JP2015031108A - 車両用自動ドアの挟み込み検出装置及び検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】挟み込みの発生を高精度に検出することが可能な車両用自動ドアの挟み込み検出装置及び検出方法を提供する。
【解決手段】車両に搭載されるスライドドアの作動中に、該スライドドアに異物が挟み込まれたことを検出する挟み込み検出装置であり、スライドドアの移動速度を検出するエンコーダ１６と、スライドドアを駆動するモータ１７に流れるモータ電流を測定する電流計１５を備える。そして、スライドドアの移動速度に基づいて、該スライドドアの減速度を求め、減速度が予め設定した閾値減速度に達した際に、モータ電流の変化を監視する挟み込み監視中とする。そして、挟み込み監視中において、検出電流と基準電流の差分の積算値Ｉａが閾値電流Ｉthを上回った場合に、挟み込みが発生しているものと判断する。従って、高精度な挟み込みの検出が可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭載される自動ドアの挟み込みを検出する挟み込み検出装置及び検出方法に関する。

車両に搭載される自動スライドドアでは、該スライドドアがスライド移動している際に、異物を挟み込むことがあり、このような場合には即時に挟み込みの発生を検出し、ドアを停止、或いは逆転させる必要がある。このような挟み込み検出装置の従来例として、例えば、特許文献１（特開昭６１−６９３９１号公報）に記載されたものが知られている。

該特許文献１では、スライドドアを駆動するモータの電流値を監視し、電流値の増加量が予め設定した閾値電流を超えた場合に挟み込みが発生しているものと判断している。このような従来の挟み込み検出装置では、モータに流れる電流値、或いは電流の増加率（微分値）を監視するので、例えば、車両が坂道に停車している場合には、道路の傾斜に応じてスライドドア通常作動時におけるモータ電流が変動し、高精度な挟み込み検出ができない場合がある。

特開昭６１−６９３９１号公報

上述したように、従来における挟み込み検出装置では、モータに流れる電流値を検出し、この電流値或いは電流の増加率が予め設定した閾値を超えたか否かを判断することにより、異物の挟み込みを検出するので、車両が停車している状況によっては、誤作動を引き起こしてしまい、高精度な挟み込み検出ができないという問題が発生する。

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、挟み込みの発生を高精度に検出することが可能な車両用自動ドアの挟み込み検出装置及び検出方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本願発明は、自動ドアの移動速度を検出する速度検出手段と、自動ドアを駆動するモータに流れるモータ電流を測定する電流検出手段とを備える。そして、自動ドアの移動速度に基づいて、自動ドアの減速度を求め、該減速度が予め設定した閾値減速度に達した際に、モータ電流の変化を監視し、モータ電流の増加量が所定値に達した場合には、挟み込みが発生しているものと判断する。

本発明に係る車両用自動ドアの挟み込み検出装置及び検出方法では、自動ドアの減速度が閾値減速度に達した際に、モータ電流の変化を監視し、該モータ電流の増加量に基づいて挟み込みが発生しているか否かを検出するので、挟み込みの発生を高精度に検出することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る挟み込み検出装置、及びその周辺機器の構成を示す回路図である。 本発明の一実施形態に係る挟み込み検出装置の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る挟み込み検出装置において、挟み込みが発生した場合のモータ電流の変化、及びドア速度の変化を示す特性図である。 本発明の一実施形態に係る挟み込み検出装置における積算値の変動を示す説明図である。

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、本発明の一実施形態に係る挟み込み検出装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、この挟み込み検出装置は、車両に搭載されるスライドドア（自動ドア）の作動中に、異物（人体や障害物）の挟み込みが発生したか否かを判断するものである。即ち、スライドドアを可逆的にスライド移動させるためのモータ１７が、挟み込みの発生により速度低下或いは停止した場合に、これを検出する。該挟み込み検出装置は、モータ１７の駆動を制御するコントローラ１００と、モータ１７の回転速度を検出するエンコーダ１６（速度検出手段）と、モータ１７に流れる電流値を測定する電流計１５（電流検出手段）と、を備えている。

コントローラ１００は、モータ１７を正転、逆転させることにより、スライドドアの開閉駆動を制御する駆動回路１１と、エンコーダ１６で検出されるモータ１７の回転速度、及び電流計１５で検出される電流値に基づいて挟み込み検出処理を実行する演算制御部１３と、各種のデータを記憶する記憶部１２と、演算制御部１３の処理結果に基づいて挟み込みが発生しているか否かの判断結果を示す信号を出力する検出信号出力部１４と、を備えている。

駆動回路１１は、乗員によるスイッチ操作等にて駆動信号が入力された際に、モータ１７にバッテリＶＢより出力される電圧を供給して該モータ１７を可逆的に回転駆動させる。即ち、正転、逆転させることにより、スライドドアを開方向、或いは閉方向にスライド移動させる。

演算制御部１３は、エンコーダ１６で検出されるモータ１７の回転数に基づいて、スライドドアの移動速度を所定のサンプリング時間毎に求める。更に、この移動速度に基づいて、スライドドアが作動を開始した後の、該スライドドアの減速度（負の加速度）を求める。また、後述するように、移動速度が予め設定した閾値速度まで低下し、且つ、減速度が予め設定した閾値減速度に達した場合には、この時点から予め設定した一定期間（例えば、１０分の数秒）を挟み込み監視期間（後述するＴth）として設定する。

即ち、演算制御部１３は、速度検出手段（エンコーダ１６）にて検出される自動ドア（スライドドア）の移動速度に基づいて、自動ドアの減速度を求め、該減速度が減速度閾値に達した際に、予め設定した一定期間を挟み込み監視期間として設定する監視期間設定手段としての機能を備えている。また、演算制御部１３は、挟み込み監視期間内に、モータ電流の増加量が所定値に達した場合には、挟み込みが発生しているものと判断する挟み込み判断手段としての機能を備えている。

検出信号出力部１４は、演算制御部１３にて挟み込みが発生していると判断された際に、この判断結果を示す挟み込み検出信号を、後段の機器（図示省略）に出力する。

なお、コントローラ１００は、例えば、中央演算ユニット（ＣＰＵ）や、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク等の記憶手段からなる一体型のコンピュータとして構成することができる。

図２は、本実施形態に係る挟み込み検出装置の処理手順を示すフローチャートであり、以下、図２を参照して、本実施形態に係る挟み込み検出装置の作用について説明する。初めに、ステップＳ１１において、演算制御部１３は、エンコーダ１６で検出されるモータ１７の回転速度を取得し、該回転速度に基づいてスライドドアの速度を求める。ステップＳ１２において、演算制御部１３は、電流計１５で検出される電流値を取得する。

ステップＳ１３において、演算制御部１３は、現在が挟み込み監視中であるか否かを判断する。即ち、上述した挟み込み監視期間内であるか否かを判断する。初期的には、挟み込み監視中ではないので（ステップＳ１３でＮＯ）、ステップＳ１４に処理を進める。

ステップＳ１４において、演算制御部１３は、スライドドアの、今回のサンプリング時に測定された移動速度と前回のサンプリング時に測定された移動速度を比較する。そして、今回の移動速度が前回の移動速度よりも高い場合には（ステップＳ１４でＮＯ）、今回のサンプリング周期での処理を終了する。つまり、スライドドアは減速していないものと判断して、挟み込みの検出処理を終了する。一方、今回の移動速度が前回の移動速度よりも低い場合、即ち、スライドドアの移動速度が減速傾向にある場合には（ステップＳ１４でＹＥＳ）、ステップＳ１５に処理を進める。

ステップＳ１５において、演算制御部１３は、ドア速度の低下を示すカウント値Ｃをインクリメントする。即ち、Ｃ＝Ｃ＋１とする。このカウント値Ｃは、記憶部１２に記憶される。

ステップＳ１６において、演算制御部１３は、ドア速度のカウント値Ｃが予め設定したカウント閾値Ｎを上回ったか否かを判断する。そして、Ｃ≦Ｎである場合には（ステップＳ１６でＮＯ）、今回のサンプリング周期での処理を終了する。一方、Ｃ＞Ｎである場合には（ステップＳ１６でＹＥＳ）、ステップＳ１７に処理を進める。即ち、Ｃ＞Ｎが成立するということは、ドア速度がＮ回に相当する時間（「サンプリング周期×Ｎ」で示される時間）だけ連続して低下したことを示す。よって、スライドドアの作動時（閉動作時または開動作時）の減速度が閾値減速度に達したものと判断する。

ステップＳ１７において、演算制御部１３は、スライドドアの移動速度Ｖａが予め設定した閾値速度Ｖthよりも低いか否かを判断する。そして、Ｖａ≧Ｖthの場合には（ステップＳ１７でＮＯ）、今回のサンプリング周期での処理をする。即ち、移動速度が閾値速度Ｖthよりも高いということは、スライドドアはある程度の速度で移動しており、それほど減速していないものと判断されるので、この時点では、未だ挟み込みは発生していないものと判断する。一方、Ｖａ＞Ｖthの場合には（ステップＳ１７でＹＥＳ）には、ステップＳ１８に処理を進める。

ステップＳ１８において、演算制御部１３は、挟み込み監視中に設定する。即ち、予め設定した一定期間を挟み込み監視期間として設定し、該挟み込み監視期間の計時を開始する。更に、ステップＳ１９において、演算制御部１３は、この時点における電流値を取得し、この電流値を基準電流値として設定する。該基準電流値は、図１に示す記憶部１２に記憶される。また、上述したカウント値Ｃをリセットする。即ち、Ｃ＝０とする。

そして、次回のサンプリング周期の処理では、ステップＳ１３に示した処理において、監視期間中であると判断されるので（ステップＳ１３でＹＥＳ）、ステップＳ２０に処理を進める。ステップＳ２０において、演算制御部１３は、電流計１５で検出された電流値（検出電流値）と、上述したステップＳ１９の処理で検出された基準電流値との差分を演算する。この際、検出電流値が基準電流値よりも大きい場合にのみ差分を演算し、それ以外の場合、即ち、検出電流値が基準電流値よりも小さい場合には、差分を演算しない。そして、求められた差分を記憶部１２に記憶する。この差分は次回以降の処理で、記憶部１２に積算される。この積算値は、モータ電流の増加量を示すことになる。

ステップＳ２１において、記憶部１２に記憶されている差分の積算値（モータ電流の増加量；これを、Ｉａとする）と、予め設定した閾値電流Ｉthとを比較し、Ｉａ＞Ｉthである場合には（ステップＳ２１でＹＥＳ）、ステップＳ２４に処理を進め、Ｉａ≦Ｉthである場合には（ステップＳ２１でＮＯ）、ステップＳ２２に処理を進める。初期的には、積算値Ｉａは、閾値電流Ｉthに達しないので、ステップＳ２２に移行することになる。

ステップＳ２２において、演算制御部１３は、挟み込みの監視を開始してからの経過時間である監視経過時間Ｔａが、上述した挟み込み監視期間Ｔthを上回ったか否かを判断する。そして、Ｔａ≦Ｔthである場合には（ステップＳ２２でＮＯ）、今回のサンプリング周期での処理を終了する。他方、Ｔａ＞Ｔthである場合には（ステップＳ２２でＹＥＳ）、ステップＳ２３において、演算制御部１３は、挟み込み監視中を解除する。即ち、予め設定した挟み込み監視期間中に電流値の変化量の積算値（換言すれば、電流変化量の積分値）が一定値に達しない場合には、スライドドアが減速した原因は異物の挟み込みによるものではないと判断して、挟み込み監視中を解除する。

一方、積算値Ｉａが増加し、ステップＳ２１の処理で積算値Ｉａが閾値電流Ｉthを上回った場合には（ステップＳ２１でＹＥＳ）、ステップＳ２４において、演算制御部１３は、スライドドアに挟み込みが発生したものと判断する。その後、図１に示す検出信号出力部１４は、挟み込み発生の検出信号を後段機器（図示省略）へ出力する。後段機器は、この検出信号を受けて、スライドドアの停止、或いは逆転動作等の処理を実行して、挟み込みによる異物の損傷を回避する。こうして、スライドドアの移動中に異物の挟み込みが発生した場合には、これをいち早く検出することができる。

次に、上述した挟み込み処理の動作を、図３に示すタイミングチャートを参照してより詳細に説明する。図３は、スライドドアの作動時間と、ドア速度（スライドドアの移動速度）、及びモータ電流の変化を示す特性図である。図３において、曲線Ｓ１はドア速度の変化を示し、曲線Ｓ２はモータ電流の変化を示している。

時刻ｔ０において、スライドドアの作動が開始されると、ドア速度は徐々に上昇し始める。この際、モータ１７に流れる電流（モータ電流）は、突入電流により急激に上昇するが、すぐに低下して安定した電流となる。その後、ドア速度（Ｓ１）は略一定速度に安定し、モータ電流（Ｓ２）についても同様に略一定電流となる。

いま、図３の符号Ｑ１に示す時点でスライドドアに異物（人体や障害物）が挟み込まれると、該スライドドアは作動が阻まれるので、曲線Ｓ１に示すようにドア速度が低下する。これに伴って、曲線Ｓ２に示すモータ電流が上昇する。その結果、図２のステップＳ１４〜Ｓ１９の処理で示したように、ドア速度の減速度が閾値減速度に達し、更に、スライドドアの移動速度Ｖａが閾値速度Ｖth未満となる。従って、時刻ｔ１において、挟み込み監視期間の計時が開始される。即ち、時刻ｔ１から一定時間後の時刻ｔ３までが挟み込み監視期間Ｔthとして設定される。

その後、図２のステップＳ２０，Ｓ２１，Ｓ２４にて示したように、この挟み込み監視期間Ｔth内にて、電流変化量の積算値Ｉａが求められる。これは、図３の符号Ｑ２に示す三角形状の領域の面積を求めていることに相当する。そして、積算値Ｉａが閾値電流Ｉthを上回った場合、即ち、図３に示す時刻ｔ２に達した場合に、挟み込みの発生が検出されることとなる。即ち、挟み込み監視期間Ｔth内では、図２に示す領域Ｑ２の面積を逐次計算し、この面積が所定の数値に達した場合には、挟み込みが発生しているものと判断する。

このようにして、本実施形態に係る自動ドアの挟み込み検出装置では、スライドドアを作動させる際に、該スライドドアの移動速度を検出する。そして、スライドドアの減速度が閾値減速度に達した場合に、モータ電流の変化量を監視し、モータ電流の増加量（本実施形態では、基準電流値との差分の積算値Ｉａ）が予め設定した閾値電流Ｉthに達した際に、挟み込みが発生しているものと判断する。

一般的に、挟み込みが発生した場合には、モータ電流の増加よりも、スライドドアの移動速度（ドア速度）の低下が先に検出される。従って、本実施形態では、初めにドア速度の低下を検出し、その後、モータ電流の増大が検出された場合に、挟み込みを検出するので、従来のように、突発的な電流変動により誤検出を防止でき、且つ、挟み込みが発生した場合には即時にこれを検出することが可能となる。

また、スライドドアの減速度に加えて、スライドドアの移動速度Ｖａを検出し、該移動速度Ｖａが予め設定した閾値速度Ｖthを下回った場合に、モータ電流の変化量を監視するので、より高精度に挟み込みの発生を検出することが可能となる。つまり、移動速度Ｖａが閾値速度Ｖthよりも大きい場合（Ｖａ＞Ｖth）には、ドア速度はそれほど減速していないものと判断されるので、挟み込みが発生していない可能性が高い。従って、この条件「Ｖａ＞Ｖth」を挟み込み検出の条件として設定することにより、より高精度な検出が可能となる。

更に、スライドドアの減速度が閾値減速度に達した際に、挟み込み監視期間Ｔthを設定する。そして、この挟み込み監視期間Ｔth内にて、積算値Ｉａが閾値電流Ｉthに達した場合に、挟み込みが発生しているものと判断する。つまり、挟み込みの監視が開始された後、挟み込み監視期間Ｔthが経過するまでの間にＩａ＞Ｉthが成立していなければ、挟み込みの発生を検出しない。従って、例えばドアが凍結等に起因して移動速度が低下した場合に、これを挟み込みの発生と誤検出することを防止でき、より高精度な挟み込み検出が可能となる。

また、予めモータ電流の基準である基準電流値を設定しておき、挟み込み監視中となった場合には、検出電流値が基準電流値を上回った際に、これらの差分を求める。そして、差分を積算して積算値Ｉａを求める。更に、該積算値Ｉａが閾値電流Ｉthを上回った場合に、挟み込みが発生しているものと判断する。即ち、電流変化が図４（ａ）の符号ｑ１或いは図４（ｂ）の符号ｑ３に示すように、急な上下変動を起こした場合であっても、積算値Ｉａの変化は、図４（ｃ）に示す符号ｑ２のように直線的に増加するように変化するので、急な電流変動に影響されずに、より高精度にモータ電流の増加量を検出でき、高精度な挟み込み検出が可能となる。

更に、本実施形態では、スライドドアの減速度が閾値減速度に達したときのモータ電流を検出し、このモータ電流を基準電流値としている。つまり、この電流値を基準として、モータ電流の増加量を求めている。従って、より高精度な挟み込み検出が可能となる。即ち、モータ電流は、周囲環境に応じて変化する。例えば、周囲温度や、車両が停車している路面が傾斜しているか否か、等の環境により変化する。このため、スライドドアの減速度が閾値減速度に達したときのモータ電流を基準電流値とすることにより、周囲環境に応じた高精度な過電流検出が可能となり、より高精度な挟み込み検出が可能となる。

なお、上述した実施形態では、検出電流と基準電流の差分を求め、これを積算して積算値Ｉａを求め、該積算値にＩａが閾値電流Ｉthに達した場合に、挟み込みを検出する例について説明した。しかし、本願発明はこれに限定されるものではなく、スライドドアの減速度が閾値減速度に達した場合に、モータ電流の変化量（例えば、微分値）を算出し、この変化量が予め設定した閾値に達した場合に、挟み込みを検出する構成とすることも可能である。即ち、本発明で示す「モータ電流の増加量が所定値に達する」とは、上述した実施形態で示した積算値Ｉａが閾値電流Ｉthに達すること以外に、電流の増加率が閾値を超えることや、基準電流（通常時に流れる電流）に対して増加する電流が閾値を超えることを含む概念である。

以上、本発明の車両用自動ドアの挟み込み検出装置、及び検出方法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、上述した実施形態では、自動ドアの一例として、車両に搭載されるスライドドアを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ハッチバックのドアを自動で開閉可能なオードバックドアに適用することも可能である。また、本実施形態で説明した「挟み込み」とは、スライドドアが閉方向に移動しているときのみならず、スライドドアが開方向にスライドしている場合においての挟み込みを検出する場合にも適用することが可能である。

また、図１では、電流計１５がコントローラ１００の外部に設けられる構成を説明したが、コントローラ１００内に電流検出部を備える構成とすることも可能である。

本発明は、車両に搭載される自動ドアに異物が挟み込まれた際に、いち早くこれを検出することに利用することができる。

１１ 駆動回路
１２ 記憶部
１３ 演算制御部
１４ 検出信号出力部
１５ 電流計
１６ エンコーダ
１７ モータ
１００ コントローラ

Claims (6)

1. 車両に搭載される自動ドアの作動中に、該自動ドアに異物が挟み込まれたことを検出する車両用自動ドアの挟み込み検出装置において、
   前記自動ドアの移動速度を検出する速度検出手段と、
   前記自動ドアを駆動するモータに流れるモータ電流を測定する電流検出手段と、
   前記自動ドアの移動速度に基づいて、前記自動ドアの減速度を求め、該減速度が予め設定した閾値減速度に達した際に、モータ電流の変化を監視し、モータ電流の増加量が所定値に達した場合には、挟み込みが発生しているものと判断する挟み込み判断手段と、
   を備えたことを特徴とする車両用自動ドアの挟み込み検出装置。
2. 前記挟み込み判断手段は、前記自動ドアの減速度が閾値減速度に達したことに加え、前記自動ドアの移動速度が予め設定した閾値速度まで低下した際に、モータ電流の変化を監視し、電流値の増加量が所定値に達した場合には、挟み込みが発生しているものと判断することを特徴とする請求項１に記載の車両用自動ドアの挟み込み検出装置。
3. 前記自動ドアの減速度が前記閾値減速度に達した際に、予め設定した一定期間を挟み込み監視期間として設定する監視期間設定手段を更に備え、
   前記挟み込み判断手段は、前記監視期間内にて、モータ電流の増加量が所定値に達した場合には、挟み込みが発生しているものと判断することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の車両用自動ドアの挟み込み検出装置。
4. 前記挟み込み判断手段は、
   挟み込み監視期間中にて、所定のサンプリング周期で前記電流検出手段にて検出される電流値を取得し、この電流値が予め設定した基準電流値を上回った際に、この差分を算出して積算し、この積算値が予め設定した閾値電流に達した場合に、挟み込みが発生しているものと判断すること
   を特徴とする請求項３に記載の車両用自動ドアの挟み込み検出装置。
5. 前記減速度が減速度閾値に達した際の、前記電流検出手段で検出される電流値を、前記基準電流値として設定することを特徴とする請求項４に記載の車両用自動ドアの挟み込み検出装置。
6. 車両に搭載される自動ドアの作動中に、該自動ドアに異物が挟み込まれたことを検出する車両用自動ドアの挟み込み検出方法において、
   前記自動ドアの移動速度を検出する工程と、
   前記自動ドアを駆動するモータに流れるモータ電流を測定する工程と、
   前記自動ドアの移動速度に基づいて、前記自動ドアの減速度を求め、該減速度が予め設定した閾値減速度に達した際に、モータ電流の変化を監視し、モータ電流の増加量が所定値に達した場合には、挟み込みが発生しているものと判断する工程と、
   を備えたことを特徴とする車両用自動ドアの挟み込み検出方法。

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