JP5895386B2

JP5895386B2 - 車両開閉体制御装置

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Publication number: JP5895386B2
Application number: JP2011158486A
Authority: JP
Inventors: 宣夫福井
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2011-07-19
Filing date: 2011-07-19
Publication date: 2016-03-30
Anticipated expiration: 2031-07-19
Also published as: JP2013023866A

Description

本発明は、車両に設けられた開閉体の開閉制御を行う車両開閉体制御装置に関する。

従来、車両には、例えばバックドアやスライドドア等の開閉体を自動開閉させる車両開閉体制御装置が搭載されている。この種の車両開閉体制御装置は、車両の開閉体を例えばモータの駆動力によって開閉可能とし、開閉体の開閉速度が目標速度をとるように、モータの回転を制御することにより、開閉体を開閉させる。このため、開閉体を開閉する際、モータにてアシスト力が付与されるので、ユーザが開閉体を開閉する際の負荷が軽減される。

ところで、この種の車両開閉体制御装置では、例えば車両が急坂等に停車されているとき、自重の影響で開閉体が急速度で閉じたり、或いは開いたりする可能性がある。この急開閉を防止するために、この種の車両開閉体制御装置では、モータをブレーキ制御して開閉速度を低く抑える技術が検討されている（特許文献１等参照）。このブレーキ制御には、例えば回生ブレーキが用いられ、回生ブレーキ状態と、回生ブレーキが利かないフリー状態とを交互に切り換え、この切り換えタイミングを制御することで、ブレーキ力を調整する。

特開平１０−２４６０６１号公報

ところで、この種の開閉体では、開閉体を手動で勢いよく操作することがあり、この場合には、開閉体が目標速度に依存しない速度状態をとる。しかし、特許文献１では、このような手動操作時における開閉体のブレーキ制御については何ら言及されておらず、手動操作時の開閉操作の安全性を確保したいニーズがあった。特に、開閉体の安全性は、開閉両方で確保されなくてはならず、さらに開時と閉時とでは動作態様が異なるので、開閉のそれぞれにおいて適する態様にて開閉体にブレーキをかける必要もあった。

本発明の目的は、開閉体を手動で開閉操作する場合であっても、開操作時及び閉操作時の両方で安全性を確保することができる車両開閉体制御装置を提供することにある。

前記問題点を解決するために、本発明では、駆動手段の駆動力を基に車両の開閉体を動作して、当該開閉体を自動開閉させる車両開閉体制御装置において、前記開閉体の開又は閉を検出する開閉検出手段と、前記開閉体の開動作及び閉動作の両方で当該開閉体の動作を監視し、該開閉体が急動作した際、前記開閉体にブレーキを付与するブレーキ手段とを備え、前記ブレーキ手段は、前記開閉体にどの程度のブレーキ力を付与するのかを設定するブレーキ設定パラメータを基にブレーキ力を設定し、前記ブレーキ設定パラメータは、前記開閉体の開操作時又は閉操作時で、それぞれ異なる態様にて設定されており、開操作時に前記ブレーキ手段により付与されるブレーキ力は、前記開閉体の位置が所定の第１開度よりも全閉側においては一定に設定されるとともに、前記第１開度よりも全開側においては、前記開閉体が全開に近づくに連れて、かつ前記開閉体の開閉速度が高くなるに連れて高くなるように設定され、閉操作時に前記ブレーキ手段により付与されるブレーキ力は、前記開閉体の位置が所定の第２開度よりも全開側においては一定に設定されるとともに、前記第２開度よりも全閉側においては、前記開閉体が全閉に近づくに連れて、かつ前記開閉体の開閉速度が高くなるに連れて高くなるように設定されていることを要旨とする。

本発明の構成によれば、開閉体の開閉の両方において開閉体の動作が監視され、開閉体が急動作した際には、ブレーキ手段によって開閉体にブレーキが付与され、開閉体の速度が強制的に落とされる。よって、開閉体の開閉両方で、開閉体の急動作時に開閉体にブレーキが付与されるので、開閉両方で開閉体動作の安全性を確保することが可能となる。また、ブレーキ力設定時に使用するブレーキ設定パラメータを、開操作時と閉操作時とのそれぞれで異なる態様にて設定した。このため、開操作又は閉操作において、それぞれ適したブレーキ力を付与することが可能となるので、開閉体動作の安全性確保に一層寄与する。

本発明では、前記開閉体の動作状態を検出する動作状態検出手段からの検出信号を基に、前記開閉体の動作が予め設定された動作計画に則った動作をとるように前記駆動手段を制御することにより、当該開閉体の動作を制御する動作制御手段を備えたことを要旨とする。この構成によれば、開閉体を自動開閉させる際、開閉体の速度を起動計画に追従させる制御とするので、開閉体を好適な速度で動作させることが可能となる。

本発明では、開操作の際、前記開閉体の開き切り時に該開閉体に衝撃が生じ、閉操作の際、前記開閉体の閉じ切り時に該開閉体に衝撃が生じることを前提に、開操作用ブレーキ設定パラメータ及び閉操作用ブレーキ設定パラメータは、前記開閉体が開操作時又は閉操作時にとる各位置において各々必要なブレーキ力を割り振ることにより、開と閉とでそれぞれが異なる態様に設定されていることを要旨とする。この構成によれば、開操作時には、開閉体の開き切り時に開閉体が例えばエンドストッパ等に激しく衝突しないように、開閉体にブレーキ力が付与され、閉操作時には、開閉体の閉じ切り時に開閉体が例えば車体に激しく衝撃が加わらないように、開閉体にブレーキ力が付与される。このため、開又は閉の各々で好適なブレーキ力が付与されるので、開閉体を開操作又は閉操作する際の安全性確保に一層寄与する。

本発明では、前記ブレーキ手段は、前記駆動手段の駆動回路を閉回路とすることにより、回生によって前記開閉体にブレーキを付与する回生ブレーキ手段であることを要旨とする。この構成によれば、回生ブレーキによって開閉体にブレーキを付与するので、駆動回路の回路状態を切り換えるという簡素な構成により、開閉体にブレーキを付与することが可能となる。

本発明では、前記ブレーキ設定パラメータは、開閉体位置と開閉体速度とをパラメータとして、前記開閉体位置と前記開閉体速度との組み合わせからブレーキ力を決めるマップであることを要旨とする。この構成によれば、ブレーキ設定パラメータをマップとしたので、マップを参照するという簡素な処理により、ブレーキ力を設定することが可能となる。

本発明によれば、開閉体を手動で開閉操作する場合であっても、開操作時及び閉操作時の両方で安全性を確保することができる。

一実施形態のパワーバックドア装置の概要を示す車両後部の斜視図。（ａ）は駆動ユニットの断面図、（ｂ）は駆動ユニットの分解斜視図。パワーバックドア装置の電気的構成図。Ｈブリッジ回路の回路図。回生ブレーキの制御態様を示し、（ａ）は高ブレーキ時のタイムチャート、（ｂ）は低ブレーキ時のタイムチャート。開操作用ブレーキ率設定マップの例示図。開操作用ブレーキ率設定マップの例示図。バックドアの開操作の態様を示す模式図。バックドアの閉操作の態様を示す模式図。

以下、本発明を具体化した車両開閉体制御装置の一実施形態を図１〜図９に従って説明する。
図１に示すように、車両１には、車両１のバックドア２を自動開閉させるパワーバックドア装置３が設けられている。本例のパワーバックドア装置３は、車体幅方向に設けられた一対のダンパ式の駆動ユニット４，４により、バックドア２を車体５に対して自動開閉可能なダンパ駆動式となっている。本例の場合、図１の紙面右側を右側駆動ユニット４ａとし、図１の紙面左側を左側駆動ユニット４ｂとする。なお、バックドア２が開閉体に相当し、パワーバックドア装置３が車両開閉体制御装置に相当する。

図２（ａ），（ｂ）に示すように、駆動ユニット４には、円筒状のカバー管６が設けられ、カバー管６の内部に、同じく円筒状のハウジング管７が、軸方向（図２（ｂ）のＺ軸方向）に直線往復動可能に収納されている。カバー管６の開放端には、継ぎ手８が設けられ、ハウジング管７の開放端にも、同様の継ぎ手９が設けられている。駆動ユニット４は、継ぎ手８が車体５に連結され、継ぎ手９がバックドア２に連結されている。

ハウジング管７の内部には、駆動ユニット４の駆動源として駆動ユニット用モータ１０が収納されている。本例の駆動ユニット用モータ１０は、右側駆動ユニット４ａのモータを右側駆動ユニット用モータ１０ａとし、左側駆動ユニット４ｂのモータを左側駆動ユニット用モータ１０ｂとする。駆動ユニット用モータ１０のモータ軸１１には、例えば減速機能を有する伝達装置１２を介して、棒状のねじスピンドル１３が同一軸上に取り付け固定されている。ねじスピンドル１３は、外周のねじ部分にスピンドルナット１４が取り付けられるとともに、円筒状のスピンドル管１５の内部に相対回動可能に挿し込まれている。スピンドル管１５は、一端がスピンドルナット１４に固定され、他端が継ぎ手８に固定されている。なお、駆動ユニット用モータ１０（１０ａ，１０ｂ）が駆動手段に相当する。

カバー管６の内部には、円筒状のガイド管１６が収納され、ガイド管１６の内部に、ねじスピンドル１３、スピンドルナット１４及びスピンドル管１５の部品群が収納されている。スピンドルナット１４の外周には、半径方向に突出する支持突起１７が、周方向に沿って複数設けられている。これら支持突起１７は、ガイド管１６に設けられた軸方向に延びる各スリット１８に係入されている。ガイド管１６の外周には、バックドア２を任意の位置で保持する圧縮コイルばね１９が取り付けられている。圧縮コイルばね１９は、開時にバックドア２の自重と釣り合うか、又はそれ以上の反力の付勢力を持つ。

駆動ユニット用モータ１０が回転すると、ねじスピンドル１３が回転する。このとき、駆動ユニット用モータ１０の回転運動が、ねじスピンドル１３及びスピンドルナット１４によって、スピンドルナット１４の直線運動に変換される。よって、スピンドルナット１４が支持突起１７及びスリット１８によって案内されることにより、スピンドルナット１４及びスピンドル管１５が直線移動する。これにより、カバー管６がハウジング管７に対して相対移動し、バックドア２が開閉する。

本例の場合、バックドア２を自動で開操作するオート開動作時、駆動ユニット用モータ１０ａ，１０ｂが正転されることにより、カバー管６がハウジング管７から離間する方向に直動されて、バックドア２が開操作される。一方、バックドア２を自動で閉操作するオート閉動作時、駆動ユニット用モータ１０ａ，１０ｂが逆転されることにより、カバー管６をハウジング管７に接近する方向に直動させて、バックドア２が閉操作される。

図３に示すように、パワーバックドア装置３には、パワーバックドア装置３の動作を制御するパワーバックドアＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０が設けられている。パワーバックドアＥＣＵ２０には、右側駆動ユニット用モータ１０ａがモータ駆動回路２１ａを介して接続され、左側駆動ユニット用モータ１０ｂがモータ駆動回路２１ｂを介して接続されている。パワーバックドアＥＣＵ２０は、これら駆動ユニット用モータ１０ａ，１０ｂを同時駆動して、オート開動作やオート閉動作を実行する。

右側駆動ユニット４ａには、右側駆動ユニット用モータ１０ａの回転数を検出する複数（本例は２つ）のパルスセンサ２２ａ，２２ａが設けられている。これらパルスセンサ２２ａ，２２ａは、例えば磁気センサが使用され、パワーバックドアＥＣＵ２０に接続されている。パルスセンサ２２ａ，２２ａは、右側駆動ユニット用モータ１０ａのモータ軸１１に取り付けられたマグネットロータの磁界を、筐体側のホールセンサにより検出し、右側駆動ユニット用モータ１０ａの回転数に応じたパルス信号（検出信号）ＳａをパワーバックドアＥＣＵ２０に出力する。パルスセンサ２２ａ，２２ａを２つ設けるのは、右側駆動ユニット用モータ１０ａの回転方向を検出するためである。なお、パルスセンサ２２ａが開閉検出手段及び動作状態検出手段を構成する。

左側駆動ユニット４ｂには、左側駆動ユニット用モータ１０ｂの回転数を検出する複数（本例は２つ）のパルスセンサ２２ｂ，２２ｂが設けられている。これらパルスセンサ２２ｂ，２２ｂも、例えば磁気センサからなり、左側駆動ユニット用モータ１０ｂの回転数に応じたパルス信号（検出信号）ＳｂをパワーバックドアＥＣＵ２０に出力する。なお、パルスセンサ２２ｂが開閉検出手段及び動作状態検出手段を構成する。

パワーバックドア装置３には、半ドア状態まで移行したバックドア２を自動で全閉状態に閉じ切るドアクローザ装置２３が設けられている。ドアクローザ装置２３の駆動源であるドアクローザ用モータ２４は、パワーバックドアＥＣＵ２０に接続されている。ドアクローザ装置２３は、バックドア２が閉じ切り直前になったとき、ドアクローザ用モータ２４によって作動レバー（図示略）を中立位置からクローズ方向に動作させて、ラッチ（図示略）をストライカ（図示略）に引き込むことにより、バックドア２を全閉状態とする。クローズ方向に動作した作動レバーは、ドアクローザ用モータ２４にて中立位置に戻される。

また、ドアクローザ装置２３は、バックドア２の全閉時、ドアクローザ用モータ２４によって作動レバーを中立位置からリリース方向に動作させて、ラッチとストライカとの係合を解除することにより、バックドア２を開動作させる。リリース方向に動作した作動レバーは、ドアクローザ用モータ２４にて中立位置に戻される。

ドアクローザ装置２３には、ラッチ（作動レバー）が中立位置にあることを検出するポジションスイッチ２５と、ラッチが抜け止め状態をとることによりバックドア２が半ドア状態にあることを検出するハーフラッチスイッチ２６と、ラッチがストライカに完全に嵌り込むことによりバックドア２が全閉状態になったことを検出するフルラッチスイッチ２７とが設けられている。パワーバックドアＥＣＵ２０は、これらスイッチ２５〜２７からそれぞれ検出信号を入力することにより、ドアクローザ装置２３の動作状態を確認する。

パワーバックドアＥＣＵ２０は、ドアクローザ装置２３のフルラッチスイッチ２７からオン信号を入力すると、バックドア２が全閉状態であること確認し、この全閉状態を基準に、パルスセンサ２２ａ（２２ｂ）から入力したパルス信号Ｓａ（Ｓｂ）のパルスを計測することにより、バックドア２のドア位置（開閉体位置）を算出する。また、パワーバックドアＥＣＵ２０は、パルスセンサ２２ａ（２２ｂ）から入力したパルス信号Ｓａ（Ｓｂ）のパルス入力タイミングにより、バックドア２のドア速度（開閉体速度）を算出する。さらに、パワーバックドアＥＣＵ２０は、２つのパルスセンサ２２ａ，２２ａ（２２ｂ，２２ｂ）から入力する各パルス信号Ｓａ，Ｓａ（Ｓｂ，Ｓｂ）のパルス入力順を確認することにより、バックドア２の動作方向を算出する。

パワーバックドアＥＣＵ２０には、全閉状態のバックドア２をオート開動作させるときに操作するオープンスイッチ２８が接続されている。また、パワーバックドアＥＣＵ２０には、開状態のバックドア２をオート閉動作させるときに操作するクローズスイッチ２９が接続されている。パワーバックドアＥＣＵ２０は、オープンスイッチ２８が操作されたことを検出するとオート開動作を実行し、逆にクローズスイッチ２９が操作されたことを検出するとオート閉動作を実行する。

パワーバックドア装置３には、リモートコントロールキー３０による遠隔操作にてバックドア２のオート開動作又はオート閉動作を実行させる遠隔操作機能が設けられている。この場合、パワーバックドアＥＣＵ２０には、リモートコントロールキー３０と無線通信するレシーバＥＣＵ３１が接続されている。レシーバＥＣＵ３１は、リモートコントロールキー３０からの送信電波をアンテナ３１ａで受信すると、電波送信元のキーの正当性を判定し、正当性を確認できると、パワーバックドアＥＣＵ２０にオート開動作やオート閉動作の実行要求を出力する。パワーバックドアＥＣＵ２０は、レシーバＥＣＵ３１からオート開動作やオート閉動作の実行要求を入力すると、これら動作を実行する。

パワーバックドアＥＣＵ２０には、バックドア２のオート開動作やオート閉動作を制御するオート動作制御部３２が設けられている。本例のオート動作制御部３２は、バックドア２を目標速度で動作させる速度制御によりバックドア２の開閉を実行する。本例の速度制御は、フィードバック制御の一種として、例えばＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御が採用されている。ＰＷＭ制御は、モータ（右側駆動ユニット用モータ１０ａ、左側駆動ユニット用モータ１０ｂ）に印加する電圧のデューティ比を変えることにより、ドア速度を目標速度に追従させる制御である。オート動作制御部３２は、左右の駆動ユニット用モータ１０ａ，１０ｂの回転速度が等しくなるようにこれらをフィードバック制御してバックドア２を自動開閉する。なお、オート動作制御部３２が動作制御手段に相当し、目標速度が予め設定された動作計画に相当する。

図４に示すように、モータ駆動回路２１ａ，２１ｂには、４つのスイッチング素子３３ａ〜３３ｄをＨ状に組んだＨブリッジ回路３４が各々設けられている。第１スイッチング素子３３ａ及び第２スイッチング素子３３ｂはバッテリＶに接続され、第３スイッチング素子３３ｃ及び第４スイッチング素子３３ｄはグランドに接続されている。第１スイッチング素子３３ａ及び第３スイッチング素子３３ｃの中点Ｐ１と、第２スイッチング素子３３ｂ及び第４スイッチング素子３３ｄの中点Ｐ２との間には、右側駆動ユニット用モータ１０ａ（左側駆動ユニット用モータ１０ｂ）が接続されている。なお、Ｈブリッジ回路３４がブレーキ手段（回生ブレーキ手段）を構成する。

オート動作制御部３２は、オート開動作のとき、第１スイッチング素子３３ａ及び第４スイッチング素子３３ｄをオンし、第２スイッチング素子３３ｂ及び第３スイッチング素子３３ｃをオフすることにより、右側駆動ユニット用モータ１０ａ及び左側駆動ユニット用モータ１０ｂに正転方向の電流を流す。そして、オート動作制御部３２は、第１スイッチング素子３３ａ及び第４スイッチング素子３３ｄのオン／オフの切り換えタイミングを制御することにより、右側駆動ユニット用モータ１０ａ及び左側駆動ユニット用モータ１０ｂの回転速度を目標値に追従させて、バックドア２の開速度を制御する。

一方、オート動作制御部３２は、オート閉動作のとき、第２スイッチング素子３３ｂ及び第３スイッチング素子３３ｃをオンし、第１スイッチング素子３３ａ及び第４スイッチング素子３３ｄをオフすることにより、右側駆動ユニット用モータ１０ａ及び左側駆動ユニット用モータ１０ｂに逆転方向の電流を流す。そして、オート動作制御部３２は、第２スイッチング素子３３ｂ及び第３スイッチング素子３３ｃのオン／オフの切り換えタイミングを制御することにより、右側駆動ユニット用モータ１０ａ及び左側駆動ユニット用モータ１０ｂの回転速度を目標値に追従させて、バックドア２の閉速度を制御する。

ところで、オート開動作やオート閉動作のとき、例えばバックドア２の動作方向と同じ方向に手動操作で力を加えたり、車両１が急坂に停車されていたりすると、バックドア２が急速度で開閉してしまう場合がある。このとき、バックドア２のドア速度が目標速度を大きく上回ることもあり、ＰＷＭ制御だけではドア速度を目標速度に一致させられないことがある。よって、このような状況下のときは、バックドア２にブレーキ力（制動力）を働かせて、バックドア２のドア速度を強制的に低く抑えることが効果的である。

よって、本例の場合、パワーバックドアＥＣＵ２０には、手動操作にてバックドア２のドア速度が大きく変動したであろう状況下において、バックドア２にブレーキ力を付与してドア速度を強制的に低くするブレーキ制御部３５が設けられている。本例のブレーキ制御部３５は、モータ駆動回路２１ａ，２１ｂ（Ｈブリッジ回路３４）を閉回路にして回生ブレーキを発生させることにより、バックドア２にブレーキ力を付与するブレーキ制御を実行する。なお、ブレーキ制御部３５がブレーキ手段（回生ブレーキ手段）を構成する。

図５に示すように、Ｈブリッジ回路３４は、第１スイッチング素子３３ａ及び第２スイッチング素子３３ｂがオンで、第３スイッチング素子３３ｃ及び第４スイッチング素子３３ｄがオフのとき、回生ブレーキ状態となる。一方、Ｈブリッジ回路３４は、４つのスイッチング素子３３ａ〜３３ｄの全てがオフのとき、回生ブレーキが解除されたフリー状態となる。ブレーキ制御部３５は、これらスイッチング素子３３ａ〜３３ｄのオン／オフを高速に切り換えることにより、回生ブレーキ状態とフリー状態とを交互に設定することにより、バックドア２にブレーキ力を付与する。

ところで、バックドア２にブレーキ力を付与するとき、バックドア２の開操作時と閉操作時とでは、どのドア位置においてどの程度のブレーキ力を付与するのかが各々異なる現状がある。これは、開操作時には、全開付近でバックドア２がエンドストッパに衝突するときのストレスと跳ね返りとを小さくすることが目的とされ、逆に閉操作時には、全閉付近でユーザが指を挟まないなどの安全性と衝撃力緩和とが目的とされるからである。

そこで、本例の場合、パワーバックドアＥＣＵ２０のメモリ３６には、開操作時に使用する開操作用ブレーキ率設定マップ３７と、閉操作時に使用する閉操作用ブレーキ率設定マップ３８とが記憶されている。つまり、本例のブレーキ率設定マップ３７，３８は、開操作時に使用するときと、閉操作時に使用するときとで、それぞれ別のマップが用意されている。図６及び図７に示すように、これらブレーキ率設定マップ３７，３８は、横軸をバックドア２のドア開度とし、縦軸をバックドア２のドア速度とし、ドア開度及び動作速度の組み合わせから、回生ブレーキのブレーキ率を設定するものである。なお、ブレーキ率設定マップ３７，３８がブレーキ設定パラメータを構成する。

図６に示すように、開操作用ブレーキ率設定マップ３７は、ドア速度が速ければドア開度に関係なく回生ブレーキを発生するとともに、ドア開度が全開側に近づくに連れて、ブレーキ率が段階的に高くなるように、ブレーキ率分布が設定されている。また、ドア開度が全開側にあるとき、ドア速度が高くなるに連れて、ブレーキ率が段階的に高くなるように設定されている。さらに、ドア開度が全開に近づいていくとき、ドア開度が大きくなるに連れて、より低いドア速度でもブレーキ力が発生するように、ブレーキ率の分布範囲が設定されている。

ここで、図６の開操作用ブレーキ率設定マップ３７を具体的に説明する。開操作用ブレーキ率設定マップ３７は、ｘ軸がドア開度の軸となり、ｙ軸がドア速度の軸となっている。また、ｘ軸の各点は、Ｒ５＜Ｒ６＜Ｒ７＜Ｒ８＜Ｒmax（全開）＜Ｒmax+1の関係がある。ｙ軸の各点は、Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３＜Ｖ４＜Ｖ５＜Ｖmaxの関係がある。

本例の場合、ｘ＝Ｒmax+1の直線をＬ１とし、ｙ＝Ｖmaxの直線をＬ２とし、ｙ＝Ｖ５の直線をＬ３とし、ｙ＝Ｖ４の直線をＬ４とし、ｙ＝Ｖ３の直線をＬ５とし、ｙ＝Ｖ２の直線をＬ６とし、ｙ＝Ｖ１の直線をＬ７とする。座標点（Ｒ５，Ｖ５）と座標点（Ｒmax，Ｖ１）とを繋ぐラインをＬ８とし、座標点（Ｒ５，Ｖmax）と座標点（Ｒmax，Ｖ２）とを繋ぐラインをＬ９とする。座標点（Ｒ６，Ｖmax）と座標点（Ｒmax，Ｖ３）とを繋ぐラインをＬ１０とし、座標点（Ｒ７，Ｖmax）と座標点（Ｒmax，Ｖ４）とを繋ぐラインをＬ１１とする。

そして、ｘ軸，ｙ軸，ラインＬ３，Ｌ７，Ｌ８で囲まれる領域Ｅ１は、ブレーキ率が「０（単位：％）」に設定されている。ラインＬ２，Ｌ３，Ｌ６〜Ｌ９で囲まれる領域Ｅ２は、ブレーキ率がＳ１（単位：％）に設定されている。ラインＬ５，Ｌ６，Ｌ９，Ｌ１０で囲まれる領域Ｅ３は、ブレーキ率がＳ２（＞Ｓ１）に設定されている。Ｌ４，Ｌ５，Ｌ１０，Ｌ１１で囲まれる領域Ｅ４は、ブレーキ率がＳ３（＞Ｓ２）に設定されている。Ｌ１，Ｌ２，Ｌ４，Ｌ１１で囲まれる領域Ｅ５は、ブレーキ率がＳ４（＞Ｓ３）に設定されている。

図７に示すように、閉操作用ブレーキ率設定マップ３８は、ドア速度が速ければドア開度に関係なく回生ブレーキを発生するとともに、ドア開度が全閉側に近づくに連れて、ブレーキ率が段階的に高くなるように、ブレーキ率分布が設定されている。また、ドア開度が全閉側にあるとき、ドア速度が高くなるに連れて、ブレーキ率が段階的に高くなるように設定されている。さらに、ドア開度が全閉に近づいていくとき、ドア開度が小さくなるに連れて、より低いドア速度でもブレーキ力が発生するように、ブレーキ率の分布範囲が設定されている。

ここで、図７の閉操作用ブレーキ率設定マップ３８を具体的に説明する。本例の場合、ｘ軸の各点は、０（全閉）＜Ｒ１＜Ｒ２＜Ｒ３＜Ｒ４の関係がある。また、座標点（Ｒ４，Ｖ５）と座標点（０，Ｖ１）とを繋ぐラインをＬ２２とし、座標点（Ｒ４，Ｖmax）と座標点（０，Ｖ２）とを繋ぐラインをＬ２３とする。座標点（Ｒ３，Ｖmax）と座標点（０，Ｖ３）とを繋ぐラインをＬ２４とし、座標点（Ｒ２，Ｖmax）と座標点（０，Ｖ４）とを繋ぐラインＬ２５とする。

そして、ｘ軸，ｙ軸，Ｌ１，Ｌ３，Ｌ２２で囲まれる領域Ｅ６は、ブレーキ率が「０（単位：％）」に設定されている。ｙ軸，Ｌ１〜Ｌ３，Ｌ２２，Ｌ２３で囲まれる領域Ｅ７は、ブレーキ率がＳ５（単位：％）に設定されている。ｙ軸，Ｌ２，Ｌ２３，Ｌ２４で囲まれる領域Ｅ８は、ブレーキ率がＳ６（＞Ｓ５）に設定されている。ｙ軸，Ｌ２，Ｌ２４，Ｌ２５で囲まれる領域Ｅ９は、ブレーキ率がＳ７（＞Ｓ６）に設定されている。ｙ軸，Ｌ２，Ｌ２５で囲まれる領域Ｅ１０は、ブレーキ率がＳ８（＞Ｓ７）に設定されている。

ブレーキ制御部３５は、パルスセンサ２２ａ（２２ｂ）により検出されたドア開度及びドア速度を基にブレーキ率設定マップ３７，３８を参照して、設定すべきブレーキ率を割り出す。このとき、ブレーキ制御部３５は、検出したドア開度及びドア速度の座標点が領域Ｅ１，Ｅ６に位置していれば、回生ブレーキ動作を実行せず、オート開動作やオート閉動作を許可する。よって、オート動作制御部３２は、ＰＷＭ制御にて駆動ユニット用モータ１０ａ，１０ｂを制御して、バックドア２のドア速度を目標値にて動作させる。

一方、ブレーキ制御部３５は、検出したドア開度及びドア速度の座標点が領域Ｅ２〜Ｅ５，Ｅ７〜Ｅ１０に位置していれば、各領域に準じたブレーキ率にて回生ブレーキを発生させる。回生ブレーキ動作時、ブレーキ制御部３５は、ＰＷＭ制御を一旦停止し、ブレーキ率設定マップ３７，３８から割り出したブレーキ率に準ずるオン／オフタイミングにて第１スイッチング素子３３ａ及び第２スイッチング素子３３ｂをオン／オフ切り換えすることにより、ブレーキ率に準じたブレーキ力をバックドア２に付与する。

図５（ａ），（ｂ）に示すように、ブレーキ率は、回生ブレーキ状態とフリー状態との時間的比率、つまり第１スイッチング素子３３ａ及び第２スイッチング素子３３ｂの１周期当たりのオン時間を切り換えることにより、適宜設定される。例えば、図５（ａ）に示すように、オン時間を長めに設定すればブレーキ力が高く設定され、一方で図５（ｂ）に示すように、オン時間を短めに設定すればブレーキ力が低く設定される。

次に、本例のパワーバックドア装置３の動作を、図８及び図９を用いて説明する。
図８に示すように、オート開動作時、ブレーキ制御部３５は、ドア開度及びドア速度を逐次監視し、検出したドア開度及びドア速度の座標点を、開操作用ブレーキ率設定マップ３７に照らして、必要なブレーキ率を割り出す。このとき、ブレーキ制御部３５は、検出した座標点が領域Ｅ１に位置することを確認すると、ブレーキ制御を実行しない。つまり、オート動作制御部３２は、ＰＷＭ制御によって駆動ユニット用モータ１０ａ，１０ｂを目標速度に追従させながら回転させ、バックドア２を開動作させる。

ここで、オート開動作時、例えばユーザが開方向と同一方向に手動操作にて力を加えてバックドア２を押したとする（図８の実線の操作状態）。このとき、バックドア２の開き動作とともに駆動ユニット用モータ１０ａ，１０ｂが供回りするので、駆動ユニット用モータ１０ａ，１０ｂの回転速度が一時的に高くなる。よって、開操作用ブレーキ率設定マップ３７上では、検出した座標点が領域Ｅ２〜Ｅ５のいずれかに乗ることになる。

よって、ブレーキ制御部３５は、検出した座標点が領域Ｅ２〜Ｅ５のいずれかに乗るとき、ブレーキ制御を実行する。このとき、ブレーキ制御部３５は、領域Ｅ２〜Ｅ５のうち、検出した座標点が乗る領域に応じたブレーキ率で回生ブレーキを発生させる。つまり、ブレーキ制御部３５は、開操作用ブレーキ率設定マップ３７から割り出したブレーキ率に準ずるオン／オフの切り換えタイミングで、第１スイッチング素子３３ａ及び第２スイッチング素子３３ｂを間欠駆動して、駆動ユニット用モータ１０ａ，１０ｂに回生ブレーキを発生させる。これにより、バックドア２の開速度が低く抑えられるので、開速度がＰＷＭ制御の目標速度に近づく。なお、ブレーキ制御部３５は、ドア開度及びドア速度を逐次監視し、その時々の状態に応じたブレーキ率にて回生ブレーキ力を発生させる。

駆動ユニット用モータ１０ａ，１０ｂに回生ブレーキを利かせると、直ぐにドア速度が安定する。ブレーキ制御部３５は、検出した座標点が領域Ｅ１に再度乗ることを確認すると、その時点でブレーキ制御を終了する。よって、オート動作制御部３２がＰＷＭ制御を再開し、バックドア２を目標速度で開動作させる。

図９に示すように、オート閉動作時、ブレーキ制御部３５は、開操作用ブレーキ率設定マップ３７ではなく閉操作用ブレーキ率設定マップ３８を参照しながら、必要なブレーキ率を逐次監視する。このとき、ブレーキ制御部３５は、検出した座標点が領域Ｅ６に位置することを確認すると、ブレーキ制御を実行しない。つまり、オート動作制御部３２は、ＰＷＭ制御によって駆動ユニット用モータ１０ａ，１０ｂを目標速度に追従させながら回転させ、バックドア２を閉動作させる。

ここで、オート閉動作時、例えばユーザが閉方向と同一方向に手動操作にて力を加えてバックドア２を押したとする（図９の実線の操作状態）。このとき、バックドア２の閉じ動作とともに駆動ユニット用モータ１０ａ，１０ｂが供回りするので、駆動ユニット用モータ１０ａ，１０ｂの回転速度が一時的に高くなる。よって、閉操作用ブレーキ率設定マップ３８上では、検出した座標点が領域Ｅ７〜Ｅ１０のいずれかに乗ることになる。

よって、ブレーキ制御部３５は、検出した座標点が領域Ｅ７〜Ｅ１０のいずれかに乗るとき、ブレーキ制御を実行する。このとき、ブレーキ制御部３５は、領域Ｅ７〜Ｅ１０のうち、検出した座標点が乗る領域に応じたブレーキ率で回生ブレーキを発生させる。これにより、バックドア２の閉速度が低く抑えられるので、閉速度がＰＷＭ制御の目標速度に近づくことになる。

駆動ユニット用モータ１０ａ，１０ｂに回生ブレーキを利かせると、直ぐにドア速度が安定するので、座標点が領域Ｅ６に再度乗ることになる。ブレーキ制御部３５は、座標点が領域Ｅ６に再度乗ることを確認すると、その時点でブレーキ制御を終了し、オート動作制御部３２によるオート閉動作を再開させる。よって、オート動作制御部３２は、ＰＷＭ制御を基に駆動ユニット用モータ１０ａ，１０ｂの回転を制御して、バックドア２を好適な閉速度にて動作させる。

以上により、本例においては、パワーバックドアＥＣＵ２０のメモリ３６にブレーキ率設定マップ３７，３８を設け、バックドア２のオート開動作又はオート閉動作の際、これらブレーキ率設定マップ３７，３８を参照しながらバックドア２に必要なブレーキ率を割り出し、このブレーキ率に準ずる回生ブレーキにてバックドア２を減速させる。このため、オート開動作又はオート閉動作の際、バックドア２が手動操作にて急加速する場合であっても、バックドア２のドア速度が回生ブレーキによって強制的に落とされるので、ドア速度の目標速度への追従が確保される。

また、本例の場合、開操作用ブレーキ率設定マップ３７と閉操作用ブレーキ率設定マップ３８とを個別に設定し、オート開動作時は開操作用ブレーキ率設定マップ３７を使用し、オート閉動作時は閉操作用ブレーキ率設定マップ３８を使用する。このため、開操作時は、全開端点付近（ドア開き切り）で所定以下のドア速度となるようにブレーキ率を設定することにより、バックドア２がエンドストッパに衝突した際の衝撃によるストレスと跳ね返り量とを小さくすることが可能となる。また、閉操作時は、全閉位置付近で所定以下のドア速度となるようにブレーキ率を設定することにより、安全性と衝撃力の緩和とが可能となる。

さらに、本例の開操作用ブレーキ率設定マップ３７は、開操作し始め領域や中間領域においてブレーキ率が小さく設定されているので、不要な領域でバックドア２に無駄なブレーキをかけてしまうことがなく、操作性悪化が防止される。また、本例の閉操作用ブレーキ率設定マップ３８でも、閉操作し始め領域や中間領域のブレーキ率が小さく設定されているので、閉操作時も同様の効果が得られる。

本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）バックドア２の開動作時には、開操作用ブレーキ率設定マップ３７を参照し、バックドア２の閉動作時には、閉操作用ブレーキ率設定マップ３８を参照して、バックドア２の動作が監視される。そして、バックドア２には、これらブレーキ率設定マップ３７，３８から設定されるブレーキ率に準じたブレーキ力が付与される。このため、バックドア２の開閉両方においてバックドア２の急動作時には、バックドア２にブレーキ力が付与されるので、バックドア２の開閉両方で動作の安全性を確保することができる。また、これらブレーキ率設定マップ３７，３８は、開操作用の３７と閉操作用の３８とで、各々個別に設定されている。よって、開動作又は閉操作の各々において、最適のブレーキ力がバックドア２に付与されるので、バックドア２の動作安全性の確保に一層寄与する。

（２）オート開動作やオート閉動作は、ＰＷＭ制御等を利用したフィードバック制御である。よって、バックドア２を所定の目標速度に追従させて開閉することが可能となるので、バックドア２を好適なドア速度で開閉することができる。よって、このことも、バックドア２の開閉動作の安全性確保に効果が高い。

（３）開操作用ブレーキ率設定マップ３７は、バックドア２の開き切り時にバックドア２が例えばエンドストッパ等に激しく衝突しないように、ブレーキ率の各領域が設定されている。また、閉操作用ブレーキ率設定マップ３８は、バックドア２の閉じ切り時にバックドア２が例えば車体５に激しく衝突しないように、ブレーキ率の各領域が設定されている。よって、バックドア２の開又は閉のそれぞれにおいて必要とされる好適なブレーキ率にてバックドア２にブレーキを付与することが可能となるので、バックドア２の動作安全性確保に一層寄与する。

（４）バックドア２のブレーキを回生ブレーキとしたので、モータ駆動回路２１ａ，２１ｂの回路状態を閉回路に切り換えるという簡素な構成によって、バックドア２にブレーキを付与することができる。

（５）ブレーキ率をマップ３７，３８によって設定する構成としたので、マップ３７，３８を参照するという簡素な処理により、バックドア２のブレーキ力を設定することができる。

なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・ブレーキ率設定マップ３７，３８は、図６や図７に示す態様に限定されない。即ち、領域Ｅ１〜Ｅ１０の範囲を適宜変更してよいし、ラインＬ１〜Ｌ１１，Ｌ２１〜Ｌ２５の傾きや長さを適宜変更することも可能である。

・各領域Ｅ１〜Ｅ１０のブレーキ率は、車種に応じて適宜変更可能である。
・開操作用ブレーキ率設定マップ３７は、領域がＥ１〜Ｅ５の５段階に区分けされることに限定されず、例えば単に２段階（ブレーキ有り／無し）としてもよいし、６段階以上に細分化してもよい。なお、これは、閉操作用ブレーキ率設定マップ３８でも同様に言える。

・駆動ユニット４は、ダンパ式のクラッチレス型に限定されず、バックドア２を駆動源にて自動開閉できるユニットであればよい。
・バックドア２の閉状態の検出は、ドアクローザ装置２３のスイッチを利用することに限定されない。例えば、ドア閉を検出する専用のスイッチやセンサを設けてもよい。

・バックドア２の動作状態の検出パラメータは、ドア開度とドア速度とに限定されない。例えば、バックドア２の加速度や操作荷重など、他のパラメータを用いてもよい。
・回生ブレーキは、１周期内のパルスのオン時間を変えることで、ブレーキ率を切り換えることに限定されない。例えば、所定時間内におけるオン時間の回数を変えることで、ブレーキ率の切り換えを行ってもよい。

・ブレーキ手段は、回生ブレーキに限定されず、例えばクラッチを用いたものでもよい。
・開操作検出手段は、パルスセンサ２２ａ，２２ｂに限定されず、他のセンサやスイッチ類に変更可能である。

・バックドア２のフィードバック制御は、ＰＷＭ制御に限定されず、ドア速度を目標速度に追従させる制御であれば、他の制御に適宜変更可能である。
・バックドア２のオート開動作やオート閉動作は、フィードバック制御により実行されることに限定されず、例えば単なる定速制御でもよい。

・予め設定された動作計画は、目標速度に限定されず、例えば目標トルクであってもよい。
・左右の駆動ユニット用モータ１０ａ，１０ｂを同じ動作に制御する場合、これは左右のモータ１０ａ，１０ｂの回転速度が等しくなるような制御に限らず、例えばドア開度が等しくなるような制御でもよい。

・駆動手段は、モータに限定されず、例えばシリンダ等でもよい。
・開閉体は、バックドア２に限定されず、スライドドア、ラッゲージドア、サンルーフ等でもよい。

・開閉検出手段及び動作状態検出手段は、同一のセンサが共用されることに限定されず、各々個別に設けてもよい。
・ブレーキ設定パラメータは、マップ３７，３８に限定されず、例えば関数としてもよい。

１…車両、２…開閉体としてのバックドア、３…車両開閉体制御装置としてのパワーバックドア装置、１０（１０ａ，１０ｂ）…駆動手段としての駆動ユニット用モータ、２１ａ，２１ｂ…駆動回路としてのモータ駆動回路、２２ａ，２２ｂ…開閉検出手段及び動作状態検出手段としてのパルスセンサ、３２…動作制御手段としてのオート動作制御部、３４…ブレーキ手段（回生ブレーキ手段）を構成するＨブリッジ回路、３５…ブレーキ手段（回生ブレーキ手段）を構成するブレーキ制御部、３７…ブレーキ設定パラメータ（開操作用ブレーキ設定パラメータ）を構成する開操作用ブレーキ率設定マップ、３８…ブレーキ設定パラメータ（閉操作用ブレーキ設定パラメータ）を構成する閉操作用ブレーキ率設定マップ。

Claims

駆動手段の駆動力を基に車両の開閉体を動作して、当該開閉体を自動開閉させる車両開閉体制御装置において、
前記開閉体の開又は閉を検出する開閉検出手段と、
前記開閉体の開動作及び閉動作の両方で当該開閉体の動作を監視し、該開閉体が急動作した際、前記開閉体にブレーキを付与するブレーキ手段とを備え、
前記ブレーキ手段は、前記開閉体にどの程度のブレーキ力を付与するのかを設定するブレーキ設定パラメータを基にブレーキ力を設定し、前記ブレーキ設定パラメータは、前記開閉体の開操作時又は閉操作時で、それぞれ異なる態様にて設定されており、
開操作時に前記ブレーキ手段により付与されるブレーキ力は、前記開閉体の位置が所定の第１開度よりも全閉側においては一定に設定されるとともに、前記第１開度よりも全開側においては、前記開閉体が全開に近づくに連れて、かつ前記開閉体の開閉速度が高くなるに連れて高くなるように設定され、
閉操作時に前記ブレーキ手段により付与されるブレーキ力は、前記開閉体の位置が所定の第２開度よりも全開側においては一定に設定されるとともに、前記第２開度よりも全閉側においては、前記開閉体が全閉に近づくに連れて、かつ前記開閉体の開閉速度が高くなるに連れて高くなるように設定されている
ことを特徴とする車両開閉体制御装置。
前記開閉体の動作状態を検出する動作状態検出手段からの検出信号を基に、前記開閉体の動作が予め設定された動作計画に則った動作をとるように前記駆動手段を制御することにより、当該開閉体の動作を制御する動作制御手段を備えた
ことを特徴とする請求項１に記載の車両開閉体制御装置。
開操作の際、前記開閉体の開き切り時に該開閉体に衝撃が生じ、閉操作の際、前記開閉体の閉じ切り時に該開閉体に衝撃が生じることを前提に、開操作用ブレーキ設定パラメータ及び閉操作用ブレーキ設定パラメータは、前記開閉体が開操作時又は閉操作時にとる各位置において各々必要なブレーキ力を割り振ることにより、開と閉とでそれぞれが異なる態様に設定されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両開閉体制御装置。
前記ブレーキ手段は、前記駆動手段の駆動回路を閉回路とすることにより、回生によって前記開閉体にブレーキを付与する回生ブレーキ手段である
ことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の車両開閉体制御装置。
前記ブレーキ設定パラメータは、開閉体位置と開閉体速度とをパラメータとして、前記開閉体位置と前記開閉体速度との組み合わせからブレーキ力を決めるマップである
ことを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の車両開閉体制御装置。