JP2019112856A - 開閉装置およびその制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】開閉体の開閉に要する手動力を低減することができ、かつ、ユーザが任意の開閉位置で開閉体を止めることができる開閉装置およびその制御方法を提供する。【解決手段】開閉装置(１７)は、開閉体の開閉速度が第１閾値以上と判定されたとき、駆動部が駆動力を発生するように、駆動部を制御して、開閉方向判定部によって判定された開閉体の開閉方向に開閉体を移動させるためのアシストを開始するアシスト開始部(３１ｄ)と、開閉体の開閉速度が第２閾値を下回ったと判定されたとき、駆動部が駆動力を発生しないように、駆動部を制御して、そのアシストを終了するアシスト終了部(３１ｆ)とを備える。第１閾値は、ユーザが開閉体を手動で開閉操作していると推定される開閉速度を示す一方、第２閾値は、ユーザが開閉体を手動で開閉操作していないと推定される開閉速度を示す。【選択図】図３
Description
この発明は、例えば車両などに使用される開閉装置およびその制御方法に関する。
従来、開閉装置としては、特許文献１に記載されているように、車両の開閉体の速度を測定する速度測定部と、開閉体の位置を測定する位置測定部と、開閉体の開閉方向を判定する方向判定部とを備えたものがある。この開閉装置では、位置測定部により測定された開閉体の位置において速度測定部により測定された開閉体の速度が、その位置における速度閾値以上であるときに、方向判定部により判定された開閉体の開閉方向に開閉体がモータで駆動される。このようにして、上記開閉体を開閉するための手動力の低減が図られている。
ところで、上記従来の開閉装置では、位置測定部により測定された開閉体の位置において速度測定部により測定された開閉体の速度が、その位置における速度閾値以上になると、開閉体は、全開または全閉されるまで、モータで駆動され続ける。このため、ユーザが開閉体を例えば半開きにしたいと思っても、開閉体は全開または全閉されてしまう。
したがって、上記従来の開閉装置には、ユーザが望む位置で開閉体を止めることができないという問題があった。
そこで、この発明の目的は、開閉体の開閉に要する手動力を低減することができ、かつ、ユーザが任意の開閉位置で開閉体を止めることができる開閉装置およびその制御方法を提供することにある。
この発明の一態様に係る開閉装置は、
物体に設けられた開口部を開閉する開閉体と、
上記開閉体を開閉するための駆動力を発生する駆動部と、
上記開閉体の開閉速度を検出する開閉速度検出部と、
上記開閉体の開閉位置を検出する開閉位置検出部と、
上記開閉体の開閉方向を判定する開閉方向判定部と、
上記開閉位置検出部によって検出された上記開閉体の開閉位置において、上記開閉速度検出部によって検出された上記開閉体の開閉速度が、上記開閉体の開閉位置に対応付けて予め設定された第１閾値を以上か否かを判定する第１開閉速度判定部と、
上記開閉体の開閉速度が上記第１閾値以上と判定されたとき、上記駆動部が上記駆動力を発生するように、上記駆動部を制御して、上記開閉方向判定部によって判定された上記開閉体の開閉方向に上記開閉体を移動させるためのアシストを開始するアシスト開始部と、
上記アシストが行われているとき、上記開閉位置検出部によって検出された上記開閉体の開閉位置において、上記開閉速度検出部によって検出された上記開閉体の開閉速度が、上記開閉体の開閉位置に対応付けて予め設定された第２閾値を下回ったか否かを判定する第２開閉速度判定部と、
上記開閉体の開閉速度が上記第２閾値を下回ったと判定されたとき、上記駆動部が上記駆動力を発生しないように、上記駆動部を制御して、上記アシストを終了するアシスト終了部と
を備え、
上記第１閾値は、ユーザが開閉体を手動で開閉操作していると推定される開閉速度を示す一方、上記第２閾値は、ユーザが開閉体を手動で開閉操作していないと推定される開閉速度を示す。
物体に設けられた開口部を開閉する開閉体と、
上記開閉体を開閉するための駆動力を発生する駆動部と、
上記開閉体の開閉速度を検出する開閉速度検出部と、
上記開閉体の開閉位置を検出する開閉位置検出部と、
上記開閉体の開閉方向を判定する開閉方向判定部と、
上記開閉位置検出部によって検出された上記開閉体の開閉位置において、上記開閉速度検出部によって検出された上記開閉体の開閉速度が、上記開閉体の開閉位置に対応付けて予め設定された第１閾値を以上か否かを判定する第１開閉速度判定部と、
上記開閉体の開閉速度が上記第１閾値以上と判定されたとき、上記駆動部が上記駆動力を発生するように、上記駆動部を制御して、上記開閉方向判定部によって判定された上記開閉体の開閉方向に上記開閉体を移動させるためのアシストを開始するアシスト開始部と、
上記アシストが行われているとき、上記開閉位置検出部によって検出された上記開閉体の開閉位置において、上記開閉速度検出部によって検出された上記開閉体の開閉速度が、上記開閉体の開閉位置に対応付けて予め設定された第２閾値を下回ったか否かを判定する第２開閉速度判定部と、
上記開閉体の開閉速度が上記第２閾値を下回ったと判定されたとき、上記駆動部が上記駆動力を発生しないように、上記駆動部を制御して、上記アシストを終了するアシスト終了部と
を備え、
上記第１閾値は、ユーザが開閉体を手動で開閉操作していると推定される開閉速度を示す一方、上記第２閾値は、ユーザが開閉体を手動で開閉操作していないと推定される開閉速度を示す。
この発明の一態様の開閉装置の制御方法は、
物体に設けられた開口部を開閉する開閉体と、上記開閉体を開閉するための駆動力を発生する駆動部と、上記開閉体の開閉速度を検出する開閉速度検出部と、上記開閉体の開閉位置を検出する開閉位置検出部と、上記開閉体の開閉方向を判定する開閉方向判定部とを備える開閉体装置の制御方法であって、
上記開閉位置検出部によって検出された上記開閉体の開閉位置において、上記開閉速度検出部によって検出された上記開閉体の開閉速度が、上記開閉体の開閉位置に対応付けて予め設定された第１閾値を以上か否かを判定し、
上記開閉体の開閉速度が上記第１閾値以上と判定されたとき、上記駆動部が上記駆動力を発生するように、上記駆動部を制御して、上記開閉方向判定部によって判定された上記開閉体の開閉方向に上記開閉体を移動させるためのアシストを開始し、
上記アシストが行われているとき、上記開閉位置検出部によって検出された上記開閉体の開閉位置において、上記開閉速度検出部によって検出された上記開閉体の開閉速度が、上記開閉体の開閉位置に対応付けて予め設定された第２閾値を下回ったか否かを判定し、
上記開閉体の開閉速度が上記第２閾値を下回ったと判定されたとき、上記駆動部が上記駆動力を発生しないように、上記駆動部を制御して、上記アシストを終了し、
上記第１閾値は、ユーザが開閉体を手動で開閉操作していると推定される開閉速度を示す一方、上記第２閾値は、ユーザが開閉体を手動で開閉操作していないと推定される開閉速度を示す。
物体に設けられた開口部を開閉する開閉体と、上記開閉体を開閉するための駆動力を発生する駆動部と、上記開閉体の開閉速度を検出する開閉速度検出部と、上記開閉体の開閉位置を検出する開閉位置検出部と、上記開閉体の開閉方向を判定する開閉方向判定部とを備える開閉体装置の制御方法であって、
上記開閉位置検出部によって検出された上記開閉体の開閉位置において、上記開閉速度検出部によって検出された上記開閉体の開閉速度が、上記開閉体の開閉位置に対応付けて予め設定された第１閾値を以上か否かを判定し、
上記開閉体の開閉速度が上記第１閾値以上と判定されたとき、上記駆動部が上記駆動力を発生するように、上記駆動部を制御して、上記開閉方向判定部によって判定された上記開閉体の開閉方向に上記開閉体を移動させるためのアシストを開始し、
上記アシストが行われているとき、上記開閉位置検出部によって検出された上記開閉体の開閉位置において、上記開閉速度検出部によって検出された上記開閉体の開閉速度が、上記開閉体の開閉位置に対応付けて予め設定された第２閾値を下回ったか否かを判定し、
上記開閉体の開閉速度が上記第２閾値を下回ったと判定されたとき、上記駆動部が上記駆動力を発生しないように、上記駆動部を制御して、上記アシストを終了し、
上記第１閾値は、ユーザが開閉体を手動で開閉操作していると推定される開閉速度を示す一方、上記第２閾値は、ユーザが開閉体を手動で開閉操作していないと推定される開閉速度を示す。
この発明の開閉装置およびその制御方法は、ユーザが、軽い力で開閉体を手動操作することができ、かつ、任意の開閉位置で開閉体を止めることができる。
以下、この発明の開閉装置およびその制御方法を図示の実施の形態により詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態のバックドア開閉装置１７(図３に示す)を搭載する車体１の後部を示す概略図である。
車体１の後部には開口部２が設けられている。この開口部２は、開閉体の一例としてのバックドア３によって開閉される。なお、車体１は物体の一例である。
バックドア３の上側端部には回動軸(図示せず)が設けられている。バックドア３は、上記回動軸を中心にして、開口部２を全閉する全閉位置と、開口部２を全開にする全開位置との間を回動することが可能になっている。すなわち、バックドア３の上側端部が開口部２の上側縁部に取り付けられて、バックドア３が上下方向に回動可能になっている。このバックドア３はスピンドルドライブ機構４の駆動により回動する。
また、バックドア３の外側の表面には、バックドア３を開放するときに操作されるドア開スイッチ１９が設けられている。バックドア３を閉鎖するとき、ドア閉スイッチ１８を操作するが、このドア閉スイッチ１８はバックドア３の下側端部の中央部に設けられている。また、バックドア３の下側端部の中央部には、ドア閉スイッチ１８と隣り合うようにドアラッチ装置２０も設けられている。
ドアラッチ装置２０のラッチ(図示せず)は、バックドア３の閉鎖時、開口部２の下側縁部に設けられたストライカ５０に係合して、バックドア３の開方向の回動を禁止する。このラッチとストライカ５０の係合は、バックドア３の開放時、解除される。なお、例えば、特開２０１５−１２４４８８号公報などに記載されているドアラッチ装置は、ドアラッチ装置２０として使用してもよい。
スピンドルドライブ機構４は、棒形状の第１スピンドルドライブ機構４Ａと、この第１スピンドルドライブ機構４Ａと同一構造を有する棒形状の第２スピンドルドライブ機構４Ｂとで構成されている。この第１スピンドルドライブ機構４Ａは、バックドア３の一側方部と開口部２の一側縁部との間に設けられている。一方、第２スピンドルドライブ機構４Ｂは、バックドア３の他側方部と開口部２の他側縁部との間に設けられている。また、各スピンドルドライブ機構４Ａ，４Ｂは、車体１およびバックドア３に接続されている。なお、例えば、特願２０１６−２１６８６０号などに記載されているスピンドルドライブ機構は、各スピンドルドライブ機構４Ａ，４Ｂとして使用してもよい。
図２は、第１スピンドルドライブ機構４Ａを軸方向に平行な面で切った概略断面図である。なお、第２スピンドルドライブ機構４Ｂは第１スピンドルドライブ機構４Ａと構造が同一なので、第２スピンドルドライブ機構４Ｂの概略断面図の図示は省略する。
第１スピンドルドライブ機構４Ａは、電動モータ５などを収容する第１ハウジング６と、スピンドル９などを収容する第２ハウジング７とを有する。なお、電動モータ５は駆動部の一例である。
第１ハウジング６の一端部には、バックドア３に設けられたジョイントボール３ａと回動可能に連結されるドア側連結部材５１が固定されている。また、第１ハウジング６内には、バックドア３の開閉速度に対応する電動モータ５の回転軸５ａの回転数を検出する回転センサ１５を設置している。この電動モータ５の回転軸５ａは、減速ギア機構８を介して、第２ハウジング７内のスピンドル９に接続されている。また、第１ハウジング６の他端部は、第２ハウジング７の一端部が連結される。なお、回転センサ１５は、ホール素子を使用する磁気センサであってもよいし、ＬＥＤ(発光ダイオード)およびＰＤ(フォトダイオード)を使用する光学センサであってもよい。また、回転センサ１５は開閉速度検出部の一例である。
第２ハウジング７は、第２ハウジング７の軸方向に沿って進退可能なスピンドルナット１０を収容している。より詳しく説明すると、スピンドルナット１０がスピンドル９に螺合し、スピンドルナット１０の前端部(第１ハウジング６とは反対側の端部)には、筒形状のプッシュロッド１１の後端部(第１ハウジング６側の端部)が固定されている。一方、プッシュロッド１１の前端部には筒形状の外筒１３の前端部が固定されている。この外筒１３は、プッシュロッド１１と同軸に配置され、プッシュロッド１１の外径よりも大きい内径を有する。また、プッシュロッド１１の外周面と外筒１３の内周面との間には、コイルスプリング１２が径方向の比較的外側に配置されている一方、第２ハウジング７に後端が固定された筒形状の内筒１４が径方向の比較的内側に配置されている。このコイルスプリング１２は、第２ハウジング７の一端部側から他端部側に向かって螺旋状に延在している。
また、プッシュロッド１１の前端部には、第２ハウジング７の軸方向においてプッシュロッド１１と並ぶ車体側連結部材５２が固定されている。この車体側連結部材５２は、車体１に設けられたジョイントボール１ａと回動可能に連結される。
このような第１スピンドルドライブ機構４Ａでは、電動モータ５の回転軸５ａが正回転すると、スピンドル９も正回転して、スピンドルナット１０が第２ハウジング７の他端部側に移動する。これにより、第２ハウジング７に対する外筒１３およびプッシュロッド１１の突出量が増加し、バックドア３が開方向に回動する。一方、電動モータ５の回転軸５ａが逆回転すると、スピンドルナット１０が第２ハウジング７の一端部側に移動する。これにより、第２ハウジング７に対する外筒１３およびプッシュロッド１１の突出量が減少し、バックドア３が閉方向に回動する。
また、回転センサ１５は、電動モータ５の回転軸５ａの回転数(回転速度)および回転方向を示す信号を、制御装置３１に出力する。
図３は、バックドア開閉装置１７の構成を説明するためのブロック図である。また、図３では、図１，図２の構成部と同一の構成部は、図１，図２の構成部の参照番号と同一の参照番号を付している。
バックドア開閉装置１７は、マイクロコンピュータと入出力回路などからなる制御装置３１を備えている。この制御装置３１には、第１スピンドルドライブ機構４Ａ、第２スピンドルドライブ機構４Ｂ、ドアラッチ装置２０、ドア閉スイッチ１８、ドア開スイッチ１９、ＢＣＭ(Body Control Module：ボディコントロールモジュール)２５などが接続されている。また、制御装置３１は、ＢＣＭ(Body Control Module：ボディコントロールモジュール)２５を介して電子キー２６と通信し、後述する認証処理を実行する。
ドアラッチ装置２０は、上記ラッチを正逆回転駆動するラッチモータ２１と、フルラッチスイッチ２２と、ハーフラッチスイッチ２３と、リリーススイッチ２４とを有している。このフルラッチスイッチ２２、ハーフラッチスイッチ２３およびリリーススイッチ２４は、上記ラッチの位置を検出する。ここで、上記ラッチの位置とは、上記ラッチがストライカ５０に完全に係合する位置(フルラッチ位置)と、上記ラッチがストライカ５０に完全に係合しない位置(リリース位置)と、これらの位置の中間の位置(ハーフラッチ位置)とのうちのいずれかを指す。
ドア閉スイッチ１８は、バックドア３を全閉位置に移動させるためのドア閉操作信号を制御装置３１へ出力する。このとき、制御装置３１は、ドア閉スイッチ１８からのドア閉操作信号に基づいて、スピンドルドライブ機構４にＰＷＭ(Pulse Width Modulation：パルス幅変調)信号を出力して、バックドア３を閉方向へ回動させる制御を実行する。
ドア開スイッチ１９は、バックドア３を全開位置に移動させるためのドア開操作信号を制御装置３１へ出力する。このとき、制御装置３１は、ドア開スイッチ１９からのドア開操作信号に基づいて、スピンドルドライブ機構４にオープン作動信号を出力して、バックドア３を開方向へ回動させる制御を実行する。
また、制御装置３１は、速度位置算出部３１ａ、開閉方向判定部３１ｂ、第１開閉速度判定部３１ｃ、アシスト開始部３１ｄ、第２開閉速度判定部３１ｅ、アシスト終了部３１ｆおよびＰＷＭ信号生成部３１ｇを有している。この速度位置算出部３１ａ、開閉方向判定部３１ｂ、第１開閉速度判定部３１ｃ、アシスト開始部３１ｄ、第２開閉速度判定部３１ｅおよびアシスト終了部３１ｆは、それぞれ、ソフトウェアで構成されている。
速度位置算出部３１ａは、回転センサ１５から、電動モータ５の回転軸５ａの回転数を示す信号を受ける。このとき、速度位置算出部３１ａは、上記信号に基づいて、バックドア３の開閉速度および開閉位置を算出する。このバックドア３の開閉位置は、例えば、全開位置または全閉位置に対する回動角に対応し、バックドア３の全開位置または全閉位置からの電動モータ５の回転軸５ａの回転回数に基づいて算出される。
開閉方向判定部３１ｂは、回転方向を示す信号を回転センサ１５から受け、この信号に基づいて、バックドア３の開閉方向を判定する。
第１開閉速度判定部３１ｃは、速度位置算出部３１ａによって算出されたバックドア３の開閉位置において、速度位置算出部３１ａによって算出されたバックドア３の開閉速度が、その開閉位置に対応付けて予め設定された第１閾値ＴＨ１以上か否かを判定する。この第１閾値ＴＨ１は、ユーザがバックドア３を手動で開閉操作していると推定される開閉速度を示す。例えば、車体１を駐車する道の傾斜角、バックドア３の重さなどを変えて行う車両実験データを分析することにより、第１閾値ＴＨ１を求めることができる。
アシスト開始部３１ｄは、バックドア３の開閉速度が第１閾値ＴＨ１以上と判定されたとき、電動モータ５が駆動力を発生するように、電動モータ５にＰＷＭ信号を出力して、開閉方向判定部３１ｂによって判定されたバックドア３の開閉方向にバックドア３を回動させるためのアシストを開始する。すなわち、バックドア３の開閉速度が第１閾値ＴＨ１以上との判定に応じて、電動モータ５が駆動して、バックドア３の手動開閉操作がアシストされる。
第２開閉速度判定部３１ｅは、バックドア３の手動開閉操作がアシストされているとき、速度位置算出部３１ａによって算出されたバックドア３の開閉位置において、速度位置算出部３１ａによって算出されたバックドア３の開閉速度が、その開閉位置に対応付けて予め設定された第２閾値ＴＨ２を下回ったか否かを判定する。この第２閾値ＴＨ２は、ユーザがバックドア３を手動で開閉操作していないと推定される開閉速度を示す。例えば、車体１を駐車する道の傾斜角、バックドア３の重さなどを変えて行う車両実験データを分析することにより、第２閾値ＴＨ２も求めることができる。
アシスト終了部３１ｆは、バックドア３の開閉速度が第２閾値ＴＨ２を下回ったと判定されたとき、電動モータ５が駆動力を発生しないように、電動モータ５へのＰＷＭ信号の出力を停止して、バックドア３の手動開閉操作のアシストを終了する。
ＰＷＭ信号生成部３１ｇは、バックドア３の手動開閉操作がアシストされているとき、電動モータ５に供給するＰＷＭ信号を生成する。このとき、電動モータ５に供給されるＰＷＭ信号のデューティ比は固定される。すなわち、電動モータ５は一定のデューティ比で駆動される。このとき、上記デューティ比は、電動モータ５の駆動力で得られる駆動トルクが、バックドア３の開閉に要する最大トルク(最大開閉トルク)以下となるように設定される。
より詳しく説明すると、バックドア３を開閉するために必要な最低限のトルク(以下、「開閉トルク」と言う。)は、バックドア３にかかる重力の影響と、各スピンドルドライブ４Ａ，４Ｂ内に配置されたコイルスプリング１２の付勢力の影響などによって、バックドア３の開閉位置によって異なる。そして、上記デューティ比は、バックドア３の開閉位置が、バックドア３の開閉に最大の開閉トルク(最大開閉トルク)を要する位置であっても十分なアシスト力が得られるようになるべく大きく設定する必要がある。しかし、上記デューティ比を、駆動トルクが最大開閉トルクを超えるように設定すると、バックドア３から手を離しても、バックドア３が継続して自動で開閉してしまうため、バックドア３がユーザの意図に反して移動してしまい好ましくない。したがって、上記デューティ比を、駆動トルクが、最大開閉トルク以下となるように設定することで、アシスト作動時にユーザに違和感を与えることを低減できる。
また、上記デューティ比は、電動モータ５の駆動力で得られる駆動トルクが、バックドア３の開閉トルク以下の場合であって直接バックドア３を駆動できない値であっても、電動モータ５のコギングトルクを低減できる値であればアシストが可能である。
一方、第２閾値ＴＨ２は、上記のように設定されたデューティ比のＰＷＭ信号によって作動するバックドア３の開閉速度よりも大きくなるように設定される。これにより、ユーザがバックドア３の手動開閉操作を止めたとき、バックドア３の開閉速度が第２閾値ＴＨ２よりも減少するので、バックドア３の開閉速度が、第２閾値ＴＨ２を確実に下回ることができる。これにより、バックドア３の手動開閉操作のアシストを確実に終了させることができる。
以下、図４のフローチャートを用いて、バックドア３の自動開放時の制御について説明する。
上記制御が開始すると、まず、ステップＳ１で、ドア開スイッチ１９からドア開操作信号を受信したか否かが判定される。このステップＳ１は、上記ドア開操作信号をドア開スイッチ１９から受信したと判定されるまで繰り返される。
次に、ステップＳ２で、電子キー２６の認証処理を実行する。この認証処理では、制御装置３１がＢＣＭ２５に電子キー２６の認証を要求する。ＢＣＭ２５は、電子キー２６に対して認証コードの送信要求を行った後、図示しない照合手段が、電子キー２６から受信した認証コードと、予め登録されている正規コードとを比較し、この比較の結果を制御装置３１に送信する。制御装置３１は、上記比較の結果に基づいて、上記認証コードが上記正規コードと一致していれば、使用者がドア開スイッチ１９を操作したと判定して、認証処理が完了し、次のステップに進む。なお、上記認証処理が失敗に終わったとき、または、上記認証コードが上記正規コードと不一致であるとき、上記制御が終了する。
次に、ステップＳ３で、上記ラッチとストライカ５０との係合を解除するためのラッチリリース信号をドアラッチ装置２０に出力する。これにより、ラッチモータ２１が駆動する。
次に、ステップＳ４で、上記ラッチがストライカ５０に完全に係合しない位置(リーリス位置)にあるか否かが判定される。別の言い方をすると、ステップＳ４において、バックドア３は安全に開放できる状態であるか否かが判定される。このステップＳ４は、上記ラッチがストライカ５０に完全に係合しない位置にあると判定されるまで繰り返される。
次に、ステップＳ５で、バックドア３を開放させるためのＰＷＭ信号をスピンドルドライブ機構４の電動モータ５に出力する。このとき、上記ＰＷＭ信号のデューティ比をフィードバック制御によって調整するようにしてもよい。
次に、ステップＳ６で、速度位置算出部３１ａによって算出されたバックドア３の開閉位置に基づいて、バックドア３の位置が全開位置であるのか否かが判定される。このステップＳ６は、バックドア３の位置が全開位置であると判定されるまで繰り返される。
最後に、ステップＳ７で、スピンドルドライブ機構４の電動モータ５へのＰＷＭ信号の出力を停止して、上記制御が終了する。
このように、ドア開スイッチ１９が押されると、バックドア３が自動的に全開位置まで回動するので、ユーザがバックドア３を手動で開方向に回動させなくても、バックドア３を全開にすることができる。
以下、図５のフローチャートを用いて、バックドア３の手動開閉時の制御について説明する。
上記制御が開始すると、まず、ステップＳ２１で、速度位置算出部３１ａによって算出されたバックドア３の開閉位置において、速度位置算出部３１ａによって算出されたバックドア３の開閉速度が、その開閉位置に対応付けて予め設定された第１閾値ＴＨ１を以上か否かを判定する。すなわち、バックドア３が手動で操作されたか否かを判定する。このステップＳ２１は、バックドア３の開閉速度が第１閾値ＴＨ１以上と判定されるまで繰り返される。
次に、ステップＳ２２で、電動モータ５が駆動力を発生するように、電動モータ５にＰＷＭ信号を出力して、バックドア３の手動開閉操作のアシストを開始する。このとき、上記アシストの方向は、開閉方向判定部３１ｂに判定される開方向または閉方向となる。
次に、ステップＳ２３で、速度位置算出部３１ａによって算出されたバックドア３の開閉位置において、速度位置算出部３１ａによって算出されたバックドア３の開閉速度が、その開閉位置に対応付けて予め設定された第２閾値ＴＨ２を下回ったか否かを判定する。すなわち、バックドア３の手動開閉操作が中止されたか否かを判定する。このとき、バックドア３の開閉速度が第２閾値ＴＨ２を下回っていないと判定されると、ステップＳ２４に進む。
ステップＳ２４に進んだ場合、速度位置算出部３１ａによって算出されたバックドア３の開閉位置が全開位置または全閉位置であるか否かを判定する。このとき、バックドア３の開閉位置が全開位置および全閉位置のどちらでもないと判定すると、ステップＳ２３に戻る。一方、バックドア３の開閉位置が全開位置または全閉位置であると判定すると、ステップＳ２５で、電動モータ５が駆動力を発生しないように、電動モータ５へのＰＷＭ信号の出力を停止して、バックドア３の手動開閉操作のアシストを終了して、上記制御が終了する。
このように、速度位置算出部３１ａによって算出されたバックドア３の開閉位置において、速度位置算出部３１ａによって算出されたバックドア３の開閉速度が、その開閉位置に対応付けて予め設定された第１閾値以上か否かを判定する。この開閉速度が第１閾値ＴＨ１以上と判定されたとき、電動モータ５が駆動力を発生するように、電動モータ５にＰＷＭ信号が出力されて、バックドア３の手動開閉操作のアシストが開始する。ここで、第１閾値ＴＨ１は、ユーザがバックドア３を手動で開閉操作していると推定される開閉速度を示す。したがって、ユーザがバックドア３を手動で開閉操作すると、バックドア３を開閉方向に回動させるためのアシストが得られるので、バックドア３に加える手動力を低減することができる。
また、バックドア３の手動開閉操作がアシストされているとき、速度位置算出部３１ａによって算出されたバックドア３の開閉位置において、速度位置算出部３１ａによって算出されたバックドア３の開閉速度が、その開閉位置に対応付けて予め設定された第２閾値ＴＨ２を下回ったか否かが判定される。この開閉速度が第２閾値ＴＨ２を下回ったと判定されたとき、電動モータ５が駆動力を発生しないように、電動モータ５へのＰＷＭ信号の出力が停止されて、バックドア３の手動開閉操作のアシストが終了する。ここで、第２閾値ＴＨ２は、ユーザがバックドア３を手動で開閉操作していないと推定される開閉速度を示す。したがって、ユーザがバックドア３の手動開閉操作を止めると、バックドア３の手動開閉操作のアシストを無くすことができるので、ユーザは任意の開閉位置でバックドア３を止めることができる。
図６は、バックドア３を全閉位置０から全開位置Ｎに回動させたときの第１，第２閾値ＴＨ１，ＴＨ２の変化を示すグラフである。また、図７は、バックドア３を全開位置Ｎから全閉位置０に回動させたときの第１，第２閾値ＴＨ１，ＴＨ２の変化を示すグラフである。なお、図６，図７のグラフは、車体１を駐車する道の傾斜角、バックドア３の重さなどを変えて行う車両実験データから求めた第１，第２閾値ＴＨ１，ＴＨ２の変化を簡略したものである。
図６，図７から分かるように、開方向と閉方向とのどちらの方向にバックドア３を回動させても、バックドア３の各開閉位置において、第２閾値ＴＨ２は第１閾値ＴＨ１よりも大きく設定されている。すなわち、第１，第２閾値ＴＨ１，ＴＨ２を同じ開閉位置で比較すると、第２閾値ＴＨ２は第１閾値ＴＨ１よりも大きい。その結果、ユーザがバックドア３の手動開閉操作を止めた後、短時間で、バックドア３の開閉速度が、この開閉速度に対応する開閉位置の第２閾値ＴＨ２を下回る。したがって、ユーザがバックドア３の手動開閉操作を止めてから、バックドア３の手動開閉操作のアシストが終了するまでの時間を、短くすることができる。
また、バックドア３の手動開閉操作がアシストされているとき、電動モータ５に供給するＰＷＭ信号のデューティ比が固定されるので、ユーザがバックドア３の手動開閉操作を止めたときの開閉速度を容易に推定することができる。すなわち、第２閾値ＴＨ２の選定が容易となる。
また、電動モータ５にはＰＷＭ信号が供給される。このとき、上記ＰＷＭ信号のデューティ比は、電動モータ５の駆動力で得られる駆動トルクが、バックドア３の開閉に要する最大トルク(最大開閉トルク)以下となるように設定される。これにより、ユーザの手がバックドア３から離れても、バックドア３が継続して自動で開閉してしまうことがなく、アシスト作動時にユーザに違和感を与えることを防ぐことができる。
上記実施形態では、ステップＳ２１で、バックドア３が手動で操作されたか否かの判定を、速度位置算出部３１ａによって算出されたバックドア３の開閉位置において、速度位置算出部３１ａによって算出されたバックドア３の開閉速度が、その開閉位置に対応付けて予め設定された第１閾値ＴＨ１以上か否かを判定することで行っているが、例えば、速度位置算出部３１ａによって算出されたバックドア３の開閉位置において、速度位置算出部３１ａによって算出されたバックドア３の開閉速度が、その開閉位置に対応付けて予め設定された第１閾値ＴＨ１以上の状態が所定の第１継続時間継続して検出された場合に、手動操作が行われていると判定するようにしてもよい。このように構成すれば、手動操作が開始されてバックドア３の開閉速度が第１閾値ＴＨ１から第２閾値ＴＨ２を超える時間を十分確保でき、誤作動を防止することができる。なお、上記第１継続時間は、手動操作によるバックドア３の開閉速度が第１閾値ＴＨ１から第２閾値ＴＨ２を上回るのに十分な時間に設定してもよい。
上記実施形態では、ステップＳ２３で、バックドア３の手動開閉操作が中止されたか否かの判定を、速度位置算出部３１ａによって算出されたバックドア３の開閉位置において、速度位置算出部３１ａによって算出されたバックドア３の開閉速度が、その開閉位置に対応付けて予め設定された第２閾値ＴＨ２を下回ったか否かを判定することで行っているが、例えば、速度位置算出部３１ａによって算出されたバックドア３の開閉位置において、速度位置算出部３１ａによって算出されたバックドア３の開閉速度が、その開閉位置に対応付けて予め設定された第２閾値ＴＨ２を下回った状態が所定の第２継続時間継続して検出された場合に、バックドア３の手動開閉操作が中止されたと判定するようにしてもよい。このように構成すれば、手動操作が中止されてバックドア３の開閉速度が第２閾値ＴＨ２から低下して第１閾値ＴＨ１を下回る時間を十分確保でき、誤作動を防止することができる。なお、上記第２継続時間は、手動操作の中止によってバックドア３の開閉速度が第２閾値ＴＨ２から低下して第１閾値ＴＨ１を下回るのに十分な時間に設定してもよい。
上記実施形態では、第１閾値に比べて第２閾値が大きくなるように設定しているが、第１閾値と第２閾値を同じとしてもよく、また、第２閾値に比べて第１閾値が大きくなるように設定してもよい。
上記実施形態では、アシスト作動時において、スピンドルドライブ機構４に供給するＰＷＭ信号のデューティ比を一定の値に固定しているが、これに限られることなく、例えば、電動モータ５の駆動力で得られる駆動トルクが、バックドア３の開閉トルクに沿って可変するように設定してもよい。このように構成すれば、バックドア３がどの開閉位置にある場合でもおよそ均一なアシスト力が得られるため、ユーザに違和感を与えることを低減できる。
上記実施形態では、アシスト作動時において、スピンドルドライブ機構４に供給するＰＷＭ信号のデューティ比を、スピンドルドライブ機構４の駆動力で得られる駆動トルクが、バックドア３の開閉に要する最大開閉トルク以下となるように設定しているが、これに限定されるものではなく、例えば、デューティ比を上記駆動トルクが上記最大開閉トルク以上となるように設定してもよい。この場合でも、第２閾値ＴＨ２を、上記のように設定されたデューティ比のＰＷＭ信号によって作動するバックドア３の開閉速度よりも大きくなるように設定すれば、ユーザがバックドア３の手動開閉操作を止めたとき、バックドア３の開閉速度が第２閾値ＴＨ２よりも減少するので、バックドア３の手動開閉操作のアシストを終了させることができる。
上記実施形態では、この発明の一実施形態の開閉装置およびその制御方法を、車のバックドア３に適用していたが、例えば、車の電動式のサイドドア、パワーウィンドウ、サンルーフなどに適用してもよい。すなわち、上記サイドドア、パワーウィンドウ、サンルーフなどが、開閉体の一例になってもよい。このとき、上記サイドドア、パワーウィンドウ、サンルーフなどの開閉方式は、例えば、スライド式でもよいし、回動式でもよい。また、この発明の一実施形態の開閉装置およびその制御方法を、建物の自動ドアに適用してもよい。
上記実施形態では、車体１に２つの第１，第２スピンドルドライブ機構４Ａ，４Ｂを取り付けた場合について説明したが、車体１に１つまたは３つ以上のドライブ機構を取り付けてもよい。車体１に１つまたは３つ以上のドライブ機構を取り付ける場合も、バックドア開閉装置１７の制御と同様の制御を行ってもよい。
上記実施形態では、速度位置算出部３１ａ、開閉方向判定部３１ｂ、第１開閉速度判定部３１ｃ、アシスト開始部３１ｄ、第２開閉速度判定部３１ｅおよびアシスト終了部３１ｆは、それぞれ、ソフトウェアで構成されていたが、少なくとも一つが、ハードウェアで構成されるようにしてもよい。
この発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、上記実施形態で記載した内容の一部を削除または置換したものを、この発明の一実施形態としてもよい。
１ 車体
２ 開口部
３ バックドア
４ スピンドルドライブ機構
４Ａ 第１スピンドルドライブ機構
４Ｂ 第２スピンドルドライブ機構
５ 電動モータ
６ 第１ハウジング
７ 第２ハウジング
８ 減速ギア機構
９ スピンドル
１０ スピンドルナット
１１ プッシュロッド
１２ コイルスプリング
１３ 外筒
１４ 内筒
１５ 回転センサ
１７ バックドア開閉装置
１８ ドア閉スイッチ
１９ ドア開スイッチ
２０ ドアラッチ装置
２１ ラッチモータ
２２ フルラッチスイッチ
２３ ハーフラッチスイッチ
２４ リリーススイッチ
２５ ＢＣＭ
２６ 電子キー
５０ ストライカ
３１ 制御装置
３１ａ 速度位置算出部
３１ｂ 開閉方向判定部
３１ｃ 第１開閉速度判定部
３１ｄ アシスト開始部
３１ｅ 第２開閉速度判定部
３１ｆ アシスト終了部
３１ｇ ＰＷＭ信号生成部
２ 開口部
３ バックドア
４ スピンドルドライブ機構
４Ａ 第１スピンドルドライブ機構
４Ｂ 第２スピンドルドライブ機構
５ 電動モータ
６ 第１ハウジング
７ 第２ハウジング
８ 減速ギア機構
９ スピンドル
１０ スピンドルナット
１１ プッシュロッド
１２ コイルスプリング
１３ 外筒
１４ 内筒
１５ 回転センサ
１７ バックドア開閉装置
１８ ドア閉スイッチ
１９ ドア開スイッチ
２０ ドアラッチ装置
２１ ラッチモータ
２２ フルラッチスイッチ
２３ ハーフラッチスイッチ
２４ リリーススイッチ
２５ ＢＣＭ
２６ 電子キー
５０ ストライカ
３１ 制御装置
３１ａ 速度位置算出部
３１ｂ 開閉方向判定部
３１ｃ 第１開閉速度判定部
３１ｄ アシスト開始部
３１ｅ 第２開閉速度判定部
３１ｆ アシスト終了部
３１ｇ ＰＷＭ信号生成部
Claims (6)
- 物体に設けられた開口部を開閉する開閉体と、
上記開閉体を開閉するための駆動力を発生する駆動部と、
上記開閉体の開閉速度を検出する開閉速度検出部と、
上記開閉体の開閉位置を検出する開閉位置検出部と、
上記開閉体の開閉方向を判定する開閉方向判定部と、
上記開閉位置検出部によって検出された上記開閉体の開閉位置において、上記開閉速度検出部によって検出された上記開閉体の開閉速度が、上記開閉体の開閉位置に対応付けて予め設定された第１閾値以上か否かを判定する第１開閉速度判定部と、
上記開閉体の開閉速度が上記第１閾値以上と判定されたとき、上記駆動部が上記駆動力を発生するように、上記駆動部を制御して、上記開閉方向判定部によって判定された上記開閉体の開閉方向に上記開閉体を移動させるためのアシストを開始するアシスト開始部と、
上記アシストが行われているとき、上記開閉位置検出部によって検出された上記開閉体の開閉位置において、上記開閉速度検出部によって検出された上記開閉体の開閉速度が、上記開閉体の開閉位置に対応付けて予め設定された第２閾値を下回ったか否かを判定する第２開閉速度判定部と、
上記開閉体の開閉速度が上記第２閾値を下回ったと判定されたとき、上記駆動部が上記駆動力を発生しないように、上記駆動部を制御して、上記アシストを終了するアシスト終了部と
を備え、
上記第１閾値は、ユーザが開閉体を手動で開閉操作していると推定される開閉速度を示す一方、上記第２閾値は、ユーザが開閉体を手動で開閉操作していないと推定される開閉速度を示すことを特徴とする開閉装置。 - 請求項１に記載の開閉装置において、
上記開閉位置検出部によって検出された上記開閉位置に対応する上記第１閾値に比べて、上記開閉位置に対応する上記第２閾値が大きいこと特徴とする開閉装置。 - 請求項１または２に記載の開閉装置において、
上記アシストが行われているとき、上記駆動部に供給するＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成部を備え、
上記ＰＷＭ信号のデューティ比は固定されていることを特徴とする開閉装置。 - 請求項３に記載の開閉装置において、
上記デューティ比は、上記駆動部の上記駆動力で得られるトルクが、上記開閉体の開閉に要する最大トルク以下となるように設定されることを特徴とする開閉装置。 - 請求項１から４までのいずれか一項に記載の開閉装置において、
上記物体は車両であり、
上記開閉体は、上記車両に設けられたドアであることを特徴とする開閉装置。 - 物体に設けられた開口部を開閉する開閉体と、上記開閉体を開閉するための駆動力を発生する駆動部と、上記開閉体の開閉速度を検出する開閉速度検出部と、上記開閉体の開閉位置を検出する開閉位置検出部と、上記開閉体の開閉方向を判定する開閉方向判定部とを備える開閉体装置の制御方法であって、
上記開閉位置検出部によって検出された上記開閉体の開閉位置において、上記開閉速度検出部によって検出された上記開閉体の開閉速度が、上記開閉体の開閉位置に対応付けて予め設定された第１閾値を以上か否かを判定し、
上記開閉体の開閉速度が上記第１閾値以上と判定されたとき、上記駆動部が上記駆動力を発生するように、上記駆動部を制御して、上記開閉方向判定部によって判定された上記開閉体の開閉方向に上記開閉体を移動させるためのアシストを開始し、
上記アシストが行われているとき、上記開閉位置検出部によって検出された上記開閉体の開閉位置において、上記開閉速度検出部によって検出された上記開閉体の開閉速度が、上記開閉体の開閉位置に対応付けて予め設定された第２閾値を下回ったか否かを判定し、
上記開閉体の開閉速度が上記第２閾値を下回ったと判定されたとき、上記駆動部が上記駆動力を発生しないように、上記駆動部を制御して、上記アシストを終了し、
上記第１閾値は、ユーザが開閉体を手動で開閉操作していると推定される開閉速度を示す一方、上記第２閾値は、ユーザが開閉体を手動で開閉操作していないと推定される開閉速度を示すことを特徴とする開閉装置の制御方法。
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2017
- 2017-12-25 JP JP2017248069A patent/JP6946170B2/ja active Active
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