JP6192111B2 - 扉開閉制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、たとえば車両のバックドアやスライドドアのような扉を手動で開閉操作する場合に、操作補助力を付与する扉開閉制御装置に関する。

車両に搭載される扉開閉制御装置として、たとえばパワーバックドア（「パワーテイルゲート」ともいう。）制御装置やパワースライドドア制御装置がある。これらの扉開閉制御装置は、アクチュエータとしてモータを使用し、モータを回転させて、扉開閉機構を作動させ、バックドアやスライドドアを開閉させる。また、扉が手動で開閉操作された場合に、アクチュエータにより操作補助力を付与して、操作者が小さな力で扉を開閉操作できるようにする、パワーアシスト機能を備えた扉開閉制御装置もある（たとえば特許文献１〜４）。

特許文献１の扉開閉制御装置では、スライドドアが全閉位置または全開位置で急停止したときの衝撃を緩和するため、スライドドアが全閉位置または全開位置の付近に達した際に、ドア速度が所定値よりも大きい場合は、目標ドア速度を小さい値に切り替える。そして、その目標ドア速度に実際のドア速度が近づくように、モータの駆動を制御する。

特許文献２の扉開閉制御装置では、快適な操作フィーリングを実現するため、モータに流れる電流とスライドドアの移動速度の変化に基づいて、モータへの給電量を調節して、スライドドアの開閉速度を制御する。具体的には、スライドドアの移動速度の変化が閾値の範囲内であるときは、モータへの給電量を維持する定常制御を行う。また、モータの電流値が第１閾値より小さいときは加速制御を行い、モータの電流値が第２閾値より大きいときは減速制御を行う。

特許文献３の扉開閉制御装置では スライドドアがどの位置にあっても、スライドドアの開閉を手動から自動へ移行するため、スライドドアの開閉に応じてパルス発生手段から発生される位相がずれた２つのパルスに基づいて、スライドドアの作動方向（開閉方向）を判断する。そして、その作動方向に対応させて、モータを開方向または閉方向へ駆動する。

特許文献４の扉開閉制御装置では、バックドアの開閉用ハンドルの操作量を検出し、該操作量に応じてモータの駆動を制御して、バックドアの開閉操作に必要な一部の操作力を補助する。また、小出力のモータを用いて、装置を小型化するため、バックドアの半開状態までの範囲で、モータにより開閉操作のアシストを行う。

特開２００８−９５４０７号公報 特開２０１１−２３６６９７号公報 特開２００１−１９３３５３号公報 特開２０１１−２６９４０号公報

扉開閉機構の特性や外力の作用により、扉にかかる負荷は、全開位置近傍や全閉位置近傍と、これらの中間位置とで異なる。たとえば、車両のバックドアの場合、バックドア開閉機構の特性や摩擦力や重力などの作用により、全開位置近傍や全閉位置近傍でバックドアにかかる負荷よりも、これらの中間位置でバックドアにかかる負荷の方が大きい。このため、バックドアを手動で開閉する際に、全開位置近傍や全閉位置近傍よりも、中間位置の方が大きな操作力が必要となる。その結果、操作者にとっては、中間位置でバックドアが重く感じられ、操作感触が良くない。

本発明の課題は、操作者が感触良く扉を開閉操作できるように補助することが可能な扉開閉制御装置を提供することである。

本発明による扉開閉制御装置は、扉を開閉させるアクチュエータの駆動を制御する制御部と、扉の開閉位置を検出する位置検出部と、位置検出部が検出した開閉位置の時間変化に基づいて、扉の開閉速度を算出する速度算出部と、位置検出部が検出した開閉位置と速度算出部が算出した開閉速度とに基づいて、目標補助力を算出する目標補助力算出部とを備える。制御部は、目標補助力算出部が算出した目標補助力に基づいて、扉の開閉操作を補助するように、アクチュエータの駆動を制御する。ここで、扉の開閉位置が全開位置近傍にある場合に目標補助力算出部が算出した目標補助力より、扉の開閉位置が全開位置近傍と全閉位置近傍との間の中間位置にある場合に目標補助力算出部が算出した目標補助力の方が大きい。また、扉の開閉位置が全閉位置近傍にある場合に目標補助力算出部が算出した目標補助力より、扉の開閉位置が中間位置にある場合に目標補助力算出部が算出した目標補助力の方が大きい。

上記によると、扉開閉機構の特性や外力の作用により、扉にかかる負荷が扉の開閉位置によって異なっても、扉の開閉操作を補助するための目標補助力が扉の開閉位置に対応して変化する。詳しくは、全開位置近傍や全閉位置近傍より中間位置の方が、目標補助力が大きく設定される。このため、中間位置で扉にかかる負荷が大きくても、扉を手動で開閉操作する際に、アクチュエータにより中間位置で十分な補助力が付与されるので、操作者は、中間位置において扉を重いと感じなくなる。以上のことから、操作者が感触良く扉を開閉操作できるように補助することが可能となる。

また、本発明では、上記扉開閉制御装置において、扉の開閉位置が同一でも、扉の開閉速度が遅い場合に目標補助力算出部が算出した目標補助力より、扉の開閉速度が速い場合に目標補助力算出部が算出した目標補助力の方が大きくてもよい。

また、本発明では、上記扉開閉制御装置において、目標補助力算出部は、位置検出部が検出した開閉位置に基づいて第１補助力成分を算出し、速度算出部が検出した開閉速度に基づいて第２補助力成分を算出し、第１補助力成分と第２補助力成分とを乗算することにより、目標補助力を算出してもよい。

また、本発明では、上記扉開閉制御装置において、アクチュエータの駆動電流を検出する電流検出部をさらに備え、制御部は、目標補助力算出部が算出した目標補助力と、電流検出部が検出した駆動電流とに基づいて、アクチュエータの駆動を制御してもよい。

さらに、本発明では、扉は車両のバックドアから成り、扉開閉制御装置は、バックドアの開閉操作時にアクチュエータにより操作補助力を付与するパワーバックドア制御装置から構成してもよい。

本発明によれば、操作者が感触良く扉を開閉操作できるように補助することが可能な扉開閉制御装置を提供することができる。

本発明の実施形態によるパワーバックドア制御装置の構成を示した図である。 バックドアの一例を示した図である。 図１のパワーバックドア制御装置のメイン処理を示したフローチャートである。 図３のモード判別処理の詳細を示したフローチャートである。 図３のオート開閉処理の詳細を示したフローチャートである。 図３のオート開閉処理の詳細を示したブロック図である。 図３のパワーアシスト処理の詳細を示したフローチャートである。 図３のパワーアシスト処理の詳細を示したブロック図である。 図８の目標補助力算出部の詳細を示した図である。 図９の位置特性の詳細を示した図である。 図９の速度特性の詳細を示した図である。

以下、本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。各図において、同一の部分または対応する部分には、同一符号を付してある。

まず、本実施形態の構成を、図１および図２を参照しながら説明する。

図１は、パワーバックドア制御装置１０の構成を示した図である。図２は、バックドア３０の一例を示した図である。

図１において、パワーバックドア制御装置１０は、モータ２０とＢＤ（バックドア）開閉機構２１とバックドア３０とともに、パワーバックドアシステム１００に組み込まれている。このパワーバックドアシステム１００は、自動四輪車に搭載されている。

パワーバックドア制御装置１０は、図２の車体３１に設けられている。バックドア３０を開閉させるためのＢＤ開閉機構２１は、車体３１やバックドア３０に設けられている。モータ２０は、ＢＤ開閉機構２１の動力源であり、車体３１に設けられている。

バックドア３０は、図２に示すように、自動四輪車の車体３１の後面に設けられた、跳ね上げ式のドアから成る。バックドア３０は、上端部にある回転軸３２を中心にして、下端部が上方へ揺動することで開いて行き、逆に下端部が下方へ揺動することで閉まって行く。図２では、全閉位置にあるバックドア３０を実線で示し、全開位置にあるバックドア３０を１点鎖線で示し、全閉位置と全開位置の間の中間位置にあるバックドア３０を２点鎖線で示している。パワーバックドア制御装置１０は、モータ２０を正転または逆転で駆動して、ＢＤ開閉機構２１を作動させ、バックドア３０を自動で開閉させる（オート開閉機能）。

また、バックドア３０は、下端部や把持部（図示省略）をつかんで、手動で開閉操作することができる。バックドア３０が手動で開閉操作された場合に、パワーバックドア制御装置１０は、モータ２０により操作補助力を付与して、操作者が小さな力でバックドア３０を開閉操作できるようにする（パワーアシスト機能）。

パワーバックドア制御装置１０は、本発明の「扉開閉制御装置」の一例である。バックドア３０は、本発明の「扉」の一例である。モータ２０は、本発明の「アクチュエータ」の一例である。

パワーバックドア制御装置１０には、制御部１、モータ駆動部２、運転席操作部３、後方操作部４、通信部５、遠隔操作機６、パルス発生器７、全閉検出ＳＷ（スイッチ）８、および全開検出ＳＷ（スイッチ）９が備わっている。

制御部１は、マイクロコンピュータから成る。制御部１には、位置検出部１ａ、速度算出部１ｂ、目標速度算出部１ｃ、速度制御部１ｄ、目標補助力算出部１ｅ、補助力制御部１ｆ、モード判別部１ｇ、および手動開閉検出部１ｈが設けられている。これらの各部１ａ〜１ｈは、たとえばソフトウェアにより構成されているが、他の例としてハードウェアで構成されていてもよい。

モータ駆動部２は、モータ２０をＰＷＭ（パルス幅変調）信号で駆動するためのドライブ回路から成る。制御部１は、モータ駆動部２によりモータ２０の駆動を制御する。モータ駆動部２には、モータ２０に流れる電流（以下、「モータ電流」という。）を検出する電流検出部２ａが設けられている。電流検出部２ａによるモータ電流の検出は、適宜または所定の周期で行われる。

運転席操作部３は、自動四輪車の運転席に設けられたスイッチやボタンなどから成る。後方操作部４は、車体３１の後方（車外）に設けられたスイッチやボタンなどから成る。運転席操作部３と後方操作部４には、バックドア３０の開閉または停止を指示するために操作されるＢＤ開閉ＳＷ（スイッチ）３ｂ、４ｂがそれぞれ設けられている。

通信部５は、遠隔操作機６と無線通信（ＬＦ（Low Frequency）信号やＵＨＦ（Ultra High Frequency）信号の通信など）するためのアンテナや回路から成る。遠隔操作機６は、パッシブエントリーシステムのＦＯＢキーから成り、利用者により携帯される。

遠隔操作機６にも、バックドア３０の開閉または停止を指示するために操作されるＢＤ開閉ＳＷ（スイッチ）６ｂが設けられている。利用者によりＢＤ開閉ＳＷ６ｂが操作されると、その操作状態を示す操作信号が遠隔操作機６から無線で送信されて、通信部５によりその操作信号が受信される。

パルス発生器７は、たとえば２相式のロータリエンコーダから成り、モータ２０またはＢＤ開閉機構２１に設けられている。パルス発生器７は、モータ２０の回転状態またはＢＤ開閉機構２１の作動状態に応じて、位相がずれた２つのパルス信号を制御部１へ出力する。

モータ２０の回転状態、ＢＤ開閉機構２１の作動状態、およびバックドア３０の開閉状態は連動している。このため、制御部１の位置検出部１ａは、パルス発生器７から出力される２つのパルス信号を検出し、該パルス信号に基づいてバックドア３０の開閉位置（以下「ドア位置」という。）を検出する。速度算出部１ｂは、位置検出部１ａが検出したドア位置の時間変化に基づいて、バックドア３０の開閉速度（以下「ドア速度」という。）を算出する。位置検出部１ａによるドア位置の検出と、速度算出部１ｂによるドア速度の算出とは、適宜または所定の周期で随時行われる。

全閉検出ＳＷ（スイッチ）８と全開検出ＳＷ（スイッチ）９は、車体３１の後部に設けられている。全閉検出ＳＷ８は、バックドア３０が全閉したことを検出して、検出信号を制御部１へ出力する。全開検出ＳＷ９は、バックドア３０が全開したことを検出して、検出信号を制御部１へ出力する。位置検出部１ａは、全閉検出ＳＷ８または全開検出ＳＷ９からの出力信号に基づいて、バックドア３０が全閉位置または全開位置にあることを検出する。

制御部１は、ＢＤ開閉ＳＷ３ｂ、４ｂ、６ｂの操作に応じて、モータ駆動部２を介してモータ２０の駆動を制御する。具体的には、制御部１は、ＢＤ開閉ＳＷ３ｂ、４ｂ、６ｂの開閉操作に応じて、モータ駆動部２によりモータ２０を回転させ、ＢＤ開閉ＳＷ３ｂ、４ｂ、６ｂの停止操作に応じて、モータ駆動部２によりモータ２０を停止する。これにより、バックドア３０が自動で開閉したり、停止したりする。

ＢＤ開閉ＳＷ３ｂ、４ｂ、６ｂの開閉操作に応じてモータ２０を駆動する際、位置検出部１ａが検出したドア位置に基づいて、目標速度算出部１ｃがバックドア３０を自動で開閉させるための目標速度を算出する。そして、その目標速度と、速度算出部１ｂが算出したドア速度とに基づいて、速度制御部１ｄがモータ２０を速度制御する。

手動開閉検出部１ｈは、速度算出部１ｂが算出したドア速度に基づいて、バックドア３０が手動で開閉操作されたことを検出する。具体的には、速度制御部１ｄがモータ２０の駆動を制御していないときに、速度算出部１ｂが算出したドア速度が０でなければ、手動開閉検出部１ｈは、バックドア３０が手動で開閉操作されたと判断する。

手動開閉検出部１ｈによりバックドア３０の手動開閉操作が検出されると、制御部１は、バックドア３０の手動開閉操作を補助するように、モータ駆動部２を介してモータ２０の駆動を制御する。具体的には、位置検出部１ａが検出したドア位置と、速度算出部１ｂが算出したドア速度とに基づいて、目標補助力算出部１ｅが目標補助力を算出する。そして、その目標補助力と、電流検出部２ａが検出したモータ電流とに基づいて、補助力制御部１ｆがモータ駆動部２を介してモータ２０の駆動を制御する。

モード判別部１ｇは、位置検出部１ａが検出したドア位置と、速度算出部１ｂが算出したドア速度と、ＢＤ開閉ＳＷ３ｂ、４ｂ、６ｂの操作状態とに基づいて、モータ２０を制御するためのモードを判別する。

次に、パワーバックドア制御装置１０の動作を、図３〜図１１を参照しながら説明する。

図３は、パワーバックドア制御装置１０のメイン処理を示したフローチャートである。制御部１は、位置検出部１ａで検出されたドア位置により、バックドア３０が全閉位置と全開位置の間にある中間位置にあると判断すると（図３のステップＳ１：ＹＥＳ）、モード判別部１ｇによりモード判別処理を行う（図３のステップＳ２）。

図４は、モード判別処理の詳細を示したフローチャートである。いずれかのＢＤ開閉ＳＷ３ｂ、４ｂ、６ｂで開閉操作が行われると（図４のステップＳ１１：ＹＥＳ）、モード判別部１ｇは、移行先がオート開閉モードであると判別する（図４のステップＳ１２）。

また、ＢＤ開閉ＳＷ３ｂ、４ｂ、６ｂでオート開閉操作が行われない状態で（図４のステップＳ１１：ＮＯ）、バックドア３０が手動で開閉操作されると、速度算出部１ｂで算出されたドア速度が０以外の値となる（図４のステップＳ１３：ＮＯ）。これにより、手動開閉検出部１ｈが、バックドア３０の手動開閉操作がされたと判断し（図４のステップＳ１４）、モード判別部１ｇは、移行先がパワーアシストモードであると判別する（図４のステップＳ１５）。

また、ＢＤ開閉ＳＷ３ｂ、４ｂ、６ｂでオート開閉操作が行われない状態で（図４のステップＳ１１：ＮＯ）、バックドア３０が手動で開閉操作されずに、静止していると、速度算出部１ｂで算出されたドア速度が０になる（図４のステップＳ１３：ＹＥＳ）。これにより、手動開閉検出部１ｈが、バックドア３０の手動開閉操作がされていないと判断し（図４のステップＳ１６）、モード判別部１ｇは、移行先が停止モードであると判別する（図４のステップＳ１７）。

また、いずれかのＢＤ開閉ＳＷ３ｂ、４ｂ、６ｂで停止操作が行われた場合も（図４のステップＳ１１：ＮＯ）、ドア速度が０であれば（図４のステップＳ１３：ＹＥＳ）、手動開閉検出部１ｈが、バックドア３０の手動開閉操作がされていないと判断する（図４のステップＳ１６）。そして、モード判別部１ｇが、移行先は停止モードであると判別する（図４のステップＳ１７）。

図４のモード判別処理での判別結果に従って、図３のステップＳ３から停止モードに移行した場合、制御部１は、モータ２０を駆動することなく、メイン処理を終了する。これにより、バックドア３０は、中間位置で静止したままとなる。

また、図４のモード判別処理での判別結果に従って、図３のステップＳ３からオート開閉モードに移行した場合、制御部１は、オート開閉処理を実行する（図３のステップＳ４）。

図５は、オート開閉処理の詳細を示したフローチャートである。図６は、オート開閉処理の詳細を示したブロック図である。オート開閉処理を開始すると、制御部１は、ＢＤ開閉ＳＷ３ｂ、４ｂ、６ｂの操作内容を確認する（図５のステップＳ２０）。このとき、制御部１がいずれかのＢＤ開閉ＳＷ３ｂ、４ｂ、６ｂで開操作が行われたことを確認した場合（図５のステップＳ２０：開操作）、図６に示すように、目標速度算出部１ｃが、位置検出部１ａで検出されたドア位置に基づいて、開作動用の目標速度を算出する（図５のステップＳ２１）。次に、速度制御部１ｄが、速度制御をしながらモータ２０を開方向へ（たとえば正転）駆動する（図５のステップＳ２２）。

詳しくは、速度制御部１ｄが、目標速度算出部１ｃで算出された目標速度と、速度算出部１ｂで算出されたドア速度とが一致するように、モータ駆動部２によりモータ２０への入力電圧を制御して、モータ２０を開方向へ駆動する。これにより、ＢＤ開閉機構２１が作動して、バックドア３０が自動で開いて行く。

この後、ＢＤ開閉ＳＷ３ｂ、４ｂ、６ｂの操作がなければ（図５のステップＳ２３：ＮＯ）、バックドア３０が全開位置に到達するまで（図５のステップＳ２５：ＮＯ）、ステップＳ２１〜Ｓ２５の処理が繰り返される。

また、ＢＤ開閉ＳＷ３ｂ、４ｂ、６ｂのいずれかが操作されても（図５のステップＳ２３：ＹＥＳ）、それが開操作であれば（図５のステップＳ２４：ＹＥＳ）、バックドア３０が全開位置に到達するまで（図５のステップＳ２５：ＮＯ）、ステップＳ２１〜Ｓ２５の処理が繰り返される。

また、ＢＤ開閉ＳＷ３ｂ、４ｂ、６ｂのいずれかが操作されて（図５のステップＳ２３：ＹＥＳ）、それが開操作以外の操作（停止操作または閉操作）であれば（図５のステップＳ２４：ＮＯ）、先に受け付けた開操作が無効になる。このため、制御部１は、モータ２０の駆動を停止して（図５のステップＳ２６）、オート開閉処理を終了する。この後、再び図３のメイン処理が実行されて、ＢＤ開閉ＳＷ３ｂ、４ｂ、６ｂの操作に応じたモード（停止モードまたはオート開閉モード）に移行する。

他の例として、図５のステップＳ２３において、ＢＤ開閉ＳＷ３ｂ、４ｂ、６ｂの操作があった場合に、その操作が開操作・閉操作のいずれであっても、一旦モータ２０の駆動を停止するか、またはモータ２０の回転方向を反転させるようにしてもよい。

また、ＢＤ開閉ＳＷ３ｂ、４ｂ、６ｂで開操作以外の操作が行われることなく（図５のステップＳ２３：ＮＯ、またはステップＳ２４：ＹＥＳ）、バックドア３０が全開位置に到達したとする。すると、制御部１が、位置検出部１ａで検出されたドア位置に基づいて、バックドア３０が全開位置にあると判断し（図５のステップＳ２５：ＹＥＳ）、モータ２０の駆動を停止して（図５のステップＳ２６）、オート開閉処理を終了する。

また、オート開閉モードの開始直後に、制御部１がいずれかのＢＤ開閉ＳＷ３ｂ、４ｂ、６ｂで閉操作が行われことを確認した場合（図５のステップＳ２０：閉操作）、目標速度算出部１ｃがドア位置に基づいて、閉作動用の目標速度を算出する（図５のステップＳ３１）。次に、速度制御部１ｄが、速度制御をしながらモータ２０を閉方向へ（たとえば逆転）駆動する（図５のステップＳ３２）。

詳しくは、速度制御部１ｄが、目標速度算出部１ｃで算出された目標速度と、速度算出部１ｂで算出されたドア速度とが一致するように、モータ駆動部２によりモータ２０への入力電圧を制御して、モータ２０を閉方向へ駆動する。これにより、ＢＤ開閉機構２１が作動して、バックドア３０が自動で閉じて行く。

この後、ＢＤ開閉ＳＷ３ｂ、４ｂ、６ｂの操作がなければ（図５のステップＳ３３：ＮＯ）、バックドア３０が全閉位置に到達するまで（図５のステップＳ３５：ＮＯ）、ステップＳ３１〜Ｓ３５の処理が繰り返される。

また、ＢＤ開閉ＳＷ３ｂ、４ｂ、６ｂのいずれかが操作されても（図５のステップＳ３３：ＹＥＳ）、それが閉操作であれば（図５のステップＳ３４：ＹＥＳ）、バックドア３０が全閉位置に到達するまで（図５のステップＳ３５：ＮＯ）、ステップＳ３１〜Ｓ３５の処理が繰り返される。

また、ＢＤ開閉ＳＷ３ｂ、４ｂ、６ｂのいずれかが操作されて（図５のステップＳ３３：ＹＥＳ）、それが閉操作以外の操作（停止操作または開操作）であれば（図５のステップＳ３４：ＮＯ）、先に受け付けた閉操作が無効になる。このため、制御部１は、モータ２０の駆動を停止して（図５のステップＳ２６）、オート開閉処理を終了する。この後、再び図３のメイン処理が実行されて、ＢＤ開閉ＳＷ３ｂ、４ｂ、６ｂの操作に応じたモード（停止モードまたはオート開閉モード）に移行する。

他の例として、図５のステップＳ３３において、ＢＤ開閉ＳＷ３ｂ、４ｂ、６ｂの操作があった場合に、その操作が開操作・閉操作のいずれであっても、一旦モータ２０の駆動を停止するか、またはモータ２０の回転方向を反転させるようにしてもよい。

また、ＢＤ開閉ＳＷ３ｂ、４ｂ、６ｂで閉操作以外の操作が行われることなく（図５のステップＳ３３：ＮＯ、またはステップＳ３４：ＹＥＳ）、バックドア３０が全閉位置に到達したとする。すると、制御部１が、位置検出部１ａで検出されたドア位置に基づいて、バックドア３０が全閉位置にあると判断し（図５のステップＳ３５：ＹＥＳ）、モータ２０の駆動を停止して（図５のステップＳ２６）、オート開閉処理を終了する。

一方、図４のモード判別処理での判別結果に従って、図３のステップＳ３からパワーアシストモードに移行した場合、制御部１は、パワーアシストモード処理を実行する（図３のステップＳ５）。

図７は、パワーアシスト処理の詳細を示したフローチャートである。図８は、パワーアシスト処理の詳細を示したブロック図である。パワーアシスト処理を開始すると、制御部１は、位置検出部１ａで検出されたドア位置の時間変化に基づいて、バックドア３０の作動方向（開閉方向）を判断する（図７のステップＳ４１）。

ここで、制御部１が、バックドア３０の作動方向は開方向であると判断したとする（図７のステップＳ４１：開方向）。すると、図８に示すように目標補助力算出部１ｅが、位置検出部１ａで検出されたドア位置と速度算出部１ｂで算出されたドア速度とに基づいて、開作動用の目標補助力を算出する（図７のステップＳ４２）。

図９は、目標補助力算出部１ｅの詳細を示したブロック図である。目標補助力算出部１ｅには、ドア位置に応じた第１補助力成分を示す位置特性１ｐと、ドア速度に応じた第２補助力成分を示す速度特性１ｖと、乗算器１ｍとが設けられている。位置検出部１ａで検出されたドア位置が目標補助力算出部１ｅに入力されると、位置特性１ｐによりドア位置に応じた第１補助力成分が算出される。

図１０は、位置特性１ｐの詳細を示した図である。横軸はドア位置を示し、縦軸は第１補助力成分を示している。この位置特性１ｐのデータは、たとえばテーブルまたは関数として目標補助力算出部１ｅに記憶されている。図１０に示すように、第１補助力成分は、ドア位置に応じて二次曲線的に変化する。詳しくは、ドア位置が全開位置または全閉位置から閉方向または開方向へ変化するに連れて、第１補助力成分は徐々に大きくなる。つまり、ドア位置が全開位置近傍や全閉位置近傍にある場合より、全開位置近傍と全閉位置近傍との間の中間位置にある場合の方が、第１補助力成分は大きくなる。

図９において、速度算出部１ｂで算出されたドア速度が目標補助力算出部１ｅに入力されると、速度特性１ｖによりドア速度に応じた第２補助力成分が算出される。

図１１は、速度特性１ｖの詳細を示した図である。横軸はドア速度を示し、縦軸は第２補助力成分を示している。この速度特性１ｖのデータは、たとえばテーブルまたは関数として目標補助力算出部１ｅに記憶されている。図１１に示すように、第２補助力成分は、ドア速度に応じて変化する。詳しくは、ドア速度が速くなるに連れて、第２補助力成分は徐々に大きくなり、その後ドア速度が所定値以上になると、第２補助力成分は一定になる。

図９の目標補助力算出部１ｅにおいて、第１補助力成分と第２補助力成分とが算出されると、この第１補助力成分と第２補助力成分とが乗算器１ｍで乗算されることにより、目標補助力が算出される。つまり、目標補助力は、ドア位置とドア速度に応じて変化する。特に、ドア位置が全開位置近傍または全閉位置近傍にある場合に、目標補助力算出部１ｅで算出される目標補助力より、ドア位置が中間位置にある場合に、目標補助力算出部１ｅで算出される目標補助力の方が大きくなる。また、ドア位置が同一でも、ドア速度が遅い場合に、目標補助力算出部１ｅが算出した目標補助力より、ドア速度が速い場合に、目標補助力算出部１ｅが算出した目標補助力の方が大きくなる。

上記のようにして、目標補助力算出部１ｅで開作動用の目標補助力が算出されると、図８に示すように、補助力制御部１ｆが目標補助力と、電流検出部２ａで検出されたモータ電流とに基づいて、バックドア３０の手動開操作を補助するように、モータ２０を開方向へ駆動する（図７のステップＳ４３）。

詳しくは、補助力制御部１ｆが、目標補助力とモータ電流に応じてモータ駆動部２によりモータ２０への入力電圧を制御して、モータ２０を開方向へ駆動する。これにより、モータ２０から出力されるモータトルクが操作補助力となって、操作者がバックドア３０を手動で開く際の操作力が軽減される。

その後、操作者がバックドア３０の手動開操作を止めると、速度算出部１ｂで算出されたドア速度が０となる（図７のステップＳ４４：ＹＥＳ）。このため、手動開閉検出部１ｈが、バックドア３０の手動開操作が停止されたと判断し（図７のステップＳ４５）、制御部１が、モータ２０の駆動を停止して（図７のステップＳ５０）、パワーアシスト処理を終了する。これにより、バックドア３０は全閉位置と全開位置との間にある中間位置で静止する。

また、操作者がバックドア３０の手動開操作を継続すると、ドア速度が０以外の値（たとえば＋値）になる（図７のステップＳ４４：ＮＯ）。この場合、図７のステップＳ４１〜Ｓ４４の処理が繰り返される。その後、バックドア３０が全開位置に到達すると、ドア速度が０となる（図７のステップＳ４４：ＹＥＳ）。このため、手動開閉検出部１ｈが、バックドア３０の手動開操作が停止されたと判断する（図７のステップＳ４５）。そして、制御部１が、モータ２０の駆動を停止して（図７のステップＳ５０）、パワーアシスト処理を終了する。

また、パワーアシスト処理の開始直後に、制御部１が、バックドア３０の作動方向は閉方向であると判断したとする（図７のステップＳ４１：閉方向）。すると、図８に示すように、目標補助力算出部１ｅが、位置検出部１ａで検出されたドア位置と、速度算出部１ｂで算出されたドア速度とに基づいて、閉作動用の目標補助力を算出する（図７のステップＳ４６）。

このときも、目標補助力算出部１ｅでは、図９に示すように、位置特性１ｐ（図１０）によりドア位置に応じた第１補助力成分が出力され、速度特性１ｖ（図１１）によりドア速度に応じた第２補助力成分が出力される。そして、第１補助力成分と第２補助力成分とが乗算器１ｍで乗算されることで、目標補助力が算出される。なお、位置特性１ｐおよび速度特性１ｖは、バックドア３０の開作動時と閉作動時とで異なっていてもよいし、同一でもよい。

上記のようにして、目標補助力算出部１ｅで閉作動用の目標補助力が算出されると、図９に示すように、補助力制御部１ｆが目標補助力とモータ電流とに基づいて、バックドア３０の手動閉操作を補助するように、モータ２０を閉方向へ駆動する（図７のステップＳ４７）。

詳しくは、補助力制御部１ｆが、目標補助力とモータ電流に応じてモータ駆動部２によりモータ２０への入力電圧を制御して、モータ２０を閉方向へ駆動する。これにより、モータ２０から出力されるモータトルクが操作補助力となって、操作者がバックドア３０を手動で閉じる際の操作力が軽減される。

その後、操作者がバックドア３０の手動閉操作を止めると、速度算出部１ｂで算出されたドア速度が０となる（図７のステップＳ４８：ＹＥＳ）。このため、手動開閉検出部１ｈが、バックドア３０の手動閉操作が停止されたと判断し（図７のステップＳ４９）、制御部１が、モータ２０の駆動を停止して（図７のステップＳ５０）、パワーアシスト処理を終了する。これにより、バックドア３０は中間位置で静止する。

また、操作者がバックドア３０の手動閉操作を継続すると、ドア速度が０以外の値（たとえば−値）になる（図７のステップＳ４８：ＮＯ）。この場合、図７のステップＳ４１、Ｓ４６〜Ｓ４８の処理が繰り返される。その後、バックドア３０が全閉位置に到達すると、ドア速度が０となる（図７のステップＳ４８：ＹＥＳ）。このため、手動開閉検出部１ｈが、バックドア３０の手動閉操作が停止されたと判断する（図７のステップＳ４９）。そして、制御部１が、モータ２０の駆動を停止して（図７のステップＳ５０）、パワーアシスト処理を終了する。

上記実施形態によると、ＢＤ開閉機構２１の特性や摩擦力や重力などの外力の作用により、バックドア３０にかかる負荷がバックドア３０の開閉位置によって異なっても、バックドア３０の手動開閉操作を補助するための目標補助力がバックドア３０の開閉位置に対応して変化する。詳しくは、全開位置近傍や全閉位置近傍より中間位置の方が、目標補助力が大きく設定される。このため、中間位置でバックドア３０にかかる負荷が大きくても、操作者がバックドア３０を手動で開閉操作する際に、モータ２０により中間位置で十分な補助力が付与されるので、操作者は、中間位置においてバックドア３０を重いと感じなくなる。以上のことから、操作者が感触良くバックドア３０を開閉操作できるように補助することが可能となる。また、全開位置近傍や全閉位置近傍における操作者の操作力と、中間位置における操作者の操作力とがほぼ同じになるようにすれば、バックドア３０の開閉位置にかかわらず操作力がほぼ一定となり、操作感触がより良好なものとなる。

また、上記実施形態では、操作者がバックドア３０を手動で開閉操作する際に、バックドア３０の開閉位置が同一でも、バックドア３０の開閉速度が遅い場合より速い場合の方が、目標補助力は大きく設定される。このため、操作者がバックドア３０の開閉速度を速めても、バックドア３０が重たくなったと感じ難くなり、バックドア３０を感触良く開閉操作できるように補助することが可能となる。

さらに、上記実施形態では、操作者がバックドア３０を手動で開閉操作する際に、位置検出部１ａで検出されたドア位置に基づいて第１補助力成分が算出され、速度算出部１ｂで検出されたドア速度に基づいて第２補助力成分が算出される。そして、第１補助力成分と第２補助力成分とが乗算されることで、目標補助力が算出される。さらに、目標補助力とモータ電流とに基づいてモータ２０の駆動が制御されるので、バックドア３０の手動開閉操作を適切に補助することができる。

本発明は、上述した以外にも種々の実施形態を採用することができる。たとえば、以上の実施形態では、ドア位置に基づいて算出した第１補助力成分と、ドア速度に基づいて算出した第２補助力成分とを乗算して、目標補助力を算出した例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではなく、これ以外の演算方法で目標補助力を算出してもよい。

また、以上の実施形態では、パルス発生器７と全閉検出ＳＷ８と全開検出ＳＷ９の出力に基づいて、位置検出部１ａがバックドア３０の開閉位置を検出した例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば、センサやスイッチからの出力、モータに流れる電流、またはモータに流れる電流に含まれるリップルの周波数などに基づいて、位置検出部がバックドアの開閉位置を検出してもよい。

また、以上の実施形態では、跳ね上げ式のバックドア３０を例に示したが、本発明はこれのみに限定するものではなく、これ以外の方式のバックドアを用いてもよい。

さらに、以上の実施形態では、自動四輪車のパワーバックドア制御装置１０に本発明を適用した例を挙げたが、これに限るものではない。たとえばスライドドアを開閉させるパワースライドドア制御装置のような扉開閉制御装置に対しても、本発明を適用することは可能である。また、モータ以外のアクチュエータにより扉を開閉させる扉開閉制御装置に対しても、本発明を適用することは可能である。

１ 制御部
１ａ 位置検出部
１ｂ 速度算出部
１ｅ 目標補助力算出部
１ｆ 補助力制御部
２ａ 電流検出部
１０ パワーバックドア制御装置（扉開閉制御装置）
２０ モータ（アクチュエータ）
３０ バックドア（扉）

Claims (6)

1. 扉を開閉させるアクチュエータの駆動を制御する制御部と、
   前記扉の開閉位置を検出する位置検出部と、
   前記位置検出部が検出した前記開閉位置の時間変化に基づいて、前記扉の開閉速度を算出する速度算出部と、
   前記位置検出部が検出した前記開閉位置と前記速度算出部が算出した前記開閉速度とに基づいて、目標補助力を算出する目標補助力算出部と、を備え、
   前記制御部は、前記目標補助力算出部が算出した目標補助力に基づいて、前記扉の開閉操作を補助するように、前記アクチュエータの駆動を制御する扉開閉制御装置において、
   前記扉の開閉位置が全開位置近傍にある場合に前記目標補助力算出部が算出した前記目標補助力より、前記扉の開閉位置が全開位置近傍と全閉位置近傍との間の中間位置にある場合に前記目標補助力算出部が算出した前記目標補助力の方が大きい、ことを特徴とする扉開閉制御装置。
2. 扉を開閉させるアクチュエータの駆動を制御する制御部と、
   前記扉の開閉位置を検出する位置検出部と、
   前記位置検出部が検出した前記開閉位置の時間変化に基づいて、前記扉の開閉速度を算出する速度算出部と、
   前記位置検出部が検出した前記開閉位置と前記速度算出部が算出した前記開閉速度とに基づいて、目標補助力を算出する目標補助力算出部と、を備え、
   前記制御部は、前記目標補助力算出部が算出した目標補助力に基づいて、前記扉の開閉操作を補助するように、前記アクチュエータの駆動を制御する扉開閉制御装置において、
   前記扉の開閉位置が全閉位置近傍にある場合に前記目標補助力算出部が算出した前記目標補助力より、前記扉の開閉位置が全開位置近傍と全閉位置近傍との間の中間位置にある場合に前記目標補助力算出部が算出した前記目標補助力の方が大きい、ことを特徴とする扉開閉制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の扉開閉制御装置において、
   前記扉の開閉位置が同一でも、前記扉の開閉速度が遅い場合に前記目標補助力算出部が算出した前記目標補助力より、前記扉の開閉速度が速い場合に前記目標補助力算出部が算出した前記目標補助力の方が大きい、ことを特徴とする扉開閉制御装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の扉開閉制御装置において、
   前記目標補助力算出部は、
   前記位置検出部が検出した前記開閉位置に基づいて第１補助力成分を算出し、
   前記速度算出部が検出した前記開閉速度に基づいて第２補助力成分を算出し、
   前記第１補助力成分と前記第２補助力成分とを乗算することにより、前記目標補助力を算出する、ことを特徴とする扉開閉制御装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の扉開閉制御装置において、
   前記アクチュエータの駆動電流を検出する電流検出部をさらに備え、
   前記制御部は、前記目標補助力算出部が算出した前記目標補助力と、前記電流検出部が検出した前記駆動電流とに基づいて、前記アクチュエータの駆動を制御する、ことを特徴とする扉開閉制御装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の扉開閉制御装置において、
   前記扉は、車両のバックドアから成り、
   当該扉開閉制御装置は、前記バックドアの開閉操作時に前記アクチュエータにより操作補助力を付与するパワーバックドア制御装置から成る、ことを特徴とする扉開閉制御装置。

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