(57)【要約】【課題】障害物の挟み込みが発生した際に、過大な挟み込み荷重が発生することを防止可能な車両用開閉体制御装置を提供する。【解決手段】  開閉体を開閉作動させて、前記開閉体の開閉操作を行うと共に、障害物の挟み込みを検知する機能を具備した車両用開閉体制御装置において、開閉体を開閉作動させるための回転動力を出力する駆動モータと、駆動モータの回転数に応じたパルス信号を出力するパルスエンコーダと、パルスエンコーダより出力されるパルス信号のパルス幅に基づいて、開閉体の速度を求め、且つ、この速度が予め設定された目標速度となるように制御する制御手段を有し、開閉体の位置に応じて、開閉体の速度の下限値を設定し、パルス幅より求められる開閉体の速度がこの下限値を下回った場合には、開閉体の速度をこの下限値に制限する。【選択図】      図１
2006029074.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開閉体を開閉作動させて、前記開閉体の開閉操作を行うと共に、障害物の挟み込みを検知する機能を具備した車両用開閉体制御装置において、
前記開閉体を開閉作動させるための回転動力を出力する駆動モータと、
前記駆動モータの回転数に応じたパルス信号を出力するパルスエンコーダと、
前記パルスエンコーダより出力されるパルス信号のパルス幅に基づいて、前記開閉体の速度を求め、且つ、この速度が予め設定された目標速度となるように制御する制御手段を有し、
前記開閉体の位置に応じて、前記開閉体の速度の下限値を設定し、前記パルス幅より求められる開閉体の速度がこの下限値を下回った場合には、前記開閉体の速度をこの下限値に制限することを特徴とする車両用開閉体制御装置。
【請求項２】
前記開閉体が全閉位置近傍の所定範囲に達した際における、前記開閉体速度の上限値を設定し、前記パルス幅に基づいて算出される前記開閉体の速度が、前記上限値を上回った場合には、前記開閉体の速度をこの上限値に制限することを特徴とする請求項１に記載の車両用開閉体制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載される開閉体、特にスライド式ドア等の開閉体を制御する車両用開閉体制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されるスライド式のドアを駆動モータにて駆動して自動開閉する車両用開閉体制御装置において、駆動モータの回転数を検出するパルスエンコーダ（回転数検出手段）を搭載し、該パルスエンコーダにて検出されたパルス幅が所定値以上である場合に、ドア本体による障害物の挟み込みを検知する方法が知られている。即ち、ドア本体が障害物を挟み込むと、該ドア本体の移動速度が低下するので、パルスエンコーダにて検出される信号のパルス幅が大きくなり、これが所定値以上となったときに、挟み込みを検知する。
【０００３】
このような挟み込み検知方法を、ドア本体の実移動速度と目標ドア速度との偏差に基づいて一定の周期で駆動モータの駆動力を制御する装置に適用した場合、挟み込みが発生することにより、ドア速度が著しく低下、或いは停止した場合、パルス信号が所定制御周期時間内に発生しないことがあり、この場合には、ドア本体の移動速度を認識することができない。このため、以下に示す問題が発生する。
【０００４】
即ち、図７は、パルスエンコーダより出力されるパルス信号を示すタイミングチャートであり、同図に示すように、５０ｍsec周期の制御系において、時刻Ｔ２の時点では、Ｔ１〜Ｔ２間の制御周期内にエンコーダパルスが入力されるので、該エンコーダパルスのパルス幅Ｐｂより算出される正しいドア速度に基づいたフィードバック制御が可能となる。しかし、エンコーダパルスのパルス幅が図中Ｐｃに示す程度に大きくなった場合には、次の周期の、時刻Ｔ３の時点では、未だエンコーダパルスが入力されておらず、パルス幅Ｐｃを確定することができない。従って、時刻Ｔ２〜Ｔ３の間では、パルス幅に基づく制御ができなくなるという問題が発生する。
【０００５】
ここで、ドア本体が全閉直前にあり、ウェザーストリップ等の抵抗を受けてドア速度が低下した局面の場合には、時刻Ｔ２〜Ｔ３の時間帯では、ドア速度低下の情報に基づく制御を行うことができない。即ち、ウェザーストリップ等の抵抗により、ドア速度が低下した場合には、本来であれば、この速度低下を検知して駆動モータの駆動力を増加させるように制御する必要があるが、ドア速度低下の情報が得られないことにより、モータの駆動力を増加させることができない。よって、ウェザーストリップの抵抗に打ち勝ち、ドア本体を全閉させることができない場合がある。
【０００６】
その一方、時刻Ｔ３の時点でのドア速度低下が、障害物の挟み込みに起因して発生した場合には、時刻Ｔ３の時点でドア速度低下の情報を得ていないため、駆動モータの駆動力が増加せず、挟み込み加重の増加を防止することができる。
【０００７】
つまり、ドア本体が、全閉状態の近傍で速度低下した場合には、駆動モータの駆動力をより増大することが望まれ、ドア本体が全閉状態の近傍でないところで速度低下した場合には、障害物を挟み込んでいる可能性があるので、駆動モータの駆動力を増大させないことが望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、従来における車両用開閉体制御装置では、所定の制御周期内（例えば、５０ｍsec）にエンコーダパルスが得られない場合には、この制御周期内にてドア速度を検知することができないので、ドア本体を全閉することができないという問題が発生していた。
【０００９】
本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、確実にドア本体を全閉させることができ、且つ、障害物を挟み込んだ場合には、挟み込み荷重を増大させないように制御する車両用開閉体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】
上記目的を達成するため、本発明は、開閉体を開閉作動させて、前記開閉体の開閉操作を行うと共に、障害物の挟み込みを検知する機能を具備した車両用開閉体制御装置において、前記開閉体を開閉作動させるための回転動力を出力する駆動モータと、前記駆動モータの回転数に応じたパルス信号を出力するパルスエンコーダと、前記パルスエンコーダより出力されるパルス信号のパルス幅に基づいて、前記開閉体の速度を求め、且つ、この速度が予め設定された目標速度となるように制御する制御手段を有し、前記開閉体の位置に応じて、前記開閉体の速度の下限値を設定し、前記パルス幅より求められる開閉体の速度がこの下限値を下回った場合には、前記開閉体の速度をこの下限値に制限することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明では、ドア本体の位置に応じて、ドア速度の下限値を設定し、パルス幅に基づいて算出されるドア速度が、下限値を下回った場合には、ドア速度をこの下限値に制限する。従って、駆動力の過度な増大を防止することができ、挟み込み加重の増大等のトラブルを回避することができる。
【００１２】
請求項２の発明では、ドア全閉直前にて、ドア速度の上限値を設定する。これにより、高周波ノイズ等による短いパルス幅の信号が得られた場合でも、この影響を回避することができ、適切な制御が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る車両用開閉体制御装置の構成を示すブロック図である。同図に示すように、該車両用開閉体制御装置１は、ドア本体（開閉体）を車両の前後方向にスライド移動させる制御を行うものであり、制御手段２と、ドア駆動モータ３と、該ドア駆動モータ３の回転数を検知するパルスエンコーダ４と、を具備している。更に、ドア駆動モータ３を駆動制御する駆動回路５と、ドア駆動モータ３に流れる電流を検知するモータ電流検知回路６と、バッテリ電圧検知回路７と、を具備している。
【００１４】
制御手段２は、ドア駆動モータ３の目標回転速度を生成する目標速度生成部１１と、パルスエンコーダ４より出力されるパルス信号に基づいて、ドア本体の現在位置を求めるドア位置算出部１２と、該パルス信号に基づいてドア本体の移動速度を求める速度算出部１３と、を具備している。
【００１５】
更に、制御手段２は、ドア本体の位置のデータ、ドア本体の速度データ、及びモータ電流検知回路６にて検知される電流値に基づいて、ドア本体が障害物を挟み込んだことを検知する挟み込み判断部１５と、速度算出部１３の出力信号、及び目標速度生成部１１の出力信号に基づいて駆動回路５のフィードバック制御を行うフィードバック制御回路１６と、バッテリ電圧及びドア本体の位置のデータに基づいてフィードバックゲインを求めるフィードバックゲイン算出部１７と、を具備している。
【００１６】
また、制御手段２は、車両に搭載されるドア操作スイッチ３１、或いはメインスイッチ３２の操作を検出するスイッチ操作判断部１８と、ドア位置算出部１２の出力信号、ハーフラッチスイッチ３３の出力信号、及び挟み込み判断部１５の出力信号に基づいてドア駆動モータ３の駆動・停止、及び駆動方向を設定する駆動判断部１９と、駆動回路５に駆動方向の指令信号を出力する駆動方向決定部２０と、を具備している。
【００１７】
更に、ドア本体が駆動する際に、これを音や光で報知する報知部３４を有している。
【００１８】
目標速度生成部１１には、図２に示す如くの速度テーブルが設定されている。即ち、同図に示す特性図の横軸は、パルスエンコーダ４より出力されるパルスカウント値を示しており、左端がドア本体が全開とされた位置（全開位置に対応するパルスカウント値）、右端がドア本体が全閉とされた位置（全閉位置に対応するパルスカウント値）とされている。また、縦軸は、ドア本体の移動速度を示している。
【００１９】
そして、ドア本体の目標速度が曲線Ｓ１に示す如く設定されており、この目標速度に従ってドア駆動モータ３の駆動を制御する。また、ドア位置は、同図に示すように、全開位置から全閉位置に向けて、ａ１〜ａ５の、５つの領域に区分されている。なお、図２に示す曲線Ｓ２，Ｓ３については後に説明する。
【００２０】
次に、本実施形態の動作を、図３に示すフローチャートを参照しながら説明する。この処理は、５０ｍsecの割り込み処理により行われる。まず、ドア本体の位置が図２に示した領域ａ４、或いはａ５内であるかどうかが判断される（ステップＳＴ１）。
【００２１】
そして、ドア位置が領域ａ４、ａ５内でなければ（ステップＳＴ１でＮＯ）、カウンタ値（以下の処理で用いる値）を「０」にする（ステップＳＴ８）。他方、ドア位置が領域ａ４、或いはａ５内にある場合には（ステップＳＴ１でＹＥＳ）、この制御周期内、即ち、５０ｍsec以内に有効なエンコーダパルスが入力されたかどうかが判断される（ステップＳＴ２）。そして、有効なエンコーダパルスが入力された場合には（ステップＳＴ２でＹＥＳ）、カウンタ値を「０」とし（ステップＳＴ８）、このエンコーダパルスより算出されるドア速度に基づいて、ドア駆動モータ３を制御する。
【００２２】
また、制御周期内に有効なエンコーダパルスが得られない場合には（ステップＳＴ２でＮＯ）、カウンタ値をインクリメントする。即ち、「１」加算する。
【００２３】
次いで、カウンタ値が「３」以上であるかどうかが判断され（ステップＳＴ４）、「３」未満である場合には（ステップＳＴ４でＮＯ）、カウンタ値が「１」であるかどうかが判断される（ステップＳＴ５）。
【００２４】
そして、カウンタ値が「１」の場合には（ステップＳＴ５でＹＥＳ）、パルス幅を、以下に示す（１）式により求める（ステップＳＴ６）。
【００２５】
（パルス幅）＝（最後に制御出力を行った時間）
−（最後の有効パルスが入った時間）＋５０ｍsec ・・・（１）
また、カウンタ値が「１」でない場合には（ステップＳＴ５でＮＯ）、パルス幅を、以下に示す（２）式により求める（ステップＳＴ７）。
【００２６】
（パルス幅）＝（前回のパルス幅）＋（サンプル時間） ・・・（２）
そして、（１）式、或いは（２）式にて求められたパルス幅に基づいて、ドア本体の速度を求め、該速度に基づいて、ドア駆動モータ３の制御を行う。なお、（２）式におけるサンプル時間とは、制御周期５０ｍsecのことである。
【００２７】
次に、上記の処理を、図４に示すタイミングチャートを参照しながら説明する。同図は、パルスエンコーダ４より出力されるパルス信号の変化を示しており、時刻Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４はそれぞれ、制御周期（５０ｍsec間隔）を示している。同図において、時刻Ｔ１〜Ｔ２間では、符号Ｐｂに示す如くの有効なエンコーダパルスが入力されるので、図３に示したステップＳＴ２の処理でＹＥＳとなる。即ち、このエンコーダパルスよりドア速度を算出し、この算出結果に基づいてドア駆動モータ３の回転を制御する。
【００２８】
また、時刻Ｔ２〜Ｔ３間では、符号Ｐｃに示すパルス信号が完全に入力されていないので、有効なエンコーダパルスは得られない。従って、図３に示すカウンタ値が「１」となり、上述した（１）式に基づいて、パルス幅を求める。
【００２９】
この場合、「最後に制御出力を行った時間」は、時刻Ｔ２であり、「最後の有効パルスが入った時間」は、時刻Ｔｒであるので、（１）式は、Ｔ２−Ｔｒ＋５０ｍsecとなり、図４に示す時間ｐｒが求められるパルス幅となる。
【００３０】
つまり、時刻Ｔ２〜Ｔ３の間では、有効なエンコーダパルスが得られないので、擬似的にパルス幅ｐｒを設定し、このパルス幅ｐｒに基づいて、ドア速度を算出する。そして、このドア速度が図２に示した目標ドア速度（Ｓ１）に達するように、ドア駆動モータ３の出力を制御する。
【００３１】
他方、カウンタ値が「１」でないとき（即ち、図３のステップＳＴ５でＮＯの場合、実際にはカウンタ値が「２」のとき）には、（２）式により、前回のパルス幅ｐｒに、更に、サンプル時間５０ｍsecを加算する。
【００３２】
ここで、上記の動作を要約すると、ドア本体が全閉位置に接近し（図２に示す領域ａ４，ａ５）、例えば、ドア本体がウェザーストリップに接触することによる抵抗により、ドア速度が低下した場合には、制御周期である５０ｍsec以内にエンコーダパルスを得ることができず、速度を求めることができなくなる。そこで、この場合には、パルス幅が５０ｍsecよりも長いことが明らかなので（もし、パルス幅が５０ｍsecよりも短ければ、制御周期内にエンコーダパルスを得ることができる）、この５０ｍsecに、所定の時間（Ｔ２−Ｔｒ）を加算した時間を擬似的なパルス幅として設定している。
【００３３】
その結果、制御系では、Ｔ２〜Ｔ３の時間帯にて、ドア速度が低下したことを確実に検知することができ、ドア駆動モータ３の駆動力を増大させる方向に制御する。これにより、ドア本体が全閉状態となる近傍にてウェザーストリップ等の抵抗により、ドア速度が低下した場合でも、確実にドアを全閉させることができる。
【００３４】
また、ドア本体が全閉状態となる近傍（領域ａ４，ａ５）に達していない場合、即ち、ステップＳＴ１でＮＯの場合には、上記のような制御は行われず、前回の制御周期で検出されたパルス幅を用いてドア速度を算出する。図４に示したタイミングチャートで説明すると、時刻Ｔ３の時点で、その１つ前となるパルス幅ｐｂに基づいたドア速度を算出する。従って、ドア本体が障害物を挟み込んだ際に、挟み込み荷重を増大させるという問題は発生しない。
【００３５】
なお、上述した（１）式、及び（２）式で算出されるパルス幅に基づいて演算されるドア速度に下限値を設定し、ドア速度をこの下限値に制限するように構成すれば、駆動力の過度な増大を防止することができる。
【００３６】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。装置構成は、図１に示したブロック図と同一であるので、その説明を省略する。
【００３７】
以下、第２の実施形態に係る車両用開閉体制御装置の動作を、図５に示すフローチャートを参照しながら説明する。この処理は、５０ｍsecの割り込み処理により行われる。
【００３８】
まず、ドア本体の位置が図２に示した領域ａ４、或いはａ５内であるかどうかが判断される（ステップＳＴ１１）。そして、ドア位置が領域ａ４、ａ５内でなければ（ステップＳＴ１１でＮＯ）、カウンタ値を「０」にする（ステップＳＴ１６）。他方、ドア位置が領域ａ４、或いはａ５内にある場合には（ステップＳＴ１１でＹＥＳ）、この制御周期内、即ち、５０ｍsec以内に有効なエンコーダパルスが入力されたかどうかが判断される（ステップＳＴ１２）。そして、有効なエンコーダパルスが入力された場合には（ステップＳＴ１２でＹＥＳ）、カウンタ値を「０」とし、このエンコーダパルスより得られるドア速度に基づいて、ドア駆動モータ３を制御する。
【００３９】
また、制御周期内に有効なエンコーダパルスが得られない場合には（ステップＳＴ１２でＮＯ）、カウンタ値をインクリメントする。
【００４０】
次いで、カウンタ値が「３」以上であるかどうかが判断され（ステップＳＴ１４）、「３」未満である場合には（ステップＳＴ１４でＮＯ）、パルス幅を、上述した（２）式、即ち、以下に示す式により算出する（ステップＳＴ１５）。
【００４１】
（パルス幅）＝（前回のパルス幅）＋（サンプル時間） ・・・（２）
そして、この（２）式にて求められたパルス幅に基づいて、ドア本体の速度を求め、該速度に基づいて、ドア駆動モータ３の制御を行う。
【００４２】
つまり、本実施形態では、制御周期以内に有効なエンコーダパルスが得られない場合には、前回の処理で求められたパルス幅に、制御周期時間（この場合は、５０ｍsec）を加算することにより、擬似的なパルス幅を求めている。
【００４３】
そして、このような構成においても、上述した第１の実施形態と同様に、ドア本体が全閉状態の近傍である場合には、確実にこれを全閉させることができ、且つ、全閉状態の近傍でない場合には、挟み込み荷重の増大を防止することができるという効果を得ることができる。
【００４４】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。装置構成は、図１に示したブロック図と同一であるので、その説明を省略する。また、第３の実施形態では、ドア本体の位置に応じて、ドア速度の上限値、及び下限値を設定している。即ち、図２の特性図の曲線Ｓ２に示すように、ドア本体が全開位置に近い領域ａ１では、下限値Ｂが設定され、領域ａ２では、下限値Ｂよりも大きい下限値Ａが設定され、領域ａ３，ａ４では、下限値Ｂよりも小さい下限値Ｃが設定されている。また、領域ａ５ではドア速度の下限値は設定されていない。他方、曲線Ｓ３に示す領域ａ４，ａ５では、ドア速度の上限値が設定されている。
【００４５】
以下、第３の実施形態に係る車両用開閉体制御装置の動作を、図６に示すフローチャートを参照しながら説明する。この処理は、５０ｍsecの割り込み処理により実行される。
【００４６】
まず、パルスエンコーダ３より得られるパルス信号に基づいて、ドア速度を求める。具体的には、以下に示す（３）式によりドア速度を求める（ステップＳＴ３１）。
【００４７】
（ドア速度）＝１０００×２．７／（計測パルス幅） ・・・（３）
ここで、計測パルス幅には、実際に計測されるものの他に、上述した第１、第２の実施形態に示した処理により求められる擬似的なパルス幅を含む。
【００４８】
次いで、ドア位置が領域ａ４，またはａ５内であるかどうかが判断され（ステップＳＴ３２）、領域ａ４，ａ５のいずれかである場合には（ステップＳＴ３２でＹＥＳ）、上述の（３）式にて求められたドア速度が図２に示した上限値以下であるかどうかが判断される（ステップＳＴ３３）。
【００４９】
そして、上限値よりも大きい場合には（ステップＳＴ３３でＮＯ）、ドア速度を上限値に設定する（ステップＳＴ３４）。即ち、領域ａ４，ａ５では、ドア速度が上限値よりも大きくならないように制限を加えている。
【００５０】
次いで、ドア位置が領域ａ３，またはａ４内であるかどうかが判断され（ステップＳＴ３５）、領域ａ３，ａ４のいずれかである場合には（ステップＳＴ３５でＹＥＳ）、（３）式にて求められたドア速度が下限値Ｃ以上であるかどうかが判断される（ステップＳＴ３６）。そして、下限値Ｃよりも小さい場合には（ステップＳＴ３６でＮＯ）、ドア速度を下限値Ｃに設定する（ステップＳＴ３７）。つまり、領域ａ３，ａ４では、ドア速度が下限値Ｃよりも小さくならないように制限を加える。
【００５１】
また、ドア位置が領域ａ２内である場合には（ステップＳＴ３８でＹＥＳ）、ドア速度が下限値Ａ以上であるかどうかが判断され（ステップＳＴ３９）、下限値Ａよりも小さい場合には（ステップＳＴ３９でＮＯ）、ドア速度を下限値Ａに設定する（ステップＳＴ４０）。つまり領域ａ２では、ドア速度が下限値Ａよりも小さくならないように制限を加える。
【００５２】
更に、ドア位置が領域ａ１内である場合には（ステップＳＴ４１でＹＥＳ）、ドア速度が下限値Ｂ以上であるかどうかが判断され（ステップＳＴ４２）、下限値Ｂよりも小さい場合には（ステップＳＴ４２でＮＯ）、ドア速度を下限値Ｂに設定する（ステップＳＴ４３）。つまり、領域ａ１では、ドア速度が下限値Ｂよりも小さくならないように制限を加える。
【００５３】
このようにして、本実施形態では、ドア本体が全閉位置近傍に達したときにはドア速度が速い場合でも、該ドア速度は所定の上限値に制限されるので、ノイズ等に起因してパルス幅の短いパルス信号（高速のパルス信号）が得られた場合でも、ドア駆動モータ３に出力するデューティーサイクルの低下を防止することができ、確実にドア本体を全閉状態とすることができる。
【００５４】
また、ドア位置に応じて、ドア速度の下限値を設定することにより、ドア速度が必要以上に小さくなることを防止することができ、障害物の挟み込みが発生した際には、必要以上に挟み込み荷重が大きくなることを回避することができる。
【００５５】
以上、本発明の車両用開閉体制御装置を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。例えば、上記した実施形態では、制御周期として５０ｍsecを例に示したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５６】
また、車両に搭載される開閉体の例としてスライド式のドアを例に挙げたが、本発明はこれに限定されるものではなく、パルスエンコーダ出力により位置決めされる構成の開閉体に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
スライドドアのドア本体を確実に全閉状態とする上で極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両用開閉体制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】ドア本体の位置と、目標ドア速度との関係、及びドア速度の上限値、及び下限値を示す特性図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る車両用開閉体制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】パルスエンコーダより出力されるパルス信号を示すタイミングチャートである。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る車両用開閉体制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る車両用開閉体制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】パルスエンコーダより出力されるパルス信号を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００５９】
１  車両用開閉体制御装置
２  制御手段
３  ドア駆動モータ
４  パルスエンコーダ
５  駆動回路
６  モータ電流検知回路
７  バッテリ電圧検知回路
１１  目標速度生成部
１２  ドア位置算出部
１３  速度算出部
１５  挟み込み判断部
１６  フィードバック制御回路
１７  フィードバックゲイン算出部
１８  スイッチ操作判断部
１９  駆動判断部
２０  駆動方向決定部
３１  ドア操作スイッチ
３２  メインスイッチ
３３  ハーフラッチスイッチ
３４  報知部
【図１】
2006029074.tif 000003
【図２】
2006029074.tif 000004
【図３】
2006029074.tif 000005
【図４】
2006029074.tif 000006
【図５】
2006029074.tif 000007
【図６】
2006029074.tif 000008
【図７】
2006029074.tif 000009