JP4239826B2

JP4239826B2 - 車両用開閉体の制御装置

Info

Publication number: JP4239826B2
Application number: JP2004000934A
Authority: JP
Inventors: 仁城所
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2004-01-06
Filing date: 2004-01-06
Publication date: 2009-03-18
Anticipated expiration: 2024-01-06
Also published as: JP2005194744A

Description

本発明は、車両に設けられ、例えば車両の乗員が乗り降りをするときなどに開閉動作をする車両用開閉体の速度を制御する車両用開閉体の制御装置に関する。

従来より、車両に設けられたスライド式のドア機構をモータの駆動力により開閉動作させるスライドドアシステムが知られている。このスライドドアシステムは、例えば下記の特許文献１に記載されているように、目標ドア速度と実ドア速度との差を積分した値に所定のゲインを乗じた値と、目標ドア速度に所定のゲインを乗じたフィードフォワード出力との和を用いてスライドドアのドア速度を制御する技術が知られている。

このような特許文献１に記載された制御は、例えば下り坂に車両が停車していてスライドドアの閉位置が下方に存在する場合に、スライドドアを閉作動させるとき、目標ドア速度に対して実ドア速度が大きくなるため、目標ドア速度と実ドア速度との差を積分した値が負値となる可能性があり、更には当該目標ドア速度と実ドア速度との差を積分した値にフィードフォワード出力を加算した値も負の値となる可能性がある。

しかしながら、スライドドアに駆動トルクを発生させるモータの制御範囲は、例えばモータへの駆動電圧をデューティ制御した場合において、０〜１００％までのデューティ比しか取ることができず、負の値及び１００％を越えるデューティ比を設定することができない。これに対し、モータに逆転電流を供給する回路を備えることにより、負の値に相当する駆動トルクを発生させることができるが、回路構成が複雑となってしまい、コストアップを招いてしまう。

したがって、従来の技術では、下り坂に車両が停車していてスライドドアの閉位置が下方に存在する場合に、目標ドア速度と実ドア速度との差の積分値が著しく小さくなって、デューティ比が０％に達した場合に、積分計算を継続すると積分値が更に小さくなってしまう。このような場合、例えばスライドドアが閉鎖直前まで駆動された状態でシール部材と接触して実ドア速度が目標ドア速度を下回った時には、積分値が負の大きな値となっているため、デューティ比を０％以上とするために必要な時間が長くなり、更にはモータの駆動力を発生させるまでに長い時間が必要となってしまう。

また、通常のスライドドアシステムにおいて、急勾配の下り坂に車両を停止させている場合、デューティ比が０％であっても、モータの引き擦り力よりも、スライドドアに加わる重力が大きいため、実ドア速度が目標ドア速度を下回らない状態が継続することがある。一方、モータの駆動トルクによってスライドドアを自動的に作動させるスライドドアシステムは、スライドドアの異物の挟み込みに対処するために、スライドドアの速度変化或いはスライドドア速度の急低下を検出して、挟み込みを判定した場合にスライドドアを反転作動する必要がある。

したがって、特許文献１に記載された技術では、積分値が大きな負の値となることによってデューティ比が０％となる状態が継続すると、スライドドアがシール部材と接触して抵抗を受けて駆動力が無くなったときに急な速度低下が発生し、挟み込みが発生したと判定してしまう可能性がある。これに対し、従来では、デューティ比が上限値又は下限値に達した場合に積分計算を停止することが、例えば下記の特許文献２などにて知られている。
特開２００３−１８２３６８号公報特開平１１−１４１６６６号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載された技術のように、目標ドア速度と実ドア速度との差を積分した出力と独立して、目標ドア速度に所定のゲインを乗したフィードフォワード出力値を利用した制御系を用いた場合には、特許文献２のように積分を停止した時点でのフィードフォワード出力値と、積分計算を開始する時点でのフィードフォワード出力値とが異なることがあり、スライドドアの駆動力を上限値又は下限値から所望の値とするのに要する時間が長くなってしまう。

具体的には、下り坂に車両が停車していてスライドドアの閉位置が下方に存在する場合には、目標ドア速度よりも実ドア速度が高くなるが、通常、挟み込みを防止するためにスライドドアの閉位置の直前にスライドドアの速度を低下させる制御を行うため、目標ドア速度に比例させるフィードフォワード出力値がスライドドア位置に応じて次第に小さくなる。このような状態でデューティ比が下限値に達して積分計算を停止させても、当該時点でのフィードフォワード出力値よりも、スライドドアがシール部材と接触した時点でのフィードフォワード出力値の方が小さくなる。そして、双方の時点でのフィードフォワード出力値の差がΔＦである場合には、当該ΔＦに相当する積分値が増加しない限り、スライドドアがシール部材と接触した状態であってもデューティ比が下限値以上とはならないことになる。したがって、従来では、スライドドアがシール部材に接触している場合であっても、デューティ比が下限値以下である期間はデューティ比が０％、すなわちスライドドアの駆動力が無い状態となり、スライドドアの停止のみならず挟み込みを誤検出して反転するという誤動作を引き起こす可能性があった。

したがって、従来では、スライドドアの駆動力の上限値又は下限値に達した時に積分計算を停止するが、積分値とは独立したフィードフォワード出力値を併用するため、積分計算を停止している期間におけるフィードフォワード出力値の変化によって、スライドドアに与える駆動力を変化させるために長い時間を要し、更には、挟み込みを誤判定してしまうという問題があった。

そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、スライドドアの駆動力を短時間で変更すると共に、スライドドアの誤動作を確実に防止することができる車両用開閉体の制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、車両に設置された車両用開閉体の開閉位置を検出する位置検出手段と、前記車両用開閉体の実移動速度を検出する実移動速度検出手段と、前記位置検出手段で検出される前記車両用開閉体の開閉位置に応じた前記車両用開閉体の目標速度を生成する目標速度生成手段と、前記目標速度生成手段で生成された目標速度と前記実移動速度検出手段で検出された実移動速度の速度差を求め、求めた速度差を積分する積分手段と、前記目標速度生成手段により生成された目標速度に、フィードフォワードゲインを乗算して、フィードフォワード出力値を生成するフィードフォワード出力手段と、前記積分手段により得られた積分値と、前記フィードフォワード出力手段で生成されたフィードフォワード出力値とを加算して、前記車両用開閉体を開閉動作させるモータに供給する電力をデューティ制御するときのデューティ比を算出するデューティ比算出手段とを備えた車両用開閉体の制御装置に適用される。

この車両用開閉体の制御装置は、デューティ比算出手段により算出されたデューティ比が下限値となった場合に、積分手段による積分計算を停止し、実移動速度が目標速度に達した場合に積分手段による積分計算を再開し、積分計算を停止した時点でのフィードフォワード出力値と、積分計算を再開した時点でのフィードフォワード出力値との差を積分手段により演算される積分値に加算することにより、上述の課題を解決する。

本発明に係る車両用開閉体の制御装置によれば、車両用開閉体を速度制御するに際して、フィードフォワード出力値、及び目標速度と実移動速度との速度差を積分した積分値とを使用する場合に、デューティ比が下限値である場合には、積分計算を停止すると共に、フィードフォワード出力値の変化量を積分値に加算してデューティ比を設定するので、実移動速度が目標ドア速度を上回っている状態で積分計算を継続することによって、積分値が大きな負の値となることを防止することができ、車両用開閉体の駆動力を短時間で変更すると共に、車両用開閉体の誤動作を確実に防止することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

本発明は、例えば図１に示すように構成されたスライドドア制御システムに適用される。

［スライドドア制御システムの構成］
このスライドドア制御システムは、スライドドア１の開閉をするスライドドア開閉システム１１と、スライドドア１内に設けられてスライドドア１の施錠及び解錠をするドアクロージャシステム１２とから構成されている。

このスライドドア制御システムにおいて、スライドドア開閉システム１１により制御するスライドドア１の制御領域は、半ドア状態が検出される位置（ハーフラッチ位置）から全開位置までであり、ドアクロージャシステム１２により制御するスライドドア１の制御領域から全閉位置までである。以下の説明では、ハーフラッチ位置をスライドドア開閉システム１１における「全閉位置」と呼ぶ。

ドアクロージャシステム１２は、図示しないバッテリと接続された給電コネクタ２１、クローズモータ２２、リリースモータ２３、ラッチ機構２４、ハーフラッチスイッチ２５、ドアハンドル２と接続されたクロージャコントローラ２６を備えて構成されている。

ラッチ機構２４は、スライドドア１がハーフラッチ位置に達したことを検出するための検出機構を備える。このラッチ機構２４は、スライドドア１がハーフラッチ位置に達したことがハーフラッチスイッチ２５により検出される。ハーフラッチスイッチ２５は、スライドドア１がハーフラッチ位置に達したことを検出すると、ハーフラッチ検出信号をクロージャコントローラ２６に出力する。

また、このラッチ機構２４は、クローズモータ２２によりスライドドア１を全閉状態とするクローズ／リリース機構を備える。このラッチ機構２４は、クローズモータ２２により発生したトルクによりクローズ／リリース機構を動作させてスライドドア１を全閉状態にし、リリースモータ２３により発生したトルクによりクローズ／リリース機構を動作させてスライドドア１を開状態にする。

クロージャコントローラ２６は、ドアハンドル２の動作、ハーフラッチ検出信号、及び後述のドア開閉制御部３６からの操作入力信号を入力してラッチ機構２４の動作を制御する。このクロージャコントローラ２６は、ユーザによるドアハンドル２の操作によりスライドドア１が開状態に操作されたことを検出する。

また、このクロージャコントローラ２６は、スライドドア１が開状態であることを認識している場合であって、ハーフラッチスイッチ２５によりスライドドア１がハーフラッチ位置に達したことを認識し、全閉状態にする信号を入力したことに応じて給電コネクタ２１からの電力をクローズモータ２２に供給してトルクを発生させる。これにより、クロージャコントローラ２６は、ラッチ機構２４のクローズ／リリース機構を動作させてスライドドア１を全閉状態にする。

更に、クロージャコントローラ２６は、スライドドア１が全閉状態であることを認識している場合であって、後述のドア開閉操作部３４又はキーレスコントローラ３５からの信号がドア開閉制御部３６から入力されたことに応じて給電コネクタ２１からの電力をリリースモータ２３に供給してトルクを発生させる。これにより、クロージャコントローラ２６は、ラッチ機構２４のクローズ／リリース機構を動作させてスライドドア１を開状態にして、ウェザーストリップ反力によりスライドドア１をハーフラッチ位置よりも開方向に位置させる。この状態において、スライドドア１は、スライドドア開閉システム１１による制御領域に位置し、クロージャコントローラ２６は、給電コネクタ２１を介してハーフラッチ検出信号をドア開閉制御部３６に出力する。

スライドドア開閉システム１１は、スライドドア１と接続されたドア駆動部３１、ブザー３２、メイン操作部３３、ドア開閉操作部３４、キーレスコントローラ３５、これらを制御するドア開閉制御部３６から構成されている。

メイン操作部３３及びドア開閉操作部３４は、例えばユーザが乗車した状態にて操作可能な位置に配設されてなる。これらのメイン操作部３３及びドア開閉操作部３４は、ユーザにより操作されることに応じて操作入力信号をドア開閉制御部３６に出力する。

ドア開閉操作部３４は、スライドドア１の開動作を開始する操作入力信号を生成するためのスイッチ、スライドドア１の閉動作を開始する操作入力信号を生成するためのスイッチからなる。このドア開閉操作部３４は、各スイッチが操作されることに応じて操作入力信号をドア開閉制御部３６に出力する。

メイン操作部３３は、スライドドア制御機構の制御の許可、禁止を行う信号を生成するスイッチからなり、操作されることに応じて許可信号又は禁止信号をドア開閉制御部３６に出力する。

キーレスコントローラ３５は、携帯型のリモコンに設けられたスイッチが操作されることにより送信される無線信号を入力して操作入力信号を生成して、ドア開閉制御部３６に出力する。

ブザー３２は、ドア開閉制御部３６からの駆動信号に応じて鳴吹することで、スライドドア１の動作をユーザに報知する。

ドア駆動部３１は、ドア接続機構４１、プーリー４２，４３、ドラム機構４４、バネ機構４５がワイヤ４６を介して接続されている。また、このドア駆動部３１は、ドラム機構４４の動作を検出してスライドドア１のドア駆動パルスを生成するパルスエンコーダ４７、スライドドア１を開閉駆動するトルクを発生させるドア開閉駆動モータ４８、ドア開閉駆動モータ４８とドラム機構４４との接続関係を切り換えるクラッチ機構４９を備える。

このドア駆動部３１は、ドラム機構４４がドア開閉駆動モータ４８が回転することよって回転をして、ワイヤ４６を巻き付けたり、開放したりする。これにより、ドア駆動部３１は、ワイヤ４６を巻き付ける動作又はワイヤ４６を開放する動作をすることでスライドドア１を開方向又は閉方向に動作させる。

また、パルスエンコーダ４７は、ドラム機構４４がドア開閉駆動モータ４８のトルクにより回転することでドア駆動パルスを生成する。これにより、パルスエンコーダ４７は、スライドドア１の開閉動作に従ったドア駆動パルスをドア開閉制御部３６に供給する。このパルスエンコーダ４７により生成されるドア駆動パルスは、ドア開閉駆動モータ４８とパルスエンコーダ４７とが連接されて構成されることにより、スライドドア１の移動速度に応じた周波数となる。なお、本実施例において、パルスエンコーダ４７は、機械式エンコーダであっても良く、光学式等のエンコーダであっても良い。

ドア開閉駆動モータ４８は、ドア開閉制御部３６からデューティ比が制御された電力が供給され、デューティ比に応じたトルクを発生させる。これにより、ドア開閉駆動モータ４８は、クラッチ機構４９を介してドラム機構４４を回転駆動してスライドドア１を駆動する。

更に、ドア開閉制御部３６には、図２に示すように、駆動回路５１と、バッテリ電圧検出部５２とが接続されている。

駆動回路５１は、図示しないバッテリからデューティ制御されたバッテリ電圧が印加されると共に、ドア開閉駆動モータ４８の駆動方向を示す制御信号が入力される。この駆動回路５１は、制御信号に従って、バッテリ電圧に応じた駆動電流をドア開閉駆動モータ４８に供給することにより、ドア開閉駆動モータ４８をスライドドア１の開方向又は閉方向に回転駆動させる。

バッテリ電圧検出部５２は、図示しない車両内のバッテリと接続し、バッテリから駆動回路５１に供給するバッテリ電圧を検出する。このバッテリ電圧検出部５２は、検出したバッテリ電圧をドア開閉制御部３６に出力する。

「ドア開閉制御部３６の構成」
ドア開閉制御部３６は、機能ブロック図として図２に示すように、ドア開閉操作部３４、メイン操作部３３からの操作入力信号を入力する操作判断部６１、ハーフラッチスイッチ２５からのハーフラッチ検出信号を入力する駆動判断部６２、駆動方向決定部６３、パルスエンコーダ４７からのドア駆動パルスを入力するドア位置算出部６４、速度算出部６５、挟み込み判断部６６、目標ドア速度生成部６７、フィードバック制御部６８、フィードバックゲイン算出部６９を備えて構成されている。

ドア位置算出部６４は、ドア駆動パルスを入力して、ドア位置を算出する。このドア位置算出部６４は、例えばスライドドア１が全開位置にあるときのドア位置情報として数値の「１００」を保持する。そして、ドア位置算出部６４は、スライドドア１が全開状態から閉方向に移動したことによりドア駆動パルスが入力されると、数値を「１００」から増加させてドア位置情報を算出する。このドア位置算出部６４は、算出したドア位置情報を挟み込み判断部６６、駆動判断部６２及び目標ドア速度生成部６７に出力する。

速度算出部６５は、パルスエンコーダ４７からのドア駆動パルスを入力し、ドア駆動パルスの周期を算出することでスライドドア１の実際の移動速度（実ドア速度）を算出して、実ドア速度情報を生成して挟み込み判断部６６及びフィードバック制御部６８に出力する。

挟み込み判断部６６は、ドア位置情報及び実ドア速度情報に基づいてスライドドア１の異物挟み込みを検出する。この挟み込み判断部６６は、異物挟み込みを検出すると、挟み込み検出信号を駆動判断部６２に出力する。

操作判断部７１は、ドア操作部２及びメイン操作部３３からの操作入力信号を入力すると、ドア操作部２及びメイン操作部３３の操作内容を判断して、操作内容判断信号を駆動判断部６２に出力する。

駆動判断部６２は、操作判断部７１からの操作内容判断信号から、ユーザの操作内容を認識する。また、駆動判断部６２は、ハーフラッチスイッチ４からハーフラッチ検出信号を入力すると、スライドドア１の半ドア状態にあることを認識する。この半ドア状態において、駆動判断部６２は、スライドドア１の位置がスライドドア開閉システム１１の制御範囲外にあり、ドアクロージャシステム１２の制御範囲であることを認識する。これにより、駆動判断部６２は、スライドドア１の動作の制御を行わない状態になる。更に、この駆動判断部６２は、ドア位置算出部６４及び挟み込み判断部６６と接続され、ドア位置情報及び挟み込み検出信号を入力する。

駆動判断部６２は、入力した信号に基づいて、スライドドア１及びブザー３２の駆動内容を判断し、駆動信号をブザー３２に出力すると共に、スライドドア１の駆動内容を示す駆動内容信号を駆動方向決定部６３に出力する。

駆動判断部６２は、操作判断部６１からスライドドア１の移動方向を反転させる操作内容判断信号を入力すると、先ず、モータブレーキを掛ける駆動内容信号を駆動方向決定部６３に出力する。次いで、駆動判断部６２は、モータブレーキを掛けてから所定期間後にスライドドア１を反転移動させる駆動内容信号を駆動方向決定部６３に出力する。

駆動方向決定部６３は、駆動判断部６２からの駆動内容信号に従ってドア開閉駆動モータ４８の駆動方向を判定して、駆動回路５１のリレー状態を制御する制御信号を出力する。

目標ドア速度生成部６７は、ドア位置算出部６４からドア位置情報を入力し、ドア位置に応じてスライドドア１の目標とする目標移動速度を取得して、目標ドア速度情報をフィードバック制御部６８に出力する。この目標ドア速度生成部６７は、図３に示すようにドア位置に応じた全速区間、減速区間及び締め込み区間が設定されている。具体的には、目標ドア速度生成部６７は、図４に示すように、ドア位置情報に従ったスライドドア１の位置に対するドア速度を示す目標ドア速度テーブルを内部に記憶している。この目標ドア速度生成部６７は、入力したドア位置情報に従って目標ドア速度テーブルを参照し、目標ドア速度情報を取得してフィードバック制御部６８に出力する。

フィードバックゲイン算出部６９は、バッテリ電圧検出信号及びドア位置情報から、ドア開閉駆動モータ４８に必要なトルクを発生させるための積分ゲイン、比例ゲイン、フィードフォワードゲイン等を算出して、フィードバック制御部６８に出力する。

「フィードバック制御部６８の構成」
つぎに、上述したスライドドア制御システムにおけるフィードバック制御部６８の構成について説明する。

このフィードバック制御部６８は、概略構成を図５に示すように、目標ドア速度と実ドア速度とを入力する第１加算器７１、目標ドア速度を入力するフィードフォワードゲイン演算器７２、積分ゲイン演算器７３、第２加算器７４、積分器７５、第３加算器７６、駆動回路５１と接続されたリミッター回路７７、当該リミッター回路７７と接続されたスイッチ回路７８を備える。このフィードバック制御部６８は、フィードフォワードゲイン演算器７２のフィードフォワードゲイン（Ｆゲイン）、積分ゲイン演算器７３の積分ゲイン（Ｉゲイン）がフィードバックゲイン算出部６９により設定される。

このフィードバック制御部６８は、目標ドア速度と実ドア速度とが入力されると、フィードフォワードゲイン演算器７２により目標ドア速度にフィードフォワードゲインを乗算すると共に、第１加算器７１により目標ドア速度と実ドア速度との速度差を演算して積分ゲイン演算器７３に出力する。次に、フィードバック制御部６８は、積分ゲイン演算器７３により速度差に積分ゲインを乗算して第２加算器７４に出力し、第２加算器７４により、積分ゲイン演算器７３の出力値と積分器７５の出力値とを加算して積分器７５に出力する。次にフィードバック制御部６８は、積分器７５により、第２加算器７４の出力値から積分値を算出して第３加算器７６に出力し、第３加算器７６により、積分器７５の出力値とフィードフォワードゲイン演算器７２の出力値とを加算して、リミッター回路７７を介して駆動回路５１に出力する。また、積分器７５は、積分値をスイッチ回路７８にも出力する。第３加算器７６の出力値は、「１」である場合にはデューティ比を１００％となるデューティサイクル信号となる。

リミッター回路７７は、フィードフォワード出力値と積分器７５の積分値とが加算された値を入力し、当該入力値を駆動回路５１に出力すると共に、スイッチ回路７８の開閉動作を制御する。このとき、リミッター回路７７は、予め設定されたデューティ比の上限値及び下限値に相当する上限値及び下限値と、第３加算器７６の出力値とを比較する。そして、リミッター回路７７は、第３加算器７６の出力値が、予め設定された上限値と下限値との範囲外であると判定した場合には、スイッチ回路７８を開状態とするように制御する。すなわち、リミッター回路７７は、積分器７５の出力値をフィードバックさせない状態にして、フィードバック制御部６８の積分計算を停止させる。

更に具体的には、フィードバック制御部６８は、図６に示すように、加算器９１、乗算器９２、加算器９３、フィルタ回路９４及び遅延回路９５を備えたフィルタに目標ドア速度を通過させることにより、目標速度生成部６７からの目標ドア速度が急峻に変化した場合にその変化を抑制した目標ドア速度に変換して、第１加算器７１及びフィードフォワードゲイン演算器７２に出力する。

フィードフォワードゲイン演算器７２は、目標ドア速度を入力すると、フィードバックゲイン算出部６９により予め設定されたフィードフォワードゲイン、例えばＦ＿ｇａｉｎ＝１／（３２０＊（１２／電源電圧）×２５６）なる値を乗算することにより、フィードフォワード出力値を取得して、第３加算器７６に出力する。また、このフィードフォワードゲイン演算器７２には、第２加算器７４との間に、遅延回路１０１、加算器１０２、フィルタ回路１０３、乗算器１０４が設けられている。

フィードバック制御部６８は、フィードフォワードゲイン演算器７２から出力されたフィードフォワード出力値が遅延回路１０１に保持され、前回のフィードフォワード出力値と今回のフィードフォワード出力値とが加算器１０２で減算されるように構成されている。具体的には、遅延回路１０１には、積分計算を停止させた時点でのフィードフォワード出力値が記憶され、積分計算を停止してから積分計算を再開する時点でのフィードフォワード出力値との差が加算器１０２で演算される。

この加算器１０２で減算された値は、デューティサイクルの制御タイミングにおけるフィードフォワード出力値の差分値ΔＦとなる。このフィードフォワード出力値の差分値ΔＦは、フィルタ回路１０３により、正の値である場合にのみ、乗算器１０４にて所定の定数で乗算されて、第２加算器７４の入力側に出力される。すなわち、フィードフォワード出力値が増加している場合には、フィルタ回路１０３でフィードフォワード出力値の変化量ΔＦが破棄され、フィードフォワード出力値が減少している場合には、フィルタ回路１０３を通過してフィードフォワード出力値の変化量ΔＦに比例した値を出力する。すなわち、フィードバック制御部６８は、スライドドア１が閉方向に移動して、目標ドア速度が減少した場合に、フィードフォワード出力値の変化量ΔＦを第２加算器７４の入力側に出力する。

また、このフィードバック制御部６８は、フィードバックゲイン算出部６９により比例ゲイン（Ｐ）が設定され、第１加算器７１の出力値に比例ゲインを乗算して第３加算器７６に出力する比例ゲイン演算器１１０を備えている。この比例ゲイン演算器１１０の出力値は、フィードフォワード出力値及び積分器７５の出力値と加算されてリミッター回路７７に送られる。

更に、このフィードバック制御部６８において、積分ゲイン演算器７３と第２加算器７４との間には、正値フィルタ１１１、負値フィルタ１１２、スイッチ回路７８に相当する第１リレー１１３及び第２リレー１１４が設けられている。第１リレー１１３及び第２リレー１１４は、リミッター回路７７と接続され、リミッター回路７７からの制御信号によって開閉動作する。

このようなフィードバック制御部６８は、積分ゲイン演算器７３の出力値が正値フィルタ１１１及び負値フィルタ１１２の双方に入力される。積分ゲイン演算器７３の出力値が正値である場合には、正値フィルタ１１１と第２加算器７４とを導通状態するように第１リレー１１３が制御されて第２加算器７４に積分ゲイン演算器７３の出力値が出力され、乗算器１０４と第２加算器７４とを導通状態とするように第２リレー１１４が制御されてフィードフォワード出力値の変化量ΔＦが第２加算器７４に出力される。

これに対し、積分ゲイン演算器７３の出力値が負値である場合には、負値フィルタ１１２と第２加算器７４とを導通状態するように第２リレー１１４が制御されて第２加算器７４に積分ゲイン演算器７３の出力値が出力され、乗算器１０４と第２加算器７４とを導通状態とするように第１リレー１１３が制御されてフィードフォワード出力値の変化量ΔＦが第２加算器７４に出力される。

なお、乗算器１０４から第２加算器７４へのフィードフォワード出力値の変化量ΔＦの出力タイミングは、遅延回路１０１のフィードフォワード出力値の出力タイミングを調整しても良く、更には第１リレー１１３及び第２リレー１１４の開閉タイミングを制御しても良い。

ここで、第１リレー１１３及び第２リレー１１４は、リミッター回路７７により上限値及び下限値を超えない範囲の値を入力している場合には、上述したように第１リレー１１３及び第２リレー１１４の導通状態が制御され、リミッター回路７７により上限値及び下限値を超える値を入力している場合には、乗算器１０４と第２加算器７４とを導通状態とするように第１リレー１１３及び第２リレー１１４の何れかを制御する。これにより、フィードバック制御部６８は、第２加算器７４に積分ゲイン演算器７３の出力値を出力しない状態となり、フィードフォワード出力値の変化量ΔＦのみをリミッタ回路１１５を介して積分器７５に供給する状態となる。

そして、フィードバック制御部６８は、積分器７５の出力値、比例ゲイン演算器１１０の出力値及びフィードフォワードゲイン演算器７２の出力値を第３加算器７６で加算し、更にデューティ比演算器１１６，１１７を介して、デューティサイクル信号を駆動回路５１に出力する。

［ドア開閉制御部３６の動作］
つぎに、上述した図６を参照して説明したドア開閉制御部３６により、デューティサイクル信号を生成するときの処理手順について図７及び図８を参照して説明する。

先ず、ドア開閉制御部３６は、ドア位置算出部６４にて図７に示すフローチャートの処理を行うことにより、スライドドア１の移動方向及びドア位置を算出し、次いで、図８に示すフローチャートの処理を行うことにより、デューティサイクル信号を生成する。

実際にスライドドア１が移動して、パルスエンコーダ４７からドア駆動パルスが入力されると、ドア位置算出部６４により、内部のフリーランカウンタのカウント値（FreeRun）を現在カウント値（CountNow）とする（ステップＳ１）。このフリーランカウンタは、例えばパルスエンコーダ４７からのドア駆動パルスの立ち上がりを検出してパルス数を計数するものである。

次に、ドア位置算出部６４により、前回のカウント値とステップＳ１にて設定した現在カウント値との差を演算し、演算した値をドア位置を求めるためのパルス値（Pulse）に設定すると共に、ステップＳ１で求めた現在カウント値を前回カウント値に変更する（ステップＳ２）。そして、ステップＳ２で演算したパルス値が「０」よりも小さい負の値であるか否かを判定し（ステップＳ３）、小さくないと判定したときにはそのままのカウント値を以降の処理にて使用し、小さいと判定したときにはフリーランカウンタの最大カウント値（MAXFREERUN）とステップＳ２で求めたカウント値とを加算して、以降の処理で使用するカウント値とする（ステップＳ４）。

次に、ドア位置算出部６４により、ドア開閉駆動モータ４８のＢ相の電圧レベルを判定してドア開閉駆動モータ４８の回転方向を判定する（ステップＳ５）。このとき、ドア位置算出部６４は、ドア開閉駆動モータ４８のＢ相の電圧レベルがハイレベルであるか否かを判定して、ハイレベルでないと判定したときにはドアカウンタ値を「１」だけ加算し（ステップＳ６）、ハイレベルであると判定したときにはステップＳ７にてスライドドア１の移動方向を示すドアカウンタ値（DoorCount）を「１」だけ減算する（ステップＳ７）。

次に、ドア位置算出部６４により、ステップＳ２又はステップＳ４にて演算したパルス値及びステップＳ５にて判定したドア開閉駆動モータ４８の回転方向に基づいてスライドドア１の存在する位置（エリア）を算出してドア位置情報を目標速度生成部６７及びフィードバックゲイン算出部６９に出力する（ステップＳ８）。

このように算出されたドア位置情報が目標速度生成部６７に入力され、更に、処理を実行する所定周期（例えば５０ｍｓｅｃ）となると、図８のステップＳ１１以降の処理を開始する。

先ず、目標速度生成部６７は、ステップＳ２又はステップＳ４にて演算されたパルス値を用いて、１０００×２．７（パルスエンコーダ４７の電極間隔）／Pulseなる演算をして実移動速度ＤｏｏｒＶを求め（ステップＳ１１）、更にドア位置情報に対応する目標ドア速度Ｔｖを算出する（ステップＳ１１）。

一方、フィードバックゲイン算出部６９では、ドア位置情報に対応した各ゲインの値を記したゲイン設定テーブルを参照して、フィードフォワードゲイン（Fgain）、比例ゲイン（Pgain）及び積分ゲインＩ（Igain）を算出する（ステップＳ１１）。そして、フィードバックゲイン算出部６９は、算出した各ゲインをフィードバック制御部６８のフィードフォワードゲイン演算器７２、積分ゲイン演算器７３及び比例ゲイン演算器１１０に設定する（ステップＳ１２）。

そして、フィードバック制御部６８は、フィードフォワードゲイン演算器７２によりステップＳ１１で算出した目標ドア速度Ｔｖと設定されたフィードフォワードゲインＦｇａｉｎとを乗算し（ステップＳ１３）、第１加算器８１により目標ドア速度Ｔｖと実移動速度ＤｏｏｒＶとの速度差を演算し、更に速度差と比例ゲインＰｇａｉｎとを乗算し（ステップＳ１４）、速度差の積分値と積分ゲインＩｇａｉｎとを乗算する（ステップＳ１５）。そして、第３加算器７６により、ステップＳ１３、ステップＳ１４で演算したフィードフォワードゲインＦｇａｉｎにより得たフィードフォワード出力値（Ｆ）、比例ゲインＰｇａｉｎにより比例出力値（Ｐ）、積分変数値（Isum）を加算してデューティ比Ｄｕｔｙを求める（ステップＳ１６）。

次にフィードバック制御部６８は、目標ドア速度Ｔｖが実移動速度ＤｏｏｒＶよりも低いか否かを判定し（ステップＳ１７）、低くないと判定した場合には、デューティ比Ｄｕｔｙが１００％（上限値）以上か否かを判定する（ステップＳ１８）。そして、フィードバック制御部６８は、ステップＳ１７の判定により実移動速度ＤｏｏｒＶが目標ドア速度Ｔｖよりも下回っているが、ステップＳ１８の判定によりデューティ比Ｄｕｔｙが１００％以上となっているのでこれ以上ドア開閉駆動モータ４８の駆動トルクを上昇させることが不可能であるので、ステップＳ１９に処理を進め、デューティ比Ｄｕｔｙが１００％以上でない場合には、ドア開閉駆動モータ４８の駆動トルクを上昇させることができるので、ステップＳ２０に処理を進める。

ステップＳ２０において、フィードバック制御部６８は、積分変数値Ｉｓｕｍに、ステップＳ１５で求めた積分値Ｉを加算して、次回に使用する積分変数値であるＩｓｕｍを求める。そして、フィードバック制御部６８は、ステップＳ２１において、最近のフィードフォワード出力値Ｆｌａｓｔとして、ステップＳ１３で求めたフィードフォワード出力値Ｆを保存し、次回にフィードバックゲイン算出部６９でフィードフォワードゲイン演算器７２に設定するフィードフォワードゲインＦとし、ステップＳ２２において、図示しない駆動回路５１のモータ駆動用レジスタにデューティ比Ｄｕｔｙを設定して、処理を終了する。

一方、フィードバック制御部６８は、ステップＳ１７で目標ドア速度Ｔｖが実移動速度ＤｏｏｒＶよりも低いと判定した場合には、更にデューティ比Ｄｕｔｙが１０％（下限値）より低いか否かを判定し（ステップＳ２３）、フィードバック制御部６８は、ステップＳ２３においてデューティ比Ｄｕｔｙが１０％より低くないと判定した場合には、ドア開閉駆動モータ４８の駆動トルクを減少させることができるので、ステップＳ２０に処理を進めて積分計算を行って、ステップＳ２１及びステップＳ２２の処理を行う。

フィードバック制御部６８は、デューティ比Ｄｕｔｙが１０％よりも低いと判定した場合には、積分計算を行わずにステップＳ２４に処理を進め、フィードフォワード出力値の変化量ΔＦを求め、当該フィードフォワード出力値の変化量Δが「０」か否かを判定することにより、フィードフォワード出力値が減少しているか否かを判定する。そして、フィードバック制御部６８は、フィードフォワード出力値が減少していると判定した場合には、ステップＳ２１に処理を進めて積分計算を行い、フィードフォワード出力値が減少していないと判定した場合には、ステップＳ２５に処理を進めて積分変数値Ｉｓｕｍを補正する。

このとき、フィードバック制御部６８は、ステップＳ２５において、積分ゲインのサンプル値に、最近のフィードフォワード出力値Ｆｌａｓｔを加算すると共にステップＳ１３で求めたフィードフォワード出力値Ｆを減算して、ステップＳ２１に処理を進めて、ステップＳ２１及びステップＳ２２の処理を行って処理を終了する。

なお、本実施例においては、スライド式のドア機構の制御に本発明を適用して説明したが、これが、トランククリッドやその他の開閉体の制御であっても適用可能である。

［第１実施形態の効果］
以上詳細に説明したように、本発明を適用した第１実施形態に係るスライドドア制御システムによれば、スライドドア１を速度制御するに際して、フィードフォワード出力値、及び目標ドア速度と実ドア速度との速度差を積分した積分値とを使用する場合に、スライドドア１の実ドア速度が目標ドア速度を上回っているときであって、デューティ比が下限値である場合には、積分計算を停止すると共に、フィードフォワード出力値の変化量を積分値に加算してデューティ比を設定するので、実ドア速度が目標ドア速度を上回っている状態で積分計算を継続することによって、積分値が大きな負の値となることを防止することができる。

したがって、このスライドドア制御システムによれば、デューティ比を下限値付近に保持して、実ドア速度が目標ドア速度を下回った瞬間に、ドア位置に応じたドア開閉駆動モータ４８の駆動力を復帰させることができ、スライドドア１の駆動力を短時間で変更することができる。

また、このスライドドア制御システムによれば、例えばスライドドア１が停止位置でシール部材と接触した後に短時間でスライドドア１の駆動力を発生させることができるので、スライドドア１の駆動力が発生しない時間が経過することによって、挟み込み判断部６６により挟み込みが発生したという誤判定を確実に防止することができる。

更に、このスライドドア制御システムによれば、実ドア速度が目標ドア速度を下回って、デューティ比が上限値である場合に、積分計算を停止すると共に、フィードフォワード出力値の変化量を積分値から減算するので、デューティ比が上限値を超えて大きな値となることを防止することができる。したがって、このスライドドア制御システムによれば、デューティ比を上限値付近に保持して、実ドア速度が目標ドア速度を上回った瞬間に、ドア位置に応じたドア開閉駆動モータ４８の駆動力を復帰させることができ、スライドドア１の駆動力を短時間で変更することができ、迅速にスライドドア１を減速する動作を実現することができる。

［第２実施形態］
つぎに、第２実施形態に係るスライドドア制御システムについて、図９、図１０に示すフローチャートを参照しながら説明する。なお、上述の第１実施形態と同様の部分については同一符号を付することによりその詳細な説明を省略する。

この第２実施形態に係るスライドドア制御システムは、例えば挟み込み判断部６６に内蔵されたタイマーを備え、当該タイマーにより計時した時間と、スライドドア１の挟み込み判断を行うための閾値とを比較し、タイマーにより計時した時間が閾値を超えた場合に、スライドドア１の異物挟み込みが発生したと判断するものである。

まず、パルスエンコーダ４７より出力されるパルス信号の立ち上がりのエッジにて、割り込み処理が行われ、挟み込み判断部６６が有するカウンタの現在のカウンタ値ＣｏｕｎｔＮｏｗを、初期値ＦｒｅｅＲｕｎに設定する（図９のステップＳ３１）。次いで、パルスエンコーダ４７より出力されるパルス幅Ｐｕｌｓｅを、現在のカウンタ値ＣｏｕｎｔＮｏｗと前回得られたカウンタ値ＣｏｕｎｔＯｌｄとの減算により求める。その後、現在のカウンタ値ＣｏｕｎｔＮｏｗを、ＣｏｕｎｔＯｌｄに書き換える処理を行う（ステップＳ３２）。

その後、パルス幅Ｐｕｌｓｅが負値であるかどうかが判断され（ステップＳ３３）、負値である場合には（ステップＳ３３でＹＥＳ）、オーバーフロー対策として、パルス幅Ｐｕｌｓｅに、所定値ＭＡＸＦＲＥＥＲＵＮを加算する（ステップＳ３４）。

次いで、今回の演算で求められたパルス幅Ｐｕｌｓｅと、１回前（前回）の演算で求められたパルス幅Ｐｕｌｓｅ１と、２回前の演算で求められたパルス幅Ｐｕｌｓｅ２と、３回前の演算で求められたパルス幅Ｐｕｌｓｅ３の、合計４つのパルス幅を加算した結果をＡｖＰｕｌｓｅとする。即ち、以下に示す（１）式を実行する。

AvPulse=Pulse+Pulse1+Pulse2+Pulse3 ・・・（１）
その後、ＰｕｌｓｅをＰｕｌｓｅ１とし、Ｐｕｌｓｅ１をＰｕｌｓｅ２とし、Ｐｕｌｓｅ２をＰｕｌｓｅ３とする書き換え処理を行う（ステップＳ３５）。

そして、ドア位置算出部６４より得られる現在のドア本体の位置に基づいて、当該ドア位置におけるパルス幅の閾値Ｔｓ、及び継続時間の設定値Ｔｔ（所定時間）を算出する（ステップＳ３６）。

次いで、求められた閾値Ｔｓと、上記（１）式にて求められたパルス幅ＡｖＰｕｌｓｅとを比較し（ステップＳ３７）、ＡｖＰｕｌｓｅの方が大きい場合には（ステップＳ３７でＹＥＳ）、以下に示す（２）式により、タイマーカウント時間Ｔｍを設定し、且つ挟み込み判断部６６のタイマーをリセットする（ステップＳ３８）。

Ｔｍ＝Ｔｔ＋（Ｔｓ−ＡｖＰｕｌｓｅ）・・・（２）
つまり、Ｔｔ＋Ｔｃを、新たなタイマーカウント時間Ｔｍとして設定する。

他方、パルス幅ＡｖＰｕｌｓｅの方が小さい場合には（ステップＳ３７でＮＯ）、ステップＳ３９でデューティ比Ｄｕｔｙが１０％（下限値）より小さいか否かを判定し、デューティ比Ｄｕｔｙが１０％より小さい場合には、挟み込み判断部６６のタイマーをリセットする操作を行わずに挟み込み判断部６６によるスライドドア１の挟み込み判断を停止する設定をして処理を終了し、デューティ比Ｄｕｔｙが１０％よりも小さくないと判定した場合にはステップＳ４０に処理を進める。

ステップＳ４０においては、最新パルスのパルス幅Ｐｕｌｓｅと、ＡｖＰｕｌｓｅの１／２の大きさとが比較され、Ｐｕｌｓｅの方が小さい場合には（ステップＳ４０でＮＯ）、タイマーカウント時間ＴｍをＴｔに設定し、挟み込み判断部６６のタイマーをリセットする（ステップＳ４１）。

また、ＡｖＰｕｌｓｅの１／２の方が大きい場合には（ステップＳ４０でＹＥＳ）、そのまま終了する。即ち、挟み込み判断部６６のタイマーをリセットする操作は行われない。

そして、挟み込み判断部６６のタイマーがカウントアップした場合には（図１０のステップＳ５１、Ｓ５２でＮＯ）、挟み込み判断部６６は挟み込み検知信号を駆動判断部６２に出力する（ステップＳ５３）。

［第２実施形態の効果］
以上詳細に説明したように、本発明を適用した第２実施形態に係るスライドドア制御システムによれば、デューティ比が下限値よりも小さい場合には、挟み込み判断を行わないようにしたので、積分値が負の値となっていてデューティ比が下限値以上となるのに要する時間が長い場合であっても、挟み込みが発生したと判定してスライドドア１を反転動作させることがない。

なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。

本発明を適用したスライドドア制御システムの構成を示すブロック図である。本発明を適用したスライドドア制御システムのドア開閉制御部の機能的な構成を示すブロック図である。閉方向にスライドドアを移動させるときのドア位置に応じた目標速度について説明するための図であって、スライドドアが存在する領域に対するドア位置情報の値を示した図である。閉方向にスライドドアを移動させるときのドア位置に応じた目標速度について説明するための図であって、ドア位置に対する目標速度の変化を示した図である。フィードバック制御部の構成を示すブロック図である。フィードバック制御部の具体的な構成を示すブロック図である。本発明を適用したスライドドア開閉システムによりドア位置情報を算出するときの処理手順を示すフローチャートである。本発明を適用したスライドドア開閉システムによりデューティ比を算出するときの処理手順を示すフローチャートである。本発明を適用した第２実施形態における動作を示すフローチャートである。発明を適用した第２実施形態における動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１スライドドア
２ドアハンドル
１１スライドドア開閉システム
１２ドアクロージャシステム
２１給電コネクタ
２２クローズモータ
２３リリースモータ
２４ラッチ機構
２５ハーフラッチスイッチ
２６クロージャコントローラ
３１ドア駆動部
３２ブザー
３３メイン操作部
３４ドア開閉操作部
３５キーレスコントローラ
３６ドア開閉制御部
４１ドア接続機構
４２プーリー
５１駆動回路
５２バッテリ電圧検出部
６１操作判断部
６２駆動判断部
６３駆動方向決定部
６４ドア位置算出部
６５速度算出部
６６挟み込み判断部
６７目標速度生成部
６８フィードバック制御部
６９フィードバックゲイン算出部
７１第１加算器
７２フィードフォワードゲイン演算器
７３積分ゲイン演算器
７４第２加算器
７５積分器
７６第３加算器
７７リミッター回路
７８スイッチ回路
９１，９３，１０２加算器
９２，１０４乗算器
９４，１０３フィルタ回路
９５，１０１遅延回路
１１０比例ゲイン演算器
１１１正値フィルタ
１１２負値フィルタ
１１３第１リレー
１１４第２リレー
１１５リミッタ回路
１１６，１１７デューティ比演算器

Claims

車両に設置された車両用開閉体の開閉位置を検出する位置検出手段と、
前記車両用開閉体の実移動速度を検出する実移動速度検出手段と、
前記位置検出手段で検出される前記車両用開閉体の開閉位置に応じた前記車両用開閉体の目標速度を生成する目標速度生成手段と、
前記目標速度生成手段で生成された目標速度と前記実移動速度検出手段で検出された実移動速度の速度差を求め、求めた速度差を積分する積分手段と、
前記目標速度生成手段により生成された目標速度に、フィードフォワードゲインを乗算して、フィードフォワード出力値を生成するフィードフォワード出力手段と、
前記積分手段により得られた積分値と、前記フィードフォワード出力手段で生成されたフィードフォワード出力値とを加算して、前記車両用開閉体を開閉動作させるモータに供給する電力をデューティ制御するときのデューティ比を算出するデューティ比算出手段とを備え、
前記デューティ比算出手段により算出されたデューティ比が下限値となった場合に前記積分手段による積分計算を停止し、前記実移動速度が前記目標速度に達した場合に前記積分手段による積分計算を再開し、積分計算を停止した時点でのフィードフォワード出力値と、積分計算を再開した時点でのフィードフォワード出力値との差を前記積分手段により演算される積分値に加算することを特徴とする車両用開閉体の制御装置。
積分計算を停止した時点でのフィードフォワード出力値と、積分計算を再開した時点でのフィードフォワード出力値との差が負の値である場合には、当該積分計算を停止した時点でのフィードフォワード出力値と、積分計算を再開した時点でのフィードフォワード出力値との差を前記積分値に加算させないことを特徴とする請求項１に記載の車両用開閉体の制御装置。
前記デューティ比算出手段により算出されたデューティ比が下限値となった場合に、前記実移動速度に応じて前記車両用開閉体の異物挟み込みが発生したか否かの判断を停止することを特徴とする請求項１に記載の車両用開閉体の制御装置。
前記デューティ比算出手段により算出されたデューティ比が上限値となった場合に前記積分手段による積分計算を停止し、前記実移動速度が前記目標速度に達した場合に前記積分手段による積分計算を再開し、積分計算を停止した時点でのフィードフォワード出力値と、積分計算を再開した時点でのフィードフォワード出力値との差を前記積分手段により演算される積分値から減算することを特徴とする請求項１に記載の車両用開閉体の制御装置。