(57)【要約】【解決手段】本発明は、自動車の電気駆動車窓の制御方法であって、車窓を駆動する電動機の電流信号を検出素子が検出することによって、車窓の動作状態信号を取得するステップと、前記取得した車窓の動作状態信号をコントローラに入力するステップと、前記コントローラが前記車窓の動作状態信号に応じ、アクチュエータに対して対応する制御信号を出力するステップと、前記アクチュエータが前記制御信号に応じて、前記電動機が動作するように制御するステップとを含む。前記コントローラの主制御素子がサイリスタ又は該サイリスタと同じ機能を備える素子である。前記動作状態信号は、車窓閉障害信号と、車窓開時所定位置到達信号と、車窓閉時所定位置到達信号と、車窓開障害信号とを含む。また、自動車の電気駆動車窓の制御方法を実現するための装置も公開されている。本発明は、アンチピンチ保護機能、及び過負荷防止機能を備えるとともに、コストも抑えることができる。
2010529336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車窓を駆動する電動機の電流信号を検出素子が検出することによって、車窓の動作状態信号を取得するステップと、
前記取得した車窓の動作状態信号をコントローラに入力するステップと、
前記コントローラが前記車窓の動作状態信号に応じ、アクチュエータに対して対応する制御信号を出力するステップと、
前記アクチュエータが前記制御信号に応じて、前記電動機が動作するように制御するステップとを含む自動車の電気駆動車窓の制御方法であって、
前記コントローラの主制御素子がサイリスタ又は該サイリスタと同じ機能を備える素子であることを特徴とする自動車の電気駆動車窓の制御方法。
【請求項２】
前記車窓の動作状態信号は、車窓閉障害信号と、車窓開時所定位置到達信号と、車窓閉時所定位置到達信号と、車窓開障害信号とを含むことを特徴とする請求項１に記載する自動車の電気駆動車窓の制御方法。
【請求項３】
前記コントローラからアクチュエータに出力された制御信号は、停止制御信号と、逆転制御信号とを含むことを特徴とする請求項１に記載する自動車の電気駆動車窓の制御方法。
【請求項４】
前記アクチュエータは継電器又はＭＯＳ電界効果トランジスタ、若しくはそれらの組み合わせであることを特徴とする請求項１に記載する自動車の電気駆動車窓の制御方法。
【請求項５】
車窓を駆動する電動機の電流信号をサンプリング抵抗によって検出することを特徴とする請求項１に記載する自動車の電気駆動車窓の制御方法。
【請求項６】
車窓閉障害信号検出素子、コントローラ、及びアクチュエータと、
車窓開時所定位置到達信号検出素子、コントローラ、及びアクチュエータと、
車窓閉時所定位置到達信号検出素子、コントローラ、及びアクチュエータと、
車窓開障害信号検出素子、コントローラ、及びアクチュエータとを備え、
前記検出素子が車窓の動作状態信号を検出し、前記コントローラが検出素子から検出信号を受信して前記アクチュエータに制御信号を出力する、請求項１に記載する自動車の電気駆動車窓の制御方法を実行するための自動車の電気駆動車窓の制御装置であって、
前記各コントローラの制御素子は主制御素子と補助制御素子とを備え、前記主制御素子はサイリスタ又はそれと同じ機能を備える素子であることを特徴とする自動車の電気駆動車窓の制御装置。
【請求項７】
前記アクチュエータは、継電器又はＭＯＳ電界効果トランジスタ、若しくはそれらの組み合わせであることを特徴とする請求項６に記載する自動車の電気駆動車窓の制御装置。
【請求項８】
前記検出素子は抵抗であることを特徴とする請求項６に記載する自動車の電気駆動車窓の制御装置。
【請求項９】
前記閉じる障害信号に対するコントローラは停止コントローラと逆転コントローラとを含むことを特徴とする請求項６に記載する自動車の電気駆動車窓の制御装置。
【請求項１０】
逆転コントローラはブランキング素子を備えることを特徴とする請求項９に記載する自動車の電気駆動車窓の制御装置。
【請求項１１】
前記ブランキング／ブロッキング素子はドライリードスイッチであることを特徴とする請求項１０に記載する自動車の電気駆動車窓の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車技術分野での電子機器や自動制御において、自動車の電気駆動車窓を制御するための制御方法及び制御装置に関し、特に、アンチ・ピンチ（anti-pinch）機能及び過負荷保護（overload protection）機能を備える自動車の電気駆動車窓の制御方法及び制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の電気駆動車窓のコントローラは、車窓開閉のような基本制御機能に加えて安全性保護の制御機能も備えるべきで、前記安全性保護の制御はアンチピンチ保護の制御及び過負荷保護の制御を含む。
【０００３】
アンチピンチ保護の制御は人身安全に対して重要なもので、従来の安全性保護の制御に難点と言える。アンチピンチ保護の制御機能が設置されていない電気駆動車窓には、運転者又は乗用者（特に子どもである場合）がうっかりして首や手などを車窓外に伸ばして傷つけたような問題がよくある。しかし、国内外では電気駆動車窓にＭＣＵ＋専用チップ＋記憶チップ＋各種のセンサーを付加してアンチピンチ保護機能を実現する方法はよく知られている。また、部分的な国際企業ではＣＡＮバス及びＬＩＮバスを採用し、台湾企業では専用チップ＋センサーの方法も使用されている。
【０００４】
過負荷保護の制御は車窓が所定の位置、即ち、上死点（top dead center）または下死点（bottom dead center）に到達したとき、又は開閉過程において機械性ロックが発生した場合に、コントローラは電動機の駆動電源を直ちにカットオフすることによって、駆動用電動機の過負荷による焼損を防止することが実現される保護制御である。現在、国内外ではバイメタルストリップ、又はＰＴＣサーミスタをアーマチュア回路に直列接続方法を用いて上述した過負荷制御を実現する。その原理として、駆動用電動機が過負荷になると、電流が最大値になって、バイメタルストリップ又はＰＴＣサーミスタ、及びアーマチュアコイルの温度が過電流によって迅速に増加すると共に、所定の値になるとバイメタルストリップ又はサーミスタが自動的にオフになってアーマチュア回路の電流も遮断されて、電動機を保護する目的を達成することである。このような構成ではコストが低い利点もあるし、過電流保護素子が応答遅く、アーマチュアコイルの過負荷時間が長く、絶縁材料が老化やすく、且つ装置の使用寿命が短い弱点もある。特に、車窓の制御スイッチがリリースされない場合に、過電流保護用の素子が冷却されて、且つリセットされた後、電動機の再起動の可能性があるので、電動機が周期的な「起動―ブロック―停止」動作を繰り返すような欠点もある。これによって、昇降機構やスイッチやアーマチュアコイルが過電流による影響を大いに受けるので、車窓の使用寿命の縮短及び信頼性の低下につながる。また、バイメタルストリップとサーミスタは、過電流が長期間に渡って存在するため、働かなくなることもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４３０６３８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、応答が速く、信頼性が高く、コストが低く且つ構造が簡易な利点を有する、自動車の電気駆動車窓の制御方法及び制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は自動車の電気駆動車窓の制御方法を提供し、車窓を駆動する電動機の電流信号を検出素子が検出することによって、車窓の動作状態信号を取得するステップと、前記取得した車窓の動作状態信号をコントローラに入力するステップと、前記コントローラが前記車窓の動作状態信号に応じ、アクチュエータに対して対応する制御信号を出力するステップと、前記アクチュエータが前記制御信号に応じて、前記電動機が動作するように制御するステップとを含む自動車の電気駆動車窓の制御方法であって、前記コントローラの主制御素子がサイリスタ又は該サイリスタと同じ機能を備える素子であることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は自動車の電気駆動車窓の制御装置を提供し、車窓閉障害信号検出素子、コントローラ、及びアクチュエータと、車窓開時所定位置到達信号検出素子、コントローラ、及びアクチュエータと、車窓閉時所定位置到達信号検出素子、コントローラ、及びアクチュエータと、車窓開障害信号検出素子、コントローラ、及びアクチュエータとを備え、前記検出素子が車窓の動作状態を検出し、前記コントローラが検出信号、動作指令及び中間信号を受信してアクチュエータに制御信号を出力し、前記閉障害信号コントローラは停止コントローラと逆転コントローラを含み、前記停止コントローラは前記閉障害信号を受信して停止制御を完了し、前記逆転コントローラは停止信号を受信して逆方向制御を完了する。
【０００９】
前記各コントローラの制御素子は主制御素子と補助制御素子とを備え、前記主制御素子はサイリスタ又はそれと同じ機能を備える素子である。
【００１０】
前記アクチュエータは、継電器またはＭＯＳ電界効果トランジスタである。
【００１１】
前記信号検出素子は、抵抗である。
【００１２】
前記車窓閉障害コントローラは、停止コントローラと逆転コントローラを含む。
【００１３】
前記逆転コントローラは、ブランキング素子を備え、該ブランキング素子はドライリードスイッチである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、サイリスタが使用されるため、回路構造の簡易化、またコスト低下の優れた点を実現することができる。ＭＣＵと記憶装置を有する構造の複雑性、またコスト高い欠点が克服できる。また、本発明は、サンプリング回路の検出素子として抵抗を採用することによって、時間の遅延がなくなる。高電力且つ敏感度が高い継電器で、１０msの動作時間で、電源遮断による保護を実現することができる。該車窓制御装置は応答が速く、信頼性が高く、安定性が優れ、また電動機の耐久性が高く、電気駆動車窓の使用寿命が大幅に長くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の構造を示すブロック図である。
【図２】本発明の回路図である。
【図３】本発明の他の回路図である。
【図４】サイリスタの代わりに複数のトランジスタが採用された等価回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１に示すように、本発明にかかる自動車の電気駆動車窓の制御装置は、車窓閉障害信号検出素子１、停止コントローラ２、停止アクチュエータ３、逆転コントローラ４、逆転アクチュエータ５、車窓開時所定位置到達信号検出素子６、停止コントローラ７、アクチュエータ８、車窓閉時所定の位置到達信号検出素子９、停止コントローラ１０、アクチュエータ１１、車窓開障害信号検出素子１２、停止コントローラ１３、アクチュエータ１４を含む。また、各アクチュエータはそれぞれ昇降装置１５に対してその動作状態を制御するための制御信号を出力する。
【００１７】
本発明の制御装置では、車窓が正常に開閉し所定の位置に到達したとき、あるいは、車窓が開く過程に障害による過負荷が生じたとき、過負荷を示す信号が検出素子によって電気信号に変換され、変換された電気信号がコントローラに出力される。生成した制御信号に基づいてアクチュエータが電動機を停止させる。そうすると、電動機に損害が与えられることを防止することができる。また、車窓が閉じる過程に障害が生じたときに、同時に逆転コントローラ４から逆転制御信号を出力して、アクチュエータが、電動機が逆転するように制御を行うことで車窓を逆方向（下方向き）に移動させ、挟まれた物体を解放して損害を減軽する。下死点に到達すると、自動的に電源が切れるため、電動機が長期間にわたる過負荷による損害を受けることを防止できる。
【００１８】
前記コントローラでは、制御回路としてアナログ回路と普通の電気素子を採用しており、そのうち、主制御素子はサイリスタ又はそれと同じ機能を備える素子を採用し、アクチュエータは継電器またはＭＯＳ電界効果トランジスタを採用し、抵抗を検出素子として使うことで、コストが大幅に縮減される。
【００１９】
以下に実施例を参照して本発明を詳細に説明する。
【実施例１】
【００２０】
図２に、ＤＰＤＴ連結式電源スイッチを制御スイッチＫとする；Ｒ１がアップ／ダウンに共用するサンプリング抵抗である；Ｒ１０が底部リターンするサンプリング抵抗である；ＳＣＲ２がアップ制御用のサイリスタである；ＳＣＲ１がダウン制御用のサイリスタである；ＳＣＲ４がリターン制御するアンチピンチサイリスタである；ＳＣＲ３が底部にリターンして電源遮断になるように制御するアンチピンチサイリスタである；Ｊ１がアップ／ダウンに共用する制御継電器であって、常にオフである２対の接点Ｊ１−１、Ｊ１−２と、常にオンである１対の接点Ｊ１−３からなる；Ｊ２がアンチピンチ用のリターン制御継電器であって、常にオンである２対の接点Ｊ２−１、Ｊ２−２からなる；Ｊ３がアンチピンチ用の底部リターン時電源遮断制御継電器であって、常にオフである１対の接点Ｊ３−１からなる；Ｒ２がアンチピンチ力調節電位器である；Ｒ６、Ｒ１１が過負荷防止用電流調節電位器である；Ｇが安全領域閉鎖用のドライリードスイッチであって、その磁石がリフトアームの昇降に伴って移動するように車窓に固定され、また、そのスイッチが、リフトアームが移動する経路において、車窓の上死点から４mm離れる位置に設置されている；Ｃ１−Ｃ４が遅延用のコンデンサである；Ｄ１、Ｄ７、Ｚ１、Ｚ２がフリーホイーリングダイオード（freewheeling diode）である；Ｄ２−Ｄ６が逆分離ダイオードである；ＰＮＰトランジスタがインバータとして用いられるものである。
【００２１】
以下に前記の動作過程について詳述する。
アップ／ダウンスイッチＫを「アップ」に置くと、電源電圧がサンプリング抵抗Ｒ１とＪ１の中の常にオフ状態である２対の接点Ｊ１−１、Ｊ１−２を介して駆動電動機Ｍに印加される；電動機が車窓を上方に移動する；サンプリング抵抗が電動機の動作電流を常に検出する。物体挟まれが存在するときに（又は、機械ロックが発生する場合）に、昇降中の抵抗力が増加して電動機Ｍの電流も相応的に増加する；障害（抵抗力）が所定のアンチピンチ力に達するときに、サンプリング電圧のためＰＮＰトランジスタが導通する；そのコレクタの出力電圧がＤ３を介してＲ３とＲ４に分圧される；Ｒ４の分圧がＲ５を介してサイリスタＳＣＲ２をトリガーし、継電器Ｊ１が導通して、Ｊ１の中の常にオフ状態である２対の接点Ｊ１−１、Ｊ１−２が電動機Ｍの電源を切って昇降動作を停止する；それと同時に、Ｊ１の中の常にオン状態である１対の接点Ｊ１−３が導通する；電源電圧がＪ１−３とＤ３を介してＲ７、Ｒ８に分圧される；Ｒ８の分圧がＲ９を介してサイリスタＳＣＲ２をトリガーしてＪ２が導通して、Ｊ２の中の常にオン状態である２対の接点Ｊ２−１、Ｊ２−２が電動機を逆転に動作されて挟まれた物体を解放する；Ｒ１０が電動機の動作電流を検出する；車窓が下死点に動作すると、回転ロックが発生して電流が増加する；電流が所定の値に達して、Ｒ１０のサンプリング電圧がサイリスタＳＣＲ３をトリガーしてからＪ３が導通して、Ｊ３の中の常にオフ状態である１対の接点Ｊ３−１が継電器Ｊ２を切って、Ｊ２の中の常にオン状態である２対の接点Ｊ２−１、Ｊ２−２が電動機の動作を停止する；このようにして、電動機が保護される。
【００２２】
アップの途中で物体挟みもなく機械ロックも生じない場合に、上死点より４mm離れる位置に車窓が達すると、ドライリードスイッチがオフになって、ＳＣＲ４の制御端が予めに閉塞される；車窓が上死点に達して回転ロックが発生すると、Ｒ１のサンプリング電圧がＰＮＰトランジスタを介してサイリスタＳＣＲ２をトリガーしてからＪ１が導通して、Ｊ１の中の常にオフ状態である２対の接点Ｊ１−１、Ｊ１−２が電動機Ｍの電源を切って昇降動作を停止する。このようにして、正常なアップのプロセスが実現される。
【００２３】
制御スイッチＫを「ダウン」に置くと、電源電圧がスイッチ、Ｊ１の中の常にオフ状態である２対の接点Ｊ１−１、Ｊ１−２、及びサンプリング抵抗Ｒ１を介して駆動電動機Ｍに逆方向に印加される；電動機が車窓を下方に移動させる。ダウンの途中で物体挟みもなく機械ロックも生じない場合に、車窓が下死点に動作すると、回転ロックが発生して電流が増加する；電流が所定の値に達して、Ｒ１のサンプリング電圧がサイリスタＳＣＲ２をトリガーしてＪ１が導通する；Ｊ１の中の常にオフ状態である２対の接点Ｊ１−１、Ｊ１−２が電動機Ｍの電源を切って昇降動作を停止する。このようにして、正常なダウンのプロセスが実現される。
【００２４】
ダウンの途中で機械ロックが発生する場合に、Ｒ１のサンプリング電圧がサイリスタＳＣＲ１をトリガーしてＪ１が導通する；Ｊ１の中の常にオフ状態である２対の接点Ｊ１−１、Ｊ１−２が電動機Ｍの電源を切って昇降動作を停止する。このようにして、電動機が保護される。
【実施例２】
【００２５】
図３に、ライトタッチ式ＳＰＤＴスイッチを制御スイッチとする；Ｒがアップ／ダウン／アンチピンチリターン／回転ロックに共用するサンプリング抵抗である；Ｔ１がアップ制御用のトランジスタである；Ｔ２がダウン制御用のトランジスタである；ＳＣＲ１がアップストップ／ダウンストップ／アンチピンチリターン制御に共用するサイリスタである；ＳＣＲ２がダウンストップ／アンチピンチリターンストップ制御に共用するサイリスタである；Ｊ１がアップ制御用の継電器であって、常にオン状態である２対の接点からなる；Ｊ２がダウン／アンチピンチリターン制御に共用する継電器であって、常にオン状態である２対の接点からなる；Ｊ３がアンチピンチリターン信号用の継電器であって、常にオン状態である１対の接点からなる；Ｒ４がアンチピンチ力調節電位器である；Ｒ５が降下時過電流調節電位器である；Ｚ１とＺ２が閾値電圧値ツェナーである；Ｄ１、Ｄ４、Ｄ６がフリーホイールダイオードである；Ｄ３が逆方向絶縁ダイオードである；Ｄ２、Ｄ５が放電ダイオードである；Ｃ１〜Ｃ４が遅延用のコンデンサである。
【００２６】
制御スイッチを「アップ」に置くと、電源電圧がアップ／ダウンスイッチを介してＲ１とＲ２に分圧される；  Ａ点の分圧がＲ３とＺ１を流してトランジスタＴ１が飽和導通して、継電器Ｊ１が閉じる；電源電圧がＪ１の中の常にオン状態である２対の接点Ｊ１−１、Ｊ１−２とサンプリング抵抗Ｒを介して電動機に印加されて、車窓を上昇するように電動機を駆動する；それと同時に、サンプリング抵抗が電動機の電流を検出する；物体が挟まれた場合に、昇降中の抵抗力が増加して電動機の電流が相応的に増加する；抵抗力が所定のアンチピンチ力に達するときに、サンプリング抵抗ＲがサイリスタＳＣＲ１をトリガーしてＡ点の電位をＺ１の閾電位以下にプルアップされる；Ｔ１が閉じられて、Ｊ１がオフになる；車窓がアップストップになる；ＳＣＲ１が導通した後、継電器Ｊ３がオンになって、電源電圧がＪ３の中の常にオン状態である接点Ｊ３−１を介してＲ６とＲ７に分圧される；Ｃ点の分圧がＲ８とＺ２を流ししてトランジスタＴ２が飽和導通して継電器Ｊ２を閉じる；電源電圧がＪ２の中の常にオフ状態である２対の接点Ｊ２−１、Ｊ２−２とサンプリング抵抗Ｒを介して電動機に反対向きに印加される；電動機が車窓を下方に移動して挟まれた物体を解放する；下死点に動作すると、回転ロックが発生して電流が増加する；電流が所定の値に達して、サンプリング抵抗がサイリスタＳＣＲ２をトリガーして、Ｃ点の電位をＺ２の閾電位値以下にプルアップされる；Ｔ２が閉じられて、Ｊ２と電動機がオフになる。このようにして、「アンチピンチ―リターン―ストップ」のプロセスが実現される。
【００２７】
ダウンの途中で物体挟みがない場合に、上死点から４mm離れる位置に車窓が達するとドライリードスイッチがオフになって、Ｔ２のベースが予めにオフされる；車窓が上死点に達して過負荷が発生すると、Ｒのサンプリング電圧がサイリスタＳＣＲ１をトリガーしてＡ点の電位をＺ１の閾電位値以下にプルアップされる；Ｔ１が閉じられて、Ｊ１がオフになる；このようにして、正常な閉じプロセスが実現される。
【００２８】
制御スイッチを「ダウン」に置くと、電源電圧がスイッチを介してＲ６とＲ７に分圧される；分圧後のＣ点の電位によってトランジスタＴ２が飽和導通して継電器Ｊ２が閉じる；電圧電源がＪ２の中の常にオン状態である２対の接点Ｊ２−１、Ｊ２−２とサンプリング抵抗Ｒを介して電動機に逆方向に印加される；電動機が車窓を下方に移動する；機械ロックも生じない場合に、電動機が下死点に達して過負荷が発生すると、電流が増加して所定の値に達してから、Ｒのサンプリング電圧がサイリスタＳＣＲ２をトリガーしてＣ点の電位がＺ２の閾電位値以下にプルアップされる；Ｔ２が閉じられて、Ｊ２がオフになる；このようにして、正常なダウンのプロセスが実現される。
【００２９】
ダウンの途中で機械ロックができた場合に、Ｒのサンプリング電圧がサイリスタＳＣＲ２をトリガーしてＪ２を閉じられる；電動機がオフになって、電動機が保護される。
【００３０】
以上に詳述した実施例は代表性の高い２つの例で、本発明の技術案に基づき尚具体的な応用回路が若干に設計されるが、その主制御素子としてサイリスタを採用する。
【００３１】
図４に示すように、上述した各実施例の回路において、主制御素子はサイリスタ、トライアック、又は、ＮＰＮトランジスタおよびＰＮＰトランジスタの組み合わせを採用して良い。その機能が同一である。また、アクチュエータは、継電器、ＭＯＳ電界効果トランジスタ、又は、これら両者の組み合わせを採用してもよい。
【図１】
2010529336.tif 000003
【図２】
2010529336.tif 000004
【図３】
2010529336.tif 000005
【図４】
2010529336.tif 000006
【国際調査報告】
2010529336.tif 000007
2010529336.tif 000008
2010529336.tif 000009