JP2008025267A - ドア開閉アシスト装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 違和感を発生させないようにして良好な操作感にできるドア開閉アシスト装置を提供すること。
【解決手段】 勾配の検出値から仮想的な勾配を設定し、仮想勾配に対応する勾配抵抗を理想勾配抵抗として演算する理想勾配抵抗演算部811と、ドア開閉操作力と、理想勾配抵抗と、予め設定される理想的なドア操作感に基づいて、ドアの目標ドア速度を演算する目標動作状態演算部812と、実際の車両のドア速度を検出する速度センサ72と、実際の車両のドア速度が目標ドア速度に近づくように、モータ1の駆動指令値を演算する駆動指令値演算部814を備えた。
【選択図】 図1
【解決手段】 勾配の検出値から仮想的な勾配を設定し、仮想勾配に対応する勾配抵抗を理想勾配抵抗として演算する理想勾配抵抗演算部811と、ドア開閉操作力と、理想勾配抵抗と、予め設定される理想的なドア操作感に基づいて、ドアの目標ドア速度を演算する目標動作状態演算部812と、実際の車両のドア速度を検出する速度センサ72と、実際の車両のドア速度が目標ドア速度に近づくように、モータ1の駆動指令値を演算する駆動指令値演算部814を備えた。
【選択図】 図1
Description
本発明は、車両のドアを軽い力で操作できるようアクチュエータの力をアシストするドア開閉アシスト装置の技術分野に属する。
目標電流信号設定手段、加速度演算手段、加速度係数発生手段、速度係数発生手段、補正手段、偏差演算手段、駆動制御手段からなる制御手段を備え、トルク信号に対応した目標電流信号、加速度信号に対応した加速度係数、及び速度信号に対応した速度係数に対応した補正信号を発生し、補正信号に基づいて電動機を駆動してアシスト力(開閉補助力)を発生し、小さい操作力でドアを操作できるようにしている(例えば、特許文献1参照。)。
特開平9−328957号公報(第2−11頁、全図)
しかしながら、従来では、ドア操作の操作力に基づいてアシスト力の付与を行っており、車両の勾配を考慮していなかった。
勾配のある場所でドアを開く操作を行う場合、上り坂では普段より大きな力が必要で、下り坂では軽い力で行えるという感覚がある。
従来にあっては、車両勾配の考慮がないため、勾配のある場所でドア操作を行うと、違和感を感じてしまうという問題があった。
勾配のある場所でドアを開く操作を行う場合、上り坂では普段より大きな力が必要で、下り坂では軽い力で行えるという感覚がある。
従来にあっては、車両勾配の考慮がないため、勾配のある場所でドア操作を行うと、違和感を感じてしまうという問題があった。
本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、違和感を発生させないようにして良好な操作感にできるドア開閉アシスト装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明では、ドア開閉の操作力をアシストするアクチュエータと、車両のドアノブへのドア開閉操作力を検出する操作力検出手段と、車両の前後方向の勾配を検出する勾配検出手段と、勾配の検出値から仮想的な勾配を設定し、仮想勾配に対応する勾配抵抗を理想勾配抵抗として演算する理想勾配抵抗演算手段と、前記ドア開閉操作力と、前記理想勾配抵抗と、予め設定される理想的なドア操作感に基づいて、ドアの目標動作状態を演算する目標動作状態演算手段と、実際の車両のドア動作状態を検出するドア動作状態検出手段と、実際の車両のドア動作状態が目標動作状態に近づくように、前記アクチュエータの駆動指令値を演算する駆動指令値演算手段と、を備えることを特徴とする。
よって、本発明にあっては、違和感を発生させないようにして良好な操作感にできる。
以下、本発明のドア開閉アシスト装置を実現する実施の形態を、請求項1〜請求項5に対応する実施例1と、請求項5に対応する実施例2及び実施例3に基づいて説明する。
まず、構成を説明する。
図1は実施例1のドア開閉アシスト装置の概略を示す説明図である。図2は実施例1のドア開閉アシスト装置を車両に搭載した車両の説明図である。図3は実施例1のドア開閉アシスト装置のトルクセンサの説明図である。
図1は実施例1のドア開閉アシスト装置の概略を示す説明図である。図2は実施例1のドア開閉アシスト装置を車両に搭載した車両の説明図である。図3は実施例1のドア開閉アシスト装置のトルクセンサの説明図である。
実施例1のドア開閉アシスト装置は、モータ1、減速機構2、駆動プーリ3、ガイドプーリ4a〜4c、駆動アーム5、スライドドア6、支持部材7、位置センサ71、コントローラ8を主要な構成としている。
モータ1は、コントローラ8の制御により、出力軸へアシストのための駆動力を出力する。
減速機構2は、ギアの歯数の比により、モータ1の出力に対して、一定の減速を行い、その減速した分、大きなトルクを得る。
モータ1は、コントローラ8の制御により、出力軸へアシストのための駆動力を出力する。
減速機構2は、ギアの歯数の比により、モータ1の出力に対して、一定の減速を行い、その減速した分、大きなトルクを得る。
駆動プーリ3は、減速機構2に係合して所定の回転速度で回転するとともに、ベルト9を回転させる。
ガイドプーリ4a〜4cは、自由回転により、ベルト9を設定した経路に張り渡しつつ、スムーズに回転させる。
駆動アーム5は、一端を支持部材7に取り付け、他端をスライドドア6に取り付け、支持部材7の移動する力をスライドドア6に伝達する。
スライドドア6は、図2に示すように車両の側面で、回動する開閉ではなく、車両の側面に沿ってスライド移動することにより開閉するドアである。(以下、ドアと記載の場合は、スライドドア6を指すものとする)
ガイドプーリ4a〜4cは、自由回転により、ベルト9を設定した経路に張り渡しつつ、スムーズに回転させる。
駆動アーム5は、一端を支持部材7に取り付け、他端をスライドドア6に取り付け、支持部材7の移動する力をスライドドア6に伝達する。
スライドドア6は、図2に示すように車両の側面で、回動する開閉ではなく、車両の側面に沿ってスライド移動することにより開閉するドアである。(以下、ドアと記載の場合は、スライドドア6を指すものとする)
支持部材7は、ベルト9に固定され、ベルト9の回転する力を駆動アーム5に伝達する。
なお、支持部材7の内部には、支持部材7の位置を検出することで、スライドドア6の開閉位置を検出する位置センサ71、スライドドア6の開閉速度を検出する速度センサ72を設ける。
さらに、勾配路等によるドアの傾斜を検出する傾斜センサ73を設ける。
なお、支持部材7の内部には、支持部材7の位置を検出することで、スライドドア6の開閉位置を検出する位置センサ71、スライドドア6の開閉速度を検出する速度センサ72を設ける。
さらに、勾配路等によるドアの傾斜を検出する傾斜センサ73を設ける。
本実施例1では、図2に示すように、ドアの操作力の検出をドアノブ部分に設けたトルクセンサ10により行う。
トルクセンサ10は、基板11、ブラシ12、ドアノブ13、バネ14により主に構成されている。
基板11は、ブラシ12との接触位置の変化を抵抗の変化として検出する。
ブラシ12は、ドアノブ13のドア内部に基端側を取り付けられ、基板11に先端部が接触し、ドアノブ13のスライドする動きにともなって、基板11に接触したまま、スライドする。
トルクセンサ10は、基板11、ブラシ12、ドアノブ13、バネ14により主に構成されている。
基板11は、ブラシ12との接触位置の変化を抵抗の変化として検出する。
ブラシ12は、ドアノブ13のドア内部に基端側を取り付けられ、基板11に先端部が接触し、ドアノブ13のスライドする動きにともなって、基板11に接触したまま、スライドする。
ドアノブ13は、ドアの開閉の際に操作者が持ち、開、閉のそれぞれの方向に力を加える部分であり、本実施例1では、ドアノブ13は、開、閉のそれぞれの方向に所定の量スライドする構造である。
バネ14は、ドアノブ13を開閉の中立位置に保持させるよう力を加えており、操作によりドアノブ13に開、閉いずれかの方向の力を加えると、ばね性に応じた変位量を生じるものである。
バネ14は、ドアノブ13を開閉の中立位置に保持させるよう力を加えており、操作によりドアノブ13に開、閉いずれかの方向の力を加えると、ばね性に応じた変位量を生じるものである。
つまり、操作力が加えられるドアノブ13をバネ14で中立位置に保持し、ドアノブ13に取り付けたブラシ12と基板11が摺動式のポテンショメータを構成することで、ポテンショメータで検出される位置変化は、バネ14の圧縮もしくは引っ張りの変位量に相当するため、ドアノブへ加えられる操作力が検出されるのである。
コントローラ8は、トルクセンサ10、位置センサ71の検出情報を処理して、その結果に基づいてモータ1を制御する。
図4に示すのは、ドア開閉アシスト装置のコントローラ8のブロック図である。
ドア開閉補助力演算部81は、開閉速度、開閉位置、開閉操作力から、補助力指令値を演算し、出力する。
モータ駆動制御部82は、補助力指令値に従ってモータ1を駆動する。
図4に示すのは、ドア開閉アシスト装置のコントローラ8のブロック図である。
ドア開閉補助力演算部81は、開閉速度、開閉位置、開閉操作力から、補助力指令値を演算し、出力する。
モータ駆動制御部82は、補助力指令値に従ってモータ1を駆動する。
次にドア開閉補助力演算部81について、図5を参照してさらに説明する。
図5はドア開閉補助力演算部81のブロック図である。
ドア開閉補助力演算部81は、理想勾配抵抗演算部811、目標動作状態演算部812、加算器813、駆動指令値演算部814を主要な構成としている。
なお、実際のドア動作状態検出器70は、実際のドアの動作状態を検出するものであり、実施例1では、速度センサ72のことである。
図5はドア開閉補助力演算部81のブロック図である。
ドア開閉補助力演算部81は、理想勾配抵抗演算部811、目標動作状態演算部812、加算器813、駆動指令値演算部814を主要な構成としている。
なお、実際のドア動作状態検出器70は、実際のドアの動作状態を検出するものであり、実施例1では、速度センサ72のことである。
理想勾配抵抗演算部811は、検出した勾配から、仮想的な勾配を想定し、仮想勾配に対して、ドアが車体前後方向にかかる力を理想勾配抵抗として演算する。
ここで、理想勾配抵抗演算部811について、図6を参照してさらに説明する。
図6は理想勾配抵抗演算部811のブロック図である。
理想勾配抵抗演算部811は、乗算器811aと演算部811bからなる。
乗算器811aは、検出した勾配値に0<K≦1の範囲のゲインKを乗じる。
演算部811bは、理想的な操作感を得る理想ドア質量をMiとし、重力加速度をg、勾配をθとしてMigsinθから勾配抵抗を演算する。
ここで、理想勾配抵抗演算部811について、図6を参照してさらに説明する。
図6は理想勾配抵抗演算部811のブロック図である。
理想勾配抵抗演算部811は、乗算器811aと演算部811bからなる。
乗算器811aは、検出した勾配値に0<K≦1の範囲のゲインKを乗じる。
演算部811bは、理想的な操作感を得る理想ドア質量をMiとし、重力加速度をg、勾配をθとしてMigsinθから勾配抵抗を演算する。
ここで、勾配抵抗について説明しておく。
図7は勾配抵抗の説明図である。
実施例1における勾配抵抗は、図7に示すように、車両ドアに働く下方への力であるドア質量×重力加速度に対し、車両が勾配θのある路面上に位置することから、この車両ドアに働く下方への力の車体前後方向、つまり車両ドアの開閉方向に働く力をドア質量×重力加速度×sin(θ)として、求められるものである。
図7は勾配抵抗の説明図である。
実施例1における勾配抵抗は、図7に示すように、車両ドアに働く下方への力であるドア質量×重力加速度に対し、車両が勾配θのある路面上に位置することから、この車両ドアに働く下方への力の車体前後方向、つまり車両ドアの開閉方向に働く力をドア質量×重力加速度×sin(θ)として、求められるものである。
次に、目標動作状態演算部812は、まず第1に、操作力から勾配抵抗を減算した値が理想ドアの静止摩擦力より小さい場合、理想ドアに発生する理想摩擦力は、操作力から勾配抵抗を減算した値と同じ値とする。
第2に、操作力から勾配抵抗を減算した値が理想ドアの静止摩擦力より大きくなった場合、理想摩擦力は、所定値(理想静止摩擦力より小さい値)とする。そして、ドアが動いた後、ドア目標速度が0になったときには、理想摩擦力は、操作力から勾配抵抗を減算した値と同じ値とする。
図8を参照して、目標動作状態演算部812についてさらに説明する。
実施例1の目標動作演算部812は、理想摩擦演算部812a、加算器812b、目標加速度演算部812c、目標速度演算部812dからなる。
理想摩擦演算部812aは、勾配抵抗と、操作力から、理想ドアに関しての理想静止摩擦力の演算を行う。
加算器812bは、検出操作力から理想摩擦力、勾配抵抗を減算する。
実施例1の目標動作演算部812は、理想摩擦演算部812a、加算器812b、目標加速度演算部812c、目標速度演算部812dからなる。
理想摩擦演算部812aは、勾配抵抗と、操作力から、理想ドアに関しての理想静止摩擦力の演算を行う。
加算器812bは、検出操作力から理想摩擦力、勾配抵抗を減算する。
目標加速度演算部812cは、加算器812bの出力値を理想ドア質量で割る除算を行い、目標加速度を演算する。
目標速度演算部812dは、目標加速度を積分し、目標速度を演算する。
目標速度演算部812dは、目標加速度を積分し、目標速度を演算する。
次に作用を説明する。
[アシスト制御処理]
実施例1のドア開閉アシスト装置では、トルクセンサ10で検出するドアの開閉操作力、位置センサ71で検出するドアの開閉位置、速度センサ72で検出するドアの開閉速度に応じて、理想ドアを操作するように軽い操作が行えるように駆動指令値を演算し、モータ1を駆動してアシストを行う。
[アシスト制御処理]
実施例1のドア開閉アシスト装置では、トルクセンサ10で検出するドアの開閉操作力、位置センサ71で検出するドアの開閉位置、速度センサ72で検出するドアの開閉速度に応じて、理想ドアを操作するように軽い操作が行えるように駆動指令値を演算し、モータ1を駆動してアシストを行う。
さらに、実施例1では、目標動作状態演算部812で演算する制御目標に理想勾配抵抗演算部811で演算される理想勾配が考慮されることになる。
図9に示すのは実施例1のドア開閉アシスト装置のドア開閉補助力演算部81において実行されるアシスト制御の状態遷移図である。図10は実施例1のドア開閉アシスト装置における操作力、勾配抵抗、理想クーロン摩擦、ドア目標速度と、時間、動作状態の関係を示すタイムチャートである。
図9に示すのは実施例1のドア開閉アシスト装置のドア開閉補助力演算部81において実行されるアシスト制御の状態遷移図である。図10は実施例1のドア開閉アシスト装置における操作力、勾配抵抗、理想クーロン摩擦、ドア目標速度と、時間、動作状態の関係を示すタイムチャートである。
状態1では、操作開始後の理想摩擦力は、操作力から勾配抵抗を減算した値とする。状態1において、操作力から勾配抵抗を減算した値が理想静止摩擦を超えると状態1から状態2へ移行する。
状態2では、理想摩擦力は所定値、つまり理想クーロン摩擦の値とする。状態2において、ドア目標速度が0となったときに状態2から状態1に移行する。
状態2では、理想摩擦力は所定値、つまり理想クーロン摩擦の値とする。状態2において、ドア目標速度が0となったときに状態2から状態1に移行する。
さらに、詳細に説明する。
状態1では、目標動作状態演算部812において、操作力から勾配抵抗を減算した値が理想静止摩擦より小さい場合には、理想ドアに発生する理想摩擦力は、操作力から勾配抵抗を減算した値と同じにするので、理想摩擦演算部812aが0を出力することで、加算器812bの演算は、操作力から勾配抵抗を減算した値となる。
状態1では、目標動作状態演算部812において、操作力から勾配抵抗を減算した値が理想静止摩擦より小さい場合には、理想ドアに発生する理想摩擦力は、操作力から勾配抵抗を減算した値と同じにするので、理想摩擦演算部812aが0を出力することで、加算器812bの演算は、操作力から勾配抵抗を減算した値となる。
これは、図10の時間開始側の状態1に示すようになる。
この状態では、理想静止摩擦を超えないため、目標ドア速度は0、つまりドアが動かないことが制御目標となる。
つまり、実施例1において、ドアを操作するために操作力が入力されて、アシスト制御されたドアが動き出すためには、操作力から勾配抵抗を減算した値が理想静止摩擦を超える必要がある。
この状態では、理想静止摩擦を超えないため、目標ドア速度は0、つまりドアが動かないことが制御目標となる。
つまり、実施例1において、ドアを操作するために操作力が入力されて、アシスト制御されたドアが動き出すためには、操作力から勾配抵抗を減算した値が理想静止摩擦を超える必要がある。
よって、例えば、ドア操作が重くなる方向に路面勾配が傾斜していた場合には、理想勾配抵抗演算部811で演算される勾配抵抗の値が大きくなり、操作力から勾配抵抗を減算した値が小さくなり、その分理想静止摩擦を超えにくくなることにより、ややドア操作が重くなったと感じさせることができる。
しかし、勾配抵抗を加えることで、理想ドアの操作感が重くなりすぎる場合があるので、理想勾配抵抗演算部811の乗算器811aで乗じる0<K≦1の範囲で値をとるゲインKによって、実際の勾配よりも小さく演算した理想勾配を演算し、その理想勾配により求めた勾配抵抗を用いる。
これにより、車両が路面勾配により傾斜していた際に、ドアが重くなるあるいは軽くなる方向と同様の現象が軽い操作でありながらも感じられ、違和感を生じず、より良好な操作感を生じさせることができる。
しかし、勾配抵抗を加えることで、理想ドアの操作感が重くなりすぎる場合があるので、理想勾配抵抗演算部811の乗算器811aで乗じる0<K≦1の範囲で値をとるゲインKによって、実際の勾配よりも小さく演算した理想勾配を演算し、その理想勾配により求めた勾配抵抗を用いる。
これにより、車両が路面勾配により傾斜していた際に、ドアが重くなるあるいは軽くなる方向と同様の現象が軽い操作でありながらも感じられ、違和感を生じず、より良好な操作感を生じさせることができる。
次に、操作力から勾配抵抗を減算した値が理想静止摩擦を超えると、状態1から状態2へ移行することになる。
すると、理想摩擦力は理想静止摩擦力より小さい一定した所定値(クーロン摩擦力を考慮)となる。そのため、適度な抵抗を受けながら軽い操作でドアを開閉することができる。
すると、理想摩擦力は理想静止摩擦力より小さい一定した所定値(クーロン摩擦力を考慮)となる。そのため、適度な抵抗を受けながら軽い操作でドアを開閉することができる。
この場合に、例えば、ドア操作が重くなる方向に路面勾配が傾斜していた場合には、理想勾配抵抗演算部811で演算される勾配抵抗の値が大きくなり、加算器812bにおいて、操作力から勾配抵抗と理想摩擦分を減算したものが目標となるため、軽い操作でありつつ受ける適度な抵抗に、勾配抵抗とクーロン摩擦が含まれることになり、路面勾配によるドア傾斜によるドアが重くなるもしくは軽くなる現象と同方向の現象を感じることができるため、違和感を生じず、より良好な操作感を生じさせることができる(図10の中ほど状態2の部分参照)。
そして、目標ドア速度が0になることにより、状態2から状態1に移行する。
これにより、次の動作の準備ができ、すぐに次の動作があった場合に対応できる。
これにより、次の動作の準備ができ、すぐに次の動作があった場合に対応できる。
図11〜図13は実施例1のドア開閉アシスト装置のシミュレーション結果を示すグラフ図である。
なお、図11〜図13において、グラフ線は、操作力101、理想摩擦力102、勾配抵抗103、位置104、速度105、目標速度106からなる。
シミュレーションでは、実際のドアが50kgであるに対して、理想のドア質量を10kgとし、実際の勾配を2degとしている。
これに対して、ゲインKを1とし、これにより理想勾配が2degとしたものを図11に示す。
さらに、ゲインKを0.5とし、これにより理想勾配が1degとしたものを図12に示す。
また、ゲインKを0とし、勾配がないものとした従来に近いものを図13に示す。
なお、図11〜図13において、グラフ線は、操作力101、理想摩擦力102、勾配抵抗103、位置104、速度105、目標速度106からなる。
シミュレーションでは、実際のドアが50kgであるに対して、理想のドア質量を10kgとし、実際の勾配を2degとしている。
これに対して、ゲインKを1とし、これにより理想勾配が2degとしたものを図11に示す。
さらに、ゲインKを0.5とし、これにより理想勾配が1degとしたものを図12に示す。
また、ゲインKを0とし、勾配がないものとした従来に近いものを図13に示す。
図11、図12では、勾配の考慮により、やや操作が重くなっていることが図11(a),図12(a)と図13(a)の比較からわかる。また、別の見方をすると、図11(b),図12(b)と図13(b)の比較から、勾配の分、動きの重いドアとなっていることがわかる。
また、勾配を考慮しつつも、ドア全体は、実際のドアよりも十分に軽い操作力で操作できることが図11〜図13からわかる。
また、勾配を考慮しつつも、ドア全体は、実際のドアよりも十分に軽い操作力で操作できることが図11〜図13からわかる。
よって、車両が路面勾配により傾斜していた際に、ドアが重くなるあるいは軽くなる方向と同様の現象が軽い操作でありながらも感じられ、違和感を生じず、より良好な操作感を生じさせることが本実施例1の制御により実現できることが明らかである。
次に、効果を説明する。
実施例1のドア開閉アシスト装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
実施例1のドア開閉アシスト装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
(1)ドア開閉の操作力をアシストするモータ1と、車両のドアノブへのドア開閉操作力を検出するトルクセンサ10と、車両の前後方向の勾配を検出する傾斜センサ73と、勾配の検出値から仮想的な勾配を設定し、仮想勾配に対応する勾配抵抗を理想勾配抵抗として演算する理想勾配抵抗演算部811と、ドア開閉操作力と、理想勾配抵抗と、予め設定される理想的なドア操作感に基づいて、ドアの目標ドア速度を演算する目標動作状態演算部812と、実際の車両のドア速度を検出する速度センサ72と、実際の車両のドア速度が目標ドア速度に近づくように、モータ1の駆動指令値を演算する駆動指令値演算部814を備えるため、違和感を発生させないようにして良好な操作感にできる。
(2)理想勾配抵抗演算部811は、勾配の検出値に1以下の正の値であるゲイン値を乗算し、仮想勾配を演算する乗算器811aと、仮想勾配から、理想勾配抵抗を演算する演算部811bとを備えるため、勾配抵抗を加えることで、理想ドアの操作感が重くなりすぎる場合があるので、0<K≦1の範囲で値をとるゲインKによって、実際の勾配よりも小さく演算した理想勾配を演算し、その理想勾配により求めた勾配抵抗を用い、車両が路面勾配により傾斜していた際に、ドアが重くなるあるいは軽くなる方向と同様の現象が軽い操作でありながらも感じられ、違和感を生じず、より良好な操作感を生じさせることができる。
(3)目標動作状態演算部812は、理想的なドア操作感として軽く設定した理想ドアの質量と、理想ドアの理想摩擦力、理想静止摩擦力を設定し、理想ドアに発生する理想摩擦力を、ドア開閉操作力から理想勾配抵抗を減算した値とする状態1と、理想ドアに発生する理想摩擦力を、理想静止摩擦力より小さい所定値とする状態2と、を備えるため、路面の傾斜によりドア重さを強く感じるドアが動き出す前の状態にでき、ドアが移動を開始した際に路面の傾斜によるドアの重さを弱く感じる状態にでき、この2つの処理状態を切り替えて用いることで、より自然で理想的な操作感を得ることができる。
(4)目標動作状態演算部812は、ドア開閉操作力から理想勾配抵抗を減算した値が理想静止摩擦力より小さい場合には、状態1にし、ドア開閉操作力から理想勾配抵抗を減算した値が理想静止摩擦力より大きい場合には、状態2にするため、ドアが移動を開始する前に開閉操作力を加える状態では、静止摩擦力を超える力が必要になることと、その際にさらに傾斜によりドアが重くもしくは軽く感じることを操作感として得ることができるため、より自然で、違和感のない操作感を軽い操作感上で得ることができ、より理想に近づけることができる。
さらに、ドアが動き出した際には、静止摩擦から動的な摩擦に移行することを感じることができ、その際さらに傾斜によりドアが重くもしくは軽く感じることを操作感として得ることができるため、より自然で、違和感のない操作感を軽い操作感上で得ることができ、より理想に近づけることができる。
さらに、ドアが動き出した際には、静止摩擦から動的な摩擦に移行することを感じることができ、その際さらに傾斜によりドアが重くもしくは軽く感じることを操作感として得ることができるため、より自然で、違和感のない操作感を軽い操作感上で得ることができ、より理想に近づけることができる。
(5)ドア動作状態は、ドアの速度であるため、勾配抵抗を考慮した目標ドア速度にドアの速度の検出値が近づくように制御することで、車両が路面勾配により傾斜していた際に、ドアが重くなるあるいは軽くなる方向と同様の現象が軽い操作でありながらも感じられ、違和感を生じず、より良好な操作感を生じさせることができる。
なお、この操作感の向上は、理想ドアの操作により近づけることで得られるものである。
なお、この操作感の向上は、理想ドアの操作により近づけることで得られるものである。
実施例2のドア開閉アシスト装置は、ドア動作状態をドア加速度とした例である。
構成を説明する。
図14は、実施例2の目標動作演算部812のブロック図である。
実施例2の目標動作演算部812は、理想摩擦演算部812a、加算器812b、目標加速度演算部812cからなる。
また、速度センサ72と別、または代えて、加速度センサ(図示せず)を設ける。なお、速度センサ72で検出する速度を微分して加速度を演算してもよい。
その他構成は実施例1と同様であるので、説明を省略する。
構成を説明する。
図14は、実施例2の目標動作演算部812のブロック図である。
実施例2の目標動作演算部812は、理想摩擦演算部812a、加算器812b、目標加速度演算部812cからなる。
また、速度センサ72と別、または代えて、加速度センサ(図示せず)を設ける。なお、速度センサ72で検出する速度を微分して加速度を演算してもよい。
その他構成は実施例1と同様であるので、説明を省略する。
作用を説明する。
実施例2では、目標動作演算部812において目標ドア加速度を演算し、検出するドア加速度が目標ドア加速度に近づくように制御を行う。
このように目標動作演算部812において目標ドア加速度を演算するようにしてもよい。
実施例2では、目標動作演算部812において目標ドア加速度を演算し、検出するドア加速度が目標ドア加速度に近づくように制御を行う。
このように目標動作演算部812において目標ドア加速度を演算するようにしてもよい。
効果を説明する。
実施例2のドア開閉アシスト装置では、上記(1)〜(4)の効果に加えて以下の効果を有する。
(5)´ドア動作状態は、ドアの加速度であるため、勾配抵抗を考慮した目標ドア加速度にドアの加速度の検出値が近づくように制御することで、車両が路面勾配により傾斜していた際に、ドアが重くなるあるいは軽くなる方向と同様の現象が軽い操作でありながらも感じられ、違和感を生じず、より良好な操作感を生じさせることができる。
その他作用効果は実施例1と同様であるので説明を省略する。
実施例2のドア開閉アシスト装置では、上記(1)〜(4)の効果に加えて以下の効果を有する。
(5)´ドア動作状態は、ドアの加速度であるため、勾配抵抗を考慮した目標ドア加速度にドアの加速度の検出値が近づくように制御することで、車両が路面勾配により傾斜していた際に、ドアが重くなるあるいは軽くなる方向と同様の現象が軽い操作でありながらも感じられ、違和感を生じず、より良好な操作感を生じさせることができる。
その他作用効果は実施例1と同様であるので説明を省略する。
実施例3のドア開閉アシスト装置は、ドア動作状態をドア位置とした例である。
構成を説明する。
図15は、実施例3の目標動作演算部812のブロック図である。
実施例3の目標動作演算部812は、理想摩擦演算部812a、加算器812b、目標加速度演算部812c、目標速度演算部812d、目標位置演算部812eからなる。
目標位置演算部812eは、目標速度を積分し、目標位置を演算する。
また、検出値として、位置センサ71の検出値を用いるようにする。
その他構成は実施例1と同様であるので、説明を省略する。
構成を説明する。
図15は、実施例3の目標動作演算部812のブロック図である。
実施例3の目標動作演算部812は、理想摩擦演算部812a、加算器812b、目標加速度演算部812c、目標速度演算部812d、目標位置演算部812eからなる。
目標位置演算部812eは、目標速度を積分し、目標位置を演算する。
また、検出値として、位置センサ71の検出値を用いるようにする。
その他構成は実施例1と同様であるので、説明を省略する。
作用を説明する。
実施例3では、目標動作演算部812において目標位置を演算し、検出するドア位置が目標ドア位置に近づくように制御を行う。
このように目標動作演算部812において目標ドア位置を演算するようにしてもよい。
実施例3では、目標動作演算部812において目標位置を演算し、検出するドア位置が目標ドア位置に近づくように制御を行う。
このように目標動作演算部812において目標ドア位置を演算するようにしてもよい。
効果を説明する。
実施例2のドア開閉アシスト装置では、上記(1)〜(4)の効果に加えて以下の効果を有する。
(5)´´ドア動作状態は、ドアの位置であるため、勾配抵抗を考慮した目標ドア位置にドアの位置の検出値が近づくように制御することで、車両が路面勾配により傾斜していた際に、ドアが重くなるあるいは軽くなる方向と同様の現象が軽い操作でありながらも感じられ、違和感を生じず、より良好な操作感を生じさせることができる。
その他作用効果は実施例1と同様であるので説明を省略する。
実施例2のドア開閉アシスト装置では、上記(1)〜(4)の効果に加えて以下の効果を有する。
(5)´´ドア動作状態は、ドアの位置であるため、勾配抵抗を考慮した目標ドア位置にドアの位置の検出値が近づくように制御することで、車両が路面勾配により傾斜していた際に、ドアが重くなるあるいは軽くなる方向と同様の現象が軽い操作でありながらも感じられ、違和感を生じず、より良好な操作感を生じさせることができる。
その他作用効果は実施例1と同様であるので説明を省略する。
以上、本発明のドア開閉アシスト装置を実施例1〜実施例3に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
理想ドアとして設定する軽いドアは、一定質量とする必要はなく、例えば、操作初期、移動状態、操作終了期等で、又は非線形的に変わるようにしてもよい。
アクチュエータとしては、モータを例として挙げたが、空気圧や油圧を用いるものであってもよく、モータに限らない。
トルクセンサは、磁歪式のものであってもよい。
位置センサは、接触式や非接触式のものなどがあるが、精度を満たせば、どの方式、構成のものであってもよい。
アクチュエータとしては、モータを例として挙げたが、空気圧や油圧を用いるものであってもよく、モータに限らない。
トルクセンサは、磁歪式のものであってもよい。
位置センサは、接触式や非接触式のものなどがあるが、精度を満たせば、どの方式、構成のものであってもよい。
ここで、本請求項及び本明細書に記載の「理想ドア」について説明しておく。
本請求項及び本明細書における理想ドアは、従来のように、スイッチあるいは操作を基点にして、自動的にドアが所定速度で開閉するようなものではなく、操作者の意思を強く反映して開閉されるドアを理想とする。
例えば、極端な例を言えば、家屋の建具である襖や障子は、軽く、開閉操作を途中で止めることで開度が変更される。
これは極端な例であり、実際には50kg程度のドアを軽い10kg程度することを理想とし、その上で、操作者が主体で操作意思が反映され、開閉操作を途中で止めることで開度が変更され、自然な軽いドアを操作しているフィーリングを得ることができるドアを理想とする。
このため、「理想ドア」とある場合には、質量などの値が上記のようなことを考慮して設定されたものを「理想ドア」とする。
本請求項及び本明細書における理想ドアは、従来のように、スイッチあるいは操作を基点にして、自動的にドアが所定速度で開閉するようなものではなく、操作者の意思を強く反映して開閉されるドアを理想とする。
例えば、極端な例を言えば、家屋の建具である襖や障子は、軽く、開閉操作を途中で止めることで開度が変更される。
これは極端な例であり、実際には50kg程度のドアを軽い10kg程度することを理想とし、その上で、操作者が主体で操作意思が反映され、開閉操作を途中で止めることで開度が変更され、自然な軽いドアを操作しているフィーリングを得ることができるドアを理想とする。
このため、「理想ドア」とある場合には、質量などの値が上記のようなことを考慮して設定されたものを「理想ドア」とする。
本願は、移動体のドアへの利用のほか、建物のドアへの利用も容易である。
1 モータ
2 減速機構
3 駆動プーリ
4a〜4c ガイドプーリ
5 駆動アーム
6 スライドドア
7 支持部材
70 ドア動作状態検出器
71 位置センサ
72 速度センサ
73 傾斜センサ
8 コントローラ
81 ドア開閉補助力演算部
811 理想勾配抵抗演算部
811a 乗算器
811b 演算部
812 目標動作状態演算部
812a 理想摩擦演算部
812b 加算器
812c 目標加速度演算部
812d 目標速度演算部
812e 目標位置演算部
813 加算器
814 駆動指令値演算部
82 モータ駆動制御部
9 ベルト
10 トルクセンサ
11 基板
12 ブラシ
13 ドアノブ
14 バネ
15 装置設置位置
2 減速機構
3 駆動プーリ
4a〜4c ガイドプーリ
5 駆動アーム
6 スライドドア
7 支持部材
70 ドア動作状態検出器
71 位置センサ
72 速度センサ
73 傾斜センサ
8 コントローラ
81 ドア開閉補助力演算部
811 理想勾配抵抗演算部
811a 乗算器
811b 演算部
812 目標動作状態演算部
812a 理想摩擦演算部
812b 加算器
812c 目標加速度演算部
812d 目標速度演算部
812e 目標位置演算部
813 加算器
814 駆動指令値演算部
82 モータ駆動制御部
9 ベルト
10 トルクセンサ
11 基板
12 ブラシ
13 ドアノブ
14 バネ
15 装置設置位置
Claims (5)
- ドア開閉の操作力をアシストするアクチュエータと、
車両のドアノブへのドア開閉操作力を検出する操作力検出手段と、
車両の前後方向の勾配を検出する勾配検出手段と、
勾配の検出値から仮想的な勾配を設定し、仮想勾配に対応する勾配抵抗を理想勾配抵抗として演算する理想勾配抵抗演算手段と、
前記ドア開閉操作力と、前記理想勾配抵抗と、予め設定される理想的なドア操作感に基づいて、ドアの目標動作状態を演算する目標動作状態演算手段と、
実際の車両のドア動作状態を検出するドア動作状態検出手段と、
実際の車両のドア動作状態が目標動作状態に近づくように、前記アクチュエータの駆動指令値を演算する駆動指令値演算手段と、
を備えることを特徴とするドア開閉アシスト装置。 - 請求項1に記載のドア開閉アシスト装置において、
前記理想勾配抵抗演算手段は、
勾配の検出値に1以下の正の値であるゲイン値を乗算し、仮想勾配を演算する仮想勾配演算手段と、
前記仮想勾配から、理想勾配抵抗を演算する抵抗演算手段と、
を備えることを特徴とするドア開閉アシスト装置。 - 請求項1または請求項2に記載のドア開閉アシスト装置において、
前記目標動作状態演算手段は、
理想的なドア操作感として軽く設定した理想ドアの質量と、前記理想ドアの理想摩擦力、理想静止摩擦力を設定し、
理想ドアに発生する理想摩擦力を、前記ドア開閉操作力から理想勾配抵抗を減算した値とする第1の処理状態と、
理想ドアに発生する理想摩擦力を、前記理想静止摩擦力より小さい所定値とする第2の処理状態と、
を備えることを特徴とするドア開閉アシスト装置。 - 請求項3に記載のドア開閉アシスト装置において、
前記目標動作状態演算手段は、
前記ドア開閉操作力から理想勾配抵抗を減算した値が前記理想静止摩擦力より小さい場合には、前記第1処理状態にし、
前記ドア開閉操作力から理想勾配抵抗を減算した値が前記理想静止摩擦力より大きい場合には、前記第2処理状態にする、
ことを特徴とするドア開閉アシスト装置。 - 請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のドアアシスト装置において、
前記ドア動作状態検出手段が検出するドア動作状態は、
ドアの加速度、ドアの速度、ドアの位置のいずれかである、
ことを特徴とするドア開閉アシスト装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006200821A JP2008025267A (ja) | 2006-07-24 | 2006-07-24 | ドア開閉アシスト装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006200821A JP2008025267A (ja) | 2006-07-24 | 2006-07-24 | ドア開閉アシスト装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008025267A true JP2008025267A (ja) | 2008-02-07 |
Family
ID=39116188
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006200821A Pending JP2008025267A (ja) | 2006-07-24 | 2006-07-24 | ドア開閉アシスト装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008025267A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9080363B2 (en) * | 2012-03-13 | 2015-07-14 | Ford Global Technologies, Llc | Vehicle door swing governor |
CN109803797A (zh) * | 2016-10-06 | 2019-05-24 | 川崎重工业株式会社 | 机器人 |
JP2019090243A (ja) * | 2017-11-15 | 2019-06-13 | アイシン精機株式会社 | 車両開閉体の操作力取得装置および車両開閉体制御装置 |
-
2006
- 2006-07-24 JP JP2006200821A patent/JP2008025267A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9080363B2 (en) * | 2012-03-13 | 2015-07-14 | Ford Global Technologies, Llc | Vehicle door swing governor |
CN109803797A (zh) * | 2016-10-06 | 2019-05-24 | 川崎重工业株式会社 | 机器人 |
CN109803797B (zh) * | 2016-10-06 | 2022-02-11 | 川崎重工业株式会社 | 机器人 |
JP2019090243A (ja) * | 2017-11-15 | 2019-06-13 | アイシン精機株式会社 | 車両開閉体の操作力取得装置および車両開閉体制御装置 |
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