JP3981429B2 - パワー閉鎖パネル制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、閉鎖パネル構成の影響を受けず、種々の遠隔および直接駆動が可能であるパワー閉鎖制御装置に関する。本発明は、特に、自動車用として有用である。
【０００２】
【発明の背景】
ドアや種々のパネルの自動的な閉鎖は、一般に受容され実用されており、建設業界において広く用いられている。パワーガレージドア、エレベーターのドア、および保安区域（例えば、コンピューター室）のスライドパネルは、これまで何十年にも渡って使用されてきた。これらのシステムの制御機構および安全機構は、一般に非常に単純であるが、通常は十分効果的である。
【０００３】
比較的最近、車両の閉鎖部の動作の動力化は、ウインドウ、荷台の蓋、スライディングドア、リフトゲートなどが全て自動化されて、かなり一般的になった。しかし、空気力学的なそして安全性を考慮した負荷に抗して、こうしたタイプのシステムを効果的に閉鎖し保持するのに必要な力は、建築に用いた場合において必要な力より相当高い。加えて、自動車の閉鎖部に用いる場合、その大多数は、幾何学的に非線形であり、自動化するには精巧な機構が必要である。こうした閉鎖部の生来的に大きな作動力と複雑な非線形動作は、単純な障害物検出システムでは全く不適当であるため、重大な安全性の問題を生じさせ得る。安全性の考慮に加えて、自動車のシステムは、建築のシステムより高レベルの機能性が必要である。種々のタイプの、精巧な遠隔操作による駆動、最終的なラッチングの連係（コーディネイト）、および耐衝突性が全て考慮されなければならない。
【０００４】
最も一般的な形の障害物検出システムは、開閉操作のときのパネルの速度を監視するものである。該速度が、ある所定の限界値よりも落ちたとき、それは障害物のせいだと推定される。障害物が閉鎖パネルの経路に存在するとき、パネルを動かすのに必要な力は増大する。駆動装置（アクチュエータ）は付加的な力を供給しようとするが、システムが頑強でないため、パネルの動きは減速する。障害物を検出するいっそう直接的な手段は、パネルを動かすのに必要な力を監視することであると思われる。普通、力を監視することはより高価になるため、既存のシステムは、このアプローチを採用していない。
【０００５】
速度検知式の障害物検出システムの大部分は、（米国特許第４９８０６１８号の例に示す通り）閉鎖パネルの移動の始めから終わりまで速度が一定であることを根拠としている。システムの力学が、速度がコンスタントではないものである場合、固定した速度を設定すると、閉鎖パネルの動きのうち最も高速で故に最も危険な部分の間における速度マージンが大きくなりすぎるので不適当である。この速度マージンを最小限度にするためのバリエーションが公知である。米国特許第４６３８４３３号でＳｃｈｉｎｄｌｅｒが開示したように、システムインストレーションの間、システムが操作され自動的に限界値を決定する「学習モード」でシステム操作するシステムが公知である。これは依然として限界値が固定されたものであり、手動での限界値の設定はなくなったが、例えば、普通の磨耗や亀裂によってシステム特性が変化した場合、システムを「再教育」する必要がある。Ｊｏｎｅｓら（米国特許第４８３１５０９号）は、「学習モード」のとき、パネルの移動の始めから終わりまでモーター速度を「マッピング」することによって感度を改善している。このシステムは、改良したものであるとはいえ、やはり「再教育」が必要であった。Ｍｕｒｒａｙ（米国特許第５２７８４８０号）は、パネルが首尾良く閉鎖されたとき毎に速度の下限を修正することによってこの動作を改善し、そして、１回転ごとにモーター速度の「マッピング」を行うことによって、移動の最後の数インチの間に感度を高めている。しかし、このアプローチは依然として、頑強でないシステム、時間やコンディションにしたがって頑強さを変化させないシステム、閉鎖パネルの移動の始めから終わりまで線形であるシステム、また、障害物によって感じる力を知る必要が無いシステムに適しているだけにすぎない。さらに、これまで説明したシステムは全て、システムはある操作から次の操作までは変化しない、と考えている。固定されていないシステム（船舶、自動車など）にこれが当てはまらないことは明らかである。例えば、斜面において閉鎖しなければならないスライディングドアは、水平においてよりもさらにゆっくりと（あるいは早く）閉鎖するであろう。
【０００６】
おそらく、全ての速度検知システムの最も重大な問題は、時間、温度、電源の変動、およびその他のコンディションを越えて、障害物が無ければ動きは同様な速度でなされると仮定したことである。自動車に見られるようなバッテリー電源システムの場合、±５０％を超える電源変動は希有のことではない。さらには、技術しだいで、ＤＣモーターの速度は比例的に変化する。かくして、障害物が無ければ一定の速度であるということを前提にしているシステムは、どれも自動車用には不適当なのである。
【０００７】
機械的に効果的なＤＣシステムにとって、モーターの電流は、閉鎖パネルに作用する力を、好ましく近似的に示すものである。この観念を利用して、Ｖｒａｂｌｅ（米国特許第４６７８９７５号）は、自動車用に、より適した方法を開示している。彼のシステムは、モーターの電流および作動時間を監視する。これらのうちのいずれかが所定の限界値を超えた場合に、何らかの障害物が原因になっていると推定される。Ｇｏｅｒｔｌｅｒ（米国特許第４３４７４６５号）は、そのバリエーションを開示しており、瞬間的な電流がある所定の水準を超えた場合に、または、電流がある所定の長さの時間ずっと、ある別の所定の水準を超えた場合に、障害物が検出されたと推定するものである。しかし、両者のシステムでは、通常の経時変化、環境のコンディション、および通常の磨耗や亀裂に鑑みて、これらの限界値は、通常の作動を超えて余裕をもったマージンを認めなければならず、その結果、障害物によって感じる力も過大になってしまう。
【０００８】
他の人々は、環境のコンディションを明示的に測定することによって、それらのある変化を明示的に補正する方法で改良を行なってきた。例えば、Ｍｉｎｔｚ（米国特許第４２２０９００号）は、Ｖｒａｂｅｌと同様、モーターの電流を監視し、それを所定の限界値と比較するシステムを開示している。しかし、彼は、温度の関数として限界値を調節することによってシステムを改良している。これは、温度に影響される点に対処する半面、その他の環境上のまたはシステムの影響には対処しない。
【０００９】
Ｚｕｃｋｅｒｍａｎ（米国特許第５０６９０００号）は、特定の要因の影響を補正することなく、上記の余裕をもったマージンを減少させることができる。彼は、駆動モーターの瞬間的な電流（これは機械的に効率的なシステムでは閉鎖力の良好な近似的表現である）を監視し、それと電流の時間的な平均値とを比較するシステムを開示している。差が所定の限界値を超えた場合、障害物が原因であると推定される。これは、バッテリー電源システムにいっそう適している半面、システムの非線形性を無視しており、作動の初めの部分の間は、障害物を検出することができない。さらに、それは、モーターの電流が閉鎖力の正確な尺度にならないシステムには不適当である。
【００１０】
障害物検出の他の形は、「頑強な」システム（すなわち、減速することなく、危険な力を作用させることができるシステム）にしばしば用いられる。この場合、障害物は「光カーテン」またはそのバリエーションを用いて検出される。こうしたシステムでは、光のビームは、パネルの移動の経路を横断して照射される。光のビームが断絶した場合、このシステムは、障害物が閉鎖パネルの経路に存在すると推定する。このシステムの利点は、障害物を検出するために障害物に接触する必要が無いことである。しかし、光のビームは、閉鎖パネルの全エッジまたは閉鎖パネルの他の表面をカバーすることができない。したがって、障害物検出に完全に信頼することができない。さらに、こうしたシステムは、汚れや異物によって故障しやすい。
【００１１】
障害物検出の他の形式としては、閉鎖パネルの進行方向前側のエッジに、感圧片を設けるものがある。いくつかの用途ではこの方法は適当であるが、感圧片は破損しやすく、密閉が困難であり、該片に直接的に接触しない障害物から守ることをしない。
【００１２】
障害物検出の他の形（例えば、米国特許第４０３９２２２号に記載の通り）としては、スリップクラッチ、ばね、圧力逃がし弁などの、機械的な手段を頼りとするものがある。これらは、一様に、不正確であり、調節が困難であり、環境やシステムのコンディションの変化に対応する能力が無いという問題がある。
【００１３】
開示された先行技術のシステムはまた、障害物に対する反応も様々である。全ての先行技術は、駆動装置（アクチュエータ）を停止するか、または閉鎖パネルの方向を逆転させるかのいずれかによって反応する。単純に駆動装置を停止する場合の問題は、システム全体での「ばね」によって、力が障害物に作用し続けるかもしれないということであって、すなわち障害物は、閉鎖板と、開口部の周囲または何か他の固定物との間で「はさみつけられる」かもしれないのである。閉鎖パネルの方向を逆転させる場合の難題は、障害物がはさみつけられ続けるかもしれないということや、他の障害物が検出されるかもしれないということである。２番目の障害物の場合には、どのような回避動作がとられるべきかは明らかではない。
【００１４】
【発明の概略的な説明】
本発明が示すパワー閉鎖パネル制御装置は、比較的単純でかつ費用効果的なやり方で、これら先行技術における問題を全て効果的に解決する。本装置は、車両の複雑な動力化された閉鎖部分に向けられているが、建築、飛行機、その他の形の自動的な動力化された閉鎖制御システムに用いてもよい。本装置は、閉鎖パネルの形態の影響を受けず、また、スライドするパネル、単純に旋回するパネル、複雑な動作のパネルにも等しく効果的である。本装置は、タッチスタート、キーフォブ型の遠隔の開／閉、あらゆる位置からのボタン開／閉、スタンダードなハンドル駆動、などを含む様々な範囲の遠隔的および直接的な駆動ができる。本システムにより、２つ以上の動作系（例えば、動力化された蝶番／パワーラッチ、動力化されたストラット／パワーラッチなど）の間の連係（コーディネート）が容易になる。本装置の安全機構は非常に精巧であって、構造の変化、非線形の力の必要条件、温度に左右される状態を補正しながら、高感度に障害物を検出することを容易にするための適応手法を利用している。この適応手法は、パネルの経路に沿ったポイント毎の、閉鎖システムの力の必要条件を効果的に「学習」し、それに安全性マージンを当てはめる。最後に、本制御システムは、パワー装置が作動不能である場合、完全に手動のモードで閉鎖パネルを操作することができる。
【００１５】
従って、本発明は、次の要件を有する閉鎖パネル制御装置に関するものである。その要件は、開口部を被覆すべく所定の経路に沿って動くのに適合したパネル、前記所定の経路に沿った各点でパネルを開閉するのに必要な力に関する情報が蓄積されたメモリーを有する制御手段、該制御手段によって制御され、開放ポジションと閉鎖或いはほぼ閉鎖に近いポジションとの間で、前記所定の経路に沿ってパネルを動かす第一の駆動手段（アクチュエータ手段）、パネルに対する第一の駆動装置（アクチュエータ）の係合または脱離を行う、オプションとしての係合手段、ほぼ閉鎖に近いポジションから完全閉鎖ポジションまでパネルを動かす、オプションとしての第二の駆動手段、完全閉鎖ポジションにパネルを保持すること、または、パネルを解放することを行う、オプションとしてのラッチ手段、および、ラッチ手段を開閉するための、オプションとしてのロック手段、である。
【００１６】
本発明の他の態様では、第一の駆動手段は、電気信号、電波信号、赤外線信号、パネルの物理的な動き、の１以上によってパネルの動きを開始させる。
【００１７】
本発明の他の態様では、パネルの経路中の障害物を検出する手段、およびパネルの動きを停止させ、逆に動かし、または「開放」させる信号を制御手段に送る手段が具備される。パネルを「開放すること」とは、全ての能動的な力がパネルから除去されて、パネルがいかなる駆動手段による制限もなく自由に動くようになるという意味である。
【００１８】
本発明の他の態様では、次の手段が具備される。パネルに作用する（アクチュエータの）駆動力を測定する手段、パネルのポジションを測定する手段、さらなるオプションとしての温度を測定する手段、パネルポジション測定手段から得たパネルポジション値に関連して、駆動力測定手段とオプションとしての温度測定手段とから得た値を蓄積するメモリー手段、測定手段およびメモリー手段から得た値を処理する計算手段。
【００１９】
本発明の他の態様では、パネルの開閉のときに得られる測定値に従って、所定の経路に沿った各点でパネルを開閉するのに必要な力に関する情報を連続的に変化させる計算手段が具備される。
【００２０】
本発明の他の態様では、障害物を検出する手段は、力を計算する手段、力の第一階導関数を計算する手段、力と第一階導関数との組み合わせと、パネルポジションの関数でかつメモリー手段に蓄積されている参照値とを比較する比較手段、とを有するものである。
【００２１】
本発明の他の態様では、比較手段は、力測定手段から得た値の偏差を、メモリー手段に蓄積されているパネルポジションの関数として用いる。
【００２２】
本発明の他の態様では、ラッチ手段は、機械的な手段、電気的な信号のうちの１以上によって、パネルを解放するように起動されるものでもよい。
【００２３】
本発明の他の態様では、機械的な手段はハンドルを有するものである。
【００２４】
本発明の他の態様では、パネルの自動的な動作より優先して、該パネルを部分的に開いた状態に維持することができる手段が具備される。
【００２５】
本発明の他の態様では、定められた最小のしきい値の動きよりもパネルの物理的な動きが少ない場合において、パネルの動きの開始を制限する手段が具備される。
【００２６】
本発明の他の態様では、開口部を被覆すべく所定の経路に沿って動くのに適合したパネル、前記所定の経路に沿った各点でパネルを開閉するのに必要な力に関する情報が蓄積されたメモリーを有する制御手段、制御手段によって制御され、開放ポジションとほぼ閉鎖に近いポジションとの間で、前記所定の経路に沿ってパネルを動かす第一の駆動手段、所定の経路に沿った各点でパネルを開閉するのに必要な力に関する情報をパネル開閉のときに得られる測定値に従って連続的に変化させる計算手段、パネルの経路中の障害物を検出しパネルの動きを停止するよう信号を制御手段に送る手段、を有する閉鎖パネル制御装置を提供する。
【００２７】
【図に示す実施例の説明】
図１、図２、および図３に示すように、パネル１が開口部２を閉鎖するために用いられている。そして、パネル１は、開口部の閉鎖を解除するために、所定の経路に沿って動かされることができる。第一の駆動手段３は、クラッチのような係合装置５を介し、パネル動作機構１２を介してパネル１と接続されている。
【００２８】
図１に示すように、パネル１は、バンの後部リフトゲートであり、該リフトゲートの上部の蝶番で回転して開くものである。２つのガスストラット２１は、左側と右側に各１本ずつあり、リフトゲート上の１点とバンのボディーとの間に伸びている。ストラットは、駆動力が無いときにはリフトゲートを開放ポジションに動かすバイアス力を具備している。図示した実施例においては、第一の駆動手段は、永久磁石ＤＣモーター３である。クラッチ５（係合装置）は、モーターを、巻取りドラム１２（パネル動作機構）に接続する。巻取りドラムのまわりには、２本のケーブル２２が巻きつけられている。ケーブルをドラムの方向に動かせばストラットが圧縮されてリフトゲートが閉鎖の方向に動く様に、ケーブルは、シースを通って左右のストラットまで案内されている。巻取りドラム１２を、該ドラムの回りのケーブルが増加する方向に回転させると、リフトゲートは閉鎖の方向に動く。巻取りドラム１２を、該ドラムの回りのケーブルが減少する方向に回転させることによって、ストラット２１は、リフトゲート１を開放の方向に動かすことができる。かくして、本実施例は、完全に「能動的な」駆動を排除することなく、ストラットの力によって「受動的に」開かれ、駆動手段によって「能動的に」閉られるパネルを示している。しかし、本実施例のパネル動作機構は限定されるものではなく、適当な形式ならばどのようなものでもよい。
【００２９】
図の実施例においては、第一の駆動手段３は、ガスストラット２１と連結しており、リフトゲート１を閉鎖または開放の方向に動かすことができる。クラッチ５を解放することによって、リフトゲート１はストラットによって動かされる。これらガスストラットによって与えられる力は、温度やリフトゲートの質量（積雪や付属設備の質量を含む）の全ての必要とされるコンディションのもとで、そして車両の全寿命にわたって、信頼性をもってリフトゲートを開くのに必要な最小の値である。このように、ガスストラットの作用力は十分小さいため、クラッチが離されたとき、リフトゲートは手動で操作することができる。クラッチには２つの大きな目的がある。閉鎖パネルを手動で操作できるようにすることと、障害物を処理するための安全な手法を提供することである。クラッチを解放することによって駆動力は働かなくなり、その結果、安全な状況になる。これは、閉鎖パネルを停止させることや逆に動かすことより好ましい。
【００３０】
図の実施例におけるパネル位置測定手段１１は、巻取りドラムの周囲を取り巻くギザ（ノッチ）で構成され、その巻取りドラムの動作は、ホール効果接近センサー（図示せず）によって検知することができる。センサーを通過するノッチの数を数え、また、その方向を記録することによって、リフトゲートの相対的な動きが測定される。リフトゲートのポジションに目盛りを定めること（キャリブレーション）によって、リフトゲートの絶対的なポジションを知ってもよい。この目盛り定めは、これ以上もはや動きのないところまでリフトゲートを開放してこれを完全開放ポジションとみなし、次に、駆動力が所定の限界値を超えるまでリフトゲートを閉鎖してこれを完全閉鎖ポジションとみなすことによって、初期の作動の間になされる。みなした開放ポジションと、みなした閉鎖ポジションとの間の距離が、所定の範囲内である場合、閉鎖ポジションはゼロ（０）とみなされ、これ以降検出されるリフトゲートの動作は、このポイントに対して相対的なものとしてみなされる。必要ならば、通常の作動（通常の操作）のときに、定期的な目盛り定めを行なってもよい。
【００３１】
図示した実施例のパネル位置測定手段の代案は、パネル動作機構に依存するものであって、タコメーター、サーボモーターパルス、パネル動作機構が液体を用いて力を伝達するときには流量測定装置、などのような動作測定技術だけでなく、リニアで可変型の変位量変換器、抵抗や光学による技術など公知のポジション測定技術を含むものである。
【００３２】
図示した実施例においては、第一の駆動装置（アクチュエータ）のモーター電流６は、パネルに作用する駆動力の良好な尺度である。代案として、圧力変換器および、たわむ要素に対するたわみの測定などがある。
【００３３】
図示した実施例には、第一の駆動手段４が組み込まれている。第二の駆動手段は、電気機械的なラッチ８を作動させるが、ラッチは当該技術に熟練した技術者にとって、２つの理由でよく知られている。第一に、自動車の分野では、ドアは、相当な力（代表的には、４０００ポンド）に抵抗して、不慮の開放を未然に抑止することができなければならない。これは、伝統的には、ラッチの使用によって達成される。ラッチは、機械的な構造を利用しており、この機械的な構造は、これを解放しない限り、ストライカーピン２０がラッチから脱離するのを防ぐものである。これらの力に抵抗する第一の駆動手段を具備することは可能であるが、それは不必要であり、費用効果的ではない。第二に、ドアや他の閉鎖パネルは、相手部品に対して堅く閉じられなければならない。代表的には、相当な圧縮力を必要とする圧縮可能なシールが使用される。図示した実施例において、第一の駆動手段にウエザシールを圧縮させるよう求めるならば、相当大型の第一の駆動装置、係合手段、およびパネル動作機構が必要であると思われる。これらの理由から、第二の駆動手段、またはパワーラッチが使用される。第二の駆動手段が複数の駆動装置を含んでよいことは、理解される範囲である。
【００３４】
第二の駆動手段４は、完全に閉鎖、完全に開放、静止、第二のラッチポジション、の４通りのラッチのステート（状態）のうちの１つを検出するポジションセンサー２５を含んでいる。これらのステートは、自動車のラッチの先行技術に熟練した技術者にとってよく知られている。図示した実施例は、下記の制御手段７を含んでいる。この制御手段は、信頼性ある作動を提供するために、第二の駆動手段４のステートが第一の駆動手段３のステートと連係するように、第二の駆動手段４を次々に異なるステートへ移行させる。
【００３５】
従来のラッチの場合と同様、図示した実施例は、オプションとしてのハンドル１４を含んでいる。該ハンドルは、該ハンドルを操作すればラッチが完全な開放のステートへ移行するように、何らかの機械的な手段を通してラッチ８とオプション的に接続されており、また、該ハンドルは、該ハンドルが操作されていることを制御手段に示すスイッチ２４とオプション的に接続されている。
【００３６】
ストライカーがラッチ機構に入るときに十分な力でリフトゲートを閉鎖すると、ラッチ機構が静止のステートから第二のロックポジションへ移行し、そして、閉鎖力がまださらに十分であるなら、第二のロックポジションから完全なロックポジションへ、そして静止のポジションへ移行する、という点では、ラッチ８は従来型のラッチと同様に作動するものである。
【００３７】
図示した実施例においては、ロック機構１７が含まれている。ロック機構は、当該技術に熟練した技術者にとってよく知られた方法でラッチに接続されている。ロック機構は、ロックおよびロック解除の、２通りのステートを有する。ロックのステートにおいては、ハンドル１４は妨げられて、ラッチ８を完全な開放のステートへ移行させることができない。ロック機構のステートを制御手段７に示すスイッチ２３がロック機構に含まれている。
【００３８】
図示した実施例は、制御手段７を含んでおり、該制御手段７は、処理手段１０とメモリー手段９とを有し、検知手段を監視し操作命令に応答する。制御手段は、マイクロコントローラー、メモリー、センサー信号をマイクロコントローラー用に変換するインタフェースエレクトロニクス、マイクロコントローラーの命令を駆動手段３と４に用いられる信号へ変換するドライブエレクトロニクス、を含むものである。
【００３９】
命令は、以下のものを含んでいる。
１．開放／閉鎖（Ｏ／Ｃ）。この命令は、リフトゲートが開放ポジションである場合、それが閉鎖されるように制御装置に指示する。他の場合には、リフトゲートを開放するように制御装置に指示する。
２．閉鎖。この命令は、リフトゲートを閉鎖ポジションに移行させるように制御装置に指示する。
３．開放。この命令は、リフトゲートを開放ポジションに移行させるように制御装置に指示する。
４．ロック。この命令は、ロック機構をロックのステートに移行させるように制御装置に指示する。
５．ロック解除。この命令は、ロック機構をロック解除のステートに移行させるように制御装置に指示する。
６．初期化（オプション）。これは、メモリーに蓄積されているどの数値も、初期化されていないとみなすように制御装置に指示する。
７．無効。この命令は、この命令が有効である間は、どの駆動手段もある命令に反応することが許されていないことを制御装置に示す。
【００４０】
図示した実施例は、操作命令を制御手段に指示する多種多様な手段を含んでいる。
【００４１】
開放／閉鎖の命令は、キーフォブ１３またはプッシュボタンスイッチ１８を適切な位置で使用することによって、発することができる。
【００４２】
閉鎖の命令は、リフトゲートが開放ポジションであるとき、リフトゲートを閉鎖ポジションの方向に手動で動かすことによって、発することができる。制御手段７が駆動手段３と４に対してパネルを動かすように指示していないにもかかわらず、パネルが開放ポジションから閉鎖ポジションへ向かって所定の距離よりも大きくパネルが動いたこと、あるいは、パネルが開放ポジションから閉鎖ポジションへ向かってある所定の速度よりも高速で動いたということを、パネルポジション検知手段が制御手段に示すならば、閉鎖の命令が発せられる。
【００４３】
開放の命令は、ロック１７がロック解除のステートであるとき、ハンドル１４を操作することによって、ハンドルスイッチを通して発することができる。
【００４４】
ロックの命令およびロック解除の命令は、キーフォブ１３またはプッシュボタンスイッチ２６を適切な位置で使用することによって発することができる。
【００４５】
初期化の命令は、プッシュボタンスイッチ２６から発することができる。このスイッチは、学習プロセスを完成させるために、開放および閉鎖の命令を制御装置に指示してもよい。また、電力が制御装置に最初に印加されるときに、初期化の命令が発せられてもよい。
【００４６】
無効の命令は、２つの安定なステート（「無効」および「通常の作動」）を有するスイッチ１５から適切な位置にて発することができる。さらに、他の車両条件（例えば、トランスミッションのステートが「パーク」ではない場合、または速度が２ｋｐｈよりも大きい場合）によって無効の命令が発せられることは予想される範囲である。
【００４７】
図３は、多種多様なスイッチ、センサー、駆動装置、および係合装置が、コンピュータープロセッサーおよびメモリーからどのように信号を受け取り、伝達するかを示す図である。
【００４８】
図８は、「反応システム」を表現するフォームとして便利な、ステートチャート（状態線図）である。「反応システム」とは、即ち、システムの現在のステートに依存して命令に反応するシステムである。ステートチャートは、はめ込まれた制御装置へ向かう延長線を用いる有限ステートダイヤグラムと似ている。「バブル」は、制御のステートを表現している。「弧」は、あるステートから次のステートへ制御を移動させるコンディションを表現している。バブルがバブルを包含（ステートとサブステート）してもよく、また、これらの輪を作っているステートから出ている弧は、輪を作っているステート内の各サブステートから出ているとみなすことができる。説明のために述べると、２つの延長線は１７と１８におけるシンボルであって、該シンボルは、他のステートの移行に対して「インライン」で実行されるアクションでありコンディションである。さらにそれ以上の延長線は、各ステートがそれ自体からそれ自体への移行を有するものであるということである。この移行は、デフォールト状態であって、バブル内にてアクションを実行する。図示した実施例においては、ステートの移行は、２０ミリ秒ごとに発生する。
【００４９】
制御手段７が、命令およびパネル閉鎖装置の現在のステートにどう応答するのか、また図８に示す駆動装置の動作をどう連係させるのかについて、以下に説明する。以下の説明で使用する番号は、図８に示すステートが参照される。
【００５０】
リフトゲートがある時間作動しており従って通常の作動１５のステートにあると仮定する。通常の作動中のある時点で無効の命令が出されると、制御はステート６に入る。この無効のステートにおいては、その無効の命令がやめられるまで、全ての命令が無視される。図示した実施例においては、現在、制御はステート１４に移動しており、ラッチは開放しており、クラッチは係合しており、第一の駆動装置は、リフトゲートを開放ポジションに向かって動かす。
【００５１】
通常の作動１５中のある時点でロックの命令が出されると、ロックはロック状態のステート１８に移行する。通常の作動中のいつでも、ロック解除の命令が出されるならば、ロックはロック解除状態のステート１７に移行する。
【００５２】
制御が通常のステートにあって、現在、リフトゲートが閉鎖ポジション７にあると仮定する。開放の命令が出されるならば、制御はステート１４に移動し、制御装置はラッチを開放ポジションに移行させ、クラッチを係合させ、第一の駆動装置を操作してリフトゲートを開放ポジションに向かって動かす。制御はステート１４から離れ、ラッチがその開放ステートに達すると、ステート１３に入る。ステート１３は、リフトゲートを開放ポジションの方向に動かす指示を出すよう、第一の駆動装置の操作を継続する。リフトゲートが開放ポジションに達すると、制御はステート１２に移動し、ラッチは静止のステートに向かって移動させられ、クラッチは解放される。ラッチが静止のステートに達すると、制御はステート１１に移動し、この時点で全活動は終止し、リフトゲートは安定な開放ポジションにある。
【００５３】
リフトゲートが開放ポジションにある、即ち、制御がステート１１にあると仮定する。閉鎖の命令が出されると、制御はステート１０に移動し、第一の駆動装置はリフトゲートを閉鎖ポジションに向かって動かす。これは、障害物が検出されるまで、または、リフトゲートがほぼ閉鎖のポジションに達してストライカーがラッチを第二のラッチステートに移動させるまで、継続する。障害物が検出されると、制御はステート１３に移動し、第一の駆動装置はリフトゲートを開放ポジションに向かって動かす。制御は、その後、上記の通りステート１３で継続する。障害物が検出されないでリフトゲートがほぼ閉鎖のポジションに達する場合、制御はステート９に移動し、ラッチは閉鎖のステートに向かって移動する。これが、リフトゲートをプライマリーシールに対抗させ、そして、ラッチを開放しようとする外力に対抗する頑強な機構を提供する。ラッチが閉鎖のステートに達すると、制御はステート８に移動し、ラッチは静止のステートに向かって移動させられる。ラッチが静止のステートに達すると、全活動は終止し、リフトゲートは安定な閉鎖ポジション７にある。
【００５４】
上記説明は、リフトゲートが、ある時間、作動していたと仮定している。次に、システムの作動初期の間の制御手段の作動について説明する。
【００５５】
パワーがシステムに供給されると、制御はステート１で始まる。ステート２は、全てのステートを取り囲んでいる。従って、無効のステート６も含めて、作動時のいかなる時でも、始動スイッチ１６が発動されるときには、制御はステート３に移動する。この時点で、リフトゲートの位置は未知であり、リフトゲートのストライカーがラッチに係留されたかどうかも未知である。従って、ラッチは開放のステートに向かって移動させられ、リフトゲートの動作特性に関する全てのメモリーの情報は消去され、メモリーは「無効」フラグで満たされ、第一の駆動装置は、リフトゲートを開放ポジションに向かって動かすように動かされる。ラッチが開放のステートに達すると、制御はステート４に移動する。第一の駆動装置は、リフトゲートを開放ポジションに向かって動かすことを継続する。
【００５６】
リフトゲートの動作が終止すると、リフトゲートは、開放ポジション（ポジションは修正される）にあるとみなされ、制御は、ステート５に移動する。この時点で、ラッチは静止のポジションに動かされる。ラッチが静止のステートに達すると、制御は「通常の」作動６に入り、ステート１０で継続する。
【００５７】
本発明の重要な態様は、障害物を検出する構造および方法を含んでいる。その装置および方法を以下で説明する。
【００５８】
図示した実施例においては、メモリーは、所定の経路に沿ったリフトゲートの動きの各点でリフトゲートを閉鎖するのに必要な駆動力に関する情報を蓄積している。図９は、代表的なパネルの動く経路に沿ったドアポジションを抜粋して数字で示したものである。図１０は、本発明の実施例のためのものであって、測定されたリフトゲートの力、およびドアポジションの関数として時間に関するリフトゲートの力の導関数の代表的なものを示す図である。図１１は、メモリーと、リフトゲートの動きに対するメモリーの関連を示す図である。数値は、４つの多次元配列に記憶される。配列の次元は、動きの方向およびポジションである。動きの方向は、開放または閉鎖である。ポジションは、所定の経路をいくつかに区間分けしたものである。第一の配列は、駆動力（ｆｍｅｍ）を表現し、第二の配列は、駆動力の時間の導関数（ｄｆｍｅｍ）を表現し、第三の配列は、駆動力の測定値の変化（ｖｆｍｅｍ）を表現し、第四の配列は、駆動力の時間の導関数の測定値の変化（ｖｄｆｍｅｍ）を表現している。さらに、メモリーに蓄積されている数値は、障害物を検出することなくリフトゲートを開閉した回数、障害物を検出した回数、および、最新のｎ分間における平均の駆動力が含まれる。
【００５９】
次の説明では、リフトゲートが作動中であると仮定する。現在、時間はｔであり、リフトゲートは所定の経路に沿った移動中の区間ｐにあり、リフトゲートの動きの方向はｄである。メモリーの数値は、次のように障害物の決定に用いられる。即ち、検知された第一の駆動力は、現在のリフトゲートのポジションおよび方向における力の配列と比較される。現在のリフトゲートのポジションおよび方向は、下記のようなシステム依存の組合せになっている、
現在の力（ｆ（ｄ，ｔ））は、このリフトゲートのポジションのためにメモリーに記憶されている力（ｆｍｅｍ［ｄ，ｐ］）よりも、あるマージン（ｆｍａｒｇｉｎ（ｄ））だけ大きい。
時間に関する現在の力の導関数（ｄｆ／ｄｔ（ｄ，ｔ））は、このリフトゲートポジションのためにメモリーに蓄積されている力の時間の導関数（ｄｆｍｅｍ（ｄ，ｐ））よりも、あるマージン（ｄｆｍａｒｇｉｎ（ｄ））だけ大きい。
現在の力（ｆ（ｄ，ｔ））は、ある所定の絶対最大力（ｆｍａｘ（ｄ））より大きい。この最大力は、いかなる状況下でも超えてはならない最大値である。
【００６０】
図示した実施例においては、マージンは調節可能である。この概念から拡張して理解されることは、マージン（ｆｍａｒｇｉｎおよびｄｆｍａｒｇｉｎの両方）を、ｖｆｍｅｍ［ｄ，ｐ］およびｖｄｆｍｅｍ［ｄ，ｐ］の関数にすることである。即ち、マージン自体がポジションの関数であって、時間の経過につれて、力が変化するにしたがって、各ポジションにおいて変化するものである。ポジションｄ，ｐにおける力が、各サイクルごとに同一である場合、マージンはより小さくなろうとし、システムはそれだけいっそう高感度になる。ポジションｄ，ｐにおける力が、各サイクルごとに相当変化する場合、マージンが大きい値であり続けようとする。マージンは、あるポイントを超えて増加できないように制限されており、このポイントを超えて増加させようとすると、システムの問題を表示する。
【００６１】
さらに伸展して、何らかの外部センサー（温度センサーのようなもの）の関数として、蓄積されている力（ｆｍｅｍ（ｐ）およびｄｆｍｅｍ（ｐ）の、いずれかまたは両方）を変更して、既知のおよび予測可能な環境依存性を導入する。
【００６２】
配列が有効なデータを内容する場合、リフトゲートの移動中に制御手段が障害物を検出しないとき、配列は以下に記載の公式を用いて更新される。
【００６３】

【００６４】
ここで、ｋ１、ｋ２、ｋ３、ｋ４、ｋ５、ｋ６、ｋ７、およびｋ８は、力学系にしたがって実験的に設定される。これらは、システムが学習する速度に影響し、また、変化する環境に対してシステムがどの程度反応できるかを示すものであるかにも影響する。典型的には、これらの数値は、ｋ１、ｋ３、ｋ５、およびｋ７が、それぞれｋ２、ｋ４、ｋ６、およびｋ８よりも十分小さいようなものとなるだろう。
【００６５】
更新の公式の変形としては次のものが含まれる。即ち、計算ごとの最大の変更を所定の最大値に制限すること、また、付加的な平均化の定数（ｋパラメータ）を追加して、記憶されている数値より小さい測定値を、記憶されている数値より高い測定値とは違うように、配列に影響させるものとする。
【００６６】
システムがまだ作動していなかったために、蓄積されている数値が「無効」としてマークされている場合、公式は以下の通りである。
【００６７】
ｆｍｅｍ［ｄ，ｐ］＝ｆ（ｄ，ｐ）
ｄｆｍｅｍ［ｄ，ｐ］＝ｄｆ／ｄｔ（ｄ，ｐ）
ｖｆｍｅｍ［ｄ，ｐ］＝０
ｖｄｆｍｅｍ［ｄ，ｐ］＝０
【００６８】
かくして、システムは、組み立て直後にリフトゲートの特性を学習することができる。これにより、ある製品と次の製品との間で、製品の性能に影響を及ぼすことなく、重要な変化をさせることが可能となる。もし、ある特別な組立てプロセスが製品を一定の公差内で類似させる必要がある場合、最初の作動時に公差外の製品が障害物を検出して、製品が公差外であることを品質管理の人員に知らせるという方法で、配列の数値がシードされてもよい。この技術は、所定の公差に対して外部設備を追加することなく１段階で、システムの作動を検査し、システムを補正し、そして機械的なシステムをテストする。
【００６９】
最後に、制御手段は、かなりの長時間（分）にわたって駆動装置の平均的な働きを監視する。それが駆動装置に対して仕様を超える場合、パネルは作動不能になり、所定の安全なステート（図示した実施例では、開放）となる。これによって、システムコストを追加することなく、駆動装置は保護される。
【００７０】
この障害物検出技術の効果は、パネルを開閉するための通常の駆動力を連続的に変化させることの確立である。この通常の駆動力を超える、パネルを駆動するのに必要な大きい力は、障害物が原因であると推定される。この技術は、信頼性の高い作動を維持しつつ、最高の感度を可能とする。本発明は、与えられた感度おいて誤って障害物を検出する可能性を低下させるが、重要な特徴は、誤って検出された障害物を処理する能力である。異常な状況によって力が増大し、その結果装置が障害物が存在すると推定する場合、障害物を推定したポイントまで増大された力を配列が記憶しているであろうから、この学習技術は、命令を繰り返して首尾良くパネルを開閉する可能性を高めるのである。
【００７１】
図示した実施例は、受動的な開放システムを用いていることを重要視すべきである。図示した実施例はガスストラット２１を使用しており、このストラットが、リフトゲート開放時に、許容可能に小さい力を障害物に作用させる。このため、リフトゲート開放時に、能動的な障害物検出の必要がない。本発明は、異なる特性を示す、異なるパネル動作機構を有するシステムにも適用される。そのステートチャートは、図８に示す図から変形したものとして示される場合もあるが、しかし、駆動手段の基本的な連係は図８に当てはまる。さらに、以下で説明する障害物検出のための方法は、能動的にパネルを開閉するシステムに同等に適用可能である。加えて、障害物を検出して取られる回避動作は、パネル動作機構によって異なる。最後に、特定のパネル動作機構を示す。即ち、容易にモデルが形成され故に障害物検出アルゴリズムにおいて補正される、温度や他の環境条件に対して反応するものである。例えば、図示した実施例におけるガスストラット２１は、強くそして予測し得る、温度の感度を示す。障害物のための試験のときに現在の温度に従って配列の数値をそれに応じて決めることによって、また、配列の数値を更新するときに現在の作動温度に関する測定値を標準化することによって、障害物検出の割増の感度を獲得できる。
【００７２】
追加的な実施例として、上記説明による図示した実施例の変形が存在し、それが本発明の本質から逸脱しないことは自明であろう。以下に数例を示す。
【００７３】
図１に示した実施例は、ケーブル、ウィンチ、およびガスストラットを基礎とした動作機構を示している。代替の実施例として、ポンプ、リニアな空圧または油圧式の駆動装置に共同させて非圧縮性の流体を用い、また、オプションとして圧縮性ガスを用いてもよい。このような実施例では、パネルに作用する力は、ガスまたは流体の圧力によって測定してもよい。パネルのポジションは、非圧縮性の流体の流量から推定してもよく、あるいは、どの実施例にもあるように、直接測定してもよい。本実施例でも、他の例のように、パネルの開放は、能動的でも受動的でもよい。
【００７４】
図４は、代替として示す実施例において、パワースライディングドア１を側面に有するバンを示す図である。第一の駆動手段３、第二の駆動手段４、パネル動作機構１２、制御手段７、係合装置５、ポジションセンサー１１、ラッチ手段８、および力センサー６が示されている。図４の制御手段の作動における、図２、図３に示す実施例との最も重大な相違は、例えばガスストラットを前提にすることよりは、パネルを能動的に開放することである。
【００７５】
図５および図６は、類似のパワースライディングドアを有する自動車を示す図である。
【００７６】
図７は、自動車のトランクデッキの蓋に適用されたものとしての実施例を示す図である。図２、図３に示す実施例との重大な相違は、係合装置が無いことである。
【００７７】
さらに、説明した本発明の部分的変更は、当該技術に熟練した技術者にとって自明であり、また、特許請求の範囲の本発明の本質から逸脱することなく、実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
本発明は、本発明の実施例を説明する添付図面を参照して、いっそう詳細に説明される。
図１は、本発明の一実施例の、乗用バンの後部の閉鎖パネルを概略的に示す斜視図である。
図２は、本発明の一実施例の、部品の比較的詳細な略図である。
図３は、本発明の一実施例の、部品の機能的な略図である。
図４は、乗用車としてのバンの側面の閉鎖パネルを示す、本発明の代替実施例の概略的な斜視図である。
図５は、代表的な自動車において側面の閉鎖パネルが閉鎖ポジションであることを示す、本発明の一実施例の側面図である。
図６は、図５の実施例であり、閉鎖パネルが完全に開放のポジションにあることを示している。
図７は、自動車のトランクの閉鎖パネルを示す、本発明の代替実施例の後部の斜視図である。
図８は、本発明の一実施例における閉鎖パネル装置の多種多様な命令およびステートを示すステートダイヤグラムである。
図９は、代表的なパネルの移動経路に沿ったドアポジションを抜粋して数字で示している。
図１０は、本発明の実施例に対して、であって、測定されたリフトゲートの力、およびドアポジションの関数として時間に関するリフトゲートの力の導関数を示している。
図１１は、本発明の実施例の代表的な作動において、メモリー保管の４つの多次元配列を示している。

Claims (10)

1. （ａ）開口部を被覆すべく所定の経路に沿って動くように適合させたパネルと、
   （ｂ）開放ポジションと閉鎖ポジションとの間で、前記所定の経路に沿ってパネルを動かす駆動手段と、
   （ｃ）前記所定の経路に沿った各点でパネルを開閉するのに必要な力に関する情報が蓄積されたメモリーを有する制御手段であって、この情報を用いてパネルの経路中の障害物を検出しパネルの動きを停止または逆にさせる信号を駆動手段に送るように適合させた制御手段と、
   を有し、
   前記制御手段は、障害物を検出するための手段として、
   （ｉ）所定の経路に沿った各点でパネルを開閉するのに必要な測定された力に基づいて、ポジションに関する力の情報の行列を計算し、連続的に変更する手段と、
   （ ii ）前記パネルを開閉するのに必要な測定された力と、所定の経路に沿ったパネルの動きの各点でのポジションに関する力の情報の行列とを、比較する手段と、
   を有しており、
   上記（ｉ）における、ポジションに関する力の情報の行列を計算するための手段が、ポジションに関する力の行列を計算することができ、かつ、所定の経路に沿った各点でのパネルを開閉するのに必要な測定された力に基いて、ポジションに関する力の行列の第一階導関数を計算することができるものである、
   閉鎖パネル制御装置。
2. （ａ）開口部を被覆すべく所定の経路に沿って動くように適合させたパネルと、
   （ｂ）開放ポジションとほぼ閉鎖に近いポジションとの間で、所定の経路に沿って、パネルを動かす第一の駆動手段と、
   （ｃ）ほぼ閉鎖に近いポジションから完全閉鎖ポジションまで、パネルを動かす第二の駆動手段と、
   （ｄ）完全閉鎖ポジションにパネルを保持するか、または、パネルを解放するラッチ手段と、
   （ｅ）第一および第二の駆動手段ならびにラッチ手段の機能を連係させることができ、前記所定の経路に沿った各点でパネルを開閉するのに必要な力に関する情報が蓄積されたメモリーを有する制御手段であって、この情報を用いてパネルの経路中の障害物を検出しパネルの動きを停止または逆にさせる信号を駆動手段に送るのに適合した制御手段と、
   を有し、
   前記制御手段は、障害物を検出するための手段として、
   （ｉ）所定の経路に沿った各点でパネルを開閉するのに必要な測定された力に基づいて、ポジションに関する力の情報の行列を計算し、連続的に変更する手段と、
   （ ii ）前記パネルを開閉するのに必要な測定された力と、所定の経路に沿ったパネルの動きの各点でのポジションに関する力の情報の行列とを、比較する手段と、
   を有しており、
   上記（ｉ）における、ポジションに関する力の情報の行列を計算するための手段が、ポジションに関する力の行列を計算することができ、かつ、所定の経路に沿った各点でのパネルを開閉するのに必要な測定された力に基いて、ポジションに関する力の行列の第一階導関数を計算することができるものである、
   閉鎖パネル制御装置。
3. 上記第一および第二の駆動手段の動作の開始が、（ａ）電気信号、（ｂ）電波信号、（ｃ）赤外線信号、（ｄ）パネルの物理的な動き、（ｅ）機械的手段、のうちの１以上によって引き起こされるものである請求項１または２記載の閉鎖パネル制御装置。
4. 比較手段が、所定の経路に沿った各点での力の測定値の経時変化を用いるものである請求項１または２記載の閉鎖パネル制御装置。
5. 機械的手段がハンドルを有するものである請求項３記載の閉鎖パネル制御装置。
6. 制御手段が、開放ポジションから完全閉鎖ポジションまで所定の経路に沿って、パネルを手動で動かすことを可能とするものである請求項１〜５のいずれかに記載の閉鎖パネル制御装置。
7. パネルの自動的な動作に優先して、該パネルを部分的に開放状態に維持することができる手段を有する、請求項１〜６のいずれかに記載の閉鎖パネル制御装置。
8. 駆動手段を電気的にまたは機械的に作動できないようにするロックを有する、請求項１〜７のいずれかに記載の閉鎖パネル制御装置。
9. 温度等のような測定条件にかかわる作動環境に送られまたそれから得られる蓄積された力の情報を、標準化するための計算手段をさらに有する、請求項１〜８のいずれかに記載の閉鎖パネル制御装置。
10. 固定された所定の最大値に力を制限する計算手段をさらに有する、請求項１〜９のいずれかに記載の閉鎖パネル制御装置。

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