JP3854097B2

JP3854097B2 - 車両用開閉体の制御装置

Info

Publication number: JP3854097B2
Application number: JP2001169033A
Authority: JP
Inventors: 純一越川
Original assignee: Ohi Seisakusho Co Ltd
Current assignee: Ohi Seisakusho Co Ltd
Priority date: 2001-06-05
Filing date: 2001-06-05
Publication date: 2006-12-06
Anticipated expiration: 2021-06-05
Also published as: JP2002364249A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の後部ドア等のように、上下に開閉する開閉体を、モータ駆動により開閉させるようにした車両用開閉体の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用開閉体の制御装置においては、モータまたはモータの回転を減速する減速歯車等の回転角及び回転方向を検出するロータリエンコーダ等の回転センサーによって、後部ドアの位置（開度）、速度、及び移動方向をそれぞれ計測し、速度の変化を計測することによって、後部ドアの異物の挾み込み、または障害物への衝突等の異常事態を検出し得るようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述のロータリエンコーダを用いた従来のものでは、車両が平坦地か、または傾斜地のいずれに停車しているのかが判断できないため、停車状態を加味して、異常検出のしきい値を設定する必要があり、このしきい値が大きいと異常検出精度の低下を招くこととなる。
【０００４】
この問題を解消するため、車体の傾斜状態を検出する傾斜センサーを設け、その検出に基づいて、モータを制御することによって、異常検出精度を上げることができるが、その反面、多くのセンサーが必要となり、コストの上昇を招くことになる。
【０００５】
本発明は、従来の技術が有する上記のような問題点に鑑み、単一のセンサーによって、開閉体の開閉作動のスタート時の傾きに応じて、モータを最適に制御できるとともに、開閉体をどのような状況においてもほぼ一定の状態で円滑に開閉させることができ、しかも異常事態を正確に検出しうるようにした車両用開閉体の制御装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、上記課題は、次のようにして解決される。
（１）車体に水平軸を中心に上下方向へ開閉可能に枢着された開閉体を、モータにより開閉しうるようにした車両用開閉体の制御装置において、前記開閉体に設置され、かつ前記開閉体の傾斜角を検出する傾斜センサーと、前記傾斜センサーにより検出された傾斜角を、その変位に応じて増減するように電気値として変換するとともに、前記開閉体の開閉作動のスタート時の電気値に基づいて、前記モータに印加するモータ電圧の初期値を決定し、かつその後の前記電気値の変化に応じて、モータの速度制御を行なう制御手段とを備えるものとする。
【０００７】
（２）上記(１)項において、制御手段を、予め定めた設定時間内の電気値の変化分を検出し、その検出値に基づいて、開閉体の開閉速度が予め定めた基準速度になるようにモータ電圧値を制御するものとする。
【０００８】
（３）上記(１)または(２)項において、制御手段を、開閉体の全開または全閉前に、設定時間内の電気値の変化分が予め定めた値より変化したことを検出することにより、異常状態を感知しうるようにする。
【０００９】
（４）上記(２)または(３)項において、制御手段を、ＰＷＭ制御方式のものとし、そのデューティ比を、設定時間内の電気値の変化分に基づいて、変化分が大となったときはデューティ比を小、また変化分が小となったときは、デューティ比を大とするように制御するようにする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を、図に基づいて説明する。
図１において、(１)は、ワゴン車等の車体(２)の後端上部に、左右方向を向くヒンジ軸(３)をもって、上下方向へ開閉可能に枢着された開閉体をなす後部ドア（以下、単にドアという）で、ルーフの内側に装着された駆動手段(５)にリンク(４)を介して連結され、駆動手段(５)のモータ(６)の回転力によって、開閉移動させられる。
【００１１】
ドア(１)の下端部中央には、車体側に固着されたストライカ(７)に係合することにより、ドア(１)を全閉位置に拘束するドアロック装置(８)と、ストライカ(７)がドアロック装置(８)に辛うじて係合するハーフラッチ状態になったとき、ストライカ(７)がドアロック装置(８)に完全に係合するフルラッチ状態までドア(１)を移動させるクロージャ装置(９)とが装着されている。なお、ドアロック装置(８)及びクロージャ装置(９)は、本発明には直接関係しないので、詳細な説明は省略する。
【００１２】
(10)は、ドア(１)に設置され、ドア(１)の開閉に伴う傾斜角、及びドア(１)が閉じているときの車体(２)の傾斜角を検出する傾斜センサーである。(11)は、車体(１)に設置され、マイクロコンピュータ等により形成される制御手段で、駆動手段(５)及びクロージャ装置(９)を制御する。
【００１３】
図２は、本発明の一実施形態における制御系統の一例を示すブロック図である。
(12)は、モータ(６)とリンク(４)との間の動力伝達経路に設けられた駆動手段(５)における電磁クラッチで、コイルに電圧が印加されることにより、動力伝達経路を接続して、モータ(６)の回転力をドア(１)に伝達可能とする。
【００１４】
(13)は、運転席またはキー等に設けられた操作スイッチで、ドア(１)を駆動手段(５)により開閉させるときに操作される。(14)は、パーキングブレーキが作動していること（またはシフトレバーがパーキングポジションに位置していること等）を検出することにより、車両が停止していることを検出するパーキング検出スイッチである。(15)は、クロージャ装置(９)のモータである。
【００１５】
駆動手段(５)のモータ(６)は、制御手段(11)のパルス幅変調制御（以下ＰＷＭ制御という）により電圧が調整され、その回転数が制御される。
【００１６】
傾斜センサー(10)による電圧値、電流値あるいは抵抗値の検出出力は、Ａ／Ｄ変換によりディジタル信号の電気値として変換され、制御手段(11)に入力される。
【００１７】
制御手段(11)は、停車状態、すなわちパーキング検出スイッチ(14)が作動しているとき、傾斜センサー(10)により検出される傾斜角を、車体(２)の傾斜角とし、それに応じて、モータ(６)に印加する電圧値を決定するようになっている。
【００１８】
図３は、傾斜状態の電気値を電圧で検出する電圧値とドア開度との関係を表すグラフである。
このグラフに基づいて説明すると、例えば、車両が平坦地（水平状態）に停車し、かつドア(１)が全閉している（そのことはドアロックのフルラッチセンサー等により確認することができる）とき、傾斜センサー(10)により検出される傾斜角の電圧値をＡ(Ｖ)とすると、ドア開度が３０度のとき電圧値がＡ＋Ｖ1(Ｖ)、６０度のときＡ＋Ｖ2(Ｖ)となり、ドア開度が大きくなるにしたがって、電圧値もそれに比例して上昇するように設定される。
【００１９】
上述のようにすることにより、ドア開度、すなわちドア(１)の位置は、そのときの電圧値を読み込むことにより検出される。
【００２０】
また、モータ(６)に印加するモータ電圧の初期値は、例えばＰＷＭ制御のデューティ比を、車両が平坦値に停車しているときは、上記の電圧値Ａ(Ｖ)に基づいて定め、登り傾斜地で停車しているときは、そのときの傾斜センサー(10)の出力である電圧値Ａ−α(Ｖ)に基づいて低目に定め、下り傾斜地で停車しているときは、同じく電圧値Ａ＋α(Ｖ)に基いて高めに定める。
【００２１】
ドア(１)の移動速度は、予め定めた設定時間(Ｔ)内における電圧値の変位量と、その直後の設定時間(Ｔ)内における電圧値の変位量とを比較することにより、検出される。
【００２２】
例えば、設定時間(Ｔ)内に電圧値がＢからＣへ変化し、その直後の設定時間(Ｔ)内に、電圧値がＤからＥへ変位した場合、
（Ｃ−Ｂ）＜（Ｅ−Ｄ）の場合、ドア(１)の速度は増加傾向、
（Ｃ−Ｂ）＝（Ｅ−Ｄ）の場合、ドア(１)の速度は一定、
（Ｃ−Ｂ）＞（Ｅ−Ｄ）の場合、ドア(１)の速度は減少傾向、
として、ドア(１)の移動速度が検出される。
【００２３】
ドア(１)の移動速度が、予め定めた基準速度より遅くなった場合には、ドア(１)に負荷が作用したことがわかる。ドア(１)の開き移動中にあっては、障害物への衝突、また閉じ移動中にあっては、異物の挟み込みと判定し、モータ(６)を停止または反転制御させる。なお、ドア(１)の移動方向は、電圧値の変位量がプラスかマイナスかによって判別することができる。
【００２４】
上述の実施形態は電圧値の変化をモータの制御にフィードバックさせる例を説明したが、傾斜センサーの電気値は電圧値に限定されるものではなく、電流値や電気抵抗値であってもよい。
【００２５】
次に、図４に示すフローチャートを参照して、車両用開閉体の制御装置の動作の流れについて説明する。
パーキング検出スイッチ(14)が、停車状態を検出し、かつドア(１)が全閉位置にあるとき、操作スイッチ(13)が操作されると、ステップ(S1)において、傾斜センサー(10)により、そのときの車体(２)の傾斜角が検出される。
【００２６】
傾斜センサー(10)により検出された傾斜角に基づいて、モータ(６)をＰＷＭ制御のデューティ比が決定される。
【００２７】
ステップ(S2)において、アクチュエータ(図示略)によりドアロック装置(８)とストライカ(７)との係合が解除された後、クラッチ(12)が接続されるとともに、モータ(６)が予め定められた方向へ回転させられ、ドア(１)は開き方向へ移動させられる。
【００２８】
ステップ(S3)において、そのときの傾斜センサー(10)の出力である電圧値に基づいて、ドア開度が検出され、ステップ(S4)において、ドア(１)の開度と車体(２)の傾斜状態とに合わせて、デューティ比が制御される。
【００２９】
すなわち、ステップ(S5)において、そのときのドア(１)の速度が一定であるならば、ステップ(S6)に、また一定でなければ、ステップ(S7)に進む。
【００３０】
ステップ(S6)に進んだ場合は、そのまま駆動手段(５)のモータ(６)の回転が維持され、ドア(１)の開き移動が継続される。
【００３１】
ステップ(S7)に進んだ場合は、ドアの速度が、増加傾向にあれば、ステップ(S8)に進んで、ドア速度が基準速度になるように、デューティ比が減少される。
【００３２】
ステップ(S7)において、ドアの速度が、予め定めた基準速度のしきい値の範囲内での減少傾向であれば、ステップ(S9)において、ドア速度が基準速度になるようにデューティ比が増加される。
【００３３】
また、そのとき、ドア速度が、しきい値の範囲から外れて急激に減少したときは、ドア(１)が障害物に衝突したものと判断され、モータ(６)を停止または反転させる。なお、ドア(１)の閉じ移動中において、前述のように、ドア速度が減少したときは、異物の挟み込みとして判定される。
【００３４】
ステップ(S10)において、ドア(１)が全開位置に至ると、図示を省略した全開検出手段により、駆動手段(５)のモータ(６)及びクラッチ(12)への電圧印加が停止され、ドア(１)は、全開位置に停止する。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、次のような効果を奏することができる。
（ａ）請求項１記載の発明によると、単一の傾斜センサーにより、水平軸を中心に上下方向へ開閉可能な開閉体の開閉作動のスタート時の傾きを検出することにより、間接的に車体の傾き、すなわち、傾斜地等に停車していること等を検出でき、また、上記傾きに応じて、モータに印加するモータ電圧の初期値を決定するので、開閉体を、その状況に応じた最適なトルクで開閉させることができる。
開閉作動のスタート後は、傾斜センサーの電気値の変化によって、開閉体の開度が検出され、それに基づいて、モータを最適に制御することができる。
したがって、開閉体を、どのような状況下にあっても、常にほぼ一定の状態で、円滑に開閉させることができる。
【００３６】
（ｂ）請求項２記載の発明によると、開閉体を、常に基準速度になるように、円滑に開閉させることができる。
【００３７】
（ｃ）請求項３記載の発明によると、開閉体が障害物に衝突したり、または異物を挟み込んだりしたような異常事態を正確に検出することができる。
【００３８】
（ｄ）請求項４記載の発明によると、ＰＷＭ制御のデューティ比を変化させるだけで、モータの速度制御を簡単におこなうことができ、制御が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を備える車両の後部の概略側面図である。
【図２】本発明の一実施形態の制御系統の一例を示すブロック図である。
【図３】同じく、電圧値とドア開度との関係を示す図である。
【図４】同じく、開閉体の開き動作の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
(１)後部ドア（開閉体）
(２)車体
(３)ヒンジ軸
(４)リンク
(５)駆動手段
(６)モータ
(７)ストライカ
(８)ドアロック装置
(９)クロージャ装置
(10)傾斜センサー
(11)制御手段
(12)クラッチ
(13)操作スイッチ
(14)パーキング検出スイッチ
(15)モータ

Claims

車体に水平軸を中心に上下方向へ開閉可能に枢着された開閉体を、モータにより開閉しうるようにした車両用開閉体の制御装置において、
前記開閉体に設置され、かつ前記開閉体の傾斜角を検出する傾斜センサーと、
前記傾斜センサーにより検出された傾斜角を、その変位に応じて増減するように電気値として変換するとともに、前記開閉体の開閉作動のスタート時の電気値に基づいて、前記モータに印加するモータ電圧の初期値を決定し、かつその後の前記電気値の変化に応じて、モータの速度制御を行なう制御手段とを備えることを特徴とする車両用開閉体の制御装置。
制御手段を、予め定めた設定時間内の電気値の変化分を検出し、その検出値に基づいて、開閉体の開閉速度が予め定めた基準速度になるようにモータ電圧値を制御するものとした請求項１記載の車両用開閉体の制御装置。
制御手段を、開閉体の全開または全閉前に、設定時間内の電気値の変化分が予め定めた値より変化したことを検出することにより、異常状態を感知しうるようにした請求項１または２記載の車両用開閉体の制御装置。
制御手段を、ＰＷＭ制御方式のものとし、そのデューティ比を、設定時間内の電気値の変化分に基づいて、変化分が大となったときはデューティ比を小、また変化分が小となったときは、デューティ比を大とするように制御するようにした請求項２または３記載の車両用開閉体の制御装置。