(57)【要約】【課題】開閉体を閉動作させるためのモータの起動直後に、開閉体への異物の挟み込みを誤検出することを防止できる開閉体制御装置を提供する。【解決手段】ＰＷ（パワーウインドウ）制御装置１は、窓ガラス７を開閉させるモータ９を制御する制御部２と、窓ガラス７の閉動作時におけるモータ９の駆動状態に応じたパルス信号に基づいて、モータ９の駆動状態を表すモータ周波数を順次検出する周波数検出部２ａと、モータ周波数の２回微分値を算出する２回微分値算出部２ｃと、２回微分値と予め設定された安定閾値とを比較した結果に基づいて、モータ周波数が安定したか否かを判定する安定判定部２ｄと、モータ周波数が安定したと判定された場合に、モータ周波数と予め設定された挟み込み閾値とに基づいて、窓６への異物の挟み込みの有無を判定する挟み込み判定部２ｆとを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の開閉体を開閉動作させるモータの駆動を制御する開閉体制御装置において、
前記開閉体の閉動作時における前記モータの駆動状態を表す物理量を順次検出する検出手段と、
前記検出手段が検出した前記物理量の２回微分値を算出する２回微分値算出手段と、
前記２回微分値算出手段が算出した前記２回微分値と予め設定された安定閾値とを比較した結果に基づいて、前記物理量が安定したか否かを判定する安定判定手段と、
前記安定判定手段により前記物理量が安定したと判定された場合に、前記物理量と予め設定された挟み込み閾値とに基づいて、前記開閉体への異物の挟み込みの有無を判定する挟み込み判定手段と、を備えたことを特徴とする開閉体制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の開閉体制御装置において、
前記物理量の１回微分値を算出する１回微分値算出手段を、さらに備え、
前記挟み込み判定手段は、前記１回微分値算出手段が算出した前記１回微分値と前記挟み込み閾値とを比較した結果に基づいて、前記開閉体への異物の挟み込みの有無を判定する、ことを特徴とする開閉体制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の開閉体制御装置において、
前記安定判定手段は、前記２回微分値が複数回連続で前記安定閾値以下となった場合に、前記物理量が安定したと判定する、ことを特徴とする開閉体制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の開閉体制御装置において、
前記安定判定手段により前記物理量が安定したと判定されないまま、前記開閉体の移動量が所定値を超えた場合に、
前記挟み込み判定手段は、前記開閉体への異物の挟み込みの有無を判定する、ことを特徴とする開閉体制御装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の開閉体制御装置において、
前記検出手段は、前記物理量として、前記モータの駆動状態に応じたパルス信号を出力する出力手段から出力された、前記パルス信号の周波数を順次検出する、ことを特徴とする開閉体制御装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の開閉体制御装置において、
前記検出手段は、前記物理量として、前記モータに流れる電流を順次検出する、ことを特徴とする開閉体制御装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の開閉体制御装置において、
前記検出手段は、前記物理量として、前記モータに流れる電流に含まれるリップルの周波数を順次検出する、ことを特徴とする開閉体制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の開閉体の開閉を制御する装置に関し、特に、開閉体の閉動作時に異物の挟み込みを検出する機能を備えた開閉体制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される開閉体制御装置として、たとえばパワーウインドウ制御装置がある。パワーウインドウ制御装置は、モータを正転または逆転して、パワーウインドウ開閉機構を作動させることにより、開閉体である窓ガラスを開閉動作させる。
【０００３】
また、パワーウインドウ制御装置では、窓の閉動作時に、窓への異物の挟み込みがあると、これが検出される。具体的には、たとえば特許文献１では、モータの回転に応じてパルス発生器から発生されたパルス信号に基づき、モータの周期を算出し、該周期と所定の閾値との比較結果に基づいて、挟み込みの有無を判定している。
【０００４】
モータの周期以外に、モータの回転数、周波数、負荷、またはモータに流れる電流などのような、モータの駆動状態を表す物理量と、所定の閾値とに基づいて、挟み込みの有無を検出する方法も種々提案されている。
【０００５】
また、特許文献１では、ドアを閉めた時の衝撃や、モータ起動直後の動作の不安定などの種々の要因により、モータの周期が上昇して、挟み込みであると誤判定するのを防止するため、周期が判定値より大きい状態が連続している場合に、周期の２回微分値を算出している。そして、２回微分値が負の値である間は、挟み込みの判定を行わないようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３８３２９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
たとえばパワーウインドウ制御装置では、窓を閉動作させるためのモータの起動直後に、パワーウインドウ開閉機構のあそびなどの機械的要因により、モータの駆動状態が不安定になることがある。特に、ワイヤー式のパワーウインドウ開閉機構では、ワイヤーの弛みがモータの駆動を不安定にする主な機械的要因となる。モータの駆動状態が不安定になると、モータの回転数やモータに流れる電流などが上下に振動するため、モータの駆動状態を表す物理量に基づいて、窓に異物を挟み込んだと誤検出してしまうおそれがある。
【０００８】
本発明の課題は、開閉体を閉動作させるためのモータの起動直後に、開閉体への異物の挟み込みを誤検出することを防止できる開閉体制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による開閉体制御装置は、車両の開閉体を開閉動作させるモータの駆動を制御する装置であって、開閉体の閉動作時におけるモータの駆動状態を表す物理量を順次検出する検出手段と、この検出手段が検出した物理量の２回微分値を算出する２回微分値算出手段と、この２回微分値算出手段が算出した２回微分値と予め設定された安定閾値とを比較した結果に基づいて、物理量が安定したか否かを判定する安定判定手段と、この安定判定手段により物理量が安定したと判定された場合に、物理量と予め設定された挟み込み閾値とに基づいて、開閉体への異物の挟み込みの有無を判定する挟み込み判定手段とを備えている。
【００１０】
上記によると、開閉体の閉動作時に、モータの駆動状態を表す物理量の２回微分値、すなわち物理量の差分値の差分値と、安定閾値との比較結果に基づいて、物理量が安定したか否かを判定している。このとき、たとえば、物理量の２回微分値が正の値であっても、負の値であっても、その絶対値が安定閾値以下である場合に、物理量が安定したと判定する。そして、物理量が安定したと判定された場合に、物理量と挟み込み閾値とに基づいて、開閉体への異物の挟み込みの有無を判定している。つまり、物理量が安定するまでは、物理量と挟み込み閾値とに基づいて挟み込みの有無を判定しないので、開閉体を閉動作させるためのモータの起動直後に、機械的要因によりモータの駆動状態が不安定になっても、開閉体への異物の挟み込みの誤検出を防止することができる。
【００１１】
また、本発明では、上記開閉体制御装置において、物理量の１回微分値を算出する１回微分値算出手段をさらに備え、挟み込み判定手段は、１回微分値算出手段が算出した１回微分値と挟み込み閾値とを比較した結果に基づいて、開閉体への異物の挟み込みの有無を判定してもよい。
【００１２】
また、本発明では、上記開閉体制御装置において、安定判定手段は、２回微分値が複数回連続で安定閾値以下となった場合に、物理量が安定したと判定してもよい。
【００１３】
また、本発明では、上記開閉体制御装置において、安定判定手段により物理量が安定したと判定されないまま、開閉体の移動量が所定値を超えた場合に、挟み込み判定手段は、開閉体への異物の挟み込みの有無を判定してもよい。
【００１４】
また、本発明では、上記開閉体制御装置において、検出手段は、物理量として、モータの駆動状態に応じたパルス信号を出力する出力手段から出力された、パルス信号の周波数を順次検出してもよい。または、検出手段は、物理量として、モータに流れる電流を順次検出してもよい。あるいは、検出手段は、物理量として、モータに流れる電流に含まれるリップルの周波数を順次検出してもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、開閉体を閉動作させるためのモータの起動直後に、開閉体への異物の挟み込みを誤検出することを防止できる開閉体制御装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態によるＰＷ（パワーウインドウ）制御システムの構成を示した図である。
【図２】図１のＰＷ制御装置のメイン動作を示したフローチャートである。
【図３】図２の２回微分値算出処理の詳細を示したフローチャートである。
【図４】図２の１回微分値算出処理の詳細を示したフローチャートである。
【図５】図２の安定判定処理の詳細を示したフローチャートである。
【図６】図２の挟み込み判定処理の詳細を示したフローチャートである。
【図７】図１のＰＷ制御装置で検出されるモータ周波数の変化と各微分値と各閾値の一例を示した図である。
【図８】モータ周波数と各微分値の変化の一例を示した図である。
【図９】本発明の第２実施形態によるＰＷ制御システムの構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。各図において、同一の部分または対応する部分には、同一符号を付してある。
【００１８】
まず、第１実施形態の構成を、図１を参照しながら説明する。以下では、「パワーウインドウ」を「ＰＷ」と表記する。
【００１９】
第１実施形態のＰＷ制御システム１００は、自動車に搭載され、ＰＷ制御装置１とその他の構成要素６〜１０を含んでいる。
【００２０】
ＰＷ制御装置１は、モータ９を駆動して、ＰＷ開閉機構８を作動させ、車両のドアに設けられた窓６の窓ガラス７を開閉動作させる。ＰＷ制御装置１は、本発明の「開閉体制御装置」の一例である。窓６および窓ガラス７は、本発明の「開閉体」の一例である。
【００２１】
ＰＷ制御装置１には、制御部２、ＰＷ操作部３、駆動部４、パルス検出部５、およびロータリエンコーダ１０が備わっている。ロータリエンコーダ１０は、ＰＷ制御装置１の外部に設けられていてもよい。
【００２２】
制御部２は、マイクロコンピュータから成り、窓６の開閉を制御する。制御部２には、周波数検出部２ａ、記憶部２ｂ、２回微分値算出部２ｃ、安定判定部２ｄ、１回微分値算出部２ｅ、および挟み込み判定部２ｆが設けられている。
【００２３】
ＰＷ操作部３は、窓６の開閉を操作するためのスイッチから成り、車内に設けられている。ＰＷ操作部３は、利用者により操作されて、その操作に応じた信号を出力する。制御部２は、ＰＷ操作部３から出力される信号に基づいて、ＰＷ操作部３の操作状態を検出する。本例では、ＰＷ操作部３でマニュアル開閉操作とオート開閉操作を行うことができる。
【００２４】
駆動部４は、モータ９を正転または逆転で駆動する回路から成る。ロータリエンコーダ１０は、モータ９の回転駆動状態に応じたパルス信号を出力する。パルス検出部５は、ロータリエンコーダ１０から出力されたパルス信号を検出する回路から成る。ロータリエンコーダ１０は、本発明の「出力手段」の一例である。
【００２５】
ＰＷ操作部３により開閉操作を行うと、制御部２が、その操作状態に応じて駆動部４を制御して、モータ９を正転または逆転させる。これにより、ＰＷ開閉機構８が作動して、窓ガラス７が下降または上昇し、窓６が開閉される。
【００２６】
その際、制御部２は、パルス検出部５によるロータリエンコーダ１０からのパルス信号の検出結果に基づいて、窓ガラス７の開閉移動量やモータ９の回転数を算出する。そして、制御部２は、その算出結果に基づいて、駆動部４によりモータ９の回転を制御する。
【００２７】
また、窓ガラス７の閉動作時に、制御部２の周波数検出部２ａが、パルス検出部５により検出されたパルス信号の周波数を順次検出する。この検出された周波数は、モータ９の駆動状態を表す物理量の一例であり、以下では「モータ周波数」という。周波数検出部２ａにより検出されたモータ周波数は、記憶部２ｂに順次記憶される。記憶部２ｂには、その他の制御データも記憶される。周波数検出部２ａは、本発明の「検出手段」の一例である。
【００２８】
また、窓ガラス７の閉動作時に、２回微分値算出部２ｃは、モータ周波数の２回微分値を算出する。たとえば、検出されたモータ周波数は有限の離散的なデータであるので、これらのデータを用いて微分値を近似する。本実施形態では、モータ周波数の差分値を微分値と近似し、モータ周波数の差分値の差分値を２回微分値とする。近似方法は、これに限定されない。
【００２９】
安定判定部２ｄは、２回微分値算出部２ｃにより算出された２回微分値と、予め設定された安定閾値とを比較し、その比較結果に基づいて、モータ周波数が安定しているか否かを判定する。２回微分値算出部２ｃは、本発明の「２回微分値算出手段」の一例である。安定判定部２ｄは、本発明の「安定判定手段」の一例である。
【００３０】
また、窓ガラス７の閉動作時に、１回微分値算出部２ｅは、モータ周波数の１回微分値、すなわちモータ周波数の差分値を算出する。挟み込み判定部２ｆは、安定判定部２ｄによりモータ周波数が安定していると判定された場合に、モータ周波数と予め設定された挟み込み閾値とに基づいて、窓６への異物の挟み込みの有無を判定する。
【００３１】
具体的には、挟み込み判定部２ｆは、１回微分値算出部２ｅにより算出されたモータ周波数の１回微分値と、挟み込み閾値とを比較し、その比較結果に基づいて、窓６への異物の挟み込みの有無を判定する。１回微分値算出部２ｅは、本発明の「１回微分値算出手段」の一例である。挟み込み判定部２ｆは、本発明の「挟み込み判定手段」の一例である。
【００３２】
次に、ＰＷ制御装置１の動作を、図２〜図８を参照しながら説明する。本動作は、窓６を閉じる場合の動作である。
【００３３】
図２は、ＰＷ制御装置１のメイン動作を示したフローチャートである。利用者がＰＷ操作部３で閉操作を行うと、制御部２は、窓６の閉操作が有ったことを検出し（ステップＳ１）、駆動部４によりモータ９を駆動して、窓ガラス７の閉動作を開始する（ステップＳ２）。
【００３４】
このとき、ＰＷ操作部３でマニュアル閉操作が行われた場合は、マニュアル閉操作が行われている間だけ、窓ガラス７の閉動作が行われる。また、ＰＷ操作部３でオート閉操作が行われた場合は、その後オート閉操作が解除されても、窓ガラス７が全閉位置に到達するまで、閉動作が行われる。但し、窓６に異物が挟み込まれた場合は、窓ガラス７の閉動作が停止される。
【００３５】
窓ガラス７の閉動作が開始されると、モータ９の駆動状態に応じたパルス信号がロータリエンコーダ１０から出力されて、パルス検出部５により検出される。すると、制御部２は、パルス検出部５で検出されたパルス信号に基づいて、周波数検出部２ａによりモータ周波数を検出する（ステップＳ３）。
【００３６】
詳しくは、周波数検出部２ａが、パルス検出部５で検出された各パルス信号の周波数を算出した後、所定の係数や関数で補正し、その補正後周波数Ｆ（ｎ）を平滑化用のフィルタにより処理して、補正後周波数の１次遅れＦｎ（ｎ）を検出する。そして、補正後周波数Ｆ（ｎ）と補正後周波数の１次遅れＦｎ（ｎ）とを、モータ周波数とする。ｎは任意数である。このように、モータ周波数として、補正後周波数Ｆ（ｎ）と補正後周波数の１次遅れＦｎ（ｎ）とを検出するのは、モータ９の駆動状態が安定したときの、モータ周波数の変動を小さく抑えて、後述する安定判定や挟み込み判定の精度を高めるためである。
【００３７】
また、制御部２は、パルス検出部５で検出されたパルス信号に基づいて、モータ９を起動してからの窓ガラス７の移動量Ｐを検出する（図２のステップＳ４）。詳しくは、制御部２は、パルス信号の立ち上がりなどの数を数えて、その計数値を窓ガラス７の移動量Ｐとする。
【００３８】
上記のように検出されたモータ周波数Ｆ（ｎ）、Ｆｎ（ｎ）と窓ガラス７の移動量Ｐとは、関連付けて記憶部２ｂに随時記憶される。
【００３９】
図７は、窓ガラス７の閉方向への移動量Ｐに対する、モータ周波数Ｆ（ｎ）、Ｆｎ（ｎ）の変化と、後述する各微分値と各閾値の一例を示した図である。
【００４０】
窓ガラス７を閉動作するためのモータ９の起動直後は、ＰＷ開閉機構８のあそびなどの機械的要因により、モータ９の駆動状態が不安定になる。このため、図７に示すように、モータ９の起動直後に、補正後周波数Ｆ（ｎ）と補正後周波数の１次遅れＦｎ（ｎ）とが上下に振動し、その後その振動幅が徐々に小さくなって行く。そして、窓６に異物が挟み込まれなければ、補正後周波数Ｆ（ｎ）と補正後周波数の１次遅れＦｎ（ｎ）とは、ほぼ一定値に安定して行く。また、窓６に異物が挟み込まれると、補正後周波数Ｆ（ｎ）と補正後周波数の１次遅れＦｎ（ｎ）とは、単調（一定）に減少して行く。
【００４１】
モータ９の起動直後の不安定な状態（周波数が上下に振動した状態）で、モータ周波数に基づいて、窓６への異物の挟み込みの有無を判定すると、挟み込みが有ると誤判定してしまうことがある。そこで、挟み込みの有無を判定する前に、モータ周波数が安定しているか否かを確認する。以下、その詳細について説明する。
【００４２】
図８は、モータ周波数と各微分値の変化の一例を示した図である。たとえば、図８の（ａ）欄に示すように、モータ周波数（たとえば、補正後周波数の１次遅れＦｎ（ｎ））がｓｉｎ（サイン）カーブを描くような、上下に振動した不安定状態で推移した場合、モータ周波数の１回微分値は、ｃｏｓ（コサイン）カーブを描くように推移する。そして、モータ周波数の２回微分値は、−ｓｉｎ（マイナスサイン）カーブを描くように推移する。
【００４３】
これに対して、図８の（ｂ）欄に示すように、モータ周波数がほぼ平坦（一定）となるような安定状態で推移した場合、モータ周波数の１回微分値と２回微分値は、ほぼ０で推移する。
【００４４】
また、窓６に異物が挟み込まれたため、図８の（ｃ）欄に示すように、モータ周波数が単調に減少するように推移した場合（本例では、この場合も安定状態とみなす。）、モータ周波数の１回微分値は、一旦下降した後、ほぼ一定値で推移する。そして、モータ周波数の２回微分値は、一旦下降した後上昇して、ほぼ０で推移する。
【００４５】
つまり、モータ周波数の２回微分値がほぼ０である状態が続くことから、モータ周波数が安定したこと（上下に振動していない状態）を検出することができる。
【００４６】
そのために、制御部２は、２回微分値算出部２ｃにより２回微分値の算出処理を実行する（図２のステップＳ５）。
【００４７】
図３は、２回微分値算出処理の詳細を示したフローチャートである。２回微分値算出部２ｃは、直前の図２のステップＳ４で検出された現在の窓ガラス７の移動量Ｐを確認する（図３のステップＳ２１）。
【００４８】
そして、現在の窓ガラス７の移動量Ｐが、所定の安定判定用差分間隔Ｎを２倍した値以下であるときは（ステップＳ２１：Ｐ≦２Ｎ、図７のＴ１区間）、２回微分値算出部２ｃは、所定の安定閾値Ｑに１を加算した値を、モータ周波数Ｆｎ（ｎ）の２回微分値ｄ２Ｆｎ（ｎ）とする（ステップＳ２２、ｄ２Ｆｎ（ｎ）＝Ｑ＋１）。
【００４９】
ここで、上記のように２回微分値ｄ２Ｆｎ（ｎ）を設定するのは、次の理由による。窓ガラス７の移動量Ｐにおけるモータ周波数と、Ｐから所定の安定判定用差分間隔Ｎ離れた移動量Ｐ＋Ｎにおけるモータ周波数とから１回微分の演算を行う場合、２回微分の演算を行うには、さらにＰから２Ｎ離れた移動量Ｐ＋２Ｎにおけるモータ周波数が必要となる。しかし、窓ガラス７の移動量Ｐが２Ｎ以下の場合には、２回微分が計算できないため、図７のＴ１区間においては、２回微分値ｄ２Ｆｎ（ｎ）が安定閾値Ｑを超える値（本例では、Ｑ＋１）に強制的に設定されている。
【００５０】
一方、窓ガラス７の移動量Ｐが、安定判定用差分間隔Ｎを２倍した値に１を加算した値以上になると（図３のステップＳ２１：Ｐ≧２Ｎ＋１、図７のＴ２区間）、２回微分値算出部２ｃは、次のようにモータ周波数Ｆｎ（ｎ）の２回微分値ｄ２Ｆｎ（ｎ）を算出する。
【００５１】
まず、今回の補正後周波数の１次遅れＦｎ（ｎ）から前回の補正後周波数の１次遅れＦｎ（ｎ−Ｎ）を減算した値を、今回の差分値ｄＦｎ（ｎ）とする。また、前回の補正後周波数の１次遅れＦｎ（ｎ−Ｎ）から前々回の補正後周波数の１次遅れＦｎ（ｎ−２Ｎ）を減算した値を、前回の差分値ｄＦｎ（ｎ−Ｎ）とする。そして、今回の差分値ｄＦｎ（ｎ）から前回の差分値ｄＦｎ（ｎ−Ｎ）を減算した値を、モータ周波数Ｆｎ（ｎ）の２回微分値ｄ２Ｆｎ（ｎ）とする（ステップＳ２３、ｄ２Ｆｎ（ｎ）＝Ｆｎ（ｎ）−２Ｆｎ（ｎ−Ｎ）＋Ｆｎ（ｎ−２Ｎ））。
ｄ２Ｆｎ（ｎ）＝ｄＦｎ（ｎ）−ｄＦｎ（ｎ−Ｎ）
＝（Ｆｎ（ｎ）−Ｆｎ（ｎ−Ｎ））−（Ｆｎ（ｎ−Ｎ）−Ｆｎ（ｎ−２Ｎ））
＝Ｆｎ（ｎ）−２Ｆｎ（ｎ−Ｎ）＋Ｆｎ（ｎ−２Ｎ）
【００５２】
次に、制御部２は、１回微分値算出部２ｅにより１回微分値算出処理を実行する（図２のステップＳ６）。なお、この１回微分値算出処理は、ステップＳ５の２回微分値算出処理の前に行ってもよいし、２回微分値算出処理と同時に行ってもよい。
【００５３】
図４は、１回微分値算出処理の詳細を示したフローチャートである。まず、１回微分値算出部２ｅは、挟み込み判定許可ポイントＰｂが設定されているか否かを確認する（ステップＳ３１）。挟み込み判定許可ポイントＰｂとは、挟み込み判定を許可したときの窓ガラス７の移動量を示す値であって、後述する図２のステップＳ１１で設定される。
【００５４】
挟み込み判定許可ポイントＰｂが未だ設定されていない場合は（図４のステップＳ３１：ＮＯ）、１回微分値算出部２ｅは、０をモータ周波数Ｆ（ｎ）の１回微分値ｄＦ（ｎ）とする（ステップＳ３３、ｄＦ（ｎ）＝０）。
【００５５】
一方、後述する図２のステップＳ１１により、挟み込み判定許可ポイントＰｂが設定された場合は（図４のステップＳ３１：ＹＥＳ）、１回微分値算出部２ｅは、現在の窓ガラス７の移動量Ｐを確認する（ステップＳ３２）。
【００５６】
そして、現在の窓ガラス７の移動量Ｐが、挟み込み判定許可ポイントＰｂから１を減算した値以下であるときは（ステップＳ３２：Ｐ≦Ｐｂ−１、図７のＴ５区間）、１回微分値算出部２ｅは、０をモータ周波数Ｆ（ｎ）の１回微分値ｄＦ（ｎ）とする（ステップＳ３３、ｄＦ（ｎ）＝０）。
【００５７】
また、現在の窓ガラス７の移動量Ｐが、挟み込み判定許可ポイントＰｂ以上でかつ、挟み込み判定許可ポイントＰｂに所定の挟み込み判定用差分間隔Ｍを加算した値以下であるときは（ステップＳ３２：Ｐｂ≦Ｐ≦Ｐｂ＋Ｍ、図７のＴ６区間）、今回の補正後周波数Ｆ（ｎ）から挟み込み判定許可ポイントＰｂのときの補正後周波数Ｆ（Ｐｂ）を減算した値を、モータ周波数Ｆ（ｎ）の１回微分値ｄＦ（ｎ）とする（ステップＳ３４、ｄＦ（ｎ）＝Ｆ（ｎ）−Ｆ（Ｐｂ））。
【００５８】
ここで、上記のように１回微分値ｄＦ（ｎ）を設定するのは、次の理由による。挟み込み判定許可ポイントＰｂ以上の窓ガラス７の移動量Ｐにおける補正後周波数と、Ｐから所定の挟み込み判定用差分間隔Ｍ離れた移動量Ｐ＋Ｍにおける補正後周波数とから１回微分の演算を行う場合、窓ガラス７の移動量ＰがＰａ＋Ｍ以下のときには、１回微分値が計算できない。このため、図７のＴ６区間においては、１回微分値ｄＦ（ｎ）が、今回の補正後周波数Ｆ（ｎ）から挟み込み判定許可ポイントＰｂにおける補正後周波数Ｆ（Ｐｂ）を減算した値に強制的に設定されている。
【００５９】
さらに、現在の窓ガラス７の移動量Ｐが、挟み込み判定許可ポイントＰｂに挟み込み判定用差分間隔Ｍを加算し、これにさらに１を加算した値以上であるときは（ステップＳ３２：Ｐ≧Ｐｂ＋Ｍ＋１、図７のＴ７区間）、今回の補正後周波数Ｆ（ｎ）から前回の補正後周波数Ｆ（ｎ−Ｍ）を減算した値を、モータ周波数Ｆ（ｎ）の１回微分値ｄＦ（ｎ）とする（ステップＳ３５、ｄＦ（ｎ）＝Ｆ（ｎ）−Ｆ（ｎ−Ｍ））。
【００６０】
次に、制御部２は、モータ周波数が不安定であるか否かを確認する（図２のステップＳ７）。ステップＳ８の安定判定処理が未だ実行されていない場合、またはステップＳ８の安定判定処理でモータ周波数が不安定であると判断された場合は、制御部２は、モータ周波数が不安定であると判定し（ステップＳ７：ＹＥＳ）、安定判定部２ｄにより安定判定処理を実行する（ステップＳ８）。
【００６１】
図５は、安定判定処理の詳細を示したフローチャートである。まず、安定判定部２ｄは、現在の窓ガラス７の移動量Ｐを確認する（ステップＳ４１）。そして、現在の窓ガラス７の移動量Ｐが、所定の起動マスク値Ｐａ以下であるときは（ステップＳ４１：Ｐ≦Ｐａ、図７のＴ３区間）、安定判定部２ｄは、安定判定条件として、モータ周波数Ｆｎ（ｎ）の２回微分値ｄ２Ｆｎ（ｎ）の絶対値が所定の安定閾値Ｑ以下であるか否かを判定する（図５のステップＳ４２）。
【００６２】
ここで、起動マスク値Ｐａとは、挟み込みの判定を強制的に許可するための、窓ガラス７の移動量を示した値である。図２のステップＳ８の安定判定処理で、モータ周波数Ｆｎ（ｎ）の２回微分値ｄ２Ｆｎ（ｎ）に基づいて、モータ周波数が安定か否かを判定した結果、いつまでもモータ周波数Ｆｎ（ｎ）が安定していないと判断されると、図２のステップＳ１２の挟み込み判定処理が実行されなくなってしまう。それを回避するために、起動マスク値Ｐａを設定し、窓ガラス７の移動量Ｐが起動マスク値Ｐａを超えた場合に、強制的に安定判定処理を終了して、挟み込み判定に移行させる。
【００６３】
安定閾値Ｑは、０に近い値に設定されている。たとえば、実験的に求めたモータ周波数の２回微分値のばらつき等を考慮して、安定閾値Ｑを決定してもよい。
【００６４】
２回微分値ｄ２Ｆｎ（ｎ）の絶対値が安定閾値Ｑ以下でなければ（ステップＳ４２：ＮＯ）、安定判定部２ｄは、モータ周波数が不安定であると判断する（ステップＳ４３）。そして、安定判定部２ｄは、安定判定条件が連続で成立した回数を数えるための条件成立カウンタ値Ｃを０に初期化する（ステップＳ４８）。条件成立カウンタ値Ｃの初期値は０である。
【００６５】
一方、２回微分値ｄ２Ｆｎ（ｎ）の絶対値が安定閾値Ｑ以下であれば（ステップＳ４２：ＹＥＳ）、安定判定部２ｄは、条件成立カウンタ値Ｃに１を加算する（ステップＳ４４）。そして、安定判定部２ｄは、条件成立カウンタ値Ｃが所定値Ｃａと等しいか否かを確認する（ステップＳ４５）。所定値Ｃａは、２以上の整数であり、たとえば図７では、Ｃａ＝３に設定している。
【００６６】
条件成立カウンタ値Ｃが所定値Ｃａと異なっていれば（ステップＳ４５：ＮＯ）、安定判定部２ｄは、モータ周波数は不安定であると判断する（ステップＳ４３）。対して、条件成立カウンタ値Ｃが所定値Ｃａと等しければ（ステップＳ４５：ＹＥＳ）、安定判定部２ｄは、モータ周波数は安定したと判断する（ステップＳ４６）。このように、モータ周波数の安定・不安定を判断し終えると、安定判定部２ｄは、条件成立カウンタ値Ｃを０に初期化する（ステップＳ４８）。
【００６７】
また、安定判定部２ｄは、現在の窓ガラス７の移動量Ｐが、起動マスク値Ｐａに１を加算した値以上になると（ステップＳ４１：Ｐ≧Ｐａ＋１、図７のＴ４区間）、挟み込み判定許可指示を出力する（図５のステップＳ４７）。そして、安定判定部２ｄは、条件成立カウンタ値Ｃを０に初期化する（ステップＳ４８）。
【００６８】
上記の安定判定処理により、モータ周波数が不安定であると判断され（図２のステップＳ９：ＮＯ）、かつ、挟み込み判定許可指示が出力されなかった場合は（ステップＳ１０：ＮＯ）、制御部２が、挟み込み判定を許可せず、ステップＳ３以降の処理を繰り返し実行する。
【００６９】
一方、上記の安定判定処理により、モータ周波数が安定したと判断された場合（ステップＳ９：ＹＥＳ）、または、挟み込み判定許可指示が出力された場合は（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、制御部２が、挟み込み判定を許可する。そして、制御部２は、現在の窓ガラス７の移動量Ｐに１を加算した値を、挟み込み判定許可ポイントＰｂとして設定して（ステップＳ１１）、挟み込み判定部２ｆにより挟み込み判定処理を実行する（ステップＳ１２）。
【００７０】
図６は、挟み込み判定処理の詳細を示したフローチャートである。挟み込み判定部２ｆは、挟み込み判定条件として、モータ周波数Ｆ（ｎ）の１回微分値ｄＦ（ｎ）が負の値であり（ｄＦ（ｎ）＜０）、かつ１回微分値ｄＦ（ｎ）の絶対値が所定の挟み込み閾値Ｒ以上（｜ｄＦ（ｎ）｜≧Ｒ）であるか否かを判定する（ステップＳ５１）。
【００７１】
窓６への異物の挟み込みが発生すると、モータ周波数Ｆ（ｎ）が減少するため、モータ周波数Ｆ（ｎ）の差分（ｄＦ（ｎ）＝Ｆ（ｎ）−Ｆ（ｎ−Ｍ）は負の値となる。逆に、モータ周波数Ｆ（ｎ）が増加した場合は、モータ周波数Ｆ（ｎ）の差分は正の値となる。そこで、挟み込みによるモータ周波数Ｆ（ｎ）の減少傾向を検出するために、モータ周波数Ｆ（ｎ）の１回微分値ｄＦ（ｎ）が負の値であることを挟み込み判定条件に加えている。
【００７２】
ステップＳ５１で、モータ周波数Ｆ（ｎ）の１回微分値ｄＦ（ｎ）が０や正の値であったり、１回微分値ｄＦ（ｎ）の絶対値が挟み込み閾値Ｒ未満であったりすれば（ステップＳ５１：ＮＯ）、挟み込み判定部２ｆは、窓６への異物の挟み込みが無いと判断する（ステップＳ５３）。
【００７３】
一方、窓６に異物が挟み込まれると、図７に示したように、モータ周波数Ｆ（ｎ）、Ｆｎ（ｎ）が単調に減少して行き、モータ周波数Ｆ（ｎ）の１回微分値ｄＦ（ｎ）が上昇して行く。そして、１回微分値ｄＦ（ｎ）が負の値であり、かつ１回微分値ｄＦ（ｎ）の絶対値が挟み込み閾値Ｒ以上になると（図６のステップＳ５１：ＹＥＳ）、挟み込み判定部２ｆは、窓６への異物の挟み込みが有ると判断する（ステップＳ５２）。
【００７４】
上記の挟み込み判定処理により、挟み込み無しと判断されると（図２のステップＳ１３：ＮＯ）、制御部２は、閉動作条件から外れたか否かを判定する（ステップＳ１４）。
【００７５】
このとき、たとえば、ステップＳ１で行われたＰＷ操作部３のマニュアル閉操作が、ステップＳ１４まで継続されている場合や、ＰＷ操作部３が、ステップＳ１でオート閉操作されてから、ステップＳ１４に至るまで他の状態に操作されていない場合は、ステップＳ１４でＰＷ操作部３による閉操作が有効になっている。このことに加えて、窓ガラス７の移動量から、窓ガラス７が全閉位置に到達していないことを検出すると、制御部２は、閉動作条件から外れていないと判定する（ステップＳ１４：ＮＯ）。そして、制御部２は、窓ガラス７の閉動作を継続し、ステップＳ３以降の処理を繰り返し実行する。
【００７６】
その場合、制御部２は、ステップＳ３〜Ｓ６を実行した後、ステップＳ７でモータ周波数が不安定でないと判定して（ステップＳ７：ＮＯ）、次にステップＳ１２の挟み込み判定処理を実行する。
【００７７】
一方、たとえば、ステップＳ１で行われたＰＷ操作部３のマニュアル閉操作が、ステップＳ１４で解除されている場合や、ＰＷ操作部３が、ステップＳ１でオート閉操作されてから、ステップＳ１４に至るまでに他の状態に操作された場合は、ステップＳ１４でＰＷ操作部３による閉操作が無効になっている。このため、制御部２は、閉動作条件から外れたと判定する（ステップＳ１４：ＹＥＳ）。また、たとえば、窓ガラス７が全閉位置に到達した場合も、制御部２は、閉動作条件から外れたと判定する（ステップＳ１４：ＹＥＳ）。そして、制御部２は、モータ９の駆動を停止して、窓ガラス７の閉動作を停止する（ステップＳ１５）。
【００７８】
また、図６の挟み込み判定処理により、挟み込み有りと判断されると（図２のステップＳ１３：ＹＥＳ）、制御部２は、モータ９の駆動を停止して、窓ガラス７の閉動作を停止した後、モータ９を反転させて、窓ガラス７の開動作を所定量実行する（ステップＳ１６）。他の例として、窓ガラス７の閉動作を停止させるだけでもよい。
【００７９】
上記第１実施形態によると、窓ガラス７の閉動作時に、モータ９の駆動状態を表すモータ周波数（補正後周波数の１次遅れ）Ｆｎ（ｎ）の２回微分値ｄ２Ｆｎ（ｎ）、すなわちモータ周波数Ｆｎ（ｎ）の差分値の差分値と、安定閾値Ｑとの比較結果に基づいて、モータ周波数Ｆｎ（ｎ）が安定しているか否かを判定している。このとき、２回微分値ｄ２Ｆｎ（ｎ）が正の値であっても、負の値であっても、その絶対値が安定閾値Ｑ以下である場合に、モータ周波数Ｆｎ（ｎ）が安定したと判定している。そして、モータ周波数Ｆｎ（ｎ）が安定したと判定された場合に、モータ周波数（補正後周波数）Ｆ（ｎ）と挟み込み閾値Ｒとに基づいて、窓６への異物の挟み込みの有無を判定している。
【００８０】
つまり、モータ周波数Ｆｎ（ｎ）、Ｆ（ｎ）が安定するまでは、モータ周波数Ｆ（ｎ）と挟み込み閾値Ｒとに基づいて挟み込みの有無を判定しないので、窓ガラス７を閉動作させるためのモータ９の起動直後に、機械的要因によりモータ９の駆動状態が不安定になっても、窓６への異物の挟み込みの誤検出を防止することができる。
【００８１】
また、上記第１実施形態では、モータ周波数Ｆ（ｎ）の１回微分値ｄＦ（ｎ）と、挟み込み閾値Ｒとの比較結果に基づいて、窓６への異物の挟み込みの有無を判定している。つまり、モータ周波数Ｆ（ｎ）の差分値と、挟み込み閾値Ｒとの比較結果に基づいて、挟み込みの有無を判定しているので、挟み込みの検出精度を高めることができる。
【００８２】
さらに、上記第１実施形態では、モータ周波数Ｆｎ（ｎ）の２回微分値ｄ２Ｆｎ（ｎ）の絶対値が、複数回連続で安定閾値Ｑ以下となった場合に、モータ周波数Ｆｎ（ｎ）が安定したと判定している。このため、モータ周波数Ｆｎ（ｎ）が短い間隔で上下に振動しても、モータ周波数Ｆｎ（ｎ）が安定したか否かの判定精度を高めることができる。
【００８３】
次に、第２実施形態の構成を、図９を参照しながら説明する。
【００８４】
第２実施形態のＰＷ制御システム１００’は、自動車に搭載され、ＰＷ制御装置１’とその他の構成要素６〜９を含んでいる。
【００８５】
前述した第１実施形態のＰＷ制御装置１では、モータ９の駆動状態を表す物理量としてモータ周波数を検出したが、第２実施形態のＰＷ制御装置１’では、モータ周波数に代えて、モータ９に流れる電流を検出する。ＰＷ制御装置１’は、本発明の「開閉体制御装置」の一例である。
【００８６】
ＰＷ制御装置１’には、制御部２、ＰＷ操作部３、および駆動部４が備わっている。制御部２には、記憶部２ｂ’、２回微分値算出部２ｃ’、安定判定部２ｄ’、１回微分値算出部２ｅ’、および挟み込み判定部２ｆ’が設けられている。駆動部４には、電流検出部４ａが設けられている。
【００８７】
電流検出部４ａは、モータ９に流れる電流を検出するための回路から成る。電流検出部４ａで検出された電流値は、モータ９の駆動状態を表す物理量の一例であり、以下では「モータ電流」という。
【００８８】
窓ガラス７の閉動作時に、電流検出部４ａは、モータ電流を順次検出して、制御部２に出力する。制御部２は、電流検出部４ａから出力されるモータ電流を、記憶部２ｂ’に順次記憶させる。電流検出部４ａは、本発明の「検出手段」の一例である。
【００８９】
また、窓ガラス７の閉動作時に、２回微分値算出部２ｃ’は、モータ電流の２回微分値、すなわちモータ電流の差分値の差分値を算出する。安定判定部２ｄ’は、２回微分値算出部２ｃ’により算出された２回微分値と、予め設定された安定閾値とを比較し、その比較結果に基づいて、モータ電流が安定しているか否かを判定する。２回微分値算出部２ｃ’は、本発明の「２回微分値算出手段」の一例である。安定判定部２ｄ’は、本発明の「安定判定手段」の一例である。
【００９０】
また、窓ガラス７の閉動作時に、１回微分値算出部２ｅ’は、モータ電流の１回微分値、すなわちモータ電流の差分値を算出する。挟み込み判定部２ｆ’は、安定判定部２ｄ’によりモータ電流が安定したと判定された場合に、１回微分値算出部２ｅ’により算出された１回微分値と、予め設定された挟み込み閾値とを比較し、その比較結果に基づいて、窓６への異物の挟み込みの有無を判定する。１回微分値算出部２ｅ’は、本発明の「１回微分値算出手段」の一例である。挟み込み判定部２ｆ’は、本発明の「挟み込み判定手段」の一例である。
【００９１】
上記第２実施形態のＰＷ制御装置１’で検出されたモータ電流は、第１実施形態のＰＷ制御装置１で検出されたモータ周波数とは反対の挙動を示す。
【００９２】
すなわち、モータ９にかかる負荷が小さくなると、モータ周波数が大きくなるのに対して、モータ電流は小さくなる。また、モータ９にかかる負荷が大きくなると、モータ周波数が小さくなるのに対して、モータ電流は大きくなる。そして、窓６に異物が挟み込まれると、モータ９にかかる負荷が大きくなるので、モータ周波数が単調に減少するのに対して、モータ電流は単調に上昇する。
【００９３】
窓ガラス７を閉じる場合のＰＷ制御装置１’の動作は、ＰＷ制御装置１の動作とほぼ同様である。つまり、図２〜図６の各処理において、「モータ周波数」を「モータ電流」に置き換えればよい。
【００９４】
上記第２実施形態によると、窓ガラス７の閉動作時に、モータ９の駆動状態を表すモータ電流の２回微分値と、安定閾値との比較結果に基づいて、モータ電流が安定したか否かを判定する。そして、モータ電流が安定したと判定された場合に、モータ電流と挟み込み閾値とに基づいて、窓６への異物の挟み込みの有無を判定する。つまり、モータ電流が安定するまでは、モータ電流と挟み込み閾値とに基づいて挟み込みの有無を判定しないので、窓６を閉動作させるためのモータ９の起動直後に、機械的要因によりモータ９の駆動状態が不安定になっても、窓６への異物の挟み込みの誤検出を防止することができる。
【００９５】
本発明は、上述した以外にも種々の実施形態を採用することができる。たとえば、以上の実施形態では、図２に示したように、モータ周波数を検出した後、モータ周波数の２回微分値と１回微分値を算出してから、安定判定処理や挟み込み判定処理を行う例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば、モータ周波数の検出後、安定判定処理を行う前に、モータ周波数の１回微分値を算出せずに、２回微分値だけを算出してもよい。そして、安定判定処理でモータ周波数が安定したと判定された後、挟み込み判定処理を行う前に、モータ周波数の２回微分値を算出せずに、１回微分値だけを算出してもよい。
【００９６】
また、以上の実施形態では、モータ９の駆動状態を表す物理量として、モータ周波数またはモータ電流を検出した例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば、モータの回転数、負荷、またはモータに流れる電流に含まれるリップルの周波数などのような、他の物理量を検出してもよい。リップルの周波数については、たとえば、モータに流れる電流を検出する電流検出部から出力される信号を、所定の周波数特性を有するバンドパスフィルターに通過させることによって、リップルの変動分を抽出する。そして、そのリップルの変動分と所定の閾値を比較することによって、リップルの周波数を検出することができる。モータの駆動状態を表す物理量を検出した後は、その物理量と所定の閾値とに基づいて、物理量が安定したことを検出した後、挟み込みの判定を行えばよい。
【００９７】
また、以上の実施形態では、モータ周波数またはモータ電流の１回微分値と、挟み込み閾値との比較結果に基づいて、挟み込みの有無を判定した例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば、モータ９の駆動状態を表す物理量の補正値や２回微分値などのような、他の演算値を算出した後、該演算値と挟み込み閾値との比較結果に基づいて、挟み込みの有無を判定してもよい。また、安定判定処理と挟み込み判定処理とを、異なる物理量に基づいてそれぞれ行ってもよい。
【００９８】
さらに、以上の実施形態では、自動車のＰＷ（パワーウインドウ）制御装置１、１’に本発明を適用した例を挙げたが、これに限るものではない。これ以外の、たとえば電動式開閉ルーフなどのような、車両の開閉体の開閉動作を制御する開閉体制御装置に対しても、本発明を適用することは可能である。
【符号の説明】
【００９９】
１、１’  ＰＷ（パワーウインドウ）制御装置
２ａ  周波数検出部
２ｃ、２ｃ’  ２回微分値算出部
２ｄ、２ｄ’  安定判定部
２ｅ、２ｅ’  １回微分値算出部
２ｆ、２ｆ’  挟み込み判定部
４ａ  電流検出部
６  窓
７  窓ガラス
９  モータ
１０  ロータリエンコーダ
Ｑ  安定閾値
Ｒ  挟み込み閾値
【図１】
2015148079.tif 000003
【図２】
2015148079.tif 000004
【図３】
2015148079.tif 000005
【図４】
2015148079.tif 000006
【図５】
2015148079.tif 000007
【図６】
2015148079.tif 000008
【図７】
2015148079.tif 000009
【図８】
2015148079.tif 000010
【図９】
2015148079.tif 000011