JP2003314141A - 車両用開閉体の開閉制御装置 - Google Patents

車両用開閉体の開閉制御装置

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JP2003314141A
JP2003314141A JP2002121007A JP2002121007A JP2003314141A JP 2003314141 A JP2003314141 A JP 2003314141A JP 2002121007 A JP2002121007 A JP 2002121007A JP 2002121007 A JP2002121007 A JP 2002121007A JP 2003314141 A JP2003314141 A JP 2003314141A
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Satoshi Onozawa
智 小野沢
Yasuaki Kai
泰彰 開
Haruyoshi Matsui
晴佳 松井
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Abstract

(57)【要約】 【課題】挟み込み時に発生する周波数のみを抽出する。 【解決手段】予め設定した目標速度となるよう駆動モー
タへの出力デューティをフィードバック制御する車両用
開閉体の制御装置であって、駆動モータの実速度を入力
とするハイパスフィルタを備え、ハイパスフィルタの出
力に応じて挟み込み判定を行う車両用開閉体の制御装
置。ハイパスフィルタの代わりにバンドパスフィルタと
してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、ワンボッ
クスカーの後部ドアや一般車両のサンルーフ等、各種の
車両用開閉体を開閉させるための制御装置に関し、特
に、予め設定した目標速度となるよう駆動モータへの出
力デューティをフィードバック制御する車両用開閉体の
制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、各種の車両用開閉体を駆動操作す
るには、例えば、駆動モータの目標速度と実速度との差
に基づき、前記実速度を前記目標速度に近づけるべく駆
動モータへの出力デューティをフィードバック制御によ
り増減させるものがあった。この種の車両用開閉体の制
御装置は、例えば、特開平６−２５３５７０号公報、特
開平１０−２５７７９１号公報に開示されている。
【０００３】上記の技術においては、開閉体が異物を挟
み込んだことを検出し、挟み込み判定時にモータを逆転
させて、異物を挟み込んだときに確実に開放できるよう
にしている。
【０００４】より具体的には、特開平１０−２５７７９
１号公報に開示されるように、駆動モータのリップルを
検出し、ＦＶ変換をすることで駆動モータの実速度を求
め、更にこの実速度を微分してモータ加速度を求める。
そして、これらの値から駆動モータに加わった外乱トル
クを求め、更にこの外乱トルクを微分した外乱トルクの
変換速度を判定値と比較して挟み込み判定を行ってい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の制
御装置によるものでは、構成が複雑になる。
【０００６】そこで、単純に駆動モータの微分値と所定
値を比較して挟み込みを判定することが考えられる。こ
の場合、微分の周波数特性は図５に示すようになる。周
波数増加に伴い右肩上がりの特性を示している。微分を
用いることで速度の変化量を抽出する事が出来るが、こ
の図の様な特性のため高周波が増幅され、ちょっとした
センサの変動に対しても反応し、図６に示すように誤判
定してしまう可能性が高い。
【０００７】そこで本発明においては、上記従来の問題
点を解消し、挟み込み時に発生する周波数のみを抽出す
ることを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明において用いた手段は、請求項１に記載のよ
うに、予め設定した目標速度となるよう駆動モータへの
出力デューティをフィードバック制御する車両用開閉体
の制御装置であって、駆動モータの実速度を入力とする
ハイパスフィルタを備え、ハイパスフィルタの出力に応
じて挟み込み判定を行うようにしたことである。
【０００９】また、上記課題を解決するために、本発明
において用いた手段は、請求項２に記載のように、予め
設定した目標速度となるよう駆動モータへの出力デュー
ティをフィードバック制御する車両用開閉体の制御装置
であって、駆動モータの実速度を入力とするバンドパス
フィルタを備え、バンドパスフィルタの出力に応じて挟
み込み判定を行うようにしたことである。
【００１０】更に、上記課題を解決するために、本発明
において用いた手段は、請求項３に記載のように、予め
設定した目標速度となるよう駆動モータへの出力デュー
ティをフィードバック制御する車両用開閉体の制御装置
であって、駆動モータの実速度を入力とし、低周波領域
および高周波領域のゲインをそれぞれ低周波方向および
高周波方向に向かうにつれ小さくするバンドパスフィル
タを備え、バンドパスフィルタの出力に応じて挟み込み
判定を行うようにしたことである。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。
【００１２】本発明に係る車両用開閉体の開閉制御装置
は、図１に示すような車両のバックドアの開閉装置を制
御するものである。この他に、例えば、乗用車の乗降ド
アや、後部横開きのドアなど各種の車両用ドアに適用可
能である。図１において、車両１２の後部には、バック
ドア１がドアヒンジ１aを介して取り付けられている。
このバックドア１は、エアーダンパ３０によって支えら
れている。また、駆動モータＭと、駆動モータＭの回転
速度を減速する減速機構Ｒと、減速機構Ｒとバックドア
１とを連結するアーム部材３bおよびロッド４が設けら
れている。駆動モータＭを回転させると、アーム部材３
bおよびロッド４が駆動されて、バックドア１が開方向
もしくは閉方向に駆動される。駆動モータＭは、コント
ローラ５からの信号により駆動される。
【００１３】バックドア１が開方向に駆動されるとき、
車両の後ろに障害物や人が存在する場合、または、バッ
クドア１が閉方向に駆動されるとき、バックドア１と車
両後部の間に荷物や人が存在する場合には、挟み込みと
判断して、駆動モータＭを停止させてバックドア１の動
作を停止させたり、駆動モータＭを逆転させてバックド
ア１の動作を反転させるのが望ましい。
【００１４】コントローラ５は、マイクロプロセッサを
搭載したコントロールユニットであり、詳細は図示しな
いが、バックドア１が与えられた速度に保たれるように
駆動モータＭの出力フィードバック制御を行えるよう構
成されている。
【００１５】コントローラ５は、図２のフローチャート
の沿って動作する。まず、ドア駆動条件が成立したか否
かを判断する。これは、例えば、バックドア１のドアノ
ブを触った場合に開動作、または閉動作を開始させたり
するものである。ドア駆動条件が成立しない場合は何も
しない。ドア駆動条件が成立した場合、ステップ１０６
の挟み込み判定ロジックを実行したのち、ステップ１０
５で駆動機構の動作を演算し駆動モータＭへの信号を発
する。ドア駆動条件が成立している間は、上記ステップ
を繰り返す。なお、図示しないが、上記構成には、バッ
クドア１が全開もしくは全閉になったことを検出する検
出手段が備えられており、バックドア１が全開もしくは
全閉状態となったとき、バックドア１の動作を停止させ
ている。
【００１６】ステップ１０６の挟み込み判定ロジックの
おいては、まず、ステップ１０１にて、駆動モータＭの
実際のモータ速度を演算する。ここでは、駆動モータＭ
に加わる電圧または電流のリップルを測定し、リップル
の周波数から速度を求めるとよい。
【００１７】次に、ステップ１０２において、求めた実
モータ速度にハイパスフィルタをかける。これは、実モ
ータ速度の低周波領域をカットしたり、または、低周波
領域のゲインを高周波になるにつれ下げるものである。
【００１８】次に、ステップ１０３にて、上記ハイパス
フィルタを通過した実モータ速度が規定の閾値より低い
か否かを判断する。ここで、ハイパスフィルタを通過し
た実モータ速度が規定の閾値より低い場合、挟み込みが
あったと判断して、ステップ１０４で挟み込み判定処理
を行う。ハイパスフィルタを通過した実モータ速度が規
定の閾値より高い場合、挟み込みがなかったと判断して
ステップ１０４をスキップする。
【００１９】ステップ１０４で挟み込みがあったと判定
された場合、ステップ１０５の駆動機構の動作演算で
は、駆動モータＭを停止させたり、逆転させたりする。
このとき、他の例として、駆動モータＭの目標速度を低
下させたり、フィードバック制御を停止させるなど、他
の方法をとってもよい。
【００２０】上記構成によれば、挟み込みがない場合は
駆動モータＭの目標速度と実速度はほほ同一となる。ま
た、目標速度が一定の場合、実速度の高周波成分は発生
しない。よって、実モータ速度のハイパスフィルタ通過
値も一定となる。ここで、挟み込みが起こった場合、実
速度が急激に低下する。ハイパスフィルタはこの急激な
低下を通過させるため、ハイパスフィルタ通過値も低下
する。よって、ハイパスフィルタを通過した実モータ速
度が規定の閾値より低い場合、挟み込みがあったと判断
できる。ここで、駆動モータＭの実速度の測定値にオフ
セットが生じても、オフセットは低周波成分となるので
ハイパスフィルタによりカットされる。よって、正しい
挟み込み判定を行うことができる。
【００２１】上記構成で、起動モータＭの回転やコント
ローラの発生する電磁波、車社外からの電磁ノイズ等
で、更に高周波のノイズが駆動モータＭの実速度の検出
結果に乗長される場合には、上記ハイパスフィルタの代
わりにバンドパスフィルタを用いるとよい。このバンド
パスフィルタは挟み込みがあった場合の駆動モータＭの
実速度の測定値または理論値を中心にしてその上下の範
囲の周波数のみ通過させ、他の高周波または低周波領域
をカットもしくはゲインを下げるものであるとよい。
【００２２】図３、４に本発明を適用した特性図、図
５，６に従来技術の微分を用いた場合の特性図を示す。
図３の（ａ）はハイパスフィルタ、（ｂ）はバンドパス
フィルタの例である。図３の上図に示すように、ハイパ
スフィルタおよびバンドパスフィルタで０．６Ｈｚ以下
の低周波数領域ではゲインが下げられている。また、バ
ンドパスフィルタでは更に６Ｈｚ以上の高周波数領域で
ゲインが下げられている。一方、図５は微分を用いた例
である。ここでは、右肩上がりの特性を示している。微
分を用いることで速度の変化量を抽出する事が出来る
が、この図の様な特性のため高周波が増幅され、ちょっ
としたセンサの変動に対しても反応してしまう。よっ
て、図4に示すように、誤判定してしまう可能性があ
る。
【００２３】上記ハイパスフィルタ、バンドパスフィル
タの場合、途中までは微分と同じ右肩上がりの特性を示
すが、カットオフ周波数より右、つまり高周波領域にお
いてはゲインはフラットな特性となりセンサノイズの影
響を受けにくくなっており誤判定を大幅に低減できる。
これにより、図４に示すように判定値が安定する。
【００２４】更に挟み込み時の周波数を実験等で特定す
ることで、図３（ｂ）のように不必要な高周波領域をロ
ーパスフィルタでカットした特性を持たせると、挟み込
み時に発生する周波数のみを抽出することが出来、セン
サノイズに対してのロバスト性があげることができる。
【００２５】低周波領域では限りなくゲインが小さくな
る=オフセット(直流)成分をキャンセルする事が出来、
電圧やメカ自体の個体差による摺動抵抗により電圧−モ
ータ速度の関係がノミナル状態に対してオフセットを持
つ場合にも、速度の変動成分のみを抽出でき、挟み込み
の判定に対応することが出来る。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
挟み込みの誤判定を大幅に低減できる。また、挟み込み
時に発生する周波数の特徴のみを抽出することが出来、
センサノイズに対してのロバスト性があげることができ
る。更に、低周波領域では限りなくゲインが小さくなる
=オフセット(直流)成分をキャンセルする事が出来、電
圧やメカ自体の個体差による摺動抵抗により電圧−モー
タ速度の関係がノミナル状態に対してオフセットを持つ
場合にも、速度の変動成分のみを抽出でき、挟み込みの
判定に対応することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の制御装置を用いる車両開閉体の駆動機
構の実施例を示す構成図
【図２】本発明の制御装置による車両開閉体の制御手法
を示すフローチャート
【図３】本発明のフィルタの説明図
【図４】本発明のフィルタのタイムチャート
【図５】従来技術のフィルタの説明図
【図６】従来技術のタイムチャート
【符号の説明】
１aドアヒンジ １ バックドア １２ 車両 ３bアーム部材 ４ ロッド ５ コントローラ ３０エアーダンパ Ｍ 駆動モータ Ｒ 減速機構 ステップ１０６ 挟み込み判定ロジック
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2E052 AA09 CA06 DA06 DA07 DB06 DB07 EA01 EA09 EB01 EC01 GA08 GB06 GC06 GD03 GD09 HA01 KA15 5H550 AA16 BB08 DD01 EE01 EE08 FF03 FF10 GG03 JJ26 LL14 LL15 LL60 MM09

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】予め設定した目標速度となるよう駆動モー
    タへの出力デューティをフィードバック制御する車両用
    開閉体の制御装置であって、前記駆動モータの実速度を
    入力とするハイパスフィルタを備え、該ハイパスフィル
    タの出力に応じて挟み込み判定を行う車両用開閉体の制
    御装置。
  2. 【請求項２】予め設定した目標速度となるよう駆動モー
    タへの出力デューティをフィードバック制御する車両用
    開閉体の制御装置であって、前記駆動モータの実速度を
    入力とするバンドパスフィルタを備え、該バンドパスフ
    ィルタの出力に応じて挟み込み判定を行う車両用開閉体
    の制御装置。
  3. 【請求項３】予め設定した目標速度となるよう駆動モー
    タへの出力デューティをフィードバック制御する車両用
    開閉体の制御装置であって、前記駆動モータの実速度を
    入力とし、低周波領域および高周波領域のゲインをそれ
    ぞれ低周波方向および高周波方向に向かうにつれ小さく
    するバンドパスフィルタを備え、該バンドパスフィルタ
    の出力に応じて挟み込み判定を行う車両用開閉体の制御
    装置。
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