(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開閉体を開閉駆動すると共に挟み込み判定時に開閉体の閉動作を停止させるか反転させるモータと、開閉体を目標速度で開閉すべくモータの回転パルス周期をフィードバック制御してデューティを増減させると共に、前回回転パルスの立ち下がりを検出した時刻から目標速度に対応する標準パルス時間よりも十分に長い所定の挟み込み判定時間が経過するまでの間にパルスの立ち下がりが検出されない場合に挟み込みと判定するコントローラを、備えた車両用開閉体の自動開閉装置であって、
前記標準パルス時間よりも十分に長く且つ挟み込み判定時間よりも短いパルス低下判定時間を設け、前回回転パルスの立ち下がりを検出した時刻からパルス低下判定時間が経過した場合、パルスの立ち下がりが検出されるまで所定のデューティ増加時間ごとにデューティを徐々に増加させることを特徴とする車両用開閉体の自動開閉装置。
【請求項２】
請求項１記載の車両用開閉体の自動開閉装置であって、
挟み込み判定時間に至る前の段階で、パルスの立ち下がりが検出されることによって回転パルス周期が確定した場合、フィードバック制御によるデューティの増加をしないことを特徴とする車両用開閉体の自動開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、挟み込み防止機能を有する車両用開閉体の自動開閉装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車には、モータ駆動により自動開閉するバックドアやスライドドア等の開閉体を備えたものがある（例えば、特開２０００−１３９０９５号公報参照）。この種の自動開閉装置は、開閉体の動作速度を所定の目標速度に保つため、モータの回転パルス周期をフィードバック制御してモータのデューティ（出力）を増減させている。すなわち、開閉体の動作速度が目標速度よりも低下して回転パルス周期が長くなると、デューティを増加させて開閉体の動作速度を高め、逆に開閉体の動作速度が目標速度よりも上昇して回転パルス周期が短くなると、デューティを減少させて開閉体の動作速度を低下させている。
【０００３】
そのような制御において、開閉体の閉動作時に、何らかの異物等を挟み込んだような場合には、開閉体の動作速度が目標速度よりも大きく低下し、回転パルス周期も標準パルス時間より長くなる。そして、そのような標準よりも長い回転パルス周期が、予め設定された挟み込み判定時間に達したら、「挟み込み」と判定して、モータの閉動作を停止させるか、或いは開動作に反転させて、開閉体の破損を防止するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の挟み込み判定制御にあっては、以上説明したように、モータの回転パルス周期が所定の挟み込み判定時間まで長くなった際に、開閉体が異物を挟み込んだ状態と判断して、開閉体の閉動作を停止させたり或いは開動作へ反転させるようになっているが、車両の状態によっては、異物を挟み込まないのに、挟み込んだのと同様の状況が生じ、挟み込み防止機構が誤作動する場合がある。
【０００５】
例えば、モータ駆動で自動開閉するバックドアの場合は、坂道の途中に、車両の前方を上にした傾き状態で停車させると、バックドアを電動で閉める場合に、水平状態の場合よりも、バックドアの自重による抵抗力が加わる。そのため、バックドアの閉まり難さが増し、異物を挟んだ場合と同様に、モータの回転パルス周期が長くなって、挟み込み状態と誤認識してしまう場合がある。
【０００６】
本発明は、このような従来の技術に着目してなされたものであり、挟み込み状態の誤認識を防止することができる車両用開閉体の自動開閉装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、開閉体を開閉駆動すると共に挟み込み判定時に開閉体の閉動作を停止させるか反転させるモータと、開閉体を目標速度で開閉すべくモータの回転パルス周期をフィードバック制御してデューティを増減させると共に、前回回転パルスの立ち下がりを検出した時刻から目標速度に対応する標準パルス時間よりも十分に長い所定の挟み込み判定時間が経過するまでの間にパルスの立ち下がりが検出されない場合に挟み込みと判定するコントローラを、備えた車両用開閉体の自動開閉装置であって、前記標準パルス時間よりも十分に長く且つ挟み込み判定時間よりも短いパルス低下判定時間を設け、前回回転パルスの立ち下がりを検出した時刻からパルス低下判定時間が経過した場合、パルスの立ち下がりが検出されるまで所定のデューティ増加時間ごとにデューティを徐々に増加させる。
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、挟み込み判定時間に至る前の段階で、回転パルスの立ち下がりが検出されるまで、デューティを徐々に増加させるため、坂道停車のように、実際に異物を挟み込んでいないのに、挟み込んだものとして誤認識するような「疑似挟み込み状況」であっても、デューティを徐々に増加させることにより、挟み込み判定時間に至る前に、開閉体が動き始めて回転パルス周期が確定する。従って、「疑似挟み込み状況」を見破ることができ、挟み込み状態でもないのに開閉体が停止したり或いは反転したりする誤作動を防止することができる。また、デューティを徐々に増加させるので、一度に大きくデューティを増加させることがなく、実際に異物を挟みこんでいた場合の荷重が過大とならず安全である。
【０００９】
また、請求項１記載の発明は、デューティを徐々に増加させるタイミングとして、標準パルス時間よりも十分に長く且つ挟み込み判定時間よりも短いパルス低下判定時間を設け、該パルス低下判定時間を経過した後、所定のデューティ増加間隔ごとにデューティを徐々に増加させる。
【００１０】
請求項１記載の発明によれば、デューティを徐々に増加させるタイミングを、標準パルス時間よりも長いパルス低下判定時間の経過後にして遅らせているため、確実に標準パルス時間を越えてからデューティを増加させることができ、且つ、遅らせた分だけ、デューティの増加が過大になりにくい。
【００１１】
請求項２記載の発明は、挟み込み判定時間に至る前の段階で、パルスの立ち下がりが検出されることによって回転パルス周期が確定した場合には、フィードバック制御によるデューティの増加をしない。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、前各項でデューティを徐々に増加させたことにより、挟み込み判定時間に至る前の段階で、パルスの立ち下がりが検出されることによって回転パルス周期が確定した際は、その時の長い回転パルス周期をそのままフィードバック制御の対象とすると、動作速度の著しい低下を挽回するために、モータが急速に回転し開閉体が急閉してしまうので、そのための対策として、その場合はフィードバック制御の対象とせず、デューティをそのまま保つようにして、モータの急速回転を防止するようになっている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図４に基づいて、本発明の好適な実施形態を説明する。この実施形態は、車両１の後部に設けられた「開閉体」としてのバックドア２に適用したものである。このバックドア２は、スイッチ３を操作することにより、駆動機構４が作動して、自動的に開閉することができる。駆動機構４は、モータ５と、クラッチ６と、ロータリエンコーダ７とから構成されている。モータ５は、バックドア２を開閉させるための駆動力を発生させる。クラッチ６は、モータ５の駆動力をバックドア２に伝達したり、切り離したりするためのものである。クラッチ６を切り離すことにより、バックドア２の手動操作が可能になる。ロータリエンコーダ７は、モータ５の回転パルスを検出するためのものである。
【００１４】
駆動機構４は、スイッチ３と電源８と共に、コントローラ９に接続され、該コントローラ９により、ロータリエンコーダ７やスイッチ３からの信号に基づいて、モータ５やクラッチ６への出力を制御する。特に、このコントローラ９の内部には、ロータリエンコーダ７からの回転パルスを基に、回転パルスの幅（時間）を検出するパルス周期カウンタＰによってバックドア２の回転パルス周期（開閉速度）を算出すると共に、その回転パルス周期（開閉速度）を予め設定された目標速度に合わせるためのデューティ制御を行うＣＰＵ及びモータ駆動回路などが設けられている（図示省略）。
【００１５】
コントローラ９の制御により、バックドア２の動作速度が目標速度よりも低下して回転パルス周期が長くなると、デューティを増加させてバックドア２の動作速度を高め、逆にバックドア２の動作速度が目標速度よりも上昇して回転パルス周期が短くなると、デューティを減少させてバックドア２の動作速度を低下させるようになっている。
【００１６】
また、何らかの異物等を挟み込んだような場合には、バックドア２の動作速度が目標速度よりも大きく低下し、回転パルス周期も標準パルス時間より長くなるため、そのような標準パルス時間よりも長い回転パルス周期が、予め設定された所定の挟み込み判定時間に達したら、「挟み込み」と判定して、モータの閉動作を停止させるか、或いは開動作に反転させて、バックドア２の破損を防止するようになっている。
【００１７】
図３は、実際のデューティ制御と挟み込み判定を示すグラフである。このグラフは、バックドア２を閉める際の状態を示すもので、回転パルス周期Ｔｎが、Ｔｎ＋１、Ｔｎ＋２、Ｔｎ＋３、Ｔｎ＋４と変化する状況を説明する。まず、回転パルス周期Ｔｎの時は、目標速度に対応する標準パルス時間Ｔｓよりも小さいため（Ｔｎ＜Ｔｓ）、バックドア２の動作速度が目標速度よりも速い。従って、次の回転パルス周期Ｔｎ＋１では、フィードバック制御によりデューティを下げる。デューティが下がったため、回転パルス周期Ｔｎ＋１は標準パルス時間Ｔｓと等しくなり（Ｔｎ＋１＝Ｔｓ）、次の回転パルス周期Ｔｎ＋２では、デューティの変化はない。
【００１８】
但し、回転パルス周期Ｔｎ＋２が標準パルス時間Ｔｓよりも大きくなったため（Ｔｎ＋２＞Ｔｓ）、次の回転パルス周期Ｔｎ＋３では、フィードバック制御によりデューティを上げる。デューティを上げても、回転パルス周期Ｔｎ＋３が標準パルス時間Ｔｓよりも依然大きいため（Ｔｎ＋３＞Ｔｓ）、次の回転パルス周期Ｔｎ＋４でもフィードバック制御によりデューティが上がる。
【００１９】
この回転パルス周期Ｔｎ＋４は、標準パルス時間Ｔｓよりも十分に長く、バックドア２に異物が挟まった「挟み込み」として判断する挟み込み判定時間Ｔｈまで達しそうな長さである。このように回転パルス周期Ｔｎ＋４が長くなる場合は、実際に異物が挟まった場合と、図１のように車両１が登りの坂道１０の途中に停車して、角度θの傾斜状態となっており、バックドア２に自重が加わって、水平な場合よりも閉まりにくい状況（疑似挟み込み状況）になっている場合がある。
【００２０】
この実施形態では、そのまま挟み込み判定時間Ｔｈに達するまで待つのではなく、標準パルス時間Ｔｓよりも十分に長く且つ挟み込み判定時間Ｔｈよりも短いパルス低下判定時間ＴLを経過してから、所定のデューティ増加間隔ΔＴごとにデューティを約２％づつ徐々に増加させている。従って、疑似挟み込み状況であれば、挟み込み判定時間Ｔｈに至る前に、バックドア２が動き始めて回転パルス周期Ｔｎ＋４が確定する。従って、疑似挟み込み状況を見破ることができ、挟み込み状態でもないのに、バックドア２が停止したり或いは反転したりする誤作動を防止することができる。また、デューティを徐々に増加させるので、実際に異物を挟み込んで、挟み込み判定時間Ｔｈまで至った場合も、挟み込み時の荷重が過大とならず安全である。
【００２１】
更に、回転パルス周期Ｔｎ＋４のように、フィードバック制御によってデューティを徐々に増加させたことにより、挟み込み判定時間Ｔｈ前に回転パルス周期が確定した際は、その時の長い回転パルス周期をそのままフィードバック制御の対象とすると、動作速度の著しい低下を挽回するために、モータ５が急速に回転し急閉してしまうので、そのための対策として、このような場合には、フィードバック制御の対象とせず、デューティをそのまま保つようにして、モータ５の急速回転を防止するようになっている。
【００２２】
以上のデューティ制御を含め、回転パルス周期Ｔｎ＋４の次のデューティをそのまま保つ機能を、図４の制御フローチャートに基づいて説明する。
【００２３】
ステップＳ１では、バックドア２が閉作動中で、モータ５から回転パルスが出力されている。ステップＳ２で、何らの回転パルス周期Ｔｎも確定していない場合は、ステップＳ３で、その確定しない状態をパルス周期カウンタＰで計測し、それが挟み込み判定時間Ｔｈと同等か、大きければ、ステップＳ４で挟み込みと判定する。挟み込み判定時間Ｔｈ以下であれば、次にステップＳ５で、パルス低下判定時間ＴＬと同等か、大きいかどうか判断して、大きくない場合には、ステップＳ２に戻り、同等か、若しくは大きい場合はステップＳ６で動作速度低下状態と判定して、次のステップＳ７で、パルス周期カウンタＰの値からパルス低下判定時間ＴＬ後に、デューティ増加間隔ΔＴが何回かを判断する。ΔＴ増加回数をＭとして、一度目はＭ＝０となり、Ｐ＝ＴＬになる（デューティをΔＴ間隔で増加させる状態）。ここで、パルス周期カウンタＰとパルス低下判定時間ＴＬとが一致した状態となっているので、ステップＳ８へ進み、デューティを約２％増加させ、更にΔＴ増加回数：ＭをＭ＝Ｍ＋１式から、Ｍ＝０＋１となり、１つ繰り上げてＭ＝１とする。再び、ステップＳ２へ戻り、また、ステップＳ７へ達すると、Ｐ＜ＴＬ＋１＊ΔＴとなり、例えばデューティが一定で、デューティ増加間隔ΔＴ内で作動している場合は、ステップＳ２へ戻り、Ｐ＝ＴＬ＋１＊ΔＴとなるまで、ステップＳ２からステップＳ７への作動を繰り返す。ステップＳ７にて、パルス周期カウンタＰの値がＴＬ＋１＊ΔＴと一致し、Ｐ＝ＴＬ＋１＊ΔＴとなったら、ステップＳ８へ進み、再びデューティを約２％増加させ、再び、ステップＳ２へ戻る。
【００２４】
そして、その少しづつのデューティの増加により、バックドア２が動き始め、回転パルス周期Ｔｎが確定した場合には、ステップＳ２からステップＳ９に進む。ステップＳ９では、回転パルス周期Ｔｎが標準パルス時間Ｔｓよりも小さいかどうか判断する。小さい場合には、ステップＳ１０で、バックドア２の動作速度が速いと判断して、ステップＳ１１で、デューティを減少させて、ステップＳ２に戻る。
【００２５】
回転パルス周期Ｔｎが標準パルス時間Ｔｓ以上である場合は、次のステップＳ１２で、回転パルス周期Ｔｎが標準パルス時間Ｔｓよりも大きいかどうか判断する。
【００２６】
ステップＳ１２で、回転パルス周期Ｔｎが標準パルス時間Ｔｓよりも大きくないと判断された場合は、回転パルス周期Ｔｎが標準パルス時間Ｔｓと等しい場合であるので、何もしないでステップＳ２に戻る。
【００２７】
回転パルス周期Ｔｎが標準パルス時間Ｔｓよりも大きいと判断された場合は、バックドア２の動作速度が遅いことを意味しているが、直ぐにステップＳ１４で動作速度が遅いと判定して、次のステップＳ１５でデューティを増加するのではなく、ステップＳ１４の前に、ステップＳ１３で、ここまで来る間に、ステップＳ８によるデューティの少しづつの増加があったかどうか判断して、少しづつの増加があった場合には、デューティを増加させずに、ステップＳ２に戻す。従って、この部分の回転パルス周期Ｔｎがフィードバック制御の対象とならず、モータ５の急速回転（バックドア２の急閉）が防止される。
【００２８】
尚、以上の実施形態では、「開閉体」としてバックドア２を例にしたが、本発明はバックドア２に限定されず、スライドドアなど、その他の開閉体にも適用可能である。
【００２９】
【発明の効果】
この発明によれば、挟み込み判定時間に至る前の段階で、回転パルスの立ち下がりが検出されるまで、デューティを徐々に増加させるため、坂道停車のように、実際に異物を挟み込んでいないのに、挟み込んだものとして誤認識するような「疑似挟み込み状況」であっても、デューティを徐々に増加させることにより、挟み込み判定時間に至る前に、開閉体が動き始めて回転パルス周期が確定する。従って、「疑似挟み込み状況」を見破ることができ、挟み込み状態でもないのに開閉体が停止したり或いは反転したりする誤作動を防止することができる。また、デューティを徐々に増加させるので、一度に大きくデューティを増加させることがなく、実際に異物を挟みこんでいた場合の荷重が過大とならず安全である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による自動開閉装置を自動車のバックドアに適用した一例を示す側面図。
【図２】バックドアの開閉制御装置を示すブロック図。
【図３】回転パルス周期とデューティとの関係を示すグラフ。
【図４】デューティ制御を示すフローチャート。
【符号の説明】
１  車両
２  バックドア（開閉体）
３  スイッチ
４  駆動機構
５  モータ
６  クラッチ
７  ロータリエンコーダ
８  電源
９  コントローラ
１０  坂道
【図１】
0003851123.tif 000002
【図２】
0003851123.tif 000003
【図３】
0003851123.tif 000004
【図４】
0003851123.tif 000005