JPS6159068B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、たとえば自動車のパワーウインド
ウや電動サンルーフ等に使用される電動開閉装置
の安全制御装置に関するものである。 自動車のパワーウインドウや電動サンルーフ
は、閉じる際に、ウインドウガラスやサンルーフ
からなる開閉体と車体の開口縁との間に人体等の
障害物が挾まれた場合、即時に停止することが望
ましい。ここで従来からこのような場合には、即
時に開閉体が停止するような機構がとられてい
る。 しかしながら従来の装置は、開口縁に安全スイ
ツチを設けて、人体等が開閉体に押されてから安
全スイツチが作動するようにしたものであつた
り、電動モータに流れる電流を測定するようにし
て、開閉体に人体等が挾まれたときの電流増大を
検出して電動モータを停止させるようなものであ
つたため、開口縁の全幅にわたつて安全スイツチ
を設けなければならない問題や、モータ特性、開
閉体の作動抵抗等のバラツキや使用中における作
動抵抗の変化等の影響を受ける問題があり、感
度、安定性の点でなお解決の余地があつた。 この発明はこれらの点に鑑みてなされたもので
あり、電動モータに流れる電流が、開閉体が正常
に作動しているときには変化が小さく、人体等が
挾まれると急激に増大するという特性に着目し
て、正常電流からの急激な変化を検知して電動モ
ータを停止させるようにしたものである。 次にこの発明の一実施例を第１図について説明
すると、１は自動車に搭載されたバツテリであつ
て、負極が車体接地されているものである。この
バツテリ１の正極側は、２極双投型の切換スイツ
チ２の１つの可動接点に接続されている。この切
換スイツチ２の他方の可動接点は、この発明に係
る安全制御装置３の端子ｃに接続されている。 切換スイツチ２の一方側の２個の固定接点の間
には、ウインドウガラスや電動サンルーフからな
る開閉体の駆動源となる電動モータ４が接続され
ている。また切換スイツチ２の他方側の２個の固
定接点は、安全制御装置３の端子ａ，ｂに接続さ
れている。なお、２組の固定接点間は交差結線さ
れ、可動接点の位置によつて電動モータ４の回転
方向を変えるようになつている。この実施例では
可動接点を図の左側に倒したとき開閉体が開き、
右側に倒したとき閉じるようにしてある。 安全制御装置３には、ａ，ｂ，ｃ，ｄの４つの
端子が設けられている。そして端子ａ，ｂ，ｃは
前述のように接続され、端子ｄは車体接地されて
いる。端子ａ，ｂは、ダイオード５，６を介して
定電圧電源回路７の入力側に接続されている。定
電圧電源回路７の出力側は、可変抵抗器８を介し
て第１の比較回路９の一方の入力端に接続されて
いる。第１の比較回路９の他方の入力端は、フイ
ルタ・増幅回路１０の出力端に接続されている。 フイルタ・増幅回路１０の一方の入力端は端子
ｃに接続されており、他方の入力端は車体接地さ
れている。そして端子ｃ，ｄ間にはシヤント抵抗
器１１と、一端が定電圧電源回路７の出力側に接
続されたリレー１２の常閉接点１２ａとが直列に
接続されている。 フイルタ・増幅回路１０の出力端には、前述の
第１の比較回路９の１つの入力端のほか、可変抵
抗器１３を介して第２の比較回路１４の一方の入
力端が接続され、これと共にダイオード１５と抵
抗器１６の並列回路を介して他方の入力端が接続
されている。なお、この入力端はコンデンサ１７
を介して車体接地されている。 第２の比較回路１４の出力端は、第１のナンド
回路１８の一方の入力端に接続されている。この
第１のナンド回路１８の他方の入力端には、一端
を定電圧電源回路７の出力側に接続したタイマ１
９の他端が接続されている。第１のナンド回路１
８の出力端は第２のナンド回路２０の一方の入力
端に接続されている。そして前述の第１の比較回
路９の出力端は表示ランプ２１の一端と第２ナン
ド回路２０の他方の入力端に接続されている。表
示ランプ２１の他端は車体接地されている。 第２のナンド回路２０の出力端はトランジスタ
２２のベースに接続されている。トランジスタ２
２は前述したリレー１２の通電制御を行なうもの
で、このリレー１２はコレクタに接続されてい
る。トランジスタ２２のエミツタは車体接地され
ている。このトランジスタ２２のコレクタ、エミ
ツタ間には、リレー１２の常開接点１２ｂが接続
されている。 このように構成されたこの安全制御装置は、次
のように作動する。まず開閉体を閉じるために切
換スイツチ２の可動接点を右側の固定接点に接触
させると、バツテリ１からの電流は上側の可動接
点、固定接点、電動モータ４、固定接点、下側の
可動接点、シヤント抵抗器１１、この時点では閉
じているリレー１２の常閉接点１２ａから車体接
地回路を流れて、電動モータ４は開閉体が閉じる
方向に回転する。このとき電動モータ４に流れる
電流は、第２図にＡで示す起動時と正常時の部分
のように変化する。 電動モータ４に流れる電流は端子ｃからフイル
タ・増幅回路１０にも流れる。ここでこの電流は
電圧に変換されるとともに、第２図のＢに示すよ
うに平滑化され、増幅されて出力される。このフ
イルタ・増幅回路１０より出力された信号は、可
変抵抗器１３を経て第２図のＣで示す信号に変換
されて第２の比較回路１４に入力されると共に、
抵抗器１６とコンデンサ１７とからなる積分回路
を経て第２図のＤで示す信号に変換され、第２の
比較回路１４に入力される。なお、信号Ｃは正常
時積分回路を経た信号Ｄよりも低いレベルとなる
ように、可変抵抗器１３によりレベル設定されて
いる。このように可変抵抗器１３を調整すること
により、電流変化に対する感度を設定することが
できる。 信号Ｃと信号Ｄとは、第２の比較回路１４内で
比較されて、信号Ｃのレベルが信号Ｄのレベルよ
り大きくなつたときに、第２図のＥに示すよう
に、一定のレベルの信号を出力する。 一方、端子ａよりダイオード５を経て定電圧電
源回路７に入つた電流は一定電圧に維持されてタ
イマ１９に入り、このタイマ１９を作動させる。
このタイマ１９は、第２図にＦで示すように切換
スイツチ２を接続したのち初期時間t₀を経過した
ときに始めて一定レベルの信号を出力するように
設定されており、遅延回路として作用する。初期
時間t₀は電動モータ４の起動時における立上り電
流が安定電流に移るまでの時間より長く設定して
おく（約0.3秒程度）。 第２の比較回路１４からの出力信号とタイマ１
９からの出力信号とは、第１のナンド回路１８に
入力されて演算が行なわれる。この回路はナンド
回路であるので、２つの入力端に入る信号が同時
に入力しているときには出力せず、いずれか一方
の信号が入力しているとき、およびいずれの信号
も入力していないときに一定レベルの信号を出力
することになる。 また、定電圧電源回路７により一定電圧に維持
された電流は可変抵抗器８を通つて第１の比較回
路９に設定基準電圧として入力され、フイルタ・
増幅回路１０からの出力信号と比較されて、フイ
ルタ・増幅回路１０からの出力信号が設定基準電
圧よりも低い場合に、一定レベルの信号を出力
し、表示ランプ２１を点灯させる。また設定基準
電圧よりも高くなつた場合には出力を停止して表
示ランプ２１を消灯させる。 この第１の比較回路９からの出力信号と第１の
ナンド回路１８からの出力信号とは、第２のナン
ド回路２０に入力されて演算が行なわれる。この
第２のナンド回路も両信号が同時に入力している
ときには出力せず、いずれか一方の信号が入力し
ているとき、およびいずれの信号も入力していな
いときに一定レベルの信号を出力してトランジス
タ２２をオンにし、リレー１２に通電する。 リレー１２が通電されて作動すると常閉接点１
２ａは開くので、電動モータへの電流が断たれ、
電動モータ４は停止する。これにより開閉体はそ
の位置で停止する。なおリレー１２が作動すると
常開接点１２ｂが閉じてトランジスタ２２を短絡
するので、切換スイツチ２が切られるまで、この
状態に自己保持される。 次に起動時、正常時、異常時および全閉時の各
状態に分けて、その作動を詳細に説明する。 (1) 起動時 切換スイツチ２を開閉体が閉じる方向に接続
した瞬間に、電動モータ４には第２図Ａに示す
ように立上り電流が流れ、フイルタ・増幅回路
１０からの出力信号Ｂは立上りがやや鈍化され
るが、やはり立上りができる。可変抵抗器１３
を経た信号Ｃは、信号Ｂに比例した形状で、信
号Ｂよりも低いレベルを示す。 これに対して抵抗器１６とコンデンサ１７と
からなる積分回路を経た信号Ｄは立上りがなく
なつて緩やかな上昇曲線を示すことになる。こ
のため信号Ｃのレベルが信号Ｄのレベルよりも
高くなつて、第２の比較回路１４からはＥに示
すような一定レベルの信号が出力される。この
ときタイマ１９からは初期時間t₀の間だけ信号
が出力されておらず、第１のナンド回路１８か
らは信号が出力される。 一方、可変抵抗器８により設定される基準電
圧は、信号Ｂの立上りレベルよりも高く設定し
てあるため、第１の比較回路９からは一定レベ
ルの信号が出力されており、表示ランプ２１が
点灯している。したがつて第２のナンド回路２
０には同時に両信号が入力されることになり、
ナンド回路２０から信号は出力されず、トラン
ジスタ２２は非導通となり、リレー１２は作動
せず、常閉接点１２ａは閉じたままで電動モー
タ４は回転をし続ける。 (2) 正常時 タイマ１９の初期時間t₀が過ぎたのちは、タ
イマ１９からの信号が出力されるが、このとき
電動モータ４に流れる電流は安定しており、第
２図に示すように信号Ｃは信号Ｄよりも低いレ
ベルとなつて、第２の比較回路１４からは信号
が出力されない。よつて第１のナンド回路１８
にはタイマ１９からの信号のみが入力されるこ
とになり、信号が出力される。 また第１の比較回路９からは前述の起動時と
同様に信号が出力されており、第２のナンド回
路２０には両信号が同時に入力されることにな
り、信号は出力されず、トランジスタ２２は非
導通となり、リレー１２は作動せず、電動モー
タ４は回転をし続ける。 (3) 異常時 開閉体に人体等の障害物が当接して、電動モ
ータ４に大きな負荷が加わると、第２図でＡの
異常時の部分に示すように電動モータ４に流れ
る電流は増大する。フイルタ・増幅回路１０か
らの出力は、第２図にＢで示すように、上記電
流の変化に追従して変化し、可変抵抗器１３を
通つた信号Ｃもこれに比例した形で変化する。 これに対して抵抗器１６とコンデンサ１７と
からなる積分回路を通つた信号Ｄは緩やかに上
昇する曲線となり、信号Ｃのレベルが信号Ｄの
レベルよりも高くなつて、第２の比較回路１４
からは信号が出力される。このとき、タイマ１
９からの信号も出力されており、第１のナンド
回路１８には同時に両信号が入力されることに
なつて、第１のナンド回路１８からは信号が出
力されなくなる。 また第１の比較回路９からは、フイルタ・増
幅回路１０からの出力信号Ｂが設定基準電圧を
越えていないために、前述と同様に信号が出力
されており、第２のナンド回路２０には第１の
比較回路９からの信号のみが入力されることに
なり、第２のナンド回路２０から信号が出力さ
れる。この出力信号によつてトランジスタ２２
が導通し、リレー１２が作動し、常閉接点１２
ａが開いて電動モータ４の回転が止まり、開閉
体の移動が停止することになる。 (4) 全閉時 全閉するためには大きな力を必要とするため
に、全閉直前において前述の異常時と同様にし
て、リレー１２が作動して電動モータ４は停止
する。そこで切換スイツチ２を切つてリレー１
２の自己保持を解除し、常閉接点１２ａを閉じ
たのち、再び閉じる方向に接続すると、前述の
起動時と同様にタイマ１９が遅延回路として作
用し、異常検出回路が作動しなくなり、立上り
電流によつて電動モータ４が回転する。 全閉すると、電動モータ４に非常に大きな負
荷が加わり、フイルタ・増幅回路１０からの出
力信号が設定基準レベルを越えるために、第１
の比較回路９からの信号が出力されなくなり、
表示ランプ２１が消灯する。 第１のナンド回路１８からは、前述の起動時
と同様に、信号が出力されており、第２のナン
ド回路２０にはこの信号のみが入力されること
になり、第２のナンド回路２０から信号が出力
されてトランジスタ２２が導通され、リレー１
２が作動し、電動モータ４は停止する。これに
よつて電動モータ４および開閉体の開閉機構の
損傷を防止することができる。 表示ランプ２１には前述の異常時において、
リレー１２が作動して常閉接点１２ａが開いた
ときにも点灯しており、開閉体が全閉したとき
にのみ消灯することになるので、全閉確認ラン
プとしても使用することができる（全開の場合
も同じ）。 以上の説明は開閉体が閉じる場合についてのも
のであつたが、開閉体が開く場合にも全く同様に
作用することになる。 以上の作動を一覧表にすると次のとおりにな
る。なお、「１」は出力がある場合を示し、「０」
は出力がない場合を示している。

【表】 前述の回路におけるダイオード１５は、電動モ
ータ４に対する負荷が減少して正常電流に戻る場
合に、信号Ｃが下がるのに追従して信号Ｄが下が
るようにして、次の異常時に対して検出もれ、ま
たは検出遅れが生じないように接続したものであ
る。このダイオード１５としては、順方向電圧降
下の小さいゲルマニウムダイオードを使用するこ
とが望ましい。 この発明は上述のように構成したものであるか
ら、次のような効果がある。 (1) 感度が良好で応答性が良く、作動が確実であ
るから、人体等が開閉体に挾まれると即刻開閉
体の進行を止めることができるので、人体等は
損傷を受けることがなく、また開閉体側も破損
を受けることがない。 (2) 電動モータの特性のバラツキや開閉体の作動
抵抗のバラツキおよび長期の使用による作動抵
抗の変化等の影響を受けず、誤作動もなく、安
定性に優れた作動が得られる。 (3) 開閉体、開口部、電動モータおよび開閉体の
作動機構には全く加工を施す必要がなく、すべ
て電気回路によつて構成するものであるから、
既存の開閉装置にも簡単に取り付けることがで
きる。 (4) 全閉時には起動電流による電動モータの大き
なトルクを利用して完全に閉めることができる
ので、雨水や塵埃等に対する封鎖が確実にな
る。 (5) 検出もれや検出遅れがなく、また表示ランプ
により全閉、全開の確認が確実に行なわれる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の回路図、第２図
は第１図の回路の作動を示すグラフである。 １……バツテリ、２……切換スイツチ、３……
安全制御装置、４……電動モータ、７……定電圧
電源回路、９……第１の比較回路、１０……フイ
ルタ・増幅回路、１１……シヤント抵抗器、１２
……リレー、１２ａ……常閉接点、１３……可変
抵抗器、１４……第２の比較回路、１６……抵抗
器、１７……コンデンサ、１８……第１のナンド
回路、１９……タイマ、２０……第２のナンド回
路、２２……トランジスタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 開閉体を駆動する電動モータの電源回路に直
   列に接続されたシヤント抵抗器およびリレーの接
   点と、該シヤント抵抗器およびリレーの接点を入
   力端に接続したフイルタ・増幅回路と、該フイル
   タ・増幅回路の出力電圧と基準電圧とを比較する
   第１の比較回路と、前記フイルタ・増幅回路の出
   力電圧を可変抵抗器を介してレベルを低くした電
   圧と前記フイルタ・増幅回路の出力電圧の積分回
   路通過後の電圧とを比較する第２の比較回路と、
   前記電動モータに通電開始後一定時間経過後に一
   定電圧を発生するタイマと、該タイマの出力電圧
   と前記第２の比較回路の出力電圧とを入力する第
   １のナンド回路と、該第１のナンド回路の出力電
   圧と前記第１の比較回路の出力電圧とを入力する
   第２のナンド回路と、該第２のナンド回路の出力
   によつて制御され前記電動モータの電源回路に接
   続された接点を開閉するリレーとを具備すること
   を特徴とする電動開閉装置の安全制御装置。