(57)【要約】【課題】不感帯の自動設定を可能にした挟み込み検出装置を提供すること。【解決手段】不感帯設定部は、パルス信号Ｐにおいて、連続する３つの単位パルス信号の組み合わせによる基準パルス信号を選択し、基準パルス信号毎にウインドガラスの上昇荷重［Ｎ］を演算する。不感帯設定部は、隣り合う２つの基準パルス信号を選択したときのそれぞれの上昇荷重［Ｎ］の差分を示す荷重差が規定値（一例は１００［Ｎ］）を超えたとき、当該規定値を超える荷重差が生じた要因となったウインドガラス３の位置から閉じ切り位置までを不感帯に設定する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開閉体による物体の挟み込みを検出する挟み込み検出装置において、
前記開閉体を開閉させるアクチュエータへ供給される電力の駆動電圧及び駆動電流、並びに前記アクチュエータの駆動に応じて生成されるパルス信号に基づいて、前記開閉体の位置に応じた移動荷重を演算し、前記開閉体の異なる２つの位置に応じて演算したそれぞれの移動荷重の差分を示す荷重差が規定値を超えたとき、当該規定値を超える前記荷重差が生じた要因となった前記開閉体の位置から閉じ切り位置までを挟み込みの検出が無効になる不感帯に設定する不感帯設定部を備えた
ことを特徴とする挟み込み検出装置。
【請求項２】
前記パルス信号は、単位パルス信号が連続的に発生する電気信号であり、
前記不感帯設定部は、単位パルス信号をカウントすることにより、前記開閉体の位置を認識するとともに、単数の単位パルス信号又は連続する複数の単位パルス信号の組み合わせによる基準パルス信号を選択し、前記基準パルス信号毎に前記移動荷重を演算する
請求項１に記載の挟み込み検出装置。
【請求項３】
前記不感帯設定部は、前記駆動電圧と前記駆動電流と前記基準パルス信号当たりの前記開閉体の移動時間との積を、前記基準パルス信号当たりの前記開閉体の移動距離で割ることにより、前記移動荷重を演算する
請求項２に記載の挟み込み検出装置。
【請求項４】
前記不感帯設定部は、隣り合う２つの基準パルス信号を選択したときのそれぞれの移動荷重の差分を示す荷重差が前記規定値を超えたとき、当該規定値を超える荷重差が生じた要因となった前記開閉体の位置から閉じ切り位置までを前記不感帯に設定する
請求項２又は３に記載の挟み込み検出装置。
【請求項５】
前記不感帯設定部は、基準パルス信号を単位パルス信号毎に選択する
請求項４に記載の挟み込み検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開閉体による物体の挟み込みを検出する挟み込み検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両のパワーウインド装置は、乗員による車載スイッチの操作に基づいて、車両側部に設けられたドアのウインドガラスを自動的に上下動させて開閉する。このようなパワーウインド装置には、ウインドガラスによる物体の挟み込みを検出する挟み込み検出装置を備えたものがある（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
物体の挟み込みを検出する方法としては、パルス検出方式が知られている。パルス検出方式は、ウインドガラスを開閉するモータの回転速度を検出して、当該回転速度に比例した周期のパルス信号を生成することにより行われる。ここで、一般的には、モータの回転速度が速い場合にはパルス周期（パルス信号の周期）は短いのに対し、モータの回転速度が遅い場合にはパルス周期は長くなる。一定の回転速度でウインドガラスの開閉操作をしている場合には、パルス周期は一定であるのに対し、ウインドガラスに物体が挟み込まれた場合等には、パルス周期が長くなる。このため、挟み込み検出装置は、パルス周期に基づいて、ウインドガラスによる物体の挟み込みを検出することができる。すなわち、この挟み込み検出装置は、検出されたパルス信号に基づいて挟み込みの有無を検出し、パルス幅時間が閾値以上となったときに、ウインドガラスによる物体の挟み込みがあったとして、ウインドガラスを反転作動又は停止させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１５２６７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ウインドガラスに物体が挟み込まれた場合の他、ウインドガラスが閉じ切り位置付近を移動する場合にも、パルス周期が長くなる。この理由は、ウインドガラスが閉じ切り位置付近を移動する際、ウインドガラスの上部がガラスラン内を摺動することにより摺動抵抗が発生するからである。仮にウインドガラスがガラスランとの接触位置に到達した場合に、ウインドガラスによる物体の挟み込みがあったとして、ウインドガラスを反転作動させてしまうと、ウインドガラスを閉じ切ることができず、いわゆる誤反転が発生することになる。
【０００６】
そこで、誤反転を発生させないようにするために、閉じ切り位置付近に挟み込みの検出が無効になる不感帯を設定し、この不感帯のエリアでパルス幅時間が閾値以上となったときには、ウインドガラスによる物体の挟み込みがあったとは判定せず、閉じ切り位置に到達するまでウインドガラスを閉作動させる。これにより、ウインドガラスを閉じ切ることができるようになる。
【０００７】
しかしながら、閉じ切り位置付近においてパルス周期が伸び始める位置は電圧及び温度によって異なる点を踏まえ、ドア毎に電圧及び温度を変えて評価し、全ての評価データを満足するように不感帯を設定する場合、ドア毎に電圧及び温度を変えて評価しなければならないため、時間がかかる（図５参照）。これに対し、ドア毎の特性に応じた不感帯を自動で設定できるようになれば、電圧及び温度を変化させての評価が不要になり、作業の効率化を図れることになる。
【０００８】
本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、その目的は、不感帯の自動設定を可能にした挟み込み検出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】
上記課題を解決する挟み込み検出装置は、開閉体による物体の挟み込みを検出する挟み込み検出装置において、前記開閉体を開閉させるアクチュエータへ供給される電力の駆動電圧及び駆動電流、並びに前記アクチュエータの駆動に応じて生成されるパルス信号に基づいて、前記開閉体の位置に応じた移動荷重を演算し、前記開閉体の異なる２つの位置に応じて演算したそれぞれの移動荷重の差分を示す荷重差が規定値を超えたとき、当該規定値を超える前記荷重差が生じた要因となった前記開閉体の位置から閉じ切り位置までを挟み込みの検出が無効になる不感帯に設定する不感帯設定部を備えた。
【００１０】
この構成によれば、閉じ切り位置付近は移動荷重が著しく増加する現象を利用して、開閉体の位置に応じた移動荷重を演算しつつ規定値を超える荷重差が生じた要因となった開閉体の位置を特定し、その位置から閉じ切り位置までを不感帯に設定する。ここで、閉じ切り位置付近において荷重差が急激に増加し始める位置は、電圧及び温度に関わらず同じであるため、電圧及び温度を変化させての評価が不要になる。したがって、不感帯を自動で設定できる。
【００１１】
上記挟み込み検出装置について、前記パルス信号は、単位パルス信号が連続的に発生する電気信号であり、前記不感帯設定部は、単位パルス信号をカウントすることにより、前記開閉体の位置を認識するとともに、単数の単位パルス信号又は連続する複数の単位パルス信号の組み合わせによる基準パルス信号を選択し、前記基準パルス信号毎に前記移動荷重を演算することとしてもよい。
【００１２】
この構成によれば、パルス信号により開閉体の位置と移動荷重とが関連付けされるため、閉じ切り位置付近において荷重差が急激に増加し始める位置を容易に特定できる。
上記挟み込み検出装置について、前記不感帯設定部は、前記駆動電圧と前記駆動電流と前記基準パルス信号当たりの前記開閉体の移動時間との積を、前記基準パルス信号当たりの前記開閉体の移動距離で割ることにより、前記移動荷重を演算することとしてもよい。
【００１３】
この構成によれば、電力量が電力と時間との積で表されるとともに、仕事が力の大きさと力の向きに移動した距離との積で表される基本公式からエネルギー保存の法則により作成される計算式を用いて、移動荷重を正確に演算できる。
【００１４】
上記挟み込み検出装置について、前記不感帯設定部は、隣り合う２つの基準パルス信号を選択したときのそれぞれの移動荷重の差分を示す荷重差が前記規定値を超えたとき、当該規定値を超える荷重差が生じた要因となった前記開閉体の位置から閉じ切り位置までを前記不感帯に設定することとしてもよい。
【００１５】
この構成によれば、直前の基準パルス信号を選択したときの移動荷重との差分を示す荷重差が規定値を超えるか否かを判定するため、荷重差が急激に増加し始める位置を精度よく特定できる。
【００１６】
上記挟み込み検出装置について、前記不感帯設定部は、基準パルス信号を単位パルス信号毎に選択することとしてもよい。
この構成によれば、単位パルス信号毎に直前の移動荷重との差分を示す荷重差が規定値を超えるか否かを判定するため、荷重差が急激に増加し始める位置をさらに精度よく特定できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、不感帯を自動で設定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】パワーウインド装置の概略構成図。
【図２】パワーウインド装置のブロック図。
【図３】不感帯設定部の動作例を示す図。
【図４】閉じ切り位置付近のパルス周期と荷重差を示すグラフ。
【図５】従来の不感帯設定方法の概念図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、挟み込み検出装置の一実施の形態について説明する。
図１に示すように、挟み込み検出装置の適用例であるパワーウインド装置１は、車両側部のドア２に設けられた可動式のウインドガラス３を、例えばモータを動力源とするアクチュエータ４により自動的に開閉させる。ウインドガラス３は、略垂直方向に一致するスライド方向Ｄに上下動し、上昇による閉作動と下降による開作動とにより、ドアフレーム５の開口部６を開閉する。ウインドガラス３は開閉体の一例である。
【００２０】
図２に示すように、パワーウインド装置１は、ウインドガラス３の開閉制御を司るコントローラ１０の他、乗員により操作される操作部１１を備えている。コントローラ１０は、操作部１１から入力される操作信号に基づいて、駆動回路７を制御しつつ、バッテリ８からの電力をアクチュエータ４に供給することにより、ウインドガラス３を開閉させる。
【００２１】
コントローラ１０には、パルス検出部１２の他、電圧検出部１３、電流検出部１４が電気的に接続されている。パルス検出部１２は、アクチュエータ４におけるモータの回転に同期したパルス信号Ｐを生成する。パルス信号Ｐは、矩形波による単位パルス信号が連続的に発生する電気信号である。コントローラ１０は、単位パルス信号をカウントすることにより、ウインドガラス３の位置を認識する。つまり、単位パルス信号当たりのウインドガラス３の移動距離が規定されていることを前提に、例えばウインドガラス３の全開位置のカウント値を「０」としつつ、単位パルス信号をカウントすることにより、全開位置を基点にウインドガラス３の位置を認識できることになる。
【００２２】
電圧検出部１３は、給電経路Ｒｐを通じて駆動回路７からアクチュエータ４へ供給される電力の駆動電圧Ｖを検出し、電流検出部１４は、給電経路Ｒｐを通じて駆動回路７からアクチュエータ４へ供給される電力の駆動電流Ｉを検出する。
【００２３】
コントローラ１０は、パルス検出部１２によるパルス信号Ｐの他、電圧検出部１３による駆動電圧Ｖ、電流検出部１４による駆動電流Ｉを監視しつつ、以下に示す基本公式からエネルギー保存の法則により作成される計算式を用いてウインドガラス３の上昇荷重を演算し、それを閾値と比較して、ウインドガラス３による物体の挟み込みを検出する。
【００２４】
まず、電力量Ｗ［Ｊ］は基本公式（１）により表され、仕事Ｗ［Ｊ］は基本公式（２）により表される。
電力量Ｗ［Ｊ］＝電力Ｐ［Ｗ］×時間ｔ［ｓ］  …（１）
仕事Ｗ［Ｊ］＝力の大きさＦ［Ｎ］×力の向きに移動した距離ｄ［ｍ］  …（２）
そして、エネルギー保存の法則により、基本公式（１）の電力量Ｗ［Ｊ］と基本公式（２）の仕事Ｗ［Ｊ］とが等しいことを前提に、力の大きさＦ［Ｎ］について解くと、ウインドガラス３の上昇荷重［Ｎ］は次式（３）により表すことができる。
【００２５】
ウインドガラス３の上昇荷重［Ｎ］＝駆動電圧Ｖ［Ｖ］×駆動電流Ｉ［Ａ］×単位パルス信号当たりのウインドガラス３の移動時間ｔ［ｓ］／単位パルス信号当たりのウインドガラス３の移動距離ｄ［ｍ］  …（３）
つまり、単位パルス信号当たりのウインドガラス３の移動距離ｄ［ｍ］が規定されていることを前提に、駆動電圧Ｖ［Ｖ］及び駆動電流Ｉ［Ａ］及び単位パルス信号当たりのウインドガラス３の移動時間ｔ［ｓ］を監視することにより、ウインドガラス３の上昇荷重［Ｎ］を演算できることになる。そして、ウインドガラス３に物体が挟み込まれた場合には、ウインドガラス３に物体が挟み込まれていない場合に比べ、ウインドガラス３の上昇荷重［Ｎ］が大きくなる点を考慮した閾値が規定されていることを前提に、ウインドガラス３の上昇荷重［Ｎ］を当該閾値と比較することで、ウインドガラス３による物体の挟み込みを検出できることになる。
【００２６】
コントローラ１０は、ウインドガラス３の上昇荷重［Ｎ］が閾値以上となったときに、ウインドガラス３による物体の挟み込みがあったとして、ウインドガラス３を反転作動又は停止させる。
【００２７】
ところで、ウインドガラス３に物体が挟み込まれた場合の他、ウインドガラス３が閉じ切り位置付近を移動する場合にも、ウインドガラス３の上昇荷重［Ｎ］が大きくなる。この理由は、ウインドガラス３が閉じ切り位置付近を移動する際、ウインドガラス３の上部がガラスラン内を摺動することにより摺動抵抗が発生するからである。仮にウインドガラス３がガラスランとの接触位置に到達した場合に、ウインドガラス３による物体の挟み込みがあったとして、ウインドガラス３を反転作動させてしまうと、ウインドガラス３を閉じ切ることができず、いわゆる誤反転が発生することになる。
【００２８】
そこで、誤反転を発生させないようにするために、閉じ切り位置付近に挟み込みの検出が無効になる不感帯を設定し、この不感帯のエリアでウインドガラス３の上昇荷重［Ｎ］が閾値以上となったときには、ウインドガラス３による物体の挟み込みがあったとは判定せず、閉じ切り位置に到達するまでウインドガラス３を閉作動させる。これにより、ウインドガラス３を閉じ切ることができるようになる。そして、これを実現するために、コントローラ１０は、不感帯設定部１５を備えている。
【００２９】
図３に示すように、不感帯設定部１５は、パルス信号Ｐにおいて、連続する３つの単位パルス信号の組み合わせによる基準パルス信号を選択し、基準パルス信号毎にウインドガラス３の上昇荷重［Ｎ］を演算する。この演算によるウインドガラス３の上昇荷重［Ｎ］は上記式（３）に準じた次式（４）により表される。
【００３０】
ウインドガラス３の上昇荷重［Ｎ］＝駆動電圧Ｖ［Ｖ］×駆動電流Ｉ［Ａ］×基準パルス信号当たりのウインドガラス３の移動時間ｔ［ｓ］／基準パルス信号当たりのウインドガラス３の移動距離ｄ［ｍ］  …（４）
尚、基準パルス信号は単位パルス信号毎に選択される。つまり、ウインドガラス３の位置に応じた上昇荷重［Ｎ］が演算される。ここで、第１の基準パルス信号が選択されたときの上昇荷重［Ｎ］を便宜上２００［Ｎ］とし、第２の基準パルス信号が選択されたときの上昇荷重［Ｎ］を便宜上２３０［Ｎ］とし、第３の基準パルス信号が選択されたときの上昇荷重［Ｎ］を便宜上３３４［Ｎ］とする。
【００３１】
不感帯設定部１５は、隣り合う２つの基準パルス信号を選択したときのそれぞれの上昇荷重［Ｎ］の差分を示す荷重差が規定値（一例は１００［Ｎ］）を超えたとき、当該規定値を超える荷重差が生じた要因となったウインドガラス３の位置から閉じ切り位置までを不感帯に設定する。尚、ウインドガラス３の当該位置は、荷重増加開始位置と規定される。この荷重増加開始位置は、ウインドガラス３とガラスランとの接触位置として特定される。
【００３２】
本例では、第１の基準パルス信号が選択されたときの上昇荷重［Ｎ］と第２の基準パルス信号が選択されたときの上昇荷重［Ｎ］との差分は規定値を超えないものの、第２の基準パルス信号が選択されたときの上昇荷重［Ｎ］と第３の基準パルス信号が選択されたときの上昇荷重［Ｎ］との差分が規定値を超える。これにより、第２の基準パルス信号の起点となる単位パルス信号を基に認識されるウインドガラス３の位置から閉じ切り位置までが不感帯に設定される。
【００３３】
コントローラ１０は、不感帯のエリア外で上記式（３）による上昇荷重［Ｎ］が挟み込み検出の閾値以上となったときに、ウインドガラス３による物体の挟み込みがあったと判定する一方、不感帯のエリア内で上記式（３）による上昇荷重［Ｎ］が挟み込み検出の閾値以上となったときには、挟み込みがあったとは判定しない。
【００３４】
次に、パワーウインド装置１の作用について説明する。
図４に示すように、閉じ切り位置付近においてパルス周期が伸び始める位置、すなわちパルス周期伸び開始位置は、電圧及び温度によって異なるのに対し、閉じ切り位置付近において荷重差が急激に増加し始める位置、すなわち荷重増加開始位置は、電圧及び温度に関わらず同じである。このため、任意の電圧及び電流及び温度でアクチュエータ４を駆動しつつ、パルス信号Ｐの他、駆動電圧Ｖ、駆動電流Ｉを監視し、それらを上記式（４）に当て嵌めてウインドガラス３の上昇荷重［Ｎ］を演算することにより、当該荷重増加開始位置を特定すれば、ドア２毎の特性に応じた不感帯を自動で設定できることになる。
【００３５】
以上説明したように、本実施の形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）閉じ切り位置付近はガラスラン摺動により上昇荷重［Ｎ］が著しく増加する現象を利用して、ウインドガラス３の位置に応じた上昇荷重［Ｎ］を演算しつつ規定値を超える荷重差が生じた要因となったウインドガラス３の位置を特定し、その位置から閉じ切り位置までを不感帯に設定する。ここで、閉じ切り位置付近において荷重差が急激に増加し始める位置は、電圧及び温度に関わらず同じであるため、電圧及び温度を変化させての評価が不要になる。したがって、ドア２毎の特性に応じた不感帯を自動で設定できる。
【００３６】
（２）パルス信号Ｐによりウインドガラス３の位置と上昇荷重［Ｎ］とが関連付けされるため、閉じ切り位置付近において荷重差が急激に増加し始める位置を容易に特定できる。
【００３７】
（３）電力量が電力と時間との積で表されるとともに、仕事が力の大きさと力の向きに移動した距離との積で表される基本公式からエネルギー保存の法則により作成される計算式を用いて、ウインドガラス３の上昇荷重［Ｎ］を正確に演算できる。
【００３８】
（４）直前の基準パルス信号を選択したときの上昇荷重［Ｎ］との差分を示す荷重差が規定値を超えるか否かを判定するため、荷重差が急激に増加し始める位置を精度よく特定できる。
【００３９】
（５）単位パルス信号毎に直前の上昇荷重［Ｎ］との差分を示す荷重差が規定値を超えるか否かを判定するため、荷重差が急激に増加し始める位置をさらに精度よく特定できる。
【００４０】
尚、上記実施の形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・挟み込み検出の閾値は任意である。尚、閾値が小さい程、より早い段階で挟み込みを検出できるとともに、閾値が大きい程、悪路走行等に伴う挟み込みの誤検出を抑制できる。
【００４１】
・荷重差との比較に用いる規定値は１００［Ｎ］に限らず任意である。尚、規定値が小さい程、不感帯のエリアが広くなるとともに、規定値が大きい程、不感帯のエリアが狭くなる。したがって、狙いの広さで不感帯のエリアが得られるような規定値を採用すればよい。
【００４２】
・上記実施の形態では、連続する３つの単位パルス信号の組み合わせによる基準パルス信号を選択したが、連続する２つ又は４つ以上の単位パルス信号の組み合わせによる基準パルス信号を選択してもよい。
【００４３】
・上記実施の形態では、連続する複数の単位パルス信号の組み合わせによる基準パルス信号を選択したが、単数の単位パルス信号による基準パルス信号を選択してもよい。
・上記実施の形態では、隣り合う２つの基準パルス信号を選択したときのそれぞれの上昇荷重［Ｎ］の差分を規定値と比較したが、間に１つ又は複数の基準パルス信号が存在する互いに離間する２つの基準パルス信号を選択したときのそれぞれの上昇荷重［Ｎ］の差分を規定値と比較してもよい。
【００４４】
・上記実施の形態では、基準パルス信号を単位パルス信号毎に選択したが、基準パルス信号を２つ以上の単位パルス信号毎に選択してもよい。
・建物のシャッタ等のように、上昇による開作動と下降による閉作動とを行う開閉体による物体の挟み込みを検出する挟み込み検出装置に本発明を具体化してもよい。この場合、上記実施の形態におけるウインドガラス３の上昇荷重［Ｎ］に代わり、シャッタの下降荷重が開閉体の移動荷重に相当する。
【００４５】
・車両のスライドドア或いは建物の自動ドア等のように、水平方向に作動する開閉体による物体の挟み込みを検出する挟み込み検出装置に本発明を具体化してもよい。
・車両のサンルーフ等の開閉体による物体の挟み込みを検出する挟み込み検出装置に本発明を具体化してもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１…パワーウインド装置（挟み込み検出装置）、２…ドア、３…ウインドガラス（開閉体）、４…アクチュエータ、５…ドアフレーム、６…開口部、７…駆動回路、８…バッテリ、１０…コントローラ、１１…操作部、１２…パルス検出部、１３…電圧検出部、１４…電流検出部、１５…不感帯設定部。
【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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