JP2021067063A - 車両開閉体の開閉装置 - Google Patents

Abstract

【課題】開閉開始時の車両開閉体の安定した動作を実現する【解決手段】第１の位置における開閉駆動部１０４によるバックドア３の駆動開始から加速域Zaの終了までに対応する期間である補正期間TPaおけるフィードバック制御の比例ゲインKp_aは、補正期間TPaの終了からバックドア３が第２位置に到達して開閉駆動部１０４によるバックドア３の駆動が終了するまでの期間である通常期間TPnにおけるフィードバック制御の比例ゲインKp_nと異なる。【選択図】図１

Description

本発明は、車両開閉体の開閉装置に関する。

車両の開口部を開閉する車両開閉体を開閉駆動するための開閉駆動部（動力源として電動モータを備える）に対して、目標速度と入力速度の差分に基づいて、フィードバック制御を行うことが知られている。より具体的には、環境温度、路面傾斜、車両開閉体の開度によるトルク変動があった場合でも車両開閉体を既定の速度で動作させるために、ＰＩＤ制御等のフィードバック制御により速度制御を行うことが知られている（例えば、特許文献１参照）。なお、ＰＩＤ制御は、比例（Ｐ）・積分（Ｉ）・微分（Ｄ）制御（これらの３つの要素（Ｐ，Ｉ，Ｄ）によって行う制御）である。一方、これら３つの要素のうちの１つ、又は２つの要素の組み合わせによる制御については、以下では、例えば、比例制御（Ｐ制御）、比例・微分制御（ＰＤ制御）、比例・積分制御（ＰＩ制御）と呼ぶ。

特開２０１６−０８９４５６号公報

車両開閉体がバックドアである場合、環境温度、路面傾斜、車両開閉体の開度によるトルク変動があった場合でも開閉駆動部に対してフィードバック制御を行い、開閉駆動部に出力するＰＷＭ信号のデューティ比を調整することにより、車両開閉体を既定の速度で動作させることが可能である。しかし、１種類のみの比例ゲイン、積分ゲイン、及び微分ゲインを使用し、定速域における振動を抑制するように、これらのゲインを調節した場合、バックドアの開閉開始時、つまり電動モータ始動時には、電動モータのコギングトルク、バックドアの開閉動作による反力等の外乱により、バックドアの動作が安定しないことがある。詳細には、バックドアの速度の過度な上昇や、バックドアが動かないという状態が起こりえる。

本発明は、車両開閉体の開閉装置において、開閉開始時の車両開閉体の安定した動作を実現することを課題とする。

本発明の第１の態様は、車体の開口部を開閉する車体開閉体を開閉駆動する開閉駆動部と、前記開閉駆動部の回転数を検出する回転センサと、前記回転センサからの入力信号に基づいて得られる前記開閉駆動部の回転数から、前記車体開閉体の開閉位置を検出する位置検出部と、前記回転センサからの入力信号に基づいて前記開閉駆動部の速度を検出する速度検出部と、前記車体開閉体が第１の位置から第２の位置に移動するまでの前記位置検出部が検出した前記車両開閉体の前記開閉位置における前記開閉駆動部の目標速度を設定し、前記目標速度は、前記第１の位置から始まる加速域と、前記加速域に続く定速域と、前記定速域に続いて前記第２の位置で終了する減速域とを備える、目標速度設定部と、前記位置検出部で検出された前記車体開閉体の前記開閉位置における前記速度検出部で検出された前記開閉駆動部の速度が、前記目標速度設定部で設定された前記目標速度に追従するように、前記開閉駆動部をフィードバック制御により速度制御する開閉制御部とを備え、前記第１の位置における前記開閉駆動部による前記車体開閉体の駆動開始から始まる予め設定された補正期間における前記フィードバック制御の比例ゲインは、前記補正期間の終了から前記車体開閉体が前記第２位置に到達して前記開閉駆動部による前記車体開閉体の駆動が終了するまでの期間である通常期間における前記フィードバック制御の比例ゲインとは異なる、車両開閉体の開閉装置を提供する。

補正期間における比例ゲイン、つまり車体開閉体の開閉開始時の比例ゲインを、通常期間（定速域と減速域を含む）における比例ゲインとは異なる設定とすることで、定速域での振動を抑制しつつ、開閉開始時の車両開閉体の動作を安定させることができる。具体的には、開閉開始時の車両開閉体の速度の過度な上昇や、車両開閉体が動かないという状態を回避できる。

前記補正期間の継続時間は、前記位置検出部によって検出された前記車体開閉体の位置における前記速度検出部によって検出された前記開閉駆動部の速度が前記目標速度を差分なく追従する場合における前記加速域の継続時間の３．０倍以下に設定できる。

代案としては、前記補正期間の継続時間は、前記速度検出部によって検出された前記開閉駆動部の前記速度が、予め設定された速度以下となる継続時間に設定できる。

少なくとも前記加速域における前記フィードバック制御は比例制御からなるＰ制御であり、前記定速域及び前記減速域における前記フィードバック制御は比例・微分・積分制御からなるＰＩＤ制御であってもよい。

前記第２の位置は、前記車両開閉体の全開位置であり、前記第１の位置は、前記車両開閉体の全閉位置又は前記全閉位置と前記全開位置の間の位置であってもよい。なお、前記第２の位置についても開放角度を設定された場合等には、前記全閉位置と前記全開位置の間の位置との間となる場合もある。

前記第２の位置は、前記車両開閉体の全閉位置であり、前記第１の位置は、前記車両開閉体の全開位置又は前記全開位置と前記全閉位置の間の位置であってもよい。なお、前記第２の位置についても開放角度を設定された場合等には、前記全閉位置と前記全開位置の間の位置との間となる場合もある。また、開閉作動の途中位置から作動開始し、ユーザのスイッチ操作により、途中位置で作動停止する場合がある。

本発明の第２の態様は、車体の開口部を開閉する車体開閉体を開閉駆動する開閉駆動部と、前記開閉駆動部の回転数を検出する回転センサと、前記回転センサからの入力信号に基づいて得られる前記開閉駆動部の回転数から、前記車体開閉体の位置を検出する位置検出部と、前記回転センサからの入力信号に基づいて前記開閉駆動部の速度を検出する速度検出部と、前記車体開閉体が第１の位置から第２の位置に移動するまでの前記位置検出部が検出した前記車両開閉体の前記開閉位置における前記開閉駆動部の目標速度を設定し、前記目標速度は、前記第１の位置から始まる加速域と、前記加速域に続く定速域と、前記定速域に続いて前記第２の位置で終了する減速域とを備る、目標速度設定部と、前記位置検出部によって検出された前記車体開閉体の前記開閉位置における前記速度検出部によって検出された前記開閉駆動部の速度が、前記目標速度設定部で設定された前記目標速度に追従するように、前記開閉駆動部をフィードバック制御により速度制御する開閉制御部とを備え、前記加速域における前記フィードバック制御の比例ゲインは、前記定速域及び前記減速域における前記フィードバック制御の比例ゲインとは異なる、車両開閉体の開閉装置を提供する。

本発明に係る車両開閉体の開閉装置は、開閉開始時の車両開閉体の安定した動作を実現できる。

本発明の第１実施形態に係るバックドア開閉装置が搭載された車体の後方から見た斜視図。 スピンドルドライブ機構の縦断面図。 第１実施形態に係るバックドア開閉装置のブロック図。 バックドアを全閉位置から全開位置まで駆動する場合の目標速度を示す模式的なグラフ。 バックドアを全閉位置と全閉位置の間の位置から全開位置まで駆動する場合の目標速度を示す模式的なグラフ。 第１実施形態のバックドア開閉装置により実行される制御を説明するためのフローチャート。 開閉処理の詳細を示すフローチャート。 第１実施形態における制御特性決定の詳細を示すフローチャート。 第２実施形態における制御特性決定の詳細を示すフローチャート。 第３実施形態における制御特性決定の詳細を示すフローチャート。 バックドアを全閉位置から全開位置まで駆動する場合の目標速度における速度閾値と補正期間との関係を示す模式的なグラフ。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態のバックドア開閉装置１７(図３に示す)が搭載された車体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、車体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。

バックドア３の上側端部は、回動軸(図示せず)を介して開口部２の上側縁部に取り付けられている。バックドア３は、この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上下方向に回動可能である。バックドア３は、一対のスピンドルドライブ機構（開閉駆動部）４で駆動されて回動する。

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。また、バックドア３の下側端部の中央には、バックドア３を閉鎖するときに操作されるドア閉スイッチ１８が設けられている。さらに、バックドア３の下側端部の中央には、ドア閉スイッチ１８に隣接して、ドアラッチ装置２０が設けられている。

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。バックドア３の開放時には、ラッチとストライカ５０の係合は解除される。

図２を参照すると、各スピンドルドライブ機構４は、電動モータ５等が収容された第１ハウジング６と、スピンドル９等が収容される第２ハウジング７とを備える。

第１ハウジング６の一端（図２において右端）には、ドア側連結部材５１が固定されている。ドア側連結部材５１は、バックドア３に設けたジョイントボール３ａと回動可能に連結されている。第１ハウジング６内には電動モータ５が収容されている。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。

第１ハウジング６に収容された回転センサ１５は、電動モータ５の回転、より具体的には電動モータ５の回転軸５ａの回転を検出する。回転センサ１５には、ホール素子を使用する磁気センサ、ＬＥＤ（発光ダイオード）及びＰＤ（フォトダイオード）を使用する光学センサ等が使用できる。回転センサ１５の出力信号は、電動モータ５の回転軸５ａの回転回数と回転速度の検出のために、制御装置３１（図３参照）に入力される。

第２ハウジング７は、第１ハウジング６の他端（図２において左端）に連結されている。第２ハウジング７には、スピンドル９とスピンドルナット１０が収容されている。スピンドル９にはスピンドルナット１０が螺合している。スピンドルナット１０は、スピンドル９の正逆回転により第２ハウジング７内を軸方向に往復移動する。スピンドルナット１０には、筒状のプッシュロッド１１の後端（図２において右端）が固定されている。プッシュロッド１１の前端（図２において左端）には、外筒１３の前端が固定されている。プッシュロッド１１と外筒１３は、同軸に配置されている。プッシュロッド１１と外筒１３の間には、径方向外側にコイルスプリング１２が、径方向内側に内筒１４がそれぞれ配置されている。内筒１４の後端（図２において右端）は第２ハウジング７に固定されている。プッッシュロッド１１の前端（図２において右端）には車体側連結部材５２が固定されている。車体側連結部材５２は車体１に設けたジョイントボール１ａと回動可能に連結されている。

スピンドルドライブ機構４では、電動モータ５を駆動して回転軸５ａを正転させると、スピンドル９が正転し、スピンドルナット１０が第２ハウジング７の他端側（図２では左側）へと移動する。これにより、第２ハウジング７に対する外筒１３及びプッシュロッド１１の突出量が増加し、バックドア３が全開位置に向かって回動する。また、電動モータ５を駆動して回転軸５ａを逆転させると、スピンドル９も逆回転し、スピンドルナット１０が第２ハウジング７の一端側（図２において右側）へと移動する。これにより、第２ハウジング７に対する外筒１３及びプッシュロッド１１の突出量が減少し、バックドア３が全閉位置に向かって回動する。

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。図３では、図１及び図２の同一の要素には符号を付している。

バックドア開閉装置１７は、制御装置３１を備えている。制御装置３１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等のハードウエアと、それに実装されたプログラムによって構築される。この制御装置３１には、スピンドルドライブ機構４、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等が電気的に接続されている。また、制御装置３１は、ＢＣＭ２５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。なお、ドア閉スイッチ１８及びドア開スイッチ１９に代えて、開閉操作可能なドア開閉操作スイッチを設けてもよい。その他、運転席にあるドライバ用スイッチ、電子キー２６にある操作スイッチ等にドア開閉のトリガースイッチとしての機能を持たせてもよい。

ドアラッチ装置２０は、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。フルラッチスイッチ２２、ハーフラッチスイッチ２３、及びリリーススイッチ２４は、ラッチの位置を検出する。ラッチの位置とは、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、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。これらのスイッチ２１〜２４の検出状態は、制御装置３１に入力される。

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。ドア閉操作信号が入力され制御装置３１は、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。

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。ドア開操作信号が入力された制御装置３１はスピンドルドライブ機構４にＰＷＭ信号を出力して、バックドア３を開方向へ回動させる。

制御装置３１は、位置検出部１０１、速度検出部１０２、目標速度設定部１０３、及び開閉制御部１０４を備える。

位置検出部１０１は、回転センサ１５からの入力信号に基づいて、電動モータ５の回転回数Cn（n=0,1,2,3・・・）を算出ないし検出する。回転回数Cnは、電動モータ５の回転軸５ａが基準の状態から正転又は逆転した回数を意味する。例えば、回転回数Cnはバックドア３の全閉位置を基準として電動モータ５の回転軸５ａが正転方向に何回回転しているかを示す。従って、回転回数Cnは、バックドア３が全開位置と全閉位置との間のいずれの位置にあるのかを示す。つまり、位置検出部１０１は、バックドア３が全開位置から全閉位置までの間のどの位置にあるのかを、回転センサ１５からの入力信号に基づいて、算出ないし検出する。以下の説明では、バックドア３の全閉位置に相当する電動モータ５の回転回数を回転回数C1で表し、バックドア３の全開位置に相当する電動モータ５の回転回数を回転数C4で表す。

速度検出部１０２は、回転センサ１５からの入力信号に基づいて、電動モータ５の回転速度を検出する。回転速度という用語は電動モータ５の回転軸５ａが単位時間当りに回転する回数を意味する。従って、回転速度は、バックドア３が全開位置に向けて又は全閉位置に向けて回動する速度に対応する。つまり、速度検出部１０２は、電動モータ５の回転速度（バックドア３が全開位置又は全閉位置に向かって回動する速度に対応する）を回転センサ１５からの入力信号に基づいて、算出ないし検出する。以下の説明では、速度検出部１０２によって検出される電動モータ５の回転速度を符号Vdetで表す。

開閉制御部１０４は、一対のスピンドルドライブ機構４を制御する。具体的には、開閉制御部１０４は、電動モータ５の駆動回路３０にＰＷＭ信号を供給し、ＰＷＭ信号のデューティ比を変更することで、電動モータ５の発生するトルクを制御する。より具体的には、開閉制御部１０４は、位置検出部１０１で検出された回転回数Cnにおける速度検出部１０２で検出された電動モータ５の回転速度Vdetが、目標速度設定部１０３に設定された目標速度Vtagに追従するように、スピンドルドライブ機構４の電動モータ５を、フィードバック制御により速度制御する。

本実施形態では、一対のスピンドルドライブ機構４のうちの一方が備える回転センサ１５からの入力信号に基づいて、位置検出部１０１が回転回数Cnを検出するとともに、速度検出部１０２が回転速度Vdetを検出する。そして、フィードバック制御により、ＰＷＭ信号のデューティ比を調整し、一対のスピンドルドライブ機構４の両方の電動モータ５のモータ駆動用回路３０に出力している。代案としては、一対のスピンドルドライブ機構４の両方の回転センサ１５からの入力信号に基づいて、位置検出部１０１と速度検出部１０２が回転回数Cnと回転速度Vdetをそれぞれ検出してもよい。この場合、開閉制御部１０４は、２組の回転回数Cnと回転速度Vdetからフィードバック制御により、２つのＰＷＭ信号のデューティ比を調整し、これらの平均値を一対のスピンドルドライブ機構４の両方の電動モータ５のモータ用駆動回路３０に出力する。

フィードバック制御で使用するＰＩＤ制御の概念は、以下の式（１）で表すことができる。

u(t)：時刻ｔにおけるＰＷＭ デューティ比率の操作量
e(t)：時刻ｔにおける目標速度に対する検出された回転速度の差分
Kp：比例ゲイン
Ki：積分ゲイン
Kd：微分ゲイン

式（１）の比例ゲインKp、積分ゲインKi、及び微分ゲインKdがいずれも零でない場合は、比例・積分・微分制御、すなわちＰＩＤ制御である。式（１）の比例ゲインKpは零でないが、積分ゲインKi、及び微分ゲインKdが零である場合は、比例制御（Ｐ制御）である。式（１）の比例ゲインKpと微分ゲインKdは零でないが、積分ゲインKiが零の場合は、比例・微分制御（ＰＤ制御）である。式（１）の比例ゲインKpと積分ゲインKiは零でないが、微分ゲインKdが零の場合は、比例・積分制御（ＰＩ制御）である。開閉制御部１０４は、式（１）のＰＷＭ デューティ比率の操作量u(t)から、電動モータ５の駆動回路３０に供給するＰＷＭ信号のデューティ比を決定する。

目標速度設定部１０３は、フィードバック制御に使用される目標速度Ｖtag、より具体的には電動モータ５の回転回数Cn（前述のようにバックドア３の位置に相当）と目標速度Ｖtagの関係を設定している。

図４は、目標速度設定部１０３に設定されている、バックドア３が全閉位置（回転回数C1）から全開位置（回転回数C4）まで回動する場合の目標速度Vtagを示す。バックドア３は回転回数C1で回動を開始し、回転回数C1から回転回数C2の加速域Zaでは、目標速度Vtagは回転回数Cnの増加に伴って増加する。加速域Zaに続く定速域Zc（回転回数C2から回転回数C3）では、目標速度Vtagは回転回数Cnが増加しても一定に保持される。定速域Zcに続く減速域Zd（回転回数C3から回転回数C4）では、目標速度Vtagは回転回数Cnの増加に伴って減少する。バックドア３は回転回数C4で回動を終了する。

目標速度設定部１０３は、バックドア３が全開位置から全閉位置まで回動する場合の目標速度Vtagも設定している。この場合の回転速度Cnに対する目標速度Vtagの変化は、図４において回転回数C1，C2をそれぞれ回転回数C4，C3に置き換えたものとなる。

図５は、目標速度設定部１０３に記憶されている、バックドア３が全閉位置（回転回数C1）と全開位置（回転回数C4）との間の位置(回転回数C21)から全開位置まで回動する場合の目標速度Vtagを示す。この場合、全閉位置（回転回数C1）からバックドア３が回動を開始する場合（図４）よりも、短い加速域Zaをへて定速域Zcに至るようにしている。なお、特に加速域Zaを短くしなくてもよい。

目標速度設定部１０３は、バックドア３が全開位置（回転回数C4）と全閉位置（回転回数C1）との間の位置（回転回数C31）から全閉位置まで回動する場合の目標速度Vtagも設定している。この場合の回転速度Cnに対する目標速度Vtagの変化は、図５において回転回数C1，C21，C3，C4をそれぞれ回転回数C4，C31，C2，C1に置き換えたものとなる。

本実施形態では、目標速度設定部１０３は、全閉位置（回転回数C1）から全開位置（回転回数C4）まで回動する場合の目標速度Vtagと、全開位置（回転回数C4）から全閉位置（回転回数C1）まで回動する場合の目標速度Vtagとを予め記憶している。また、目標速度設定部１０３は、全閉位置（回転回数C1）と全開位置（回転回数C4）の間の位置から、全開位置（回転回数C4）又は全閉位置（回転回数C1）まで回動する場合の目標速度Vtagについては、回動開始位置等に基づいて算出する。目標速度設定部１０３についての「設定」という用語、予め記憶された目標速度Vtagが使用される場合と、算出した目標速度Vtagが使用される場合の両方を含む。

図４及び図５を参照すると、本実施形態における開閉制御部１０４は、加速域Zaのモータ駆動制御開始から所定時間（後述する補正期間TPaの継続時間Tth）はＰ制御を実行し、目標速度Vtagに理想的な形で追従させた後、バックドア３の回動が終了するまで、つまり定速域Zcの一部と減速域ZdではＰＩＤ制御を実行する。

加速域Zaにおける補正期間TPaで実行されるフィードバック制御はＰ制御、ＰＤ制御、ＰＩ制御、及びＰＩＤ制御のいずれであってもよいし、定速域Zcと減速域Zdにおけるフィードバック制御もＰ制御、ＰＤ制御、ＰＩ制御、及びＰＩＤ制御のいずれであってもよい。

図４及び図５を参照すると、開閉制御部１０４は、本実施形態における開閉制御部１０４は、電動モータ５の回転開始時と、その後の期間とでフィードバック制御に使用する比例ゲインKpを異ならせている。具体的には、電動モータ５の回転開始（バックゲード３の開閉開始）から電動モータ５の回転終了（バックドア３の回転終了）までの期間を、補正期間TPaとそれに続く通常期間TPnに分け、これら２種類の期間TPa，TPnで比例ゲインKpを異ならせている。

補正期間TPaは、ドア閉スイッチ１８からのドア閉操作信号又はドア開スイッチ１９からのドア開操作信号が制御装置３１に入力された後、開閉制御部１０４が電動モータ５の駆動を開始し、加速域Za内で回転速度Vdetが差分なく目標速度Vtagに追従するまでの期間である。例えば、図４の場合、補正期間TPaは、ドア開スイッチ１９からのドア開操作信号が制御装置３１に入力され、開閉制御部１０４が回転回数C1（バックドア３の全閉位置に相当）において電動モータ５の駆動を開始してから、回転速度Vdetが目標速度Vtagに理想的な形で追従するまでに対応する期間である。より具体的には、補正期間TPaの継続時間Tthは、位置検出部１０１によって検出された電動モータ５の回転回数Cn（バックドア３の位置に相当）における速度検出部１０２によって検出された回転速度Vdet（バックドア３の速度に相当）が、回転作動時に目標速度Vtagに理想的な形で追従するような補正期間TPaの継続時間であり、好ましくは、加速域Zaの継続時間の３．０倍以下に設定される。

通常期間TPnは、補正期間TPaの終了から定速域Zcと減速域Zdを経て電動モータ５の回転が終了（バックドア３が停止）するまでの期間である。例えば、図４の場合、補正期間TPaの終了から回転回数C4（バックドア３の全閉位置に相当）で電動モータ５の駆動が終了するまでの期間である。

補正期間TPaにおける比例ゲインKp_aは、通常期間TPnにおける比例ゲインKp_nよりも大きく設定されていることが好ましい。例えば、比例ゲインKp_aは比例ゲインKp_nの１．５倍以上に設定されることが好ましい。

バックドア３の開閉開始時、つまり電動モータ５の始動時には、電動モータ５のコギングトルク、バックドア３の開閉動作による反力等の外乱の影響が、例えば定速域Zcと比較して顕著である。そのため、１種類のみの比例ゲインKp、積分ゲインKi、及び微分ゲインKdを使用し、定速域Zcにおける振動を抑制するように、これらのゲインを調節した場合、電動モータ５の始動時にバックドア３の速度の過度な上昇や、バックドア３が動かないという状態が起こりえる。これに対し、本実施形態では、補正期間TPa、つまり電動モータ５の始動時(バックドア３の開閉開始時)の比例ゲインKp_aを、通常期間TPn（定速域Zcと減速域Zdを含む）における比例ゲインKp_nと異なる設定とすることで、定速域Zcでの振動の増大を抑制しつつ、電動モータ５の始動時のバックドア３の動作を安定させることができる。具体的には、電動モータ５の始動時のバックドア３の速度の過度な上昇や、バックドア３が動かないという状態を回避できる。

また、仮に１種類のみの比例ゲインKp、積分ゲインKi、及び微分ゲインKdを使用し、定速域Zcにおける振動の抑制を確保しつつ、電動モータ５の始動時のバックドア３の動作を安定させるようにこれらのゲインを調整するのは非常に煩雑である。これに対して、本実施形態では、補正期間TPaと通常期間TPnで比例ゲインKpを異ならせることで、調整の煩雑性を回避することができる。

次に、図６から図８のフローチャートを参照して、制御装置３１により実行されるスピンドルドライブ機構４の制御を説明する。なお、以下では、バックドア３が全閉位置（回転数C1）から全閉位置（回転数C4）まで回動するドア開処理の場合を例に説明する。

図６のステップＳ１０１において、ドア開スイッチ１９からのドア開操作信号が入力されると、ステップＳ１０２において電子キー２６の認証処理が実行される。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Ｓ１０３で、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Ｓ１０４で、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)にあるか否か、つまりバックドア３は安全に開放できる状態であるか否かが判定される。

ステップＳ１０４でリリース位置が検出されると、ステップＳ１０５において開閉制御部１０４によってドア開駆動処理が実行される。

ドア開駆動処理では、フィードバック制御を行うため、まず、図７のステップＳ２０１において、スピンドルドライブ機構４の駆動回路３０に供給するＰＷＭ制御のデューティ比の初期値が開閉制御部１０４により決定され、ステップＳ２０２において、そのＰＷＭ信号がモータ用駆動回路３０に供給され、電動モータ５が駆動される。

次に、ステップＳ２０３において、回転センサ１５から入力される信号に基づいて、位置検出部１０１により電動モータ５の回転回数Cn（バックドア３の位置に相当）が検出される。また、ステップＳ２０４において、同じく回転センサ１５から入力される信号に基づいて、速度検出部１０２により電動モータ５の回転速度Vdet（バックドア３の速度に相当）が検出される。さらに、ステップＳ２０５において、目標速度設定部１０３からステップＳ２０４で検出した回転回数Cnにおける目標速度Vtagが取得される。

次に、ステップＳ２０６において制御特性決定が実行される。制御特定決定では、まず、図８のステップＳ３０１において、ステップＳ２０２においてＰＷＭ信号がモータ用駆動回路３０に供給され、電動モータ５が駆動されてから、所定時間、つまり補正期間TPaの継続時間Tthが経過したか否かが判断される。ステップＳ３０１において補正期間TPaの継続時間Tthが経過していなければ、ステップＳ３０２においてフィードバック制御はＰ制御に設定される。一方、ステップＳ３０１において補正期間TPaの継続時間Tthが経過していれば、ステップＳ３０３においてフィードバック制御はＰＩＤ制御に設定される。

また、ステップＳ３０１において、ステップＳ３０１において補正期間TPaの継続時間Tthが経過していなければ、ステップＳ３０４において比例ゲインKpは比例ゲインKp_aに設定される。一方、ステップＳ３０１において補正期間TPaの継続時間Tthが経過していれば、ステップＳ３０５において、比例ゲインKpは相対的に小さい比例ゲインKp_nに設定される。本実施形態では、前述のように、比例ゲインKp_aは比例ゲインKp_nより大きい。

図８のステップＳ３０４又はステップＳ３０５に続く図７のステップＳ２０７では、図８のステップＳ３０２，Ｓ３０３で決定したフィードバック制御の態様（本実施形態ではＰ制御又はＰＩＤ制御）と、図８のステップＳ３０４，３０５で決定した比例ゲインKpとに基づいて、スピンドルドライブ機構４に対して、より具体的には電動モータ５の駆動回路３０に対して供給する補正されたデューティ比を決定する。続いて、ステップＳ２０８において、ステップＳ２０７で決定した補正されたデューティ比のＰＷＭ信号がモータ用駆動回路３０に供給され、電動モータ５が駆動される。

ステップＳ２０９において、位置検出部１０１によって検出された電動モータ５の回転回数Cnがバックドア３の全開位置に到達したと判断されるまで、ステップＳ２０３〜Ｓ２０８の処理が繰り返される。図４に示すようにバックドア３が全閉位置から全開位置まで回動する場合、及び図５に示すようにバックゲートが全閉位置と全開位置の間の位置から全開位置まで回動する場合には、ステップＳ２０８において電動モータ５がバックドア３の全開位置に相当する回転数C4に達するまで、ステップＳ２０２〜Ｓ２０７の処理が繰り返される。また、バックドア３が全開位置から全閉位置まで回動する場合、及びバックドア３が全開位置と全閉位置の間の位置から全閉位置まで回動する場合には、ドア閉駆動処理となり、ステップＳ２０９において電動モータ５がバックドア３の全閉位置に相当する回転数C1に達するまで、ステップＳ２０３〜Ｓ２０８の処理が繰り返される。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態は、図７のステップＳ２０６の制御特性決定の具体的な処理が第１実施形態（図８）とは異なる。

図９を参照すると、本実施形態における制御特性決定では、まず、ステップＳ４０１において、現在の回転回数Cnから、つまり図７のステップＳ２０３において検出した回転数Cnが加速域であるか否かが判断される。ステップＳ４０１において現在の回転回数Cnが加速域Zaであれば、ステップＳ４０２においてフィードバック制御はＰ制御に設定され、ステップＳ４０３において比例ゲインKpは比例ゲインKp_aに設定される。一方、ステップＳ４０１において現在の回転回数Cnが加速域Zaでなければ、ステップＳ４０３においてフィードバック制御はＰＩＤ制御に設定され、ステップＳ４０４において比例ゲインKpは比例ゲインKp_nに設定される（Kp_a＞Kp_n）。

本実施形態のように制御特定決定を行った場合も、バックドア３の開閉開始時、つまり加速域Zaの比例ゲインKp_aを、定速域Zcと減速域Zdにおける比例ゲインKp_nと異なる設定することで、定速域Zcでの振動を抑制しつつ、開閉開始時のバックドアの動作を安定させることができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態は、図７のステップＳ２０６の制御特性決定の具体的な処理が第１実施形態（図８）とは異なる。

図１０を参照すると、本実施形態における制御特性決定では、まず、ステップＳ５０１回転センサ１５から入力される信号に基づいて、速度検出部１０２により電動モータ５の回転速度Vdet（バックドア３の速度に相当）が検出される。そして、ステップＳ５０２において、現在の電動モータ５の回転速度Vdetが所定の回転速度Ｒａ（Ｐ制御からＰＩＤ制御に切り替える回転速度閾値、例えば、定速域の目標速度の０．５倍以上１．５倍以下）以下か否かが判断される。ステップＳ５０２において現在の回転速度Vdetが設定された回転速度Ｒａ以下であれば、ステップＳ５０３においてフィードバック制御がＰ制御に設定され、ステップＳ５０４において比例ゲインKpは比例ゲインKp_aに設定される。ステップＳ５０２において現在の回転速度Vdetが設定された回転速度Ｒａ以下でない（現在の回転速度Vdetが設定された回転速度Ｒａ未満）であれば、ステップＳ５０５においてフィードバック制御はＰＩＤ制御に設定され、ステップＳ５０６において比例ゲインKpは比例ゲインKp_nに設定される（Kp_a＞Kp_n）。

本実施形態のように制御特定決定を行った場合には、電動モータ５の回転速度Vdetが設定された所定の回転速度Ｒａ以下かによって、比例ゲインKp_nとは異なる比例ゲインKp_aに設定することで、開閉開始時のバックドアの動作を安定させることができる。なお、図１１は、バックドア３が全閉位置（回転回数C1）から全開位置（回転回数C4）まで回動する場合のモータの回転速度Vdetに対する回転速度Ｒａの設定を示す。

本発明は、バックドアに限定されず、一般的なドア、ガルウィングドア、スライドドアのような他の車体開閉体の開閉装置にも適用できる。

なお、バックドア３は、一対のスピンドルドライブ機構（開閉駆動部）４で駆動されるように構成したが、片側一方を本願発明のスピンドル機構とし、他方をガススプリング等の電動モータ５を備えないダンパー機構としてもよい。

１ 車体
１ａ ボールジョイント
２ 開口部
３ バックドア（開閉体）
３ａ ジョイントボール
４ スピンドルドライブ機構（開閉駆動部）
５ 電動モータ
５ａ 回転軸
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
１５ 回転センサ
１７ バックドア開閉装置（車両開閉体の開閉装置）
１８ ドア閉スイッチ
１９ ドア閉スイッチ
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 リリーフスイッチ
２５ ＢＣＭ
２６ 電子キー
３１ 制御装置
５０ ストライカ
５１ ドア側連結部材
５２ 車体側連結部材
１０１ 位置検出部
１０２ 速度検出部
１０３ 記憶部
１０４ 開閉制御部

Claims (7)

1. 車体の開口部を開閉する車体開閉体を開閉駆動する開閉駆動部と、
   前記開閉駆動部の回転数を検出する回転センサと、
   前記回転センサからの入力信号に基づいて得られる前記開閉駆動部の回転数から、前記車体開閉体の開閉位置を検出する位置検出部と、
   前記回転センサからの入力信号に基づいて前記開閉駆動部の速度を検出する速度検出部と、
   前記車体開閉体が第１の位置から第２の位置に移動するまでの前記位置検出部が検出した前記車両開閉体の前記開閉位置における前記開閉駆動部の目標速度を設定し、前記目標速度は、前記第１の位置から始まる加速域と、前記加速域に続く定速域と、前記定速域に続いて前記第２の位置で終了する減速域とを備える、目標速度設定部と、
   前記位置検出部で検出された前記車体開閉体の前記開閉位置における前記速度検出部で検出された前記開閉駆動部の速度が、前記目標速度設定部で設定された前記目標速度に追従するように、前記開閉駆動部をフィードバック制御により速度制御する開閉制御部と
   を備え、
   前記第１の位置における前記開閉駆動部による前記車体開閉体の駆動開始から始まる予め設定された補正期間における前記フィードバック制御の比例ゲインは、前記補正期間の終了から前記車体開閉体が前記第２位置に到達して前記開閉駆動部による前記車体開閉体の駆動が終了するまでの期間である通常期間における前記フィードバック制御の比例ゲインとは異なる、車両開閉体の開閉装置。
2. 前記補正期間の継続時間は、前記位置検出部によって検出された前記車体開閉体の位置における前記速度検出部によって検出された前記開閉駆動部の速度が前記目標速度を差分なく追従する場合における前記加速域の継続時間の３．０倍以下である、請求項１に記載の車両開閉体の開閉装置。
3. 前記補正期間の継続時間は、前記速度検出部によって検出された前記開閉駆動部の前記速度が、予め設定された速度以下となる継続時間である、請求項１に記載の車両開閉体の開閉駆動装置。
4. 少なくとも前記加速域における前記フィードバック制御は比例制御からなるＰ制御であり、前記定速域及び前記減速域における前記フィードバック制御は比例・微分・積分制御からなるＰＩＤ制御である、請求項１から３のいずかれ１項に記載の車両開閉体の開閉装置。
5. 前記第２の位置は、前記車両開閉体の全開位置であり、
   前記第１の位置は、前記車両開閉体の全閉位置又は前記全閉位置と前記全開位置の間の位置である、請求項１から４のいずれか１項に記載の開閉装置。
6. 前記第２の位置は、前記車両開閉体の全閉位置であり、
   前記第１の位置は、前記車両開閉体の全開位置又は前記全開位置と前記全閉位置の間の位置である、請求項１から４のいずれか１項に記載の開閉装置。
7. 車体の開口部を開閉する車体開閉体を開閉駆動する開閉駆動部と、
   前記開閉駆動部の回転数を検出する回転センサと、
   前記回転センサからの入力信号に基づいて得られる前記開閉駆動部の回転数から、前記車体開閉体の位置を検出する位置検出部と、
   前記回転センサからの入力信号に基づいて前記開閉駆動部の速度を検出する速度検出部と、
   前記車体開閉体が第１の位置から第２の位置に移動するまでの前記位置検出部が検出した前記車両開閉体の前記開閉位置における前記開閉駆動部の目標速度を設定し、前記目標速度は、前記第１の位置から始まる加速域と、前記加速域に続く定速域と、前記定速域に続いて前記第２の位置で終了する減速域とを備る、目標速度設定部と、
   前記位置検出部によって検出された前記車体開閉体の前記開閉位置における前記速度検出部によって検出された前記開閉駆動部の速度が、前記目標速度設定部で設定された前記目標速度に追従するように、前記開閉駆動部をフィードバック制御により速度制御する開閉制御部と
   を備え、
   前記加速域における前記フィードバック制御の比例ゲインは、前記定速域及び前記減速域における前記フィードバック制御の比例ゲインとは異なる、車両開閉体の開閉装置。

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