車両用開閉体の制御装置
【課題】早期に挟み込み検出が可能になり、かつ挟み込みを判定するための検知荷重を小さく設定することができる、車両用開閉体の制御装置を提供する。
【解決手段】本発明の車両用開閉体の制御装置（パワーウィンドウ駆動装置）では、推定負荷算出部１３により、モータの回転速度、回転加速度及び駆動電圧からモータの推定負荷ｆｏを算出する。また、振動負荷算出部１５により、車両（例えば、モータの制御基板や、ＥＣＵ等）に取り付けた加速度センサの検出信号からモータの振動負荷ｆｐを算出する。そして、振動除去負荷算出部１７により、推定負荷算出部１３で算出された推定負荷ｆｏの算出値を、振動負荷算出部１５で算出された振動負荷ｆｐの算出値により補正する。これにより、モータの推定負荷ｆｏから振動外乱による振動負荷ｆｐを除外する。
【解決手段】本発明の車両用開閉体の制御装置（パワーウィンドウ駆動装置）では、推定負荷算出部１３により、モータの回転速度、回転加速度及び駆動電圧からモータの推定負荷ｆｏを算出する。また、振動負荷算出部１５により、車両（例えば、モータの制御基板や、ＥＣＵ等）に取り付けた加速度センサの検出信号からモータの振動負荷ｆｐを算出する。そして、振動除去負荷算出部１７により、推定負荷算出部１３で算出された推定負荷ｆｏの算出値を、振動負荷算出部１５で算出された振動負荷ｆｐの算出値により補正する。これにより、モータの推定負荷ｆｏから振動外乱による振動負荷ｆｐを除外する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の窓やスライドドアなどの車両用開閉体の制御装置に関する。特に、異物の挟み込みを検出することが可能な車両用開閉体の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明に関連する車両用開閉体の例として、図６にパワーウィンドウ装置の例を示す。図６に示すように、パワーウィンドウ装置は、ウィンドウガラス１２２を昇降させるために、車両のドア１００の内部に設けられる。パワーウィンドウ装置は、ドア１００の内部に固定された駆動ユニット１０１と、ウィンドウガラス１２２を昇降させるように駆動ユニット１０１によって駆動されるリフト機構１２１とを備える。駆動ユニット１０１は、モータ２及び出力ユニット１１１を含む。出力ユニット１１１は、歯車１１３を備えた出力軸１１２を有する。モータ２の回転は、出力ユニット１１１によって減速された状態で出力軸１１２に伝達される。被動機器としてのリフト機構１２１は、互いに交差する２つのアームを含み、両アームは中間部において軸連結される。両アームの上端はウィンドウガラス１２２に連結される。一方のアームはその下端に、出力軸１１２の歯車１１３に噛合する扇形ギヤ１１４を有する。モータ２の駆動に伴って歯車１１３が回転すると、リフト機構１２１はウィンドウガラス１２２を昇降させる。
【０００３】
上述したパワーウィンドウ装置には、挟み込み防止機能を備えるものがある（例えば、特許文献１を参照）。このようなパワーウィンドウ駆動装置では、異物の挟み込みがあった場合に、モータの回転を停止させ、さらに反転させる制御を行う。このため、この異物がウィンドウガラスとウィンドウ枠（ドア）との間に挟まったか否かを検出するために、モータの駆動電圧Ｖとモータ回転速度（モータ角速度ωおよび角加速度ｄω）とを基にモータの負荷を推定するように構成されている。そして、車両走行時の振動やドア閉め時の振動によるモータ負荷上昇を、挟み込みと認識（＝誤検出）しないよう、振動によるモータ負荷変動と識別する処理を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２３９２８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、振動発生直後のモータの負荷変動の波形が、挟み込み発生時の負荷変動の波形と全く同じ場合には、その区間における負荷変動が、挟み込みによる負荷変動か、振動（外乱）による負荷変動であるかを識別することは不可能であるため、波形に差異が出るまで判断を待つ必要がある。その差異が生じるまでの時間経過を待ってから挟み込み検出を行うように挟み込み検出を行うタイミングを遅らせる設定をすると、結果的に挟み込み検知荷重が大きくなってしまうという問題があった。
【０００６】
図７は、挟み込み検出における問題点の一例を示す図である。例えば、図７（Ａ）に示すように、時刻ｔ＝０において、パワーウィンドウのＵＰ動作（ウィンドウガラスの上昇動作）が既に開始され、モータ負荷ｆｃが生じている状態において、時刻ｔ１において挟み込みが発生したときの推定負荷ｆｏは波形ａに示している。また、時刻ｔ１において車両の振動により振動外乱が発生したときの推定負荷ｆｏは波形ｂで示している。
この場合、推定負荷ｆｏの増加が振動荷重による外乱であるか否かを検出するには、挟み込みによる推定負荷の変化と、振動による推定負荷の変化との間で違いが生じるまでの時刻ｔ２まで待つ必要がある。そして、挟み込みによる変化と、振動による変化とで違いが生じる時刻ｔ３において、挟み込み検出が行われる。このとき、推定負荷ｆｏは負荷ｆｈ１に達している。
【０００７】
上述のように挟み込み検出のタイミングを遅らせ、時刻ｔ３において挟み込み検出を行う設定が行われていると、図７（Ｂ）に示すように、時刻ｔ２において、符号ａで示す推定負荷ｆｏを示す波形と、符号ｂで示す推定負荷ｆｏを示す波形との間で、波形の立ち上がりに差が生じる場合であっても、時刻ｔ３で挟み込み検出を行うことになる。そして、時刻ｔ３で、挟み込み検出を行うときには、推定負荷ｆｏは、負荷ｆｈ２に達し、前述の負荷ｆｈ１より大きくなってしまう場合がある。
【０００８】
このように、挟み込み検出の行うタイミングを遅らせることで、大きな挟み込み負荷が生じてから挟み込みを検出することとなり、結果的に、挟み込みの検知荷重が大きくなり、挟み込み検出の感度が鈍くなってしまうという問題があった。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、早期に挟み込み検出が可能になり、かつ挟み込みを判定するための検知荷重を小さく設定することができる、車両用開閉体の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】
【００１０】
上記課題を解決する本発明の請求項１に係わる車両用開閉体の制御装置は、モータで開閉体を駆動する車両用開閉体の制御装置であって、車両の振動を加速度センサを用いて加速度検出信号として検出する振動検出部と、前記モータの推定負荷を算出する推定負荷算出部と、前記振動検出部により検出される加速度検出信号から前記モータにおける振動負荷を算出する振動負荷算出部と、前記推定負荷算出部で算出された推定負荷の算出値を、前記振動負荷算出部で算出された振動負荷の算出値により補正する振動除去負荷算出部と、前記振動除去負荷算出部により補正された負荷算出値に基づいて物体の挟み込みの有無を判定する挟込判定部と、を備えることを特徴とする。
この車両用開閉体の制御装置では、推定負荷算出部が、モータの回転速度、回転加速度及び駆動電圧からモータの推定負荷を算出する。また、振動負荷算出部が、車両（例えば、モータの制御基板や、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）等）に取り付けた加速度センサの検出信号からモータの振動負荷を算出する。そして、振動除去負荷算出部は、推定負荷算出部により算出された推定負荷の算出値を、振動負荷算出部により算出された振動負荷の算出値により補正する。
これにより、モータの推定負荷から振動外乱による振動負荷を除外することができ、早期に挟み込み検出が可能になり、かつ挟み込みを判定するための検知荷重を小さく設定することができる。
【００１１】
また、請求項２に係わる発明は、請求項１に記載の車両用開閉体の制御装置であって、前記振動負荷算出部は、前記振動検出部により検出された加速度検出信号を所定の遅延時間だけ遅延させるとともに、所定の係数を乗じ振幅補正して振動負荷を算出することを特徴とする。
この車両用開閉体の制御装置では、振動検出部により検出された加速度検出信号ｐを所定の時間τだけ遅らせた遅延加速度検出信号ｐ’を算出し、負荷相当の値となるように振幅補正係数Ｋを乗じて振動負荷ｆｐを求める。
これにより、簡単な演算（高速演算）により、モータの推定負荷から振動外乱による振動負荷を除外することができる。このため、早期に挟み込み検出が可能になり、かつ挟み込みを判定するための検知荷重を小さく設定することができる。
【００１２】
また、請求項３に係わる発明は、請求項２に記載の車両用開閉体の制御装置であって、前記所定の遅延時間は、前記車両の振動がモータの負荷外乱として現れるまでの機械系の遅れに相当する時間であることを特徴とする。
この車両用開閉体の制御装置では、加速度センサにより加速度検出信号ｐを算出し、車両の振動がモータ負荷に至るまでの機械系の遅れに相当する時間τだけ遅らせた遅延加速度検出信号ｐ’を算出し、負荷相当の値となるように振幅補正係数Ｋを乗じて振動負荷ｆｐを求める。
これにより、簡単な演算（高速演算）により、モータの推定負荷から振動外乱による振動負荷を除外することができる。このため、早期に挟み込み検知が可能になり、かつ挟み込みを判定するための検知荷重を小さく設定することができる。
【００１３】
また、請求項４に係わる発明は、請求項２に記載の車両用開閉体の制御装置であって、前記振動負荷が所定の閾値を超えているか否かを判定するとともに、該振動負荷が所定の閾値を超えていると判定した場合に、さらに、当該振動負荷が最初に前記閾値を超えてから所定時間以内に算出された振動負荷であるか否かを判定する振動負荷値判定部を備え、前記振動除去負荷算出部は、前記振動負荷値判定部により条件を満たすと判定された場合に、前記推定負荷算出部により算出される推定負荷の算出値から、前記振動負荷算出部により算出される振動負荷の算出値を減算することを特徴とする。
この車両用開閉体の制御装置では、振動負荷ｆｐが規定値（閾値）ｆ１以上となった場合に、その後、規定時間Ｔ１の間、推定負荷算出部により算出された推定負荷ｆｏの算出値を、振動負荷算出部により算出された振動負荷ｆｐの算出値により補正する。なお、この条件以外の場合、例えば、振動の振幅が小さい小振動の場合は推定負荷ｆｏに対する補正を行わない。また、規定時間Ｔ１以降の場合においては、加速度検出信号ｐの波形と、推定負荷ｆｏの波形（振動外乱の波形）との相似性が良くないため、推定負荷ｆｏに対する補正を行わない。
これにより、所定の閾値ｆ１以上の大きさの振動が発生したときに、所定時間Ｔ１の間だけ、推定負荷ｆｏに対して振動負荷ｆｐにより補正を行うことができる。このため、推定負荷ｆｏに対して誤った補正が行われることを回避することができる。
【００１４】
また、請求項５に係わる発明は、請求項４に記載の車両用開閉体の制御装置であって、前記所定の時間は、前記加速度センサを用いて検出される加速度検出信号の波形において最初にピーク点が生じる振動波形の部分の周期に応じて設定されることを特徴とする。
この車両用開閉体の制御装置では、振動が発生した場合の推定負荷ｆｏの初回目のピーク点を含む振動波形の部分は、加速度検出信号ｐの振動波形と同じ形になるが、２発目以降の振動波形は、機械系の「高次周波数による余振動」との足し算になるため波形が異なるため、時間Ｔ１に限定して、推定負荷ｆｏに対して補正処理が行われる。
これにより、推定負荷ｆｏに対して、振動負荷ｆｐにより誤った補正が行われることを回避することができる。
【００１５】
また、請求項６に係わる発明は、請求項１から５のいずれかに記載の車両用開閉体の制御装置であって、さらに、前記モータの回転速度を検出する回転速度算出部と、前記モータの回転加速度を検出する回転加速度算出部と、前記モータの駆動電圧を検出する電圧検出部と、を有し、前記推定負荷算出部は、前記モータの回転速度、回転加速度及び駆動電圧から推定負荷を算出することを特徴とする。
これにより、推定負荷算出部が、モータの回転速度、回転加速度及び駆動電圧を用いてモータの推定負荷ｆｏを算出するため、モータの推定負荷を高精度に算出することができる。
【００１６】
また、請求項７に係わる発明は、請求項１から６のいずれかに記載の車両用開閉体の制御装置であって、前記車両用開閉体が車両の窓を開閉するパワーウィンドウであることを特徴とする。
これにより、パワーウィンドウにおいて、早期に挟み込み検知が可能になり、かつ挟み込みを判定するための検知荷重を小さく設定することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の車両用開閉体の制御装置では、モータの回転速度、回転加速度及び駆動電圧からモータの推定負荷ｆｏを算出し、車両（例えば、モータの制御基板や、ＥＣＵ等）に取り付けた加速度センサの検出信号からモータの振動負荷ｆｐを算出する。そして、推定負荷ｆｏの算出値を、振動負荷ｆｐの算出値により補正する。
これにより、モータの推定負荷ｆｏから振動外乱による振動負荷ｆｐを除外することができ、早期に挟み込み検知が可能になり、かつ挟み込みを判定するための検知荷重を小さく設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係わるパワーウィンドウ駆動装置の構成を示す図である。
【図２】制御部の構成を示す図である。
【図３】振動負荷算出部１５の動作について説明するための図である。
【図４】制御部の動作について説明するための波形図である。
【図５】制御部の動作について説明するためのフローチャートである。
【図６】パワーウィンドウ装置の構成を示す図である。
【図７】パワーウィンドウ駆動装置の挟み込み検出における問題点の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、この発明の実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。
図１は、図１は本発明の実施形態に係わる車両用開閉体の制御装置の例として、本発明を自動車用のパワーウィンドウ駆動装置に適用した場合の例を示す図である。
図１に示すように、パワーウィンドウ駆動装置１は、車両のウィンドウガラス１２２を開閉するための駆動装置であって、モータ（ＤＣモータ）２と、モータ２の回転を検出する回転センサ３と、モータ２の両端（プラス端子、マイナス端子）に接続されたスイッチング手段としてのリレー回路４と、モータ２の駆動電圧を検出する電圧検出回路５と、モータ２を駆動するバッテリ等から降圧などにより生成される電源６と、ウィンドウガラス１２２を開閉する際に使用される操作スイッチ７と、加速度センサ８と、パワーウィンドウ駆動装置１の主制御を行う制御部１０とが設けられている。なお、この制御部１０は、例えば、マイクロコントローラや、カズタムマイクロコンピュータ等であり、内部にＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器（所望の場合にはＤ／Ａ変換器も含む）、カウンタ、Ｉ／Ｏポート、及びバッファ出力回路等を内蔵している。
【００２０】
リレー回路４には、スイッチング素子であるＵＰ側（ウィンドウガラスの閉動作側）のリレーとＤＯＷＮ側（ウィンドウガラスの開動作側）の２つのリレーを含み構成され、これら２つのリレーがそれぞれモータ２の両端端子に接続されている。すなわち、制御部１０からの出力信号がＵＰ（閉）信号である場合、ＵＰ側のリレーがオンとなり、ＤＯＷＮ側のリレーがオフとなる。これに対し、制御部１０からの出力信号がＤＯＷＮ（開）信号である場合、ＵＰ側のリレーがオフとなり、ＤＯＷＮ側のリレーがオンとなる。このように、制御部１０からの出力信号がＵＰ（閉）とＤＯＷＮ（開）とに切り替わることによって、モータ２に流れる電流の向きが正／逆反対となり、モータ２の回転方向が変わるようになっている。これによって、モータ２に連係されているウィンドウガラス１２２が上昇（ＵＰ）したり下降（ＤＯＷＮ）したりして開閉動作を行う。
【００２１】
また、回転センサ３は、例えば、ロータリエンコーダや、ホールＩＣ等により構成される。回転センサ３が、ホールＩＣで構成される場合、モータ２の図示しない回転軸に組みつけられた図示しないセンサマグネットにより、回転センサ３はモータ２の回転軸の回転に合わせて位相のずれた（例えば、Ａ相、Ｂ相）２つの信号が制御部１０に出力されるようになっている。そして、Ａ相及びＢ相の信号の位相差により、モータ２の回転速度及び回転方向（正回転と逆回転と）の判定が行われる。電圧検出回路５は、例えば抵抗分圧回路とフィルタ回路で構成される回路で構成されており、モータ２の駆動電圧（端子電圧）を制御部１０の入力ポート（Ａ／Ｄ変換器に繋がるポート）に適合する信号レベルに変換するための回路である。
【００２２】
操作スイッチ７は、運転席などに設けられたスイッチである。この操作スイッチ７は、オート操作スイッチ７ａ及びマニュアル操作スイッチ７ｂで構成される。このオート操作スイッチ７ａ及びマニュアル操作スイッチ７ｂの各開閉操作信号（ＵＰ／ＤＯＷＮ操作信号）に応じて、制御部１０によりリレー回路４内のリレーがＯＮ／ＯＦＦ制御され、このリレー回路４によりモータ２が正転又は逆転駆動されることによりウィンドウガラス１２２の開閉が行われる。
【００２３】
加速度センサ８は、車両（車体）の振動を検出するためのセンサである。この加速度センサ８は、車両の振動がモータ負荷（モータ出力トルク）に与える影響（外乱）を検出するためのものである。後述するように、この加速度センサ８の加速度検出波形からモータ負荷の外乱による振動負荷ｆｐを推定し、この振動負荷ｆｐによりモータ２の推定負荷ｆｏを補正する。
この加速度センサ８の取り付け位置としては、車両（例えば、ドアパネル）、モータ２の制御装置（制御基板上に搭載）、制御基板上のマイコン（基板上のカスタムマイコン等）に搭載する等、種々の場所に搭載することができるが、製品モジュール化が容易なモータ２と制御装置とを一体化した制御基板上に搭載することが好適である。例えば、図６に示すように、モータ２に一体化されて付設される制御モジュール１Ａ内の制御基板上に加速度センサ８を搭載することができる。
なお、加速度センサ８をウィンドウガラスに搭載すると、通常挟み込み時の加速度も検出してしまうため、ウィンドウガラスへの搭載は避ける必要がある。また、この加速度センサ８としては、ピエゾ抵抗素子型（piezo-resistive）のセンサを使用できる他に、圧電型や静電容量型などを用いることができる。
【００２４】
図２は、パワーウィンドウ駆動装置１の制御部１０の構成を示す概略ブロック図である。
同図に示すように、制御部１０は、電圧検出部１１と、回転速度算出部１２と、モータ加速度算出部１２Ａと、モータ位置算出部１２Ｂと、推定負荷算出部１３と、振動検出部１４と、振動負荷算出部１５と、振動負荷値判定部１６と、振動除去負荷算出部１７と、挟込判定部１８と、駆動制御部１９とを有している。
【００２５】
電圧検出部１１は、モータ２の駆動電圧の信号（電圧検出回路５によりレベル変換された信号）が入力され、モータ２の電圧を検出する。この電圧検出部１１で検出されたモータ２の駆動電圧Ｖの信号は、推定負荷算出部１３に出力される。
回転速度算出部１２は、モータ２の回転に連動する回転センサ３から出力される信号に基づいてモータ２の回転速度を算出する。例えば、回転センサ３がロータリエンコーダにより構成される場合、制御部１０内のカウンタ（図示せず）を用いて所定周期ごとに、回転センサ３から出力されるパルス信号の数（またはパルス間隔）を計測して、モータ２の回転方向及び回転速度（角速度）ωを算出する。また、この回転速度算出部１２は、回転センサ３がホールＩＣで構成される場合、回転センサ３から入力される位相の異なる２相（Ａ，Ｂ相）の信号の波形、および信号の間隔に基づいて、モータ２の回転方向及び回転速度ωを算出する。
また、回転速度算出部１２は、回転方向の信号と回転速度ωの信号とを、モータ加速度算出部１２Ａ、モータ位置算出部１２Ｂ、及び推定負荷算出部１３に出力する。
【００２６】
モータ加速度算出部１２Ａは、回転速度算出部１２から入力した回転速度（角速度）ωの信号に基づいてモータ加速度（角加速度）ｄωを算出し、このモータ加速度ｄωの信号を推定負荷算出部１３に出力する。モータ位置算出部１２Ｂは、回転速度算出部１２から入力した回転速度ωの信号とモータ２の回転方向の信号とに基づいて、全閉から全開に至るウィンドウガラス１２２の位置に対応するモータ２の回転位置θを算出する。より詳細には、回転センサから出力されるパルス信号の数をカウントし、このカウント値を回転位置θとしている。この回転位置θの信号は推定負荷算出部１３に出力される。
【００２７】
推定負荷算出部１３は、モータ２の駆動電圧Ｖと、モータ２の回転速度（角速度）ωと、モータ加速度（角加速度）ｄωとに基づいて、モータ２の推定負荷ｆｏを算出する。ここで推定負荷ｆｏは、以下の式（１）により算出することができる（特許文献１を参照）。
【００２８】
ｆｏ＝（Ｂｍ＋ａ）（ω０−ω）＋ｂ（Ｖ−Ｖ０）−Ｊｍ・ｄω …（１）
【００２９】
ここで、Ｂｍはモータ内部負荷の粘性係数、ωは角速度、ω０は外部無負荷時の角速度定常値、Ｊｍはモータ２を含む装置（例えばウィンドウ開閉装置）の慣性モーメント、ｄωは角加速度、ａ、ｂはモータ２に固有の定数である。なお、（Ｂｍ＋ａ）（ω０−ω）を角速度差演算項、ｂ（Ｖ−Ｖ０）を電圧差演算項、Ｊｍ・ｄωを角加速度演算項（または慣性項）と呼ぶこともある。
【００３０】
振動検出部１４は、加速度センサ８により検出された加速度信号Ｇから加速度検出信号（波形信号）ｐを算出する。振動負荷算出部１５は、加速度検出信号ｐからモータ出力における振動（外乱）による振動負荷ｆｐを算出する。
図３は、加速度センサ８の出力する信号の波形図、及び振動負荷算出部１５の補正処理を示す図である。振動検出部１４は、例えば、図３（Ａ）に示すように、加速度検出信号ｐの波形信号を算出する。
【００３１】
また、振動負荷算出部１５は、振動負荷ｆｐの算出において、図３（Ｂ）に示すように、遅延回路１５Ａによる加速度検出信号ｐに対する遅延時間τによる遅延処理と、増幅器１５Ｂにおける振幅補正係数（補正ゲイン）Ｋによる振幅補正処理とにより行われる。すなわち、加速度検出信号ｐを入力として、この加速度検出信号ｐを基に、次式（２）により、振動負荷ｆｐを算出する。
【００３２】
ｆｐ＝Ｋ・ｐ（ｔ−τ） …（２）
【００３３】
なお、各係数Ｋ，τは、実測により求めることができる。例えば、車体に振動を与えた場合における加速度センサ８の検出データと、モータ負荷の出力データを測定し、むだ時間システムとして、システムを同定する。例えば、加速度検出信号ｐの信号のラプラス変換関数をＰ（ｓ）とし、振動負荷ｆの信号のラプラス変換関数をＦ（ｓ）とし、これらの間の伝達関数Ｈ（ｓ）を求め、次式（３）から各係数Ｋ，τを同定することができる。
【００３４】
Ｈ（ｓ）＝Ｆ（ｓ）／Ｐ（ｓ）＝Ｋｅ―τｓ …（３）
【００３５】
図２に戻って、振動負荷値判定部１６は、振動負荷算出部１５から振動負荷ｆｐの信号を入力し、この振動負荷ｆｐが所定の条件を満たすか否かを判定する。この所定の条件としては、後述するように、振動負荷ｆｐが所定の規定値（閾値ｆ１）を超えるとともに（ｆｐ≧ｆ１）、この閾値ｆ１を超える状態が、最初に閾値ｆ１を超えてから所定時間Ｔ１以内であるか否かが用いられる。そして、この条件を満たす場合に、振動負荷ｆｐの信号（ｆｐの算出値）を振動除去負荷算出部１７に出力する。
【００３６】
振動除去負荷算出部１７では、振動負荷値判定部１６から振動負荷ｆｐの信号が入力されると、推定負荷算出部１３から入力した推定負荷ｆｏに対して振動負荷ｆｐを減算し、振動除去推定負荷ｆｏ’（ｆｏ’＝ｆｏ−ｆｐ）を算出する。振動除去負荷算出部１７は、この振動除去推定負荷ｆｏ’の信号を挟込判定部１８に出力する。挟込判定部１８は、振動除去負荷算出部１７から入力した振動除去推定負荷ｆｏ’が所定の閾値ｆｈを超えるか否かを判定する。また、挟込判定部１８は、振動除去推定負荷ｆｏ’が所定の閾値ｆｈを超える場合に、パワーウィンドウにおいて異物の挟み込みが発生したと判定し、挟込信号ｈを駆動制御部１９に出力する。
【００３７】
駆動制御部１９では、挟込判定部１８から挟み込み信号ｈを入力すると、リレー回路４に駆動信号を送り、リレー回路４内のリレーを駆動し、パワーウィンドウＤＯＷＮ側（下降側）に駆動するか、又はパワーウィンドウの開閉動作を停止するようにモータ２を制御する。
なお、上述の各機能部は、制御部１０内に備えられたマイクロコントローラのＣＰＵが、マイクロコントローラに内蔵されたＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出して、情報の加工、演算処理を実行することにより、実現されるようにしてもよい。
【００３８】
以下、図４を参照して、制御部１０の具体的な制御動作を説明する。
図４は、制御部１０の行う挟み込み検出における振動負荷、推定負荷を示す波形図である。同図では、時刻ｔ＝０において、パワーウィンドウのＵＰ側動作（ウィンドウガラスの上昇動作）が既に開始されているものとする。
【００３９】
図４において、図４（Ａ）は、加速度検出信号（波形信号）ｐに対して生成される振動負荷ｆｐ、加速度検出信号ｐに対する遅延信号である遅延加速度検出信号ｐ’それぞれの波形例を示す図である。同図において、横軸は時間を示し、縦軸はそれぞれの信号のレベル（加速度、負荷）を示している。
また、図４（Ｂ）は、振動負荷算出部１５、振動負荷値判定部１６、振動除去負荷算出部１７、及び挟込判定部１８の動作を説明するための図である。同図において、横軸は時間を示し、縦軸はそれぞれの信号のレベル（負荷）を示している。また、同図において、符号ａで示す波形は、異物の挟み込み時における振動除去推定負荷ｆｏ’であり、符号ｂで示す波形は、振動外乱時における振動除去推定負荷ｆｏ’であり、符号ｂ’で示す波形は、推定負荷ｆｏである。また、振動負荷値判定部１６により判定される振動負荷ｆｐの閾値をｆ１とし、挟込判定部１８において挟み込み判定に使用される検知荷重をｆｈとしている。
【００４０】
図４（Ａ）に示すように、時刻ｔ１において車両（車体）に振動が発生し、この振動が加速度センサ８により検出され、振動検出部１４により加速度検出信号ｐが生成される。この加速度検出信号ｐは、振動負荷算出部１５において遅延時間τだけ遅延（ｄｅｌａｙ）され、遅延された遅延加速度検出信号ｐ’が生成される。例えば、加速度検出信号ｐにおけるピーク点（時刻ｔ２）は、遅延加速度検出信号ｐ’におけるピーク点（時刻ｔ５）まで遅延される。また、振動負荷算出部１５では、遅延加速度検出信号ｐ’に対する振幅補正係数（補正ゲイン）Ｋによる振幅補正処理を行い、振動負荷ｆｐを生成して振動負荷値判定部１６に出力する。すなわち、振動負荷算出部１５は、加速度検出信号ｐを入力として、この加速度検出信号ｐを基づいて、振動負荷ｆｐの信号を生成する。
【００４１】
（振動外乱がなく挟み込みによりモータ推定負荷ｆｏが増加する場合の例）
次に、外乱（車両の振動）による振動負荷ｆｐが発生しておらず、異物の挟み込みが発生してモータ推定負荷ｆｏが次第に増加する場合の挟み込み検出処理の例について、図４（Ｂ）を参照して説明する。なお、図４（Ｂ）に示すように、時刻ｔ＝０において、パワーウィンドウが既にＵＰ側（ウィンドウガラスの上昇側）に動作しており、推定負荷算出部１３から推定負荷ｆｏの算出値ｆｃの信号が出力されているものとする。
この状態において、時刻ｔ２において挟み込みが発生する。この挟み込みの発生により、推定負荷算出部１３から出力される推定負荷ｆｏ（符号ａで示す波形）は負荷算出値ｆｃから次第に増加する。また、振動除去負荷算出部１７から出力される振動除去推定負荷ｆｏ’（符号ａで示す波形）も次第に増加する（この例では、振動負荷ｆｐは発生していないので、「ｆｏ’＝ｆｏ」である）。
【００４２】
この振動除去負荷算出部１７から出力される振動除去推定負荷ｆｏ’（符号ａで示す波形）が、時刻ｔ２から次第に増加し、時刻ｔ４において、挟み込み検知荷重ｆｈに到達すると、挟込判定部１８により挟み込みの発生が検出される。この場合に、挟み込み検知荷重ｆｈは、パワーウィンドウがＵＰ側に通常動作する負荷ｆｃよりΔｆだけ多い検知荷重値ｆｈに設定されている。
こうして、時刻ｔ４において、挟込判定部１８により異物の挟み込みが検出されることにより、駆動制御部１９は、リレー回路４を通してモータ２を逆転させ、ガラス窓を下降側に駆動するか、又はモータ２を停止させる。
【００４３】
（振動負荷が発生する場合の例）
次に、車両に振動が印加されモータ出力に振動外乱（振動負荷ｆｐ）が発生し、かつ異物の挟み込みが発生していない場合の例について説明する。図４（Ａ）に示すように、時刻ｔ１において、車体に振動が発生し、この振動が加速度センサ８により検出され、振動検出部１４から加速度検出信号ｐが生成される。この加速度検出信号ｐは、振動負荷算出部１５において遅延時間τだけ遅延され、遅延された遅延加速度検出信号ｐ’が生成される。また、振動負荷算出部１５では、遅延加速度検出信号ｐ’に対する振幅補正係数Ｋによる振幅補正処理を行い、振動負荷ｆｐを生成して振動負荷値判定部１６に出力する。
【００４４】
一方、図４（Ｂ）に示すように、推定負荷算出部１３からは、時刻ｔ２から車体の振動の影響により、ウィンドウガラスの上昇に伴う負荷ｆｃに振動負荷が加わった推定負荷ｆｏとなる（符号ｂ’で示す波形）。
そして、時刻ｔ３において、振動負荷算出部１５から出力される振動負荷ｆｐが、閾値ｆ１を超えると、振動負荷値判定部１６から振動除去負荷算出部１７に対して振動負荷ｆｐの信号が出力される。ここで、閾値ｆ１は、挟み込みの誤検出が生じない範囲の小振動の振幅値以上、かつ挟み込み検出しきい値（検知荷重ｆｈ）以下に設定される。
【００４５】
時刻ｔ３において、振動負荷値判定部１６から振動除去負荷算出部１７に対して振動負荷ｆｐの信号が出力されると、振動除去負荷算出部１７では、時刻ｔ６までの時間Ｔ１の間だけ、推定負荷算出部１３から入力した推定負荷ｆｏに対する補正処理を行う。この補正処理では、推定負荷ｆｏ（波形ｂ’）の算出値から振動負荷ｆｐの算出値を減算する処理が行われる（ｆｏ’＝ｆｏ−ｆｐ）。
このため、時刻ｔ３から時刻ｔ６までの時間Ｔ１の間において、振動除去負荷算出部１７の出力ｆｏ’（波形ｂ）は、推定負荷ｆｏ（符号ｂ’の波形）から振動負荷ｆｐをキャンセルした（逆極性の振動負荷−ｆｐを加算した）状態となる。従って、振動除去負荷算出部１７の出力（振動除去推定負荷ｆｏ’）は、波形ｂで示すように検知荷重ｆｈを超えることがなくなり、挟込判定部１８により挟み込み検出が行われず、振動負荷による誤検出を回避できる。
このように、振動により発生する推定負荷ｆｏの振動外乱を、振動負荷ｆｐによりキャンセルすることにより推定負荷ｆｏの増加を抑制して、振動負荷による誤検出を抑制できる。これにより、挟み込み検出を早期に行うことができるとともに、挟み込み検出の判定に使用する検知荷重を低く設定することができる。
【００４６】
また、図５は、上述した制御部１０における振動負荷の補正処理の流れをフローチャートで示したものである。以下、図５に示すフローチャートを参照して、制御部１０における振動負荷の補正処理の流れについて説明する。
振動負荷算出部１５では、振動検出部１４により算出された加速度検出信号ｐを、車両の振動がモータ負荷（モータ出力の外乱負荷）に至るまでの機械系の遅れに相当する時間τだけ遅らせた遅延加速度検出信号ｐ’を算出し、この遅延加速度検出信号ｐ’に基づいて、モータ負荷に相当する値となるように振幅補正係数Ｋを乗じて振動負荷ｆｐを求める（ステップＳ１１）。
【００４７】
そして、振動負荷値判定部１６では、振動負荷ｆｐが規定値ｆ１以上となったら、その後、規定時間Ｔ１の間（規定時間Ｔ１以内）であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。この規定値ｆ１は、挟み込み検出において誤検出処理を行わない範囲の小振動の振幅値以上、挟み込み検出しきい値（検知荷重ｆｈ）以下に設定される。また、時間Ｔ１は「ｆｐ≧ｆ１」を検出後、初回目のピーク点を有するプラス振動がなくなるまでの時間を設定するが、図３（Ａ）に示すように、加速度検出信号ｐの初回目のプラス振動がなくなるまでの時間Ｔ１で近似できる。
【００４８】
なお、図４（Ｂ）の波形ｂ’で示す推定負荷ｆｏの初回目のピーク点を含む振動波形の部分（時間Ｔ１の範囲）は、加速度検出信号ｐと波形が同じ形になるが、２回目以降の振動波形は、機械系の“高次周波数による余振動”との足し算になるため波形が異なってくる。このため、時間Ｔ１に限定して、補正処理が行われる。なお、参考例として、走行振動については、加速度Ｇは１〜２０Ｇ程度であり、その振動周波数は、２〜３０Ｈｚ程度である。また、ドア閉め振動については、加速度Ｇは２０〜４０Ｇ程度であり、その振動周波数は、２〜５０Ｈｚ程度である。
【００４９】
図５のフローチャートに戻り、ステップＳ１２において、「ｆｐ≧ｆ１」でないか、又は規定時間Ｔ１の間（Ｔ１以内）でないと判定された場合は（ステップＳ１２でＮｏ）、振動除去負荷算出部１７では、振動負荷ｆｐにより補正演算を行うことなく、推定負荷ｆｏをそのまま振動除去推定負荷ｆｏ’として挟込判定部１８に出力する（ｆｏ’＝ｆｏ）（ステップＳ１３）。この場合は、振動負荷ｆｐが小さいか（小振動）、又は加速度検出信号ｐの波形と、推定負荷ｆｏにおける振動波形との相似性が良くないため、「ｆｏ’＝ｆｐ」とする。
【００５０】
一方、ステップＳ１２において、「ｆｐ≧ｆ１」であり、かつ規定時間Ｔ１の間（Ｔ以内）であると判定された場合は（ステップＳ１２でＹｅｓ）、振動除去負荷算出部１７では、まず、振動負荷ｆｐが正であるかどうかを判定する（ステップＳ１４）。
そして、ｆｐが負値（ｆｐ＜０）の場合は（ステップＳ１４でＮｏ）、推定負荷ｆｏをそのまま振動除去推定負荷ｆｏ’として挟込判定部１８に出力する（ｆｏ’＝ｆｏ）（ステップＳ１５）。これは、振動負荷ｆｐの位相がずれて振幅が大きくなる方向に補正されるのを防ぐためである。
【００５１】
また、ステップＳ１４において「ｆｐ≧０」と判定された場合は（ステップＳ１４でＹｅｓ）、推定負荷ｆｏから振動負荷ｆｐを減算し、大振動時の負荷変動が相殺された振動除去推定負荷ｆｏ’を求める（ステップＳ１６）。
【００５２】
このように、振動により車両に発生する振動（加速度）とモータ負荷（振動外乱）には相関があり、モータ２の推定負荷ｆｏに対する振動負荷ｆｐの補正を、大振動の振動負荷ｆｐに限定すれば、振動負荷ｆｐを遅延時間τと振幅補正係数Ｋとで簡易的に表現できる。また、加速度センサ８に２軸方向に採用すれば、走行による垂直振動とドア閉め時の水平振動を個別に検出でき、それぞれ固有の係数を設定し演算することができる。この係数は、実機測定結果より求めることができる。
【００５３】
このように、本発明の車両用開閉体の制御装置では、高次元の振動負荷の推定式を用いずに、簡単な演算（高速な処理）で振動外乱を除去した挟み込み検出機能を実現できる。また、車両の振動時の振動外乱によるモータ負荷の変動を相殺できるので、振動外乱を許容するための挟み込み検出マージンを大きく設定する必要がなく、早期の挟み込み検出が可能になるとともに、挟み込みを判定するための検知荷重（挟み込み検出の閾値荷重）を小さく設定することができる。また、振動外乱を認識したときに挟み込み検出を鈍くする処理が不要となるので、振動中に挟み込みが起こっても振動なしの時と同等の小さな検知荷重を用いることができる。
【００５４】
また、上述の実施形態では、車両用開閉体の制御装置の例として、車両のウィンドウガラスを開閉動作させるパワーウィンドウ駆動装置の例について説明したが、これに限られるものではない。例えば、本発明の車両用開閉体の制御装置を、サンルーフ、スライドドアの開閉用に用いてもよい。
【００５５】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明のパワーウィンドウ駆動装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００５６】
１…パワーウィンドウ駆動装置、２…モータ、３…回転センサ、４…リレー回路、５…電圧検出回路、６…電源、７…操作スイッチ、８…加速度センサ、１０…制御部、１１…電圧検出部、１２…回転速度算出部、１２Ａ…モータ加速度算出部、１２Ｂ…モータ位置算出部、１３…推定負荷算出部、１４…振動検出部、１５…振動負荷算出部、１６…振動負荷値判定部、１７…振動除去負荷算出部、１８…挟込判定部、１９…駆動制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の窓やスライドドアなどの車両用開閉体の制御装置に関する。特に、異物の挟み込みを検出することが可能な車両用開閉体の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明に関連する車両用開閉体の例として、図６にパワーウィンドウ装置の例を示す。図６に示すように、パワーウィンドウ装置は、ウィンドウガラス１２２を昇降させるために、車両のドア１００の内部に設けられる。パワーウィンドウ装置は、ドア１００の内部に固定された駆動ユニット１０１と、ウィンドウガラス１２２を昇降させるように駆動ユニット１０１によって駆動されるリフト機構１２１とを備える。駆動ユニット１０１は、モータ２及び出力ユニット１１１を含む。出力ユニット１１１は、歯車１１３を備えた出力軸１１２を有する。モータ２の回転は、出力ユニット１１１によって減速された状態で出力軸１１２に伝達される。被動機器としてのリフト機構１２１は、互いに交差する２つのアームを含み、両アームは中間部において軸連結される。両アームの上端はウィンドウガラス１２２に連結される。一方のアームはその下端に、出力軸１１２の歯車１１３に噛合する扇形ギヤ１１４を有する。モータ２の駆動に伴って歯車１１３が回転すると、リフト機構１２１はウィンドウガラス１２２を昇降させる。
【０００３】
上述したパワーウィンドウ装置には、挟み込み防止機能を備えるものがある（例えば、特許文献１を参照）。このようなパワーウィンドウ駆動装置では、異物の挟み込みがあった場合に、モータの回転を停止させ、さらに反転させる制御を行う。このため、この異物がウィンドウガラスとウィンドウ枠（ドア）との間に挟まったか否かを検出するために、モータの駆動電圧Ｖとモータ回転速度（モータ角速度ωおよび角加速度ｄω）とを基にモータの負荷を推定するように構成されている。そして、車両走行時の振動やドア閉め時の振動によるモータ負荷上昇を、挟み込みと認識（＝誤検出）しないよう、振動によるモータ負荷変動と識別する処理を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２３９２８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、振動発生直後のモータの負荷変動の波形が、挟み込み発生時の負荷変動の波形と全く同じ場合には、その区間における負荷変動が、挟み込みによる負荷変動か、振動（外乱）による負荷変動であるかを識別することは不可能であるため、波形に差異が出るまで判断を待つ必要がある。その差異が生じるまでの時間経過を待ってから挟み込み検出を行うように挟み込み検出を行うタイミングを遅らせる設定をすると、結果的に挟み込み検知荷重が大きくなってしまうという問題があった。
【０００６】
図７は、挟み込み検出における問題点の一例を示す図である。例えば、図７（Ａ）に示すように、時刻ｔ＝０において、パワーウィンドウのＵＰ動作（ウィンドウガラスの上昇動作）が既に開始され、モータ負荷ｆｃが生じている状態において、時刻ｔ１において挟み込みが発生したときの推定負荷ｆｏは波形ａに示している。また、時刻ｔ１において車両の振動により振動外乱が発生したときの推定負荷ｆｏは波形ｂで示している。
この場合、推定負荷ｆｏの増加が振動荷重による外乱であるか否かを検出するには、挟み込みによる推定負荷の変化と、振動による推定負荷の変化との間で違いが生じるまでの時刻ｔ２まで待つ必要がある。そして、挟み込みによる変化と、振動による変化とで違いが生じる時刻ｔ３において、挟み込み検出が行われる。このとき、推定負荷ｆｏは負荷ｆｈ１に達している。
【０００７】
上述のように挟み込み検出のタイミングを遅らせ、時刻ｔ３において挟み込み検出を行う設定が行われていると、図７（Ｂ）に示すように、時刻ｔ２において、符号ａで示す推定負荷ｆｏを示す波形と、符号ｂで示す推定負荷ｆｏを示す波形との間で、波形の立ち上がりに差が生じる場合であっても、時刻ｔ３で挟み込み検出を行うことになる。そして、時刻ｔ３で、挟み込み検出を行うときには、推定負荷ｆｏは、負荷ｆｈ２に達し、前述の負荷ｆｈ１より大きくなってしまう場合がある。
【０００８】
このように、挟み込み検出の行うタイミングを遅らせることで、大きな挟み込み負荷が生じてから挟み込みを検出することとなり、結果的に、挟み込みの検知荷重が大きくなり、挟み込み検出の感度が鈍くなってしまうという問題があった。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、早期に挟み込み検出が可能になり、かつ挟み込みを判定するための検知荷重を小さく設定することができる、車両用開閉体の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】
【００１０】
上記課題を解決する本発明の請求項１に係わる車両用開閉体の制御装置は、モータで開閉体を駆動する車両用開閉体の制御装置であって、車両の振動を加速度センサを用いて加速度検出信号として検出する振動検出部と、前記モータの推定負荷を算出する推定負荷算出部と、前記振動検出部により検出される加速度検出信号から前記モータにおける振動負荷を算出する振動負荷算出部と、前記推定負荷算出部で算出された推定負荷の算出値を、前記振動負荷算出部で算出された振動負荷の算出値により補正する振動除去負荷算出部と、前記振動除去負荷算出部により補正された負荷算出値に基づいて物体の挟み込みの有無を判定する挟込判定部と、を備えることを特徴とする。
この車両用開閉体の制御装置では、推定負荷算出部が、モータの回転速度、回転加速度及び駆動電圧からモータの推定負荷を算出する。また、振動負荷算出部が、車両（例えば、モータの制御基板や、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）等）に取り付けた加速度センサの検出信号からモータの振動負荷を算出する。そして、振動除去負荷算出部は、推定負荷算出部により算出された推定負荷の算出値を、振動負荷算出部により算出された振動負荷の算出値により補正する。
これにより、モータの推定負荷から振動外乱による振動負荷を除外することができ、早期に挟み込み検出が可能になり、かつ挟み込みを判定するための検知荷重を小さく設定することができる。
【００１１】
また、請求項２に係わる発明は、請求項１に記載の車両用開閉体の制御装置であって、前記振動負荷算出部は、前記振動検出部により検出された加速度検出信号を所定の遅延時間だけ遅延させるとともに、所定の係数を乗じ振幅補正して振動負荷を算出することを特徴とする。
この車両用開閉体の制御装置では、振動検出部により検出された加速度検出信号ｐを所定の時間τだけ遅らせた遅延加速度検出信号ｐ’を算出し、負荷相当の値となるように振幅補正係数Ｋを乗じて振動負荷ｆｐを求める。
これにより、簡単な演算（高速演算）により、モータの推定負荷から振動外乱による振動負荷を除外することができる。このため、早期に挟み込み検出が可能になり、かつ挟み込みを判定するための検知荷重を小さく設定することができる。
【００１２】
また、請求項３に係わる発明は、請求項２に記載の車両用開閉体の制御装置であって、前記所定の遅延時間は、前記車両の振動がモータの負荷外乱として現れるまでの機械系の遅れに相当する時間であることを特徴とする。
この車両用開閉体の制御装置では、加速度センサにより加速度検出信号ｐを算出し、車両の振動がモータ負荷に至るまでの機械系の遅れに相当する時間τだけ遅らせた遅延加速度検出信号ｐ’を算出し、負荷相当の値となるように振幅補正係数Ｋを乗じて振動負荷ｆｐを求める。
これにより、簡単な演算（高速演算）により、モータの推定負荷から振動外乱による振動負荷を除外することができる。このため、早期に挟み込み検知が可能になり、かつ挟み込みを判定するための検知荷重を小さく設定することができる。
【００１３】
また、請求項４に係わる発明は、請求項２に記載の車両用開閉体の制御装置であって、前記振動負荷が所定の閾値を超えているか否かを判定するとともに、該振動負荷が所定の閾値を超えていると判定した場合に、さらに、当該振動負荷が最初に前記閾値を超えてから所定時間以内に算出された振動負荷であるか否かを判定する振動負荷値判定部を備え、前記振動除去負荷算出部は、前記振動負荷値判定部により条件を満たすと判定された場合に、前記推定負荷算出部により算出される推定負荷の算出値から、前記振動負荷算出部により算出される振動負荷の算出値を減算することを特徴とする。
この車両用開閉体の制御装置では、振動負荷ｆｐが規定値（閾値）ｆ１以上となった場合に、その後、規定時間Ｔ１の間、推定負荷算出部により算出された推定負荷ｆｏの算出値を、振動負荷算出部により算出された振動負荷ｆｐの算出値により補正する。なお、この条件以外の場合、例えば、振動の振幅が小さい小振動の場合は推定負荷ｆｏに対する補正を行わない。また、規定時間Ｔ１以降の場合においては、加速度検出信号ｐの波形と、推定負荷ｆｏの波形（振動外乱の波形）との相似性が良くないため、推定負荷ｆｏに対する補正を行わない。
これにより、所定の閾値ｆ１以上の大きさの振動が発生したときに、所定時間Ｔ１の間だけ、推定負荷ｆｏに対して振動負荷ｆｐにより補正を行うことができる。このため、推定負荷ｆｏに対して誤った補正が行われることを回避することができる。
【００１４】
また、請求項５に係わる発明は、請求項４に記載の車両用開閉体の制御装置であって、前記所定の時間は、前記加速度センサを用いて検出される加速度検出信号の波形において最初にピーク点が生じる振動波形の部分の周期に応じて設定されることを特徴とする。
この車両用開閉体の制御装置では、振動が発生した場合の推定負荷ｆｏの初回目のピーク点を含む振動波形の部分は、加速度検出信号ｐの振動波形と同じ形になるが、２発目以降の振動波形は、機械系の「高次周波数による余振動」との足し算になるため波形が異なるため、時間Ｔ１に限定して、推定負荷ｆｏに対して補正処理が行われる。
これにより、推定負荷ｆｏに対して、振動負荷ｆｐにより誤った補正が行われることを回避することができる。
【００１５】
また、請求項６に係わる発明は、請求項１から５のいずれかに記載の車両用開閉体の制御装置であって、さらに、前記モータの回転速度を検出する回転速度算出部と、前記モータの回転加速度を検出する回転加速度算出部と、前記モータの駆動電圧を検出する電圧検出部と、を有し、前記推定負荷算出部は、前記モータの回転速度、回転加速度及び駆動電圧から推定負荷を算出することを特徴とする。
これにより、推定負荷算出部が、モータの回転速度、回転加速度及び駆動電圧を用いてモータの推定負荷ｆｏを算出するため、モータの推定負荷を高精度に算出することができる。
【００１６】
また、請求項７に係わる発明は、請求項１から６のいずれかに記載の車両用開閉体の制御装置であって、前記車両用開閉体が車両の窓を開閉するパワーウィンドウであることを特徴とする。
これにより、パワーウィンドウにおいて、早期に挟み込み検知が可能になり、かつ挟み込みを判定するための検知荷重を小さく設定することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の車両用開閉体の制御装置では、モータの回転速度、回転加速度及び駆動電圧からモータの推定負荷ｆｏを算出し、車両（例えば、モータの制御基板や、ＥＣＵ等）に取り付けた加速度センサの検出信号からモータの振動負荷ｆｐを算出する。そして、推定負荷ｆｏの算出値を、振動負荷ｆｐの算出値により補正する。
これにより、モータの推定負荷ｆｏから振動外乱による振動負荷ｆｐを除外することができ、早期に挟み込み検知が可能になり、かつ挟み込みを判定するための検知荷重を小さく設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係わるパワーウィンドウ駆動装置の構成を示す図である。
【図２】制御部の構成を示す図である。
【図３】振動負荷算出部１５の動作について説明するための図である。
【図４】制御部の動作について説明するための波形図である。
【図５】制御部の動作について説明するためのフローチャートである。
【図６】パワーウィンドウ装置の構成を示す図である。
【図７】パワーウィンドウ駆動装置の挟み込み検出における問題点の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、この発明の実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。
図１は、図１は本発明の実施形態に係わる車両用開閉体の制御装置の例として、本発明を自動車用のパワーウィンドウ駆動装置に適用した場合の例を示す図である。
図１に示すように、パワーウィンドウ駆動装置１は、車両のウィンドウガラス１２２を開閉するための駆動装置であって、モータ（ＤＣモータ）２と、モータ２の回転を検出する回転センサ３と、モータ２の両端（プラス端子、マイナス端子）に接続されたスイッチング手段としてのリレー回路４と、モータ２の駆動電圧を検出する電圧検出回路５と、モータ２を駆動するバッテリ等から降圧などにより生成される電源６と、ウィンドウガラス１２２を開閉する際に使用される操作スイッチ７と、加速度センサ８と、パワーウィンドウ駆動装置１の主制御を行う制御部１０とが設けられている。なお、この制御部１０は、例えば、マイクロコントローラや、カズタムマイクロコンピュータ等であり、内部にＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器（所望の場合にはＤ／Ａ変換器も含む）、カウンタ、Ｉ／Ｏポート、及びバッファ出力回路等を内蔵している。
【００２０】
リレー回路４には、スイッチング素子であるＵＰ側（ウィンドウガラスの閉動作側）のリレーとＤＯＷＮ側（ウィンドウガラスの開動作側）の２つのリレーを含み構成され、これら２つのリレーがそれぞれモータ２の両端端子に接続されている。すなわち、制御部１０からの出力信号がＵＰ（閉）信号である場合、ＵＰ側のリレーがオンとなり、ＤＯＷＮ側のリレーがオフとなる。これに対し、制御部１０からの出力信号がＤＯＷＮ（開）信号である場合、ＵＰ側のリレーがオフとなり、ＤＯＷＮ側のリレーがオンとなる。このように、制御部１０からの出力信号がＵＰ（閉）とＤＯＷＮ（開）とに切り替わることによって、モータ２に流れる電流の向きが正／逆反対となり、モータ２の回転方向が変わるようになっている。これによって、モータ２に連係されているウィンドウガラス１２２が上昇（ＵＰ）したり下降（ＤＯＷＮ）したりして開閉動作を行う。
【００２１】
また、回転センサ３は、例えば、ロータリエンコーダや、ホールＩＣ等により構成される。回転センサ３が、ホールＩＣで構成される場合、モータ２の図示しない回転軸に組みつけられた図示しないセンサマグネットにより、回転センサ３はモータ２の回転軸の回転に合わせて位相のずれた（例えば、Ａ相、Ｂ相）２つの信号が制御部１０に出力されるようになっている。そして、Ａ相及びＢ相の信号の位相差により、モータ２の回転速度及び回転方向（正回転と逆回転と）の判定が行われる。電圧検出回路５は、例えば抵抗分圧回路とフィルタ回路で構成される回路で構成されており、モータ２の駆動電圧（端子電圧）を制御部１０の入力ポート（Ａ／Ｄ変換器に繋がるポート）に適合する信号レベルに変換するための回路である。
【００２２】
操作スイッチ７は、運転席などに設けられたスイッチである。この操作スイッチ７は、オート操作スイッチ７ａ及びマニュアル操作スイッチ７ｂで構成される。このオート操作スイッチ７ａ及びマニュアル操作スイッチ７ｂの各開閉操作信号（ＵＰ／ＤＯＷＮ操作信号）に応じて、制御部１０によりリレー回路４内のリレーがＯＮ／ＯＦＦ制御され、このリレー回路４によりモータ２が正転又は逆転駆動されることによりウィンドウガラス１２２の開閉が行われる。
【００２３】
加速度センサ８は、車両（車体）の振動を検出するためのセンサである。この加速度センサ８は、車両の振動がモータ負荷（モータ出力トルク）に与える影響（外乱）を検出するためのものである。後述するように、この加速度センサ８の加速度検出波形からモータ負荷の外乱による振動負荷ｆｐを推定し、この振動負荷ｆｐによりモータ２の推定負荷ｆｏを補正する。
この加速度センサ８の取り付け位置としては、車両（例えば、ドアパネル）、モータ２の制御装置（制御基板上に搭載）、制御基板上のマイコン（基板上のカスタムマイコン等）に搭載する等、種々の場所に搭載することができるが、製品モジュール化が容易なモータ２と制御装置とを一体化した制御基板上に搭載することが好適である。例えば、図６に示すように、モータ２に一体化されて付設される制御モジュール１Ａ内の制御基板上に加速度センサ８を搭載することができる。
なお、加速度センサ８をウィンドウガラスに搭載すると、通常挟み込み時の加速度も検出してしまうため、ウィンドウガラスへの搭載は避ける必要がある。また、この加速度センサ８としては、ピエゾ抵抗素子型（piezo-resistive）のセンサを使用できる他に、圧電型や静電容量型などを用いることができる。
【００２４】
図２は、パワーウィンドウ駆動装置１の制御部１０の構成を示す概略ブロック図である。
同図に示すように、制御部１０は、電圧検出部１１と、回転速度算出部１２と、モータ加速度算出部１２Ａと、モータ位置算出部１２Ｂと、推定負荷算出部１３と、振動検出部１４と、振動負荷算出部１５と、振動負荷値判定部１６と、振動除去負荷算出部１７と、挟込判定部１８と、駆動制御部１９とを有している。
【００２５】
電圧検出部１１は、モータ２の駆動電圧の信号（電圧検出回路５によりレベル変換された信号）が入力され、モータ２の電圧を検出する。この電圧検出部１１で検出されたモータ２の駆動電圧Ｖの信号は、推定負荷算出部１３に出力される。
回転速度算出部１２は、モータ２の回転に連動する回転センサ３から出力される信号に基づいてモータ２の回転速度を算出する。例えば、回転センサ３がロータリエンコーダにより構成される場合、制御部１０内のカウンタ（図示せず）を用いて所定周期ごとに、回転センサ３から出力されるパルス信号の数（またはパルス間隔）を計測して、モータ２の回転方向及び回転速度（角速度）ωを算出する。また、この回転速度算出部１２は、回転センサ３がホールＩＣで構成される場合、回転センサ３から入力される位相の異なる２相（Ａ，Ｂ相）の信号の波形、および信号の間隔に基づいて、モータ２の回転方向及び回転速度ωを算出する。
また、回転速度算出部１２は、回転方向の信号と回転速度ωの信号とを、モータ加速度算出部１２Ａ、モータ位置算出部１２Ｂ、及び推定負荷算出部１３に出力する。
【００２６】
モータ加速度算出部１２Ａは、回転速度算出部１２から入力した回転速度（角速度）ωの信号に基づいてモータ加速度（角加速度）ｄωを算出し、このモータ加速度ｄωの信号を推定負荷算出部１３に出力する。モータ位置算出部１２Ｂは、回転速度算出部１２から入力した回転速度ωの信号とモータ２の回転方向の信号とに基づいて、全閉から全開に至るウィンドウガラス１２２の位置に対応するモータ２の回転位置θを算出する。より詳細には、回転センサから出力されるパルス信号の数をカウントし、このカウント値を回転位置θとしている。この回転位置θの信号は推定負荷算出部１３に出力される。
【００２７】
推定負荷算出部１３は、モータ２の駆動電圧Ｖと、モータ２の回転速度（角速度）ωと、モータ加速度（角加速度）ｄωとに基づいて、モータ２の推定負荷ｆｏを算出する。ここで推定負荷ｆｏは、以下の式（１）により算出することができる（特許文献１を参照）。
【００２８】
ｆｏ＝（Ｂｍ＋ａ）（ω０−ω）＋ｂ（Ｖ−Ｖ０）−Ｊｍ・ｄω …（１）
【００２９】
ここで、Ｂｍはモータ内部負荷の粘性係数、ωは角速度、ω０は外部無負荷時の角速度定常値、Ｊｍはモータ２を含む装置（例えばウィンドウ開閉装置）の慣性モーメント、ｄωは角加速度、ａ、ｂはモータ２に固有の定数である。なお、（Ｂｍ＋ａ）（ω０−ω）を角速度差演算項、ｂ（Ｖ−Ｖ０）を電圧差演算項、Ｊｍ・ｄωを角加速度演算項（または慣性項）と呼ぶこともある。
【００３０】
振動検出部１４は、加速度センサ８により検出された加速度信号Ｇから加速度検出信号（波形信号）ｐを算出する。振動負荷算出部１５は、加速度検出信号ｐからモータ出力における振動（外乱）による振動負荷ｆｐを算出する。
図３は、加速度センサ８の出力する信号の波形図、及び振動負荷算出部１５の補正処理を示す図である。振動検出部１４は、例えば、図３（Ａ）に示すように、加速度検出信号ｐの波形信号を算出する。
【００３１】
また、振動負荷算出部１５は、振動負荷ｆｐの算出において、図３（Ｂ）に示すように、遅延回路１５Ａによる加速度検出信号ｐに対する遅延時間τによる遅延処理と、増幅器１５Ｂにおける振幅補正係数（補正ゲイン）Ｋによる振幅補正処理とにより行われる。すなわち、加速度検出信号ｐを入力として、この加速度検出信号ｐを基に、次式（２）により、振動負荷ｆｐを算出する。
【００３２】
ｆｐ＝Ｋ・ｐ（ｔ−τ） …（２）
【００３３】
なお、各係数Ｋ，τは、実測により求めることができる。例えば、車体に振動を与えた場合における加速度センサ８の検出データと、モータ負荷の出力データを測定し、むだ時間システムとして、システムを同定する。例えば、加速度検出信号ｐの信号のラプラス変換関数をＰ（ｓ）とし、振動負荷ｆの信号のラプラス変換関数をＦ（ｓ）とし、これらの間の伝達関数Ｈ（ｓ）を求め、次式（３）から各係数Ｋ，τを同定することができる。
【００３４】
Ｈ（ｓ）＝Ｆ（ｓ）／Ｐ（ｓ）＝Ｋｅ―τｓ …（３）
【００３５】
図２に戻って、振動負荷値判定部１６は、振動負荷算出部１５から振動負荷ｆｐの信号を入力し、この振動負荷ｆｐが所定の条件を満たすか否かを判定する。この所定の条件としては、後述するように、振動負荷ｆｐが所定の規定値（閾値ｆ１）を超えるとともに（ｆｐ≧ｆ１）、この閾値ｆ１を超える状態が、最初に閾値ｆ１を超えてから所定時間Ｔ１以内であるか否かが用いられる。そして、この条件を満たす場合に、振動負荷ｆｐの信号（ｆｐの算出値）を振動除去負荷算出部１７に出力する。
【００３６】
振動除去負荷算出部１７では、振動負荷値判定部１６から振動負荷ｆｐの信号が入力されると、推定負荷算出部１３から入力した推定負荷ｆｏに対して振動負荷ｆｐを減算し、振動除去推定負荷ｆｏ’（ｆｏ’＝ｆｏ−ｆｐ）を算出する。振動除去負荷算出部１７は、この振動除去推定負荷ｆｏ’の信号を挟込判定部１８に出力する。挟込判定部１８は、振動除去負荷算出部１７から入力した振動除去推定負荷ｆｏ’が所定の閾値ｆｈを超えるか否かを判定する。また、挟込判定部１８は、振動除去推定負荷ｆｏ’が所定の閾値ｆｈを超える場合に、パワーウィンドウにおいて異物の挟み込みが発生したと判定し、挟込信号ｈを駆動制御部１９に出力する。
【００３７】
駆動制御部１９では、挟込判定部１８から挟み込み信号ｈを入力すると、リレー回路４に駆動信号を送り、リレー回路４内のリレーを駆動し、パワーウィンドウＤＯＷＮ側（下降側）に駆動するか、又はパワーウィンドウの開閉動作を停止するようにモータ２を制御する。
なお、上述の各機能部は、制御部１０内に備えられたマイクロコントローラのＣＰＵが、マイクロコントローラに内蔵されたＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出して、情報の加工、演算処理を実行することにより、実現されるようにしてもよい。
【００３８】
以下、図４を参照して、制御部１０の具体的な制御動作を説明する。
図４は、制御部１０の行う挟み込み検出における振動負荷、推定負荷を示す波形図である。同図では、時刻ｔ＝０において、パワーウィンドウのＵＰ側動作（ウィンドウガラスの上昇動作）が既に開始されているものとする。
【００３９】
図４において、図４（Ａ）は、加速度検出信号（波形信号）ｐに対して生成される振動負荷ｆｐ、加速度検出信号ｐに対する遅延信号である遅延加速度検出信号ｐ’それぞれの波形例を示す図である。同図において、横軸は時間を示し、縦軸はそれぞれの信号のレベル（加速度、負荷）を示している。
また、図４（Ｂ）は、振動負荷算出部１５、振動負荷値判定部１６、振動除去負荷算出部１７、及び挟込判定部１８の動作を説明するための図である。同図において、横軸は時間を示し、縦軸はそれぞれの信号のレベル（負荷）を示している。また、同図において、符号ａで示す波形は、異物の挟み込み時における振動除去推定負荷ｆｏ’であり、符号ｂで示す波形は、振動外乱時における振動除去推定負荷ｆｏ’であり、符号ｂ’で示す波形は、推定負荷ｆｏである。また、振動負荷値判定部１６により判定される振動負荷ｆｐの閾値をｆ１とし、挟込判定部１８において挟み込み判定に使用される検知荷重をｆｈとしている。
【００４０】
図４（Ａ）に示すように、時刻ｔ１において車両（車体）に振動が発生し、この振動が加速度センサ８により検出され、振動検出部１４により加速度検出信号ｐが生成される。この加速度検出信号ｐは、振動負荷算出部１５において遅延時間τだけ遅延（ｄｅｌａｙ）され、遅延された遅延加速度検出信号ｐ’が生成される。例えば、加速度検出信号ｐにおけるピーク点（時刻ｔ２）は、遅延加速度検出信号ｐ’におけるピーク点（時刻ｔ５）まで遅延される。また、振動負荷算出部１５では、遅延加速度検出信号ｐ’に対する振幅補正係数（補正ゲイン）Ｋによる振幅補正処理を行い、振動負荷ｆｐを生成して振動負荷値判定部１６に出力する。すなわち、振動負荷算出部１５は、加速度検出信号ｐを入力として、この加速度検出信号ｐを基づいて、振動負荷ｆｐの信号を生成する。
【００４１】
（振動外乱がなく挟み込みによりモータ推定負荷ｆｏが増加する場合の例）
次に、外乱（車両の振動）による振動負荷ｆｐが発生しておらず、異物の挟み込みが発生してモータ推定負荷ｆｏが次第に増加する場合の挟み込み検出処理の例について、図４（Ｂ）を参照して説明する。なお、図４（Ｂ）に示すように、時刻ｔ＝０において、パワーウィンドウが既にＵＰ側（ウィンドウガラスの上昇側）に動作しており、推定負荷算出部１３から推定負荷ｆｏの算出値ｆｃの信号が出力されているものとする。
この状態において、時刻ｔ２において挟み込みが発生する。この挟み込みの発生により、推定負荷算出部１３から出力される推定負荷ｆｏ（符号ａで示す波形）は負荷算出値ｆｃから次第に増加する。また、振動除去負荷算出部１７から出力される振動除去推定負荷ｆｏ’（符号ａで示す波形）も次第に増加する（この例では、振動負荷ｆｐは発生していないので、「ｆｏ’＝ｆｏ」である）。
【００４２】
この振動除去負荷算出部１７から出力される振動除去推定負荷ｆｏ’（符号ａで示す波形）が、時刻ｔ２から次第に増加し、時刻ｔ４において、挟み込み検知荷重ｆｈに到達すると、挟込判定部１８により挟み込みの発生が検出される。この場合に、挟み込み検知荷重ｆｈは、パワーウィンドウがＵＰ側に通常動作する負荷ｆｃよりΔｆだけ多い検知荷重値ｆｈに設定されている。
こうして、時刻ｔ４において、挟込判定部１８により異物の挟み込みが検出されることにより、駆動制御部１９は、リレー回路４を通してモータ２を逆転させ、ガラス窓を下降側に駆動するか、又はモータ２を停止させる。
【００４３】
（振動負荷が発生する場合の例）
次に、車両に振動が印加されモータ出力に振動外乱（振動負荷ｆｐ）が発生し、かつ異物の挟み込みが発生していない場合の例について説明する。図４（Ａ）に示すように、時刻ｔ１において、車体に振動が発生し、この振動が加速度センサ８により検出され、振動検出部１４から加速度検出信号ｐが生成される。この加速度検出信号ｐは、振動負荷算出部１５において遅延時間τだけ遅延され、遅延された遅延加速度検出信号ｐ’が生成される。また、振動負荷算出部１５では、遅延加速度検出信号ｐ’に対する振幅補正係数Ｋによる振幅補正処理を行い、振動負荷ｆｐを生成して振動負荷値判定部１６に出力する。
【００４４】
一方、図４（Ｂ）に示すように、推定負荷算出部１３からは、時刻ｔ２から車体の振動の影響により、ウィンドウガラスの上昇に伴う負荷ｆｃに振動負荷が加わった推定負荷ｆｏとなる（符号ｂ’で示す波形）。
そして、時刻ｔ３において、振動負荷算出部１５から出力される振動負荷ｆｐが、閾値ｆ１を超えると、振動負荷値判定部１６から振動除去負荷算出部１７に対して振動負荷ｆｐの信号が出力される。ここで、閾値ｆ１は、挟み込みの誤検出が生じない範囲の小振動の振幅値以上、かつ挟み込み検出しきい値（検知荷重ｆｈ）以下に設定される。
【００４５】
時刻ｔ３において、振動負荷値判定部１６から振動除去負荷算出部１７に対して振動負荷ｆｐの信号が出力されると、振動除去負荷算出部１７では、時刻ｔ６までの時間Ｔ１の間だけ、推定負荷算出部１３から入力した推定負荷ｆｏに対する補正処理を行う。この補正処理では、推定負荷ｆｏ（波形ｂ’）の算出値から振動負荷ｆｐの算出値を減算する処理が行われる（ｆｏ’＝ｆｏ−ｆｐ）。
このため、時刻ｔ３から時刻ｔ６までの時間Ｔ１の間において、振動除去負荷算出部１７の出力ｆｏ’（波形ｂ）は、推定負荷ｆｏ（符号ｂ’の波形）から振動負荷ｆｐをキャンセルした（逆極性の振動負荷−ｆｐを加算した）状態となる。従って、振動除去負荷算出部１７の出力（振動除去推定負荷ｆｏ’）は、波形ｂで示すように検知荷重ｆｈを超えることがなくなり、挟込判定部１８により挟み込み検出が行われず、振動負荷による誤検出を回避できる。
このように、振動により発生する推定負荷ｆｏの振動外乱を、振動負荷ｆｐによりキャンセルすることにより推定負荷ｆｏの増加を抑制して、振動負荷による誤検出を抑制できる。これにより、挟み込み検出を早期に行うことができるとともに、挟み込み検出の判定に使用する検知荷重を低く設定することができる。
【００４６】
また、図５は、上述した制御部１０における振動負荷の補正処理の流れをフローチャートで示したものである。以下、図５に示すフローチャートを参照して、制御部１０における振動負荷の補正処理の流れについて説明する。
振動負荷算出部１５では、振動検出部１４により算出された加速度検出信号ｐを、車両の振動がモータ負荷（モータ出力の外乱負荷）に至るまでの機械系の遅れに相当する時間τだけ遅らせた遅延加速度検出信号ｐ’を算出し、この遅延加速度検出信号ｐ’に基づいて、モータ負荷に相当する値となるように振幅補正係数Ｋを乗じて振動負荷ｆｐを求める（ステップＳ１１）。
【００４７】
そして、振動負荷値判定部１６では、振動負荷ｆｐが規定値ｆ１以上となったら、その後、規定時間Ｔ１の間（規定時間Ｔ１以内）であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。この規定値ｆ１は、挟み込み検出において誤検出処理を行わない範囲の小振動の振幅値以上、挟み込み検出しきい値（検知荷重ｆｈ）以下に設定される。また、時間Ｔ１は「ｆｐ≧ｆ１」を検出後、初回目のピーク点を有するプラス振動がなくなるまでの時間を設定するが、図３（Ａ）に示すように、加速度検出信号ｐの初回目のプラス振動がなくなるまでの時間Ｔ１で近似できる。
【００４８】
なお、図４（Ｂ）の波形ｂ’で示す推定負荷ｆｏの初回目のピーク点を含む振動波形の部分（時間Ｔ１の範囲）は、加速度検出信号ｐと波形が同じ形になるが、２回目以降の振動波形は、機械系の“高次周波数による余振動”との足し算になるため波形が異なってくる。このため、時間Ｔ１に限定して、補正処理が行われる。なお、参考例として、走行振動については、加速度Ｇは１〜２０Ｇ程度であり、その振動周波数は、２〜３０Ｈｚ程度である。また、ドア閉め振動については、加速度Ｇは２０〜４０Ｇ程度であり、その振動周波数は、２〜５０Ｈｚ程度である。
【００４９】
図５のフローチャートに戻り、ステップＳ１２において、「ｆｐ≧ｆ１」でないか、又は規定時間Ｔ１の間（Ｔ１以内）でないと判定された場合は（ステップＳ１２でＮｏ）、振動除去負荷算出部１７では、振動負荷ｆｐにより補正演算を行うことなく、推定負荷ｆｏをそのまま振動除去推定負荷ｆｏ’として挟込判定部１８に出力する（ｆｏ’＝ｆｏ）（ステップＳ１３）。この場合は、振動負荷ｆｐが小さいか（小振動）、又は加速度検出信号ｐの波形と、推定負荷ｆｏにおける振動波形との相似性が良くないため、「ｆｏ’＝ｆｐ」とする。
【００５０】
一方、ステップＳ１２において、「ｆｐ≧ｆ１」であり、かつ規定時間Ｔ１の間（Ｔ以内）であると判定された場合は（ステップＳ１２でＹｅｓ）、振動除去負荷算出部１７では、まず、振動負荷ｆｐが正であるかどうかを判定する（ステップＳ１４）。
そして、ｆｐが負値（ｆｐ＜０）の場合は（ステップＳ１４でＮｏ）、推定負荷ｆｏをそのまま振動除去推定負荷ｆｏ’として挟込判定部１８に出力する（ｆｏ’＝ｆｏ）（ステップＳ１５）。これは、振動負荷ｆｐの位相がずれて振幅が大きくなる方向に補正されるのを防ぐためである。
【００５１】
また、ステップＳ１４において「ｆｐ≧０」と判定された場合は（ステップＳ１４でＹｅｓ）、推定負荷ｆｏから振動負荷ｆｐを減算し、大振動時の負荷変動が相殺された振動除去推定負荷ｆｏ’を求める（ステップＳ１６）。
【００５２】
このように、振動により車両に発生する振動（加速度）とモータ負荷（振動外乱）には相関があり、モータ２の推定負荷ｆｏに対する振動負荷ｆｐの補正を、大振動の振動負荷ｆｐに限定すれば、振動負荷ｆｐを遅延時間τと振幅補正係数Ｋとで簡易的に表現できる。また、加速度センサ８に２軸方向に採用すれば、走行による垂直振動とドア閉め時の水平振動を個別に検出でき、それぞれ固有の係数を設定し演算することができる。この係数は、実機測定結果より求めることができる。
【００５３】
このように、本発明の車両用開閉体の制御装置では、高次元の振動負荷の推定式を用いずに、簡単な演算（高速な処理）で振動外乱を除去した挟み込み検出機能を実現できる。また、車両の振動時の振動外乱によるモータ負荷の変動を相殺できるので、振動外乱を許容するための挟み込み検出マージンを大きく設定する必要がなく、早期の挟み込み検出が可能になるとともに、挟み込みを判定するための検知荷重（挟み込み検出の閾値荷重）を小さく設定することができる。また、振動外乱を認識したときに挟み込み検出を鈍くする処理が不要となるので、振動中に挟み込みが起こっても振動なしの時と同等の小さな検知荷重を用いることができる。
【００５４】
また、上述の実施形態では、車両用開閉体の制御装置の例として、車両のウィンドウガラスを開閉動作させるパワーウィンドウ駆動装置の例について説明したが、これに限られるものではない。例えば、本発明の車両用開閉体の制御装置を、サンルーフ、スライドドアの開閉用に用いてもよい。
【００５５】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明のパワーウィンドウ駆動装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００５６】
１…パワーウィンドウ駆動装置、２…モータ、３…回転センサ、４…リレー回路、５…電圧検出回路、６…電源、７…操作スイッチ、８…加速度センサ、１０…制御部、１１…電圧検出部、１２…回転速度算出部、１２Ａ…モータ加速度算出部、１２Ｂ…モータ位置算出部、１３…推定負荷算出部、１４…振動検出部、１５…振動負荷算出部、１６…振動負荷値判定部、１７…振動除去負荷算出部、１８…挟込判定部、１９…駆動制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータで開閉体を駆動する車両用開閉体の制御装置であって、
車両の振動を加速度センサを用いて加速度検出信号として検出する振動検出部と、
前記モータの推定負荷を算出する推定負荷算出部と、
前記振動検出部により検出される加速度検出信号から前記モータにおける振動負荷を算出する振動負荷算出部と、
前記推定負荷算出部で算出された推定負荷の算出値を、前記振動負荷算出部で算出された振動負荷の算出値により補正する振動除去負荷算出部と、
前記振動除去負荷算出部により補正された負荷算出値に基づいて物体の挟み込みの有無を判定する挟込判定部と、
を備えることを特徴とする車両用開閉体の制御装置。
【請求項２】
前記振動負荷算出部は、
前記振動検出部により検出された加速度検出信号を所定の遅延時間だけ遅延させるとともに、所定の係数を乗じ振幅補正して振動負荷を算出すること
を特徴とする請求項１に記載の車両用開閉体の制御装置。
【請求項３】
前記所定の遅延時間は、前記車両の振動がモータの負荷外乱として現れるまでの機械系の遅れに相当する時間である
ことを特徴とする請求項２に記載の車両用開閉体の制御装置。
【請求項４】
前記振動負荷が所定の閾値を超えているか否かを判定するとともに、該振動負荷が所定の閾値を超えていると判定した場合に、さらに、当該振動負荷が最初に前記閾値を超えてから所定時間以内に算出された振動負荷であるか否かを判定する振動負荷値判定部を備え、
前記振動除去負荷算出部は、
前記振動負荷値判定部により条件を満たすと判定された場合に、前記推定負荷算出部により算出される推定負荷の算出値から、前記振動負荷算出部により算出される振動負荷の算出値を減算する
ことを特徴とする請求項３に記載の車両用開閉体の制御装置。
【請求項５】
前記所定の時間は、前記加速度センサを用いて検出される加速度検出信号の波形において最初にピーク点が生じる振動波形の部分の周期に応じて設定される
ことを特徴とする請求項４に記載の車両用開閉体の制御装置。
【請求項６】
前記車両用開閉体の制御装置は、さらに
前記モータの回転速度を検出する回転速度算出部と、
前記モータの回転加速度を検出する回転加速度算出部と、
前記モータの駆動電圧を検出する電圧検出部と、
を有し、
前記推定負荷算出部は、前記モータの回転速度、回転加速度及び駆動電圧から推定負荷を算出することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の車両用開閉体の制御装置。
【請求項７】
前記車両用開閉体が車両の窓を開閉するパワーウィンドウである
ことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の車両用開閉体の制御装置。
【請求項１】
モータで開閉体を駆動する車両用開閉体の制御装置であって、
車両の振動を加速度センサを用いて加速度検出信号として検出する振動検出部と、
前記モータの推定負荷を算出する推定負荷算出部と、
前記振動検出部により検出される加速度検出信号から前記モータにおける振動負荷を算出する振動負荷算出部と、
前記推定負荷算出部で算出された推定負荷の算出値を、前記振動負荷算出部で算出された振動負荷の算出値により補正する振動除去負荷算出部と、
前記振動除去負荷算出部により補正された負荷算出値に基づいて物体の挟み込みの有無を判定する挟込判定部と、
を備えることを特徴とする車両用開閉体の制御装置。
【請求項２】
前記振動負荷算出部は、
前記振動検出部により検出された加速度検出信号を所定の遅延時間だけ遅延させるとともに、所定の係数を乗じ振幅補正して振動負荷を算出すること
を特徴とする請求項１に記載の車両用開閉体の制御装置。
【請求項３】
前記所定の遅延時間は、前記車両の振動がモータの負荷外乱として現れるまでの機械系の遅れに相当する時間である
ことを特徴とする請求項２に記載の車両用開閉体の制御装置。
【請求項４】
前記振動負荷が所定の閾値を超えているか否かを判定するとともに、該振動負荷が所定の閾値を超えていると判定した場合に、さらに、当該振動負荷が最初に前記閾値を超えてから所定時間以内に算出された振動負荷であるか否かを判定する振動負荷値判定部を備え、
前記振動除去負荷算出部は、
前記振動負荷値判定部により条件を満たすと判定された場合に、前記推定負荷算出部により算出される推定負荷の算出値から、前記振動負荷算出部により算出される振動負荷の算出値を減算する
ことを特徴とする請求項３に記載の車両用開閉体の制御装置。
【請求項５】
前記所定の時間は、前記加速度センサを用いて検出される加速度検出信号の波形において最初にピーク点が生じる振動波形の部分の周期に応じて設定される
ことを特徴とする請求項４に記載の車両用開閉体の制御装置。
【請求項６】
前記車両用開閉体の制御装置は、さらに
前記モータの回転速度を検出する回転速度算出部と、
前記モータの回転加速度を検出する回転加速度算出部と、
前記モータの駆動電圧を検出する電圧検出部と、
を有し、
前記推定負荷算出部は、前記モータの回転速度、回転加速度及び駆動電圧から推定負荷を算出することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の車両用開閉体の制御装置。
【請求項７】
前記車両用開閉体が車両の窓を開閉するパワーウィンドウである
ことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の車両用開閉体の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１３２６８５（Ｐ２０１１−１３２６８５Ａ）
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９０７６３（Ｐ２００９−２９０７６３）
【出願日】平成２１年１２月２２日（２００９．１２．２２）
【出願人】（０００１４４０２７）株式会社ミツバ (2,083)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２２日（２００９．１２．２２）
【出願人】（０００１４４０２７）株式会社ミツバ (2,083)
【Ｆターム（参考）】
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