(57)【要約】【課題】挟まれ荷重の軽減及び誤反転の防止を両立させることができるパワーウインドウ駆動装置を提供する。【解決手段】ウインドウガラスの全開から全閉までの間の所定領域において、挟み込み判定をマスクするスタートマスク終了時点からこれに続くスタート処理時間終了時点までの第１所定領域Ｔ１、ウインドウガラスの全閉位置近傍の不感帯領域手前の第２所定領域Ｔ２においては、挟み込みの有無を判定するための挟まれ判定回数を、第１レベル信号の発生時だけは挟まれ荷重を他よりも軽減するような規定値Ｂに切り替える。これにより、挟まれ荷重を軽減させつつ、所定領域での挟み込みを正確に判定することができる。また、これ以外では、挟まれ判定回数を規定値Ｂに切り替えないので、誤反転も防止することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウインドウガラスを駆動するモータの脈動電流に同期して生成される、第１レベル信号及びこれとはレベルの異なる第２レベル信号からなる脈動パルスに基づき、前記ウインドウガラスの異物の挟み込みの有無を判定する、パワーウインドウ駆動装置であって、
前記ウインドウガラスの全開から全閉までの間の所定領域においては、前記脈動パルスに基づいて、前記挟み込みの有無を判定するための挟まれ判定回数を切り替え制御する、
ことを特徴とするパワーウインドウ駆動装置。
【請求項２】
請求項１記載のパワーウインドウ駆動装置において、
前記挟まれ判定回数を、
前記第１レベル信号の発生時だけは挟まれ荷重を他よりも軽減するような規定値に切り替える、
ことを特徴とするパワーウインドウ駆動装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載のパワーウインドウ駆動装置において、
前記所定領域は、
挟み込み判定をマスクするスタートマスク終了時点からこれに続くスタート処理時間終了時点までの第１所定領域を含む、
ことを特徴とするパワーウインドウ駆動装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のパワーウインドウ駆動装置において、
前記所定領域は、
挟み込み判定を行う感帯領域中にあって、前記ウインドウガラスの全閉位置近傍の不感帯領域手前の第２所定領域を含む、
ことを特徴とするパワーウインドウ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワーウインドウ駆動装置に関し、特に、ウインドウガラスを駆動するモータの脈動電流に同期して生成されるパルス信号を利用して、挟まれ判定回数を切り替えるパワーウインドウ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、下記特許文献１に示されるように、ウインドウガラスの開閉スイッチの操作による閉指令信号及び開指令信号にそれぞれ応答してウインドウガラスが閉動作及び開動作し、異物の挟まれ検出時にはモータを反転させてウインドウガラスが開動作するパワーウインドウ駆動装置が知られている。
【０００３】
特許文献１記載のパワーウインドウ駆動装置では、異物の挟み込みの有無を判定するための挟まれ判定基準値（レベル）を、上死点から切り替え点までの間と、切り替え点から下死点までの間とで、モータ起動により過大なモータ電流が発生するスタートマスク経過後に一度だけ切り替えて固定するようにしている。
【特許文献１】特開２００１−９８８４２号公報
【特許文献２】特開２００２−３３５３１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、モータ電流制御による挟まれ荷重値は、例えば、上述の従来例のようにして、挟まれ判定基準値（レベル）により定めることができるが、このようにしても、車のドアの形状、レギュレータの種類、モータの定格等の影響を受けて有効な挟まれ判定基準値（レベル）を設定することは困難であった。
【０００５】
例えば、挟まれ荷重値を軽減するように挟まれ判定基準値（レベル）を設定すると、ガラスがＵＰ動作中に勝手にＤＯＷＮ動作するといった誤動作が発生しやすくなり、逆に、誤反転を防止するように挟まれ判定基準値（レベル）を設定すると、挟まれ荷重値が増加してしまうことになる。したがって、安易に挟まれ判定基準値（レベル）を設定することはできなかった。
【０００６】
よって本発明は、上述した現状に鑑み、ウインドウガラスの駆動用モータの脈動電流に着目して、挟まれ荷重の軽減及び誤反転の防止を両立させることができるパワーウインドウ駆動装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載のパワーウインドウ駆動装置は、ウインドウガラスを駆動するモータの脈動電流に同期して生成される、第１レベル信号及びこれとはレベルの異なる第２レベル信号からなる脈動パルスに基づき、前記ウインドウガラスの異物の挟み込みの有無を判定する、パワーウインドウ駆動装置であって、前記ウインドウガラスの全開から全閉までの間の所定領域においては、前記脈動パルスに基づいて、前記挟み込みの有無を判定するための挟まれ判定回数を切り替え制御する、ことを特徴とする。
【０００８】
また、上記課題を解決するためになされた請求項２記載のパワーウインドウ駆動装置は、請求項１記載のパワーウインドウ駆動装置において、前記挟まれ判定回数を、前記第１レベル信号の発生時だけは挟まれ荷重を他よりも軽減するような規定値に切り替える、ことを特徴とする。
【０００９】
請求項１及び２記載の発明によれば、ウインドウガラスの全開から全閉までの間の所定領域においては、挟み込みの有無を判定するための挟まれ判定回数を、モータの脈動電流に同期して生成される脈動パルスの例えば第１レベル信号の発生時だけは挟まれ荷重を他よりも軽減するような規定値に切り替える。これにより、挟まれ荷重を軽減させつつ、モータ電流が増加傾向になる所定領域での挟み込みを正確に判定することができる。また、これ以外では、挟まれ判定回数は上記規定値に切り替えないので、誤反転も防止することができる。
【００１０】
上記課題を解決するためになされた請求項３記載のパワーウインドウ駆動装置は、請求項１又は請求項２記載のパワーウインドウ駆動装置において、前記所定領域は、挟み込み判定をマスクするスタートマスク終了時点からこれに続くスタート処理時間終了時点までの第１所定領域を含む、ことを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明によれば、所定領域は、挟み込み判定をマスクするスタートマスク終了時点からこれに続くスタート処理時間終了時点までの第１所定領域を含むので、挟まれ荷重の軽減及び誤反転の防止を両立させることができる。
【００１２】
上記課題を解決するためになされた請求項４記載のパワーウインドウ駆動装置は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のパワーウインドウ駆動装置において、前記所定領域は、挟み込み判定を行う感帯領域中にあって、前記ウインドウガラスの全閉位置近傍の不感帯領域手前の第２所定領域を含む、ことを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の発明によれば、所定領域は、挟み込み判定を行う感帯領域中にあって、ウインドウガラスの全閉位置近傍の不感帯領域手前の第２所定領域も含むので、挟まれ荷重の軽減及び誤反転の防止を両立させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１及び２記載の発明によれば、ウインドウガラスの全開から全閉までの間の所定領域においては、挟み込みの有無を判定するための挟まれ判定回数を、モータの脈動電流に同期して生成される脈動パルスの例えば第１レベル信号の発生時だけは挟まれ荷重を他よりも軽減するような規定値に切り替える。これにより、挟まれ荷重を軽減させつつ、モータ電流が増加傾向になる所定領域での挟み込みを正確に判定することができる。また、これ以外では、挟まれ判定回数は上記規定値に切り替えないので、誤反転も防止することができる。したがって、挟まれ荷重の軽減及び誤反転の防止を両立させることができる。
【００１５】
請求項３記載の発明によれば、所定領域は、挟み込み判定をマスクするスタートマスク終了時点からこれに続くスタート処理時間終了時点までの第１所定領域を含むので、現実に即して、挟まれ荷重の軽減及び誤反転の防止を両立させることができる。
【００１６】
請求項４記載の発明によれば、所定領域は、挟み込み判定を行う感帯領域中にあって、ウインドウガラスの全閉位置近傍の不感帯領域手前の第２所定領域も含むので、より現実に即して、挟まれ荷重の軽減及び誤反転の防止を両立させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係るパワーウインドウ駆動装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。図２は、図１における参照電流生成回路及び基準電圧生成回路を例示する回路図である。図３（Ａ）〜図３（Ｃ）は、図１及び図２のパワーウインドウ駆動装置の作用を説明するためのタイムチャートである。
【００１８】
図１に示すように、パワーウインドウ駆動装置１００は、車両内に設けられて、この車両に設けられたウインドウガラスを上下方向に動作させるものであり、図示しないマイクロコンピュータを含んで構成されるコントローラ回路から供給されるＵｐ信号、Ｄｏｗｎ信号に基づいて、ウインドウガラスを動作させる駆動用モータ（単に、モータともよぶ）Ｍ１を含むモータ駆動回路１と、このモータ駆動回路１に流れる電流ＩＤに比例した大きさの電流Ｉｒ（Ｉｒ１＋Ｉｒ３；参照電流）を発生させる参照電流生成回路２と、参照電流の変化の大きさを検知するための基準電圧生成回路３と、を具備している。なお、Ｕｐ信号及びＤｏｗｎ信号はそれぞれ、図示しないウインドウ開閉スイッチのオンオフに基づいて発せられるものである。
【００１９】
更に、パワーウインドウ駆動装置１００は、モータ駆動回路１に流れる電流ＩＤに対応した電圧Ｖｃ２と基準電圧Ｖｃとを比較して、その結果に応じてコンパレータＣＭＰ１の出力状態が変化する。その変化が挟まれ判定回数を切り替え制御する判定回数制御回路４１に対応する。また、モータ駆動回路１に流れる電流ＩＤがある程度増加すると電圧Ｖｉｎｓが電圧Ｖｃを下回ったことが検知されるコンパレータＣＭＰ２の出力が変化し挟まれを検知し、前記挟まれ判定回数に応じて挟まれを検出するとモータ駆動回路１に含まれる駆動用モータＭ１を反転動作させる反転制御回路４を具備している。なお、判定回数制御回路４１については、後で補足説明する。
【００２０】
反転制御回路４は、駆動用モータＭ１に急峻な電流増加が発生して、コンパレータＣＭＰ２の出力信号が「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルに反転した場合には、モータ駆動回路１が有するＦＥＴ（ＮチャンネルＭＯＳ型トランジスタ）を制御して、電流制限動作を行う。電流制限動作は、ＦＥＴのゲート電圧をオン、オフさせて、ドレイン〜ソース間電圧を電源電圧の１／４〜３／４の間に保持する動作（以下、オン／オフ動作をよぶ）と連続的にＦＥＴを完全オンさせる動作が交互に繰り返される動作とからなる。異物を挟み込んだ場合には、電流制限動作を行っている間にモータ回転数が低下する。その低下中にＦＥＴのオン／オフ動作回数が所定の挟まれ判定回数に達したら、モータ駆動回路１に含まれるリレーによりモータ電流を遮断し、その後一定期間経過したら、駆動用モータＭ１が反転駆動される。
【００２１】
また、電流制限動作中に、急峻な電流増加が回避された場合には、電流制限動作が中止され、ＦＥＴは連続的にオン駆動され、引き続き駆動用モータＭ１の回転（順方向への回転）を継続させるようになされている。
【００２２】
図２に示すように、参照電流生成回路２は、２系統に分岐されており、１つめの分岐線は抵抗Ｒ２４と、抵抗Ｒ２７と、ＦＥＴ（Ｔ２２）と、の直列接続からなり、２つめの分岐線は抵抗Ｒ２３と、ＦＥＴ（Ｔ２１）と、の直列接続からなっている。ＦＥＴ（Ｔ２２）のドレインとＦＥＴ（Ｔ２１）のドレインとの接続点Ｐ１は、抵抗Ｒ２０を介して、グランドに接続されている。そして、抵抗Ｒ２３の一端、及び抵抗Ｒ２４の一端には、車両に搭載されるバッテリからの直流電圧ＶＢ２が供給される。ここで、１つめの分岐線に流れる電流をＩｒ１とし、２つめの分岐線に流れる電流をＩｒ３とする。
【００２３】
また、抵抗Ｒ２４と抵抗Ｒ２７との接続点Ｐ２は、コンパレータＣＭＰ２のプラス端子に接続されている。ＦＥＴ（Ｔ２２）のゲートは、アンプＡＭＰ１の出力端と接続され、このアンプＡＭＰ１のプラス側端子（ＶＳＢ）は、抵抗を介して接続点Ｐ１に接続されている。また、アンプＡＭＰ１のマイナス側端子（ＶＳＡ）は、モータ駆動回路１に含まれるシャント抵抗Ｒｓに接続されている。したがって、アンプＡＭＰ１からは、駆動用モータＭ１に流れる電流ＩＤに対応した電圧値と、接続点Ｐ１に流れる電流Ｉｒ（＝Ｉｒ１＋Ｉｒ３）に対応した電圧値との差分に応じた信号が出力され、この信号がＦＥＴ（Ｔ２２）のゲートに供給される。よって、アンプＡＭＰ１は、電流ＩＤと電流Ｉｒとが所定の比率（例えば、１５０００：１）となるような制御が行われる。
【００２４】
また、ＦＥＴ（Ｔ２１）のゲートには、アンプＡＭＰ２の出力端が接続されている。アンプＡＭＰ２のマイナス側入力端は、抵抗Ｒ２３とＦＥＴ（Ｔ２１）のソースの結合点に接続され、プラス側入力端は、基準電圧生成回路３に含まれるコンデンサＣ１の一方の端子Ｐ７に接続されている。
【００２５】
端子Ｐ７の電圧Ｖｃが基準電圧で、電圧ＶｃはコンデンサＣ１を定電流ＩＡ及びＩＢで充放電することにより生成される。定電流ＩＡは常時通電され、定電流ＩＢはコンパレータＣＭＰ１の出力が「Ｌ」レベルのときのみ通電され、コンパレータＣＭＰ１の出力が「Ｈ」レベルのときＩＢはオフされる。ＩＢ＝２＊ＩＡとなるように設定されているので、コンデンサＣ１は、コンパレータＣＭＰ１の出力が「Ｈ」レベルのとき、ＩＡで充電され（ＩＡがＰ７に流れ込む）、コンパレータＣＭＰ１の出力が「Ｌ」レベルのとき、ＩＢ−ＩＡで放電される（Ｐ７からＩＡが流れ出る）。コンパレータＣＭＰ１のマイナス側端子は端子Ｐ７に接続され、プラス側端子は抵抗Ｒ２７とＦＥＴ（Ｔ２２）のソースの接続点Ｐ８に接続される。
【００２６】
ところで、モータ電流には脈動成分（脈動電流）が含まれる。これは、整流子セグメントとブラシの相対位置変化により、モータの１回転でセグメント数だけの電流変動が生じるからである。脈動成分は参照電流Ｉｒにも同じように含まれるが、参照電流Ｉｒに含まれる脈動成分は、全て電流Ｉｒ１に含まれることになる。これは、電流Ｉｒ３は（ＶＢ２−Ｖｃ）／Ｒ２３の関係で電圧Ｖｃにより制御されているためである。したがって、接続点Ｐ８の電圧をＶｃ２とすると、電圧Ｖｃ２には脈動成分に同期した電圧が発生することになる。モータ電流は負荷変動によっても変動するので、脈動成分と負荷変動によるモータ電流の変動は、全てＶｃ２に現れることになる。
【００２７】
電圧Ｖｃ２が電圧Ｖｃよりも大きいとき、コンパレータＣＭＰ１の出力は「Ｈ」レベルとなり、コンデンサＣ１は充電され、逆のときは放電される。モータ負荷変動がないとき、電圧Ｖｃ２の電位変動は、脈動成分によるものだけとなり、電圧Ｖｃ２平均値は一定となる。このとき、Ｖｃ２＞Ｖｃとなる時間と、Ｖｃ２＜Ｖｃとなる時間の比率が等しくなるところで、電圧Ｖｃは安定する。なお、上記判定回数制御回路４１を除く回路群を含むパワーウインドウ駆動装置は、上記特許文献２において本出願人により提案されている。
【００２８】
この状態を図３に示す。駆動用モータＭ１の負荷が増加して、電流ＩＤが大きくなると、電圧Ｖｃ２は逆に低下して、図３（Ａ）から図３（Ｂ）に示す状態に変化する。そうすると、図３（Ｂ）に示すように、電圧Ｖｃ２が電圧Ｖｃに対して相対的に低くなり、コンデンサＣ１の放電時間が充電時間に比べて長くなり、電圧Ｖｃも低下する。
【００２９】
一方、駆動用モータＭ１の負荷が減少すると電流ＩＤが減少して、電圧Ｖｃ２は上昇する。そうすると、図３（Ｃ）に示すように、電圧Ｖｃ２が電圧Ｖｃに対して相対的に大きくなるので、コンデンサＣ１の充電時間が放電時間に比べて長くなり、電圧Ｖｃも上昇する。すなわち、電圧Ｖｃは電圧Ｖｃ２の時間的平均値に収束するように制御されるため、電圧Ｖｃ２が変化するとその変化に追随する。追随速度は、充放電電流値ＩＡ、ＩＢの大きさで決まり、例えば、電流値ＩＡ、ＩＢを大きくすると追随速度はよくなる。電圧Ｖｃ２の変化が緩やかな場合には、電圧Ｖｃと電圧Ｖｃ２との時間的平均値の差は小さくなり、変化がなければ両者は一致する。ウインドウガラスが異物を挟んだとき、電圧Ｖｃ２は急激に低下するが、このときの低下速度には電圧Ｖｃが追随できないように、充放電電流値ＩＡ、ＩＢが設定されている。
【００３０】
挟み込みの検知は、電圧（ＶＢ２−Ｖｃ２）を抵抗Ｒ２４と抵抗Ｒ２７で分圧した電圧Ｖｉｎｓと電圧Ｖｃとを比較して行われる。
【００３１】
Ｖｉｎｓ＝（ＶＢ２−Ｖｃ２）＊Ｒ２７／（Ｒ２４＋Ｒ２７）＋Ｖｃ２
＝（ＶＢ２＊Ｒ２７−Ｖｃ２＊Ｒ２７）／（Ｒ２４＋Ｒ２７）＋Ｖｃ２
【００３２】
電圧Ｖｃが電圧Ｖｃ２に追随しているとき、電圧Ｖｃは電圧Ｖｃ２の時間的平均に略等しいから、Ｖｉｎｓ＞Ｖｃとなる。コンパレータＣＭＰ２のプラス側入力端及びマイナス側入力端にはそれぞれ、Ｖｉｎｓ及びＶｃが発生するので、コンパレータＣＭＰ２の出力は「Ｈ」レベルとなる。
【００３３】
挟み込みが発生すると、図３（Ｂ）に示すように、電圧Ｖｃ２が低下し、Ｖｉｎｓが低下する。電圧Ｖｃは直ちに低下することができないので、Ｖｉｎｓ＜Ｖｃとなり、コンパレータＣＭＰ２の出力は「Ｌ」レベルとなり、電流制限動作に入る。
【００３４】
続いて、図４及び図５を用いて本発明の作用効果について説明する。図４は、図１及び図２のパワーウインドウ駆動装置の実施形態に係る挟まれ判定回数の切り替え方法を説明するためのタイムチャートである。図５は、図１における判定回数制御回路を例示する回路図である。
【００３５】
図４において、ＣＭＰ１＿ＯＵＴ信号は、上述のように、コンパレータＣＭＰ１による電圧Ｖｃ２と電圧Ｖｃとの比較結果を示す信号である。ＯＣＲＥＦ信号は、モータ起動直後の挟み込み判定をマスクする時間に対応した信号である。ＣＴＩＭＥＲ信号は、マスク時間に続き、ウインドウガラスを上昇方向に移動させる際、モータ電流の急峻な変化中は、誤動作しないようにするための、所定のスタート処理時間に対応した信号である。また、Ｆ＿ＣＨＧ信号は、通常の挟み込み判定を行う感帯領域中にあって、ウインドウガラスの全閉位置近傍の不感帯領域手前の切り替え位置（例えば、不感帯領域の３０ｍｍ手前の位置）を示す信号である。感帯〜不感帯切り替え信号は、周知のように、モータパルス信号により位置検出を行いこれに基づいている。これら信号は、図示しないコントローラ回路から供給される。
【００３６】
挟まれ判定回数（単に、判定回数ともよぶ）は、挟み込みの有無を判定するための基準となる回数であり、図中、Ａ＞Ｂの関係になっている。ＣＳＥＴ信号は、判定回数Ａ及び判定回数Ｂを切り替えるための制御信号であり、上記ＣＴＩＭＥＲ信号、Ｆ＿ＣＨＧ信号及びＣＭＰ１＿ＯＵＴ信号に基づいて発生される。このようなＣＴＩＭＥＲ信号は、上記反転制御回路４に含まれる判定回数制御回路４１により発生される。具体的には、図５に示すような、ＥＸＯＲ回路とＯＲ回路とを組み合わせた論理回路等によって実現可能である。
【００３７】
図４に示すように、ＯＣＲＥＦ信号及びＣＴＩＭＥＲ信号で規定される、スタートマスク終了時点からこれに続くスタート処理時間終了時点までの間である第１所定領域Ｔ１において、Ｖｃ２＜Ｖｃとなったことを示すＣＭＰ１＿ＯＵＴ信号により、Ｖｃ２＜Ｖｃに対応するタイミングＴ１１Ｓにおいて、ＣＳＥＴ信号により判定回数Ａから判定回数Ｂに切り替えられる。すなわち、モータ電流が増加傾向になる第１所定領域Ｔ１中のタイミングＴ１２Ｓにおいてのみ、判定回数Ｂに設定される。
【００３８】
また、図４に示すように、Ｆ＿ＣＨＧ信号及び感帯〜不感帯切り替え信号で規定される、感帯領域中にあって、ウインドウガラスの全閉位置近傍の不感帯領域手前の第２所定領域Ｔ２において、Ｖｃ２＜Ｖｃとなったことを示すＣＭＰ１＿ＯＵＴ信号により、Ｖｃ２＜Ｖｃに対応するタイミングＴ１１Ｅにおいて、ＣＳＥＴ信号により判定回数Ａから判定回数Ｂに切り替えられる。すなわち、モータ電流が増加傾向になる第２所定領域Ｔ２中のタイミングＴ１２Ｅにおいてのみ、判定回数Ｂに設定される。
【００３９】
このように、モータ電流が増加傾向になる第１所定領域Ｔ１及び第２所定領域Ｔ２中の挟まれ荷重を軽減させつつ、誤反転を防止できる。また、これ以外の領域では、挟まれ判定回数は上記判定回数Ｂに固定されるので、誤反転も防止することができる。
【００４０】
以上のように、本発明の実施形態によれば、ウインドウガラスの駆動用モータの脈動電流に同期して生成されるパルス信号を利用することによって、挟まれ荷重の軽減及び誤反転の防止を両立させることができる。
【００４１】
なお、本発明のパワーウインドウ駆動装置は、自動車に適用されて特に有用であるが、自動車以外でも建物等のウインドウガラスの開閉制御にも適用可能である。また、図１、図２及び図５で例示した回路構成は、種々変形することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係るパワーウインドウ駆動装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】図１における参照電流生成回路及び基準電圧生成回路を例示する回路図である。
【図３】図３（Ａ）〜図３（Ｃ）は、図１及び図２のパワーウインドウ駆動装置の作用を説明するためのタイムチャートである。
【図４】図１及び図２のパワーウインドウ駆動装置の挟まれ判定回数の切り替え方法を説明するためのタイムチャートである。
【図５】図５は、図１における判定回数制御回路を例示する回路図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  モータ駆動回路
２  参照電流生成回路
３  基準電圧生成回路
４  反転制御回路
４１  判定回数制御回路
１００  パワーウインドウ駆動装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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