專利名稱：打開和關閉元件控制系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于控制打開和關閉元件的運動的打開和關閉元件控制系統。
背景技術：
在車輛的自動車窗系統被設計成可以檢測到車窗玻璃夾住硬物的情況下，當軟物被車窗玻璃夾住時，不會檢測到檢測到軟物被夾住，或者會延后檢測到軟物被夾住。相反，在自動車窗系統被設計成可以檢測到軟物被夾住的情況下，降低了檢測夾住情形發生的閾值。這可能會導致對夾住情形的錯誤檢測。
為了針對上述缺陷，例如，日本的未審查專利No.JP07-158338公開了使用兩個閾值，即，一個閾值用于硬物，一個閾值用于軟物。在日本的未審查專利No.JP07-158338中，旋轉周期的變化率是基于脈沖信號計算的，該脈沖信號指示驅動車窗玻璃的電機的旋轉。當旋轉周期的變化率超過第一閾值時(該閾值對應于硬物)，立即確定物體被車窗玻璃夾住了。當旋轉周期的變化率在預定數量的脈沖周期之間低于第一閾值但高于第二閾值(該閾值對應于軟物)時，確定物體被車窗玻璃夾住了。這樣，日本的未審查專利No.JP07-158338中所述的技術允許對硬物和軟物進行檢測。
然而，在上述技術中，當一個介于軟物和硬物之間硬度的物體被車窗玻璃夾住時，直到對應于軟物的第二閾值持續超過預定次數時才能檢測到物體被夾住了。因此，當檢測到物體被夾住時，已經不利地增加了夾緊的負荷，從而不可能在相對低的夾緊負荷時檢測到被夾物體。
發明內容
針對上述缺陷提出了本發明。因此，本發明的一個目的是提供一種打開和關閉元件控制系統，該系統可以不考慮被夾物體的硬度而在相對低的夾緊負荷時，改善對打開和關閉元件夾住物體的檢測。
為了實現本發明的這個目的，提供一種打開和關閉元件控制系統，該系統包括驅動裝置、移動速度檢測裝置和夾緊檢測裝置。驅動裝置用于分別在打開和關閉元件的打開方向和關閉上方向驅動打開和關閉元件。移動速度檢測裝置用于輸出速度測量信號，該信號指示對應于由驅動裝置驅動的打開和關閉元件運動的移動速度。夾緊檢測裝置用于根據速度測量信號檢測打開和關閉元件夾住物體的情況。夾緊檢測裝置根據速度測量信號計算每個單位間隔的移動速度的變化量。夾緊檢測裝置根據每個單位間隔中的移動速度的變化量，檢測打開和關閉元件夾住物體的開始。夾緊檢測裝置計算從檢測到打開和關閉元件開始夾住物體的時刻起的移動速度的變化總量。當移動速度的變化總量超過夾緊確定閾值時，夾緊檢測裝置確認打開和關閉元件夾住了物體。
當每個單位間隔中的移動速度的變化量超過變化確定閾值時，夾緊檢測裝置可以檢測到夾住物體的開始。
此外，作為每個單位間隔中移動速度的變化量，可以通過夾緊檢測裝置根據速度測量信號來計算每個單位移動距離的移動速度的變化量。夾緊檢測裝置計算從檢測到打開和關閉元件開始夾住物體的時間起的每個計算出的每個單位移動距離的移動速度的變化量的累計值，作為從檢測到打開和關閉元件開始夾住物體時間起移動速度的變化總量。可供選擇地，夾緊檢測裝置將每個計算出的每個單位移動距離的移動速度變化量的當前累計值減去每個計算出的每個單位移動距離的移動速度變化量的預先開始累計值，從而獲得預先開始累計值和當前累計值之間的差作為移動速度的變化總量，該預先開始累計值是從預定時間到檢測到打開和關閉元件開始夾住物體的時間計算出的，該當前累計值是從預定時間到當前時間計算出的。
當每個單位間隔中的移動速度變化量超過正向干擾確定閾值時，夾緊檢測裝置可以負向增加夾緊確定閾值。
當每個單位間隔中的移動速度變化量沒有超過變化確定閾值時，夾緊檢測裝置可以將已經負向增加的夾緊確定閾值復位到初始值。
驅動裝置可以包括電機。移動速度檢測裝置可以輸出電機的轉速信號作為速度測量信號，該轉速信號指示電機的轉速。夾緊檢測裝置可以利用每個單位間隔中電機轉速的變化量作為每個單位間隔中移動速度的變化量，該變化量是基于電機的轉速信號計算出來的。夾緊檢測裝置可以基于預定數量的連續脈沖信號計算電機的轉速，每個脈沖都與電機的旋轉同步，同時在來自移動速度檢測裝置的電機的每個單位轉角輸出上述每個脈沖作為轉速信號。夾緊檢測裝置可以根據平均轉速計算在每個單位間隔中移動速度的變化量，該平均轉速是通過對連續計算出的轉速求平均而獲得的，按照電機的每個單位轉角計算各個轉速。
根據下面的說明、所附權利要求和附圖最好地理解本發明及其附加目的、特征和優點，其中圖1是用于說明根據本發明實施例的自動車窗系統的示意圖；圖2是示出自動車窗系統電氣結構的示意圖；圖3A是示出脈沖計數與自動車窗系統的電機轉速之間關系的示意圖；圖3B是示出脈沖計數與自動車窗系統的電機轉速差之間關系的示意圖；圖3C是示出脈沖計數與轉速差之和之間關系的示意圖；圖4是用于說明該實施例的夾緊確定過程的流程圖；及圖5是用于說明發生干擾時轉速差的示意圖。
具體實施例方式
將參考
本發明的實施例。應該注意的是，下面的結構、過程或類似內容不意味著是對本發明保護范圍的限定，其可以在不脫離本發明的保護范圍和實質的情況下以不同的方式進行修改。
將描述根據本發明的自動車窗系統的控制裝置。在本發明的自動車窗系統1中，作為設置在車門10上的打開和關閉元件的車窗玻璃(窗板)11通過電機23的旋轉而上升和下降從而關閉和打開車門10的窗口。該自動車窗系統1包括驅動設備(驅動裝置)2、控制設備(控制裝置)3和操作開關(窗開關)4。驅動設備2用于在打開和關閉方向(向下和向上的方向)上驅動車窗玻璃11。控制設備3用于控制驅動設備2的操作。操作開關4用于輸入乘車者(用戶)的操作指令。
驅動設備2包括上、下支架21a、21b、導軌22、電機23、環形帶24、滑塊25和兩個導向架26a、26b。上、下支架21a、21b設置在門10的內板10a上。導軌22設置成連接在上支架21a和下支架21b之間。電機23安裝在下支架21b上。環形帶24以其可旋轉的方式被放置在上支架21a和鏈輪周圍，該鏈輪與電機23的輸出軸相連。滑塊25由導軌22滑動導向，該導軌安裝在帶24上。導向架26a、26b在車窗玻璃11的打開/關閉(向下/向上)方向引導車窗玻璃11。滑塊25上安裝有一個支承車窗玻璃11下端的承板11a。
本實施例的電機23可以根據從控制設備3接收的電力在正向和反向旋轉。在本實施例的驅動設備2中，當電機23以正向或反向旋轉時，旋轉力通過鏈輪被傳遞到帶24從而旋轉帶24。當帶24旋轉時，滑塊25沿著導軌22被向上或向下被引導。當滑塊25沿著導軌22被向上或向下導向時，滑塊25沿著導向架26a、26b通過承板11a在向上或向下的方向上移動車窗玻璃11。如上所述，驅動設備2通過電機23的操作下降或上升車窗玻璃11從而打開或關閉門10的窗口。
作為移動速度檢測裝置的旋轉檢測設備27與電機23設置成一體。旋轉檢測設備27向控制設備3輸出與電機23的旋轉同步的脈沖信號(速度測量信號、轉速信號)。旋轉檢測設備27包括多個霍爾元件，其檢測磁鐵的磁性變化，與電機23的輸出軸一體旋轉。由于具有上述結構，旋轉檢測設備27輸出與電機23的旋轉同步的脈沖信號。就是說，旋轉檢測設備27每單位間隔(例如，每單位移動距離，如車窗玻璃11的每個單位位移量或電機23的每個單位轉角)就輸出脈沖信號。更具體地說，旋轉檢測設備27在車窗玻璃11的每個預定位移量或電機23的每個預定轉角輸出脈沖信號。這樣，旋轉檢測設備27可以輸出信號，該信號對應于通常與電機23的旋轉成比例的位移，即車窗玻璃11的移動。
在本實施例中，霍爾元件用于旋轉檢測設備27。然而，旋轉檢測設備27并不局限于具有霍爾元件的形式。換句話說，代替霍爾元件，只要其他任何合適的配置可以有效地檢測電機23的轉速，那么旋轉檢測設備27就可以包括這些合適的配置，例如編碼器。此外，在本實施例中，旋轉檢測設備27與電機23設置成一體以檢測電機23輸出軸的轉速，該轉速對應于車窗玻璃11的移動。然而，本發明并不局限于此。例如，車窗玻璃11的移動速度可以由任何其他已知的設備或裝置檢測。
本實施例的控制設備3包括控制器31和驅動電路32。控制器31和驅動電路32從安裝在車輛上的電池5接收電力。
本實施例的控制器31包括微型計算機，該微型計算機具有CPU31a、例如ROM(例如EPROM)31b、RAM31c的存儲器、輸入電路和輸出電路(未示出)。CPU31a通過總線(未示出)與存儲器31b和31c、輸入電路和輸出電路互連在一起。控制器31并不局限于上述形式。可替換的是，例如，控制器31可以包括DSP或門陣列。
通常，控制器31根據從操作開關4傳輸的操作信號，通過驅動電路32正向或反向旋轉電機23，從而向上或向下移動車窗玻璃11。此外，控制器31接收來自旋轉檢測設備27的脈沖信號。根據這種脈沖信號，控制器31可以檢測到夾緊情況，即，車窗玻璃11的上端部分和門10的窗框之間夾住物體的情況，這樣在其內限定車窗開口。當檢測到夾住物體時，控制器31通過驅動電路32在打開方向旋轉電機23以降低車窗玻璃11，從而使車窗玻璃11下降。因此，本實施例的控制器31作為夾緊檢測裝置。
本實施例的驅動電路32包括多個FET，用于根據來自于控制器31的輸入信號改變提供給電機23的電源的極性。具體而言，當驅動電路32接收到來自控制器31的正向旋轉指令信號時，驅動電路32以正向旋轉電機23的方式向電機23提供電力。相反，當驅動電路32接收到來自控制器31的反向旋轉指令信號時，驅動電路32以反向旋轉電機23的方式向電機23提供電力。代替FET，驅動電路32可以包括延遲電路以改變極性。此外，如果需要的話，驅動電路32還可以合并入控制器31中。
控制器31檢測提供給控制器31的各個脈沖的各個前沿和各個后沿(該前沿和后沿總體稱為脈沖邊緣)。根據相應脈沖邊緣之間的間隔(周期)，控制器31計算電機23的轉速(旋轉周期)。同樣，根據各個脈沖信號的相差，控制器31檢測電機23的轉向。就是說，控制器31根據電機23的轉速(旋轉周期)直接計算車窗玻璃11的移動速度，根據電機23的轉向確定車窗玻璃11的移動方向。此外，控制器31對脈沖邊緣進行計數。脈沖計數值，即脈沖計數數量(或簡稱為脈沖數)隨著車窗玻璃11向下或向上的動作(打開或關閉動作)而增加或減少。控制器31根據脈沖計數值確定車窗玻璃11的垂直位置(打開/關閉位置)。
本實施例的操作開關4可以是搖臂開關，其可以采用兩級方式進行操作，并包括車窗下降開關部分(車窗下降開關電路)、車窗上升開關部分(車窗上升開關電路)和自動開關部分(自動開關電路)。當乘車者操作操作開關4時，用于下降或上升車窗玻璃11的指令信號就從操作開關4輸出到控制器31。
具體而言，當操作開關4被操作到一端側的第一級時，車窗下降開關部分接通，就從操作開關4向控制器31輸出一個用于執行車窗玻璃11正向下降操作(在操作開關4保持在一端側的第一級的整個期間降低車窗玻璃11)的正向下降指令信號。此外，當操作開關4被操作到另一端側的第一級時，車窗上升開關部分接通，就從操作開關4向控制器31輸出一個用于執行車窗玻璃11正向上升操作(在操作開關4保持在另一端側的第一級的整個期間上升車窗玻璃11)的正向上升指令信號。
此外，當操作開關4被操作到超過一端側的第一級的第二級時，車窗下降開關部分和自動開關部分都被接通，就從操作開關4向控制器31輸出一個用于執行車窗玻璃11自動下降操作(即使操作開關4脫離了乘車者的手，仍然將車窗玻璃11一直下降到完全降低的位置)的自動下降指令信號。此外，當操作開關4被操作到超過另一端側的第一級的第二級時，車窗上升開關部分和自動開關部分都被接通，就從操作開關4向控制器31輸出一個用于執行車窗玻璃11自動上升操作(即使操作開關4脫離了乘車者的手，仍然將車窗玻璃11一直上升到完全升高的位置)的自動上升指令信號。
控制器31通過驅動電路32驅動電機23，在接收正向下降指令信號的整個期間(在操作開關4保持在一端側的第一級的整個期間)執行車窗玻璃11的正向下降操作。同樣，控制器31通過驅動電路32驅動電機23，在接收正向上升指令信號的整個期間(在操作開關4保持在另一端側的第一級的整個期間)執行車窗玻璃11的正向上升操作。
此外，當控制器31接收到來自操作開關4的自動下降指令信號時，控制器31通過驅動電路32驅動電機23，從而執行自動下降操作，將車窗玻璃11一直降低到完全下降的位置(打開位置)。此外，當控制器31接收到來自操作開關4的自動上升指令信號時，控制器31通過驅動電路32驅動電機23，從而執行自動上升操作，將車窗玻璃11一直升高到完全上升的位置(關閉位置)。
在執行車窗玻璃11的上升操作(正向上升操作或自動上升操作)時，控制器31監控車窗玻璃11夾緊情況的發生。當發生車窗玻璃11夾緊情況時，車窗玻璃11的移動速度和電機23的轉速下降，從而使旋轉周期增加。因此，本實施例的控制器31就總可以在其操作期間監控電機23轉速的變化。
本實施例的控制器31首先根據轉速的變化檢測啟動，即，夾緊情況的開始。然后，當從檢測到夾緊情況發生開始的轉速變化的總量達到一個預定數量時，控制器31確定，即，確認夾緊情況發生。
當確定發生了夾緊情況時，控制器31將電機23的旋轉反向以釋放被車窗玻璃11夾住的物體，這樣車窗玻璃11就被降低一個預定值。可替換地，當確定發生了夾緊情況時，控制器31停止電機23以停止車窗玻璃11的進一步上升，從而可以釋放被車窗玻璃11夾住的物體。
接著將參考圖3A到3C說明本實施例的自動車窗系統1的夾緊確定操作過程。在本實施例的自動車窗系統1中，根據來自旋轉檢測設備27的脈沖信號計算電機23的轉速ω，并將其存儲到存儲器中(例如，在正向操作期間存儲到RAM31c中，在剛一關閉車輛的點火開關之后就存儲在EPROM31b中，以便備用)。圖3A示出了如此計算出的轉速ω的變化。在圖3A中，縱軸對應電機的轉速，橫軸對應脈沖計數數量。圖3A示出了電機23的轉速ω在電機23旋轉中間由于夾緊情況而減速的情況。在圖3A中，數據線A1表示車窗玻璃11夾住硬物的狀態，因此轉速ω以一個相對高的減速率減速。此外，數據線B1表示車窗玻璃11夾住軟物的狀態，因此轉速ω以一個相對低的減速率減速。在圖3B和3C中，數據線A2、A3對應車窗玻璃11夾住硬物的狀態，數據線B2、B3對應車窗玻璃11夾住軟物的狀態。
在本實施例的自動車窗系統1中，根據上面的轉速ω的數據，計算出轉速差Δω，該轉速差是當前轉速ω和在先轉速ω之間的差，該在先轉速是在測量當前轉速ω之前預先測量的幾個脈沖邊緣。轉速差Δω對應轉速(移動速度)的變化率，即，每個單位間隔的轉速(移動速度)的變化量。圖3B示出了轉速差Δω的變化。關于圖3A，應該注意的是，數據線A1的轉速差Δω的絕對值大于數據線B1的轉速差的絕對值。
這里，首先確定如此計算的轉速差Δω是否超過變化確定閾值α(圖3B)。當轉速差Δω超過該變化確定閾值α時，暫時確定夾緊情況已經開始。在圖3B中，在P1和P2點檢測夾緊情況的開始(即，可能發生夾緊情況)。然而，此時，沒有肯定是否發生夾緊情況，因此電機23繼續旋轉，車窗玻璃11繼續向上運動。變化確定閾值α設定成即使自動車窗系統1的車窗玻璃11夾住軟物，夾住軟物引起的轉速差Δω也會超過變化確定閾值α。
在自動車窗系統1中，一旦檢測到開始發生夾緊情況，即以上述方式進行檢測，那么就確定從檢測到開始發生夾緊情況開始的每個計算出的轉速差Δω的累計值是否超過了夾緊確定閾值β(圖3C)。當轉速ω的總變化量超過夾緊確定閾值β時，檢測夾緊情況(確定或確認)。圖3C示出了轉速差Δω累計值(∑Δω)的變化。當累計值超過夾緊確定閾值β時，控制器31確定(確認)已經發生了夾緊情況。
如上所述，在本實施例的自動車窗系統1中，設定兩個閾值α、β。設定閾值α用于轉速差Δω，設定閾值β用于轉速ω的變化總量(轉速差Δω的總值)。因此，這些閾值α、β的確定對象彼此不同。
在本實施例的自動車窗系統1中，確定夾緊情況，即，根據從轉速差Δω超過變化確定閾值α時開始的轉速ω的變化總量而不是根據經過的時間周期或從轉速差Δω超過變化確定閾值α開始時的脈沖信號數目來進行確以。
因此，在本實施例的自動車窗系統1中，施加到被夾物體的夾緊負荷不會過度增加，從而當有效地確定夾緊情況，即確認夾緊情況時，被夾物體不會被損壞。
此外，在本實施例的自動車窗系統1中，即使當軟物被夾時，在夾緊情況的相對早期，轉速差Δω也會超過變化確定閾值α。因此可以有效地確定夾緊，即，在從超過變化確定閾值α時開始的轉速差Δω的變化總量超過夾緊確定閾值β時確認夾緊情況。在這種情況下，被夾物體是軟的，所以轉速差Δω不會變為一個小值(把其看作絕對值時為大值)。然而，一旦超過了變化確定閾值α，那么就開始累計轉速差Δω。因此，可以可靠地確定夾緊情況，即，當轉速差Δω的累計值(即，轉速差Δω的變化總量)超過夾緊確定閾值β時確認夾緊情況。
此外，與夾住軟物的情況類似，即使當夾住中間硬度(在硬物和軟物之間的硬度)的物體時，轉速差Δω也會在夾緊情況的早期超過變化確定閾值α，從而開始累計轉速差Δω。這樣，就可以在轉速差Δω的變化總量超過夾緊確定閾值β時確實確定夾緊情況。
如上所述，在本實施例的自動車窗系統1中，可以不管被夾物體的硬度在低負荷下可靠地確定夾緊情況。
此外，移動車窗玻璃11的同時，當物體沒有被車窗玻璃11夾住時，電機23的轉速會受到滑動電阻變化或外界因素的影響。即使在由于上述影響而使轉速差Δω超過變化確定閾值α的情況下，也不會確定夾緊情況，即，只要轉速差Δω的累計值沒有超過夾緊確定閾值β就不會確認夾緊情況。這樣，即使在將變化確定閾值α被設定成用于檢測軟物被夾情況的值時，也不可能發生錯誤的確定，并且可以在夾緊情況的早期確實地檢測到物體被夾情況。
下面，參考圖4說明本實施例的控制器31的夾緊確定過程。
本實施例的控制器31根據來自旋轉檢測設備27的脈沖信號更新電機23的轉速數據(步驟S1)。更具體地，控制器31通過處理從旋轉檢測設備27接收到的脈沖信號檢測脈沖邊緣。每次檢測到脈沖邊緣時，就計算當前檢測的脈沖邊緣和在先檢測的脈沖邊緣之間的脈沖寬度(時間間隔)T，并將其一個接一個地存儲到存儲器(例如，RAM31c)中。
在本實施例中，每次檢測到新的脈沖邊緣就更新脈沖寬度T，這樣將最后的四個脈沖寬度T(0)到T(3)存儲到存儲器中。具體而言，當檢測到脈沖邊緣時，計算新的脈沖寬度T(0)，轉換在先存儲的脈沖寬度T(0)到T(2)，并將其作為脈沖寬度T(1)到T(3)存儲到存儲器中，并且從存儲器中擦除在先的脈沖寬度T(3)。
接著，控制器31根據n個連續脈沖邊緣(即，連續脈沖的數目是n)的脈沖寬度T的總值(脈沖周期P)的相反值(inverse)計算轉速ω。這個轉速ω是與實際轉速成比例的值。
在本實施例中，根據最后的四個脈沖邊緣的脈沖寬度T(0)到T(3)計算轉速，即平均轉速ω(0)。接著，當檢測到下一個脈沖邊緣時，用新計算的脈沖寬度T(0)到T(3)更新轉速ω(0)。此時，在先轉速ω(0)存儲在存儲器中作為轉速ω(1)。因此，控制器31總是存儲八個最后的轉速ω(0)至ω(7)，每次檢測到新脈沖邊緣(每個預定移動量或每個預定轉角)時就更新這些轉速。如上所述，根據多個脈沖寬度T計算轉速ω，因此可以緩和每個接收到的脈沖信號輸出的傳感器負荷(duty)的變化，并且可以計算其錯誤變化被緩和了的轉速。
接著，控制器根據這個轉速，即平均轉速ω計算轉速差(轉速信號變化率)Δω(步驟S2)。具體而言，轉速ω(0)到ω(3)被用作當前數據塊，轉速ω(4)到ω(7)被用作在先的數據塊。此外，可以獲得當前數據塊之和與在先數據塊之和之間的差，并將其存儲在存儲器中。具體而言，通過將轉速ω(4)到ω(7)之和減去轉速ω(0)到ω(3)之和計算轉速差Δω，每次檢測到脈沖邊緣(每個預定位移量或每個預定轉角)就更新該轉速差。可替換地，可以通過用四個轉速ω(4)到ω(7)的平均值減去四個轉速ω(0)到ω(3)的平均值來計算轉速差Δω。這里，四個轉速ω(0)到ω(3)的平均值可以通過轉速ω(0)到ω(3)的總和除以數據的數目(本例中為4)而獲得。同樣，轉速ω(4)到ω(7)的平均值也可以通過同樣的方式而獲得。經過對多個轉速ω的轉速差Δω的計算，可以緩和轉速ω之間的相差。
接著，控制器31將計算出的轉速差Δω加上在先計算出的轉速差Δω的累計值，該累計值是從預定時刻，即，車窗玻璃11離開預定參考位置時開始進行累計的(步驟S3)。每次計算出轉速差Δω，就對計算出的轉速差Δω進行累計，這樣就計算出了轉速ω相對于參考位置的差。
接著，確定計算出的轉速差Δω是否超過正方干擾確定閾值γ(步驟S4)。例如，當車輛的車輪撞到路邊或當車窗玻璃11上升時，這種干擾會引起對車窗玻璃11施加震動，這樣電機23的轉速就會受到影響。在本實施例中，上述過程限制了這種干擾引起的對夾緊情況的錯誤檢測。
如圖5所示，當發生干擾時，轉速差Δω會在正方或反方發生重大變化。轉速差Δω在正方的重大變化表示電機23的旋轉在車窗玻璃11的關閉方向(向上的方向)加速。相反，轉速差Δω在反方的重大變化表示電機23的旋轉在車窗玻璃11的關閉方向(向下的方向)減速。由干擾引起的轉速差Δω在反方的重大變化仿效轉速差Δω在發生夾緊情況時的變化。這里，干擾確定閾值γ是一個在正方設定的值。當轉速差Δω超過正方的干擾確定閾值γ時，本實施例的控制器31確定已經發生了干擾。
當確定了已經發生干擾(步驟S4中為YES)時，在步驟S7，控制器31在反方增加夾緊確定閾值β，然后移動到步驟S8。這樣，即使轉速差Δω由于干擾在反方發生大幅度變化，并且因此錯誤地開始檢測夾緊情況，轉速差Δω的累計值也不會超過增加的夾緊確定閾值β。這樣就可以限制對夾緊情況的錯誤確定。在本實施例中，干擾確定閾值γ獨立于變化確定閾值α設定。可替換地，例如，干擾確定閾值γ可以設定成變化確定閾值α的相反值，即，具有與變化確定閾值α相同的絕對值但具有與變化確定閾值α的符號(-)相反的反向符號(+)的值。
當在步驟S4確定沒有發生干擾(步驟S4中為NO)，控制器31執行夾緊開始確定過程，用于確定夾緊情況的開始(步驟S5)。具體而言，當轉速差Δω超過反方變化確定閾值α時，確定夾緊情況已經開始。相反，當轉速差Δω沒有超過反方變化確定閾值α時，確定夾緊情況還沒有開始。
當在步驟S5確定夾緊情況已經開始(步驟S5中為YES)時，控制器31移動到步驟S8。相反，當在步驟S5確定夾緊情況還沒有開始(步驟S5中為NO)時，在步驟S6，將轉速差Δω的每個累計值和夾緊確定閾值β設定成其初始值。具體而言，在步驟S3計算出的轉速差Δω的累計值被設定為轉速ω的初始變化量S0，夾緊確定閾值β被恢復到還沒有增加的正常值。如上所述，當確定干擾期間結束時，夾緊確定閾值β被恢復到正常值，恢復正常過程。
接著在步驟S8，執行計算過程，用于計算轉速ω的變化總量S。具體而言，控制器31將在確定夾緊情況開始之前的步驟S6中設定的轉速ω的初始變化量S0(轉速差Δω的累計值)減去在步驟S3中計算出的轉速差Δω的累計值。這樣就計算出了轉速ω從夾緊開始的變化量S(轉速差Δω的累計值)。這樣，能夠可靠地地計算出由夾緊情況引起的轉速變化(即，對應于夾緊負荷的變化)。
在本實施例中，計算變化量相對于參考值的差從而計算轉速ω從夾緊情況開始的變化量。然而，這也可以如下所述進行修改。就是說，當沒有檢測到夾緊情況開始時，對轉速差Δω的累計值進行初始化。相反，當檢測到夾緊情況開始時，不對轉速差Δω的累計值進行初始化，可以僅僅為了檢測到夾緊開始之后的檢測而計算轉速差Δω，從而計算轉速ω的變化量。
接著，在步驟S9，控制器31確定步驟S8中計算出來的轉速ω的變化量S是否超過夾緊確定閾值β。
當在步驟S9中確定轉速ω的變化量S超過夾緊確定閾值β時(步驟S9中為YES)，控制器31在步驟S10執行被夾物體釋放處理，用于釋放被夾物體。然后，全部操作結束。更具體地，在被夾物體釋放過程中，控制器31反向旋轉電機23以將車窗玻璃11降低預定量，從而釋放被夾物體。
相反，當在步驟S9中確定轉速ω的變化量S沒有超過夾緊確定閾值β時(步驟S9中為NO)，全部操作終止。
在本實施例中，變化確定閾值α、夾緊確定閾值β、干擾確定閾值γ中的每一個都被設定成是獨立于車窗玻璃11的位置的對應預定值。然而，本發明并不局限于此。例如，這些值可以設定成隨車窗玻璃11的位置而變化。
此外，在本實施例中，本發明的打開和關閉元件控制系統應用于車輛的門10的自動車窗系統1。然而，本發明并不局限于此。例如，門10的窗板11可以由車輛蓬頂打開和關閉系統的蓬頂窗板代替。還可替換地，打開和關閉元件控制系統可以應用于任何其它合適的打開和關閉系統(例如，滑動門打開和關閉系統)，其中驅動滑動門(作為打開和關閉元件)打開和關閉對應的門開口。
其他優點和改進對本領域技術人員來說都是容易實現的。因此，在本發明較寬的保護范圍內，本發明并不局限于所示和所述的特殊細節、典型裝置和說明性實施例。
權利要求
1.一種打開和關閉元件控制系統，包括驅動裝置(2)，用于分別在打開和關閉元件(11)的打開方向和關閉方向上驅動打開和關閉元件；移動速度檢測裝置(27)，用于輸出指示移動速度的速度測量信號，該移動速度對應于通過驅動裝置(2)驅動的打開和關閉元件(11)的移動；及夾緊檢測裝置(31)，用于根據速度測量信號檢測被打開和關閉元件(11)夾住物體的情況，其中夾緊檢測裝置(31)根據速度測量信號計算每個單位間隔移動速度的變化量；夾緊檢測裝置(31)根據每個單位間隔移動速度的變化量檢測打開和關閉元件(11)夾住物體的開始；夾緊檢測裝置(31)計算從檢測到打開和關閉元件(11)開始夾住物體的時間起移動速度的變化總量；及當移動速度的變化總量超過夾緊確定閾值(β)時，夾緊檢測裝置(31)確認打開和關閉元件(11)夾住了物體。
2.根據權利要求1的打開和關閉元件控制系統，其中當每個單位間隔的移動速度的變化量超過變化確定閾值(α)時，夾緊檢測裝置(31)檢測開始夾住物體。
3.根據權利要求1的打開和關閉元件控制系統，其中夾緊檢測裝置(31)根據速度測量信號計算每個單位移動距離的運動速度的變化量作為每個單位間隔中的移動速度的變化量；及夾緊檢測裝置(31)計算從檢測到打開和關閉元件(11)開始夾住物體的時間起的每個計算出的每個單位移動距離的移動速度的變化量累計值，作為從檢測到打開和關閉元件(11)開始夾住物體時間起的移動速度的變化總量。
4.根據權利要求1的打開和關閉元件控制系統，其中夾緊檢測裝置(31)根據速度測量信號計算每個單位移動距離的移動速度的變化量，作為每個單位間隔的移動速度的變化量；夾緊檢測裝置(31)將每個計算出的每個單位移動距離的移動速度變化量的當前累計值減去每個計算出的每個單位移動距離的移動速度變化量的預先開始累計值，從而獲得預先開始累計值和當前累計值之間的差作為移動速度的變化總量，該預先開始累計值是從預定時間到檢測到打開和關閉元件(11)開始夾住物體的時間計算出的，該當前累計值是從預定時間到當前時間計算出的。
5.根據權利要求1的打開和關閉元件控制系統，其中當每個單位間隔移動速度的變化量超過正方干擾確定閾值(γ)時，夾緊檢測裝置(31)增加反方的夾緊確定閾值(β)。
6.根據權利要求5的打開和關閉元件控制系統，其中當每個單位間隔的移動速度的變化量沒有超過變化確定閾值(α)時，夾緊檢測裝置(31)將已經反方增加了的夾緊確定閾值(β)復位成初始值。
7.根據權利要求1的打開和關閉元件控制系統，其中驅動裝置(2)包括電機(23)；移動速度檢測裝置(27)輸出表示電機(23)轉速的電機(23)的轉速信號作為速度測量信號；及夾緊檢測裝置(31)將每個單位間隔的電機(23)的轉速變化量用作每個單位間隔的移動速度的變化量，該轉速變化量是根據電機(23)的轉速信號計算出來的。
8.根據權利要求7的打開和關閉元件控制系統，其中夾緊檢測裝置(31)根據預定數目的連續脈沖信號計算電機(23)的轉速，每個脈沖信號都與電機(23)的旋轉同步，并且在電機(23)的每個單位轉角從運動速度檢測裝置(27)輸出的每個脈沖信號作為轉速信號。
9.根據權利要求8的打開和關閉元件控制系統，其中夾緊檢測裝置(31)根據平均轉速計算每個單位間隔的移動速度的變化量，該平均轉速是通過對計算出的預定數目的連續轉速求平均值而獲得的，以電機(23)的每個單位轉角計算每個連續轉速。
10.根據權利要求1的打開和關閉元件控制系統，進一步包括移動速度存儲裝置(31c)，用于存儲由速度測量信號表示的移動速度。
11.根據權利要求1的打開和關閉元件控制系統，其中打開和關閉元件(11)是車輛的窗板。
全文摘要
電機(23)在打開和關閉方向驅動車輛的門(10)的車窗玻璃(11)。旋轉檢測設備(27)響應于電機(23)的旋轉的輸出脈沖信號。控制器(31)根據轉速信號檢測車窗玻璃(11)夾住物體的情況。更具體地，控制器(31)根據轉速信號計算轉速的變化率，即，轉速差(Δω)。控制器(31)根據轉速差(Δω)檢測夾緊情況的開始。當從檢測到夾緊開始的時間起的轉速變化量超過夾緊確定閾值(β)時，控制器(31)確認夾住了物體。
文檔編號E05F15/16GK1840847SQ200610068359
公開日2006年10月4日 申請日期2006年3月30日 優先權日2005年3月30日
發明者平井憲幸 申請人:阿斯莫株式會社