JP2015140519A - 車両用開閉体の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】開閉体が手動で閉動作されたときに駆動源を制動制御するようにし、駆動源の慣性力による構成部品の破損を確実に防止する。【解決手段】コントローラ８０は、メインスイッチ８２がオンのときに、電動モータ４１の駆動によるスライドドアの開閉を許可し、メインスイッチ８２がオフでハーフラッチスイッチ６６がオンのときに、電動モータ４１に制動力を発生させる制動制御を行う。メインスイッチ８２がオンであればスライドドアを自動で開閉させることができる。メインスイッチ８２がオフで手動によりスライドドアが閉動作されると、フルラッチの手前でハーフラッチスイッチ６６がオンとなり、コントローラ８０が電動モータ４１を制動制御する。これにより、ケーシング等を剛性アップさせなくても、スライドドアの急激な停止に伴う電動モータ４１の慣性力による構成部品の破損等を確実に防止できる。【選択図】図４

Description

本発明は、車両の開口部を開閉する開閉体を開閉制御する車両用開閉体の制御装置に関する。

従来、ワゴン車やワンボックス車等の車両の側部には、乗員の乗降や荷物の出し入れを容易にするために、比較的大きな開口部が形成されている。この開口部は、ローラアッシーを備えたスライドドア（開閉体）により開閉されるようになっている。スライドドアは重量が嵩むため、当該スライドドアを備えた車両には、スライドドアを自動的に開閉し得るスライドドア開閉機構が搭載されている。

スライドドア開閉機構は、ローラアッシーが転動してスライドドアの移動を案内するガイドレールを備えている。このガイドレールは、車両の前後方向に延在され、開口部の近傍に配置されている。ガイドレールの車両前方側には、車両の側部から車両の内側に向けて湾曲するよう引き込まれた引き込み部が設けられ、これによりスライドドアが全閉となる間際において、ローラアッシーが引き込み部に倣って転動して、スライドドアは開口部に引き込まれて全閉状態となる。

ガイドレールの車両前方側および車両後方側には、スライドドアを開方向および閉方向に牽引するケーブルの向きを変換するプーリ装置が設けられている。プーリ装置により向きが変換されたケーブルの端部は、駆動ユニットのドラムに巻回されている。そして、駆動ユニットを駆動してドラムを正逆回転させることによりケーブルが移動されて、ひいてはスライドドアが開方向または閉方向に牽引される。

このようなスライドドア開閉機構としては、例えば、特許文献１に記載された技術（ケーブル駆動装置）が知られている。特許文献１に記載されたケーブル駆動装置は、アクチュエータ（駆動ユニット）を備え、当該アクチュエータは、電動機（駆動源）と、この電動機により正逆回転されるドラムとを有している。そして、電動機の駆動によらず手動でスライドドアを開閉する場合には、ドラムの回転に伴って電動機も回転されるようになっている。

特開２００２−２２７９４４号公報（図１）

しかしながら、上述の特許文献１に記載されたケーブル駆動装置によれば、例えば、スライドドアを手動により高速で閉方向に移動させて、スライドドアを急激に閉じると、スライドドアの急停止に伴ってスライドドアに連結されたケーブルが急停止される。すると、高速で回転された電動機の慣性力によって、アクチュエータを形成する減速機構等の構成部品に大きな負荷が掛かることになる。そこで、このような大きな負荷からアクチュエータの破損を防止するために、例えば、アクチュエータのケーシングを肉厚にする等して、アクチュエータの剛性をアップさせる必要があった。このようなアクチュエータの剛性アップは、ケーブル駆動装置の小型化や軽量化への妨げとなるため、望ましい対策とは言い難い。

本発明の目的は、開閉体が手動で閉動作されたときに駆動源を制動制御するようにし、駆動源の慣性力による構成部品の破損を確実に防止し得る車両用開閉体の制御装置を提供することにある。

本発明の一態様では、車両の開口部を開閉する開閉体を駆動する駆動源と、前記駆動源を制御するコントローラと、前記コントローラに接続されるメインスイッチと、前記コントローラに接続され、前記開閉体の前記開口部に対する半ドア状態を検知する半ドア検知スイッチと、を備え、前記コントローラは、前記メインスイッチがオンのときに、前記駆動源の駆動による前記開閉体の開閉を許可し、前記メインスイッチがオフで前記半ドア検知スイッチがオンのときに、前記駆動源に制動力を発生させる制動制御を行う。

本発明の他の態様では、前記コントローラには、前記開閉体の移動速度を検出する移動速度検出部が接続され、前記コントローラは、前記移動速度検出部からの検出信号が規定値以上のときに、前記制動制御を行う。

本発明の他の態様では、前記駆動源は、複数のコイルを有する電動モータであって、前記電動モータを駆動する駆動回路は、電源と、前記電源のプラス側に配置された複数の第１スイッチング素子と、前記電源のマイナス側に配置された複数の第２スイッチング素子と、を備え、前記コントローラは、前記第１スイッチング素子の全て、または前記第２スイッチング素子の全てをオンさせて、前記制動制御を行う。

本発明の他の態様では、前記駆動源は、複数のコイル，ロータおよび当該ロータの前記コイルに対する回転位置を検出する回転センサを有する電動モータであって、前記電動モータを駆動する駆動回路は、電源と、前記電源のプラス側に配置された複数の第１スイッチング素子と、前記電源のマイナス側に配置された複数の第２スイッチング素子と、を備え、前記コントローラは、前記ロータの回転位置に対応した前記コイルを通電させる前記第１スイッチング素子および前記第２スイッチング素子をオンさせて、前記制動制御を行う。

本発明によれば、コントローラは、メインスイッチがオンのときに、駆動源の駆動による開閉体の開閉を許可し、メインスイッチがオフで半ドア検知スイッチがオンのときに、駆動源に制動力を発生させる制動制御を行う。したがって、メインスイッチがオンであれば開閉体を自動で開閉させることができる。一方、メインスイッチがオフで手動により開閉体が閉動作されると、フルラッチの手前で半ドア検知スイッチがオンとなり、これによりコントローラが駆動源を制動制御する。よって、ケーシング等を剛性アップさせなくても、開閉体の急激な停止に伴う駆動源の慣性力による構成部品の破損等を、確実に防止することができる。

スライドドア開閉機構の概要を説明する説明図である。 駆動ユニットの部分断面図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ）は、ドアロック装置の動作説明図である。 本発明に係る制御装置の構成を示すブロック図である。 電動モータの電気系統を説明する回路図である。 制御装置の動作内容を説明するフローチャートである。 電動モータの制御切り換えのタイミングを説明するタイミングチャートである。 制動制御の有無を数値で比較した比較表である。 （ａ），（ｂ），（ｃ）は、実施の形態２に係る制動制御の状態を説明する説明図である。

以下、本発明の実施の形態１について図面を用いて詳細に説明する。

図１はスライドドア開閉機構の概要を説明する説明図を、図２は駆動ユニットの部分断面図を、図３（ａ），（ｂ），（ｃ）はドアロック装置の動作説明図を、図４は本発明に係る制御装置の構成を示すブロック図を、図５は電動モータの電気系統を説明する回路図をそれぞれ示している。

図１に示すように、ワンボックスタイプの車両（図示せず）の側部１０には、当該側部１０に形成された開口部１１を開閉するスライドドア（開閉体）１２が設けられている。スライドドア１２には、ローラアッシー１３が取り付けられており、当該ローラアッシー１３は、車両の前後方向に延びるよう設けられたガイドレール１４に案内されるようになっている。つまり、スライドドア１２は、ガイドレール１４により車両の前後方向への移動が案内されるようになっている。

ガイドレール１４は、車両の前後方向に延びる直線状部１４ａと、車両の車幅方向、つまり車両の前後方向と交差する方向（図中上下方向）に延びる引き込み部１４ｂとを備えている。引き込み部１４ｂは、直線状部１４ａよりも車両前方側、つまり開口部１１に近接して配置され、側部１０から車室内側（図中下方側）に引き込まれるよう設けられている。引き込み部１４ｂは略円弧形状に形成されており、これによりスライドドア１２が全閉となる間際において、ローラアッシー１３が引き込み部１４ｂに倣って転動して、スライドドア１２は開口部１１に引き込まれて全閉状態となる。

側部１０の車室内側には、スライドドア１２を開閉するためのスライドドア開閉機構１５が搭載されている。スライドドア開閉機構１５は、一対のケーブル１６，１７、一対のプーリ１８，１９，駆動ユニット２０およびドアロック装置６０を備えている。

各ケーブル１６，１７の一端部は、スライドドア１２のローラアッシー１３にそれぞれ接続されている。各プーリ１８，１９は、ガイドレール１４の車両前方側および車両後方側に配置され、各ケーブル１６，１７の向きを変換するようになっている。駆動ユニット２０は、各ケーブル１６，１７を牽引するもので、ガイドレール１４の車室内側に搭載されている。ドアロック装置６０は、スライドドア１２を閉動作させたときに、スライドドア１２が開口部１１に対してハーフラッチ状態（半ドア状態）にあるときに、スライドドア１２をフルラッチ状態（完全閉状態）に、自動的に動作させるものである。

駆動ユニット２０は、テンショナ機構３０と減速機構付きモータ４０とを備えている。テンショナ機構３０は、図１に示すように、駆動ユニット２０のハウジング２１（図２参照）に固定されたバネ受けブロック３１を備えている。バネ受けブロック３１の長手方向両側（図中左右側）には、一対のコイルバネ３２，３３が配置されている。各コイルバネ３２，３３のバネ受けブロック３１側とは反対側には、図中矢印ｍ方向に移動し得る一対のテンショナプーリ３４，３５が取り付けられている。

そして、各テンショナプーリ３４，３５には、各ケーブル１６，１７が掛け渡されており、これにより各ケーブル１６，１７の弛みが取り除かれる。ここで、テンショナ機構３０は、各ケーブル１６，１７の弛みを取り除く機能の他に、スライドドア１２を手動で操作した時等において、スライドドア１２から各ケーブル１６，１７を介して伝達される大きな負荷により、減速機構付きモータ４０が破損等するのを防止する機能を備えている。

図２は、駆動ユニット２０を形成する減速機構付きモータ４０の断面図を示している。減速機構付きモータ４０は、駆動源としての電動モータ４１と、ドラム４２と、減速機構４３とを備えており、これらは駆動ユニット２０の外郭を形成するハウジング２１の内部に収容されている。なお、ハウジング２１の開口側（図中上側）は、カバー部材２２を固定ネジＳで固定することにより閉塞されている。

電動モータ４１は、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相のコイル４４を備えた三相ブラシレスモータとされ、ハウジング２１に固定された略円盤状のステータコア（固定子）４５を備えている。そして、ステータコア４５には、三相のコイル４４がデルタ結線により巻装されている（図５参照）。ステータコア４５の径方向内側には、ロータ（回転子）４６が、所定の微小隙間（エアギャップ）を介して回転自在に設けられている。

ロータ４６は、鋼板等をプレス加工することにより略環状に形成され、その断面形状は略Ｕ字形状となっている。ロータ４６の径方向外側には、ロータ４６の周方向に沿って複数極に着磁された筒状の永久磁石４７が固定されている。この永久磁石４７は、ステータコア４５の径方向内側と対向しており、これにより三相のコイル４４に順次駆動電流を供給することで、ロータ４６は回転するようになっている。

ロータ４６の径方向内側には、ロータシャフト４８の大径基端部４８ａが固定されており、ロータシャフト４８はロータ４６の回転に伴って回転するようになっている。ここで、ハウジング２１の内部には、制御基板４９が収容されており、当該制御基板４９には、ロータ４６の回転状態を検出する回転センサ５０が実装されている。この回転センサ５０は、ロータシャフト４８の軸方向に沿って、永久磁石４７と対向されている。これにより、回転センサ５０は永久磁石４７の磁極の変化を検出、すなわちロータ４６のコイル４４（ステータコア４５）に対する回転位置を検出するようになっている。

なお、回転センサ５０は、コントローラ８０（図４参照）に電気的に接続されており、回転センサ５０の検出信号はコントローラ８０に送出されるようになっている。そして、コントローラ８０は、回転センサ５０からの検出信号に基づいて、単位時間当たりの磁極の変化が速い場合にはロータ４６の回転数が速いことを認識し、磁極の変化をカウントすることでロータ４６の回転位置を認識するようになっている。

ロータシャフト４８の小径先端部４８ｂには、第１ベアリング５１を介して、ドラム４２の軸方向一側（図中下側）が回動自在に装着されている。また、ドラム４２の軸方向他側（図中上側）は、第２ベアリング５２を介して、カバー部材２２の支持軸２２ａに回動自在に支持されている。つまり、ドラム４２は、同軸上にある小径先端部４８ｂと支持軸２２ａとの双方に、第１，第２ベアリング５１，５２を介して回動自在に支持されている。これにより、ドラム４２は、その厚み方向に沿う両端の２箇所で支持されて、ドラム４２の回転ブレを効果的に抑制することができる。よって、駆動ユニット２０の作動音を低減することができる。

ドラム４２には、各ケーブル１６，１７の他端部がそれぞれ固定され、ドラム４２の外周には、ケーブル巻取り用の螺旋溝４２ａが形成されている。そして、ハウジング２１の内部に導かれた各ケーブル１６，１７は、螺旋溝４２ａに倣って互いに逆向きとなるよう複数回巻き付けられている。

図１に示すように、ドラム４２が矢印Ｒ方向（時計回り方向）に回転されると、開側のケーブル１７がドラム４２に巻き取られ、閉側のケーブル１６がドラム４２から引き出される。これにより、スライドドア１２は、開側のケーブル１７に牽引されて開方向（図中矢印）に移動される。一方、ドラム４２が矢印Ｌ方向（反時計回り方向）に回転されると、閉側のケーブル１６がドラム４２に巻き取られ、開側のケーブル１７がドラム４２から引き出される。これにより、スライドドア１２は閉側のケーブル１６に牽引されて閉方向（図中矢印）に移動される。

図２に示すように、ロータシャフト４８の軸方向に沿う電動モータ４１とドラム４２との間には、遊星歯車機構よりなる減速機構４３が設けられている。この減速機構４３は、サンギヤ４３ａと、３つのプラネタリギヤ４３ｂ（図示では１つのみ示す）と、各プラネタリギヤ４３ｂを支持するキャリア４３ｃと、リングギヤ４３ｄとを備えている。

サンギヤ４３ａはロータシャフト４８の中間固定部４８ｃに固定され、リングギヤ４３ｄはハウジング２１に固定されている。３つのプラネタリギヤ４３ｂは、減速機構４３の径方向に沿うサンギヤ４３ａとリングギヤ４３ｄとの間に配置され、各プラネタリギヤ４３ｂは、サンギヤ４３ａおよびリングギヤ４３ｄの双方に噛み合わされている。

キャリア４３ｃは、３つのプラネタリギヤ４３ｂを等間隔（１２０度間隔）で回動自在に支持し、キャリア４３ｃの径方向内側は、第３ベアリング５３を介してロータシャフト４８の小径先端部４８ｂに回動自在に支持されている。キャリア４３ｃは、ドラム４２の突出ピン４２ｂに連結されており、これによりドラム４２はキャリア４３ｃと一体回転するようになっている。そして、サンギヤ４３ａの回転速度は所定の回転速度にまで減速されて高トルク化されて、当該高トルク化された回転力が、キャリア４３ｃを介してドラム４２に伝達されるようになっている。

ここで、電動モータ４１とドラム４２との間には、減速機構４３のみが設けられている。つまり、電動モータ４１とドラム４２との間の動力伝達を遮断し得る電磁クラッチ等を設けていない。これにより、駆動ユニット２０の小型軽量化を実現しつつ、駆動ユニット２０の制御ロジックの簡素化が図られている。

このように、駆動ユニット２０には電磁クラッチ等が設けられていないため、各ケーブル１６，１７からドラム４２に伝達される回転力が電動モータ４１に伝達される。すなわち、図１に示すように、スライドドア１２を手動で開閉する際には、スライドドア１２の開閉動作に伴って、電動モータ４１が高速で回転するようになっている。

なお、減速機構４３を遊星歯車機構としつつ、電動モータ４１を三相ブラシレスモータとし、これらの減速機構４３，電動モータ４１およびドラム４２をそれぞれ同軸上に配置しているので、スライドドア１２を手動によってスムーズに開閉できるようになっている。

図３はドアロック装置６０を模式的に示しており、当該ドアロック装置６０は、車両の側部１０に設けられたストライカ６１と、スライドドア１２の内部に設けられたラッチ機構６２とから形成されている。ここで、ストライカ６１およびラッチ機構６２を設ける部分は、上述と逆の関係であっても構わない。

ストライカ６１は、詳細は図示しないが、断面が略円形形状の綱棒を屈曲変形させることで、略Ｕ字形状に形成されている。ラッチ機構６２は、回転軸Ｃ１を中心に回動し得るラッチ部材６３を備えており、このラッチ部材６３には、スライドドア１２の閉動作時において、ストライカ６１が入り込むノッチ６３ａが形成されている。ラッチ部材６３は、コイルバネ（図示せず）によって、図３における反時計方向に常時付勢されており、ストライカ６１がノッチ６３ａに入り込むことで時計方向に回動されるようになっている。

ラッチ部材６３には、第１ラチェット係合部６３ｂおよび第２ラチェット係合部６３ｃが設けられている。各ラチェット係合部６３ｂ，６３ｃには、ラチェットレバー６４の先端部６４ａが係合するようになっている。これにより、ラッチ部材６３のロック解除方向（反時計方向）への回動が阻止される。ここで、ラチェットレバー６４は、回転軸Ｃ２を中心に回動するようになっており、コイルバネ６４ｂのばね力により、先端部６４ａが各ラチェット係合部６３ｂ，６３ｃに係合される方向（時計方向）に常時付勢されている。

ラチェットレバー６４には、スライドドア１２のドアハンドル（図示せず）が連結されており、当該ドアハンドルを操作することにより、ラチェットレバー６４は、先端部６４ａと各ラチェット係合部６３ｂ，６３ｃとの係合が解除される方向（反時計方向）に回動させられるようになっている。

ラチェットレバー６４の近傍には、先端部６４ａが、各ラチェット係合部６３ｂ，６３ｃに係合している場合にオンとなるラチェットスイッチ６５が設けられている。また、ラッチ部材６３の近傍には、第１ラチェット係合部６３ｂに先端部６４ａが係合してハーフラッチ状態となった場合にオンとなるハーフラッチスイッチ（半ドア検知スイッチ）６６が設けられている。さらに、ラッチ部材６３の近傍には、第２ラチェット係合部６３ｃに先端部６４ａが係合してフルラッチ状態となった場合にオンとなるフルラッチスイッチ（完全閉検知スイッチ）６７が設けられている。

つまり、ハーフラッチスイッチ６６は、スライドドア１２の開口部１１に対するハーフラッチ状態（半ドア状態）を検知し、フルラッチスイッチ６７は、スライドドア１２の開口部１１に対するフルラッチ状態（完全閉状態）を検知するようになっている。

なお、ラチェットスイッチ６５，ハーフラッチスイッチ６６およびフルラッチスイッチ６７のオンオフのタイミングについては、図３および図７を用いて、スライドドア開閉機構１５の動作説明とともに後述する。

ドアロック装置６０には、ラッチ部材６３を、ハーフラッチ状態からフルラッチ状態まで回動させるために、駆動モータ６８によって往復移動されるクロージャ６９が設けられている。駆動モータ６８を正転させてクロージャ６９を突出させることで、ラッチ部材６３がフルラッチ方向（時計方向）に回動され、ラッチ部材６３はフルラッチ状態とされる。その後、駆動モータ６８を逆転させることで、クロージャ６９は初期位置に戻される。

ドアロック装置６０には、さらに、駆動モータ７０によってラチェットレバー６４の先端部６４ａと、各ラチェット係合部６３ｂ，６３ｃとの係合を解除するリリーサ７１（詳細図示せず）が設けられている。具体的には、駆動モータ７０を正転させることでリリーサ７１が作動し、ひいてはラチェットレバー６４はコイルバネ６４ｂのばね力に抗して反時計方向に回動される。これにより、先端部６４ａと各ラチェット係合部６３ｂ，６３ｃとの係合が解除される。

スライドドア開閉機構１５は、図４に示すコントローラ８０によって制御されるようになっている。コントローラ８０は、種々の検出信号等の入力に基づいて所定の演算処理を実行し、駆動源である電動モータ４１の回転を制御するＣＰＵ８１を備えている。ＣＰＵ８１には、コントローラ８０のインターフェース（詳細図示せず）を介して、スライドドア開閉機構１５を形成する電動モータ４１，回転センサ５０，ラチェットスイッチ６５，ハーフラッチスイッチ６６およびフルラッチスイッチ６７が、それぞれ電気的に接続されている。

また、ＣＰＵ８１には、コントローラ８０のインターフェースを介して、メインスイッチ８２および操作スイッチ８３が電気的に接続されている。これらのメインスイッチ８２および操作スイッチ８３は、運転者や同乗者等によって操作されるスイッチであって、車室内のインストルメントパネル（図示せず）の周辺等やスライドドア１２のドアハンドルにそれぞれ配置されている。

ここで、メインスイッチ８２をオンにすると、ドアハンドルに内蔵された操作スイッチ８３によるスライドドア１２の自動制御が可能となる。一方、メインスイッチ８２をオフにすると、スライドドア１２の手動制御が可能となる。

コントローラ８０には、ＣＰＵ８１の他に、制動制御判定部８４およびタイマー部８５が設けられている。制動制御判定部８４には、メインスイッチ８２からのオンオフ信号，回転センサ５０からの検出信号およびハーフラッチスイッチ６６からのオンオフ信号が入力されるようになっている。そして、制動制御判定部８４は、これらの入力信号に基づいて、電動モータ４１を制動制御させるか否かを判定し、当該判定結果をＣＰＵ８１に送出するようになっている。

ここで、制動制御判定部８４にはタイマー部８５が電気的に接続されており、当該タイマー部８５は、制動制御判定部８４によって、電動モータ４１を制動制御させると判定してからの時間を計測するようになっている。そして、タイマー部８５は、所定時間ｔ５が経過（図７参照）したことを、制動制御判定部８４に計時信号として伝達し、これにより制動制御判定部８４は電動モータ４１の制動制御を停止させるようになっている。

ＣＰＵ８１の内部には、電動モータ４１の駆動回路９０（図５参照）に、制御信号を出力する制御信号出力部８６が設けられている。制御信号出力部８６は、ＣＰＵ８１の演算結果に基づいて、駆動回路９０を制御して、これにより電動モータ４１を、所定の回転方向および回転数で回転制御したり、電動モータ４１に制動力を発生させる制動制御をしたりするようになっている。

図５に示すように、電動モータ４１の駆動回路９０は、駆動ユニット２０の内部に設けられた制御基板４９（図２参照）に実装されている。駆動回路９０には、車両に搭載されたバッテリ（図示せず）から電源Ｂｔが供給されており、当該電源Ｂｔのプラス側（図中上段側）には、複数の第１スイッチング素子Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３が配置されている。また、電源Ｂｔのマイナス側（図中下段側）には、複数の第２スイッチング素子Ｆ４，Ｆ５，Ｆ６が配置されている。

ここで、本実施の形態においては、第１スイッチング素子Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３および第２スイッチング素子Ｆ４，Ｆ５，Ｆ６が、それぞれ３つずつ対となるよう設けられ、各スイッチング素子Ｆ１〜Ｆ６としては、ＭＯＳ型ＦＥＴが採用されている。ただし、各スイッチング素子Ｆ１〜Ｆ６を３つずつ設けるに限らず、例えば、各スイッチング素子を５つずつ設けるようにしても良い。

各スイッチング素子Ｆ１〜Ｆ６には、制御信号出力部８６からの制御信号Ｏ１〜Ｏ６が所定のタイミングで入力されるようになっている。これにより、各スイッチング素子Ｆ１〜Ｆ６は、順次高速でオンオフ（スイッチング）される。よって、電動モータ４１のＵ相，Ｖ相，Ｗ相のコイル４４が順次通電されて、ひいては電動モータ４１のロータ４６（図２参照）が回転駆動される。以下、図５に示すように、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相のコイル４４を、それぞれＵ相コイル４４ｕ，Ｖ相コイル４４ｖ，Ｗ相コイル４４ｗとして説明する。

次に、電動モータ４１の基本動作について説明する。電動モータ４１を回転駆動するには、Ｕ相コイル４４ｕ，Ｖ相コイル４４ｖ，Ｗ相コイル４４ｗに順次切り替えて駆動電流を供給するようにすれば良い。ただし、各コイル４４ｕ，４４ｖ，４４ｗへの駆動電流の供給に対して、電動モータ４１への負荷の大きさによっては、ロータ４６の回転が追従しなくなる。そこで、回転センサ５０によりロータ４６の回転状態を監視し、これにより各コイル４４ｕ，４４ｖ，４４ｗへの駆動電流の切り替えタイミングを調整して、駆動電流の供給をロータ４６の回転と同期させている。

電動モータ４１を回転駆動するには、例えば、第１スイッチング素子Ｆ１と第２スイッチング素子Ｆ５とをオンさせて、これによりＵ相コイル４４ｕに駆動電流を供給する。次に、第１スイッチング素子Ｆ２と第２スイッチング素子Ｆ６とをオンさせて、これによりＶ相コイル４４ｖに駆動電流を供給する。さらに、第１スイッチング素子Ｆ１と第２スイッチング素子Ｆ６とをオンさせて、これによりＷ相コイル４４ｗに駆動電流を供給する。このように、各コイル４４ｕ，４４ｖ，４４ｗに順次駆動電流を供給することにより、各コイル４４ｕ，４４ｖ，４４ｗには電磁力が発生し、これによりロータ４６が所定方向に回転駆動される。

一方、電動モータ４１には制動力を発生させることもできる。電動モータ４１に制動力を発生させる制動制御を行うには、具体的には、第１スイッチング素子Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３の全て、または第２スイッチング素子Ｆ４，Ｆ５，Ｆ６の全てをオンさせる。ここで、前者の場合には、第２スイッチング素子Ｆ４，Ｆ５，Ｆ６の全てを同時にオフさせ、後者の場合には第１スイッチング素子Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３の全てを同時にオフさせる。これにより、駆動回路９０には閉回路が形成され、電動モータ４１が発電機として作動するようになる。よって、ロータ４６がステータコア４５（図２参照）に対して相対回転し難くなり、ひいては電動モータ４１に制動力が発生する。

ここで、上述のような閉回路を形成することによる制動力は、永久磁石４７（図２参照）の回転に伴って、各コイル４４ｕ，４４ｖ，４４ｗに発生する誘導電流の大きさにより決定される。つまり、ロータ４６の回転速度が速い程、誘導電流も大きくなり、ひいては制動力も大きくなる。

なお、図４に示すコントローラ８０および当該コントローラ８０に電気的に接続されたスイッチやセンサ、さらには、図５に示す駆動回路９０および当該駆動回路９０により制御される電動モータ４１によって、本発明における車両用開閉体の制御装置を構成している。

以下、コントローラ８０の動作について、図面を用いて詳細に説明する。

図６は制御装置の動作内容を説明するフローチャートを、図７は電動モータの制御切り換えのタイミングを説明するタイミングチャートを、図８は制動制御の有無を数値で比較した比較表をそれぞれ示している。

図６に示すように、ステップＳ１では、運転者により図示しないイグニッションスイッチがオンされて、これによりスライドドア開閉機構１５やコントローラ８０等に電源が投入される。続くステップＳ２では、ＣＰＵ８１が、メインスイッチ８２がオンであるか否かを判定し、オンであると判定（yes判定）した場合にはステップＳ３に進み、オフであると判定（no判定）した場合にはステップＳ１１に進む。ステップＳ３では［自動制御］モードとされてステップＳ４に進み、ステップＳ１１では［手動制御］モードとされてステップＳ１２に進む。

［自動制御］
ステップＳ４では、前回の制御周期で保存された回転センサ５０からの検出信号等、システムを一旦リセットして、コントローラ８０を初期化する。これにより、電動モータ４１の駆動によるスライドドア１２の開閉が許可される。続くステップＳ５では、ＣＰＵ８１が、操作スイッチ８３がオンであるか否かを判定し、オンであると判定（yes判定）した場合にはステップＳ６に進み、オフであると判定（no判定）した場合にはステップＳ５の処理が繰り返される。

ステップＳ６では、ＣＰＵ８１が操作スイッチ８３からの信号に基づき、制御信号出力部８６から、制御信号Ｏ１〜Ｏ６を駆動回路９０に送出し、各スイッチング素子Ｆ１〜Ｆ６がオンオフされる。これにより、駆動ユニット２０の電動モータ４１が動作を開始する。すると、電動モータ４１が正転または逆転して、図１に示すようにスライドドア１２が、操作スイッチ８３の操作に基づいて、開方向または閉方向に移動される。ここで、電動モータ４１の正転または逆転の判定はＣＰＵ８１によって行われるが、例えば、ステップＳ６での処理時に、フルラッチスイッチ６７のオン（ドア閉）またはオフ（ドア開）を検出することで判定することができる。

続くステップＳ７では、ＣＰＵ８１が、スライドドア１２による挟み込み（ドア閉時）を検出したか否かを判定し、挟み込みを検出しないと判定（no判定）した場合には、ステップＳ８に進み、挟み込みを検出したと判定（yes判定）した場合には、ステップＳ９に進む。ここで、スライドドア１２による挟み込みは、スライドドア１２の前端部分に設けられた圧力検知スイッチＰＳ（図１参照）によって検知される。ここで、詳細は図示しないが、圧力検知スイッチＰＳについても、コントローラ８０のインターフェースを介してＣＰＵ８１に電気的に接続されている。

ステップＳ８では、ＣＰＵ８１が、スライドドア１２が全開位置または全閉位置に到達したか否かを判定する。ステップＳ８でyesと判定された場合には、ステップＳ１０に進んで［自動制御］が終了される。一方、ステップＳ８でnoと判定された場合には、ステップＳ７およびステップＳ８の処理が繰り返される。

ステップＳ９では、スライドドア１２による挟み込みが検出されたことから、ＣＰＵ８１は電動モータ４１を停止させる処理、または電動モータ４１を若干反転（逆転）させる処理を実行する。これにより、挟み込みが未然に防止されて、その後ステップＳ１０に進む。

ここで、スライドドア１２の全開位置は、例えば、回転センサ５０からの検出信号に基づいて、ＣＰＵ８１により電動モータ４１の回転状態を把握することで検出される。具体的には、スライドドア１２が全開位置で機械的に停止されると、電動モータ４１に駆動電流を供給しているにも関わらず、ロータ４６（図２参照）は停止される。この状態を検出することにより、ＣＰＵ８１はスライドドア１２の全開位置を検出することができる。

これに対し、スライドドア１２の全閉位置は、図３（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、ドアロック装置６０が順次作動するのを、ＣＰＵ８１で監視することにより把握することができる。ここで、以下、ドアロック装置６０の動作について図３および図７を用いて詳細に説明する。

スライドドア１２が閉方向に移動することにより、図３（ａ）に示すように、ストライカ６１が（１）の位置から（２）の位置に配置される。つまり、ストライカ６１はノッチ６３ａの内部に入り込む。これによりラッチ部材６３が回転軸Ｃ１を中心に時計方向に回転される。

すると、図３（ｂ）に示すように、ストライカ６１は（２）の位置から（３）の位置に移動、つまりノッチ６３ａの奥にまで入り込み、ラッチ部材６３が回転軸Ｃ１を中心に時計方向にさらに回転される。これにより、まずラッチ部材６３によってハーフラッチスイッチ６６がオンとされ（図７の時間ｔ０）、その後、ラチェットレバー６４が回転軸Ｃ２を中心に時計方向に回転されて、当該ラチェットレバー６４の先端部６４ａが第１ラチェット係合部６３ｂに係合される。これにより、ラチェットスイッチ６５もオンとされる（図７の時間ｔ１）。

その後、ハーフラッチスイッチ６６およびラチェットスイッチ６５が何れもオンになったことから駆動モータ６８が正転され、これによりクロージャ６９が突出される。これにより図３（ｃ）に示すように、ラッチ部材６３が回転軸Ｃ１を中心に時計方向にさらに回転される。ここで、先端部６４ａと第１ラチェット係合部６３ｂとの係合が解かれることにより、ラチェットスイッチ６５は一旦オフとされる（図７の時間ｔ２）。

その後、さらにクロージャ６９が突出されると、ストライカ６１が（３）の位置から（４）の位置に移動して、フルラッチスイッチ６７がオンとされる（図７の時間ｔ３）。その後、先端部６４ａと第２ラチェット係合部６３ｃとが係合されて、これにより、ラチェットスイッチ６５が再びオンとされる（図７の時間ｔ４）。そして、フルラッチスイッチ６７およびラチェットスイッチ６５が何れもオンになったことから駆動モータ６８が逆転され、これによりクロージャ６９が初期位置に戻される。これにより、ラッチ部材６３がフルラッチ状態となって、スライドドア１２が全閉状態（ロック状態）とされる。

［手動制御］
ステップＳ１１の後のステップＳ１２では、スライドドア１２が閉方向に移動されて、ハーフラッチ状態になったか否かを、制動制御判定部８４により判定する。ここで、スライドドア１２の開口部１１（図１参照）に対するハーフラッチ（半ドア）は、ハーフラッチスイッチ６６からのオン信号の入力に基づいて判定される。そして、ハーフラッチスイッチ６６がオンとなった（yes判定）場合にはステップＳ１３に進み、ハーフラッチスイッチ６６がオフのままである（no判定）場合にはステップＳ１２の処理が繰り返される。

ステップＳ１３では、電動モータ４１が規定の速度以上（規定値以上）で回転しているか否かを、制動制御判定部８４により判定する。つまり、スライドドア１２が閉方向に手動により高速で移動されているか否かを判定する。ここで、スライドドア１２の移動速度は、電動モータ４１のロータ４６（図２参照）の回転速度に比例するため、回転センサ５０からの検出信号によって推定することができる。つまり、回転センサ５０は、本発明における開閉体の移動速度を検出する移動速度検出部を構成している。ここで、ステップＳ１３における判定値（規定値）は、［自動制御］での電動モータ４１の駆動によるスライドドア１２の移動速度よりも遙かに大きい移動速度に設定されている。

なお、スライドドア１２の移動速度を検出する移動速度検出部としては、上述のような回転センサ５０に限らない。例えば、スライドドア１２のローラアッシー１３に、移動速度検出部としての回転センサを設けるようにしても良い。

そして、ステップＳ１３でyesと判定された場合にはステップＳ１４に進み、noと判定された場合にはステップＳ１０に進む。

ステップＳ１４では、コントローラ８０のタイマー部８５が作動して計時が開始される（図７の時間ｔ０）。続くステップＳ１５では、ＣＰＵ８１に制動制御判定部８４からの制動制御指示信号ＢＳ（図４参照）が入力されて、電動モータ４１が制動制御される（図７の網掛部分）。ここで、制動制御判定部８４からＣＰＵ８１に送出される制動制御指示信号ＢＳは、ステップＳ１２およびステップＳ１３におけるyes判定に基づいて、制動制御判定部８４において生成されるようになっている。

ステップＳ１５では、具体的には、制御信号出力部８６から、駆動回路９０（図５参照）に閉回路が形成されるように制御信号Ｏ１〜Ｏ６が出力される。これにより、第１スイッチング素子Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３の全て、または第２スイッチング素子Ｆ４，Ｆ５，Ｆ６の全てがオンとされて、電動モータ４１が発電機のように動作される。このようにして電動モータ４１には所定の制動力が発生する。このように、スライドドア１２の手動による急激な閉動作時において、フルラッチ状態となる間際で電動モータ４１に制動力を発生させることができ、ひいてはロータ４６の慣性力による高速回転を略停止させることができる。

続くステップＳ１６では、コントローラ８０による電動モータ４１の制動制御を停止させる条件が成立したか否かを、制動制御判定部８４により判定する。具体的には、制動制御判定部８４は、タイマー部８５による計時が所定時間ｔ５（図７参照）を経過したか否かにより条件成立の可否を判定する。ここで、所定時間ｔ５は、例えば1.0sec等の短時間に設定されている。

そして、ステップＳ１６でyesと判定された場合には、続くステップＳ１７において、制動制御判定部８４からＣＰＵ８１への制動制御指示信号ＢＳの送出を停止させ、これによりコントローラ８０による電動モータ４１の制動制御を停止させる。一方、ステップＳ１６でnoと判定された場合には、ステップＳ１５およびステップＳ１６の処理が繰り返される。

その後のステップＳ１８では、制動制御判定部８４により、タイマー部８５により計時された時間データ（カウント値）をクリアして、タイマーリセットを実行する。その後、ステップＳ１０に進んで［手動制御］が終了される。

ここで、図８に示すように、コントローラ８０による電動モータ４１の制動制御の有無について検証した。図８に示す数値は、スライドドア１２を手動で高速で閉方向に移動させ、ハーフラッチスイッチ６６がオンされた直後、つまり図７の時間ｔ０の直後における数値を示している。これによると、最大ロータ回転数（rpm），最大ドア速度（m/s）および最大ケーブル張力（N）の全ての項目において、「制動制御有」の場合は「制動制御無」の場合に比して、略半減するほど数値が小さくなることが判った。すなわち、スライドドア開閉機構１５を形成する構成部品（減速機構４３等）に伝達される衝撃力が略半減され、ひいては電動モータ４１の制動制御が、構成部品を破損から保護するのに有効であることが判った。

以上詳述したように、実施の形態１によれば、コントローラ８０は、メインスイッチ８２がオンのときに、電動モータ４１の駆動によるスライドドア１２の開閉を許可し、メインスイッチ８２がオフでハーフラッチスイッチ６６がオンのときに、電動モータ４１に制動力を発生させる制動制御を行う。したがって、メインスイッチ８２がオンであればスライドドア１２を自動で開閉させることができる。一方、メインスイッチ８２がオフで手動によりスライドドア１２が閉動作されると、フルラッチの手前でハーフラッチスイッチ６６がオンとなり、これによりコントローラ８０が電動モータ４１を制動制御する。よって、ケーシング等を剛性アップさせなくても、スライドドア１２の急激な停止に伴う電動モータ４１の慣性力による構成部品の破損等を、確実に防止することができる。

次に、本発明の実施の形態２について図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した実施の形態１と同様の機能を有する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図９（ａ），（ｂ），（ｃ）は実施の形態２に係る制動制御の状態を説明する説明図を示している。

実施の形態２においては、コントローラ８０による電動モータ４１の制動制御の内容のみが異なっており、その他の構成部品等については、実施の形態１と同様である。具体的には、実施の形態１においては、電動モータ４１の駆動回路９０（図５参照）に閉回路が形成されるようにし、これにより電動モータ４１に制動力を発生させるようにした。

一方、実施の形態２においては、ハーフラッチスイッチ６６（図３参照）がオンされたとき、つまり図６のステップＳ１３でyesと判定されたときに、図９（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、コントローラ８０の制御信号出力部８６によって、ロータ４６の回転位置に応じた各コイル４４ｕ，４４ｖ，４４ｗに、制動用駆動電流ＢＩを供給するようにしている。

これにより、ロータ４６には、当該ロータ４６を停止させようとする駆動力（磁気吸引力）が発生して、これが強力な制動力となる。ここで、制動用駆動電流ＢＩの各コイル４４ｕ，４４ｖ，４４ｗへの供給の仕方は、電動モータ４１を回転駆動する場合と同様である。すなわち、ロータ４６の回転位置に対応した各コイル４４ｕ，４４ｖ，４４ｗのうちの一相を通電するよう、各第１スイッチング素子Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３のうちの１つ、および各第２スイッチング素子Ｆ４，Ｆ５，Ｆ６のうちの１つを、それぞれオンさせるようにする。

具体的には、図９（ａ）のように、第１スイッチング素子Ｆ１および第２スイッチング素子Ｆ５をオンさせてＵ相コイル４４ｕに制動用駆動電流ＢＩを供給する。また、図９（ｂ）のように、第１スイッチング素子Ｆ２および第２スイッチング素子Ｆ６をオンさせてＶ相コイル４４ｖに制動用駆動電流ＢＩを供給する。さらに、図９（ｃ）のように、第１スイッチング素子Ｆ１および第２スイッチング素子Ｆ６をオンさせてＷ相コイル４４ｗに制動用駆動電流ＢＩを供給する。

以上詳述したように、各コイル４４ｕ，４４ｖ，４４ｗに、積極的に制動用駆動電流ＢＩを流すようにした実施の形態２においても、上述した実施の形態１、つまり閉回路を形成して制動制御をする場合と同様の作用効果を奏することができる。これに加えて、実施の形態２においては、制動用駆動電流ＢＩを各コイル４４ｕ，４４ｖ，４４ｗに積極的に供給して磁気吸引力を利用して制動させるので、実施の形態１に比してより強力な制動力を得ることができる。

したがって、大型車両等の重量が嵩む大きなスライドドアに対応することが可能となる。また、制動用駆動電流ＢＩの大きさを、例えば、デューティー制御によって調整することで、制動力の大きさを容易に調整することができる。よって、重量の異なる大小様々なスライドドアに対して、同じ制御装置を採用することが可能となる。

本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、上記各実施の形態においては、電動モータ４１の各コイル４４ｕ，４４ｖ，４４ｗの結線方法をデルタ結線としたものを示したが、本発明はこれに限らない。例えば、各コイル４４ｕ，４４ｖ，４４ｗの端部を接続して中性点としたスター結線の電動モータにも、本発明を採用することができる。

１０ 側部
１１ 開口部
１２ スライドドア（開閉体）
１３ ローラアッシー
１４ ガイドレール
１４ａ 直線状部
１４ｂ 引き込み部
１５ スライドドア開閉機構
１６，１７ ケーブル
１８，１９ プーリ
２０ 駆動ユニット
２１ ハウジング
２２ カバー部材
２２ａ 支持軸
３０ テンショナ機構
３１ バネ受けブロック
３２，３３ コイルバネ
３４，３５ テンショナプーリ
４０ 減速機構付きモータ
４１ 電動モータ（駆動源）
４２ ドラム
４２ａ 螺旋溝
４２ｂ 突出ピン
４３ 減速機構
４３ａ サンギヤ
４３ｂ プラネタリギヤ
４３ｃ キャリア
４３ｄ リングギヤ
４４ コイル
４４ｕ Ｕ相コイル
４４ｖ Ｖ相コイル
４４ｗ Ｗ相コイル
４５ ステータコア
４６ ロータ
４７ 永久磁石
４８ ロータシャフト
４８ａ 大径基端部
４８ｂ 小径先端部
４８ｃ 中間固定部
４９ 制御基板
５０ 回転センサ（移動速度検出部）
５１ 第１ベアリング
５２ 第２ベアリング
５３ 第３ベアリング
６０ ドアロック装置
６１ ストライカ
６２ ラッチ機構
６３ ラッチ部材
６３ａ ノッチ
６３ｂ 第１ラチェット係合部
６３ｃ 第２ラチェット係合部
６４ ラチェットレバー
６４ａ 先端部
６４ｂ コイルバネ
６５ ラチェットスイッチ
６６ ハーフラッチスイッチ（半ドア検知スイッチ）
６７ フルラッチスイッチ
６８ 駆動モータ
６９ クロージャ
７０ 駆動モータ
７１ リリーサ
８０ コントローラ
８１ ＣＰＵ
８２ メインスイッチ
８３ 操作スイッチ
８４ 制動制御判定部
８５ タイマー部
８６ 制御信号出力部
９０ 駆動回路
ＢＳ 制動制御指示信号
ＢＩ 制動用駆動電流
Ｂｔ 電源
Ｃ１，Ｃ２ 回転軸
Ｆ１〜Ｆ３ 第１スイッチング素子
Ｆ４〜Ｆ６ 第２スイッチング素子
ＰＳ 圧力検知スイッチ
Ｓ 固定ネジ
Ｏ１〜Ｏ６ 制御信号

Claims (4)

1. 車両の開口部を開閉する開閉体を駆動する駆動源と、
   前記駆動源を制御するコントローラと、
   前記コントローラに接続されるメインスイッチと、
   前記コントローラに接続され、前記開閉体の前記開口部に対する半ドア状態を検知する半ドア検知スイッチと、
   を備え、
   前記コントローラは、
   前記メインスイッチがオンのときに、前記駆動源の駆動による前記開閉体の開閉を許可し、
   前記メインスイッチがオフで前記半ドア検知スイッチがオンのときに、前記駆動源に制動力を発生させる制動制御を行う、車両用開閉体の制御装置。
2. 請求項１記載の車両用開閉体の制御装置において、
   前記コントローラには、前記開閉体の移動速度を検出する移動速度検出部が接続され、
   前記コントローラは、前記移動速度検出部からの検出信号が規定値以上のときに、前記制動制御を行う、車両用開閉体の制御装置。
3. 請求項１または２記載の車両用開閉体の制御装置において、
   前記駆動源は、複数のコイルを有する電動モータであって、
   前記電動モータを駆動する駆動回路は、
   電源と、
   前記電源のプラス側に配置された複数の第１スイッチング素子と、
   前記電源のマイナス側に配置された複数の第２スイッチング素子と、
   を備え、
   前記コントローラは、
   前記第１スイッチング素子の全て、または前記第２スイッチング素子の全てをオンさせて、前記制動制御を行う、車両用開閉体の制御装置。
4. 請求項１または２記載の車両用開閉体の制御装置において、
   前記駆動源は、複数のコイル，ロータおよび当該ロータの前記コイルに対する回転位置を検出する回転センサを有する電動モータであって、
   前記電動モータを駆動する駆動回路は、
   電源と、
   前記電源のプラス側に配置された複数の第１スイッチング素子と、
   前記電源のマイナス側に配置された複数の第２スイッチング素子と、
   を備え、
   前記コントローラは、
   前記ロータの回転位置に対応した前記コイルを通電させる前記第１スイッチング素子および前記第２スイッチング素子をオンさせて、前記制動制御を行う、車両用開閉体の制御装置。

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