JP4060731B2 - スライドドア速度制御装置、それを備えたスライドドア自動開閉システム及び自動車、並びに、スライドドアの速度制御方法 - Google Patents
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【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スライドドア速度制御装置、それを備えたスライドドア自動開閉システム及び自動車、並びに、スライドドアの速度制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両のドアを自動開閉させるための開閉制御装置が実用化されている。例えば、下記特許文献１には、ドアを開閉駆動する駆動手段と、ドア開閉時における車両の停車姿勢を検出する姿勢検出手段と、姿勢検出手段によって検出された停車姿勢に応じて駆動手段によるドアの開閉速度を偏光する開閉速度変更手段と、を備えたものが開示されており、かかる構成によれば、車両の姿勢如何に関わらずに駆動手段の過負荷を起こすことなく、確実なドア開閉を行える、との内容が記載されている。
【０００３】
車両のドアの自動開閉のうちでもスライドドアの自動開閉システム、つまり、パワースライドドアによるスライドドアの速度制御には、一般に、ＰＩ（proportional integral）制御というフィードバック制御が用いられている。ここで、ＰＩ制御について図７の構成図及び図８のフローチャートに基づいて説明する。
【０００４】
まずスタート後のステップＳ１’では、スライドドアが自動運転中であるか否かを判断し、ＹＥＳの場合にはステップＳ２’に進み、ＮＯの場合には再びステップＳ１’に戻る。
【０００５】
ステップＳ２’では、目標速度ＳＶとパルスエンコーダーからの信号より変換された実速度ＰＶとの偏差Ｅｎを導出し、続くステップＳ３’に進む。
【０００６】
ステップＳ３’では、目標速度ＳＶと実速度ＰＶとの偏差Ｅｎの差分（Ｅｎ−Ｅｎ−１）に比例項定数Ｋｐを乗じて偏差に比例した補正量Ｐを導出し、続くステップＳ４’に進む。
【０００７】
ステップＳ４’では、制御周期ＴＳを積分時間ＴＩで除し、それに目標速度ＳＶと実速度ＰＶとの偏差Ｅｎを乗じて偏差の時間積分に比例した補正量Ｉを導出し、続くステップＳ５’に進む。
【０００８】
ステップＳ５’では、１制御周期前の制御信号（操作量）ＭＶｎ−１に補正量Ｐと補正量Ｉとを加えて制御信号ＭＶｎとしてそれを出力してモータを駆動し、ステップＳ１’に戻る。ＰＩ制御では、速度の偏差の差分を積算することで比例項の補正量Ｐが構成され、その差分が無くなると補正量Ｐが一定となることから、補正量Ｐだけでは目標速度との間にオフセットが生じるところ、そのオフセットが積分項の補正量Ｉによって埋められる。
【０００９】
ところで、自動車のパワースライドドアは、動作時間が短く且つその短い時間内で目標速度が変化する（加減速がある）ものであるため、小さな速度の偏差に対してでもモータへの出力を大きく補正できることが望まれる。ＰＩ制御では補正量Ｐにより主たる補正がなされることから、従って、そのためには比例項定数Ｋｐを高く設定すればよい。
【００１０】
【特許文献１】
特開平５−１０４９５０号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば、坂路に停車した自動車でパワースライドドアを動作させ、スライドドアが自重によって開こうとする作用を受けて外乱を発生するような場合、比例項定数Ｋｐが高く設定されていると、速度の偏差が大きいために補正量も大きなものとなり、スライドドアの速度が目標速度を中心に上下に変動するハンチングを起こし、目標速度への良好な収束性を得ることができないという問題がある。そのため、通常は、比例項定数Ｋｐを低く設定せざるを得ず、スライドドアの速度が目標速度に収束するのに長時間を要することとなっている。
【００１２】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、外乱が生じた場合でもスライドドアの速度を迅速に目標速度に収束させるスライドドア速度制御装置、それを備えたスライドドア自動開閉システム及び自動車、並びに、スライドドアの速度制御方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明のスライドドア速度制御装置は、
スライドドアの実速度が実速度信号として入力される信号入力部と、
上記信号入力部から実速度信号を得て、それに対応した上記スライドドアの実速度を目標速度に到達させるために該スライドドアの駆動源に対して出力すべき制御信号を演算する制御信号演算部と、
上記制御信号演算部で演算した制御信号を上記スライドドアの駆動源に対して出力する信号出力部と、を備え、
上記制御信号演算部は、
自動車停車位置が平地であるときには、自動車停車位置が平地であるときの上記スライドドアの目標速度と基準信号との関係に基づいて導出した該スライドドアの目標速度に対応した基準信号に対して、該スライドドアの実速度に基づく補正量を加減したものを上記制御信号とする一方、
自動車停車位置が坂道であるときには、上記スライドドアの目標速度と基準信号との関係であって、自動車停車位置が平地であるときの上記スライドドアの目標速度と基準信号との関係に対し、該自動車停車位置が平地であるときの関係に換算されるように補正を施したものに基づいて導出した該スライドドアの目標速度に対応した基準信号に対して、該スライドドアの実速度に基づく補正量を加減したものを上記制御信号とするように構成されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明のスライドドアの速度制御方法は、
スライドドアの実速度を取得するステップと、
上記スライドドアの実速度を目標速度に到達させるためにスライドドアの駆動源に対して出力すべき制御信号を演算するステップと、
上記演算した制御信号をスライドドアの駆動源に対して出力するステップと、を備え、
上記制御信号を、
自動車停車位置が平地であるときには、自動車停車位置が平地であるときの上記スライドドアの目標速度と基準信号との関係に基づいて導出した該スライドドアの目標速度に対応した基準信号に対して、該スライドドアの実速度に基づく補正量を加減したものとする一方、
自動車停車位置が坂道であるときには、上記スライドドアの目標速度と基準信号との関係であって、自動車停車位置が平地であるときの上記スライドドアの目標速度と基準信号との関係に対し、該自動車停車位置が平地であるときの関係に換算されるように補正を施したものに基づいて導出した該スライドドアの目標速度に対応した基準信号に対して、該スライドドアの実速度に基づく補正量を加減したものとすることを特徴とする。
【００１５】
従来のＰＩ制御では、１制御周期前の制御信号ＭＶｎ−１に対して補正量Ｐと補正量Ｉとを加えて制御信号ＭＶｎとしていたため、スライドドアの実速度が徐々に目標速度に近づくため、目標速度に到達するまでに長時間を要するという問題があった。しかしながら、上記の構成によれば、スライドドアの目標速度に対応した基準信号に対してスライドドアの実速度に基づく補正量を加減したものを制御信号する、つまり、目標速度に近い状態で補正量が加減されるので、外乱が生じたような場合でもスライドドアの速度を迅速に目標速度に収束させることができる。
【００１６】
本発明のスライドドア速度制御装置は、上記制御信号演算部が、上記スライドドアの目標速度に対応した基準信号に対して該スライドドアの実速度と目標速度との差に所定定数を乗じた補正量を加減したものを上記制御信号とするように構成されたものであってもよい。
【００１７】
従来のＰＩ制御では、速度の偏差に比例項定数Ｋｐを乗じて補正量Ｐが導出されるが、比例項定数Ｋｐが大きいと速度の偏差が大きい場合に目標速度への収束性が悪いという問題があった。しかしながら、上記の構成によれば、スライドドアの実速度と目標速度との差、すなわち、速度の偏差に定数を乗じたものが補正量とされるが、目標速度に対応した基準信号に対してその補正量が加減されることから、その補正量が小さいものとなるので、速度の偏差に乗じられる定数が小さくても迅速にスライドドアの速度を目標速度に収束させることができる。
【００１８】
本発明のスライドドア速度制御装置は、特に適応範囲が限定されるものではなく、如何なるスライドドア自動開閉システムにも適用可能であるが、例えばスライドドアを有する自動車への適用が好適である。自動車のパワースライドドアは、動作時間が短く且つその短い時間内で目標速度が変化するものであるため、自動車を坂路に停車させてパワースライドドアを動作させたときのように外乱が発生したときであっても、スライドドアの速度を目標速度に迅速に収束させることができる。つまり、本発明のスライドドア速度制御装置の効果が顕著なものとなる。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、スライドドアの目標速度に対応した基準信号に対してスライドドアの実速度に基づく補正量を加減したものを制御信号とするので、外乱が生じた場合でもスライドドアの速度を迅速に目標速度に収束させることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施形態に係る自動車１００を示す。図２は、その自動車１００が備えたスライドドア自動開閉システム、つまりパワースライドドア２００の構成を示す。
【００２２】
この自動車１００は、バンタイプのものであり、後部座席の乗降のための左右に開閉するスライドドア１１０が設けられている。このスライドドア１１０は、パワースライドドア２００によって自動開閉の速度制御が行われている。
【００２３】
このパワースライドドア２００は、車両に設けられたスライドドア１１０と、そのスライドドア１１０を開閉する駆動装置１２０と、その駆動装置１２０を制御してスライドドア１１０の速度を制御するスライドドア速度制御装置１３０と、で構成されている。
【００２４】
駆動装置１２０は、両端がスライドドア１１０に固定され一対のドラム（図示せず）に巻き掛けられて環状を構成したケーブル（ワイヤーケーブル）１２１を備えており、一方のドラムをモータ１２２で正逆に回転させることによりケーブル１２１を介してスライドドア１１０を開閉させるようになっている。つまり、モータ１２２がスライドドア１１０の駆動源を構成している。また、この駆動装置１２０は、パルスエンコーダー１２３を備えており、このパルスエンコーダー１２３によりスライドドア１１０の実速度及び位置に対応したパルス信号が出力されるようになっている。
【００２５】
スライドドア速度制御装置１３０は、マイクロコンピュータからなり、駆動装置１２０のパルスエンコーダー１２３に接続された信号入力部１３１と、駆動装置１２０のモータ１２２に接続された信号出力部１３２と、信号入力部１３１からの信号が入力されて演算後に信号出力部１３２に信号を出力する制御信号演算部１３３と、で構成されている。このスライドドア速度制御装置１３０は、信号入力部１３１にパルスエンコーダー１２３からスライドドア１１０の実速度及び位置がそれぞれ実速度信号及び位置信号として入力され、制御信号演算部１３３が信号入力部１３１から実速度信号及び位置信号を得て、スライドドア１１０の実速度をその位置での目標速度に到達させるためにモータ１２２に対して出力すべき制御信号を演算し、信号出力部１３２がその制御信号をモータ１２２に対して出力するようになっている。具体的には、制御信号演算部１３３は、スライドドア１１０の目標速度に対応した基準信号に対してスライドドア１１０の実速度と目標速度との差に所定の比例項定数Ｋｐを乗じた補正量を加減したものを制御信号とするようになっている。なお、スライドドア速度制御装置１３０にはモータ１２２が接続されており、モータ１２２はそこから電力供給を受けている。
【００２６】
ここで、パワースライドドア２００のスライドドア速度制御装置１３０によるスライドドア１１０の速度制御について、図３の構成図及び図４のフローチャートに基づいて説明する。
【００２７】
まずスタート後のステップＳ１では、スライドドア１１０が自動運転中であるか否かを判断し、ＹＥＳの場合にはステップＳ２に進み、ＮＯの場合には再びステップＳ１に戻る。
【００２８】
ステップＳ２では、スライドドア１１０のその位置における目標速度ＳＶに対応した基準出力Ｍｒｅｆを導出し、続くステップＳ３に進む。基準出力Ｍｒｅｆは、車両を平地に停車した状態でのモータ１２２への供給電力、つまり基準出力Ｍｒｅｆとスライドドア１１０の速度との標準線形関係を、図５に示すように、Ｍｒｅｆ＝Ａ×（ＳＶ）＋Ｂのように予め得ておき、目標速度ＳＶから逆算することにより得ることができる。この基準出力Ｍｒｅｆは、必要に応じて、モータ１２２の電源電圧の変動や自動車停車位置が坂路であることが検知されることによる補正が施される。この補正は、モータ１２２の電源電圧の変動や自動車停車位置が坂路であることが検知されたときに、基準出力Ｍｒｅｆとスライドドア１１０の速度との線形関係を、車両を平地に停車した状態における上記の標準線形関係に換算するものである。
【００２９】
ステップＳ３では、目標速度ＳＶと、パルスエンコーダー１２３からの信号より変換された実速度ＰＶと、の偏差Ｅｎを導出し、続くステップＳ４に進む。
【００３０】
ステップＳ４では、目標速度ＳＶと実速度ＰＶとの偏差Ｅｎに比例項定数Ｋｐを乗じて偏差Ｅｎに比例した補正量Ｐｎ導出し、続くステップＳ５に進む。
【００３１】
ステップＳ５では、制御周期ＴＳを積分時間ＴＩで除し、それに目標速度ＳＶと実速度ＰＶとの偏差Ｅｎを乗じ、それに１制御周期前の補正量Ｉｎ−１を加えて偏差の時間積分に比例した補正量Ｉｎを導出し、続くステップＳ６に進む。
【００３２】
ステップＳ６では、基準信号Ｍｒｅｆに補正量Ｐｎと補正量Ｉｎとを加えて制御信号ＭＶｎとしてそれを信号出力部１３２を介してモータ１２２に対して出力し、その後に再びステップＳ１に戻る。この制御では、初期に目標速度に近い速度が基準とされて補正項Ｐｎによる補正がなされ、補正量Ｐｎだけでは目標速度との間にオフセットが生じるところ、そのオフセットが積分項の補正量Ｉｎによって埋められる。
【００３３】
従来のＰＩ制御では、図８に示すように、１制御周期前の制御信号ＭＶｎ−１に対して補正量Ｐと補正量Ｉとを加えて制御信号ＭＶｎとしており、しかも、補正量Ｐを導出するために速度の偏差に乗じる比例項定数Ｋｐが小さくされていたので、図６に示すグラフに破線で示すように、外乱によってスライドドア１１０の実速度が目標速度からずれると、高い制御信号が長時間継続的に出力されるにも関わらず、実速度が目標速度に徐々に近づいて目標速度に到達して回復するまでに長時間を要するという問題があった。しかしながら、上記した本発明のスライドドア速度制御装置１３０によれば、スライドドア１１０の目標速度に対応した基準信号Ｍｒｅｆに対してスライドドア１１０の実速度に基づく補正量を加減したものを制御信号する、つまり、目標速度に近い状態で補正量が加減され、しかも、そのため補正量が小さいものとなるので、速度の偏差に乗じられる比例項定数Ｋｐが小さくても、また、図６に示すグラフの実線で示すように、従来のＰＩ制御に比べて高い制御信号が短時間継続的に出力されるだけであるにも関わらず、スライドドア１１０の速度を迅速に目標速度に収束させることができる。
【００３４】
従って、上記した本発明の自動車１００であれば、パワースライドドア２００の動作時間が短く且つその短い時間内で目標速度ＰＶが変化するものの、自動車１００を坂路に停車させてパワースライドドア２００を動作させたときのように外乱が発生したときであってもスライドドア１１０の速度を目標速度ＳＶに迅速に収束させることができる。
【００３５】
なお、上記実施形態では、パワースライドドア２００を備えた自動車１００としたが、特にこれに限定されるものではなく、その他のもののパワースライドドアであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係る自動車の側面図である。
【図２】 本発明の実施形態のパワースライドドアを示す図である。
【図３】 本発明の実施形態のパワースライドドアの動作を示す説明図である。
【図４】 本発明の実施形態のパワースライドドアのスライドドアの速度制御のフローチャートである。
【図５】 目標速度と基準出力との関係を示すグラフである。
【図６】 本発明及び従来技術のそれぞれのドア速度及び制御出力の経時変動を示すグラフである。
【図７】 従来技術のパワースライドドアの動作を示す説明図である。
【図８】 従来技術のパワースライドドアのスライドドアの速度制御のフローチャートである。
【符号の説明】
１００ 自動車
１１０ スライドドア
１２０ 駆動装置
１２１ ケーブル
１２２ モータ
１２３ パルスエンコーダー
１３０ スライドドア速度制御装置
１３１ 信号入力部
１３２ 信号出力部
１３３ 制御信号演算部
２００ パワースライドドア（スライドドア自動開閉システム）
【発明の属する技術分野】
本発明は、スライドドア速度制御装置、それを備えたスライドドア自動開閉システム及び自動車、並びに、スライドドアの速度制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両のドアを自動開閉させるための開閉制御装置が実用化されている。例えば、下記特許文献１には、ドアを開閉駆動する駆動手段と、ドア開閉時における車両の停車姿勢を検出する姿勢検出手段と、姿勢検出手段によって検出された停車姿勢に応じて駆動手段によるドアの開閉速度を偏光する開閉速度変更手段と、を備えたものが開示されており、かかる構成によれば、車両の姿勢如何に関わらずに駆動手段の過負荷を起こすことなく、確実なドア開閉を行える、との内容が記載されている。
【０００３】
車両のドアの自動開閉のうちでもスライドドアの自動開閉システム、つまり、パワースライドドアによるスライドドアの速度制御には、一般に、ＰＩ（proportional integral）制御というフィードバック制御が用いられている。ここで、ＰＩ制御について図７の構成図及び図８のフローチャートに基づいて説明する。
【０００４】
まずスタート後のステップＳ１’では、スライドドアが自動運転中であるか否かを判断し、ＹＥＳの場合にはステップＳ２’に進み、ＮＯの場合には再びステップＳ１’に戻る。
【０００５】
ステップＳ２’では、目標速度ＳＶとパルスエンコーダーからの信号より変換された実速度ＰＶとの偏差Ｅｎを導出し、続くステップＳ３’に進む。
【０００６】
ステップＳ３’では、目標速度ＳＶと実速度ＰＶとの偏差Ｅｎの差分（Ｅｎ−Ｅｎ−１）に比例項定数Ｋｐを乗じて偏差に比例した補正量Ｐを導出し、続くステップＳ４’に進む。
【０００７】
ステップＳ４’では、制御周期ＴＳを積分時間ＴＩで除し、それに目標速度ＳＶと実速度ＰＶとの偏差Ｅｎを乗じて偏差の時間積分に比例した補正量Ｉを導出し、続くステップＳ５’に進む。
【０００８】
ステップＳ５’では、１制御周期前の制御信号（操作量）ＭＶｎ−１に補正量Ｐと補正量Ｉとを加えて制御信号ＭＶｎとしてそれを出力してモータを駆動し、ステップＳ１’に戻る。ＰＩ制御では、速度の偏差の差分を積算することで比例項の補正量Ｐが構成され、その差分が無くなると補正量Ｐが一定となることから、補正量Ｐだけでは目標速度との間にオフセットが生じるところ、そのオフセットが積分項の補正量Ｉによって埋められる。
【０００９】
ところで、自動車のパワースライドドアは、動作時間が短く且つその短い時間内で目標速度が変化する（加減速がある）ものであるため、小さな速度の偏差に対してでもモータへの出力を大きく補正できることが望まれる。ＰＩ制御では補正量Ｐにより主たる補正がなされることから、従って、そのためには比例項定数Ｋｐを高く設定すればよい。
【００１０】
【特許文献１】
特開平５−１０４９５０号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば、坂路に停車した自動車でパワースライドドアを動作させ、スライドドアが自重によって開こうとする作用を受けて外乱を発生するような場合、比例項定数Ｋｐが高く設定されていると、速度の偏差が大きいために補正量も大きなものとなり、スライドドアの速度が目標速度を中心に上下に変動するハンチングを起こし、目標速度への良好な収束性を得ることができないという問題がある。そのため、通常は、比例項定数Ｋｐを低く設定せざるを得ず、スライドドアの速度が目標速度に収束するのに長時間を要することとなっている。
【００１２】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、外乱が生じた場合でもスライドドアの速度を迅速に目標速度に収束させるスライドドア速度制御装置、それを備えたスライドドア自動開閉システム及び自動車、並びに、スライドドアの速度制御方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明のスライドドア速度制御装置は、
スライドドアの実速度が実速度信号として入力される信号入力部と、
上記信号入力部から実速度信号を得て、それに対応した上記スライドドアの実速度を目標速度に到達させるために該スライドドアの駆動源に対して出力すべき制御信号を演算する制御信号演算部と、
上記制御信号演算部で演算した制御信号を上記スライドドアの駆動源に対して出力する信号出力部と、を備え、
上記制御信号演算部は、
自動車停車位置が平地であるときには、自動車停車位置が平地であるときの上記スライドドアの目標速度と基準信号との関係に基づいて導出した該スライドドアの目標速度に対応した基準信号に対して、該スライドドアの実速度に基づく補正量を加減したものを上記制御信号とする一方、
自動車停車位置が坂道であるときには、上記スライドドアの目標速度と基準信号との関係であって、自動車停車位置が平地であるときの上記スライドドアの目標速度と基準信号との関係に対し、該自動車停車位置が平地であるときの関係に換算されるように補正を施したものに基づいて導出した該スライドドアの目標速度に対応した基準信号に対して、該スライドドアの実速度に基づく補正量を加減したものを上記制御信号とするように構成されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明のスライドドアの速度制御方法は、
スライドドアの実速度を取得するステップと、
上記スライドドアの実速度を目標速度に到達させるためにスライドドアの駆動源に対して出力すべき制御信号を演算するステップと、
上記演算した制御信号をスライドドアの駆動源に対して出力するステップと、を備え、
上記制御信号を、
自動車停車位置が平地であるときには、自動車停車位置が平地であるときの上記スライドドアの目標速度と基準信号との関係に基づいて導出した該スライドドアの目標速度に対応した基準信号に対して、該スライドドアの実速度に基づく補正量を加減したものとする一方、
自動車停車位置が坂道であるときには、上記スライドドアの目標速度と基準信号との関係であって、自動車停車位置が平地であるときの上記スライドドアの目標速度と基準信号との関係に対し、該自動車停車位置が平地であるときの関係に換算されるように補正を施したものに基づいて導出した該スライドドアの目標速度に対応した基準信号に対して、該スライドドアの実速度に基づく補正量を加減したものとすることを特徴とする。
【００１５】
従来のＰＩ制御では、１制御周期前の制御信号ＭＶｎ−１に対して補正量Ｐと補正量Ｉとを加えて制御信号ＭＶｎとしていたため、スライドドアの実速度が徐々に目標速度に近づくため、目標速度に到達するまでに長時間を要するという問題があった。しかしながら、上記の構成によれば、スライドドアの目標速度に対応した基準信号に対してスライドドアの実速度に基づく補正量を加減したものを制御信号する、つまり、目標速度に近い状態で補正量が加減されるので、外乱が生じたような場合でもスライドドアの速度を迅速に目標速度に収束させることができる。
【００１６】
本発明のスライドドア速度制御装置は、上記制御信号演算部が、上記スライドドアの目標速度に対応した基準信号に対して該スライドドアの実速度と目標速度との差に所定定数を乗じた補正量を加減したものを上記制御信号とするように構成されたものであってもよい。
【００１７】
従来のＰＩ制御では、速度の偏差に比例項定数Ｋｐを乗じて補正量Ｐが導出されるが、比例項定数Ｋｐが大きいと速度の偏差が大きい場合に目標速度への収束性が悪いという問題があった。しかしながら、上記の構成によれば、スライドドアの実速度と目標速度との差、すなわち、速度の偏差に定数を乗じたものが補正量とされるが、目標速度に対応した基準信号に対してその補正量が加減されることから、その補正量が小さいものとなるので、速度の偏差に乗じられる定数が小さくても迅速にスライドドアの速度を目標速度に収束させることができる。
【００１８】
本発明のスライドドア速度制御装置は、特に適応範囲が限定されるものではなく、如何なるスライドドア自動開閉システムにも適用可能であるが、例えばスライドドアを有する自動車への適用が好適である。自動車のパワースライドドアは、動作時間が短く且つその短い時間内で目標速度が変化するものであるため、自動車を坂路に停車させてパワースライドドアを動作させたときのように外乱が発生したときであっても、スライドドアの速度を目標速度に迅速に収束させることができる。つまり、本発明のスライドドア速度制御装置の効果が顕著なものとなる。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、スライドドアの目標速度に対応した基準信号に対してスライドドアの実速度に基づく補正量を加減したものを制御信号とするので、外乱が生じた場合でもスライドドアの速度を迅速に目標速度に収束させることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施形態に係る自動車１００を示す。図２は、その自動車１００が備えたスライドドア自動開閉システム、つまりパワースライドドア２００の構成を示す。
【００２２】
この自動車１００は、バンタイプのものであり、後部座席の乗降のための左右に開閉するスライドドア１１０が設けられている。このスライドドア１１０は、パワースライドドア２００によって自動開閉の速度制御が行われている。
【００２３】
このパワースライドドア２００は、車両に設けられたスライドドア１１０と、そのスライドドア１１０を開閉する駆動装置１２０と、その駆動装置１２０を制御してスライドドア１１０の速度を制御するスライドドア速度制御装置１３０と、で構成されている。
【００２４】
駆動装置１２０は、両端がスライドドア１１０に固定され一対のドラム（図示せず）に巻き掛けられて環状を構成したケーブル（ワイヤーケーブル）１２１を備えており、一方のドラムをモータ１２２で正逆に回転させることによりケーブル１２１を介してスライドドア１１０を開閉させるようになっている。つまり、モータ１２２がスライドドア１１０の駆動源を構成している。また、この駆動装置１２０は、パルスエンコーダー１２３を備えており、このパルスエンコーダー１２３によりスライドドア１１０の実速度及び位置に対応したパルス信号が出力されるようになっている。
【００２５】
スライドドア速度制御装置１３０は、マイクロコンピュータからなり、駆動装置１２０のパルスエンコーダー１２３に接続された信号入力部１３１と、駆動装置１２０のモータ１２２に接続された信号出力部１３２と、信号入力部１３１からの信号が入力されて演算後に信号出力部１３２に信号を出力する制御信号演算部１３３と、で構成されている。このスライドドア速度制御装置１３０は、信号入力部１３１にパルスエンコーダー１２３からスライドドア１１０の実速度及び位置がそれぞれ実速度信号及び位置信号として入力され、制御信号演算部１３３が信号入力部１３１から実速度信号及び位置信号を得て、スライドドア１１０の実速度をその位置での目標速度に到達させるためにモータ１２２に対して出力すべき制御信号を演算し、信号出力部１３２がその制御信号をモータ１２２に対して出力するようになっている。具体的には、制御信号演算部１３３は、スライドドア１１０の目標速度に対応した基準信号に対してスライドドア１１０の実速度と目標速度との差に所定の比例項定数Ｋｐを乗じた補正量を加減したものを制御信号とするようになっている。なお、スライドドア速度制御装置１３０にはモータ１２２が接続されており、モータ１２２はそこから電力供給を受けている。
【００２６】
ここで、パワースライドドア２００のスライドドア速度制御装置１３０によるスライドドア１１０の速度制御について、図３の構成図及び図４のフローチャートに基づいて説明する。
【００２７】
まずスタート後のステップＳ１では、スライドドア１１０が自動運転中であるか否かを判断し、ＹＥＳの場合にはステップＳ２に進み、ＮＯの場合には再びステップＳ１に戻る。
【００２８】
ステップＳ２では、スライドドア１１０のその位置における目標速度ＳＶに対応した基準出力Ｍｒｅｆを導出し、続くステップＳ３に進む。基準出力Ｍｒｅｆは、車両を平地に停車した状態でのモータ１２２への供給電力、つまり基準出力Ｍｒｅｆとスライドドア１１０の速度との標準線形関係を、図５に示すように、Ｍｒｅｆ＝Ａ×（ＳＶ）＋Ｂのように予め得ておき、目標速度ＳＶから逆算することにより得ることができる。この基準出力Ｍｒｅｆは、必要に応じて、モータ１２２の電源電圧の変動や自動車停車位置が坂路であることが検知されることによる補正が施される。この補正は、モータ１２２の電源電圧の変動や自動車停車位置が坂路であることが検知されたときに、基準出力Ｍｒｅｆとスライドドア１１０の速度との線形関係を、車両を平地に停車した状態における上記の標準線形関係に換算するものである。
【００２９】
ステップＳ３では、目標速度ＳＶと、パルスエンコーダー１２３からの信号より変換された実速度ＰＶと、の偏差Ｅｎを導出し、続くステップＳ４に進む。
【００３０】
ステップＳ４では、目標速度ＳＶと実速度ＰＶとの偏差Ｅｎに比例項定数Ｋｐを乗じて偏差Ｅｎに比例した補正量Ｐｎ導出し、続くステップＳ５に進む。
【００３１】
ステップＳ５では、制御周期ＴＳを積分時間ＴＩで除し、それに目標速度ＳＶと実速度ＰＶとの偏差Ｅｎを乗じ、それに１制御周期前の補正量Ｉｎ−１を加えて偏差の時間積分に比例した補正量Ｉｎを導出し、続くステップＳ６に進む。
【００３２】
ステップＳ６では、基準信号Ｍｒｅｆに補正量Ｐｎと補正量Ｉｎとを加えて制御信号ＭＶｎとしてそれを信号出力部１３２を介してモータ１２２に対して出力し、その後に再びステップＳ１に戻る。この制御では、初期に目標速度に近い速度が基準とされて補正項Ｐｎによる補正がなされ、補正量Ｐｎだけでは目標速度との間にオフセットが生じるところ、そのオフセットが積分項の補正量Ｉｎによって埋められる。
【００３３】
従来のＰＩ制御では、図８に示すように、１制御周期前の制御信号ＭＶｎ−１に対して補正量Ｐと補正量Ｉとを加えて制御信号ＭＶｎとしており、しかも、補正量Ｐを導出するために速度の偏差に乗じる比例項定数Ｋｐが小さくされていたので、図６に示すグラフに破線で示すように、外乱によってスライドドア１１０の実速度が目標速度からずれると、高い制御信号が長時間継続的に出力されるにも関わらず、実速度が目標速度に徐々に近づいて目標速度に到達して回復するまでに長時間を要するという問題があった。しかしながら、上記した本発明のスライドドア速度制御装置１３０によれば、スライドドア１１０の目標速度に対応した基準信号Ｍｒｅｆに対してスライドドア１１０の実速度に基づく補正量を加減したものを制御信号する、つまり、目標速度に近い状態で補正量が加減され、しかも、そのため補正量が小さいものとなるので、速度の偏差に乗じられる比例項定数Ｋｐが小さくても、また、図６に示すグラフの実線で示すように、従来のＰＩ制御に比べて高い制御信号が短時間継続的に出力されるだけであるにも関わらず、スライドドア１１０の速度を迅速に目標速度に収束させることができる。
【００３４】
従って、上記した本発明の自動車１００であれば、パワースライドドア２００の動作時間が短く且つその短い時間内で目標速度ＰＶが変化するものの、自動車１００を坂路に停車させてパワースライドドア２００を動作させたときのように外乱が発生したときであってもスライドドア１１０の速度を目標速度ＳＶに迅速に収束させることができる。
【００３５】
なお、上記実施形態では、パワースライドドア２００を備えた自動車１００としたが、特にこれに限定されるものではなく、その他のもののパワースライドドアであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係る自動車の側面図である。
【図２】 本発明の実施形態のパワースライドドアを示す図である。
【図３】 本発明の実施形態のパワースライドドアの動作を示す説明図である。
【図４】 本発明の実施形態のパワースライドドアのスライドドアの速度制御のフローチャートである。
【図５】 目標速度と基準出力との関係を示すグラフである。
【図６】 本発明及び従来技術のそれぞれのドア速度及び制御出力の経時変動を示すグラフである。
【図７】 従来技術のパワースライドドアの動作を示す説明図である。
【図８】 従来技術のパワースライドドアのスライドドアの速度制御のフローチャートである。
【符号の説明】
１００ 自動車
１１０ スライドドア
１２０ 駆動装置
１２１ ケーブル
１２２ モータ
１２３ パルスエンコーダー
１３０ スライドドア速度制御装置
１３１ 信号入力部
１３２ 信号出力部
１３３ 制御信号演算部
２００ パワースライドドア（スライドドア自動開閉システム）
Claims (5)
- スライドドアの実速度が実速度信号として入力される信号入力部と、
上記信号入力部から実速度信号を得て、それに対応した上記スライドドアの実速度を目標速度に到達させるために該スライドドアの駆動源に対して出力すべき制御信号を演算する制御信号演算部と、
上記制御信号演算部で演算した制御信号を上記スライドドアの駆動源に対して出力する信号出力部と、を備え、
上記制御信号演算部は、
自動車停車位置が平地であるときには、自動車停車位置が平地であるときの上記スライドドアの目標速度と基準信号との関係に基づいて導出した該スライドドアの目標速度に対応した基準信号に対して、該スライドドアの実速度に基づく補正量を加減したものを上記制御信号とする一方、
自動車停車位置が坂道であるときには、上記スライドドアの目標速度と基準信号との関係であって、自動車停車位置が平地であるときの上記スライドドアの目標速度と基準信号との関係に対し、該自動車停車位置が平地であるときの関係に換算されるように補正を施したものに基づいて導出した該スライドドアの目標速度に対応した基準信号に対して、該スライドドアの実速度に基づく補正量を加減したものを上記制御信号とするように構成されていることを特徴とするスライドドア速度制御装置。 - 請求項１に記載されたスライドドア速度制御装置において、
上記制御信号演算部は、上記スライドドアの目標速度に対応した基準信号に対して該スライドドアの実速度と目標速度との差に所定定数を乗じた補正量を加減したものを上記制御信号とするように構成されていることを特徴とするスライドドア速度制御装置。 - 請求項１に記載されたスライドドア速度制御装置を備え、該スライドドア速度制御装置によりスライドドアが速度制御されることを特徴とするスライドドア自動開閉システム。
- 請求項３に記載されたスライドドア自動開閉システムを備え、上記スライドドア速度制御装置によりスライドドアが速度制御されることを特徴とする自動車。
- スライドドアの速度制御方法であって、
スライドドアの実速度を取得するステップと、
上記スライドドアの実速度を目標速度に到達させるためにスライドドアの駆動源に対して出力すべき制御信号を演算するステップと、
上記演算した制御信号をスライドドアの駆動源に対して出力するステップと、を備え、
上記制御信号を、
自動車停車位置が平地であるときには、自動車停車位置が平地であるときの上記スライドドアの目標速度と基準信号との関係に基づいて導出した該スライドドアの目標速度に対応した基準信号に対して、該スライドドアの実速度に基づく補正量を加減したものとする一方、
自動車停車位置が坂道であるときには、上記スライドドアの目標速度と基準信号との関係であって、自動車停車位置が平地であるときの上記スライドドアの目標速度と基準信号との関係に対し、該自動車停車位置が平地であるときの関係に換算されるように補正を施したものに基づいて導出した該スライドドアの目標速度に対応した基準信号に対して、該スライドドアの実速度に基づく補正量を加減したものとすることを特徴とするスライドドアの速度制御方法。
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