专利名称：带有夹入检测功能的自动窗装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及带有夹入检测功能的自动窗装置，尤其涉及这样一种装置，它根据使窗升降的马达以及连接窗和马达的窗驱动机构有无松动(间隙)，来设定不进行夹入检测的取消起动期间，使异物的夹入检测达到更高的可靠性。
背景技术：
过去，带有夹入检测功能的自动窗装置对马达的驱动进行控制的方法是在利用马达驱动力来进行窗升降动作时遇到有异物夹入的情况下，使马达停止驱动或者反转，进行夹入回避处理。所述带有夹入检测功能的自动窗装置作为对驱动装置的松动(间隙)采取对策的装置，提出了这样的方案(例如，参见专利文献1)，即其中具有脉冲编码器，根据马达的旋转而生成脉冲信号；监视机构，根据窗上升中从上述脉冲编码器产生的输出脉冲，来监视马达的转速；夹入识别机构，在窗上升中马达转速的相对降低量超过了预先设定的判断基准值的情况下，识别为异物夹入；以及判断基准更改机构，在上述窗下降后从开始上升时起规定的转速期间内使上述判断基准量增大。
根据该带有夹入检测功能的自动窗装置，利用判断基准更改机构，从窗下降后开始上升起使规定转速期间内的夹入判断基准值增大，所以，在使窗从下降向上升反转时的上升初期，由于从马达到窗的驱动系统的松动而使马达处于接近无负荷状态而高速旋转，然后，马达转速降低，因此很难把稳定的动作错误地识别为发生了异物夹入。并且，该带有夹入检测功能的自动窗装置在增大判断基准值的期间内也不禁止夹入的判断，所以，能够发挥防止夹入动作的作用。
而且，专利文献1所述的技术，在使窗从下降向上升反转时的上升初期也不禁止夹入的判断，能够发挥防止夹入动作的功能。过去已经提出有以下这种类型的带有夹入检测功能的自动窗装置将从马达起动开始起到马达转速达到稳定点为止的规定期间作为取消起动期间，在该期间不进行夹入的判断。
<专利文献1>特开平07-113375号公报但是，驱动系统中出现的松动的大小，由于马达和窗驱动机构在制造时的精度以及往车辆上装配时的精度不同，而每辆车都不同。并且，松动的大小随时间增加而变化。再者，窗从下降转向上升时，松动增大，上升后，再次上升时松动减小。
然而，上述专利文献1所述的技术，从马达起动开始起在一定时间内使夹入的判断基准量增大。“规定转速的期间”是对每台自动窗装置分别规定的一定期间；判断基准是从通常的判断基准的1.5～4倍的范围选择的固定值。如上所述，各台车辆中出现的驱动系统的松动的大小有偏差，所以，上述“规定转速的期间”和“判断基准”必须能够适应松动的分布的上限。所以，可能是上述“规定转速的期间”变成相当长的期间，上述“判断基准”不得不成为相当大的值。其结果，可以说，即使在门玻璃刚刚反转后也能够判断夹入，缺点是可靠性低，而且，“规定转速的期间”的存在期间长。并且，上述现有技术仅限于从门玻璃下降向上升反转时且一律采取措施。但从下降向上升反转时也有松动小的时候，并且，即使在一旦上升后再上升时也有松动大的时候。
并且，将从马达起动开始起到马达转速达到稳定点为止的规定期间作为取消起动期间不进行夹入判断的这种类型的带有夹入检测功能的自动窗装置，也存在取消起动期间变成长时间的问题。
发明内容
本发明是为了解决上述现有技术的问题而提出的方案。其目的在于提供这样一种带有夹入检测功能的自动窗装置，它能够根据自动窗驱动系统中出现的松动的大小来对取消起动期间进行优化，更准确地进行异物夹入判断。
本发明为了解决上述问题，一种带有夹入检测功能的自动窗装置，具有驱动时通过窗驱动机构来开关窗的马达、输出与上述马达的旋转相对应的脉冲信号的脉冲生成器、输出开关信号来对上述窗的开关进行手动操作的开关装置、以及生成与上述脉冲信号及上述开关信号相对应的上述马达的控制信号的控制部，当利用上述开关装置对上述窗进行关闭操作时，利用上述控制部来进行在上述窗内是否发生了夹入的判断、及在判断为发生了夹入的情况下的夹入回避处理，该带有夹入检测功能的自动窗装置不将从上述马达起动时起到马达转速达到稳定点为止的期间作为取消起动期间，来进行上述控制部的上述夹入判断。上述控制部具有用于检测包括上述窗驱动机构在内的驱动系统的松动的松动检测构件，根据来自松动检测构件的输入来判断是否有规定值以上的松动，当判断为有上述规定值以上的松动时，以检测到上述马达转速的峰值时为基准，对上述取消起动期间的结束时间进行设定，当判断为没有上述规定值以上的松动时，把上述马达转速的变化率达到规定值时或上述马达的输入比率的变化率达到规定值时作为上述取消起动期间的结束时间。
并且，本发明的上述结构的带有夹入检测功能的自动窗装置，预先求出在上述驱动系统中有上述规定值以上的松动的情况下的、从上述马达转速的峰值检测时起到上述马达转速达到稳定点为止的时间，并把从上述峰值检测时起的该预先求出的时间经过时作为上述取消起动期间的结束时间。
并且，本发明为了解决上述问题，具有驱动时通过窗驱动机构来开关窗的马达、输出与上述马达的旋转相对应的脉冲信号的脉冲生成器、输出开关信号来对上述窗的开关进行手动操作的开关装置、以及生成与上述脉冲信号及上述开关信号相对应的上述马达的控制信号的控制部，当利用上述开关装置对上述窗进行关闭操作时，利用上述控制部来进行在上述窗内是否发生了夹入的判断、及在判断为发生了夹入的情况下的夹入回避处理，该带有夹入检测功能的自动窗装置不将从上述马达起动时起到马达转速达到稳定点为止的期间作为取消起动期间，来进行上述控制部的上述夹入判断，控制部从上述马达起动时起计算上述马达的输出比率，并通过与预先设定的规定的输出比率阈值相比较，来判断出在包括上述窗驱动机构及上述马达在内的驱动系统中是否有规定值以上的松动，并进行上述马达转速的峰值检测，当判断为计算出的上述马达的输出比率大于上述规定的输出比率阈值时，判断为在上述驱动系统中有规定值以上的松动，并把上述马达转速的峰值检测时作为基准，对上述取消起动期间的结束时间进行设定；当判断为没有上述规定值以上的松动时，把上述马达转速的变化率达到规定值时，或者上述马达的输入比率的变化率达到规定值时作为上述取消起动期间的结束时间。
并且，本发明的上述结构的带有夹入检测功能的自动窗装置，上述控制部根据上述马达的输入电压值来变更上述规定的输出比率阈值。
并且，本发明的上述结构的带有夹入检测功能的自动窗装置，预先求出在上述驱动系统中有上述规定值以上的松动的情况下的、从上述马达旋转的峰值检测时起到上述马达转速达到稳定点为止的时间，并把从上述峰值检测时起的该预先求出的时间经过时作为上述取消起动期间的结束时间。
在对窗进行上升操作的情况下，在使窗升降的驱动系统中没有松动，而且马达起动时没有异物夹入时，如图6(a)所示，马达转速和马达输入比率[输入电压Vin和作为输入电压Vin的1次延迟值(补偿电压)Vout1的比Rin＝Vout1/Vin]，从马达起动时开始逐渐增加。该增加率随时间的经过而降低，马达起动后的规定时间经过后成为规定的稳定值。与此相反，当使窗升降的驱动系统中有松动，而且马达起动时有异物夹入时，如图6(b)所示，马达转速在马达起动时由于马达处于接近无负荷状态，所以转速急增，与驱动系统的松动的大小相对应的时间经过后出现峰值，然后，逐渐降到规定的稳定值。并且，马达输入比率和在驱动系统中没有松动时一样进行变化。这样，马达输入比率与松动无关，能够获得稳定的输出，所以，适宜判断为马达旋转稳定。但在有松动的情况下，即使马达输入比率稳定时也不能说马达旋转稳定，所以不能使用。在此，输入电压Vin是由马达驱动电压检测部检测出的电压。
另一方面，马达转速随着驱动系统中有无松动而有很大变化。并且，在窗的驱动系统中有松动的情况下，从马达起动开始起到马达转速达到峰值为止的时间T1，随驱动系统中出现的松动的大小而变化。但是，从马达转速达到峰值起到达到稳定点P为止的时间T2，受驱动系统中出现的松动大小的影响小，误差小，而且能够用实验或模拟等方法预先求出。所以，在判断到窗口驱动系统中有规定值以上的松动时，若把马达转速的峰值检测时作为基准，把预先求出的到稳定点P为止的时间T2后设定为取消起动期间T的结束时间，则能够使取消起动期间T的结束时间随着驱动系统中出现的松动的大小而进行优化，所以，能够防止把马达起动时的取消起动期间设定得过长，能够更准确地检测出窗内是否发生异物夹入，能够进一步提高带有夹入检测功能的自动窗装置的可靠性。
并且，在窗驱动机构中没有规定值以上的松动的情况下，从马达驱动开始起马达转速和马达的输入比率均逐渐增加，表现出各窗驱动机构特有的曲线，所以，利用马达转速的变化率(测量时的马达转速与稳定点P的马达转速之比)或者马达输入比率达到规定值(例如97％)时，能够看作是马达转速达到稳定点P。所以，把马达转速的变化率达到规定值时，或者马达输入比率达到规定值时作为取消起动期间的结束时间，这样，能够对马达起动时的取消起动期间的设定进行优化，所以，能够进一步提高带有夹入检测功能的自动窗装置的可靠性。
以上为了检测使窗升降的驱动系统的松动，设置了松动检测构件，有一种通过测量马达输出比率来检测有无松动的方法。
在使窗进行上升操作的情况下，在使窗升降的驱动系统中没有松动，而且马达起动时没有夹入异物时，如图8所示，马达输出比率[发电电压Vout2与输入电压Vin的1次延迟值(校正电压)Vout1之比Rout＝Vout2/Vout1]，大致上是一定的值。并且，如图6(a)所示，马达输入比率[输入电压Vin和输入电压Vin的1次延迟值(校正电压)Vout1的比Rin＝Vout1/Vin]，从马达起动时开始逐渐增加。但该增加率随时间的经过而降低，在马达起动后的规定时间经过后达到规定的稳定值。再者，马达转速也从马达起动时开始逐渐增加，该增加量随时间的经过而降低，在马达起动后的规定时间经过后，达到规定的稳定值。
与此相比，当使窗升降的驱动系统有松动，而且，马达起动时没有夹入异物时，马达起动时马达处于接近无负荷的状态，所以，如图8所示，马达输出比率成为非常高的值，接着，随着马达的旋转而逐渐降低，在马达起动后的规定时间经过后，成为规定的稳定值。并且，马达转速如图6(b)所示，在与驱动系统的松动的大小相对应的时间经过后，出现峰值，然后，逐渐减小到规定的稳定值。而且，马达输入比率和驱动系统无松动的情况一样变化。
这样，马达输出比率根据驱动系统中有无松动而发生显著变化，所以，对该马达的输出比率的值进行监视，即可判断出驱动系统内是否有规定值以上的松动。
而且，马达的输出比率如图8所示，随马达的输入电压值而变化，所以，控制部根据马达的输入电压值来变更作为松动判断基准的规定的输出比率阈值，即可随时准确地判断是否有规定值以上的松动。
如上所述，在用马达输出比率来判断窗驱动系统有无松动之后，对取消起动期间的结束时间进行优化的方法，如上所述，适宜采用利用马达转速的推移或马达输入比率的方法。
发明效果本发明的带有夹入检测功能的自动窗装置，利用松动检测构件和控制部来判断在窗驱动系统中是否有规定值以上的松动，当判断为有规定值以上的松动时，以检测到马达转速的峰值时为基准，设定取消起动期间的结束时间，而且当判断为没有规定值以上的松动时，将马达转速的变化率达到规定值时或者马达输入比率的变化率达到规定值时作为取消起动期间的结束时间，所以，能够防止马达起动时的不适当的取消起动期间的设定；能够更准确地检测出是否产生了异物夹入窗内；能够进一步提高带有夹入检测功能的自动窗装置的可靠性。
并且，本发明的带有夹入检测功能的自动窗装置，利用控制部根据马达的输出比率来判断在窗驱动系统中是否有规定值以上的松动，当判断为有规定值以上的松动时，以检测到马达转速的峰值时为基准，设定取消起动期间的结束时间，而且当判断为没有规定值以上的松动时，将马达转速的变化率达到规定值时或者马达输入比率的变化率达到规定值时作为取消起动期间的结束时间，所以，能够防止马达起动时的不适当的取消起动期间的设定；能够更准确地检测出是否产生了异物夹入窗内；能够进一步提高带有夹入检测功能的自动窗装置的可靠性。
图1是本发明第1实施方式的带有夹入检测功能的自动窗装置的构成图。
图2是表示脉冲生成器的构成以及从脉冲生成器输出的脉冲信号的波形的说明图。
图3是表示实施方式的带有夹入检测功能的自动窗装置的基本动作步骤的流程图。
图4是表示实施方式的带有夹入检测功能的自动窗装置的第1取消起动期间的设定步骤的流程图。
图5是表示实施方式的带有夹入检测功能的自动窗装置的第2取消起动期间的设定步骤的流程图。
图6是表示马达起动时开始的马达转速和马达输入比率的变化的曲线图。
图7是本发明第2实施方式的带有夹入检测功能的自动窗装置的构成图。
图8是第2实施方式的输出比率和松动的关系的曲线图。
图9是第2实施方式的输出比率阈值和输入比率亲的关系的曲线图。
具体实施例方式
以下根据图1～图9，详细说明涉及本发明的带有夹入检测功能的自动窗装置的实施方式。
如图1所示，涉及第1实施方式的带有夹入检测功能的自动窗装置，主要有一下构件构成窗1；用于使窗1升降的马达2；连接窗1和马达2的窗驱动机构3、切换马达2驱动方向和驱动方式的开关装置4；负载电阻4a；检测马达2的旋转状态的脉冲生成器5；脉冲传输线路5a；用于向马达2施加所需的驱动电压的马达驱动部6；分压电阻器6a；用于检测窗1的动作状态的窗动作检测器7；以及微控制单元(MCU、控制部)8，根据从开关装置4输出的开关信号和从脉冲生成器5输出的脉冲信号来生成马达2的控制信号，并通过马达驱动部6来控制马达的旋转，同时根据上述脉冲信号和从上述窗动作检测器7输出的检测信号来对夹入检测的取消起动期间进行设定。而且，在本说明书中，把由马达2和窗驱动机构3构成的系统称为“窗的驱动系统”或“驱动系统”。并且，用脉冲生成器5和窗动作检测器7来构成松动检测构件。
窗1能够升降地安装在车门上，它利用马达2通过窗驱动机构3进行升降。窗驱动机构3由动力传动机构而构成，该动力传动机构是连杆机构、齿条、小齿轮机构或者缠绕在绕线盘上的线机构或其组合等，它能够稳定地支承窗1且能够把马达2的驱动力可靠地传递到窗1上。马达2连结在窗驱动机构3的活动部分。
开关装置4被设置在门的内面上，具有未图示的至少3个开关，即用于指示窗1的上升的开关、用于指示窗1的下降的开关、以及用于指示动作的自动继续的开关。在对用于指示窗1上升的开关或者用于指示窗1下降的开关单独进行操作的情况下，仅在该开关被操作期间，窗1上升或下降，在停止该开关的操作的同时开关1的上升或下降也停止。与此相比，当同时操作用于指示开关1上升的开关和用于指示动作的自动继续的开关时，在停止操作用于指示开关1上升的开关之后窗1仍继续上升，在窗1达到窗框的最上部的阶段窗1停止。并且，当同时操作用于指示开关1下降的开关和用于指示动作的自动继续的开关的情况下，在停止操作用于指示窗1下降的开关之后，窗1仍继续下降，在窗1达到窗框的最下部的阶段，窗1停止。
脉冲生成器5如图2(a)所示，具有用马达2进行旋转驱动的带有磁性的旋转体5a以及在该旋转体5a的周围按90度的角度设置的2个霍尔元件5b、5c；如图2(b)所示，从各霍尔元件5b、5c输出相位差为90度的2相方形波脉冲。
马达驱动部6的构成部分有控制信号反转用的2个变换器6b、6c及把马达2的旋转切换设定到正转、反转或停止中的某一个的继电器6d、6e等，根据从MCU8供给的控制信号的状态来使马达2进行旋转驱动。
窗动作检测器7被设置在窗1和窗框1a之间，输出对应于窗1的升降动作的位置检测信号。该窗动作检测器7可以采用可变电阻器或编码器等位置检测传感器。
MCU8如图1所示具有控制运算部11、存储器12、马达驱动电压检测部13、脉冲边沿计数器14、定时器15和窗移动计数器16。
随着窗1的动作开始，从窗动作检测器7输出的位置检测信号由MCU8的窗移动计数器16来进行计数，通过该计数，即可检测出窗1的动作开始时间。本发明的驱动系统的松动，被检测为马达2开始驱动、脉冲生成器5开始生成脉冲、并由控制运算部11接收该脉冲起到接收来自上述窗移动计数器16的计数值为止，即到窗1的动作开始被确认为止的时间差。所谓“无松动”状态是指基本上上述时间差几乎为0的状态。但脉冲生成部5和窗动作检测器7均受到分辨率的限制，即使松动为0，也会产生上述时间差。也就是说，若是与分辨率的最小值以内相对应的时间差以内，则可把松动判断为接近于0，或者是能够适用本发明的技术的范围内的松动。时间差被定义为从控制运算部11接收来自脉冲生成器5的脉冲起，到接收从窗移动计数器16来的计数值为止的从脉冲生成器5接收的脉冲的脉冲数或者周期。
存储器12被划分成夹入检测数据存储区12a，用于存储在控制运算部11中进行的夹入检测所必须的常数和运算式等；取消起动期间设定数据存储区12b，用于存储在控制运算部11中进行的取消起动期间的设定所必须的常数和运算式等；以及时间表存储区12c等，用于存储控制运算部11的动作步骤。在上述取消起动期间设定数据存储区12b内，存储松动基准值，用于判断在窗1的驱动系统中是否有松动；必要的附加时间，用于在窗1的驱动系统中具有被定义为上述松动基准值的规定值以上的松动的情况下，计算出取消起动期间的结束时间；以及必要的马达转速的阈值或马达输入比率的阈值，用于在窗1的驱动系统中没有被定义为上述松动基准值的规定值以上的松动的情况下，设定取消起动期间的结束时间。上述松动基准值被定义为从上述脉冲生成器5接收的脉冲数或者周期，把驱动系统的种类、脉冲生成器5和窗动作检测器7的分辨率考虑在内，通过实验加以决定，例如设定为1周期。所谓上述附加时间，是指其值的大小相当于从上述马达转速达到峰值起到达到稳定点P为止的时间T2，是通过实验或模拟而预先求出的值。
马达驱动电压检测部13对车载电池的电压进行检测，脉冲边沿计数器14对从脉冲生成器5供给的2相方形波脉冲的脉冲边沿进行检测。并且，定时器15向控制运算部11提供对需要的数据处理或数据运算所必须的时钟。
控制运算部11取得从开关装置4输入的开关信号a、通过脉冲边沿计数器14从脉冲生成器5输入的脉冲信号b、通过马达驱动电压检测部13从马达驱动部6输入的驱动电压信号c、从窗动作检测器7通过窗移动计数器16输入的窗动作信号d、从存储器12输入的数据信号e、以及从定时器15输入的定时器信号f，来进行所需的数据处理或数据运算，把开关装置4的操作状态或有无夹入所对应的控制信号供给到马达驱动部6，对马达2的起动、停止和反转等进行控制。并且，该控制运算部11根据上述各信号a～f来判断有无夹入，同时对不判断有无夹入的取消起动期间进行设定。
也就是说，上述控制运算部11对系统整体进行控制，如图3所示，当操作了开关装置4时，读入上述各信号a～f(S-1步)，判断是否被指示窗1上升(S-2步)。在S-2步判断出被指示窗1上升的情况下，判断在驱动系统中是否有规定值以上的松动(S-3步)，在S-3步，判断在驱动系统中有规定值以上的松动的情况下，对第1取消起动期间进行设定(S-4步)。而且，在S-3步对驱动系统中是否有规定值以上的松动进行判断的方法是当用上述方法求得的松动等于或大于存储在存储器12的取消起动期间设定数据存储区12b内的松动基准值时，判断为在驱动系统中有规定值以上的松动。
在取消起动期间的设定之后，控制运算部11等待取消起动期间的经过(S-5步)，对窗1内是否发生了夹入进行监视(S-6步)，在S-6步判断为发生了夹入的情况下，进行马达2的停止或反转等所需的夹入回避处理(S-7步)，在所需的夹入回避处理结束后使系统结束工作。在S-2步未指示窗1上升的情况下，返回到S-1步。并且，在S-3步判断为在驱动系统中没有规定值以上的松动的情况下，转移到采用第2取消起动期间的方式。而且，在S-6步进行的夹入判断的方法，可以采用本发明申请人率先提出的特开平11-81793号公报所记载的方法。
以下利用图4和图5，详细说明利用控制运算部11进行的取消起动期间的设定方法。
图4是说明第1取消起动期间的设定的流程图。
在图3的S-3步判断为在驱动系统中有规定值以上的松动的情况下，控制运算部11通过脉冲边沿计数器14取得从脉冲生成器5输入的脉冲信号b(S-11步)，进行马达转速的计算和每单位时间的马达转速的变化量的计算(S-12步)，根据每单位时间的马达转速的变化量来检测马达转速的峰值(S-13步)。然后，由控制运算部11读出在存储器12的取消起动期间设定数据存储区12b内所存储的附加时间数据(S-14步)，决定取消起动期间的结束时间(S-15步)。
图5是说明采用第2取消起动期间的方式S-8步的流程图。在图3的S-3步判断为在窗1的驱动系统中没有规定值以上的松动的情况下，转移到采用第2取消起动期间的方式(S-8步)，控制运算部11对存储在存储器12的取消起动期间设定数据存储区12b内的数据输入比率阈值进行读出(S-21步)，并且，通过马达驱动电压检测部13取得从马达驱动部6输入的驱动电压信号c，进行马达输入比率的计算(S-22步)。然后，由控制运算部11判断已计算出的马达输入比率是否达到了存储在存储器12的取消起动期间设定数据存储区12b内的马达输入比率阈值(S-23步)，当判断为计算出的马达输入比率已达到存储在存储器12的取消起动期间设定数据存储区12b内的马达输入比率阈值(S-23步)时，判断为第2取消起动期间结束，进入S-6步，进行窗1是否发生了夹入的判断。
这样，本例的带有夹入检测功能的自动窗装置，在已判断为窗1的驱动系统中有规定值以上的松动的情况下，把马达转速的峰值检测时作为基准，把达到预先求出的稳定点为止的时间T2的经过时设定为取消起动期间T的结束时间，所以，能够根据窗1的驱动系统中出现的松动的大小来对取消起动期间T的结束时间进行优化，能够防止把马达起动时的取消起动期间设定地过长(超过需要)。因此，能够进一步提高带有夹入检测功能的自动窗装置的可靠性。
并且，在窗1的驱动系统中没有规定值以上的松动的情况下，把获得稳定输出的马达输入比率达到规定值(例如97％)时看作马达的旋转达到了稳定点P，并作为取消起动期间T的结束时间，所以，能够把马达起动时的取消起动期间设定地更短，能够进一步提高带有夹入检测功能的自动窗装置的可靠性。
而且，在上述实施方式中，在窗1的驱动系统中没有规定值以上的松动的情况下，把马达输入比率达到规定值(例如97％)时看作是马达输入比率达到了稳定点，并作为取消起动期间T的结束时间。但本发明的要旨并不限于此，为了取代上述构成，也可以是在窗1的驱动系统中没有规定值以上的松动的情况下，把马达转速的变化率达到了规定值(例如97R％)时看作是马达转速达到了稳定点，并作为取消起动期间T的结束时间。
以下详细说明本发明的第2实施方式的带有夹入检测功能的自动窗装置。图7表示第2实施方式的带有夹入检测功能的自动窗装置的构成图。本自动窗装置的构成与上述第1实施方式的自动窗装置相比，其差别是没有构成松动检测构件的窗动作检测器7、窗移动计数器16；控制运算部11不是根据从接收脉冲生成器5的脉冲生成开始起到接收从窗移动计数器16来的计数值为止的时间差，来判断松动的有无，而是根据脉冲信号和上述马达2的输入比率及输出比率，来设定夹入检测的取消起动期间；在时间表存储区12内存储了输出比率阈值。此外的其他构成基本相同，对具有相同功能的部位标注相同的参考符号，其说明从略。
存储器12被划分成夹入检测数据存储区12a，用于存储在控制运算部11中进行的夹入检测所必需的常数或运算式等；取消起动期间设定数据存储区12b，用于存储在控制运算部11中进行的取消起动期间的设定所必需的常数或运算式等；时间表存储区12c，用于存储控制运算部11的动作步骤。在上述取消起动期间设定数据存储区12b内存储用于对窗1的驱动系统中是否有松动进行判断的马达输出比率阈值；在窗1的驱动系统中有规定值以上的松动的情况下，取消起动期间的结束时间的计算所必需的附加时间；以及在窗1的驱动系统中没有规定值以上的松动的情况下，取消起动期间的结束时间的设定所必需的马达转速的变化率阈值或马达输入比率阈值。上述马达输出比率阈值、上述附加时间和马达转速的变化率阈值或马达输入比率阈值，通过实验或模拟来预先求出。
控制运算部11取得从开关装置4输入的开关信号a、通过脉冲边沿计数器14从脉冲生成器5输入的脉冲信号b、通过马达驱动电压检测部13从马达驱动部6输入的驱动电压信号c、从存储器12输入的数据信号d及从定时器15输入的定时器信号e，来进行所需的数据处理或数据运算；并把开关装置4的操作状态或有无夹入所对应的控制信号f供给到马达驱动部6，对马达2的起动、停止和反转等进行控制。并且，该控制运算部11根据上述驱动电压信号c，求出输入电压Vin和输入电压Vin的1次延迟值(校正电压)Vout1，并求出马达输入比率Rin＝Vout1/Vin。式中，按照发电电压Rout2与输入电压Vin的1次延迟值(校正电压)Vout1的比Vout2/Vout1来求出马达输出比率Rout。发电电压Vout2则作为发电常数Kt(Vin/rpm)和马达转速N(RPM)的积来求出。根据所使用的马达的特性值取得发电常数Kt，利用从脉冲边沿计数器14输出的脉冲信号b来求出马达转速N。
在使窗上升操作的情况下，在使窗升降的驱动系统中没有松动，而且马达起动时没有异物夹入时，如图8所示，马达输出比率[发电电压Vout2与输入电压Vin的1次延迟值(校正电压)Vout1的比Rout＝Vout2/Vout1]大致上按一定值推移。与此相比，当使窗升降的驱动系统中有松动，而且马达起动时没有夹入异物时，马达起动时马达处于接近无负荷状态，所以，如图8所示，马达输出比率成为非常高的值，然后，随着马达的旋转而逐渐降低，在马达起动后的规定时间过去以后，变成规定的稳定值。这样，马达输出比率随驱动系统中有无松动而发生显著变化，所以，通过对该马达输出比率值进行监视，即可判断出驱动系统中是否有规定值以上的松动。
再者，该控制运算部11根据上述各信号a～e来判断有无夹入，并且对不进行有无夹入的判断的取消起动期间进行设定。
也就是说，上述控制运算部11对系统整体进行控制，如图3所示，当操作了开关装置4时，读入上述各信号a～e(S-1步)，判断是否被指示窗1上升(S-2步)。在S-2步判断为被指示窗1上升的情况下，计算出马达输出比率，并将计算出的马达输出比率与存储器12的取消起动期间设定数据存储区12b内所存储的输出比率阈值进行比较，判断在驱动系统中是否有规定值以上的松动(S-3步)。在S-3步判断为驱动系统中有规定值以上的松动的情况下，对第1取消起动期间进行设定(S-4步)。而且，上述控制运算部11在驱动系统的松动判断时，根据图9的数据来适当设定与马达2的输入电压相对应的输出比率阈值。也就是说，马达输出比率Rout取决于输入电压Vin，所以，输出比率阈值也希望随输入电压Vin的变化而变更。通过实验可以看出，随输入电压Vin的变化，马达输入比率Rout大致上直线变化。输出比率阈值为简便起见如图8所示，把输入电压Vin划分成几个范围，在一个范围内适用一个输出比率阈值。具体来说，将输入电压＜11.75V时的输出比率阈值设定为80％，将11.75V≤输入比率≤15.25V时的输出比率阈值设定为85％，将输入比率＞15.25V时的输出比率阈值设定为90％，即使输入电压发生变化，也能够正确地判断有无松动。
取消起动期间的设定(S-4步和S-5步)以后的步骤和上述第1实施方式相同，故其说明从略。
这样，本例的带有夹入检测功能的自动窗装置，在判断为窗1的驱动系统中有规定值以上的松动的情况下，以检测到马达转速的峰值时为基准，把预先求出的达到稳定点的时间T2的经过时设定为取消起动期间T的结束时间，所以，能够根据窗1的驱动系统中出现的松动的大小，来对取消起动期间T的结束时间进行优化，能够防止把马达起动时的取消起动期间设定的过长。因此能够进一步提高带有夹入检测功能的自动窗装置的可靠性。
权利要求
1.一种带有夹入检测功能的自动窗装置，具有驱动时通过窗驱动机构来开关窗的马达、输出与上述马达的旋转相对应的脉冲信号的脉冲生成器、输出开关信号来对上述窗的开关进行手动操作的开关装置、以及生成与上述脉冲信号及上述开关信号相对应的上述马达的控制信号的控制部，当利用上述开关装置对上述窗进行关闭操作时，利用上述控制部来进行在上述窗内是否发生了夹入的判断、及在判断为发生了夹入的情况下的夹入回避处理，该带有夹入检测功能的自动窗装置不将从上述马达起动时起到马达转速达到稳定点为止的期间作为取消起动期间，来进行上述控制部的上述夹入判断，其特征在于，上述控制部具有用于检测包括上述窗驱动机构在内的驱动系统的松动的松动检测构件，根据来自松动检测构件的输入来判断是否有规定值以上的松动，当判断为有上述规定值以上的松动时，以检测到上述马达转速的峰值时为基准，对上述取消起动期间的结束时间进行设定，当判断为没有上述规定值以上的松动时，把上述马达转速的变化率达到规定值时或上述马达的输入比率的变化率达到规定值时作为上述取消起动期间的结束时间。
2.如权利要求1所述的带有夹入检测功能的自动窗装置，其特征在于，预先求出在上述驱动系统中有上述规定值以上的松动的情况下的、从上述马达转速的峰值检测时起到上述马达转速达到稳定点为止的时间，并把从上述峰值检测时起的该预先求出的时间经过时作为上述取消起动期间的结束时间。
3.一种带有夹入检测功能的自动窗装置，具有驱动时通过窗驱动机构来开关窗的马达、输出与上述马达的旋转相对应的脉冲信号的脉冲生成器、输出开关信号来对上述窗的开关进行手动操作的开关装置、以及生成与上述脉冲信号及上述开关信号相对应的上述马达的控制信号的控制部，当利用上述开关装置对上述窗进行关闭操作时，利用上述控制部来进行在上述窗内是否发生了夹入的判断、及在判断为发生了夹入的情况下的夹入回避处理，该带有夹入检测功能的自动窗装置不将从上述马达起动时起到马达转速达到稳定点为止的期间作为取消起动期间，来进行上述控制部的上述夹入判断，其特征在于，上述控制部从上述马达起动时起计算上述马达的输出比率，并通过与预先设定的规定的输出比率阈值相比较，来判断出在包括上述窗驱动机构及上述马达在内的驱动系统中是否有规定值以上的松动，并进行上述马达转速的峰值检测，当判断为计算出的上述马达的输出比率大于上述规定的输出比率阈值时，判断为在上述驱动系统中有规定值以上的松动，并把上述马达转速的峰值检测时作为基准，对上述取消起动期间的结束时间进行设定；当判断为没有上述规定值以上的松动时，把上述马达转速的变化率达到规定值时，或者上述马达的输入比率的变化率达到规定值时作为上述取消起动期间的结束时间。
4.如权利要求3所述的带有夹入检测功能的自动窗装置，其特征在于，上述控制部根据上述马达的输入电压值来变更上述规定的输出比率阈值。
5.如权利要求3所述的带有夹入检测功能的自动窗装置，其特征在于，预先求出在上述驱动系统中有上述规定值以上的松动的情况下的、从上述马达旋转的峰值检测时起到上述马达转速达到稳定点为止的时间，并把从上述峰值检测时起的该预先求出的时间经过时作为上述取消起动期间的结束时间。
全文摘要
本发明提供一种能够根据窗的驱动系统中出现的松动的大小来对取消起动期间进行优化的带有夹入检测功能的自动窗装置。MCU8判断在包括马达(2)和窗驱动机构(3)在内的驱动系统中是否有规定值以上的松动，当判断为有上述规定值以上的松动时，以检测到上述马达转速的峰值时为基准，把预先设定的附加时间的经过时设定为取消起动期间的结束时间；当判断为驱动系统中没有上述规定值以上的松动时，把上述马达转速的变化率达到规定值时或者上述马达的输入比率的变化率达到规定值时作为上述取消起动期间的结束时间。
文档编号E05F15/16GK1749519SQ20051010969
公开日2006年3月22日 申请日期2005年9月16日 优先权日2004年9月16日
发明者筱原晓彦, 清野健一, 佐佐木晃, 松原一仁, 野村裕哉 申请人:阿尔卑斯电气株式会社