(57)【要約】      （修正有）【課題】開閉窓が挟まれ危険位置になったことを、エンコーダなどを使用せずに認識して、弱い力で動作させかつ人間の指・腕や猫などが挟まれた場合には即座に閉動作を中止して反転して停止する制御方法を提供する。【解決手段】モータにかかる電圧とモータ電流とを短時間インターバルで監視し窓面体の動作開始時には起動トルクを最大になるモータ電流を供給し、窓面体が閉動作中全閉近く特に指など挟まり易い危険位置になったら駆動トルクを弱め、窓面体が危険位置を過ぎてほぼ全閉位置になったら駆動トルクを上げてしっかり閉め切る制御方法。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上の窓面材を窓枠体内に配置し前記窓面体を開閉させる窓面体開閉機構をモータで駆動する制御回路であってモータ正逆転部とモータにかかる電圧を検出する電圧検出部とモータ電流検出用抵抗部と前記モータ電流を電圧に変換し増幅する増幅部と前記電圧検出部の出力電圧と前記増幅部の出力電圧とをＡＤ変換して取り込むＣＰＵ部とを備え、前記モータにかかる電圧と前記モータ電流とを短時間インターバルで監視し前記窓面体の動作開始時には起動トルクを最大になるモータ電流を供給し、前記窓面体が閉動作中全閉近く特に指など挟まり易い危険位置になったら駆動トルクを弱め、前記窓面体が前記危険位置を過ぎてほぼ全閉位置になったら駆動トルクを上げてしっかり閉め切る制御をすることを特徴とする電動窓開閉装置の制御方法。
【請求項２】
前記ＣＰＵ部は前記モータにかかる電圧と前記モータ電流とを監視する前記短時間インターバルが１０ミリ秒でありモータ起動時から１０ミリ秒間隔で読み込んだ前記モータ電流値の累積値をモータの電流・回転数の相関関係グラフに基づいてモータ回転数に変換して計算し前記窓面体の現在位置を把握することを特徴とする請求項１記載の電動窓開閉装置の制御方法。
【請求項３】
前記窓面体が全閉または全開位置以外の位置にある時に前記短時間インターバルで監視している前記モータ電流を前記ＣＰＵ部が過電流として検出した時は指など異物挟み込み状態などの異常事態発生と判定し緊急停止ののち直ちに反転動作後停止させることを特徴とする請求項１または２記載の電動窓開閉装置の制御方法。
【請求項４】
前記ＣＰＵ部は前記窓面体が閉動作中に全閉近くの前記危険位置に来たらＰＷＭ制御によってモータ駆動トルクを弱め、同時にＰＷＭ制御によってモータへかかる平均電圧が低下した場合のモータの電流・回転数の相関関係グラフに基づいて計算された前記窓面体の現在位置を把握することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電動窓開閉装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、各種の電動化された開閉窓を制御する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  近年ルーバー窓、ダブルルーバー窓、高所用たてすべり出し窓、オーニング窓、天窓などの電動化が普及し吹き抜けや屋根など手の届かない場所に設置された窓も必要に応じて開閉可能となった。実公平４−１２８９７号公報に開示されているように雨センサなどを装備して天候や室温に応じて自動運転される開閉窓も増えてきた。
【特許文献１】実公平４−１２８９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  しかしながら電動化された開閉窓の操作スイッチは室内壁に埋め込まれることが多く操作スイッチのある場所が開閉窓を直接見渡せる位置にあるとは限らない。ましてや各種センサによる自動運転の場合は突然動き出すことになり、吹き抜けや屋根など手の届かない場所に設置された開閉窓といえども試運転や保守の場合は近くに人間がいる場合があったり猫等ペットなどが開閉窓に挟まれる危険性があった。この危険を回避するため開閉窓にタッチセンサや光電スイッチなどを追加する方法、エンコーダを装備して閉動作中に開閉窓が挟まれ危険位置になったことを認識する方法など大幅なコストアップにつながる回避策を取ることを余儀なくされていた。【０００４】  本発明は、上記の問題を解決すべくなされたものであり、電動窓開閉装置をコストアップすることなしに閉動作中に開閉窓が挟まれ危険位置になったことを認識して弱い力で動作させかつ人間の指・腕や猫などが挟まれた場合には即座に閉動作を中止して反転して停止する制御方法を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  上記目的を達成すべく請求項１記載の電動窓開閉装置の制御方法は、１つ以上の窓面材を窓枠体内に配置し窓面体を開閉させる窓面体開閉機構をモータで駆動する制御回路であってモータ正逆転部とモータにかかる電圧を検出する電圧検出部とモータ電流検出用抵抗部とモータ電流を電圧に変換し増幅する増幅部と電圧検出部の出力電圧と増幅部の出力電圧とをＡＤ変換して取り込むＣＰＵ部とを備え、モータにかかる電圧とモータ電流とを短時間インターバルで監視し窓面体の動作開始時には起動トルクを最大になるモータ電流を供給し、窓面体が閉動作中全閉近く特に指など挟まり易い危険位置になったら駆動トルクを弱め、窓面体が危険位置を過ぎてほぼ全閉位置になったら駆動トルクを上げてしっかり閉め切る制御方法である。【０００６】  また、請求項２記載の電動窓開閉装置の制御方法は、ＣＰＵ部はモータにかかる電圧とモータ電流とを監視する短時間インターバルが１０ミリ秒でありモータ起動時から１０ミリ秒間隔で読み込んだモータ電流値の累積値をモータの電流・回転数の相関関係グラフに基づいてモータ回転数に変換して計算し窓面体の現在位置を把握する制御方法である。【０００７】  また、請求項３記載の電動窓開閉装置の制御方法は、窓面体が全閉または全開位置以外の位置にある時に短時間インターバルで監視しているモータ電流をＣＰＵ部が過電流として検出した時は指など異物挟み込み状態などの異常事態発生と判定し緊急停止ののち直ちに反転動作後停止させる制御方法である。【０００８】  また、請求項４記載の電動窓開閉装置の制御方法は、ＣＰＵ部は窓面体が閉動作中に全閉近くの危険位置に来たらＰＷＭ制御によってモータ駆動トルクを弱め、同時にＰＷＭ制御によってモータへかかる平均電圧が低下した場合のモータの電流・回転数の相関関係グラフに基づいて計算された窓面体の現在位置を把握する制御方法である。
【発明の効果】
【０００９】  上記目的を達成すべく請求項１記載の請求項１記載の電動窓開閉装置の制御方法を説明する。１つ以上の窓面材を窓枠体内に配置し窓面体を開閉させる窓面体開閉機構をモータで駆動する制御回路を装備しその制御回路はモータ正逆転部とモータにかかる電圧を検出する電圧検出部とモータ電流検出用抵抗部とモータ電流を電圧に変換し増幅する増幅部と電圧検出部の出力電圧と増幅部の出力電圧とをＡＤ変換して取り込むＣＰＵ部とで構成されている。ＣＰＵ部に組み込まれるプログラムはモータにかかる電圧とモータ電流とを短時間インターバルで監視しており、▲１▼窓面体の動作開始時には起動トルクを最大になるモータ電流を供給し、▲２▼窓面体が閉動作中全閉近く特に指など挟まり易い危険位置になったら駆動トルクを弱め、▲３▼窓面体が危険位置を過ぎてほぼ全閉位置になったら駆動トルクを上げてしっかり閉め切るという制御方法を実行する。【００１０】  また、請求項２記載の電動窓開閉装置の制御方法は、ＣＰＵ部に組み込まれるプログラムはモータにかかる電圧とモータ電流とを監視するためにインターバル１０ミリ秒で読み込み続け、１０ミリ秒間隔で読み込んだモータ電流値の累積値をモータの電流・回転数の相関関係グラフに基づいてモータ回転数に変換して計算し窓面体の現在位置を把握する制御方法である。【００１１】  また、請求項３記載の電動窓開閉装置の制御方法は、窓面体が全閉または全開位置以外の位置にある時に短時間インターバルで監視しているモータ電流をＣＰＵ部が過電流として検出した時は指など異物挟み込み状態などの異常事態発生と判定し緊急停止ののち直ちに反転動作後停止させる制御方法である。窓面体が全閉または全開位置に来たときは行き止まりのため過大なモータ電流が検出されるがＣＰＵ部は当然異常事態発生とは判定しない。【００１２】  また、請求項４記載の電動窓開閉装置の制御方法を説明する。窓面体が閉動作中に全閉近くの危険位置に来たら請求項２の制御方法によってＣＰＵ部はそれを認識し、ＰＷＭ制御によってモータ駆動トルクを弱めた駆動を行う。同時にＣＰＵ部はＰＷＭ制御によってモータへかかる平均電圧が低下した場合のモータの電流・回転数の相関関係グラフに基づいて計算された窓面体の現在位置を把握しており異物挟み込み可能な危険状態が過ぎるのを待つのである。そして窓面体が危険位置を過ぎてほぼ全閉位置になったら駆動トルクを上げてしっかり閉め切るという請求項１に記載の制御方法を実行する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】  以下、添付図面を参照して、本発明に係る電動窓開閉装置の制御方法の最良の形態について説明する。図１は制御回路図である。図２はモータの電流・回転数の相関関係グラフである。図３は挟み込み危険位置を示す斜視図である。図４はオーニング斜視図である。図５は電流累積値・位置相関グラフである。図６は状態遷移図である。【００１４】  本発明に係る電動窓開閉装置には図４に示すオーニング窓のほか、ルーバー窓、ダブルルーバー窓、高所用たてすべり出し窓、天窓などがあるが指などの挟み込み状態をわかり易く説明するために代表して図３に天窓斜視図と挟み込み危険位置６を示した。【００１５】  図１において、ＤＣモータの回転方向を指示し駆動力を変化させるためにモータ正逆転部１を設けた。トランジスタ４個を配置してモータ停止時には全トランジスタをＯＦＦとし、モータ動作時には２個のトランジスタをＯＮしその内の１個のトランジスタをパルス駆動するＰＷＭ制御の典型的回路である。もちろん本発明は上記の構成に限定されない。モータの正逆方向を指示するデバイスとして接点リレーを使用してもよいし、モータへの供給電圧を変化させるためにＰＷＭ制御の替わりに抵抗などを使用したドロップ電圧制御をしてもよい。モータの両端にかかる電圧を監視するために電圧検出部２を設けＡＤ変換をしてＣＰＵ部５に接続している。モータ電流検出用抵抗部３が設けられその両端の電圧を増幅する増幅部４の出力はＡＤ変換してＣＰＵ部５に取り込まれる。ＣＰＵ部５は割り込みタイマなどを使用して約１０ミリ秒間隔で電圧検出部２と増幅部４からのＡＤ変換値を読み込み図２のモータの電流・回転数の相関関係グラフを使ってモータ供給電圧とモータ電流からモータの回転数を導き出し動作開始時からの移動位置を推定して所定の間隔で不揮発性メモリ例えばフラッシュメモリなどに記録する。【００１６】  ＣＰＵ部５に組み込まれたプログラムの動作を図５の電流累積値・位置相関グラフと図６の状態遷移図を参照して説明する。ＣＰＵ部５は不揮発性メモリに記録された位置情報により常時現在位置を知ることができる。最も単純動作である全開状態から全閉状態への遷移を説明する。不揮発性メモリに記録されているのでＣＰＵ部５のプログラムは現在全開状態であることは認識でき図５に示す様にモータ電流累積値はゼロにリセットされている。ここから閉動作に移るが窓面体の動作開始時は起動トルクを最大にして動かし始める。指など挟み込み危険位置に来るまでは通常の閉動作を継続するがモータ電流を監視する増幅部４からの情報が過電流と判定されると直ちに閉動作を停止し所定時間の開動作を行ったのち停止状態に移行する。この動作は挟み込み危険位置に到達しなくても何らかの原因例えば工事作業中や保守作業中に人間が体の一部を挟まれるような場合で窓面体の閉動作を妨げる要因が発生することを想定した機能である。【００１７】  続いて閉動作により窓面体が挟み込み危険位置に到達するとＣＰＵ部５は図５に示すモータ電流累積値によりそれを知ることができ、ここからＰＷＭ制御によりモータへの平均供給電圧を下げて駆動トルクを弱め閉動作を継続する。ＰＷＭ制御によりモータへの平均供給電圧が下がった場合は図２のモー��の電流・回転数の相関関係グラフ中、モータ供給電圧小のグラフを使ってモータ電流からモータ回転数を導き出して現在位置を把握する。挟み込み危険地帯とは指など比較的細く狭いものが窓面体と窓枠の隙間に挿入される恐れのある状態でありこの危険状態を通りすぎると最後のしっかり閉め切る動作に移行する。雨風の侵入を防ぐために駆動トルクを上げてしっかり閉め切る動作を行いその後全閉停止状態に移行する。【００１８】  次に開動作について説明する。開動作はその性質上危険地帯を通過することが無いため通常の過負荷検出により異常状態を監視しているだけで駆動トルクを細かく制御することなく全開停止状態まで動作を続けて差し支えない。開動作中の過負荷の可能性として雪国における積雪が最も多い。仮に全閉時に積雪がある場合いったん少しでも開いてしまうと雪もしくは氷結が室内に落ちてきたり窓面体が閉まり切らなくなる危険性がある。そのため全閉時からの開動作開始時は過負荷を注意深く監視する必要がある。【００１９】  図６の状態遷移図にあるように、▲１▼開もしくは閉動作中の停電発生時、▲２▼過負荷検出による緊急停止時、▲３▼操作スイッチによる停止命令を受けた場合、▲４▼適度な外気を室内に導くためもしくは室温を上げ下げする目的などの自動運転によって途中停止状態へ遷移する場合もある。いずれの場合においてもＣＰＵ部５は図２の電流・回転数相関関係グラフにより現在位置を把握し不揮発性メモリに現在位置情報を格納するので、再度開もしくは閉動作に移行しても正しい位置情報を知ることができる。【００２０】  本発明によれば、電動窓開閉装置をコストアップすることなしに閉動作中に開閉窓が挟まれ危険位置になったことを認識して弱い力で動作させかつ人間の指・腕や猫などが挟まれた場合には即座に閉動作を中止して反転して停止する制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】制御回路図である。
【図２】モータの電流・回転数の相関関係グラフである。
【図３】挟み込み危険位置を示す斜視図である。
【図４】オーニング斜視図である。
【図５】電流累積値・位置相関グラフである。
【図６】状態遷移図である。
【符号の説明】
【００２２】  １  モータ正逆転部
２  電圧検出部
３  モータ電流検出用抵抗部
４  増幅部
５  ＣＰＵ部
６  挟み込み危険位置
【図１】
2009191595.tif 000003
【図２】
2009191595.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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