(57)【要約】【課題】挟み込み防止制御の応答速度を速くすることができる開閉制御装置を提供する。【解決手段】開閉制御装置は、モータ６に流れる電流を検出する電流検出部３０と、モータ６に供給される電圧を検出する電圧検出部２０と、この検出電流及び検出電圧に基づいて、窓３の開閉動作における荷重を算出する荷重算出部５１と、算出された荷重に基づいて、窓３による物体の挟み込みを検知する挟み込み検知部５２と、挟み込みが検知された場合にモータ６の回転を反転させるモータ制御部５３とを有する。荷重算出部５１は、検出電流に比例する第１荷重成分Ｆ１と、検出電流及び検出電圧に基づいて近似されたモータ６の回転の角加速度に比例する第２荷重成分Ｆ２とが合成された荷重を算出する。【選択図】図１
2018003426.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの駆動による開閉体の開閉動作を制御する開閉制御装置であって、
前記モータに流れる電流を検出する電流検出部と、
前記モータに供給される電圧を検出する電圧検出部と、
前記電流検出部の検出電流及び前記電圧検出部の検出電圧に基づいて、前記開閉体の前記開閉動作における荷重を算出する荷重算出部と、
前記荷重算出部において算出された荷重に基づいて、前記開閉体による物体の挟み込みを検知する挟み込み検知部と、
前記挟み込み検知部において前記挟み込みが検知された場合、前記モータの回転を反転させる挟み込み防止制御を行うモータ制御部とを有し、
前記荷重算出部は、
前記検出電流に比例する第１荷重成分と、
前記検出電流及び前記検出電圧に基づいて近似された前記モータの回転の角加速度に比例する第２荷重成分と
が合成された前記荷重を算出する、
開閉制御装置。
【請求項２】
前記モータの回転の角速度が、前記検出電流及び前記検出電圧に基づいて近似され、
前記第２荷重成分が、所定時間における前記近似された角速度の時間的変化率に比例する、
請求項１に記載の開閉制御装置。
【請求項３】
前記荷重算出部は、前記所定時間ごとに取得される前記検出電流及び前記検出電圧に基づいて、前記荷重を前記所定時間ごとに算出する、
請求項２に記載の開閉制御装置。
【請求項４】
モータの駆動による開閉体の開閉動作を制御する開閉制御装置であって、
前記モータに流れる電流を検出する電流検出部と、
前記モータの回転の角速度を検出する角速度検出部と、
前記電流検出部の検出電流及び前記角速度検出部の検出角速度に基づいて、前記開閉体の前記開閉動作における荷重を算出する荷重算出部と、
前記荷重算出部において算出された荷重に基づいて、前記開閉体による物体の挟み込みを検知する挟み込み検知部と、
前記挟み込み検知部において前記挟み込みが検知された場合、前記モータの回転を反転させる挟み込み防止制御を行うモータ制御部とを有し、
前記荷重算出部は、
前記検出電流に比例する第１荷重成分と、
前記検出角速度に基づいて近似された前記モータの回転の角加速度に比例する第２荷重成分と
が合成された前記荷重を算出する、
開閉制御装置。
【請求項５】
前記角速度検出部は、前記モータが所定角度を回転する度に発生する前記検出電流のリップルを抽出し、前記リップルの発生間隔に基づいて前記検出角速度を算出する、
請求項４に記載の開閉制御装置。
【請求項６】
前記挟み込み検知部は、前記荷重が所定の判定値を超え、かつ、前記荷重の時間的変化率が所定の範囲内にある場合、前記挟み込みが発生したと判定する、
請求項１乃至５の何れか一項に記載の開閉制御装置。
【請求項７】
前記挟み込み検知部は、前記荷重の移動平均値に所定のしきい値を加算した値を前記判定値として設定する、
請求項６に記載の開閉制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開閉体の開閉動作を制御するパワーウインドウ装置など開閉制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
パワーウインドウ装置は、モータのトルクの変化に基づいて指や異物の挟み込みを検知する機能を備えており、挟み込みの検知時には、窓の上昇動作を下降動作に反転させる制御を行う。下記の特許文献では、モータのトルクτを下記の式に基づいて求めることが記載されている。
【０００３】
【数１】
2018003426.tif 000003
【０００４】
式（１）において、「Ｖ」はモータの電圧［Ｖ］を示し、「Ｔ」はモータの１回転の周期［ｓ］を示し、「Ｋｔ」はモータトルク定数［Ｎ・ｍ／Ａ］を示し、「Ｒｍ」はモータ抵抗［Ω］を示し、「Ｋｅ」はモータ逆起電力定数[Ｖ・ｓ／ｒａｄ]を示し、「Ｔｍ」はモータ損失トルク［Ｎ・ｍ］を示す。モータには、所定の角度の回転に応じてパルスを発生するパルス発生器が付設されており、このパルスに基づいて周期Ｔが検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２７８０５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図６は、パルスに基づいて計算されたトルクτにより挟み込みを検出する場合を示す図である。モータの１回転の周期Ｔは、例えば、連続するパルスの時間間隔から求められる。この場合、パルスの時間間隔はパルスのエッジで確定するため、周期Ｔの検出結果はパルスのエッジのタイミングで得られる。一方、挟み込みが発生すると、モータの回転が遅くなるため、図６Ａに示すようにパルスの周期が長くなり、パルスのエッジの間隔が広がる。その結果、周期Ｔの検出に遅れが生じ易くなる。図６Ｂは周期Ｔの逆数である回転周波数の変化を表す。これは挟み込みが発生すると、その値が小さくなっていくものである。周期Ｔの検出が遅れると、式（１）に基づくトルクτの計算が遅くなり、挟み込みの検知のタイミングが遅れることにより、挟み込み防止制御の開始が遅くなる。図６Ｃはトルクの変化を表し、挟み込みが発生すると、その値は増加する。パルスのエッジで挟み込みの判断をすると、トルクが判定値（＝基準値＋挟み込み閾値）を超えても直ぐに検知せず、次のエッジのタイミングｔｘで挟み込み検知となり、挟み込み防止制御の開始が遅れることになる。なお、基準値は計算荷重の移動平均値である。
【０００７】
挟み込み防止制御の応答速度の低下は、特に硬い物体を挟んだ場合において問題となる。挟み込んだ物体が硬いほど、物体に加わる荷重が急激に大きくなるからである。
【０００８】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、挟み込み防止制御の応答速度を速くすることができる開閉制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の観点に係る開閉制御装置は、モータの駆動による開閉体の開閉動作を制御する開閉制御装置であって、前記モータに流れる電流を検出する電流検出部と、前記モータに供給される電圧を検出する電圧検出部と、前記電流検出部の検出電流及び前記電圧検出部の検出電圧に基づいて、前記開閉体の前記開閉動作における荷重を算出する荷重算出部と、前記荷重算出部において算出された荷重に基づいて、前記開閉体による物体の挟み込みを検知する挟み込み検知部と、前記挟み込み検知部において前記挟み込みが検知された場合、前記モータの回転を反転させる挟み込み防止制御を行うモータ制御部とを有する。前記荷重算出部は、前記検出電流に比例する第１荷重成分と、前記検出電流及び前記検出電圧に基づいて近似された前記モータの回転の角加速度に比例する第２荷重成分とが合成された前記荷重を算出する。
【００１０】
この構成によれば、前記検出電流に比例する前記第１荷重成分と前記角加速度に比例する前記第２荷重成分とが合成された前記荷重に基づいて、前記挟み込みが検知される。前記第２荷重成分が前記荷重の算出結果に含まれることにより、前記第１荷重成分のみの場合に比べて、前記荷重の算出精度が高くなり、前記挟み込みの検知の精度が向上する。また、比較的硬い物体の挟み込みが生じた場合、前記第２荷重成分が速やかに増大するため、挟み込みの検知のタイミングが早くなる。
【００１１】
好適に、前記モータの回転の角速度が、前記検出電流及び前記検出電圧に基づいて近似され、前記第２荷重成分が、所定時間における前記近似された角速度の時間的変化率に比例する。
【００１２】
この構成によれば、前記検出電流及び前記検出電圧に基づいて近似された角速度の前記所定時間における時間的変化率として、前記角加速度が得られる。従って、ホールセンサなどにより一定の回転角ごとに発生するパルスの周期に基づいて角加速度が算出される場合に比べて、荷重増大時における角加速度の算出の遅れが低減し、荷重の増大が早いタイミングで検知され易くなる。
【００１３】
好適に、前記荷重算出部は、前記所定時間ごとに取得される前記検出電流及び前記検出電圧に基づいて、前記荷重を前記所定時間ごとに算出する。
【００１４】
この構成によれば、前記所定時間ごとに前記荷重が算出されるため、ホールセンサなどにより一定の回転角ごとに発生するパルスの周期に基づいて荷重の算出を行う場合に比べて、荷重の増大が早いタイミングで検知され易くなる。
【００１５】
本発明の第２の観点に係る開閉制御装置は、モータの駆動による開閉体の開閉動作を制御する開閉制御装置であって、前記モータに流れる電流を検出する電流検出部と、前記モータの回転の角速度を検出する角速度検出部と、前記電流検出部の検出電流及び前記角速度検出部の検出角速度に基づいて、前記開閉体の前記開閉動作における荷重を算出する荷重算出部と、前記荷重算出部において算出された荷重に基づいて、前記開閉体による物体の挟み込みを検知する挟み込み検知部と、前記挟み込み検知部において前記挟み込みが検知された場合、前記モータの回転を反転させる挟み込み防止制御を行うモータ制御部とを有する。前記荷重算出部は、前記検出電流に比例する第１荷重成分と、前記検出角速度に基づいて近似された前記モータの回転の角加速度に比例する第２荷重成分とが合成された前記荷重を算出する。
【００１６】
この構成によれば、前記検出電流に比例する前記第１荷重成分と前記角加速度に比例する前記第２荷重成分とが合成された前記荷重に基づいて、前記挟み込みが検知される。前記第２荷重成分が前記荷重の算出結果に含まれることにより、前記第１荷重成分のみの場合に比べて、前記荷重の算出精度が高くなり、前記挟み込みの検知の精度が向上する。また、比較的硬い物体の挟み込みが生じた場合、前記第２荷重成分が速やかに増大するため、挟み込みの検知のタイミングが早くなる。
【００１７】
好適に、前記角速度検出部は、前記モータが所定角度を回転する度に発生する前記検出電流のリップルを抽出し、前記リップルの発生間隔に基づいて前記検出角速度を算出する。
【００１８】
この構成によれば、前記リップルの発生間隔に基づいて前記検出角速度が算出されるため、回転角を検出するためのホールセンサなどの部品を省略することが可能となる。
【００１９】
好適に、前記挟み込み検知部は、前記荷重が所定の判定値を超え、かつ、前記荷重の時間的変化率が所定の範囲内にある場合、前記挟み込みが発生したと判定する。
【００２０】
この構成によれば、前記荷重が所定の判定値を超えた場合であっても、前記荷重の時間的変化率が前記所定の範囲から逸脱している場合は、前記挟み込みが発生したと判定されない。そのため、ノイズ等によって前記荷重が一時的に前記所定の範囲から逸脱しても、前記挟み込みとして誤判定され難くなる。
【００２１】
好適に、前記挟み込み検知部は、前記荷重の移動平均値に所定のしきい値を加算した値を前記判定値として設定する。
【００２２】
この構成によれば、前記開閉動作に伴う前記荷重の変化に合わせて適切な前記判定値が設定される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、挟み込み防止制御の応答速度を速くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る開閉制御装置の構成の一例を示す図である。
【図２】開閉制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】本実施形態における計算荷重とパルスに基づく計算荷重とを比較した図である。
【図４】計算荷重に第２荷重成分が含まれる場合と含まれない場合とを比較した図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る開閉制御装置の構成の一例を示す図である。
【図６】パルスに基づいて計算されたトルクにより挟み込みを検出する場合を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る開閉制御装置の構成の一例を示す図である。本実施形態に係る開閉制御装置は、モータ６の駆動による窓３（開閉体）の開閉動作を制御する装置であり、図１の例では、車両におけるドア２の窓枠４に取り付けられた窓３の開閉動作を制御する。図１に示す開閉制御装置は、モータ駆動回路１０と、電圧検出部２０と、電流検出部３０と、操作部４０と、処理部５０と、記憶部６０とを有する。
【００２６】
モータ駆動回路１０は、処理部５０の後述するモータ制御部５３において生成される制御信号に応じて、モータ６の駆動用の電圧を生成する。図１の例において、モータ駆動回路１０は、フルブリッジ回路を構成する４つのスイッチ素子（１１〜１４）を有する。スイッチ素子１１及び１２が、バッテリ等の電源電圧Ｖｂａｔとグランドとの間に直列接続され、その接続中点がモータ６の一方の入力端子に接続される。スイッチ素子１３及び１４が、電源電圧Ｖｂａｔとグランドとの間に直列接続され、その接続中点がモータ６の他方の入力端子に接続される。モータ６は、例えばＤＣモータであり、２つの入力端子に印加される電圧の極性に応じて回転方向が反転する。
【００２７】
電圧検出部２０は、モータ６に供給される電圧を検出する。図１の例において、電圧検出部２０は、増幅部２１とフィルタ部２２を有する。増幅部２１は、モータ６の２つの入力端子に印加される電圧を所定のゲインで増幅する。フィルタ部２２は、増幅部２１の出力信号からスイッチング周波数の成分を除去し、モータ６へ供給される平均的な電圧に応じた信号を出力する。電圧検出部２０は、ＡＤ変換器を備えており、モータ６に供給される電圧に応じたデジタル信号を処理部５０に出力する。
【００２８】
電流検出部３０は、モータ６に流れる電流を検出する。図１の例において、電流検出部３０は、シャント抵抗ＲＳと、増幅部３１と、フィルタ部３２を有する。シャント抵抗ＲＳは、モータ駆動回路１０のフルブリッジ回路（１１〜１４）とグランドとの間の電流経路に設けられており、モータ６に流れる電流に応じた電圧を生じる。増幅部３１は、シャント抵抗ＲＳに生じる電圧を所定のゲインで増幅する。フィルタ部３２は、増幅部３１の出力信号からスイッチング周波数の成分を除去し、モータ６に流れる平均的な電流に応じた信号を出力する。電流検出部３０は、ＡＤ変換器を備えており、モータ６に流れる電流に応じたデジタル信号を処理部５０に出力する。
【００２９】
操作部４０は、ユーザが窓３の開閉動作を操作するための信号を処理部５０へ入力する装置であり、例えばスイッチなどを含んで構成される。
【００３０】
処理部５０は、開閉制御装置の全体的な動作の制御を行う。処理部５０は、例えば、記憶部６０に格納されるプログラムの命令コードに従って処理を実行するコンピュータを含んで構成される。処理部５０は、全ての処理をコンピュータにより実行してもよいし、少なくとも一部の処理を専用のハードウェア回路（ランダムロジック等）によって実行してもよい。
【００３１】
処理部５０は、機能的なブロックとして、荷重算出部５１と、挟み込み検知部５２と、モータ制御部５３とを有する。
【００３２】
荷重算出部５１は、電流検出部３０において検出された電流（以下、「モータ電流Ｉｍ」と記す。）及び電圧検出部２０において検出された電圧（以下、「モータ電圧Ｖ」と記す。）に基づいて、窓３の開閉動作における荷重Ｆを算出する。すなわち、荷重算出部５１は、モータ電流Ｉｍに比例する第１荷重成分Ｆ１と、モータ電流Ｉｍ及びモータ電圧Ｖに基づいて近似されたモータ６の回転の角加速度に比例する第２荷重成分Ｆ２とが合成された荷重Ｆ（以下、「計算荷重Ｆ」と記す。）を算出する。計算荷重Ｆは、次の式で表される。
【００３３】
【数２】
2018003426.tif 000004
【００３４】
荷重算出部５１は、電流検出部３０及び電圧検出部２０において所定時間Ｔｓごとに取得されるモータ電流Ｉｍ及びモータ電圧Ｖに基づいて、計算荷重Ｆを所定時間ごとに算出する。すなわち、荷重算出部５１は、一定の周期（Ｔｓ）で計算荷重Ｆの算出処理を行う。式（２）における「ｎ」は、この計算荷重Ｆの周期的な算出処理における個々の処理サイクルを示す整数である。「ｎ」の値が１つ増えると、処理サイクルの順番が１つ先に進む（時間が所定時間Ｔｓだけ先に進む）。
【００３５】
第１荷重成分Ｆ１（ｎ）は、次の式で表される。
【００３６】
【数３】
2018003426.tif 000005
【００３７】
式（３）において、「Ｋｔ」はモータトルク定数［Ｎ・ｍ／Ａ］を示し、「Ｌ」は単位回転角あたりの窓３の移動量［ｍ／ｒａｄ］を示す。
【００３８】
第２荷重成分Ｆ２（ｎ）は、次の式で表される。
【００３９】
【数４】
2018003426.tif 000006
【００４０】
式（４）において、「Ｃ」は第２荷重成分調整パラメータ［Ｎ・ｓ２］を示す。また、「ω（ｎ）」はｎ番目の処理サイクルにおける角速度を示し、「ω（ｎ−１）」はｎ−１番目の処理リサイクルにおける角速度を示す。式（４）において示すように、第２荷重成分Ｆ２は、所定時間Ｔｓにおける角速度ωの時間的変化率（角加速度）に比例する。
【００４１】
角速度ω（ｎ）は、次の式で表される。
【００４２】
【数５】
2018003426.tif 000007
【００４３】
式（５）において、「Ｋｅ」はモータ逆起電力定数［Ｖ・ｓ／ｒａｄ］を示し、「Ｒｍ」はモータ抵抗［Ω］を示す。式（５）において示すように、モータ６の回転の角速度ω（ｎ）は、モータ電流Ｉｍ（ｎ）及びモータ電圧Ｖ（ｎ）に基づいて近似される。
【００４４】
挟み込み検知部５２は、荷重算出部５１において算出された計算荷重Ｆに基づいて、窓３による物体の挟み込みを検知する。すなわち、挟み込み検知部５２は、計算荷重Ｆが判定値Ｆｔｈを超え、かつ、計算荷重Ｆの時間的変化率が所定の範囲内にある場合、挟み込みが発生したと判定する。
【００４５】
挟み込み検知部５２は、挟み込みの判定に用いる判定値Ｆｔｈを、例えば計算荷重Ｆの移動平均値に基づいて設定する。具体的には、挟み込み検知部５２は、計算荷重Ｆの移動平均値である基準値Ｆｂに所定のしきい値ΔＴＨを加算した値（Ｆｂ＋ΔＴＨ）を、判定値Ｆｔｈとして設定する。ドア２の建て付け（摺動抵抗）等により、計算荷重Ｆが比較的緩やかに増大する場合、移動平均値である基準値Ｆｂも増大し、判定値Ｆｔｈが上昇するため、計算荷重Ｆが判定値Ｆｔｈを超え難くなる。これにより、挟み込み検知部５２は、計算荷重Ｆの緩やかな増大を挟み込みとして誤検知し難くなる。
【００４６】
挟み込み検知部５２は、計算荷重Ｆの時間的変化率を、例えば「Ｆ（ｎ）−Ｆ（ｎ−１）」により算出する。「Ｆ（ｎ）−Ｆ（ｎ−１）」は、所定時間Ｔｓにおける計算荷重Ｆの変化に相当する。挟み込み検知部５２は、「Ｆ（ｎ）−Ｆ（ｎ−１）」が所定の範囲内にない場合、計算荷重Ｆが判定値Ｆｔｈを超えても挟み込みとして検知しない。これにより、ノイズによる計算荷重Ｆの異常な変化が挟み込みとして誤検知され難くなる。
【００４７】
モータ制御部５３は、操作部４０において入力される操作信号に応じたモータ６の制御信号を生成し、モータ駆動回路１０に出力する。モータ制御部５３は、閉動作及び開動作のそれぞれについて予め設定されたモータ６の回転方向や回転速度などの条件を満たすように、モータ駆動回路１０へ出力する制御信号を生成する。
【００４８】
また、モータ制御部５３は、挟み込み検知部５２において物体の挟み込みが検知された場合、モータ６の回転を反転させる挟み込み防止制御を行う。例えばモータ制御部５３は、閉動作中に挟み込み検知部５２において挟み込みが検知された場合、モータ６を逆転させて開動作を行い、適当な位置で窓３を停止させる。
【００４９】
記憶部６０は、処理部５０におけるコンピュータのプログラムや、処理部５０の処理に使用される定数データ、処理部５０の処理の過程で一時的に保持される変数データなどを記憶する。記憶部６０は、例えば、ＤＲＡＭやＳＲＡＭ、フラッシュメモリ、ハードディスクなどの記憶装置を含んで構成される。
【００５０】
次に、上述した構成を有する本実施形態に係る開閉制御装置の動作について、図２のフローチャートを参照して説明する。図２に示す処理は、例えば所定時間Ｔｓごとに繰り返し実行される。
【００５１】
荷重算出部５１は、窓３の開閉動作が現在行われているか否かの判定を行い（ＳＴ１００）、開閉動作が行われている場合は、電流検出部３０からモータ電流Ｉｍの検出値を取得するとともに、電圧検出部２０からモータ電圧Ｖの検出値を取得する（ＳＴ１０５）。荷重算出部５１は、モータ電流Ｉｍ及びモータ電圧Ｖの検出値をそれぞれ取得すると、取得した検出値に基づいて式（２）〜（４）により計算荷重Ｆを算出する（ＳＴ１１０）。
【００５２】
挟み込み検知部５２は、荷重算出部５１によって算出された計算荷重Ｆを判定値Ｆｔｈと比較する（ＳＴ１１５）。計算荷重Ｆが判定値Ｆｔｈを超えない場合、挟み込み検知部５２は挟み込みが生じていないと判定し、処理を終了する。
【００５３】
計算荷重Ｆが判定値Ｆｔｈを超えている場合（ＳＴ１１５）、挟み込み検知部５２は、計算荷重Ｆの時間的変化率として「Ｆ（ｎ）−Ｆ（ｎ−１）」を算出し、これが所定の範囲内に含まれているか否かを判定する（ＳＴ１２０）。時間的変化率が所定の範囲内から外れている場合、挟み込み検知部５２は挟み込みが生じていないと判定し、処理を終了する。
【００５４】
時間的変化率が所定の範囲内にある場合（ＳＴ１２０）、挟み込み検知部５２は挟み込みが生じたと判定する。この場合、モータ制御部５３は、モータ６の回転を反転させて窓３を適当な位置（例えば窓枠４の中央など）に停止させる挟み込み防止制御を行う（ＳＴ１２５）。
【００５５】
図３は、本実施形態におけるモータ電流Ｉｍ及びモータ電圧Ｖに基づく計算荷重Ｆと、従来のパルスに基づく計算荷重とを比較した図である。図３Ａは挟み込み発生時のモータ電流Ｉｍの例を示し、図３Ｂは荷重算出部５１の処理タイミングを示し、図３Ｃは荷重算出部５１において算出される計算荷重Ｆの例を示す。また、図３Ｄは比較例の開閉制御装置においてモータの回転に伴って発生するパルスを示し、図３Ｅはこのパルスに基づいて算出される計算荷重を示す。
【００５６】
本実施形態に係る開閉制御装置では、一定の周期Ｔｓで計算荷重Ｆが算出されるため、挟み込みが発生しても計算荷重Ｆの算出の周期Ｔｓは変化しない。これに対し、パルスに基づいて計算荷重を算出する場合は、パルスのエッジにおいて計算荷重の算出結果が得られるため、挟み込みの発生によってパルスの周期が長くなると、計算荷重の算出結果が得られるタイミングが遅くなる。そのため、本実施形態に係る開閉制御装置の挟み込み検知のタイミング（時刻ｔ１）は、パルスに基づいて計算荷重を算出する場合の挟み込み検知のタイミング（時刻ｔ２）に比べて早くなる。
【００５７】
図４は、計算荷重Ｆに第２荷重成分Ｆ２が含まれる場合と含まれない場合とを比較した図である。図４Ａは１０［Ｎ／ｍｍ］の硬さを持つ物体が挟み込まれた場合の荷重の変化を示し、図４Ｂは６５［Ｎ／ｍｍ］の硬さを持つ物体が挟み込まれた場合の荷重の変化を示す。縦軸の目盛りは、計算荷重Ｆと基準値Ｆｂとの差分（Ｆ−Ｆｂ）に相当する荷重［Ｎ］を表す。横軸の目盛りは、時間［ｍｓ］を表す。各図における一方のグラフは、第２荷重成分調整パラメータＣを「０」に設定したものであり、他方のグラフは、第２荷重成分調整パラメータＣを「０．２」に設定したものである。
【００５８】
これらのグラフによれば、計算荷重Ｆに第２荷重成分Ｆ２を含む場合（Ｃ＝０．２）は、これを含まない場合（Ｃ＝０）に比べて、挟み込み発生後の計算荷重Ｆの立ち上がりタイミングが早くなっている。特に、比較的硬い物体が挟み込まれた図４Ｂの場合は、計算荷重Ｆに第２荷重成分Ｆ２を含むことで、計算荷重Ｆの立ち上がりタイミングが顕著に早くなっている。図４Ｂの場合、２つのグラフを同じ時間で比較した場合における両者の荷重の差が２０［Ｎ］程度もあることから、計算荷重Ｆの立ち上がりタイミングが早くなることにより、物体に加わる荷重を大幅に低減できることが分かる。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態に係る開閉制御装置によれば、モータ電流Ｉｍに比例する第１荷重成分Ｆ１と角加速度に比例する第２荷重成分Ｆ２とが合成された計算荷重Ｆに基づいて、物体の挟み込みが検知される。第２荷重成分Ｆ２が計算荷重Ｆの算出結果に含まれることにより、第１荷重成分Ｆ１のみの場合に比べて計算荷重Ｆの算出精度が高くなり、挟み込みの検知の精度を向上できる。また、比較的硬い物体の挟み込みが生じた場合、第２荷重成分Ｆ２が速やかに増大するため、挟み込みの検知のタイミングが早くなる。これにより、挟み込みの発生から挟み込み防止制御の動作開始までの時間を短くすることができる。
【００６０】
本実施形態に係る開閉制御装置によれば、所定時間Ｔｓごとに計算荷重Ｆが算出される。ホールセンサなどにより一定の回転角ごとに発生するパルスの周期に基づいて荷重の算出を行う場合には、荷重の増大とともに荷重の算出間隔が長くなるが、本実施形態に係る開閉制御装置では、荷重の増大に関わらず計算荷重Ｆの算出間隔が一定である。従って、荷重の増大を早いタイミングで検知できる。
【００６１】
本実施形態に係る開閉制御装置によれば、モータ６の回転の角速度ωが、モータ電流Ｉｍ及びモータ電圧Ｖに基づいて式（５）により近似され、角速度ωの所定時間Ｔｓにおける時間的変化率として、角加速度が得られる。第２荷重成分Ｆ２（ｎ）は、この角加速度に比例定数を乗ずることよって得られる（式（４））。ホールセンサ等のパルスの周期に基づいて荷重の算出を行う場合、荷重の増大とともに角速度の検出間隔が長くなるが、本実施形態に係る開閉制御装置では、荷重の増大に関わらず角速度の検出間隔が一定である。従って、荷重の増大を早いタイミングで検知できる。
【００６２】
本実施形態に係る開閉制御装置によれば、計算荷重Ｆが所定の判定値Ｆｔｈを超えた場合であっても、計算荷重Ｆの時間的変化率が所定の範囲から逸脱している場合は、挟み込みが発生したと判定されない。そのため、ノイズ等によって計算荷重Ｆが一時的に所定の範囲から逸脱しても、挟み込みとして誤判定され難くなる。
【００６３】
本実施形態に係る開閉制御装置によれば、計算荷重Ｆの移動平均値である基準値Ｆｂに所定のしきい値ΔＴＨを加算した値が、挟み込みの判定値Ｆｔｈとして設定される。これにより、挟み込みとは異なる要因（例えば、ドア２の建て付け）で計算荷重Ｆが緩やかに増大しても、基準値Ｆｂが上昇して計算荷重Ｆが判定値Ｆｔｈを超え難くなる。従って、開閉動作に伴う緩やかな荷重の増大を、挟み込みとして誤検知され難くすることができる。
【００６４】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図５は、第２の実施形態に係る開閉制御装置の構成の一例を示す図である。図５に示す開閉制御装置は、図１に示す開閉制御装置における処理部５０に角速度検出部５４が追加され、荷重算出部５１における計算荷重Ｆの算出処理が変更されたものであり、他の構成は図１に示す開閉制御装置と同様である。
【００６５】
角速度検出部５４は、モータ６の回転の角速度を検出する。角速度検出部５４は、例えば、モータ６が所定角度回転する度に発生するモータ電流Ｉｍのリップルを抽出し、このリップルの発生間隔に基づいて角速度を算出する。なお、モータ６が所定角度回転する度にパルスを発生するホールセンサ等を備えている場合、角速度検出部５４は、このパルスの発生間隔に基づいて角速度を算出してもよい。あるいは、角速度検出部５４は、他の種々の手段によって角速度を検出してもよい。
【００６６】
荷重算出部５１は、既に説明した第１の実施形態と同様に、式（２）〜（４）に基づいて計算荷重Ｆを算出する。ただし、式（４）における「ω（ｎ）」は、角速度検出部５４で検出された角速度である。従って、荷重算出部５１は、角速度検出部５４において角速度ω（ｎ）が検出される度に計算荷重Ｆを算出する。式（４）における「Ｔｓ」は、今回の角速度ω（ｎ）が検出された時刻と前回の角速度ω（ｎ−１）が検出された時刻との差である。
【００６７】
上述した第２の実施形態に係る開閉制御装置においても、比較的硬い物体の挟み込みが生じた場合、第２荷重成分Ｆ２が速やかに増大するため、挟み込みの検知のタイミングが早くなる。これにより、挟み込みの発生から挟み込み防止制御の動作開始までの時間を短くすることができる。
【００６８】
なお、本発明は上記の形態のみに限定されるものではなく、他の種々のバリエーションを含んでいる。
【００６９】
上記の実施形態では、本発明を車両の窓の開閉制御装置（パワーウインドウ等）に適用した例が挙げられているが、本発明はこれに限定されるものではなく、サンルールやスライド式ドアなど、他の種々の開閉制御装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【００７０】
２…ドア、３…窓、４…窓枠、６…モータ、１０…モータ駆動回路、１１〜１４…スイッチ素子、２０…電圧検出部、２１…増幅部、２２…フィルタ部、３０…電流検出部、３１…増幅部、３２…フィルタ部、４０…操作部、５０…処理部、５１…荷重算出部、５２…挟み込み検知部、５３…モータ制御部、５４…角速度検出部、６０…記憶部
【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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【図６】
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