5 に記憶する。
【００５９】
次に、ステップＳ１１において、制御・演算部９は、ウインドの全開位置から現在計測中の１つの分割移動領域までに得られた全てのモーター負荷トルクＴｃの数をカウントし、総トルクデータ数記憶エリア１０6 に記憶する。
【００６０】
次いで、ステップＳ１２において、制御・演算部９は、総トルクデータ数記憶エリア１０6 に記憶されている総トルクデータ数からウインドの現在の分割移動領域の判断をする。
【００６１】
続く、ステップＳ１３において、制御・演算部９は、ステップＳ１２の判断に基づいて、ウインドの現在の分割移動領域が１つの分割移動領域から次の分割移動領域に移動したか否かを判断する。そして、ウインドの分割移動領域が次の分割移動領域に移動したと判断した（Ｙ）ときは、次のステップＳ１４に移行し、一方、ウインドの分割移動領域が未だ次の分割移動領域に移動していないと判断した（Ｎ）ときは、最初のステップＳ１に戻り、ステップＳ１以降の動作が繰り返し実行される。
【００６２】
続いて、ステップＳ１４において、制御・演算部９は、前記１つの分割移動領域で算出されたモーター負荷トルクＴｃの値から、この１つの分割移動領域における新たな基準中央値を設定する。この新たな基準中央値の設定は、この１つの分割移動領域で得られたそれぞれのエッジ間隔データに基づいて算出されたモーター負荷トルクＴｃの値の平均値が用いられるもので、例えば、図５に示されるように、１つのエッジ間隔データ（パルスカウント数７５）がノイズだけであった場合ステップＳ３でデータが不採用となり、このノイズはモーター負荷トルクＴｃの値の平均値の算出に用いられることがなく、また、１つのエッジ間隔データ（パルスカウント数８４）にノイズが重畳されて大きな値になっていたとしても、その大きな値に基づいて算出されたモーター負荷トルクＴｃの値と他の多くのモーター負荷トルクＴｃの値とが平均化されるので、ノイズが重畳した大きなエッジ間隔データの値が存在しても、新たな基準中央値が誤った値に導かれることはない。
【００６３】
次に、ステップＳ１５において、制御・演算部９は、ステップＳ１４において新たに設定した基準中央値を、メモリ１０内の基準中央値記憶エリア１０1 にそれまでの基準中央値に代えて書き込む。
【００６４】
続く、ステップＳ１６において、制御・演算部９は、モーター負荷トルクＴｃの値の平均値を求めるために用いたメモリ１０内の平均化処理エリア、つまりトルクデータ加算値記憶エリア１０3 及び分割移動領域内トルクデータ数記憶エリア１０5 を初期化する。この初期化が行われると、最初のステップＳ１に戻り、再び、ステップＳ１以降の動作が繰り返し実行される。
【００６５】
このようなフローチャートにおける繰り返しの動作は、スイッチ１1 またはスイッチ１2 等の操作によってモーター４の駆動が停止され、ウインドの移動が停止するまで行われるか、または、後述するステップＳ１７において、ウインドの挟み込みが検知され、それによりモーター４の駆動が停止され、ウインドの移動が停止するようなるかもしくはモーター４が反対方向へ回転駆動され、ウインドの移動が逆方向になるようになるまで行われる。
【００６６】
また、ステップＳ１７において、制御・演算部９は、モーター制御部３に制御信号を供給して、２つのリレー３3 、３4 を切替え、モーター４の回転を停止させてウインドの移動を停止させるか、または、モーター４の回転をそれまでの回転方向と逆の方向に回転させてウインドの移動をそれまでの方向と逆の方向に移動させ、ウインドに挟み込まれた物体を損傷から保護するように動作する。
【００６７】
なお、このフローチャートにおいて、ステップＳ２乃至ステップＳ６は、エッジ間隔データの取得を行うデータ取得の動作過程であり、ステップＳ７及びステップＳ８は、ウインドへの物体の挟み込みを判断する挟み込み判断の動作過程であり、ステップＳ９乃至ステップＳ１６は、モーター負荷トルクの基準値中央値を更新する基準値中央値更新の動作過程であり、ステップＳ１７はモーターの駆動停止または駆動反転させるモーター駆動停止の動作過程である。
【００６８】
この場合、図１に図示のパワーウインド装置において、図５及び図６に示されたフローチャートに従った動作が実行され、その際にウインドが全開位置から全閉位置まで移動し、その移動時にウインドの挟み込みを生じなかった場合は、モーター負荷トルクとして図４の実線（Ｍ）に示すような特性が得られるもので、全分割移動領域においてモーター負荷トルクは、それぞれの分割移動領域に設定された基準中央値に基準許容値を加えた値を超えることがない。
【００６９】
これに対して、ウインドが中間位置から全閉位置方向に移動し、その移動時にウインドの挟み込みを生じた場合は、モーター負荷トルクとして図４の一点鎖線（Ｈ）に示すような特性が得られるもので、挟み込みを生じた分割移動領域におけるモーター負荷トルクは、その分割移動領域に設定された基準中央値に基準許容値を加算した値を超えるようになる。
【００７０】
このように、第１実施例のパワーウインド装置の挟み込み検知方法によれば、パルス発生器５から周期が１／４ずれた第１及び第２方形波パルスを発生させ、ＭＣＵ２において、第１または第２方形波パルスのパルスエッジとその直後の第２または第１方形波パルスのパルスエッジとの時間間隔をエッジ間隔データＰｗとして求め、このエッジ間隔データＰｗからウインドに加わるモーター負荷トルクＴｃを表すパラメータ値の検出を行うようにしているので、パルス発生器５の構成を何等複雑にすることなしに、エッジ間隔データの分解能をモーターの１／４回転相当のものに向上させることができる。
【００７１】
また、第１実施例におけるパワーウインド装置の挟み込み検知方法によれば、モーター負荷トルクＴｃを算出する場合、メモリ１０の中の第１タイムテーブル１０7 に記憶されている、モーター負荷トルクＴｃを表す式（１）におけるそれぞれのモーター駆動電圧Ｅの値に対応したモーター駆動電圧Ｅの依存項の計算結果、及び、第２タイムテーブル１０8 に記憶されている、同じ式（１）におけるそれぞれのエッジ間隔データＰｗの値に対応したエッジ間隔データＰｗの依存項の計算結果を用いて算出するようにしているので、エッジ間隔データＰｗ及びモーター駆動電圧Ｅが得られた時点時点におけるモーター負荷トルクＴｃを算出を極めて高速度で行うことができ、モーター負荷トルクＴｃの算出に時間遅れが生じることはない。
【００７２】
これまでに説明した第１実施例は、パルス発生器５に設けられた２つのホール素子５2 、５3 の位置ずれの影響を考慮したものではないが、２つのホール素子５2 、５3 をモーター軸に対して正確に９０°をなすように固定配置することは難しいことから、パルス発生器５が発生する２相方形波パルスも正確に１／４周期だけずれたものでなく、このような２相方形波パルスからエッジ間隔データＰｗを求める場合、常時、正確なエッジ間隔データＰｗを求めることができないことになる。
【００７３】
ここで、図９は、２つのホール素子５2 、５3 がモーター軸に対して正確に９０°をなすように固定配置されていないとき、パルス発生器５が発生する２相方形波パルスの一例を示す波形図である。
【００７４】
図９に示されるように、２相方形波パルスは、互いに１／４周期ずれた２つの方形波パルスからなり、モーター４が１／４回転する毎に、いずれか一方の方形波パルスの立上りまたは立下りが到来するものであるが、２つのホール素子５2 、５3 をモーター軸に対して正確に９０°をなすように固定配置することが難しいため、現実には、モーター４が１／４回転する度に得られるエッジ間隔データＰｗ、即ち、Ｐｗ1 、Ｐｗ2 、Ｐｗ3 、Ｐｗ4 はそれぞれ異なった値になる。
【００７５】
そこで、本発明の第２実施例は、２つのホール素子５2 、５3 を固定配置した際の位置ずれによって、モーター４が１／４回転する異なるエッジ間隔データＰｗが得られる場合においても、２つのホール素子５2 、５3 の位置ずれの影響を受けないエッジ間隔データＰｗを得られるようにしたものである。
【００７６】
図７は、本発明によるパワーウインド装置の挟み込み検知方法の第２実施例が実施されるパワーウインド装置を示すブロック構成図である。
【００７７】
図７において、図１に図示された構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付けている。
【００７８】
そして、図７に図示の第２実施例に用いられるパワーウインド装置（以下、これを第２実施例装置という）と、図１に図示の第１実施例に用いられるパワーウインド装置（以下、これを第１実施例装置という）との構成の違いは、ＭＣＵ２のメモリ１０の構成として、図７に図示されるように、第２実施例装置がエッジ間隔データ記憶エリア１０9 を具備しているのに対し、第１実施例装置がこのようなエッジ間隔データ記憶エリア１０9 を具備していない点だけであって、その他に、第２実施例装置と第１実施例装置との間に構成の違いはない。このため、第２実施例装置の構成については、これ以上の説明は省略する。
【００７９】
次に、図８は、図７に図示のパワーウインド装置を用いて、ウインドの挟み込みの検知を行う際の概略の動作経緯を示すフローチャートであって、第１実施例装置と比べて、第２実施例装置に特有の動作が行われる動作経緯部分だけを抽出して示したものである。
【００８０】
図８において、図５に示された各ステップと同じ動作が行われる各ステップについては同じ記号を付けている。
【００８１】
まず、ステップＳ１からステップＳ３までの動作は、図５に図示のステップＳ１からステップＳ３までの動作と同じである。
【００８２】
次に、ステップＳ３’において、制御・演算部９は、最新に取得したエッジ間隔データをメモリ１０内のエッジ間隔データ記憶エリア１０9 に記憶する。この記憶によって、エッジ間隔データ記憶エリア１０9 は、それまで前前回に取得したエッジ間隔データと前回に取得したエッジ間隔データとの記憶に代わって、前回に取得したエッジ間隔データと最新に取得したエッジ間隔データとが記憶される。
【００８３】
次いで、ステップＳ３”において、制御・演算部９は、エッジ間隔データ記憶エリア１０9 に記憶されている前回に取得したエッジ間隔データと最新に取得したエッジ間隔データとを読み出し、それらの平均値を求めて平均化エッジ間隔データＰｗｍを取得する。
【００８４】
続く、ステップＳ４以降の動作は、図５及び図６に図示のステップＳ４以降の動作と同じであるが、特に、第２実施例においては、ステップＳ５においてモーター負荷トルクＴｃを算出する際に、エッジ間隔データＰｗの代りに、平均化エッジ間隔データＰｗｍが用いられる。
【００８５】
このように、パワーウインド装置の挟み込み検知方法の第２実施例によれば、第１実施例で達成される、パルス発生器５の構成を複雑にすることなく、エッジ間隔データＰｗの分解能をモーターの１／４回転相当のものに向上させることを可能にするとともに、パラメータ値の検出を、最新に検出したエッジ間隔データＰｗとその直前に検出したエッジ間隔データＰｗとの平均値を求めて得た平均化エッジ間隔データＰｗｍに基づいて行うので、２つのホール素子５2 、５3 の配置間隔がモーター軸に対して正確に９０°をなすように固定配置されていなくても、最新に検出したエッジ間隔データＰｗとその直前に検出したエッジ間隔データＰｗとの平均化によって２つのホール素子の位置ずれの影響が実質的に相殺され、常時、正確なエッジ間隔データＰｗｍを得ることが可能になる。
【００８６】
【発明の効果】
以上のように、請求項１に記載の発明によれば、パルス発生器から周期が１／４ずれた第１及び第２方形波パルスを発生させ、ＭＣＵにおいて、第１または第２方形波パルスのパルスエッジとその直後の第２または第１方形波パルスのパルスエッジとの時間間隔をエッジ間隔データとして求め、このエッジ間隔データからウインドに加わる負荷荷重を表すパラメータ値の検出を行うようにしているので、パルス発生器の構成を何等複雑にすることなしに、エッジ間隔データの分解能をモーターの１／４回転相当のものに向上させることができるという効果がある。
【００８７】
また、請求項２に記載の発明によれば、請求項１の発明で達成される効果、即ち、パルス発生器の構成を複雑にすることなく、エッジ間隔データの分解能をモーターの１／４回転相当のものに向上させることが可能になるとの効果に加え、パラメータ値の検出を、最新に検出したエッジ間隔データとその直前に検出したエッジ間隔データとの平均値を求めて得た平均化エッジ間隔データに基づいて行うので、２つのホール素子の配置間隔がモーター軸に対して正確に９０°をなすように固定配置されていなくても、最新に検出したエッジ間隔データとその直前に検出したエッジ間隔データとの平均化によって２つのホール素子の位置ずれの影響が実質的に相殺され、常時、正確なエッジ間隔データを得ることが可能になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるパワーウインド装置の挟み込み検知方法の第１実施例が実施されるパワーウインド装置を示すブロック構成図である。
【図２】図１に図示のパワーウインド装置に用いられるパルス発生器のパルス発生原理構造図及びパルス発生器から発生される２相方形波パルスを示す波形図である。
【図３】図１に図示のパワーウインド装置におけるウインドの全移動領域を複数の分割移動領域に分割した場合、各分割移動領域に設定されたモーター負荷トルクの基準中央値及び基準許容値の一例を示す特性図である。
【図４】図３に示された複数の分割移動領域中の１つの分割移動領域において、複数のエッジ間隔データが到来する状態の一例を示す特性図である。
【図５】図１に図示のパワーウインド装置を用いて、ウインドの挟み込み検知を行う際の概略の動作経緯を示すフローチャートの前半部である。
【図６】図１に図示のパワーウインド装置を用いて、ウインドの挟み込み検知を行う際の概略の動作経緯を示すフローチャートの後半部である。
【図７】本発明によるパワーウインド装置の挟み込み検知方法の第２実施例が実施されるパワーウインド装置を示すブロック構成図である。
【図８】図７に図示のパワーウインド装置を用いてウインドの挟み込みの検知を行う際の概略の動作経緯を示すフローチャートである。
【図９】２つのホール素子がモーター軸に対して正確に９０°をなすように固定配置されていないとき、パルス発生器が発生する２相方形波パルスの一例を示す波形図である。
【符号の説明】
１  スイッチ装置
１1 、１2 、１3   スイッチ
２  マイクロ制御ユニット（ＭＣＵ）
３  モーター駆動部
３1 、３2   インバータ
３3 、３4   リレー
３5 、３6   ダイオード
４  モーター
５  パルス発生器
５1   回転体
５2 、５3   ホール素子
６  プルアップ抵抗
７  分圧抵抗器
８  パルス伝送路
９  制御・演算部
１０  メモリ
１０1   基準中央値記憶エリア
１０2   基準許容値記憶エリア
１０3   トルクデータ加算値記憶エリア
１０4   起動キャンセル記憶エリア
１０5   分割移動領域内トルクデータ数記憶エリア
１０6   総トルクデータ数記憶エリア
１０7   第１タイムテーブル
１０8   第２タイムテーブル
１０9   駆動電圧依存基準許容値記憶エリア
１１  モーター駆動電圧検出部
１２  パルスエッジカウンタ
１３  タイマー
【図１】
0003675616.tif 000003
【図２】
0003675616.tif 000004
【図３】
0003675616.tif 000005
【図４】
0003675616.tif 000006
【図５】
0003675616.tif 000007
【図６】
0003675616.tif 000008
【図７】
0003675616.tif 000009
【図８】
0003675616.tif 000010
【図９】
0003675616.tif 000011