JP6734928B2

JP6734928B2 - 開閉体制御装置

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Publication number: JP6734928B2
Application number: JP2018543915A
Authority: JP
Inventors: 亮輔岸野; 池田　隆之; 隆之池田; 正弘笛木; 木村　高志; 高志木村; 郁治横澤
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2016-10-06
Filing date: 2017-10-03
Publication date: 2020-08-05
Anticipated expiration: 2037-10-03
Also published as: US20190226263A1; WO2018066550A1; US10907395B2; JPWO2018066550A1

Description

本発明は、開閉体制御装置に関する。
本願は、２０１６年１０月０６日に、日本に出願された特願２０１６−１９８２２４号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

従来、自動車には、モータの動力によりテールゲートを開閉駆動する開閉体制御装置が設けられている。この開閉体制御装置は、モータの動力により電動でテールゲートを開閉する電動モードと、テールゲートを手動で開閉可能とする手動モードと、を備える。

ところで、一般的にモータは、外力によって回転した場合には発電機として動作し、誘起電圧が発生する。したがって、手動モードにおいて、ユーザによりテールゲートが手動で操作されると、モータに発電電圧が発生することで開閉体制御装置内部に過電圧が発生してしまう場合がある。そこで、特許文献１には、テールゲートの非電動移動を検出した場合に、逆接保護用のリレーをＯＮ（導通）することで開閉体制御装置内部の電圧をバッテリ電圧に抑える方法が開示されている。

特表２０１４−５３１８８５号公報

しかしながら、特許文献１に開示の方法では、テールゲートの非電動移動を検出してから逆接保護用のリレーがＯＮするまでに時間遅れが生じるため、その時間における過電圧には対応できない。その結果、開閉体制御装置の内部部品が過電圧により故障してしまう場合がある。このような問題はテールゲートに限られた問題ではなく、車両に設けられる開閉体に共通する問題である。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、開閉体の非電動移動により発生する過電圧を抑制可能な開閉体制御装置を提供することである。

本発明の一態様は、電源装置からの電力を、車両の開口部を開閉する開閉体のモータに供給することで、前記開閉体を駆動する開閉体制御装置であって、前記電源装置と前記モータとの間に設けられているスイッチ部と、前記スイッチ部を導通状態又は遮断状態に制御する制御部と、前記スイッチ部が遮断状態で、前記開閉体が外力により動かされたことにより発生した前記モータの発電電圧を所定の電圧に制限する電圧制限部と、前記発電電圧が前記所定の電圧に制限されている場合に、前記モータから出力される発電電流を検出する電流検出部と、を備え、前記制御部は、前記電流検出部が検出した前記発電電流に応じて前記スイッチ部を導通状態に制御することで、前記電源装置と前記モータとを電気的に接続し前記モータを制動し、前記モータの回転が所定の回転数を下回った場合には、前記スイッチ部を遮断状態に制御することで、前記電源装置と前記モータとの電気的な接続を遮断する開閉体制御装置である。

本発明の一態様は、上述の開閉体制御装置であって、前記制御部は、前記発電電流が検出された場合には、前記スイッチ部を導通状態に制御する。

本発明の一態様は、電源装置からの電力を、車両の開口部を開閉する開閉体のモータに供給することで、前記開閉体を駆動する開閉体制御装置であって、前記電源装置と前記モータとの間に設けられているスイッチ部と、前記スイッチ部を導通状態または遮断状態に制御する制御部と、前記スイッチ部が遮断状態で、前記開閉体が外力により動かされたことにより発生した前記モータの発電電圧を所定の電圧に制限する電圧制限部と、前記発電電圧が前記所定の電圧に制限されている場合に、前記モータから出力される発電電流を検出する電流検出部と、を備え、前記制御部は、前記電流検出部が検出した前記発電電流に応じて前記スイッチ部を導通状態に制御することで、前記電源装置と前記モータとを電気的に接続し前記モータを制動し、所定の電流値以上の前記発電電流が所定の時間継続して検出された場合には、前記スイッチ部を導通状態に制御する開閉体制御装置である。

本発明の一態様は、電源装置からの電力を、車両の開口部を開閉する開閉体のモータに供給することで、前記開閉体を駆動する開閉体制御装置であって、前記電源装置と前記モータとの間に設けられているスイッチ部と、前記スイッチ部を導通状態または遮断状態に制御する制御部と、前記スイッチ部が遮断状態で、前記開閉体が外力により動かされたことにより発生した前記モータの発電電圧を所定の電圧に制限する電圧制限部と、前記発電電圧が前記所定の電圧に制限されている場合に、前記モータから出力される発電電流を検出する電流検出部と、を備え、前記制御部は、前記電流検出部が検出した前記発電電流に応じて前記スイッチ部を導通状態に制御することで、前記電源装置と前記モータとを電気的に接続し前記モータを制動し、前記発電電圧が前記所定の電圧に制限されてから前記電流検出部により検出された発電電流の積算値が所定値以上である場合には、前記スイッチ部を導通状態に制御する開閉体制御装置である。

本発明の一態様は、電源装置からの電力を、車両の開口部を開閉する開閉体のモータに供給することで、前記開閉体を駆動する開閉体制御装置であって、前記電源装置と前記モータとの間に設けられているスイッチ部と、前記スイッチ部を導通状態又は遮断状態を制御する制御部と、前記スイッチ部が遮断状態で、前記開閉体が外力により動かされたことにより発生した前記モータの発電電圧を所定の電圧に制限する電圧制限部と、前記発電電圧を検出する電圧検出部と、複数のスイッチングを備え、前記電源装置から供給される直流電圧を交流電圧に変換して前記モータに印加するインバータと、を備え、前記制御部は、前記電圧検出部が検出した発電電圧に応じて前記スイッチ部を導通状態に制御することで、前記電源装置と前記モータとを電気的に接続し前記モータを制動し、前記制御部は、前記スイッチ部を導通状態に制御した後に、前記モータの回転が所定の回転数を下回らない場合には、前記複数のスイッチングのうち、前記モータの発電電流が流れている還流ダイオードを有するスイッチング素子をオン状態に制御する開閉体制御装置である。

以上説明したように、本発明によれば、開閉体の非電動移動により発生する過電圧を抑制することができる。

第１の実施形態に係る開閉体制御装置４が搭載された車両１の例を示す斜視図である。第１の実施形態に係る開閉体制御装置４の概略構成の一例を示す図である。第１の実施形態に係る電流検出部１６のモータ電流の検出範囲を示す図である。第１の実施形態に係る開閉体制御装置４の処理の流れを示す図である。第１の実施形態に係る手動モードにおいて、電圧制限部１５がツェナー降伏した場合における発電電流の流れを示す図である。第１の実施形態に係る手動モードの場合において、スイッチ１２ｂがＯＮである状態の発電電流の流れを示す図である。第１の実施形態に係る開閉体制御装置４のスイッチ部１２に対する制御の効果を示す図である。第１の実施形態に係る開閉体制御装置４の処理における第１の変形例を示す図である。第１の実施形態に係る開閉体制御装置４の処理における第２の変形例を示す図である。第２の実施形態に係る開閉体制御装置４Ａが搭載された車両１の例を示す斜視図である。第２の実施形態に係る開閉体制御装置４Ａの概略構成の一例を示す図である。第２の実施形態に係る開閉体制御装置４の処理における第２の変形例を示す図である。第２の実施形態に係る開閉体制御装置４に係る手動モードにおいて、電圧制限部１５がツェナー降伏した場合における発電電流の流れを示す図である。第２の実施形態に係る手動モードの場合において、スイッチ１２がＯＮである状態の発電電流の流れを示す図である。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。なお、図面において、同一又は類似の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省く場合がある。

以下、本実施形態に係る開閉体制御装置を、図面を用いて説明する。なお、本実施形態では、車両に設けられる開閉体が車両のテールゲートである場合について説明するが、これに限定されず、例えば、スライドドアでもよい。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る開閉体制御装置４が搭載された車両１の例を示す斜視図である。図２は、第１の実施形態に係る開閉体制御装置４の概略構成の一例を示す図である。
図１に示すように、車両１には、アクチュエータ１００が備えられており、このアクチュエータは、第１の実施形態に係る開閉体制御装置４に駆動されることにより、例えば、車両１のテールゲート２を開閉する。テールゲート２は、車両１の車体後部に形成された開口部３に対し、開口部３の上部３ａに図示しないヒンジ機構を介して開閉可能に設けられている。

アクチュエータ１００は、車体側の開口部３の周囲とこの開口部３に開閉可能に設けられたテールゲート２との間に設けられている。アクチュエータ１００は、自装置に備えられたモータ５（駆動源）の駆動により軸方向に伸縮駆動されることによってテールゲート２を開閉動作させる。したがって、開閉体制御装置４は、このモータ５を回転駆動することで、テールゲート２の開閉を制御する。例えば、アクチュエータ１００は、開口部３の左右両側にそれぞれ設けられている。
モータ５は、一端が開閉体制御装置４の第１の出力端子４ａに接続され、他端が第２の出力端子４ｂに接続されている。

図２に示すように、回転センサ６は、モータ５の回転を検出する。例えば、回転センサ６は、ホールＩＣを備えた磁気式のロータリエンコーダである。例えば、回転センサ６は、モータ５に設けられているセンサマグネット（不図示）から受ける磁束密度の変化を検出する。回転センサ６は、検出した磁束密度の変化を電気信号として互いに位相が異なる２相（Ａ相及びＢ相）の検出信号を生成する。そして、回転センサ６は、各相の交番信号の値が予め設定された値を超えた（すなわち、回転センサ６が受ける磁界の強さが所定の強度を超えた）か否かで出力値がＨｉｇｈとＬｏｗに変化する２値のデジタル信号（パルス信号）に変換する。回転センサ６は、各相のパルス信号としてＡ相パルス信号とＢ相パルス信号とを検出信号として開閉体制御装置４に出力する。

以下に、第１の実施形態に係る開閉体制御装置４について、具体的に説明する。

図２に示すように、開閉体制御装置４は、インバータ１１、スイッチ部１２、第１駆動部１３、第２駆動部１４、電圧制限部１５、電流検出部１６、シャント抵抗１７、回転状態算出部１８及び制御部１９を備える。

インバータ１１は、電源装置７から供給される直流電圧を交流電圧に変換してモータ５に印加する。例えば、インバータ１１は、４つのスイッチング素子１１１〜１１４を備える。インバータ１１は、第２駆動部１４から供給される第１駆動信号及び第２駆動信号に基づいて、スイッチング素子１１１〜１１４の各々の導通状態と遮断状態とを切り替えてモータ５の回転数やトルクを制御する。ここで、例えば、電源装置７は、バッテリである。

インバータ１１は、上段のスイッチング素子１１１、１１２及び下段のスイッチング素子１１３、１１４を備える。第１の実施形態では、インバータ１１は、上段のスイッチング素子１１１、１１２及び下段のスイッチング素子１１３、１１４がＨブリッジ接続されて構成されている。具体的には、直列に接続されたスイッチング素子１１１、１１３と、直列に接続されたスイッチング素子１１２、１１４とは、電源装置７の高電位側と接地電位との間に並列に接続されている。また、スイッチング素子１１１とスイッチング素子１１３との接続点１３１には、第１の出力端子４ａを介して、モータ５の電源端子の一端が接続されている。スイッチング素子１１２とスイッチング素子１１４との接続点１３２には、第２の出力端子４ｂを介して、モータ５の電源端子の他端が接続されている。例えば、スイッチング素子１１１〜１１４は、ＦＥＴ（ＦｉｅｌｄＥｆｆｅｃｔｉｖｅＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ；電界効果トランジスタ）、又はＩＧＢＴ（ＩｎｓｕｌａｔｅｄＧａｔｅＢｉｐｏｌａｒＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ；絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）である。シャント抵抗１７は、インバータ１１とグランドとの間に設けられている。

また、各スイッチング素子１１１〜１１４は、各還流ダイオード１２１〜１２４と並列に接続されている。具体的には、スイッチング素子１１１は、還流ダイオード１２１と並列に接続されている。スイッチング素子１１２は、還流ダイオード１２２と並列に接続されている。スイッチング素子１１３は、還流ダイオード１２３と並列に接続されている。スイッチング素子１１４は、還流ダイオード１２４と並列に接続されている。

スイッチ部１２は、電源装置７とモータ５との間に設けられている。具体的には、スイッチ部１２は、電源装置７と、モータ５に接続されたインバータ１１との間に設けられている。例えば、スイッチ部１２は、コイル１２ａに入力される入力信号によりスイッチ１２ｂの開閉を行う、いわゆるリレーである。第１の実施形態では、コイル１２ａの一端が駆動電源８に接続され、他端が第１駆動部１３に接続されている。スイッチ１２ｂは、一端が電源装置７の出力に接続されており、他端がスイッチング素子１１１のドレイン端子及び電圧制限部１５に接続されている。

第１駆動部１３は、スイッチ部１２の導通状態又は遮断状態を制御することで、電源装置７とモータ５とを電気的に接続又はその接続を遮断する。具体的には、第１駆動部１３は、スイッチ部１２を導通状態にすることを示す導通状態移行信号を制御部１９から取得した場合には、コイル１２ａの他端をグランドに接続することで、駆動電源８からスイッチ部１２に電流（入力信号）を流す。これより、スイッチ部１２は、導通状態となる。したがって、電源装置７とインバータ１１とが電気的に接続される。ここで、インバータ１１とモータ５とは電気的に接続されている。したがって、スイッチ部１２が導通状態となることで、電源装置７とモータ５とが電気的に接続される。

一方、第１駆動部１３は、スイッチ部１２を遮断状態にすることを示す遮断状態移行信号を制御部１９から取得した場合には、コイル１２ａの他端とグランドとの接続を解除する。これより、駆動電源８からスイッチ部１２に電流が流れなくなるため、スイッチ部１２は、遮断状態となる。これにより、電源装置７とインバータ１１との電気的な接続が解除される。すなわち、スイッチ部１２が遮断状態となることで、電源装置７とモータ５との電気的な接続が解除される。

ここで、通常、開閉体制御装置４は、モータ５により電動でテールゲート２を開閉する電動モードである場合には、スイッチ部１２を導通状態にする。また、開閉体制御装置４は、テールゲート２を手動で開閉可能とする手動モードである場合には、スイッチ部１２を遮断状態にする。

電圧制限部１５は、電源装置７とモータ５との接続が遮断されている場合に、モータ５が外力により回転することで発生するモータ５の発電電圧を所定の電圧（以下、「閾値電圧」という。）Ｅ_ｚに制限する。モータ５が外力により回転する場合とは、例えば、ユーザによりテールゲート２が開閉される等、テールゲート２の非電動移動によりモータ５が回転する場合である。例えば、電圧制限部１５は、ツェナーダイオードである。電圧制限部１５がツェナーダイオードである場合には、このツェナーダイオードは、アノードがグランドに接続され、カソードがスイッチ部１２とインバータ１１との間に接続される。ツェナーダイオードは、逆方向に電圧が印加されると、閾値電圧Ｅ_ｚでツェナー降伏し、流れる電流値にかかわらず一定の電圧が得られるものである。したがって、スイッチ部１２とインバータ１１との間に印加される電圧が閾値電圧Ｅ_ｚを超えた場合には、ツェナーダイオードはツェナー降伏する。ツェナーダイオードは、ツェナー降伏すると、カソードからアノードに向かって電流が流れる。以下の説明では、電圧制限部１５がツェナーダイオードである場合について、説明する。

電流検出部１６は、モータ５に流れる電流を検出する検出部である。例えば、電流検出部１６は、モータ５に流れる電流の経路上に設けられたシャント抵抗１７の両端の電位差を検出する。電流検出部１６は、シャント抵抗の両端の電位差に基づいて実際にモータ５に流れるモータ５に流れる電流値（「以下、モータ電流」という。）を検出する。電流検出部１６は、検出したモータ電流を制御部１９に出力する。

具体的には、開閉体制御装置４は、電動モードである場合には、電源装置７からスイッチ部１２を経由してモータ５に流れる電流をモータ電流として検出する。一方、開閉体制御装置４は、手動モードである場合において、電圧制限部１５によりモータ５の発電電圧が閾値電圧Ｅ_ｚに制限された場合には、モータ５から出力される発電電流をモータ電流として検出する。具体的には、開閉体制御装置４は、手動モードである場合において、電圧制限部１５がツェナー降伏することで、カソードからアノードに流れる発電電流をモータ電流として検出する。なお、電流検出部１６は、ホール素子や電流検出コイルなどを用い、電磁的な原理に基づいてモータ電流を検出してもよい。
なお、電流検出部１６において検出するモータ電流の向きは、電動モードと手動モードとは逆になる。したがって、電流検出部１６のモータ電流の検出範囲は、図３に示すように、正のモータ電流と負のモータ電流とが検出可能に設定されるため、逆向きの電流の向きも検出可能になる。

回転状態算出部１８は、回転センサ６から供給される検出信号に基づいてモータ５の回転状態を算出する。第１の実施形態では、回転状態は回転数であるが、これに限定されず、回転速度でもよいし、角速度でもよい。回転状態算出部１８は、算出した回転数を制御部１９に出力する。

制御部１９は、テールゲート２を開閉することを示す開閉操作信号を外部から取得した場合には、第１駆動部１３に導通状態移行信号を出力することで、スイッチ部１２を導通状態とする。そして、制御部１９は、テールゲート２を開動作又は閉動作させる第１駆動信号をインバータ１１に出力することで、インバータ１１をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御する。例えば、制御部１９は、モータ５を正回転させる場合には、スイッチング素子１１１とスイッチング素子１１４とをそれぞれ導通状態にするようにインバータ１１をＰＷＭ制御することで、モータ５を正回転させ、テールゲート２を開動作させる。また、制御部１９は、モータ５を逆回転させる場合には、スイッチング素子１１２とスイッチング素子１１３とをそれぞれ導通状態にするようにインバータ１１をＰＷＭ制御することで、モータ５を逆回転させ、テールゲート２を閉動作させる。
一方、制御部１９は、開閉操作信号を外部から取得しない場合には、第１駆動部１３に遮断状態移行信号を出力することでスイッチ部１２を遮断状態にするとともに、第１駆動信号及び第２駆動信号を出力しない。すなわち、制御部１９は、インバータ１１をＰＷＭ制御しない。

また、制御部１９は、スイッチ部１２が遮断状態である場合において、電流検出部１６により発電電流が検出されたことに応じてスイッチ部１２を導通状態に制御することで、電源装置７とモータ５とを電気的に接続する。例えば、制御部１９は、スイッチ部１２が遮断状態である場合において、発電電流が検出された場合には、スイッチ部１２を導通状態に制御する。これにより、制御部１９は、モータ５の発電電圧（スイッチ部１２及びインバータ１１の接続点と、グランドと、の間の電圧）が電源装置７の電源電圧Ｅ_Ｂaｔｔ以上になることを抑制する。なお、この電源電圧Ｅ_Ｂaｔｔは、閾値電圧Ｅ_ｚよりも低い値となる。したがって、例えば、外力によりモータ５が回転することで閾値電圧Ｅ_ｚを超える発電電圧が発生する場合には、その発電電圧は、閾値電圧Ｅ_ｚ以下に抑制され、所定の時間後に電源電圧Ｅ_Ｂaｔｔとなる。例えば、この所定の時間とは、電流検出部１６により発電電流が検出されてからスイッチ部１２が導通状態になるまでの時間である。この場合には、スイッチ部１２が導通状態になると、発電電圧は電源電圧Ｅ_Ｂaｔｔとなるため、電圧制限部１５によるツェナー降伏が停止される。すなわち、電圧制限部１５がツェナー降伏することでカソードからアノードに発電電流が流れる時間が上記所定の時間に限られる。これにより、電圧制限部１５において消費される消費電力が削減可能となるため、より低い容量値の電圧制限部１５を用いることが可能となる。したがって、部品コストを削減できる。

制御部１９は、モータ５の回転が所定の回転数を下回った場合には、スイッチ部１２を遮断状態に制御することで、電源装置７とモータ５との電気的な接続を遮断する。具体的には、制御部１９は、発電電流が検出されたことに応じてスイッチ部１２を導通状態に制御した場合において、回転状態算出部１８により算出されたモータ５の回転数が所定の回転数未満になった場合には、第１駆動部１３に遮断状態移行信号を出力することで、スイッチ部１２を遮断状態に制御する。このように、制御部１９は、発電電圧が開閉体制御装置４の内部部品に影響を及ぼさない程度に低い電圧になったことをモータ５の回転数に基づいて検出し、スイッチ部１２を手動モードにおける通常の状態（遮断状態）に戻す。

以下に、第１の実施形態に係る開閉体制御装置４の手動モードの処理について、図４〜図６を用いて説明する。図４は、第１の実施形態に係る開閉体制御装置４の処理の流れを示す図である。図５は、第１の実施形態に係る電圧制限部１５がツェナー降伏した場合における発電電流の流れを示す図である。図６は、第１の実施形態に係る手動モードの場合において、発電電流の流れを示す図である。

制御部１９は、テールゲート２が自動操作中に停止したときに第１駆動部１３に遮断状態移行信号を出力することで、スイッチ部１２を遮断状態にする。その後でユーザによりテールゲート２が手動で操作されると、モータ５による発電電圧が発生する。インバータ１１は、モータ５の両端に接続されているため、インバータ１１に発電電圧が印加されることになる。

電圧制限部１５（第１の実施形態ではツェナーダイオード）は、発電電圧が閾値電圧Ｅ_ｚ以上になると、インバータ１１に印加される発電電圧を閾値電圧Ｅ_ｚに制限する。この場合に、電圧制限部１５は、ツェナー降伏しているため、カソードからアノードに発電電流が流れる。したがって、図５に示すように、モータ５の他端から出力された発電電流は、還流ダイオード１２２、電圧制限部１５、シャント抵抗１７及び還流ダイオード１２３を順に通る経路Ｐ１を通り、モータ５の一端に戻る。

図４に示すように、制御部１９は、電流検出部１６により発電電流が検出されたか否かを判定する（ステップＳ１０１）。制御部１９は、電流検出部１６により上記経路Ｐ１を通る発電電流が検出された場合には、第１駆動部１３に導通状態移行信号を出力することで、スイッチ部１２を導通状態にする（ステップＳ１０２）。これにより、図６に示すように、モータ５の他端から出力された発電電流は、還流ダイオード１２２、スイッチ部１２、電源装置７、シャント抵抗１７、及び還流ダイオード１２３を順に通る経路Ｐ２を通り、モータ５の一端に戻る。したがって、インバータ１１に印加された発電電圧は、電源電圧Ｅ_Ｂaｔｔ以下に制限される。

図４に戻り、制御部１９は、モータ５の回転が所定の回転数以下か否かを判定する（ステップＳ１０３）。制御部１９は、モータ５の回転が所定の回転数以下であると判定した場合には、第１駆動部１３に遮断状態移行信号を出力することで、スイッチ部１２を遮断状態にする（ステップＳ１０４）。

上述したように、第１の実施形態に係る開閉体制御装置４は、電源装置７とモータ５との接続が遮断されている場合に、モータ５が外力により回転することで発生するモータ５の発電電圧を所定の電圧（閾値電圧Ｅ_ｚ）に制限する。そして、開閉体制御装置４は、発電電圧を所定の電圧（閾値電圧Ｅ_ｚ）に制限している場合に、モータ５から出力される発電電流を検出したことに応じてスイッチ部１２を導通状態に制御する。これにより、開閉体制御装置４は、テールゲート２の非電動移動を検出してからスイッチ部１２が導通状態になるまでに時間遅れが生じる場合であっても、テールゲート２の非電動移動により発生する過電圧を抑制することができる。

また、電圧制限部１５を設けず、スイッチ部１２を導通状態にさせることで発電電圧を制限する従来の方法では、スイッチ部１２を導通状態にすることで電源装置７の電源電圧Ｅ_Ｂaｔｔ以上の発電に対して手動操作荷重が重くなる。そのため、従来の方法では、手動操作速度が速くない手動操作（図７に示すＶ_１ｍａｘからＶ_２ｍａｘまでの間の手動操作速度の手動操作）までも抑制してしまう可能性がある。第１の実施形態の開閉体制御装置４は、電源電圧Ｅ_Ｂaｔｔよりも高い閾値電圧Ｅ_ｚで発電電圧を制限した後、発電電流を検出した場合にはスイッチ部１２を導通状態にする。これにより、図７に示すように、開閉体制御装置４は、従来と比較して、手動操作荷重が重くならない範囲を広く設定することができるため、手動操作速度が速くない手動操作（図７に示すＶ_１ｍａｘからＶ_２ｍａｘまでの間の手動操作速度の手動操作）を抑制することを防止することができる。また、上述の開閉体制御装置４は、発電電流を検出した場合にはスイッチ部１２を導通状態にすることで、ツェナー降伏を停止させ電圧制限部１５に発電電流が流れないように制御する。これにより、電圧制限部１５の消費電力を低減することができるため、より低い容量値の電圧制限部１５を用いることができる。

また、上述の実施形態において、制御部１９は、スイッチ部１２が遮断状態である場合において、発電電流が検出された場合には、スイッチ部１２を導通状態に制御する例について説明したが、これに限定されない。例えば、図８に示すように、制御部１９は、スイッチ部１２が遮断状態である場合において、所定の電流値（規定電流）以上の発電電流が所定の時間（規定時間）継続して検出された否かを判定し（ステップＳ２０１）、規定電流以上の発電電流が規定時間継続して検出された場合には、スイッチ部１２を導通状態に制御してもよい（ステップＳ２０２）。なお、この規定電流及び規定時間は、例えば、予め設定されるものであって、電圧制限部１５の消費電力や温度特性に応じて設定されてもよい。このように、制御部１９は、規定電流以上の発電電流が規定時間継続して検出された場合には、スイッチ部１２を導通状態に制御することで、電圧制限部１５に発電電流が流れることを防止する。これにより、制御部１９は、テールゲート２の非電動移動により発生する過電圧を電源電圧Ｅ_Ｂaｔｔ以下に抑制し、且つ電圧制限部１５に長時間規定値以上の発電電流が流れることで電圧制限部１５の温度が上昇し、熱暴走することを防止することができる。

また、上述の実施形態において、制御部１９は、スイッチ部１２が遮断状態である場合において、発電電流が検出された場合には、スイッチ部１２を導通状態に制御する例について説明したが、これに限定されない。例えば、図９に示すように、制御部１９は、スイッチ部１２が遮断状態である場合において、発電電圧が電圧制限部１５により所定の電圧（閾値電圧Ｅ_ｚ）に制限されてから電流検出部１６により検出された発電電流の積算値が所定値以上であるか否を判定する（ステップＳ３０１）。そして、制御部１９は、その積算値が所定値以上であると判定した場合には、スイッチ部１２を導通状態に制御してもよい（ステップＳ３０２）。なお、この所定値は、例えば、予め設定されるものであって、電圧制限部１５の消費電力や温度特性に応じて設定されてもよい。このように、制御部１９は、発電電流の積算値が所定値以上である場合には、スイッチ部１２を導通状態に制御することで、電圧制限部１５に発電電流が流れることを防止する。これにより、制御部１９は、テールゲート２の非電動移動により発生する過電圧を電源電圧Ｅ_Ｂaｔｔ以下に抑制し、且つ電圧制限部１５に所定値以上の発電電流が流れることで電圧制限部１５の温度が上昇し、熱暴走することを防止することができる。

（第２の実施形態）
図１０は、第２の実施形態に係る開閉体制御装置４Ａが搭載された車両１の例を示す斜視図である。図１１は、第２の実施形態に係る開閉体制御装置４Ａの概略構成の一例を示す図である。

第２の実施形態に係る開閉体制御装置４Ａの構成は、第１の実施形態と比較して、電圧検出部を備えている点で異なる。

以下に、第２の実施形態に係る開閉体制御装置４Ａについて、具体的に説明する。
図１１に示すように、開閉体制御装置４Ａは、インバータ１１、スイッチ部１２、第１駆動部１３、第２駆動部１４、電圧制限部１５、電流検出部１６、シャント抵抗１７、回転状態算出部１８、電圧検出部２０、及び制御部１９Ａを備える。

電圧検出部２０は、スイッチ１２ｂの他端と、電圧制限部１５（ツェナーダイオード）のカソードとの間の電圧、すなわち発電電圧を検出する検出部である。電圧検出部２０は、検出した電圧を制御部１９に出力する。

制御部１９Ａは、第１の実施形態に係る制御部１９と同様の機能を有する。
また、制御部１９は、スイッチ部１２が遮断状態である場合において、電圧検出部２０が検出した電圧値に応じてスイッチ部１２を導通状態に制御することで、電源装置７とモータ５とを電気的に接続する。

例えば、制御部１９Ａは、スイッチ部１２が遮断状態である場合において、電圧検出部２０が検出した発電電圧が所定の規定電圧以上である場合には、スイッチ部１２を導通状態に制御する。この規定電圧とは、閾値電圧Ｅ_ｚ相当の電圧である。これにより、制御部１９は、モータ５の発電電圧が電源装置７の電源電圧Ｅ_Ｂaｔｔ以上になることを抑制する。なお、この電源電圧Ｅ_Ｂaｔｔは、閾値電圧Ｅ_ｚよりも低い値となる。したがって、例えば、外力によりモータ５が回転することで閾値電圧Ｅ_ｚを超える発電電圧が発生する場合には、その発電電圧は、閾値電圧Ｅ_ｚ以下に抑制され、所定の時間後に電源電圧Ｅ_Ｂaｔｔとなる。例えば、この所定の時間とは、電圧検出部２０により発電電圧が検出されてからスイッチ部１２が導通状態になるまでの時間である。この場合には、スイッチ部１２が導通状態になると、発電電圧は電源電圧Ｅ_Ｂaｔｔとなるため、電圧制限部１５によるツェナー降伏が停止される。すなわち、電圧制限部１５がツェナー降伏することでカソードからアノードに発電電流が流れる時間が上記所定の時間に限られる。これにより、電圧制限部１５において消費される消費電力が削減可能となるため、より低い容量値の電圧制限部１５を用いることが可能となる。したがって、部品コストを削減できる。

制御部１９は、モータ５の回転が所定の回転数を下回った場合には、スイッチ部１２を遮断状態に制御することで、電源装置７とモータ５との電気的な接続を遮断する。具体的には、制御部１９は、スイッチ部１２を導通状態に制御した場合において、回転状態算出部１８により算出されたモータ５の回転数が所定の回転数未満になった場合には、第１駆動部１３に遮断状態移行信号を出力することで、スイッチ部１２を遮断状態に制御する。このように、制御部１９は、発電電圧が開閉体制御装置４の内部部品に影響を及ぼさない程度に低い電圧になったことをモータ５の回転数に基づいて検出し、スイッチ部１２を手動モードにおける通常の状態（遮断状態）に戻す。

以下に、第２の実施形態に係る開閉体制御装置４Ａの手動モードの処理について、図１２〜図１４を用いて説明する。図１２は、第２の実施形態に係る開閉体制御装置４Ａの処理の流れを示す図である。図１３は、第２の実施形態に係る電圧制限部１５がツェナー降伏した場合における発電電流の流れを示す図である。図１４は、第２の実施形態に係る手動モードの場合において、スイッチ１２ｂがＯＮである状態の発電電流の流れを示す図である。

制御部１９Ａは、テールゲート２が自動操作中に停止したときに第１駆動部１３に遮断状態移行信号を出力することで、スイッチ部１２を遮断状態にする。その後でユーザによりテールゲート２が手動で操作されると、モータ５による発電電圧が発生する。インバータ１１は、モータ５の両端に接続されているため、インバータ１１に発電電圧が印加されることになる。

電圧制限部１５（第２の実施形態ではツェナーダイオード）は、発電電圧が閾値電圧Ｅ_ｚ以上になると、インバータ１１に印加される発電電圧を閾値電圧Ｅ_ｚに制限する。この場合に、電圧制限部１５は、ツェナー降伏しているため、カソードからアノードに発電電流が流れる。したがって、図１３に示すように、モータ５の他端から出力された発電電流は、還流ダイオード１２２、電圧制限部１５、シャント抵抗１７及び還流ダイオード１２３を順に通る経路Ｐ３を通り、モータ５の一端に戻る。

図１２に示すように、制御部１９Ａは、電圧検出部２０により検出された発電電圧が規定電圧以上であるか否かを判定する（ステップＳ４０１）。
制御部１９Ａは、電圧検出部２０により検出された発電電圧が規定電圧以上である場合には、第１駆動部１３に導通状態移行信号を出力することで、スイッチ部１２を導通状態にする（ステップＳ４０２）。これにより、図１４に示すように、モータ５の他端から出力された発電電流は、還流ダイオード１２２、スイッチ部１２、電源装置７、シャント抵抗１７、及び還流ダイオード１２３を順に通る経路Ｐ４を通り、モータ５の一端に戻る。したがって、インバータ１１に印加された発電電圧は、電源電圧Ｅ_Ｂaｔｔ以下に制限される。

図１２に戻り、制御部１９Ａは、モータ５の回転が所定の回転数以下か否かを判定する（ステップＳ４０３）。制御部１９Ａは、モータ５の回転が所定の回転数以下であると判定した場合には、第１駆動部１３に遮断状態移行信号を出力することで、スイッチ部１２を遮断状態にする（ステップＳ４０４）。

上述したように、第２の実施形態に係る開閉体制御装置４Ａは、電源装置７とモータ５との接続が遮断されている場合に、モータ５が外力により回転することで発生するモータ５の発電電圧を所定の電圧（閾値電圧Ｅ_ｚ）に制限する。そして、開閉体制御装置４Ａは、発電電圧を所定の電圧（閾値電圧Ｅ_ｚ）に制限している場合に、モータ５から出力される発電電圧を検出したことに応じてスイッチ部１２を導通状態に制御する。これにより、テールゲート２の非電動移動を検出してからスイッチ部１２が導通状態になるまでに時間遅れが生じる場合であっても、テールゲート２の非電動移動により発生する過電圧を抑制することができる。

また、第２の実施形態に係る開閉体制御装置４Ａは、仕様等により電流検出部１６を設けられない場合や電流検出部１６にて発電電流が流れる方向が検出できない場合において、電圧検出部２０の検出結果に応じてスイッチ部１２を導通状態に制御することができる。

また、上述の第２の実施形態において、制御部１９Ａは、発電電圧が規定電圧以上である場合に、スイッチ部１２を導通状態に制御する例について説明したが、これに限定されない。例えば、制御部１９Ａは、スイッチ部１２が遮断状態である場合において、ステップＳ４０１において、発電電圧が規定電圧以上である時間が所定の時間（規定時間）継続した場合にスイッチ部１２を導通状態に制御してもよい。この場合には、ステップＳ４０１において、制御部１９Ａは、発電電圧が規定電圧以上である時間が所定の時間（規定時間）継続したか否かを判定することになる。これにより、制御部１９Ａは、テールゲート２の非電動移動により発生する過電圧を電源電圧Ｅ_Ｂaｔｔ以下に抑制し、且つ電圧制限部１５に長時間規定値以上の発電電流が流れることで電圧制限部１５の温度が上昇し、熱暴走することを防止することができる。

また、上述の第２の実施形態において、電流検出部１６が不用である場合には、開閉体制御装置４Ａの構成から電流検出部１６を省略してもよい。その場合には、制御部１９Ａにおいて電流検出部１６の検出結果に関連する機能を省略してもよい。

次に、第１の実施形態に係る開閉体制御装置４の変形例について、説明する。ただし、以下に示す変形例は、第２の実施形態に係る開閉体制御装置４Ａにも適用できる。
以下に示す変形例は、ステップＳ１０３において、モータ５の回転が所定の回転数以下ではないと判定した場合における開閉体制御装置４Ａの動作の変形例である。

（変形例１）
制御部１９は、ステップＳ１０３において、モータ５の回転が所定の回転数以下ではないと判定した場合には、モータ５の回転方向に基づいて、発電電流が流れている方向（発電電流方向）が正又は負のいずれかであるかを判定する。そして、制御部１９は、判定した発電電流方向から、スイッチング素子１１１〜１１４のうち、発電電流が流れている二つのスイッチング素子を選択する。そして、制御部１９は、その選択した二つのスイッチング素子をオン状態に制御する。例えば、図５において、制御部１９は、ステップＳ１０３において、モータ５の回転が所定の回転数以下ではないと判定している場合には、スイッチング素子１１２及びスイッチング素子１１３をオン状態に制御する。
これにより、スイッチ部１２が導通状態において、制御部１９は、経路Ｐ１を流れる発電電流により還流ダイオード１２２，１２３が発熱して故障してしまうことを抑制することができる。
制御部１９は、選択した二つのスイッチング素子を常にオン状態に制御している場合に、モータ５の回転が所定の回転数以下と判定した場合には、第１駆動部１３に遮断状態移行信号を出力することで、スイッチ部１２を遮断状態にする（ステップＳ１０４）。そして、制御部１９は、選択した二つのスイッチング素子を常にオン状態にする制御を停止する。

なお、変形例１において、制御部１９は、選択した二つのスイッチング素子を常にオン状態に制御しなくてもよい。例えば、制御部１９は、選択した二つのスイッチング素子を交互にオン状態に制御してもよい。これにより、制御部１９は、ステップＳ１０４において、スイッチ部１２を遮断状態にするタイミングが遅くても、モータ５が駆動することを確実に防止することができる。

（変形例２）
制御部１９は、ステップＳ１０３において、モータ５の回転が所定の回転数以下ではないと判定している場合には、インバータ１１において、上アームのスイッチング素子１１１，１１２のオン状態に制御する。これにより、制御部１９は、モータ５の両端を短絡させてモータ５に対して制動させる。これにより、制御部１９は、モータ５による発電を抑制し、還流ダイオード１２２，１２３が発熱して故障してしまうことを抑制することができる。
制御部１９は、上アームのスイッチング素子１１１，１１２をオン状態に制御している場合に、モータ５の回転が所定の回転数以下と判定した場合には、第１駆動部１３に遮断状態移行信号を出力することで、スイッチ部１２を遮断状態にする（ステップＳ１０４）。そして、制御部１９は、上アームのスイッチング素子１１１，１１２をオン状態にする制御を停止する。

なお、変形例１において、制御部１９は、上アームのスイッチング素子１１１，１１２を常にオン状態に制御しなくてもよい。例えば、制御部１９は、上アームのスイッチング素子１１１，１１２を交互にオン状態に制御してもよい。これにより、制御部１９は、上アームのスイッチング素子１１１，１１２を常にオン状態に制御する場合に比べて、モータ５に対して滑らかなブレーキを与えることができる。これにより、急にブレーキが重くなるのを抑制することができる。

上述したように本実施形態に係る制御部は、モータ５の発電電力に応じてスイッチ部１２を導通状態に制御することで、電源装置７とモータ５とを電気的に接続する。これにより、制御部は、テールゲート２の非電動移動により発生する過電圧を電源電圧Ｅ_Ｂaｔｔ以下に抑制し、且つ電圧制限部１５に所定値以上の発電電流が流れることで電圧制限部１５の温度が上昇し、熱暴走することを防止することができる。この上記発電電力は、発電電流及び発電電圧の少なくともいずれかを含む。

上述した実施形態における制御部１９，制御部１９Ａをコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

上記の開閉体制御装置によれば、開閉体の非電動移動により発生する過電圧を抑制することができる。

１車両
２テールゲート
３開口部
４開閉体制御装置
５モータ（駆動源）
７電源装置
１１インバータ
１２スイッチ部
１３第１駆動部
１４第２駆動部
１５電圧制限部
１６電流検出部
１７シャント抵抗
１８回転状態算出部
１９制御部

Claims

電源装置からの電力を、車両の開口部を開閉する開閉体のモータに供給することで、前記開閉体を駆動する開閉体制御装置であって、
前記電源装置と前記モータとの間に設けられているスイッチ部と、
前記スイッチ部を導通状態又は遮断状態に制御する制御部と、
前記スイッチ部が遮断状態で、前記開閉体が外力により動かされたことにより発生した前記モータの発電電圧を所定の電圧に制限する電圧制限部と、
前記発電電圧が前記所定の電圧に制限されている場合に、前記モータから出力される発電電流を検出する電流検出部と、
を備え、
前記制御部は、前記電流検出部が検出した前記発電電流に応じて前記スイッチ部を導通状態に制御することで、前記電源装置と前記モータとを電気的に接続し前記モータを制動し、前記モータの回転が所定の回転数を下回った場合には、前記スイッチ部を遮断状態に制御することで、前記電源装置と前記モータとの電気的な接続を遮断する開閉体制御装置。
前記制御部は、前記発電電流が検出された場合には、前記スイッチ部を導通状態に制御する請求項１に記載の開閉体制御装置。
電源装置からの電力を、車両の開口部を開閉する開閉体のモータに供給することで、前記開閉体を駆動する開閉体制御装置であって、
前記電源装置と前記モータとの間に設けられているスイッチ部と、
前記スイッチ部を導通状態または遮断状態に制御する制御部と、
前記スイッチ部が遮断状態で、前記開閉体が外力により動かされたことにより発生した前記モータの発電電圧を所定の電圧に制限する電圧制限部と、
前記発電電圧が前記所定の電圧に制限されている場合に、前記モータから出力される発電電流を検出する電流検出部と、
を備え、
前記制御部は、前記電流検出部が検出した前記発電電流に応じて前記スイッチ部を導通状態に制御することで、前記電源装置と前記モータとを電気的に接続し前記モータを制動し、所定の電流値以上の前記発電電流が所定の時間継続して検出された場合には、前記スイッチ部を導通状態に制御する開閉体制御装置。
電源装置からの電力を、車両の開口部を開閉する開閉体のモータに供給することで、前記開閉体を駆動する開閉体制御装置であって、
前記電源装置と前記モータとの間に設けられているスイッチ部と、
前記スイッチ部を導通状態または遮断状態に制御する制御部と、
前記スイッチ部が遮断状態で、前記開閉体が外力により動かされたことにより発生した前記モータの発電電圧を所定の電圧に制限する電圧制限部と、
前記発電電圧が前記所定の電圧に制限されている場合に、前記モータから出力される発電電流を検出する電流検出部と、
を備え、
前記制御部は、前記電流検出部が検出した前記発電電流に応じて前記スイッチ部を導通状態に制御することで、前記電源装置と前記モータとを電気的に接続し前記モータを制動し、前記発電電圧が前記所定の電圧に制限されてから前記電流検出部により検出された発電電流の積算値が所定値以上である場合には、前記スイッチ部を導通状態に制御する開閉体制御装置。
電源装置からの電力を、車両の開口部を開閉する開閉体のモータに供給することで、前記開閉体を駆動する開閉体制御装置であって、
前記電源装置と前記モータとの間に設けられているスイッチ部と、
前記スイッチ部を導通状態又は遮断状態を制御する制御部と、
前記スイッチ部が遮断状態で、前記開閉体が外力により動かされたことにより発生した前記モータの発電電圧を所定の電圧に制限する電圧制限部と、
前記発電電圧を検出する電圧検出部と、
複数のスイッチングを備え、前記電源装置から供給される直流電圧を交流電圧に変換して前記モータに印加するインバータと、
を備え、
前記制御部は、前記電圧検出部が検出した発電電圧に応じて前記スイッチ部を導通状態に制御することで、前記電源装置と前記モータとを電気的に接続し前記モータを制動し、
前記制御部は、前記スイッチ部を導通状態に制御した後に、前記モータの回転が所定の回転数を下回らない場合には、前記複数のスイッチングのうち、前記モータの発電電流が流れている還流ダイオードを有するスイッチング素子をオン状態に制御する開閉体制御装置。